单圈旋转致动的持续喷雾泵机构的制作方法
【专利摘要】一种以机械方式操作、单圈旋转致动的持续喷雾泵机构，用于分配来自容器中的产品，其中，气缸固定至气缸保持罩，气缸保持罩适于安装至容器。在使用中，气缸延伸进入容器，并且带有花键的轴从连接至气缸保持罩的可旋转的致动套环以同轴方式延伸进入气缸。至少一个活塞安装为用于与轴和气缸成密封滑动关系的在轴上进行轴向运动。当致动套环和轴旋转时，活塞和气缸之间的互相接合结构使活塞在气缸内沿轴向运动，以抽吸产品进入气缸并在储能装置中存储能量。存储的能量使活塞运动，以对气缸中的产品施加压力并且当卸料阀打开时对其进行分配。
【专利说明】单圈旋转致动的持续喷雾泵机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及分配器，具体涉及持续喷雾分配器，其以机械方式驱动并由非化学装置加压。
【背景技术】
[0002]以化学方式驱动和以机械方式操作的喷雾分配器都已使用多年，由于其便利性现在仍广泛使用。然而，使用化学推进剂的气雾剂分配器由于其对环境有害、对其进行处理的危险性、以及相关保险问题等已经受到越来越严格的监控并受到限制。此外，与以化学方式驱动的气雾剂分配器相比，常规非化学的机械喷雾分配器由于其体积庞大且在操作中通常需要多步骤，使其难以操作而不受欢迎，特别是由患有关节炎等疾病的人员来操作时。它们还需要大量零件和大量材料来进行生产，由于增加的能源成本使其生产成本非常昂贵。这进而使其对于较低价格范围内的消费产品的使用来说成本太高。此外，不情愿从在罐中包括囊袋或在罐装置中包括加压活塞的气雾剂推进剂驱动系统改变。
[0003]一些以机械方式操作的气雾剂装置包括存储室，其需要这样一个步骤，首先获得定量产品，然后转移至动力室，其为某一持续时段内分配产品提供压力。这些类型的装置降低了能效，并且在保存期或使用中劣化，同时由于其用于一系列理想产品的特殊材料结构和动态特性而使成本非常高，该理想产品为目前使用的指压泵或化学气雾剂阀。罐装置中的囊袋是较复杂的系统，其不具有化学气雾剂输送的全部属性。
[0004]通过实例，美国专利N0.4，387，833和4，423，829示出一些上述缺点。
[0005]授权于Spatz的专利N0.4，147，280需要两个分开的螺旋物和盖，用于不同寻常的操作以作为喷雾器输送产品。
[0006]授权于Capra等人的专利N0.4，167，941需要存储室。
[0007]授权于Capra等人的专利N0.4，174，052需要存储室。
[0008]授权于Capra等人的专利N0.4，174，055需要存储室。
[0009]授权于Capra等人的专利N0.4，222，500需要存储室。
[0010]授权于为Hammett等人的专利N0.4，872，595需要存储室。
[0011]授权于Hutcheson等人的专利N0.5, 183, 185需要存储室。
[0012]授权于Blake的专利N0.6，708，852B2需要存储室和多重动作来进行设置。
[0013]其他可能感兴趣的供参考的专利是4，423，829和4，387，833。所有专利在商业接受的费用以及现有市场应用中以高水平大规模生产的可行性具有缺陷。
[0014]虽然上述专利中示出的装置进行了努力改进，但仍存在如下需求，使用更加便利、更低成本、以及更紧凑的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其在通常的使用中与以化学方式驱动的分配器同等地执行分配产品。具体地，理想的是具有单圈旋转致动的持续喷雾泵输送系统，其不存在常规化学和机械方式驱动的气雾剂分配器中的问题。
【发明内容】
[0015]本发明的目的是提供一种持续喷雾分配器，在其操作中不依赖化学推进剂。
[0016]本发明的另一目的是消除对在常规机械方式操作的气雾剂分配器中使用的装料室技术的需求，减少在操作该输送系统中涉及的多个步骤，以及提供与化学方式驱动的分配器系统的方便程度接近的机械方式操作的系统。
[0017]本发明的另一目的是使系统的尺寸接近于指压泵或触发泵，并实现竞争优势。
[0018]本发明的另一目的是提供机械方式驱动的喷雾分配器，其产生持续的喷雾而无需多个行程。
[0019]本发明的另一目的是提供用于喷雾分配器的以机械方式驱动的操作系统，其能够获得持续的喷雾而无需多个操作步骤，并且能够使该分配器具有吸引人的颈缩部，包括对于目前使用指压泵的产品。
[0020]本发明的另一目的是提供机械方式操作的喷雾分配器，其具有与单行程泵的部件数量相当的多个部件，并比常规机械方式驱动的分配器提供更长持续时间的喷雾。
[0021]本发明的另一目的是提供如下的持续喷雾分配器，其通过单圈旋转致动器来机械方式驱动以对产品加压并准备分配，其中，不同的动力源可用于单圈旋转的致动器，以对产品加压并分配产品。
[0022]本发明的其他目的、优点、和新颖性特征将在以下的说明书中部分地陈述，本领域技术人员在研究下文后，部分特征将变得明显，或者可通过实施本发明而掌握。通过所附权利要求中具体指出的手段和结合可实现并获得这些目的和优点。
[0023]为了实现前述和其他目的，并且根据此处广义描述的本发明的目的，披露了本发明机构的不同实施例。新的机构消除了常规现有技术系统中必须的几个功能，即，必须在两个不同的方向转几圈，一个方向是为了填充装料室，另一方向是为了在经由常规阀开始喷雾之前将室内体积转移至弹性储液室。
[0024]本发明的以机械方式操作的机构使消费者能够对致动套环进行360度单圈旋转，并且通过按下喷雾致动器来获得待喷雾产品的持续喷雾。由于新机构能够用于小得多的颈缩部，活塞与气缸的直径允许使用更小的力而更容易的致动。这些力仅包括在相对的活塞和对其进行驱动的气缸部分之间于螺纹与螺旋物接合界面处产生的摩擦力。在这些新机构中，不需要控制由储能装置的驱动力产生的“反转”，储能装置诸如弹簧、气动组件、或弹性件，其伸展以产生力，从而对这些新机构中待分配产品施加压力。这些新机构可与标准喷雾致动器或例如专利6，543，703 B2和6，609，666 BI中描述的致动器一起使用。
