JP2015520708A - プル起動の泡ポンプ、ディスペンサ及び再充てんユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】泡ディスペンサ・システム、ポンプ及び再充てんユニットがここで開示されている。泡ディスペンサ・システムを再充てんする再充てんユニットは、泡立ち可能な液体サプライを保持する容器とその容器に接続される泡ポンプを含む。前記ポンプは、簡単かつ安価なバルブ配置と相まって液をポンプを通じて移動し泡を生成する。例えば、液体泡ポンプは、ハウジングと双方向へ移動するバルブ柄を含むこともできる。バルブ柄は、入口液流路と液体を混合器へと運ぶ出口液流路を備える。加えて、移動可能なバルブ本体は、バルブ柄によって第一の方向へバルブ本体を第一のポジションへ移動し液入口流路を開き、第二の方向へ移動可能でバルブ本体を第二のポジションへ移動し出口液流路を開く。
Description
本発明は、概して、泡ディスペンサ(dispenser)システムに関し、特に、プル(Pull:引き)起動の泡ポンプとこれらの泡ポンプに使用される使い捨ての再充てん/交換ユニット(unit)に関する。
<関連出願>
本出願は2013年3月8日に出願された米国特許出願第13/791,225号「プル起動の泡ポンプ、ディスペンサ及び再充てんユニット」;及び2012年5月9日に仮出願された米国特許出願第61/644,699号「プル起動の泡ポンプ」の優先権とその利益を主張し、当該米国出願の内容は本出願に組み込まれたものとする。
本出願は2013年3月8日に出願された米国特許出願第13/791,225号「プル起動の泡ポンプ、ディスペンサ及び再充てんユニット」;及び2012年5月9日に仮出願された米国特許出願第61/644,699号「プル起動の泡ポンプ」の優先権とその利益を主張し、当該米国出願の内容は本出願に組み込まれたものとする。
液体石鹸及び衛生ディスペンサ等の液体ディスペンサ・システムは、ディスペンサの作動と同時に所定の量の液体をユーザーに供給する。加えて、時として液体を泡の形態でディスペンスすることが望まれ、例えば、液体に空気を射出し液体と空気をミックスした泡状の液体と空気のバブルを生成する。一般的に言って、ポンピング動作に必要なスペース及びディスペンサ・システム内の泡生成機構のスペースを減ずることは好ましい。これは、液体を貯めておく利用可能なスペースを最大化するし、他の利益もある。
泡ディスペンサ・システム及び泡ディスペンサに使用するポンプがここで開示される。一つの実施形態では、泡ディスペンサに再充てんする再充てんユニットは、泡となる液体の供給品を保持する容器及び容器に結合された泡ポンプを含む。対応する製造方法も提供されている。
液体泡ポンプは、ハウジング及び双方向に動くバルブ柄を含んでもよい。バルブ柄は液体流入路を備え、液体のミキシング(mixing:混合)への流出路を備える。加えて、可動のバルブ本体は、バルブ柄によって第一の方向へ移動可能であり、バルブ本体を第一のポジションに移動させ、液体流入路を開き、第二の方向に移動可能であり、バルブ本体を第二のポジションに移動させ、液体流出路を開く。
液体泡ポンプは、ポンプ本体及び少なくとも一部がここで提供されるポンプ本体に内に配置されるバルブ柄部を含む。バルブ柄部は、長軸に沿ってポンプ本体内を第一及び第二の方向の反対方向に動く。バルブ柄部は、その中に液体流路を備え、ポンプ本体の少なくとも一部に定義されている液体充填チャンバー(室)を入り口として、バルブ柄部内に定義されているミキシング・チャンバーへと伸びている。第一ディスクであって、バルブ柄部に結合され、第一のディスク中を又はこれを通過する少なくとも一つのポンプ本体内の液体流路を含むものが提供される。加えて、ポンプは、バルブ柄部に結合されてフレキシブルな(flexible:曲げやすく柔軟な)部品であって、第一のディスクとバルブ柄の液体流路入口との間に位置するものを含む。フレキシブルな部品は、バルブ柄部に関し、第一のポジションと第二のポジションの間を曲がり、第一のポジションでは、フレキシブル部品は、第一のディスク液体流路を開き、バルブ柄液体流路を閉じ、第二のポジションでは、フレキシブル部品は、第一のディスク液体流路を閉じ、バルブ柄液体流路を開く。バルブ柄部の第一の方向の動作は、フレキシブル部品を第一のポジションへ移動させ、バルブ柄の第二の方向への動作は、フレキシブル部品を第二のポジションへ移動させる。
液体入口のある液体充填チャンバー及びそれを通して液体が液体充填チャンバーへ入る第一のバルブを含む液体泡ポンプがここで開示されている。液体ポンプは、液体出口及びそれを通して液体が液体充填チャンバーより出る第二のバルブを含む。液体充填チャンバーの液体出口からの液体を受入れる液体入口を備えるミキシング・チャンバーが供給され、圧縮空気源から圧縮空気を受入れる空気入口が供給され、液体と圧縮空気がミキシング・チャンバーで混合泡を生成する。泡ポンプは、泡を生成する混合物を受入れ、さらにエンハンシング(enhancing:強化する、より泡立たせる)媒体を含み、ここで、このエンハンシング媒体を通過するときに泡を生成する混合物の泡特性はエンハンス(enhance:強化、より泡立たせる)される。エンハンスされた泡生成混合物をディスペンスする出口ノズル及びポンプ動作の間にディスペンスされなかった泡がポンプ動作の完了後にドリップ(drip:滴り落ちる)しないサックバック(suck-back:吸い戻し)機構を含む。ディスペンサに再充てんユニットが設置されると、サックバック機構部は、泡液体ディスペンサ内に設置される空気ポンプ部を形成する。
このように、シンプルで経済的な泡ディスペンサ・システムがこのシステムで使用される再充てんユニットとともに提供される。
これら及び他の本発明の特徴と利点は、以下の記述と添付図面についてよりよく理解されるであろう、すなわち:
図1Aは、泡ポンプ100の初期注入時又は初期注入された状態での第一の代表的な実施形態の断面図を示す;
図1Bは、泡ポンプ100の図1Aの垂直方向から見た断面図である;
図2Aは、泡ポンプ100の中間注入状態での断面図を示す;
図2Bは、泡ポンプ100の図2Aの垂直方向から見た断面図である;
図3Aは、泡ポンプ100の最終注入状態での断面図を示す;
図3Bは、泡ポンプ100の図3Aの垂直方向から見た断面図である;
図4Aは、泡ポンプ100の中間注入状態での断面図を示す;
図4Aは、泡ポンプ100の中間注入状態での断面図を示す;
図4Bは、泡ポンプ100の図4Aの垂直方向から見た断面図である
図5Aは、泡ポンプ200の初期注入時又は初期注入された状態での第二の代表的な実施形態の断面図を示す;
図5Bは、泡ポンプ200の図5Aの垂直方向から見た断面図である;
図6Aは、泡ポンプ200の中間注入状態での断面図を示す;
図6Bは、泡ポンプ200の図6Aの垂直方向から見た断面図である;
図7Aは、泡ポンプ200の最終注入状態での断面図を示す;
図7Bは、泡ポンプ200の図7Aの垂直方向から見た断面図である;
図8Aは、泡ポンプ200の中間注入状態での断面図を示す;
図8Bは、泡ポンプ200の図8Aの垂直方向から見た断面図である;
図9は、泡ディスペンサ・システム50及び泡ポンプ300の初期注入時又は初期注入された状態での第三の代表的な実施形態の断面図を示す;
図10は、泡ディスペンサ・システム50及び泡ポンプ300の最終注入状態での側面図を示す;
図11は、泡ポンプ300の初期注入時又は初期注入された状態での断面図を示す;
図12は、泡ポンプ300の最終注入状態での断面図を示す;
図13は、泡ポンプ300の中間注入状態での断面図を示す;
図14は、泡ポンプ300の中間注入状態での断面図を示す;
図15は、泡ポンプ400の初期注入時又は初期注入された状態での第四の代表的な実施形態の断面図を示す;
図16は、泡ポンプ400の最終注入状態での断面図を示す;
図17は、泡ポンプ400の中間注入状態での断面図を示し及び;
図18は、泡ポンプ400の中間注入状態での断面図を示す。
図1A-1B、2A-2B, 3A-3B 及び 4A-4Bは、泡ディスペンス・システム(図示はしない)に使用される第一の代表的な実施形態である使い捨て可能な再充てんユニット10を示す。使い捨て可能な再充てんユニット10は、泡ポンプ100と結合されている容器12を含む。使い捨て可能な再充てんユニット10はディスペンス・システムのハウジング内に設置される場合もある。泡ディスペンサ・システムは、壁掛けシステムであったり、カンウンター据付システムであったり、場所から場所へ移動可能なポータブルシステムであったりとどのような他のディスペンサ・システムでもよい。
容器12は、液体貯蔵庫14を形成する。液体貯蔵庫14は、使い捨て可能な再充てんユニット10及び再充てんユニット10を保持するディスペンシングシステム内で泡生成可能な液体サプライ(supply:補充品)を保持する。様々な実施形態で、そこに含まれる液体の例は、石鹸、衛生剤、クレンザー、殺菌剤又はその他の泡生成可能な液体である。例示の再充てんユニット10、液体貯蔵庫14は、フレシキブルなバッグのような容器や泡生成可能な液体を漏れずに保持するに好適な他の何らかの折り畳み可能な容器によって形成されている。他の実施形態では、液体貯蔵庫14は、しっかりした容器部品や泡生成可能な液体を漏れずに保持するに好適な他の何らかの構成により形成される。容器12は、再充てん可能であり、交換可能であり、又は再充てん可能かつ交換可能であると利点となる。他の実施形態では、容器12は、再充てん可能でも交換可能でもない。
使い捨て可能な再充てんユニット10の泡ポンプ100は、取り外し可能にほぼ気密に空気ポンプ(図示しない)にディスペンス・システム・ハウジング内に結合配置されている。より詳細には、ポンプ100は、図1Bに示されているように空気入口102を含み、これは空気ポンプに接続されている。ある実施形態では、空気入口102は、圧入により空気ポンプに結合されている。他の実施形態では、(図示しない)メカニカル機構が機械的に取り外し可能なよう空気ポンプは泡ポンプの空気入口102に設置されている場合もある。空気ポンプは、圧縮空気を泡ポンプ100の空気入口102へ供給する。以下に記述するように、泡ポンプ100は、圧縮空気を容器12に保管されている液体と混合し、泡を生成し、それから泡をディスペンスする。空気ポンプは、他の何らかの手段により圧縮空気を空気入口102へ、例えば、ベローポンプ、ピストンポンプ又はドーム型ポンプにより供給する。
(図示しない)ある実施形態では、そこを通過する一方通行の空気取り入れバルブを備える空気入口を含む。一方通行の空気取り入れバルブは、空気がポンプに取り込まれ、空気ポンプを再チャージする作用を提供する。ある実施形態では、空気入り口は、泡ディスペンサ・ハウジングの中に配置され、ディスペンサ内部からの空気が空気ポンプに供給される。ハウジング内の空気を使用すると、空気入口及び空気入口バルブから湿気が空気ポンプ内に流入するすることを防止する。ある実施形態では、防湿材が備えられる。防湿材は、空気が空気入口を通過したり、空気ポンプに入るときに、通過はさせても湿気が空気ポンプに入るのを防止する。好ましい防湿材は、一方通行の防湿織材であり、例えば、ゴアテックス(登録商標Gortex)があり、湿気が空気ポンプに入らぬよう位置される。
ある実施態様では、空気ポンプは、空気ポンプ・ハウジングに抗菌性物質を含み型取りされる。好ましい抗菌性物質は、銀イオン又は銅イオンを含む。例えば、ガラス、酸化物、リン酸銀等の高融点銀が使用され得る。商業的に好適なのは、Thomson Research Associates, Inc.から利用可能なUltra-Fresh, SA-18,である。抗菌性剤は、カビやバクテリアが空気ポンプ内で成長するのを防止する。
設置されている使い捨て可能再充てんユニットが、空になったら、又は、設置されている再充てんユニット10が故障すれば、設置されている再充てんユニット10は、泡ディスペンサ・システムから取り外される。空になったり、故障した再充てんユニット10は、液体が満たされた貯蔵庫14を含め新しい再充てんユニット10に交換される。空気ポンプは、再充てんユニット10が交換されても、泡ディスペンサ・システム内に設置されたままである。ある実施形態では、空気ポンプは、ディスペンサ・システムのハウジングから再充てんユニットから別に取り外し可能で、空気ポンプは、ディスペンサを交換せずに、交換可能であるし、代わりに交換後再充てんユニットと結合できる。衛生シール148は、空気ポンプを泡ポンプ100の液体と接触する部分から隔離し、その結果、空気ポンプ機構は、泡ポンプの動作中に液体と接触することはない。加えて、バルブ柄110Bに対するシール部品153は、バルブ柄110Bのまわりから空気が漏れるのを防止する。
ディスペンス・システムのハウジングは、さらに、一つ以上の駆動部品を含む(図示しない)。当業者であれ理解できるように、泡ディスペンサ・システムに使用される可能性のあるポンプ駆動手段の種類は、様々に異なるものがある。泡ディスペンサ・システムのポンプ移動機構には、様々なタイプのアクチュエータ(actuator:駆動機構)があり、例えば、マニュアル・レバーであり、マニュアル引棒であり、マニュアル押棒であり、マニュアルの回転クランクであり、電気駆動アクチュエータであり、又は、他の泡ディスペンサ・システム内の泡ポンプ100を駆動するその他の手段等である。電気ポンプ・アクチュエータは、追加で動作検知器を含み、タッチ不要の操作を実現するハンズフリー・ディスペンサを提供する。様々な中間リンク機構が、システムハウジング内の泡ポンプ100と外部のアクチュエータ部材とを連結する。典型的な泡ポンプ100は、「プル起動」のポンプである。ここでは、ポンプ100は、バルブ柄100を下方に引くことで駆動される。外部アクチュエータは、様々な具合に操作され、中間リンク機構は、バルブ柄110に引く力を下方に掛けるように動作を変換する。一実施形態では、下方への引く力は、バルブ柄110の環状部材112に掛けられる。
