CN101258326A - 可改装到已有泵喷射容器上并产生大体连续喷射的电池操作喷头 - Google Patents

Abstract

一种电池操作喷射泵，其包括具有双波凸轮的活塞泵，所述双波凸轮由一对经由齿轮传动装置耦合于电动机的旋转凸轮推进器推动。双波凸轮具有不相等的工作循环，即，从活塞缸排出流体比注满缸需要花费更多的时间。凸轮推进器以一定速度转动，这连同凸轮的工作循环一起产生在低压下几乎恒定的流。

Description

可改装到已有泵喷射容器上并产生大体连续喷射的电池操作喷头

技术领域

本发明一般地涉及电池操作流体泵。尤其是，本发明涉及一种容纳在喷头内的电池操作流体泵，喷头装在已有的泵喷射容器上，并呈现大体上连续的喷射。

背景技术

许多家用产品和工业产品以包括喷射器的容器的形式出售。这些产品包括清洁剂、杀虫剂、抛光剂、蜡等等。存在有用于这些产品的几种喷射器。或许最常见的是经常在液体清洁器上看到的手动按钮或触发器操作的泵。其有利于保护环境(即，不需要推进剂)，但是其缺点是在输送流体时存在一连串的脉动而非连续喷射。另一种众所周知的喷射器是用气体推进剂密封和充气装载的喷雾剂罐。这种喷射器具有以连续喷射的方式分配流体的优点，但是具有几个缺点。一个缺点是不能被再次填充。另一缺点在于，取决于用于装载容器的气体，推进剂可能对环境不利。即使确实存在对环境无害的推进剂，但是，一般来说，它们也不能像不利的气体那样装载。另一种盛行的喷射器是经常在杀虫剂和液体花园产品中见到的气泵喷射器。泵喷射器包括利用压缩空气装载容器的手动操作气泵。装载之后，其操作很像气雾剂罐。该泵喷射器对环境友好，但是需要相当大的作用力保持装载，因为空气不是像诸如氟利昂(FREON)或碳氢化合物(hydrocarbon)的对环境不友好的气体那样高效的推进剂。

近年来，已经进行了一些有关电池动力泵喷射器的实验。这些装置大多数都包括类似于普遍存在的按钮(或触发器)泵喷射器的喷射机构，但是，该喷射机构通过某种联结装置耦合于电池供电的电动机上，联结装置将电动机的旋转作用转化为驱动泵活塞的摆动运动。这些电池操作泵喷射器大多数设计成仅能与特定构造的瓶子一起工作，即，它们不能改装到已有的泵喷射瓶上。许多电池操作泵喷射器还具有重量分布问题，即，它们头重，导致所附着的瓶子倾倒。许多这些电池动力泵具有较大的起动(priming)体积，导致起动泵的时间与开始分配液体的时间之间的延迟。重要的是，这些泵不能真正地提供恒定的喷射。它们只能够像通过重复扣动触发器或推压手动操作喷射泵上的按钮所获得的一样，提供连续脉动形式的喷射。

发明内容

所以，本发明的一个目的是提供一种电池操作喷射泵。

本发明的另一个目的是提供一种可改装到已有的喷射瓶上的电池操作喷射泵。

本发明的另外一个目的是提供一种能够产生大体上连续的喷射而不是脉动形式喷射的电池操作喷射泵。

根据下面将要详细讨论的这些目的，依照本发明的电池操作喷射泵包括具有双波凸轮(double wave cam)的活塞泵，所述双波凸轮由一对经由齿轮传动装置耦合于电动机的旋转凸轮推进器推动。双波凸轮具有不相等的工作循环，即，其从活塞缸排出流体比注满缸需要花费更多的时间。凸轮推进器以一定速度转动，这连同凸轮的工作循环一起产生在低压下相对恒定的流。依照优选的实施例，凸轮的工作循环大约是270°，凸轮推进器的速度大约是三转每秒。

参照详细说明并结合所提供的附图，对本领域技术人员来说，本发明的附加目的和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是依照本发明的喷射器的半透明侧视图；

