下部锁定波纹管泵的制作方法

物理化学装置的制造及其应用技术1.本技术总体上涉及泵分配器，并且更具体地，涉及由可回收材料(例如，与当前的回收程序兼容并符合当前的回收程序的单一等级的聚合塑料或这种塑料的组合)制成的波纹管泵，其中下部锁定功能允许在不压缩其自身波纹管的情况下运输泵。背景技术：2.用于日常家用流体产品比如肥皂、清洁剂、油、可消耗流体等类似物的容器可以配备有分配泵，以提高消费者获取和使用流体的能力。这种类型的分配器泵通常依靠由可压缩偏压构件驱动的往复泵。3.在往复泵中，柱塞在致动过程中行进的轴向距离将流体吸入到泵送腔室中。因此，泵重复且可靠地收缩和膨胀(即往复动作)的能力至关重要。4.传统上，分配器泵使用金属弹簧来提供驱动往复动作所需的偏压力。金属弹簧被认为尤其有用，因为与现有的非金属替代品比如塑料线圈相比，金属弹簧更不容易疲劳、磨损以及失效。5.然而，金属弹簧的一个显著缺点是，在它们可以被引入到回收流中之前必须将它们拆卸。随着越来越多的政府和机构采用以回收为前提的可持续规则，在分配器泵中使用金属弹簧变得越来越不受欢迎。6.金属弹簧的替代物可以在美国专利6，672，486和10，252，841以及美国专利出版物2018/318861和2017/216864中找到，其全部内容通过引用并入本文。一般来说，这些公开内容可以分为两类基于塑料的替代品：手风琴状“波纹管”和分段的、可变形的“圆顶件”。7.在波纹管的公开内容中，中空主体限定了抽吸和压缩腔室。与中空主体相关联的弹性波纹管用作偏压构件或弹簧，以促进泵的往复动作，从而通过中空主体抽取流体以用于分配。波纹管以及所有其他主要部件可以由可回收的聚合材料制成，而无需任何金属部件。8.在分段圆顶件中，弹性可压缩塑料圆顶件可以通过压缩其顶部中心区段而变形。当圆顶件恢复到其原始膨胀形状时，流体被吸入圆顶件中(并且随后排出，以便在下一次按压/致动循环进行分配)。在此再次消除了对金属部件的需要。9.当然，与传统金属弹簧相比，聚合材料的性质使其更容易疲劳、磨损和失效。因此，希望除了要达到分配流体所必需的程度以外避免不必要地压缩这些偏压构件。10.然而，电子商务的兴起对可以作为可运输包装的泵提出了更高的要求。也就是说，制造商更喜欢的设计是，容器可以按照原样运输，而无需额外的箱或其他包装。在这方面，对尤其是那些依赖偏压构件(金属或塑料)的往复泵造成了挑战，因为泵头总是被推到向上的位置，这使得容器易于泄漏和损坏。11.由于可靠的“下部锁定”机构，尺寸减小的泵将受到欢迎。此外，就下部锁定机构未压缩偏压元件而言，它将提供使用塑料弹簧和元件的机会，而不会不必要地压迫弹簧，从而提高其使用寿命。最终，这导致尺寸减小的压缩设计(尤其是相对于轴向高度)。技术实现要素：12.本发明的主题是一种分配器泵，其能够保持或锁定在操作和储存(储存/运输)位置中的任何一个，而不会对部件产生不期望的压缩，该泵包括：13.致动器，该致动器限定具有出口的流体流动路径并附接到偏压构件的顶端；14.封闭件主体，该封闭件主体包括柱形裙部和中心孔，该中心孔允许致动器通过其中往复运动；以及15.泵主体，该泵主体具有固定到封闭件主体的外部壳体，所述外部壳体将致动器的部分同轴地接收在形成于外部壳体内部的泵腔室内，并且滑动插入件可滑动地接收在插入件壳体内，其中，插入件壳体固定到外部壳体，并且形成在插入件壳体的内表面上的止动件和导向部与从插入件的外表面径向向外延伸的凸起配合，以便允许致动器选择性地向上锁定在可操作位置，以及向下锁定在储存位置，而不会实质性压缩偏压构件。16.根据本发明的分配器泵的一些优选特征在从属权利要求中具体说明并且可以自由组合。附图说明17.