供給速度は少なくとも3:1の範囲にわたって変動し、容器の中に残っている粉末の量、スクリーンの近くの凝固によって起こり得る任意の架橋現象、水圧、スプレー・パターンの変動、水温、及びバッチ間変動によって、時にはそれより大きく変動する。供給される製品の量を制御するために、通常、これらのシステムは、それらの変動する供給速度を補償するために濃度フィードバック制御サブシステムを必要とする。明らかに最も一般的なのは、皿洗い用途に使用される伝導度フィードバック制御である。別の言い方をすると、供給速度の変動のために、通常、「スプレー/スクリーン」粉末供給システムを、反復可能な添加量が必要な用途に使用することはできない。本発明は、容積測定に基づき精密で一貫した計量された添加量を提供することによってこの制限を回避する。
「スプレー/スクリーン」供給装置は粉末及び配合の限られた範囲でのみ作動する。最も一般的に供給される粉末である洗浄剤は、スプレーが粉末の中に浸透する場合、過剰な発熱を生み出さない配合に限られる。これは、一般に、安全の問題となり得る容器内部の水蒸気の発生の可能性を防止するために、苛性アルカリ(一般にNAOH又はKOH)のレベルを約40%より低く抑える必要があることを意味している。本発明の計量及び供給用密封装置は、この制限を取り除き、軟水の皿洗い機の用途に、70%程度までの苛性アルカリ濃度でより強力な洗浄剤粉末を配合することを可能にするであろう。これは単一の容器の中で40%〜50%の「パワー」の増加に相当するであろう。
多くの粉末は「スプレー/スクリーン」法を用いて供給することが全くできない。これらには、水を急速に吸収し、スクリーンにおいて溶解され得る前にゲルに変化する傾向にある任意の粉末が含まれる。本発明の計量及び供給用密封装置は、これを未然に防ぐ。
従来の技術の欠点は、容器に取り付け可能な容器キャップ部材を含む本発明の容器用の計量及び供給用密封装置によって克服される。容器キャップ部材は、容器の内部に面して取り付けられる第1の側と、容器の外部に面して取り付けられる第2の側とを有する。キャップ部材において開口を選択的に開閉するように、キャップの各側にロータが取り付けられる。
1の実施の形態では、計量チャンバは容器キャップ部材の中に配置される。少なくとも1つの通路を有し、容器キャップ部材の第1の側に取り付けられた第1の回転可能ディスク部材がある。内部に1つの通路を有し、容器キャップ部材の第2の側に取り付けられた第2の回転可能ディスク部材もある。ディスク部材が回転すると、粉末材料は第1のディスク部材の中の1つの通路を通って、キャップ部材の計量チャンバの中に順次進み、それから第2のディスクの通路を通って順次進む。
1つの態様では、第1の回転可能ディスク部材及び第2の回転可能ディスク部材は、互いに連結される。
別の態様では、第2の回転可能ディスク部材は駆動軸係合部分を含む。
さらに別の態様では、第2の回転可能ディスク部材は、駆動ギヤの相補的なギヤによる係合用のギヤを含む。
好ましい実施の形態では、キャップ部材は容器の相補的なねじに取り付けるためのねじを含む。
別の好ましい実施の形態では、容器に取り付け可能な容器キャップ部材を含む粉末供給用装置が提供され、容器キャップ部材は、容器の内部に面して取り付けられる第1の側と、容器の外部に面して取り付けられる第2の側とを有する。計量チャンバは容器キャップ部材の中に配置される。
少なくとも1つの通路を内部に有する第1の回転可能ディスク部材があり、該第1の回転可能ディスク部材は、容器キャップ部材の第1の側に取り付けられる。第2の回転可能ディスク部材は通路をその中に有し、容器キャップ部材の第2の側に取り付けられており、第1の回転可能ディスク部材及び第2の回転可能ディスク部材は互いに連結され、第2の回転可能ディスク部材は駆動軸係合部分を含む。駆動軸係合部分に連結された駆動軸、及び、駆動軸に連結された駆動部材もある。
ディスク部材が回転すると、粉末材料が第1のディスク部材の中の1つの通路を通って、キャップ部材の計量チャンバの中に順次進み、それから第2のディスクの通路を通って順次進む。
