СИСТЕМА И СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКОЙ ПЕНЫ, В ЧАСТНОСТИ ЧИСТЯЩЕГО СРЕДСТВА С ПРЯМЫМ ОБРАЗОВАНИЕМ ПЕНЫ Российский патент 2020 года по МПК B05B11/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к дозированию жидкой пены, в частности чистящего средства с прямым образованием пены. В частности, настоящее изобретение относится к системе дозирования жидкой пены, включающей в себя контейнер, насос и буфер.

Уровень техники

Ручное мытье посуды обычно выполняют посредством нанесения средства для мытья посуды на губку или чистящее устройство и натирания посуды с помощью чистящего устройства или добавления моющего средства в раковину, наполненную водой, и замачивания/натирания посуды в воде с разбавленным моющим средством. Такие стандартные способы могут потребовать от потребителя для очистки посуды больше времени, чем необходимо, когда она несильно загрязнена или когда требуется очистить только несколько предметов посуды (например, ножи, кулинарные лопатки, половники и т.д., кратковременно используемые для приготовления пищи). Такие стандартные способы также могут стать причиной потери чистящего средства для мытья посуды (т.е. дозируемое количество чистящего средства может превышать его количество, необходимое для чистки посуды).

Многие потребители хотели бы определить эффективные пути очистки посуды. Одним из подходов к более быстрой очистке посуды является непосредственное нанесение средства для мытья посуды на грязную посуду с последующим легким натиранием средства по усмотрению и ополаскиванием водой. Из известного уровня техники применительно к очистке с прямым образованием пены известно средство для мытья посуды «Method Power Foam Dish Soap», представленное на рынке компанией Method Products (Сан-Франциско, штат Калифорния, США). Компания Method Products предлагает состав для мытья посуды в обычном бытовом распылителе. Однако дозирование средств для мытья посуды с прямым образованием пены из обычных бытовых распылителей не может обеспечить эффективную очистку посуды и покрытие пеной требуемой площади поверхности и/или устойчивое покрытие пеной для эффективной очистки. Для компенсации недостаточного и неустойчивого покрытия требуются многочисленные распыления, которые могут оказывать отрицательное действие на ощущения пользователя, ведут к излишнему расходованию чистящего средства, а также могут увеличить «отскакивание» чистящего средства от очищаемых поверхностей во время распыления. Такое отскакивание может вызвать излишнее расходование чистящего средства и возможный риск вдыхания чистящего средства.

В этой связи желательно повысить эффективность очистки с помощью системы дозирования, которая обеспечивает надлежащее покрытие поверхностей дозой чистящего средства с прямым образованием пены с минимальным отскакиванием и без ухудшения очистки плотных загрязнений от еды.

Раскрытие сущности изобретения

С этой целью настоящее изобретение предлагает систему дозирования жидкой пены, в частности чистящего средства с прямым образованием пены, содержащую контейнер для жидкости и дозирующее устройство, соединенное с контейнером. Согласно изобретению дозирующее устройство содержит насос, содержащий насосную камеру, сообщенную по текучей среде с контейнером, и поршень, расположенный в насосной камере, причем поршень и насосная камера могут перемещаться относительно друг друга; выпускной канал, соединяющий насосную камеру с соплом; клапан предварительного сжатия, расположенный между выпускным каналом и соплом; и буфер, содержащий буферную камеру, соединенную с выпускным каналом, причем буферная камера включает в себя расположенный в ней сжимаемый вариатор для варьирования полезного объема буферной камеры; причем сопло, буфер и насос выполнены таким образом и имеют такие размеры, что пена дозируется в предварительно заданной форме распыления. Благодаря распылению пены в предварительно заданной форме распыления повышается эффективность пены.

В одном варианте выполнения системы дозирования клапан предварительного сжатия и буферная камера выполнены с возможностью задания нижнего и верхнего пределов давления дозирования пены соответственно. Таким образом, давление, при котором распыляется пена, лежит в относительно узком диапазоне с целью получения более равномерной пены.

В другом варианте осуществления изобретения клапан предварительного сжатия имеет давление срабатывания приблизительно от 2 до 4,5 бар, предпочтительно приблизительно от 3 до 3,5 бар. При указанном нижнем пределе давления жидкость распыляется относительно небольшими каплями, что ведет к улучшенному пенообразованию.

В другом варианте осуществления изобретения буферная камера и вариатор определяют максимальное значение давление дозирования от 3 до 5,5 бар, предпочтительно приблизительно 5 бар. Указанный верхний предел давления распыления обеспечивает то, что капли не становятся слишком маленькими, что ведет к риску вдыхания чистящего средства.

В некоторых вариантах осуществления изобретения насос имеет рабочий объем, который превышает максимальную пропускную способность сопла. Таким образом, не вся жидкость из насоса может проходить через сопло, и часть жидкости должна храниться для последующего распыления.

Максимальная пропускная способность сопла может составлять приблизительно 1,45 см³ в секунду.

Система дозирования может иметь буферную камеру, имеющую максимальный полезный объем, который превышает рабочий объем насоса. Таким образом, чистящее средство, перекачиваемое за один или несколько ходов поршня насоса, может храниться в буферной камере для последующего дозирования.

В одном варианте выполнения системы дозирования сопло имеет множество вихревых канавок, ведущих во впускную воронку, причем указанная воронка выходит в отверстие сопла. Вихревые канавки и воронка обеспечивают окончательное придание ускорения и сообщение энергии потоку жидкости непосредственно перед ее выходом из отверстия сопла.