附图构成了本说明书的一部分，并且附图上/中的任何信息都是字面上包含的(即实际状态值)和相对包含的(例如零件的相应尺寸的比率)。以同样的方式，这些附图中所示的部件的相对定位和关系，以及它们的功能、形状、尺寸和外观，都可以进一步告知本发明的某些方面，如同在此完全重写一样。除非另作说明，图纸中的所有尺寸均以英寸为单位，并且图纸上/中的任何印刷信息构成本书面公开的一部分。18.图1示出了根据本发明的第一实施例的处于下部锁定位置的泵的横截面侧视图，该泵包括致动器头部、波纹管、泵腔室和球阀。19.图2a是根据第二实施例的处于操作或上部锁定位置的泵外部的侧视图。20.图2b是图2a中泵的致动器头部的俯视图，其中线c-c表示图3和图5中所示的横截面轴线。箭头a表示图2a、图11和图13的外部视图以及图3的剖视图的视角(相对于轴线z-z)。箭头b表示图4中的外部视图以及图5、图12和图14的剖视图的视角(相对于轴线z-z)。21.图3是图2a中的泵的剖视图。22.图4是根据第二实施例的处于储存或下部锁定位置的泵外部的侧视图。23.图5是图4中的泵的剖视图。24.图6a是滑动插入件的独立三维透视图，而图6b是其顶部平面图。25.图7a是插入件壳体的独立三维透视图，图7b是其顶部平面图，以及图7c是沿着图7b中的线d-e-d的截面侧视图。26.图8是装配在插入件壳体的区段视图内的滑动插入件的俯视图，其中省略了其顶部弧形区段(缺失的区段大致对应于图7b所示的线d-e-d)。27.图9a、图9b和图9c是可以用在任何公开的方面和实施例中的偏压构件的侧视平面图。28.图10是封闭件的独立横截面侧视图。29.图11是根据第三实施例的处于操作或上部锁定位置的泵外部的侧视图。30.图12是图11中的泵的剖视图。31.图13是根据第三实施例的处于部分下部锁定位置的泵外部的侧视图。32.图14是图13中的泵的剖视图。33.图15是根据第三实施例的处于完全下部锁定位置的泵外部的侧视图。34.图16是图15中的泵的横截面侧视图。35.图17是根据第三实施例的封闭件的独立三维透视图。36.图18a是根据第三实施例的致动器头部的下侧的独立三维透视图，而图18b是图18a中的致动器头部的横截面侧视图。具体实施方式37.虽然标识了特定实施例，但应当理解，来自一个描述的方面的元素可以与来自单独标识的方面的元素组合。以同样的方式，普通技术人员将对公共过程、组件和方法有必要的理解，并且本描述旨在包含和公开这样的公共方面，即使它们在此没有被明确标识。38.如本文所使用的，词语“示例”和“示例性的”表示实例或说明。词语“示例”或“示例性”不表示关键或优选的方面或实施例。除非上下文另有说明，否则词语“或”旨在是包容性的而非排它的。例如，短语“a采用b或c”包括任何包容性的排列(例如，a采用b；a采用c；或a采用b和c)。另一方面，除非上下文另有说明，否则冠词“一”和“一个”通常旨在意指“一个或更多个”。39.一般来说，由所有可回收材料制成的分配器泵是可以考虑的。泵包括用于致动器头部的单独向上和向下锁定功能，以使其对于运输更紧凑。此外，在下部锁定位置，偏压元件基本上不会压缩(即，小于25％、小于10％、小于5％、以及最优选未压缩)。在一些实施例中，偏压元件可以保持轻微地压缩，从而允许滑动插入件的凸起保持坐落在形成在壳体内部上的配合止动元件中。以这种方式，偏压元件可以由与其它零件相同类型的塑料制成，同时仍输送适合于电子商务运输的泵。此外，偏压构件不会受到通常与下部锁定位置相关联的不必要的应力。40.分配器泵依赖于至少两种不同的状态：上部锁定或操作状态和部分和/或完全下部锁定或储存状态。在前者中，致动器头部完全伸出(在偏压构件的推动下)，而后者将很大一部分隐藏在泵所固定到的容器内。