具有芯撑通气口和珠式密封件的锁定泵的制作方法

1.本发明涉及流体分配器，并且更具体地说涉及具有内部密封的可锁定通气泵，其非常适合于电子商务运输。


背景技术：

2.用于日常家用流体产品(比如肥皂、清洁剂、油、消耗性液体等)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。该类型的分配泵通常依靠由可压缩偏压构件驱动的往复泵。
3.这些产品经由批量运输零售供应链或通过电子商务方式(即送货到消费者的家中或公司)到达最终用户。两种供应链都需要防止由容器掉落、振动等造成的损坏和/或流体泄漏的保护措施。然而，电子商务渠道要求特别高，因为在没有任何额外包装的情况下运输个体容器更具成本效益。此外，因为电子商务运输不涉及托板或将容器局限于直立姿势的其它装置，所以容器和分配泵的旋转、翻转和推撞/振动增加了流体可能从容器泄漏的可能性。尽管存在这些问题，但是由于经由电子商务销售和运输单独含流体产品的在线零售商越来越受欢迎，所以对带有分配泵的容器的需求预计也将增长，因为这种容器能够承受运输的严格要求。
4.在这种情况下，往复泵的偏压动作特别困难。大多数泵向上推压分配头以产生吸力，该吸力将流体向上吸取到室中，以便排出分配头。然而，在延伸位置，分配头和泵杆特别脆弱，并且如果头被压下则容易致动。此外，许多泵包括空气入口，以确保平稳和高效的分配动作，并且这些入口本身为运输期间的泄漏提供了额外的路径。因此，分配泵容器设置有锁定机构，以试图避免流体的泄漏和损失。
5.在美国专利出版物2018/0304291中公开的一种常规的泵机构描述了若干锁定机构，这些锁定机构可以缓解以上指出的一些担忧。柱形密封表面形成在独立的端部部件上，其介于泵送活塞和入口阀/球阀构造之间。该密封件接合相应向内的尖端突起，其形成在限定活塞的泵室的柱体上的汲取管插座附近。以这种方式，当泵被锁定时，容器中的流体不应泄漏到泵中。
6.然而，发明人已经观察到，事实上，在模拟的电子商务运输条件(例如摇晃、冲击、振动等)期间，少量流体确实进入了泵中。一旦流体通过密封表面，它可以经由通气孔逸出，或者更可能的是，它将聚集在泵送活塞结构内形成的环形空间中。然后，当泵被解锁时，该流体将阻碍正常的通气操作和/或沿着轴向杆泄漏。
7.泵锁的其它配置也是公知的，比如美国专利7,802,701和8,827,121；美国专利出版物2017/0128966、2017/0128967和2018/0304291；以及国际专利出版物wo2018/215658、wo2017/186541和wo2017/198616。然而，发明人不相信这些设计能够充分解决电子商务运输期间产生的独特条件。
8.所有上述专利文献都通过引用结合于此。此外，在与下面的描述兼容的程度上，本发明的再一些方面可以结合这些常规设计中发现的特征中的一个或其组合。


技术实现要素：

9.前述问题是通过一种泵机构来解决的，该泵机构包括通气芯撑和珠式密封件，其中泵从容器中抽取流体。这些特征在与任何方式的锁定机构组合使用时提供了一种启用泵的容器，其可以经由电子商务进行运输而不会泄漏或损失流体。
10.在一个实施例中，本发明可以包括以下特征的任意组合：
11.·
分配头，其具有旋转锁，所述分配头在延伸位置和接近位置之间往复运动；
12.·
泵体，其具有限定泵室的蓄能器和活塞，所述泵体通过被保持在泵室内的偏压构件连接到分配头，并且相对于泵体推压分配头进入延伸位置；
13.·
芯撑，其被保持在分配头和泵体之间，所述芯撑具有：中空柱形形状；形成在侧壁中并且在分配头处于延伸位置时将环境空气提供到泵室中的通气口；以及具有与旋转锁配合的接合机构的顶面；
14.·
其中：(i)旋转锁被接合以将分配头相对于泵体选择性地保持在接近位置，以及(ii)在泵体处于接近位置时，泵体阻塞通气口并且防止环境空气进入泵室；
15.·
套环，其在与分配头相对的一端处附接到泵体，从而防止流体进入泵室；
16.·
其中套环和泵体通过包括珠式密封件的接合机构保持在一起；
17.·
其中偏压构件在泵室内向上推压活塞；
18.·
其中分配器头包括竖直取向的鳍，其接合形成在芯撑的顶面上的至少一个倾斜突起；以及
19.·
其中在蓄能器的顶端处形成端口，所述端口与通气口对齐，以在旋转锁未被接合时准许补偿空气进入泵室。
