CN1188222C - 手持式静电喷施装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种静电喷施装置，所述静电喷施装置被设计成便携式、手持式、配备齐全的以及可利用电池(15)操作的形式并且具有可更换盒子(31)。所述静电喷施装置能够为被施用的产品提供一种精确的基本恒定的流速，并且使产品施用方便且均匀，以及能够节省产品用量。

Description

手持式静电喷施装置
本发明的技术领域：
本发明涉及静电喷施装置，尤其涉及用于喷施美容产品的静电喷施装置。
背景技术：
传统上来说，大部分皮肤护理或美容的产品(诸如洗剂、香水以及化妆品等)是利用数量有限的方法进行施用的。例如，使用者常常只是用手施用这些产品，使用者用手指或借助于施用垫把所述产品涂到或擦到皮肤上。这些产品也常常被装在泵式喷雾器或预压式喷雾剂瓶中出售，以便使这些产品借助于推进气体而被雾化和喷施。
近年来，用于施用个人护理产品(诸如皮肤护理和美容产品)的静电喷施装置已被研制出来。然而，这些新研制的装置中的许多仍然是很笨重和/或需要台式顶帽装置(bench top equipment)和外接电线，这将使喷施装置更加笨重或难以使用。
典型地，已知的施用方法和装置有很多缺点。例如，这些方法和装置常常不能以高的精确度和精密度提供所期望的产品目标流速，从而导致产品覆盖不均匀和浪费。当施用化妆品(例如粉底霜)时，这些缺点尤为突出。以不均匀的方式施用过多的粉底霜既能导致可能是昂贵的化妆品的过多浪费，又能导致施用该粉底霜的皮肤的最终外观不令人满意和不美观。例如，当所有的皮肤被覆盖而看不到自然的肤色时，使用者会感到她自己像戴了个面具。因此，已知的施用方法和产品常常难以充分地掩盖皮肤瑕疵和达到形成一张外观自然而又持久的完美的“脸容”的效果。
发明目的：
本发明的一个目的是提供一种易于使用的手持式且配备齐全的静电喷施装置。
本发明的另一个目的是提供一种静电喷施装置，该装置能够提供精确的且基本上不变的产品流速，能够使施用更加均匀且更加容易，并且能够节约产品的用量。
本发明的另一个目的是提供一种用于静电喷施装置中的可更换盒子，其中可更换盒子用于装有适于静电喷施的产品，并且该盒子是容易且方便使用的。
本发明的另一个目的是提供一种静电喷施装置，该装置能够以间隔基本均匀的小滴的形式施用化妆用的粉底化妆品以使粉底使用者能形成一个称心的外观或“脸容”，从而使粉底霜能够遮盖皮肤瑕疵，并看起来自然。
本发明的另一个目的是提供一种易于使用的手持式的配备齐全的静电喷施装置，该装置无需台式顶帽装置(bench top equipment)和外接电线。
发明内容：
这些目的可由一种被设计为手持式的、配备齐全的、电池驱动的并带有可更换盒子的静电喷施装置来实现。
即提供一种构形和配置成使来自于一个供给源的产品带有静电并且将所述产品分配到散布位置处的静电喷施装置，其中所述静电喷施装置包括：用于容纳所述产品供给源的储存室；用于散布所述产品的喷嘴，所述喷嘴设置在所述散布位置处；用于从电源接收电力并且通过所述孔将电力输送给所述产品的电极；设置在所述储存室和所述喷嘴之间的通道，其中，在所述产品在所述通道内移动时，所述通道能够使所述产品带有静电；和一个正移位机构，适于将产品从供给源位置移动到散布位置，其中正移位机构以基本恒定均匀的流率状态输送。
该静电喷施装置可包括可由使用者手持的壳体、用于容纳产品(诸如化妆品)供给源的可更换盒子以及用于将产品喷施到接受者的皮肤上的喷嘴。可设置能够使产品带有静电的电极以在产品喷施之前使产品带电。该装置能够使产品从产品供给源经过电极移动到喷施位置。也可在壳体内设置自备电源装置以为该装置提供电力。
该静电喷施装置在尺寸和重量方面最好被设计成易于被使用者手持并且可用手进行操作的形式。另外该装置最好是配备齐全的以使几乎所有的必需部件(诸如产品供给源和电源)可被容纳在该装置的壳体内。因此，最好不需要外部的、可能是笨重的或麻烦的产品供给源或电源。这使该静电喷施装置是便于携带的，这是因为它可实际用于任何地方，并且使用者可容易地将该装置从一个地方带到其它地方。
该装置的壳体可包括基本上符合使用者手形的握持区域。该握持区域的形状便于将专用产品施用到使用者自身或者由一个人将产品施用到其他人身上(诸如在美容院中使用)而使该装置易于使用。
在至少一个优选实施例中，可更换盒子可包括用于盛装被静电喷施的产品供给源的储存室。该可更换盒子可被设计成能够由使用者从静电喷施装置中取出的形式，并且在其中的产品耗尽后开将该可更换盒子抛弃。接着可将新的盒子插入到该装置中以补充产品供给源。
在一个实施例中，使产品散布的喷嘴也可是该可更换盒子的一部分。通过使喷嘴成为可更换盒子的一部分，可在每次更换盒子时都提供新的且干净的喷嘴，从而能够减少喷嘴的堵塞，并且使用者几乎不用或者无需对喷嘴进行清洁。使产品带电的电极也可作为可更换盒子的一部分。
