使用弹性体活塞的液体泵、活塞组件及其生产方法

专利名称：使用弹性体活塞的液体泵、活塞组件及其生产方法
技术领域：
本发明涉及液体泵领域，更具体地说是涉及一种使用弹性体活塞的液体泵。
背景技术：
液体泵一般是安装在容器的开口处，用于通过使用者的手动按压操作将容器内的 油状液体泵出容器以供使用。这种液体泵通常采用的是由弹性体材料(诸如丁晴橡胶)、而 非塑料材料制成的活塞，因为弹性体材料不象塑料材料那样易受油状液体的影响而产生变 形。
目前，市场上已经有许多上述类型的采用弹性体活塞的液体泵，专门用于泵送油 状液体产品。此种类型的传统液体泵大多存在制造装配困难、难以提升产品精度等问题。
JP2004-131163就揭示了一种上述类型的液体泵。如图1a-1e所示，该液体泵主 要包括压头120、汽缸130、一体式牙套-汽缸盖140、弹簧150、下单向球阀160和活塞组件 110。该液体泵通过一体式牙套-汽缸盖140安装在液体产品容器的开口部(通常是容器 的开口的顶部)上，用于将容器内的液体产品分配到容器的外部。以公知的方式，活塞组件 110在汽缸130内在压头120的带动下作上下往复运动，从而实现所需的泵压作用。活塞组 件110包括一体形成的沿纵向延伸的活塞杆111和活塞头112、以及套设在活塞杆111和活 塞头112之间的活塞接合部115上的活塞113。活塞接合部115构造成活塞杆111和活塞 头112之间的一圆柱形颈缩部分，其圆柱形的外部轮廓与套设在其外面的活塞113的圆柱 形内部轮廓相匹配。在一体形成的活塞杆111和活塞头112的中心形成有液体通道114， 该液体通道114的下端封闭于活塞头112处，而上端在活塞杆111的顶端开口。在活塞接 合部115处形成有大致横向于液体通道114而径向贯穿活塞接合部115延伸并与该液体通 道114连通的横向通道116，该横向通道可以认为是液体通道114的一个延伸，从而使汽缸 130的储液槽中的液体可以通过液体通道114和作为其延伸的横向通道116被分配到容器 外部。活塞杆111在与活塞接合部115的交接处具有朝着活塞接合部115逐渐变细的锥形 台阶面1111，而活塞头112在与活塞接合部115交接处具有基本垂直于纵向的陡直台阶面 1121。活塞113大体呈圆柱形套管状，其侧壁形成有一环形内凸缘1131，该环形内凸缘限定 一中心圆形通孔，供活塞杆111和活塞头112的活塞接合部115穿过并基本围绕该活塞接 合部115。活塞113的相对的两个端缘分别逐渐向外扩张，从而形成下密封缘1132和上密 封缘1133。
在液体泵的静止的装配状态下，活塞组件110可滑动地容纳在汽缸130中，其套设 在活塞接合部115上的活塞113的环形内凸缘1131封住横向通道116，且活塞113的下密 封缘1132和上密封缘1133分别抵靠在汽缸130的侧壁上。在这种状态下，液体通道114 通过横向通道116与汽缸130的储液槽之间的流体连通被活塞113的环形内凸缘1131堵 塞，因而汽缸130的储液槽内的液体无法通过液体通道114向外分配。
当压头120被向下按压而带动活塞组件110克服弹簧150的力相对于汽缸130向 下运动时，活塞113的两个密封缘1132、1133抵靠在汽缸130的侧壁上而向下滑动。由于活塞杆111和活塞接合部115对活塞113的环形内凸缘1131的向下驱动力以及汽缸130 侧壁对活塞113的密封缘1132、1133的向上摩擦力的组合作用，且由于活塞杆111的锥形 台阶面1111为活塞113提供的变形空间，导致活塞113朝锥形台阶面1111侧、亦即活塞杆 111侧发生如图1b中所示的变形。这种变形造成活塞113的环形内凸缘1131偏离活塞接 合部115，从而导致活塞113对横向通道116的密封被打开，因而允许汽缸130的储液槽内 的液体在活塞组件110的向下泵压作用下通过横向通道116和液体通道114被向外泵送。 之后，当撤去压头120上的向下压力时，活塞组件110在弹簧150的向上弹力作用下相对于 汽缸130向上运动。此时，由于活塞头112的陡直端面1121并没有为活塞113提供向活塞 头112侧变形的空间，因而活塞113基本不能产生变形而使活塞113的环形内凸缘1131偏 离活塞接合部115并打开对横向通道116的密封。总之，活塞组件110配置成当活塞组件 110相对于汽缸130保持静止时，活塞113保持在与活塞接合部115的接合位置，从而封闭 横向通道116，阻止储液槽通过液体通道114与容器外部相通；当活塞组件110相对于汽缸 130向下运动时，活塞113产生变形而偏离该接合位置，从而打开活塞接合部115的横向通 道116，允许储液槽通过液体通道114与容器外部相通；而当活塞组件110相对于汽缸130 向上运动时，活塞113仍基本保持在该接合位置，从而封闭横向通道116，阻止储液槽通过 液体通道114与容器外部相通。因此，在活塞组件110中，安装在活塞接合部115处的活塞 113起到了上单向阀的作用，该上单向阀与下单向球阀160相协作以允许实现汽缸130的储 液槽的吸液和排液作用。
