TWI483780B - 具有用於與分配器接合的可撓機構之泵 - Google Patents

Description

具有用於與分配器接合的可撓機構之泵

本申請要求享有於2008年9月11日提交的美國臨時專利申請序號61/191,739的優先權，該文獻已藉由引用全文併入本文。

本發明涉及一種具有用於與泡沫產品分配器接合的柔性機構的泡沫泵。更具體地，本發明涉及一種由泡沫泵支撐的柔性機構，該種柔性機構允許泵被定位在分配器內，並由分配器的致動支架(actuating carriage)容納。

泡沫泵領域中眾所周知的是，提供被***泡沫產品分配器外殼的再填充單元(refill unit)。該再填充單元包括產品貯存器和泵，並且被放置在分配器外殼中以構成產品分配器。分配器外殼的一部分，通常是蓋子，樞軸轉動，以便暴露由外殼界定的內腔，並允許在產品貯存器空置時移除再填充單元，並使用(較佳地)具有裝滿的產品貯存器的再填充單元更換。因此，分配器外殼可以被再次填充產品而不要求更換整個分配器。一般地，分配器包括當再填充單元被容納在其中時與泵連接或者以某種形式與泵接合的致動機構。分配器的致動機構可以為推桿，或者可以涉及分配器蓋子的樞軸轉動。

顯然，將再填充單元***分配器通常是困難的。經常地，泵和分配器外殼的致動機構之間的嚙合是複雜的，並且要求將泵和再填充單元精確對準以便由分配器外殼正確地容納。這可能引起困難，並且常常使安裝再填充單元的人受到些挫折。另外，如果不正確地***並且用了太大的力，則接合機構或分配器可能會被折斷，或者再填充單元可被致動，引起分配器內泡沫的分配。

和泡沫產品分配器關聯的另一個問題常常是在用戶在致動機構上用力過猛地按壓時發生的。施加到分配器的致動機構的高壓力被傳遞到泵，引起泡沫產品的剪切(shearing)，這引起將被分配的泡沫品質低劣，即含有比想要的量更多的液體內容物。

因此，需要泡沫泵上的一種改進的機構，用於與分配器的致動機構接合，使得泵更容易安裝，而同時還能提供緩衝功能，以便防止泡沫剪切。

鑒於上述情況，本發明的第一方面是為產品分配器提供容易安裝在分配器中的再填充單元。

本發明的另一個方面是提供再填充單元，如上文所述，其包括從泡沫泵延伸的連接構件，該連接構件具有柔性尖端(flexible tip)。

本發明的另一個方面是提供再填充單元，如上文所述，其包括設置在連接構件上的鎖定套管，以防止泵在船運和安裝過程中的不想要的致動。

一般地，依據本發明的再填充單元包括產品貯存器和與該產品貯存器流體連通的泵。該泵包括被分配器的致動支架容納的柔性連接構件。

在本發明的任何實施方式中，柔性連接構件可以被以從泵延伸的擴張的尖端(flared tip)的形式提供。

在本發明的任何實施方式中，該柔性連接構件可以被以從泵延伸的柔性延伸部分的形式提供。

在本發明的任何實施方式中，泵可以為具有往復活塞的活塞泵。

在本發明的任何實施方式中，可以提供有防止泵的非故意致動的鎖定構件。

在本發明的任何實施方式中，該泵可以在其中包括具有大致上橢圓形形狀的開口的泵外殼，活塞穿過該開口延伸。

依據本發明的至少一個方面，產品分配系統包括：分配器外殼，該分配器外殼界定一內腔，並具有樞軸連接到其的致動裝置；致動支架，其佈置在外殼的內腔中，並與該致動裝置移動地接合；以及再填充單元，其包括產品貯存器和泵，該泵與產品貯存器流體相連通。柔性連接構件固定到泵並從泵延伸，該柔性連接構件被致動支架容納。由致動裝置的運動引起的致動支架的運動通過該柔性連接構件傳遞到泵。

在本發明的任何實施方式中，鎖定環可以被設置在內腔中，該鎖定環具有底部表面和實質上共心地(concentrically)佈置在該底部表面中的開口，其中，該鎖定環將泵容納在其內。