该可更换盒子还可包括用于使产品供给源与静电荷绝缘的绝缘体。在一个实施例中，喷嘴、电极和绝缘体可共同形成一个整体部件。例如可利用二次注塑方法形成一个整体部件。
静电喷施装置还可具有速度范围在1.1至6.6转/分钟的马达装置。在该静电喷施装置的一个实施例中，该装置可具有两个速度调节，这样例如可提供从大约每分钟0.05毫升产品到大约每分钟0.5毫升产品的产品喷施速度。
在一个实施例中，用于将产品从产品供给源移动到喷施位置的装置可包括马达和变速箱，并且驱动器可与可更换盒子上的致动器接合。该盒子可具有以滑动的方式安装在其壳体内并且与致动器相连的活塞装置，其中当马达启动后，活塞能够对在壳体中的产品进行加压，从而可使产品从壳体经过电极被移动到喷嘴中，接着从该静电喷施装置排出。在一个实施例中，活塞可与活塞杆相连，其中活塞杆包括带有螺纹的部分，该带有螺纹的部分具有从大约0.016英寸(0.406mm)至0.025英寸(0.635mm)的齿节螺纹。
附图的简要描述：
下面将结合以下附图来描述优选实施例：
图1示出了静电喷施装置的一个实施例的一个截面图；
图1A示出了图1中所示的同一个实施例的一个对分前视图；
图2A示出了图1中所示的实施例的外部透视图，其中盖被移开；
图2B示出了与图2A中所示的相同的实施例，其中盖被安装在壳体上；
图3A示出了盒子和马达/变速箱部件的一个实施例的一个展开图；
图3B示出了与图3A中所示的相同实施例的一个透视图；
图4是表示用于高压电源的控制器电路的一种可以采取的结构的示意图；
图5是表示用于喷施装置的一个电路结构示意图；
图6示出了盒子的一个实施例的一个截面图；
图7示出了盒子的一个实施例的喷嘴尖端的一个截面图；
图8示出了静电喷施装置的另一个实施例的一个截面图；
图9表示用于喷施装置的另一个电路结构示意图；
图10示出了图8中所示的实施例的外部的一个透视图；
图11表示用于静电喷施装置的至少一个实施例的一个电路结构示意图；
图12A示出了绝缘体的一个实施例的一个俯视图；
图12B和12C示出了图12A中所示的绝缘体实施例的一个截面图；
图12D示出了图12A中所示的绝缘体实施例的一个透视图；
图13A示出了绝缘体的另一个实施例的一个俯视图；
图13B示出了图13A中所示的绝缘体实施例的一个截面图；
图14A示出了高压接触器件的一个实施例的一个俯视图；
图14B和14C示出了与图14A中所示的高压接触器件相同的实施例的一个截面图；
图14D示出了图14A中所示的高压接触器件的一个透视图；
图15示出用于静电喷施装置的一个实施例的一个接线图；
图16A示出了用于静电喷施装置的支座的一个实施例的一个侧视图，其中静电喷施装置安装在支座内；
图16B示出了与图16A中所示的相同的支座和静电喷施装置的一个透视图；
图17A示出了带有环形接触器件的电极的另一个实施例的一个侧视图；
图17B示出了如图17A中所示的电极的一个前视图；
图17C示出了如图17A中所示的电极的一个俯视图；
图17D示出了如图17A中所示的电极的一个透视图；
图18A和18B主要示出了如图8中所示的本发明的同一个实施例，其中图18B示出了接触区域的一个放大图；
图19A示出了与图18B所示的相同的或相似的接触区域的另一个透视图；以及
图19B示出了与图19A中所示的相同的区域的一个简图。
优选实施例的描述：
图1和1A示出了静电喷施装置的一个优选实施例。在该实施例中，静电喷施装置被设计成手持式的、配备齐全的且带有可更换盒子的静电喷施装置。
简单地讲，图1示出了一个变速箱/马达部件14，该变速箱/马达部件14可被安装到左侧的或第一壳体17上。该部件最好包括一个连接到变速箱14b的精密马达14a。可用机械或粘结的方法使该变速箱/马达部件14定位。电源可位于该变速箱/马达部件14的下方，电源例如为图中所示的电池15。高压电源1也被安装在左壳体17上，该高压电源1用于通过高压接触器件2和一个高压电源控制器电路18对电极3充电。图1还示出了一个设置在所述装置顶部的“接通-断开”或施用开关8以及与所述“接通-断开”或施用开关8相邻的马达速度选择开关9。一个可更换盒子31已被插入在所述装置中以使盒子31的致动器11与一个连接在变速箱/马达部件14上的驱动器13接合。后面将对上述部件的具体结构进行描述。虽然图1示出了安装到左壳体17的内部部件，但也可将这些部件安装到第二或右壳体20上。
图2A和2B示出了本发明装置的壳体的一个可能的实施例。如图中所示，该装置可具有三个壳体部分，它们分别为上述的第一或左侧壳体20、第二或右壳体17以及盖部分5，这三部分的每一个都可利用注模方法制成。壳体可被设计成能够使内部部件易于按照基本垂直的方向组装在第二壳体17中的形式。接着可用三个螺钉41将第一壳体20紧固到第二壳体17上，所述螺钉41最好用塑料制成。当两个壳体部分17和20被组装在一起后形成了一个插入槽22，该槽22能够让使用者轻松地将可更换盒子31插入槽22中。在盒子31就位后，可使盖5卡在壳体的剩余部分上。两个壳体部分17和20也被设计成这样的形式，即能够形成分别用于喷嘴尖端4、“接通-断开”或施用开关8和马达速度选择开关9(见图1)的开口40。施用开关或按钮8可装有一个发光二极管指示器，当施用开关或按钮8被启动时，发光二极管指示器能够进行相应的显示。例如可通过按压该开关8来启动按钮8。此外，接地电路可以被连接到施用开关8上或设置在其附近，从而当使用者抓住壳体启动所述装置时能够使该装置接地。