本発明のいくつかの実施の形態は、容器の供給用密封装置に関する。供給用密封装置は、容器上で受け止められるキャップと、キャップに結合される第1の可動部材及び第2の可動部材とを備える。キャップは、内面と、外面と、内面から外面までキャップを貫通して容器の中の材料を供給させる開口とを有する。第1の可動部材は、キャップの開口を選択的に遮断するように、キャップの内面に隣接して配置される。第1の可動部材は、開口が遮断される第1の位置と開口が遮断されない第2の位置との間で可動である。第2の可動部材は、キャップの開口を選択的に遮断するようにキャップの外面に隣接して配置される。第2の可動部材は、開口が遮断される第1の位置と開口が遮断されない第2の位置との間で可動である。第1の可動部材及び第2の可動部材の移動は、少なくとも一つの可動部材が常に開口を遮断しているように順次行われる。
いくつかの実施の形態では、複数の弾性フィンガが第1の可動部材に結合され、第1の可動部材からキャップに向かって延びる。フィンガは、フィンガが開口と一致しない位置とフィンガが開口と一致する位置との間で、第1の可動部材と共に可動である。弾性フィンガは、該フィンガが一致する位置にあるときに、キャップの開口内に延びる。いくつかの実施の形態では、フィンガは、第1の可動部材が開口を遮断する位置にあり且つ第2の可動部材が開口を遮断しない位置にあるときに、キャップの開口と一致する。さらに、フィンガがキャップの開口と一致しないときに、フィンガは、キャップと接触し且つキャップによって屈曲位置に向かって付勢される。そして、フィンガがキャップの開口と一致するときに、フィンガは、実質的に付勢されない位置に弾性的に戻って開口内に延びる。いくつかの実施の形態では、フィンガは、第1の可動部材の窪み部分の中に配置され、窪み部分はキャップから離れるように延びる。
いくつかの実施の形態では、可動部材は、第1の位置と第2の位置との間で回転するロータ又はディスクであり得る。さらに、可動部材の構成に応じて、可動部材内に通路が画定されてもよく、第1の可動部材及び第2の可動部材の回転が、第1の通路及び第2の通路を開口と選択的に且つ順次連通させる。そのようにして、第1の通路は、第2の通路に対して回転可能にずれ得る。
いくつかの実施の形態では、第2の可動部材は、第2の可動部材が第2の位置から第1の位置に戻るときにキャップの開口と接触し開口の上を通過する縁を有する。縁は、鋭角を画定する点で終わる全体的に傾斜した表面を有する。この縁を用いて、沈殿した(cake)、粘着した又は他の形で付着した(encrusted)材料を、キャップから掻き取るか又は他の方法で除去することができる。いくつかの実施の形態では、縁の全体的に傾斜した表面は凹部を含む。
密封装置のいくつかの実施の形態は、キャップに隣接して第1の可動部材から延びるフック状部材も含む。フック状部材は、フック状部材と接触する粒状又は粉末材料を、キャップの中央に向けて動かすように構成される。
いくつかの実施の形態では、キャップ及び第1の可動部材は、実質的に凹状の形状を有する。この形状は、供給可能な材料を容器から実質的に完全に出し尽くすのに役立ち得る。いくつかの実施の形態では、第2の可動部材も実質的に凹状の形状を有する。
本発明のいくつかの実施の形態は、供給用装置に関する。供給用装置は、フレームと、フレームに結合されてフレームに対して回転するように支持される漏斗と、フレーム及び漏斗に結合される駆動部材とを備え、駆動部材は、フレームに対して漏斗を回転させるように作動可能である。供給用装置は、水源及び漏斗と流体連通している導管も含み得る。供給用装置は、粒状又は粉末材料を収容する容器を供給し、この容器は、少なくとも一部の回転によって容器から材料を選択的に供給する密封装置を有する。容器及び密封装置は、フレームによって支持され且つ漏斗に隣接して配置される。密封装置及び漏斗は、漏斗の回転が少なくとも密封装置の一部の回転を引き起こすように回転係合する。密封装置は、容器の中に入っている材料を漏斗の中に供給する。
