改進的泡沫泵的制作方法

本公開涉及泡沫泵并且特別是涉及在向液體加壓之前向空氣加壓的泡沫泵。

背景技術：

近來，已經開發出一種能夠通過非噴霧式分配系統以泡沫的形式分配帶機械洗滌物的洗手液的新型泵(US 8,002,151和US 8,281,958)。該泵是已經允許產生新的洗手液種類的平臺的一體部分。該種類是帶機械洗滌物的泡沫皂。

在研制出能夠產生帶機械洗滌物的泡沫的泵之前，諸如專利5,445,288和6,082,586中所描述的那些泵的現有的泡沫泵具有僅僅分配泡沫的限制。其原因是一般的起泡沫技術通過使液體和空氣通過多孔介質以生成泡沫來產生泡沫。如果該技術被用來產生帶機械洗滌物的泡沫，那么所述泵將簡單地從液體中“濾掉”洗滌物并停止運行。從該類泵分配的洗手液的關鍵特征是低粘度。該形式的洗手液的粘度通常小于100厘泊(cPoise)并且被定制成易于通過多孔介質與空氣混合以從所述泵產生泡沫。

產生帶機械洗滌物的泡沫所需的洗手液的特征是非常不同的。如果洗手液太稀(粘度太低)并且具有牛頓流變特性，則機械洗滌物將從懸浮液中掉出。如果產品太稠(太粘)，則生成具有這種構成的泡沫所需的力的量變得過高，從而導致分配器使用者(耗費)過度的操作力并產生劣質的泡沫。該類洗手液的粘度范圍通常在500厘泊和4000厘泊之間。

典型的非噴霧式泡沫泵通過同時泵送空氣和液體兩者來運行。實質上，所述泡沫泵是協同工作以將預定體積的空氣和預定體積的液體一起引入的兩個泵(空氣泵和液體泵)的結合。因為空氣通常被導入液體中，所以液體的粘性將影響空氣有效灌注的能力。灌注的阻力轉化為在所述泵中生成的背壓。

灌注過程的效率也受將空氣泵入液體中的同時動作的限制。空氣是可壓縮介質而液體不是。因此，當空氣和液體正被泵送時，空氣由于因空氣被迫灌注至液體中而施加至空氣的阻力導致壓縮。其結果是泡沫質量多變，其中空氣與液體的比例在泵送過程開始時較低而在泵送過程末尾時較高。對于泵的使用者，這意味著在泵送過程開始時所生成的泡沫比末尾時的更濕。如果使用隔膜泵或者膜片泵，則該狀況甚至更加明顯。這些類型的泵隨著其坍縮而變形，并且在變形階段，幾乎沒有空氣被傳送至混合腔室并且因此在行程的開始部分得到的泡沫多水。該問題通過用于空氣和液體兩者的活塞泵而大體上被克服了。然而，在包括鼓泡元件的起泡沫元件的情況下，將會有利的是在液體被傳送至起泡沫元件之前在鼓泡元件的空氣側和內部聚積空氣壓力。當試圖使用包括鼓泡元件的起泡沫元件生成帶機械洗滌物的(如上所述)更高粘度的泡沫皂時出現的另一問題是提供足夠的駐留時間以使空氣灌注過程最大化從而產生高質量泡沫的能力。

技術實現要素：

本公開涉及一種用于與未加壓液體容器和起泡沫元件相關聯地使用的非噴霧式泡沫泵。所述泵包括液體泵部分和空氣泵部分。所述液體泵部分具有液體腔室和往復運動液體活塞，所述液體腔室具有液體內部體積。所述液體腔室與所述未加壓液體容器流體聯通并且與所述起泡沫元件流體聯通。所述空氣泵部分具有空氣腔室，所述空氣腔室具有空氣內部體積。所述空氣腔室與所述起泡沫元件流體聯通。所述液體泵部分和所述空氣泵部分具有致動行程和返回行程，在致動行程期間，所述空氣內部體積減小，并且在致動行程的開始階段期間，所述液體腔室的液體內部體積保持不變，而在致動行程的稍后階段期間，所述液體腔室的液體內部體積減小。