[0025]更具体地，本发明包括机械方式驱动的持续喷雾机构，该机构与待分配产品的容器一起使用，其中所述机构包括:
[0026]气缸保持罩，在其上具有用于安装至容器上端以关闭所述容器的装置，所述气缸保持罩具有从其穿过的中央开口；
[0027]长形气缸，其具有上端、闭合下端和内表面，所述下端具有从其穿过的开口，所述内表面限定穿过所述气缸延伸的中空孔，所述气缸上端以不可移动的方式在所述气缸保持罩的中央部分连接至所述气缸保持罩的底侧，并且倚靠所述气缸保持罩，所述气缸的所述中空孔与穿过所述气缸保持罩的中央开口配准对齐；
[0028]可旋转的致动套环，在其上侧连接至所述气缸保持罩，用于与所述气缸保持罩相关的旋转运动，但被固定为防止二者之间的相对轴向运动，所述致动套环具有从其穿过的中央开口，该中央开口与穿过所述气缸保持罩的中央开口配准对齐；
[0029]第一阀装置，其与穿过所述致动套环的所述中央开口相关联，阀致动器与所述第一阀装置相连，以在打开和闭合位置之间移动所述第一阀装置，从而选择性地阻塞或允许流体流经所述中央开口；
[0030]长轴，其具有固定至所述致动套环的中央部分的上端和与所述气缸的下端相邻的下端，所述轴延伸穿过所述气缸保持罩中的所述中央开口，并以同轴方式进入所述气缸且随所述致动套环旋转，但被固定为防止二者之间的相对轴向运动，所述轴具有贯穿其长度延伸的内部中空孔，所述轴的所述中空孔与所述第一阀装置配准对齐，并与穿过所述气缸的所述闭合下端的开口配准对齐，所述轴具有带花键的外表面，该带花键的外表面与所述气缸的内表面成向内间隔开的关系，以及其中的至少一个开口建立所述轴的中空孔与所述气缸的中空孔之间的流体连通；
[0031]第二阀装置，其与穿过所述气缸的所述闭合下端的所述开口相关联，所述第二阀装置操作为允许产品进入所述气缸的所述中空孔的流动，但阻止从其经过的反向流动；
[0032]至少一个环形活塞，其相对于所述轴以在轴向密封滑动的关系安装在所述轴上，所述活塞被固定为防止相对于所述轴的旋转运动，并且具有与所述气缸的所述内表面成密封滑动关系相接合的外表面；
[0033]互相接合装置，其位于所述至少一个活塞的所述外表面和所述气缸的所述内表面之间，当所述致动套环和所述轴相对于所述气缸在第一方向旋转时，使所述至少一个活塞在所述气缸内沿轴向在第一方向运动，当所述机构安装在产品的容器上时，所述至少一个活塞在所述第一方向的所述运动操作为经所述第二阀装置抽吸产品进入所述轴的所述中空孔，并经其中的所述开口进入所述气缸的中空孔；以及
[0034]储能装置，其与所述至少一个活塞和所述气缸相关联，以当所述至少一个活塞在所述第一方向运动时存储能量，所述储能装置可操作为在与所述第一方向相反的第二方向移动所述至少一个活塞，以当所述机构安装至待分配产品的容器上并且所述阀致动器操作为移动所述第一阀装置至打开位置时，对被抽吸进入所述气缸的所述中空孔的产品施加压力，并迫使产品通过所述气缸保持罩中的所述第一阀装置。
[0035]根据本发明的第一种形式，储能装置包括弹簧，其与所述至少一个活塞接合，以在所述第二方向移动所述至少一个活塞。
[0036]根据本发明的第二种形式，储能装置包括与所述气缸连接的气动压力装置，所述气动压力装置容纳有气体，并且所述至少一个活塞在所述第一方向的运动用于压缩所述气体并对其加压，所述加压气体对所述至少一个活塞在所述第二方向施加力，从而当所述机构安装至待分配产品的容器时，所述至少一个活塞在所述第二方向移动，以当打开所述第一阀装置时从所述气缸孔排出产品。
[0037]根据本发明的第三种形式，所述储能装置包括与所述至少一个活塞连接的弹性件，使得当所述至少一个活塞在所述第一方向运动时所述弹性件弹性变形，对所述至少一个活塞在所述第二方向施加力，从而当所述机构安装在待分配产品的容器上时，所述至少一个活塞在所述第二方向运动，以当所述第一阀装置打开时从所述气缸孔排出产品。
[0038]根据一个优选实施例，具有安装在轴上的两个活塞，当所述致动套环和轴旋转时并且当所述第一阀装置打开时，所述活塞被安装为相对于彼此在相反方向同时运动。
[0039]根据该优选实施例的一个方面，两个活塞具有在所述气缸的各相对端的非工作位置，各所述活塞具有:当所述致动套环和所述轴在所述第一方向旋转时，远离所述气缸的各端并朝向所述气缸纵向中央部分的所述第一方向的运动；以及远离所述气缸的中央部分朝向所述气缸各相对端返回的所述第二方向的运动。在所述轴的各相对端具有开口，所述开口在各活塞和所述气缸的相应相邻端之间建立所述轴孔和相对端的所述气缸孔之间的流体连通，从而当所述活塞在其所述第一方向运动时，产品被抽吸进入所述轴孔并向外经其中的所述开口进入所述气缸孔的所述相应相对端。
[0040]所述储能装置包括在所述两个活塞之间接合的弹簧，当所述活塞在其所述第一方向运动时，所述弹簧被压缩并操作为使所述活塞从所述气缸的中央部分向后朝所述气缸的各相对端在其各所述第二方向运动，从而当所述机构安装在待分配产品的容器上时，所述活塞在所述气缸孔的所述相对端对产品施加压力，并且当所述第一阀装置打开时，迫使产品返回进入所述轴孔并向外经过所述第一阀装置。