容器12は、泡ポンプ100のポンプ・ハウジング104と結合されている。容器12は、ねじ状の挿入頚部16を備え、ポンプ・ハウジング104の対応するねじ部106に受入れられる。例えば、“直角”回転は、ねじ部16と106の間の結合で実現される。Oリング107または他のシール部材が、液密封シール結合を補助するのに含まれる場合がある。追加のOリングやシール部材(図示しない)が、例えば、ポンプ・ハウジング104や容器12の間等に使用される場合もある。ポンプ100の空気入口102がポンプ・ハウジング104内に形成され、圧縮空気を空気ポンプからポンプ・ハウジングの内部チャンバー108に供給する。一実施形態では、一つ又はそれ以上のシール部材149、例えば、一つ又はそれ以上のOリングが空気ポンプを形成するのに使われたり、再充てんユニットがディスペンサに設置される場合の空気供給路に使われたりする。
泡ポンプ100には、いくつかのコンポーネントが含まれ、空気ガスケット114やポンプ本体116、バルブ柄110、シャトル・バルブ118を備える。ポンプ構成要素は、少なくともポンプ・ハウジングの104の内部チャンバー108内に少なくとも一部が保持されている。ポンプ・ハウジング104が、容器12に結合されているときには、多くのポンプ・コンポーネントも容器12の頚部16にまで伸びている。バルブ柄110とシャトル・バルブ118は、独立にポンプ本体116内を長手方向に上下に動くことが可能で、泡ポンプ内の液を以下に記述するように動かす。一実施形態では、ポンプ・ハウジング104は、容器12の頚部16内に雄ネジにより配置され、ポンプ100を頚部16の雌ねじに固定し、ハウジング104もポンプ本体116を形成する場合もある。
特別な場合には、図に描かれている実施形態のように泡ポンプ100は、バルブ柄110が二つの分離された部品110Aと110Bとから成り、スナップ(snap)され、または、他の場合には、互いに結合されてバルブ柄110を形成する。この設計は、ポンプ100を製造する組立工程を軽減する。使用の際には、110Aと110Bの二つの部品は、一つの統合された部品として機能する。他の実施形態では、バルブ柄110は、一つの統合パーツ又は3つ又はそれ以上の結合パーツから成る場合もある。
図1Aと図1Bは、呼び水又は呼び水された、つまり、駆動前の状態での泡ポンプ100を示す。その状態では、移動可能なバルブ柄110とシャトル・バルブ118は、ポンプ本体116内の最上位のポジションに位置する。液体の入口ゲート・バルブ120は、ポンプ本体116内にある液体貯蔵庫14と液貯めチャンバー122の間に配置され、これは、図1Aに最も見やすく示されている。液入口ゲート・バルブ120は、移動可能バルブ柄110のトップ部に第一のバルブ表面124を含み、移動可能なシャトル・バルブ118の上に形成されている第二のバルブ表面124を含む。液の入口ゲート・バルブ120は、バルブ柄110とシャトル・バルブ118が上下に動くに連れて、開閉する。図1Aと図1Bの呼び水又は呼び水された状態では、バルブ120は、オープン・ポジションをとる。そのオープン・ポジションでは、第一のバルブ表面124は、第二のバルブ表面128とは離れている。その分離により、液体は、液体容器12から重力の下、液体入口ゲートを通って下降供給されることとなる。バルブ120は、動作可能なバルブ柄110で一つ又はそれ以上の鉛直チャネル130に導かれ、図1Aに示す実施形態で描かれているような二つの垂直チャネルである。
液体は、液貯めチャンバー122へ、一つ又はそれ以上の垂直チャネルを通じて、重力でずっと流下しつづける。液貯めチャンバー122は、移動可能なバルブ柄110の中と上面、ポンプ本体116の外側に、及び底の空気ガスケットとの間に定義されている。空気ガスケット114は、上方ワイパー・シール132を備え、移行可能なバルブ柄110を静止させ、環状部134はポンプ本体116内にフィットし、液体密封シールはチャンバー122の底に形成されている。バルブ柄110は、上下に動くので、上方ワイパー・シール132の末端部は、バルブ柄外表面上を液密封を保ちつつ、上下にスライドする。そのように、液貯めチャンバー122に貯められる液体は、シール132と空気ガスケットの環状部を下方に通過して抜け落ちるのを防ぐ。したがって、図1Aと図1Bに示されるよう、バルブ柄110とシャトル・バルブ118が最上位置にあるとき、ポンプ100は、自身で呼び水し、液体が液貯めチャンバー122に入り、チャンバー122が液で満たされると、完全に呼び水される。
ポンプ100は、泡ディペンシング・システム内でアクチュエータ(図示しない)によって駆動され、環状部材等を介して、バルブ柄110に下方への引っ張り力を作用する。はじめのうちは、シャトル・バルブ118とポンプ本体116の内壁135との間の摩擦力でシャトル・バルブ118は、バルブ柄とともに下方へ動けない。このように、バルブ柄110は、図2Aと図2Bの中間ポンプ状態へと動く。その状態で上面部126の下側リップ(underside lip:下唇)部は、十分に下方へ動き、第一のバルブ表面124が第二のバルブ表面に接触し、この様子は、図2Aによく示されている。その時点では、液体入口ゲート・バルブ120は閉ざされている。最上部126下側リップ部とシャトル・バルブ118の間の接触は、液体が液体容器12から垂直チャネル130と液貯めチャンバーへ流れ落ちるのを防いでいる。いくつかの実施形態では、第一のバルブ表面124は、Oリングのような弾性体が備えられ、バルブ120が閉じられるときのシール性能をエンハンスする。
同時に、しかし、液体出口ゲート・バルブ136が開かれている。液体出口ゲート・バルブ136は、バルブ柄110の底の下側リップで軸方向に伸びている第一バルブ表面138、及び可動のシャトル・バルブ118上に形成されている第二のバルブ表面142を含む。液体出口ゲート・バルブ136は、バルブ柄110とシャトル・バルブ118が上下に移動するに連れて、開閉する。図1Bの呼び水又は呼び水された状態で、出口バルブ136は、閉ポジションにある。その閉ポジションでは、第一のバルブ表面138は、第二のバルブ表面142と接触している。その接触は、液体が液貯めチャンバー122から液体出口ゲート・バルブを通って外に漏れるのを防止する。図2Bの中間ポンプ状態では、第一のバルブ表面138は、第二のバルブ表面142から離れている。その分離は、液貯まりチャンバー122から液体出口ゲート・バルブ136を通して一つ又はそれ以上のバルブ柄の水平チャンネルへと液体が流出するのを防ぐ。図2Bの実施形態図には、このような水平チャネル143が二本描かれている。
アクチュエータ(図示しない)は、バルブ柄110に引っ張り力を下方へ作用し続ける。最上部126のバルブ柄110のリップ(lip:唇)部とシャトル・バルブ118との間の干渉は、シャトル・バルブ118とポンプ本体116の内壁135との間の摩擦力に打ち勝つ。このようにして、バルブ柄110とシャトル・バルブ118は共に下方へ動き、図3Aと3Bの最下の最終ポンプ状態へ到達する。そうすると、液貯めチャンバー122の容量は減少し、チャンバー122に保管されている液体に正圧が発生する。液貯めチャンバー122は、閉じた入口ゲート・バルブからチャンバー122の最上部が出られないようにし、チャンバー底部は、空気ガスケット114により出られないようにする。したがって、唯一の液体の利用可能な出口通路は、開いている液体出口ゲート・バルブ136である。結果として、図2Aと図2Bの中間状態から図3Aと図3Bの最終ポンプ状態へのポンプ100の下降ストロークの間に、液体は、液貯めチャンバー122から液体出口ゲート136を通じて排出される。液体は、水平チャネル143を通じて、流れ、バルブ柄110内の中央液体配水路に至る。ポンプ100の泡出力は、調整可能である、なぜなら、バルブ柄100はいくらの割合でもフルストローク長から動かせ、出口ゲート・バルブ136を十分に開けるからである。バルブ柄100をフルストローク長以下で動かし、チャンバー122から液体をポンプされる量を減少する。したがって、同じポンプは、異なる1回分の泡量を要求する異なる用途に使用できる。
同時にバルブ柄110とシャトル・バルブ118は、下方へ移動し、空気ポンプは、ブロー状態に置かれ、圧縮空気を液体ポンプの空気取り入れ口102へ送る。その圧縮空気は、ポンプ・ハウジング104内の中間空気チャンバー146へ入る。空気ガスケット114は、低い衛生ワイパー・シール148を備え、これは、ポンプ・ハウジング内壁に対して静止している。空気ポンプによって送られる圧縮空気は、十分な量があり、低いワイパー・シール148に打ち勝つが、頚部と受け部の間でねじが形成されているわけではない。すなわち、空気圧力は、低いワイパー・シール148に打ち勝つに十分な高さの圧力であり、ポンプ・ハウジング104の内壁に押し付けるに十分な圧力であり、そこで、シール148は、ポンプ・ハウジング104から分離される。したがって、圧縮空気は、中間空気チャンバー146から抜けだし、シール148を抜けて空気ガスケット114の内部チャンバー150へ抜ける。開口152は、空気ガスケット114の内壁154内に形成される場合もある。
圧縮空気には、少なくともガスケット114の内部チャンバー150から抜ける通路がある。他の実施態様では、追加の抜け流路は、一つ又はそれ以上のバルブ柄110内の空気ポート156を通って、液体水道導管144に至る。液体は、液体配達流路144を水平チャンネルから流落ち、流入する空気は、ミキシング・チャンバー158でミキシング・チャンバーで混合される。一実施態様では、チャンバー158は、流路144内に形成される。
いくつかの実施例では、舵柄内110の空気ポート156は、唯一の空気ガスケット114の内部チャンバー150からの圧縮空気の抜け流路を提供する場合もある。他の実施態様では、一つ又はそれ以上の追加の圧縮空気の抜け流路が備えられる。このような実施形態では、第二の抜け流路は上方に向い設けられ、空気ガスケット114の上部ワーパーシール132を過ぎて、液貯めチャンバー122に入る。同じ上方への空気圧力は、シールのまわりを上方に空気が移動するので、液貯めチャンバー内の液体がシール132を過ぎて内部チャンバー150へ抜け落ちるのを防止するのに役立つ。圧縮空気が液貯めチャンバー122に入ると、それは、チャンバー122から液体が液体出口ゲート・バルブ136を通って、そこに保管され、配設路144からミキシング・チャンバー158に落ちる。
バルブ柄110内の空気ポート156の流入する空気圧は、液と泡がミキシング・チャンバー158内で空気ポート156を通って内部チャンバー150へと逃げることを防止するに役立っている。ミキシング・チャンバー158内では、泡立ち可能な液体は、液体供給路144を下方へ移動し、空気ポート156から到着する圧縮空気は、共に渦運動の中で混合し、混合物を形成する。このように、ミキシング・チャンバー158内の液体と空気の混合物は、重力と液体供給路144内に流入する空気圧によって、フォーミング・チャンバー160の入口160へ送り込まれる。
いくつかの実施形態では、ドリップ受け164は、ミキシング・チャンバー158とフォーミング・チャンバー162の間の流路144内に形成される。そのようなドリップ受け164は、液体及び/又は泡を捕捉し、ミキシング・チャンバー内に止め、ポンプ100の動作が完了するまでポンプ駆動間の漏れを防止する。
フォーミング・チャンバー162内では、液体−空気混合物がリッチな泡へとエンハンスされる。例えば、フォーンミングチャンバー162は、その中に一つ又はそれ以上のフォーミング・エレメントを内蔵する。適当なフォーミング・エレメントが含まれ、例えば、一つ又はそれ以上のスクリーン、メッシュ、多孔性部材又はスポンジである。加えて、一つ又はそれ以上のこれらフォーミング・エレメントは、フォーミング・チャンバー162内のフォーミング・カートリッジ166に配置される場合もある。フォームポンプ100は、例えば、フォーミング・カートリッジを二つのスクリーン・フォーミング・エレメントで備える。液体/空気の混合物がフォーミング・エレメントを通過すると、混合物は、エンハンスされた泡になる。いくつかの実施形態では、混合・フォーミング動作は一つのチャンバーで起こることもあり、そこは、ミキシング・チャンバーでもありフォーミング・チャンバーでもある。泡は、フォーミング・チャンバー162から泡出口170を通じてディスペンスされる。
いくつかの実施形態では、泡出口170は、フォーミング・チャンバー162から直接泡ディスペンサ・システムの周囲の外部雰囲気に単に前方に開口しているだけのものである。他の実施形態では、泡出口170は、オプションとして、チューブや他の導管(図示しない)を含み、泡をフォーミング・チャンバー162からこのような開口に運搬する。追加の実施形態では、泡出口170は、オプションとして一つ又はそれ以上の一方通行チェックバルブ(図示しない)を
含み、泡出口からフォーミング・チャンバー162への逆流を防止し、又は、ディスペンサが使用されない間の不要な液又は泡の流出を防止する。適切な一方通行チェックバルブには、フラッパーバルブ、コニカルバルブ、プラグバルブ、傘バルブ、ダックビルバルブ、ボールバルブ、スリットバルブ、マッシュルームバルブ、ばねボールバルブ、又は、他のいずれかの一方通行チェックバルブを含む。同様の一方通行チェックバルブは、オプションとして、液体貯蔵庫14からミキシング・チャンバー158へ、それから泡出口170への他の液体配布流路部分に、必要又は望みに応じ、配置されることもある。これらは、例えば、空気ポート156に設置されて液体が液体配流路144から漏れるのを防ぐのに役立っている。
含み、泡出口からフォーミング・チャンバー162への逆流を防止し、又は、ディスペンサが使用されない間の不要な液又は泡の流出を防止する。適切な一方通行チェックバルブには、フラッパーバルブ、コニカルバルブ、プラグバルブ、傘バルブ、ダックビルバルブ、ボールバルブ、スリットバルブ、マッシュルームバルブ、ばねボールバルブ、又は、他のいずれかの一方通行チェックバルブを含む。同様の一方通行チェックバルブは、オプションとして、液体貯蔵庫14からミキシング・チャンバー158へ、それから泡出口170への他の液体配布流路部分に、必要又は望みに応じ、配置されることもある。これらは、例えば、空気ポート156に設置されて液体が液体配流路144から漏れるのを防ぐのに役立っている。