JP52-112107也揭示了一种上述类型的液体泵。如图2a_2e所示，该液体泵的基本 结构与上述JP2004-131163的大致相同，所不同的仅仅在于活塞213的构造有所变化。因 此，图2a_2e中所采用的附图标记均是将图1a-1e中的附图标记的首位数字“I”替换以“2” 而得到的，并且，除首位数字外相同的附图标记代表类似的构件。具体说，该液体泵主要包 括压头220、汽缸230、一体式牙套-汽缸盖240、弹簧250、下单向球阀260和活塞组件210。 活塞组件210包括一体形成的沿纵向延伸的活塞杆211和活塞头212、以及套设在活塞杆 211和活塞头212之间的活塞接合部215处的活塞213。活塞213与JP2004-131163中的 活塞113的构造不同，其大体由上、下两部分一体构成，上部分2135大致呈圆柱形，下部分 2136大致呈锥台形。上部分2135的上端形成有环形内凸缘2137，该环形内凸缘限定一中 心圆形通孔，供活塞杆211和活塞头212之间的活塞接合部215穿过并基本围绕该活塞接 合部215。下部分2136随着向下延伸而逐渐向外扩张并逐渐变薄，以构成活塞213的与汽 缸230侧壁接触的一密封件。上部分2135的厚度要显著厚于下部分2136。
JP52-112107所揭示的液体泵的工作方式与JP2004-131163的类似，其中，总之， 活塞组件210也是配置成当活塞组件210相对于汽缸230保持静止时,活塞213保持在与 活塞接合部215的接合位置，从而封闭横向通道216，阻止储液槽通过液体通道214与容器 外部相通；当活塞组件210相对于汽缸230向下运动时，活塞213产生变形而偏离该接合位 置，从而打开活塞接合部215的横向通道216，允许储液槽通过液体通道214与容器外部相 通；而当活塞组件210相对于汽缸230向上运动时，活塞213仍基本保持在该接合位置，从 而封闭横向通道216，阻止储液槽通过液体通道214与容器外部相通。具体说，当压头220 被向下按压而带动活塞组件210克服弹簧250的力相对于汽缸230向下运动时，活塞213 的下部分2136的端缘抵靠在汽缸230的侧壁上而向下滑动。由于活塞杆211和活塞接合部215对活塞213的环形内凸缘2137的向下驱动力以及汽缸230侧壁对活塞213的下部 分2136的端缘的向上摩擦力的组合作用，且由于活塞杆211的锥形台阶面2111为活塞213 提供的变形空间，导致活塞213朝锥形台阶面2111侧、亦即活塞杆211侧发生如图2b中所 示的变形。这种变形造成活塞213的环形内凸缘2131偏离活塞接合部215，从而导致活塞 213对横向通道216的密封被打开，因而允许汽缸230的储液槽内的液体在活塞组件210的 向下泵压作用下通过横向通道216和液体通道214被向外泵送。之后，当撤去压头220上 的向下压力时，活塞组件210在弹簧250的向上弹力作用下相对于汽缸230向上运动。此 时，由于活塞头212的陡直端面2121并没有为活塞213提供向活塞头212侧变形的空间， 因而活塞213基本不能产生显著变形而使活塞213的环形内凸缘2131偏离活塞接合部215 并打开对横向通道216的密封。
对于上述两种现有技术的结构，其活塞组件的活塞杆和活塞头以及位于它们之间 的颈缩活塞接合部是一体形成的，且该活塞接合部还具有横向通道，因此，必须使用包括半 模以及型芯的组合模具来生产该一体式的活塞杆-活塞接合部-活塞头构件。这种采用复 杂的组合模具的制造工艺不仅增加了设备成本，而且还限制了生产率，因为其中要涉及到 抽芯和分模等多重工序。而且，众所周知，半模结构存在产量低、精度差的缺点，其中，由于 分型面不可避免地会存在错位和产生飞边的问题，故容易影响产品的尺寸精度，最终可能 导致装配总成的诸如泄漏之类的问题。
上述现有技术结构的另一个问题在于，由于与活塞相配合的活塞接合部是位于活 塞杆与活塞头之间的一个颈缩部分(即其外部直径小于活塞杆和活塞头的外部直径)，因 此在将活塞装配到该活塞接合部上时，需要将活塞的环形内凸缘的中心圆形通孔强行扩 径，以便通过具有较大直径的活塞杆或活塞头而滑移到活塞接合部，而这样的装配是非常 费时费力的，且不能适用于自动化装配线。此外，活塞的中心圆形通孔在通过活塞杆或活塞 头这样的大直径部分时，其内周边容易受损破裂，从而影响活塞组件、进而液体泵的工作寿 命O
另外，对于JP52-112107所揭示的活塞的结构，当按压压头而使其向下运动时，因 活塞213的下部分2136受到气缸230侧壁对其向上的摩擦力以及汽缸内液体压力的作用， 活塞213原本应迅速向上变形而打开活塞213的环形内凸缘2137对横向通道216的密封， 但是由于活塞213的上部分2135较厚而不易变形，有可能导致横向通道216未能被打开或 及时打开，从而造成无法泵送液体的问题。发明内容
鉴于现有技术的使用弹性体活塞的液体泵存在的问题，本发明的主要目的在于提 供一种产品精度和质量提高且便于实现自动化装配的使用弹性体活塞的液体泵。
本发明的另一目的在于提供一种便于实现自动化作业并有利于确保产品精度和 质量的用于生产活塞组件的方法。
本发明的又一目的在于提供一种工作可靠性提高的用于液体泵的活塞组件。
