进气元件和顶盖及包括装有该元件 或顶盖的容器的设备 本发明涉及化妆品之类的液体产品的装储和排放的方法。本发明特别涉及使用布置在容器外面的泵来将产品从容器内泵出的装储和排放方法。更概括地说，本发明着眼于任何型式的设有不会破坏容器整体密封的空气入口以便排放其所包含产品的装储设备。
以香水行业为例，通常在各产品销售点提供香水样品，让顾客在购买前嗅试产品的好坏。通常这些样品是与推销的产品相同的型号。这些样品的有限份量意味着需要经常补充。而且，顾客对香水的评价会被混合着来自嗅试点各种不同香水气味的空气所干扰。此外，这些嗅试点上的样品会经常发生‘失踪’。终于，这种销售点的设计者不得不同意在摆放一种或多种样品的柜台前设置非常专用的区域。
因此，为了解决上述所有问题，提出了采用不与装有香水的容器放在一起的泵。这样，泵和它的操纵部件可以固定安装在陈列柜台上，并通过一定长度的管路连接到装有香水地容器，而容器则放置在顾客无法接近的设备内。由此消除了香水瓶被偷窃或打碎的危险。陈列柜台上的空间亦大大节省。装有香水的容器可以有较大的容量。从瓶内散发出来的气味被限制在封闭的设备内。简言之，优点是很多的。
就通常使用的手动泵来说，泵是密封的，空气在泵的行程底部吸入。这样进气可以补偿排放出的产品容积。如果没有这样的补偿，容器内可能发生的压降会使泵停止工作。这样，当泵是安装在容器内时，每当泵开动，空气即进入容器，不会产生什么问题。这样进气可防止香水的易挥发组分过量挥发，由此可保证香水的所有感官质量。
在泵与容器分置的情况下会发生下列问题，空气入口(设在泵行程的底部)不在容器内，泵的工作会由于容器内过度抽空而停止。现在对于含有高挥发性组分的产品，完善的密封是绝对重要的。因此，不可能把吸入空气设计成使空气稳定渗入的形式，就像用于装储挥发性不大的产品(如洗发露)的装置那样。为此，本发明的目的之一是为传统的设备系统彻底或部分解决上面提到的问题。
本发明的特定目的是提供一种专门为与泵分开放置的排放分配器设计的进气元件，其制造和安装都简单经济。
本发明的另一目的是制造出这样一种进气元件，它能保证所安装的容器有可靠的密封。
还有另一目的是制造一种进气元件，可用于通过与容器分置的泵来将待分发的产品泵出的设备。
至于别的一些目的将在下面的详细介绍中给出。
根据本发明，这些目的是通过制造一种装在容器进气通道内的进气元件而达到的，此进气元件至少有一部分可以弹性变形并包括一个打开/关闭构件，当进气元件处于工作位置(functional configuration)，容器内的压降低于预定的与大气压力相比的压差阈值时，此构件与容器内围绕至少部分进气通道形成的基座密封接触；当达到预定值时，此构件可离开基座，让空气进入容器，当容器内的压降回落到低于预定压差阈值，依靠弹性回复作用，此构件回到与基座密封接触的位置，在安装时通过对进气元件的弹性不可逆变形使元件置于工作位置。
在本发明的含义范围内，‘弹性不可逆’变形应理解为此变形不是由进气元件简单的弹性变形造成的，所以，当造成变形的应力消失时仍能保持进气元件变形后的形状不变。
因此，只要因产品泵出而在容器内造成的压降不太大，打开/关闭构件就弹性顶靠在围绕进气通道形成的基座上，由此保证良好的密封，尤其对装储在容器内的挥发组分来讲有重要的意义。当压降达到某个阈值时，就会大到足以克服进气元件的弹性而迫使密封构件脱离基座，使空气进入容器。当压降回落到低于阈值时，打开/关闭构件即依靠弹性回复作用自动回复，进入与基座密封接触状态。这样又重新对装有这种进气元件的装储设备建立良好的密封。这样，容器内部有选择地只在需要进气的时候才与外界相通。
进气元件的工作位置是在安装时对元件进行弹性不可逆变形而得到的，这一事实使进气元件的制造和安装比较容易，尤其是用模制法来制造时。还有，它在很大程度上可以避免产生与制造公差有关的问题，其中一方面是进气元件的制造公差，另一方面是打算安装此元件的容器的制造公差。
空气经进气元件的外边缘与元件插入的通道内边缘之间形成的围绕整个元件的连续环形通道进入容器。另一种方法是，可以在元件外圆周边均匀分隔布置若干不连续的通道。
最可取的是，打开/关闭构件包括一个裙部，通过至少部分地把裙部往回翻转，就可使进气元件处于工作位置。
