低残余倒置泵、分配器和再填充单元的制作方法

低残余倒置泵、分配器和再填充单元的制作方法
【专利摘要】本文公开了一种泡沫泵(120)，包括壳体(250)和在壳体中往复运动的活塞(220)。活塞具有中空部分(232)和穿过活塞的壁部的孔口(230)。被设置成靠近活塞的上端的第一密封件(228)在活塞与壳体之间提供密封。液体入口(280)位于壳体的侧壁中，且处在低于活塞的顶部的位置。单向液体入口阀(282)被设置成靠近液体入口，而单向液体出口阀(234)位于液体出口(242)之前。填充腔(270)至少部分地由单向液体入口阀、单向液体出口阀、壳体的壁部和活塞的壁部限定。
【专利说明】低残余倒置泵、分配器和再填充单元
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求享有于2013年3月8日提交的名称为"LOWRESIDUALINVERTED PUMPS,DISPENSERSANDREFILLUNITS(低残余倒置泵、分配器和再填充单元）"的美国非临 时发明专利申请No. 13/789, 920的优先权和权益；并主张享有于2012年5月9日提交的名 称为"LOWRESIDUALINVERTEDLIQUIDPUMP(低残余倒置液体泵）"的美国临时专利申请 No. 61/644, 727的优先权和权益。这些申请作为整体以援引方式合并于本申请。

【技术领域】
[0003] 本发明大体涉及用于分配器和分配器系统的泵、再填充单元，且特别涉及使容器 中保留低流体残余量的倒置液体和泡沫泵，以及包括这种泵的可丢弃再填充/替换单元。

【背景技术】
[0004] 例如像液体肥皂和消毒剂分配器这样的液体分配器系统在分配器致动时为使用 者提供定量的液体。此外，有时期望例如通过将空气注入液体中以产生液体和气泡的泡沫 状混合物，而以泡沫的形式分配液体。一般来说，通常优选的是减少泵送装置和发泡装置在 整个分配器系统中所占据的空间。这样能够使储存液体的空间最大化，并具有其它优点。


【发明内容】

[0005] 本申请提供了简单而经济的多种泡沫泵、泡沫再填充单元和泡沫分配器系统。本 文公开了多个泵的实施例，其包括壳体和在壳体中往复运动的活塞。在一个实施例中，活塞 包括外侧壁部。活塞的中心的至少一部分为中空。活塞还包括从活塞壁的外部通向活塞壁 的内部的孔口。一第一密封件被设置成靠近活塞的上端，以在活塞与壳体之间提供密封。 第一密封件位于处在活塞壁部中的孔口的上方。壳体包括穿过壳体的液体入口，液体入口 位于壳体的侧壁中且处在低于活塞的顶部的位置。这种泵还包括被设置成靠近入口的单向 液体入口阀、以及具有单向液体出口阀的液体出口。填充腔至少部分地由单向液体入口阀、 单向液体出口阀、壳体的壁部和活塞的壁部限定。混合室位于单向液体出口阀的下游。混 合室具有液体入口和空气入口。这些泵的多个实施例可用于再填充单元中和泡沫分配系统 中。
[0006] 此外，本文还公开了再填充单元和用于再填充单元的分配器的多个实施例。在一 个实施例中，一种用于分配器的再填充单元包括：容器，用于盛放液体；颈部，形成于容器 中；泵壳体，至少部分地位于颈部中；以及活塞，具有接触泵壳体的壁部的密封构件。再填 充单元包括位于容器的颈部与泵壳体之间的流体通道。流体入口穿过泵壳体，位于容器的 颈部的顶部下方，用以从流体通道抽取液体。单向流体入口阀被设置成靠近流体入口。还 包括流体出口和相关的单向流体出口阀。填充腔至少部分地由单向流体入口阀、单向流体 出口阀、泵壳体和活塞限定。此外，再填充单元包括空气入口、单向空气入口阀、和混合室。 混合室位于填充腔和单向空气入口阀的下游。
[0007] 再填充单元的另一个实施例包括具有颈部的容器，颈部具有内径。颈部的内径的 横截面的面积小于容器的横截面的面积。包括具有外径的泵壳体，泵壳体的外径小于颈部 的内径，以产生流体流动通路。还包括活塞，活塞具有用于接合泵壳体的内侧壁部的活塞密 封。泵壳体包括流体入口，流体入口用以从流体流动通路抽入流体。还包括单向流体入口 阀和单向流体出口阀。填充腔至少部分地由流体入口阀、流体出口阀、泵壳体和活塞的壁部 限定。位于活塞的壁部中的开口允许流体从活塞的外部流到活塞的内部。开口的下游是具 有流体入口和空气入口的混合室。活塞的向上移动引起流体流入填充腔，且活塞的向下移 动引起流体被从填充腔排出到混合室中。来自空气入口的加压空气与流体混合，且混合物 流过混合介质并以泡沫形式被分配。

【专利附图】

【附图说明】
[0008] 参照下文的描述和附图将会更好地理解本发明的以上的和其它的优点，附图中：
[0009] 图1示出分配器100,分配器100具有空气压缩器和再填充单元，空气压缩器附接 到分配器上，再填充单元包括容器、液体泵和空气入口，再填充单元能够被可释放地连接到 空气压缩器；
[0010] 图2示出再填充单元200,且示出用于盛放流体的容器202的一部分、以及处于初 始（primed)或触发（priming)位置的泵210 ;
[0011] 图3示出再填充单元200,且示出用于盛放流体的容器202的一部分、以及处于分 配或已分配位置的泵210 ;
[0012] 图4示出再填充单元400,且示出用于盛放流体的容器402的一部分、以及处于处 于初始或触发位置的泵410 ;
[0013] 图5示出再填充单元400,且示出用于盛放流体的容器402的一部分、以及处于分 配或已分配位置的泵410 ;
[0014] 图6示出再填充单元600,且示出用于盛放流体的容器602的一部分、以及处于初 始或触发位置的泵610 ;
[0015] 图7示出再填充单元600,且示出用于盛放流体的容器602的一部分、以及处于分 配或已分配位置的泵610 ;
[0016] 图8示出再填充单元800,且示出用于盛放流体的容器812 -部分、以及液体泵 830 ;且