因此，储存状态降低了泵的轴向高度，但由于滑动插入件和插入件壳体的操作，偏压构件基本上未被压缩。41.转向附图，泵分配器100包括具有分配端口或出口喷嘴121的致动器部分120、封闭部分140和包括由阀162约束的入口161的泵主体部分160。封闭部分140形成为可附接到容器(未示出)，优选通过本领域已知的螺旋式或其他装配接合的方式。42.入口161和出口121限定了由泵100分配的液体或其他可流动材料的流动路径。液体或可流动材料被限制在容器内并通过由致动器120和泵主体140的选定部件的往复运动产生的抽吸作用的方式通过泵100排出。封闭部分140的尺寸优选设计成易于适配和附接到任何数量的标准容器颈部。43.在一些实施例中，致动器120包括可以接合封闭件140的护罩件123，尽管如此，在操作位置，致动器120相对于封闭件140自由地上下移动。偏压构件130比如全塑料波纹管弹簧装配到护罩123的内表面/下侧。导管或管道124与偏压构件130被同轴地包含。用于进一步限定流动路径和/或出口121的管道124的外顶部面和护罩123的内部部分可以形成有配合特征(例如，珠和凹槽、卡扣配合、螺纹、止动/定位凸缘等)以确保这些元件保持联接在一起。护罩123也可以包裹类似的配合接合特征，以附接到偏压构件130的顶端。44.在致动器120的重量能够最小化的程度上，偏压构件130的结构可以相应地调整，尽管如此，很明显地，由构件130施加的偏压力必须足以向上提升致动器120。偏压构件还应该具有足够的形状记忆和弹性以承受重复使用。烯烃材料，包括但不限于聚丙烯、聚乙烯等类似物应该尤其适用于形成偏压构件130，特别是考虑到本发明的全塑料的目的。45.偏压构件130通常为柱形形状，尽管其可以具有锥形和/或圆锥形形状。当存在时，锥形的变窄部分可以在主体140/封闭件140附近向下定向，尽管如此，有可能将该变窄的端部向上定位以附接到致动器120。盘旋或螺旋状波纹管131具有手风琴状结构，以便于偏压构件130压缩和弹性恢复到其伸展形状。替代地，可以使用一系列弯曲、凹痕和延伸来产生相同的手风琴状结构。可以用形成为线圈的更传统的金属或塑料弹簧代替。顶部凸缘132和底部凸缘133可以包括接合特征，以将偏压构件130固定和密封在泵100的相邻部件(例如，致动器120、主体160等)内。46.封闭件140包括柱形盖141。盖的上部部分可以包括接合致动器120的特征，而下部部分具有由环形裙部142限定的杯状形状。螺纹143形成在裙部142的内表面上，以接合容器颈部。环形面板144径向向内延伸，以限定用于接收和容纳偏压构件130和管道124的孔145。47.密封凸缘146可以从面板144的内表面边缘延伸到孔145中。凸缘146可以成角度或以其他方式构造，以确保当泵100处于储存位置时形成足够的密封，尤其是在防止流体进入泵100的内部凹部方面。此外，面板144可以形成有一个或更多个升高或降低部分147(相对于水平轴线)，以便接合和容纳与泵主体部分160的连接。48.主体部分160包括活塞壳体163和滑动活塞164，该滑动活塞安装在壳体163的下部部分内，以限定可变体积的泵腔室165。特别地，由于由偏压构件130产生的往复运动，活塞164被向上和向下推动通过腔室165，其中向上运动产生抽吸作用，该抽吸作用暂时移动/打开阀162以通过入口161将流体吸入腔室。在向下运动时(通常通过按压致动器120并暂时压缩偏压构件130而启动)，活塞164向下运动，同时允许流体围绕其流动并进入管道124中。最终，由于致动产生的持续流体压力，管道124中的流体将最终通过出口121排出。49.单独地，介于活塞164和偏压构件130之间，滑动插入件170被限制在插入件壳体180内。