泡沫分配器的制作方法

本发明涉及由手可操作的泡沫分配器，尤其但不排除地涉及由利用柱塞的往复运动的泵送动作可操作的泡沫分配器。

背景技术：

泵作用手动泡沫发生器在本领域中是公知的。一般地它们包括用于保持可发泡液体的容器以及泡沫发生装置，该泡沫发生装置一般包括安装在所述容器颈部中的由柱塞操作的泵，该泵具有诸如浸管(diptube)之类的入口与所述容器内部联通以将液体抽入泵腔中。为了产生泡沫，液体必须在紊流条件下以合适的比例混合在空气中，必要的情况下进行调节以使泡沫中的气泡尺寸适当均匀。这是技术上的需求且在商业上是重要的，因为湿的或者不均匀的泡沫具有低的消费者可接受度。

一种良好构建的泵具有用于空气和液体的单独的泵缸体，其中各自的入口阀和活塞由单个柱塞承载。相应的空气液体出口通入泵腔(通常在泵缸体上方的分配器的颈部区域中)下游的混合腔，因此混合的液体和空气通过一个或多个筛网以调节泡沫。这些分配器将合适比例的空气和液体混合，但是它们较大且昂贵，并且对于锁定结构一般是不可接受的，因此必须设置单独的盖。例如，见ep-a-0565713、ep-a-0613728、wo97/13585和ep-a-1190775。

已经单独提出一种泵式泡沫发生器，其在促进紊流混合的条件下将空气和液体一起抽入到通过活塞操作的泵腔中以便于该腔中填充有泡沫，然后通过泵出口将泡沫排出，例如通过柱塞杆。在us2007/0040048a中，传统的活塞/缸体柱塞泵装有浸管，该浸管向下延伸到容器底部，在容器底部中的浸管具有小孔，然后再次向上延伸到容器顶部，在容器顶部，浸管端部通入容器中液体上方的空气。泵作用将空气通过浸管快速抽入，随着其朝向泵通过携带小比例的液体通过容器底部处的进入孔。wo01/39893描述了通过由以一些间隙安装在泵缸体周围且在容器颈部内部开口的外部圆柱形夹套限定的单独的空气进入管道引入空气，因此来自于容器内部的空气可以从夹套与泵本体之间通过到达入口区域，与来自于传统浸管的液体并排进入入口瓣阀下方。wo2008/133491描述了一种入口接头，其在泵入口阀下方添加了额外的球阀并将来自容器内部的空气排放到这些阀之间，以与液体混合。wo2011/144861也描述了双重入口球阀，其具有空气入口喷嘴和在这些喷嘴之间的混合筛网。

技术实现要素：

这里的目的是提供新的有用的泡沫分配器，尤其是可手动操作的柱塞致动式泡沫分配器，尤其涉及用于空气和/或液体的新颖的入口结构以及用于将空气和液体混合的装置。

在一个方面中，本发明提供了一种泡沫分配器，包括将液体保持在其内部的容器以及安装在容器上的泡沫发生装置。泡沫发生装置包括用于从容器内部转移液体的液体引入管道、用于将空气从外部或者从容器内部转移到泡沫发生装置中的空气引入管道、以及限定出混合区域(优选地是混合腔)的结构。混合区域具有来自于空气引入管道的一个或多个空气入口以及来自于液体引入管道的一个或多个液体入口，用于将空气和液体混合以形成泡沫或泡沫前体，从而在紊流条件下将空气和液体混合。泡沫发生装置还包括用于保持泡沫的泡沫腔、从泡沫腔引到用于分配泡沫的排放出口的排放管道、以及用于沿着排放管道将泡沫从泡沫腔驱动到排放出口的致动设施；这可以通过泵动作实现。

在通向泡沫腔的入口处设置止回阀是理想的。优选地，一个止回阀控制空气和液体(或泡沫前体)进入到泡沫腔的流动。优选地，该止回阀在所述混合区域/混合腔的全部或部分的下游。止回阀可以是例如球阀或瓣阀；球阀是优选的。

