可调节喷洒特性的雾化剂喷洒罐的制作方法

专利名称：可调节喷洒特性的雾化剂喷洒罐的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种雾化剂喷洒罐，其具有多于一个的设定值而允许使用者操作该罐而为某一特定的用途产生一种具有所需特性的喷洒。本发明特别适于个人养护品方面，其中喷洒特性对要喷施的产品的效能有很大的影响。
各种类型的液体喷施器、特别是雾化剂和泵压式喷施器是现有技术中公知的。雾化剂型喷施器利用一种预前充罐的气体挥发剂施压于所述罐的内容物，且当使用者触发致动装置时其形成一种产品的喷洒。在许多情况下，雾化剂型喷施装置通常优于手动致动泵压装置，因为前述装置生成一种产品的连续喷洒需要极小的喷施能量，且易于控制产品的喷施，并且由于其较高的压力，通常比手动致动泵压装置形成更细的喷洒。应用雾化剂型喷洒装置的例子有喷漆、喷除臭剂、喷发胶、喷粘结剂、喷杀菌剂和喷空气清新剂。
与使用一单喷嘴喷施所述产品的雾化剂罐相关的一个问题是其限制产品的用途，一个为覆盖大表面面积而设计的喷嘴可能不适用于覆盖小表面面积。这一情况导致浪费大量的产品，并且覆盖本不想覆盖的物体而形成过喷。同样不希望有相反的情况，即为窄聚喷洒设计的喷嘴不能充分地覆盖大表面面积，可能将其确需覆盖的表面弄得过湿而导致产品的浪费。
包装工程师已经阐述过这些问题而把喷嘴修改成为一给定的雾化剂型产品提供最广泛的用途。修改可涉及到对喷嘴的改型、特别是喷洒形状或喷洒锥角、包含在喷洒的液粒或滴的尺寸以及喷施的速率。
从喷出罐的喷嘴的喷雾形状，可以用肉眼观察到喷洒形状的直径或者锥角。喷洒形状的直径取决于几个因素，最重要是喷嘴的主要参数和产品流过喷嘴的速率，对于一给定的产品流率，通常可通过调节喷孔直径和长度来构造喷嘴，以生成一特定喷洒形状的直径。A.H.莱菲布斡(Lefebvre)曾就这些参数进行过更为详尽的讨论，载文于Atomizations and Sprays，Hemisphere Publishing，NewYork，New York；在此引入以资参考。
可按喷洒的平均颗粒尺寸予以区分，且其通常可粗略地称为细喷洒或粗喷洒。当液体喷出喷嘴时，喷洒颗粒形成一个液体锥片；当液体锥片与周围的空气相互作用时，则其分离成多片。通过调整嘴内的各个尺寸，工程师们可以为通过其中的流体设计一个形成所需颗粒尺寸的嘴。这些调整包括但不局限于涡旋腔直径、和向涡旋腔馈送的切向口(tangential port)的长度、宽度和锥度。通过选择这些尺寸，可以为一特定的流量设计一个喷嘴来生成一种特定的平均颗粒尺寸。A.H.莱菲布斡就此问题在Atomization andSprays上载文予以更进一步讨论，前述引入以资参考。
喷洒的供给流率，下文称之为喷洒流率则较难于肉眼观察，但对于该喷洒产品的使用者来说则可依据用该产品喷洒的物体是弄得过湿或者不够湿而便于分辨。不够湿或过湿是不能控制产品流量的结果，该流量定义为在一段以秒(sec)计的时间内、覆盖着以平方厘米(cm2)计的面积的以克(g)计的所施予的产品量，或(g/sec/cm2)。产品的流量受若干因素的影响，最重要的是从承压容器中所生成的产品速率。随着喷洒流率的增加，产品流量增加且可导致过湿状态。同样，随着喷洒流率的降低，产品流量下降，这可导致不够湿。
由本发明的雾化剂罐所生成的喷洒可以选择喷洒形状、颗粒尺寸和喷洒流率，而向使用者提供具有各种各样选定用途的罐。
