專利名稱：用于流體噴灑器的齒輪泵和可重新放置的儲(chǔ)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)流體噴灑系統(tǒng)，具體是涉及需要非脈動(dòng)噴灑的這些噴灑系統(tǒng)。更具體是，本發(fā)明涉及利用齒輪泵和可重新放置的流體儲(chǔ)器的流體噴灑器。
背景技術(shù)：
需要連續(xù)的流體噴灑的噴灑器泵是公知的，它使用小型齒輪泵，以便將流體從儲(chǔ)器提升并產(chǎn)生必要的壓力，以便使噴灑器頭能夠充分分散流體，從而產(chǎn)生非脈動(dòng)噴灑。啟動(dòng)該泵可能需要10秒或更多，以便更換汲取管或具有流體的導(dǎo)出管線中的空氣?？赡苄枰F重的精密零部件以便將流體提升幾英寸以上。也可能需要防止倒流到儲(chǔ)器的止回閥，以防泵啟動(dòng)失敗。
內(nèi)部具有表面活性劑的流體很難無泄漏地存貯。噴灑器頭滴水是特別不希望出現(xiàn)的。止回閥常用于噴灑器頭的剛好上游，以便使在噴灑器頭出口滴漏所存在的流體體積最小，止回閥典型地具有開啟壓力或界限壓力，在流體向噴灑器頭流動(dòng)發(fā)生之前，必須超出該壓力。對于便宜的齒輪泵來說，泵啟動(dòng)和流體提升所需的吸力以及排出開啟壓力的結(jié)合可能太多而不能解決。
需要的是簡單的齒輪泵和儲(chǔ)器的結(jié)合，它使啟動(dòng)泵和提升流體所必需的吸力最小，因此，泵提供超過了高達(dá)3.5psig的開啟壓力。另外，需要在一或兩秒內(nèi)啟動(dòng)的自啟動(dòng)齒輪泵。而且，需要以防泄漏方式可簡單地與齒輪泵連接的可重新放置的流體儲(chǔ)器。
發(fā)明概述在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，用于流體噴灑器的一齒輪泵和儲(chǔ)器包括一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的齒輪泵，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的齒輪泵具有一連接于一手持器具的安裝表面和使齒輪泵與一流體儲(chǔ)器密封的裝置。流體儲(chǔ)器設(shè)置在齒輪泵之上，使得在儲(chǔ)器內(nèi)的流體靜壓頭使齒輪泵保持在注滿狀態(tài)。
還包括從齒輪泵引導(dǎo)至一噴灑器頭的流體管線。該流體管線具有一位于其中的排出止回閥，該止回閥具有比流體的靜壓頭高的開啟壓力，因此僅當(dāng)齒輪泵工作以使流體管線內(nèi)的壓力增加到開啟壓力之上時(shí)，流體經(jīng)過噴灑器頭。齒輪泵和儲(chǔ)器還包括用于驅(qū)動(dòng)和操作馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的齒輪泵的裝置，因此根據(jù)使用者的要求，齒輪泵提供到噴灑器頭的一連續(xù)的流體流。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，用于流體噴灑器的齒輪泵和儲(chǔ)器包括一泵殼體，該泵殼體具有一連接于一手持器具的安裝表面和一用于容納流體儲(chǔ)器并與流體儲(chǔ)器密封的凹槽部分。泵殼體還具有其中設(shè)置驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和齒輪的一腔室。腔室內(nèi)具有肋，其形成包括一泵入口和一泵出口的泵通道。凹槽部分具有在其中對中的一剛性錐形突起，該突起具有一伸進(jìn)泵入口的孔。齒輪泵還包括一電動(dòng)馬達(dá)，該電動(dòng)馬達(dá)具有一馬達(dá)殼體和一從馬達(dá)殼體延伸的旋轉(zhuǎn)軸。馬達(dá)殼體通過一彈性流體密封件與泵殼體連接。另外，齒輪泵包括泵殼體的腔室內(nèi)部安裝在馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸上的一小齒輪，和在腔室內(nèi)可旋轉(zhuǎn)地連接成與小齒輪嚙合的一空轉(zhuǎn)齒輪。該齒輪與腔室內(nèi)的泵通道一起基本上限制了流體在齒輪的嚙合的齒輪齒之間的回流，以及在齒輪齒和泵壁之間的回流，以形成一齒輪泵。