为了将盖5安装在壳体的其它部分上，盖5上的一个环形的或曲线形的钩23首先以大约10-20度角与左壳体17上的一个沟槽24接合。盖5可向下转动直到弹性搭钩25向内偏转并使它们越过壳体上的相应的钩柱26，然后返回到它们的初始位置。这种搭钩-和-钩柱的结构能够将盖5紧固在壳体上。盖5在一个垂直肋条上还有一个前表面27，当盖5被安装在壳体上后所述前表面27用于按压一个安全开关7，从而完成了用于使所述装置工作的电路。由于电路被断开，当盖5被移开时，该安全开关7能够充分地防止使用者受到意外的电击。为了从根本上防止盖5在压力作用下被移位或滑出，在同一个垂直肋条上设置一个后表面28以便在盖5被卡接就位后使所述后表面28同时压靠在壳体上的一个突起29上。此外，盖5还有水平肋条30，这些肋条30用于在所述装置工作期间能够压住可更换盒子31。
在组装完成后，按照人机工程学的方式设计壳体以便于使用者握持。图2A和2B中所示的实施例基本上为“鞋状”，其中带有一个成形为便于用手握持的狭窄的中央区域80。该握持区域基本上向上延伸并环绕着装置，这样能够在中部握持该装置并且拇指或食指能便利且舒适地位于施用开关8上。该壳体被设计成能够让该装置的使用者以多种方法舒适地握持该装置的形式，从而能够让使用者将装置中的产品施用到自己身上或者施用到该产品的其它接受者身上。因此，本发明的静电喷施装置可在家里和在美容院里方便地使用。例如，握持该装置的一个方法是，以手指向下并环绕底部的方式来握住该装置的中部，拇指可以位于施用开关8上。在该状态下，使用者可容易地将产品喷施到自己或别人身上。在自己使用时，也可以使喷嘴4对着使用者的方式握持该装置，使用者的拇指环绕着握持区80的底部，手的其他部分放于装置的顶部，一个手指放于施用按钮8上。装置的重量较轻和对称也允许这些选择性的握持方法。另外，握持区80还有让使用者的手与喷嘴4保持相当的距离的作用，从而基本上减少或能够防止带电的产品附在使用者手上而不是被喷施到期望的区域，即接受者的皮肤上。为了达到这个目的，不仅握持区80要与喷嘴4保持相当的距离，而且握持区80还要凹向该装置的底部以便使该装置的正面也有助于将手与喷嘴4隔开。
图3A和3B示出了马达/变速箱14(也就是马达14a和变速箱14b)的一个实施例和可更换盒子31的一个实施例。图3A示出了3B的展开图。马达/变速箱部件14在部件的马达14a端处有包括正极端子和负极端子的电接触器件67。在相对的端部，例如用定位螺钉12(见图1)将驱动器13固定在变速箱14b的轴34上。驱动器13有一些(例如三个)突出的指状物32，这些指状物适于被插入到致动器11的背部33上的配合凹槽中，其中致动器11可以是可更换的可更换盒子31的一部分。致动器11具有能够使螺纹轴21的一端进入的内螺纹37以及能够卡在盒子31的一个外套或套筒10的开口端的卡头16。螺纹轴21的相对一端具有一个固定于轴上的活塞6。因此，螺纹轴21能将活塞6与致动器11连接起来，以使活塞6能够沿着外套10的内表面滑向盒子31的喷嘴4，以响应由马达/变速箱14引起的致动器11的转动。活塞的这种移动因此能将所述产品从盒子31中排出。在至少一个实施例中，产品的这种正位移可被有从大约0.016英寸(0.406mm)到大约0.025英寸(0.635mm)的齿节螺纹的螺纹轴21所驱动。精密马达14a和变速箱14b具有大约为1024∶1的减速比，速度在大约1.1到6.6转/分钟的范围内。在至少一个实施例中，螺纹轴21可以由注模方式制成的。
马达14a的一个优选实施例是由Maxon Precision Motors，Inc.，838Mitten Road，Burlingame，CA 94010所出售的产品[Maxon直流电机RE10mm，完全金属电刷，1.5瓦，型号118399；(416)697-9614]。同样，齿轮头或变速箱14b的一个优选实施例可是由Maxon PrecisionMotors，Inc.所出售的产品[10mm，最大扭距0.1Nm，减速比1024∶1，型号110312]。
这种正位移的设置能够使产品以非常精确的均匀流速经由所述装置喷施到接受者身上，从而使产品基本上被均匀地施用。这同样可使达到预期效果所需的产品量减少。例如，在至少一个实施例中，每次施用所用的产品量少于0.5克。此外，速度选择开关9(下面将进行详细描述的)允许至少两个恒定的流速。这些流速最好从大约每分钟0.05毫升产品到大约每分钟0.5毫升产品。此外，在至少一个实施例中，由马达14a和变速箱14b传送到致动器11的扭矩，可以是从盒子31中排出产品所需要的实际扭矩的5倍。从而，该剩余扭矩在盒子31中的产品的每次施用的全过程中基本上确保恒定均匀的流率，而不用顾及可能发生的任何容许偏差变化。