雾化剂容器通常装有一单个喷嘴，其产生具有单组喷洒特性的喷雾，虽然其适于所述产品的一般应用，但不断开发向使用者提供选择各种喷洒的雾化剂容器，各种喷洒具有适用于各种各样用途的不同特性。这种雾化剂罐通常具有多个喷孔或者喷嘴来改变喷洒，所述孔或嘴对准一个共用喷施口。这类喷洒装置包括在1963年4月2日授予Meshberg的美国专利US 3,083,872所公开的喷洒装置。该专利所公开的雾化剂喷洒罐包括一个具有多个喷嘴的装卡件，其中，各个喷嘴有选择地与在所述装卡件上的一个共用通道对准，来控制喷洒在一表面上的材料的喷洒形状。虽然这种罐可以提供喷洒形状的选择，但是所述罐不能改变流到喷嘴中的液体流量。因而，虽然喷洒形状及在某种程度上说颗粒尺寸可由使用者选择，但所述喷洒流量不可调节。故此，这种罐不能提供所需要的喷洒特性而充分地覆盖某一特定区域。
具有流量调节的雾化剂罐示明于1966年1月25日授予Green等人的美国专利第3,231,153号，其公开的一种雾化剂罐，其通过提供一喷洒致动装置而向一单个喷嘴提供一个调节流量的装置，其中，提供给该嘴的产品流量相应于施加于所述致动装置上的手指压力的大小。这允许选择从喷嘴中喷出的流量而不必放下该罐而重新布置喷洒装置的部件。虽然不需要特殊结构的喷头或阀座，但却需要一个具有一套装双柱塞的精细复杂的雾化剂阀。1966年12月20日公告的授予Frangos的美国专利U.S.3,292,827公开了一种可变流量的雾化剂罐，其中，流量取决于阀杆在容器中的深度。当阀杆插进所述容器越深，所述容器中的产品可使用的孔数愈多，则增加了流量。
第三条现有技术公开了多个雾化剂罐，其设计成在一个喷洒设定状态提供一测试剂量而在第二个喷洒设定状态提供一连续喷洒。1965年4月27日公告的美国专利U.S.3,180,536公开了一种具有一个提供测试剂量的装置的喷洒罐，且其具有的另一特点是改变锥角。所述特点包括一个具有多个喷嘴的喷头，其中，阀处在一测试剂量的位置时，该阀以主要由阀结构和挥发剂蒸汽压决定的一流量释放出预定数量的产品。当所述阀处于连续流动设定状态，允许产品从所述罐装容器中连续流出，而阀以由所述阀门和所述蒸汽压所决定一流量释放。因此，在流出产品所经过的时间仅在上述位置之间改变；与连续流动位置相比，在测试剂量位置没有提供实际流量的切实措施。
基于上述举例说明的现有技术，技术人员可以设计一种具有单一流量及一组均可产生喷洒的喷嘴，但是没有一个喷嘴能够产生可选择喷洒特性如颗粒尺寸、喷洒形状或喷洒流量的喷雾。另外，使用者可选择一单个喷嘴产生一优选的喷洒特性，而其他喷嘴的设定因为流量不能变化而不产生优选的喷洒特性。还有，技术人员可以设计一种具有一个改变流量的装置的罐。然而，由于确定参数的喷嘴以一单一流量设定值产生最优喷洒特性。随着流量在其调节范围内变化，所产生的喷雾偏离最优化。例如，当把流量从具有对其十分适合的一流量的宽散射嘴改变到窄散射嘴时，流量也应降低以免把喷洒的物体弄得过湿。相反，当从窄角度喷嘴转换到宽角度喷嘴时，应该增加流量而使产品更均匀地分布于大得多的面积而避免被喷洒的物体不够湿。前述技术不能提供这种选择。
因而，雾化剂喷雾罐最好具有不同的喷嘴和在各设定值提供优化喷洒特性流量。这种罐在现有技术中是没有的。
本发明的主要目的是提供一种雾化剂喷施装置，其中该罐提供有各喷洒设定值的选择，而各设定值具有优化喷洒形状、颗粒尺寸和流量。