为了实现本发明的上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种使用弹性体活塞 的液体泵，用于安装在容器上以将所述容器内的液体泵送到所述容器外部，所述液体泵包 括沿所述液体泵的纵向可滑动地设置在汽缸内的活塞组件，所述汽缸在其中限定用于储存液体的储液槽，所述活塞组件包括活塞杆，其中心沿纵向贯穿形成有液体通道；活塞头， 其连接于所述活塞杆的下端；活塞接合部，其呈颈缩状地位于所述活塞杆和所述活塞头之 间，所述活塞头通过所述活塞接合部连接于所述活塞杆，所述活塞接合部具有与所述液体 通道连通的、沿径向贯穿所述活塞接合部延伸的横向通道，从而为所述储液槽内的液体提 供泵送出所述容器的通路；以及由弹性体材料制成的活塞，其套设在所述活塞杆和所述活 塞头之间的所述活塞接合部上，用于可打开地封闭所述横向通道，其中，所述活塞组件配置 成当所述活塞组件相对于所述汽缸保持静止时，所述活塞保持在与所述活塞接合部的接 合位置，从而封闭所述横向通道，阻止所述储液槽通过所述液体通道与所述容器外部相通； 当所述活塞组件相对于所述汽缸向下运动时，所述活塞产生变形而偏离所述接合位置，从 而打开所述活塞接合部的横向通道，允许所述储液槽通过所述液体通道与所述容器外部相 通；当所述活塞组件相对于所述汽缸向上运动时，所述活塞保持在所述接合位置，从而封闭 所述横向通道，阻止所述储液槽通过所述液体通道与所述容器外部相通。本发明的液体泵 的特点在于，所述活塞杆和所述活塞头是分开提供并装配于一起的，所述活塞接合部由所 述活塞杆和所述活塞头中的至少一个上的活塞接合部形成部分构成。
在这里顺便一提，本文中所述的“上”和“下”是相对于液体泵在正常使用时的取 向(即液体泵是设置成其纵向方向与竖直方向相一致)而确定的。
利用本发明的该使用弹性体活塞的液体泵，由于活塞杆和活塞头是分开提供并装 配于一起的，因而可避免一体式的活塞杆-活塞接合部-活塞头构件因需要使用复杂组合 模具而存在的制造复杂、生产率不高的问题。而且，由于本发明不需要使用半模，因而消除 了与采用半模进行模制相关的产量低、精度差的问题。
按照本发明的一优选实施方式，所述活塞头包括底座和从所述底座向上延伸的导 杆，所述活塞杆包括位于其下端的导杆接纳孔，所述导杆接纳孔形成为所述液体通道的一 部分，所述导杆插入并配合于所述导杆接纳孔中而将所述活塞头装配于所述活塞杆，所述 导杆沿其纵向长度形成有至少一条纵向凹槽，所述纵向凹槽在所述导杆接纳孔中构成纵向 通道，所述活塞接合部形成有相应数量的横向通道，使得所述纵向凹槽与所述活塞接合部 中的相应所述横向通道连通，从而所述纵向凹槽提供从所述横向通道到所述液体通道的通 路。
利用这样的结构，活塞杆和活塞头可以利用它们自身的结构很容易地连接固定到 一起，无需其它任何单独的连接装置，这使得装配变得更为方便，很容易实现自动化生产。 而且，一旦活塞杆和活塞头连接到一起，所需要的液体通道、横向通道以及纵向通道就都能 成形，因而不需要任何额外的加工工序，使生产成本降到最低。
按照本发明的一优选实施方式，所述活塞接合部由所述活塞杆和所述活塞头中的 每一个提供，其中所述活塞杆在其下端形成有圆柱形的缩径管部作为一个所述活塞接合部 形成部分，所述缩径管部限定所述导杆接纳孔的一部分，所述活塞头在其所述底座的上端 形成有圆柱形的缩径凸台部作为另一个所述活塞接合部形成部分，所述缩径管部与所述缩 径凸台部具有相同的直径，使得当所述活塞头装配于所述活塞杆时，所述缩径管部与所述 缩径凸台部彼此抵靠而共同构成所述活塞接合部。
按照本发明，所述活塞接合部的所述横向通道可以形成于所述缩径凸台部中。所 述活塞接合部的所述横向通道可以与所述导杆的所述纵向凹槽一体形成。当然，所述活塞接合部的所述横向通道也可以形成于所述缩径管部中，或者，可以同时形成于所述缩径管 部和所述缩径凸台部中。
按照本发明，所述活塞接合部可以仅由所述活塞头提供，其中所述活塞头在其所 述底座的上端形成有圆柱形的缩径凸台部作为所述活塞接合部形成部分，当所述活塞头装 配于所述活塞杆时，所述缩径凸台部抵靠于所述活塞杆的下端而构成所述活塞接合部。当 然，所述活塞接合部也可以仅由所述活塞杆提供，其中所述活塞杆在其下端形成有圆柱形 的缩径管部作为所述活塞接合部形成部分，所述缩径管部限定所述导杆接纳孔的一部分， 当所述活塞头装配于所述活塞杆时，所述缩径管部抵靠于所述活塞头的所述底座的上端而 构成所述活塞接合部。
按照本发明，所述导杆可以在其外周面上形成有凹陷或突起，而所述导管接纳孔 在其内周面上形成有相匹配的突起或凹陷，从而帮助将所述活塞头装配于所述活塞杆。
按照本发明，在所述液体泵包括一体式牙套-汽缸盖和压头的情况下，所述汽缸 连接于所述一体式牙套-汽缸盖的下侧，所述压头连接于所述活塞杆的上端，所述压头相 对于所述一体式牙套-汽缸盖有一按压行程上止点位置和一按压行程下止点位置，所述一 体式牙套-汽缸盖具有竖直延伸的外圈和内圈，所述外圈用于与所述容器的开口颈部接合 而将所述液体泵安装于所述容器，所述内圈与所述汽缸的上端接合而使所述汽缸连接于所 述一体式牙套-汽缸盖的下侧并形成封闭的汽缸，当所述压头相对于所述一体式牙套-汽 缸盖处于所述按压行程上止点位置时，所述内圈的下端接合于所述活塞的所述环形缺口 中。
按照本发明，在所述汽缸在其侧壁上形成有用于平衡所述容器内外压力的平衡气 孔的情况下，当所述压头相对于所述一体式牙套-汽缸盖处于所述按压行程上止点位置 时，所述平衡气孔可位于所述活塞的密封缘与所述汽缸侧壁的抵靠点的上方，且位于所述 一体式牙套-汽缸盖的所述内圈与所述活塞的抵靠点的下方。