[0017] 图9示出再填充单元900,且示出用于盛放流体的容器912-部分、以及液体泵 930。

【具体实施方式】
[0018] 图1示出泡沫分配系统100的一个示例性实施例。泡沫分配系统100包括用于泡 沫分配器105的可丢弃再填充单元110。可丢弃再填充单元110包括容器112,该容器连接 到泵120。泵120包括空气入口 156。可丢弃再填充单元110可被放置在分配器105的壳 体中，且被设置成可释放地与空气压缩器150流体连通。泡沫分配器系统100可为壁挂安 装式系统、柜台安装式系统、可随处移动的非安装便携式系统或任何其它类型的泡沫分配 器系统。泡沫分配器105包括空气压缩器150,空气压缩器150被固定到泡沫分配器上。空 气压缩器150可被永久地安装到泡沫分配器105上。空气压缩器150包括管路或空气通道 152,管路或空气通道152具有连接器154,连接器154用于可释放地连接到泵120的空气入 口 156。可选地，连接器154可被固定到泵120。在一个实施例中，连接器154是两件式连 接器，且一部分连接到泵120而另一部分连接到空气通道152。因此，可在不移除空气压缩 器150的情况下，将再填充单元110和泵120从分配器壳体105上移除和丢弃。连接器154 可为快速释放式连接器、可释放扣合式连接器、可释放压配合式连接器、或为诸如泡沫构件 之类的密封构件，例如，泡沫构件被压缩从而形成管道152和泵120之间的密封。
[0019] 容器112形成液体储存器114。液体储存器114容纳可丢弃再填充单元110和分 配系统壳体105中的可发泡液体的供应源，该分配系统壳体容纳再填充单元110。在多个实 施例中，所容纳的液体例如可为肥皂、消毒剂、清洁剂、杀菌剂或某些其它可发泡液体。在示 例性的可丢弃再填充单元110中，液体储存器114由可折叠容器112来形成，可折叠容器例 如为柔性袋式容器、模制薄塑料容器或类似容器。在其它实施例中，液体储存器114可由刚 性壳体构件形成，或可具有适合于容纳可发泡液体而不泄漏的其它构造。容器112可有益 地为能够再填充式的、可替换式的或既能够再填充也能够替换式的容器。在其它实施例中， 容器112可为既不能够再填充也不能够替换式的容器。
[0020] 在已安装的可丢弃再填充单元110的储存器114中所储存的液体用尽，或已安装 的再填充单元110具有其它故障的情况下，已安装的再填充单元110可从泡沫分配器系统 100被移除。空的或失效的可丢弃再填充单元110因此可被新的包括充满液体的储存器114 的可丢弃再填充单元110所替换。在可丢弃再填充单元110被替换时，空气泵150仍保留 在泡沫分配器系统100中。在一个实施例中，空气泵150也能够从分配器系统的壳体上被 移除，且与可丢弃再填充单元110分离，从而可在不替换分配器105的情况下替换空气泵 150,或可选地有助于从再填充单元110被移除和被连接到再填充单元110。卫生密封将空 气泵150与泡沫泵120中的接触液体的那些部分隔离，从而在泡沫泵120操作期间空气泵 机构不会接触液体。下文将详细描述该卫生密封。
[0021] 分配系统100的壳体还容纳一个或多个致动构件（未示出），致动构件用于触发泡 沫泵120。本领域普通技术人员应认识到，泡沫分配器系统100中可采用多种不同类型的泵 致动器。泡沫分配器系统的泵致动器可为任何类型的用于致动泡沫分配器系统100中的泡 沫泵120的致动器，例如像手动柄、手动拉杆、手动推杆、手动旋转曲柄、电触发式致动器或 其它装置。电子式泵致动器可额外包括运动探测器，以提供用于非接触操作的免手动分配 器系统。多种中间联动装置将外部致动器构件连接到系统壳体100中的泡沫泵120。示例 性的泡沫泵120是"抽拉触发式"的泵。即是说，泵120是通过将阀杆向下抽拉来致动的。 只要中间联动装置将运动转变为对阀杆的向下拉力，外部致动器就可按任何方式操作。
[0022] 在一个实施例中，空气泵150包括空气入口，空气入口中穿设有单向空气入口阀 160。单向空气入口阀160允许空气进入空气泵150,以使空气泵160进行再充填。在一个 实施例中，空气入口位于壳体105的内部，使得来自分配器内部的空气被用来供给空气泵 150。使用来自壳体105内部的空气，可有助于阻止湿气通过空气入口和空气入口阀160进 入空气泵150。在一个实施例中，设有屏障件161。在一些实施例中，屏障件161是蒸汽屏 障件，其允许空气经过空气入口并进入空气泵150,但阻止湿气进入空气泵150。一种适合 的蒸汽屏障件例如是像Gortex?屏障件这样的编织式单向蒸汽屏障件，其被设置为使得 蒸汽不能进入空气泵150。
[0023] 在一些实施例中，过滤器可被用来阻止存在于空气泵150中的细菌或霉菌透过而 进入与空气混合形成泡沫的流体中，过滤器例如为过滤器980 (在图9中示出）。这样的过 滤器参考图9有更详细的描述，但可用于本文公开的任何实施例中。
[0024] 在一个实施例中，空气泵150包括被模制在空气泵壳体中的抗菌物质。一种适 当的抗菌物质含有银离子和/或铜离子。可使用例如像玻璃、氧化物、磷酸银这样的银 耐火材料（silverrefractory)。一种适当的可购买的产品是可从ThomsonResearch Associates，Inc获得的Ultra-Fresh，SA-18。抗菌物质阻止霉菌或细菌在空气泵150的内 部生长。
[0025] 图2和图3示出了包括泵210和容器202的再填充单元200的一个示例性实施例。 容器202包括颈部203,颈部203具有阳螺纹205。泵210由盖部204连接到容器202,盖 部204包含与阳螺纹205相配的凹槽206。可选地，盖部204例如可通过像压配合、焊接、粘 接、摩擦配合等方式连接到容器202。泵202包括活塞220。活塞220包括第一活塞段222 和第二活塞段224。第二活塞段224通过扣合连接、压配合连接、附接、粘接或任何其它方式 的连接来连接到第一活塞段222。虽然本文中的活塞220被描述为具有两个活塞段，但活塞 220可包括单个段或多个段。活塞头226位于弟_活塞段224的顶部。活塞头226包括刮 片式密封件228。