本发明的另一目的是提供一种易于装连于具有一传统单孔出口阀的一个传统雾化剂容器上的喷头。
本发明的再一目的是提供一种简单的用于改变喷嘴和流量的装置。


图1是喷洒罐的透视图。
图2是喷洒罐组装的剖视图。
图3是喷洒罐组装的分解半剖视图。
图4A是喷洒按钮的俯视图。
图4B是喷洒按钮的剖视图。
图4C是喷洒按钮的另一剖视图。
图5是喷洒选择器的剖视图。
本发明是一种可由使用者操作来选择具有特定特性喷洒的雾化剂喷罐。所述罐包括a.一可承受气体压力的密封容器；b.一具有一中部孔且装接于所述容器的阀帽；c.一穿过所述阀帽中部孔而从所述容器内部伸出的雾化剂阀，其中一阀杆从所述雾化剂阀的上部伸出。
d.一包括一连接于所述容器上的硬质管状件的插接套，所述管状件从所述阀帽向上伸出，且所述阀杆置位其中；e.一与阀帽连通且套装于所述管状件的喷洒选择器，所述喷洒选择器包括一个用于从多个喷嘴中选择一单个喷嘴的装置，而每个喷嘴能够产生一独特喷洒形状、颗粒尺寸；及一个调节从所述阀到所述嘴的流量的装置；及f.一用于完全打开和关闭所述雾化剂阀的装置，所述装置在所述喷嘴和所述容器之间提供流体连通。
本发明向最终用户提供一种雾化剂罐，使用者可以选用其中一个喷嘴，其中各喷嘴具有一组独特的特性，如喷洒形状、平均颗粒尺寸和流量。
图1是本发明的一优选实施例的透视图，图2是图1的雾化剂罐的剖视图。图2示明，容器1具有连接到所述容器顶部的阀帽2。该容器与通常应用于现有技术的那些容器一样，且可从各种各样的生产厂家，如从美国制罐股份有限公司(U.S.Can，Inc.)买到。这种容器可由任何硬质材料制成，如能够承压的金属或塑料。能够用于这种场合的材料，举例来说具体有自铁皮、铝、聚乙烯和聚丙烯。该容器和阀帽可做成一体。
所述阀帽具有一中部孔3，其中嵌座着一个标准雾化剂阀4，这种阀帽组件在现有技术中是公知的，且可从各个生产厂家买到，如从Perfect Valois Ventil公司。所述雾化剂阀包括一个从阀组件上伸出的汲管5和一个从所述雾化剂阈顶面伸出且垂直于所述容器的所述顶面的阀杆6。一个包含有一个硬质管状的插接套(适配件)通过任何可消除所述管状件轴向转动的方式连接于所述容器。图2示明，一个包括管状件7的扣合式插接套8与所述阀帽的容器接合缝的外缘9相啮接。所述管状件7是硬质的，其由较为不易变形的钢、铝、聚乙烯和聚丙烯之类的金属或塑料制成。所述的管状件应有的尺寸要提供足够的强度来承受使用力度。
图3示明，喷洒选择器11包括一下部12和一上部13。该上、下部相连接并可相互协调移动。最好是所述的上、下部形成一体，其中，所述上部选择为比下部小而为该罐提供一种令人赏心悦目的审美形状。最好是所述喷洒选择器是一如图1所示的圆形，其中所述下部12是一指旋轮，其具有一个抓握面以便用手指压力旋转所述的指旋轮；而所述上部13是一个回转头。图3示明，所述喷洒选择器具有一个完全穿过其中心轴线的竖直孔14，该喷洒选择器与所述容器的上面相连通，要么直接接触着所述容器，要么更好是接触着连接于所述容器上的插接套8。图2表示所述喷洒选择器接触连接于所述容器的一插接套8。所述喷洒选择器具有一个贯穿所述喷洒选择器中心轴线的竖直孔。所述的竖直孔最好是圆形。所述管状件7位于所述的喷洒选择器的竖直孔之中。