在本發明的任何實施方式中，該鎖定環的底部表面可以為漏斗形形狀，朝向開口傾斜。

在本發明的任何實施方式中，鎖定環中的開口可以大致上為橢圓形形狀，並且柔性連接構件可以大致上為圓錐形形狀。

在本發明的任何實施方式中，鎖定環中的橢圓形的開口可以具有長度和寬度，長度大於寬度，並且連接構件可以具有接近等於但是稍大於橢圓形開口的寬度的直徑。

依據本發明的至少一個方面，一種將泵連接到產品分配器的致動支架的方法包括以下步驟：提供具有界定了通道的一對共心的圓形肋件(circular rib)的致動支架；提供具有從其伸出的柔性連接構件的泵；提供位於產品分配器內的鎖定環，該鎖定環具有在底部表面中的開口，該底部表面向內朝向開口傾斜；將泵***分配器，以使該柔性連接構件在其穿過底部表面中的開口時被推動到變形；以及允許該柔性連接構件返回到其初始形狀，並在經過鎖定環中的開口之後被容納在致動支架中。

現在參照圖1和2，其示出了常規的產品分配器，並且一般地用數字10表示。分配器10包括外殼11，該外殼11包括推桿12、後部板13(圖2)和樞軸轉動的蓋子14。如在本領域中眾所周知的那樣，蓋子14在後部板13上樞軸轉動，以提供用於再填充分配器的通向內腔的通道。雖然本文考慮和描述了用於提供通向內腔的通道的具體的外殼構造，但應理解，可以採用本領域中具有通常知識者已知的任何機構。推桿12被用戶按壓以便致動分配器10內的泡沫泵，並且在使用後被偏置以返回到它的未致動狀態。窗15可以可選擇地設置在蓋子14內，以允許視覺觀察分配器10中的液體貯存器內的液面。

圖3-4A描繪了將被***分配器10的外殼11的再填充單元20。再填充單元20包括產品貯存器22，該產品貯存器22包含將被分配的產品，比如肥皂水、洗手液、膠體、泡沫或洗滌液(lotion)。產品貯存器22的內容物與活塞泵24以本領域技術中眾所周知的形式流體連通。多種類型的活塞泵是眾所周知的，並且此發明不被限制到任何特定的活塞泵結構或者受任何特定的活塞泵結構的限制。活塞泵24的結構和操作可以採取與本發明不相關的多種形式，並因此將不再詳細描述。活塞泵通過在活塞被按壓進入泵外殼時將產品從泵排出而起作用，引起內腔的體積減小，迫使其中的內容物流向出口。活塞被偏置到未致動位置以使當其被釋放時，內腔的體積增加並產生真空，以便從產品貯存器抽取產品進入內腔。雖然展示和描述了具有活塞26和泵外殼27的活塞泵24，但應考慮到，分配器10可以適合於容納本領域中具有通常知識者已知的其他類型的液體泵或泡沫泵。

泵24包括用於與分配器10內的致動機構接合的柔性連接構件。該柔性連接構件從活塞26以與產品貯存器22相對的方向延伸。該柔性連接構件促使再填充單元20容易***，並且在某些情況中可以具有緩衝由致動機構傳遞的力的作用，並因此在泡沫泵的情況下減少泡沫剪切。該柔性連接構件可以以與活塞26的端部關聯的柔性尖端28的形式提供。柔性尖端28可以與活塞26一體成形，或者可選擇地，柔性尖端28可以從固定到活塞26並圍繞在活塞26周圍的套管延伸。柔性尖端28適合於將致動力從推桿12傳遞到活塞26和泵24，如下文將更加詳細地描述的那樣。

柔性尖端28可以設置成任何想要的尺寸和形狀而不偏離於本發明的範圍，只要柔性尖端28最少是柔性和彈性的，以使它能承受至少一些變形並隨後返回到其最初狀態。為了提供所需的最小柔性，尖端28可以由彈性體材料製成。在一個或更多個實施方式中，柔性尖端28可以具有在Shore A硬度表(durometer scale)上量得的大約30-70之間的硬度。在本發明的圖3中描繪的實施方式中，柔性尖端28為具有大致上圓錐形的擴張的尖端的形式，該擴張的尖端從大致上圓柱形的活塞26的端部延伸。

