KR20140056211A

KR20140056211A - 유체 용기용 펌핑 장치

Info

Publication number: KR20140056211A
Application number: KR1020147000470A
Authority: KR
Inventors: 조하네스 후버투스 조세프 마리아 켈더스; 로이 반 스위에텐
Original assignee: 아이.피.에스. 이노베이티브 패키징 솔루션즈 아게
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2014-05-09
Also published as: KR20190079709A; WO2012168916A4; RU2013158349A; CA2837636C; WO2012168916A2; US20140183229A1; CN103702768B; US9951759B2; WO2012168916A3; RU2601453C2; CN103702768A; CA2837636A1

Abstract

용기(2)로부터 유체를 분배하기 위한 신규한 펌핑 장치(1)는 용기 상으로 연결될 수 있는 헤드 부분(5) 및 액추에이터(4) - 액추에이터(4)는 출구 도관(37)과 제1 원통형 부재(18)를 포함하고 헤드 부분(5)은 제1 원통형 부재에 대해 동축을 이루어 배열된 제2 원통형 부재(20)를 포함함 - , 및 제1 원통형 부재와 제2 원통형 부재 사이에 제공된 접힘식 멤브레인 부재(22) - 접힘식 멤브레인 부재(22)는 입구 밸브(24)와 출구 밸브(25)를 포함하여 제1 및 제2 원통형 부재와 접힘식 멤브레인 부재가 가변 펌프 챔버(27)를 제공함 - 를 포함하는, 유체 챔버의 부피를 감소시키기 위한 피스톤(3) 및 유체 챔버(11)를 포함한다. 출구 밸브(25)는 가변 부피를 갖는 썩-백 챔버(38)가 출구 밸브(25)와 출구 도관(37) 사이에 제공되도록 액추에이터(4)에 대해 배열되며, 상기 부피는 펌핑 챔버(27)의 부피가 감소됨에 따라 동시에 감소된다.

Description

유체 용기용 펌핑 장치{PUMPING DEVICE FOR A FLUID CONTAINER}

본 발명은 제1항의 전단부에 따른 유체 용기용 펌핑 장치에 관한 것이다.

유체 용기용 펌핑 장치는 일반적으로 액추에이터 및 유체 용기에 연결된 헤드 부분이 제공된다. 헤드 부분과 액추에이터 사이에서, 헤드 부분으로부터 액추에이터를 빼내기 위해 코일 스프링이 제공된다. 액추에이터가 하향 가압됨에 따라, 액추에이터 내의 출구 밸브는 개방되고, 오리피스 또는 스프레이 노즐을 통하여 유체가 분배된다. 액추에이터가 분리될 때, 이는 이의 개시 위치로 복귀될 것이며, 동시에 헤드 부분에서 입구 밸브는 개방되고, 용기 내의 유체는 액추에이터와 헤드 부분 사이의 펌프 챔버 내로 흡인될 것이다.

이들 공지된 펌핑 장치는 복합 구조를 갖는 다수의 상이한 부분을 가지며, 이에 따라 제조하기가 어렵다. 추가로, 코일 스프링이 통상적으로 용기 내의 액체로부터 보호되는 스프링 스틸로 제조된다. 다른 단점은 펌프 장치의 다양한 부분들이 수동 조립되는 데 있다.

US 6,227,414B1호에는 예를 들어, 분배되는 제품을 둘러싸는 리셉터클의 개구 내에서 지지부를 갖는 액체용 분배 장치가 설명된다. 지지부는 중심 관형 도관, 정지 위치와 작동 위치 사이에서 지지부 상에 미끄럼가능하게 축방향으로 장착된 푸쉬버튼 및 제품 출구 도관을 갖는다. 탄성 변형가능한 재료의 중간 부분은 푸쉬버튼과 지지부 사이에 제공된다. 중간 부분과 푸쉬버튼은 제품을 위한 측정량 챔버를 형성한다. 중간 부분은 푸쉬버튼의 출구 도관과 측정량 챔버 사이의 이동을 위한 하나 이상의 개구에 대해 밀봉 지지되고, 측정량 챔버와 지지부의 관형 도관 사이의 연통을 위한 개구를 갖는다.

공지된 분배 장치의 단점은 출구 도관이 푸쉬버튼의 상부 캡 내에서 말단을 이루고 이에 따라 매우 실용적이지 못한데 있다. 추가로, 푸쉬버튼이 작동되는 경우 연신되는 중간 부분 내에 2개의 평행한 벽이 있기 때문에, 탄성 저항이 상당히 크다는데 있다. 다른 단점은 분배 장치가 제품을 분배한 후에 드립될 수 있는 데 있다(drip).