[0041]根据该优选实施例的另一方面，所述两个活塞具有在所述气缸的纵向中央部分的非工作位置，各所述活塞具有:当所述致动套环和所述轴在所述第一方向旋转时，远离其中央位置朝向所述气缸各相对端的所述第一方向的运动；以及远离所述气缸的各相对端朝向所述气缸的中央部分返回的所述第二方向的运动。所述轴的所述至少一个开口在各活塞之间建立所述轴孔和所述气缸孔的中央部分之间的流体连通，从而当所述机构安装在待分配产品的容器上时，所述活塞在其所述第一方向运动时，产品被抽吸进入所述轴孔并向外经其中的所述开口进入所述气缸孔的所述中央部分。所述储能装置包括与所述气缸孔连接的气动装置，所述气动装置容纳有气体，并且所述活塞在其所述第一方向的运动用于压缩所述气体并对其加压，所述加压气体对所述活塞之一施加力，使其在所述第二方向运动，这使得所述轴旋转并从而在其所述第二方向运动所述活塞中的另一个，从而当所述机构安装至待分配产品的容器时，所述活塞在其所述第二方向移动，以对所述气缸孔的中央部分中的产品施加压力并在所述第一阀装置打开时从所述气缸孔排出产品。
[0042]根据下述详细说明和附图，本发明的其他特征和优点将变得更加清楚。
[0043]本文中可替换使用词语“动力源”、“动力发生器”、和“储能装置”，以描述图2-图7以及图15示出的实施例中的弹簧装置、图8-图10和图17中示出的实施例的气动装置、以及图11-图14中示出的实施例的可伸展弹性装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]附图包括在本说明书中并形成其一部分，示出了本发明的优选实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0045]图1是根据本发明的以机械方式驱动的机构的全侧视图，其示出没有容器的机构。
[0046]图2是沿图1的线2-2截取的放大的剖面图，示出本发明的第一优选形式，其具有处于“非工作”位置的相对的活塞。
[0047]图3是类似于图2的剖面图，但示出相对的活塞处于装料或“加载”位置，准备待分配产品。
[0048]图4是在图1-图3的实施例中使用的双动作气缸的纵向截面图。
[0049]图5是侧视图的不连续分解图，上下相对的活塞及其滑动用的齿轮轴的各部分断开。
[0050]图6是沿图5中的线6-6截取的剖面图，示出齿轮轴与活塞内二次成型嵌入的齿轮密封件的接合。
[0051]图7是本发明致动器组件更放大的不连续纵向剖面图。
[0052]图8是可操作机构的另一实施例的不连续纵向剖面图，示出活塞在其准备产品分配的装料位置，其中，前述实施例的弹簧由气动压力发生器代替，并且相对的螺旋物取向和活塞在非工作位置和装料位置之间的运动方向与前述实施例相反。
[0053]图9是图8实施例的不连续的纵向截面图，各部分断开，示出活塞处于其非工作位置。
[0054]图10是在图8和图9实施例中使用的缩小比例的汽缸的纵向截面图。
[0055]图11是示出非工作状态的另一实施例的放大的局部纵向截面图，其中，图8的气动压力发生器由作为力发生器的可伸展的弹性材料件代替。
[0056]图12是类似于图11的局部纵向截面图，但示出活塞处于其装料位置，并且弹性件伸展准备分配。
[0057]图13是图11中组件的可伸展件的侧视图，示出在装配至活塞之前并处于其放松或非伸展状态。
[0058]图14是图11组件中使用的活塞的侧视图，示出与图11示出的取向翻转的取向。
[0059]图15是图2和图3的可选实施例的又一放大的不连续纵向截面图,其中，去掉一个活塞，并且气缸修改为容纳活塞，同时仍保留所有其他相同功能的构件。
[0060]图16是沿图15中线16-16截取的剖面图，示出在所有实施例中使用的通风口。
[0061]图17是图8和图9可选实施例的局部纵向剖面图，其中仅使用单个活塞和相关气动力发生器。
【具体实施方式】
[0062]根据本发明使用单圈旋转的致动器用于便利地输送持续喷雾的机构的第一优选实施例在图1-图7中总体以附图标记10示出。该机构包括泵组件20和用于操作泵组件的致动器组件110。
[0063]泵组件20包括气缸保持罩21，其具有横向端壁22、第一壁24、以及第二壁25，横向端壁22具有从其穿过的中间开口 23，第一壁24倚靠端壁外周，第二壁25与第一壁的底部边缘连接并与第一壁成向外间隔开的关系从第一壁的底部边缘向上延伸，以限定环形的向上开口的凹部26。第一壁24在其内表面上具有适当的装置27，用于将气缸保持罩固定在容器C的上端。
[0064]长形气缸30具有打开的上端和下端以及限定从其延伸穿过的中空孔31的内表面，长形气缸30在其上端安装至气缸保持罩21的下侧，并倚靠气缸保持罩21进入容器C，中空孔经气缸保持罩与中央开口 23配准对齐。气缸保持罩21上的多个防旋转柄32与气缸30上端的锯齿状凸缘33相接合，以防止气缸与气缸保持罩之间的相对旋转。在气缸30内表面上形成有两个相对的多重引导螺旋34和35，其从气缸纵向中心沿相反方向延伸至与气缸相应的相对端间隔开的位置。汲取管接收器36安装在气缸下端，并具有与其连接的汲取管37和从其穿过并由球形止回阀39控制的流动通道38，球形止回阀39操作为允许从汲取管进入气缸的流动，而阻止从气缸至汲取管的反向流动。由分别位于汲取管接收器和气缸上的相互接合的凸缘40和41将汲取管接收器保持在气缸一端。
[0065]在气缸保持罩21的顶部安装有用于旋转的致动套环50，致动套环50具有覆盖在气缸保持罩端壁22上的横向壁51，从中穿过的中心开口 53穿过端壁22与中心开口 23配准对齐。筒形密封壁54以与开口 23和53同心向外间隔开的关系从壁51的中央部分向上延伸，并且在壁51外边缘上在径向间隔开的第一和第二筒形壁55和56限定向上开口的环形凹部57。外筒形壁58连接至壁56的上边缘，并与壁56成同心向外间隔开的关系向下延伸。壁58的下部限定有辅助套筒59【false skirt】，其以可旋转方式接收在凹部26中，并且其外上部具有位于其上的一系列把手肋60，以便于致动套环的转动。在壁55的内底缘上的多个保持凸起61在环形锁定珠62下方接合在气缸保持罩21的壁22的外缘上，以允许致动套环相对于气缸保持罩的旋转运动，但防止二者之间的轴向位移。