为了进一步说明，如图3A中所示，外壳10提供了能够装有被喷施产品的内置产品室或储存室38。在至少一个实施例中，每个可更换盒子储存室38能装有大约2或3毫升的产品。活塞6的移动对储存室38加压，这样将产品传送到喷嘴4，其中喷嘴4设置在可更换盒子31中与致动器11相对的一端上。由于本发明的盒子31实质上采用的是一种由直接驱动马达连接并驱动的新型喷射器的结构，因此所披露的正位移机构能以高精度传送目标流速。
如图3A中所示，电极3可被设置在喷嘴4附近。在至少一个实施例中，电极3可采用注模而成的带有40％的碳纤维的丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)组分的部件。这种带有40％的碳纤维的丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)部件是由RTP Company，580 East Front Street，Winona，MN 55987所出售的产品[RTP 687 Acrylonitrile ButadieneStyrene(ABS)40％Carbon Fiber PAN reinforced；(800)433-47871。在至少一个实施例中，碳纤维可基本上沿着流经电极的电流方向纵向设置。
电极3包括或形成有两个插头密封件35，一个插头密封件35对外套10进行密封，另一个插头密封件35对喷嘴4进行密封(下面将对插头密封件35进行详细描述)。电极3也可以有一个或多个延伸支腿36，该延伸支腿36可被设计成能够安装在喷施装置的左壳体17上的相应凹口或插座中的形式。从而使延伸支腿36能防止可更换盒子31在工作期间转动。电极3的延伸支腿36也可和位于左壳体17上的高压接触器件2接触以便能够通过高压电源1为电极3充电。在本发明的至少一个实施例中，延伸支腿36可以采用薄片的形式(如图中所示)，在另一个实施例中，延伸支腿36可以采用围绕外壳10外部的环形边缘36a的形式(见图17A-17D)。
高压接触器件2可以用各种材料制成，例如导电塑料或金属(诸如铜)。在至少一个实施例中，此高压接触器件2可用注模而成的带有40％的碳纤维的丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)部件。所述碳纤维可基本上沿着流经电极的电流方向纵向设置。这种带有40％的碳纤维的丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)部件是由RTP Company 580 East FrontStreet，Winona，MN 55987所出售的产品[RTP 687 AcrylonitrileButadiene Styrene(ABS)40％Carbon Fiber PAN reinforced；(800)433-4787]。
喷嘴4具有用于产品的孔39，从而能够引导产品的流向。所设置的电极3能够使已从储存室38移动到孔39中的产品带电。在带电的产品进入孔39中后，随着带电的流体散布，通过静电排斥形成液滴。
图4是示出了用于给电极3充电的高压电源1的控制器电路18(见图1)的一个实施例。高压电源1可包括变压器、高压组件和控制器电路18。此控制器电路18可以被设计成与高压电源1中的其它部分分开的形式。该控制器18能产生交流脉冲，该交流脉冲可被控制在峰到峰电压值大约为200伏的范围内。然后该信号被变压器增加到大约8000伏，而后在高压部件中被增加大约一倍。该电路布局可是反馈变压器的电路布局。该类型电路可被用于生成低成本高压电源，其中的基本原理是使用电感性尖峰信号以便当电流方向在电感器中转换时产生高压脉冲。
电路18的第二部分可包括反馈变压器和高压整流器/倍压器。该变压器能将大约200伏的输入电压增加到大约8000伏。例如，该变压器的初级线圈可以有40匝，次级线圈有2500匝。该高压结构可以具有二极管D2和D3并且电容器C4可以被制成能够使交流输入电压增加接近一倍的电荷泵的形式，从而能够产生大约为14KV的输出电压。
在至少一个实施例中，为了将出现漏电和电晕的可能性减到最小，变压器和高压结构可用环氧树脂密封。此外，在至少一个实施例中，可用电位器代替电阻器R3以使最终的输出电压可被调节，并且使低额定值的电池得到补偿。还可以增加一个附加的电阻器以对输出电流进行限制，例如可利用一个1千兆欧姆(10亿欧姆)电阻器将输出电流限制到大约10微安。
