專利名稱：用于清洗物體的簡易裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于清洗精致物體的方法和裝置。本發(fā)明尤其適用于清洗需要特殊衛(wèi)生條件的物體，比如，隱形眼鏡。
背景技術(shù)：
在文件EP0521119中描述了一種用于清洗隱形眼鏡的方案。該方案基于這樣一種裝置，其具有一腔室能夠容納一隱形眼鏡。該裝置一方面與一臺(tái)產(chǎn)生真空的泵相接觸，另一方面與一具有活塞的裝置相接觸，其具有將加壓清洗流體導(dǎo)入該腔室的功能。該裝置基于氣穴現(xiàn)象運(yùn)轉(zhuǎn)，其中所含的高能量使之能夠達(dá)到高水平的清洗效果。然而，這種方案需要兩個(gè)被控制的泵系統(tǒng)、相對(duì)長的管道、很多連接件，并且取決于部件的慣性運(yùn)動(dòng)、液體柱的慣性運(yùn)動(dòng)，還易受與各種部件、如文中壓力改變的管道相關(guān)的各種阻尼因子的影響。因此，該方案依賴于一種復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，其會(huì)導(dǎo)致可靠性問題。此外，能量的消耗相當(dāng)大，該方案消耗大量的清洗流體。最后，其產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，氣穴現(xiàn)象通常伴隨不希望的揮發(fā)效應(yīng)。
文件EP1146914中描述了另一種利用氣穴清洗隱形眼鏡的方案。其在于用一與要被清洗的透鏡進(jìn)行階段性接觸的裝置來制造低壓，并與大氣壓下的一種設(shè)定相交替。該方案基于一被發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，并且包含有多根將各個(gè)壓力源連接至閉合的圍腔的腔的內(nèi)部管道。該裝置具有很多類似前面所提及的缺點(diǎn)，還增加了使用轉(zhuǎn)子的情況具體地，該裝置需要管道之間的特殊連接，導(dǎo)致能量的損失和摩擦的磨損，以及由于液體流經(jīng)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的密封和衛(wèi)生的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提出一種清洗方法和一種清洗裝置，其使得能夠在短時(shí)間內(nèi)獲得好的效果。
本發(fā)明的第二目的在于提出一種容積小且成本低的簡單方法和裝置。
本發(fā)明的理念在于使容納有要被清洗的物體的圍腔經(jīng)受驟然的壓力釋放的循環(huán)，使流體、氣體、液體甚至膏體在圍腔內(nèi)進(jìn)行特殊的運(yùn)動(dòng)，其具有清洗圍腔的效果。
更準(zhǔn)確地，根據(jù)本發(fā)明的清洗裝置包括一圍腔，一蓋體，該蓋體可以被打開以便將要被清洗的物體、比如隱形眼鏡放入圍腔內(nèi)，一清洗供應(yīng)部件，該圍腔包括一活塞，該活塞可借助于馬達(dá)而移動(dòng)，一幾何結(jié)構(gòu)，該幾何結(jié)構(gòu)允許當(dāng)活塞占據(jù)圍腔內(nèi)的某一位置時(shí)與一外部流體儲(chǔ)器接觸以便產(chǎn)生驟然的壓力釋放，該裝置包括一出口閥，當(dāng)活塞增大圍腔的容積時(shí)該出口閥保持閉合以致于使圍腔內(nèi)產(chǎn)生減壓。
該裝置還可以包括一彈簧，其與馬達(dá)相對(duì)并且允許活塞在一第一方向上移動(dòng)，馬達(dá)致使活塞在一相反方向上移動(dòng)。
該閥的出口可以通過一導(dǎo)管被連接至一容納有清洗流體的流體儲(chǔ)器，以便形成一封閉的流體回路。
所述圍腔的特殊幾何結(jié)構(gòu)可以由一孔、一凹槽或者一橫截面擴(kuò)大部組成，以便當(dāng)活塞在圍腔內(nèi)占據(jù)某一位置時(shí)能夠與流體儲(chǔ)器和/或與外部空氣接觸，從而產(chǎn)生所述驟然的壓力釋放。
該裝置可以包括一部件，其用于將圍腔內(nèi)放置要被清洗物體的那個(gè)區(qū)域的波進(jìn)行集中。
