Устройство для образования пены
Изобретение относится к устройству для образования пены, в частности может использоваться для гигиенических нужд. Устройство для образования пены содержит смешивающую камеру, сообщающуюся с выходным отверстием насоса для смешивания жидкости и воздуха. Также устройство содержит раздающую часть, снабженную выпускным каналом с отверстием для выпуска пены. Выпускной канал сообщается со смешивающей камерой. Первый пенообразующий элемент размещен в выпускном канале так, что пена, текущая по выпускному каналу, проходит через пенообразующий элемент по меньшей мере дважды. Раздающая часть дополнительно снабжена элементом носика. В элементе носика расположена по меньшей мере конечная часть выпускного канала и отверстие для выпуска пены. Выпускной канал содержит полость, расположенную после первого прохода через пенообразующий элемент. Полость расположена до элемента носика по направлению потока. Изобретение также относится к узлу раздачи пены. Изобретение позволяет получить пену наивысшего возможного качества за счет содержания в ней более мелких и однородных пузырьков воздуха. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству для образования пены, которое содержит смешивающую камеру для смешивания жидкости и воздуха, раздаточную часть с выпускным каналом с отверстием для выпуска пены, причем выпускной канал сообщается со смешивающей камерой, и первый пенообразующий элемент, расположенный в выпускном канале так, что пена, текущая по выпускному каналу, проходит через пенообразующий элемент по меньшей мере дважды, при этом раздаточная часть дополнительно снабжена носиком, в котором расположена конечная часть выпускного канала и отверстие для выпуска пены.
Такое устройство для образования пены известно из EP 1199105. В элементе носика расположен пенообразующий элемент, через который пена на своем пути к выпускному отверстию, расположенному в элементе носика, проходит дважды. Размеры пенообразующего элемента ограничены внутренними размерами элемента носика.
Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного устройства для образования пены. Другой целью настоящего изобретения является создание устройства для образования пены, в котором можно получить пену наивысшего возможного качества, т.е. пену, в которой пузырьки воздуха как можно более мелки и однородны.
Для достижения этой цели согласно настоящему изобретению предлагается устройство для образования пены, относящееся к типу, описанному во введении, в котором выпускной канал содержит полость, размещенную после первого прохода через первый пенообразующий элемент, при этом полость расположена до элемента носика по направлению потока.
Размеры пространства полости, в которую входит пена, когда она проходит через первый пенообразующий элемент первый раз, легко регулируются. Полость расположена под колпачком раздаточной части и, с точки зрения конструктора, легко может адаптироваться для требуемой ситуации. Полость и, следовательно, противодавление важны для создания сопротивления, в результате чего пена является такой, как если бы она принудительно была пропущена через пенообразующий элемент с заданной скоростью. Способность менять противодавление важна для прокачивания разнообразных жидкостей. Следовательно, можно дополнительно влиять на качество пены просто, правильно выбрав размеры полости.
Было обнаружено, что поскольку пена, текущая по выпускному каналу, проходит через пенообразующий элемент дважды, образуется более мелкая и более однородная пена. Кроме того, процесс производства относительно прост, поскольку для двух отверстий используется только один пенообразующий элемент, что приводит к сокращению издержек.
В предпочтительном варианте сетчатый пенообразующий элемент расположен в выпускном канале до первого пенообразующего элемента. Как было обнаружено, это еще более улучшает качество выводимой пены.
В предпочтительном варианте пенообразующий элемент содержит сетку. Установлено, что сетка создает заданный эффект образования пены.
В других вариантах пенообразующий элемент содержит смешивающий элемент, установленный дополнительно к сетке или вместо сетки. Сетка предназначена для уменьшения размера частиц, тогда как смешивающий элемент осуществляет перемешивание или закручивание пены.
В предпочтительном варианте воплощения изобретения отверстия во второй сетке имеют размер от 0,1 до 0,4 мм и предпочтительно порядка 0,2 мм. Тесты показали, что эти размеры дают желаемые результаты.