所述往復運動液體活塞可以包括往復運動部分和主要部分，并且所述往復運動部分滑動地接合所述主要部分，所述往復運動部分在致動行程的開始階段相對于所述主要部分滑動并且在致動行程的稍后階段接合所述主要部分，從而在致動行程的稍后階段減小所述液體腔室的液體內部體積。

所述起泡沫元件可以包括鼓泡元件、與所述空氣腔室流體聯通的起泡沫元件空氣腔室和與所述液體腔室流體聯通的起泡沫腔室，并且其中空氣被從所述起泡沫元件空氣腔室推動通過所述鼓泡元件進入所述起泡沫腔室。

所述起泡沫元件可以是第一起泡沫元件并且所述非噴霧式泡沫泵還包括第二起泡沫元件，其中來自于所述液體腔室的液體與所述第一起泡沫元件和所述第二起泡沫元件流體聯通，來自于所述空氣腔室的空氣與所述第一起泡沫元件和所述第二起泡沫元件流體聯通，其中所述第一起泡沫元件和所述第二起泡沫元件各自具有排出通道，所述排出通道可以合并至合并的流動通道中并且合并至排出噴嘴中。

所述非噴霧式泡沫泵可以包括致動器，并且所述往復運動液體活塞包括往復運動部分和主要部分，所述致動器在致動行程的開始階段沿著所述往復運動部分滑動，并且在致動行程的稍后階段，所述致動器接合所述主要部分，從而使得在致動行程的稍后階段所述液體腔室的液體內部體積減小。

所述非噴霧式泡沫泵可以包括用于容納所述泵和所述液體容器的分配器(布撒器)。

所述空氣泵部分可以包括空氣活塞。

所述非噴霧式泡沫泵還可以包括致動器，所述致動器被連接至所述空氣活塞和所述往復運動液體活塞的往復運動部分，從而使得所述空氣活塞通過所述致動器可操作地連接至所述往復運動液體活塞。