Сопло может иметь центральное отверстие, расположенное по потоку выше впускной воронки, которое выполнено с возможностью вмещения выступающей части корпуса дозатора-распылителя, причем центральное отверстие имеет такие размеры, что между торцевой поверхностью выступающей части корпуса и дном указанного отверстия образовано пространство. Таким образом, часть жидкости принудительно проходит через вихревые канавки, а часть жидкости может обходить вихревые канавки и проходить через пространство между соплом и корпусом дозатора-распылителя. Это ведет к улучшению характеристик потока жидкости непосредственно перед ее входом в отверстие сопла. Что касается некоторых жидкостей, это ведет к улучшению характеристик потока жидкости непосредственно перед ее входом в отверстие сопла. Что касается других жидкостей, выступающая часть корпуса дозатора-распылителя могла бы иметь такие размеры, чтобы между торцевой поверхностью выступающей части корпуса и дном указанного отверстия не оставалось никакого пространства.

В некоторых вариантах осуществления изобретения впускная воронка может быть конической и может иметь угол при вершине от 20 до 150°, предпочтительно от 50 до 120°, более предпочтительно приблизительно 100°. Этот угол выбирают таким образом, чтобы обеспечить оптимальное ускорение жидкости.

Для обеспечения оптимальной величины вращения жидкости сопло может иметь нечетное количество вихревых канавок, предпочтительно 3 или 5 вихревых канавок.

В одном варианте осуществления изобретения сопло имеет расширяющуюся зону по потоку ниже отверстия сопла. В этой расширяющейся зоне давление жидкости может падать практически мгновенно, что ведет к образованию пены.

В некоторых вариантах осуществления изобретения расширяющаяся зона может иметь аэрационные отверстия для впуска воздуха в расширяющийся поток жидкости с целью ускорения процесса образования пены.

Расширяющаяся зона может быть конической и может иметь угол при вершине от 20 до 120°, предпочтительно от 30 до 90° и более предпочтительно приблизительно 50°. Изготовление конического сопла является относительно простым, причем коническое сопло может образовывать поверхность, на которой капли в расширяющемся потоке жидкости могут размельчаться.

В одном варианте выполнения системы дозирования вариатор может содержать поршень, который может перемещаться в буферной камере, и пружину сжатия, находящуюся в зацеплении с поршнем вариатора. Такой подпружиненный поршень имеет простую и надежную механическую конструкцию.

В другом варианте осуществления изобретения вариатор может содержать пакет, наполненный сжимаемой средой. Этот вариант осуществления изобретения не содержит подвижных частей, подобных поршням и пружинам, что повышает долговечность системы дозирования.

В такой системе дозирования буферная камера может быть объединена с выпускным каналом. Таким образом, пакет может быть подвергнут прямому воздействию давления жидкости в выпускном канале, и система дозирования может быть более компактной.

В предпочтительном варианте выполнения системы дозирования контейнер может быть контейнером типа «пакет в бутылке». В таком контейнере «пакет в бутылке» жидкость, подлежащая дозированию, может храниться в полной изоляции от окружающей среды в течение всего срока использования. Следовательно, жидкость не будет со временем загрязняться или изменять свойства.

В другом варианте осуществления изобретения система дозирования также содержит подвижный рычаг, соединенный с поршнем насоса или насосной камерой, для приведения в действие соответствующего компонента и создания давления жидкости. Таким образом, система дозирования выполнена как распылитель с рычагом, который является экономичным дозатором, имеющим простую конструкцию.

Настоящее изобретение также относится к способу дозирования жидкой пены, в частности чистящего средства с прямым образованием пены. Согласно изобретению такой способ содержит этапы всасывания жидкости из контейнера и повышения давления жидкости посредством приведения в действие насоса, причем контейнер и насос образуют часть системы дозирования; направления по меньшей мере части жидкости под давлением к дозирующему соплу системы дозирования; дозирование жидкости из сопла; хранение другой части жидкости под давлением в буфере; и дозирование хранящейся жидкости из сопла, когда насос не приводится в действие; причем сопло, буфер и насос выполнены таким образом и имеют такие размеры, что пена дозируется в предварительно заданной форме распыления.

Предпочтительные варианты выполнения способа дозирования определены в зависимых пп. 21 - 27 формулы изобретения.

И, наконец, настоящее изобретение относится к соплу, которое особенно пригодно для использования в системе дозирования определенного выше типа.

Краткое описание чертежей

Другие признаки настоящего изобретения представлены в приведенном ниже подробном описании некоторых иллюстративных вариантов осуществления изобретения и на чертежах, где сходные элементы обозначены номерами позиций, увеличенными на «100».

На фиг. 1 показано сканированное изображение формы распыления с прямым образованием пены, которая достигается с помощью системы дозирования по настоящему изобретению;

на фиг. 2 – вид в разрезе первого варианта выполнения устройства дозирования по изобретению;

на фиг. 3 – путь течения жидкости через систему дозирования из фиг. 2;

на фиг. 4 – увеличенный перспективный вид в разрезе части распылительного сопла, обозначенной пунктиром IV на фиг. 2;

на фиг. 5 – перспективный вид сопла из фиг. 4;

на фиг. 6 – вид сопла из фиг. 4 и 5;

на фиг. 7 – вид сзади вихревых канавок и внутреннего конуса сопла из фиг. 4-6;

на фиг. 8 – графическое изображение, показывающее, как клапан предварительного сжатия и буфер дозирующего устройства определяют узкий диапазон давления, при котором дозируется жидкая пена;

на фиг. 9 – вид в разрезе второго варианта выполнения устройства дозирования по изобретению;

на фиг. 10 – вид в разрезе третьего варианта выполнения устройства дозирования по изобретению;

на фиг. 11 – увеличенный вид в разрезе сопла из фиг. 4-6, установленного в системе дозирования.

