ES2939840T3 - Resorte de plastómero con válvula cautiva - Google Patents

Abstract

La descripción se refiere a una bomba de fluido que incluye un resorte de plastómero con un elemento de válvula cautivo provisto en una cámara de válvula formada integralmente. El resorte incluye una primera porción de extremo y una segunda porción de extremo y una o más secciones de resorte que conectan la primera porción de extremo con la segunda porción de extremo, cuyas secciones de resorte pueden comprimirse en la dirección axial desde una condición inicial a una condición comprimida y pueden subsecuentemente expandirse a su condición inicial. La cámara de la válvula está formada en la primera porción de extremo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Resorte de plastómero con válvula cautiva

Campo técnico

La presente divulgación se refiere a bombas del tipo usadas para dispensar fluidos y, más particularmente, a un resorte para su uso en una bomba para dispensar productos de limpieza y cuidado de la piel, tales como jabones, geles, desinfectantes y similares. La divulgación se dirige específicamente a bombas y resortes que pueden comprimirse axialmente y que provocan la dispensación por una reducción axial en el volumen de una cámara de bomba.

Antecedentes

Se conocen dispensadores de fluidos de diversos tipos. En particular, para dispensar productos de limpieza tales como jabones, hay una amplia variedad de bombas de accionamiento manual o automático que dispensan una cantidad dada del producto en la mano de un usuario.

Los productos de consumo pueden incluir una salida de dispensación que forma parte del paquete, accionada por un usuario al presionar la parte superior del paquete. Tales paquetes emplean un tubo de inmersión que se extiende por debajo del nivel del líquido y una bomba de pistón que aspira el líquido y lo dispensa hacia abajo a través de una boca de salida.

Los dispensadores comerciales a menudo emplean recipientes desechables invertidos que pueden colocarse en dispositivos de dispensación, fijados a las paredes o integrados en la encimera de los baños o similares. La bomba puede formar parte del recipiente desechable o del dispositivo de dispensación permanente o de ambos. En general, tales dispositivos son más robustos y, si se fijan a la pared, se permite una mayor libertad con respecto a la dirección y cantidad de fuerza que se requiere en el accionamiento. Tales dispositivos también pueden emplear sensores que identifican la ubicación de la mano de un usuario y provocar la dispensación de una dosis unitaria del producto. Esto evita el contacto del usuario con el dispositivo y la contaminación cruzada asociada. También evita el funcionamiento incorrecto que puede derivar en daños y desgaste prematuro del mecanismo de dispensación.

Una característica de los dispensadores invertidos es la necesidad de evitar las fugas. Puesto que la salida de la bomba se sitúa por debajo del recipiente, la gravedad actuará para provocar que el producto se escape si hay alguna fuga a través de la bomba. Particularmente, este es el caso para productos relativamente volátiles tales como soluciones alcohólicas. Conseguir un funcionamiento sin fugas se asocia a menudo con bombas caras y relativamente complejas. Sin embargo, para que resulte más cómodo sustituir recipientes desechables vacíos, al menos parte de la bomba también es, en general, desechable y ha de ser barata y aceptable de producir para el medio ambiente. Por tanto, existe la necesidad de una bomba que sea fiable y no gotee, a la vez que sencilla, barata y aceptable de producir para el medio ambiente. También existe la necesidad de definir de manera precisa las características de flujo de válvulas de retención de entrada y salida para tales bombas. Puede requerirse que cada válvula de retención funcione en condiciones de presión y flujo diferentes. En particular, para líquidos volátiles o viscosos, puede ser necesario que las presiones relativas de apertura y cierre de las respectivas válvulas se ajusten de manera cuidadosa. Fabricar ambas válvulas del mismo material en un procedimiento de moldeo integrado puede limitar las opciones de diseño considerablemente. Sería conveniente proporcionar un sistema de dispensación que tenga mayor libertad de diseño con respecto a las válvulas de entrada y salida.

En el documento WO2009/104992, se ha descrito un sistema de dispensación desechable que usa una bomba para dispensar una dosis unitaria de líquido desde un recipiente plegable invertido. La bomba solo está compuesta por dos elementos, concretamente una cámara de bombeo flexible y un regulador, que tiene una válvula interior y una válvula exterior. El funcionamiento de la bomba se produce al aplicar una fuerza lateral a la cámara de bombeo, lo que provoca que se pliegue parcialmente y expulse su contenido a través de la válvula exterior. La recarga de la cámara de bombeo se produce a través de la válvula interior una vez que se elimina la fuerza lateral. La fuerza de llenado proviene de la flexibilidad inherente de la pared de la cámara de bombeo, que debe ser suficiente como para superar cualquier contrapresión debida a una resistencia al plegado del recipiente. Aunque la bomba es extremadamente eficaz, la fuerza lateral requerida para poner en funcionamiento la bomba a veces puede limitar su integración en el cuerpo de un dispensador. Otros sistemas de dispensación utilizan una fuerza axial, es decir, dirigida en alineación con la dirección en la que se dispensa el fluido. Los documentos EP 1243 216, US 5 114 052 y US5664703 son ejemplos de sistemas. Sería conveniente proporcionar una bomba que pudiera funcionar de tal manera que también pudiera integrarse en soluciones de dispensación con funcionamiento axial existentes.

Sumario

Es conveniente tener una bomba que pueda ser desechable y que sea idealmente fiable y no gotee cuando se use, así como sencilla, higiénica, barata y aceptable de producir para el medio ambiente.

La invención se refiere, en particular, a un resorte de plastómero según la reivindicación adjunta 1 y, además, a una bomba según la reivindicación adjunta 10, a un conjunto de bomba según la reivindicación adjunta 13, a un paquete de dispensación de fluido desechable según la reivindicación adjunta 14 y a un molde que tiene las características de la reivindicación adjunta 15. Las realizaciones se exponen en las reivindicaciones dependientes adjuntas, en la siguiente descripción y en los dibujos.

Se da a conocer un resorte de plastómero para su uso en una bomba de fluido, incluyendo el resorte una primera parte de extremo y una segunda parte de extremo y una o más secciones de resorte entre las mismas, que conectan la primera parte de extremo a la segunda parte de extremo y pueden comprimirse en una dirección axial del resorte desde un estado inicial hasta un estado comprimido, en el que la primera parte de extremo define una cámara de válvula para recibir de manera cautiva un elemento de válvula móvil, incluyendo la cámara de válvula un asiento de válvula contra el que puede sellarse el primer elemento de válvula para evitar el flujo de fluido a través de la cámara de válvula. Proporcionar un elemento de válvula cautiva aporta una libertad de diseño considerablemente mayor en el diseño de esta válvula. La válvula puede ser o bien la válvula de entrada o bien la válvula de salida o bien ambas según otros aspectos de la configuración. En una realización, se proporciona como una válvula de entrada con flujo a través del asiento de válvula más allá del elemento de válvula móvil hasta la cámara de válvula.

La cámara de válvula incluye un elemento de soporte de válvula y una tapa. El elemento de soporte de válvula y la tapa pueden sellarse entre sí para definir la cámara de válvula. Una función del elemento de soporte de válvula puede ser garantizar que se guíe correctamente el elemento de válvula de la cámara de válvula. Una función de la tapa puede ser permitir el posicionamiento del elemento de válvula dentro de la cámara de válvula durante un proceso de fabricación o permitir que el resorte se moldee de manera integrada como una única pieza. El asiento de válvula puede definirse alrededor de una abertura a través de la tapa. La abertura puede ser una abertura de entrada a la cámara de válvula, la cual puede cerrarse por el elemento de válvula móvil. También son posibles otras configuraciones, por ejemplo, el asiento de válvula puede definirse en un extremo de la cámara de válvula opuesto a la tapa y/o la abertura en la tapa puede configurarse como una abertura de salida desde la cámara de válvula.

La tapa puede fabricarse como un componente separado del elemento de soporte de válvula y/o el resto del resorte. No obstante, con el fin de reducir el número de componentes y facilitar el ensamblaje, o por otras razones, también puede formarse de manera integrada con la cámara de válvula. Esto puede conseguirse usando una bisagra o una banda o una tira integrada de material de plastómero. La tapa puede cerrarse simplemente sobre el elemento de soporte de válvula y puede sujetarse en su sitio por otros medios, por ejemplo, encolado, fijación por soldadura o de otro modo. Como alternativa, la tapa y el elemento de soporte de válvula pueden disponerse para engancharse mecánicamente juntos mediante un ajuste a presión, por tapón o con otro apriete.