好ましい実施形態では、ミキシング・チャンバー158内での混合泡材の空気対液体の比率は、約10:1であるが、どのような比率でも使われる可能性がある。空気対液体比率は、空気ポンプから供給される空気圧と容量、及び液体配流路144からミキシング・チャンバー158に入る液体の量によって決定される。これらの及び他の適用可能な設計変数が選択されて、望ましい空気対液体比率が提供され、一貫して正確な薬量がその後提供される。例えば、圧縮空気の液貯めチャンバー122を通る前述の抜け流路は、空気対液体比の追加の制御手段となる場合もあり、この場合には、液貯めチャンバー122に供給される圧縮空気量を制御することによる。液体の容量は、バルブ柄110のストロークの調整によって変更することもできるだろう。
バルブ柄110とシャトル・バルブ118は、下方に止まるまで動く。図3Aと3Bは、最下点を図示し、バルブ柄110のエクステンション140と空気ガスケット114の環状部134との間の干渉により、さらなる下降は妨げられる。そのポジションは、バルブ柄110の最大ポンプストロークを表し、最大量の泡を生産する。システムのポンプ・アクチュエータは、しかし、最大変位に到達する前に下方への移動を止めてユーザーが望むようにディスペンスされる泡の量を減少させる。
ポンプストロークの長さによらず、バルブ柄110とシャトル・バルブ118の下方への動きがストップすると、フォーミングとポンピング動作もストップする。バルブ柄110とシャトル・バルブ118の相対的位置は、図3Aと3Bに示されるとおりである。その構成では、液体入口ゲート・バルブ120は閉じられ、液体出口ゲート・バルブ136が開く。
その時、回復力はバルブ柄110を押し、ポンプ本体116内を上方に動く。回復力は、例えば、圧縮コイルスプリング(図示しない)が環状部材112上に押し上げることによる。このようなコイルスプリングは、代替的にまたは追加で、例えば、液貯めチャンバー122内に備えられる。このような実施形態では、下方への力はポンプ・アクチュエータにより供給され、コイルスプリング(一つ又はそれ以上の、以下(s)と表記)の上方への片寄せ力に打ち勝ち、ポンピング動作を図1A-1B、2A-2B及び3A−3Cに図示されるように実行される。それから、下方への作動力が除かれ、コイルスプリング(s)がバルブ柄110を上方に押すのを許容する。回復力は代替的に又は追加として、アクチュエータ自身によって提供され、環状部材112のようなものを介して上方への力をバルブ柄110に作用する。
バルブ柄110は、最初、上方行程を開始し、シャトル・バルブ118とポンプ本体116の内壁135の間の摩擦力は、シャトル・バルブ118がバルブ柄110と共に上方に移動するのを妨げる。このように、ポンプ100は、図4Aと4Bの中間ポンピング状態へ動く。その状態では、バルブ柄110の最上部126は、上方に十分に移動し、第一のバルブ表面124が第二のバルブ表面128と分離するが、これは、図4Aに最もよく示されているとおりである。したがって、その時点では、液体入口ゲート・バルブ120は開かれ、液体出口ゲート136は、閉じられている。液体出口ゲート136が閉じられるのは、第一のバルブ表面138が第二のバルブ表面142に接触し、液体が液貯めチャンバー122から出るのを防止しているときであるが、これは、図4Bに最もよく示されている。
回復力は、継続的にバルブ柄110を押し上げ、上方力として作用する。底のバルブ柄110の底のリップ部の軸エクステンション140とシャトル・バルブ118の干渉が、ポンプ本体116の内壁135とシャトル・バルブ118との間の摩擦力に打ち勝つ。このように、バルブ柄110とシャトル・バルブ118は、共に上方へ動き、図1Aと1Bの最上部の呼び水又は呼び水された状態に到達する。その時点で、さらなる上方への移動はポンプ・ハウジング104の嵌めこみ部172とシャトル・バルブ118との干渉により防止される。
バルブ柄110とシャトル・バルブ118が上方に動くと、液貯めチャンバー122の容量は増加する。液体貯蔵庫14に貯められている液体は、開放された液体入口ゲート・バルブ120を通じて、液貯めチャンバー122に自由落下する。重力の作用ばかりでなく、シールされた(開放バルブ120の他)チャンバー122によって生成される負の水圧もある。閉じた出口ゲート・バルブ136は、チャンバー122から液体が出るのを防止する。バルブ柄110とシャトル・バルブ118の上方ストロークの間、空気ポンプは、“オフ”されて圧縮空気の供給は止められる。したがって、液体は、チャンバー122に一杯になるまで供給し続けられ、ポンプ100の次の起動の準備がされる。
泡ポンプ1の操作中、空気ポンプ(図示しない)は、好ましくは、乾いて又は液体と泡の混合物から離れ、エアーポンプの中でバクテリアが繁殖するのを防止する。これは、シール148により達成されるが、これは衛生的なシールであって液体と泡が空気ポンプに混入するのを防止し、又は、液体と泡の配給路として外部に配置されている泡ディスペンサ・システムのエレメントと接触するようになるのを防止する。オプションとして、以上で議論した一方通行バルブが空気ポート156に加えられ、液体が空気ポンプに混入しないことをさらに確かなものとする。
使い捨て可能な再充てんユニットが泡ポンプ100の濡れた部分を含むと云う点には、多くの利点がある。その中に、漏れなく、エンドユーザーのロケーションに出荷・配送する準備が簡単であるという点がある。ユニット10が図1Aと図1Bの最上部位置に保持されるバルブ柄110と共に梱包されたら、液体入口ゲート・バルブ120は、それに対応して液体が貯蔵庫14から出ないように閉じ続けられるだろう。これは、適当な梱包材で簡単に達成できる。追加の利益として、ユニット10は出荷の間最も小さく構成され続けていることがある。
実際、もう一つの潜在的な利益には、泡ポンプ100が小さなポンプ機構として使用されるというものがある。このサイズの利点は、部分的には、多くの泡ポンプ100のコンポーネントは、容器12の頚部16に拡張されるというものがある。そして、いくつかのケースでは、泡スクリーン168の直径は、直径約0.6インチ以下であることが多い。例えば、少なくとも50%のポンプ・コンポーネントは、頚部16内に全部又は部分的にフィットする。
図5A-5B、図6A-6B、図A-7B、図8A-8Bは、第二の典型的な泡ポンプの実施形態を図示する。泡ポンプ200は、第一の典型的な泡ポンプ100と同じ容器12と共に使用されて、泡ディスペンス・システム(図示しない)に用いられる使い捨て可能な再充てんユニット20を構成する。泡ポンプ200は、泡ポンプ100と同じように容器12に結合されて操作される。したがって、容器12と泡ディスペンス・システムの全体的で詳細な議論は、ここでは、省略されるが、すでに上記のように記述されている。
泡ポンプ200は、多くの同一の又は少なくとも類似の機能を実行する多くのコンポーネントを含み、泡ポンプ100内と同一のコンポーネントを含む。これらのコンポーネントは、異なる先頭文字と末尾の同一の2文字という数字参照符号により、特定できる。したがって、例えば、泡ポンプ200は、空気入口202とポンプ・ハウジング204を備え、これは、空気入口102と泡ポンプ100のポンプ・ハウジング104とほぼ一致する。泡ポンプ200は、移動可能なバルブ柄210をも備え、泡ポンプ100のバルブ柄110と類似の機能を実行するが、いくつかの面で二つのバルブ柄110,210は構造的に異なっている。
泡ポンプ200のコンポーネントには、空気ガスケット214、ポンプ本体216、バルブ柄210、フレキシブルディスクバルブ218及びガイドディスク219を含む。ガイドディスク219は、剛なものであってもよい。多くのこれらのポンプ・コンポーネントは、少なくとも一部は、ポンプ・ハウジングの内部チャンバー208内に保持される。ポンプ・ハウジング204が容器12に結合されるとき、多くのポンプ・コンポーネントも容器12の頚部16に伸ばされる。ある実施形態では、ポンプ・ハウジング204は、容器12の頚部16内にポンプ200は頚部16の雌ネジに雄ネジでの結合で配置される場合もある。
バルブ柄210は、ポンプ本体216内で長手方向に上下に動き、泡ポンプ200を通じて液体を以下に記述するように移動する。図に描かれている泡ポンプ200の実施形態では、特に、バルブ柄210は、中央柄部210Aとガイドディスク219から成り、互いにスナップされたり結合されてバルブ柄210を形成する。この設計は、ポンプ200を製造する組立工程で役立つ。使用に際して、210Aと219の二つの部品は、一つの統合された部品として機能する。他の実施態様では、バルブ柄210は、一つの統合された部品として、又は、三つ又はそれ以上の部品として構成される。
フレキシブルディスクバルブ218とガイドディスク219は、中央柄部210Aに取り付けられる。より詳細には、中央柄部210Aはトップ部226を備え、より小さな直径部はこれらのディスクにある中央開口を介してディスクバルブ218とガイドディスクを受けている。トップ部226は、直径を拡大されたをその直径を減じた部分の上に備え、ディスクバルブ218とガイドディスク219を正しい位置に保持する。そのように、ディスクバルブ218とガイドディスク210は、ポンプ本体219内を長手方向に中央柄部210Aと共に上下に動く。ディスクバルブ218とガイドディスク219は、十分に柔軟な材料から製作されて加工工程でトップ部226の直径が拡張される。代替として、中央柄部210Aは、加工工程中にディスクバルブ218とガイドディスクのまわりに一体に結合される二つの部品から成ってもよい。まだ、追加のあり得る実施形態として、ディスクバルブ218とガイドディスク219は、中央柄部210Aと統合的に形成されていてもよいが、相対的な幅と他の特徴を備え、以下に記述するよう機能する必要がある。
ディスクバルブ218は、フレキシブルで弾力のある物質で製造され、これには、ゴム、耐薬品性弾性ポリマー、例えば、サーモプラスチックゴム、TPV、シリコーン、商標ENGAME、 ウレタン、Boペットフィルム、0.3インチ以下厚のマイラー等がある。以下にさらに記述するように、バルブ柄210が、泡ポンプ200が動作するように上下に動くときには、それは、上下に曲がる。ディスクバルブ218の外側縁には、ポンプ本体216の内壁235に対して静止しているワイパー・シールを備える。バルブ柄210が上下に動くと、外側ワイパー・シールは、ポンプ本体216の内壁235を上下に動く。
ある実施形態では、ガイドディスク219は、その材料特性又は相対的厚さにより、フレキシブルディスク218より剛である。耐薬品性低摩擦の硬いプラスチック、例えば、ポリプロ、HDPE(高密度ポリエチレン),LDPE(低密度ポリエチレン)、アセタール及びナイロン等がフレキシブルディスクを作るのに有用な材料である。ガイドディスク219は、一つ又はそれ以上の液路をガイドディスクを通り又は過ぎて形成している。例えば、ガイドディスク219は、開口及び/または、城郭状のギザギザ274をその外周に備え、液体の流れが、容器12からガイドディスクを通り又はそのまわりを液貯めチャンバー222に落ちるのを促進する。ガイドディスク219は、代替的に又は追加として、外径が十分に小さく備わって、液体がポンプ本体216の気室内でディスク219のまわりを他のタイプのガイドディスク219を過ぎる液路を流れることができる。いくつかの実施形態では、ガイドディスクを先行し、代わりにディスクバルブ218のみをバルブ柄210に据え付ける。このようなケースでは、ディスクバルブ218は、バルブ218がポンピング動作中にひっくり返らないような厚さにすることもできる。
図5Aと5Bは、泡ポンプ200の呼び水又は呼び水された状態、すなわち、作動前である。その状態では、可動のバルブ柄210とフレキシブルディスクバルブ218は、ポンプ本体216の最上位ポジションにある。液体入口ゲート・バルブ220は、ポンプ本体内の液体貯蔵庫14と液貯めチャンバー222の間に配置されている。ある実施形態では、液体入口ゲート・バルブ220は、ワイパー・シールである。液体入口ゲート・バルブ220は、ポンプ本体216内の内壁235に形成されている第一のバルブ表面224とフレキシブルディスクバルブ218の外側ワイパー・シールに形成されている第二のバルブ表面228から成っている。液体入口ゲート・バルブ220は、バルブ柄210とフレキシブルディスク218がポンプ本体216内を上下に移動するに連れて、開閉する。図5Aと5Bの呼び水又は呼び水された状態では、バルブ220は、閉じたポジションにある。その閉じたポジションでは、第一のバルブ表面224は、第二のバルブ表面228と接触している。その二つのバルブ表面224と228は、液体が液体入口ゲート・バルブ220を通過するのを防止している。
液体入口ゲート・バルブ220は、いくつかの数の態様で開くことができる。ある実施形態では、容器12に保存されている自身の液体の重力で十分に二つのバルブ表面224と228を分離してバルブ220を開くに十分である。このような分離は、液体が液体容器12から液体入口ゲート・バルブ220を通じて重力落下で供給されるのを許す。バルブ220は、それから、液貯めチャンバー222が液体で満たされると閉じられる。もう一つの実施態様では、フレキシブルディスクバルブ218の弾性があって、容器12内の液体の重力自身がバルブ220を開くに十分でない場合である。このような実施形態では、バルブ柄210とフレキシブルディスク218(以下で議論するように)の上方へのストローク間に形成されるチャンバー222内の負水圧が二つのバルブ表面224と228を分離し又は分離に役立ちバルブ220を開く。