优选地，设置一个或多个多孔或可渗透的泡沫调节器元件，混合的空气和液体(泡沫前体)通过该泡沫调节器元件以使气泡尺寸更加均匀。优选地在泡沫腔的下游设置至少一个这种泡沫调节器元件，优选地设置在排放通道中，例如在排放喷嘴的端部中或处，比如在排放出口处或附近。

可以在混合区域或混合腔中设置一个或多个多孔或可渗透的调节器元件，理想地是设置在所提到的入口止回阀的上游。可以在泡沫腔中设置一个或多个调节器元件。这些泡沫调节器元件中任一个或者每个可以是多孔或穿孔元件，方便地是诸如聚合物筛网之类的筛网。

这里优选的空气引入管道至少部分地限定在泵本体元件(可以在其内部限定泡沫腔)与安装在本体外部周围和/或邻靠(against)本体外部安装的空气管套或夹套元件之间，在空气管套或夹套元件与本体外部之间具有间隙，以限定全部或部分的空气引入管道。空气引入管道的入口可以在该夹套或管套元件的端部处，比如在泵本体上部附近，例如在容器的颈部区域处或附近。然而，替代性地，空气引入管道可以联通到容器外部。可以预想到其他种类的空气引入管道。

这里特别的方案涉及用于空气和液体引入和混合的结构。

根据第一种方案，通入混合区域或混合腔的液体入口具有受限的喷嘴，其在进入混合区域或混合腔的入口处或附近具有喷孔。理想地，喷孔处的流动面积限制小到液体入口上游的液体引入管道的横截面积的10％或更小，优选5％或更小。在上游的液体引入管道的横截面积变化的地方，该％是根据其最大横截面积估算的。此外或替代性地，孔的最大横向尺寸/直径通常不大于1mm，优选地不大于0.8mm，更优选地不大于0.5mm。或者优选的限制可以根据相应的流动面积限定(就像对于上面尺寸的圆形开口那样确定的)：通常不大于0.8mm²，优选地不大于0.5mm²，更优选地不大于0.2mm²。这些尺寸适合于具有传统液体范围的正常的手握尺寸的分配器。

为了提供受限的喷孔，泡沫发生装置可以包括适配器部件，例如具有插入分立的浸管中或插到分立的浸管上的插座，该适配器包括限定出预定喷孔(当然其小于浸管的内径)的部件。孔限定部可以是与适配器分离的部件，因此可以根据要被分配的产品组装不同的孔尺寸。

虽然发现单个液体入口孔是合适的，但是可以设置多个喷孔，只要它们构成相对于液体引入管道的流动面积的限制。上面的面积比例可以适用于多个开口的单个或共同喷嘴开口。

还优选的是在通过喷嘴的之后的液体接下来通过可渗透的多孔调节器构件，比如筛网，例如聚合物筛网。其可以通过喷嘴与调节器构件之间的闭合孔。调节器构件可以盖住限定该孔的管状元件的端部。

这里的第二种方案涉及在泡沫发生装置入口处的流动结构的顺序。根据该方案，该装置包括在泡沫腔入口处的入口止回阀。混合区域/腔在该止回阀的上游。液体通过直接与容器内部的液体源联通的液体入口(即不经由止回阀)进入混合区域/腔，比如经由如上方案的喷嘴或孔开口。一个或多个空气入口也从空气引入管道通入混合腔，正如上面提到的。因此空气和液体可以在不需要之前的对液体流进行阀调节的情况下直接进入混合腔，且在通过止回阀进入泡沫腔之前以紊流混合。止回阀理想地是球阀，不过可以使用瓣阀或其他阀。

这里的第三种方案是鉴于至少一个空气入口和至少一个液体入口通入到混合区域/混合腔中，该液体入口或每个液体入口通过诸如筛网之类的可渗透或多孔调节器元件进入混合腔，而该空气入口、每个空气入口或者一个或多个空气入口中的至少一些直接进入混合腔，不需要通过可渗透或多孔调节器元件。

虽然之前的方案已经强调使空气和液体的初始混合物一起通过筛网以调节泡沫气泡的尺寸，但是我们发现在其中仅液体通过筛网(或者其他多孔/可渗透构件)且单独将空气引入(理想地在筛网之后与液体接触)的优选装置中可以获得良好的结果。当然，如果需要可以设置补充的筛网/调节器，例如在混合腔或泡沫腔中。然而，我们发现足够的泡沫形成和泡沫均匀性是通过具有设置在排放管道中的一个或多个补充筛网来获得的，而在混合腔或泡沫腔中无需进一步的调节器筛网。