在一個或更多個實施方式中，鎖定套管30可以提供在活塞26周圍。鎖定套管30大致上為環形形狀，並包括軸向地對置的徑向地向外延伸的凸緣32和34。第一凸緣32被定位成與柔性尖端28相對，並且第二凸緣34被佈置在鎖定套管30的面向柔性尖端28的側面上。第一凸緣32的外直徑比第二凸緣34的外直徑大。鎖定套管30在活塞26上在一個方向上的軸向運動被位於活塞26的外表面上的向外延伸的環形肋件36阻止。因此，如圖3中所示，鎖定套管30被定位在環形肋件36和泵外殼27的外表面之間。

泵外殼27包括開口40(圖4A-6)，活塞26的一部分穿過該開口40延伸。開口40設置成靠近鎖定套管30的第一凸緣32。如圖3中所示，第一凸緣32部分地與圍繞開口40的泵外殼27接合，以防止活塞26相對於泵外殼27運動。這樣，防止了在貯存、船運和將再填充單元20***外殼11的過程中對泵24的非故意致動(unintended actuation)。開口40以與第一凸緣32的環形形狀不同的形狀提供，以使接觸只發生在若干個點上。開口40和第一凸緣32的尺寸使得活塞26的非故意的和可預測的低力運動(low-force movement)被防止，但是當再填充單元20已被***外殼11並需要致動泵24時，第一凸緣32的接合的阻力可以被克服。因此，一旦再填充單元20被正確地安裝在分配器10的外殼11內，用戶必須在第一次致動泵24時通過推桿12施加比平時更高的力，以便引起第一凸緣32移動經過並進入開口40，如圖4A中描繪的那樣。第一凸緣32和泵外殼27有足夠的柔性和彈性，以允許鎖定套管30運動穿過開口40，並在施加的力足夠大時進入泵外殼27。

如圖4中所示，開口40可以以長度L大於其寬度W的橢圓形形狀提供。橢圓形形狀的開口40的寬度稍小於第一凸緣32的直徑D。然而，橢圓形形狀的開口40的長度大於第一凸緣32的直徑D。因此，鎖定套管30的第一凸緣32與泵外殼27僅僅在相鄰於開口的窄寬度的側面靠近橢圓形形狀的開口40處接合。對於第一次，由第一凸緣32提供的阻力容易被人工致動泵24克服。第二凸緣34的直徑小於第一凸緣32的直徑，並且小於橢圓形開口40的寬度W和長度L，並因此不提供抵抗活塞26的運動的附加的阻力。

現在參照圖5和圖6，再填充單元20被展示為***分配器10的外殼11。鎖定環46被設置在分配器10中的內腔的底部端部附近。鎖定環46適合於將再填充單元20的泵24容納和固定在其中。鎖定環46包括實質上定位在其中心的開口48，同時鎖定環46的底部表面為漏斗形形狀，並且向著開口48傾斜。開口48大致上為橢圓形形狀，並且和開口40一樣，開口48的長度大於其寬度。開口46的寬度稍小於大致上為圓錐形形狀的柔性尖端28的最大直徑。因此，在***過程中的壓力下，柔性尖端28輕微地變形以配合穿過開口46。柔性尖端28在其穿過開口46時的變形受到鎖定環46的底部表面的漏斗形狀的輔助。

一旦柔性尖端28穿過鎖定環46的開口48，它就採取其初始的大致上圓錐形的形狀，並被容納在致動支架50上的一對圓形肋件49之間。致動支架50移動地與推桿12或者現有技術已知的其他致動機構接合，以使致動引起致動支架50的運動。可以採用現有技術已知的任何系統或機構，以將運動從致動器傳遞到致動支架50，在此案例中致動器為推桿12，而致動支架50例如為凸輪機構。如本領域中具有通常知識者知曉的那樣，鎖定環46的漏斗形形狀的底部表面和泵24的柔性連接構件允許再填充單元20***外殼11中而不要求各部件的精確對準；在此案例中，泵24的柔性連接構件為柔性尖端28。