泵出口與齒輪泵流體連通并具有一從泵出口導(dǎo)向噴灑器頭的流體管線。該流體管線具有一排出止回閥，以便使噴灑器頭處的流體滴漏最小。止回閥具有一開啟壓力。齒輪泵還包括安裝在泵殼體的凹槽部分處的一流體容器，以形成一流體儲(chǔ)器。該容器具有一使周圍的空氣能替換從儲(chǔ)器抽出的流體的排氣閥和一流體排出閥。通過與凹槽部分內(nèi)的錐形突起嚙合而打開流體排出閥，以提供與泵入口的流體連通。另外，齒輪泵包括用于驅(qū)動(dòng)和操作馬達(dá)的裝置，使得根據(jù)使用者的要求齒輪泵提供到噴灑器頭的一連續(xù)的流體流。
附圖的簡要描述

圖1是用于本發(fā)明的流體噴灑器的齒輪泵和儲(chǔ)器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的分解橫截面視圖，它公開了一種倒置的容器的一部分，該容器具有一附件蓋子并裝設(shè)閥門，具有安裝表面并與噴灑器頭柔性連接的泵殼體，和具有流體密封件和兩個(gè)齒輪的泵馬達(dá)。
圖2是圖1的部件的裝配橫截面視圖，和用于操作齒輪泵從而從倒置的容器經(jīng)過噴灑器頭噴灑流體的電池與串聯(lián)啟閉開關(guān)的示意圖。
圖3是具有圖1的附件和裝設(shè)的閥門的倒置的容器的底視圖，它表示在附件的中心內(nèi)的通常封閉的狹縫閥，它能防止流體從容器中漏泄。
圖4是圖1的泵殼體的頂視圖，它表示用于容納倒置的容器和附件的凹槽部分，并表示如圖2所示當(dāng)?shù)怪玫娜萜鞑迦氚疾鄄糠謨?nèi)時(shí)，用于打開狹縫閥的錐形突起。
圖5是圖1的泵殼體的底視圖，它表示用于容納一對齒輪和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)以形成齒輪泵的腔室。
圖6是圖1的泵馬達(dá)的頂視圖，它表示一對齒輪，其中一個(gè)齒輪可滑動(dòng)地安裝到馬達(dá)軸上。
發(fā)明的詳細(xì)描述參見圖1和2，它表示齒輪泵和儲(chǔ)器的一個(gè)第一優(yōu)選實(shí)施例，通常用10表示，它具有用于本發(fā)明的流體噴灑器的泵殼體12。泵殼體12具有安裝表面14，以便將齒輪泵和儲(chǔ)器10與具有流體噴灑器的手持器具連接。泵殼體12還具有凹槽部分16，該凹槽部分16具有剛性錐形突起18，該剛性錐形突起18最好位于中心，并在殼體12內(nèi)突出。錐形突起18具有孔口20，該孔口20與泵入口22流體連通。泵殼體12具有用于容納泵部件的腔室24，該腔室最好在殼體12的與凹槽部分16相對側(cè)上。腔室24內(nèi)具有肋26，以形成泵通道。這些通道從入口22經(jīng)過泵部分導(dǎo)向泵出口28。
柔性流體管線30與泵出口28連接，它引導(dǎo)流體從出口28導(dǎo)向噴灑器頭32。排出止回閥34定位在靠近并剛好在噴灑器頭32的上游。止回閥34可以是本領(lǐng)域中所公知的彈簧加載球閥或其它類型的止回閥。止回閥34的目的是限制流體從噴灑器頭32滴漏。止回閥34產(chǎn)生開啟壓力，因此進(jìn)入噴灑器頭32內(nèi)的流體具有足夠的能量，以便驅(qū)動(dòng)流體經(jīng)過噴灑器頭32并使流體分散成最好是扇形圖案的小水滴。
齒輪泵和儲(chǔ)器10還具有流體容器36，該流體容器36用作由噴灑器頭32噴灑的流體的儲(chǔ)器。容器36具有瓶口38，蓋子40最好可去掉地與該瓶口38連接，但它還可與其固定連接。蓋子40的連接最好通過瓶領(lǐng)域中公知的“帶槽反錐連接”扭轉(zhuǎn)和鎖定系統(tǒng)。作為替換，蓋子40可設(shè)有螺紋，或者甚至焊接到瓶口38上。蓋子40最好具有兩個(gè)開口42和44。開口42是排氣開口，它與凹槽46貫穿相交，并且當(dāng)齒輪泵和儲(chǔ)器10完全裝配時(shí)，用作周圍空氣到達(dá)開口42的路徑。開口42內(nèi)部是彈性密封墊48，彈性密封墊48將瓶口38與蓋子40壓縮密封。密封墊48具有兩個(gè)面向內(nèi)的狹縫閥50和52，該狹縫閥最好模制成密封墊48的一部分。狹縫閥50最好小于閥52，并用作通向流體容器36的排氣閥。即，當(dāng)流體54從容器36泵出時(shí)，周圍的空氣允許經(jīng)過排氣閥50，以便替換流體54，使容器36不會(huì)坍縮或在容器36內(nèi)產(chǎn)生真空。