按照本发明，所述活塞杆在与所述活塞接合部的交接处可具有朝所述活塞接合部 逐渐变细的锥形台阶面，而所述活塞头在与所述活塞接合部的交接处具有垂直于纵向的陡 直台阶面，所述锥形台阶面为所述活塞提供变形空间。所述活塞接合部在与所述锥形台阶 面的交接处可具有直径增大部分。
此外，按照本发明的另一个方面，提供一种用于生产活塞组件的方法，所述活塞组 件是上述的液体泵中所使用的活塞组件，所述方法包括分开地模制并提供所述活塞杆、所 述活塞头和所述活塞；将所述活塞套设在所述活塞杆和所述活塞头中的适于接纳所述活塞 的一个上；将所述活塞杆与所述活塞头装配于一起，使得所述活塞在所述活塞杆和所述活 塞头之间套设在所述活塞接合部上。
利用本发明的上述方法，不需要复杂的组合模具，且不涉及传统工艺中活塞的扩 径操作，从而可以以较低的成本方便地生产活塞组件，并能得到质量和可靠性较高的最终 产品。而且，这种方法便于实现自动化生产，从而实现较高产量。
在本发明的上述方法中，对于活塞杆和活塞头均具有用于构成活塞接合部的活塞 接合部形成部分的场合，活塞能够接纳在活塞杆和活塞头中的任一个的活塞接合部形成部 分上，即活塞杆和活塞头均适于接纳活塞；而对于活塞头具有导杆用于插入活塞杆的导杆 接纳孔的场合，活塞更有利地是接纳在活塞头的导杆上。
另外，按照本发明的还有一个方面，提供一种用于液体泵的活塞组件，所述液体泵 用于安装在容器上以将所述容器内的液体泵送到所述容器外部，所述液体泵包括沿所述液 体泵的纵向可滑动地设置在汽缸内的活塞组件，所述汽缸在其中限定用于储存液体的储液 槽，所述活塞组件包括活塞杆，其中心沿纵向贯穿形成有液体通道；活塞头，其连接于所 述活塞杆的下端；活塞接合部，其呈颈缩状地位于所述活塞杆和所述活塞头之间，所述活塞 头通过所述活塞接合部连接于所述活塞杆，所述活塞接合部具有与所述液体通道连通的、 沿径向贯穿所述活塞接合部延伸的横向通道，从而为所述储液槽内的液体提供泵送出所述 容器的通路；以及由弹性体材料制成的活塞，其套设在所述活塞杆和所述活塞头之间的所 述活塞接合部上，用于可打开地封闭所述横向通道，所述活塞组件配置成当所述活塞组 件相对于所述汽缸保持静止时，所述活塞保持在与所述活塞接合部的接合位置，从而封闭 所述横向通道，阻止所述储液槽通过所述液体通道与所述容器外部相通；当所述活塞组件 相对于所述汽缸向下运动时，所述活塞产生变形而偏离所述接合位置，从而打开所述活塞 接合部的横向通道，允许所述储液槽通过所述液体通道与所述容器外部相通；当所述活塞 组件相对于所述汽缸向上运动时，所述活塞保持在所述接合位置，从而封闭所述横向通道， 阻止所述储液槽通过所述液体通道与所述容器外部相通。该活塞组件的特点在于，所述活 塞包括大体呈两端开口的圆筒状的本体，所述本体在其上端形成有径向朝内突伸的环形内 凸缘，所述环形内凸缘配合在所述活塞接合部的外周面上而用于可打开地密封所述横向通 道，所述本体在其下端形成有可滑动地抵靠所述汽缸的侧壁的密封缘，所述密封缘是所述 本体的随着向下延伸而逐渐向外扩张且变薄的下部的端缘，所述本体的形成有所述环形内 凸缘的上端沿其周边形成有环形缺口。
利用本发明的上述活塞组件，由于可变形的弹性体材料的活塞在其本体的形成有 环形内凸缘的上端的周边形成有环形缺口，从而降低了该部分的刚性，避免了因横向内凸 缘的存在而造成的刚性变大、不易于变形的问题，从而提高该活塞、进而是活塞组件的工作 可靠性。而且，该环形缺口能与一体式牙套-汽缸盖的内圈相接合而形成密封环面，该密封 环面与活塞下密封缘与汽缸侧壁的密封相合作而有助于防止容器内液体通过汽缸侧壁中 所形成的平衡气孔的泄漏。
本发明的其它特点和优点将通过以下参照附图对示例性实施例的描述而体现出来。


图1a是现有技术的一液体泵的剖视图1b是图1a的液体泵在活塞组件处于向下运动过程中的剖视图1c是图1a的液体泵中所采用的一体式的活塞杆_活塞接合部_活塞头的侧视 图1d是沿图1c中的A-A线的剖视图1 e是图1 a的液体泵中所采用的活塞的剖视图2a是现有技术的另一液体泵的剖视图2b是图2a的液体泵在活塞组件处于向下运动过程中的剖视图2c是图2a的液体泵中所采用的一体式的活塞杆_活塞接合部_活塞头的侧视
图2d是一体式的活塞杆-活塞接合部-活塞头沿图2c中的B-B线的剖视图2e是图2a的液体泵中所采用的活塞的剖视图3a是本发明实施例的液体泵的剖视图，其中压头相对于一体式牙套-汽缸盖处 于按压行程上止点位置；
图3b是图3a的液体泵在活塞组件处于向下运动过程中的剖视图4a是图3a的液体泵中所采用的活塞杆的侧视图4b是活塞杆沿图4a中的C_C线的剖视图4c是图4a的活塞杆的立体图5a是图3a的液体泵中所采用的活塞头的俯视图5b是活塞头沿图5a中的D_D线的剖视图5c是图5a的活塞头的侧视图5d是图5a的活塞头的立体图6a是图3a的液体泵中所采用的活塞的侧视图6b是活塞沿图6a中的线E-E的剖视图6c是图6a的活塞的立体图7是图3a的液体泵中所采用的活塞组件的分解剖视图；以及
图8是图7的活塞组件的立体图，其中活塞的一部分被切除以更清楚地显示活塞 接合部的构造。