El elemento de válvula puede ser un elemento que flota libremente, accionado solo por la gravedad, el flujo de fluido o un campo externo tal como un campo magnético. Como alternativa, puede estar atado o polarizado directamente. Puede tener cualquier forma adecuada, como esférica, hemisférica, forma de bala, discoidal o cualquier otra, dependiendo de la forma del asiento de válvula y la cámara de válvula. Puede ser sólido, hueco o parcialmente hueco.

En una realización, el resorte también puede incluir un resorte polarizado dentro de la cámara de válvula para polarizar el elemento de válvula móvil contra el asiento. La fuerza del resorte polarizado puede adaptarse según la naturaleza del fluido que va a bombearse y/o la respuesta deseable del funcionamiento de la válvula. El resorte polarizado puede tener cualquier forma adecuada, como helicoidal, resorte de láminas o similares y puede fabricarse de cualquier material adecuado, como metales, gomas y plastómeros. También puede tener un diseño similar a las secciones de resorte.

Tal como se ha comentado anteriormente, poder fabricar una bomba con un número mínimo de componentes proporciona una ventaja considerable. Esto reduce el número de etapas de producción y también reduce el número de etapas de ensamblaje. No obstante, puede provocar una mayor complejidad de diseño, que hace que las herramientas de moldeo sean más caras. La elección de si fabricar partes de la combinación de válvula de resorte de manera integrada o por separado es, por tanto, un compromiso entre estos dos criterios. En una realización, el resorte polarizado y/o el elemento de válvula móvil pueden formarse de manera integrada con la primera parte de extremo. El resorte polarizado y/o el elemento de válvula móvil pueden moldearse en una posición dentro de la cámara de válvula o pueden moldearse en una posición en despiece ordenado y plegarse dentro de la cámara de válvula durante el ensamblaje. El resorte polarizado y/o el elemento de válvula móvil también pueden moldearse de manera integrada y, después, separarse (parcialmente) entre sí durante el ensamblaje.

Otra consideración con respecto a la elección de moldeo integrado o fabricación separada radica en las propiedades del material de los respectivos componentes. Si el resorte, el elemento de válvula y el resorte polarizado se moldean de manera integrada, esto puede limitarlos a que sean todos del mismo material. En determinadas circunstancias, puede ser deseable fabricar uno de estos elementos de un material diferente. Este puede ser el caso si se desea hacer el elemento de válvula de un material más denso que el resorte, por ejemplo, metálico o cerámico. Como alternativa, puede ser deseable formar el resorte polarizado para que tenga una constante de resorte que no pueda conseguirse fácilmente con el material de plastómero usado para las secciones de resorte del propio resorte.

Con referencia al resorte ya sus respectivas secciones de resorte, se observa que, al proporcionar un elemento de plastómero, que puede ponerse en funcionamiento en una dirección axial de esta manera, puede obtenerse un resorte estable que no se tuerce o se deforma de otra manera durante la compresión y puede fabricarse fácilmente mediante moldeo por inyección en una única pieza. A diferencia de los resortes metálicos, mediante el uso de materiales poliméricos, el resorte puede hacerse compatible con múltiples fluidos de limpieza diferentes, sin riesgo de corrosión o contaminación. Además, puede facilitarse el reciclaje de la bomba, dado que otros elementos de la bomba también son de material polimérico.

Las secciones de resorte pueden tener forma de rombo, unidas en esquinas adyacentes. En el presente contexto, la referencia a "forma de rombo" no pretende limitar las secciones de resorte a la forma geométrica específica que tiene lados planos y esquinas puntiagudas. El experto entenderá que la forma pretende indicar una forma moldeable por inyección que permitirá un plegado elástico, mientras se usan las propiedades materiales del plastómero para generar una fuerza restauradora. Además, puesto que la elasticidad de la estructura proviene al menos parcialmente del material en las regiones de esquina, estas pueden reforzarse, curvarse, redondearse al menos parcialmente o similares con el fin de optimizar la característica de resorte requerida. En una realización, cada sección de resorte incluye cuatro láminas planas unidas entre sí a lo largo de líneas de bisagra que son paralelas entre sí y perpendiculares a la dirección axial. En este contexto, plano pretende indicar planar. La configuración resultante también puede describirse como similar a una concertina.

Las láminas planas pueden tener un grosor constante en su zona. El grosor puede ser de entre 0,5 mm y 1,5 mm, dependiendo del material usado y el diseño geométrico de la bomba y el resorte. Por ejemplo, se ha encontrado que un grosor de entre 0,7 y 1,2 mm ofrece unas características de plegado excelentes en el caso de láminas que tienen una longitud entre líneas de bisagra de alrededor de 7 mm. Dicho de otro modo, la razón del grosor de la lámina con respecto a su longitud puede ser de alrededor de 1:10, pero puede oscilar entre una razón de 1:5 a una razón de 1:15. El experto se dará cuenta de que, para un material dado, esta razón será importante a la hora de determinar la constante de resorte del resorte resultante. En una alternativa, las láminas pueden ser más gruesas en su línea central y pueden reducirse o rebajarse hacia sus bordes. Este rebajamiento puede ser ventajoso desde una perspectiva de moldeo, que permite una extracción más fácil del molde. También sirve para concentrar la mayoría de la fuerza de resorte en la línea central. Cuando el resorte se sitúa en un alojamiento cilíndrico, esta es la parte del resorte que proporciona la mayoría de la fuerza restauradora.

Además, como una medida para permitir la instalación del resorte en un alojamiento cilíndrico o una cámara de bomba, las secciones de resorte pueden tener bordes curvos. Entonces, el resorte puede tener una configuración generalmente circular, tal como se observa en la dirección axial, es decir, puede definir un perfil cilíndrico. Se entenderá que el tamaño de los bordes curvos dependerá de si el resorte es cilíndrico en su estado inicial no sometido a tensión o en su estado comprimido o en una posición intermedia entre estos dos extremos, por ejemplo, en su estado comprimido.

La configuración exacta del resorte dependerá de las características requeridas en términos de extensión y constante de resorte. Un factor importante a la hora de determinar el grado de extensión del resorte es la geometría inicial de las formas romboides de las secciones de resorte. En una realización, las secciones de resorte, en su estado inicial, se unen en esquinas adyacentes que tienen un ángulo interno a de entre 90 y 120 grados. En un resorte totalmente relajado, el ángulo a puede ser de entre 60 y 160 o entre 100 y 130 grados, dependiendo de las geometrías y los materiales usados para el resorte, así como el cuerpo de la bomba. Por lo general, el ángulo a es ligeramente mayor cuando el resorte se inserta en la cámara de bomba y en su fase inicial antes de que se produzca la compresión de la bomba, por ejemplo, de 5 a 10 grados mayor que para un resorte totalmente relajado. Para un resorte en su estado comprimido, el ángulo a aumenta hacia 180 grados y, por ejemplo, puede ser de desde 160 hasta 180 grados en un estado comprimido. Por ejemplo, el ángulo a puede ser de 120 grados para un resorte en un estado inicial y de 160 grados para un resorte en un estado comprimido.

Una característica particularmente deseable del resorte dado a conocer es su capacidad para experimentar una reducción significativa de su longitud. Por ejemplo, las secciones de resorte pueden disponerse para comprimirse desde una configuración abierta hasta una configuración sustancialmente plana en la que las secciones de resorte o las láminas se encuentran cerradas una contra la otra, es decir, los lados adyacentes de las secciones de resorte con forma de rombo se vuelven coplanares.

En una realización particular, cada sección de resorte puede ser capaz de comprimirse axialmente hasta menos de un 60% o menos de un 50 % de su longitud sin compresión. La reducción general de longitud dependerá del número de secciones de resorte y, en funcionamiento real, puede no haber ni necesidad ni deseo de comprimir cada sección de resorte al máximo. En una realización particular, el resorte puede incluir al menos tres secciones de resorte que pueden tener una geometría idéntica. Una realización particular tiene cinco secciones de resorte, que ofrecen un buen compromiso entre estabilidad e intervalo de compresión.

El experto tendrá conocimiento de diversos materiales poliméricos que podrían proporcionar las propiedades elásticas deseadas requeridas para conseguir la compresión y la recuperación sin pérdidas de histéresis excesivas. Los polímeros termoplásticos que pueden funcionar como elastómeros suelen denominarse plastómeros. En el presente contexto, las referencias a un material de plastómero pretenden incluir todos los elastómeros termoplásticos que son elásticos a temperatura ambiente y se vuelven plásticamente deformables a temperaturas elevadas, de manera que puedan procesarse como una masa fundida y extrudirse o moldearse por inyección.