图5和9示出可与本发明的静电喷施装置的至少一个实施例结合使用的不同电路结构的电路图。所示的电源15是电池。在至少一个优选实施例中，该电源可以是使用者可更换的电池或电池组，例如，是标准的“9V”的电池。对该电源的改变也在本发明保护范围内，例如，电源可是用户再充电的电池，非用户充电的可再充电的电源组，或外接电源(即，“线”电源)。
在至少一个实施例中，可以利用“接通”开关47使电源15与电路中的其它部分分开。该开关47能起到延长一个自备电源15(诸如电池)寿命的作用，以及能潜在地增加线电压电源的安全性，其中只有当“接通”开关47闭合时电压才被供应到电路的其他部分中。开关47的一个优选实施例将是一种触发式开关的设计形式，它可以保持其设置直到其下一次启动。
如上所述，可设置安全开关7，当盖5位于壳体上时安全开关7可被启动(见图5和2A)。该开关7被设计成能够防止该装置的使用者由于与高压接触器件2的接触而被意外电击。该开关最好是“瞬时”型开关，这样当其未被启动时仍然能够保持一个正常的断开状态，被启动时形成闭合电路。
在图5中，“接通-断开”或施用开关8能够接通电源电路，使用者可根据所用开关的类型将“接通-断开”或施用开关8压按到或旋转到“接通”的位置处将电力输送给驱动马达14a支路、高压电源1支路和显示电源接通状态的指示器48分路。每一个支路可是相互并联的。显示电源接通状态的指示器48可是一种能够发出可见EM(电磁)频谱中的绿色范围内的光线的发光二极管。如图5中所示，该指示器48可用于指示产品被电极3充电和/或被马达14a分配的状态。
在图9中，电路结构是不同的，其中当“接通”开关47被启动时，指示器48进行显示，从而显示在施用开关8被启动后电力能够被输送到其它分路，并且完成电路。由于所示的显示电源接通状态的指示器48是一种发光二极管，因此当前值最好大约为560欧姆的阻抗49用作限流装置。阻抗49可是一个独立部件或者结合在发光二极管灯组件中，或者在使用的是一种不需要使用阻抗的其它类型的用于显示电源接通状态的指示器48的情况下可取消该阻抗。
速度选择开关9可让使用者在利用马达14a分配产品时在“高”速和“低”速之间进行选择。高速例如可提供大约6.6转/分的马达速度，产品流速大约为0.5毫升/分钟。低速例如可提供大约1.1转/分的马达速度，产品流速大约为0.05毫升/分钟。
电压调节器19控制马达14a的输入电压。从电压调节器输出的额定电压最好大约为3.3伏。为了达到高速，速度选择开关9可将该全电压直接输送给马达。为了达到低速，速度选择开关可通过一个电压降低装置50(例如，一种齐纳管)输送电压，所述电压降低装置50最好将提供给马达的电压降低至大约2.6伏。该速度选择开关9可具有不同形式，例如，它可是一种触发型开关。
在图5所示的结构中，为了使电流仅沿着一个方向流动，设置一个整流二极管51。该整流二极管51可防止由于沿着错误方向供给电压而使高压电源受损并且还能防止高压电源1沿着错误方向将电流输送给驱动马达14a。当高压电源1具有能够储存电荷并接着通过电流释放电荷的电容器时这种情况可能会出现，这可能会使驱动马达14反向转动。如果能够利用其它方式消除出现这些类型的不利情况的可能性，那么也可不需要整流二极管51。
可利用各种机构限制从高压电源1输出的电流。例如，如图5和图9中所示，它可限制其自身的输出，或者以与电源1串联的方式设置电阻器52限制从高压电源1输出的电流。电阻器52的电阻值最好为1,000,000,000欧姆(1千兆欧姆)。
为了有助于避免使用者受到静电电击并且有助于产品的散布，接地器件53可在装置电路和使用者之间形成接地。这种接地能够防止在使用者和所述装置之间形成电势，在使用者和所述装置之间形成的该电势可能会使该装置的使用者遭到静电电击。另外，这种接地在带电的颗粒聚集在使用者在的脸上时可防止电荷聚集在使用者的皮肤上，在皮肤上的带电颗粒可能排斥被施用在同一区域上的其它产品。因此，当该装置的使用者不是所述产品的接受者时，诸如用在美容院中时，在接受者持续与该装置的使用者频繁或偶尔接触的情况下，这是具有优势的。该接地器件53最好被结合在施用开关8中和/或与施用开关8相邻，其中使用者在没有使其自身与该装置同时接地的情况下不能使高压电源通电。例如，该施用开关8可由金属制成和/或一种导电的接触器件或接地电极可紧挨着施用开关8设置。
图6示出了本发明的可更换盒子31的一个实施例。这些盒子31可被设计成这样的形式，即能够装有多种施用产品并易于从所述装置中取出，并且在盒子中的产品被用完或者不再需要后使用者可将其更换。然后，使用者可容易地将装有相同产品或不同产品的新盒子31插入到该装置中。另外，本发明的这种可更换的盒子31还具有使喷嘴4作为盒子31自身的一个部件而不是作为该喷施装置的一个部件的优点。这在使用者每次将一个新的盒子31安装到该装置时能够让使用者具有一个新的、干净的并且畅通的喷嘴4，从而对于使用者来说几乎不需要对该装置进行维护。但是，也在本发明的至少一个实施例的保护范围内的是，这些盒子31可被设计成这样的形式，即可使喷嘴与该装置分离或者作为该装置的一部分而不是作为盒子31的一部分。类似地，电极3也可被设计成这样的形式，即使其作为该装置的一部分或者可与该装置分离而不是作为盒子31的一部分。另外，盒子31还可被设计成这样的形式，即能够被再充填而不是可更换的。