[0026] 活塞220装配在泵壳体250中。刮片式密封件228位于活塞头226上，且接触泵壳 体250的内表面。泵壳体250包括第一泵壳体段252和第二泵壳体段260。第二泵壳体段 260通过扣合连接、压配合连接、附接、粘接或任何其它方式的连接来连接到第一泵壳体段 252。虽然泵壳体250被描述为具有两个段，但也可设想具有一个或多个段的多个实施例。 第二泵壳体段260包括环形突起部262。环形突起部262宽于容器202的颈部203。环形 突起部262包括表面264,表面264与容器202的颈部203的对应的表面266相配。第二泵 壳体段260包括环形凹槽267,环形凹槽267将例如0型环268这样的密封构件保持就位。 0型环268被压置于颈部203的内表面与第二泵壳体段260之间，以形成泵210与容器202 之间的液密密封。
[0027] 盖部204包括孔，活塞220能够通过该孔在泵壳体250中上下移动。第二泵壳体 段260也包括一对环形凹槽271，这一对环形凹槽位于第二泵壳体段的孔的内侧壁部上，环 形凹槽271保持0型环273。这些0型环273形成活塞220与泵壳体250之间的密封，以阻 止液体从活塞220与泵壳体250之间逸出。在一个实施例中，0型环273例如可被不同类 型的密封构件替代，不同类型的密封构件例如为一个或多个刮片式密封件（未示出）。在一 个实施例中，一个或多个刮片式密封件（未示出）与泵壳体段260 -体形成。
[0028] 活塞220具有中空的内部232且包括例如像球阀234这样的单向止回阀。单向止 回阀可为任何类型的止回阀，例如像挡板阀、锥形阀、塞阀、伞形阀、鸭嘴阀、狭缝阀或菌形 阀。球阀234抵靠密封座部233以制止流体从混合室274流回到中空内部中。活塞220还 包括空气入口 236。空气入口 236可包括单向止回阀238。当再填充单元200被移除时，单 向止回阀238形成卫生密封，这种卫生密封阻止液体通过空气入口 236回流而污染保留在 分配器（未不出）中的空气通道（未不出）或空气压缩器（未不出）的任何部分。在一个 实施例中，管线中与单向止回阀238 -起设有第二单向止回阀（未示出），以提供冗余的卫 生密封。第二单向止回阀可被设置用于液体泵或空气泵。
[0029] 此外，泵壳体260包括从中通过的一个或多个流体入口 280。一个或多个流体入 口 280包括一个或多个单向止回阀282。止回阀282可为任何类型的止回阀，例如像挡板 阀、锥形阀、塞阀、伞形阀、鸭嘴阀、狭缝阀、菌形阀、弹簧和球阀这样的止回阀或任何其它单 向止回阀。优选地，一个或多个流体入口 280和一个或多个止回阀282被设置成靠近容器 202的颈部203的底部。当再填充单元200被丢弃时，这样的设置允许非常少的残余流体留 在容器202中。
[0030] 在一个实施例中，泵壳体250包括开口 254,开口 254位于第一泵壳体段252的上 部区域中。当活塞220在泵壳体250中上下移动时，开口 254阻止活塞头226与第一泵壳 体252之间产生真空。
[0031] 优选地，泵壳体250的至少一部分的外径小于颈部203的内径。因此，在泵壳体 250与颈部203之间形成有流体通道270。流体入口 280被设置成靠近流体通道270的底 部。
[0032] 在位于单向流体入口阀282和单向流体出口阀234之间的区域中形成有流体填充 腔285。在一个实施例中，流体填充腔285包括：第一流体填充腔部272,位于活塞220的外 部，处在活塞220与颈部203之间；以及第二流体填充腔232,位于活塞220的内部。第一 流体填充腔272和第二流体填充腔232由延伸贯穿活塞220的孔230连接。
[0033] 活塞220包括混合室274,来自流体填充腔285的流体和流过空气管路236的空气 在混合室274会合并混合在一起以形成混合物。混合室274的下游是一个或多个混合介质 244。混合介质244例如可为一个或多个筛、网、海绵、发泡筒、或它们的组合。混合介质244 的下游是出口 242。环形凸缘243被固定到活塞220。环形凸缘243可被用来传递由分配 器（未示出）所产生的力，以使活塞220上下移动。可选地，活塞220可通过其它方式，例 如像通过夹持活塞220的可释放夹具（未示出），而例如在环管式的入口 236处与分配器接 合。
[0034] 如多个附图中所示，泵210是紧凑的，且在一个实施例中，液体泵的基本所有部分 都位于容器202的颈部内。泵210仅有空气入口 236、出口喷嘴240、以及连接到分配器的 环形凸缘243这些部分位于容器202的颈部外。这样的紧凑外形减少了运输成本。而且， 空气压缩器（未示出）能够重新使用有益于可持续性，且减少了最终填埋在土地中的塑料 量，因而是"绿色的"。
[0035] 图2示出的泵210的活塞220处于上部位置，即已填充或初始位置。图3示出的 泵210的活塞220处于下部位置，即已分配或分配位置。当活塞220从图3的已分配位置 移动到图2的初始位置时，填充腔285的容积增加。刮片式密封件228与泵壳体250的内 部接触，从而形成密封。出口阀234移动到其关闭位置。密封件228足够坚硬，由此随着其 在泵壳体250中向上移动，来自活塞头226的顶部上方的流体就通过开口 254被挤出泵壳 体250的顶部。因此，活塞头226的顶部上方的流体不会进入填充腔285。相反地，来自容 器202的流体由于因填充腔285的扩张而产生的真空被抽取，通过流体通道270进入流体 入口 280内，经过单向止回阀282并进入填充腔285,直到活塞220移动到其在图2中示出 的上部位置为止。