图9-10是类似于图3-4的视图，其示出了活塞杆和活塞头的另一个实施例；
图11-12是类似于图3-4的视图，其示出了活塞杆和活塞头的又一个实施例。
具体实施方式
参见图3_6，该液体栗王要包括活塞组件10、压头20、汽缸30、一体式牙套_汽缸 盖40、弹簧50和下单向球阀60。该液体泵通过一体式牙套-汽缸盖40安装在液体产品容 器(未图示)的开口部(通常是容器的开口的颈部)上。当然，也可以采用分离的牙套和 汽缸盖。由于本发明主要是涉及液体泵中的活塞组件，因此申请人在此不对液体泵的其它 组成构件作详细描述，这些组成构件可以是传统的结构。
活塞组件10由活塞杆11、活塞头12以及套设在活塞杆11和活塞头12之间的活 塞接合部15上的活塞13构成，其中，活塞杆11和活塞头12可由较具刚性的塑料材料(例 如聚丙烯)制成，而活塞13由较具弹性的弹性体材料(例如丁晴橡胶和热塑性聚氨酯)制 成。活塞杆11在其中心沿纵向贯穿形成有液体通道14，该液体通道由多段不同直径的部分 构成。活塞杆11在其上端包括压头连接部1101，该压头连接部的外周面上沿周向形成有环 形突肋1107，该环形突肋与压头20的连接导管21的内周面上所形成的相应环形槽口相配 合，从而将该活塞杆11连接于压头20。活塞杆11在其下端形成有缩径管部1103，其作为 一个活塞接合部形成部分，用于构成与活塞13相接合的活塞接合部15。与缩径管部1103 直接相邻的是一朝着缩径管部1103逐渐变细的锥形台阶面1104，该锥形台阶面由活塞杆 11上的一环形凸起部提供，用于为活塞13朝该锥形台阶面1104 —侧的变形提供空间。用 于构成活塞接合部15的缩径管部1103在与锥形台阶面1104的交接处可具有一段直径略微扩大的直径增大部分1108。活塞杆11在其外周面上形成有一凸肩1102，该凸肩用于与 一体式牙套-汽缸盖40上的相应部分相配合，以帮助限定压头20相对于一体式牙套-汽 缸盖40的按压行程上止点位置。
活塞头12包括底座121和从该底座向上延伸的导杆123，该导杆123插入并固定 于活塞杆11下端所形成的导杆接纳孔1105中，该导杆接纳孔形成液体通道14的一部分。 导杆123在其外周面上沿周向形成有环形槽口 126，该环形槽口与活塞杆11的导杆接纳孔 1105中所形成的相应环形突肋1106相配合，以帮助导杆123在导杆接纳孔1105中的固定。 底座121的上端形成有圆柱形的缩径凸台部122，其作为另一个活塞接合部形成部分。该 缩径凸台部的直径大于导杆123的直径，并且与活塞杆11上的缩径管部1103的直径相同。 因此，当活塞头12装配于活塞杆11时，活塞杆11的缩径管部1103与活塞头12的缩径凸 台部122彼此抵靠而共同构成活塞接合部15。
活塞头12的导杆123沿其纵向长度形成有沿直径方向彼此相对的两条(当然也 可以是一条或是其它合适的数量)纵向凹槽124，该纵向凹槽在导杆接纳孔1105中构成了 纵向通道。在缩径凸台部122中的相应位置处也形成有相应数量的横向通道125，该横向通 道125从缩径凸台部122的外周面径向朝内延伸到与纵向凹槽124连通，从而纵向凹槽124 提供了从横向通道125到液体通道14的通路。该横向通道125与导杆123中的纵向凹槽 124形成一体而没有明显边界，以便于模制加工。底座121在与缩径凸台部122的交接处提 供一垂直于纵向的陡直台阶面127，用于限制活塞13朝该陡直台阶面127 —侧的变形。
活塞13包括一大体呈两端开口的圆筒状的本体。该本体在其上端形成有径向朝 内突伸的环形内凸缘131，该环形内凸缘形成一内周面，用于配合在活塞接合部15的外周 面上而用于可打开地密封横向通道125。该本体在其下端形成有可滑动地抵靠汽缸30的 侧壁的密封缘132，该密封缘是本体的随着向下延伸而逐渐向外扩张且变薄的下部的端缘。 该本体的形成有环形内凸缘131的上端沿其周边形成有一环形缺133，该环形缺口的设置 可适当降低该部位处的刚度，使得该部位原本因设置环形内凸缘131而变大的刚度能得以 适当减小，从而改善活塞13的变形性能。当然，不具有该环形缺133的传统活塞(诸如在 背景技术部分中所评述的那些)可同样应用在本发明的活塞组件中。
下面具体参照图3a和3b来说明本发明的液体泵的工作。本发明的液体泵可通过 将汽缸30的上端33卡合于一体式牙套-汽缸盖40的内圈42上而进行安装，该一体式牙 套-汽缸盖40进而再安装到液体产品的容器(未图示)上。当液体泵处于静止状态、亦即 压头20没有被按压时，如图3a中所示，压头20相对于一体式牙套-汽缸盖40处于按压行 程上止点位置，活塞组件10位于其最高位置。此时，活塞杆11的凸肩1102抵靠在一体式 牙套-汽缸盖40上所形成的相应肩部上，而活塞13的环形缺口 133的上表面由一体式牙 套-汽缸盖40的内圈42的下端面抵靠。在此位置，汽缸30的侧壁中所形成的平衡气孔32 位于活塞13和内圈42的抵靠点的下方、活塞13和汽缸30的抵靠点的上方，也就是封闭在 这两个抵靠点之间。因此，可防止容器内的液体通过该平衡气孔32进入汽缸30、进而泄漏 出容器。活塞13保持接合在活塞组件10的活塞接合部15的外周面上，从而封闭活塞接合 部15的横向通道125，防止储液槽31内的液体通过该横向通道125以及导杆123的纵向凹 槽124、进而通过液体通道14流到容器外部。