图3示明，上部13在环绕所述喷洒选择器的周边上的喷嘴座16中设有多个喷嘴15。通过多个在邻接所述竖直孔内径壁面的所述喷嘴座壁面上的相应的通口17，所述喷嘴与所述喷洒选择器的竖直孔流体连通。本发明的喷嘴插进上部中的喷嘴座之中，其中通过所述喷嘴座中的所述通口，所述喷嘴与所述喷洒选择器中的所述竖直孔流体连通。这种喷嘴在现有技术中是公知公用的。且可从SeaguistDispensing Inc.公司买到。每个喷嘴的选择是根据其独特的出口小孔和/或规定的喷嘴内部几何结构，为一给定流率喷出一特定组列喷洒特性。用于本发明的优选喷嘴包括一个插头18和一个连接到所述喷嘴座壁上的中心柱10。所述插头包括一个空心筒，其具有一个带一出口小孔的封闭端和一个套装于所述中心柱上的相对端。所述插头有一个用于增加通过所述喷嘴的所述喷洒速度的装置，所述装置包括在所述筒的所述封闭端上的槽而形成一个流体涡旋腔，未示出。本发明的插头还可在所述筒的侧壁上具有另外的槽。
本发明具有一个与所述喷洒选择器的上部相联接的致动装置，当对所述致动装置施加足够大的向下的手指压力时，所述致动装置使所述的雾化剂阀打开。图3示明，所述的致动装置包括一面向上的较平的表面和一面向下第二表面，并且有一个连接到所述第二表面中部的空心柱24。所述空心柱24向下延伸并穿进所述喷洒选择器的所述竖直孔14之中。所述空心柱穿过所述喷洒选择器的上部而在所述管状件内部上、下移动。图3所示的一个本发明的优选实施例是，改动装置19包括一个筒形喷洒按钮，其套配在喷洒选择器13的一个互补的上部上面。所述的按钮在所述按钮的侧壁上有一个口20，其中，当其与所述喷嘴中的任一个对准时，其提供一个开口，经该开口从选定的喷嘴中排出所述的喷雾。使用者容易观察到在所述口中有一喷嘴，这就向使用者表明该罐是能够喷洒的。该信息可以通过配装一附加装置来指明当开启所述容器时从各个嘴里面喷出的是哪一种喷洒。例如，可在所述的喷洒选择器下刻印上一箭头，其指向容器上部的刻印时则表示该喷洒为散细喷洒或窄聚喷洒(narrowconcentrated spray)。
上述喷洒按钮和喷洒选择器互相之间相对转动，即，当转动喷洒选择器的下部时，所述上部在所述喷洒按钮之内转动。一旦施加足够的向下手指压力，所述喷洒按钮和所述喷洒选择器一起下移而打开雾化剂阀。所述按钮通过所述雾化剂阀的弹簧压力返回其致动前的位置。所述致动装置的下移长度在关闭位置受到限制而不能开启该阀。实现该功能的装置示于图3，其中所述装置包括一系列连接于所述喷洒选择器11的所述竖直孔14的所述壁上的止挡31。所述止挡在关闭位置时与所述管状件7的外表面上的相配合的竖直止挡32对准。在本发明的一优选实施例中，所述按钮除非处于喷嘴与所述口对准的位置的其它任何位置均限制住所述喷洒按钮的向下移动。
图3示明，环形槽21形成于所述上部13和所述下部12之间，所述喷洒按钮19的外壁的底部22装配进环形槽21之中。该环形槽的底边包括两个未示明的肩部。其间相互沿径向隔开。最好是大约180°。所述按钮的延伸段23在这些肩部之间转动，使下部12相对于固定不动的按钮只能转动一固定的距离，最好是大约90°。在一优选实施例中，在该上部的外部直径上，两个喷嘴径向间隔大约90°。
