專利名稱：隔膜和協(xié)作部件的組件、泵及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一個隔膜和一個協(xié)作部件的組件，包括這種組件的一個泵及其使用方法。
背景技術：
美國專利4347953公開了設有一個隔膜的一個泵，該已知的泵由最少四個零件構成，即一個殼體、一個蓋子、一個隔膜和一個與隔膜協(xié)同動作的部件。這樣的隔膜具有一個彈力，在對其施加一定的壓縮后，該彈力小于初始值，因此幫助進一步的壓縮。在壓縮時，隔膜的一個柔性壁在自由空間里移動，因此力的變化是不受控制的。該泵的應用局限于分配一定量的泡沫、液體或者氣體。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種適于多種用途的改進隔膜。
為此目的，本發(fā)明提出一種隔膜部件和協(xié)作部件的組件，它包括一個隔膜部件，具有一個預定形狀和厚度的柔性壁，柔性壁與協(xié)作部件相配合，協(xié)作部件包括柔性壁可以沿其移動的一個剛性外壁。
這樣的組件提供了一種更簡單和更低成本的解決方案。
在一個優(yōu)選實施例中，展開頂靠其進行的部件(展開部件)具有一個預定的直徑變化，并且/或者柔性壁具有一個預定的厚度變化，以產生一個所需的力的變化。
由于柔性壁和展開部件的配合，人們發(fā)現(xiàn)，可以根據(jù)需要來決定力的變化，這樣，就可以根據(jù)應用來預先確定彈性特性。
在一個優(yōu)選實施例中，柔性壁被部分地折回，并且其中一個折回邊設置在外端，以吸收一個壓力。折回邊提供一個穩(wěn)定的配合點，用于將壓力以可控制的方式從展開部件傳遞到隔膜上，反之也然。
在一個優(yōu)選實施例中，力的變化是恒定、遞增、遞減的，或者是它們的組合。實際上，可以獲得任何需要的力的變化。
在一個優(yōu)選實施例中，力的變化包括一個或多個峰值。例如為了一個改進的分配，也可以實現(xiàn)一個振蕩的力的變化。
在一個優(yōu)選實施例中，展開部件的外端是圓錐形的。人們發(fā)現(xiàn)它能夠對力的變化產生所需的控制。
在一個優(yōu)選實施例中，為了使力的變化出現(xiàn)一個峰值，展開部件的外端包括一個加厚的部分。力變化的峰值表明已經(jīng)達到一確定點，因此作為分配的指示，其中，端部的量、例如10ml以及力峰值處的量、例如5ml均作為參考。
在另一個優(yōu)選實施例中，外端包括一個彎曲件。
在另一個優(yōu)選實施例中，為了產生一個遞增的彈力，外端包括一部分凹形截面。
在另一個優(yōu)選實施例中，為了產生一個遞減的彈力，外端包括一部分凸形截面。


下面結合附圖進一步討論有益效果和特征。
圖1A和1B示出第一優(yōu)選實施例中帶有一個本發(fā)明組件的一個泵的剖視圖，處于第一使用位置和第二使用位置；圖1C示出圖1A中組件的力的變化；圖2A和2B示出第二優(yōu)選實施例中帶有一個本發(fā)明組件的一個泵的剖視圖，處于第一使用位置和第二使用位置；圖2C示出圖2A中組件的力的變化；圖3A和3B示出第三優(yōu)選實施例中帶有一個本發(fā)明組件的一個泵的剖視圖，處于第一使用位置和第二使用位置；圖3C示出圖3A中組件的力的變化；圖4A和4B示出第四優(yōu)選實施例中帶有一個本發(fā)明組件的一個泵的剖視圖，處于第一使用位置和第二使用位置；圖4C示出圖4A中組件的力的變化；圖5示出第五優(yōu)選實施例中帶有一個本發(fā)明組件的一個泵的剖視立體圖；圖6示出第六優(yōu)選實施例中局部被切掉的一個本發(fā)明隔膜的立體圖；圖7示出第七優(yōu)選實施例中一個本發(fā)明隔膜的立體圖；圖8A-8C是設有一個吸入閥的圖6的隔膜的三個不同實施例的俯視圖；圖9示出第八優(yōu)選實施例中一個吸入閥的立體圖。
