本发明涉及液体泡沫特别是直接泡沫清洁产品的分配。更具体地，本发明涉及包括容器、泵和缓冲器的用于分配液体泡沫的系统。
背景技术：
手洗餐具通常通过将餐具洗涤剂施加到海绵或清洁工具上并且用该工具擦洗餐具来进行；或者将洗涤剂添加至水槽中的水浴槽并且在洗涤剂水浴槽中浸泡/擦洗餐具。这些传统方法在餐具没有严重弄脏时或在仅有几个物品待清洗时(例如，短暂地用于准备食物的刀、铲、汤勺等)会花费长于清洁餐具必需的时间段。这些传统方法还可以导致浪费餐具洗涤剂产品(即剂量可以多于需要用于清洁餐具的)。
许多消费者期望寻找清洁餐具的高效方式。一种较快清洁的途径是将餐具洗涤剂直接施加在弄脏的餐具上，紧接着是可选的轻度的擦洗和接下来的水冲洗。在本领域中直接泡沫清洁的一次尝试是由美方洁产品(美国加州旧金山)出售的“美方洁动力泡沫洗碗皂”餐具洗涤剂。美方洁产品提供了在传统的喷洒瓶中的餐具洗涤组合物。然而，从传统的喷洒瓶中分配直接泡沫餐具洗涤产品可能不能有效地清洁餐具，并且可能不能提供用于高效的清洁的良好的表面区域泡沫覆盖和/或持久的泡沫覆盖。为了补偿覆盖的缺乏和不持久的覆盖，需要多次的喷洒动作，这能够负面地影响用户体验，导致清洁产品的过度消耗，并且还可以增加产品在喷洒时从表面反弹回来。这种反弹可能导致浪费产品和可能吸入产品的风险。
因此，期望的是通过提供分配系统来改善清洁效率，该分配系统在每剂量的直接泡沫清洁产品下会确保表面上的良好覆盖，具有最低限度的反弹并且没有影响韧性食物清洁。
技术实现要素：
为此目的，本发明提供用于分配液体泡沫、特别是直接泡沫清洁产品的系统，包括用于液体的容器和连接至容器的分配装置。根据本发明，分配装置包括泵，该泵包括与容器流体连通的泵腔室和布置在泵腔室中的活塞，活塞和泵腔室相对于彼此可移动；出口通道，该出口通道将泵腔室连接至喷嘴；预压缩阀，该预压缩阀布置在出口通道和喷嘴之间；以及缓冲器，该缓冲器包括连接至出口通道的缓冲器腔室，该缓冲器腔室包括布置在其中的用于改变缓冲器腔室的可用容积的可压缩变化器，其中喷嘴、缓冲器和泵构造并尺寸设计成使得泡沫以预定喷洒图案分配。通过以预定喷洒图案分配泡沫，增加泡沫的效力。
在分配系统的一个实施例中，预压缩阀和缓冲器腔室分别布置成限定泡沫的分配压力的上下？限和下上？限。以此方式，泡沫喷洒时压力位于相对窄带宽内，从而确保更加均匀的泡沫。
在进一步的实施例中，预压缩阀具有约2至4.5巴的破裂压力，优选地约3至3.5巴。以此压力下限，液体以相对小的液滴喷洒，这会导致更好的泡沫。
在进一步的实施例中，缓冲器腔室和变化器限定在3至5.5巴之间的分配压力的最大值，优选地约5巴。这个用于喷洒压力的上限确保液滴不会变得太小，这会导致吸入风险。
在一些实施例中，泵具有大于喷嘴的最大输出量的排量容积。以这种方式，不是来自泵的所有液体能够通过喷嘴，并且部分的液体将不得不储存用于后期喷洒。
喷嘴的最大输出量可以为约每秒1.45立方厘米。
分配系统可以包括具有大于泵的排量容积的最大可用容积的缓冲器腔室。以此方式，一个或多个泵行程的输出可以缓冲用于后期分配。
在分配系统的一个实施例中，喷嘴具有通向入口漏斗的多个旋流槽，漏斗通入喷嘴孔口中。旋流槽和漏斗导致在将要离开喷嘴孔口之前的最后加速和激励液体流。
喷嘴可以具有在入口漏斗上游的中心孔，该中心孔布置成容纳分配器框架的突出部，并且其中中心孔尺寸设计成使得在突出框架部的端面和孔的底部之间形成空间。以此方式，部分液体被强迫通过旋流槽，并且部分液体被允许绕过旋流槽并通过在喷嘴和分配器框架之间的空间。这导致将要进入喷嘴孔口之前的液体的改善的流动特性。对于一些液体，这导致将要进入喷嘴孔口之前的液体的改善的流动特性。对于另一些液体，分配器框架的突出部分可以尺寸设计成在突出框架部和孔的底部之间没有留下空间。