開口44最好位于蓋子40內(nèi)的中心，因此，它與錐形突起18對準(zhǔn)。狹縫閥52直接定位在開口44后，因此，它也與錐形突起18對準(zhǔn)。狹縫閥52用作流體排出閥，因此容器36保存流體54，直到當(dāng)容器36和蓋子40插入凹槽部分16并由容器36的上端處的夾具(未表示)固定在此時(shí)，流體排出閥52由錐形突起18打開為止。
齒輪泵和儲(chǔ)器10還包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)56。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)56是直流電動(dòng)馬達(dá)，最好由干電池(未表示)提供電能。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)56具有馬達(dá)殼體58和從馬達(dá)殼體58延伸出的旋轉(zhuǎn)軸60。小齒輪62與軸60固定連接或可滑動(dòng)地連接并由軸60驅(qū)動(dòng)。類似形狀和尺寸的空轉(zhuǎn)齒輪64與小齒輪嚙合?？辙D(zhuǎn)齒輪64最好繞銷65自由旋轉(zhuǎn)，該銷從泵殼體12的腔室24延伸。彈性流體密封件66定位在馬達(dá)殼體58和齒輪62與64之間，并且當(dāng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)56插入腔室24內(nèi)以形成齒輪泵時(shí)，形成與泵殼體腔室24的壁穩(wěn)定密封，和與旋轉(zhuǎn)軸60動(dòng)態(tài)密封。最好，如圖6所示，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)56通過兩個(gè)螺絲(未表示)在腔室24內(nèi)固定就位，它們旋進(jìn)馬達(dá)殼體58內(nèi)的孔68和70內(nèi)。如圖4和5所示，這些螺絲最好從泵殼體12經(jīng)過位于其中的間隙孔72和74并經(jīng)過彈性件66延伸。
驅(qū)動(dòng)馬達(dá)56具有兩個(gè)從此延伸的電接頭76和80，它最好串聯(lián)連接一電路，該電路具有四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從型號(hào)電池82和使用者操作的常開開關(guān)84，例如彈簧加載的按鈕。當(dāng)開關(guān)84關(guān)閉時(shí)，如圖2所示，電流經(jīng)過驅(qū)動(dòng)馬達(dá)56，以便使齒輪62和64旋轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生足以打開止回閥34的壓力，還迫使流體經(jīng)過噴灑器頭32。開關(guān)84和電池82表現(xiàn)為一種用于供電和操作優(yōu)選的齒輪泵和儲(chǔ)器10的裝置。然而，可使用其它替換物，它們在本領(lǐng)域中是公知的，且不會(huì)超出本發(fā)明的范圍。
在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，容器36是由高密度聚乙烯吹注而成的10英寸高乘2.5英寸直徑的瓶。蓋子40是聚丙烯噴射模塑而成。密封墊48是硅酮橡膠噴射模塑而成，狹縫閥50和52同樣如此。泵殼體12由乙縮醛噴射模塑而成，凹槽部分16約為0.5英寸深，直徑為1.3英寸。齒輪62和64也由乙縮醛噴射模塑而成，并最好是14齒的齒輪，該14齒的齒輪為0.312英寸直徑和0.134英寸厚度。彈性件66由乙烯丙烯橡膠噴射模塑而成，與馬達(dá)56類似，部件66接近1英寸的直徑。部件66約為0.3英寸厚。馬達(dá)56最好是6伏直流馬達(dá)，型號(hào)為53635-4040P-470，它由Sun Motor of Industrial，CO.制造。軸60為0.09英寸直徑，并具有“D”形橫截面，它可滑動(dòng)地與驅(qū)動(dòng)齒輪62連接。