本發(fā)明還涉及一種用于清洗被放置在如上所述裝置的一圍腔內(nèi)的物體的方法，包括重復(fù)下面的步驟[13]-馬達(dá)在減小圍腔容積的方向上推動(dòng)活塞，在一敞開的出口閥的作用下圍腔的壓力保持恒定，[14]-馬達(dá)在相反方向上拉動(dòng)活塞，以致于增大圍腔的容積，閥被關(guān)閉，這將導(dǎo)致圍腔內(nèi)產(chǎn)生減壓，[15]-當(dāng)活塞到達(dá)圍腔的一特殊幾何結(jié)構(gòu)時(shí)，通過使圍腔與外部流體接觸而使圍腔內(nèi)的壓力驟然釋放。
本方法可以包括與前述步驟并行的一向圍腔供應(yīng)清洗流體的步驟。


在結(jié)合附圖給出的非限定的具體實(shí)施例的描述中詳細(xì)地解釋了本發(fā)明的這些以及其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中[18]圖1表示一示出本發(fā)明理念的示意圖；[19]圖2表示根據(jù)本發(fā)明理念的裝置的一種變型的示意圖；[20]圖3表示圖1所示圖的一種變型；[21]圖4表示一帶有活塞的實(shí)施例；[22]圖5a至5c是實(shí)現(xiàn)壓力的驟然釋放的部件的不同實(shí)施例；[23]圖6表示根據(jù)本發(fā)明的一種用于清洗隱形眼鏡的裝置；[24]圖7表示圖6所示裝置的一變型實(shí)施例；[25]圖8表示對(duì)于根據(jù)圖7所示裝置作為時(shí)間函數(shù)的壓力曲線。
具體實(shí)施例方式圖1至3表示闡明本發(fā)明理念的示意性的裝置。
圖1示出一閉合的腔1，其內(nèi)放置有要被清洗的物體。根據(jù)本發(fā)明的裝置包括一減壓裝置2，該減壓裝置通過一第一開口連接至該腔，該減壓裝置在此實(shí)施例中是一泵，一壓力驟然釋放裝置3，該壓力驟然釋放裝置通過一第二開口連接至圍腔1，該壓力驟然釋放裝置在此實(shí)施例中是一閥型釋放裝置，該裝置被連接至一含有流體4的儲(chǔ)器，在此實(shí)施例中該流體是大氣壓下的空氣。
借助于前面的裝置，本發(fā)明的清洗方法包括下面的主要步驟[29]-借助于抽氣泵2降低圍腔1內(nèi)的壓力，抽氣泵吸出圍腔內(nèi)存在的空氣；[30]-在某一特定閾值壓力下，閥3驟然釋放，其包括空氣4驟然涌入到圍腔內(nèi)并使圍腔內(nèi)的壓力驟然增加。
前面的步驟循環(huán)重復(fù)。
所述減壓裝置2可以為機(jī)械類型的，如泵，水力類型的，如渦輪機(jī)，電子機(jī)械類型的，如振動(dòng)泵，其操作周期足夠高以致于可被認(rèn)為是連續(xù)的。其以連續(xù)或?qū)嶋H上連續(xù)的方式運(yùn)作，從而其在圍腔內(nèi)產(chǎn)生實(shí)際上定常的空氣流。
所述釋放裝置3具有使壓力驟然增加的作用，其可以存在于一簡單的裝置內(nèi)，突然將低壓下的圍腔放置成與常壓的外部、如大氣壓下的空氣相接觸。其可以存在于一簡單的機(jī)械裝置內(nèi)，該裝置由球組成，該球阻擋圍腔的一開口并被連接至一彈簧上，該球可以移動(dòng)以致于當(dāng)圍腔內(nèi)部與外部之間的壓力差達(dá)到一足夠大的值以反抗彈簧彈力時(shí)，釋放圍腔的開口。該裝置還可基于一種材料的常數(shù)彈性，它使得當(dāng)壓力降超過某一閾值時(shí)可以打開一閥。此現(xiàn)象使得實(shí)際上的定常流產(chǎn)生驟然的改變。
前面兩個(gè)效應(yīng)的結(jié)合和重復(fù)可以產(chǎn)生在圍腔內(nèi)猛烈運(yùn)動(dòng)的空氣環(huán)流，這使得能夠獲得比用簡單流更好的清洗效果。