圖5描繪了以鎖定狀態設置在外殼11內的再填充單元20，以及設置在環形肋件36和泵外殼27之間的鎖定套管30。當泵24的第一次致動引起致動支架50的向上移動時，鎖定套管30的第一凸緣32被推動穿過泵外殼27中的橢圓形形狀的開口40，從而允許活塞26相對於活塞外殼27的運動。圖6展示了在泵外殼27內處於致動後的位置的鎖定套管30。在泵24的第一次致動之後，鎖定套管30不再約束活塞26的運動，因為第一凸緣32不再與泵外殼27接合而防止活塞26的致動運動。應知曉，可以採用其他鎖定機構以便防止泵24在貯存、運輸和安裝過程中的非故意的和不想要的致動。例如，在製造泵24的過程中，可以在活塞26和活塞外殼27之間提供弱熱塑性焊接(weak thermoplastic weld)，該弱熱塑性焊接以與上面描述的方式類似的方式被泵24的初始致動克服。

現在參照圖7和8，其示出了柔性連接構件的第二實施方式。如本領域中具有通常知識者將明顯知曉的那樣，圖7和8中描繪的第二實施方式可以代替圖3-6中示出的柔性連接構件。在第二實施方式中，分配器耦合器110被共心地圍繞泵112定位。分配器耦合器110在其上部端部包括向外延伸的凸緣114。也被稱為柔性底座(flexible feet)116的多個柔性延伸部分116從分配器耦合器110的底部端部延伸，並且圍繞耦合器的下部圓形邊緣隔開。柔性底座116包括向內伸出的部分118，該向內伸出的部分118在泵112下面延伸並且具有輻射狀表面(radiused surface)。泵112可滑動地定位在分配器耦合器110內，並可以包括停止裝置(未示出)以便限制其滑動運動。和第一實施方式中一樣，鎖定環120設置在分配器內，並且適合於將分配器耦合110容納在其中。在此實施方式中，與在第一實施方式中不同，鎖定環120不包括漏斗形形狀的下端部，但是卻具有實質上平面的下部表面。然而，鎖定環120包括開口122以接收分配器耦合器110。當泵112被***分配器時，分配器耦合器110被容納在鎖定環120的開口122中。

當在***再填充單元的過程中凸緣114與鎖定環120接合時，分配器耦合器110被制約而不能進一步運動穿過開口。泵112隨後在分配器耦合器110內滑動以使與柔性底座116接合。由於柔性底座116上的輻射式表面，它們在被泵112嚙合時被向外推動。當攤開時，柔性底座116被容納在致動支架126上的一對圓形肋件124中，從而將該支架連接到泵以便允許泵的致動。圖7展示了在柔性底座116的接合之前，處於部分地***狀態的泵112。圖8描繪了處於完全***狀態的泵112，同時柔性底座116被容納在圓形肋件124中。

現在參照圖9，其示出了用於將泡沫泵連接進入分配器的柔性機構的第三實施方式。和上面討論的第二實施方式類似，柔性連接構件的第三實施方式可以代替圖3-6中示出的再填充單元20。在第三實施方式中，大致上為圓柱形形狀的分配器耦合器210被圍繞泵212的下端部定位。也被稱為柔性指狀物214的多個細長的柔性延伸部分214被連接到泵212的下端部，並伸出穿過分配器耦合器210的下端部中的開口。柔性指狀物214在它們從泵212延伸時自然地遠離彼此向外彎成弧形。

圓柱形軸環216被圍繞柔性指狀物214設置，以使得當被定位在指狀物214的末梢端部時，它們被約束而不能向外彎成弧形。相反，當圓柱形軸環216被定位為靠近分配器耦合器210時，柔性指狀物214被允許按照被模塑的那樣呈弧形。在***分配器之前，軸環216被定位在柔性指狀物214的末梢端部，以約束它們向外彎成弧形，以便促使***。當柔性指狀物214和軸環216被***外殼時，如第二實施方式中討論的那樣，指狀物和軸環經過位於分配器底部的鎖定環的底部中的開口。軸環216的向外延伸的凸緣218擋(catch)在圍繞開口的鎖定環上，以便軸環216的圓柱形主體保留在鎖定軸環的開口中。柔性指狀物214隨後滑動穿過鎖定軸環216，並延伸穿過開口，同時返回到它們的自然地向外彎成弧形的位置。在指狀物214返回到它們的自然形狀時，它們被容納在致動支架220上的兩個圓形肋件222之間。