[0066]与致动套环成一体的长形管状轴70倚靠壁51的中央部分，并经气缸保持罩中的开口 23向下延伸且以共轴方式进入气缸30，其下端位于与气缸下端相邻的位置。轴外表面向内与气缸内表面径向间隔开，并在其上具有在轴向延伸的花键71。该轴可随致动套环旋转并具有贯穿其长度延伸的内部中空孔72。该孔与穿过致动套环的中央开口 53配准对齐，并与汲取管接收器的通道38配准对齐。喂入孔73和74穿过轴的一侧分别在其相对端处开口，建立轴的中空孔与气缸孔的相对端之间的流体流通。
[0067]在图1-图7示出的本发明的形式中，两个环形活塞80和81以彼此相对的关系可滑动方式安装在轴70上，将气缸孔分成活塞之间的中央室82和气缸相对端处的产品装料室83和84。活塞制造为分别具有二次成型齿形密封嵌入件85和86，其提供活塞与轴之间的防液密封，并与轴上的花键71共同作用，以锁定活塞随轴旋转，但允许活塞在轴上的轴向滑动。如图5清楚的示出，各活塞外表面具有在其上的升起的凸轮状螺旋物87和87’，如图2和图3清楚示出的，活塞相向的端部具有位于其中的环形沟槽88，沟槽88终止于在一组肋89中的其内部端。
[0068]中央室82中的弹簧90接合在活塞之间，弹簧相对端接收在沟槽88内并与肋89抵接，迫使活塞彼此远离至图2示出的其非工作位置。当致动套环50和轴70旋转时，活塞上的凸轮状螺旋物87和87’与气缸孔中的螺旋物34和35协同将活塞在轴向从图2示出的其非工作位置朝彼此移动至图3示出的其装料位置。
[0069]第一阀装置与致动套环50和轴70相关联，以控制产品从产品装料室排出。第一阀装置包括通过密封壁54内侧底部上的保持珠101与保持环外周上的周向干涉珠102之间的接合而保持在致动套环50的开口 53中的保持环100。阀座延伸件103经开口 53延伸并进入管状轴70上端，并在向内成锥形的阀座104中的其下端处终止。
[0070]致动器组件110包括致动器本体111，致动器本体111具有机械中断单元(MBU)插件112、与致动套环的壁55的内表面相互关联抵接的倚靠套筒113、以及在密封壁54内相互关联的倚靠中心柱114。柱114底端上的密封件115与壁54实现滑动密封，并且在套筒113底部边缘上的向外导向的凸缘116接合在致动套环的壁55的上边缘上的向内导向的凸缘117下方，以保持致动器本体安装至致动套环。阀杆118从柱114向下延伸并穿过保持环100。如图2、图3和图7所示，当致动器本体处于其非工作位置时，位于杆座底端的扩大的阀盖119坐抵保持环100上的阀座104。
[0071]顶盖130具有接收在致动套环的凹部57中的倚靠套筒131。
[0072]围绕轴70上端的两个密封环140以可旋转方式与气缸保持罩21下侧接触，并且与当上活塞80在气缸30顶部处于其非工作位置时的其上部正表面接触，以及瓶状密封垫141位于瓶颈142的顶部表面与气缸保持罩21的下侧区域之间。
[0073]当需要分配产品时，致动套环50和所安装的轴70旋转，由于活塞与轴之间的花键接合而使活塞80和81旋转。此外，由于活塞外表面上的螺旋物87、87’与气缸内表面上的螺旋物34、35之间的接合，活塞的旋转运动转换为活塞朝向彼此至图3示出位置的轴向运动。该动作在产品室83和84中产生真空，抽吸产品经球形止回阀39进入轴70的孔72内并从此向外经喂入孔73和74进入室83和84。这同时压缩弹簧90，弹簧90对活塞施加返回力并向室中的产品施加压力。只要阀119位于座104上，加压产品被捕获在室83和84中，但是当按压致动器使阀离开阀座，弹簧作用于活塞，迫使产品从室83和84经喂入孔向后进入孔72中并经过阀119以及经过并进入机械中断单元。当按压致动器时，仅需要致动套环的单圈旋转来为产品室充分加料并获得持续的喷雾，而无需进一步的动作。当室内产品耗尽时，该单元准备另一次分配周期。
[0074]在图8-图10中，总体以附图标记200示出本发明的第二优选实施例。本发明的该形式功能基本与前述实施例相同，但不同之处在于其具有气动力发生器210，而不是弹簧90，省略了保持环100，气缸211具有在其端部之间的中间位置变细的部分212，相对的螺旋物34’和35’朝气缸端部定位，并且其取向与图2-图4中它们的取向相反，相对于在前述实施例中活塞80’和81’的取向和运动，它们端对端翻转，并在其非工作位置和装料位置之间沿相反方向运动。此外，轴70’在其两端之间的中间位置具有喂入开口 213，而不是如前述实施例中在轴相对端的喂入孔73和74。活塞在图8中示出处于其装料位置，在图9中处于其非工作位置。
[0075]气动力发生器210包括通过接头215安装至气缸211底端的压力室214。管状件216在室内从室的底壁217同轴延伸至其打开的上端，并且壁217具有从其穿过并与装料管219连通的孔218。孔218通常由单向垫片填充阀220遮盖。汲取管221与管状件216连接，并且止回阀球222坐抵管状件上端。驱动活塞223具有延长端224，其在压力室内可往复，并且分别经由O形圈225和226相对于室壁和管状件以可滑动方式密封。
[0076]在使用中，经由装料管219和孔218在室214中设置预填入加料，向驱动活塞223施加压力并迫使延长端224向上进入气缸至图9示出的位置。如图9所示，活塞80’和81’通常在气缸中间处于其非工作位置，驱动活塞接抵活塞80’。
[0077]为了开始分配周期，致动套环和轴70’旋转，并由于活塞上螺旋物与气缸中螺旋物的接合，使活塞在轴向彼此远离运动至如图8所示的气缸相对端处的装料位置。活塞的该运动向下推动驱动活塞223，压缩室214中的气动填料并在气缸内于活塞之间产生真空，经汲取管向上抽吸产品，经过球阀222进入轴70’内部，并经喂入开口 213进入活塞之间的产品装料室226。室214内的压缩气动填料迫使驱动活塞抵接活塞80’，使活塞对室226内的产品施加压力，但由于致动器组件中的阀119位于阀座上，产品不能从室内逃逸，并且活塞保持在图8示出的其装料位置。当致动器操作为使阀119离开阀座，允许产品从室226漏出，压缩的气动填料作用于驱动活塞，以沿轴70’向上推动活塞80’朝气缸中心后退。由于轴与活塞之间的花键连接以及活塞上与气缸上的螺旋物的接合，下活塞的该运动引起轴70’的旋转，导致上活塞81’沿轴朝相对的活塞移动，迫使室226中的产品向外经过阀119并经过MBU112。此时系统准备下一次分配周期。