該裝置還可以適用于任何流體4。請(qǐng)注意到，在流體比如是水的情況下，因其本質(zhì)上是不可壓縮的，這種裝置由于總是會(huì)在圍腔內(nèi)保持至少少量氣泡而保持有效性，一種由于圍腔壁的不完美的幾何形狀的、由于比如在開口處可能存在固體或液體污染物的、以及所述圍腔的可能不完美的密封的現(xiàn)象，這使得裝置產(chǎn)生上文中所描述的壓力循環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的理念，不用尋找氣穴的極端條件而且不是必須的，不象現(xiàn)有技術(shù)那樣。然而，本發(fā)明保持與這些極端的條件相容，任何情況也不能阻止該裝置在某種需要該裝置的應(yīng)用情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖2表示一變型實(shí)施例的示意圖。在此變型中，該裝置又包括一通過圍腔1上的一第三開口供應(yīng)流體6的裝置5，在此實(shí)施例中流體是水。該供給裝置可以是一在某一壓力下連接至水儲(chǔ)器的簡單管道，優(yōu)選為高壓和常壓。
該裝置使得可以執(zhí)行下列步驟[38]-借助于抽氣泵2降低圍腔1內(nèi)的空氣壓力，抽氣泵吸出圍腔內(nèi)存在的空氣；[39]-同時(shí)，用供給裝置5供給的水填充圍腔，入口處的水壓以及通過裝置2進(jìn)行抽吸可以促進(jìn)該填充；[40]-在某一閾值壓力下，由閥3導(dǎo)致驟然釋放，其包括空氣4驟然涌入到圍腔內(nèi)并使圍腔內(nèi)的驟壓增加。
請(qǐng)注意，該裝置使得可以獲得下列效果[42]-圍腔內(nèi)空氣的釋放可以對(duì)圍腔內(nèi)部產(chǎn)生影響，其由于水本質(zhì)上的不可壓縮特性而由水轉(zhuǎn)換為圍腔的容積；[43]-不需任何特殊的填充方法，該圍腔完成水的填充，該填充比水的簡單供給要好。具體地，該裝置在驟然釋放的影響下可到達(dá)圍腔的任何角部；[44]-而且，其通常存有少量氣泡，這使得抽吸然后釋放的機(jī)構(gòu)在即使是當(dāng)圍腔基本全部充滿水的情況下也會(huì)連續(xù)操作。這些氣泡尺寸非常小，通常在大氣壓下肉眼不可見。它們可以隨著釋放產(chǎn)生的驟然的對(duì)流運(yùn)動(dòng)隨意移動(dòng)，并且它們具有一隨著壓力降低而增大的容積，該容積變化還可以成為流體進(jìn)行對(duì)流運(yùn)動(dòng)的額外源頭。由于這些現(xiàn)象，氣泡積極地促進(jìn)了表面的清洗；[45]-該圍腔內(nèi)的清洗效果非常有效。
最后，該裝置可以結(jié)合兩種補(bǔ)充流體的作用，空氣，其可使壓力降低的機(jī)構(gòu)驟然釋放，而水，加上液體清洗產(chǎn)品，其可具有比空氣更有效的清洗效果，并且有效地促進(jìn)沖擊波的傳輸。實(shí)質(zhì)上，流體、液體、氣體甚至膏體的任何其它結(jié)合都是可以的，如使用包括具有懸浮的固體顆粒的流體。
因此，該裝置和方法可以獲得更好的清洗效果。
圖3示意性地給出圖1中所示裝置的一種變型，其具有圍腔1內(nèi)僅需要一單一開口以利用壓力降低和驟然壓力釋放功能的優(yōu)點(diǎn)。具體地，在此情況下，閥形式的壓力釋放裝置3被連接至壓力降低機(jī)構(gòu)的出口管道的開口上。
圖4示意性地表示圖1所示機(jī)構(gòu)的一變型實(shí)施例。該裝置包括一出口閥7和一如上所述的釋放裝置3，該出口閥7通過一第一開口被連接到圍腔1上。圍腔包括一被一活塞8封閉的開口部，該活塞借助于一馬達(dá)9能夠被設(shè)定成在箭頭A的方向上或者在相反方向上運(yùn)動(dòng)。
該裝置這樣操作[51]-根據(jù)第一階段，馬達(dá)9在與箭頭A相反的方向上拉動(dòng)活塞8，這將導(dǎo)致空氣通過閥7從圍腔中排出，圍腔的壓力保持恒定； -然后，馬達(dá)9將活塞設(shè)定成在箭頭A的方向上移動(dòng)，其效果是降低圍腔的壓力，在此階段閥7保持關(guān)閉；[53]-當(dāng)該壓力超過某一值時(shí)，裝置3致使圍腔內(nèi)驟然釋放，這導(dǎo)致壓力驟然降低并且用空氣填充圍腔。
因而很顯然，該裝置使得能夠采用上述圖1所示裝置的方法。
在此實(shí)施例中，壓力降低的方法在于一出口閥7、一活塞8和一馬達(dá)9。
圖5a至5c表示圖4所示裝置的變型實(shí)施例，其具有簡化的驟然壓力釋放裝置。