如图6和图7中所示，在至少一个实施例中，绝缘体60可被设置在喷嘴4内。喷嘴4可具有一个尖端4a(见图7)。绝缘体60可大致为圆柱形，并且最靠近喷嘴尖端的一端具有一个锥形的尖端部分61。该绝缘体的相对一端可具有大致为圆柱形的部分62，并且一个较窄的圆柱形部分66可位于两个端部之间以便在两个大致为圆柱形部分62、66之间形成一个环形的凸缘63。在该凸缘63上，具有大致为环形的主体部分3a的电极3可围绕绝缘体60的外表面设置，并且电极的延伸支腿36从绝缘体60的外表面延伸出。如图7中所示，绝缘体60的较宽的具有微小斜度的一端62和电极主体3a的一部分可被插入到可更换盒子31的外壳10的套环部分10a上。所述绝缘体60的较宽的一端62的外表面可用作一个插头，并且与套环部分10a一起形成了一个插插密封62a。在电极3上的环形边缘以及两个从该边缘延伸出的大致为环形的部分形成两个插接密封35，其中在一侧形成了与外壳的套环部分10a的一部分密封形成的插接密封35，在相对的一侧形成了与喷嘴4的一部分形成的第二插接密封35。
很窄的产品流动路径或通道64穿过绝缘体60的中心。通道64在其最靠近储存室38的一端具有较宽的通道部分64a。该较宽的通道部分64a具有使其与通道64相连的“颈缩”段64b，从而当产品从较宽的通道部分64a流到通道64时能够在该位置处最佳地形成产品紊流。该通道64用于进一步限制产品的流动。穿过绝缘体60设置另一个基本上与通道64横切的通道或孔65。孔65用于在产品通过孔65时并且从喷嘴4散布出去之前使来自于电极3的电荷通过孔65集中在产品上，从而使产品带有静电。孔65位于绝缘体60内并且与喷嘴4的尖端4a之间的间距小于与储存室38中的产品供给源之间的间距。以这种方式，即通过限制流经通道64的产品并且使孔65比较靠近喷嘴尖端4a，可使来自于电极3中的返回储存室38中的产品供给源的电荷数量达到最少。
在至少一个实施例中，绝缘体60和喷嘴4可由Delrin制成，Delrin是由E.I.Du Pont de Nemours and Company(Dupont)，1007 Market Street，Wilmington，DE 19898所出售的产品[Delrin 500P(NC010，MediumViscosity Acetal)；(800)441-7515]。活塞6可由多种材料制成，诸如，由高密度聚乙烯(HDPE)制成的，高密度聚乙烯(HDPE)是由DowChemical Company，Midland，Michigan所出售的产品[High DensityPolyethylene(HDPE)，30460M，Fluorine treated；800-232-2436]；或者由经过氟处理的低密度聚乙烯(LDPE)制成。致动器11例如可由丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)制成或者由带有20％的钙的聚丙烯(PP)制成，带有20％的钙的聚丙烯(PP)是由Ferro Corporation，1000Lakeside Avenue，Cleveland，OH 44114所出售的产品[20％CalciumFilled Polypropylene(PP)，High Gloss，GPP20YJ3395DK；(216)641-8580]。外壳10可由Barex 210制成，Barex 210是由BP Chemicals，Inc.，440 Warrensville Center Road，Cleveland，OH 44120所出售的产品[Barex210 Injection Grade，impact modified acrylonitrile-methyl acrylatecopolymer；(216)586-5847]。壳体17、20和盖5最好由Magnum 545丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)制成，这种材料是由Dow Chemical Company，Midland，Michigan[800-232-2436]所出售的产品。
在一个实施例中，喷嘴、电极和绝缘体可被制成一个整体部件，例如可利用二次注塑的方法制成。第一次模制的塑料最好为白Delrin，第二次模制的塑料最好为导电性ABS。已知的多次注塑技术具有可在一个连续的工艺中顺序地注入多种颜色和/或材料的优点，从而能够提高生产率并且使生产和组装操作的步骤达到最少。多次注塑技术还能够构成许多优点并且，例如可在设备、劳动力和效用方面节省费用。