20.具体参考下面的所附权利要求书、附图和描述，它们都公开了本发明的要素。虽然识别了特定实施例，但是应该明白的是，来自一个所描述的方面的元件可以与来自单独识别的方面的元件组合。同样，普通技术人员将具有对共同过程、部件和方法的必要理解，并且该描述旨在包含并公开这些共同方面，即使它们未在本文中明确地识别。
附图说明
21.通过参考详细描述，结合以下图示进行理解，可以更好地了解本发明的操作。这些附图形成本说明书的一部分，并且附图上/中的任何信息都被字面上包含(即，实际陈述的值)以及被相对上包含(例如，零件的相应尺寸的比例)。以相同的方式，这些图中示出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，如同在本文中被完全重写一样。除非另有说明，否则附图中的所有尺寸均参照英寸，并且附图上/中的任何印刷信息形成本书面公开的一部分。
22.在附图和附件(它们均被包含作为本公开的一部分)中：
23.图1a和1b是根据某些实施例的泵机构的侧面平面图，示出了分配器/致动头在关闭(图1a)和打开(图1b)位置的高度变化。
24.图2是图1的泵的剖视侧视图，包括构成该泵的各个部件的分解截面透视图。
25.图3a是图1的泵的顶部或杆部分的分解截面侧视图，而图3b是该泵的底部或蓄能器部分的分解截面侧视图。
26.图4a是沿着图1a中的线4-4截取的截面透视图，其中泵处于关闭位置，而图4b是图
4a中标注4a的分解剖视图。
27.图5a是沿着正交于图4a所示视图的平面截取的截面透视图，但是其中泵处于打开位置(即与图1b的图示处于相同的基本平面)，而图5b是图5a中标注5b的分解剖视图。
28.图6是根据某些实施例的通气芯撑的截面透视图。
29.图7是装配到用于在泵中使用的蓄能器(比如上面图1和2所示的蓄能器和泵)上的图6的芯撑的截面透视图。
30.图8a是用于球阀和汲取管接合处的替代配置的截面透视图，而图8b是图8a中标注8b的分解剖视图。
具体实施方式
31.现在将详细参考本发明的示例性实施例，其示例在附图中示出。应该明白的是，还可以采用其它实施例，并且可以做出结构和功能上的变化，而不背离本发明的相应范围。如此，以下描述仅通过说明方式给出，并且不应该以任何方式限制可对于所示实施例做出的并且仍然处于本发明的精神和范围内的各种替代方案和修改方案。
32.如本文中使用的，词语“示例”和“示例性”意指实例或例证。词语“示例”或“示例性”不指示关键或优选的方面或实施例。词语“或”旨在是包容性的而非排他性的，除非上下文另有说明。作为一个示例，表述“a采用b或c”包括任何包容性组合(例如，a采用b；a采用c；或a采用b和c)。作为另一方面，冠词“一”和“一个”通常旨在意指“一个或更多个”，除非上下文另有说明。
33.本公开中的任何描述和附图以及附图内的任何书面内容都应该被认为是作为本说明书的一部分所再现的。
34.如图1a和1b中可以看出，往复泵100集成在用于容器(未示出)的封闭件110内。只要泵100被设计成在电子商务运输条件下防止泄漏，应该明白的是容器也必须能够承受这种条件。然而，只要封闭件110与容器的开口配合并且附接，实际上可以使用任何类型的容器。最常见的是，容器将包括沿着其底端密封的中空管，而容器开口将包括螺纹、卡扣配件或其它常见的附接机构，以允许封闭件110联接到其上。
35.泵100包括数个不同的部分。如上所述，封闭件110用于连接和密封容器。分配端200包括分配出口212。广义而言，它包括连接到吸入部分300的蓄能器240中的活塞230，而偏压构件250将分配端200推到其延伸或打开位置，如图1b所示。
36.图2、3a和3b进一步定义和描述了这些部分及其相应的部件。首先，分配端200包括头210。头210的内部限定了中空的分配通道211，且出口孔212设置在头210的远端213处。通道211有角度，以将从容器向上流动(经由活塞300)的流体朝向出口212重新定向。同轴止动件214定位在通道内，以限制活塞止回阀/球215的向上移动。活塞球215放置在笼216内的密封位置，该笼也集成在通道211内。
37.通过头210的流体的重新定向使头210呈l或j形。它的外部顶部217呈平坦和/或光滑部分，这有效地允许用户容易地向下按压头210。接合构型218可以形成在头上，以附接到环形芯撑220，其围绕活塞230装配在头210的基部下方。