[0036] 随着活塞220从已填充或初始位置朝向图3所示的下部位置移动，填充腔272的 容积减少。密封件228靠在泵壳体250上，并阻止液体经过活塞头226流入泵壳体250的 上部段。单向入口阀282关闭，且来自活塞220的外部的流体流过孔口 230,流过活塞220 的中心，并经过出口阀234流入混合室274。
[0037]来自空气压缩器（未示出）的加压空气流过空气入口 236,经过单向阀238且进入 混合室274,空气和流体在混合室274混合在一起形成阶段性（course)泡沫混合物。该混 合物被迫通过混合介质244,并被分配到喷嘴242之外。加压空气可与液体同时被引入混合 室，也可在流体进入混合室之前被引入混合室，可在流体停止流入混合室后继续被引入混 合室，或可为以上方式的组合。
[0038] 空气压缩器可为任何类型的空气压缩器，例如像风箱、旋转空气泵、活塞空气泵、 风扇、压缩器等。
[0039] 尽管在附图所示多个实施例中，空气压缩器部被固定到分配器，但在一些实施例 中，空气压缩器被固定到泵和/或容器。在这样的实施例中，空气压缩器可如同再填充单元 那样是可丢弃式的。
[0040] 图4和图5示出了包括泵410和容器402的再填充单元400的一个实施例。容 器402包括具有阳螺纹405的颈部403。泵410由盖部404连接到容器402,盖部404包含 与阳螺纹405相配的凹槽406。可选地，盖部404可通过其它方式，例如像压配合、焊接、粘 接、摩擦配合等方式连接到容器402。泵410包括活塞420。活塞420包括第一活塞段422 和第二活塞段424。第二活塞段424通过扣合连接、压配合连接、附接、粘接或任何其它连 接方式来连接到第一活塞段422。虽然此处活塞420被描述为具有两个活塞段，但活塞420 可包括单个段或多个段。活塞头426位于第二活塞段424的顶部。活塞头426包括刮片式 密封件428。此外，活塞420包括第二刮片式密封件434。第二刮片式密封件434可与多个 活塞段422、424中的一个活塞段一体形成，或者可为单独的模制件，该单独的模制件连接 到其它多个活塞段422、424中的一个活塞段。在一个实施例中，第二刮片式密封件434包 括本体425,本体425具有通过其中的内孔。第二活塞段424通过该内孔来装配，并将本体 425固定到活塞420。如下文更具体描述的，第二刮片式密封件434形成到填充腔477的出 口阀。
[0041] 活塞420装配在泵壳体450中。泵壳体450包括第一泵壳体段452和第二泵壳体 段461。第二泵壳体段461通过扣合连接、压配合连接、附接、粘接或任何其它形式的连接来 连接到第一泵壳体段452。第二泵壳体段461包括环形突起部462。环形突起部462宽于 容器402的颈部403。环形突起部462包括表面464,表面464与容器402的颈部403的对 应的表面466相配。第二泵壳体段461包括环形凹槽467,环形凹槽467将诸如0型环468 之类的密封构件保持就位。0型环468被压置在颈部403的内表面与第二泵壳体段461之 间，以形成泵410与容器402之间的液密密封。盖部404包括孔，活塞420能够通过该孔在 泵壳体450中上下移动。第二泵壳体段461包括密封构件470,密封构件470被设置在第二 泵壳体段的内孔的内侧。密封构件470是刮片式密封件。密封构件470形成活塞420与泵 壳体450之间的密封，以阻止液体从活塞420与泵壳体450之间逸出。在一个实施例中，密 封构件470可被不同类型的密封构件所替代，例如可被一个或多个0型环（未示出）所替 代。在一个实施例中，密封构件470与泵壳体段461 -体形成。
[0042] 活塞420具有中空的内部432。活塞420还包括空气入口 436。空气入口 436可 包括单向止回阀438。当再填充单元400被移除时，单向止回阀438提供卫生密封，其阻止 液体通过空气入口 436回流而污染保留在分配器（未示出）中的空气通道（未示出）或空 气压缩器（未示出）的任何部分。在一个实施例中，管线中与单向止回阀438 -起设置有 第二单向止回阀（未示出），以提供冗余的卫生密封。第二单向止回阀可被设置用于液体泵 或空气泵。
[0043] 此外，泵壳体450包括从泵壳体中通过的一个或多个流体入口 480。一个或多个流 体入口 480包括一个或多个单向止回阀482。止回阀482可为任何类型的止回阀，例如像挡 板阀、锥形阀、塞阀、伞形阀、鸭嘴阀、狭缝阀、菌形阀、弹簧和球阀这样的止回阀或任何其它 单向止回阀。优选地，流体入口 480和止回阀482被设置成靠近容器402的颈部403的底 部。当再填充单元400被丢弃时，这样的设置允许非常少的残余流体留在容器402中。在 一个实施例中，泵壳体450包括开口 454,开口 454位于第一泵壳体段452的上部区域中。 当活塞420在泵壳体450中上下移动时，开口 454阻止活塞头426与第一泵壳体452之间 产生真空。
[0044] 在一个实施例中，泵壳体450的外径小于颈部403的内径。因此，在泵壳体450与 颈部403之间形成有流体通道469。一个或多个流体入口 480被设置成靠近流体通道469 的底部。在一个实施例中，流体填充腔477由位于单向流体入口阀482与单向流体出口阀 434之间的区域形成。流体填充腔477位于活塞420的外部，处在活塞420与泵壳体450之 间。
[0045] 活塞420包括混合室474,从流体填充腔477流过孔430和流体通道432的流体与 流过空气管路436的空气在混合室474会合。在混合室474中，空气和流体混合在一起以 形成混合物。混合室474的下游是一个或多个混合介质444。混合介质444例如可为一个 或多个筛、网、海绵、发泡筒、或它们的组合。混合介质444的下游是出口喷嘴442。此外，接 合机构490被固定到活塞420。接合机构490可被用来传递由分配器（未示出）所产生的 力，以使活塞420上下移动。