所述往復運動液體活塞的往復運動部分可以被滑動地附接至所述致動器，并且所述空氣活塞可以被剛性地附接至所述致動器。

所述空氣活塞可以被可操作地連接至所述液體活塞，以使得當致動所述空氣活塞時所述往復運動液體活塞被致動。

所述液體腔室可以與所述空氣腔室同軸。

所述空氣活塞可以包括滑動地接合所述往復運動液體活塞的液體活塞部分。

所述非噴霧式泡沫泵可以包括處于所述液體腔室和所述起泡沫元件之間的液體出口閥。

所述往復運動液體活塞可以在所述空氣泵部分中同軸地延伸，并且所述空氣活塞可以被附接至所述往復運動液體活塞的往復運動部分。

所述非噴霧式泡沫泵可以包括處于所述液體活塞和所述起泡沫元件之間的液體出口閥。

所述起泡沫元件可以包括混合腔室和起泡沫部分，從而使得空氣和液體的混合物被從混合腔室推動通過所述起泡沫部分。

所述起泡沫元件可以包括起泡沫部分，并且所述起泡沫部分是多孔構件。

進一步的特征將在以下詳細說明的過程中被描述或者變得顯而易見。

附圖說明

現在將參考附圖僅僅以舉例的方式描述實施例，其中：

圖1是具有改進的泡沫泵的分配器的橫截面示意圖，其中所述改進的泡沫泵處于行程的開始階段；

圖2是圖1的具有改進的泡沫泵的分配器的橫截面示意圖，但是其中顯示所述改進的泡沫泵處于行程的中間階段；

圖3是圖1和圖2的具有改進的泡沫泵的分配器的橫截面示意圖，但是其中顯示所述改進的泡沫泵處于行程的末尾階段；

圖4是圖1至圖3的具有改進的泡沫泵的分配器的橫截面示意圖，但是其中顯示所述改進的泡沫泵處于向返回行程過渡的、行程的末尾階段；

圖5是圖1至圖4的具有改進的泡沫泵的分配器的橫截面示意圖，但是其中顯示所述改進的泡沫泵處于返回行程的中間階段；

圖6是圖1至圖5的具有改進的泡沫泵的分配器的橫截面示意圖，但是其中顯示所述改進的泡沫泵處于返回行程的末尾階段；

圖7是改進泵的橫截面圖；

圖8是圖7中所示的分配器的立體圖，并且顯示了改進泵的備選實施例；

圖9是圖8的改進泵的立體圖；

圖10是圖9的改進泵的主視圖；

圖11是圖9的改進泵的側視圖；

圖12是沿著線B-B截取并且顯示致動行程的圖10的改進泵的截面圖；

圖13是與圖12中所示的改進泵相似的改進泵的截面圖，但是其中顯示所述改進泵處于返回行程；

圖14是沿著圖10的線A-A截取的、顯示液體入口路徑的改進泵的橫截面圖；

圖15是沿著圖10的線A-A截取的改進泵的橫截面圖，其中顯示所述改進泵處于在僅僅空氣腔室的體積被影響至空氣腔室和液體腔室兩者都被影響之間過渡的、行程的中間第一階段；

圖16是沿著圖10的線A-A截取的改進泵的橫截面圖，其中顯示所述改進泵處于影響空氣腔室的體積和液體腔室的體積兩者的、行程的中間階段；

圖17是沿著圖11的線E-E截取并且顯示液體流動路徑的改進泵的液體出口腔室的橫截面圖；

圖18是沿著圖10的線D-D截取并且顯示泡沫流動路徑的改進泵的排出噴嘴的橫截面圖；

圖19是沿著圖10的線C-C截取并且顯示空氣流動路徑的改進泵的成對起泡沫腔室之一的橫截面圖；

圖20是可以包括改進泵的分配器的立體圖；

圖21是顯示處于行程的開始階段的改進泵的備選實施例的橫截面圖；

圖22是顯示部分通過行程的第一階段的圖21的改進泵的橫截面圖；

圖23是顯示處于行程的第一階段的末尾和中間階段之間的過渡點處的圖21和圖22的改進泵的橫截面圖；

圖24是顯示部分通過行程的中間階段的圖21至圖23的改進泵的橫截面圖；以及

圖25是顯示處于行程末尾的圖21至圖24的改進泵的橫截面圖。

具體實施方式

參考圖1至圖6，大體上以10示出了分配器的示意圖。分配器10包括改進的泡沫泵12。泵12是用于與未加壓液體容器14一起使用的非噴霧式泵。

泵12包括液體泵部分16和空氣泵部分18。液體泵部分16包括液體腔室20和液體活塞22。液體活塞22是往復運動液體活塞。空氣泵部分18包括空氣腔室24和空氣活塞26。往復運動液體活塞22和空氣活塞26兩者被可操作地連接至致動器28。往復運動液體活塞22包括往復運動部分21和主要部分23。液體活塞22的往復運動部分21被滑動地附接至致動器28，并且空氣活塞26被剛性地附接至致動器28。

液體腔室20具有液體入口30和液體出口32。液體腔室20被可操作地連接至未加壓液體容器14。液體入口閥34被定位于液體腔室20和液體容器14之間。液體腔室20與起泡沫元件36流體聯通。液體出口閥38被定位于液體腔室20和起泡沫元件36之間。

空氣腔室24具有空氣入口40和空氣出口42。空氣入口閥44被定位于空氣腔室24和外部空氣之間。空氣腔室24與起泡沫元件36流體聯通。空氣出口閥46被定位于空氣腔室24和起泡沫元件36之間。

起泡沫元件36包括鼓泡元件48、處于鼓泡元件48的一側的起泡沫元件空氣腔室50和處于鼓泡元件48的另一側的起泡沫腔室52。起泡沫元件空氣腔室50與空氣泵部分18的空氣腔室24流體聯通。起泡沫腔室52與液體泵部分16的液體腔室20流體聯通。空氣在壓力下被推動通過鼓泡元件48進入起泡沫腔室52中的液體中以產生泡沫。泡沫在排出噴嘴54處排出起泡沫元件36。