液貯めチャンバー222は、内部の可動バルブ柄210、トップのフレキシブルディスクバルブ218、外側のポンプ本体216、底面の空気ガスケット214の間として定義される。空気ガスケット214は、上方のワイパー・シール232を備えて可動バルブ柄210に対し静止し、環状部234は、ポンプ本体216内にフィットし、液密封シールは、チャンバー222の底部に形成されている。バルブ柄210は、上下に動き、上方ワイパー・シール222の末端部はバルブ柄210の外表面を液密封の態様で上下にスライドする。そのように、液貯めチャンバー222にストアさ(貯めら)れている液体は、シール232と空気ガスケット214の環状部を通過し下方に漏れ出るのを防止している。したがって、バルブ柄210とフレキシブルディスクバルブ218が、図5A、5Bに示されているように、最上部ポジションへ動き又はその位置にあるとき、ポンプ200は自身で呼び水し、液体は液貯めチャンバー222に入り始めてチャンバー222は液体で満たされれば呼び水状態になる。
ポンプ200は、泡ディスペンシングシステムのアクチュエータ(図示しない)により起動されてバルブ柄210へ引き力が下方へ作用する。ある実施態様では、下方への引き力は環状部材212に作用する。最初は、フレキシブルバルブ218とポンプ本体216の間の摩擦力でフレキシブルバルブ218が上方へ曲がる。このように、ポンプ200は図6Aと6Bの中間ポンピング状態に動く。バルブ柄210とフレキシブルディスクバルブ218は、ポンプ本体内を一緒に下方へ動き続けるとフレキシブルバルブ218は、これらの図に示されているようにバルブ柄210に相対的に上方へ曲がったポジションをとり続けるだろう。同時に液貯めチャンバー222の容量は減少し、チャンバー222内にストアされている液体には正圧が生じる。これらの影響は、バルブ柄210とフレキシブルディスク218の下方へのストローク間に少なくとも二つの結果を作成する。
第一に、液体入口ゲート・バルブ220は、容器12の液体からの重力がバルブ220を開かせようと促すにも関わらず、水圧で閉じ続ける。液貯めチャンバー222の最上部は、チャンバー222内の水圧が上昇しフレキシブルディスク218の外側ワイパー・シールをポンプ本体216の内壁235を押す力が作用する。二つのバルブ表面224と228の接触は、液体容器12から重力で液体が液貯めチャンバーへ流れ落ちるのを防止する。フレキシブルディスク218の上方にガイドディスク219を備える実施形態では、ガイドディスク219は、フレキシブルディスク218をクローズ位置に形作るしっかりとしたサポートを提供する。このように、バルブ柄210とフレキシブルディスク218の下降ストロークの間に、液体入口ゲート・バルブ220は閉じられる。
第二に、バルブ柄210とフレキシブルディスク218の下降運動は、液体出口ゲート・バルブ236を開く。呼び水又は呼び水された状態は、バルブ柄210上に形成されている第一バルブ表面238、フレキシブルディスク218上に形成されている第二のバルブ表面242から成る。図5Bの呼び水又は呼び水された状態では、液体出口ゲート・バルブ236は閉じたポジションにある。その閉じたポジションでは、第一のバルブ表面238は、第二のバルブ表面242と接触している。その接触は、液貯めチャンバー222から液体出口ゲート・バルブ236を通過して液体が漏れ出るのを防止する。図6Aと6Bの中間ポンピング状態では、フレキシブルディスク218の上方へ曲がると、第一のバルブ表面238は第二のバルブ表面242から分離する。その分離により、液体が液貯めチャンバー222から液体出口ゲート・バルブ236を通過して、一つ又はそれ以上のバルブ柄210のチャネル243へと流出する。このようなチャネルは二つ、図6Aの実施形態に描かれている。
チャンバー222内の液体は、閉ざされている入口ゲート・バルブ220を介してチャンバー222の最上部から出るのを妨げられ、空気ガスケットによりチャンバー222底部から流出するのを妨げられている。したがって、唯一つの液体が出られる出口は、今は開いている液体出口ゲート・バルブ236である。結果として、ポンプ200の下降ストロークの間に、図6Aと6Bの中間状態から図7Aと7Bの最終ポンピング状態へと推移し、液体は、液貯めチャンバー222から正水圧により液体出口ゲート・バルブ236を通って外に出される。それから液体は、チャネル243を通って移動し、バルブ柄210内の中央液配水路244に導かれる。ポンプ200の泡出力は、調整可能である、というのは、バルブ柄210はフルストローク長からいかような割合にでも液体出口ゲート・バルブ236を開けるに足りるだけ動くことができるからである。バルブ柄210をフルストローク長以下で動かすと、チャンバー222からポンプされる液体の容量は減少する。したがって、同一のポンプが異なる泡摘出量の異なる要求仕様に使うことも可能である。
同時にバルブ柄210とフレキシブルディスク218は下方へ移動し、空気ポンプは“ブロー”状態におかれ、圧縮空気を液体ポンプ空気入口202へ供給する。その圧縮空気は、ポンプ・ハウジング204内に配置されている中間チャンバー246へ入る。空気ガスケット214は、ポンプ・ハウジング204の内壁に対して静止している低位置の衛生ワイパー・シール248を備える。空気ポンプから供給される圧縮空気は、低位置ワイパー・シール248に打ち勝つには十分であるが、頚部16と受け部206の間のねじには打ち勝てない。すなわち、空気圧力は、低位置ワイパー・シール248のポンプ・ハウジングの内壁を押す弾力に打ち勝つには十分で、シール248をポンプ・ハウジングから分離する。圧縮空気は、したがって、中間空気チャンバー246から漏れ出て、シール248を通過し、空気ガスケット214の内部チャンバー250へ流入する。空気ガスケット214の内壁254内に配向252を設ければ、空気の流れを促す。加えて、シール部材253はバルブ柄210に対してシールし、バルブ柄210のまわりからの空気の漏れを防止する。
圧縮空気には、空気ガスケット214の内部チャンバー250から抜ける少なくとも一つの抜け流路がある。ある実施形態では、抜け流路は、バルブ柄210の一つ又はそれ以上の空気ポート256を通じて提供され、液配水路244へと導く。液体は、液配水路244をチャネル243から流下し、ミキシング・チャンバー258内へ入ってくる空気と混合する。ある実施形態では、チャンバー258は、流路244内に形成される。
いくつかの実施態様では、バルブ柄210の空気ポート256は、唯一つの空気ガスケット214の内部チャンバー250から圧縮空気の抜ける流路を提供する。他の実施形態では、一つ又はそれ以上の圧縮空気の追加の抜け流路が提供される。このような一つの実施形態では、第二の抜け流路は、上方に向って提供され、空気ガスケットの上方のワイパー・シール232を通過し液貯めチャンバー222へ入る。その同じ上方への空気圧は液貯めチャンバー222内の液体がシール232を越えて内部チャンバー250に下方流出するのを防ぐ、というのは、空気はシール232周りでは上方に移動するからである。圧縮空気が液貯めチャンバー222に入ると、そこにストアされている液体にチャンバー222外への液体出口ゲート・バルブ236を通じ、ミキシング・チャンバー258へ配水路244へと落下する排出を助ける作用をする。
バルブ柄210の空気ポート256を通じて入る空気圧は、ミキシング・チャンバー358内の液体と泡が空気ポート256を通って内部チャンバーに入るのを防ぐ手助けをする。ミキシング・チャンバー258内では、泡立ち可能な液体が液配水路244を流下し、圧縮空気は、空気ポート256から到着し、渦モーションで一緒に混合されて混合物を形成する。したがって、ミキシング・チャンバー258内での液−空気混合は、重力とフォーミング・チャンバー262の入口260へ入る配水路244内の空気圧とで混合が強制される。
いくつかの実施形態では、ドリップ受け264は、流路244内にミキシング・チャンバー244とフォーミング・チャンバー262の間に形成されるものもある。このようなドリップ受け264は、ポンプ200の駆動が完了後にミキシング・チャンバーに残っている液及び/又は泡を受けることによってポンプ駆動間の漏れを防止する作用をする。
フォーミング・チャンバー262内には、液−空気の混合物がリッチな泡へと泡立ちをエンハンスされている。例えば、フォーミング・チャンバー262は、一つ又はそれ以上のフォーミング・エレメントをその中に収容する。好適なフォーミング・エレメントには、例えば、一つ又はそれ以上のスクリーン、メッシュ、多孔性膜又はスポンジを含む。加えて、一つ又はそれ以上のこのようなフォーミング・エレメント(s)がフォーミング・チャンバー262内のフォーミング・カートリッジに配置されている。泡ポンプ200は、例えば、二つのスクリーン・フォーミング・エレメント268をフォーミング・カートリッジ266に備える。液体/泡の混合物は、フォーミング・エレメント(s)を通過し、混合物はエンハンスされた泡となる。いくつかの実施形態では、ミキシングとフォーミング動作は、一つのチャンバー内で発生するものもあり、その場合には、チャンバーはミキシング・チャンバーでもあり、フォーミング・チャンバーでもある。泡は、泡出口270を通ってフォーミング・チャンバー262からディスペンスされる。
いくつかの実施形態では、フォーム出口270は、単に開口であってフォーミング・チャンバーから、泡ディスペンサ・システムを周囲の雰囲気に直接外へ導く。他の実施形態では、泡出口270は、オプションとしてチューブや他の配水導管(図示しない)を含み、泡をフォーミング・チャンバー262からこのような開口に運ぶ。追加の実施形態では、泡出口270はオプションとして、一つ又はそれ以上の一方通行チェックバルブ(図示しない)を含みフォーム出口270からフォーミング・チャンバー262への逆流を防止し、又は、ディスペンサが使用されない間の不要な液又は泡が排出されるのを防止する。好適な一方通行チェックバルブには、フラッパバルブ、コニカルバルブ、プラグバルブ、傘バルブ、ダックビルバルブ、ボールバルブ、スリットバルブ、マッシュルームバルブ、スプリング・ボールバルブや他のどのような一方通行チェックバルブでも含まれる。類似の一方通行チェックバルブは、オプションとして液体貯蔵庫14からミキシング・チャンバー258へそれから泡出口270へと至る液配水経路の他の部分に、望ましく又は必要に応じ設置すればよい。これらは、例えば、空気ポート256に配置され、液が液配水路244から外れてしまうのを防止する助けとなる。
好ましい実施形態では、ミキシング・チャンバー258内の混合物の空気対液体比は、約10:1である。空気対液体比は、空気ポンプにより供給される空気の容量と圧力、及び液配水路244からミキシング・チャンバー258に入る液体の量により決定される。一旦、これら及び他の適用デザイン変数が選択されて所望の空気対液体比が供給されたら、一貫性のある正確な滴下がその後提供される。例えば、圧縮空気の液貯めチャンバー222をパススルーする前述の抜け流路は、液貯めチャンバー222へ供給する圧縮空気の容量を制御することによって空気対液体比を制御する追加の手段である。液体の容量は、バルブ柄210のストロークを調整することによって変えてもよい。
バルブ柄210とフレキシブルディスク218は、停止するまで下方に動く。図7Aと7Bは、最下ポジションを描き、さらなる下降は、空気ガスケット214の環状部234とバルブ柄210の環状エクステンション240間の干渉により阻まれる。そのポジションは、バルブ柄210の最大ポンピング・ストロークを表し、最大量の泡を生産する。システムのポンピング・アクチュエータは、しかし、その最大変位に到達するまでの下方への移動を止め、ユーザーが望むようにディスペンスされる泡の量を減少する。
ポンピング・ストローク長にも関わらず、バルブ柄210とフレキシブルディスク218の下方への移動が止まると、フォーミング及びポンピング動作も止まる。そのときのバルブ柄210とフレキシブルディスク218の相対的ポジションは、図7Aと7Bに示されているだろう。その構成では、液入口ゲート・バルブ220は閉じられ、液出口ゲート・バルブ236が開かれる。
そのとき、回復力はバルブ柄210を押してポンプ[本体216内で上方へ動かす。回復力は、例えば、圧縮コイルばね(図示しない)が環状部材212を押し上げることによって、供給される。このようなコイルスプリングは、代替的に、又は追加的に、例えば、液貯めチャンバー222内に提供される。このような実施形態では、ポンプ・アクチュエータによって提供される下方への力は、コイルスプリング(s)の上方への片寄力に打ち勝ち、図5A−5B、6A−6B、7A−7Bに描かれているポンプ動作を実行する。それから、下方への駆動力が取り除かれると、コイルスプリング(s)は、バルブ柄210を上方に押す。回復力は代替的に又は追加的にアクチュエータそれ自身によって供給され、環状部材212を通じてのように上方への力が作用する。
バルブ柄210とフレキシブルディスク218は、最初は上方への移動を行い、図7Aと7Bのポジションにフレキシブルディスクを上方に曲げて保持するように作用するそれまでの力は、取り除かれる。このように、ポンプ200は、図8A、8Bの中間ポンピング状態へ動く。その状態では、バルブ柄210は、上方に十分に動き、フレキシブルディスクバルブ218は、その静止ポジションまで動き戻る。理解されるように、そのポジションでは、液出口ゲート・バルブ236は第一のバルブ表面238が第二のバルブ表面242に接触し閉じられ、液体が液貯めチャンバー222からチャネル243へと流れるのを防止している。
回復力は、上方へ作用し続け、フレキシブルディスク218は、上方へ一緒に動き最上の呼び水する又は呼び水された図5Aと図5Bの状態に到達する。その時点では、液入口ゲート・バルブ220は第一のバルブ表面224が第二のバルブ表面228から分離することによって開いてもよい。このような分離は、容器12内の液体からの重力によってなされる以外になく、これは、フレキシブルディスク218に作用する。液貯めチャンバー222内の水圧が作用することによっても助長される。すなわち、バルブ柄210とフレキシブルディスク218は、上方へ動き、液貯めチャンバー222の容量は増える。チャンバー222は出口ゲート・バルブ236とガスケット214の位置でシールされ閉じられている。したがって、チャンバー222の容量増加は、負水圧力をもたらし、入口ゲート・バルブ220を開け、チャンバー222へ液体が引きこまれる。バルブ柄210とフレキシブルディスク218の上方へのストロークの間、空気ポンプは、オフにされて圧縮空気の供給は止む。したがって、液体は満タンになるまでチャンバー222を満たし、ポンプ200は次の圧下に備える。
