TW201006429A - Two-stroke foam pump - Google Patents

Description

.201006429 六、發明說明： .【發明所屬之技術領域】 本發明在這裏屬於泡沫泵的領域’其中能發泡的液體 和空氣合倂以分配泡沫産品。更具體地，本發明涉及二衝 程泡沫泵，其中空氣和能發泡的液體通過第一衝程被抽入 可壓縮的混合室中，並通過第二衝程從泵通過泡沬篩被排 出。 # 【先前技術】 很多年來，從保持再塡充單元的分配器殼體分配液體 ，例如肥皂、消毒劑、清潔劑、殺菌劑等是已知的’該再 塡充單元容納液體並提供用於分配液體的泵機構。用於這 樣的分配器的泵機構一般爲在致動器移動時僅放出預定量 的液體的液泵。最近，爲了效率和節約的目的，以通過將 空氣注入液體中而産生的泡沫的形式分配液體變成所希望 • 的。因此，標準液泵讓位於産生泡沫的泵，其必定需要用 於以産生期望的泡沫的方式合倂空氣和液體的裝置。 一般，泡沫分配器通過將能發泡的液體流和空氣流泵 送至混合區域來産生泡沬，並迫使混合物通過篩子，以更 好地將空氣作爲氣泡分散在能發泡的液體內，並産生更均 勻的泡沬産品。氣泡越小和越多，泡沬就越厚和越軟，雖 然太多或太少的空氣可能使泡沫有不良的質量。形成期望 的泡沫産品的關鍵是强烈混合能發泡的液體和空氣，以將 氣泡分散在液體內。很多現有的泡沬栗設計在致力於獲得 201006429 期望的泡沫的過程中需要大量的零件，並且當不在使用中 . 時容易泄漏。因此，存在對一種簡單的泡沫泵的需要，該 泡沫泵具有很少的零件並且當不在使用中時防止泄漏。 【發明內容】 本發明提供了二衝程泡沬泵。二衝程泡沬泵包括活塞 殼體，活塞殼體包括底壁和從該底壁延伸的至少一個側壁 。它還包括活塞組件，活塞組件包括具有底端的活塞。活 @ 塞在活塞殼體中可選擇性地從靜止位置移到塡充位置，在 靜止位置，底端位於活塞殼體的底壁附近，在塡充位置， 底端位於離底壁更遠處。底端遠離底壁的移動用於界定可 壓縮的混合室，該混合室在底端遠離底壁移動時在容積上 膨脹，而在底端朝著底壁移動時在容積上减小。出口通道 從底端到出口延伸通過活塞，且出口通道與可壓縮的混合 室流體相通。活塞殼體中的液體進口與可壓縮的混合室相 通。液體進口閥調節流體通過液體進口進入可壓縮的混合 @ 室中的流動。空氣進口也與可壓縮的混合室相通，使得底 端遠離底壁的運動增加了可壓縮的混合室的容積，因而通 過空氣進口將空氣抽入可壓縮的混合室中，並通過液體進 口將液體抽入可壓縮的液體室中，從而在可壓縮的混合室 中産生液體和空氣的預混合物，且其中，此後，底端朝著 底壁的運動迫使液體和空氣的預混合物的至少一部分通過 活塞的出口通道。 -6 - 201006429 ，【實施方式】 包括根據本發明的槪念的二衝程泡沬泵的第一實施方 式的再塡充單元在圖1和2示出，並通常由數字10表示 。再塡充單元10包括容器12，容器12塡充有能發泡的 液體S，並適合於安裝在現有的分配器殼體（未示出）中 ，如本領域中通常已知和實施的。泡沫栗14通過頂蓋（ over-cap) 16固定到容器12。容器12塡充了能發泡的液 φ 體S，並具有帶螺紋的頸部18，泡沫泵14接納在頸部18 中，且泡沬泵14的殼體22上的凸緣20嚙合頸部18的端 部24。頂蓋16是內部有螺紋的，並適合於與頸部18緊 密配合且旋到頸部18上，以將泡沫泵14固定在頸部18 內。通過將凸緣20固定在頸部18的端部24和頂蓋16之 間，泡沬泵14被固定在適當的位置。如在泡沫栗的領域 中是常規的，泡沬泵14在混合室中混合能發泡的液體S 和空氣，以産生泡沫産品。根據本發明的槪念，泡沬泵 • 1 4利用活塞的二衝程作用來混合並産生泡沬産品。 泡沫泵14包括其中有可壓縮的混合室25的殼體22 ，殻體22具有側壁26、底壁28和開口端30。凸緣20從 側壁26向外延伸，與開口端30相鄰，以嚙合頸部1 8的 端部24，如上所討論的。因此，殼體22安裝在頸部18 內並延伸到容器12中，開口端30位於頸部18的端部24 附近。