38.芯撑220是中空柱体，在其内部侧壁221上具有相应的接合构型228。构型228与头210上的构型218配合，以将部件固定在一起。顶面222包括倾斜止动件223，以接合竖直取向
的肋或鳍219，从而有助于本文所述的旋转锁定功能。
39.值得注意的是，芯撑220在其侧壁221中包括通气口通孔224。如下面将更详细描述的，通气口224在泵100处于其锁定位置时被密封，从而将流体限制在容器中，而不会有不希望的损失或泄漏，即使当容器暴露于推撞、振动、冲击和其它电子商务运输类型条件下。
40.活塞230被接收在头210内。两者形成流体密封，以便沿着它们的内部并且靠近止回阀215限定通道211的一部分。在一些实施例中，球215和笼216可以形成为活塞230的一部分、头210的一部分或两者的组合。活塞的顶端231被卡扣装配、粘附或联接到头210。
41.活塞230也通行穿过芯撑220的内孔225。在替代实施例中，可以在活塞230的表面上形成接合构型(未示出)，以便它附接到芯撑220。如本文所示，头210的楔形部分在活塞230和头210的接合部/密封表面处插置在活塞230和芯撑220之间。
42.活塞230也是中空管，以便限定运行穿过泵100的流体通道211。在其外表面上，活塞230被同轴地接收在中空管状蓄能器240内。在这种配置中，活塞230在蓄能器240内沿轴向移动，以允许分配端200移动离开容器(再次如图1a和1b中对比所示)。注意，该移动范围还允许往复运动，其为泵100产生充足的吸力，以通过分配出口212将流体从容器移出。
43.环形凸缘232在活塞230的下端233处建立增大的直径。以这种方式，凸缘232抓住芯撑220的下侧，以防止活塞230从头210和/或蓄能器240发生分离。密封裙部234靠近凸缘232定位，以在活塞230向上延伸时密封蓄能器240的内部。以这种方式，流体始终保持在通道211内。
44.在下端233处，活塞230沿着其内部接收弹簧250和蓄能器阀球251。当活塞230的往复移动在活塞230内建立吸力时，球251可以在轴向方向上暂时向上移位，以允许流体进入通道211。球251通过坐置在中空管状蓄能器240的顶部内端处形成的锥形座252中来密封通道211。弹簧250可以具有沙漏形状，以便沿着其下部内部接收球。在泵100的起动期间，球的向上移动也可以受到弹簧250(和/或活塞230和/或蓄能器240的其它结构特征)的限制。
45.蓄能器240是围绕活塞230的下端233同轴装配的中空管状结构。径向/周向凸缘状顶端241包括接合结构242，以将蓄能器240附接到分配端200(例如，通过芯撑220处的气密密封件)。顶端241上的结构也可以向内延伸，以密封芯撑220和/或活塞233。注意，顶端241和底端243之间的中空蓄能器240的内部容积限定泵室244以及活塞230可以移动通过的运动范围。因此，泵室244的面内的突台、止动件或其它结构(在蓄能器240或芯撑220上)限制活塞230的运动范围。
46.螺纹环形裙部260可以保持在周向突台241a与芯撑220的底部外周边缘之间。顶部接合柱体241b被接收在芯撑220下侧(即面向容器)形成的轴向间隙或槽226内。这些零件和本文公开的任何其它零件之间的接合机构可以通过卡扣装配槽(间断的或环形的)和突起(间断的或环形的)、配合的螺纹或螺钉配件、干涉配合或其它类似的公知手段来实现。
47.裙部260包括外面261，其可以带滚花、带槽或以其它方式纹理化，用于改善抓握性和/或美观性。在裙部内面262和顶端241之间形成间隙，容器颈部可以将泵100接合到该间隙中。在一些视图中，裙部260已经被省略以提供更清晰的视图。可以将用于裙部260的一些或全部结构集成到蓄能器240的顶端241中。
48.如上所述，活塞230在蓄能器240内沿轴向滑动，且下端233密封地接合蓄能器的内表面，以在头210被弹簧250向上推压时(当泵100未被锁定时)产生吸力。该吸力促使球215
抵靠抵接部214，其装配到通道211内的顶部217。以相同的方式，球251被移位以准许流体从容器进到泵体/通道211中。吸力终止于运动范围的顶端处，这允许重力将阀251降回到关闭位置。然后，在压下/致动头217时，泵体/通道被沿轴向向下压缩，导致室中的流体暂时使球215移位，并且迫使流体通过头210和出口212。
