ITMI990433A1 - Pompa azionabile manualmente per dispensare liquidi in pressione - Google Patents

Description

Descrizione di un’invenzione industriale

DESCRIZIONE

Pompa azionabile manualmente per dispensare liquidi in pressione, particolarmente adatta per l'impiego su contenitori trasparenti in cui il corpo della pompa deve essere il meno visibile possibile.

Sono noti moltissimi tipi di pompe azionabili a mano per erogare liquidi in pressione che vengono aspirati da un contenitore attraverso una valvola di aspirazione unidirezionale e che vengono espulsi attraverso una valvola di scarico che è chiusa a riposo e viene aperta dal liquido che viene messo in pressione all'interno della pompa quando il suo stelo viene azionato od abbassato manualmente.

Nella maggior parte delle pompe le valvole di aspirazione sono posizionate all'interno di una appendice tubolare allungata che si estende all’esterno del corpo principale della pompa, su tale appendice essendo montata una estremità di un tubicino attraverso il quale la pompa aspira il liquido racchiuso nel contenitore sul quale la pompa stessa è montata: tali pompe hanno la caratteristica di avere una lunghezza notevole rispetto alle dimensioni trasversali delle pompe stesse .

Nei brevetti US-A-5503306 ed US-A-5505343 sono descritte delle pompe in cui le valvole di aspirazione sono formate da una sfera mobile alloggiata in corrispondenza della estremità libera di una appendice tubolare che si estende all'interno del corpo principale della pompa, intorno ad un foro ricavato sulla parete di fondo della pompa stessa, la sfera potendo fare tenuta su una sede ricavata alla estremità libera di tale appendice, all'interno del corpo della pompa.

Le pompe descritte nei due brevetti US-A-5503306 ed US-A-5505343 sono realizzate in modo da espellere (quando esse vengono azionate) praticamente tutto il liquido racchiuso nelle pompe stesse. A tal fine, come si può chiaramente vedere dai disegni dei due brevetti citati, i corpi delle pompe devono avere forma alquanto allungata, con il pistone che fa parte dello stelo di azionamento di ciascuna pompa che è molto lungi (rispetto alle dimensioni generali della pompa stessa) e scorre a tenuta su una superficie cilindrica (del corpo fisso della pompa) che è anch'essa molto lunga, come pure sono molto lunghe le appendici tubolari sulla cui estremità le sfere menzionate possono fare tenuta per costituire le valvole unidirezionali di aspirazione del liquido nelle pompe. Ne consegue che le pompe illustrate nei due brevetti americani citati hanno dimensioni longitudinali molto maggiori delle loro dimensioni trasversali.

Tutte le pompe sopra menzionate sono facilmente utilizzabili sulla maggioranza dei contenitori di liquidi da erogare, ma non possono essere montate su contenitori molto corti; inoltre, tali pompe risultano chiaramente visibili da parte dell 'utilizzatore, quando sono montate su contenitori realizzati in materiali trasparenti, il che non è accettabile per certi impieghi ove l'aspetto esteriore dei contenitori è molto importante (ad esempio nel campo dell'alta profumeria), tanto che spesso il materiale costituente il contenitore è opaco o colorato o coperto da etichette o simili per nascondere il corpo della pompa su di esso montato.

Sono note anche molte realizzazioni delle valvole di scarico che permettono il passaggio attraverso lo stelo della pompa del liquido racchiuso nella pompa stessa quando la pressione di tale liquido raggiunge e supera un valore prestabilito (e ciò per evitare gocciolamenti del liquido dal foro di scarico della testa di azionamento della pompa) all'inizio e rispettivamente alla fine dell'erogazione del liquido.