圖1至圖6顯示了所述泵在移動通過一個行程時的多個階段。圖1顯示泵12處于休止狀態。當行程開始進行時，如圖2中所示，空氣在空氣泵的空氣腔室24中壓縮，空氣出口閥46打開并且空氣進入起泡沫元件空氣腔室50中。空氣被推動通過鼓泡元件48并遇到來自于起泡沫腔室52中的液體的且在較小的程度上來自于鼓泡元件48自身的阻力。空氣壓力聚積至足夠的水平以允許空氣灌注至起泡沫腔室52中的液體中。在行程的起始階段，致動器沿著液體活塞22的往復運動部分移動并且因此液體活塞22未移動。這是其中在接合液體泵之前“裝填”空氣腔室的“裝填”階段。一旦致動器28碰上液體活塞22的主要部分23，則液體活塞22與空氣活塞26一起移動并且壓力在液體腔室20中聚積，液體出口閥38打開并且液體流動至起泡沫腔室52中，在所述起泡沫腔室52中液體被灌注以空氣以形成泡沫。在行程末尾，如圖4中所示，致動器28的方向改變。這一般是在使用者停止向內推動致動器時發生。在行程末尾，液體入口閥34關閉；液體出口閥38關閉；空氣入口閥44關閉并且空氣出口閥46關閉。在圖5中所示的返回行程的起始階段，僅僅空氣活塞26移動，致動器28沿著液體活塞22的往復運動部分21移動，并且液體活塞23的主要部分未在液體腔室20內移動。隨著致動器28繼續沿著返回行程移動，空氣入口閥44打開并且空氣移動至空氣腔室24中，致動器28沿著液體活塞22的往復運動部分21移動，如圖5中所示。隨著致動器繼續沿著返回行程移動，液體入口閥34打開并且液體移動至液體腔室20中，如圖6中所示。圖1中示出了上述行程的末尾或者泵12的休止位置，其中液體入口閥34、液體出口閥38、空氣入口閥44和空氣出口閥46全部關閉。

應當指出，在圖1-圖6的示意圖中，所述泵將被未示出但在本領域中公知的偏壓器件偏壓在休止位置中。

參考圖7至圖20，以112示出了改進的泡沫泵的備選實施例。泵112是用于與未加壓液體容器114一起使用的非噴霧式泵。圖10至圖20已經在可能的地方被簡化，以使得固定在一起的部件可以顯示成一個部件。

泵112包括液體活塞泵部分116和空氣泵部分118。液體活塞泵部分116包括液體腔室120和液體活塞122。液體活塞122是往復運動液體活塞。空氣泵部分118包括空氣腔室124和空氣活塞126。空氣腔室124圍繞液體腔室120并且與液體腔室120同軸。往復運動液體活塞122和空氣活塞126被可操作地連接，以使得通過致動空氣活塞126轉而可以致動所述往復運動液體活塞。空氣活塞126包括滑動地接合往復運動液體活塞122的液體活塞部分121。在行程的開始部分，往復運動液體活塞122未相對于空氣活塞126移動，并且液體腔室120的體積保持不變，而空氣腔室124的體積開始減小。這是其中在液體泵被接合之前“裝填”空氣腔室的“裝填”階段。在過渡點處，空氣活塞126的液體活塞部分121接合往復運動液體活塞122并且此后空氣腔室124和液體腔室120兩者的體積都減小。

液體腔室120具有液體入口130和液體出口132，如在圖14至圖16中最佳地可見。液體腔室120被可操作地連接至未加壓液體容器114(圖7中所示)。液體入口閥134被定位于液體腔室120和液體容器114之間。液體腔室120與起泡沫元件136流體聯通。液體出口閥138被定位于液體腔室120和起泡沫元件136之間。入口閥134和出口閥各自是單向球型閥。將意識到，球型閥僅僅是舉例并且其他類型的閥也可以使用。