제DE 10 2008 029 004 A1호에서, 공급 챔버, 헤드 부분, 펌프 챔버, 입구 밸브 및 출구 밸브를 갖는 유체 또는 페이스트 제품을 분배하기 위한 디스펜서가 설명되며, 여기서 펌프 챔버는 탄성 플라스틱 재료로부터 단일 몸체로서 제조된다. 펌프 챔버 몸체는 링 칼라와 같이 형성되는 하부 연결 부분을 포함한다. 출구 밸브는 펌프 챔버 몸체와 협력하는 개별 평평한 부분이 형성된다. 헤드 부분이 작동되는 경우, 펌프 챔버 몸체는 하향 압축되어 부풀려진다. 따라서, 펌프 챔버의 부피는 단지 펌프 챔버 몸체에 의해서만 감소되고, 펌프 작용이 피스톤 실린더 실시 형태에 대해 덜 효율적이다.

본 발명의 목적은 바람직하게는 자동 조립 공정에서 보다 용이하게 조립 및 제조될 수 있으며, 보다 단순한 형태를 갖는 더 적은 개수의 부품을 포함한 펌핑 장치를 제공하는데 있다.

이 목적은 청구항 제1항의 특징을 갖는 펌핑 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 펌핑 장치는 단지 적은 개수의 상이한 부품만이 요구되는 큰 이점을 가지며, 반면 펌핑 기구는 매우 내구성이 있을 수 있다. 또한, 공지된 펌핑 장치의 바람직하지 못한 드리핑이 본 발명의 펌핑 장치의 썩-백 챔버에 의해 방지된다.

본 발명의 일 양태에 따라서, 스프링 기능이 멤브레인에 의해 제공되고, 동시에 입구 및 출구 밸브는 멤브레인 부분에 의해 통합된다.

본 발명은 첨부 도면에 따른 예시로서 하기에서 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 분리된 위치에서 용기에 연결된 펌핑 장치를 도시하는 도면.
도 2는 펌핑 장치의 상이한 위치를 도시하는 도면.
도 3은 펌핑 장치의 대안의 설계를 도시하는 도면.
도 4는 멤브레인 부재의 대안의 설계를 도시하는 도면.

도 1에서, 용기(2)로부터 유체를 배출하기 위한 피스톤(2)을 갖는 용기(2)의 상부에 나사체결된 펌핑 장치(1)가 도시된다. 헤드 부분(5)은 헤드 부분(5)을 용기(2)에 연결하기 위하여 내부 나사산(10)을 갖는 하부 링 실린더(9) 및 상부에 외부 링 실린더(8)를 갖는 하부(7)를 포함한다. 피스톤(3)과 헤드 부분(5) 사이에서 유체 챔버(11)가 용기(2) 내에 형성된다. 액추에에터(4)는 평평한 상부(13)를 갖는 외부 원통형 커버(12)를 가지며, 헤드 부분(5)의 외부 링(8)에서 내부 벌지(inner bulge, 16)와 협력하는 링-형 외부 벌지(15)가 이의 개방 단부(14)에 제공되어 액추에이터(4)는 헤드 부분(5)에 미끄럼가능하게 수용된다. 액추에이터(4)는 내측에 하부 개방 단부(19)를 갖는 제1 원통형 부재(18)를 추가로 포함한다. 상부 개방 단부(21)를 갖는 제2 원통형 부재(20)는 헤드 부분(5)의 상부에 장착된다. 상기 원통형 부재(18)의 직경은 제2 원통형 부재(20)의 직경보다 작고, 즉 제1 원통형 부재(18)는 제2 원통형 부재(20)에 의해 둘러싸인다. 제1 원통형 부재(18)와 제2 원통형 부재(20) 사이에서 하부 입구 밸브(24) 및 상부 출구 밸브(25)를 갖는 멤브레인 부재(22)가 제공되어 펌프 챔버(27)가 형성된다. 헤드 부분(5) 상의 중심에서 작은 원뿔(28)은 용기(2)를 향하여 개구(29)가 제공된다. 멤브레인 부재(22)의 원뿔형 립(conical lip)에 의해 제공된 입구 밸브(24)는 원뿔(28) 상에 배열되고 이에 따라 개구(29)가 밀폐된다. 또한 원뿔형 립에 의해 제공된 출구 밸브(25)는 제1 원통형 부재(18)의 외부 벽을 향하여 배열되어 출구 밸브(25)가 또한 밀폐된다. 작은 원뿔(28) 상에서 밀폐된 튜브(30)가 펌프 챔버(27)의 부피를 감소시키기 위해 제공될 수 있다. 그러나, 이 밀폐된 튜브(30)는 본 발명의 펌핑 장치(1)의 기능을 위해 필요치 않다. 예를 들어, 도 2a 내지 도 2e의 실시 형태에서(하기 참조), 밀폐된 튜브(30)가 제공되지 않지만 단지 하나 이상의 개구(29)를 갖는 작은 원뿔(28)이 제공된다.