Nelle realizzazioni delle pompe rappresentate nei due brevetti US-A-5503306 e US-A-5505343 le valvole di scarico sono formate da aste cilindriche molto lunghe alloggiate e mobili all'interno delle cavità degli steli delle rispettive pompe, in corrispondenza di tali cavità essendo ricavate delle gole o rientranze longitudinali che definiscono dei sottili canali longitudinali con le contrapposte superfici delle aste cilindriche menzionate: data la loro sezione trasversale molto piccola e la loro lunghezza relativamente grande, i suddetti canali longitudinali provocano delle forti perdite di carico che frenano il fluire dei liquidi in essi diminuendo la pressione alla quale essi fuoriescono dalle cavità degli steli delle pompe, col conseguente gocciolamento di tali liquidi dai fori di scarico delle teste di azionamento delle pompe, sia in fase di inizio che di fine erogazione.

Inoltre, nel caso delle pompe rappresentate nei due brevetti statunitensi citati, la tenuta della valvola di scarico è assicurata unicamente dal fatto che una porzione delle aste cilindriche che di esse fanno parte è semplicemente premuta da una molla contro una superficie di appoggio ricavata in una corrispondente sede di ciascuno stelo: ne consegue sia che la tenuta è molto precaria, sia che il liquido inizia a passare attraverso la valvola di scarico gradualmente non appena essa inizia ad aprirsi, tale passaggio essendo molto piccolo all'inizio ed alla fine della fase di erogazione, con conseguente ulteriore caduta di pressione e gocciolamento del liquido dal foro della testa di azionamento.

Nel brevetto EP-A-0289856 ed US-A-5192006 sono descritte delle pompe in cui le valvole di scarico sono costituite da aste alloggiate e traslabili nelle cavità degli steli delle rispettive pompe, tali cavità avendo una loro breve porzione cilindrica dalla quale si estendono delle nervature o scanalature longitudinali: dalle aste sporgono dei labbri di tenuta che scorrono a tenuta sulle porzioni cilindriche delle cavità degli steli e che poi aprono il passaggio del liquido solo quando tali labbri vengono spostati sopra le citate nervature o scanalature, in modo da permettere l'inizio della fuoriuscita del liquido ad una pressione maggiore di quella necessaria per provocare lo spostamento iniziale delle aste. Anche in questo caso, però, l'apertura e rispettivamente la chiusura della valvola di scarico avviene inizialmente gradualmente, con gli inconvenienti già citati in precedenza.

Scopo principale della presente invenzione è quello di realizzare una pompa che abbia lunghezza sensibilmente più corta di quella delle pompe note, per permetterne l'uso su contenitori nei quali la presenza della pompa debba essere mascherata o nascosta il più possibile, o su contenitori molto bassi .

Altro scopo è quello di realizzare una pompa in cui l’inizio e la fine della erogazione del liquido abbiano luogo senza sensibili perdite di carico, onde evitare gocciolamenti del liquido dal foro di scarico della testa di azionamento della pompa stessa.

Altro scopo ancora è quello di realizzare una pompa che possa essere prodotta e montata in modo molto semplice ed economico.

Questi ed altri scopi ancora vengono conseguiti con una pompa comprendente: un corpo a bicchiere formato da una parete laterale delimitante una superficie interna cilindrica e da una parete di fondo avente un foro in essa; uno stelo cavo una cui estremità è sagomata a pistone scorrevole a tenuta sulla superficie cilindrica del corpo a bicchiere e la cui altra estremità sporge dal corpo a bicchiere; una testa di azionamento della pompa montata sulla estremità dello stelo sporgente dal corpo a bicchiere ed avente un foro di scarico comunicante con la cavità dello stelo; un elemento di montaggio per vincolare il corpo a bicchiere sulla imboccatura di un contenitore del liquido da erogare; una prima molla alloggiata nel corpo a bicchiere ed agente sullo stelo per spingerlo via dalla parete di fondo del corpo a bicchiere; una appendice tubolare sporgente dalla parete di fondo del corpo a bicchiere intorno al foro ricavato in essa ed estendentesi all'interno dello stesso corpo a bicchiere una sede per l'alloggiamento di una estremità di un tubicino di aspirazione del liquido, ricavata in corrispondenza del foro della parete di fondo del corpo a bicchiere; una sede sagomata ricavata alla estremità libera di detta appendice tubolare; una sfera flottante posizionata in corrispondenza di detta sede sagomata per chiudere a tenuta la cavità dell’appendice tubolare quando la pompa viene azionata per dispensare il liquido; un otturatore alloggiato nella cavità dello stelo e mobile tra una posizione di riposo in cui una sua porzione sagomata fa tenuta su una corrispondente sede sagomata ricavata nella cavità dello stelo in prossimità della sua estremità rivolta verso il corpo a bicchiere ed una posizione di erogazione in cui l'estremità sagomata dell'otturatore è sollevata via da tale sede dello stelo; una seconda molla inserita nella cavità dello stelo ed agente su detto otturatore per spingerlo nella sua posizione di riposo; l'estremità dell'otturatore rivolta verso il corpo a bicchiere giungendo a contatto con detta sfera premendola nella sede sagomata dell'appendice tubolare prima che lo stelo giunga al suo fine corsa quando lo stelo stesso viene spinto dentro il corpo a bicchiere per comprimere il liquido in esso racchiuso, caratterizzata dal fatto che il diametro del corpo a bicchiere è almeno uguale alla lunghezza della corsa dello stelo tra la sua posizione di riposo e la sua posizione di massimo abbassamento all'interno del corpo a bicchiere; che la lunghezza di detta appendice tubolare interna al corpo a bicchiere è inferiore al diametro dello stesso corpo a bicchiere; e che la porzione sagomata dell'otturatore e la sede sagomata della cavità dello stelo sono definite da superfici sostanzialmente coniche e tra di loro complementari .