图3表明，所述空心柱24连接于所述致动装置的第二表面，所述柱最好连接于所述第二表面的中部，更为可取的是与所述第二表面形成一体。所述空心柱穿过所述喷洒选择器的所述竖直孔14向下延伸而伸出所述的上部13。所述的空心柱在所述的管状件之中上、下位移而提供所述喷嘴和所述雾化剂阀之间的流体连通。所述空心柱在连接着致动装置的相反端接合着所述管状件7。所述空心柱和管状件之间的接合方式不限制所述空心柱在所述管状件之中的轴向上、下移动，然而，所述的接合方式基本消除所述空心柱在所述管状件之中的一切旋转运动。图3示明的接合方式包括一系列在所述空心柱24的外表面上的竖直键33和一系列在所述管状件7的内表面上的相配合的竖直槽34。另一种接合方式包括，一个具有非环形截面的空心柱配入一个具有基本相同截面形状的管状件。空心柱配入所述的管状件之内而防止所述空心柱的转动。
图4B表示，连接于所述按钮的所述第二表面的所述的空心柱24。所述的柱包括一个轴向穿过所述柱的通道26，其中所述通道连接着一个在所述空心柱的侧面上的、所述柱的靠近所述喷洒按钮的端部处的一个孔27和在所述柱接近所述阀杆的端部上的一个横交孔28。所述柱的侧面上的所述孔27所处的高度对应于喷嘴座16后壁上的所述通口17。当所述柱插入所述竖直孔之中时，所述孔27周围的表面区域与所述喷洒选择器的竖直孔的壁面形成密封，防止产品泄漏。
由于模塑的限制，所述空心柱24所具有的通道体积不能制作得足够小来防止在关闭阀后由陷在所述通道内的剩余挥发剂产生的一种延迟关闭效应。在该体积的上游存在一些小的拘束而导致放泄所述通道的时间更长。为了消除这一效应，空心柱具有一个插入所述空心柱通道中的销，依此最大限度减少所述通道的体积。图3示明插入所述空心柱的通道内的销29。所述销在其邻接阀杆的端部具有一个凹腔30，使所述阀杆置位其中。
分别为各喷嘴设定喷洒流量。如上所述，通过一个在所述喷嘴座后壁上的、与所述喷洒选择器的竖直孔相连通的通口，各喷嘴与产品流体连通。所述空心柱的侧面上所述孔密封地接合着所述竖直孔的壁面，而当各个通口与所述空心柱的侧面上的孔对准时，各通口与所述容器流体连通。一旦把所述孔和所述通口对准，下压致动装置就从容器中通过所述的空心柱释放出产品，然后其通过通口排出所述柱侧面上的孔而喷出喷嘴。所述流量直接与所述通口的开通面积成比例，该开通面积越大则流量越大，开通面积越小则流量越小。通过转动所述选择器而把具有不同开通面积的所述通口与所述柱的侧面上的孔对准来改变流量。还可通过除了改变通口的开通面积之外的其他方式为每个喷嘴设定流量。例如，亦可如图5所示那样减小流量，其中，喷雾选择器中在各个喷嘴插座后面的每个通口具有相同尺寸但相对于插座16处于不同的位置。在一种喷雾位置，通口17a位于所述插座16的底部；而在另一位置，通口17b位于插座的顶部。在喷洒按钮的空心柱面上的一个槽缝30在所述空心柱的所述通道的孔27与所述插座上的通口形成流体连通。在一个喷洒位置，在空心柱上的所述通道的孔直接对准所述插座通口，其最好位于插座顶部，这将给该插头提供一较高的喷洒流量。把喷洒选择器转过大约90°，所述喷洒按钮的通道的通孔与所述插座的通口通过空心柱面上的槽缝相连通，该通口最好位于所述插座的底部，可把该槽缝做成具有较小的截面积而向所述插头提供较低的流量。这种结构在制作难于模塑的过分小的通口方面具有优越性，在需要极低流量的情况下可免于制作这种小通口。
权利要求