底壁28包括其內的孔32，以及位於孔32內以控 制能發泡的液體S從容器12進入混合室25的流動的單向 閥34。殻體22還包括從底壁28朝著開口端30延伸的柱 201006429 36»柱36實質上位於混合室25的中央，並可包括具有稍 微大的直徑的端部分38。端部分38可包括位於端部分38 中的環形凹槽42內的環形密封構件40。環形密封構件40 在這裏被示爲Ο形環，但可使用其它密封件。 其中具有鑽孔46的活塞44可滑動地接納在圍繞柱 36的混合室25內。當在靜止狀態時，活塞44具有相鄰 於底壁28定位的底端48以及位於殼體22和頂蓋16的外 部的分配端50。活塞44還包括與致動機構相互作用以産 @ 生活塞44的運動的致動凸緣52。 鑽孔46包括具有不同直徑的三個部分。當活塞44在 靜止狀態時，鑽孔46的第一部分54圍繞柱36的端部分 38上的密封件40並與密封件40相互作用。更具體地， 第一部分54具有大約等於但稍微大於端部分38的直徑的 直徑，並充分嚙合密封件40以産生適當的氣密和液密。 鑽孔46的第二部分56從第一部分54延伸到底端48，並 具有大於第一部分54的直徑的直徑。由於第二部分56的 〇 較大直徑，在鑽孔46的內壁和柱36的外部之間存在空間 〇第一部分54和第二部分56的長度可根據期望的泡沬特 徵變化，如將在下面更詳細討論的。鑽孔46的第三部分 58從柱36的遠端處的第一部分54朝著活塞44的分配端 50延伸，並具有小於端部分38的直徑的直徑。在較接近 於分配端50處，鑽孔46的第三部分58的直徑可逐步地 或以額外的步長進一步减小’以便控制當泵14被啓動時 流入混合室25中的空氣的量’如將在下面從這裏的公開 -8 - 201006429 •中認識到的。 • 活塞44也包括圍繞其外表面的一個或多個環形凹槽 57，且環形密封構件59位於這些凹槽的每個中，處在活 塞44和側壁26之間。環形密封構件59被示爲0形環， 雖然不限於此或被此限制。混合筒60定位在鑽孔46內， 接近活塞44的分配端50。混合筒60包括管狀主體62, 通道63通過管狀主體62。通道63以進口網64和出口網 φ 66爲界。出口網66定位成鄰近泵出口 68。應理解，混合 筒60提供用於産生高品質泡沬産品的相對的網，但可替 代地使用單個網。混合筒60也可包括U形保持部分70, 其嚙合活塞44的一部分以幫助將混合筒60固定在鑽孔 46內。 如在圖1中看到的，通過在箭頭A的方向上移動活 塞44而將泡沬泵14從靜止狀態操作到圖2的塡充狀態， 從而將空氣和能發泡的液體S抽入混合室25中。泡沫泵 Ο 14接著返回到靜止狀態，以迫使空氣和能發泡的液體混 合物通過泵出口 68出來。偏置機構和致動機構可與將安 裝再塡充單元10的現有殼體集成在一起。各種配置可用 於實現對泡沬泵14的期望偏置和致動。例如，彈簧偏置 可用於使活塞偏置在靜止狀態，且與殼體相關的推杆元件 可被啓動以拉動致動凸緣52，直到達到極限。這將塡充 混合室25’且在塡充之後，推杆將釋放致動凸緣52，使 得活塞44將通過彈簧偏置返回到其靜止狀態。可選地， 可使用動力機械聯動裝置或“免持”致動器，如本領域中 -9- 201006429 具有通常知識者已知的。 爲了從泡沬泵14分配産品，活塞44遠離殻體22 底壁28移動。最初，活塞44的運動將使混合室25在 積上增大，因而在其中産生真空，只要鑽孔46的第一 分54通過密封件40與柱36的端部分38保持接觸。由 塞44的運動産生的真空將使能發泡的液體S通過單向 34抽到混合室25中。一旦活塞44移動得距底壁28足 遠，以將密封件40移動圖1中由hi表示的所需運動的 離而與第一部分54脫離接觸，密封就被破壞。當密封 破壞時，混合室25內的真空將不再存在，且替代地， 塞44的進一步運動將使空氣通過泵出口 68、通過通道 流入並進入混合室25中。因此，第二部分56的增加的 徑釋放真空密封，以允許空氣的引入，但只在標準量的 發泡的液體S被引入混合室25中之後。