このように、バルブ柄210とフレキシブルディスク218は上方へ動き、共に図5Aと5Bの最上の呼び水する又は呼び水された状態に到達する。その時点で、さらなる上方への移動は、フレキシブルディスクバルブ218、又は、もしあればガイドディスク219とポンプ・ハウジング204の折り込み部272との間の干渉によって防止される。
泡ポンプ200の動作の間に、空気ポンプ(図示しない)は、好ましくは。ドライのままで、液体や泡混合物に触れず、バクテリアが空気ポンプ内で繁殖するのを防止する。これは、シール248で達成され、その衛生シールであり、液体と泡が空気ポンプを汚染することを防止し、又は、目的とする液と泡の泡ディスペンサ・システムのエレメントと接触するようになる。選択的に一方通行バルブは、先に議論された様に空気ポート256に追加されて、さらに液が空気ポンプを汚染しないのを確かなものとする。
使い捨て可能な再充てんユニットは、泡ポンプの濡れた部分を含み、数々の利点がある。その中には、ユニットは漏れなく、エンドユーザー地に出荷・配送の準備を簡便にできるというのがある。ユニット20が図5A、5Bの最上ポジションに保持されてバルブ柄210と一緒に梱包され、液入口ゲート・バルブ220は、対応して液体が貯蔵庫14から漏れないように閉じ続けられる。好適な梱包材料を使えば、これは容易に達成できる。これは、ユニット20を出荷の間最もサイズの小さな構成とするという利益が加わる。
実際、泡ポンプ200によって提供されるもう一つの潜在的な利益は、小さなポンプ機構として用に供され得るということである。このサイズのアドバンテージの理由の幾分かは、多くの泡ポンプ200にコンポーネントが容器12の頚部16の中に延伸していることによる。そして、いくつかのケースでは、泡スクリーン268の直径は、わずか約0.06インチなのである。さらに、ある実施形態では、ポンプ200のほぼすべての動作コンポーネントは容器12の頚部16内に配置される。例えば、少なくとも50%のポンプ・コンポーネントがすべて、又は一部が頚部16にちょうど収まる。
それでも、泡ポンプ200によって提供されるもう一つの利益は、従来のポンプ設計に比して、とても僅かなワーク部品で構成されていることである。したがって、ポンプ200は、それを通過する流路抵抗が非常に小さく、製造にも比較的安価となる。
図9−14は、第三の代表的な実施形態描いており、使い捨て可能な再充てんユニット30が泡ディスペンサ・システム50を例に使用されている。最初に図9と図10を参照すれば、使い捨てユニット30は、泡ポンプ300に結合されている容器12を含む。使い捨て可能な再充てんユニット30は、ディスペンサ・システム50のハウジング52内に設置される。泡ディスペンサ・システム50は、壁据付システムである。泡ポンプ300は、カウンター据付システムに代替的に使用されてもよく、据付でないポータブルシステムで場所から場所へ移動可能なものでもよく、又は、他のどのような種類の泡ディスペンサ・システムでもよい。
容器12は、液体貯蔵庫14を形成する。液体貯蔵庫14は、使い捨て可能な再充てんユニット30内の泡立ち可能な液体サプライと再充てんユニット30を保持するディスペンシングシステムハウジング52を含む。様々な実施形態で、含まれている液体は、例えば、石鹸、衛生剤、クレンザー、殺菌剤、又は他の泡立ち可能な液体である。例示の再充てんユニット30では、液体貯蔵庫14は剛なハウジング部材で形成されている。他の実施形態では、液体貯蔵庫14は、フレキシブルでバッグのような折り畳み可能な容器で構成されており、又は、他の好適な泡立ち可能な液体を含み漏れがない構成を備える。容器12は、再充てん可能、交換可能又は再充てん可能かつ交換可能であれば、アドバンテージがある。他の実施形態では、容器12は、再充てん可能でも交換可能でもないものでもよい。
装填された使い捨て可能な再充てんユニット30の貯蔵庫14にストアされている液体が空になった場合には、又は、装填された再充てんユニット30に他に故障が発生したら、装填された再充てんユニット30は、泡ディスペンサ・システム50から取り外される。空になり、又は、故障した再充てんユニット30は、それから新しい再充てんユニット30は、液が満タンの貯蔵庫14と交換されることになる。
ディスペンサ・システム50のハウジング52は、さらに、一つ又はそれ以上の駆動部材を含み、マニュアルのレバー54のようなもので泡ポンプ300を駆動する。当業者であれば、理解されるように、泡ディスペンサ・システムには、多くの異なる種類のアクチュエータが使用され得る。泡ディスペンサ・システムのポンプ・アクチュエータには、色々なタイプのアクチュエータがあり、例えば、マニュアル・レバー、マニュアルプルバー、マニュアルプッシュバー、マニュアル回転可能なクランク、電子駆動アクチュエータ又は泡ディスペンサ・システム内で、他の手段で泡ポンプ300を駆動するものがある。電子ポンプ・アクチュエータは、追加で、モーション検知器を含み非接触操作のハンズフリー・ディスペンサ・システムを提供するものもある。システムハウジング内で泡ポンプ300と外部アクチュエータとの結合する様々な中間リンク機構がある。したがって、図9と10の実施形態では、アクチュエ―ティング部材54は、U型のマニュアル・レバーである。レバー54は、二つの足が備わり、その一つのみが、図に示されており、ハウジング52の中に伸びている。各々の足56はスロット58がそこに形成され、ハウジング52内にピボット・ジョイント60のところで据付けられている。スロット58は、各々ボス62がディスペンサ・システム内の泡ポンプ300の反対側に構成されている。
典型的な泡ポンプ300は、“プル起動”のポンプである。すなわち、ポンプ300は、下部ポンプ本体302を上部ポンプ本体304について下方にプルすることで駆動される。外部アクチュエータは様々な態様で操作され、中間リンク機構はその動きを下部ポンプ本体302へ働く下方への引き力へ変換する。したがって、泡ポンプ300は、図9の静止状態から図10のその駆動されたポジションへユーザーが駆動部材54を下方へプルすることによって動かされる。部材54は、それからピボット・ジョイント60で定義されている軸のまわりを下方へピボットする。それは、ボス62をスロット58内で下方へ動かすこととなり、したがって、下方へのピボット動作は、下部ポンプ本体302の垂直下方への動きへ変換される。
ここで、追加として図11を参照すると、容器12は、泡ポンプの上部ポンプ本体304に結合されている。容器12は、ネジ付きの頚部16を備え、上部ポンプ本体の受け側雌ネジ部内にネジ締めされる。例えば、1/4回転で容器12と上部ポンプ本体は結合される。Oリング又は他のシール部材307は、ユニット30の二つの部品の間で液体密封シール結合を提供する助けとなっている。
泡ポンプ300は、いくつかのコンポーネントを含み、下部ポンプ本体302、上部ポンプ本体304、底面プレート314、シャトル・バルブ318、外部ベロー376及び内部ベロー378を含む。上部ポンプ本体304が容器12の頚部16と結合されると、下部ポンプ本体302のバルブ柄部310はシール部材307を通って、頚部16へと伸びる。今度は、頚部16は、泡ポンプ300の上部ポンプ本体内304に保持される。ある実施形態では、上部ポンプ本体304は、容器12の頚部16にポンプ300の外ネジと頚部16に内ネジで配置される場合もある。
下部ポンプ本体は、容器12内と上部ポンプ本体内を長手方向に上下に動く。シャトル・バルブ318も下部ポンプ本体のバルブ柄部310のまわりで、トップ・リップ(top lip:上唇状形状部)部380のボトムリップ部(bottom lip portion:下唇状形状部)382の間を上下に動く。これらの下部ポンプ本体302とシャトル・バルブ318の結合された運動は、液体を泡ポンプ300通じて動かし、これは、以下のようにさらに記述される。
図9と11は、泡ポンプ300の呼び水する又は呼び水された状態を描き、すなわち、駆動前の静止状態である。その状態では、下部ポンプ本体302は、最上位ポジションに位置し、シャトル・バルブ318は、最下位ポジションに位置し、ボトムリップ部382の近傍にある。液体入口ゲート・バルブ320は、液体貯蔵庫14と液貯めチャンバー322との間に配置されている。液貯めチャンバー322は、バルブ柄部310、頚部16の内壁335とシーリング部材307によって定義される。液体入口ゲート・バルブ320は、一つ又はそれ以上のバルブ柄部310にある入口開口324と、可動のシャトル・バルブ318から成る。液体入口ゲート・バルブ320は、バルブ柄部310とシャトル・バルブ318が上下するとき、開閉する。呼び水する又は呼び水された図9と11の状態では、バルブ320は開くポジションにある。その開状態にあれば、シャトル・バルブ318は、その下方ポジションにあり、入口開口324を液体貯蔵庫に向け露出させている。その露出は、液体に重力下で液体が供給され、又は、液貯めチャンバー322の膨張によって作り出される真空によって、液体容器12から入口開口324を通じて液貯めチャンバー322へ落ちるのを許容する。
シール部材307は、液貯めチャンバー322の底で、液がチャンバー322からシール307を過ぎて漏れるのを防止する。シーリング部材307は、インナー・ワイパー・シール332を備えるが、それは、可動バルブ柄部310に対して静止している。バルブ柄部310がシーリング部材307内で上下に動くと、インナー・ワイパー・シール332は、バルブ柄部310の外表面を液封の態様で上下にスライドする。そのように、液貯めチャンバー322にストアされている液体は、シール307を過ぎて下方に漏れ出るのを防止されている。したがって、ばね負荷されている出口ボールバルブ336は、ポンプ300の呼び水する又は呼び水された状態では、閉じられている。したがって、バルブ柄部310とシャトル・バルブ318が、図11に示されている各々のポジションにあるとポンプ300は自身で呼び水し、液体が液貯めチャンバー322に流入し始めてチャンバー322が液体で満たされて完全に呼び水された状態になる。
空気ポンプ384は、液貯めチャンバー322の下に備わり、図9、11に示されるように呼び水される。空気ポンプ384は、下部ポンプ本体をトップに定義される空気チャンバー386を含み、外部ベロー部376、底面プレート314、及び内部ベロー部378を含む。一方通行空気入口バルブ303は、底面プレート314に配置され、空気チャンバー384は、ポンプ300が起動された後の新しい空気の供給で再充てんされるが、これは、以下でさらに記述する。衛生シールは、曲がりくねったパス390で空気ポンプ384を液体に接触する泡ポンプ300の他の部分から隔離し、空気ポンプ384機構は、泡ポンプ300の動作中液体に接触しない。
泡ポンプ300は、上述のようにディスペンス・システム50内のマニュアル・レバー54等の泡ディスペンス・システム内のアクチュエータにより作動され、下部ポンプ本体302に下方へのプル力を作用する。最初は、シャトル・バルブ318と容器12の内壁335との間の摩擦力は、シャトル・バルブ318が下部ポンプ本体302と一緒に下方へ動くのを防止する。このように、バルブ柄部310は、図13の中間ポンプ状態に動く。その状態では、バルブ柄部310のトップ・リップ部380は、十分下方に動き、シャトル・バルブ318に接触している。その時点で、液入口ゲート・バルブ320は、閉じられており、というのは、シャトル・バルブ318は入口開口324をカバーしており、液体容器12から液貯めチャンバー322へ液を送り込むのを防止するからである。
アクチュエータは、泡ポンプ300の下部本体部302に引き力を下方に作用し続ける。バルブ柄部310のトップ・リップ部380とシャトル・バルブ318との干渉は、シャトル・バルブ318と容器12の内壁335の間の摩擦力に打ち勝つ。このように、下部本体部302とシャトル・バルブ318は、一緒に下方へ動き、図10と12の最下位の最終ポンピング状態に至る。このような動きで、液貯めチャンバー322の容量は減少し、チャンバー322内にストアされている液体に正圧を生成する。チャンバー322内の液体は、チャンバー322のトップの閉じている入口ゲート・バルブ経由でから出るのを防止され、シーリング部材307によってチャンバー底から出るのを防止される。したがって、液体に利用可能な唯一の出口経路は、ばね負荷されているボールバルブ336なのである。
バルブ336のボールにバネによって作用している閉じる力は、十分に大きく、反対向きの開放力が液貯めチャンバー322にストアされている液体に作用する重力のみであるときには、バルブ336を閉じたままに保持する。しかし、泡ポンプ300の下方へのストロークの間にチャンバー322の容量減少によりチャンバー322内部に生成される正圧によってバルブ336が打ち勝つには十分に小さなもので十分である。結果として、泡ポンプ300の下方への図13の中間状態から図10と12の最終ポンピング状態へのストロークの間に、液体は、液貯めチャンバー322から液出口ゲート・バルブ336を通って外へ出される。液体は、それから、バルブ柄部310内の中央液配水路344を通って下方へ移動する。
ポンプ300の作動の間、下部ポンプ本体302の下方への動きは、空気ポンプ液貯めチャンバー322の下にある空気ポンプ384も作動する。下部ポンプ本体302は、下方へ移動し、376と378のベローは緊縮し、それによって、空気チャンバー386の容量は減少し、チャンバー386のストアされている空気に正圧を生成する。チャンバー386の空気は、一方通行入口空気バルブ303を介してチャンバー386の底から流出するのを防止するが、空気バルブ303は、チャンバーからの流出は不可とし、流入のみ可とする。チャンバー386の空気は、それによって、バルブ柄部310内の一つ又はそれ以上の空気ポート388に強制的に流入させられる。