当克服弹簧50的向上弹力而向下按压压头20时，如图3b中所示，活塞组件10在压头20的带动下向下运动。活塞13的密封缘132抵靠在汽缸30的侧壁上而向下滑动。由 于活塞杆11和活塞接合部115对活塞13的环形内凸缘131的向下驱动力以及汽缸30侧 壁对活塞13的密封缘132的向上摩擦力的组合作用，且由于活塞杆11的锥形台阶面1104 为活塞13提供的变形空间，导致活塞13朝锥形台阶面1104侧、亦即活塞杆11侧发生变形。 这种变形造成活塞13的环形内凸缘131偏离活塞接合部115，从而导致活塞13对横向通 道125的密封被打开，因而允许储液槽31内的液体在活塞组件10的向下泵压作用下通过 横向通道125、凹陷124和液体通道14向容器外泵送。此时，下单向球阀60因汽缸30内的 泵压力而保持关闭，防止储液槽31内的液体向下流出。
之后，当撤去压头20上的向下压力时，活塞组件10在弹簧50的向上弹力作用下 相对于汽缸30向上运动。此时，由于活塞头12的陡直端面127没有为活塞13提供向活塞 头12侧变形的空间，因而活塞13基本不能产生变形而使活塞13的环形内凸缘131偏离活 塞接合部15并打开对横向通道125的密封，这样，储液槽31与容器外部之间的连通被切 断。由于活塞组件10的向上运动，汽缸30的储液槽31内产生负压，该负压使下单向球阀 60打开，并将容器内的液体吸入储液槽31，供下次泵送。
下面具体参照图7和8来说明本发明的以上参照图3-6所描述的活塞组件的生 产。首先，分别通过模制来形成活塞杆11、活塞头12和活塞13。然后，将活塞13套设到活 塞头12的导杆123上，使缩径凸台部122进入或部分进入环形内凸缘131的中心圆形通孔。 之后，将活塞头12的已穿过活塞的中心圆形通孔的导杆123插入并固定于活塞杆11的导 杆接纳孔1105中，此时，活塞13的中心圆形通孔便同时套设在活塞头11的缩径凸台部122 和活塞杆11的缩径管部1103的外周面上。所装配好的活塞组件如图8所示。
以上所描述的是用于生产图3-6所示实施例的活塞组件(其中活塞接合部同时由 活塞杆和活塞头来提供)的方法，其中将活塞套设在活塞头上，然后再将活塞头装配到活 塞杆上。但可以理解，也可以选择将活塞套设在活塞杆上(因为活塞杆上至少具有活塞接 合部形成部分用于接纳活塞)，然后再将活塞头装配到活塞杆上。总之，只要活塞杆或活塞 头具有用于接纳活塞的部分，无论活塞接合部同时由活塞杆和活塞头来提供还是仅由活塞 杆和活塞头中的一个来提供，都可以选择将活塞先套设在该活塞杆或活塞头上，然后再将 活塞头或活塞杆装配到该活塞杆或活塞头上。
以上参照图3-8描述了本发明的一个实施例，其中活塞接合部15是同时由活塞杆 11和活塞头12来提供的。但是，按照本发明，活塞接合部也可以仅由活塞杆和活塞头中的 一个来提供。
图9-10示出了本发明的另一个实施例，其中活塞接合部仅由活塞杆提供。在该实 施例中，活塞杆和活塞头的结构大部分与图4-5的实施例相同，因此，采用了相同的附图标 记外加单引号来表示类似的部分。与图4-5的实施例相比，所不同的仅仅在于，在本实施例 中，活塞头12’在其底座121’上不设有缩径凸台部122，而活塞杆11’在其下端具有全尺寸 的缩径管部1103’，这样，活塞接合部15便由设置在活塞杆11’上的缩径管部1103’单个地 构成，而非象图4-5的实施例那样由活塞头12上的缩径凸台部122和活塞杆11上的缩径 管部1103组合构成。缩径管部1103’在其下端形成有两个沿直径方向彼此相对的、从缩径 管部1103’的外周面径向朝内贯穿延伸到内周面的横向通道1110。该横向通道1110的宽 度可制成与活塞头12’上的纵向凹槽124’的基本一致。当活塞头12’装配于活塞杆11’时，活塞杆11’的缩径管部1103’的下端抵靠于活塞头12’的底座121’的上侧，且使两个 横向通道1110与两个纵向凹槽124’基本对齐从而使横向通道1110和纵向凹槽124’彼此 连通。这样，装配好的活塞组件的结构与图8所示的是基本一致的。
图11-12示出了本发明的又一个实施例，其中活塞接合部仅由活塞杆提供。在该 实施例中，活塞杆和活塞头的结构大部分与图4-5的实施例相同，因此，采用了相同的附图 标记外加双引号来表示类似的部分。与图4-5的实施例相比，所不同的仅仅在于，在本实 施例中，活塞杆11”在其下端不设有缩径管部1103，而活塞头11”在其底座121”的上侧设 有全尺寸的缩径凸台部122”，这样，活塞接合部15便由设置在活塞头12”上的缩径凸台部 122”单个地构成，而非象图4-5的实施例那样由活塞头12上的缩径凸台部122和活塞杆11 上的缩径管部1103组合构成。缩径凸台部122”在其下部在与导杆123”的纵向凹槽124” 基本对齐的位置形成有横向通道125”，该横向通道125”从缩径凸台部122”的外周面径向 朝内延伸到与纵向凹槽124”彼此连通。该横向通道1110的宽度可制成与活塞头12’上的 纵向凹槽124”的基本一致。当活塞头12”装配于活塞杆11”时，活塞头12”的缩径凸台部 122”的上侧抵靠于活塞杆11”的下端，从而使缩径凸台部122”与活塞杆11”上的锥形台阶 面1104”直接相邻。这样，装配好的活塞组件的结构与图8所示的也是基本一致的。
