专利名称：隔膜和协作部件的组件、泵及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一个隔膜和一个协作部件的组件，包括这种组件的一个泵及其使用方法。
背景技术：
美国专利4347953公开了设有一个隔膜的一个泵，该已知的泵由最少四个零件构成，即一个壳体、一个盖子、一个隔膜和一个与隔膜协同动作的部件。这样的隔膜具有一个弹力，在对其施加一定的压缩后，该弹力小于初始值，因此帮助进一步的压缩。在压缩时，隔膜的一个柔性壁在自由空间里移动，因此力的变化是不受控制的。该泵的应用局限于分配一定量的泡沫、液体或者气体。
发明内容
本发明的目的是提供一种适于多种用途的改进隔膜。
为此目的，本发明提出一种隔膜部件和协作部件的组件，它包括一个隔膜部件，具有一个预定形状和厚度的柔性壁，柔性壁与协作部件相配合，协作部件包括柔性壁可以沿其移动的一个刚性外壁。
这样的组件提供了一种更简单和更低成本的解决方案。
在一个优选实施例中，展开顶靠其进行的部件(展开部件)具有一个预定的直径变化，并且/或者柔性壁具有一个预定的厚度变化，以产生一个所需的力的变化。
由于柔性壁和展开部件的配合，人们发现，可以根据需要来决定力的变化，这样，就可以根据应用来预先确定弹性特性。
在一个优选实施例中，柔性壁被部分地折回，并且其中一个折回边设置在外端，以吸收一个压力。折回边提供一个稳定的配合点，用于将压力以可控制的方式从展开部件传递到隔膜上，反之也然。
在一个优选实施例中，力的变化是恒定、递增、递减的，或者是它们的组合。实际上，可以获得任何需要的力的变化。
在一个优选实施例中，力的变化包括一个或多个峰值。例如为了一个改进的分配，也可以实现一个振荡的力的变化。
在一个优选实施例中，展开部件的外端是圆锥形的。人们发现它能够对力的变化产生所需的控制。
在一个优选实施例中，为了使力的变化出现一个峰值，展开部件的外端包括一个加厚的部分。力变化的峰值表明已经达到一确定点，因此作为分配的指示，其中，端部的量、例如10ml以及力峰值处的量、例如5ml均作为参考。
在另一个优选实施例中，外端包括一个弯曲件。
在另一个优选实施例中，为了产生一个递增的弹力，外端包括一部分凹形截面。
在另一个优选实施例中，为了产生一个递减的弹力，外端包括一部分凸形截面。
下面结合附图进一步讨论有益效果和特征。
图1A和1B示出第一优选实施例中带有一个本发明组件的一个泵的剖视图，处于第一使用位置和第二使用位置；图1C示出图1A中组件的力的变化；图2A和2B示出第二优选实施例中带有一个本发明组件的一个泵的剖视图，处于第一使用位置和第二使用位置；图2C示出图2A中组件的力的变化；图3A和3B示出第三优选实施例中带有一个本发明组件的一个泵的剖视图，处于第一使用位置和第二使用位置；图3C示出图3A中组件的力的变化；图4A和4B示出第四优选实施例中带有一个本发明组件的一个泵的剖视图，处于第一使用位置和第二使用位置；图4C示出图4A中组件的力的变化；图5示出第五优选实施例中带有一个本发明组件的一个泵的剖视立体图；图6示出第六优选实施例中局部被切掉的一个本发明隔膜的立体图；图7示出第七优选实施例中一个本发明隔膜的立体图；图8A-8C是设有一个吸入阀的图6的隔膜的三个不同实施例的俯视图；图9示出第八优选实施例中一个吸入阀的立体图。
具体实施例方式
一个泵1，例如适合于一个容器2中的液体、糊状物、泡沫或者气体，包括一个隔膜或者隔膜部件3和一个协作部件或者展开部件4的一个组件，该展开部件4包括隔膜的一个柔性壁5可以在上面展开的一个外壁(图1A和1B)。
在所示的第一优选实施例中，展开部件4例如呈点对称，包括一个第一圆锥部件6和一个与之相连的第二圆锥部件7，第二圆锥部件7有不同的倾斜角并与容器2制在一起。容器2还包括一个直立壁8，其顶部设有一个止挡10。虽然各种形状例如椭圆或者正方形都可以，但是示出的壁8是圆柱形的。上部零件12包括带有加厚部分的一个圆柱形侧壁14，该加厚部分在一个起始位置(图1A)顶靠止挡10。上部零件12还包括一个上部壁16和一个用作流出口的喷嘴22，一个圆柱形的壁18设置在上壁内侧以形成一个腔体20。
隔膜3呈点对称，并包括为了获得需要的弹性而变化厚度的柔性的圆筒状的壁5、支承在壁14上一个凹槽中(或者例如壁14上的一个凸肋上)的加厚的基部24、和连接到折回边27上的并用于将容器2中的材料吸进来的吸入阀26。一个较薄的圆柱形压力阀28靠装在壁18的外侧。折回边27支持在展开部件4的顶部用于吸收压力。