El resorte de plastómero puede formarse mediante moldeo por inyección y, según un aspecto particularmente significativo, el resorte puede formarse de manera integrada con elementos adicionales, por ejemplo, los requeridos para su funcionamiento como parte de una bomba de fluido. En particular, las partes de extremo primera y segunda pueden formarse para interactuar con otros componentes de la bomba para mantener el resorte en su posición. En una realización, pueden formar tapones cilíndricos o en parte cilíndricos. Las partes de extremo primera y segunda también pueden formarse con pasos o canales que permitan el flujo de fluido a lo largo del resorte más allá o a través de estas respectivas partes.

En una realización, el resorte puede incluir, además, un segundo elemento de válvula formado de manera integrada. El segundo elemento de válvula formado de manera integrada puede ser idéntico al primer elemento de válvula o no. En una realización, el segundo elemento de válvula puede incluir un margen circunferencial formado en la segunda parte de extremo, que sobresale hacia afuera y se extiende lejos de la primera parte de extremo. El segundo elemento de válvula puede rodear la segunda parte de extremo o extenderse axialmente más allá de la segunda parte de extremo. En una realización, el segundo elemento de válvula puede ser cónico o frustocónico, ensanchándose en una dirección alejada de la primera parte de extremo. La integración de uno o más elementos de válvula con el resorte reduce el número de componentes que deben fabricarse y también simplifica las operaciones de ensamblaje. Dado que estos componentes son del mismo material, su eliminación también puede ser una única operación.

La bomba de fluido puede incluir un cuerpo de bomba que tiene una cámara de bomba alargada que rodea el resorte y que se extiende desde una entrada de la bomba adyacente a la primera parte de extremo hasta una salida de la bomba adyacente a la segunda parte de extremo. Tal como se indicó anteriormente, la cámara de bomba puede ser cilíndrica y el resorte también puede tener un perfil exterior que sea cilíndrico con el fin de coincidir con y ajustarse a la cámara de bomba. El resorte puede tener una forma en sección transversal externa que corresponde a una sección transversal interna de la cámara de bomba. En una realización, la cámara de bomba es cilíndrica y el resorte define una envoltura generalmente cilíndrica en esta región.

Tal como se indicó anteriormente, el material para el cuerpo de la bomba y/o el resorte puede ser un plastómero. Un plastómero puede definirse por sus propiedades, tales como la dureza Shore, la temperatura de fragilidad y la temperatura de ablandamiento Vicat, el módulo de flexión, la resistencia a la tracción definitiva y el índice de fusión. Dependiendo, por ejemplo, del tipo de fluido que va a dispensarse, y el tamaño y la geometría del cuerpo de la bomba o resorte, el material de plastómero usado en la bomba puede variar de un material suave a uno duro. El material de plastómero que forma al menos el resorte puede tener, por tanto, una dureza Shore de desde 50 Shore A (ISO 868, medida a 23 grados C) hasta 70 Shore D (ISO 868, medida a 23 grados C). Pueden obtenerse resultados óptimos usando un material de plastómero que tenga una dureza Shore A de entre 70 y 95 o una dureza Shore D de entre 20 y 50, por ejemplo, una dureza Shore A de entre 75 y 90. Además, el material de plastómero puede tener una temperatura de fragilidad (ASTM D476) menor de -50 grados Celsius, por ejemplo, de desde -90 hasta -60 grados C, y una temperatura de ablandamiento Vicat (ISO 306/SA) de entre 30 y 90 grados Celsius, por ejemplo, de entre 40 y 80 grados C. Los plastómeros pueden tener adicionalmente un módulo de flexión en el intervalo de entre 15 y 40 MPa, de entre 20 y 30 MPa o de entre 25 y 27 MPa (ASTM D-790). Asimismo, los plastómeros pueden tener una resistencia a la tracción definitiva en el intervalo de entre 3 y 10 MPa o de entre 5 y 8 MPa (ASTM D-638). Además, el índice del flujo de fusión puede ser de al menos 10 dg/min, o en el intervalo de entre 20 y 50 dg/min (norma ISO 1133-1, medida a 190 grados C).

Los plastómeros adecuados incluyen polímeros naturales y/o sintéticos. Los plastómeros particularmente adecuados incluyen copolímero en bloque de estireno, poliolefinas, aleaciones elastoméricas, poliuretanos termoplásticos, copoliésteres termoplásticos y poliamidas termoplásticas. En el caso de las poliolefinas, la poliolefina puede usarse como una mezcla de al menos dos poliolefinas diferentes y/o como un copolímero de al menos dos monómeros diferentes. En una realización, se usan plastómeros del grupo de las mezclas de poliolefina termoplástica o, en algunos casos, del grupo de copolímeros de poliolefina. Un grupo particular de plastómeros es el grupo de copolímeros de etileno-alfa-olefina. Entre estos, se ha demostrado que los copolímeros de estileno-1-octeno son particularmente adecuados, en especial aquellos que tienen las propiedades tal como se definieron anteriormente. Plastómeros adecuados están disponibles a partir de ExxonMobil Chemical Co., así como Dow Chemical Co.

Se entenderá que el resorte puede incorporarse a la bomba de numerosas maneras diferentes para ayudar en la acción de bombeo. En una realización particular, la cámara de bomba puede comprimirse junto con el resorte en la dirección axial. Esto puede conseguirse al dotar a la cámara de bomba de una pared flexible que se deforme durante la compresión de la cámara de bomba, por ejemplo, en forma de fuelle o tubo estirable. En una realización, la pared flexible puede invertirse o enrollarse a medida que se comprime el resorte. La constante de resorte general de la bomba será, entonces, el efecto combinado del resorte y la cámara de bomba. El resorte puede proporcionar soporte a la cámara de bomba durante su deformación. En este contexto, el soporte pretende indicar que evita la deformación descontrolada de la cámara de bomba hasta una posición en la que pueda no ser capaz de restaurarse a sí misma. También puede ayudar a controlar la deformación para garantizar una recuperación más constante durante la carrera de vuelta. Se observa que el cuerpo de la bomba o la cámara de bomba también pueden proporcionar soporte al resorte con el fin de permitir su compresión axial de la manera deseada.

Con el fin de que el resorte y el cuerpo de la bomba funcionen de manera eficaz juntos, las partes de extremo primera y segunda pueden engancharse con la entrada de la bomba y la salida de la bomba respectivamente para conservar tal enganche durante la compresión de la cámara de bomba. Con este fin, las partes de extremo pueden tener forma de tapones, tal como se describió anteriormente, que se ajustan perfectamente a rebajos cilíndricos en la entrada y la salida respectivamente, mientras permiten el paso del fluido.

Según una realización, el resorte y el cuerpo de la bomba pueden moldearse por inyección del mismo material. Esto es especialmente ventajoso desde la perspectiva del reciclaje y reduce los flujos de material durante la fabricación.

Todavía más ventajosamente, debido al diseño eficiente comentado anteriormente, toda la construcción de la bomba de fluido puede conseguirse usando solo dos componentes, concretamente el cuerpo de la bomba y el resorte, por lo que el resorte incluye una válvula de entrada unilateral y el cuerpo de la bomba y el resorte interactúan para definir una válvula de salida unilateral. Tal como se comentará adicionalmente a continuación, el elemento de válvula móvil se retiene dentro de la cámara de válvula y se sella contra el asiento de válvula para formar la válvula de entrada mientras el segundo elemento de válvula puede engancharse contra una pared de la salida de la bomba para formar la válvula de salida.

En una realización particular, la cámara de válvula incluye una tapa, tal como se comentó anteriormente y a continuación en el presente documento, y el cuerpo de la bomba engancha y retiene la tapa. La tapa puede definir una abertura a la cámara de válvula y la retención de la tapa por el cuerpo de la bomba puede ser una conexión de sellado de manera que no pueda pasar un flujo alrededor de la tapa, es decir, entre la tapa y el cuerpo de la bomba. Adicional o alternativamente, la tapa puede sellarse al elemento de soporte de válvula que define la cámara de bomba. El cuerpo de la bomba puede servir para enganchar de manera mecánica la tapa contra el elemento de soporte de válvula. En una realización, el cuerpo de la bomba tiene una ranura anular y el elemento de soporte de válvula tiene un elemento anular que se engancha con la ranura anular. La tapa también puede engancharse en una ranura anular de este tipo, por ejemplo, junto con el elemento anular.