Осуществление изобретения

Чистящее средство с прямым образованием пены согласно настоящему изобретению включает в себя чистящий состав, распределяемый из дозатора-распылителя для прямого образования пены. В контексте настоящего описания термины «пена прямого образования» или «средство прямого образования» относятся к средству, которое образует пену на поверхности, на которую его наносят, без необходимости дополнительных физических, химических и подобного рода воздействий. Например, средство с прямым образованием пены после его дозирования из контейнера не требует ручного растирания по поверхности для образования пены. Средство с прямым образованием пены наносят на поверхность непосредственно из контейнера, в котором оно хранится.

Чистящий состав можно дозировать из системы дозирования согласно изобретению. Как подробно описано ниже, система дозирования включает в себя контейнер для жидкого чистящего состава и дозирующее устройство, соединенное с контейнером. Пригодный контейнер может быть контейнером типа «пакет в бутылке», в котором используют Flair®-технологию автора заявки. Дозирующее устройство включает в себя насос, клапан предварительного сжатия и буфер. Клапан предварительного сжатия регулирует минимальное давление, необходимое для выпуска жидкости из дозирующего устройства, а буферный механизм регулирует максимальное давление жидкости, перекачиваемой в буферную камеру и из нее. Когда состав дозируют из системы дозирования согласно изобретению, чистящий состав обеспечивает средство с прямым образованием пены в форме широкого кольца, как показано на фиг. 1. Однако предусмотрены другие формы пены, которые можно получить посредством модификации конструкции сопла дозирующего устройства.

На фиг. 2 показано дозирующее устройство 1, из которого можно дозировать чистящий состав с прямым образованием пены по настоящему изобретению. Дозирующее устройство 1 включает в себя корпус 10 дозатора-распылителя, который обеспечивает жидкостное соединение входа 16 для жидкости с насосной камерой 20, буферную камеру 30, клапан 40 предварительного сжатия и сопло 50. Жидкий состав 100 движется по пути 200 потока, как показано на фиг. 3, и дозируется в виде средства с прямым образованием пены. Вход 16 для жидкости может образовывать жидкостное соединение с устанавливаемой по усмотрению сифонной трубкой 18 для втягивания жидкого состава 100 из бутылки или резервуара (не показано) по пути 200 потока дозатора-распылителя 1. Бутылка и жидкий состав 100 могут продаваться по отдельности или могут быть в виде сменной емкости с чистящим средством с прямым образованием пены. Жидкий состав 100 также может втягиваться из резервуара в дозатор-распылитель 1 без сифонной трубки 18: например, с помощью известных безвоздушных систем со сжимаемой внутренней структурой, например пакета в бутылке, расслаивающихся бутылок, например по Flair®-технологии автора заявки или другим известных технологиям безвоздушных систем.

Дозирующее устройство 1 может включать в себя исполнительный элемент, такой как рычаг 14, показанный на фиг. 2, или другой известный исполнительный элемент (например, нажимную кнопку), который механически соединен с поршнем 22. Во время использования, когда пользователь приводит в действие подпружиненный рычаг 14, поршень 22 движется вниз, и после освобождения рычага усилие пружины перемещает поршень 22 назад. Это расширяет объем камеры и создает пониженное давление, которое открывает впускной клапан 12 и закрывает выпускной клапан 36, что ведет к всасыванию жидкого состава 100 в насосную камеру 20. Когда впускной клапан 12 открывается, выпускной клапан 36 закрывается (пониженное давление перемещает выпускной клапан вверх в закрытое положение).

Когда пользователь приводит в действие или нажимает рычаг 14, этот рычаг обеспечивает ход поршня вниз в насосной камере 20. Поршень 22 движется вниз и выталкивает жидкость в выпускной канал 60, ведущий к клапану 40 предварительного сжатия. Буферная камера 30 также соединена с указанным выпускным каналом 60. Впускной клапан 12 закрывается, а выпускной клапан 36 открывается, тем самым позволяя жидкому составу 100 проходить в выпускной канал 60 и клапан 40 предварительного сжатия. Когда давление, создаваемое ходом поршня 22 насоса вниз, превышает давление срабатывания клапана 40 предварительного сжатия, диафрагма 41 клапана упруго деформируется и клапан перемещается в открытое положение. В таком случае жидкость течет в направлении сопла 50, откуда она дозируется в виде пены.

Когда рычаг 14 приводят в действие, впускной клапан 12 закрывается, препятствуя выталкиванию жидкости из насосной камеры 20 обратно в бутылку/резервуар (давление перемещает его вниз в закрытое положение). Это обеспечивает рост давления в выпускном канале 60 и буферной камере 30. Поскольку рабочий объем насоса больше максимальной пропускной способности сопла 50, давление в выпускном канале 60 увеличивается во время хода поршня 22 насоса вниз.

Это давление действует на упруго сжимающийся вариатор 70, который расположен в буферной камере 30 для варьирования используемого объема буферной камеры. В этом варианте осуществления изобретения вариатор 70 содержит буферный поршень 32 и буферную пружину 34, находящуюся в зацеплении с поршнем.