因此，本领域技术人员将会意识到这些方案为诸如泡沫分配器泵的泡沫生成装置提供了相对简单的入口结构，因为可以在入口端处使用单个阀和单个筛网。优选地，在泡沫腔中没有筛网或其他调节器。

总之，尤其在这些方案的任一种方案或所有方案中，优选地一个或多个空气入口成型为喷嘴或相对于空气引入管道的上游区域的限制部，以在混合区域或腔中促成高的空气速度和/或紊流。这些限制部方便地形成或限定在分配器的各个分散的元件(比如管状连接器部分)的滑动安装表面之间，通过这些表面的一个或两个中的一个或多个凹槽，提供了联通到导入混合腔或混合区域中的一个或多个相应的空气入口开口的空气引入管道的一部分。连接元件例如可以是提供连接或混合区域的入口适配器结构的元件，在该连接或混合区域处液体引入管道和空气引入管道相交，理想地在可以具有入口止回阀的泡沫腔的入口处。

一个或多个这种受限的空气入口处的总的横截面积可以小于一个或多个受限的液体入口(例如一个或多个受限喷孔)的总的横截面积。优选地，存在多个空气入口。总的空气入口的受限面积可以例如小于0.5mm²，或者小于0.3mm²或者小于0.1mm²。

这里的进一步的方案是能够提供根据前述方案中的任一种的流动结构的结构元件的组合。根据该方案，限定泡沫腔且具有入口阀的本体缸体包括在入口端处的管状连接器。在本身与本体缸体之间限定至少部分的空气引入管道的空气引入本体具有安装到本体缸体的管状连接器中或上的相应的管状连接器，从而在它们之间限定了由一个端部处的入口阀和另一个端部处的空气引入本体管状连接器的入口开口限制的混合腔。一个或多个空气入口通道限定在例如各个管状连接器的安装表面(例如滑动安装表面)之间，通过这些表面的一个或两个中的一个或多个凹槽，从而提供联通到通入混合腔的一个或多个相应的空气入口开口的空气引入管道的最后部分。管状连接器(例如空气引入本体的相反指向的管状连接器)可以将所述的入口开口连接到浸管或浸管适配器，例如如上所述的容纳或限定液体引入管道的喷孔的浸管适配器。在倒置操作分配器的情况下，正如本身已知的，在液体入口处浸管可以颠倒或者不存在。

泡沫发生装置优选地包括用于通过排放管道将泡沫从泡沫腔排出的泵机构。因此，泡沫腔可以是泵腔，泡沫发生装置是包括致动器的泡沫分配器泵，致动器可以移动以改变泡沫腔的容积以通过排放管道将泡沫排出。优选地，泡沫腔限定在活塞-缸体泵中，且理想地活塞在可往复移动的柱塞上，相对于包括缸体的泵的本体可以往复移动。

正如已知的，排放管道可以穿过该柱塞的柱塞杆延伸并延伸到在该柱塞头上的排放出口，例如在其排放喷嘴的端部处。诸如筛网之类的一个或多个可渗透调节器元件可以跨越柱塞中或上的排放管道定位，方便地在其排放喷嘴的端部处或附近和/或在形成其柱塞头和柱塞杆的分立部件之间的连接部处，用于组装的实用性。

对于泡沫的形成，泡沫腔重新填充有由液体和空气通过它们各自的入口并通过混合腔的进入流形成的泡沫是必要的。因为理想地使用泵分配器，所以不必要挤压容器。然而，泵的往复运动的致动器(比如柱塞)的返回行程(优选地在排出泡沫时由用户的力克服的返回弹簧的影响下)抽入所需的空气和液体流，以在泡沫腔中产生新鲜的泡沫。为此，在排放管道中设置止回阀动作通常是必要的以便于产生抽吸。优选地该止回阀动作由滑动密封活塞提供，其可以相对于致动器柱塞的柱塞杆移动，柱塞杆具有用于泡沫通过的一个或多个流动开口，活塞具有封闭部，该封闭部在活塞相对于柱塞杆的一个位置中封闭流动开口，在另一个相对位置中保留流动开口。这些位置之间的移动方便地引起了“空动(lostmotion)”，其中通过活塞与缸壁的摩擦，在每个运动开始时活塞落后于柱塞杆。这种滑动密封活塞对于技术人员是已知的，但是我们这里注意到理想地不使用的传统的出口球阀对于通过这里所披露的分配器中的排放管道输出良好品质的泡沫是非常优选的。