具體實施例方式
一個泵1，例如適合于一個容器2中的液體、糊狀物、泡沫或者氣體，包括一個隔膜或者隔膜部件3和一個協(xié)作部件或者展開部件4的一個組件，該展開部件4包括隔膜的一個柔性壁5可以在上面展開的一個外壁(圖1A和1B)。
在所示的第一優(yōu)選實施例中，展開部件4例如呈點對稱，包括一個第一圓錐部件6和一個與之相連的第二圓錐部件7，第二圓錐部件7有不同的傾斜角并與容器2制在一起。容器2還包括一個直立壁8，其頂部設有一個止擋10。雖然各種形狀例如橢圓或者正方形都可以，但是示出的壁8是圓柱形的。上部零件12包括帶有加厚部分的一個圓柱形側壁14，該加厚部分在一個起始位置(圖1A)頂靠止擋10。上部零件12還包括一個上部壁16和一個用作流出口的噴嘴22，一個圓柱形的壁18設置在上壁內側以形成一個腔體20。
隔膜3呈點對稱，并包括為了獲得需要的彈性而變化厚度的柔性的圓筒狀的壁5、支承在壁14上一個凹槽中(或者例如壁14上的一個凸肋上)的加厚的基部24、和連接到折回邊27上的并用于將容器2中的材料吸進來的吸入閥26。一個較薄的圓柱形壓力閥28靠裝在壁18的外側。折回邊27支持在展開部件4的頂部用于吸收壓力。
柔性壁5的一部分被折回，以得到回彈效果。因此，隔膜3用一種具有足夠彈性的可變形材料制造，例如Skypel，一種熱塑性聚脂，或者一種彈性體、例如硅橡膠。隔膜的材料最好是一種熱塑性聚合物或者一種低阻尼的彈性體，這樣材料能更快地回到其原始位置。
在泵1的使用過程中，使用者對上部壁16施加力，其中柔性壁5朝著展開部件4展開，直至達到一個第二端部位置為止(圖1B)。腔體20變小以形成超壓，閥28被向外施壓，腔體20的容納物通過流出口22流出泵體。
力的變化由柔性壁5的壁厚變化與壁5頂靠展開的展開部件4的外表面路徑的結合預先確定。在展開時，隔膜與展開部件接觸的部分逐漸增大。在圖1C中示出力F(Y軸)作為圖1A中泵的壓縮量S(X軸)的函數(shù)，該變化大致是水平的。也就是說，在將上部零件12相對部件2壓下時，使用者必須施加大致恒定的力。圖1C中所示力的變化可以根據(jù)需要并根據(jù)應用而被預先確定，這樣，一個恒定、遞增和遞減的變化以及它們的一個組合都有可能。一個開始較大然后再小一點的力也有可能，其中使用者有一種緊張被釋放的感覺。一個或多個峰值或者峰谷指示也是可能的，其中，確定壓縮量下的力具有手動可以察覺的不同值，這樣使用者知道已經(jīng)達到了該特定的點。例如，一個指示峰值可以位于5ml處，而端部值是10ml，這樣分配就簡單了。
例如，通過使展開部件的一個第一部分34的截面成凹形(圖2A、2B)，來獲得一個逐遞增加的力的變化，其中采用了與圖1A、1B中所示同樣的隔膜，并且該泵還包括同樣的部件。部件34的曲率隨著向下而增加，這樣將上部零件12向下壓所需要的力也就增加(圖2C)。
例如，通過使展開部件的一個上部38的截面成凸形，來獲得一個隨壓縮而逐漸減少的力，其中，對一個變化的力來說，其傾斜角是變化的(圖3A-3C)。
在第四個優(yōu)選實施例中，展開部件包括一個第一圓錐部件50和一個具有不同傾斜角的第二圓錐部件52。在第一部件50的外側周圍設置有一個凸肋54，當柔性壁5在其上展開時，該凸肋引起一個力的峰值(圖4A-4C)。當然，可以設置多個凸肋，以引起多個峰值。實際上，力的峰值提供約10％的力的增加。