空気ポート388は、バルブ柄部310内の曲がりくねった経路を提供するラビリンス空気チャネル390に至る。チャネル390は空気ポート388からインナー空気ポート356へ至り、液配水路344に隣接する。液体は、液貯チャンバー322の出口ボールバルブ336から液配水路344を流れ落ち、ミキシング・チャンバー358内インナー空気ポート356からの流入空気と混じる。インナー空気ポートを通して流入してくる空気圧力は、ミキシング・チャンバー358の液と泡がラビリンス空気チャネル390へと流入するのを防止する。そして、液又は泡がチャネル390に入る限度で、チャネル390に形成されている曲がりくねった経路は、液又は泡がチャンバー386に到達するのを阻む。
ミキシング・チャンバー358内では、泡立ち可能な液体は液配水路344を流れ落ち、空気ポンプ384から来る圧縮空気と渦巻き運動の中で互いに混ざり、混合物を形成する。したがって、ミックス・チャンバー358内の液―空気混合物は、重力と液配水路344内の流入空気圧によって、フォーミング・チャンバーの入口360に送り込まれる。
フォーミング・チャンバー362内では、液―空気混合物はリッチな泡へとエンハンスされる。例えば、フォーミング・チャンバー362は、その中に一つ又はそれ以上のフォーミング・エレメントを収容する。好適なフォーミング・エレメントには、例えば、一つ又はそれ以上のスクリーン、メッシュ、多孔体又はスポンジを含む。加えて、一つ又はそれ以上のこれらフォーミング・エレメント(s)は、フォーミング・チャンバー内のフォーミング・カートリッジ内に配置される。泡ポンプ300は、例えば、二つのスクリーン・フォーミング・エレメントのフォーミング・カートリッジ366を備える。液/空気混合物は、フォーミング・エレメントを通過すると、混合物は、エンハンスされた泡になる。いくつかの実施形態では、ミキシングとフォーミング・アクションは、一つのチャンバー内で起こり、ということは、それは、ミキシング・チャンバーでもフォーミング・チャンバーでもある。泡は、泡出口370を通り、フォーミング・チャンバーからディスペンスされる。
いくつかの実施形態では、泡出口370は、単に、フォーミング・チャンバー362から泡ディスペンサ・システム周囲の外の雰囲気へと直接導くものである。他の実施形態では、泡出口370は、オプションとしてチューブ又は他の供給導管を含み、泡をフォーミング・チャンバー362からこれら開口へ運ぶ。例えば、ポンプ300では、このような導管は、内部ベロー部378で構成される。追加の実施形態で、泡出口370は、オプションとして一つ又はそれ以上の一方通行のチェックバルブを含み(図示しない)、泡出口370からフォーミング・チャンバー362へと入る泡の逆流を防止し、又は、ディスペンサが使用されていない間の液又は泡の不要な戻りを防止する。好適な一方通行チェックバルブには、フラッパーバルブ、コニカルバルブ、バネ&ボールバルブの他どのようなチェックバルブをも含む。同様な一方通行チェックバルブは、オプションとして、液体貯蔵庫14からミキシング・チャンバー358へ、それから泡出口370に至る液配布経路の他の部分に、所望又は必要に応じて配置することもできる。それらは、例えば、インナー空気ポート356に液が液配水路344から外れないのを確実にするため配設されるものもある。
好ましい実施形態では、ミキシング・チャンバー358内に形成される混合物の空気と液体比は、約10:1である。空気対液体比は、空気ポンプ384から配給される空気の容量と圧力及び液配水路344からミキシング・チャンバーに入る液体の量により決定される。一旦、これらの及び他の適用デザイン変数が選択されれば、所望の空気対液体比が供給されて、一貫して正確な摘出がその後提供される。液体の容量は、バルブ柄部310のストロークを調整すると変更することも可能である。
下部ポンプ本体302とシャトル・バルブ318は、止まるまで下方に動く図10と12には、最下位ポジションを描き、そこでは、さらに下方の動きは制限され、下部ポンプ本体302及び底面プレート314の間の干渉により制限されるのである。そのポジションは、下部ポンプ本体302の最大ポンピング・ストロークであり、最大限の量の泡を生成する。システムのポンプ・アクチュエータは、しかし、最大変位より前に下方への運動を停止する場合もあり、この場合にはユーザーの好みで泡ディスペンス量を減少させる。
ポンピング・ストロークの長さに依らず、下部ポンプ本体302とシャトル・バルブ318の下方への運動が止まると、フォーミングとポンピング・アクションも止まる。バルブ柄部310とシャトル・バルブ318の相対的ポジションは、図12に示される。その構成では、液入口ゲート・バルブ320は閉じられている。
そのとき、回復力は、下部ポンプ本体302を押して上部ポンプ本体304と底面プレート314に関して上方に動かす。回復力は、例えば、ベロー部376と378の弾力の性質によって提供される。圧縮コイルバネ(図示しない)が空気チャンバー386に配置され下部ポンプ本体を押すことによって提供されるものもある。このような実施形態では、ポンプ・アクチュエータによって提供される駆動力は、ベロー及び/又はコイルバネの上方へのバイアス(bias:片寄せ方向の作用)に打ち勝ち、図11,12と13により描かれているポンピング動作を実行する。それから、下方への力は、取り除かれ、ベロー及び/又はコイルバネに下部ポンプ部302を上方に押し上げることが許容される。回復力は、代替的に又は追加的にアクチュエータ自身によって下部ポンプ本体302へ上方への力として供給される。
下部ポンプ本体302が最初上方へ移動し、シャトル・バルブ318と容器12の内壁との間の摩擦力は、シャトル・バルブ318が容器12内で上方に動くのを妨げる。このように、ポンプ300は、図14の中間ポンピング状態へ動く。その状態では、バルブ柄部310は、十分上方へ動きシャトル・バルブ318は、ボトムリップ部(bottom lip:下唇状部)382に接触する。したがって、その時点で、液入口ゲート・バルブ320は開いている。
回復力は、上方への引き力として下部バルブ本体302に働き続ける。バルブ柄部310のボトムリップ部382とシャトル・バルブ318の間の干渉は、シャトル・バルブ318と容器12の内壁335との間の摩擦力に打ち勝つ。このように、バルブ柄部310とシャトル・バルブ318は、上方に一緒に動き、図9と11の最上位の呼び水する又は呼び水された状態に到達する。その時点では、さらなる上方への移動は、下部本体部302とシーリング部材307又は上部本体304との間の干渉により妨げられる。
下部本体部302とシャトル・バルブ318が上方に動くとき、液貯めチャンバー322の容量は増加する。液体貯蔵庫14内にストアされている液体は、液貯めチャンバー322内へと開口している液入口ゲート・バルブ320を通って、自由に流れ込む。そうなるのは、重力とシールされている(開口バルブ320を除いて)チャンバー322により生成している負水圧とによる力の作用による。出口ボールバルブ336は、液体がチャンバー322から出てミキシング・チャンバー358に入るのを防止する。したがって、液体は、満ちてポンプ300は次の作動の準備ができるまでチャンバー322に注がれ続ける。
同時に、ベロー部376と378は両方とも拡がっている。これは、少なくとも二つの効果を持つ。第一に、空気ポンプ384の空気チャンバー386の容量は、増加し、空気チャンバー386内に負空気圧を生成する。その負空気圧は、一方通行の空気入口バルブ303を開き、空気をチャンバー386内へ入れて、空気ポンプ384の再充てんをする。
第二に、出口チャンバー392、泡出口370の近くの、内部ベロー部376によって形成される、容量も増加する。同じく出口チャンバー392の負空気圧が生成され、それは、ポンプ300が伸びるに連れて泡出口270から泡を引き戻す吸引力を生成する傾向にある。泡出口370は、オプションとして、一つの又は複数の一方通行のチェックバルブを含み、上記議論のとおり、このプロセスを助ける。このように、泡ポンプ300は、“対ドリップ”機能と協力する。
泡ポンプ300の動作の間、空気ポンプ384は、好ましくは、乾燥のままで、液や泡の混合物から離れ、バクテリアがそのエリアで繁殖するのを防止する。これは、曲がりくねったラビリンス・チャネル390によって達成される。例えば、曲がりくねった経路は、角度を変え、少なくとも180度まで、少なくとも270度まで、少なくとも360度まで、又はそれ以上を加える変化を含み得る。オプションとして、上で議論のとおり、一方通行のバルブが追加され、空気ポート356を追加し、さらに液体が、空気ポンプ384を汚染しないことを確かにする。
泡ポンプ300の濡れた部分を含む使い捨て可能な再充てんユニットは、沢山の利点を持つ。それらの中でも簡単なものは、そのユニットは、漏れがなく、エンドユーザー地への出荷配送準備が簡単であるというのがある。ユニット30は、下部ポンプ本体302と一緒に梱包され、図10と12の最下位に保持され、液入口ゲート・バルブ320は、一致して閉じ続け、液体が、貯蔵庫14を液体が漏れないようにする。これは、適当な梱包材で簡単に達成し得る。
実際、泡ポンプ300に備わるもう一つの潜在的利益は、小型のポンプ機構を提供するのに用いられ得ることである。このサイズの優位性は、部分的には、多くの泡ポンプ300のコンポーネントは、容器12の頚部16の中に伸びていることによる。そして、いくつかのケースでは、泡スクリーン368の直径は、僅か0.06インチである。さらに、ある実施態様では、ほぼすべての活動中のポンプ300のコンポーネントは、容器12の頚部16の中に配置されている。例えば、少なくとも50%のポンプ・コンポーネントは、全体又は部分が頚部16内部に収まることもある。
少なくとも空気ポンプ384の一部は、ベロー376や底面プレート314のように、ディスペンサ50に取り付け残る。このようなポンプ384の部分は、利点として再利用可能であり、再充てんユニット30と共に使い捨てにしたり、交換したりする必要がない。
図15−18は、第四の典型的な使い捨て可能な再充てんユニット40を描くが、例として、泡ディスペンサ・システム50に用いられる。最初に図15を参照すると、使い捨て可能な再充てんユニット40は、泡ポンプ400に接続される容器12を含む。使い捨て可能な再充てんユニット40は、同じ泡ディスペンサ・システム50内に置かれる場合もあり、すでに使い捨て可能な再充てんユニット30に関連して議論したとおりである。使い捨て可能な再充てんユニット40は、使い捨て可能な再充てんユニット30と同じように、ディスペンサ・システム50内に収まり動作する。したがって、ディスペンサ・システム50とユニット40との相互作用についての議論は、先に記述したとおりであり、ここでは、省略する。使い捨て可能な再充てんユニット40は、代替としてカウンター据付用に用いられ、据付しない場所から場所へ可搬なポータブルシステムとして、又は、他のいずれかの種類の泡ディスペンサ・システムとして用いられる。
泡ポンプ400は、泡ポンプ300内の対応するコンポーネントと似た又は少なくとも類似の機能を実行する多くのコンポーネントを含む。このようなコンポーネントは、第一文字は異にするが下二文字は同一の数字である参照番号により特定される。したがって、例えば、泡ポンプ400は空気ポンプ484を備え、それは泡ポンプ300の空気ポンプ384に似ている。泡ポンプ400は、可動のバルブ柄部410を備えるが、これは、泡ポンプ300のバルブ柄部310と似た機能を実行するが、いくつかの面では、二つのバルブ柄部310,410は、構造的に異なるのである。
容器12は、液体貯蔵庫14を形成する。液体貯蔵庫14は、使い捨て可能な再充てんユニット40内の泡立ち可能な液体のサプライを含み、ディスペンシングシステム50を含み、これは、ユニット40を保持する。様々な実施形態では、内蔵する液体は、例えば、石鹸であり、衛生剤、クレンザー、殺菌剤又は他の泡立ち可能な液体である。
導入済の使い捨て可能な再充てんユニット40の貯蔵庫14にストアされている液体がなくなったら、又は、導入されている再充てんユニット40に故障が発生したら、導入済再充てんユニット40は、泡ディスペンサ・システムから取り除かれる。空の又は故障の再充てんユニット40は、それから、新しい再充てんユニットと液体が満たされた貯蔵庫14も含めて交換される。
泡ポンプ400はいくつかのコンポーネントを含み、下部ポンプ本体402、上部ポンプ本体404、底面プレート414、シャトル・バルブ418、外部ベロー476及び内部ベロー478を含む。上部ポンプ本体404は、容器12に結合されると、下部ポンプ402のバルブ柄部410は容器12の頚部16の中に伸びる。より詳細には、バルブ柄410は、シーリング部材407を抜けて容器12の頚部16の中に伸び上がっている。頚部16は、今度は、泡ポンプ400の上部ポンプ本体404内に保持されている。ある実施形態では、上部ポンプ本体404は容器12の頚部16内に頚部16の雌ネジに雄ネジで固定配置される。
図に特定されて描かれている泡ポンプ400の実施形態では、バルブ柄部410は、3つの分離した部品、410A,410Bと410Cから成り、スナップ又は他の結合で共にバルブ柄部410を構成している。この設計は、ポンプ400の製造にあたって組立工程を助ける。他の実施形態では、下部ポンプ本体402は、統合部品や他のいくつもの結合部品から成っている。
ガスケット又はシール499は、バルブ柄410と下部ポンプ本体402との間のシールを形成する。ある実施形態では、シール499は皮むきフィルム(図示しない)でカバーされ、表面に粘着性を備えている。再充てんユニット40、これはシール499がバルブ柄410に装着されているのであるが、これを導入する前に、皮むきフィルムは除かれる。したがって、再充てんユニット40が泡ディスペンサ50に置かれ、シール499は下部ポンプ本体に粘着性で接着される。粘着性接着剤は、十分に強力で、泡ディスペンサ50の動作中に一時的に下部バルブ本体402をバルブ柄410に接着するが、再充てんユニットが交換されるときには、十分に弱く容易に剥がすことができる。