[0078]图11-图14中总体以附图标记300示出本发明的第三优选实施例。在本发明的该形式中，前述实施例的气动力发生器由可伸展的弹性力发生器301代替，该发生器301安装在改进的活塞302上。
[0079]力发生器301包括类似于前述实施例中的室214的筒形壳体303，其由接头305安装至气缸304底端，并具有管状件306向上延伸至其中心，并且在其上端具有阀座307和单向止回球阀308，以允许来自汲取管220的流动而阻止反向流动。花键轴70’在气缸304中同轴延伸，其下端与壳体303中管状件306上端成略微间隔相向对齐的关系。可伸展的弹性件309具有径向向内导向且略微下沉进该件一端的凸缘310，并且该凸缘被夹在轴70 ’和管状件306相向端之间。该件的另一端具有径向向外导向的凸缘311，其中具有面朝上的沟槽312。改进的活塞具有筒形延伸件313，适于往复进入或离开壳体303，并且延伸件的一端位于沟槽312内。活塞本体具有齿状密封嵌件85和螺旋物87、87’，用于分别与如图8-图10中的实施例中的花键轴70’和气缸中螺旋物34’、35’协同作用。
[0080]因此，当致动套环50旋转时(未在图11-图14中示出)，所安装的轴70’旋转，并且由于花键轴与齿状密封嵌件之间的相互作用以及活塞上螺旋物与气缸中螺旋物之间的相互作用，使活塞从图11中的其非工作位置移动至图14中的其装料位置。该运动在气缸304的室313中产生真空，抽吸产品穿过汲取管220，经过阀308并进入室313。其也使件309从图11示出的其松弛状态拉伸至图14示出的其伸展的储能状态。因此，当致动器组件中的阀119离开阀座时，该件拉动活塞延长件并在气缸304内向上驱动活塞，以迫使来自室313的产品穿过打开的阀119和MBU112。
[0081]图15和图16中总体以附图标记400示出本发明的第四优选实施例。本发明的该形式与图2-图7示出的形式基本相同，除了仅使用一个活塞81，以及气缸30’被相应缩短，弹簧90接合在活塞与汲取管接收器36之间。在所有其他方面，本发明的该形式在运行上与图2-图7示出的形式一致。
[0082]图7、图15和图16示出本发明披露的可用于本发明的所有形式中一个适当的通风装置。通风装置包括穿过气缸保持罩21的壁22的通风孔404和致动套环50的壁51上侧的密封垫405，该密封垫405通常关闭通风孔，但当致动套环旋转时移动以露出孔。通风孔允许在分配周期中补充空气进入容器C，实现容器内的压差平衡。
[0083]图17示出与图8-图10示出形式大体一致的另一实施例，除了省略一个活塞，并且仅使用单个活塞80’和相应缩短的气缸211’。在所有其他方面，本发明的该形式与图8-图10示出形式在运行上一致。
[0084]所有实施例需要致动套环的一圈旋转,在设计中可以为左旋或右旋。致动套环的旋转使相对的活塞或者在一些实施例中的单个活塞沿齿状轴行进并产生真空，真空使产品经入口止回阀装置被抽吸进入单个空腔室或多个室。单个活塞或多个活塞的该运动也在储能装置中存储能量。一旦执行该动作，出口阀装置在储能装置的影响下阻止产品经喷雾头致动器排出。通过向下按压喷雾致动器头，产品在预定的持续时间内释放。在各分配周期中存在通风。通风装置也作为运往目的地途中发货人对包装的封箱。本发明产品的便利使用类似于常规的以化学方式驱动的系统的便利程度，由于其不必反复泵压致动器以获得产品的短时喷射，因此也消除了对常规机械方式操作的系统进行操作所经历的手指疲劳。本文所披露的本发明实施例提供持续喷雾和不过时的便利，以及可负担得起的成本。
[0085]由于上述实施例的多个变形和结合可如上所示设置，这些实施例对于本领域技术人员易于实现，理想的是本发明不限于本文示出和描述的具体结构和过程。因此，可借助于落入所附权利要求限定的本发明范围内的所有适当变形和等同物。当本说明书和所附权利要求中使用词“包括(复数)”、“包括(单数)”、“包括(动名词)”、“包含(单数)”和“包含(动名词)”时，意于明确指定所陈述特征或步骤的存在，但不排除一个或多个其他特征、步骤或组的存在或补充。
【权利要求】
1.一种以机械方式驱动的持续喷雾机构，其与待分配产品的容器一起使用，所述机构包括: 气缸保持罩，在其上具有用于安装至容器上端以关闭所述容器的装置，所述气缸保持罩具有从其穿过的中央开口； 长形气缸，其具有上端、闭合下端和内表面，所述闭合下端具有从其穿过的开口，所述内表面限定穿过所述气缸延伸的中空孔，所述气缸上端以不可移动的方式在所述气缸保持罩的中央部分连接至所述气缸保持罩，并且倚靠所述气缸保持罩，所述气缸的所述中空孔与穿过所述气缸保持罩的中央开口配准对齐； 可旋转的致动套环，其连接至所述气缸保持罩，用于与所述气缸保持罩相关的旋转运动，但被固定为防止二者之间的相对轴向运动，所述致动套环具有从其穿过的中央开口和长轴，该中央开口与穿过所述气缸保持罩的中央开口配准对齐，该长轴倚靠其中央部分并延伸穿过所述气缸保持罩中的所述中央开口，所述轴的下端与所述气缸的下端相邻，所述轴从所述致动套环以同轴方式延伸进入所述气缸，并随着所述致动套环旋转，但被固定为防止二者之间的相对轴向运动，所述轴具有延伸贯穿其长度的内部中空孔，所述轴的所述中空孔与穿过所述气缸保持罩的所述中央开口配准对齐，并与穿过所述气缸的所述闭合下端的开口配准对齐，所述轴具有带花键的外表面和位于其中的至少一个开口，该带花键的外表面与所述气缸的内表面成向内间隔开的关系，该至少一个开口建立所述轴的中空孔与所述气缸的中空孔之间的流体连通； 