在以上所描述的本发明的示例性实施例中，为了简化描述的目的，将本发明的许 多方面结合在同一实施例中进行实施，但本领域技术人员可以理解，本发明的这些方面完 全可以独立地进行实施而分别实现本发明的目的。例如，在所示的实施例中，本发明的具有 分别提供并装配于一起的活塞杆和活塞头的活塞组件均包括了本发明的具有环形缺口的 活塞，但这两者完全可以在不同的实施例中进行实施以实现其相应的效能。当然，本领域技 术人员也可以理解，将本发明这两个方面的技术方案组合在一起使用，可以获得更为显著 的技术效果。
此外，在本发明的精神范围内，本领域技术人员可以对所示的实施例进行各种变 化。例如，在所示的实施例中，活塞杆和活塞头是构造成将活塞头的一部分插入并配合于活 塞杆的一部分中，但也可以将活塞杆和活塞头构造成将活塞杆的一部分插入并配合于活塞 头的一部分中。又例如，在所示的实施例中，活塞头中凹陷和横向通道的数量分别为两个， 但也可以选择一个或其它数量的凹陷和横向通道。再例如，在所示的实施例中，活塞接合部 中的横向通道是由活塞头的缩径凸台部提供的，但该横向通道也可以仅由活塞杆的缩径管 部提供，或同时由活塞头的凸台部和活塞杆的缩径管部来提供。显然，上述这些变化均不会 影响本发明的实施及其发明目的的实现。因此，本发明的保护范围并不局限于所描述的具 体实施方式，而应由权利要求书合理限定。
权利要求
1.一种使用弹性体活塞的液体泵，用于安装在容器上以将所述容器内的液体泵送到所述容器外部，所述液体泵包括沿所述液体泵的纵向可滑动地设置在汽缸内的活塞组件，所述汽缸在其中限定用于储存液体的储液槽，所述活塞组件包括活塞杆，其中心沿纵向贯穿形成有液体通道；活塞头，其连接于所述活塞杆的下端；活塞接合部，其呈颈缩状地位于所述活塞杆和所述活塞头之间，所述活塞头通过所述活塞接合部连接于所述活塞杆，所述活塞接合部具有与所述液体通道连通的、沿径向贯穿所述活塞接合部延伸的横向通道，从而为所述储液槽内的液体提供泵送出所述容器的通路；以及由弹性体材料制成的活塞，其套设在所述活塞杆和所述活塞头之间的所述活塞接合部上，用于可打开地封闭所述横向通道，所述活塞组件配置成当所述活塞组件相对于所述汽缸保持静止时，所述活塞保持在与所述活塞接合部的接合位置，从而封闭所述横向通道，阻止所述储液槽通过所述液体通道与所述容器外部相通；当所述活塞组件相对于所述汽缸向下运动时，所述活塞产生变形而偏离所述接合位置，从而打开所述活塞接合部的横向通道，允许所述储液槽通过所述液体通道与所述容器外部相通；当所述活塞组件相对于所述汽缸向上运动时，所述活塞保持在所述接合位置，从而封闭所述横向通道，阻止所述储液槽通过所述液体通道与所述容器外部相通，其特征在于，所述活塞杆和所述活塞头是分开提供并装配于一起的，所述活塞接合部由所述活塞杆和所述活塞头中的至少一个上的活塞接合部形成部分构成。
2.如权利要求1所述的液体泵，其特征在于，所述活塞头包括底座和从所述底座向上延伸的导杆，所述活塞杆包括位于其下端的导杆接纳孔，所述导杆接纳孔形成为所述液体通道的一部分，所述导杆插入并配合于所述导杆接纳孔中而将所述活塞头装配于所述活塞杆，所述导杆沿其纵向长度形成有至少一条纵向凹槽，所述纵向凹槽在所述导杆接纳孔中构成纵向通道，所述活塞接合部形成有相应数量的横向通道，使得所述纵向凹槽与所述活塞接合部中的相应所述横向通道连通，从而所述纵向凹槽提供从所述横向通道到所述液体通道的通路。
3.如权利要求2所述的液体泵，其特征在于，所述活塞接合部由所述活塞杆和所述活塞头中的每一个提供，其中所述活塞杆在其下端形成有圆柱形的缩径管部作为一个所述活塞接合部形成部分，所述缩径管部限定所述导杆接纳孔的一部分，所述活塞头在其所述底座的上端形成有圆柱形的缩径凸台部作为另一个所述活塞接合部形成部分，所述缩径管部与所述缩径凸台部具有相同的直径，使得当所述活塞头装配于所述活塞杆时，所述缩径管部与所述缩径凸台部彼此抵靠而共同构成所述活塞接合部。
4.如权利要求3所述的液体泵，其特征在于，所述活塞接合部的所述横向通道形成于所述缩径凸台部中。
5.如权利要求4所述的液体泵，其特征在于，所述活塞接合部的所述横向通道与所述导杆的所述纵向凹槽一体形成。
6.如权利要求3所述的液体泵，其特征在于，所述活塞接合部的所述横向通道形成于所述缩径管部中。
7.如权利要求3所述的液体泵，其特征在于，所述活塞接合部的所述横向通道同时形成于所述缩径管部和所述缩径凸台部中。
8.如权利要求2所述的液体泵，其特征在于，所述活塞接合部仅由所述活塞头提供，其中所述活塞头在其所述底座的上端形成有圆柱形的缩径凸台部作为所述活塞接合部形成部分，当所述活塞头装配于所述活塞杆时，所述缩径凸台部抵靠于所述活塞杆的下端而构成所述活塞接合部。
9.如权利要求2所述的液体泵，其特征在于，所述活塞接合部仅由所述活塞杆提供，其中所述活塞杆在其下端形成有圆柱形的缩径管部作为所述活塞接合部形成部分，所述缩径管部限定所述导杆接纳孔的一部分，当所述活塞头装配于所述活塞杆时，所述缩径管部抵靠于所述活塞头的所述底座的上端而构成所述活塞接合部。
10.如权利要求2所述的液体泵，其特征在于，所述导杆在其外周面上形成有凹陷或突起，而所述导管接纳孔在其内周面上形成有相匹配的突起或凹陷，从而帮助将所述活塞头装配于所述活塞杆。