下部ポンプ本体402は、容器12内と上部ポンプ本体404内を長手軸方向に上下に動く。シャトル・バルブ418も下部ポンプ本体402のバルブ柄部410のまわりをトップ・リップ部480とボトムリップ部482間を上下に動く。これらの下部ポンプ本体402とシャトル・バルブ418の操作は、泡ポンプを通じて液体を、さらに以下に記述するように、動かす。
図15は、泡ポンプ400の呼び水する又は呼び水された状態を描く。すなわち、動作前の静止状態である。その状態では、下部ポンプ本体402は、最上位ポジションにあり、そして、シャトル・バルブ418は、最下位ポジションにあり、底のリップ部482に隣接する。液入口ゲート・バルブ420は、液体貯蔵庫14と液貯めチャンバー422との間に設置されている。開口493はバルブ柄部品410Aに備えられ、液貯めチャンバー422は、部品410Aの内部の空洞と同様にバルブ柄410部品410Cとシーリング部材407の上の容器12の内壁435との間の軸方向の空間を含み液体が行き来できるようになっている。液入口バルブ420は、バルブ柄部410に一つ又はそれ以上の入口開口424を含み、可動のシャトル・バルブ418を含む。バルブ柄部410とシャトル・バルブ418が上下に動くと、液入口ゲート・バルブ420は、開閉する。図15の呼び水する又は呼び水された状態では、バルブ420は、オープン・ポジションにある。そのオープン・ポジションでは、シャトル・バルブ418は、その下降ポジションにあり、入口開口424を液体貯蔵庫14に露出している。その露出により、液体容器から入口開口424を通じて液貯めチャンバーへ重力落下の力の下で液体を供給することが可能となっている。
液貯めチャンバー422の底のシーリング部材407は、シール407を通過してチャンバー422から液体が抜け出るのを防止する。シーリング部材407は、インナー・ワイパー・シール432を備えるが、それは、可動バルブ柄部410に対して静止している。バルブ柄部410は、シール部材内を上下に動くので、インナー・ワイパー・シール432は、バルブ柄部410の外表面を液密封の態様で上下にスライドする。そのように、液貯めチャンバー422内の液体は、シール407を通過して下方に漏れ出るのを防止される。したがって、バルブ柄部410とシャトル・バルブ418が図15に示されるように各々のポジションにあるとき、ポンプ400は、液が液貯めチャンバー422に入り始めると自ら呼び水し、チャンバー422が液体で満ちると、完全に呼び水された状態になる。
空気ポンプ484は、液貯めチャンバー422の下に配置されて、図15に示されるようにこれも呼び水される。空気ポンプ484は、その上部が下部ポンプ本体プレート402B、外部ベロー部476、底面プレート414、内部ベロー部478で定義される空気チャンバー486を含む。一方通行の入口バルブ403は、底面プレート414に配置され、空気チャンバー486が、ポンプ400が作動すると新しい空気が供給されて再びチャージされるが、これは、以下に詳述する。衛生シーリング498は、空気ポンプ484を液体に接触する泡ポンプ400の他の部分から隔離し、空気ポンプ484機構が泡ポンプ400の動作中に液体に接触しないようにする。
泡ポンプ400は、泡ディスペンス・システムのアクチュエータによって起動され、下部ポンプ本体402に下方への引き力を作用する。初期には、シャトル・バルブ418と容器12の内壁435との間の摩擦力によって、シャトル・バルブ418は、下部ポンプ本体402と共に動くのが防止される。このように、バルブ柄部410は、図17の中間ポンピング状態へ動く。その状態で、バルブ柄部410のトップ・リップ部480は、下方へ十分に移動し、シャトル・バルブ480へ接触する。その時点で、液体出口ゲート・バルブ420は閉じられている、というのは、シャトル・バルブ418は、入口開口424をカバーし、液が容器12から重力下、液貯めチャンバー422へと溢れ落ちるのを防止しているからである。
アクチュエータは、泡ポンプ400の下部本体部402の下方への力を作用し続ける。バルブ柄部410のトップ・リップ部480とシャトル・バルブ418の間の干渉は、シャトル・バルブ418と容器12の内壁435との間の摩擦力に打ち勝つ。このように、下部ポンプ本体402とシャトル・バルブ418は共に下方へ動き、図16の最下点の最終ポンピング状態に至る。そのように、液貯めチャンバー422の容量は減少し、チャンバー422内にストアされている液に正圧を生成する。チャンバー422内の液は、入口ゲート・バルブ422が閉じられることによってチャンバー422のトップ及びシール部材407によってチャンバー422の底から流出するのが防止される。したがって、液の唯一の利用可能な出口経路は、液出口ゲート・バルブ436である。
液出口ゲート・バルブ436は、液貯めチャンバー422とバルブ柄部410内のミキシング・チャンバー458の間に配置されている。バルブ436は、弾性ばね部495を含み上部への伸長バルブ部496と結合されているバルブ部材494を備える。液出口ゲート・バルブ436は、バルブ部496上に形成されている第一バルブ表面438とバルブ柄の410C部分上に形成されている第二のバルブ表面442から成る。液出口ゲート・バルブ436は、バルブ部496が上下するに連れて開閉する。図15の呼び水する又は呼び水された状態では、バルブ436は、閉じたポジションにある。その閉じたポジションでは、第一のバルブ表面438は、圧縮された代位性バネ部495によって第二のバルブ表面に圧下されて接触するが、それは、ミキシング・チャンバー458の底に対して静止している。その接触は、液出口ゲート・バルブ436を通過して液体が液貯めチャンバー422から流出するのを防止する。他のタイプの一方通行バルブ、明細書中の記載を通じて記載されているようなものも液出口ゲート・バルブに使用可能である。
弾性バネ部495によって作用される閉じ力は、反対向きに作用する開放力が液貯めチャンバー422にストアされている液に作用する重力だけであると、バルブ436を閉じておくに十分な大きさである。それは、しかし、打ち負けてバルブ436を開放するに十分に小さく、泡ポンプ400の下方へのストロークの間にチャンバー422の容量が減少することからチャンバー422に生起される正圧で開くに十分小さい。結果、ポンプ400の下方へのストロークの間に、図17の中間状態から図16の最終ポンピング状態へ動き、第一のバルブ表面438は、第二のバルブ表面442から分離される。液は、それによって、液貯めチャンバー422から開放された液出口ゲート・バルブ436を通って流出させられる。液体は、それから、ミキシング・チャンバー458を含むバルブ柄部410内の中央液配路444を通って下方へ移動する。
下部ポンプ本体402のポンプ400の作動の間の下方への動きは、液貯めチャンバー422の下の空気ポンプ484をも動作する。下部ポンプ本体402が下方へ移動するに連れて、ベロー部476と478は接触し、それによって空気チャンバー486の容量は減少しチャンバー486にストアされている空気に正圧が発生する。チャンバー486内の空気は、一方通行の入口空気バルブ403を介してチャンバー486の底からの流出が防止されるが、それで、空気は、チャンバー486から出るのではなく、チャンバー486内でのみ空気の移動が制限される。チャンバー486内の空気は、それによって、下部ポンプ本体402内の一つ又はそれ以上の空気ポート488に強いられる。
空気ポート488は、バルブ柄部410内の垂直空気チャネル443に導通している。垂直空気チャネル443は、空気ポート488から液配路444に隣接するインナー空気ポート456まで通じている。ワイパー・シール498は、インナー空気ポート456に隣接して位置されている。チャンバー486から来る空気の圧力でワイパー・シール498が開き、それで、空気は、ポート456を通り抜け、そして、ミキシング・チャンバーに入る。液配路444を液出口ゲート・バルブから流下する液体は、ミキシング・チャンバー内でインナーポート456からの流入空気と混合する。インナー空気ポートを通じて入る流入空気の圧力は、ミキシング・チャンバー458内の液と泡が垂直空気チャンネル443内へ入るのを防止する。空気圧力が取り除かれると、ワイパー・シール498は閉じる。
ミキシング・チャンバー458内で、泡生成可能な液体が液配路444を下方へ動き、空気ポンプ484から来る圧縮空気は、渦のモーションで混合物を形成する。したがって、ミキシング・チャンバー458内の液−泡混合物は、重力と液配路444内で、流入する空気圧力と重力の作用でフォーミング・チャンバー462の入口460に入る。ポンプ400では、入口460は、ミキシング・チャンバー458の床497で一つ又はそれ以上の開口(図示しない)によって形成されている。
フォーミング・チャンバー462内では、液―空気混合物がリッチな泡にエンハンスされる。例えば、フォーミング・チャンバー462は、一つ又はそれ以上のフォーミング・エレメントがそこに収容されているものもある。好適なフォーミング・エレメントは、例えば、一つ又はそれ以上のスクリーン、メッシュ、多孔体又はスポンジを含む。加えて、一つ又はそれ以上のこれらのフォーミング・エレメント(s)は、フォーミング・チャンバー426内のフォーミング・カートリッジに備えられている。泡ポンプ400は、例えば、フォーンミングカートリッジ466に二つのスクリーン・フォーミング・エレメント468を備える。液/空気混合物は、フォーミング・エレメント(s)を通過するとき、混合物は、エンハンスされた泡へと変わる。いくつかの実施形態では、ミキシングとフォーミング・アクションは、両方が一つのチャンバーで発生し、ここでは、ミキシング・チャンバーでもフォーミング・チャンバーでもある。泡は、泡出口470を通ってフォーミング・チャンバーからディスペンスされる。
いくつかの実施形態では、泡出口470は、フォーミング・チャンバー462から泡ディスペンサ・システムの外部の雰囲気に直接に出ている単なる開口である。他の実施形態では、泡出口470は、オプションとしてチューブ他の配路を含み、泡をフォーミング・チャンバー462からこれらの開口へ運ぶ。例えば、ポンプ400では、このような配路は、内部ベロー部478によって形成される。追加の実施態様では、泡出口470は、オプションとして一つ又はそれ以上の一方通行チェックバルブ(図示しない)を含み、泡の泡出口470からフォーミング・チャンバー462への逆流を防止し、又は、不要な液又は泡がディスペンサの使用されていない間に排出されるのを防止する。好適な一方通行チェックバルブは、フラッパーバルブ、コニカルバルブ、プラグバルブ、傘バルブ、ダックビルバルブ、ボールバルブ、スリットバルブ、マッシュルームバルブ、スプリング&ボールバルブ、又は他のいずれかの一方通行チェックバルブを含んでもよい。同様の一方通行チェックバルブは、オプションとして、液体貯蔵庫14からミキシング・チャンバー458へそれから泡出口470へと、所望により又は必要に応じて至る液体配路の他の部分に配置されてもよい。例えば、ワイパー・シールバルブ498は、インナー空気ポート456に隣接配置され、液体が、液配路444から外れて垂直空気チャネル443に確かに、流れこまないようにする。
好適な実施形態では、ミキシング・チャンバー458内の混合泡空気対液体比は約10:1であるが、いくつの比率でも供給できる。空気対液体比は、空気ポンプ484によって配流される空気の容量と圧力及びミキシング・チャンバー458内入る液体の量によって決定される。一旦、これらと他の適用可能な設計変数が選択され、所望の空気対液体比が供給されると、一定の正確な調剤がその後提供される。液体の容量は、バルブ柄部410のストロークを調整し変更可能である。
下部ポンプ本体402とシャトル・バルブ418は止まるまで下方へ動く。図16は、最下位ポジションを図示し、そこでは、下部ポンプ本体プレート402Bと底プレート414の間の干渉でさらなる下方への動きは妨げられる。そのポジションは、下部ポンプ本体の最大ポンピング・ストロークを表し、最大量の泡を製造する。システムのポンピング・アクチュエータは、しかし、最大変位に達する目に下方への運動を止め、ユーザー所望の泡ディスペンスされる量を減少する。
ポンピング・ストロークの長さに関わらず、下部ポンプ本体402とシャトル・バルブ418の下方への運動が止まると、フォーミング及びポンピング・アクションも止まる。バルブ柄部410とシャトル・バルブ418の相対ポジションは、そのとき、図16に示されるようであろう。その構成で、液入口ゲート・バルブ420は閉じられる。
そのとき、回復力は下部ポンプ本体402を押して上部ポンプ本体404と底面プレート414に関して上方へ動く。回復力は、例えば、弾性の性質を持つベロー部476と478によって、提供されることもある。それは、空気チャンバー486の圧縮コイルバネ(図示しない)によって供給されてもよく、下部ポンプ本体プレート402Bを押し上げる。このような実施形態で、ポンプ・アクチュエータによって提供される下方への駆動力は、ベロー及び/又はコイルバネの上向きへのバイアスに打ち勝ち、図15,16、及び17に描かれているポンピング・アクションを実行する。それから、下方への力が除かれて、ベロー及び/又はコイルバネは、下部ポンプ部を上方へ押すことができる。回復力は、代替的に又は追加的にアクチュエータ自身によって供給され、下部ポンプ402へ上向き力を作用する。
下部ポンプ本体402は、初期には、上方に移動し、シャトル・バルブ418と容器12の内壁435の間の摩擦力は、シャトル・バルブ418が容器12内を上方に動くのを妨げる。このように、ポンプ400は、図18の中間ポンピング状態に動く。その状態では、バルブ柄部410は、上方へ十分に動き、シャトル・バルブは、ボトムリップ部482と接触する。したがって、その時点で、液入口ゲート・バルブ420は開く。
回復力は、下部バルブ本体402に押し上げ力として作用し続ける。バルブ柄部410のボトムリップ部482とシャトル・バルブ418との間の干渉は、シャトル・バルブ418と容器12の内壁の摩擦力に打ち勝つ。このように、バルブ柄部410とシャトル・バルブ418は、共に上方へ動き、図15の最高位の呼び水する又は呼び水された状態に到達する。その時点で、さらなる上方への移動は、下部本体部プレート402Bとシーリング部材407又は上部本体部404との干渉により妨げられる。