继而，壳体180装配在可以包括环形脊、凸肩或凸缘以将壳体180固定在其中的壳体163内。50.应当注意，插入件170同轴地接收在壳体180内。取决于致动器120的旋转，插入件170将旋转并向上或向下移动。更具体地，由于偏压构件130和在插入件170的顶部上规则或不规则(但以与凸缘132或133上的相应特征相配合的方式)间隔开的构造174之间的固定连接，当致动器护罩123旋转时，这些物项将一齐运动。51.然后，沿着插入件170的外表面形成的一个或更多个凸起171移动穿过导向部181，该导向部设置为沿着壳体180的内表面定位的通道、凹槽或凸肩状构造。理想地，导向部181具有螺旋形状，以便允许致动器120的平滑旋转和移动。在其他实施例中，导向部181可以具有直的竖直定向，或者甚至是阶梯形或其他可变图案。优选地，设置相同数量的凸起171和导向部181。当存在两个或更多个凸起171时，它们应该优选以均匀和相等的间隔间隔开，以确保平滑移动和旋转。52.插入件170将具有中空管状结构，优选为圆柱形形状。一个或更多个凸缘可以沿着插入件170的顶部形成弧形区段，以用作凸起171。沿着插入件171的内表面，可以设置肋172以帮助定位和导向管道124，该管道将自由地滑动穿过该中心孔173。此外，在插入件170的底部，优选地在内表面上，凹槽、通道或其他附接特征将选择性地接收和接合活塞164。类似地，管道124的下端具有一对竖直间隔开的脊或接合特征，其也用于促使活塞164进入腔室165内的适当位置。53.当泵处于储存位置时，插入件170具有足够的直径以几乎完全延伸到插入件壳体180下方。在一些实施例中，凸起171接合壳体163上的凸肩，该凸肩用于限制插入件壳体180。通过移动到该较低位置，偏压构件130大部分或完全接收在通常由主体部分160占据的内部体积内。该空间和尺寸使得偏压构件130在该储存位置基本上不会被压缩。以同样的方式，管道124和活塞164被配置在足够的轴向高度处，以确保所有部件将容纳在壳体163内，更具体地，在一些情况下，容纳在腔室165内。54.相反，当插入件170处于操作或上部锁定位置时(由于凸起171位于其适当的止动件184中)，滑动插入件170保持固定在上部位置，与面板144齐平或接近齐平。在此，当按压致动器120时，偏压构件130压缩，同时管道124和主体部分160中的相关联的可移动部件向下移动。在释放致动器120时，偏压构件130向上推动这些部件，并且在该过程中在腔室165内产生抽吸作用。55.插入件壳体180也是中空管道，该插入件壳体在其内孔/口径182上具有相同的圆柱形形状。插入件壳体180的内径容纳滑动插入件170的外径，并且在储存位置容纳大部分或全部偏压构件130。如上所述，导向部181形成在孔/口径182的内表面上。此外，止动件184可以设置在导向部181的顶部和/或底部边缘处。止动件184基本上为水平凸肩，凸起可以放置在其上。斜坡区段185可以插在由导向部181限定的主竖直通道和止动件凸缘184之间，以便有助于保持凸起171位于止动件184上。斜坡185将形成为需要一定水平的扭矩以将泵100从操作位置移动到储存位置(或反过来)。56.应当注意，插入件壳体180的外部形状(和直径)不一定需要保持插入件170的圆柱形形状。代替地，壳体180的外表面仅需要装配在活塞壳体163中并与之配合。57.环形凸缘183形成在壳体180的顶部处。该凸缘183有助于将主体部分160附接并密封到封闭件140。虽然对于插入件170和壳体180的组合仅示出了完全上部位置和完全下部的位置，但附加的止动件184和/或斜坡185可以形成在中间位置处。58.