[0046] 如多个附图中所示，泵410是紧凑的，且在一个实施例中，液体泵的基本所有部分 都位于容器402的颈部内。泵410仅有空气入口 436、出口喷嘴442、以及接合机构490这 些部分位于容器402的颈部外。这样的紧凑外形减少了运输成本。此外，由于空气压缩器 部分能够重新使用，而且每次替换再填充单元时没有丢弃空气压缩器部，这样就减少了浪 费和最终填埋在土地中的塑料量。
[0047] 图4示出的泵410的活塞420处于上部位置，即已填充或初始位置。图5示出的 泵410的活塞420处于下部位置，即已分配或分配位置。当活塞420从图5的已分配位置 移动到图4的初始位置时，填充腔477的容积增加。刮片式密封件428与泵壳体450的内 部接触，从而在填充腔477中产生真空。出口阀434移动到其关闭位置。密封件428足够 坚硬，由此随着其在泵壳体450中向上移动，来自活塞头426的顶部上方的流体就通过开口 454被挤出泵壳体450的顶部。因此，活塞头426的顶部上方的流体不会进入填充腔477。 相反地，来自容器402的流体由于填充腔477的扩张而产生的真空被抽取，从流体通道469 进入流体入口 480内，经过单向止回阀482并进入填充腔477,直到活塞420移动到其在图 4中示出的上部位置为止。
[0048] 随着活塞420从已填充或初始位置朝向图5所示的下部位置移动，填充腔477的 容积减少。密封件428靠在泵壳体450上，并阻止液体经过活塞头426流入泵壳体450的 上部段。来自活塞420的外部的流体流经刮片式密封件434 (刮片式密封件434起到填充 腔477的出口阀的作用），流过孔口 430,经过活塞420的中心并流入混合室474。来自空气 压缩器（未示出）的加压空气流过空气入口 436,经过单向阀438,并进入混合室474,空气 和流体在混合室474混合在一起形成，从而形成阶段性泡沫混合物。该混合物被迫通过混 合介质444,并被分配到喷嘴442之外。加压空气可与液体同时被引入混合室，也可在流体 进入混合室之前被引入混合室，可在流体停止流入混合室后继续被引入混合室，或可为以 上方式的组合。
[0049] 图6和图7示出了包括泵610和容器602的再填充单元600的一个实施例。容器 602包括颈部603。泵610以液密方式，例如通过粘合、螺纹、压配合、焊接、摩擦配合等，由 盖部604连接到容器602。泵610包括活塞620。活塞620的一端包括突起构件621。刮 片式密封件628被固定到活塞620。刮片式密封件628是借助螺丝622被固定到活塞620 的；然而，刮片式密封件628也可通过任何方式（例如像通过粘合）而被固定到活塞620。 可选地，刮片式密封件628可与活塞620 -体形成。
[0050] 此外，活塞620包括一个或多个第二突起构件629。突起构件629不抵靠壳体650 形成密封，而是允许液体自由流过。在一个实施例中，突起构件629使活塞620稳定，且在 活塞620移动时阻止前后晃动。
[0051] 活塞620通过卡扣配合连接来连接到下部段651。然而，活塞620可通过其它方 式，通过例如粘合、螺纹、摩擦配合等来连接到下部段651。在一个实施例中，下部段651被 形成为活塞620的一体部分。在一个实施例中，活塞620包括阀座675,阀座675与单向出 口阀674的表面676相接。单向出口阀674可为任何类型的单向止回阀，例如像狭缝阀、提 升阀、伞形阀、止回阀等。活塞620具有中空的内部，该中空的内部形成流体填充腔632的 一部分。流体填充腔632还由腔602形成，腔602包围活塞620且由泵壳体650至少部分 地围绕。
[0052] 下部段651具有包括空气入口 636的中空的内部。空气入口 636可包括单向止回 阀638。当再填充单元600被移除时，单向止回阀638形成卫生密封，该卫生密封阻止液体 流过空气入口 636而污染保留在分配器（未示出）中的空气通道698或空气压缩器（未示 出）的任何部分。下部段651包括混合室674。混合室674位于来自流体填充腔632的液 体与流过空气入口 636的空气混合以形成混合物的位置。在一个实施例中，管线中与单向 止回阀638-起设有第二单向止回阀（未示出），以提供冗余的卫生密封。第二单向止回阀 可被设置用于液体泵或空气泵。
[0053] 混合室674的下游是一个或多个混合介质644。混合介质644例如可为一个或多 个筛、网、海绵、发泡筒、或它们的组合。混合介质644的下游是出口喷嘴642。此外，接合机 构690被固定到活塞620。接合机构690可被用来传递由分配器（未示出）所产生的力，以 使活塞620 (包括下部段651)上下移动。
[0054] 在一个实施例中，下部段651包括倒钩端694。倒钩端694用于将再填充单元600 可释放地连接到空气压缩器（未示出）。倒钩端694装配到连接器696中。连接器696被 固定到分配器（未示出）。在一个实施例中，连接器696也包括连接到空气管路697的倒钩 段。也可使用其它类型的可释放连接器，例如像压配合、卡扣配合等。
[0055] 活塞620装配在泵壳体650中。泵壳体650包括第一泵壳体段652和第二泵壳体 段651。第二泵壳体段661通过扣合连接、压配合连接、附接、粘接或任何其它形式的连接来 连接到第一泵壳体段652。虽然泵壳体650被描述为由两个段组成，但泵壳体650也可由一 个段或多于两个段组成。
[0056] 第二泵壳体段661包括环形突起部662。环形突起部662宽于容器602的颈部 603。环形突起部662包括表面664,表面664与容器602的颈部603的对应的表面666相 配。第二泵壳体段661包括环形凹槽667,环形凹槽667将例如像0型环668这样的密封 构件保持就位。〇型环668被压置在颈部603的内表面与第二泵壳体段661之间，以形成 泵610与容器602之间的液密密封。盖部604包括孔，活塞620能够通过该孔在泵壳体650 中上下移动。第二泵壳体段651包括密封构件683,密封构件683被设置在第二泵壳体段 的内孔的内侧。密封构件683是刮片式密封件。密封构件683形成活塞620与泵壳体650 之间的密封，以阻止流体从活塞620与泵壳体650之间逸出。在一个实施例中，刮片密封构 件683可被不同类型的密封构件所替代，例如可被像一个或多个0型环（未示出）这样的 密封构件所替代。在一个实施例中，密封构件683与泵壳体段661 -体形成。