具體地，圖5a表示一圓柱形圍腔的橫截面，其中，在圍腔的壁上設(shè)有一孔11，以允許與大氣壓下的空氣接觸。在此裝置中，活塞沿箭頭A的方向移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致圍腔1內(nèi)處于低壓，當(dāng)活塞到達(dá)一位置即它超出孔11時(shí)，處于低壓的圍腔突然與大氣壓下的外部空氣接觸，這導(dǎo)致驟然釋放的效果。從而，該驟然壓力釋放裝置在活塞8和該裝置上的孔11的聯(lián)合作用下被填充。
作為一說明，該裝置借助于活塞8結(jié)合了降壓2和驟然釋放3兩種作用，這使它成為一可控制的系統(tǒng)，而不象前述的裝置那樣要獨(dú)立地操作兩個(gè)裝置。
圖5b所示的裝置表示一種變型，其中孔11被替換成一凹槽12。
圖5c所示的裝置表示一種變型，其中孔11被替換為圍腔橫截面的一擴(kuò)大部13，其允許空氣通過位于該被擴(kuò)大的圍腔的壁與活塞之間的空間在側(cè)壁上流過。
圖6表示基于圖4所示的一種裝置，其應(yīng)用于清洗隱形眼鏡30。該裝置包括一活塞8和一閥7，其可能的結(jié)構(gòu)和功能在上文中已作說明。它還包括一釋放裝置3，在此具體應(yīng)用中，該釋放裝置3被連接至一容納有流體-清洗水的儲(chǔ)器4。根據(jù)該裝置，一管道連接在閥7的出口上并且被連接到膨脹箱型的儲(chǔ)器4上，從而獲得一封閉的水循環(huán)回路。要被清洗的物體，比如隱形眼鏡30可以放置在圍腔1內(nèi)。
該裝置使得清洗隱形眼鏡的效果能夠好到令人驚訝的程度。速度為2rpm的馬達(dá)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘以及清洗流體被稀釋至50％，這具有更少的侵蝕性并且環(huán)境更加友好，所獲得的結(jié)果等同于將眼鏡浸入24小時(shí)所獲得的效果。
在圖7中以透視圖的形式表示該裝置的一種變型。在此變型中，通過圍腔上的一開口11實(shí)現(xiàn)空氣的釋放，正如在圖5a所示的實(shí)施例中那樣，這里沒有較長的封閉水循環(huán)回路。該裝置具有一蓋體15，此蓋體能被移走以便將隱形眼鏡放入腔1內(nèi)。進(jìn)氣管道和腔1的幾何結(jié)構(gòu)可以包括小的內(nèi)壁16，以便將釋放所產(chǎn)生的沖擊波集中在隱形眼鏡30所在的那個(gè)區(qū)域，最好是接近于流體進(jìn)入圍腔1的流體入口4。
作為一種變型，可以將兩個(gè)同步的釋放裝置組合在一起，采用水和空氣，或者利用合適的延遲，以便在驟然釋放與填充之間獲得均衡。
該裝置使得能夠在腔1內(nèi)獲得如圖8所示的壓力曲線。在第一階段，在活塞減小圍腔1的容積期間，壓力保持恒定并且等于大氣壓。在第二階段，在活塞增大圍腔1的容積期間，壓力連續(xù)下降，而在第三階段，壓力突然再次上升，也就是說，在很短的時(shí)間內(nèi)，上升至大氣壓。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以改變?cè)撗b置，以使之適合于要被清洗的物體。
作為一附加說明，該裝置可以用在其他特殊的條件下，其中流體狀態(tài)有改變，其中具有氣穴現(xiàn)象。其保持與附加的補(bǔ)充元件、如壓力傳感器，裝置、如與流體相接觸或浸沒在腔內(nèi)的傳感器相兼容，以便增加例如超聲類型的補(bǔ)充的振動(dòng)現(xiàn)象。
最后，本發(fā)明的裝置和方法具有下列優(yōu)點(diǎn)[69]-其使得能夠在短時(shí)間內(nèi)獲得很好的清洗性能；[70]-它非常簡易而且成本低；[71]-其容積不是很大；[72]-其運(yùn)行僅需一臺(tái)簡單的馬達(dá)，消耗的能源很少。
權(quán)利要求