图2是图1中喷射器的局部的分解透视图；

图3是图1和图2中喷射器的进一步的分解透视图；

图4是电动机驱动部件的分解透视图；

图5是双波凸轮的放大侧视图；

图6是双波凸轮的放大顶部平面图；

图7是凸轮推进器的放大侧视图；

图8是凸轮推进器的放大顶部平面图；

图9是活塞泵部件的分解透视图；和

图10是类似于图5的视图，但具有优选的双波凸轮。

具体实施方式

现在转到图1-3，依照本发明的电池操作喷头10包括人机工程学的外壳12，外壳12耦合于螺纹瓶子耦合件14，外壳12包括可调喷口16和触发器18。外壳12的后部包括电池室20，当用户扣动触发器时，外壳12的后部向后延伸充足的量，以舒适地安置在用户的手上。在外壳12内部，还设有几个子系统，包括电源(电池)22、电动机24、传动装置26和活塞泵28。触发器18这样布置，使得当扣动触发器18时，其操作双联阀30和电子开关32。双联阀30的一部分将泵28流体耦合到管道(未显示)上，所述管道从阀30延伸到附着瓶子耦合件14的瓶子1内。双联阀的另一部分经由管道34打开从大气至瓶子1内部的空气路径，管道34从外壳12中的开口(未显示)延伸至阀30。双联阀30和电子开关32描述在DiMaggio等共同拥有的的美国专利号6,752,330中，其整个公开内容在此引入作为参考。

图4示出了电机驱动和传动子系统的部分。这些件包括前安装架40、后安装架42、小齿轮44、带有相联的轴48的减速齿轮46、带有相联的轴52的凸轮推进器驱动齿轮50以及双波凸轮56。

电机24耦合于前安装架40，电机24的驱动轴24a向后延伸(图3)。小齿轮44与电机驱动轴24a耦合在一起。减速齿轮46安装在前架40与后架42之间的轴48上。减速齿轮46的大直径部分46a啮合小齿轮44。减速齿轮46的小直径部分46b与推进器驱动齿轮50啮合。更特别的是，推进器驱动齿轮50安装在减速齿轮46与后架42之间的轴52上，轴52啮合隔离件54和安装在前架40中的双波凸轮56两者。在继续进行电机驱动和传动子系统的操作之前，有利的是，首先来认识推进器驱动齿轮50和双波凸轮56的细节。

现在转到图5和6，双波凸轮56包括内圆筒56a和外圆筒56b，内圆筒56a和外圆筒56b都分别在其一端形成有凸轮表面56c、56d。凸轮表面56c、56d优选的是具有相同的凸轮作用(不过，具有不同的直径)，并且彼此偏转180度。在双波凸轮56的另一端，一直径减少圆筒56e由此处轴向延伸，一对悬臂56f、56g径向向外延伸。

双波凸轮56的凸轮端设计成能与推进器驱动齿轮50相互作用，在图7和图8中详细示出了推进器驱动齿轮50。推进器驱动齿轮50大体上为盘状，其具有中心安装孔50a和沿其周边布置的多个外齿轮齿50b。一对凸轮推进器表面50c、50d布置在驱动齿轮50一侧上。这些表面沿着与齿轮50具有相同中心、但具有不相等的半径的圆周路径。选择半径，使之与双波凸轮56的内圆筒56a和外圆筒56b的直径相匹配。如图所示，推进器表面50c的尺寸设计成与双波凸轮56的内圆筒56a的凸轮表面56c相互作用。推进器表面50d的尺寸设计成，与双波凸轮56的外圆筒56b的凸轮表面56d相互作用。

现在转到图9，活塞泵组件28包括大体上T字形的阀体60，阀体60具有三个开口60a-60c。活塞部件62-68被装入阀体60的后开口60a中。入口球阀部件和管道连接器70-78被装入阀体60的底部开口60b中。喷嘴部件80-84和16被装入阀体60的前开口60c中。

活塞部件包括弹簧62、活塞64、活塞杆66和保持器帽68。弹簧62插入到阀体60的后开口60a中，并抵接一内部环带(未显示)。活塞64被插入到阀体60，位于弹簧后面，弹簧向后偏压活塞。活塞杆66插入到活塞64之后，保持器帽68通过压配合附着到阀体60上。保持器帽68具有一中心开口，活塞杆66贯穿该中心开口延伸。活塞、活塞杆以及活塞在其中移动的阀体内部优选涂敷硅润滑剂(silicone lubricant)(未显示)。