在一些实施例中，入口漏斗可以是锥形的并具有20°-150°的顶角，优选地50°-120°，更优选地约100°。这个角度被选择以提供液体的最佳的加速。
为了确保液体中的最佳旋转量，喷嘴可以具有奇数个旋流槽，优选3或5个旋流槽。
在一个实施例中，喷嘴具有在喷嘴孔口下游的分散膨胀区。在这个膨胀区中，液体的压力可以几乎立刻下降，由此导致泡沫的形成。
在一些实施例中，膨胀区可以具有通风开口，以允许空气进入膨胀液体流，从而加速发泡过程。
膨胀区可以为锥形的且具有在20°-120°之间的顶角，优选地在30°-90°之间，且更优选地约50°。锥形的喷嘴相对容易制造并且可以形成在膨胀液体流中的液滴在其上可以破碎的表面。
在分配系统的一个实施例中，变化器可以包括在缓冲器腔室中可移动的活塞和接合变化器的活塞的压缩弹簧。这种弹簧加载的活塞在机械上是简单和强健的。
在可替代实施例中，变化器可以包括填充有可压缩介质的袋。该实施例没有类似活塞和弹簧的可移动部件，这改善了分配系统的长期可靠性。
在这种分配系统中，缓冲器腔室可以集成在出口通道中。以此方式，由在出口通道中的液体压力直接作用在袋上，并且分配系统可以更加紧凑。
在分配系统的优选实施例中，容器可以为袋在瓶内类型的容器。在这种袋在瓶内容器中，待分配液体在其整个使用期内可以与环境空气完全保持隔离。由此，液体不会污染或老化。
在另一个实施例中，分配系统还包括连接至泵的活塞或泵腔室的可移动触发器，用于致动相关部件并产生液体压力。以此方式，分配系统实现为触发喷洒器，其是在结构上简单且成本效益好的分配器。
本发明进一步涉及用于分配液体泡沫特别是直接泡沫清洁产品的方法。根据本发明，这种方法包括以下步骤：从容器中抽取液体并且通过致动泵将液体加压，其中容器和泵形成分配系统的一部分；将加压的液体的至少一部分引导至分配系统的分配喷嘴；从喷嘴分配液体；将加压的液体的另一部分储存在缓冲器中，以及在泵没有致动时从喷嘴分配储存的液体，其中喷嘴、缓冲器和泵被构造并尺寸设计成使得泡沫以预定的喷洒图案分配。
分配方法的优选实施例在从属权利要求21至27中限定。
并且最后，本发明涉及一种喷嘴，该喷嘴特别地适于用在以上限定类型的分配系统中。
附图说明
本发明进一步的特征在下面的本发明的一些实施例的详细描述中和在附图中提出，其中相似元件由增加“100”的参考标记标识。
图1是使用根据本发明的分配系统实现的直接泡沫喷洒图案的扫描图像；
图2是本发明分配装置的第一实施例的横截面图；
图3示出通过图2的分配系统的液体流动路径；
图4是在图3中示出的由虚线边界“4”限定的喷洒喷嘴的放大的立体横截面图；
图5是在图4中示出的喷嘴的立体图；
图6是在图4和图5中示出的喷嘴的纵截面图；
图7是图4至图6的喷嘴的旋流槽和内锥的后视图；
图8是分配装置的预压缩阀和缓冲器限定用于液体泡沫分配的压力的窄带宽的方式的图形表示；
图9是本发明的分配装置的第二实施例的横截面图；
图10是本发明的分配装置的第三实施例的横截面图；以及
图11是图4至图6的喷嘴在安装在分配系统上时的放大的纵向截面图。
具体实施方式
本发明的直接泡沫清洁产品包括从喷洒分配器分配以形成直接泡沫的清洁组合物。在本文中使用的“直接泡沫”或“直接产品”是在其施加的表面上形成泡沫的产品，而不需要附加的物理、化学或类似的干预措施。例如，一旦产品从其容器中分配，在表面上手工摩擦产品产生泡沫，该产品不是直接泡沫产品。直接泡沫产品直接从其被储存的容器施加在表面上。