在使用柱塞杆携带有活塞的可往复运动的柱塞的实施方式中，优选地所述泵包括自其顶部开口向下伸入泵缸体中的插入元件且具有带有用于柱塞杆通过的开口的基底，该基底为泵返回弹簧提供了支座。泵弹簧的另一端可以抵靠柱塞头的相反(通常是向下)指向的抵接部起作用。柱塞头可以具有向下伸出的护罩部以盖住弹簧的上部，因此不会露出。这种构造可以在例如允许柱塞完全压下时避免金属弹簧与被分配的材料接触，因此其可以锁定到泡沫发生装置的泵本体上。因此，例如可以在柱塞头上和泵本体的顶部处设置相应的锁定构造，所述泵本体通过相对于本体转动柱塞头而与压下的柱塞头接合。因为本泡沫分配器不依靠大的空气活塞，但是可以构造有可自由转动的柱塞，其可以利用这些泡沫分配器通常不可用的改进。

泵弹簧可以是金属螺旋弹簧。

泡沫腔的容积实际上不受限制，但是一般是10ml或更小，一般1ml或更大，例如2到6ml。

诸如泡沫分配器泵之类的泡沫发生装置可以具有通过任何一般已知的方式固定到可发泡液体的容器颈部中的本体，例如该本体具有由包括在泡沫发生装置中的封盖抵靠颈部边缘夹住的外凸缘。该盖可以通过螺纹或卡扣接合部而接合容器颈部。

空气引入管道以及空气入口和液体入口的相应的尺寸结合要被使用的特定可发泡液体来确定，从而产生所需一致性的泡沫。这通过例行的试验是容易实现的。正如技术人员意识到的，大多数液体具有理想的泡沫一致性是在像空气:液体的体积比率达到10:1的情况下达到的，更一般地在8:1到12:1之间。我们发现使用该用于液体和空气的受限的孔的情况下，这种合适的比率容易达到并形成良好品质的泡沫，不过泡沫的混合(在一般的实施方式中)可以在弹簧驱动的致动器的缩回行程上进行，而不是在像利用传统的双活塞泡沫发生器的手动动力下进行。

本发明的进一步的方面包括使用这里提出的任一种装置产生泡沫的方法，以及在不存在容器的情况下适合于附接到容器的泡沫发生装置。

附图说明

现在通过示例参照附图描述本发明的实施方式，其中：

图1是具体体现本发明的泡沫发生装置(具体地是泡沫分配器泵)在图2中标记的平面a-a处的轴向横截面；

图2是泡沫分配器泵的后视图；

图3是示出了连接到容器的泵的顶部的分解视图；

图4是图12的iv-iv处的放大径向横截面；

图5是图2的v-v处的放大径向横截面；

图6是如图2中的截面视图中的泵的中心部分的放大图；

图7是泵的入口部分的相应的放大图；以及

图8、9和10分别是图2的viii-viii、ix-ix和x-x处的放大径向横截面。

具体实施方式

参见这些图，作为本发明的泡沫发生装置的实施方式的泡沫分配器泵1总体上包括泵本体2和安装成相对于泵本体2往复运动的柱塞3，泵本体2包括限定出泵腔28的缸体21，泵腔是该装置的泡沫腔，弹簧51作用在泵本体与柱塞之间并倾向于将柱塞3向上推到这些图中示出的伸长位置。本体2通过具有内螺纹91和顶部内凸缘92的封盖9安装在容器100的带螺纹的颈部101中(图3中以分解的方式示出)。泵本体具有在缸体顶部处的外安装凸缘24，该外安装凸缘24抵靠在容器颈部101上并由盖凸缘92通过密封环11将其抵靠容器颈部夹住。见图6。在安装凸缘24上方，本体2具有向上的管状顶部凸出部25，该凸出部25在其外表面上具有卡扣构造。