Давление жидкого состава 100 в буферной камере 30 действует на буферный поршень 32, в результате чего буферная пружина 34 под буферным поршнем 32 сжимается, тем самым увеличивая используемый объем буферной камеры 30 и позволяя жидкому составу временно находиться под давлением в буферной камере 30.

В буферной камере 30 на определенной глубине предусмотрено переливное отверстие (не показано). Это предотвращает излишний рост давления жидкости и, таким образом, служит своего рода выходом в определенной заданной точке, за которую буферный поршень 32 не может перемещаться вниз. Таким образом, когда буферный поршень 32 перемещается за определенную точку (при максимальном требуемом давлении/усилии пружины), жидкость перетекает обратно в резервуар через переливное отверстие в стенке буферной камеры 30. Переливное отверстие для жидкости может быть рассчитано на максимальное давление буферной пружины 34 в буферной камере 30, например от 0,5 до 3,0 бар или от 0,5 до 1,0 бар, выше заданного давления открывания или давления срабатывания клапана 40 предварительного сжатия. В иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения такое давление открывания клапана предварительного сжатия может составлять, к примеру, 1,5, 2,5, 3,5, или даже 6 бар и более. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения давление открывания составляет от 2 до 4,5 бар, в частности приблизительно от 3 до 3,5 бар.

Следует отметить, что в иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения клапан 40 предварительного сжатия имеет более низкое давление открывания, чем максимальное давление, которое может быть создано в буферной камере 30. Таким образом, открывание клапана 40 предварительного сжатия и распыление могут происходить задолго до полного наполнения буферной камеры 30 жидкостью и, следовательно, достижения ее максимального давления. Это создает условия для непрерывного распыления. В частности, когда в дозаторе-распылителе присутствует больше жидкости, чем может распылить сопло 50 (пропускная способность сопла ограничена максимальным расходом через сопло), оставшаяся жидкость хранится в буферной камере 30 и постепенно выпускается в течение определенного времени до тех пор, пока давление не упадет ниже давления закрывания клапана предварительного сжатия, который перекрывает течение жидкости. Это обеспечивает длительное распыление посредством одиночного приведения в действие и непрерывное распыление с множеством приведений в действие с определенными интервалами приведения в действие. Например, если сопло 50 может распылять только 1 мл/с и за одно приведение в действие перекачивается 1,4 мл жидкости, распыление будет продолжаться в течение 1,4 секунды. Если за одно приведение в действие перекачивается 1,4 мл жидкости и три приведения в действие будут выполняться через 2 секунды, дозатор-распылитель будет продолжать распыление в течение 4,2 секунды.

Клапан 40 предварительного сжатия регулирует распыление из сопла 50. Клапан 40 предварительного сжатия настроен на заданное давление; когда давление жидкости превысит такое заданное давление, клапан предварительного сжатия открывается и выполняется распыление. Когда давление падает ниже заданного давления закрывания клапана 40 предварительного сжатия, клапан предварительного сжатия закрывается, тем самым обеспечивая возможность прохождения к соплу 50 только жидкости под надлежащим давлением для обеспечения непрерывного распыления. Клапан 40 предварительного сжатия открывается из-за давления жидкости в выпускном канале и буферной камере 30, и, таким образом, жидкий состав 100 проходит к соплу 50, обеспечивая требуемое распыление.

Как указано выше, когда рычаг 14 приводится в действие, впускной клапан 12 закрывается, препятствуя выталкиванию жидкости из насосной камеры 20 обратно в бутылку/резервуар. Несмотря на то, что в дальнейшем дозирующее устройство 1 может находиться в состоянии, когда рычаг освобожден и осуществляется всасывание жидкости, жидкий состав все-таки может проходить через клапан 40 предварительного сжатия и через сопло 50 для продолжения распыления. Именно поэтому пользователь может обеспечивать непрерывное распыление, при условии, что он продолжает перекачивание с помощью рычага 14, так чтобы ход всасывания поддерживался на уровне распыления, при этом жидкий состав 100 будет втягиваться и направляться в камеру давления и клапан предварительного сжатия. В этом контексте следует отметить, что посредством варьирования относительных объемов насосной камеры 20 и буферной камеры 30 можно получить различные скорости перекачивания.

На фиг. 4 показано сопло 50, имеющее дозирующий вал 44 для дозирования жидкости, расположенный в канале 42 для выпуска жидкости. Дозирующий вал 44 для дозирования жидкости проходит одним концом в вихревую камеру 52 рядом с отверстием 55 сопла. Дозирующий вал 44 для дозирования жидкости продолжается в осевом направлении ниже по потоку к отверстию 55. Отверстие 55 ведет в расширяющуюся коническую зону 58, которая обеспечивает угол распыления жидкости, выходящей из отверстия 55.

Как показано на фиг. 5, сопло 50 включает в себя множество вихревых канавок 54 и отверстие 55, которое обеспечивает путь выхода через сопло 50. Количество вихревых канавок 54 может составлять от одной до пяти, от трех до пяти или может равняться трем. На внутренней стороне сопла 50 вихревые канавки 54 направляют жидкость во внутреннюю воронку или конус 56, который переходит на своем узком конце в короткое цилиндрическое отверстие 55.