[0057] 此外，泵壳体650包括从泵壳体中通过的一个或多个流体入口 680。一个或多个流 体入口 680包括一个或多个单向止回阀682。止回阀682可为任何类型的止回阀，例如挡板 阀、锥形阀、塞阀、伞形阀、鸭嘴阀、狭缝阀、菌形阀、弹簧和球阀或任何其它单向止回阀。优 选地，流体入口 680和止回阀682被设置成靠近容器602的颈部603的底部。当再填充单 元600被丢弃时，这样的设置允许非常少的残余流体留在容器602中。在一个实施例中，泵 壳体650包括开口 654,开口 654位于第一泵壳体段652的上部区域中。当活塞620在泵壳 体650中上下移动时，开口 654阻止活塞头626与第一泵壳体652之间产生真空。
[0058] 在一个实施例中，泵壳体650的外径小于颈部603的内径。因此，在泵壳体650与 颈部603之间形成有流体通道669。一个或多个流体入口 680被设置成靠近流体通道669 的底部。流体填充腔632由位于单向流体入口阀682与单向流体出口阀674之间的区域构 成。
[0059] 如多个附图中所示，泵610是紧凑的。在泵610中，仅有空气入口 636、出口喷嘴 642、以及连接到分配器的接合机构690这些部分位于容器602的颈部外。这样的紧凑外形 减少了运输成本。此外，由于空气压缩器部得到重新利用，而且每次替换再填充单元均可不 丢弃空气压缩器部，这样就减少了浪费和最终填埋在土地中的塑料量。
[0060] 图6示出的泵610的活塞620处于上部位置，即已填充或初始位置。图7示出的 泵610的活塞620处于下部位置，即已分配或分配位置。当活塞620从图7的分配位置移 动到图6的初始位置时，填充腔632的容积增加。刮片式密封件628与泵壳体650的内部 接触，从而在填充腔632中形成真空。出口阀或刮片式密封件634移动到其关闭位置。密 封件628足够坚硬，由此随着其在泵壳体650中向上移动，来自活塞头626的顶部上方的流 体就通过开口 654被挤出泵壳体650的顶部。因此，活塞头626的顶部上方的流体不会进 入填充腔632。相反地，来自容器602的流体由于因填充腔632的扩张而产生的真空被抽 取，从流体通道669而进入流体入口 680,再经过单向止回阀682并进入填充腔632,直到活 塞620移动到其在图6中示出的上部位置为止。
[0061] 随着活塞620从已填充或初始位置朝向图7所示的下部位置移动，填充腔632的 容积减少。密封件628靠在泵壳体650上，并阻止液体经过活塞头626流入泵壳体650的 上部段。流体从活塞620的外部流经刮片式密封件634 (其作为填充腔632的出口阀），流 过孔口 630,流过活塞620的中心并流入混合室674。来自空气压缩器（未示出）的加压空 气流过空气入口 636,经过单向阀638且进入混合室674,空气和流体在混合室674混合在 一起，从而形成阶段性泡沫混合物。该混合物被迫通过混合介质644,并被分配到喷嘴642 之外。加压空气可与液体同时被引入混合室674,也可在流体进入混合室674之前被引入混 合室674,可在流体停止流入混合室674后继续被引入混合室674,或可为以上方式的组合。
[0062] 图8示出了再填充单元800的示例性剖视图，再填充单元800具有液体抽拉泵 830,液体抽拉泵830被固定到容器812。在一些实施例中，容器812包括锥形壁814和颈 部816。这些锥形壁814可被认为是颈部816的部分。泵830包括盖部833。盖部833通 过扣合连接而被固定到容器812的颈部816。可选地，该连接可通过粘接、摩擦配合连接、 螺接或类似连接方式来形成。在一些实施例中，容器颈部816和盖部833较长，以提供具有 较多重叠的连接区。泵壳体832为圆筒形，且包括开口端844。靠近壳体832的基部设置有 一个或多个液体入口孔834。盖部833和壳体832为单个模制件，然而盖部833和壳体832 也可为多件和/或由不同材料制成。壳体832还包括位于盖部833中的孔837,孔837允许 活塞840以往复运动方式进行上下移动。活塞840具有中空内部848。第一刮片式密封件 842和第二刮片式密封件845位于活塞840的上端。在第一刮片式密封件842与第二刮片 式密封件845之间设置有一个或多个孔846, 一个或多个孔846通向中空内部848。
[0063] 连接器852被固定到活塞840的第二端。连接器842为分配器（未示出）的致动 器（未示出）提供了一种与活塞840相配的方式，用以使活塞840进行往复式的上下移动。
[0064] 密封构件852抵靠密封活塞840,以阻止流体漏出围绕活塞840的填充腔847。此 夕卜，密封构件852包括刮片式密封件850,刮片式密封件850抵靠密封壳体832的侧面。密 封构件852静止，而不随活塞840上下移动。刮片式密封件850对于填充腔847起到液体 入口阀的作用。
[0065]在操作中，当泵830处于图8所示的位置时，填充腔847为初始或充满液体。随 着活塞840向下移动，填充腔847的容积减少。流体由于刮片式密封件850被阻止通过液 体入口孔834离开填充腔847。因此，流体被迫经过刮片式密封件842,进入位于刮片式密 封件842与刮片式密封件845之间的区域。刮片式密封件845阻止流体经过刮片式密封件 845而流入容器812。因此，流体通过孔846流入活塞840的中空内部848,并向下通过出口 854。