1.一种雾化剂喷洒罐，可以由使用者操作来获得一具有特定喷洒特性的喷洒，所述罐包括a.一能够以气体加压的可密封容器；b.一连接于所述容器且具有一个中部孔的阀帽；c.一通过所述阀帽中部孔而从所述容器内部伸出的雾化剂阀，其中一阀杆从所述雾化剂阀体的顶部伸出。d.一包括装接于所述容器上的一硬质管状件的插套，所述硬质管状件从所述阀帽中向上伸出，而所述阀杆置位于所述阀帽之中；e.一与所述阀帽连通且环套于所述管状件之上的喷洒选择器，其最好与所述喷洒容器的顶部相连通，所述喷洒选择器最好是一圆型，且其包括一用于从多个喷嘴中选择一单个喷嘴的装置，该多个喷嘴各能够生成一独特喷洒形状和颗粒尺寸；及一调节从所述阀到所述喷嘴的流量的装置；所述装置最好包括一个连接起来而相互之间协调移动的上部和下部以及一个完全穿过所述喷洒选择器中心轴线延伸的竖直孔，该孔最好是一圆形竖直孔；以及f.一用于完全打开和关闭所述雾化剂阀的致动装置，最好有一面向上的平表面和一面向下的第二表面，有一空心柱，最好一圆形形空心柱连接于所述第二表面的中部，其中所述空心柱向下延伸进入所述喷洒选择器的所述竖直孔中且在所述管状件内上下移动，该装置在所述喷嘴和所述容器之间提供流体连通。
2.如权利要求1所述的雾化剂喷洒罐，其中，所述上部具有多个喷嘴，各包括一喷洒插头和一连接于一喷嘴座的壁面上的柱，该插头包括一空心筒，该空心筒具有一带有一个出孔的封闭端和一套装于所述柱的开口端，该插头置位于环绕所述喷洒选择器的周边的一喷嘴座之中，且通过多个在所述喷嘴座后壁上且邻接所述竖直孔的内径壁面的相应通口与所述竖直孔形成流体连通。
3.如权利要求1和2所述的雾化剂喷洒罐，其中，所述的空心柱通过连接装置，最好是通过在所述空心柱的外表面上的一系列竖直键和在所述管状件的内表面上的一系列相配合的竖直槽与所述管状件相接合，而在所述喷嘴和所述雾化剂阀之间提供流体连通，所述装置相对来说对所述空心柱在所述管状件中的轴向上的移上移下没有拘束，而基本消除所述柱在所述管状件中的一切转动。
4.如权利要求1-3所述的雾化剂喷洒罐，其还包括一个插进所述通道内的销，所述销在其接近阀杆的端部处具有一凹陷用于接合所述阀杆。
5.如权利要求1-4所述的雾化剂喷洒罐，其中，该致动装置包括一个套装于所述喷洒选择器所述上部之上的筒形喷洒按钮，所述按钮和喷洒选择器能够相对转动。
6.如权利要求1-5所述的雾化剂喷洒罐，其进一步包括一个形成于所述上部和所述下部之间的环形槽，其中所述喷洒按钮的外壁下部装配进所述环形槽之中，所述环形槽包括两个径向隔开的肩部，所述按钮的延伸段在所述两肩部之间转动而使下面的喷洒选择器仅相对于所述喷洒按钮转过一固定的距离。
7.如权利要求1和6所述的雾化剂喷洒罐，其中，通过旋转所述的喷洒选择器而使具有不同开通面积的所述通口对准所述柱的侧面上的所述孔来调节流量。
8.如权利要求1-7所述的雾化剂喷洒罐，其中，通过旋转所述的喷洒选择器而使具有相同开通面积的通口对准所述柱的侧面上的所述孔来调节流量。
9.如权利要求1-8所述雾化剂喷洒罐，其中，在一个喷洒位置，所述的空心柱上的通道孔直接对准所述插座通口；而在另一喷洒位置，所述喷洒铵钮的通道孔通过一在所述空心柱面上的狭槽来连通一不同的插座通口。
全文摘要
本发明关于雾化剂喷洒罐，其具有为具体的用途各依流量、颗粒尺寸和喷洒形状而优选的若干设定值，通过分别选择用于各设定值的流量和嘴的参数来生成这些喷洒特性，选用所述喷洒简捷而又方便。
文档编号B05B11/00GK1136302SQ94194333
公开日1996年11月20日 申请日期1994年10月12日 优先权日1993年10月12日
发明者彼得·G·戈塞林, 威廉·D·本奇 申请人:普罗克特和甘保尔公司