在可更换盒子31的一个实施例中，在产品供给源和孔65的中心之间的距离大约为0.5英寸(12.7mm)，孔65的中心到喷嘴4的最尖端4a之间的距离大约为0.25英寸(6.35mm)，从而形成大约为2∶1的距离比。孔65的中心与绝缘体60的套环部分61的最尖端之间的距离可大约为0.170英寸(4.32mm)。
图8示出了静电喷施装置的另一个实施例的一个截面图，其中与图1中所示实施例中的相同或类似的部件用相同的或类似的附图标记表示。
图10示出了图8中所示静电喷施装置的实施例的外部的一个透视图。该壳体具有比上述实施例更圆滑的设计形式。该实施例具有一个附加的壳体部件5a，附加的壳体部件5a是一个更易于接近电池或电池组15的可取下的盖。用于盒体插入的盖5在本实施例中与壳体的前部相连并且具有一个有助于其被取下的松脱按钮77。另外，一个独立的显示电源接通状态的指示器48位于该装置的后部。速度选择开关9可具有三个位置，例如，高速位置、低速位置和断电位置。
图11示意性地示出了用于静电喷施装置的至少一个实施例的另一种电路结构，其中包括用于马达电源和高压电源的电路。
图12A示出了绝缘体60的一个实施例的一个俯视图。图12B和图12C示出了图12A中所示的实施例的截面图。在本实施例中，通道64的直径大约为0.03英寸(0.762mm)。通道64的直径最好在0.020至0.030英寸(0.508mm至0.762mm)范围。在绝缘体60的尖端处还可形成一个沟槽或通道78，从而可在产品散布到喷嘴尖端4a之前使来自于电极3的电荷通过该沟槽78聚集在产品上。另外，在本实施例中，较宽的通道部分64a包围绝缘体60的较宽的圆柱形端部62的大部分。图12D示出了该同一实施例的一个透视图。
图13A示出了一个俯视图并且图13B示出了绝缘体60的另一个实施例的截面图。在本实施例中，绝缘体60带有孔65，如上所述，孔65用于在产品通过孔65时将来自于电极3的电荷聚集在产品上。孔％65的直径最好在0.020至0.030英寸(0.508mm至0.762mm)范围。
图14A示出了高压接触器件2的一个实施例的一个俯视图，如上所述，接触器件2能够将电荷提供给电极3。一个接触端部72与电极3形成电接触并且电连接件71使接触器件2与高压电源1相连。该电连接件71例如可采用铲形连接件的形式。图14B和图14C示出了同一实施例的截面图并且图14D示出了接触器件2的该实施例的一个透视图。
图15示意性地示出了用于静电喷施装置的一个实施例的接线图。
如图16A和图16B中所示，还可设置一个支座70。该支座70最好由塑料制成并且被设计成能够使该装置的喷嘴端穿过一个带有支座70的金属插入件(未示出)的接收部分或颈部73并插入到底部74中。该底部74可被设计成抵靠在一个表面上的形式。颈部73可用于为该装置的底边或底表面75提供支撑。该支座不仅为该装置提供一个适宜的支撑或储存位置，而且还能够使任何可能聚集在该装置上和/或聚集在产品中的剩余电荷通过支座消散。
图17A示出了电极3的另一个实施例的一个侧视图。在电极的该实施例中，接触部分或延伸支腿可采用环形边缘或突起36a的形式。该环形的接触部分36a可构形为包围外壳10的外表面。该电极3的剩余部分可被设计成基本上与上述的具有延伸支腿36形式的接触部分的电极实施例相同或类似的形式。图17B-17D示出了电极3的该实施例的其它视图，其中图17B示出了电极3的一个正视图，图17C示出了电极3的一个俯视图以及图17D示出了电极3的一个透视图。
图18A和图18B示出了基本上与如图8中所示的本发明的实施例相同的实施例，其中图18B示出了在高压接触器件2的接触端部72和电极3的延伸支腿36之间的接触区域的一个放大视图。
类似地，图19A示出了在电极3和高压接触器件2之间的接触区域的另一个透视图。图19B示出该同一区域的一个简图，其中示出了盒子31具有从其延伸出并且与高压接触器件2的接触部分72接触的延伸支腿36。
本发明的装置可用于喷施各种产品，包括多种个人护理产品，诸如化妆品、香水、药品、除臭剂等。特别是，本发明的装置特别适用于施用表面产品，尤其是用于在接受者皮肤上施用粉底化妆品。
一种优选的化妆品是一种液体粉底化妆品，最好是一种可利用这里所披露的静电喷施装置将其喷施在接受者的皮肤上的具有多相成分(乳状液)的混合物。这种静电喷施装置具有产品用量低并且小颗粒雾化的优点，从而能够产生在表面上沉积的粉底化妆品的不连续的液滴。也就是说，通过使产品带有静电，使粉底化妆品的每一个微小液滴基本上具有相同电荷。由于这些液滴具有相同的电荷，因此它们能够相互排斥，从而以不连续的液滴的形式散布并且最好喷施在皮肤上，液滴的平均尺寸小于大约150微米较好，小于100微米更好，最好小于大约80微米(例如小于大约30微米)。当这些液滴沉积在皮肤上时由于这些液滴最好是不连续的，因此这些液滴能够覆盖皮肤瑕疵并且仍然能够露出自然肤色。另外，由于粉底化妆品可是一种具有多相成分的粉底化妆品，因此其中一个相可能包括一种也能够使接受者保持自然肤色的成分以在该产品的该相沉积在皮肤上的地方上能够显露出来。同时，由于产品是以不连续的液滴形式散布的，因此与常规的技术相比，消耗的产品较少，常规的技术例如为非带电喷施或人工施用产品，它们可能使产品在皮肤上聚结成一种薄膜或者以薄膜的形式施用在皮肤上。