軸60最好在荷載下以接近12000RPM的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，齒輪62和64在24psig的出口壓力下產(chǎn)生接近220毫升/分的流體54的流速。輸入能量接近3瓦。流體54具有類似于水的粘性，并最好包括水和表面活性劑，例如小型過氧化物溶劑或基于乙醇的溶劑。噴灑器頭32最好是Bowles Fluidic Nozzle，Model No.3164P027，由Bowles，F(xiàn)luidicsCorporation of Columbia，MO.制造。
盡管齒輪泵能夠?qū)⒘黧w從其下的容器上提，齒輪泵精度和功率確定了可獲得的吸入壓頭。為了使精度和功率乃至尺寸和成本最小，本發(fā)明的儲(chǔ)器36最好直接在齒輪泵上，因此靜壓頭總是存在，以啟動(dòng)泵，且不需要吸力。由于來自儲(chǔ)器36的連續(xù)靜壓頭，在噴灑器頭32前的排出止回閥34具有大于靜壓頭的開啟壓力，因此不會(huì)經(jīng)過噴灑器頭32的未工作的泵發(fā)生泄漏，因?yàn)檫@種泄漏導(dǎo)致流體從噴灑器頭32滴漏。開啟壓力最好高于靜壓頭一定程度，以致流經(jīng)排出止回閥34的流體，當(dāng)泵操作時(shí)，具有足夠的壓力以便使噴灑器頭32產(chǎn)生細(xì)的噴灑。
錐形突起18和狹縫閥52在流體容器36和泵入口22之間對接，以提供流體從儲(chǔ)器到達(dá)泵的短路徑。這樣，在儲(chǔ)器內(nèi)的靜壓頭原則上是容器36內(nèi)的流體的高度。去掉廢棄的容器36和更換新的容器36產(chǎn)生最小的流體泄漏，因?yàn)殄F形突起18和狹縫閥52對接。
盡管已經(jīng)圖示和描述了本發(fā)明的特定的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，顯然在不超出本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，本發(fā)明可作許多變化和修改，希望它覆蓋附后的權(quán)利要求書內(nèi)，且所有的這種變化在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于流體噴灑器的齒輪泵/儲(chǔ)器裝置，它包括一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的齒輪泵，具有一與手持器具連接的安裝表面和一使所述齒輪泵與一流體儲(chǔ)器密封的裝置，所述流體儲(chǔ)器位于所述齒輪泵之上，因此在所述儲(chǔ)器內(nèi)的流體靜壓頭使所述齒輪泵保持在一注滿狀態(tài)；一從所述齒輪泵引導(dǎo)至噴灑器頭的流體管線，所述流體管線具有一位于其中的排出止回閥，該止回閥具有一比所述流體的靜壓頭高的開啟壓力，這樣僅當(dāng)所述齒輪泵工作以使所述流體管線內(nèi)的壓力增加到所述開啟壓力之上時(shí)，流體經(jīng)過所述噴灑器頭；和用于驅(qū)動(dòng)和操作所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)齒輪泵的裝置，使得當(dāng)啟動(dòng)所述裝置時(shí)所述齒輪泵對所述噴灑器頭提供一連續(xù)的流體流。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述開啟壓力范圍是從0.7至5.0psig。
3.一種用于流體噴灑器的齒輪泵/儲(chǔ)器裝置，包括一泵殼體，具有一用以連接于手持器具的安裝表面，和一用于容納流體儲(chǔ)器并與流體儲(chǔ)器密封的凹槽部分，所述泵殼體還具有一其中設(shè)有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和齒輪的腔室，所述腔室內(nèi)具有肋，所述肋形成包括一泵入口和一泵出口的泵通道，所述凹槽部分內(nèi)具有一突起，該突起具有一延伸進(jìn)入所述泵入口的通孔；一電動(dòng)馬達(dá)，具有一馬達(dá)殼體和一從馬達(dá)殼體延伸的旋轉(zhuǎn)軸，所述馬達(dá)殼體通過位于其間的彈性流體