第一阀装置，其与穿过所述气缸保持罩的所述中央开口相关联； 阀致动器，其与所述第一阀装置连接，以将所述第一阀装置相对于穿过所述致动套环的所述中央开口从闭合位置移动至打开位置，从而选择性的阻塞或允许流体流经所述中央开口 ； 第二阀装置，其与穿过所述气缸的所述闭合下端的所述开口相关联，所述第二阀装置操作为允许产品进入所述气缸的所述中空孔的流动，但阻止从其经过的反向流动； 两个环形活塞，相对于所述轴以在轴向密封滑动的关系安装在所述轴上，用于所述活塞相对于彼此在相反方向的同时移动，所述活塞固定为防止相对于所述轴的旋转运动，并且均具有与所述气缸的所述内表面成密封滑动关系相接合的外表面； 互相接合装置，其位于所述活塞的所述外表面和所述气缸的所述内表面之间，当所述致动套环和所述轴相对于所述气缸在第一方向旋转时，使所述活塞在所述气缸内相对于彼此在第一方向运动，当所述机构安装在产品容器上时，所述活塞在所述第一方向的所述运动操作为经所述第二阀装置抽吸产品进入所述轴的所述中空孔，并经其中的所述开口进入所述气缸的中空孔；以及 储能装置，其与所述活塞和所述气缸相关联，以当所述活塞相对于彼此在所述第一方向运动时存储能量，所述储能装置可操作为在与所述第一方向相反的第二方向相对于彼此移动所述活塞，以当所述机构安装至待分配产品的容器上并且所述阀致动器操作为移动所述第一阀装置至打开位置时，对被抽吸进入所述气缸的所述中空孔的产品施加压力，并迫使产品通过所述致动套环中的所述第一阀装置。
2.根据权利要求1所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 所述储能装置包括弹簧，其与所述至少一个活塞接合，以在所述第二方向移动所述至少一个活塞。
3.根据权利要求1所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 所述储能装置包括与所述气缸孔连接的气动装置，所述气动装置容纳有气体，并且所述活塞在所述第一方向的运动用于压缩所述气体并对其加压，所述加压气体对所述活塞在所述第二方向施加力，从而当所述机构安装至待分配产品的容器时，所述活塞在所述第二方向移动，以在所述第一阀装置打开时从所述气缸孔排出产品。
4.根据权利要求1所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 所述储能装置包括与所述至少一个活塞连接的弹性件，使得当所述至少一个活塞在所述第一方向运动时所述弹性件弹性变形，对所述至少一个活塞在所述第二方向施加力，从而当所述机构安装在待分配产品的容器上时，所述至少一个活塞在所述第二方向运动，以在所述第一阀装置打开时从所述气缸孔排出产品。
5.根据权利要求1所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 所述两个活塞具有在所述气缸的各相对端的非工作位置，所述活塞均具有:当所述致动套环和所述轴在所述第一方向旋转时，远离所述气缸的各端并朝向所述气缸纵向中央部分的所述第一方向的运动；以及远离所述气缸的中央部分朝向所述气缸各相对端返回的所述第二方向的运动； 所述轴的所述至少一个开口包括在所述轴的各相对端一侧的开口，所述开口在各活塞和所述气缸的相应相邻端之间建立所述轴孔和相对端的所述气缸孔之间的流体连通，从而当所述活塞在其所述第一方向运动时，产品被抽吸进入所述轴孔并向外经其中的所述开口进入所述气缸孔的所述相应的相对端，以及 所述储能装置包括在所述两个活塞之间接合的弹簧，当所述活塞在其所述第一方向运动时，所述弹簧被压缩并操作为使所述活塞从所述气缸的中央部分向后朝所述气缸的各相对端在其各自的所述第二方向运动，从而当所述机构安装在待分配产品的容器上时，所述活塞在所述气缸孔的所述相对端对产品施加压力，并且当所述第一阀装置打开时，迫使产品返回进入所述轴孔并向外经过所述第一阀装置。
6.根据权利要求1所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 所述两个活塞具有位于所述气缸的纵向中央部分的非工作位置，各所述活塞具有:当所述致动套环和所述轴在所述第一方向旋转时，远离其中央位置朝向所述气缸各相对端的所述第一方向的运动；以及远离所述气缸的各相对端朝向所述气缸的中央部分返回的所述第二方向的运动； 所述轴的所述至少一个开口在各活塞之间建立所述轴孔和所述气缸孔的中央部分之间的流体连通，从而当所述机构安装在待分配产品的容器上时，所述活塞在其所述第一方向运动时，产品被抽吸进入所述轴孔并向外经其中的所述开口进入所述气缸孔的所述中央部分，以及 所述储能装置包括与所述气缸孔连接的气动装置，所述气动装置容纳有气体，并且所述活塞在其所述第一方向的运动用于压缩所述气体并对其加压，所述加压气体对所述活塞之一施加力，使其在所述第二方向运动，这使得所述轴旋转并从而在其所述第二方向运动所述活塞中的另一个，从而当所述机构安装至待分配产品的容器时，所述活塞在其所述第二方向运动，以对所述气缸孔的中央部分中的产品施加压力并在所述第一阀装置打开时从所述气缸孔排出产品。
7.根据权利要求6所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 所述气动装置包括连接在所述加压气体和所述一个活塞之间的驱动活塞，所述加压气体在所述第二方向对所述驱动活塞施加力，这进而在所述第二方向对所述一个活塞施加力。
8.根据权利要求3所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 所述气动装置包括连接在所述加压气体和所述至少一个活塞之间的驱动活塞，所述加压气体在所述第二方向对所述驱动活塞施加力，这进而在所述第二方向对所述至少一个活塞施加力。