Pueden usarse diversos procedimientos de fabricación para formar la bomba, como moldeo por soplado, formación en caliente, impresión tridimensional y otros métodos. Algunos o todos los elementos que forman la bomba pueden fabricarse mediante moldeo por inyección. En una realización particular, el cuerpo de la bomba y el resorte se forman cada uno mediante moldeo por inyección. El cuerpo de la bomba y el resorte pueden ser ambos del mismo material o cada uno puede optimizarse de manera independiente usando diferentes materiales. Tal como se comentó anteriormente, el material puede optimizarse para sus cualidades plastoméricas y también para su idoneidad para el moldeo por inyección. Además, aunque en una realización el resorte se fabrica de un único material, no se excluye que pueda fabricarse de múltiples materiales.

En caso de que el resorte se forme de manera integrada para incluir válvulas de entrada y salida, el diseñador hará frente a dos requisitos contradictorios, que dependen en gran medida del fluido que se bombeará:

1. Las válvulas tienen que ser lo suficientemente flexibles como para permitir un buen sellado;

2. El resorte tiene que ser lo suficientemente firme como para proporcionar la constante de resorte requerida para bombear el fluido.

La divulgación se refiere, además, a un conjunto de bomba que incluye una bomba tal como se describió anteriormente, y un par de manguitos dispuestos para interactuar de manera deslizable para guiar la bomba durante una carrera de bombeo, que incluye un manguito fijo enganchado con la entrada de la bomba y un manguito deslizante enganchado con la salida de la bomba. El manguito fijo y el manguito deslizante pueden tener superficies de retención que interactúan mutuamente que evitan su separación y definen la carrera de bombeo. Además, el manguito fijo puede incluir un enchufe que tiene una parte macho que se extiende axialmente y la entrada de la bomba tiene un diámetro exterior, dimensionado para engancharse dentro del enchufe e incluye una parte de funda, enrollada sobre sí misma para recibir la parte macho.

Asimismo, la divulgación se refiere a un paquete de dispensación de fluido desechable, que incluye una bomba tal como se describió anteriormente o un conjunto de bomba tal como se describió anteriormente, conectado de manera sellada a un recipiente de producto plegable.

La divulgación proporciona, además, una válvula formada de manera integrada que comprende un elemento de válvula cautiva tal como se describió anteriormente o tal como se describirá adicionalmente a continuación. La válvula formada de manera integrada comprende un elemento de soporte de válvula y una tapa, conectados de manera integrada entre sí por una bisagra flexible y formando en conjunto una cámara de válvula, comprendiendo la tapa una abertura de entrada a la cámara de válvula. La válvula comprende, además, un elemento de válvula que tiene un resorte polarizado, formado de manera integrada junto con el elemento de soporte de válvula, actuando el resorte polarizado para polarizar el elemento de válvula contra un asiento de válvula formado alrededor de la abertura de entrada.

Breve descripción de las figuras

Las características y las ventajas de la presente divulgación se apreciarán tras referirse a los siguientes dibujos de numerosas realizaciones a modo de ejemplo, en los que:

a figura 1 muestra una vista en perspectiva de un sistema de dispensación;

a figura 2 muestra el sistema de dispensación de la figura 1 en una configuración abierta;

a figura 3 muestra una vista lateral de un recipiente desechable y un conjunto de bomba;

as figuras 4A y 4B muestran vistas en sección transversal parcial de la bomba de la figura 1 en funcionamiento; a figura 5 muestra una vista en perspectiva en despiece ordenado del conjunto de bomba de la figura 3;

a figura 6 muestra una vista en perspectiva del resorte de la figura 5;

a figura 7 muestra una vista en sección transversal delantera del resorte de la figura 6;

a figura 8 muestra una vista lateral del resorte de la figura 6;

a figura 9 muestra una vista desde arriba del resorte de la figura 6;

a figura 10 muestra una vista desde debajo del resorte de la figura 6;

a figura 11 muestra una vista en sección transversal a través del resorte de la figura 8 a lo largo de la línea XI-XI; a figura 12 muestra una vista delantera de la cámara de bomba de la figura 5;

a figura 13 muestra una vista desde abajo del cuerpo de la bomba dirigido hacia la salida de la bomba;

a figura 14 es una vista en sección transversal longitudinal del cuerpo de la bomba tomada en la dirección XIV-XIV en la figura 13;

as figuras 15 a 18 son vistas en sección transversal a través del conjunto de bomba de la figura 3 en diversas fases de funcionamiento;

a figura 17A es un detalle en perspectiva de la salida de la bomba de la figura 17;

a figura 18A es un detalle en perspectiva de la entrada de la bomba de la figura 18 con la válvula de entrada abierta;

a figura 19 es un detalle de la primera parte de extremo del resorte de la figura 6, tal como se moldeó;

a figura 20 es una vista delantera de una segunda realización de un resorte según la presente divulgación; a figura 21 es un detalle de la primera parte de extremo del resorte de la figura 20; y

a figura 22 es un detalle de la primera parte de extremo de una tercera realización de un resorte según la presente divulgación.

Descripción de las realizaciones ilustrativas

La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un sistema de dispensación 1 en el que puede implementarse la presente divulgación según las reivindicaciones adjuntas. El sistema de dispensación 1 incluye un dispensador 100 reutilizable del tipo usado en baños y similares disponible bajo el nombre Tork™ de SCA HYGIENE PRODUCTS AB. El dispensador 100 se describe con más detalle en el documento WO2011/133085. Se entenderá que esta realización es únicamente a modo de ejemplo y que la presente invención también puede implementarse en otros sistemas de dispensación.

El dispensador 100 incluye una cubierta trasera 110 y una cubierta delantera 112 que se enganchan entre sí para formar un alojamiento 116 cerrado que puede sujetarse usando un fiador 118. El alojamiento 116 se fija a una pared u otra superficie mediante una parte de fijación 120. En un lado inferior del alojamiento 116, hay un accionador 124, por el que el sistema de dispensación 1 puede ponerse en funcionamiento manualmente para dispensar una dosis de fluido de limpieza o similares. El funcionamiento, tal como se describirá adicionalmente a continuación, se describe en el contexto de un accionador manual, pero la invención es igualmente aplicable a un accionamiento automático, por ejemplo, usando un motor y un sensor.

La figura 2 muestra una vista en perspectiva del dispensador 100 con el alojamiento 116 en la configuración abierta y con un recipiente desechable 200 y un conjunto de bomba 300 contenido en el mismo. El recipiente 200 es un recipiente plegable de 1000 ml del tipo descrito en el documento WO2011/133085 y también en el documento WO2009/104992. El recipiente 200 tiene, en general, forma cilíndrica y está hecho de polietileno. El experto entenderá que otros volúmenes, formas y materiales son igualmente aplicables y que el recipiente 200 puede adaptarse según la forma del dispensador 100 y según el fluido que va a dispensarse.

El conjunto de bomba 300 tiene una configuración exterior que corresponde sustancialmente a la descrita en el documento WO2011/133085. Esto permite que el conjunto de bomba 300 se use de manera intercambiable con dispensadores 100 existentes. No obstante, la configuración interior del conjunto de bomba 300 es diferente tanto de la bomba del documento WO2011/133085 como de la del documento WO2009/104992, tal como se describirá adicionalmente a continuación.

La figura 3 muestra una vista lateral del recipiente desechable 200 y el conjunto de bomba 300. Tal como puede verse, el recipiente 200 incluye dos partes. Una parte trasera 210 dura y una parte delantera 212 blanda. Ambas partes 210, 212 están hechas del mismo material, pero tienen diferentes grosores. A medida que el recipiente 200 se vacía, la parte delantera 210 se pliega hacia la parte trasera a medida que el líquido se dispensa por el conjunto de bomba 300. Esta construcción evita el problema con una acumulación de vacío dentro del recipiente 200. El experto entenderá que, aunque esto es un ejemplo para la forma del recipiente, también pueden usarse otros tipos de depósitos en el contexto de la presente divulgación, incluidos, pero sin limitarse a, bolsos, bolsas, cilindros y similares, tanto cerrados como abiertos a la atmósfera. El recipiente puede llenarse con jabón, detergente, desinfectante, fórmula para el cuidado de la piel, cremas hidratantes o cualquier otro fluido adecuado e incluso medicamentos. En la mayoría de los casos, el fluido será acuoso, aunque el experto entenderá que pueden usarse otras sustancias cuando sea apropiado, incluidos aceites, disolventes, alcoholes y similares. Además, aunque se hará referencia a continuación a líquidos, el dispensador 1 también puede dispensar fluidos tales como dispersiones, suspensiones o material particulado.