액추에이터(4)는 제2 원통형 부재(20)보다 다소 큰 직경을 갖는 하부 링-형 개구 단부(32)를 포함한 제3 원통형 부재(31)를 추가로 가지며, 이에 따라 원통형 부재(20, 31) 사이에 간격(33)이 제공된다. 멤브레인 부재(22)는 상부 에지(34)에서 접히며, 개방 단부(32)를 그리핑하는 락 심(lock seam, 36)에서 말단을 이루며 간격(33)을 밀봉하는 탄성 부분(35)을 갖는다. 멤브레인 부재(22)의 탄성 부분(35)은 감소된 두께에 의해 형성되어 멤브레인 부재(22)는 액추에이터(4)가 하향 가압됨에 따라 연신될 수 있다. 추가로 제3 원통형 부재(31)는 스파우트 또는 출구 도관(37) 내로 액추에이터(4)의 상부 측면에서 말단을 이룬다.

도 1에 도시된 바와 같이, 출구 밸브(25)와 스파우트 또는 출구 도관(37) 사이에 챔버(38)가 제공되고, 상기 챔버는 유체가 분배 또는 빼내진 후 펌핑 장치(1)의 드리핑(dripping)을 방지하는 소위 썩-백 챔버(suck-back chamber)로서 제공된다. 용기(2)에 연결된 펌핑 장치(1)는 캡(40)에 의해 밀폐될 수 있다. 추가로 공기 챔버(42)는 피스톤(2) 아래의 용기(2) 내에 제공된다. 작은 홀 또는 간격(도시되지 않음)이 이의 최하측 위치에서 피스톤 아래의 용기(2)의 하부 부분에 제공된다.

제1 및 제3 원통형 부재(18, 31)와 출구 도관(37)은 액추에이터(4)와 일체로 형성된다. 또한 외부 링 실린더(8), 제2 원통형 부재(20) 및 밀폐된 튜브(30)는 헤드 부분(5)과 일체로 형성된다. 입구 밸브(24), 출구 밸브(25), 탄성 부분(35) 및 락 심(36)을 갖는 멤브레인 부재(22)는 폴리에틸렌(PE)과 같은 열가소성 탄성중합체와 같은 적합한 연성의 플라스틱 재료로 제조된 단일 부분으로 형성된다.

펌핑 장치(1)와 용기(2)는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리카보네이트(PC)와 같은 적합한 강성 플라스틱 재료로 제조된다.

멤브레인 부재(22)를 갖는 펌핑 장치(1)는 바람직하게는 2-성분 블로우 성형 공정에 의해 제조될 수 있어서 다양한 부분이 쉽사리 조립되고 추가 조립 단계가 필요치 않다.

펌핑 장치(1)의 기능이 도 2a 내지 도 2e에서 도시되고, 하기에 기재될 수 있다:

도 2a(단계 1)에는 펌핑 장치(1)의 분리된 위치가 도시되며, 즉 멤브레인 부재(22)가 열가소성 탄성중합체와 같은 탄성 재료로 제조되기 때문에, 액추에이터(4)가 상향 가압되며, 상기 위치는 벌지(15, 16)에 의해 제한된다. 이 위치에서, 입구 밸브(24)와 출구 밸브(25)는 밀폐된다. 도 2b(단계 2)에서, 액추에이터(4)는 하향 가압되고(하향 화살표로 도시됨), 펌프 챔버(27)의 부피는 감소되어 챔버 내의 압력이 상승된다. 따라서, 출구 밸브(25)는 개방될 것이며, 펌프 챔버(27) 내의 유체는 출구 밸브(25)와 스파우트(37)를 통하여 가압될 것이다. 도 2c(단계 3)에서, 액추에이터(4)는 완전히 하항 가압되고, 펌프 챔버(27) 내의 압력은 대기압으로 안정화되며 출구 밸브(25)는 밀폐될 것이다. 액추에이터(4)가 도 2d 및 상향 화살표로 도시된 바와 같이 분리되는 경우(단계 4), 펌프 챔버(27)의 부피는 증가할 것이며, 이 내의 압력은 감소되어(부압(underpressure)) 입구 밸브(24)는 개방될 것이고, 유체는 유체 챔버(11)로부터 펌프 챔버(27) 내로 흡인될 것이다. 썩-백 챔버(38)의 부피가 동시에 증가함에 따라 이 챔버 내의 압력은 감소되고(부압), 이에 따라 스파우트(37)의 출구에서의 유체가 썩-백 챔버(38) 내로 재차 흡인될 것이다. 펌프 챔버(27) 내의 부압으로 인해 유체 챔버(11) 내에 수용된 유체에서 유사한 부압이 형성되기 때문에 피스톤(3)은 피스톤(3) 아래의 공기 챔버(42) 내에서 그리고 유체 챔버(11) 내의 압력의 평형 상태에 도달될 때까지 상항 이동한다. 용기의 하부 부분에 작은 홀 또는 간격이 형성될지라도, 외부로부터의 공기는 대기압에 도달될 때까지 공기 챔버(42) 내로 유동한다. 도 2e(단계 5)는 입구 밸브(24)와 출구 밸브(25)가 밀폐되고 펌프 챔버(27) 및 썩-백 챔버(38) 내의 압력이 안정화되는 도 2a의 개시 위치와 동일하다.

도 4에서, 본 발명에 따른 펌핑 장치의 제2 실시 형태(50)의 단면도가 도시된다. 펌핑 장치(50)는 스냅-온 연결에 의해 용기(52)에 장착되는 헤드 부분(51) 및 헤드 부분(51) 및 헤드 부분(51) 내에 미끄럼가능하게 장착된 액추에이터(53)를 갖는다. 액추에이터(53)는 출구 도관(57)의 스파우트 및 하부 개방 단부(56)를 갖는 제1 원통형 부재(55)를 갖는다. 도 4에 도시된 바와 같이, 액추에이터(53)의 상부 부분(58)은 스파우트(57)를 향하여 만곡된다. 헤드 부분(51)은 멤브레인 부재(61)가 제공되는 양 부재(55, 59) 사이에 그리고 제1 원통형 부재(55)보다 큰 직경을 갖는 제2 원통형 부재(59)를 갖는다. 멤브레인 부재(61)는 모두가 멤브레인 부재(61) 내에 일체로 형성된 원뿔형 립으로 제조된 상부 출구 밸브(63)와 하부 출구 밸브(62)를 갖는다. 헤드 부분(51)은 펌핑 장치(50)의 정지 위치에서 입구 밸브(62)에 의해 밀폐되는 몇몇의 개구(65)를 갖는 중심의 작은 원뿔(64)을 추가로 갖는다. 작은 원뿔(62) 상에서 출구 밸브(63)의 원뿔형 립을 지지하는 핀(66)이 제공된다.

멤브레인 부재(61)는 주름이 제공된 탄성 부분(68)을 추가로 가져서 액추에이터(53)는 제1 실시 형태에서와 같이 액추에이터(53)와 헤드 부분(51)이 벌지(70, 71)에 의해 제한되는 상부 위치에서 가압된다. 멤브레인 부재(61)는 제1 원통형 부재(55)의 개방 단부를 고정하는 출구 밸브(63)를 둘러싸는 링-형 락 심(72)을 갖는다.

제2 실시 형태(50)에서, 이와 같은 멤브레인 부재(61)는 액추에이터(53)를 가압함으로써 감소될 수 있는 펌프 챔버(74)를 형성하고, 이러한 작용에 의해 제1 원통형 부재(55)는 락 심(72)에 대해 가압되며 핀(66)에 걸쳐서 출구 밸브(63)를 하향 가압한다. 출구 밸브(63) 위의 제1 원통형 부재(55) 내에서 챔버(75)는 또한 액추에이터(53)의 가압 작용에 의해 펌프 챔버(74)와 동시에 감소될 수 있는 썩-백 챔버이다. 용기(52)는 도 1의 제1 실시 형태와 같이 피스톤(여기서 도시되지 않음) 위에 배열되는 유체 챔버(76)를 형성한다.