Как показано на фиг. 11, дозирующий вал 44 не продолжается по всей вихревой камере 52. Фактически, торцевая поверхность 45 дозирующего вала 44 расположена на расстоянии от дна 57 центрального отверстия 59 сопла 50. Таким образом, часть жидкости не протекает принудительно через вихревые канавки 54, а может обходить эти вихревые канавки и протекать через центр внутренней воронки или конус 56 сопла. Таким образом, поток жидкости состоит из двух подпотоков, а именно: потока, проходящего через вихревые канавки 54, и потока, проходящего через центр, которые имеют разные скорости. Без ограничения какой-либо теорией, следует предположить, что поток с более высокой скоростью будет захватывать поток с более низкой скоростью, так что энергия сообщается всей массе жидкости, протекающей к отверстию сопла. Следует отметить, что благодаря такой компоновке улучшаются характеристики вспенивания.

Вихревые канавки 54 могут варьироваться по форме, ширине и глубине и могут сужаться от широкой стороны к узкой стороне для обеспечения наибольшего ускорения потока жидкости, по меньшей мере с падением сопротивления и давления. Внутренний конус 56 может иметь угол от приблизительно 20° до приблизительно 150°, предпочтительно от приблизительно 50° до приблизительно 120°, и более предпочтительно приблизительно 100°. Внутренний конус 56 определяет, какое количество вращающейся жидкости приобретает дополнительное ускорение перед отверстием 55, и, по существу, рассеивание или ширину распыления на выходе из отверстия 55. Вихревые канавки 54 придают ускорение и завихряют жидкость под давлением при ее направлении во внутренний конус 56, где постепенное уменьшение диаметра ведет к дальнейшему повышению давления и ускорению жидкости для ее распыления под высоким давлением через узкое отверстие 55. Резкое падение давления на выходе из отверстия 55 позволяет обладающей высокой энергией жидкости под давлением расширяться и рассеиваться на маленькие капли. Скорость, направление и ширина распыления распыляемых капель определяются энергией и путем, которые задаются вихревыми канавками 54 и углом внутреннего конуса 56. Цилиндрический путь в отверстии 55 должен быть как можно более коротким во избежание влияния на ширину распыления.

Снаружи отверстия 55 или по потоку ниже этого отверстия предусмотрена расширяющаяся зона в виде наружного конуса 58, которая задает угол распыления капель жидкости, выходящих из отверстия. Этот наружный конус 58 может иметь угол от приблизительно 20° до приблизительно 120°, предпочтительно от приблизительно 30° до приблизительно 90°, и более предпочтительно приблизительно 50°. Наружный конус 58 также содержит ряд аэрационных отверстий 51. Резкое падение давления на выходе генерирует пониженное давление в центре распыления. Это пониженное давление обеспечивает всасывание воздуха из окружающей среды в распылительную струю. В результате небольшие капли, образующиеся на выходе, превращаются в небольшие пузырьки пены. Этот эффект дополнительно усиливается наружным конусом 58, который также направляет поток жидкости наружу для дополнительного рассеяния распылительной струи в форме широкой струи пены. Частицы пены могут дополнительно измельчаться за счет поступления большего количества воздуха через аэрационные отверстия 51 в наружном конусе 58, расположенные рядом с зоной с самым высоким пониженным давлением. Благодаря эффекту Вентури это пониженное давление обеспечивает всасывание большего количества воздуха в поток капель, генерируя более плотную отчетливую пену.

Отверстие 55 может иметь постоянный диаметр или может расширяться в осевом направлении, увеличиваясь в диаметре, когда распылительная струя движется от ближнего конца (т.е. наиболее близкого к отверстию 55 и пути 200 потока) к дальнему концу сопла 50. Постоянный диаметр отверстия может составлять от приблизительно 0,10 мм до приблизительно 0,60 мм, или от приблизительно 0,30 мм до приблизительно 0,60 мм, или от приблизительно 0,32 мм до приблизительно 0,37 мм, или приблизительно 0,36 мм. В случае расширения отверстие 55 может расширяться от диаметра ближнего конца, равного приблизительно 0,13 мм, до диаметра дальнего конца, составляющего от приблизительно 1 мм до приблизительно 5 мм, или диаметра дальнего конца, составляющего от приблизительно 0,19 мм до приблизительно 0,60 мм, или от приблизительно 0,30 мм до приблизительно 0,40 мм.

В качестве примера характеристики сопел представлены в таблице 1.

Таблица 1

Двойные сопла Характеристики Сопло 1 Диаметр отверстия: 0,35 мм Угол внутреннего конуса: 100° Три вихревые канавки; наименьшая глубина канавки равна 0,22 мм Ширина канавки у основания: 0,25 мм Угол наружного конуса: 50° с аэрационными отверстиями (для поступления большего количества воздуха в конус) Давление в буфере: от 5,0 до 5,2 бар Давление в клапане предварительного сжатия: от 3,0 до 3,5 бар Сопло 2 Диаметр отверстия: 0,35 мм Угол внутреннего конуса: 100° Три вихревые канавки; наименьшая глубина канавки равна 0,50 мм Ширина канавки у основания: 0,25 мм Угол наружного конуса: 50° с аэрационными отверстиями Давление в буфере: от 5,0 до 5,2 бар Давление в клапане предварительного сжатия: от 3,0 до 3,5 бар