En el lado inferior del recipiente 200, se proporciona un cuello rígido 214 dotado de una brida de conexión 216. La brida de conexión 216 se engancha con un manguito fijo 310 del conjunto de bomba 300. El conjunto de bomba 300 también incluye un manguito deslizante 312, que termina en un orificio 318. El manguito deslizante 312 soporta una brida de accionamiento 314 y el manguito fijo tiene una brida de localización 316. Ambos manguitos 310, 312 se moldean por inyección de policarbonato, aunque el experto será muy consciente de que pueden usarse otros materiales moldeables y relativamente rígidos. En uso, tal como se describirá con más detalle a continuación, el manguito deslizante 312 puede desplazarse una distancia D con respecto al manguito fijo 310 con el fin de realizar una única acción de bombeo.

Las figuras 4A y 4B muestran vistas en sección transversal parcial a través del dispensador 100 de la figura 1, que ilustran el conjunto de bomba 300 en funcionamiento. Según la figura 4A, la brida de localización 316 se engancha mediante una ranura de localización 130 en la cubierta trasera 110. El accionador 124 se pivota en el pivote 132 hacia la cubierta delantera 112 e incluye una parte de enganche 134 que se engancha debajo de la brida de accionamiento 314.

La figura 4B muestra la posición del conjunto de bomba 300 una vez que un usuario ha ejercido una fuerza P en el accionador 124. En esta vista, el accionador 124 ha rotado en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del pivote 132, lo que provoca que la parte de enganche 134 actúe contra la brida de accionamiento 314 con una fuerza F, lo que provoca que se mueva hacia arriba. Hasta ahora, el sistema de dispensación 1 y su funcionamiento es esencialmente el mismo que el del sistema existente conocido a partir del documento WO2011/133085.

La figura 5 muestra una vista en perspectiva en despiece ordenado del conjunto de bomba 300 de la figura 3, que ilustra el manguito fijo 310, el manguito deslizante 312, el resorte 400 y el cuerpo de la bomba 500 alineados axialmente a lo largo del eje A. El manguito fijo 310 se proporciona en su superficie exterior con tres guías que se extienden axialmente 340, teniendo cada una de ellas una superficie de retención 342. El manguito deslizante 312 está dotado de tres muescas que se extienden axialmente 344 a través de su superficie exterior, cuyas funciones se describirán adicionalmente a continuación.

La figura 6 muestra una vista en perspectiva a escala ampliada del resorte 400, que se moldea por inyección en una única pieza a partir de material de etileno-octeno de ExxonMobil Chemical Co. El resorte 400 incluye una primera parte de extremo 402 y una segunda parte de extremo 404 alineadas entre sí a lo largo del eje A y unidas por una pluralidad de secciones de resorte 406 con forma de rombo. En esta realización, se muestran cinco secciones de resorte 406, aunque el experto entenderá que pueden estar presentes más o menos secciones de este tipo según la constante de resorte requerida. Cada sección de resorte 406 incluye cuatro láminas planas 408, unidas entre sí a lo largo de líneas de bisagra 410 que son paralelas entre sí y perpendiculares al eje A. Las láminas 408 tienen bordes curvos 428 y las secciones de resorte 406 se unen en esquinas adyacentes 412.

La primera parte de extremo 402 incluye un elemento de soporte de válvula 416 cilíndrico y una tapa 442 conectados entre sí por una bisagra 444. Una abertura de salida 418 se forma a través del elemento de soporte de válvula 416.

La segunda parte de extremo 404 tiene una pestaña 430 y un cuerpo con forma frustocónica 432 que se estrecha en una dirección alejada de la primera parte de extremo 402. En su superficie exterior, el cuerpo con forma frustocónica 432 se forma con dos pasos de flujo 434 diametralmente opuestos. En su extremo, está dotado de un segundo elemento de válvula 436 formado de manera integrada que sobresale de forma cónica hacia afuera y que se extiende lejos de la primera parte de extremo.

Las figuras 7 a 10 son respectivas elevaciones en sección transversal delanteras, laterales y de los extremos primero y segundo del resorte 400.

Empezando por la figura 7, la primera parte de extremo 402 se muestra en una vista en sección transversal con la tapa 442 parcialmente abierta. Tal como puede observarse, el elemento de soporte de válvula 416 es hueco, lo que define una cámara de válvula 413 en la que se sitúa un primer elemento de válvula 420 que incluye un resorte polarizado 421. La cámara de válvulas 413 está cerrada por la tapa 442, que está dotada de una abertura de entrada 417 en el centro. Alrededor de la abertura de entrada 417 hay un asiento de válvula de entrada 446 contra el que puede sellarse el primer elemento de válvula 420. El elemento de soporte de válvula cilíndrico 416 se extiende hacia un elemento anular 414, que se engancha contra la tapa 442. La tapa 442 y el elemento anular 414 tienen diámetros idénticos tal como se explicará adicionalmente a continuación. También pueden verse dentro de la cámara de válvula 413 las acanaladuras 448, que se extienden en la dirección axial hacia la abertura de salida 418. Las acanaladuras 448 están escalonadas, por lo que el primer elemento de válvula 420 se retiene dentro de la cámara de válvula 413.

En esta vista, según la figura 7, puede verse claramente la forma de rombo de las secciones de resorte 406. El resorte 400 se representa en su estado no sometido a tensión y las esquinas 412 definen un ángulo interno a de alrededor de 115°. El experto se dará cuenta de que este ángulo puede ajustarse para modificar las propiedades del resorte y puede variar de desde 60 hasta 160 grados, desde 100 hasta 130 grados o entre 90 y 120 grados. También puede verse el cuerpo con forma frustocónica 432 de la segunda parte de extremo 404 con la pestaña 430 y el segundo elemento de válvula 436.

La figura 8 representa el resorte 400 en una vista lateral, observada en el plano de la forma de rombo de las secciones de resorte 406. En esta vista, pueden verse las líneas de bisagra 410, así como los bordes curvos 428. Cabe observar que las esquinas 412, en las que se unen las secciones de resorte 406 adyacentes, son significativamente más largas que las líneas de bisagra 410 en las que se unen las láminas planas 408 adyacentes.

La figura 9 es una vista hacia la primera parte de extremo 402 que muestra la tapa 442 con la abertura de entrada 417 y el primer elemento de válvula 420 dentro de la cámara de válvulas 413. La figura 10 muestra el resorte 400 observado desde el extremo opuesto a la figura 9, con el segundo elemento de válvula 436 en el centro y el cuerpo con forma frustocónica 432 de la segunda parte de extremo 404 detrás del mismo, interrumpido por los pasos de flujo 434. Detrás de la segunda parte de extremo 404, pueden verse los bordes curvos 428 de la sección de resorte 406 adyacente, que en esta vista definen una forma sustancialmente circular. En la realización mostrada, el elemento anular 414 es la parte más ancha del resorte 400.

La figura 11 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea XI-XI en la figura 8 que muestra la variación de grosor a través de las láminas planas 408 en la línea de bisagra 410. Tal como puede observarse, cada lámina 408 es más gruesa en su línea central en la ubicación Y-Y y se rebaja hacia los bordes curvos 428, que son más finos. Esta forma de sección decreciente concentra la fuerza del material del resorte hacia la línea central y la fuerza alrededor de la línea central y concentra la fuerza alrededor del eje A.

La figura 12 muestra el cuerpo de la bomba 500 de la figura 5 en elevación delantera con más detalle. En esta realización, el cuerpo de la bomba 500 también se fabrica del mismo material de plastómero que el resorte 400. Esto es ventajoso tanto en el contexto de fabricación como en el de eliminación, aunque el experto entenderá que pueden usarse diferentes materiales para las respectivas piezas. El cuerpo de la bomba 500 incluye una cámara de bomba 510, que se extiende desde una entrada de la bomba 502 hasta una salida de la bomba 504. La salida de la bomba 504 tiene un diámetro más pequeño que la cámara de bomba 510 y termina en una boquilla 512, que se cierra inicialmente por un cierre de torsión 514. Detrás de la boquilla 512 se sitúa un saliente anular 516. La entrada de la bomba 502 incluye una parte de funda 518 que se enrolla sobre sí misma y termina en un reborde grueso 520.

La figura 13 muestra una vista de extremo del cuerpo de la bomba 500 dirigida hacia la salida de la bomba 504. El cuerpo de la bomba 500 es rotacionalmente simétrico, con la excepción del cierre de torsión 514, que es rectangular. Puede verse la variación de diámetro entre la salida de la bomba 504, la cámara de bomba 510 y el reborde grueso 520.