通過改變所使 的單向閥34的尺寸或類型，或通過增加或减小在釋放 空之前活塞44必須行進的長度（hi)，可改變被抽入 合室25中的能發泡的液體S的量。通過增加鑽孔46的 —部分54的軸向長度，可增加被抽入混合室25中的能 泡的液體S的量，而通過减小第一部分54的軸向長度 可减少被抽入混合室25中的能發泡的液體S的量。即 不改變第一部分54的軸向長度，也可藉由位於分配器 的調節裝置來調節活塞44的靜止狀態位置進一步遠離 板28，來改變長度（hi )。 在活塞44被充分致動且泡沬泵14處於圖2的塡充 的 容 部 活 閥 够 距 被 活 63 直 能 用 真 混 第 發 y 使 中 底 狀 201006429 , 態之後，活塞44通過致動機構或在偏置機構的影響下返 回到圖1的靜止狀態，從而在混合室25塌陷時迫使能發 泡的液體和空氣混合物通過鑽孔46和混合筒60出來。混 合室25內减小的容積和因此增加的壓力將使能發泡的液 體和空氣混合物通過混合筒60流出。特別地，在本實施 方式中，通道63在可壓縮的混合室25的容積膨脹期間用 作空氣進口通道，並在可壓縮的混合室25的容積收縮期 Φ 間用作混合的空氣和液體的出口通道。 圖3和4示出本發明的第二實施方式。示出了可選的 二衝程泡沫泵114，其可通過放置在容器內而被合倂到再 塡充單元中，方式類似於上面討論的第一實施方式中泡沬 泵14被容納在筒12中的方式，且凸緣113嚙合頸部18 的端部24，並由頂蓋固定至其。 泡沬泵114包括活塞殼體112,活塞殼體112具有底 壁115和從底端115延伸到蓋板118的至少一個側壁116 φ 。泡沬泵114進一步包括活塞組件126，活塞組件126包 括具有底端128的活塞130。底端128可滑動地位於殼體 1 12中，並以彈性密封_( wiper seal ) 129接觸側壁。活塞 130可從圖3的靜止位置移到圖4的塡充位置，且非常像 圖1和2的泵在這些位置之間移動以分配産品。 由底端1 28、側壁1 1 6和底壁1 1 5之間的空間界定的 內部容積構成可壓縮的混合室134，其在圖3中實質上塌 陷到最小容積，靠著底壁115平放》當活塞130朝著圖4 的塡充狀態移動時，可壓縮的混合室134在容積上膨脹， -11 - 201006429 將底端128從圖3的靜止位置移到圖4的塡充位置，在靜 止位置，彈性密封1 29位於底壁1 1 5附近，在塡充位置， 彈性密封129位於蓋板118附近。相反，當底端128從塡 充位置移到靜止位置時，可壓縮的混合室134在容積上减 小。底端128可包括孔136，通過孔136活塞被固定，或 底端128和活塞130可能爲一體式的。在底端128和活塞 130之間産生密封，使得可壓縮的混合室134內的流體和 空氣在增加的壓力下不在活塞130周圍漏出。通過本領域 具有通常知識者已知的任何機構或方法可提供該密封。如 在圖式中示出的，活塞130的延伸部分138是被壓配合和 /或粘到孔136中，以將活塞130固定在其中。 活塞130包括與可壓縮的混合室134流體相通的出口 通道140。單向出口閥142設置在出口通道140內，單向 出口閥142允許流體通過出口閥142從可壓縮的混合室 134流動並進入出口通道140，但阻止流體通過出口閥 142從出口通道140流動並進入可壓縮的室134。雖然在 這裏被示爲具有球172的公知球閥，且球172被彈簧174 和彈簧底座175偏置以關閉進口 173，但出口閥可采取其 它形式。出口閥142可爲很多傳統單向閥之一，例如鴨嘴 閥、擋板閥或彈性體交叉縫閥（也稱爲Zeller或LMS型 閥）。出口通道140進一步包括其中的至少一個網篩，液 體和空氣混合物在離開泡沬泵114之前被迫通過該網篩。 該至少一個網篩可呈混合筒146的形式，混合筒146由中 空管148組成，中空管148在兩端以網篩149和150爲界 .201006429 .殻體112進一步包括液體進口 154和空氣進口 156, 當底端128遠離底壁115移動時，隨著可壓縮的混合室 134膨脹，每個進口都允許流體流入混合室134中。