В предпочтительном варианте воплощения первая сетка имеет отверстия с размерами от 10 мкм до 150 мкм и предпочтительно порядка 50 мкм. Тесты показали, что эти размеры дают желаемые результаты.
Устройство для образования пены дополнительно содержит насос для жидкости и насос для воздуха, каждый из которых имеет впускное и выпускное отверстия.
В предпочтительном варианте устройство для образования пены содержит клапаны на впускном и выпускном отверстиях каждого насоса для засасывания и, соответственно, выпуска воздуха и жидкости, причем один или более из клапанов выполнен заодно с воздушным насосом или жидкостным насосом как единый конструктивный элемент. Выполнение клапана заодно с насосом сокращает количество компонентов и технологических переходов и тем самым приводит к сокращению издержек.
В предпочтительном варианте воплощения изобретения выпускной канал содержит, после первого прохода через первую сетку, полость, содержащую боковые стенки и верхнюю стенку заданной высоты относительно первой сетки. Как пояснялось выше, как показала практика, размер полости важен для получения пены повышенного качества.
Еще в одном предпочтительном варианте заданная высота составляет от 1 до 4 мм и предпочтительно порядка 2 мм. На практике обнаружено, что при таких размерах устройство для образования пены производит более мелкую и более однородную пену.
Еще в одном предпочтительном варианте колпачок образует стенки полости. Колпачок легко формуется, и это позволяет производить разнообразные изделия, в том числе разных цветов и материалов.
Еще в одном предпочтительном варианте впускное отверстие воздушного насоса содержит по меньшей мере одно отверстие для засасывания воздуха, расположенное во внешней стенке устройства для образования пены. Благодаря такому расположению воздушного отверстия устройство для образования пены также можно использовать во влажной среде, например в душе, и вода не будет мешать его работе.
Еще в одном предпочтительном варианте вышеописанное отверстие сообщается с пространством, в которое на заданную длину выступает трубка, сообщающаяся с воздушным резервуаром воздушного насоса. Благодаря такому впускному отверстию для воздуха устройство для образования пены продолжит работать во влажной среде, например в душе. Отверстие может быть относительно невелико и, следовательно, незаметно.
Согласно следующему аспекту настоящего изобретения предлагается узел раздачи пены, состоящий из контейнера для жидкости и устройства для образования пены, в котором устройство для образования пены является устройством, описанным выше.
Ниже следует более подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, где:
фиг.1 - вид в перспективе с частичным вырывом узла раздачи пены согласно настоящему изобретению;
фиг.2 - вид в перспективе и в сечении детали устройства для образования пены согласно настоящему изобретению;
фиг.3 - вид с частичным вырывом детали устройства для образования пены с фиг.2;
фиг.4 - вид в перспективе в сечении детали устройства для образования пены согласно второму варианту воплощения изобретения.
Узел 1 для образования пены согласно настоящему изобретению содержит цилиндрический контейнер 2 для жидкости, в котором расположена жидкость 3 для пенообразования и на котором размещено устройство 4 для образования пены (фиг.1). Устройство 4 для образования пены содержит насос 6 для воздуха и насос 8 для жидкости, каждый из которых имеет впускное и выпускное отверстия. Впускное отверстие 9 воздушного насоса 6 сообщается с окружающей средой (фиг.2), а входное отверстие жидкостного насоса 8 сообщается с содержимым 3 контейнера 2 для жидкости через трубку 10. Устройство 4 для образования пены далее содержит смешивающую камеру 12, которая сообщается с выпускным отверстием 14 воздушного насоса 6 и выходным отверстием жидкостного насоса 8, содержащим клапан 16. Рядом с выходным отверстием воздушного насоса также установлен клапан 18.
Верхняя часть узла содержит раздающую часть 22, которая содержит выпускной канал 24 с отверстием 26 для пены (фиг.2). Выпускной канал 24 проходит от смешивающей камеры 12 до отверстия 26 для выпуска пены. В этом канале 24 расположены пенообразующие элементы, которыми в варианте, показанном на фиг.2, являются сетки 34, 28 с относительно мелкими ячейками.