密封件與所述泵殼體連接；一小齒輪，在所述泵殼體的所述腔室內(nèi)部安裝在所述馬達(dá)的所述旋轉(zhuǎn)軸上；在所述腔室內(nèi)可旋轉(zhuǎn)地連接成與所述小齒輪嚙合的一空轉(zhuǎn)齒輪，所述齒輪與所述腔室內(nèi)的所述泵通道一起大體限制了流體在所述齒輪的嚙合的齒輪齒之間流動(dòng)，以形成一齒輪泵，所述泵出口與所述齒輪泵流體連通；一從所述泵出口引導(dǎo)至一噴灑器頭的流體管線，所述流體管線內(nèi)設(shè)有一排出止回閥，以便使所述噴灑器頭處的流體滴漏最小，所述止回閥具有一開啟壓力；一流體容器，安裝在所述泵殼體的所述凹槽部分處以形成一流體儲(chǔ)器，所述容器具有一使周圍的空氣能替換從所述儲(chǔ)器抽出的流體的排氣閥和一流體排出閥，通過與所述凹槽部分內(nèi)的所述突起嚙合而打開所述流體排出閥，以提供與所述泵入口的流體連通；和用于驅(qū)動(dòng)和操作所述馬達(dá)的裝置，使得根據(jù)使用者的要求所述齒輪泵提供到所述噴灑器頭的一連續(xù)的流體流。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述開啟壓力范圍是從0.7至5.0psig。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述馬達(dá)是一直流馬達(dá)，所述用于驅(qū)動(dòng)的裝置是四個(gè)與所述馬達(dá)連接的型號(hào)為AA的電池，馬達(dá)與一啟閉開關(guān)串聯(lián)，用于操作所述馬達(dá)的所述裝置受到手動(dòng)控制。
6.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述流體容器可重新放置在所述泵殼體的所述凹槽部分內(nèi)。
7.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述流體容器設(shè)置在所述齒輪泵之上，因此在所述儲(chǔ)器內(nèi)的流體的一靜壓頭使所述齒輪泵保持在注滿狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述排出止回閥的所述開啟壓力超過所述儲(chǔ)器內(nèi)的流體的所述靜壓頭。
9.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述突起是錐形的。
10.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述突起是剛性的和在所述凹槽部分內(nèi)對中的至少其中之一。
全文摘要
用于流體噴灑器的齒輪泵和儲(chǔ)器裝置包括泵殼體(12),該泵殼體具有用于容納流體儲(chǔ)器并與流體儲(chǔ)器密封的凹槽部分,該泵殼體還具有其中設(shè)有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(56)和齒輪(62,64)的腔室。凹槽部分的中心內(nèi)具有剛性錐形突起(18),該突起具有伸進(jìn)泵入口(22)的孔(20)。齒輪泵還包括安裝在所述泵殼體的所述凹槽部分上以形成流體儲(chǔ)器的流體容器(36)。流體儲(chǔ)器具有排出閥(52),該排出閥通過與凹槽部分內(nèi)的錐形突起連接來打開,以提供與泵入口流體連通。在流體儲(chǔ)器內(nèi)地靜壓頭使齒輪泵保持在啟動(dòng)狀態(tài)。從齒輪泵導(dǎo)向噴灑器頭的流體管線(30)內(nèi)具有排出止回閥(34)。該止回閥具有比流體的靜壓頭高的開啟壓力,因此,僅當(dāng)齒輪泵工作以便使流體管線內(nèi)的壓力增加到開啟壓力之上時(shí),流體經(jīng)過噴灑器頭。齒輪泵和儲(chǔ)器還包括用于供電和操作馬達(dá)的裝置,因此,在使用者要求下,齒輪泵提供到噴灑器頭的連續(xù)流體流。
文檔編號(hào)F04C2/00GK1328490SQ9981387
公開日2001年12月26日 申請日期1999年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月30日
發(fā)明者A·G·貝尼克 申請人:寶潔公司