柔性壁5的一部分被折回，以得到回弹效果。因此，隔膜3用一种具有足够弹性的可变形材料制造，例如Skypel，一种热塑性聚脂，或者一种弹性体、例如硅橡胶。隔膜的材料最好是一种热塑性聚合物或者一种低阻尼的弹性体，这样材料能更快地回到其原始位置。
在泵1的使用过程中，使用者对上部壁16施加力，其中柔性壁5朝着展开部件4展开，直至达到一个第二端部位置为止(图1B)。腔体20变小以形成超压，阀28被向外施压，腔体20的容纳物通过流出口22流出泵体。
力的变化由柔性壁5的壁厚变化与壁5顶靠展开的展开部件4的外表面路径的结合预先确定。在展开时，隔膜与展开部件接触的部分逐渐增大。在图1C中示出力F(Y轴)作为图1A中泵的压缩量S(X轴)的函数，该变化大致是水平的。也就是说，在将上部零件12相对部件2压下时，使用者必须施加大致恒定的力。图1C中所示力的变化可以根据需要并根据应用而被预先确定，这样，一个恒定、递增和递减的变化以及它们的一个组合都有可能。一个开始较大然后再小一点的力也有可能，其中使用者有一种紧张被释放的感觉。一个或多个峰值或者峰谷指示也是可能的，其中，确定压缩量下的力具有手动可以察觉的不同值，这样使用者知道已经达到了该特定的点。例如，一个指示峰值可以位于5ml处，而端部值是10ml，这样分配就简单了。
例如，通过使展开部件的一个第一部分34的截面成凹形(图2A、2B)，来获得一个逐递增加的力的变化，其中采用了与图1A、1B中所示同样的隔膜，并且该泵还包括同样的部件。部件34的曲率随着向下而增加，这样将上部零件12向下压所需要的力也就增加(图2C)。
例如，通过使展开部件的一个上部38的截面成凸形，来获得一个随压缩而逐渐减少的力，其中，对一个变化的力来说，其倾斜角是变化的(图3A-3C)。
在第四个优选实施例中，展开部件包括一个第一圆锥部件50和一个具有不同倾斜角的第二圆锥部件52。在第一部件50的外侧周围设置有一个凸肋54，当柔性壁5在其上展开时，该凸肋引起一个力的峰值(图4A-4C)。当然，可以设置多个凸肋，以引起多个峰值。实际上，力的峰值提供约10％的力的增加。
第五个优选实施例(图5)提供一个泵100，它包括设有一个喷嘴104的一个容器102，该容器安装在一个例如装有清洁液的瓶子上。该喷嘴包括一个其中设有本发明的一个组件的外壳106，该组件包括带有柔性壁110的隔膜108，柔性壁110与一个展开部件112配合。该组件可以由具有一个操纵杆114的一个手枪机构操作，操纵杆114通过连接件118与展开部件连接。部件116、120和122用于通气。隔膜的基部124支持在外壳106上，边126与外壳106设置成一体。在外壳127中还设置有一个开口127和一个喷射孔128，用于将容器102中的容纳物排出。
在操纵杆114上施加一个力时，展开部件112向图5中的右方移动，其中壁110在展开部件上展开。当展开部件向右移动时，在隔膜108的内部压力增大，在一个预定的阈值时边126不再密封，这样，通过开口127和喷射孔128，隔膜中的容纳物被压出泵体。由于在该实施例中压力逐渐增加以及喷射孔128较小的直径，所以当容纳物离开喷射孔时容纳物被喷成雾状。
在所示的实施例中(图5)，展开部件在隔膜的方向上移动。也可以将隔膜设置成在展开部件的方向上移动，即在图5中当操纵杆114被操作时隔膜将向左方移动。
在实际的实施例中，行程S在10mm和25mm之间变化。对于一个由手动操作的如图1A所示的泵，在一个特定应用下，最大的力F大约为20N到30N，最小值为5N。为了将液体喷成雾状，需要更高的压力。这时，在隔膜上最大的力是250N到300N。手动操作通过一个杠杆机构或者一个手枪机构(图5)来实现。展开部件的倾斜角在0°到135°的范围内变化，以获得所需的力的变化。对于一个较小的力，一个实用的倾斜角的值是10°。
图1-4中的隔膜包括围住一个环状阀28的加厚的圆锥形基部24(图6)。基部的上侧连接到圆柱形的柔性壁5上。在另一端上设置了一个与加厚的边27相连的折回边。边27上侧的环状平面用作展开部件4的顶侧支撑面。边27包围住盘状吸入阀26，用三个可弯曲的臂60将该吸入阀设置在边27上。阀26例如包括一个销状突起62，用于引导阀26。
例如，隔膜3的一个实用实施例(图6)具有1到5cm的高度，截面为1到4cm，壁5的壁厚为0.1到5mm，最好，壁厚在0.2到2mm之间。阀28具有0.1到0.5mm的壁厚，阀60具有2到10mm的截面，基部24具有1到15mm数量级的一个厚度。
进行展开所用的力也可以随隔膜的形状和壁厚而决定。在另一个优选实施例中，本发明的隔膜包括一个其上设置有柔性壁66的一个基部64，该壁具有一个大致为抛物线形渐变的截面(图7)，其中得到了逐渐减小的力。对于一个递增或者递减的力，壁的变化也可以根据更高或更低阶的函数来实现。壁66比壁5要高，这样它可以进一步展开。吸入阀和压力阀未示出。