Первая сетка 28 крепится ультразвуковой сваркой так, что пена проходит сквозь сетку 28 дважды. Для этого над сеткой 28 расположен колпачок 30, который над сеткой 28 образует полость 32. Как показано на чертеже, полость 32 расположена до элемента носика 51 по направлению потока. Верхняя стенка колпачка 30 искривлена для простоты и эргономичности эксплуатации. Минимальная высота, т.е. расстояние между колпачком 30 и сеткой 28, составляет приблизительно 2 мм, что, как показали тесты, является лучшей высотой для получения более мелкой и более однородной пены. Сетка 28 имеет отверстия, размеры которых составляют от 10 до 150 мкм и предпочтительно порядка 50 мкм. Колпачок 30 является отдельной деталью устройства для образования пены, что позволяет менять его цвет и материал.
В показанном предпочтительном варианте в выпускном канале до первой сетки также расположена вторая сетка 34, в которой выполнены отверстия размером от 0,1 до 0,4 мм и предпочтительно 0,2 мм. Вторая сетка 34 выполнена методом литья под давлением и изготовлена заодно с кольцом 35, которое образует часть конструктивной детали 61. Таким образом, эти две детали устройства для образования пены выполнены заодно, что снижает себестоимость и сокращает время сборки.
Смесь жидкости и воздуха выходит из смешивающей камеры 12 через вторую сетку 34, на которой образуется пена с относительно грубой структурой. Грубая пена затем проходит через первую сетку 28 и попадает в полость 32, где структура пены становится мельче и более однородной, т.е. пузырьки воздуха в пене уменьшаются в размере и принимают более однородный размер. Затем пена проходит через сетку 28 второй раз и подходит к выпускному отверстию 26, где пена становится еще мельче и однороднее.
Качество пены превышает качество пены, получаемой на известных пенообразующих устройствах, которые также часто содержат две сетки. Кроме того, необходим только один технологический этап для установки первой сетки, поэтому себестоимость приблизительно соответствует себестоимости известных пенообразующих устройств. Для дальнейшего улучшения качества пены можно установить третью сетку (не показана) на кромке 36.
В другом предпочтительном варианте воплощения изобретения впускное отверстие воздушного насоса образовано зазором 37 между колпачком 30 и стенкой 38 (фиг.3). Воздух засасывается внутрь и попадает в пространство 40, в которое выходит трубка 42, которая служит вытяжкой и позволяет воздуху пройти в камеру 44 воздушного насоса. Верхний конец 46 трубки 43 предпочтительно скошен, где угол с продольной осью трубки составляет приблизительно 30°. Трубка 42 выступает на заданное расстояние приблизительно в 4 мм в пространство 40. Такая конструкция, таким образом, действует как закрытая вытяжная труба. Такая система впуска воздуха имеет преимущество, состоящее в том, что во влажной среде влага почти не засасывается, поэтому пенообразующее устройство продолжает работать даже в душе.
На фиг.4 показан второй вариант устройства для образования пены согласно настоящему изобретению. Этот вариант во многом идентичен первому, показанному на фиг.2, и разница заключается в том, что между первым пенообразующим элементом 28 и вторым пенообразующим элементом 34а установлен еще один пенообразующий элемент в форме смешивающего элемента 50. Смешивающий элемент 50 состоит из пластинчатого элемента, который отливается заодно с конструктивным компонентом 60 и который снабжен четырьмя круглыми отверстиями, сечением приблизительно 1,5 мм. Расположение и размеры отверстий в смешивающем элементе 50 могут меняться в зависимости от прокачиваемого продукта. Может устанавливаться дополнительный второй пенообразующий элемент 34b (расположение этих элементов показано на фиг.4).