第五個優(yōu)選實施例(圖5)提供一個泵100，它包括設有一個噴嘴104的一個容器102，該容器安裝在一個例如裝有清潔液的瓶子上。該噴嘴包括一個其中設有本發(fā)明的一個組件的外殼106，該組件包括帶有柔性壁110的隔膜108，柔性壁110與一個展開部件112配合。該組件可以由具有一個操縱桿114的一個手槍機構操作，操縱桿114通過連接件118與展開部件連接。部件116、120和122用于通氣。隔膜的基部124支持在外殼106上，邊126與外殼106設置成一體。在外殼127中還設置有一個開口127和一個噴射孔128，用于將容器102中的容納物排出。
在操縱桿114上施加一個力時，展開部件112向圖5中的右方移動，其中壁110在展開部件上展開。當展開部件向右移動時，在隔膜108的內部壓力增大，在一個預定的閾值時邊126不再密封，這樣，通過開口127和噴射孔128，隔膜中的容納物被壓出泵體。由于在該實施例中壓力逐漸增加以及噴射孔128較小的直徑，所以當容納物離開噴射孔時容納物被噴成霧狀。
在所示的實施例中(圖5)，展開部件在隔膜的方向上移動。也可以將隔膜設置成在展開部件的方向上移動，即在圖5中當操縱桿114被操作時隔膜將向左方移動。
在實際的實施例中，行程S在10mm和25mm之間變化。對于一個由手動操作的如圖1A所示的泵，在一個特定應用下，最大的力F大約為20N到30N，最小值為5N。為了將液體噴成霧狀，需要更高的壓力。這時，在隔膜上最大的力是250N到300N。手動操作通過一個杠桿機構或者一個手槍機構(圖5)來實現(xiàn)。展開部件的傾斜角在0°到135°的范圍內變化，以獲得所需的力的變化。對于一個較小的力，一個實用的傾斜角的值是10°。
圖1-4中的隔膜包括圍住一個環(huán)狀閥28的加厚的圓錐形基部24(圖6)?；康纳蟼冗B接到圓柱形的柔性壁5上。在另一端上設置了一個與加厚的邊27相連的折回邊。邊27上側的環(huán)狀平面用作展開部件4的頂側支撐面。邊27包圍住盤狀吸入閥26，用三個可彎曲的臂60將該吸入閥設置在邊27上。閥26例如包括一個銷狀突起62，用于引導閥26。
例如，隔膜3的一個實用實施例(圖6)具有1到5cm的高度，截面為1到4cm，壁5的壁厚為0.1到5mm，最好，壁厚在0.2到2mm之間。閥28具有0.1到0.5mm的壁厚，閥60具有2到10mm的截面，基部24具有1到15mm數(shù)量級的一個厚度。
進行展開所用的力也可以隨隔膜的形狀和壁厚而決定。在另一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的隔膜包括一個其上設置有柔性壁66的一個基部64，該壁具有一個大致為拋物線形漸變的截面(圖7)，其中得到了逐漸減小的力。對于一個遞增或者遞減的力，壁的變化也可以根據(jù)更高或更低階的函數(shù)來實現(xiàn)。壁66比壁5要高，這樣它可以進一步展開。吸入閥和壓力閥未示出。
吸入閥36例如通過三個直臂60設置在邊緣27上(圖8A)。整個隔膜具有同樣的材料，這樣，壁具有輕微的柔性，并且閥26可以移動。為了改進彈性效果，用Z形臂70(圖8B)或臂72(圖8C)將該閥設置在邊緣27上。通過使Z形連接線變長或者變短，獲得更小或者更大的彈力，并且閥26可以打開到更大或者更小的程度，這對于象牙膏這樣的糊狀流體來說是重要的。
為了一種柔性懸掛，吸入閥26可以具有一種側視圖為C形的臂74(圖9)，它也具有與上述Z形臂同樣的作用和功能。
本發(fā)明不限于上述的優(yōu)選實施例，可以進行許多改變；尋求的保護限定在所附權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種隔膜部件和協(xié)作部件的組件，它包括一個隔膜部件，具有一個預定形狀和厚度的柔性壁，柔性壁與協(xié)作部件相配合，協(xié)作部件包括柔性壁可以沿其移動的一個剛性外壁。