11.如权利要求1所述的液体泵，其特征在于，所述活塞包括两端开口的大体呈圆筒状的本体，所述本体形成有径向朝内突伸的、配合在所述活塞接合部的外周面上而用于可打开地密封所述横向通道的环形内凸缘以及可滑动地抵靠所述汽缸的侧壁的密封缘。
12.如权利要求11所述的液体泵，其特征在于，所述环形内凸缘形成在所述本体的上端，而所述密封缘是所述本体的随着向下延伸而逐渐向外扩张且变薄的下部的端缘。
13.如权利要求12所述的液体泵，其特征在于，所述本体的形成有所述环形内凸缘的上端沿其周边形成有环形缺口。
14.如权利要求13所述的液体泵，其特征在于，所述液体泵还包括一体式牙套-汽缸盖和压头，所述汽缸连接于所述一体式牙套-汽缸盖的下侧，所述压头连接于所述活塞杆的上端，所述压头相对于所述一体式牙套-汽缸盖有一按压行程上止点位置和一按压行程下止点位置，所述一体式牙套-汽缸盖具有竖直延伸的外圈和内圈，所述外圈用于与所述容器的开口颈部接合而将所述液体泵安装于所述容器，所述内圈与所述汽缸的上端接合而使所述汽缸连接于所述一体式牙套-汽缸盖的下侧并形成封闭的汽缸，当所述压头相对于所述一体式牙套-汽缸盖处于所述按压行程上止点位置时，所述内圈的下端接合于所述活塞的所述环形缺口中。
15.如权利要求14所述的液体泵，其特征在于，所述汽缸在其侧壁上形成有用于平衡所述容器内外压力的平衡气孔，当所述压头相对于所述一体式牙套-汽缸盖处于所述按压行程上止点位置时，所述平衡气孔位于所述活塞的密封缘与所述汽缸侧壁的抵靠点的上方，且位于所述一体式牙套-汽缸盖的所述内圈与所述活塞的抵靠点的下方。
16.如权利要求1所述的液体泵，其特征在于，所述活塞杆在与所述活塞接合部的交接处具有朝所述活塞接合部逐渐变细的锥形台阶面，而所述活塞头在与所述活塞接合部的交接处具有垂直于纵向的陡直台阶面，所述锥形台阶面为所述活塞提供变形空间。
17.如权利要求16所述的液体泵，其特征在于，所述活塞接合部在与所述锥形台阶面的交接处具有直径增大部分。
18.一种用于生产活塞组件的方法，所述活塞组件是如权利要求1-17的任一项所述的液体泵中所使用的活塞组件，所述方法包括分开地模制并提供所述活塞杆、所述活塞头和所述活塞；将所述活塞套设在所述活塞杆和所述活塞头中的适于接纳所述活塞的一个上；将所述活塞杆与所述活塞头装配于一起，使得所述活塞在所述活塞杆和所述活塞头之间套设在所述活塞接合部上。
19.一种用于液体泵的活塞组件，所述液体泵用于安装在容器上以将所述容器内的液体泵送到所述容器外部，所述液体泵包括沿所述液体泵的纵向可滑动地设置在汽缸内的活塞组件，所述汽缸在其中限定用于储存液体的储液槽，所述活塞组件包括活塞杆，其中心沿纵向贯穿形成有液体通道；活塞头，其连接于所述活塞杆的下端；活塞接合部，其呈颈缩状地位于所述活塞杆和所述活塞头之间，所述活塞头通过所述活塞接合部连接于所述活塞杆，所述活塞接合部具有与所述液体通道连通的、沿径向贯穿所述活塞接合部延伸的横向通道，从而为所述储液槽内的液体提供泵送出所述容器的通路；以及由弹性体材料制成的活塞，其套设在所述活塞杆和所述活塞头之间的所述活塞接合部上，用于可打开地封闭所述横向通道，所述活塞组件配置成当所述活塞组件相对于所述汽缸保持静止时，所述活塞保持在与所述活塞接合部的接合位置，从而封闭所述横向通道，阻止所述储液槽通过所述液体通道与所述容器外部相通；当所述活塞组件相对于所述汽缸向下运动时，所述活塞产生变形而偏离所述接合位置，从而打开所述活塞接合部的横向通道，允许所述储液槽通过所述液体通道与所述容器外部相通；当所述活塞组件相对于所述汽缸向上运动时，所述活塞保持在所述接合位置，从而封闭所述横向通道，阻止所述储液槽通过所述液体通道与所述容器外部相通，其特征在于，所述活塞包括大体呈两端开口的圆筒状的本体，所述本体在其上端形成有径向朝内突伸的环形内凸缘，所述环形内凸缘配合在所述活塞接合部的外周面上而用于可打开地密封所述横向通道，所述本体在其下端形成有可滑动地抵靠所述汽缸的侧壁的密封缘，所述密封缘是所述本体的随着向下延伸而逐渐向外扩张且变薄的下部的端缘，所述本体的形成有所述环形内凸缘的上端沿其周边形成有环形缺口。
20.如权利要求19所述的用于液体泵的活塞组件，其特征在于，所述环形内凸缘的纵向厚度大于所述本体的径向厚度。
全文摘要
本发明提供一种使用弹性体活塞的液体泵。该液体泵具有活塞组件，该活塞组件包括活塞杆、活塞头、呈颈缩状地位于活塞杆和活塞头之间的活塞接合部、以及套设在活塞杆和活塞头之间的活塞接合部上的由弹性体材料制成的活塞。活塞杆和活塞头是分开提供并装配于一起的，活塞接合部由活塞杆和活塞头中的至少一个上的活塞接合部形成部分构成。本发明还提供一种用于生产上述活塞组件的方法。另外，本发明还提供一种用于液体泵的活塞组件，该活塞在其形成有环形内凸缘的上端沿周边形成有环形缺口。利用本发明的活塞组件及其生产方法，有助于提高产品精度和质量，且便于实现自动化装配，专门应用于采用弹性体活塞的液体泵。
文档编号B65D47/34GK102991839SQ201110266248
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者丁要武 申请人:丁要武