Как указано выше, компоновка насоса, буфера и сопла выполнена таким образом, что жидкость дозируется под давлением, которое находится в относительно узком диапазоне. Нижний предел давления дозирования определяется давлением срабатывания клапана 40 предварительного сжатия. Как только насос начинает генерировать давление выше давления срабатывания, клапан 40 предварительного сжатия открывается, позволяя жидкости протекать из насоса 20 по выпускному каналу 60 к соплу 50. Поскольку сопло 50 рассчитано на максимальную пропускную способность, которая меньше рабочего объема насоса 20, давление жидкости в выпускном канале 60 возрастает, когда жидкость не может выходить из сопла 50 с таким же расходом, с которым ее принудительно подают насосом 20 в выходной канал 60. Это давление продолжает повышаться до тех пор, пока давление жидкости в выходном канале 60 не станет равным давлению в упруго сжимающемся вариаторе 70. Сразу же по достижении указанного давления вариатор начинает сжиматься, тем самым увеличивая полезный объем буферной камеры 30, доступный для размещения жидкости, которая не может выходить через сопло 50. Таким образом, давление, при котором жидкость дозируется из сопла 50, доводится до максимума при соответствующем значении давления в вариаторе 70 в буферной камере 30. Как указано выше, буферная камера может включать в себя переливное отверстие, позволяющее жидкости возвращаться в контейнер, если давление, генерируемое насосом в выходном канале и буферной камере, становится избыточным. Узкий диапазон давления дозирования показан на фиг. 8, где каждая кривая отображает повышение давления в результате хода поршня насоса, а линии 80, 90 верхнего и нижнего пределов отображают давление срабатывания клапана 40 предварительного сжатия и давление вариатора 70 в буферной камере 30 соответственно.

В другом варианте выполнения дозирующей системы (фиг. 9) упруго сжимающийся вариатор 170 включает в себя пакет 172, наполненный средой под давлением, в частности сжатым газом. Этот пакет 172 расположен в буферной камере 130 и занимает по существу весь внутренний объем буферной камеры, так что в буферной камере 130 не может оставаться никакая жидкость. В этом варианте осуществления изобретения пакет 172 состоит из пластиковой трубки, наполненной газом при предварительно заданном максимальном давлении дозирования и герметизированной с противоположных концов линиями 174 оплавления. Этот вариатор 170 с пакетом, наполненным газом, действует, по существу, таким же образом, как и вариатор 32 с подпружиненным поршнем предыдущего варианта осуществления изобретения. Когда давление жидкости в выходном канале 160 превышает давление газа в трубчатом пакете 172, пакет приводится в действие с целью сжатия, тем самым освобождая пространство в буферной камере 130 для поступления жидкости. Когда поршень 122 насоса достигает конца хода и повышение давления прекращается, жидкость продолжает протекать из буферной камеры 130 по выходному каналу 160 к соплу 150, поскольку давление в системе все еще превышает давление срабатывания клапана 140 предварительного сжатия. Поскольку жидкость продолжает дозироваться, давление в выпускном канале 160 и буферной камере 130 падает, и упругий вариатор 170 расширяется. Таким образом, жидкость принудительно перемещается из буферной камеры 130 до тех пор, пока, буферная камера не будет опорожнена. Выход жидкости через сопло 150 прекращается после того, как давление падает ниже давления срабатывания клапана 140 предварительного сжатия.

В еще одном варианте выполнения дозирующей системы (фиг. 10) буферная камера 230, фактически, образована расширенной частью выпускного канала 260, который, в свою очередь, частично расположен в поршне 222 насоса 220. В этом случае упруго сжимающийся вариатор 270 снова выполнен в виде пластикового пакета 272, наполненного газом под давлением, который занимает по существу весь внутренний объем буферной камеры 230. Жидкость может протекать мимо наполненного газом пакета 272 через пространства 273, остающиеся свободными между периферией наполненного газом пакета 272 и внутренней стенкой 233 буферной камеры 230. В этом варианте осуществления изобретения внутренняя стенка, если смотреть в разрезе, имеет зубчатую форму, определяющую выступы или ребра, контактирующие с наполненным газом пакетом 272, которые разделены углублениями, служащими в качестве проточных каналов 273 для жидкости. Эти проточные каналы 273 совместно образуют условный выпускной канал 260. Эти проточные каналы 273 для жидкости объединены в отверстие 235 в верхней части буферной камеры 230, которое закрыто клапаном 240 предварительного сжатия.

В этом варианте осуществления изобретения поршень 222, который расположен на нижнем конце буферной камеры 230, удерживается неподвижно, при этом насосная камера 220 может перемещаться вверх относительно неподвижного поршня 222, когда рычаг 214 приводится в действие. Когда насосная камера 220 движется вверх относительно поршня 222, жидкость в насосной камере 220 сжимается и выталкивается из насосной камеры 220 через центральное отверстие 225, расположенное в дне 226 поршня 222. Это центральное отверстие 225, которое во время хода всасывания закрыто клапаном 227, находится в жидкостной связи с проточными каналами 273 для жидкости, расположенными в стенке 233 буферной камеры 230.

Сразу после того, как насос создает давление, которое превышает давление срабатывания клапана 240 предварительного сжатия, клапан предварительного сжатия открывается, при этом жидкость может протекать к соплу 250 для дозирования в виде пены. И в этом случае, когда давление повышается и достигает давления газа в пакете 272, вариатор 270 приводится в действие с целью сжатия и образует дополнительное пространство в буферной камере 230 для поступления жидкости. Когда насосная камера 220 достигает конца хода, и повышение давления прекращается, жидкость продолжает протекать к соплу 250, тем самым позволяя пакету 272 вариатора, наполненному газом, снова расширяться, что ведет к опорожнению буферной камеры 230. После полного опорожнения буферной камеры 230 давление жидкости падает ниже давления срабатывания клапана 240 предварительного сжатия, в результате чего больше не дозируется никакая пена.

