專利名稱：：用于加壓遞送流體的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及用于遞送液體的系統(tǒng)，更具體地講涉及在壓力下遞送液體的系統(tǒng)。
背景技術：
：噴霧器系統(tǒng)，尤其是加壓噴霧系統(tǒng)，已為本領域所熟知。此類噴霧器系統(tǒng)通常利用裝有推進劑的金屬罐、塑料容器或其它包裝。推進劑將噴霧器系統(tǒng)的內(nèi)容物加壓到大于大氣壓的壓力。在釋放推進劑加壓包裝的內(nèi)容物時，壓差使內(nèi)容物排入到空氣或周圍的環(huán)境中。一般的推進劑包括壓縮氣體，例如氮氣或諸如丁烷之類的碳氫化合物。壓縮氣體和碳氫化合物推進劑所共有的一種特性是，壓力隨著重復使用而衰減，如所述的那樣。此類壓力衰減可使包裝的內(nèi)容物的遞送特性完全改變。然而，在系統(tǒng)的整個壽命的自始至終，壓縮氣體系統(tǒng)的壓力衰減通常更顯著。相反，碳氫化合物系統(tǒng)易于更新，在系統(tǒng)壽命的多數(shù)時間提供通常較一致的壓力。因此，下面僅考慮壓縮氣體系統(tǒng)。容納在此類包裝中的典型產(chǎn)品包括清潔劑、家具拋光劑、香料、房間除臭劑、噴漆、殺昆蟲劑、潤滑劑、發(fā)膠、藥品等。這些產(chǎn)品中的每一種均具有合適的遞送特性范圍，例如流量、錐角和粒度。流量是每單位時間所遞送的產(chǎn)品量。錐角是產(chǎn)品在特定面積上相距特定距離的分散度。粒度是在以距噴嘴孔口預定距離接觸目標表面或周圍環(huán)境時平均液滴尺寸的分布。然而，隨著時間的流逝，推進劑的壓力衰減使這些遞送特性中的每一種均發(fā)生變化。使用者能夠補償其中的一些變化。例如，當遞送速率下降時，使用者可能夠只是分配更長的一段時間。同樣，當錐角下降時，消費者可能夠只是在分配期間將產(chǎn)品掃描過更大的面積或者調(diào)節(jié)距離目標表面的距離。然而，當在壓力衰減期間粒度增大時，使用者無法補償。粒度上的增大可能不受歡迎。例如，隨著發(fā)膠粒度的增大，聚合物可變得太粘。當家具拋光劑的粒度增大時，拋光劑可在施用時造成臟污。粒度也可影響香料的釋放或懸浮。因此，本領域中存在著在從噴霧器系統(tǒng)分配產(chǎn)品的壽命中將粒度與使用次數(shù)脫離(連接)的需求。本領域已經(jīng)進行了一些嘗試。例如，授予P001等人的EP0,479,796B1提出，在閥孔和致動器出口之間具有至少21的流動面積比將提供有利的流動特性。然而，在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大于21的一些比率不適合的同時，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)小于21的一些比率工作良好。因此，需要另外一種方法。發(fā)明概述一種用于在預定壓力范圍內(nèi)從其分配內(nèi)容物的包裝，并且所述包裝包括用于容納產(chǎn)品的貯存器、可在第一閉合位置和第二打開位置之間移動并且其中具有上游流動限制的閥桿、用于接收來自所述閥桿的產(chǎn)品的一個或多個切流道(所述切流道具有合并相切流動面積，其中切流道的合并流動面積與上游流動限制面比率在0.8至7.5范圍內(nèi))和用于將內(nèi)容物從所述容器分配到周圍環(huán)境中的噴嘴。附圖概述圖1是如本發(fā)明所述的一種示例性噴霧器包裝的透視圖。圖2是沿著圖1的線2-2截取并且為清楚起見局部進行旋轉的垂直截面圖。