La figura 14 es una vista en sección transversal longitudinal del cuerpo de la bomba 500 tomada en una dirección XIV-XIV en la figura 13. La cámara de bomba 510 incluye una pared flexible 530, que tiene una sección de pared gruesa 532 adyacente a la entrada de la bomba 502 y una sección de pared fina 534 adyacente a la salida de la bomba 504. La sección de pared fina 534 y la sección de pared gruesa 532 se unen en una transición 536. La sección de pared fina 534 se ahúsa en grosor desde la transición 536 con un grosor de pared decreciente hacia la salida de la bomba 504. La sección de pared gruesa 532 se ahúsa en grosor desde la transición 536 con un grosor de pared creciente hacia la entrada de la bomba 502. Además de las variaciones de los grosores de pared de la cámara de bomba 510, también se proporciona una ranura anular 540 dentro del cuerpo de la bomba 500 en la entrada de la bomba 502 y los resaltes de sellado 542 en una superficie exterior de la parte de funda 518. En la salida de la bomba 504, la boquilla 512 está rodeada por un desviador 513, en forma de saliente anular que se extiende axialmente hacia dentro hacia la cámara de bomba 510.

La figura 15 es una vista en sección transversal a través del conjunto de bomba 300 de la figura 3, que muestra el resorte 400, el cuerpo de la bomba 500 y los manguitos 310, 312, conectados entre sí en una posición previa a su uso. El manguito fijo 310 incluye un enchufe 330 que se abre hacia su lado superior. El enchufe 330 tiene una parte macho 332 que se extiende hacia arriba dimensionada para engancharse dentro de la parte de funda 518 del cuerpo de la bomba 500. El enchufe 330 también incluye levas 334 dirigidas hacia dentro en su superficie interior de un tamaño tal como para engancharse con la brida de conexión 216 en el cuello rígido 214 del recipiente 200 en una conexión a presión. El enganche de estas tres partes da como resultado un sello estanco a los fluidos, debido a la naturaleza flexible del material del cuerpo de la bomba 500 que se fija entre el material relativamente más rígido de la brida de conexión 216 y el manguito fijo 310. Además, los resaltes de sellado 542 en la superficie exterior de la parte de funda 518 se enganchan dentro del cuello rígido 214 en forma de tapón. En la realización representada, esta conexión es una conexión permanente, pero se entenderá que pueden proporcionarse, por ejemplo, otras conexiones liberables entre el conjunto de bomba 300 y el recipiente 200.

La figura 15 representa también el enganche entre el resorte 400 y el cuerpo de la bomba 500. La parte de entrada 402 del resorte 400 se dimensiona para ajustarse dentro de la entrada de la bomba 502 con el elemento anular 414 y la tapa 442 enganchados juntos en la ranura 540.

En el otro extremo del cuerpo de la bomba 500, la parte de salida 404 se engancha dentro de la salida de la bomba 504. La pestaña 430 tiene un diámetro mayor que la salida de la bomba 504 y sirve para colocar el cuerpo con forma frustocónica 432 y el segundo elemento de válvula 436 dentro de la salida de la bomba 504. El exterior de la salida de la bomba 504 también se engancha dentro del orificio 318 del manguito deslizante 312 con la boquilla 512 sobresaliendo ligeramente. El saliente anular 516 se dimensiona para ser ligeramente más grande que el orificio 318 y mantiene la salida de la bomba 504 en la posición correcta dentro del orificio 318. El segundo elemento de válvula 436 tiene un diámetro exterior que es ligeramente mayor que el diámetro interior de la salida de la bomba 504, por lo que también se aplica una ligera carga previa, suficiente para mantener un sello estanco a los fluidos en ausencia de cualquier presión externa.

La figura 15 también muestra cómo se enganchan los manguitos 310, 312 entre sí en funcionamiento. El manguito deslizante 312 tiene un diámetro ligeramente más grande que el manguito fijo 310 y lo rodea. Las tres guías axiales 340 en la superficie exterior del manguito fijo 310 se enganchan dentro de las respectivas muescas 344 en el manguito deslizante. En la posición mostrada en la figura 15, el resorte 400 está en su estado inicial que está sujeto a una ligera compresión previa y las superficies de retención 342 se enganchan contra la brida de accionamiento 314.

En la posición mostrada en la figura 15, el recipiente 200 y el conjunto de bomba 300 se conectan de manera permanente entre sí y se suministran y se eliminan como una única unidad desechable. La conexión a presión entre el enchufe 330 y la brida de conexión 216 en el recipiente 200 evita que el manguito fijo 310 se separe del recipiente 200. Las superficies de retención 342 evitan que el manguito deslizante 312 se vaya de su posición alrededor del manguito fijo 310 y el cuerpo de la bomba 500 y el resorte 400 se retienen dentro de los manguitos 310, 312.

La figura 16 muestra una vista similar a la figura 15 con el cierre de torsión 514 quitado. El conjunto de bomba 300 ya está preparado para su uso y puede instalarse en un dispensador 100 tal como se muestra en la figura 2. Para la siguiente descripción, la cámara de bomba 510 está llena de fluido que va a dispensarse, aunque se entenderá que en la primera abertura del cierre de torsión 514, la cámara de bomba 510 puede estar llena de aire. En este estado, el segundo elemento de válvula 436 se sella contra el diámetro interior de la salida de la bomba 504, evitando que cualquier fluido se salga a través de la boquilla 512. El resorte 400 se muestra solo a grandes rasgos por motivos de claridad.

La figura 17 muestra el conjunto de bomba 300 de la figura 16 a medida que se inicia el accionamiento de una carrera de dispensación, que corresponde a la acción descrita con respecto a las figuras 4A y 4B. Tal como se describió anteriormente con respecto a esas figuras, el enganche del accionador 124 por un usuario provoca que la parte de enganche 134 actúe contra la brida de accionamiento 314 ejerciendo una fuerza F. En esta vista, el recipiente 200 se ha omitido por motivos de claridad.

La fuerza F provoca que la brida de accionamiento 314 se salga del enganche con las superficies de retención 342 y que el manguito deslizante 312 se mueva hacia arriba con respecto al manguito fijo 310. Esta fuerza también se transmite por el orificio 318 y el saliente anular 516 hasta la salida de la bomba 504, provocando que esta se mueva hacia arriba junto con el manguito deslizante 312. Se evita el movimiento hacia arriba del otro extremo del cuerpo de la bomba 500 mediante el enganche de la entrada de la bomba 502 con el enchufe 330 del manguito fijo 310.

El movimiento del manguito deslizante 312 con respecto al manguito fijo 310 provoca la aplicación de una fuerza axial al cuerpo de la bomba 500. Esta fuerza se transmite a través de la pared flexible 530 de la cámara de bomba 510, que inicialmente empieza a plegarse en su punto más débil, concretamente, la sección de pared fina 534 adyacente a la salida de la bomba 504. A medida que la cámara de bomba 510 se pliega, su volumen se reduce y se expulsa fluido a través de la boquilla 512. El flujo invertido de fluido a través de la entrada de la bomba 502 se evita por el primer elemento de válvula 420, que se presiona contra el asiento de válvula de entrada 446 por el resorte polarizado 421 y la presión de fluido adicional dentro de la cámara de bomba 510.

Además, la fuerza se transmite a través del resorte 400 en virtud del enganche entre la pestaña 430 y la salida de la bomba 504 y el elemento anular 414 que se engancha en la ranura 540 en la entrada de la bomba 502. Esto provoca que se comprima el resorte 400, por lo que aumenta el ángulo interno a en las esquinas 412.

La figura 17A es un detalle en perspectiva de la salida de la bomba 504 de la figura 17, que muestra en mayor detalle cómo funciona el segundo elemento de válvula 436. En esta vista, el resorte 400 se muestra sin cortar. Tal como puede observarse, la sección de pared fina 534 se ha plegado al invertirse parcialmente sobre sí misma adyacente al saliente anular 516. Por debajo del saliente anular 516, la salida de la bomba 504 tiene una pared relativamente más gruesa y se soporta dentro del orificio 318, manteniendo su forma y evitando la deformación o el plegado. Tal como puede verse también en esta vista, la pestaña 430 se interrumpe en el paso de flujo 434, que se extiende a lo largo de la superficie exterior del cuerpo con forma frustocónica 432 hasta el segundo elemento de válvula 436. Este paso de flujo 434 permite que el fluido pase desde la cámara de bomba 510 hasta engancharse con el segundo elemento de válvula 436 y ejercer una presión en el mismo. La presión provoca que el material del segundo elemento de válvula 436 se flexione lejos del enganche con la pared interior de la salida de la bomba 504, por lo que el fluido puede atravesar el segundo elemento de válvula 436 y llegar a la boquilla 512. La manera exacta en la que se pliega el segundo elemento de válvula 436 dependerá del grado y la velocidad de aplicación de la fuerza F y otros factores tales como la naturaleza del fluido, la carga previa en el segundo elemento de válvula 436 y su material y sus dimensiones. Estos pueden optimizarse según sea necesario. También puede observarse en esta vista cómo el desviador 513 desvía el flujo dentro de la salida de la bomba 504. En particular, el flujo más allá del segundo elemento de válvula 436 no puede entrar directamente en la boquilla 512, sino que se desvía axialmente hacia arriba antes de invertirse hacia la boquilla en un chorro concentrado. Esto garantiza un flujo de salida más uniforme desde la boquilla 512. En este contexto, la divulgación también se refiere a una cámara de bomba que tiene una válvula de salida con forma de margen anular y una boquilla de salida central, proporcionándose un desviador entre la válvula de salida y la boquilla para desviar un flujo de líquido que atraviesa el margen anular en una dirección lejos de la boquilla.