清洁组合物可以从根据本发明的分配系统分配。如在下面将详细描述地，分配系统包括用于液体清洁组合物的容器和连接至容器的分配装置。合适的容器可以是使用申请人的
参考图2，示出了分配装置1，本发明的直接泡沫清洁组合物从其中分配。分配装置1包括将液体入口16流体地连接至泵腔室20的喷洒引擎框架10、缓冲器腔室30、预压缩阀40和喷嘴50。液体组合物100行进通过图3所示的流动路径200并分配为直接泡沫产品。液体入口16可以流体地连接至可选的浸管18以通过喷洒器1的流动路径200从瓶子或储液器(未示出)抽取液体组合物100。瓶子和液体组合物100可以单独地出售或提供为直接泡沫清洁产品的替换物。来自储液器的液体组合物100还能够在没有浸管18的情况下被抽入喷洒器1中，例如使用已知的具有可塌缩内部结构(如袋在瓶内)的无空气系统，如申请人的
分配装置1可以包括致动元件，如图2所示的触发器14，或者其他已知的致动元件(如按钮等)，其机械地连接至活塞22。在操作中，在弹簧加载的触发器14由用户致动时，活塞22下移，并且在触发器14释放时，弹簧的力将活塞22向上移回。这扩展了腔室的容积并产生打开入口阀12、关闭出口阀36并导致液体组合物100吸入泵腔室20的低压力。在入口阀12打开时，出口阀36关闭(低压力将出口阀向上移动至关闭位置)。
在触发器14由用户致动或拉入时，触发器14在泵腔室20中产生下行程。活塞22下移并将液体推入通向预压缩阀40的出口通道60中。缓冲器腔室30也连接至该出口通道60。入口阀12关闭并且出口阀36打开，由此让液体组合物100传到出口通道60并传到预压缩阀40。在泵活塞22的下行程产生的压力超过预压缩阀40的破裂压力时，阀的膜片41弹性变形并且阀移入其打开位置。然后液体流向喷嘴50，液体在喷嘴处分配为泡沫。
在触发器14致动时，入口阀12关闭，防止来自泵腔室20的液体推回进入瓶/储液器中(压力将其向下移动至关闭位置)。这允许在出口通道60和缓冲器腔室30中建立压力。因为泵的排量容积大于喷嘴50的最大输出量，在出口通道60中的压力在泵活塞22的下行程期间上升。
该压力作用在弹性地可压缩的变化器70上，变化器布置在缓冲器腔室30中，用于改变缓冲器腔室的可用容积。在这个实施例中，变化器70包括缓冲器活塞32和接合活塞的缓冲器弹簧34。
在缓冲器腔室30中的液体组合物100的压力向下推在缓冲器活塞32上，并且在缓冲器活塞32下方的缓冲器弹簧34因此压缩，由此增加缓冲器腔室30的可用容积并且允许液体组合物临时地在压力下(加压地)储存在缓冲器腔室30中。
在缓冲器腔室30的一定深度处具有溢流开口(未示出)。这被完成以防止液体压力的过多地建立，并且由此这是一种在特定限定点处的出口，超过其缓冲器活塞32不能向下行进。由此，在缓冲器活塞32移动超过特定点时(在最大期望压力/弹簧力处)，液体会通过缓冲器腔室30的壁中的溢流开口流回进入储液器中。液体溢流开口可以被设置用于在缓冲器腔室30中的最大缓冲器弹簧34的压力，例如0.5至3.0巴，或0.5至1.0巴，在预压缩阀40的预设打开压力或破裂压力之上。在本发明的示例性实施例中，这种预压缩阀打开压力可以是例如1.5、2.5、3.5或甚至6巴或更多。在本发明的优选实施例中，打开压力在2和4.5巴之间，更特别地约3至3.5巴。