Preferibilmente la porzione sagomata dall'otturatore è definita da due adiacenti superfici coniche tra di loro consecutive, la superficie conica più prossima all'estremità libera dell'otturatore avendo sezioni trasversali inferiori a quelle della superficie conica ad essa adiacente .

Ancora preferibilmente la cavità dello stelo presenta un allargamento in prossimità della sede sagomata della cavità dello stelo stesso, la porzione sagomata dell'otturatore essendo posizionabile con del gioco in détto allargamento dello stelo nella posizione che esso assume nella fase di erogazione del liquido.

Al fine di rendere più chiara la comprensione della struttura e delle caratteristiche della pompa, ne sarà ora descritta una realizzazione data a titolo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento agli uniti disegni in cui:

- la Figura 1 rappresenta la pompa in sezione assiale ed in posizione di riposo; e

- la Figura 2 rappresenta la stessa pompa, ma in posizione di fine erogazione.

Come si vede chiaramente dai disegni, la pompa comprende un corpo a bicchiere formato da una parete laterale 1 delimitante una superficie interna cilindrica e da una parete di fondo 2 al cui centro è ricavato un foro intorno al quale sporge, verso l'interno del corpo a bicchiere, una appendice tubolare 3 la cui estremità libera è sagomata in modo da formare una sede 4 per l'alloggiamento di una sfera 5 che è flottante, cioè mobile tra la posizione rappresentata nelle Figure in cui la sfera è posizionata nella sua sede e chiude a tenuta la cavità dell'appendice tubolare 3 ed una posizione in cui la sfera 5 è sollevata via dalla sede 4, lasciando cosi 'libera la cavità di tale appendice. La parte inferiore dell'appendice 3 delimita, in corrispondenza del foro ricavato nella parete 2, una sede 6 per l'alloggiamento di una estremità di un tubicino 7 attraverso il quale può essere aspirato all'interno della pompa un liquido racchiuso in un contenitore 8 sul quale la pompa è fissata tramite un elemento di montaggio 9 (costituito, ad esempio, da una ghiera metallica) tra il quale ed il corpo a bicchiere è inserito un corpo intermedio sagomato 10 avente la funzione principale di trattenere nel corpo 1 uno stelo cavo 11. Tale stelo 11 ha la sua estremità inferiore che è sagomata a pistone 12 che è scorrevole a tenuta sulla superficie cilindrica della parete 1 del corpo a bicchiere; l'altra estremità dello stelo 11 sporge libera all'esterno del corpo a bicchiere e su di essa è montata una testa 13 di azionamento della pompa, avente un foro 14 che è in comunicazione con la cavità dello stelo ed attraverso il quale il liquido in pressione proveniente dalla pompa viene scaricato nell'atmosfera.