Чистящий состав

Чистящее средство с прямым образованием пены, подлежащее дозированию с помощью дозирующей системы согласно настоящему изобретению, имеет чистящий состав, содержащий смесь поверхностно-активных веществ и, по усмотрению, органический очищающий растворитель жира. Мыльная пена, образующаяся при распылении этого чистящего состава, является достаточно прочной, чтобы выдерживать ударную нагрузку при контакте чистящего средства с прямым образованием пены с изделием, подлежащим мытью (т.е. сводит к минимуму отскакивание от изделия, вдыхание и излишний расход чистящего средства), но в то же время легко ополаскивается. Указанное чистящее средство с прямым образованием пены обеспечивает надлежащую очистку, включая сюда очистку плотных загрязнений от еды, таких как загрязнения от варки, запекания и пригоревшей еды, и надлежащую очистку небольших масляных загрязнений. Чистящее средство с прямым образованием пены, подлежащее дозированию с помощью дозирующей системы согласно изобретению, также обеспечивает надлежащее распределение указанного средства, требующего меньшего натирания поверхности посуды.

Указанные в настоящей заявке размеры и значения не следует толковать как строго ограничиваемые до точных упомянутых цифровых значений. Наоборот, если не указано иначе, предусматривается, что каждый такой размер означает как упомянутое значение, так и функционально эквивалентный диапазон, в который входит это значение. Например, предусматривается, что размер, указанный как «40 мм», означает «приблизительно 40 мм». Кроме того, следует принять во внимание, что каждое максимальное количественное ограничение на протяжении всего описания включает в себя каждое меньшее количественное ограничение, как если бы такие меньшие количественные ограничения были указаны здесь явным образом. Сходным образом, каждое минимальное количественное ограничение на протяжении всего описания включает в себя каждое большее количественное ограничение, как если бы такие бóльшие количественные ограничения были указаны здесь явным образом. Каждый количественный диапазон на протяжении всего описания включает в себя каждый более узкий количественный диапазон, который входит в пределы такого более широкого количественного диапазона, как если бы такие более узкие количественные диапазоны были указаны здесь явным образом.

Каждый упомянутый в настоящей заявке документ, включающий в себя любую перекрестную ссылку или соответствующий патент или заявку, включен в настоящую заявку посредством ссылки в полном объеме, если он явным образом не исключен или не ограничен иным образом. Ссылка на любой документ не является признанием того, что он соответствует предшествующему уровню техники в отношении какого-либо изобретения, описанного или заявленного в настоящей заявке, или что он отдельно или в любой комбинации с любым другим ссылочным документом или документами объясняет, предлагает или раскрывает любое такое изобретение. Кроме того, в той мере, в которой какое-либо толкование или определение термина из настоящего документа противоречит какому-либо толкованию или определению того же самого термина из документа, включенного в настоящую заявку посредством ссылки, толкование или определение, относящееся к этому термину в настоящем документе, должно иметь приоритетное значение.

Несмотря на то, что были проиллюстрированы и описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в этой области должно быть понятно, что может быть выполнен ряд других изменений и модификаций без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения. Признаки, раскрытые в отношении конкретного варианта осуществления изобретения, могут быть использованы в других вариантах осуществления изобретения или совместно с признаками из таких других вариантов осуществления изобретения для разработки новых вариантов осуществления изобретения. Например, несмотря на то, что конструкции сопла, раскрытые в настоящей заявке, пригодны для использования совместно с дозирующим устройством, имеющим буфер и клапан предварительного сжатия, они также могут быть использованы совместно с обычными распылителями с рычагами. Следовательно, предусматривается, что приложенная формула изобретения распространяется на все такие изменения и модификации, соответствующие объему настоящего изобретения.

Изобретение относится к системе дозирования жидкой пены, в частности чистящего средства с прямым образованием пены, содержащей контейнер для жидкости и дозирующее устройство, соединенное с контейнером. Дозирующее устройство содержит насос, содержащий насосную камеру, сообщенную по текучей среде с контейнером, и поршень, расположенный в насосной камере, причем поршень и насосная камера могут перемещаться относительно друг друга; выпускной канал, соединяющий насосную камеру с соплом; клапан предварительного сжатия, расположенный между выпускным каналом и соплом; и буфер, содержащий буферную камеру, соединенную с выпускным каналом, причем буферная камера включает в себя расположенный в ней сжимаемый вариатор для варьирования полезного объема буферной камеры; причем сопло, буфер и насос выполнены таким образом и имеют такие размеры, что пена дозируется в предварительно заданной форме распыления. Технический результат - повышение эффективности очистки посуды и покрытия пеной требуемой площади поверхности при устойчивом ее покрытии пеной. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 1 табл., 11 ил.