应该注意的是，在本发明的示例性实施例中，预压缩阀40具有低于能够在缓冲器腔室30中形成的最大压力的打开压力。以此方式，在缓冲器腔室30完全填充满液体并且由此达到其最大压力之前，预压缩阀40会打开，并且喷洒会充分地发生。这允许连续喷洒情况。更具体地，在喷洒器中可获得的液体多于喷嘴50能够喷洒的液体时(喷嘴由通过喷嘴的最大流速限制)，剩余液体储存在缓冲器腔室30中并且经过一定时间逐渐释放直到压力降至预压缩阀关闭压力之下，这会切断液体流。这允许凭借单次致动的长时间喷洒和凭借具有一定致动间隔的多次致动的连续喷洒。例如，如果喷嘴50仅能够喷洒1ml/s且在一次致动中泵送1.4ml的液体，喷洒会持续1.4秒。如果1.4ml的液体的三次致动将在2秒内泵送，喷洒器会持续喷洒4.2秒。
预压缩阀40控制从喷嘴50的喷洒动作。预压缩阀40具有限定的压力；在液体的压力超过这种限定的压力时，预压缩阀打开并产生喷洒。在压力落至预压缩阀40的限定的关闭压力之下时，预压缩阀关闭，从而保证仅适当地加压的液体能够行进至喷嘴50，保证连续的喷洒。由于在出口通道60和缓冲器腔室30中的液体压力，预压缩阀40打开，并且液体组合物100由此传向喷嘴50，创建期望的喷洒。
如上所述，在触发器14致动时，入口阀12关闭，防止来自泵腔室20的液体被推回进入瓶子/储液器中。尽管分配装置1可以在随后的触发释放和液体吸入步骤中，液体组合物体100仍能够经过预压缩阀40和通过孔口50以继续喷洒。以此方式，用户能够引起连续的喷洒-只要用户连续来回移动触发器14使得液体吸入行程赶得上喷洒，液体组合物100连续抽出并发送至压力腔室和预压缩阀。关于这点，应当注意的是，通过改变泵腔室20和缓冲器腔室30的相对容积，可以设计各种泵送速度。
现在参考图4，示出了喷嘴50，其具有放置在液体排放通道42中的液体旋转器轴44。旋转器轴44在邻近喷嘴孔口55的一个端部处通向旋流腔室52。旋转器轴44沿朝向孔口55的下游方向轴向地延伸。孔口55通向锥形膨胀区58，其引导退出孔口55的液体的喷洒角度。
参考图5，喷嘴50包括多个旋流槽54和提供通过喷嘴50的退出路径的孔口55。旋流槽54可以计数为一个至五个、三个至五个、或者三个。在喷嘴50的内部，旋流槽54引导液体进入内漏斗或锥56，该漏斗或锥在其窄端处终止成短圆柱形孔口55。
如图11所示，旋转器轴44没有完全延伸至旋流腔室52。事实上，旋转器轴44的端面45与喷嘴50的中心孔59的底部57间隔开。以此方式，部分液体没有强迫流过旋流槽54，而是可以绕过这些旋流槽并流过喷嘴的内漏斗或锥56的中心。液体流由此由两个支流组成，一个流通过旋流槽54，并且一个流通过中心，其具有不同的速度。不希望受理论约束，可以假设的是，较高速度流会夹带较低速度流，使得流向喷嘴孔口的液体的整个主体被激励。这种布置观察到的最终结果是泡沫特性的改善。
旋流槽54能够在形状、宽度和深度上变化，并且可以从宽到窄成锥形以在最小阻力和压降的情况下适应液体流的最佳的加速。内锥56可以具有约20°至约150°的角度，优选地约50°至约120°，并且更优选地约100°。内锥56限定多少旋转液体在孔口55之前进一步地加速，并且因此限定展开或从孔口55出来的喷洒多宽。旋流槽54在压力下加速并使液体打旋进入内锥56中，在内锥处在直径上的逐渐降低进一步地压缩和加速液体，从而在高压下将其通过窄孔口55喷洒出去。在孔口55的出口处的突然的压降允许高度压缩和激励的液体膨胀并且将液体打碎成小液滴。喷洒液滴的速度、方向和喷洒宽度由旋流槽54和内锥56上的角度引入的能量和轨迹限定。在孔口55中短圆柱形路径技术上应当保持尽可能短，以不影响喷洒的宽度。