いくつかの実施の形態では、密封装置は、容器に受け止められるキャップと、キャップの両側に配置される第1のロータ及び第2のロータとを備える。キャップは、内面と、外面と、内面から外面までキャップを貫通して容器の中の材料を供給させる開口とを有する。第1のロータは、キャップの開口を選択的に遮断するように、キャップの内面に隣接して配置される。第1のロータは、開口が遮断される第1の位置と開口が遮断されない第2の位置との間で可動である。第2のロータは、キャップの開口を選択的に遮断するように、キャップの外面に隣接して配置される。第2のロータは、開口が遮断される第1の位置と開口が遮断されない第2の位置との間で可動である。第1のロータ及び第2のロータの移動は、少なくとも一つのロータが常に開口を遮断しているように順次行われる。いくつかの実施の形態では、第2のロータは、漏斗に向かって延びて漏斗の一部と係合する突出部材を含み、突出部材と漏斗との係合が漏斗と第2のロータとを駆動係合させる。さらに、漏斗は、第2のロータに向かって延びて第2のロータの突出部材と係合する突出部材を含む。
いくつかの実施の形態では、駆動部材は、モーターと、漏斗とモーターとの間に延びる伝動アセンブリとを備える。伝動アセンブリは、モーターと漏斗との間に延びるベルトと、ギヤトレインと、他の既知の伝動構成とを含み得る。
本発明のいくつかの実施の形態は、容器から粉末又は粒状材料を供給する方法に関する。この方法は、上述の供給用アセンブリを設けること、駆動部材を作動すること、及び、駆動部材の作動によって漏斗を回転させることを含み得る。この方法はさらに、密封装置の一部を漏斗と係合させること、及び、漏斗の回転によって密封装置の少なくとも一部を回転させることを含む。この方法は、密封装置の少なくとも一部の回転によって、容器から密封装置を通して漏斗へ粉末又は粒状材料を供給することも含む。容器から粉末又は粒状材料を供給する方法は、水源から導管を通して漏斗へ水を引くこと、及び、漏斗から粉末又は粒状材料を水で洗い流すことも含み得る。
本発明の別の実施の形態は、容器から粉末又は粒状材料を供給する方法に関する。この方法は、本明細書で説明される供給用アセンブリを設けること、及び、密封装置の少なくとも一部の回転によって、容器から密封装置を通して漏斗へ粉末又は粒状材料を供給することを含む。この方法は、水源から導管を通して漏斗へ水を引くこと、駆動部材を作動すること、駆動部材の作動によって漏斗を回転させること、及び、漏斗を回転させながら漏斗から粉末又は粒状材料を水で洗い流すことも含む。
本発明のいくつかの実施の形態は、40%を超える苛性アルカリを含む粉末又は粒状製品を供給するシステムに関する。供給用アセンブリは、開口を有すると共に40%を超える苛性アルカリを含む粉末又は粒状製品を収容する供給可能容器と、供給可能容器に結合される密封装置と、供給場所に固定され且つ容器の密封装置を受け止めると共に、40%を超える苛性アルカリを含む粉末又は粒状製品を供給するように密封装置を選択的に動作させる供給装置と、を備える。密封装置は、容器に水分が入って40%を超える苛性アルカリを含む粉末又は粒状製品と接触するのを防止するように構成される。密封装置は、キャップと、第1のロータと、第2のロータとを備える。キャップは、供給可能容器の開口の上に嵌合して開口を閉じる(secure)。キャップは、中心軸と、中心軸から中心がずれた位置に配置される開口とを有する。キャップは、内面及び外面も有する。第1のロータは、キャップの内側に結合され、キャップの中心軸を中心に回転するように配置される。第1のロータは、キャップの開口を遮断する位置とキャップの開口を遮断しない位置との間で回転可能である。第2のロータは、キャップの外側に結合され、キャップの中心軸を中心に回転するように配置される。第2のロータは、キャップの開口を遮断する位置とキャップの開口を遮断しない位置との間で回転可能である。第1のロータ及び第2のロータの回転は、少なくとも一つのロータが常にキャップの開口を遮断して、容器に水分が入って40%を超える苛性アルカリを含む粉末又は粒状製品と接触するのを防止するように順次行われる。供給装置は、供給場所に固定され、容器の密封装置を受け止める。供給装置は、40%を超える苛性アルカリを含む粉末又は粒状製品を供給するように密封装置を選択的に動作させる。いくつかの実施の形態では、電源が供給装置に動作可能に結合され、密封装置が供給装置と結合するとロータをキャップに対して回転させる。それによって、第1のロータを第1のロータの第1の位置と第2の位置の間で回転させ、それによって第2のロータを第2のロータの第1の位置と第2の位置との間で回転させて、40%を超える苛性アルカリを含む粉末又は粒状製品を供給可能容器から供給装置へ供給することを可能にする。