9.根据权利要求1所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 在所述活塞的所述外表面和所述气缸的所述内表面之间的所述互相接合装置包括在所述表面中的一个上的凸起和在所述表面中另一个上的互补形状的凹进。
10.根据权利要求1所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 所述气缸保持罩和所述致动套环各自具有外周壁，该外周壁具有位于其上的把手装置，以便于握持并旋转所述致动套环。
11.根据权利要求4所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 当所述至少一个活塞在所述第一方向运动时，所述弹性件连接为可伸展。
12.根据权利要求1所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 所述气缸上端连接至所述气缸保持罩的底侧；以及 所述致动套环在所述气缸保持罩的上侧连接至所述气缸保持罩。
13.根据权利要求1所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 所述活塞各自在其内表面上具有花键，与所述轴的外表面上的花键接合，以防止所述活塞和所述轴之间的相对旋转；以及 在所述活塞的所述外表面和所述气缸的所述内表面之间的所述互相接合装置包括位于所述活塞的外表面上和所述气缸的内表面上的升起的凸轮状螺旋物。
14.一种以机械方式驱动的持续喷雾机构，其与待分配产品的容器一起使用，所述机构包括: 气缸保持罩，在其上具有用于安装至容器上端以关闭所述容器的装置，所述气缸保持罩具有从其穿过的中央开口； 长形气缸，其具有连接至所述气缸保持罩的上端，该上端与从所述气缸保持罩穿过的所述中央开口成同轴关系，并且倚靠所述气缸保持罩，具有从其穿过的开口的闭合下端，所述气缸具有限定延伸穿过所述气缸的中空孔的内表面； 可旋转的致动套环，其连接至所述气缸保持罩，用于与所述气缸保持罩相关的旋转运动，但固定为防止二者之间的相对轴向运动，所述致动套环具有倚靠其中央部分并延伸穿过所述气缸保持罩的中央开口的长轴，所述轴的下端布置为与所述气缸的下端相邻，所述轴随着所述致动套环旋转，并具有筒形壁，筒形壁带有贯穿其长度延伸的内部中空孔，所述轴的所述中空孔与穿过所述气缸的所述闭合下端的开口配准对齐，并且所述轴的筒形壁具有带花键的外表面和其中的至少一个开口，该带花键的外表面与所述气缸的内表面成向内间隔开的关系，其中的至少一个开口建立所述轴的中空孔与所述气缸的中空孔之间的流体连通； 第一阀装置，其与穿过所述致动套环的所述中央开口相关联； 阀致动器，其与所述第一阀装置连接，以将所述第一阀装置相对于穿过所述致动套环的所述中央开口从闭合位置移动至打开位置，从而选择性的阻塞或允许流体流经所述中央开口 ； 第二阀装置，其与穿过所述气缸的所述闭合下端的所述开口相关联，所述第二阀装置操作为允许产品进入所述气缸的所述中空孔的流动，但阻止从其经过的反向流动； 至少一个环形活塞，相对于所述轴以在轴向密封滑动的关系安装在所述轴上，所述至少一个活塞固定为防止相对于所述轴的旋转运动，并且具有与所述气缸的所述内表面成密封滑动关系相接合的外表面； 互相接合装置，其位于所述至少一个活塞的所述外表面和所述气缸的所述内表面之间，当所述致动套环和所述轴相对于所述气缸在第一方向旋转时，使所述至少一个活塞沿轴向在第一方向运动，当所述机构安装在产品的容器上时，所述至少一个活塞在所述第一方向的所述运动操作为经所述第二阀装置抽吸产品进入所述轴的所述中空孔，并经其中的所述开口进入所述气缸的中空孔；以及 储能装置，其与所述至少一个活塞和所述气缸相关联，以当所述至少一个活塞在所述第一方向运动时存储能量，所述储能装置可操作为在与所述第一方向相反的第二方向移动所述至少一个活塞，以当所述机构安装至待分配产品的容器上并且所述阀致动器操作为移动所述第一阀装置至打开位置时，对被抽吸进入所述气缸的所述中空孔的产品施加压力，并迫使产品通过轴壁中的所述至少一个开口并通过所述致动套环中的所述第一阀装置。
15.根据权利要求14所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 所述至少一个活塞包括在所述气缸的一端安装在所述轴上的单个活塞；以及 所述储能装置包括弹簧，其接合在所述活塞和所述气缸的相对端之间。
16.根据权利要求14所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 在所述至少一个活塞的所述外表面和所述气缸的所述内表面之间的所述互相接合装置包括在所述表面中一个上的凸起和在所述表面中另一个上的互补形状的凹进。
17.根据权利要求14所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 所述至少一个活塞具有在其内表面上的花键，与所述轴的外表面上的花键接合，以防止所述至少一个活塞和所述轴之间的相对旋转；以及 在所述至少一个活塞的所述外表面和所述气缸的所述内表面之间的所述互相接合装置包括在所述至少一个活塞的外表面上升起的凸轮状螺旋物和在所述气缸的内表面上升起的凸轮状螺旋物。
18.根据权利要求14所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 所述储能装置包括与所述气缸孔连接的气动装置，所述气动装置容纳有气体，并且所述至少一个活塞在所述第一方向的运动用于压缩所述气体并对其加压，所述加压气体对所述至少一个活塞在所述第二方向施加力，从而当所述机构安装至待分配产品的容器时，所述至少一个活塞在所述第二方向移动，以在所述第一阀装置打开时从所述气缸孔排出产品O