按照本发明的一个特定实施例，裙部主要在进气元件的一个延续部分上形成，当进气元件处于安装位置时，此延续部分至少有一部分是处于容器内部。当把裙部朝向基座往回翻转到本身的连续部分上时，进气元件即处于工作位置。当容器内的压降小于预定值时，用这种方式往回翻转的裙部的一个区域即与基座密封接触。
裙部的形状要使它有弹性，许多可弹性变形的材料可供选择来制造裙部。实际上可采用腈类或丁基橡胶，它们与香水类产品的兼容性是没有问题的。最后，裙部往回翻转的长度可以比需要的稍长一些，这样可允许围绕翻转区出现少量的变动，这种变动将会影响到打开/关闭构件对基座的支承，但不会影响到其满意地实现功能。
最佳的方式是，设计用作密封的区域是裙部离开其自由边的区域，裙部的密封区与设有凸缘的基座密封接触。例如，密封区距裙部自由边缘有0.5至3毫米的距离。这样围绕翻转区可以有更多的变化，这些变化将会影响到裙部的哪一区域与凸缘接触，但不会影响其发挥满意的作用。基座这时由进气通道附近容器所形成的凸缘所构成，裙部的密封区以密封的方式压在凸缘上。
按照另一实施例，密封区是由裙部自由边形成的唇边所组成。
按照优选的实施例，裙部可以围绕一个折叠区翻转，这个区由裙部内表面上形成的环形槽所限定。此槽有助于往后折叠。而且，此槽还能防止折起部分由于材料弹性的原因导致局部未折叠，这会损害已经获得的密封。环槽的断面可以是V形或U形。亦可采用其它的形状。
进气元件可以完全用合成橡胶材料制成。要不然，就只是准备翻折的裙部用合成橡胶制成。而其余部分，尤其是保持机构和裙部将折叠在其上的部分可以用非弹性材料制成，整个进气元件可用二次喷射模制法或覆盖模制法制成。
作为一种优先选择，按照本发明的进气元件的全部或局部，可以从热塑性或交联弹性体两者选出的合成橡胶材料制成。例如，可以用如下的材料来制造进气元件：腈类、丁基、硅酮、天然或合成乳胶、乙烯-丙烯二烯系共聚物(EPDMs)、聚氨基甲酸(乙)酯、聚丙烯与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三嵌段聚合物(SEBS)或乙烯-丙烯二烯系共聚物(EPDM)混合物、非常低密度的聚乙烯、以聚酯乙二醇(TPUs)或聚醚乙二醇(PEBA和COPE)为基的混合物，以及柔性聚氯乙烯(PVCs)。优选地，根据所采用的实施例，材料要具有从20肖氏A级硬度到40肖氏D级硬度，最好从40肖氏A级硬度到75肖氏A级硬度。它的弹性可以在0.5到5兆帕的范围，最好从0.8到2兆帕(在100％延伸率时的拉伸应力)。
进气元件的材料和结构按照阈值(希望在此值空气被送入容器)来选择。纯粹为了说明，在进气元件准备安装的容器的装储产品是用布置在容器外的手动泵来排放的情况下，则预定的压差阈值可以在200毫巴(相对大气压力的压力δ)左右。在某些应用，例如一个柔性壁体的容器，是采用挤压容器壁的方法来挤出内盛的产品，那么进气元件密封区的密封可能因为较低的压差而破裂。
进气元件通过保持机构固定在进气通道内，保持机构最好由元件的一部分构成，保持机构的直径大于其将装入的进气通道的最小直径。在本发明的含义中，术语‘直径’应理解为元件或进气通道横断面所形成的圆的直径。但是，还是环形的横断面最好。
按照本发明的另一方面，还制造一种顶盖，可装在专门为装储化妆品而设计的容器上。顶盖本身带有安装到容器上用的机构，顶盖还包括至少一条排放化妆品的通道以及一条进气通道，其特征在于，按照本发明的进气元件被安装在进气通道内。
进气通道最好是由以下两部分形成：
a)第一部分，当项盖处于装在容器上的位置时，它朝向容器的外面并延伸到顶盖壁厚的一部分，由此形成通道，第一部分具有第一直径；以及
b)第二部分，当顶盖处于装在容器上的位置时，它朝向容器的里面并在顶盖壁厚的余下部分延伸，第二部分具有小于第一直径的第二直径。
最好每一部分约各有顶盖壁厚的一半，由此形成了进气通道。
进气元件通过其本身的保持机构固定在进气通道内，保持机构的直径约等于或小于进气通道第一部分的直径，但大于第二直径，而打开/关闭构件当元件处于工作位置时其最小直径亦大于第二直径。保持机构与进气通道第一部分之间的直径差就形成一个环形空间，当打开/关闭构件没有与基座密封接触时，空气就可通过环形空间进入。但是，倘若这些直径几乎等同时，那么空气通道可能由一个或更多的槽来充当。
最好把进气通道的第一部分与第二部分隔开，方法是用顶盖上的凸肩与元件的相应凸肩相接合来把它们隔开，在一个或另一个凸肩的表面形成一个或更多的槽，这样，当打开/关闭构件没有与基座密封接触时，至少有一条通道可供空气进入容器。