本発明の全体的な目的は、粉末又は粒状材料用の改良された供給用装置を提供することである。
別の目的は、供給される粉末のシール(seal)を提供することができる粉末供給用装置である。
さらに別の目的は、容器に容易に連結される前述のタイプの供給用装置である。
さらに別の目的は、様々な駆動手段によって駆動することができる前述のタイプの供給用装置である。
さらに別の目的は、供給される粉末又は粒状材料を正確に計量することができる前述のタイプの供給用装置である。
本発明のさらなる目的、利点及び/又は態様は、以下の本発明の詳細な説明を添付図面と併せて読めば、その仕組み及び動作と共に明らかになるであろう。
本発明の任意の実施形態を詳細に説明する前に、本発明の用途が以下の説明に記載されるか又は添付図面に示される構成要素の構造細部及び配置に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、且つ様々な方法で実施又は実行可能である。また、本明細書で用いられる表現及び用語は、説明を目的としたものであり、限定とみなすべきではないことを理解されたい。本明細書における「含む」、「備える」、又は「有する」、及びそれらの変形の使用は、下記の項目及びそれらの等価物並びに付加的な項目を包含することが意図される。「取り付けられる」、「連結される」、及び「結合される」という用語は、広義に用いられ、直接的及び間接的両方の取り付け、連結及び結合を包含する。さらに、「連結される」及び「結合される」は、物理的若しくは機械的な連結又は結合に制限されず、直接的であれ間接的であれ電気的な連結又は結合を含み得る。最後に、後続の段落で説明するように、図面に示される具体的な機械的構成には、本発明の実施形態を例示する意図がある。したがって、他の代替的な機械的構成が可能であり、本発明の精神及び範囲内に入る。
図1〜5を参照すると、計量及び供給用密封装置全体10は、密封装置10を収納するための供給用アセンブリ又は入れ物14の中に支持された容器12と組み合わされて示される。ソレノイド弁18によって制御された取水導管16は、水を供給用アセンブリ又は入れ物14の中に導入するために使用される。水溶液出口導管20も供給用アセンブリ又は入れ物14に連通する。駆動部材22は駆動軸24を駆動し、駆動軸はカラー26の中にシール28でジャーナル支持される。
図2を参照すると、計量及び供給用密封装置全体10は、3つの基本的構成要素から成ることがわかる。直立した壁31と、容器12上の相補的なねじと係合するための雌ねじ32とを備えるキャップ部材30がある。隆起した周辺壁37及び切り欠き部分38を備える回転可能ディスク36もある。回転可能ディスク36はキャップ部材30の内部に置かれる。第3の構成要素は隆起した周辺壁46と、突出部49を有するスタブシャフト48とを備える回転可能ディスク43である。これらは、突出部49が回転可能ディスク36の中のスロット41に係合するように、キャップ部材30の中の穴34を通して嵌合する。回転可能ディスク36及び43は、スタブシャフト48に連結された軸24によって回転させられる。
計量及び供給用密封装置、又はそれぞれ図6、図7、図9及び図11に示した実施形態10A、10B、10C及び10Dは、それらがA、B、C又はDの末尾を有することを除いて、実施形態10のために上記で説明したのと同じ基本的構成要素のいくつかを使用する。
実施形態10Aは、容器12A用の2つの供給用密封装置及び駆動軸24A用の2つの駆動モーター60Aを示す。駆動軸24Aは、回転可能ディスク43A及び図示しない内部回転可能ディスク36Aを回転させる。
図7及び8に示す実施形態10Bは、それが回転可能ディスク43B及び36Bを回転させるために異なる駆動機構を有する点において、10に示したものとは違っている。このことはモーター62Bと、回転可能ディスク43B上のリングギヤ64Bと係合する駆動ギヤ63Bによって達成される。ディスク36Bの回転は、回転可能ディスク43B及び36Bに連結されたスタブシャフト48Bによってもたらされる。別の相違点は、計量及び供給用密封装置10Bのすぐ下にある水出口導管20Bの位置である。上記で説明した構成要素の相互作用は図8に示してある。