在孔口55的外部或者在孔口的下游，设有外锥58形状的膨胀区，其引导退出孔口的液体液滴的喷洒角度。该外锥58可以具有约20°至约120°的角度，优选地约30°至约90°，并且更特别地约50°。外锥58进一步地设有多个通风开口51。在出口处突然的压降产生在喷洒中心内的低压力。该低压力会从环境吸入空气至喷洒中。结果是，在出口处形成的小液滴转变成小泡沫气泡。该效果由外锥58进一步地增强，外锥还将液体流向外引导以进一步地将喷洒打碎成宽的泡沫喷洒图案。泡沫颗粒能够通过经由靠近具有最高低压力区域放置的外锥58中的通风孔51引入更多空气来进一步地调整。经由文丘里效应，该低压力会吸入更多空气进入液滴流中，产生更厚、更显著的泡沫。
孔口55可以具有恒定的直径或者可以沿轴向成锥形，在喷洒从喷嘴50的近端(即最接近孔口55和流动路径200)行进至远端时，在直径方面扩大。恒定孔口直径可以约0.10mm至约0.60mm，或约0.30mm至约0.40mm，或约0.32mm至约0.37mm，或约0.36mm。在成锥形时，孔口55可以从约0.13mm的近端直径到约1mm至约5mm的远端直径，到约0.10mm至约0.60mm或约0.30mm至约0.40mm的远端直径而成锥形。
示例性喷嘴构造在表1中提供。
表1
如上所述，泵、缓冲器和喷嘴的布置使得液体会以位于相对窄带宽内的压力分配。分配压力的下限由预压缩阀40的破裂压力确定。泵20一产生高于破裂压力的压力，预压缩阀40就会打开，允许液体从泵20通过出口通道60流至喷嘴50。因为喷嘴50设计成具有小于泵20的排出容量的最大输出量，在出口通道60中的液体压力会上升，因为液体不能以与由泵20强迫其进入出口通道60相同的速率退出喷嘴50。该压力上升会持续直到在出口通道60中的液体压力等于弹性地可压缩变化器70的压力。一达到该压力，变化器70会开始被压缩，由此增加在缓冲器腔室30中可用于容纳不能够通过喷嘴50退出的液体的可用容积。以此方式，用于从喷嘴50分配液体的压力最大化为在缓冲器腔室30中的变化器70的压力值。如上所述，缓冲器腔室可以包括溢流开口，从而如果由泵在出口通道和缓冲器腔室中产生的压力过多，允许液体返回容器。分配压力的窄带宽在图8中示出，其中每条曲线代表由于泵行程建立的压力，并且上极限线和下极限线80、90分别代表预压缩阀40的破裂压力和在缓冲器腔室30中的变化器70的压力。
在分配系统的可替代实施例中(图9)，弹性地可压缩变化器170包括填充有加压的介质特别地是加压的气体的袋172。该袋172布置在缓冲器腔室130中并且基本上占据缓冲器腔室的整个内部容积，使得没有液体能够留在缓冲器腔室130中。在本实施例中，袋172包括以预先确定的最大分配压力填充有气体且在其相对端部处由焊接线174密封的塑料管。气体填充袋变化器170基本上以与前面实施例的弹簧加载活塞变化器32相同的方式起作用。当在出口通道160中的液体压力超过在管状袋172中的气体压力时，袋会开始被压缩，由此在缓冲器腔室130中腾出空间用于液体进入。在泵活塞122达到其行程末端并且压力建立停止时，由于系统中的压力仍然超过预压缩阀140的破裂压力，液体会继续从缓冲器腔室130通过出口通道160流向喷嘴150。在液体继续分配时，在出口通道160和缓冲器腔室130中的压力会减少，并且弹性变化器170会膨胀。以此方式，液体会强迫从缓冲器腔室130出去直到缓冲器腔室被排空。压力一降到预压缩阀140的破裂压力之下，通过喷嘴150出去的液体流就会停止。
在分配系统的另外一个实施例中(图10)，缓冲器腔室230由出口通道206的扩宽部有效地形成，其反过来部分地容纳在泵220的活塞222中。这里，弹性地可压缩变化器270再次实现为在压力下填充有气体的塑料袋272，其基本上占据缓冲器腔室230的整个内部容积。液体能够通过在气体填充袋272的外围和缓冲器腔室230的内壁233之间留出的空间273流过气体填充袋272。在本实施例中，当在横截面中看时，内壁233具有锯齿状构造，限定接合气体填充袋272的隆脊或凸肋，其由用作液体的流动通道273的凹部分开。这些流动通道273一起形成名义出口通道260。这些液体流动通道273在缓冲器腔室230的顶部处开口235处集合，该开口由预压缩阀240封死。