圖2A是當從圖2中的局部視圖截取并且為清楚起見局部旋轉時在包裝的流動路徑上的切流道的透視圖。圖3A-3C是在對于三種不同的流動限制面積的要從加壓系統(tǒng)進行分配的產(chǎn)品的三種噴霧特性之間的相互關系的三維圖形表示。圖4A-4C分別是圖3A-3C所示信息的二維圖形表示。在圖3A-3C和4A-4c中，Al代表上游流動限制面積，可在閥孔處截取，A2代表切流道的流動面積以及A1/A2比率代表在圖像上所表現(xiàn)的特定點處的Al與A2之比。發(fā)明詳述參見圖1，典型的分配系統(tǒng)包括包裝10。要分配的內(nèi)容物和推進劑被包含在包裝10中?？刹捎脷饽沂箖?nèi)容物和推進劑在某一界面混合或者可保持分開，如本領域所知的那樣。參見圖2，將內(nèi)容物分配在連續(xù)的流動路徑中。盡管從包裝10中的存儲器噴射到空氣/周圍環(huán)境的流動路徑的很多實施方案是已知的，但本文僅將描述一個例證性的實施方案。然而，技術人員將認識到，本發(fā)明并不受此限制。要分配的內(nèi)容物被包含在貯存器12中并可通過導管14進入流動路徑。導管14可具有不變或可變的橫截面。如果導管14具有可變的橫截面，則考慮導管14具有最大流動限制(流動/水力半徑最小)的部分。如果導管14具有不變的橫截面，則考慮導管14在入口處的面積。要分配的內(nèi)容物排出導管14并進入頂部空間。頂部空間一般是流動路徑的較大部分并且一般不提供明顯的流動限制。要分配的內(nèi)容物從頂部空間進入閥桿20。閥桿20是活動組合件的一部分，其在從第一位置移動到第二位置時啟動/停止分配過程。通常，使用者將閥桿20按壓到打開位置開始分配。使用者接著釋放閥桿20，使它能夠返回到閉合位置以便停止分配。閥桿20可為彈簧支承的或換句話講偏置的以使它能夠從打開位置返回到閉合位置?？捎冒粹o或觸發(fā)器21來啟動閥桿。分配系統(tǒng)可具有縱向軸線。通常，閥桿20平行于分配系統(tǒng)的縱向軸線并且在退化情況下與其重合。要分配的內(nèi)容物可橫交于并且一般徑向于縱向軸線來進入閥桿20。進入到閥桿20可經(jīng)過一個、兩個或多個閥孔22。如果閥桿20具有多個閥孔22，則考慮所有閥孔22的合并流動面積。通?？缮藤彨@得的系統(tǒng)具有間隔180°分開的大小相等的兩個閥孔22。參見圖2A，內(nèi)容物接著可離開閥桿20并進入一個或多個切流道24。切流道24是流動路徑設置在桿出口和渦流室26之間的(一個或多個)部分。切流道24可圍繞著渦流室26等距地環(huán)向間隔開。一般構型具有間隔開120°并且方向垂直于噴霧嘴30的出口的三個切流道24。渦流室26提供待分配產(chǎn)品和空氣的互混。此類互混幫助產(chǎn)品在排出前霧化。渦流室26是流動路徑設置在出口噴嘴30正前方的部分。渦流室26對流動路徑不具有明顯的限制。在渦輪室26內(nèi)部的紊流狀況吸引環(huán)境空氣，其與要分配的內(nèi)容物互混。內(nèi)容物最后被從噴霧嘴30上的出口分配到空氣中。出口呈現(xiàn)流動路徑上的另一個且最后的流動限制。如本發(fā)明所述的噴霧器系統(tǒng)可具有至少30mL、60mL或90mL但小于1000mL、800mL或600mL的產(chǎn)品容積。推進劑可提供至少lkg/cm2、2kg/cm2或3kg/cm2并小于12kg/cm2、lOkg/cm2或8kg/cm2的表壓力。當然，普通技術人員將認識到，本發(fā)明的系統(tǒng)可具有大于下文所要求的初始壓力，并且經(jīng)歷下文所要求的壓力范圍與在整個所要求的壓力范圍內(nèi)的有效結果。