按照最佳实施例，进气通道的第二部分由一个凸缘朝容器的内部延伸，打开/关闭构件的密封区就可以用密封的方式压在此凸缘上。
按照本发明的进气元件对其面对进气通道第二部分的那一部分的尺寸应作适当规定，当打开/关闭构件没有与基座密封接触时，可以让空气通过第二部分。更可取的是，当打开/关闭构件处于与其基座密封接触时，进气元件面对进气通道第二部分的那一部分实际上占有整个通道。这部分可对应容器内的压降延长，以使它的横断面有足够的缩小，以便当压降回落到低于预定值时可以通过必要的空气。另一种方法是使分隔进气通道第一和第二部分的凸肩上形成的各个槽继续沿着进气通道的第一和/或第二部分侧边作轴向延伸。
特别出于美学的理由，保持机构的厚度最好至多相等于进气通道第一部分的深度。这样，保持机构不会高出顶盖表面太多。
顶盖最好可以通过在容器与泵之间设置至少一根管路，使容器与布置在容器外面的泵连通。作为优选的方案，顶盖设有机构允许通过出口通道安装，要用力安装，布置在容器外面的管路并与泵连接，同时在容器内插入一根浸入管，它的自由端几乎伸至容器的底部。
可以用力把管路和浸入管插入装在顶盖每一例的适当适配器内。也可以设想别的安装方法。另一种方法是把通往泵的管路用密封方式穿过设在顶盖上的相应的孔，然后延伸到其自由端几乎到达容器的底部。还有另一方案，把容器倒过来顶朝下使用，这令用一根充当浸入管的管子来排放内存物成为可能。
顶盖的安装结构可以使顶盖固定到容器的颈部，特别是用螺纹紧固或卡扣紧固，容器的自由边限定了容器口。这样的顶盖可以用热塑性材料，尤其是聚乙烯或聚丙烯，模制而成。
按照本发明的另一方面，还制造出一种专门设计用来装储化妆品的容器，并且装有按照本发明的进气元件。
按照本发明的再一个方面，还制造出一种设计用来装储如化妆品之类产品的容器，并且装有按照本发明的顶盖。
容器可以用刚性材料、尤其是热塑性材料、金属、玻璃或陶瓷制成。倘若是用泵来排放内装物的容器，容器主体可以是刚性材料，如尤其适用于装香水的玻璃。另一种方法是，可以通过装有封闭元件(阀门型)的孔排放容器内的产品，该封闭元件能在产品的压力下打开并当压力消失时回复到关闭位置。在此情况下，产品受到容器的可弹性变形的壁上产生的压力。这样的排放方法尤其适用于排放洗发露、防晒脂或个人卫生用品。
按照本发明的又一个方面，制造出一种用于装储和排放如化妆品之类产品的设备，它包括：
a)按照本发明的容器；
b)布置在容器外面的并至少通过一根管路与容器连接的手动泵；和
c)可进行泵的操作和通过至少一个孔来排放产品的装置。
这样的设备尤其适用于装储和排放化妆品，尤其是护发、个人卫生、护理或化妆用品，或香水。
除了以上提到的一些装置外，本发明还包括一些其它的装置，将在下面参考附图对一些非限制性实施例进行说明，其中：
图1示意地显示装有本发明进气元件的装储和排放设备的一个实施例；
图2A-2E显示按照本发明进气元件的一个实施例；图2A-2B示意地显示一个装有按照所示实施例的进气元件的顶盖；图2C-2D详细显示装入按照第一布置的进气通道中的按照该实施例的进气元件；图2E详细显示在安装到进气通道之前按照该实施例的进气元件；
图3A-3B说明装有按照图2A-2E的顶盖的容器；以及
图4A-4B显示装入按照第二布置的进气通道的图2A-2E的进气元件。
在图1中显示的设备100包括一个容器300，它的形式是一个装有香水的玻璃瓶，在玻璃瓶上装有顶盖200。顶盖的横面201上有一个穿过横面的套管203，与容器连通的管路102的第一端被用力插入此套管内。管路102的另一端被卡入装在香水陈列柜105上的泵104的入口套管103上。泵104上装有按钮106，按钮的移动件107用来操纵此泵并且通过喷嘴108喷出产品。
顶盖的壁201有从中穿过的进气通道(未示出)，在进气道内装有进气元件(未示出)，此元件和通道将参照下面一些附图中所显示的实施例作详细介绍。
图3A中描述的容器300包括一个玻璃体301，它的底部由底壁302封死。与底壁302相对的一端是玻璃体301的颈部303，颈部的自由边形成了孔口304。颈部的外表面有螺纹305，它与垫塑性塑料顶盖200内表面上的对应螺纹206相啮合。