49.在其下端243处，蓄能器240附接到汲取管270。因此，汲取管270是中空吸管状结构，其优选通过干涉配合与蓄能器接合。管270有效地形成通道211的延伸部，并且用作通向泵室244的入口，该球251根据泵100的致动状态选择性地密封室244。
50.如图8a和8b中可以看出，示出了将下端243连接到活塞230和汲取管270的替代手段。这里，套环延伸部280通过珠和槽配置附接到下端243的外圆周。球阀251保持在套环280的内部漏斗形状281内，以便密封泵室244的下端。有缝笼构型245沿着其内部/中心轴线形成在蓄能器240上，以限制球251的向上移动。接收端口282附接到汲取管270，且内环283充当管270的止动件。
51.在套环280的顶端284处，接合特征285将套环280附接到蓄能器240。在优选实施例中，特征285包括一个或更多个环形珠，其装配在对向部件上的配合槽内。一体笼或保持结构247与蓄能器240一起形成(如图所示)，或者作为套环280的一部分。在任一实例中，笼247限定球251的运动上端。所有这些特征进行配合，以在泵100的下端处形成改进的密封，从而在电子商务运输期间保持和限制容器内的流体。
52.泵100的关键特征之一是其锁定功能。虽然若干锁定机构在上面被提到(并且可以被包含作为替代物)，但是一个实施例可想到将头210保持在锁定位置的旋转锁。该功能是通过在头210的下部外表面和芯撑220的内壁上提供配合螺旋螺纹来实现的。止动件223接合头210底部的平坦/水平面上的类似结构，以防止过紧并且确保芯撑通气口224与设在蓄能器的顶端241处的相应端口或间隙246对齐。
53.当拧在一起/接合时，头210和芯撑220压缩弹簧250并且防止泵的致动或起动。此外，在这种配置中，通气口224和端口246偏移，以便阻塞和密封。然而，当锁被解除时，通气口224和端口246对齐，以便允许空气/流体从容器的内部连通到周围环境(即，允许补偿空气进入)。
54.止动件223相对于通气口224的相对周向定位以及螺纹的旋转长度是关键。这些特征必须设计成确保在锁定时通气口224和端口246不对齐。
55.可以提供多个通气口224和/或端口246。此外，止动件223不需要完全防止旋转，而是可以简单地为用户提供触觉反馈，以便用户知道锁何时接合或解除。
56.通过仔细研究附图中所示的特征，可以看出本发明的再一些方面。虽然上面突显了与泵100的操作最相关的结构，但是本领域的技术人员在整体研究附图时将会理解更多的功能和结构，特别是关于珠、凸缘、螺旋螺纹、槽和配合/装配部件。
57.鉴于前述内容，本发明的各方面可以包括以下特征的任意组合：
58.·
分配头，其在延伸位置和接近位置之间往复运动；
59.·
泵体，其具有限定泵室的蓄能器、被接收在蓄能器内并且附接到分配头的活塞、以及被保持在泵室内并且推压活塞相对于泵体进入延伸位置的偏压构件；
60.·
旋转锁，其在接合时将分配头相对于泵体暂时限制在接近位置；
61.·
芯撑，其被保持在分配头和泵体之间，所述芯撑具有：中空柱形形状；形成在侧
壁中并且在分配头处于延伸位置时将环境空气提供到泵室中的通气口；以及具有与旋转锁配合的接合机构的顶面；
62.·
其中，当泵体处于接近位置时，泵体密封通气口并且防止环境空气进入泵室；
63.·
套环延伸部，其附接蓄能器并且防止流体进入泵室，除了在分配头被往复运动致动时；
64.·
其中套环延伸部和蓄能器通过珠式密封件连接；
65.·
其中球阀被保持在套环延伸部内；
66.·
其中旋转锁包括位于分配器头上的竖直取向的鳍，其接合形成在芯撑的顶面上的至少一个倾斜突起；
67.·
其中在蓄能器的顶端处形成端口，所述端口与通气口对齐，以在旋转锁未接合时准许补偿空气进入泵室中；以及
68.·
其中偏压构件在泵室内向上推压活塞。
69.所有部件均应该由具有足够柔性和结构完整性以及化学惰性性质的材料制成。还应针对可加工性、成本和重量选择材料。除了上面特别提到的材料之外，适用于注塑成型、挤压或其它常用成形工艺的普通聚合物应该具有特定的效用，尽管可以使用金属、合金和其它复合材料来代替或附加于更常规的容器和封闭件材料。
70.尽管已经在附图中示出并且在前述详细描述中描述了本实施例，但是应该明白的是本发明并不仅局限于所公开的实施例，并且还可以设想许多重新配置、变型和替换。已经参考优选实施例描述了示例性实施例，但是进一步的变型和变更包含前述详细描述。这些变型和变更也落入所附权利要求书或其等同方案的范围内。