空氣腔室124具有空氣入口140和空氣出口142。空氣入口閥144被定位于空氣腔室124和外部空氣之間。空氣腔室124與起泡沫元件136流體聯通。與以上參考圖1至圖6來描述的實施例相比，泵112不包括空氣出口閥。當泵行程返回時，打開空氣入口閥144所需的力小于通過鼓泡元件148反向抽吸泡沫所需的力，并且因此未在該實施例中使用空氣出口閥。然而，如果需要，泵112可以包括空氣出口閥。起泡沫元件136包括鼓泡元件148、處于鼓泡元件148一側的起泡沫元件空氣腔室150和處于鼓泡元件148另一側的起泡沫腔室152。起泡沫元件空氣腔室150與空氣泵部分118的空氣腔室124流體聯通。起泡沫腔室152與液體泵部分116的液體腔室120流體聯通。空氣在壓力下被推動通過鼓泡元件148進入起泡沫腔室152中的液體中以產生泡沫。泡沫排出起泡沫元件136并且通過泡沫出口通道166行進至合并的流動通道168中。所述合并的流動通道168由往復運動排出噴嘴活塞169限定并且與排出噴嘴154流體聯通。排出噴嘴154設有排出噴嘴閥155。所述合并的流動通道168的體積取決于往復運動排出噴嘴活塞的位置，如圖14至圖16中可見。因此，在起泡沫元件136中形成的泡沫通過泡沫出口通道166行進至合并的流動通道168中并且通過排出噴嘴154排出泵112。

圖8至圖19顯示了所述泵移動通過一個行程時所述泵的不同階段和不同部分。圖14顯示了在返回行程期間、當液體通過液體入口通道158抽吸至液體腔室116中時的液體流動路徑156。返回彈簧(復位彈簧)161推壓空氣活塞126和往復運動液體活塞122。當行程開始進行時，空氣在空氣泵的空氣腔室124中壓縮并且往復運動液體活塞122相對于主要部分123移動，但是液體腔室120的體積不變直至圖15中所示的過渡點。所述泵繼續移動通過行程并且推動液體腔室120中的液體通過液體出口132并且通過打開的液體出口閥138。圖16中示出了行程的末尾。液體從液體出口132流動至液體出口通道160并且流動至起泡沫腔室152。在此處的實施例中，存在一對液體出口通道160和一對起泡沫腔室152，如圖17中最佳地可見。兩個液體出口通道160以及兩個起泡沫腔室152的體積相同。因此，成對的起泡沫腔室152包括第一起泡沫元件和第二起泡沫元件。

通過包括一對起泡沫腔室152獲得了若干優點。具體地，通過設置一對起泡沫腔室152，增加了空氣灌注過程的有效駐留時間。成對的起泡沫腔室152的使用使得在縮短的距離上使灌注的體積加倍。此處所示的具有成對的起泡沫腔室152的設計與此前所示的具有用于空氣活塞126和液體活塞122的中央致動器或者推動點的設計相比提供了更加平衡的設計。此外，與使用一個大的起泡沫腔室而非使用此處所示的成對的起泡沫腔室152所需的設計相比，此處所示的設計提供了更加緊湊的設計。

在圖12和圖13中以162示出了空氣入口路徑。在返回行程中，在空氣腔室中產生真空，單向空氣入口閥144打開，并且空氣被抽吸至空氣腔室124中，如圖13所示。在圖12中以164示出了空氣出口路徑。在行程開始時，空氣活塞126向內行進并且減小空氣腔室124的體積，從而推動空氣離開空氣腔室124進入空氣出口通道164并進入起泡沫元件空氣腔室150，如圖12、13和19中所示。

圖19中所示的起泡沫元件顯示了鼓泡元件148、起泡沫元件空氣腔室150和起泡沫腔室152。來自于各個起泡沫腔室152的泡沫通過泡沫出口通道166流動至合并的流動通道168中直至排出噴嘴154，如圖18中所示。

泵112可容納在分配器170中，如圖20中所示。所述分配器具有與結合起來的往復運動液體活塞122和空氣活塞126相接合的按鈕172。

參考圖21至圖25，以212示出了備選泵。所述泵212包括液體活塞泵部分216和空氣泵部分218。液體活塞泵部分216包括液體腔室220和液體活塞222。液體活塞222是往復運動液體活塞。空氣泵部分218包括空氣腔室224和空氣活塞226。往復運動液體活塞222和空氣活塞226兩者被可操作地連接至致動器(未示出)。往復運動液體活塞222包括往復運動部分221和主要部分223。空氣活塞226被附接至往復運動液體活塞222的往復運動部分221。