大致管状形式的本体插入件6装入缸体21的顶部中——见图6。其具有基本圆柱形的侧壁61，该侧壁61以微小间隙装入到缸体中以占据其上部。其在底部处具有内弯的基底62，具有用于柱塞杆33通过的中心孔63，以及首先向外凸出然后以紧固裙部向下延伸的顶部套管64。紧固裙部具有卡扣到本体2的顶部凸出部25的紧固卡扣构造上的内环65以及与内环间隔开(因此当其被安装上时不会扭曲)并承载有外锁定螺纹构造68的外环66。本体插入件6的顶部具有用于柱塞通过的圆形开口，具有环绕部或唇缘67以接触柱塞外部。

柱塞3在许多方面中是传统的用于可移动喷嘴分配器，具有插入到致动器头部31的底部中的插座中的管状杆33，致动器头部31具有横向凸出的喷嘴32，该喷嘴在其端部处具有排放出口36。朝向柱塞的顶部，内部下垂护罩311环绕杆33以一间距自柱塞头向下凸伸以覆盖弹簧51并可滑动地进入本体插入件环绕开口67。

杆33在其底端处具有一对流动窗口34(图1、5和6)，来自于腔28的泡沫通过流动窗口可以进入排放管道35。排放管道35限定在杆33内上部且沿着喷嘴32内侧。为了控制流动开口34和泡沫的驱动分配，所述杆携带有滑动活塞7，滑动活塞7具有刮擦缸体21内壁的向外指向的密封唇缘71、包括顶部抵接环72以与本体插入件6的基底62的下侧抵靠接合的内衬套76、以及底部封闭裙部75，底部封闭裙部如图所示可以抵接杆33的相对表面以将流动窗口34封闭。具体地，在柱塞3如图所示在弹簧51(处于压缩)的力的作用下延伸的情况下，杆33被相对于活塞7向上推，从而迫使封闭裙部75抵靠杆的相对表面并阻止任何流动。这种相对位置还在柱塞在被压下后升起时保持，因此腔28中的抽吸作用将液体通过下述的入口抽入。当向下推柱塞时，杆33在活塞7之前向下移动——直到接合抵接肩部74——从而流动开口34打开用于泡沫排放。

回到柱塞头31：在排放出口36上方粘接尼龙泡沫调节器筛网54。这对于附接筛网和产生良好发泡结果是方便的位置。或者，喷嘴的分立的端部插入件(未示出)可以用于将筛网约束就位来替代粘接。另一种选择是将筛网安装在杆33顶部处的头部内部/下方，在那里其可以在组装时容易被约束。最后，所述头部具有外部下垂裙部312，该裙部承载有向内指向的锁定螺纹38，该锁定螺纹可以在柱塞被完全压下时螺纹连接到套管64的锁定螺纹68上。在该位置中，杆33的环形底部凸出部39在缸体21的入口阀27上方环绕密封，从而例如在运输期间产品不能从泵溢出。

接下来描述用于形成泡沫的特殊的适应性变化。除了筛网外上述的大多数特征存在于通常的液体泵分配器中。事实上，本发明的优点是它们可以使用大量的传统元件来实施，确实可以用于适配预先存在的液体泵分配器设计来分配泡沫。

具有基本圆柱形主壁41的空气套4同心地装在本体缸体21上，其圆形顶边缘靠近但不接触缸体21的顶部且在顶部处在它们之间具有间隙用于空气进入。套壁41的内表面具有薄的轴向肋44(见图4和5)以保持空气套4与缸体21之间的间隙用于空气流动；这构成空气引入管道45的一部分。缸体21和空气套4均具有朝向其下端的收敛部22、42。在缸体21中，该收敛部容纳具有阀球273、阀座271和在上方的阀球保持器272的入口阀27。见图7。在入口阀下方，本体2具有向下凸出的圆柱形入口端管配件23。