顶盖200呈开口的圆筒形，它的一端由横面201封住。横面201内表面上有裙部202，它可以在容器300孔口304周围形成密封。横面201有一穿过横面的圆筒形套管203，套管限定了产品出口通道205，套管203的一端在容器的外面，而其另一端是在容器300本体的里面。套管203内部在略低于横壁201的水平位上有一个环形凸缘204。此凸缘与从容器里侧用力插入套管的浸入管307的一端对接。浸入管307的自由端308实际上已布置到容器的底部。环形凸缘204还与布置在容器300外面的泵(未示出)相连通的管路102的一端形成对接。此管管路的一端被用力从容器外面插入套管。
顶盖200的壁201有从中穿过的进气通道210，通道内有一个用合成橡胶(例如硅酮基)制成的元件10，对它的介绍将包含在下面参照附图2C和2D的细部视图所作详细介绍中。
进气通道210的第一(外部)部分211约占壁201的一半厚度，第二(内部)部分212占整个余下的壁厚，第二部分212的直径小于第一部分211的直径。这两个部分211、212被凸肩213隔开，凸肩表面形成若干径向槽214，它们沿着进气通道的211部分的侧边垂直延伸。这些槽214也可以沿着进气通道的212部分的侧边继续垂直延伸。要指出，211部分的最大直径约为10毫米。内部部分212的直径约为8毫米。这些槽214的深度约在1/4到1/2毫米的范围内。
图2A和2E所示是插入进气通道的元件10在安装前的状态。它有一个由较大直径部分12组成的头部12。此头部用于使元件10保持在进气通道210内。头部12的最大直径约等于进气通道的211部分的内径(在槽214的顶部)。头部12通过实心圆柱部分即‘基体’13进行延伸，这段实心圆柱部分成了头部12与带有自由边的裙部(16,15)之间的连接段。基体13的直径略小于进气通道212部分的内径，使留出的圆环通道可以让空气通过。头部12与基体13之间形成的凸肩16是设计用来与进气通道210的凸肩213相接合。基体13的轴向高度能在凸肩16靠住凸肩213时有很长一段基体伸入容器内。按照附图2A至2E所示的进气通道布置，在裙部15的自由边形成一个密封唇口14，它的壁很薄(约1毫米厚或不到1毫米)。裙部15是在厚度大于裙部15壁厚的裙部18的延续部分形成。裙部18的外表面是基体13外表面的延续部分。在裙部15与裙部18相接处形成一个V形槽17，如后面的更详细视图所示，它是用来使裙部15易于翻转到基体13上。
图2A和图2B所示是元件10安装在进气通道210内的状态。在图2A中，处于模制后状态的元件10被插入通道210，裙部15和18处在基体延续部分。把元件10推入进气通道210直至凸肩16与凸肩213相接合。当充分推入后，裙部15朝元件10的外侧翻转(见图2B中箭头20、21所指)，所以翻转部分会靠在基体13上。翻转处应在V形沟槽17。裙部15的长度应适当选择使其可处在图2B所示的翻转位置中，唇口14位于翻转区17与顶盖内表面216之间已或多或少处于弹性压缩状态，并限定了通道210。这样，内表面216形成了一个基座，密封唇口14弹性地落在此基座上。
在图3A和3B中，容器300装有根据参照2A至2E各图所讨论的元件10。
每当开动泵时，容器内即产生压降。只要容器内的压降低于允许进气的压差阈值时，元件10的唇口14即与基座216成密封接触状态(图2C和3A)。容器300即被可靠地密封。
如图2D清楚所示，当压降达到预定值时，裙部15脱离翻转在上面的基体13作径向移动。在这样移动时，唇口14已不再与基座216密封接触。于是空气通过槽214以及通过围绕整个基体13的环形通道被吸入容器300内。空气流通如图3B中的箭头220和221所指。当容器内的压降回落到低于预定的差值时，由于裙部15的施加的反弹力，使密封唇口14返回到与基座216弹性结合。由此恢复容器300的密封。
按照图4A和4B所示的择优变化方案，在靠近进气通道210处通过凸缘226把进气通道的第二部分212朝容器内部延伸。由于采用这样的布置，设计用来与基座216密封接触的裙部区在此方案中是离开裙部自由边位置的裙部区19。裙部朝元件10的外侧翻转，这次是靠在凸缘226上。裙部的长度要适当选定，在图4B所示的翻转位置，裙部区19与凸缘226密封接触。
在前面的详细介绍中引用了一些本发明的最佳实施例。显然，在不脱离下文中本发明权利要求所述的精神实质的情况下可以作一些变化和修改。