液體腔室220具有液體入口230和液體出口232。液體腔室220被可操作地連接至未加壓液體容器(未示出)。液體入口閥234被定位于液體腔室220和液體容器之間。液體腔室220與混合腔室236流體聯通。液體出口閥238被定位于液體腔室220和混合腔室236之間。

空氣腔室224具有空氣入口240和空氣出口242。空氣腔室224與混合腔室236流體聯通。在混合腔室236中，來自于空氣腔室224的空氣和來自于液體腔室220的液體被混合在一起。被混合的空氣和液體進而被推動通過起泡沫部分248并被推動至排出噴嘴中。起泡沫部分248可以是紗網、網紗、泡沫狀物、海綿或者其他合適的多孔材料。被混合的空氣和液體被推動通過起泡沫部分248以產生泡沫。該實施例中的起泡沫元件包括混合腔室236和起泡沫部分248。

圖1至圖25顯示了當所述泵移動通過行程時所述泵的多個階段。圖21顯示泵212處于休止狀態。當行程開始進行時，如圖22中所示，空氣在空氣泵的空氣腔室224中壓縮并且處于壓力下的空氣進入混合腔室236。隨著空氣壓力聚積，空氣和液體被推動通過起泡沫元件248。在行程的起始階段，往復運動部分221相對于液體活塞222的主要部分223移動并且液體腔室220的體積不變，如圖22和圖23中所示。這是其中在液體泵被接合之前“裝填”空氣腔室的“裝填”階段。一旦往復運動部分221接合液體活塞222的主要部分223，則液體活塞222與空氣活塞226一起移動并且壓力在液體腔室220中聚積，液體出口閥238打開并且液體流動至混合腔室236中，如圖24中所示。在行程末尾，如圖25中所示，空氣活塞226和往復運動液體活塞22的移動方向改變。這一般是在使用者停止向內推動致動器或者按鈕時(未示出)發生。在行程末尾，液體入口閥234關閉；液體出口閥238關閉；并且空氣入口閥244關閉。

從現有技術中清楚的是，需要一種解決方案來克服空氣可壓縮而液體不可壓縮這一基本問題，以便使在泵中利用空氣灌注液體的效率最大化，以產生高質量的泡沫。

本文所述的泵首先在泵的空氣側聚積足夠的壓力，以使得當液體開始被泵送時可以立即將液體灌注以空氣，從而使灌注過程最大化，以便使從所述泵分配出來的泡沫的質量最佳。

本文所述的泡沫泵在同時泵送空氣和液體之前生成內部空氣壓力。簡言之，分配動作由作為分配行程的一部分的泵送空氣開始，隨后一起泵送空氣和液體。空氣側的加壓允許更有效地灌注液體，從而為使用者產生更高質量的泡沫。

一般而言，本文所述的系統是指起泡沫泵。本公開的各個實施例和各個方面將參考以下所論述的細節來描述。以下描述和附圖是本公開的說明并且不可被理解成限制本公開。許多特定細節被描述以提供對本公開的各個實施例的完全理解。然而，在某些情況下，眾所周知或者常見的細節未被描述，以便提供對本公開的實施例的簡明論述。

如本文中所使用，術語“包括”和“包括(進行時)”將被理解成是包容性和開放性的，而不是排外的。具體地，當在說明書和權利要求中使用時，術語“包括”和“包括(進行時)”及其變型意味著包括指定的特征、步驟或部件。這些術語不可被解釋成排除其他特征、步驟或部件的存在。

如本文中所使用，術語“可操作地連接”意味著兩個元件可以被直接地或者間接地連接。

如本文中所使用，術語“基本上”是指動作、特征、性能、狀態、結構、條目或者結果的完全或者近乎完全的范圍或程度。例如，“基本上”被封閉的物體將意味著所述物體被完全封閉或者近乎完全封閉。從絕對的完全性偏離的精確容許程度在一些情況下可以取決于特定的范疇。然而，一般而言，近乎完全將與實現了絕對完全或徹底完全具有總體相同的結果。當用于否定含義時，“基本上”的使用同樣可用于指完全或近乎完全沒有某一動作、特征、性能、狀態、結構、條目或者結果。