入口球阀部件包括具有内部叶片(未显示)的球隔离圈70、滚珠72、保持器管74、管接头76和入口弯头78。保持器管74、适配器管76和入口弯头78通过环氧树脂彼此耦合在一起，保持器管74压配合到阀体60的底部开口60b内，捕获球72和球隔离圈70。但是，应当明白，保持器管74、适配器管76和入口弯头78中的一些或全部可以一体形成。

喷嘴部件包括排出阀80、体积减少部分82、自旋机构84和可调喷口16。排出阀是具有支柱80a的环形挡板阀，支柱80a向前延伸至体积减少部分82。体积减少部分占据一圆柱形空间，该圆柱形空间的直径小于阀80的直径。体积减少部分82具有向前延伸的支柱82a，自旋(spin)机构84安装在该支柱82a上。所有这些部件都插入到阀体60的前端60c中，喷口16搭扣配合在阀体60的前端上，在前端，它保持其它部件，但能够自由旋转。

回到图1-4和图9，应该明白，传动组件26安装在活塞泵组件28之后，双波凸轮56通过臂56f、56g接合支架40的向前延伸的臂40c、40d中的缝隙40a、40b，从而安装到前支架40中。凸轮56布置成，使其凸轮表面56c、56d面对和接合齿轮50的推进器表面50c、50d。泵组件28安装在支架40的臂40c、40d之间，活塞杆66抵接双凸轮56的气缸56e。

根据前文，本领域技术人员应当明白，电机驱动轴24a的旋转引起小齿轮44的旋转，小齿轮44的旋转以较低的速率转动减速齿轮48。减速齿轮48引起驱动齿轮50的旋转。当驱动齿轮50旋转时，推进器表面50c、50d接合凸轮表面56c、56d，并使双波凸轮56在活塞杆66上来回往复运动。这使活塞64在阀体60中来回移动。当活塞向后移动时，球72由阀体60中的负压提升，允许液体从容器1(图1和2)进入阀体。同时，挡板阀80被关闭，防止空气通过喷口16进入阀体。当活塞向前移动时，球72下降，密封球阀，防止液体再进入容器1。同时，液体被向前推在挡板阀80上，使之打开。然后流体进入由体积减少部分82和阀体60的前部限定的体积减少的环形室。液体经过该腔，从喷口16出来。

依照本优选实施例，活塞的向前移动工作循环(喷射工作循环)和活塞的向后移动工作循环(注满工作循环)是不相等的。特别是，这允许活塞在注满工作循环期间比喷射工作循环期间更快地移动。换句话说，活塞通过喷口排出流体所花费的时间多于从容器吸取流体至阀体内所花费的时间。这有助于克服某些现有泵的“脉动”性质，结果形成看起来更连续的喷射。依照本优选凸轮配置，利用270°的喷射工作循环和90°的注满工作循环。该配置示意性显示在图10中，图10类似于图5，其中同样的附图标记(增加100)表示同样的部分。在图10中可以看到，凸轮表面156d具有向下倾斜大约90°的部分156d-1和向上倾斜大约270°的部分156d-2。尽管在图10中没有显示，但是，应该明白，凸轮表面156c具有与表面156d相同的构造，但偏移180°。虽然本优选实施例运用270°/90°工作循环，但是本领域技术人员应当明白，可以利用其它不相等的工作循环获得同样的结果。特别是，对于不同种类的流体可以使工作循环达到最佳，以使喷射性能比喷射的察觉脉动达到最佳。例如，如果注入工作循环比喷射工作循环长，这允许高压喷射，结果形成精细雾化和/或以察觉脉动为代价的更大的喷射距离。

此外，依照本优选实施例，传动装置26布置成，使活塞64在二个循环每秒到十个循环每秒之间，最好2.5次每秒到4次每秒之间。这和上面讨论的喷射工作循环一起产生较低压力(5-200psi)下的显然恒定的流。

本发明的喷头平衡性好，体积小，可以代替手动喷射泵改装到许多已有的流体容器上。

在此已经描述和示出了可以改装到已有的泵喷射容器上的电池操作喷头的几个实施例。尽管上面已经描述了本发明的特定实施例，但是，这不作为对本发明的限制，本发明的范围根据本领域允许广泛地解释，对说明书的阅读也是这样。所以，本领域技术人员应当明白，在不背离权利要求所述的本发明的精神和范围的情况下，可以对提供的发明进行其它改进。