如本領域中具有通常知識者將知曉的那樣，上面的實施方式中的每一個包括柔性連接構件，其允許泵至少部分地通過柔性連接構件的變形能力而定位在分配器外殼內。柔性構件提供泵和致動支架之間的連接，以便將輸入力傳遞到泵，從而產生泡沫。柔性構件的可變形和彈性的性質在致動構件比如推桿12被使用過多的力致動時提供了緩衝功能。如同樣將被理解的那樣，每個實施方式提供了一種用於促使再填充單元在分配器外殼中的正確安裝的可靠的結構。

因此，顯然如本文描述的構造的產品分配器達到了本發明的目的並且在不同方面實質上地改進了現有技術。依據專利法規，只詳細地陳述和描述了最佳模式和較佳實施方式，並且本發明不應被該描述限制。為了理解本發明的真實範圍和寬度，應參照接下來的申請專利範圍。

10．．．分配器

11．．．外殼

12．．．推桿

13．．．後部板

14．．．樞軸轉動的蓋子

15．．．窗

20．．．再填充單元

22．．．產品貯存器

24．．．活塞泵

26．．．活塞

27．．．泵外殼

28．．．柔性尖端

30．．．鎖定套管

32．．．第一凸緣

34．．．第二凸緣

36．．．環形肋件

40．．．開口

46．．．鎖定環

48．．．開口

49．．．圓形肋件

50．．．致動支架

110．．．分配器耦合器

112．．．泵

114．．．向外延伸的凸緣

116．．．柔性底座

118．．．向內伸出的部分

120．．．鎖定環

122．．．開口

124．．．圓形肋件

126．．．致動支架

210．．．分配器耦合器

212．．．泵

214．．．柔性指狀物

216．．．圓柱形軸環

218．．．向外延伸的凸緣

220．．．致動支架

222．．．圓形肋件

為了全面理解本發明，應參考接下來的詳細描述以及圖式，其中：

圖1為依據本發明的概念的泡沫產品分配器的前立面圖。

圖2為圖1的泡沫產品分配器的側立面圖。

圖3為依據本發明的概念的再填充單元的前立面圖，其展示了處於預載入位置的鎖定套管。

圖4為再填充單元的俯視圖，其展示了泵中的橢圓形開口。

圖4A為圖4的再填充單元的前立面圖，其展示了處於載入位置的泵。

圖5為大致上沿著圖2的線6-6取得的分配器的橫截面圖，其展示了處於未致動位置的致動支架和泵。

圖6為如圖6中描繪的截面圖，其展示了處於致動位置的致動支架和泵。

圖7為處於部分地***的狀態的泡沫泵連接構件的第二實施方式的截面圖。

圖8為處於完全***狀態的圖8的實施方式的截面圖。

圖9為泡沫泵連接構件的第三實施方式的透視圖。

20．．．再填充單元

22．．．產品貯存器

24．．．活塞泵

26．．．活塞

27．．．泵外殼

28．．．柔性尖端

30．．．鎖定套管

32．．．第一凸緣

34．．．第二凸緣

36．．．環形肋件

Claims (13)