[0066] 一旦活塞840行进到其冲程的末端，活塞就被向上移回到图8中所示的位置。冲 程的末端可为对应于全剂量的完整冲程，或可为对应于较小剂量的部分冲程。因此，泵830 是可变容积泵。随着活塞840向上移动，刮片式密封件842会抵靠密封壳体832的侧壁，并 在填充腔847中产生真空压力。真空压力引起流体从容器812流过液体入口孔834,经过刮 片式密封件850并流入填充腔847。因此，填充腔847被流体所充满（或者说处于初始状 态），且泵830准备好进行下一个分配循环。
[0067] 图9示出了再填充单元900的示例性剖视图，再填充单元900具有被固定到容器 912的泡沫抽拉泵930。在一些实施例中，容器912包括颈部916和多个锥形壁914。泵930 包括盖部933。盖部933通过扣合连接而被固定到容器912的颈部916。可选地，该连接可 通过粘接、摩擦配合连接、螺接或类似连接方式来形成。
[0068] 在一些实施例中，容器颈部916和盖部933较长，以提供具有较多重叠的连接区。 泵壳体932为圆筒形，且包括开口端944。靠近壳体932的基部设置有一个或多个液体入口 孔934。盖部933和壳体932为单个模制件，然而，盖部933和壳体932也可为多件和/或 由不同材料制成。壳体932还包括位于盖部933中的孔937,孔937允许活塞940以往复运 动的方式进行上下移动。活塞940具有中空内部948。第一刮片式密封件942和第二刮片 式密封件945位于活塞940的上端。在第一刮片式密封件942与第二刮片式密封件945之 间设置有通向中空内部948的一个或多个孔946。
[0069] 活塞940包括向外延伸的圆筒形突起部976。圆筒形突起部876是空气入口。圆 筒形突起部976可按照任何方式（例如像以上描述的多种方式）来连接到空气源（未示 出）。空气源可为再填充单元900的一部分或为分配器（未示出）的一部分，且可连接到突 起部876,以提供与流过液体泵部分的流体进行混合的空气。
[0070] 连接器952被固定到活塞940的第二端。连接器942为分配器（未示出）的致动 器（未示出）提供了一种与活塞940相配的方式，以使活塞940进行往复式的上下移动。
[0071] 在空气源（未示出）与分配器（未示出）保留在一起的多个实施例中，泵930可 包括单向空气入口阀901。单向空气入口阀901是卫生阀，其在液体会导致永久空气源中产 生霉菌的情况下，阻止液体污染空气源（未示出）。
[0072] 泵930还包括发泡筒953,发泡筒953有助于液体和空气混合以形成泡沫。发泡筒 953可为一个或多个筛、挡板、海绵、多孔构件或类似构件。
[0073] 密封构件952抵靠密封活塞940,以阻止流体漏出围绕活塞940的填充腔947。此 夕卜，密封构件952包括刮片式密封件950,刮片式密封件950抵靠密封壳体932的侧面。密 封构件952静止，而不随活塞940上下移动。刮片式密封件950对于填充腔947起到液体 入口阀的作用。
[0074] 在操作中，当泵930处于图9所示的位置,填充腔947为初始状态或充满液体。随 着活塞940向下移动，填充腔947的容积减少。流体被刮片式密封件950阻止而不能通过 液体入口孔934离开填充腔947,流体因此被迫经过刮片式密封件942,而进入位于刮片式 密封件942与刮片式密封件945之间的区域。刮片式密封件945阻止流体经过刮片式密封 件945流入容器912。因此，流体通过孔946流入活塞940的中空内部948。
[0075] 同时，空气被迫通过空气入口 902,并在空气入口 902处与流过中空内部948的液 体混合。液体/空气混合物被迫通过发泡筒953,并在发泡筒953处形成丰富泡沫。泡沫被 分配到出口 954之外。
[0076] -旦活塞940行进到其冲程的末端，活塞就被向上移回到图9中所示的位置。冲程 的末端可为全剂量的完整冲程，或可为较小剂量的部分冲程。因此，泵930是可变容积泵。 当活塞940向上移动时，刮片式密封件942抵靠密封壳体932的侧壁，并在填充腔947中产 生真空压力。真空压力引起流体从容器912流过液体入口孔934,经过刮片式密封件950并 流入填充腔947。因此，填充腔947被流体所充满（或处于初始状态），且泵930准备好进 行下一个分配循环。类似地，空气源（未示出）由空气再填充。
[0077] 此外，空气入口通道953中设置有过滤器980。过滤器980可被选择和设定尺寸， 以阻止霉菌和/或细菌从被永久地安装到分配器（未示出）的空气源（未示出）经过。在 一些实施例中，过滤器980的孔隙尺寸为大约0.2i!m。这样的孔隙尺寸会使输入的空气无 菌且免于（无）大多数病毒。在一些实施例中，孔隙尺寸为大约〇.45i!m，这会使输入的空 气免于（无）大多数病毒。在一些实施例中，过滤器可被选择为滤除毫米尺寸范围内的可 见微粒或颗粒物。
[0078] 此外，在一些实施例中，可使用具有MERV5或更小范围的过滤器。在一些实施例 中，可使用具有介于大约MERV5至大约MERV8之间比率的过滤器。在一些实施例中，可使 用具有MERV5或更高级别的过滤器。并且在一些实施例中，可使用具有介于大约MERV9 至大约MERV12之间的级别的过滤器。在一些实施例中，可使用大约MERV13或更高的级 别。
[0079] 在一些实施例中，过滤器980被选择用以过滤空气，但其也可从在润湿状态下仍 然正常工作的材料中选择。这样的过滤器优选处在分配器可被水溅湿的位置，分配器位于 喷头的位置或分配器位于高湿度区域中。
[0080] 虽然本发明是通过对多个实施例的描述来示出的，且同时这些实施例被描述地相 当详细，但 申请人:的意图绝非要以任何方式将所附权利要求的范围限定或限制到这些细 节。多个额外的优点和改型对本领域技术人员而言是显而易见的。而且，一个实施例中所 描述的那些元件可容易地适用于其它多个实施例。所以，本发明就其较宽的多个方案而言， 不应限于所描述和展示的特定细节、代表性设备和示例性实例。因此，可对这些细节有所偏 离而不违背 申请人:的整体发明构思的精神和范围。