All'interno del corpo a bicchiere è alloggiata una prima molla 15 che agisce sullo stelo nel senso di spingerlo via dalla parete 2 dello stesso corpo a bicchiere; nella posizione di riposo rappresentata in Fig. 1, un labbro del pistone 12 è orzato (e fa tenuta) tra la superficie cilindrica della parete 1 ed una nervatura anulare 16 sporgente dal corpo 10.

Nella cavità dello stelo 11 è alloggiato un otturatore 17 la cui porzione di estremità inferiore 18 è sagomata e delimitata da due superfici coniche consecutive (con la superficie conica più prossima all'estremità inferiore dell'otturatore che ha sezioni trasversali inferiori a quelle della superficie conica ad essa adiacente). La porzione sagomata 18 dell'otturatore è posizionata in corrispondenza di una sede sagomata 19 ricavata nella cavità dello stelo e sulla quale tale porzione sagomata 18 dell’otturatore fa tenuta nelle condizioni di riposo (Fig. 1) in cui essa è spinta da una seconda molla 20 anch'essa alloggiata nella cavità dello stelo.

Si supponga ora che la pompa sia nelle condizioni di riposo di Fig. 1 e che la camera della pompa, cioè lo spazio delimitato in essa dalle pareti 1 e 2 e dal pistone 12, sia riempita col liquido da erogare.

Allorché si preme la testa 13, si mette in pressione il liquido presente nella camera della pompa (la sfera 5 è premuta nella sede 4 dell'appendice 3 impedendo al liquido di rifluire nel contenitore) finche tale pressione vince la spinta della molla 20 e solleva la porzione sagomata 18 via dalla sede 19 della cavità dello stelo, permettendo così al liquido di fluire, con minime cadute di pressione, lungo la cavità dello stelo e quindi fuori dal foro di scarico 14 della testa 13 (come si può capire dall'esame della Fig. 2) .

E' importante rilevare che le superfici coniche dell'otturatore e della sede sagomata della cavità dello stelo non solo assicurano un'ottima tenuta in posizione di chiusura, ma anche che si libera immediatamente un relativamente grande passaggio per il liquido in pressione non appena l'otturatore inizia a sollevarsi contro la spinta della molla 22. Il passaggio del liquido con minime resistenze è favorito anche dal fatto che la cavità dello stelo in prossimità della porzione sagomata 18 dell'otturatore presenta un allargamento 21 entro il quale va a posizionarsi (Fig. 2) la porzione sagomata 18 dell'otturatore non appena essa si solleva via dalla sede sagomata della cavità dello stelo.

Quanto sopra detto spiega come all'inizio ed alla fine dell'erogazione del liquido l'apertura della valvola di scarico (formata dall'otturatore e dallo stelo) diventi immediatamente di area relativamente grande e come altrettanto rapidamente essa venga chiusa, evitando così gocciolamenti del liquido dal foro 14 della testa 13.

Come già detto, la porzione sagomata dell’otturatore è delimitata da due superfici coniche tra di loro consecutive raccordate da uno scalino chiaramente visibile nei disegni. La parte conica di diametro maggiore è tale che essa nelle condizioni di riposo (Fig. 1) si incastra (sotto la spinta della molla 20) entro la sede conica dello stelo che è realizzato in materia plastica deformabile: ne consegue che, quando la pompa viene azionata, la valvola di scarico si apre di scatto quando la parte conica 18 di diametro maggiore si ''sgancia” dalla adiacente superficie della sede dello stelo, di modo che la fuoriuscita del liquido inizia di colpo dopo avere raggiunto una pressione maggiore di quella necessaria a vincere la spinta della molla 20.

Caratteristica fondamentale della pompa è che il diametro della parete 1 del corpo a bicchiere è almeno uguale (ma preferibilmente maggiore di essa) alla lunghezza della corsa dello stelo tra la sua posizione di riposo (Fig. 1) e la sua posizione di massimo abbassamento (che è quella di Fig. 2 in cui l'otturatore interferisce con la sfera 5 che ne provoca il sollevamento via dalla sede dello stelo, per permettere l'innesco della pompa) e che la lunghezza dell'appendice tubolare 3 è inferiore al diametro della parete 1. Grazie a queste caratteristiche il corpo della pompa è molto più corto e più largo delle pompe note, a parità di liquido erogato per ogni azionamento della pompa.