空气套4的收敛部42通向底部管状延伸部43，并且其与从本体2的外部以径向间隙保持，从而空气引入管道45继续在它们之间延伸，正如在图7中由箭头标示的。在其底端处，套元件4由共同限定中心孔49的内部上安装管48和同轴下安装管46形成。上安装管48的外部具有平滑的圆柱形表面，该表面在直径方向上相对的点处由两个轴向延伸凹槽47中断——还见图8的截面。这些凹槽的每个的横截面积例如从大约0.02到大约0.05mm²，组合后的凹槽的总面积例如从0.04到0.1mm²。安装管48的顶部以封闭配合插入本体2的入口端管23的底部中，除了上述凹槽或通道47提供相应区域的受限的或喷射的空气流(通过安装管48上的相对的平的圆柱形表面)，并且是构成空气引入管道45的最终部分的空气入口或空气入口喷嘴之外，正如由图7中的箭头标示的。它们通入由入口阀、本体的端管23和空气套4的上安装管48限定的混合腔50中。尼龙调节器筛网53粘接在上安装管48的顶部上方，覆盖孔49。该筛网不覆盖也不与来自于空气通道或喷嘴47的流动干涉。

浸管适配器8插入到由空气套4的下安装管46限定的圆柱形开口中。在上和下安装管48、46之间，在空气套4限定通孔49的位置，设置向下指向的环形肩部461，这样以短的圆柱形盖的形式提供了用于固体开孔件88的支座，该盖具有小的中心孔89或镗穿其顶层的喷嘴。喷孔件88通过将适配器8插入下安装管46中被约束就位，适配器具有相应的内部插入构造81。适配器8还具有外部上保持裙部82以及向下突伸的浸管插座83，其具有内部阻挡肩部84以定位浸管52的端部。在该特殊实施方式中，浸管52、适配器8和开孔件88的内径为大约2mm，而开孔件88的顶部处的喷孔89的直径x为大约0.4mm，因此孔的横截面流动面积大约是在其上游紧邻的管的横截面流动面积的大约3到4％。

该装置的操作是容易理解的。用户重复地压下和释放柱塞3的头部31。在每次行程中，滑动活塞的密封部封闭，在腔28中产生抽吸动作，液体和空气从它们各自的入口经由混合腔50和阀27朝向所述腔抽吸。用于该目的的空气进入在容器颈部内上部凹入的空气套4的顶部，避免液体进入。液体沿着浸管向上并通过窄的喷嘴89进入。受限的入口开口的尺寸选择成使得到达紊流喷嘴中且通过筛网53的液体和通过小的入口通道47达到高速的空气的比例适合于形成泡沫。

该实施方式的值得注意的特征是空气不会随着液体通过第一筛网53。这是理想的且有特色的特征，不过可以使用替代性的构造。

入口阀27在抽吸条件下打开，因此获得的泡沫前体(即通过紊流混合的呈非均匀泡沫形式的液体和空气)填充泵腔28。当再次压下柱塞时，入口阀27关闭，滑动密封活塞7打开，并且来自于所述腔28的泡沫沿着排放管道35向上经由第二筛网54通过出口36排出，第二筛网调节了气泡尺寸。在该实施方式中体积剂量为大约0.4ml。

令人惊讶的是利用这种简单的入口和出口结构以及利用如此少的筛网/调节器可以形成并分配具有良好品质的泡沫。用于液体(理想地还用于空气)的受限喷嘴入口的使用被发现为该装置对变化条件提供了良好的耐受性。特别地，已知的泡沫发生器通常在液体同空气混合时执行状况不佳，例如如果容器振动。发现本泡沫发生器甚至在这些条件下实施得很好。

例如通过调节液体入口喷嘴89的尺寸可以容易地调节空气和液体的比例。虽然在本实施方式中喷嘴是作为单独的元件设置的，但是这主要是为了通用性。喷嘴可以作为入口管适配器8的固定部设置。实际上入口管适配器8可以与套元件4的底部整体成型。

虽然本实施方式示出了由环绕泵缸体21的空气套4限定的空气管道45，但是这本身并不是新颖的方案。可以使用其他的空气引入管道的配置，从而像本实施方式一样从容器内部抽吸空气，或者从该装置外部处的引入入口抽吸空气。

经由缸体21顶部周围的通气开口26(在图6中标示出但本身不可见)提供进入容器的空气，以补偿分配的液体的体积。