Claims (23)

1.一种供流体容器使用的电池操作液体喷射器，所述喷射器包括：活塞泵；电动机；和将所述电动机与所述活塞泵耦合到一起的传动装置，所述传动装置包括双波凸轮，其中：所述活塞泵具有从流体容器吸取流体的吸入循环和从所述泵排出流体的喷射循环，所述吸入循环和所述喷射循环具有不相等的持续时间。

2.如权利要求1所述的喷射器，其中：所述喷射循环的持续时间比所述吸入循环长。

3.如权利要求1所述的喷射器，其中：所述喷射循环大约为所述吸入循环的持续时间的三倍。

4.如权利要求1所述的喷射器，其中：所述吸入循环和所述喷射循环的每个至少每秒发生两次，但少于每秒十次。

5.如权利要求1所述的喷射器，其中：所述吸入循环和所述喷射循环的每个发生每秒2.5至4次之间。

6.如权利要求1所述的喷射器，其中：所述双波凸轮包括一对同心圆柱体，每个圆柱体具有相对于另一个成180°设置的凸轮表面。

7.如权利要求6所述的喷射器，其中：所述传动装置包括一对旋转凸轮推进器表面，各旋转凸轮推进器表面接合各自的其中一个所述凸轮表面。

8.如权利要求7所述的喷射器，其中：所述凸轮推进器表面与齿轮耦合在一起，齿轮与所述电动机耦合在一起。

9.如权利要求1所述的喷射器，还包括：耦合于所述活塞泵的入口的第一单向阀，所述第一单向阀允许液体通过所述入口进入，但不能通过所述入口排出；耦合于所述活塞泵的出口的第二单向阀，所述第二单向阀允许液体通过所述出口排出，但不能通过所述出口进入。

10.如权利要求1所述的喷射器，其中：所述喷射循环的持续时间比所述吸入循环短。

11.一种供流体容器使用的电池操作液体喷射器，所述喷射器包括：泵；电动机；和将所述电动机与所述泵耦合到一起的传动装置，其中所述泵具有从流体容器吸取流体的吸入循环和从所述泵排出流体的喷射循环，所述吸入循环和所述喷射循环的每个发生每秒2至10次之间。

12.如权利要求11所述的喷射器，其中：所述喷射循环的持续时间比所述吸入循环长。

13.如权利要求11所述的喷射器，其中：所述喷射循环大约为所述吸入循环的持续时间的三倍。

14.如权利要求11所述的喷射器，其中：所述吸入循环和所述喷射循环的每个发生每秒2.5至4次之间。

15.如权利要求11所述的喷射器，其中：所述吸入循环和所述喷射循环的每个发生大约每秒3次。

16.如权利要求12所述的喷射器，还包括：耦合于所述泵的入口的第一单向阀，所述第一单向阀允许液体通过所述入口进入，但不能通过所述入口排出；耦合于所述泵的出口的第二单向阀，所述第二单向阀允许液体通过所述出口排出，但不能通过所述出口进入。

17.如权利要求11所述的喷射器，其中：所述喷射循环的持续时间比所述吸入循环短。

18.一种供流体容器使用的电池操作液体喷射器，所述喷射器包括：活塞泵；电动机；和将所述电动机与所述泵耦合到一起的传动装置，其中所述泵传送在5到200磅每平方英寸之间压力下的大体上恒定的流。

19.如权利要求18所述的喷射器，其中，所述泵具有从流体容器吸取流体的吸入循环和从所述泵排出流体的喷射循环，所述吸入循环和所述喷射循环具有不相等的持续时间。

20.如权利要求19所述的喷射器，其中：所述喷射循环的持续时间比所述吸入循环长。

21.如权利要求19所述的喷射器，其中：所述喷射循环大约为所述吸入循环的持续时间的三倍。

22.如权利要求19所述的喷射器，其中：所述吸入循环和所述喷射循环的每个至少每秒发生两次，但少于每秒十次。

23.如权利要求19所述的喷射器，其中：所述吸入循环和所述喷射循环的每个发生每秒2.5至4次之间。

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