對于在日常家用中所噴射的典型消費品內(nèi)容物，所述內(nèi)容物可以具有至少6cm、8cm或IOcm以及小于35cm、30cm或25cm直徑的大致環(huán)形圖案進行噴射。對于在日常家用中所噴射的典型消費品內(nèi)容物，所述內(nèi)容物可以具有至少20°、25°或30°以及小于150°、120°、90°、70°或50°錐角的大致環(huán)形圖案進行噴射。典型消費品能夠以至少1克/秒(g/s)、2g/s或3g/s以及小于25g/s、20g/s或15g/s的噴射速率排出。本發(fā)明的噴霧器系統(tǒng)可與包括水包油乳液，具有約1的密度和約7%的總固體，以及大約7%的乳化聚二甲基硅氧烷油的產(chǎn)品一起使用。所述產(chǎn)品的單調(diào)粘度為約20Pa.s，直到約0.3/s的切變以及全部的剪切致稀行為增大剪切速率達0.3/s以上，在Ι/s的剪切速率下經(jīng)歷IOPa.s,以及在30/s的剪切速率下經(jīng)歷0.5Pa.S。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，得自DowCorning(Midland,MI)的DC200適用于本發(fā)明的噴霧器系統(tǒng)。產(chǎn)品內(nèi)容物可具有粒度分布，其產(chǎn)生至少4(^111、454111、5(^111、554111或6(^111以及小于100μπι、90μπι、80μπι或70μπι的Sautern平均直徑。粒度可采用得自MalvernInstruments,Ltd.(Worcestershire,UnitedKingdom)的噴霧顆粒分析儀進行測量。參見圖3A-3C以及4A-4C，令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，當按正確比例布置流動路徑內(nèi)的某些限制時，可發(fā)生從包裝10噴射的內(nèi)容物的粒度和包裝10內(nèi)部的表壓力的去耦。往回參見圖2-2A，以及更具體地講，可選擇噴霧嘴30以使出口具有至少0.026mm2,0.027mm2或0.028mm2以及小于0.032mm2,0.031mm2或0.030mm2的流動面積。已發(fā)現(xiàn)，具有0.029mm2面積的圓形噴嘴30是合適的。系統(tǒng)可在流動路徑中具有上游流動限制，其由至少0.002mm2,0.004mm2或0.006mm2以及小于0.018mm2、0.016mm2或0.014mm2的流動面積限定。上游流動限制被定義為在切流道24和噴嘴30之前的內(nèi)容物必須通過的最小的流動區(qū)以從包裝10排到周圍環(huán)境。如果流動路徑的一部分具有平行的通道，則在確定面積并因此流動路徑的上游流動限制時考慮所有平行通道的累積面積。對于如本發(fā)明所述的典型系統(tǒng)而言，上游流動限制可出現(xiàn)在閥孔22處，盡管本發(fā)明并不受此限制。對于本文所述的實施方案，提供上游流動限制的區(qū)域形狀上是圓形的并通過并行所設的兩個大小相等的流動區(qū)所提供，盡管本發(fā)明并不受此限制。普通技術人員將認識到，可獨立于面積來提供流動阻力。例如，可采用彎曲、表面拋光、液力半徑和影響邊界層的其它物理參數(shù)等來提供流動阻力。往回參見圖2A，當累積考慮所有平行的切流道24的流動區(qū)時，切流道24提供合并相切流動面積。相切流動面積可為至少0.001mm2、0.002mm2或0.003mm2以及小于0.008mm2、0.007mm2或0.006mm2。