在這 裏，它們被顯示處在底壁115中，儘管如此’在公開了泡 沫泵114的功能之後應可理解，它們可以其它方式定位成 與可壓縮的混合室134流體相通。液體進口閥158位於液 φ 體容器（未示出）中能發泡的液體的源和液體進口 154之 間，以調節流入混合室1 34中的流體。液體進口閥1 58是 單向閥，其允許流體通過閥流動並進入可壓縮的混合室 134，以及阻止流體通過液體進口閥158從可壓縮的混合 室134流出。類似地，單向空氣進口閥160位於空氣進口 156，以允許空氣流入但不流出可壓縮的混合室134。空 氣進口 156 —般與環境大氣相通，雖然它可與獨立的指定 的空氣源相通。液體進口 154和空氣進口 156的尺寸和/ 〇 或其對流動的阻力可變化，以增加或减少在啓動泡沫泵 114時提供的液體或空氣的量。 在這裏示爲彈簧的偏置機構170在底端128和殻體 112的蓋板118之間位於活塞130周圍，以將活塞組件 126偏置在靜止位置並使活塞組件126在致動之後返回到 靜止位置。然而應理解，在沒有偏置機構時，泡沫泵114 仍可在兩個方向上通過對活塞組件126的手工移動來操作 ，以塡充泵114並使能發泡的液體和空氣混合物放出。這 對圖1和2的泵14也成立，且該事實應是可容易理解到 -13- 201006429 的。 . 由於偏置機構170的影響，泡沫泵114保持在靜止位 置，如圖2所示，底端128在底端115附近。爲了啓動泡 沬泵114，推動活塞組件126以克服偏置機構170的偏置 力，在箭頭B的方向上使底端128遠離底端115朝著蓋板 118移動。可壓縮的混合室134的膨脹的容積産生真空，

從而通過進口閥158將能發泡的液體從其源抽出，並通過 空氣進口閥160將空氣從其源（例如，大氣）抽出，因而 _ 用能發泡的液體和空氣二者塡充室134。在用液體和空氣 塡充之後，活塞組件1 26返回到其靜止位置。因爲液體進 口閥168和空氣進口閥160不允許流體流出可壓縮的混合 室134，液體和空氣混合物被迫通過出口通道140中的出 口閥142，並通過混合筒146出來，以産生在出口 180處 分配的高品質泡沬。當返回到其靜止狀態時，活塞組件 126準備泡沫泵114的隨後啓動，且實質上所有的液體和 空氣混合物都已通過出口通道140排出。 H 根據前述內容，應清楚，本發明提供了泡沫栗領域中 的改進。雖然爲了教導發明性槪念的目的在這裏公開了特 定的實施方式，但應認識到，本發明不限於所示和所述的 任何特定的結構或被該結構限制。更確切地，申請專利範 圍應當用於限定本發明。 【圖式簡單說明】 圖1是在靜止位置示出的根據本發明的槪念的二階段 -14- .201006429 •泡沫泵的第一實施方式的橫截面圖； 圖2是在塡充位置示出的第一實施方式的橫截面圖； 圖3是在靜止位置示出的根據本發明的槪念的二階段 泡沫泵的第二實施方式的橫截面圖；以及 圖4是在塡充位置示出的第二實施方式的橫截面圖。 【主要元件符號說明】 • Μ :再塡充單元 U :容器 1 4 :泡沫泵 16 :頂蓋 1 8 :帶螺紋的頸部 2〇 :凸緣 22 :殻體 24 :端部 胃 25:可壓縮的混合室 26 :側壁 28 :底壁 3 〇 :開口端 32 :孔 34 :單向閥 36 :柱 3 8 :端部分 4〇 :環形密封構件 15- 201006429

42 :環形凹槽 44 :活塞 46 :鑽孔 48 :底端 50 :分配端 52 :致動凸緣 54 :第一部分 56 :第二部分 5 7 :環形凹槽 58 :第三部分 5 9 :環形密封構件 60 :混合筒 62 :管狀主體 63 :通道

64 :進口網 66 :出口網 68 :泵出口 70 : U形保持部分 1 12 :活塞殼體 1 13 :凸緣 1 1 4 :二衝程泡沬泵 1 1 5 :底壁 1 1 6 :側壁 1 18 :蓋板 16- 201006429 126 ： 128 ： 129 ： 130 ： 134 ： 136 ： 138 ：