La figura 18 muestra el conjunto de bomba 300 de la figura 17 en un estado totalmente comprimido al acabar una carrera de accionamiento. El manguito deslizante 312 se ha movido una distancia D hacia arriba con respecto a la posición inicial de la figura 16 y la brida de accionamiento 314 ha hecho tope con la brida de localización 316. En esta posición, la cámara de bomba 310 se ha plegado al máximo, por lo que la sección de pared fina 534 se ha invertido por completo. El resorte 400 también se ha plegado al máximo con todas las secciones de resorte 406 en forma de rombo plegadas por completo hasta una configuración sustancialmente plana en la que las láminas 408 se encuentran cerradas una contra la otra y, de hecho, todas las láminas 408 están casi paralelas entre sí. Cabe observar que, aunque se hace referencia a estados totalmente comprimidos y plegados, no es necesario que este sea el caso y el funcionamiento del conjunto de bomba 300 puede tener lugar solo en una parte del intervalo completo de movimiento de los respectivos componentes.

Como resultado del pliegue de las secciones de resorte 406, el ángulo interno a en las esquinas 412 se acerca a 180° y el diámetro total del resorte 400 en este punto aumenta. Tal como se ilustra en la figura 18, el resorte 400, que al principio estaba ligeramente separado de la pared flexible 530, se engancha hasta entrar en contacto con la cámara de bomba. Al menos en la región de la sección de pared fina 534, las secciones de resorte 406 ejercen una fuerza sobre la pared flexible 530, provocando su estiramiento.

Una vez que la bomba ha alcanzado la posición de la figura 18, no se produce ninguna compresión adicional del resorte 400 y el fluido deja de fluir a través de la boquilla 512. El segundo elemento de válvula 436 se cierra de nuevo hasta conseguir un enganche de sellado con la salida de la bomba 504. En la realización ilustrada, la carrera, definida por una distancia D, es de alrededor de 10 mm y el volumen de fluido dispensado es de alrededor de 1,1 ml. Se entenderá que estas distancias y volúmenes pueden ajustarse según se requiera.

Después de que el usuario libere el accionador 124 o se interrumpa la fuerza F de algún otro modo, el resorte 400 comprimido ejercerá una fuerza restauradora neta sobre el cuerpo de la bomba 500. El resorte representado en la presente realización ejerce una fuerza axial de 20N en su estado totalmente comprimido. Esta fuerza actúa entre el elemento anular 414 y la pestaña 430 y ejerce una fuerza restauradora entre la entrada de la bomba 502 y la salida de la bomba 504 para provocar que la cámara de bomba 510 se invierta hasta su estado original. El cuerpo de la bomba 500 por su enganche con los manguitos 310, 312 también provoca que estos elementos vuelvan a su posición inicial tal como se muestra en la figura 16.

A medida que el resorte 400 se expande, la cámara de bomba 510 también aumenta en volumen, lo que lleva a una subpresión dentro del fluido contenido dentro de la cámara de bomba 510. El segundo elemento de válvula 436 se cierra y cualquier subpresión provoca que el segundo elemento de válvula 436 se enganche de manera más segura contra la superficie interior de la salida de la bomba 504. La figura 18A muestra en detalle la primera parte de extremo 402 de la válvula 400 durante esta fase de funcionamiento. A medida que disminuye la presión dentro de la cámara de bomba 510, la presión relativamente mayor dentro del recipiente 200 provoca una fuerza neta sobre el primer elemento de válvula 420, que actúa hacia abajo contra la polarización del resorte polarizado 421. El primer elemento de válvula 420 se sale del enganche con el asiento de válvula de entrada 446, permitiendo que el fluido fluya hacia la cámara de bomba 510 a través de la cámara de válvula 413. También se observa en esta vista el cierre anular 415, que se engancha contra la sección de pared gruesa 532 de la cámara de bomba 510, evitando el paso de fluido a lo largo de la superficie exterior del elemento de soporte de válvula 416 cilíndrico.

Tal como se dará cuenta el experto, el resorte puede proporcionar una mayor fuerza restauradora durante la carrera de vuelta. Sin embargo, a medida que se extiende el resorte 400, su fuerza también puede aumentarse parcialmente por la presión radial que actúa sobre el mismo desde la pared flexible 530 de la cámara de bomba 510. La cámara de bomba 510 también puede ejercer su propia fuerza restauradora sobre el manguito deslizante 312 debido a la inversión de la sección de pared fina 534, que trata de volver a su forma original. Ni la fuerza restauradora del resorte 400 ni la de la cámara de bomba 510 es lineal, pero las dos puede adaptarse juntas para proporcionar una característica de resorte deseable. En particular, la cámara de bomba 510 puede ejercer una fuerza restauradora relativamente fuerte en la posición representada en la figura 17, en la que la pared flexible 530 acaba de empezar a invertirse. El resorte 400 puede ejercer su máxima fuerza restauradora cuando se comprime por completo en la posición según la figura 18.

El resorte 400 de las figuras 6 a 11 y el cuerpo de la bomba 500 de las figuras 12 a 14 se dimensionan para bombear un volumen de alrededor de 1 a 2 ml, por ejemplo, alrededor de 1,1 ml. En una bomba dimensionada para 1,1 ml, las láminas planas 408 tienen una longitud de alrededor de 7 mm, medidas como la distancia entre las líneas de bisagra 410 alrededor de las cuales se flexionan. Tienen un grosor en sus líneas centrales de alrededor de 1 mm. La longitud total del resorte es de alrededor de 58 mm. El cuerpo de la bomba 400 tiene una longitud total de alrededor de 70 mm, siendo la cámara de bomba 510 de alrededor de 40 mm y teniendo un diámetro interno de alrededor de 15 mm y un grosor de pared mínimo de alrededor de 0,5 mm. El experto entenderá que estas dimensiones son meramente a modo de ejemplo.

La bomba/el resorte puede desarrollar una resistencia máxima de entre 1 N y 50 N, o de entre 20 N y 25 N en compresión. Además, la polarización de la bomba/el resorte en la carrera inversa para una bomba vacía puede ser de entre 1 N y 50 N, de entre 1 N y 30 N, de entre 5 N y 20 N, o de entre 10 N y 15 N. En general, las fuerzas de polarización y compresión pueden depender de y ser proporcionales al volumen previsto de la bomba. Los valores dados anteriormente pueden ser adecuados para una carrera de bomba de 1 ml.

La figura 19 muestra una vista a escala ampliada de la primera parte de extremo 402 del resorte 400 de la figura 6, en una vista en sección transversal tal como se fabrica en una realización. Tal como puede observarse, la tapa 442 se une al elemento de soporte de válvula 416 por la bisagra 444. Esto permite que ambos componentes se moldeen de manera integrada entre sí y, posteriormente, se cierren mediante bisagra para formar la cámara de válvula 413. El primer elemento de válvula 420 y el resorte de polarización 421 son, en este caso, independientes del elemento de soporte de válvula 416 y, en su lugar, están conectados a la sección de resorte superior 406 en la línea de bisagra 410 por una banda 445, que posteriormente se rompe durante el ensamblaje. En esta vista, también puede apreciarse la construcción del primer elemento de válvula 420, que tiene una forma generalmente de bala con un agujero 423 que se abre en una dirección opuesta al resorte polarizado 421. El agujero 423 limita el grosor del material del primer elemento de válvula 420, reduciendo por tanto la posible deformación del componente durante el proceso de moldeo por inyección.