相切流動面積可通過模塑、通過插到正確尺寸裝配閥致動器或鉆孔來獲得。當噴霧嘴30出口的面積增大時，相切流動面積可同樣增大。這種比例關系提供至少0.5、1.0或1.5以及小于8、7或6的最大流動限制面積和相切流動面積之間的流動面積比。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，切流道24和噴霧嘴30之間的流動面積比率對粒度的影響大于文獻中所述的其它流動路徑特性的影響。往回參見圖3A-3C以及4A-4C，很顯然，某些流動面積比率與某些推進劑壓力的組合在可用的推進劑壓力范圍內(nèi)意外地產(chǎn)生相對一致的粒度。參見圖3A和4A，考慮了具有0.006mm2上游流動限制的系統(tǒng)。從8.8kg/cm2降壓到5.6kg/cm2,在流動面積比0.8-2.5的整個范圍內(nèi)，粒度上產(chǎn)生約1_5μm的差異。從5.6kg/cm2降壓到2.8kg/cm2，在流動面積比0.8-2.5的整個范圍內(nèi)，粒度上產(chǎn)生約11_17μπι的差異。這種關系表明對于0.8-2.5的流動面積比，在較高的壓力下獲得較好的性能。對于0.006mm2的流動限制，好的結果即粒度上的差異小于5μm似乎出現(xiàn)在流動面積比處在0.8-2.5的整個范圍(對于8.8-5.6kg/cm2的壓力范圍)。對于小于5.6kg/cm2的壓力，粒度上的較大差異出現(xiàn)在同一流動面積比范圍。參見圖3B和4B，考慮了具有0.010mm2的上游流動限制。從8.8kg/cm2降壓到5.6kg/cm2，在流動面積比1.5-4.4的整個范圍內(nèi)，粒度上產(chǎn)生約1_5μπι的差異。從5.6kg/cm2降壓到2.8kg/cm2，在流動面積比1.5-4.4的整個范圍內(nèi)，粒度上產(chǎn)生約5-ΙΟμπι的差異。這種關系表明對于1.5-4.4的流動面積比而言，在較高的壓力下獲得較好的性能。對于0.OlOmm2的流動限制而言，最好的結果似乎出現(xiàn)在流動面積比小于2.0之處。如此的結果質量上在較大壓力下更好一些。參見圖3C和4C，考慮了具有0.016mm2的上游流動限制。從8.8kg/cm2降壓到5.6kg/cm2，在流動面積比2.3-7.5的整個范圍內(nèi)，粒度上產(chǎn)生約10-20μm的差異。從5.6kg/cm2降壓到2.8kg/cm2,在流動面積比2.6-7.5的整個范圍內(nèi)，粒度上產(chǎn)生約5_10μm的差異，表明整個范圍內(nèi)質量上的改善。約ιμm的粒度上的差異出現(xiàn)在2.3的流動面積比處。對于0.016mm2的流動面積限制而言，最好的結果似乎在小于2.5以及約3.5至4.3的流動面積比處獲得。如此的結果質量上在較低壓力下更好。在工作壓力范圍內(nèi)約10μm或更小并且尤其是約5μm或更小的的粒度上的差異被認為是較恒定的。下面的表1中顯示了粒度較恒定的前述數(shù)據(jù)。表1顯示在8.8-2.3kg/cm2的壓力范圍內(nèi)以及在此壓力范圍內(nèi)可用來獲得約5μm或更小粒度差的對于上游流動限制面積與相切面積24的各種流動面積比的以mm2為單位的上游流動限制。表2示出了對于在約5-10μm的粒度差范圍的相同數(shù)據(jù)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>因此，似乎對于僅要求10μm的公差的很多應用場合，0.016的上游流動限制在5.6-2.3kg/cm2的壓力下與2.3-7.5的流動面積比以及對于8.8-5.6kg/cm2的壓力與在3.0-7.5范圍的流動面積比相結合是合適的。