1. Система дозирования жидкой пены, в частности чистящего средства с прямым образованием пены, содержащая контейнер для жидкости и дозирующее устройство, соединенное с контейнером, причем дозирующее устройство содержит:

- насос, содержащий насосную камеру, сообщенную по текучей среде с контейнером, и поршень, расположенный в насосной камере, причем поршень и насосная камера являются подвижными относительно друг друга;

- выпускной канал, соединяющий насосную камеру с соплом,

- клапан предварительного сжатия, расположенный между выпускным каналом и соплом, и

- буфер, содержащий буферную камеру, соединенную с выпускным каналом, причем буферная камера включает в себя расположенный в ней сжимаемый вариатор для варьирования полезного объема буферной камеры,

при этом сопло, буфер и насос выполнены таким образом и имеют такие размеры, что пена дозируется в предварительно заданной форме распыления.

2. Система дозирования по п. 1, в которой клапан предварительного сжатия и буферная камера выполнены с возможностью задания нижнего и верхнего пределов давления дозирования пены соответственно.

3. Система дозирования по п. 2, в которой клапан предварительного сжатия имеет давление срабатывания приблизительно от 2 до 4,5 бар, предпочтительно приблизительно от 3 до 3,5 бар.

4. Система дозирования по п. 2 или 3, в которой буферная камера и вариатор определяют максимальное значение давления дозирования от 3 до 5,5 бар, предпочтительно приблизительно 5 бар.

5. Система дозирования по любому из пп. 2-4, в которой насос имеет рабочий объем, который больше максимальной пропускной способности сопла.

6. Система дозирования по п. 5, в которой максимальная пропускная способность сопла составляет приблизительно 1,45 см³ в секунду.

7. Система дозирования по любому из пп. 1-6, в которой буферная камера имеет максимальный полезный объем, который больше рабочего объема насоса.

8. Система дозирования по любому из пп. 1-7, в которой сопло имеет множество вихревых канавок, ведущих во впускную воронку, причем указанная воронка выходит в отверстие сопла.

9. Система дозирования по п. 8, в которой сопло имеет центральное отверстие по потоку выше впускной воронки, которое выполнено с возможностью вмещения выступающей части корпуса дозатора-распылителя, причем центральное отверстие имеет такие размеры, что между торцевой поверхностью выступающей части корпуса и дном указанного отверстия образовано пространство.

10. Система дозирования по п. 8 или 9, в которой впускная воронка является конической и имеет угол при вершине приблизительно 20-150°, предпочтительно приблизительно 50-120°, более предпочтительно приблизительно 100°.

11. Система дозирования по любому из пп. 8-10, в которой сопло имеет нечетное количество вихревых канавок, предпочтительно 3 или 5 вихревых канавок.

12. Система дозирования по любому из пп. 1-11, в которой сопло имеет расширяющуюся зону ниже по потоку от отверстия сопла.

13. Система дозирования по п. 12, в которой расширяющаяся зона имеет аэрационные отверстия.

14. Система дозирования по п. 12 или 13, в которой расширяющаяся зона является конической и имеет угол при вершине приблизительно 20-120°, предпочтительно приблизительно 30-90°, и более предпочтительно приблизительно 50°.

15. Система дозирования по любому из пп. 1-14, в которой вариатор содержит поршень, который выполнен с возможностью перемещения в буферной камере, и пружину сжатия, находящуюся в зацеплении с поршнем вариатора.

16. Система дозирования по любому из пп. 1-14, в которой вариатор содержит пакет, наполненный сжимаемой средой.

17. Система дозирования по п. 16, в которой буферная камера объединена с выпускным каналом.

18. Система дозирования по любому из пп. 1-17, в которой контейнер является контейнером типа «пакет в бутылке».

19. Система дозирования по любому из пп. 1-18, которая дополнительно содержит подвижный рычаг, соединенный с поршнем насоса или насосной камерой.

20. Способ дозирования жидкой пены, в частности чистящего средства с прямым образованием пены, содержащий следующие этапы:

- всасывание жидкости из контейнера и повышение давления жидкости посредством приведения в действие насоса, причем контейнер и насос образуют часть системы дозирования,

- направление по меньшей мере части жидкости под давлением к дозирующему соплу системы дозирования;

- дозирование жидкости из сопла,

- хранение другой части жидкости под давлением в буфере; и

- дозирование хранящейся жидкости из сопла, когда насос не приводится в действие,

при этом сопло, буфер и насос выполнены таким образом и имеют такие размеры, что пена дозируется в предварительно заданной форме распыления.

21. Способ по п. 20, в котором жидкость дозируется из сопла, только когда давление жидкости превышает давление срабатывания клапана предварительного сжатия, расположенного выше по потоку относительно сопла.

22. Способ по п. 20 или 21, в котором жидкость под давлением хранится в буфере до тех пор, пока давление жидкости не превысит давление, создаваемое сжимаемым вариатором в буфере.

23. Способ по любому из пп. 20-22, в котором приведение в действие насоса вызывает всасывание объема жидкости из контейнера и повышение ее давления, причем указанный объем жидкости превышает максимальную пропускную способность сопла, вследствие чего излишний объем жидкости хранится в буфере.

24. Способ по любому из пп. 20-23, в котором по достижении сопла по меньшей мере часть жидкости под давлением приводится во вращение вихревыми канавками и ускоряется в конической воронке в направлении отверстия сопла.

25. Способ по п. 24, в котором часть жидкости под давлением обходит вихревые канавки.

26. Способ по п. 24 или 25, в котором после прохождения через отверстие сопла жидкость расширяется в расходящейся части сопла для образования пены.

27. Способ по п. 26, в котором во время расширения и образования пены жидкость смешивается с окружающим воздухом, всасываемым в расширяющийся поток жидкости.

28. Сопло для использования в системе дозирования по любому из пп. 1-19.