Las figuras 20 y 21 muestran una segunda realización de un resorte 1400, en la que elementos similares a la primera realización se designan con referencias similares precedidos por 1000. En la figura 20, el resorte se muestra en una elevación delantera que corresponde a la vista de la figura 7. El resorte 1400 es, por lo demás, idéntico al resorte 400, con la excepción de la construcción de la primera parte de extremo 1402. Tal como puede observarse en esta vista, la cámara de válvula 1413 está dotada de aberturas de salida 1418 en los lados delantero y trasero de un elemento de soporte de válvula 1416 con forma de estribo, que termina en su lado superior en el elemento anular 1414. El primer elemento de válvula 1420 con su resorte de polarización 1421 puede verse dentro de la cámara de válvula 1413. Tal como en la primera realización, la primera parte de extremo 1402 incluye una tapa 1442 conectada al elemento anular 1414 por una bisagra 1444.

La figura 21 muestra la primera parte de extremo 1402 del resorte 1400 en una vista en sección transversal a escala ampliada. En esta vista, puede apreciarse que el resorte polarizado 1421 se forma de manera integrada con la base de la cámara de válvula 1413. Las aberturas de salida 1418 y la forma de estribo del elemento de soporte de válvula 1416 permiten el acceso a herramientas de moldeo que permiten el moldeo por inyección del resorte 1400 en una única pieza con el primer elemento de válvula 1420 en su posición y la tapa 1442 conectada por la bisagra 1444. Durante el ensamblaje, la tapa 1442 solo necesita cerrarse sobre el elemento anular 1414 a medida que el resorte 1400 se inserta en el cuerpo de la bomba 500 correspondiente. La figura 21 también ilustra el cierre anular 1415 alrededor de la circunferencia exterior del elemento de soporte 1416.

La figura 22 muestra una tercera realización de un resorte 2400, que corresponde estrechamente con el resorte 1400 y en el que elementos similares se designan con referencias similares precedidos por 2000. En esta realización, la primera parte de extremo 2402 se muestra en sección transversal con la tapa 2442 cerrada. A diferencia de las realizaciones anteriores, la tapa 2442 está dotada de una guía central 2443 soportada dentro de la abertura de entrada 2417 por puntales 2449. La guía central 2443 se engancha dentro del agujero 2423 del primer elemento de válvula 2420 y ayuda a estabilizar el movimiento del primer elemento de válvula 2420 y mantenerlo alineado con el eje A. Además, en esta realización, el asiento de válvula 2446 se rebaja para formar un borde afilado para sellarse mejor, por ejemplo, con líquidos volátiles. Se entenderá que un asiento de válvula de este tipo puede formarse en cualquiera de las realizaciones anteriores también y que la elección del asiento de válvula dependerá del uso previsto particular.

Por tanto, la presente divulgación se ha descrito con referencia a las realizaciones comentadas anteriormente. Se reconocerá que estas realizaciones son susceptibles a diversas modificaciones y formas alternativas muy conocidas para los expertos en la técnica sin alejarse del alcance de la invención tal como se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

   i. Resorte de plastómero (400) para su uso en una bomba de fluido, comprendiendo el resorte una primera parte de extremo (402) y una segunda parte de extremo (404) y una o más secciones de resorte (406) entre las mismas, que conectan la primera parte de extremo a la segunda parte de extremo y que pueden comprimirse en una dirección axial del resorte desde un estado inicial hasta un estado comprimido, en el que la primera parte de extremo define una cámara de válvula (413) para recibir de manera cautiva un elemento de válvula móvil (420), incluyendo la cámara de válvula un asiento de válvula (446) contra el que puede sellarse el elemento de válvula para evitar el flujo de fluido a través de la cámara de válvula y un elemento de soporte de válvula (416), caracterizado porque la cámara de válvula comprende, además, una tapa (442), dispuesta para permitir el posicionamiento del elemento de válvula dentro de la cámara de válvula durante un proceso de fabricación.
2. 2. Resorte según la reivindicación 1, en el que el asiento de válvula se define alrededor de una abertura (417) a través de la tapa y/o en el que la tapa se forma de manera integrada con y se articula a la cámara de válvula.
3. 3. Resorte según cualquier reivindicación anterior, que comprende, además, un resorte polarizado (421) dentro de la cámara de válvula para polarizar el elemento de válvula móvil contra el asiento y en el que el resorte polarizado y/o el elemento de válvula móvil se forman preferiblemente de manera integrada con la primera parte de extremo.
4. 4. Resorte según cualquier reivindicación anterior, en el que cada sección de resorte comprende cuatro láminas planas (408) unidas entre sí a lo largo de líneas de articulación (410) que son paralelas entre sí y perpendiculares a la dirección axial, para definir una forma similar a un rombo y en el que las láminas se rebajan preferiblemente desde una línea central relativamente gruesa a unos bordes relativamente finos.
5. 5. Resorte según cualquier reivindicación anterior, en el que cada sección de resorte tiene uno o más de:

   a. bordes curvos (428) de manera que el resorte tiene una configuración generalmente circular, tal como se observa en la dirección axial;

   b. se dispone para comprimirse desde una configuración abierta hasta una configuración sustancialmente plana; o

   c. puede comprimirse axialmente hasta menos de un 60%, preferiblemente menos de un 50 % de su longitud sin compresión.
6. 6. Resorte según cualquier reivindicación anterior, en el que una pluralidad de secciones de resorte se unen en serie en esquinas adyacentes y se alinean entre sí en la dirección axial para conectar la primera parte de extremo a la segunda parte de extremo y en el que, preferiblemente, en su estado inicial las secciones de resorte se unen en esquinas adyacentes que tienen un ángulo interno de entre 60 y 160 grados.
7. 7. Resorte según la reivindicación 6, que comprende al menos tres secciones de resorte, preferiblemente idénticas.
8. 8. Resorte según cualquier reivindicación anterior, en el que al menos las secciones de resorte comprenden uno o más de:

   a. un material que tiene un módulo de flexión en el intervalo de entre 15 y 40 MPa, preferiblemente entre 20 y 30 MPa, más preferiblemente entre 25 y 27 MPa según ASTM D-790;

   b. un material que tiene una resistencia a la tracción definitiva en el intervalo de entre 3 y 10 MPa, preferiblemente entre 5 y 8 MPa según ASTM D-638;

   c. un material que tiene un índice del flujo de fusión de al menos 10 dg/min, más preferiblemente en el intervalo de entre 20 y 50 dg/min según la norma ISO 1133-1; y

   d. un copolímero de etileno-alfa-olefina, preferiblemente etileno-octano.
9. 9. Resorte según cualquier reivindicación anterior, que comprende, además, un segundo elemento de válvula (436) formado de manera integrada como un elemento circunferencial que sobresale hacia afuera, preferiblemente formado como uno de un disco plano y un margen circunferencial o un cono truncado que se extiende desde la segunda parte de extremo.
10. 10. Bomba que comprende: un cuerpo de bomba (500) que tiene una cámara de bomba alargada (510); y resorte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores situado dentro de la cámara de bomba y que se extiende desde una entrada de la bomba (502) adyacente a la primera parte de extremo hasta una salida de la bomba (504) adyacente a la segunda parte de extremo.
11. 11. Bomba según la reivindicación 10, en la que:

    la cámara de bomba puede comprimirse junto con el resorte en la dirección axial y

    la cámara de bomba comprende opcionalmente una pared flexible (530) que se invierte durante la compresión de la cámara de bomba.
12. 12. Bomba según cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11,

    a. en la que las partes de extremo primera y segunda se enganchan con la entrada de la bomba y la salida de la bomba respectivamente para conservar tal enganche durante la compresión de la cámara de bomba, o

    b. el cuerpo de la bomba y el resorte se moldean por inyección del mismo material o diferente, o c. el resorte comprende un elemento de válvula móvil (420) retenido dentro de la cámara de válvula para permitir el flujo de fluido a través de la cámara de válvula en una dirección desde la primera parte de extremo hacia la segunda parte de extremo, pero evitando el flujo en la dirección opuesta, o d. el cuerpo de la bomba y la segunda parte de extremo interactúan para definir una válvula de salida unilateral, permitiendo el flujo desde la primera parte de extremo hacia la segunda parte de extremo; o e. el cuerpo de la bomba se engancha y retiene la tapa.
13. 13. Conjunto de bomba (300) que comprende la bomba según la reivindicación 10 u 11, y un par de manguitos dispuestos para interactuar de manera deslizable para guiar la bomba durante una carrera de bombeo, que incluye un manguito fijo (310) enganchado con la entrada de la bomba y un manguito deslizante (312) enganchado con la salida de la bomba.
14. 14. Paquete de dispensación de fluido desechable, que comprende la bomba según cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11 o el conjunto de bomba según la reivindicación 12, conectados de manera sellada a un recipiente de producto plegable (200).
15. 15. Molde para el moldeo por inyección y que tiene la forma del resorte según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.