如果選擇了0.010mm2的較小的上游流動限制，則該幾何尺寸將可用于1.5-4.4的流動面積比。如果應用場合要求5μm的公差，則表1中的任何記錄都將適用。權利要求一種用于在預定壓力范圍內(nèi)從其分配內(nèi)容物的包裝，并且所述包裝包括用于在其內(nèi)容納產(chǎn)品的容器，所述容器被內(nèi)部加壓到8.8-5.6kg/cm2的壓力范圍；用于容納所述產(chǎn)品的貯存器；用于從所述貯存器移除所述產(chǎn)品的閥桿，所述閥桿內(nèi)具有上游流動限制，所述閥桿可從第一閉合位置移動到第二打開位置，所述流動限制具有在0.006-0.016mm2范圍內(nèi)的面積；用于接收來自所述閥桿的產(chǎn)品的一個或多個切流道，所述一個或多個切流道具有合并切流道流動面積；用于接收來自所述切流道的產(chǎn)品和與其相混合的空氣的匯流的渦流室；用于將內(nèi)容物在軸向上從所述容器分配到周圍環(huán)境的噴嘴，所述噴嘴與所述渦輪室流體連通，其特征在于所述切流道的合并流動面積與所述上游流動限制的比率在0.8-7.5的范圍內(nèi)。2.如權利要求1所述的容器，其中所述切流道方向垂直于所述噴嘴，并且優(yōu)選地間隔開120°，并且所述包裝具有縱向軸線，并且所述活動閥桿與所述縱向軸線重合，所述上游流動限制包括至少一個閥孔，所述至少一個閥孔被設置在活動閥桿中，并且被取向成與所述縱向軸線正交。3.如前述任一項權利要求所述的容器，其中所述切流道的所述合并流動面積為0.006mm2至0.010mm2。4.如前述任一項權利要求所述的容器，其中所述比率為1.5至4.4。5.如前述任一項權利要求所述的容器，其中所述比率為3.5至4.3。6.如權利要求1、2、3和4所述的容器，其中所述比率為1.5至3.5。7.一種用于在預定壓力范圍內(nèi)從其分配內(nèi)容物的包裝，并且所述包裝包括用于在其內(nèi)容納產(chǎn)品的容器，所述容器被內(nèi)部加壓到5.6-2.3kg/cm2的壓力范圍；用于容納所述產(chǎn)品的貯存器；用于從所述貯存器移除所述產(chǎn)品的閥桿，所述閥桿內(nèi)具有上游流動限制，所述閥桿可從第一閉合位置移動到第二打開位置，所述流動限制具有在0.010-0.016mm2范圍內(nèi)的面積；用于接收來自所述閥桿的產(chǎn)品的一個或多個切流道，所述切流道具有合并切流道流動面積；用于接收來自所述切流道的產(chǎn)品和與其相混合的空氣的匯流的渦流室；用于將所述內(nèi)容物在軸向上從所述容器分配到周圍環(huán)境的噴嘴，所述噴嘴與所述渦輪室流體連通；其中所述切流道的合并流動面積與所述上游流動限制的比率在1.5至7.5范圍內(nèi)。8.如權利要求7所述的容器，其中所述比率為2.3至4.4。9.如權利要求8所述的容器，其中所述比率為2.3至3.0。全文摘要本發(fā)明公開了一種加壓噴霧器系統(tǒng)(10)，所述噴霧器系統(tǒng)具有內(nèi)容物必須經(jīng)過以從所述系統(tǒng)分配到大氣中的流動路徑。通過保持流動路徑中的限制與噴霧嘴(30)出口的正確比例，當壓力衰減時可在噴霧器系統(tǒng)的整個壽命期間獲得較恒定的平均粒度分布。文檔編號B05B1/34GK101808749SQ200880109671公開日2010年8月18日申請日期2008年10月1日優(yōu)先權日2007年10月1日發(fā)明者S·E·史密斯,W·M·坎農(nóng),W·溫特莫德斯申請人:寶潔公司