19.根据权利要求14所述的以机械方式驱动的持续喷雾机构，其中: 所述储能装置包括与所述至少一个活塞连接的弹性件，使得当所述至少一个活塞在所述第一方向运动时所述弹性件弹性变形，对所述至少一个活塞在所述第二方向施加力，从而当所述机构安装在待分配产品的容器上时，所述至少一个活塞在所述第二方向运动，以当所述第一阀装置打开时从所述气缸孔排出产品。
20.一种以机械方式驱动的持续喷雾机构，其与待分配产品的容器一起使用，所述机构包括: 气缸保持罩，在其上具有用于安装至容器上端以关闭所述容器的装置，所述气缸保持罩具有从其穿过的中央开口； 长形气缸，其具有在其中央部分连接至所述气缸保持罩的上端，并且倚靠所述气缸保持罩，具有从其穿过的开口的闭合下端，所述气缸具有贯穿其长度大体一致的直径和限定中空孔的内表面，该中空孔延伸穿过所述气缸； 可旋转的致动套环，其安装至所述气缸保持罩，用于与所述气缸保持罩相关的旋转运动，但固定为防止二者之间的相对轴向运动； 长轴，其倚靠所述致动套环的中央部分而定并延伸穿过所述气缸保持罩的所述中央开口，所述轴具有贯穿其长度大体一致的直径和与所述气缸的下端相邻的下端，所述轴从所述致动套环以同轴方式延伸进入所述气缸并随所述致动套环旋转，并且具有贯穿其长度延伸的内部中空孔，所述轴的所述中空孔与穿过所述致动套环的所述中央开口配准对齐，并与穿过所述气缸的所述闭合下端的开口配准对齐，所述轴具有带花键的外表面，该带花键的外表面与所述气缸的内表面成向内间隔开的关系，并且在其一侧的至少一个开口建立所述轴的中空孔与所述气缸的中空孔之间的流体连通； 第一阀装置，其与穿过所述致动套环的所述中央开口相关联； 阀致动器，其与所述第一阀装置连接，以将所述第一阀装置相对于穿过所述致动套环的所述中央开口从闭合位置移动至打开位置，从而选择性的阻塞或允许流体流经所述中央开口 ； 第二阀装置，其与穿过所述气缸的所述闭合下端的所述开口相关联，所述第二阀装置操作为允许产品进入所述气缸的所述中空孔的流动，但阻止从其经过的反向流动； 至少一个环形活塞，相对于所述轴以在轴向密封滑动的关系安装在所述轴上，所述至少一个活塞固定为防止相对于所述轴的旋转运动，并且具有与所述气缸的所述内表面成密封滑动关系相接合的外表面； 互相接合装置，其位于所述至少一个活塞的所述外表面和所述气缸的所述内表面之间，当所述致动套环和所述轴相对于所述气缸在第一方向旋转时，使所述至少一个活塞在所述气缸内沿轴向在第一方向运动，当所述机构安装在产品的容器上时，所述至少一个活塞在所述第一方向的所述运动操作为经所述第二阀装置抽吸产品进入所述轴的所述中空孔，并经其中的所述开口进入所述气缸的中空孔；以及 储能装置，其与所述至少一个活塞和所述气缸相关联，以当所述至少一个活塞在所述第一方向运动时存储能量，所述储能装置可操作为在与所述第一方向相反的第二方向移动所述至少一个活塞，以当所述机构安装至待分配产品的容器上并且所述阀致动器操作为使所述第一阀装置运动至打开位置时，对被抽吸进入所述气缸的所述中空孔的产品施加压力，并迫使产品通过所述致动套环中的所述第一阀装置。
21.一种以机械方式驱动的持续喷雾机构，其与待分配产品的容器一起使用，所述机构包括: 气缸保持罩，在其上具有用于安装至容器上端以关闭所述容器的装置，所述气缸保持罩具有从其穿过的中央开口； 长形气缸，其具有上端、闭合下端和内表面，所述闭合下端具有从其穿过的开口，所述内表面限定芽过所述气缸延伸的中空孔，所述气缸上端在所述气缸保持罩的中央部分连接至所述气缸保持罩，并且倚靠所述气缸保持罩，所述气缸的所述中空孔与穿过所述气缸保持罩的中央开口同轴； 可旋转的致动套环，其连接至所述气缸保持罩，用于与所述气缸保持罩相关的旋转运动，但固定为防止二者之间的相对轴向运动； 长轴，其倚靠所述致动套环的中央部分并延伸穿过所述气缸保持罩的所述中央开口，所述轴的下端与所述气缸的下端相邻，所述轴随所述致动套环旋转，并且具有贯穿其长度延伸的内部中空孔，所述轴的所述中空孔与穿过所述气缸的所述闭合下端的开口配准对齐，所述轴具有带花键的外表面，该带花键的外表面与所述气缸的内表面成向内间隔开的关系，并且其中的至少一个开口建立所述轴的中空孔与所述气缸的中空孔之间的流体连通； 第一阀装置，其与穿过所述气缸保持罩的所述中央开口相关联； 阀致动器，其与所述第一阀装置连接，以将所述第一阀装置相对于穿过所述致动套环的所述中央开口从闭合位置移动至打开位置，从而选择性的阻塞或允许流体流经所述中央开口 ； 第二阀装置，其与穿过所述气缸的所述闭合下端的所述开口相关联，所述第二阀装置操作为允许产品进入所述气缸的所述中空孔的流动，但阻止从其经过的反向流动； 两个环形活塞，相对于所述轴以在轴向密封滑动的关系安装在所述轴上，用于所述活塞相对于彼此在相反方向的同时移动，所述活塞固定为防止相对于所述轴的旋转运动，并且各自具有与所述气缸的所述内表面成密封滑动关系相接合的外表面； 互相接合装置，其位于所述活塞的所述外表面和所述气缸的所述内表面之间，当所述致动套环和所述轴相对于所述气缸在第一方向旋转时，使所述活塞在所述气缸内相对于彼此在第一方向运动，当所述机构安装在产品的容器上时，所述活塞在所述第一方向的所述运动操作为经所述第二阀装置抽吸产品进入所述轴的所述中空孔，并经其中的所述开口进入所述气缸的中空孔；以及 储能装置，其与所述活塞和所述气缸相关联，以当所述活塞相对于彼此在所述第一方向运动时存储能量，所述储能装置可操作为在与所述第一方向相反的第二方向相对于彼此移动所述活塞，以当所述机构安装至待分配产品的容器上并且所述阀致动器操作为移动所述第一阀装置至打开位置时，对被抽吸进入所述气缸的所述中空孔的产品施加压力，并迫使产品通过所述致动套环中的所述第一阀装置。
【文档编号】G01F11/00GK104395710SQ201280072337
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2012年4月11日 优先权日:2012年4月11日
【发明者】威廉姆·悉尼·布莱克 申请人:威廉姆·悉尼·布莱克