1. 一種用於產品分配系統的再填充單元，所述產品分配系統包括具有嚙合致動支架的致動裝置的分配器外殼及位於所述分配器外殼內的具有第一橢圓形形狀開口的漏斗形形狀鎖定環，該再填充單元包括：產品貯存器；以及泵，流體連通該產品貯存器，該泵包括容納於且嚙合所述致動支架的擴張尖端，其中，該擴張尖端由彈性體材料製成，該擴張尖端形成為圓錐形形狀而該圓錐形形狀係連續的，該擴張尖端在朝下方向中向外擴張，其中，該擴張尖端能從該圓錐形形狀變形至橢圓形形狀，使得該擴張尖端被允許來穿過所述第一橢圓形形狀開口，且一旦通過所述第一橢圓形形狀開口，該擴張尖端返回至該圓錐形形狀，且其中，該擴張尖端被配置來在操作期間嚙合所述致動支架而不從該圓錐形形狀變形至該橢圓形形狀，且該擴張尖端保留在所述致動支架上方。
2. 如申請專利範圍第1項所述的再填充單元，其中，該彈性體材料具在Shore A硬度表上量得的大約30至70之間的硬度。
3. 如申請專利範圍第1項所述的再填充單元，其中，該泵復包括泵外殼及在該泵外殼下方延伸的活塞。
4. 如申請專利範圍第3項所述的再填充單元，其中 ，該擴張尖端從該活塞的端部延伸。
5. 如申請專利範圍第3項所述的再填充單元，復包括套管，該套管防止該活塞的非故意致動。
6. 如申請專利範圍第5項所述的再填充單元，其中，該套管定位在該活塞周圍，該套管包括面向該泵外殼的第一環形凸緣和與該第一環形凸緣對置的第二環形凸緣。
7. 如申請專利範圍第6項所述的再填充單元，其中，該第一環形凸緣抵觸該泵外殼，並且該第二環形凸緣嚙合從該活塞向外延伸的環形肋件，該第一環形凸緣及該第二環形凸緣從而防止該活塞相對於該產品貯存器的運動。
8. 如申請專利範圍第7項所述的再填充單元，其中，該泵外殼具有第二橢圓形形狀開口，且該活塞往復地穿過該第二橢圓形形狀開口。
9. 如申請專利範圍第8項所述的再填充單元，其中，該第二橢圓形形狀開口具有第二寬度及大於該第二寬度的第二長度，且該第一環形凸緣具有稍大於該第二寬度的第一凸緣直徑。
10. 一種產品分配系統，包括：分配器外殼，界定內腔，並且具有樞軸連接到其的致動裝置；漏斗形形狀鎖定環，固定在該內腔內，該漏斗形形狀鎖定環具有第一橢圓形形狀開口，該第一橢圓形形狀開口具有第一寬度及大於該第一寬度的第一長度；致動支架，設於該內腔內，移動地嚙合該致動裝置且 位於該漏斗形形狀鎖定環下方，該致動支架具有圓形開口；再填充單元，包括產品貯存器及流體連通該產品貯存器的泵；以及擴張尖端，固定到該泵並從該泵延伸，該擴張尖端容納於且嚙合該致動支架，其中，該擴張尖端由彈性體材料製成，該擴張尖端形成為圓錐形形狀而該圓錐形形狀係連續的，該擴張尖端在朝下方向中向外擴張，其中，由該致動裝置的運動引起的該致動支架的運動經由該擴張尖端傳遞到該泵，其中，該擴張尖端能從該圓錐形形狀變形至橢圓形形狀，使得該擴張尖端被允許來穿過所述第一橢圓形形狀開口，且一旦通過所述第一橢圓形形狀開口，該擴張尖端返回至該圓錐形形狀，且其中，該擴張尖端被配置來在操作期間嚙合該致動支架而不從該圓錐形形狀變形至該橢圓形形狀，且該擴張尖端保留在該致動支架上方。
11. 如申請專利範圍第10項所述的產品分配系統，其中，該彈性體材料具在Shore A硬度表上量得的大約30至70之間的硬度。
12. 如申請專利範圍第10項所述的產品分配系統，其中，該擴張尖端具有稍大於該第一橢圓形形狀開口的第一寬度的尖端直徑。
13. 一種製造產品分配器的方法，包括：提供致動支架，該致動支架包括界定圓形開口的一對共心圓形肋件；提供泵，該泵包括活塞及從該活塞延伸的擴張尖端，其中，該擴張尖端由彈性體材料製成，該擴張尖端形成為圓錐形形狀而該圓錐形形狀係連續的，該擴張尖端在朝下方向中向外擴張，該擴張尖端被配置來穿過該圓形開口以在操作期間嚙合該致動支架而不從該圓錐形形狀變形至該橢圓形形狀，且該擴張尖端保留在該致動支架上方；提供固定在該致動支架上方的漏斗形形狀鎖定環，該漏斗形形狀鎖定環包括底部表面，該漏斗形形狀鎖定環具有形成在該底部表面中的第一橢圓形形狀開口，該底部表面向內朝向該第一橢圓形形狀開口傾斜；將該活塞朝向該漏斗形形狀鎖定環***，以便擴張尖端在穿過該第一橢圓形形狀開口時被迫使從該圓錐形形狀變形至該橢圓形形狀；以及允許該擴張尖端返回至該圓錐形形狀，並且在穿過該第一橢圓形形狀開口之後嚙合該致動支架。