2.根據(jù)權利要求1所述的組件，其特征在于，協(xié)作部件是一個展開頂靠其進行的部件(展開部件)，剛性外壁具有一個預定的直徑變化，并且/或者柔性壁具有一個預定的厚度變化，以產生一個所需的力的變化。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的組件，其特征在于，柔性壁被部分折回，并且一個折回邊設置在一個外端，以吸收一個壓力。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的組件，其特征在于，力的變化是恒定、遞增、遞減的或者它們的組合。
5.根據(jù)權利要求2、3或4所述的組件，其特征在于，力的變化包括一個或多個峰值。
6.根據(jù)權利要求1-5中任意一項所述的組件，其特征在于，協(xié)作部件的一個外端是圓錐形的。
7.根據(jù)權利要求1-6中任意一項所述的組件，其特征在于，為使力的變化出現(xiàn)一個峰值，展開部件的外壁包括一個加厚部分。
8.根據(jù)權利要求1-7中任意一項所述的組件，其特征在于，展開部件的外壁包括一個彎曲。
9.根據(jù)權利要求1-8中任意一項所述的組件，其特征在于，為了產生一個遞增的彈力，展開部件的外壁包括一部分凹形截面。
10.根據(jù)權利要求1-9中任意一項所述的組件，其特征在于，為了產生一個遞減的彈力，展開部件的外端包括一部分凸形截面。
11.根據(jù)權利要求1-10中任意一項所述的組件，其特征在于，隔膜的柔性壁的厚度變化至少部分地決定了力的變化。
12.根據(jù)上述權利要求中任意一項所述的組件，其特征在于，隔膜由熱塑性聚合物或者彈性體構成。
13.根據(jù)上述權利要求中任意一項所述的組件，其特征在于，隔膜的柔性壁基本是圓柱形。
14.根據(jù)上述權利要求中任意一項所述的組件，其特征在于，隔膜的壁基本具有凸形截面。
15.根據(jù)上述權利要求中任意一項所述的組件，其特征在于，隔膜包括一個結合成一體的壓力閥和/或一個結合成一體的吸入閥。
16.根據(jù)權利要求15所述的組件，其特征在于，吸入閥包括多個、例如三個與柔性壁相連的支腿。
17.根據(jù)權利要求16所述的組件，其特征在于，為了改進的彈性作用，支腿在俯視圖中是Z形的。
18.根據(jù)權利要求15-17所述的組件，其特征在于，吸入閥包括一個導向突起，用于引導吸入閥。
19.根據(jù)權利要求15-18所述的組件，其特征在于，壓力閥是一個圓柱形的柔性壁。
20.一種泵，它包括一個權利要求1-19中任意一項所述的組件。
21.根據(jù)權利要求20所述的泵，它包括一個結合有該組件的手槍機構。
22.權利要求1-19中任意一項所述的組件和/或權利要求20-21所述的泵的使用方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一個隔膜部件和展開頂靠其進行的部件(展開部件)的組件，包括一個隔膜部件，具有一個與展開部件配合、具有預定形狀和厚度變化的柔性壁，展開部件具有柔性壁可沿其移動的一個剛性外壁，其中，展開部件具有一個預定的直徑變化，且/或柔性壁具有一個預定的厚度變化，以產生所需的力的變化。
文檔編號B05B11/00GK1665601SQ03815569
公開日2005年9月7日 申請日期2003年7月3日 優(yōu)先權日2002年7月3日
發(fā)明者彼得·E·內林克斯, 耶羅恩·D·德雷特 申請人:克爾圖伯有限公司