142 ： 146 ： 148 ： 149 : 150 ： 154 ： 156 ： φ 158 ： 160 ： 170 ： 172 ： 173 ·· 174 ： 175 ： 活塞組件 底端 彈性密封 活塞 可壓縮的混合室 孔 延伸部分 出口通道 單向出口閥 混合筒 中空管 網筛 網篩 液體進口 空氣進口 液體進口閥 單向空氣進口閥 偏置機構 球 進口 彈簧 彈簧底座 1 80 :出口

Claims (1)

1. 201006429 七、申請專利範圍： 1.—種二衝程泡沫泵，包括： (a) —活塞殼體，其包括一底壁和從該底壁延伸的 至少一個側壁； (b) —活塞組件，其包括： (i)具有一底端的一活塞，該活塞在該活塞殻 體中可選擇性地從一靜止位置移到一塡充位置，在該靜止 φ 位置’該底端位於該殼體的該底壁附近，在該塡充位置， 該底端位於離該殻體的該底壁更遠處，該底端遠離該底壁 的移動用於界定一可壓縮的混合室，該混合室在該底端遠 離該底壁移動時在容積上膨脹，而在該底端朝著該底壁移 動時在容積上减小， (iii)—出口通道，其從該底端到一出口延伸通過 該活塞，該出口通道與該可壓縮的混合室流體相通， (c) 一液體進口，其在該殼體中，與該可壓縮的混 合室相通； (d) —液體進口閥，其調節流體通過該液體進口流 動進入該可壓縮的混合室， (e) —空氣進口，其與該可壓縮的混合室相通； 其中該底端遠離該底壁的移動增加了該可壓縮的混合 室的容積，因而通過該空氣進口將空氣抽入該可壓縮的混 合室中，並通過該液體進口將液體抽入該可壓縮的液體室 中，從而在該可壓縮的混合室中産生液體和空氣的一預混 合物；且其中，此後，該底端朝著該底壁的運動迫使液體 -18- 201006429 和空氣的該預混合物的至少一部分通過該活塞的該出口通 道》 2. 如申請專利範圔第1項所述的一衝程泡沫栗’其中 該活塞組件進一步包括： (iv) 一出口閥，其調節流體通過該出口通道的流動 、允許流體從該可壓縮的混合室內流過該出口閥並朝著該 出口的流動、以及禁止流體通過該出口閥並進入該可壓縮 的混合室的流動，且該底端朝著該底壁的運動迫使液體和 空氣的該預混合物的至少—部分通過該出口閥° 3. 如申請專利範圍第2項所述的二衝程泡沬泵’進一 步包括： 一空氣進口閥，其調節流體通過該空氣進口進入該可 壓縮的混合室中的流動，該空氣進口被界定爲通過該殼體 〇 4. 如申請專利範圍第3項所述的二衝程泡沫泵，進一 步包括在該底端附近的一密封件，該密封件從該活塞延伸 以接觸該活塞殼體的該至少一個側壁，該密封件也用於界 定該可壓縮的混合室。 5. 如申請專利範圍第1項所述的二衝程泡沬泵，進一 步包括在該活塞殼體上的一蓋板，該活塞延伸通過該蓋板 ，以在該活塞殻體外部提供該出口。 6. 如申請專利範圍第3項所述的二衝程泡沬泵，進一 步包括與該活塞的該出口通道相通的一網篩，且該底端朝 著該底壁的運動迫使液體和空氣的該預混合物的至少一部 201006429 分通過該網篩。 * 7. 如申請專利範圍第1項所述的二衝程泡沬泵，其中 該活塞殼體包括從該活塞殼體延伸的一柱，且該活塞包括 一鑽孔，該鑽孔包括： 一第一部分，其圍繞該柱並通過一密封件嚙合該柱， —第二部分，其從該第一部分延伸到該活塞的該底端 ，並具有大於該第一部分的一直徑的直徑，以便圍繞該柱 並界定該柱和該第二部分之間的一環形空間； 馨 一第三部分，其從該第一部分朝著該出口延伸，其中 該活塞相對於該柱移動，且該活塞的該底端遠離該活塞殻 體的該底壁的運動在該第二部分達到該密封件時解除該第 一部分和該柱之間的密封。 8. 如申請專利範圍第7項所述的二衝程泡沬泵，其中 該底端遠離該底壁的運動增加該可壓縮的混合室的容積， 並將液體抽到該可壓縮的液體室中，直到該鑽孔的該第二 φ 部分達到該密封件爲止，在此位置處，一空氣路徑在該出 口和該可壓縮的混合室之間産生，從而允許空氣通過該出 口並通過該第三部分流入，以産生液體和空氣的該預混合 物0 -20-