下部本体部402とシャトル・バルブ418は上方に動くと、液貯めチャンバー422の容量は増加する。液体貯蔵庫14にストアされている液体は、液貯めチャンバー422へと開口している液入口ゲート・バルブ420を通って下方へ自由落下可能である。重力によってそうなり、シールされている(開口しているバルブ420以外は)チャンバー422によって負水圧が生成される。閉じている液出口ゲート・バルブ436は、液体がチャンバー422からミキシング・チャンバー458へと流出するのを防止する。したがって、液体は、それに満ちて、次の駆動の準備ができるまで、チャンバー422に補充され続ける。
そのとき、ベロー部476と478の両方が拡がる。これは、少なくとも二つの効果を持つ。第一に、空気ポンプ内の空気チャンバー486の容量が増加し、空気チャンバー486内の負空気圧を生成する。その負空気圧は、一方通行の空気入口バルブ403を開け、空気をチャンバー486内に入れ、このように空気ポンプ484を再充てんする。
第二に、出口空気チャンバー492の容量は、泡出口470近傍の内部ベロー部476によって形成されているが、これは増加する。そのように、出口空気チャンバー492内の負空気圧を作り、それは、ポンプ400が拡張するときに泡出口270から引き戻す吸引力を作る傾向にあるあろう。泡出口470はオプションとして、一つ又はそれ以上の一方通行のチェックバルブを、上で議論したように、含み、このプロセスを助長する。このように、泡ポンプ400は“対ドリップ”機能を組み入れている。
泡ポンプ400の動作の間、空気ポンプ484は、好ましくは乾燥したままで液と泡の混合物から離れ、その領域でバクテリアの繁殖を防止する。これは、ワイパー・シール498によって達成できる。
泡ポンプの濡れた部分を含む使い捨て可能な再充てんユニット40は、多くの利点がある。その中でも、それによってユニットはエンドユーザー地への出荷配送を液漏れを発生させずに準備することが容易であるというものがある。ユニット40が、図16の最下位ポジションに保持されている下部ポンプ本体402と共に梱包されれば、液入口ゲート・バルブ420は、これに応じて閉じたままで貯蔵庫14からの液流出を防止するであろう。これは、適切な梱包材で簡単に達成できる。
実際、泡ポンプ400によって提供されるもう一つの潜在的な利益は、小さなポンプ機構として使用される可能性である。このサイズの利点は、部分には、容器12の頚部16に沢山の泡ポンプ400のコンポーネントが延伸し入り込んでいることによる。そして、いくつかのケースでは、泡スクリーン468の直径は0.06インチ径以下であるものもある。さらに、ある実施形態では、ほぼすべてのポンプ400の動作コンポーネントが容器12の頚部16内に位置される。例えば、少なくとも50%のポンプ・コンポーネントが頚部16内に全部又は部分的にぴったりと収まる。
少なくとも空気ポンプ484の一部は、再充てんユニット40がディスペンサから外されても、ディスペンサ50に取り付けられたままになる場合もある。これらの部分は、下部ポンプ本体402、ベロー部476と下部プレート414に含まれる場合がある。このような空気ポンプの部分は、再利用可能という利点がある、というのは、これらは、ポンプ動作中に液体に接触しないからである。したがって、それらは、使い捨てにする必要はなく、再充てんユニット40と共に交換される。410と同じバルブとベロー部478を含む再充てんユニット40は、下部ポンプ本体、ベロー476及び底面プレート470から上方に取り外し可能であって、これらは、泡ディスペンサ50に固定されている。
上記に記載される取り外し可能で交換可能な泡ディスペンサ用再充てんユニット10,20,30及び40は、様々、便宜な態様で製造及び組立可能である。これら方法には、泡ポンプ100,200,300又は400を組み立てる様々な部品の供給が含まれ、ポンプ完成品への部品の組立てが含まれる。それから、液体容器は、泡立ち可能な液体サプライで満たされ、完成品ポンプに接合され再充てんユニットを形成する。これらの工程を実行するに特別な要求は必要とされず、異なるステップの様々なコンビネーション及びグルーピングが本発明と合わせて使用可能である。
本発明が、ここに記載された実施形態に描かれ、実施形態は、かなり詳細に記載されているが、出願人は、添付する特許請求の範囲をいかようにも制限、限定する意図はない。追加の利点や修正は、当業者に理解される。其の上、一つの実施形態に記載された要素は、他の実施形態にも採用可能である。したがって、発明は、広い面で、特定の詳細事項に限定されず、各々の機器と実施例が示され、記載されている。したがって、出願人の一般的発明概念の思想とスコープから乖離しないで、これらの詳細から離れることもあり得る。
Claims (25)
- 泡ポンプであって:
ハウジングと;
バルブ柄であって、該バルブ柄が該ハウジング内に少なくとも一部配置され、該バルブ柄が長軸方向に沿って第一及び第二の正反対向きに動き、該バルブ柄が入口液流路を備えて液体を液貯めチャンバーへ運び、かつ、出口液流路を備えて該液貯めチャンバーから液体と空気を一緒に混合するためのミキシング・チャンバーへ運ぶように構成されているものと;
バルブ本体であって、第一のポジションと第二のポジションの間を該バルブ柄に関し動き、該バルブ本体は該入口液流路を該第一のポジションで開き、該出口液流路を該第二のポジションで開くものと;
を含み、該バルブ柄の該第一の方向への動きは該バルブ本体を該第一のポジションへ動かすもので、該バルブ柄の該第二の方向への動きは該バルブ本体を該第二のポジションへ動かす泡ポンプ。 - 前記バルブ本体は前記第一のポジションで前記出口液流路を閉じ、かつ、前記第二のポジションで前記入口流路を閉じる請求項1記載のポンプ。
- 前記長軸方向は、前記液体に作用する重力に沿った鉛直軸であって、前記第一の方向は重力に関して上向きであり、かつ前記第二の方向は重力に関し下向きである請求項2記載のポンプ。
- 前記バルブ本体は、開口を有する前記バルブ柄を受止めるシャトルディスクを備えて該シャトルディスクは該バルブ柄に関して前記長軸に沿って前記第一のポジションと前記第二のポジションの間をスライド可能である請求項2記載のポンプ。
- 前記バルブ柄は、前記第一のポジションで前記シャトルディスクと接触するボトム・リップ部及び前記第二のポジションで該シャトルディスクと接触するトップ・リップ部をさらに含む請求項4記載のポンプ。
- 前記バルブ本体は、フレキシブルな開口を有するディスクであって該フレキシブル・ディスクが前記バルブ柄に関して前記長軸方向に沿った位置に保持されて前記バルブ柄を受止めるものを含み、かつ、前記バルブ柄は前記第一のポジションで該フレキシブルディスクと接触するが前記第二ポジションでは接触しない底部バルブ表面部及び前記第二のポジションで該フレキシブルディスクと接触するトップ案内ディスクを含む請求項2記載のポンプ。
- 前記ハウジングは、空気流入口及び空気流路であって該空気流入口は該ハウジングの外部に設置される空気ポンプと接続可能であり、該空気流路は該空気流入口から前記ミキシング・チャンバーへ導通する空気流路及び空気流路をさらに含む請求項1記載のポンプ。
- 前記空気流路に配置される衛生シールをさらに含み、液体が前記空気ポンプを汚染しない請求項1記載のポンプ。
- 少なくとも一部が前記ハウジング内に配置される空気ガスケットであって、該空気ガスケットが前記液貯めチャンバーの床の少なくとも一部を形成し、かつ、該空気ガスケットは可動の前記バルブ柄のまわりを囲むインナー・ワイパー・シールを含み液体が該インナー・ワイパー・シールと該バルブ柄との間を移動するのを阻む液封シールを提供する空気ガスケットをさらに含む請求項1記載のポンプ。
- 前記ハウジングは空気流入口及び空気流路であって、該空気流入口は該ハウジング外にある空気ポンプと接続可能であり、該空気流路は該空気流入口から前記ミキシング・チャンバーへ導通する空気流入口及び空気流路をさらに含む請求項9記載のポンプ。
- 前記ミキシング・チャンバーは前記バルブ柄内に配置されて前記空気流路は、追加で前記バルブ柄の壁面に空気流入口を備える請求項10記載のポンプ。
- 前記空気流路は前記液貯めチャンバーの前記床の下に部分的に配置されて該空気ポンプが圧縮空気を前記液体泡ポンプに供給すると該圧縮空気は前記空気ガスケットの前記インナー・ワイパー・シールを通過し前記液貯めチャンバーに流入する請求項10記載のポンプ。
- 少なくとも一部が前記バルブ柄内に位置されるドリップ(drip)受けをさらに含む請求項1記載のポンプ。
- 少なくとも一部が前記バルブ柄内に位置されるフォーミング・カートリッジをさらに含む請求項1記載のポンプ。
- 前記フォーム・カートリッジは、多数のスクリーンを含み、該多数のスクリーンのそれぞれは約0.06インチ以下の直径である請求項14記載のポンプ。
- 容器と合わせて請求項1の前記液体泡ポンプを含み前記液体泡ポンプの前記ハウジングは、前記容器の頚部に結合可能で使い捨て再充てんユニット形成する受け部を含む泡ディスペンサ・システム用の使い捨て可能な再充てんユニット。
- 少なくとも50%の前記液体ポンプ・コンポーネントは前記容器の前記頚部にぴったり収まる(fit)請求項16記載の使い捨て可能な再充てんユニット。
- 泡ポンプであって:
それを通じて液体が前記液貯めチャンバーに流入可能な液入口及び第一バルブ、及びそれを通じて液体が前記液貯めチャンバーから流出可能な液出口及び第二バルブを有する液貯めチャンバーと;
ミキシング・チャンバーは前記液貯めチャンバーの前記液体出口からの液体を受取る液入口を有し、及び圧縮空気を圧縮空気源から受取る空気入口を有し、該液体と該圧縮空気は該ミキシング・チャンバー内で混合されて泡立ち可能な混合物を形成するミキシング・チャンバーと;
該泡立ち可能な混合物を受ける泡エンハンシング(enhancing)媒体は、該泡立ち可能な混合物の泡が泡エンハンシング媒体を通過するとエンハンスされる該泡エンハンシング媒体と;
該エンハンスされた泡立ち可能な混合物をディスペンスする出口ノズルと;及び
ポンピング・アクションの間にディスペンスされなかった泡が該ポンピング・アクション完了後に該出口ノズルからドリッピング(dripping)するのを防止するサック−バック(suck-back)機構とを含み;
ここで前記再充てんユニットがディスペンサに据え付けられると、該サック−バック機構は空気ポンプの部分を前記泡立ち可能な液体ディスペンサ内に形成し;かつ
前記再充てんユニットは該空気ポンプ全体を処分せずに使い捨て可能である泡ポンプ。 - 前記サック−バック機構は、曲がりくねった経路を含み、該曲がりくねった経路は合計180度以上の該曲がりくねった経路に沿った方向変化を含み、
前記空気圧縮機近傍に位置される該曲がりくねった経路部は動作時にほぼ液体に触れずに済む請求項18記載のポンプ。 - 前記サック−バック機構は、ベローを含み、該ベローの第一の側が泡出口通路を形成し、該ベローの第二の側が空気ポンプの壁を形成する請求項18記載のポンプ。
- 容器と合わせて請求項18の前記泡ポンプを含み該液体泡ポンプのハウジングは、前記容器の頚部に結合可能で前記使い捨て再充てんユニット形成する受け部を含む泡ディスペンサ・システム用の使い捨て可能な再充てんユニット。
- 泡ディスペンサ用の再充てんユニットであって:
泡立ち可能な液体の容器と;
ポンプと;
該ポンプは、
液貯めチャンバーであって、それを通して液体が液貯めチャンバーに流入することができる液入口及び第一のバルブを有し、それを通して液体が該液貯めチャンバーに流入することができる液入口及び第一のバルブを備え、かつ、それを通して液体が該液貯めチャンバーから流出することができる液出口及び第二のバルブを有する液貯めチャンバーと;
ミキシング・チャンバーは、液入口を備えて該液貯めチャンバーの該液出口からの液体を受入れ、かつ、空気入口を備えて圧縮空気源から圧縮空気を受入れ、該液体と該圧縮空気は該ミキシング・チャンバー内で混合されて泡立ち可能な混合物を形成するミキシング・チャンバーとを備え;
泡エンハンシング媒体であって、該泡立ち可能な混合物を受入れ、該泡立ち可能な混合物の泡は該泡エンハンシング媒体を通過してエンハンスされるエンハンス媒体と;
サック−バック機構でポンピング・アクション間にディスペンスされない泡が該ポンピング・アクションが完了後に該出口ノズルからドリッピングするのを防止するものであって、該再充てんユニットが該泡立ち可能な液体メカニズムに固定されると該サックバック機構はベロー及び該ベローの第一の部分が該泡がパススルーする出口経路を形成し、該ベローの第二の部分が空気圧縮機の部分を形成するサック−バック機構と;
を備え、
ここで該圧縮空気の源は該泡立ち可能な液体ディスペンサ内に配置されて圧縮空気出口を含み、該再充てんユニットは該泡立ち可能なディスペンサに分離可能に固定されて、該再充てんユニットが該泡ディスペンサに固定されると該ディスペンサの該圧縮空気出口は該ミキシング・チャンバーの該空気入口と通じ;かつ
該再充てんユニットは該圧縮空気の源を処分せずに使い捨て可能である泡ディペンサー用の再充てんユニット。 - 前記サック−バック機構は、前記泡ディスペンサと前記空気圧縮機の間の曲がりくねった経路をさらに含み、該曲がりくねった経路は、角度方向の変化が加え合わせると少なくとも180度以上であり、該空気圧縮機の近傍の該曲がりくねった経路部は動作中にほぼ液体から離れたままであるように構成されている請求項22記載のポンプ。
- 前記曲がりくねった経路は角度方向の変化が加え合わせると少なくとも270度である請求項23記載のポンプ。
- 該液体ポンプ内に位置される空気入口バルブをさらに含み、空気が該液体ポンプに入るのを可能とし、空気が該液体ポンプから出るのを防ぐ請求項22記載のポンプ。
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