Следует отметить, что второй пенообразующий элемент 34а предпочтительно отливают заодно с конструктивным компонентом 61. Дополнительный второй пенообразующий элемент 34b предпочтительно приваривают к верхней стороне конструктивного компонента 61. Первый пенообразующий элемент 28 предпочтительно также приваривают к верхней кромке 36 конструктивного компонента 60. Устройство для образования пены по существу состоит только из трех конструктивных компонентов 60, 61 и 32.
Дополнительное описание работы вышеописанного устройства 4 для образования пены и узла 1 приведено в международной заявке на патент 0242005 того же заявителя. Содержание этой заявки включено в настоящее описание.
Эта система имеет изменяемую конструкцию, причем возможны различные варианты для адаптации устройства для образования пены к конкретной жидкости. Поскольку эти жидкости весьма разнообразны (по вязкости, тиксотропному поведению, химическому составу, наличию твердых частиц и т.п.), такая система позволяет относительно легко менять конструкцию для прокачивания различных жидкостей. К переменным, помимо прочих, относятся количество, расположение и размер отверстий в пенообразующем элементе или в каждом пенообразующем элементе, количество пенообразующих элементов, тип пенообразующих элементов (сетка или смешивающий элемент), размеры полости 32 и так далее.
Настоящее изобретение не ограничивается вышеприведенным описанием предпочтительных вариантов, в которые могут быть внесены многочисленные изменения, но определяется прилагаемой формулой.
1. Устройство для образования пены, содержащее смешивающую камеру, сообщающуюся с выходным отверстием насоса для смешивания жидкости и воздуха; раздающую часть, снабженную выпускным каналом с отверстием для выпуска пены, причем выпускной канал сообщается со смешивающей камерой, и первый пенообразующий элемент, размещенный в выпускном канале так, что пена, текущая по выпускному каналу, проходит через пенообразующий элемент по меньшей мере дважды, при этом раздающая часть дополнительно снабжена элементом носика, в котором расположена по меньшей мере конечная часть выпускного канала и отверстие для выпуска пены, и выпускной канал содержит полость, расположенную после первого прохода через первый пенообразующий элемент, отличающееся тем, что полость расположена до элемента носика по направлению потока.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второй пенообразующий элемент расположен в выпускном канале.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что пенообразующий элемент содержит сетку.
4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что пенообразующий элемент содержит смешивающий элемент.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит насос для жидкости и насос для воздуха, каждый из которых имеют впускное и выпускное отверстия.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что содержит клапаны на впускном и выпускном отверстиях каждого насоса для засасывания и соответственно выталкивания воздуха и жидкости, причем один или более из клапанов выполнены заодно с насосом для воздуха или насосом для жидкости как единый конструктивный элемент.
7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что сетка первого пенообразующего элемента имеет отверстия размером от 10 до 150 мкм и предпочтительно порядка 50 мкм.
8. Устройство по п.3, отличающееся тем, что отверстия в сетке второго пенообразующего элемента имеют размер от 0,1 до 0,4 мм и предпочтительно порядка 0,2 мм.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выпускной канал содержит после первого прохода через первый пенообразующий элемент полость, содержащую боковые стенки и верхнюю стенку с заданной высотой относительно первого пенообразующего элемента.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что заданная высота составляет от 1 до 4 мм и предпочтительно порядка 2 мм.
11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что стенки полости образуют колпачок, при этом верхняя стенка выполнена криволинейной.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что колпачок размещен на внутренних стенках устройства для образования пены для образования полости.
13. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что впускное отверстие насоса для воздуха содержит по меньшей мере одно отверстие для засасывания воздуха во внешней стенке устройства для образования пены.
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что отверстие для засасывания воздуха сообщается с пространством, в которое на заданную длину выступает трубка, сообщающаяся с воздушным резервуаром насоса для воздуха.
15. Узел раздачи пены, состоящий из контейнера для жидкости и устройства для образования пены, причем устройство для образования пены образовано устройством для образования пены по любому из пп.1-14.