Ciò permette di montare la pompa sulla imboccatura di contenitori molto bassi o corti e specialmente su contenitori trasparenti nei quali l'aspetto esteriore è molto importante, per esempio nei contenitori di profumi di alta qualità e costo: il corpo della pompa risulta quasi non visibile, essendo quasi totalmente nascosto dall'elemento 9 di montaggio della pompa stessa sulla imboccatura del contenitore 8.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pompa azionabile manualmente per dispensare liquidi in pressione, comprendente: un corpo a bicchiere formato da una parete laterale delimitante una superficie interna cilindrica e da una parete di fondo avente un foro in essa; uno stelo cavo una cui estremità è sagomata a pistone scorrevole a tenuta sulla superficie cilindrica del corpo a bicchiere e la cui altra estremità sporge dal corpo a bicchiere; una testa di azionamento della pompa montata sulla estremità dello stelo sporgente dal corpo a bicchiere ed avente un foro di scarico comunicante con la cavità dello stelo; un elemento di montaggio per vincolare il corpo a bicchiere sulla imboccatura di un contenitore del liquido da erogare; una prima molla alloggiata nel corpo a bicchiere ed agente sullo stelo per spingerlo via dalla parete di fondo del corpo a bicchiere; una appendice tubolare sporgente dalla parete di fondo del corpo a bicchiere intorno al foro ricavato in essa ed estendentesi all'interno dello stesso corpo a bicchiere; una sede per l'alloggiamento di una estremità di un tubicino di aspirazione del liquido, ricavata in corrispondenza del foro della parete di fondo del corpo a bicchiere; una sede sagomata ricavata alla estremità libera di detta appendice tubolare; una sfera flottante posizionata in corrispondenza di detta sede sagomata per chiudere a tenuta la cavità dell'appendice tubolare quando la pompa viene azionata per dispensare il liquido; un otturatore alloggiato nella cavità dello stelo e mobile tra una posizione di riposo in cui una sua porzione sagomata fa tenuta su una corrispondente sede sagomata ricavata nella cavità dello stelo in prossimità della sua estremità rivolta verso il corpo a bicchiere ed una posizione di erogazione in cui l'estremità sagomata dell'otturatore è sollevata via da tale sede dello stelo; una seconda molla inserita nella cavità dello stelo ed agente su detto otturatore per spingerlo nella sua posizione di riposo; l'estremità dell'otturatore rivolta verso il corpo a bicchiere giungendo a contatto con detta sfera premendola nella sede sagomata dell'appendice tubolare prima che lo stelo giunga al suo fine corsa quando lo stelo stesso viene spinto dentro il corpo a bicchiere per comprimere il liquido in esso racchiuso, caratterizzata dal fatto che il diametro del corpo a bicchiere è almeno uguale alla lunghezza della corsa dello stelo tra la sua posizione di riposo e la sua posizione di massimo abbassamento all'interno del corpo a bicchiere; che la lunghezza di detta appendice tubolare interna al corpo a bicchiere è inferiore al diametro dello stesso corpo a bicchiere; e che la porzione sagomata dell'otturatore e la sede sagomata della cavità dello stelo sono definite da superfici sostanzialmente coniche etra di loro complementari.
2. 2. Pompa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la porzione sagomata dall'otturatore è definita da due adiacenti superfici coniche tra di loro consecutive, la superficie conica più prossima all’estremità libera dell'otturatore avendo sezioni trasversali inferiori a quelle della superficie conica ad essa adiacente .
3. 3. Pompa secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che la cavità dello stelo presenta un allargamento in prossimità della sede sagomata della cavità dello stelo stesso, la porzione sagomata dell'otturatore essendo posizionabile con del gioco in détto allargamento dello stelo nella posizione che esso assume nella fase di erogazione del liquido.