吸入阀36例如通过三个直臂60设置在边缘27上(图8A)。整个隔膜具有同样的材料，这样，壁具有轻微的柔性，并且阀26可以移动。为了改进弹性效果，用Z形臂70(图8B)或臂72(图8C)将该阀设置在边缘27上。通过使Z形连接线变长或者变短，获得更小或者更大的弹力，并且阀26可以打开到更大或者更小的程度，这对于象牙膏这样的糊状流体来说是重要的。
为了一种柔性悬挂，吸入阀26可以具有一种侧视图为C形的臂74(图9)，它也具有与上述Z形臂同样的作用和功能。
本发明不限于上述的优选实施例，可以进行许多改变；寻求的保护限定在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种隔膜部件和协作部件的组件，它包括一个隔膜部件，具有一个预定形状和厚度的柔性壁，柔性壁与协作部件相配合，协作部件包括柔性壁可以沿其移动的一个刚性外壁。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，协作部件是一个展开顶靠其进行的部件(展开部件)，刚性外壁具有一个预定的直径变化，并且/或者柔性壁具有一个预定的厚度变化，以产生一个所需的力的变化。
3.根据权利要求1或2所述的组件，其特征在于，柔性壁被部分折回，并且一个折回边设置在一个外端，以吸收一个压力。
4.根据权利要求2或3所述的组件，其特征在于，力的变化是恒定、递增、递减的或者它们的组合。
5.根据权利要求2、3或4所述的组件，其特征在于，力的变化包括一个或多个峰值。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组件，其特征在于，协作部件的一个外端是圆锥形的。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的组件，其特征在于，为使力的变化出现一个峰值，展开部件的外壁包括一个加厚部分。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的组件，其特征在于，展开部件的外壁包括一个弯曲。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的组件，其特征在于，为了产生一个递增的弹力，展开部件的外壁包括一部分凹形截面。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的组件，其特征在于，为了产生一个递减的弹力，展开部件的外端包括一部分凸形截面。
11.根据权利要求1-10中任意一项所述的组件，其特征在于，隔膜的柔性壁的厚度变化至少部分地决定了力的变化。
12.根据上述权利要求中任意一项所述的组件，其特征在于，隔膜由热塑性聚合物或者弹性体构成。
13.根据上述权利要求中任意一项所述的组件，其特征在于，隔膜的柔性壁基本是圆柱形。
14.根据上述权利要求中任意一项所述的组件，其特征在于，隔膜的壁基本具有凸形截面。
15.根据上述权利要求中任意一项所述的组件，其特征在于，隔膜包括一个结合成一体的压力阀和/或一个结合成一体的吸入阀。
16.根据权利要求15所述的组件，其特征在于，吸入阀包括多个、例如三个与柔性壁相连的支腿。
17.根据权利要求16所述的组件，其特征在于，为了改进的弹性作用，支腿在俯视图中是Z形的。
18.根据权利要求15-17所述的组件，其特征在于，吸入阀包括一个导向突起，用于引导吸入阀。
19.根据权利要求15-18所述的组件，其特征在于，压力阀是一个圆柱形的柔性壁。
20.一种泵，它包括一个权利要求1-19中任意一项所述的组件。
21.根据权利要求20所述的泵，它包括一个结合有该组件的手枪机构。
22.权利要求1-19中任意一项所述的组件和/或权利要求20-21所述的泵的使用方法。
全文摘要
本发明提供一个隔膜部件和展开顶靠其进行的部件(展开部件)的组件，包括一个隔膜部件，具有一个与展开部件配合、具有预定形状和厚度变化的柔性壁，展开部件具有柔性壁可沿其移动的一个刚性外壁，其中，展开部件具有一个预定的直径变化，且/或柔性壁具有一个预定的厚度变化，以产生所需的力的变化。
文档编号B05B11/00GK1665601SQ03815569
公开日2005年9月7日 申请日期2003年7月3日 优先权日2002年7月3日
发明者彼得·E·内林克斯, 耶罗恩·D·德雷特 申请人:克尔图伯有限公司