【权利要求】
1. 一种抽拉泵，包括： 壳体； 活塞，在所述壳体中往复运动； 所述活塞具有外侧壁部，且所述活塞的中心的至少一部分为中空； 所述活塞包括从所述活塞的外侧壁部通向中心的孔口； 第一密封件，被设置成靠近所述活塞的上端，以在所述活塞与所述壳体之间提供密 封； 所述第一密封件位于处在所述活塞的壁部中的所述孔口的上方； 液体入口，位于所述壳体的侧壁中，且处在低于所述活塞的顶部的位置； 单向液体入口阀； 液体出口，具有单向液体出口阀； 填充腔，至少部分地由所述单向液体入口阀、所述单向液体出口阀、所述壳体的壁部和 所述活塞的壁部限定；以及 混合室，位于所述单向液体出口阀的下游； 其中，所述填充腔通过向下抽拉所述活塞而被分配，且通过向上移动所述活塞而被再 填充。
2. 如权利要求1所述的抽拉泵，还包括：空气入口，与所述液体出口流体连通；以及发 泡元件，位于所述空气入口和所述液体出口的下游。
3. 如权利要求1所述的抽拉泵，其中，所述液体入口阀低于所述液体出口阀。
4. 如权利要求1所述的抽拉泵，还包括： 容器，用于盛放流体； 颈部，形成于所述容器中；以及 液体通道，形成于所述容器的颈部与所述壳体之间。
5. 如权利要求4所述的抽拉泵，其中，所述壳体的外径小于所述容器的颈部的内径。
6. 如权利要求1所述的抽拉泵，其中，所述液体出口阀的至少一部分位于所述活塞的 外部。
7. 如权利要求1所述的抽拉泵，其中，所述液体出口阀的至少一部分位于所述活塞的 内部。
8. 如权利要求1所述的抽拉泵，其中，所述壳体包括开口，其中，所述开口的至少一部 分位于所述活塞的顶部上方，且其中，流体能够流入或流出所述开口以阻止所述活塞的顶 部上方形成真空。
9. 如权利要求1所述的抽拉泵，还包括空气入口和单向空气入口阀，其中，所述单向空 气入口阀位于混合室的上游并阻止流体经过所述单向空气入口阀向上游行进。
10. 如权利要求4所述的抽拉泵，还包括具有连接器的空气入口，所述连接器用于将所 述空气入口可释放地连接到空气源。
11. 如权利要求10所述的抽拉泵，还包括位于所述空气入口中的过滤器。
12. 如权利要求11所述的抽拉泵，其中，所述过滤器选自即使在所述过滤器变湿时仍 继续工作的材料。
13. 如权利要求10所述的抽拉泵，还包括分配器，其中，所述分配器具有被固定到所述 分配器的空气泵，且所述空气泵是可释放地连接到所述泵的空气入口的空气源。
14. 如权利要求13所述的抽拉泵，其中，被固定到所述分配器的所述空气泵包括用于 再填充所述空气泵的空气入口，且其中，所述空气入口由屏障件覆盖以阻止湿气或细菌进 入所述空气泵。
15. 如权利要求13所述的抽拉泵，其中，被固定到所述分配器的所述空气泵含有添加 剂以抑制细菌和霉菌至少其中之一的生长。
16. -种用于分配器的再填充单元，包括： 容器，用于盛放液体； 颈部，形成于所述容器中； 泵壳体，至少部分地位于所述颈部中； 活塞，具有密封构件； 其中，所述密封构件接触所述泵壳体的壁部； 流体通道，位于所述容器的颈部与所述泵壳体之间； 流体入口，穿过所述泵壳体，位于所述容器的颈部的顶部下方； 单向流体入口阀，被设置成靠近所述流体入口； 流体出口，包括单向流体出口阀； 填充腔，至少部分地由所述单向流体入口阀、所述单向流体出口阀、所述泵壳体和所述 活塞限定； 空气入口； 单向空气入口阀； 混合室，位于所述填充腔和所述单向空气入口阀的下游；以及 空气入口和流体入口，用于允许空气和液体进入所述混合室。
17. 如权利要求16所述的再填充单元，还包括被固定到所述空气入口的可释放连接 器，用于当所述再填充单元被放置在分配器中时连接到空气源，且当所述再填充单元被从 所述容器移除时与所述空气源断开。
18. 如权利要求16所述的再填充单元，还包括处在所述空气入口中的过滤器。
19. 如权利要求16所述的泵，其中，所述液体出口阀的至少一部位于所述活塞的外部。
20. 如权利要求16所述的泵，其中，所述液体出口阀的至少一部分位于所述活塞的内 部。
21. -种泡沫泵再填充单元，包括： 容器，具有颈部； 所述颈部还具有内径； 所述颈部的内径的横截面面积小于所述容器的横截面面积； 泵壳体，具有外径； 所述泵壳体的外径小于所述颈部的内径，以在所述泵壳体与所述颈部之间产生流体流 动通路； 活塞，具有用于接合所述泵壳体的内侧壁部的活塞密封件； 流体入口，位于所述泵壳体内，用以从所述流体流动通路抽入流体； 单向流体入口阀； 单向流体出口阀； 填充腔，至少部分地由所述流体入口阀、所述单向流体出口阀、所述泵壳体和所述活塞 的壁部限定； 处在所述活塞的壁部中的开口，用以允许流体从所述活塞的外部流到所述活塞的内 部； 混合室； 空气入口； 单向空气入口阀，被设置成靠近所述空气入口； 所述混合室位于所述空气入口和所述流体填充腔的下游，且与所述空气入口和所述流 体填充腔流体连通； 其中，所述活塞的向上移动引起流体流入所述填充腔；且所述活塞的向下移动引起流 体被从所述填充腔排出。
22. 如权利要求21所述的再填充单元，还包括被固定到所述空气入口的可释放连接 器，用于当所述再填充单元放置在分配器中时连接到空气源，且当所述再填充单元被从所 述容器移除时与所述空气源断开。
23. 如权利要求21所述的泵，还包括位于所述空气入口中的过滤器。
【文档编号】A47K5/14GK104411412SQ201380035545
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年5月9日 优先权日:2012年5月9日
【发明者】约翰·J·麦克纳尔蒂, 罗伯特·L·昆兰, 尼克·E·恰瓦雷拉, 凯莉·A·扎普卡, 大卫·J·舒梅克 申请人:高乔工业股份有限公司