在另一实施例中，附加的锁定特征也可以形成在封闭件140的外表面和由护罩123限定的内凹部上。如图11、图13、图17、图18a和图18b所示，一个或更多个径向向内的凹口或构造125设置在护罩123的内表面上。相应地，一个或一系列间隔开的凸起148形成在封闭盖141的外表面上，可能在裙部142中和/或在上部部分处。59.当致动器120(更具体地，护罩123)适当旋转时，凹口125在凸起148之间的空间之间穿过。在一些实施例中，凸起148可以类似于导向部，其具有倾斜部或倾斜表面，以便于致动器123的旋转。在任一情况下，当致动器120进一步旋转时(沿相同或相反方向)，凹口125钩在凸起148的一部分上，从而将致动器120捕获并保持在下部锁定位置。根据凸起148相对于插入件170在其壳体180内的滑动动作的轴向高度，凹口125/凸起148可以形成完全下部锁定位置，或者它们可以简单地提供部分下部锁定。在任一情况下，凹口125/凸起148提供了防止致动器120的不期望的释放的额外的保护。60.同样重要的是，凹口125/凸起148可以放置在围绕周边的径向位置，以便于由螺旋导向部181施加的扭转运动和/或终止，从而与止动件184上凸起171的静止位置重合。以这种方式，这些进一步的实施例支持帮助保持和保护偏压构件的操作位置和储存位置。61.通常，泵波纹管/偏压构件130用作金属偏压弹簧的替代物。通过将波纹管固定到承载元件上，并通过将径向凸起接合到泵主体的内表面上的相应珠、凹槽或孔状结构中允许该承载元件在上部锁定位置和下部锁定位置之间转换，波纹管可以隐藏在容器颈部和泵腔室中，而不会被压缩。当释放时，凸起沿着内表面自由滑动，从而允许泵的正常致动和往复运动。62.关于手风琴式波纹管的操作和构造的进一步背景，美国专利6，672，486；7，246，723；和10，252，841，以及美国专利出版物2018/318861；2017/216864；us 2009/0206091；和关于分段式圆顶致动器的2007/0241135通过引用被并入本文。这些出版物还提供了全聚合物(或全烯烃)泵分配器和偏压机构的进一步示例和优点。可以预见，本文提供的滑动和可锁定机构将适应这些设计中的任何一种。63.还应当理解，尽管在某些情况可能不希望使用金属弹簧，但金属弹簧仍可以并入在本发明的某些方面和实施例中。64.一般来说，所有部件都应由具有足够柔韧性和结构完整性以及化学惰性的材料制成。还应根据可加工性、成本和重量来选择材料。适于注射成型、挤压、吹塑成型或其它普通成型工艺的普通聚合物应具有特定效用。65.本公开中对联接的引用应被理解为包括本领域中使用的任何常规手段。这可以采用部件的卡扣配合或压配合的形式，尽管如此，也可以采用螺纹连接、珠和凹槽(bead-and-groove)、和狭槽凸缘组件。也可以使用粘合剂和紧固件，尽管如此，这些部件必须明智地被选择，以保持组件的可再循环特性。66.以同样的方式，接合可以包括联接或邻接关系。这些术语以及对联接的任何隐含或明确引用应在使用这些术语的上下文中考虑，并且任何领会的歧义可以通过参考附图来潜在地解决。67.附属的图示包括关于各种实施例的操作和使用的细节。此类细节应被视为被本书面说明书完全公开和包含。68.尽管本实施例已在附图中示出，并且在上述详细描述中对其进行了描述，但应当理解，本发明并不仅限于本公开的实施例，还可以进行多种重排、修改和替换。尽管已参考优选实施例描述了示例性实施例，但上文的详细描述也涉及进一步的修改和变更。这些修改和变更也落入所附权利要求或其等同物的范围内。









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