1.清洗裝置，其包括一圍腔(1)；一蓋體(15)，該蓋體可以打開所述圍腔，以便將一要被清洗的物體(30)放入所述圍腔內(nèi)；以及一清洗流體(4)的供應(yīng)部件，其特征在于，該圍腔(1)包括一活塞(8)，該活塞(8)可借助于一馬達(dá)(9)而活動(dòng)；該圍腔(1)包括一特殊的幾何結(jié)構(gòu)(11，12，13)，當(dāng)所述活塞占據(jù)于所述圍腔(1)內(nèi)的某一位置時(shí)，該幾何結(jié)構(gòu)允許與一外部流體儲(chǔ)器接觸，以便產(chǎn)生驟然的壓力釋放；并且，該裝置包括一出口閥，當(dāng)所述活塞增大所述圍腔的容積時(shí)，該出口閥保持閉合，從而促使所述圍腔(1)內(nèi)部壓力降低。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括一彈簧(10)，該彈簧與所述馬達(dá)(9)相對(duì)，并且允許所述活塞(8)在一第一方向上移動(dòng)，所述馬達(dá)(9)促使所述活塞(8)在一相反方向上移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，其包括一管道，該管道將所述閥(7)的出口連接至一容納有清洗流體的流體儲(chǔ)器(4)，以便形成一用于流體(4)的封閉回路。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述活塞在所述圍腔(1)內(nèi)占據(jù)某一位置時(shí)，所述特殊的幾何結(jié)構(gòu)(11，12，13)允許與所述流體(4)儲(chǔ)器接觸，以便產(chǎn)生所述的驟然壓力釋放。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述活塞在所述圍腔(1)內(nèi)占據(jù)某一位置時(shí)，所述圍腔的特殊幾何結(jié)構(gòu)(11，12，13)允許所述圍腔與外部空氣接觸，以便產(chǎn)生所述的驟然壓力釋放。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括一集中部件(16)，其用于將在放置所述要被清洗物體的圍腔區(qū)域內(nèi)的波集中起來。
7.清洗物體(30)的方法，其用于清洗被放置在如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置的一圍腔(1)內(nèi)的物體(30)，其特征在于，它包括重復(fù)下面的步驟-一馬達(dá)(9)在減小所述圍腔(1)容積的方向上推動(dòng)一活塞(8)，在一敞開的出口閥(7)的作用下，所述圍腔(1)的壓力保持恒定，-所述馬達(dá)(9)在相反方向上拉動(dòng)所述活塞，從而增大所述圍腔(1)的容積，所述閥(7)被關(guān)閉，這將導(dǎo)致圍腔(1)內(nèi)壓力降低，-當(dāng)所述活塞(8)到達(dá)所述圍腔(1)的一特殊幾何結(jié)構(gòu)(11；12；13)時(shí)，通過使所述圍腔(1)與一外部流體接觸而使所述圍腔(1)內(nèi)的壓力驟然釋放。
8.如權(quán)利要求7所述的用于清洗物體(30)的方法，其特征在于，所述馬達(dá)(9)為一僅在一方向上運(yùn)行的馬達(dá)(9)，所述活塞(8)在另一方向上的移動(dòng)由一彈簧(10)來實(shí)施。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法與前述步驟并行地包括一向所述圍腔(1)供應(yīng)清洗流體的步驟。
10.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置的應(yīng)用，其用于清洗隱形眼鏡，所述流體(4)是一被稀釋的清洗流體。
全文摘要
清洗裝置，包括一圍腔；一蓋體，該蓋體可被打開以將要清洗的物體放入圍腔內(nèi)；以及一流體的供應(yīng)部件。該圍腔包括一活塞，該活塞可借助于馬達(dá)而移動(dòng)；和一幾何結(jié)構(gòu)，該幾何結(jié)構(gòu)允許當(dāng)活塞占據(jù)圍腔內(nèi)的某一位置時(shí)與一外部流體儲(chǔ)器接觸以便產(chǎn)生驟然的壓力釋放。該裝置包括一出口閥，當(dāng)活塞增大圍腔的容積時(shí)該出口閥保持閉合以使圍腔內(nèi)產(chǎn)生減壓。
文檔編號(hào)B08B11/00GK1988967SQ200580024124
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者戴維·魏爾, 克洛德·申德勒 申請(qǐng)人:戴維·魏爾