在本实施例中，活塞222布置在缓冲器腔室230的下端上，保持固定不动，并且泵腔室220在触发器214致动时相对于固定的活塞222向上可移动。在泵腔室220相对于活塞222向上移动时，在泵腔室220中液体被压缩并且被强迫通过在活塞222的底部226中布置的中心开口225从泵腔室220出去。中心开口225在入口行程期间由阀227关闭，中心开口与布置在缓冲器腔室230的壁233中的液体流动通道273流体连通。
泵一产生高于预压缩阀240的破裂压力的压力，该预压缩阀就打开，并且流体能够流向喷嘴250以分配为泡沫。再一次，在压力建立并达到在袋272中的气体压力时，变化器270会开始被压缩并会在缓冲器腔室230中创建额外空间用于液体占据。并且在泵腔室220达到其行程末端并且压力建立停止时，液体会继续流向喷嘴250，由此允许气体填充变化器袋272再次膨胀并且缓冲器腔室230被排空。在缓冲器腔室230已经完全排空时，液体压力会降至预压缩阀240的破裂压力之下，并且没有更多的泡沫分配。
清洁组合物
使用本发明分配系统分配的直接泡沫清洁产品包括清洁组合物，该清洁组合物包括表面活性剂系统，以及可选择的有机油脂清洁溶剂。在喷洒该清洁组合物时产生的肥皂水足够强壮以抵抗在直接泡沫清洁产品接触待洗涤物品时的冲击力(即最小化反弹、吸入和产品浪费)，但是同时容易冲洗。直接泡沫清洁产品提供良好的清洁，包括韧性食品污物的清洁，诸如煮熟的、烘焙的和烧焦的污物，并且提供轻度油污物的良好清洁。用本发明的分配系统分配的直接泡沫清洁产品还提供良好的清洁剂展开，需要消费者减少的擦洗。
本文公开的尺寸和值不应当理解为严格地限制于引用的精确数值。相反，除非另外地指出，每个这种尺寸意在表示引用值和围绕该值的在功能上等价的范围。例如，公开为“40mm”的尺寸意在表示“约40mm”。进一步地，应当理解的是，在整个说明书中给出的每个最大数值限制将包括每个较低数值限制，就如这种较低数值限制在本文中清楚地写出一样。类似地，在整个说明书中给出每个最小数值限制会包括每个较高数值限制，就如这种较高数值限制在本文中清楚地写出一样。在整个说明书中给出的每个数值范围将包括落入这种较宽数值范围的每个较窄数值范围，就如这种较窄数值范围全部在本文中清楚地写出一样。
在本文中引用的每个文件，包括任何交叉引用的或相关专利或申请，在此通过引用全文并入本文，除非清楚地排除或另外限制。任何文件的引用不是承认其相对于本文公开或要求保护的发明是现有技术，或者承认其单独，或与任何其他参考或多件参考结合教导、暗示或公开任何这种发明。进一步地，就在本文件中的术语的任何意义或限定来说，与通过引用并入的文件中的相同术语的任何意义或限定冲突，在本文件中指派给该术语的意义或限定应当占支配地位。
尽管本发明的特定实施例已经图示和描述，对本领技术人员明显的是，在没有脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种其他变化和修改。与特定实施例有关的公开的特征可以用在其他实施例中或与来自这种其他实施例的特征结合以形成新的实施例。例如，尽管这里公开的喷嘴设计适合于与具有缓冲器和预压缩阀的分配装置结合使用，它们还可以与传统触发器喷洒器结合使用。因此，在附带的权利要求中意在覆盖所述这种在本发明范围内的变化和修改。