优选的多相的且可静电喷施的表面成分披露在下列的共同受让的且正在申请的美国专利申请中，其中申请号为Nos.60/149,566、标题为“Electrostatically Sprayable Topical Compositions HavingInsulating External Phase and Conductive Internal Phase”、Attorney’s Docket No.7730P的美国专利申请；申请号为Nos.60/149,586、标题为“Discontinuous Films From Skin CareCompositions”、Attorney’s Docket No.7729P的美国专利申请；以及申请号为Nos.60/149,585、标题为“Wear Resistant TopicalCompositions Having Improved Feel”、Attorney’s Docket No.7732P的美国专利申请，这些申请都是于1999年8月18日用Thomas E Rabe等人的名字申请的。其它优选的可静电喷施的表面成分披露在下列的共同受让的且共同申请的美国专利申请中，其中于1999年8月18日用Thomas E Rabe等人的名字申请的、申请号为Nos.60/149,565、标题为“Stable，Electrostatically Sprayable TopicalCompositions”、Attorney’s Docket No.7731P的美国专利申请以及在上述7729P和7732P的申请中。这些申请所披露的内容包括在这里作为参考。
其它适用于静电喷施一种产品的方法、示例和有关细节披露在下列美国专利中，这些专利所披露的内容包括在这里专利作为参考：
1985年10月22日授权的、标题为“Electrostatic Spray Apparatuswith Capillary Feed of Liquid to the Spray Nozzle”的美国专利US 4,549,243。
1985年12月24日授权的、标题为“Electrostatic Spraying”的美国专利US 4,561,037。
1987年12月5日授权的、标题为“Printer”的美国专利US 4,663,639。
1999年12月16日授权的、标题为“Electrostatic Spraying Device，Intended for use in Dispersing Materials Normally Dispersed bySprays”的美国专利US 5,121,884。
1999年8月3日授权的、标题为“Electrostatic Spraying Devicewith Hazardous Condition Warning System”的美国专利US 5,932,011。
所有这些专利、专利申请和申请所披露的内容在专利作为参考而引用，并且本专利申请所披露的内容结合在一起形成一个整体。
上述本发明的优选实施例的内容不应被认为是对其所提供的所有具体细节的限定，这是因为可在不脱离本发明精神和范围的基础上可对它们进行各种改进和变型。

Claims (8)

1.一种构形和配置成使来自于一个供给源的产品带有静电并且将所述产品分配到散布位置处的静电喷施装置，其中所述静电喷施装置包括：
用于容纳所述产品供给源的储存室；
用于散布所述产品的喷嘴，所述喷嘴设置在所述散布位置处；
用于从电源接收电力并且通过所述孔将电力输送给所述产品的电极；
设置在所述储存室和所述喷嘴之间的通道，其中，在所述产品在所述通道内移动时，所述通道能够使所述产品带有静电；
一个正移位机构，用于将产品从供给源位置移动到散布位置，其中正移位机构以恒定均匀的流率状态输送。
2.如权利要求1所述的静电喷施装置，还包括绝缘体，其中所述通道设置在所述绝缘体内。
3.如权利要求2所述的静电喷施装置，还包括在所述绝缘体内的孔，所述孔能够使所述产品带静电。
4.如权利要求1所述的静电喷施装置，其中，所述电极的一部分设置在所述储存室和所述喷嘴之间。
5.如权利要求4所述的静电喷施装置，其中，所述电极的所述部分与所述喷嘴之间的距离小于与所述储存室之间的距离。
6.如权利要求1所述的静电喷施装置，其中，所述电极从与所述装置连接的位置向外延伸。
7.如权利要求1所述的静电喷施装置，其中，所述喷嘴、所述电极和所述绝缘体共同形成一个整体部件。
8.如权利要求1所述的静电喷施装置，其中，所述电极与所述静电喷施装置内的所述可更换盒子对准。
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