도 5에서, 멤브레인 부재(61)의 단면이 도시된다. 하부 부분(77)은 절두 원뿔형 형상을 가지며, 상부 부분(78)은 탄성 부분의 주름(68)을 갖는 평평한 형상을 갖는다. 하부 부분(77)과 상부 부분(78)은 더 얇은 두께의 브리지(79)에 의해 연결되어 상부 부분(78)이 하부 부분(77) 상으로 접힐 수 있다. 2개의 작은 캠(800이 주름(68)의 양 측면 상에 제공되어 상부 부분(78)은 하부 부분(77)에 대해 적절히 정렬될 수 있다.

펌핑 장치(50)의 제2 실시 형태의 기능은 도 2a 내지 도 2e에 대해 기재된 바와 같이 유사하다. 펌핑 장치(50)를 제조하기 위해, 제1 실시 형태(1)에 대해 동일한 플라스틱 재료 및 동일한 제조 공정이 사용된다.

Claims

용기 상으로 연결될 수 있는 헤드 부분(5, 51) 및 액추에이터(4, 53) - 액추에이터(4, 53)는 출구 도관(37, 57)과 제1 원통형 부재(18, 55)를 포함하고 헤드 부분(5, 51)은 제1 원통형 부재에 대해 동축을 이루어 배열된 제2 원통형 부재(20, 59)를 포함함 - , 및
제1 원통형 부재와 제2 원통형 부재 사이에 제공된 접힘식 멤브레인 부재(22, 61) - 접힘식 멤브레인 부재(22, 61)는 입구 밸브(24, 62)와 출구 밸브(25, 65)를 포함하여 제1 및 제2 원통형 부재와 접힘식 멤브레인 부재가 가변 펌프 챔버(27, 74)를 제공함 - 를 포함하는, 유체 챔버의 부피를 감소시키기 위한 피스톤(3) 및 유체 챔버(11, 76)를 포함하는 용기(2, 52)로부터 유체를 분배하기 위한, 펌핑 장치(1, 50)로서,
출구 밸브(25, 65)는 가변 부피를 갖는 썩-백 챔버(38, 75)가 출구 밸브(25, 65)와 출구 도관(37, 57) 사이에 제공되도록 액추에이터(4, 53)에 대해 배열되며, 상기 부피는 펌핑 챔버(27, 74)의 부피가 감소됨에 따라 동시에 감소되는, 펌핑 장치.
제1항에 있어서, 입구 밸브(24)와 출구 밸브(25)는 서로에 대해 소정의 불변 간격으로 배열되는 펌핑 장치.
제2항에 있어서, 접힘식 멤브레인 부재(22)는 헤드 부분에 대해 정지 위치에서 액추에이터를 가압하는 헤드 부분(5)과 액추에이터(4) 사이에 연결되는 탄성 부분(35)을 포함하는 펌핑 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 입구 밸브(24)와 출구 밸브(25)는 테이퍼진 립으로서 형성되는 펌핑 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 액추에이터(4)는 출구 도관(37)과 출구 밸브(25) 사이에 썩-백 챔버(38)를 형성하기 위하여 헤드 부분(5)의 제2 원통형 부재(20)를 동축방향으로 둘러싸는 제3 원통형 부재(31)를 포함하는 펌핑 장치.
제5항에 있어서, 접힘식 멤브레인 부재(22)는 이의 개방 단부에서 제3 원통형 부재(31)의 개방 단부(32)를 고정하는 락 심(36)을 갖는 펌핑 장치.
제1항에 있어서, 접힘식 멤브레인 부재(61)는 펌프 챔버(74)를 형성하고, 접힘식 멤브레인 부재의 출구 밸브(63)는 액추에이터(53)의 제1 원통형 부재(55)에 고정되게 장착되는 펌핑 장치.
제7항에 있어서, 접힘식 멤브레인 부재(61)는 출구 밸브(63)를 향하여 밀폐된 상부 부분(78) 및 입구 밸브(62)를 향하여 원뿔형 하부 부분(77)을 가지며, 밀폐된 상부 부분(78)은 액추에이터를 정지 위치 내로 가압하기 위한 탄성 부분(68)을 포함하는 펌핑 장치.
제8항에 있어서, 탄성 부분(68)은 주름진 형상을 갖는 펌핑 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 액추에이터(53)와 헤드 부분(51)은 강성 플라스틱 재료로 제조되는 펌핑 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 접힘식 멤브레인 부재(61)는 탄성중합체성 플라스틱 재료로 제조되는 펌핑 장치.
제11항에 있어서, 재료는 열가소성 탄성중합체인 펌핑 장치.