図9、10C実施形態は、図7に示した10B実施形態のものに類似しているが、回転可能ディスク43C上のリングギヤ64Cを駆動するためのウォーム駆動ギヤ63Cに連結されたモーター62Cを含む。スタブシャフト48Bは、それらの回転をもたらすためにディスク43C及び36Cに相互連結される。キャップ部材30Cに対する回転可能ディスク36C及び43Cの位置決めは図10に示してある。
図11に示す実施形態10Dは、ディスク43D及び36Dを回転させるためのさらに別の手段が示されている点において、図6、図7及び図9に示す実施形態と異なる。この実施形態では、駆動軸24D上のスプロケット78Dを順に駆動するチェーン75Dを係合するためのスプロケット74Dを有する駆動軸71Dを、モーター60Dが駆動する。駆動軸24Dは、スタブシャフト48Dの回転をもたらし、したがってディスク43D及び36Dの回転をもたらす。
図1〜図5に示される計量及び供給用装置のより深い理解が、その動作の説明によって得られるであろう。図1〜図5A及び供給用密封装置10を参照すると、粉末材料を有する容器12は入れ物14の中で支持される。水は、取水導管16を通ってその中に導入されるであろう。計量及び供給用密封装置10は、キャップ部材30を備える容器12と、図3及び図3Aの位置に示す回転可能ディスク36及び43とに取り付けられる。この位置において、ディスク36及び切り欠き38によってキャップ部材30の計量穴又はチャンバ33が覆われていないため、粉末材料は、キャップ部材30の計量穴又はチャンバ33の中に自由に入る。しかし、その通路が、壁35等によって回転可能ディスク43によって遮断されているため、粉末材料は入れ物14の中に進むことはできない。駆動部材22の起動及び駆動軸24の回転は、上部回転可能フィーダーディスク36及び下部回転可能ディスク43を図4及び図4Aに示す位置に移動させる。この位置で、粉末材料は、計量チャンバになる穴33にそれ以上入ることができないことがわかる。ディスク36及び43の連続した回転は、図5及び5Aに示すようにそれらを配置する。ここで、穴33は、粉末材料が入れ物14の中に流れ込み水と混合することを可能とするように、穴45の上に配置されることがわかる。それから、混合された材料は、水出口溶液導管20を使って出ていく。
計量及び供給用密封装置10A、10B、10C及び10Dの動作は、計量及び供給用密封装置10Aのために説明したものと実質的に同じである。説明した関連する駆動機構を備えるモーター60A、62B、66C及び70Dによって示すように、違いは異なる駆動機構の使用である。
この実施形態の重要な特徴は、回転可能ディスク36及び43の回転に組み合わされたキャップ部材30の固定位置にある。この特徴は、計量穴33中への粉末材料の正確なデポジットという利点を提供する。これは、容器12内部の粉末の撹拌及び計量穴33の中への粉末材料の均一なデポジットをもたらす、ディスク36の回転によってもたらされる。キャップ部材30をディスク36及び43に対して固定させることの別の利点は、それをより容易に製造できることである。
本発明の供給用密封装置は、入れ物の特定の構成と組み合わされて説明された。任意のタイプの入れ物を、この供給用密封装置と組み合わせて動作させることができることが理解されるはずだ。それらは必ずしも水を入れた入れ物を有する必要はない。例えば、内部に事前配置された液体を有する別の容器の中に粉末材料が落ちていく入れ物の中で、それらを使用及び支持することもできる。供給用密封装置が、水を使用する入れ物と組み合わせて使われる必要もない。水及びエーテルを含む水混和性並びに水不混和性の溶媒等の、他の液体を使うこともできる。
キャップ部材30並びにディスク36及び43を製造するために好ましい材料はポリプロピレンである。しかし、ポリエチレン又はテフロン(登録商標)(Teflon:登録商標)等の他の化学的耐性樹脂のプラスチック材料を使うこともできる。望むならば、潤滑剤をプラスチック材料に加えることができる。
図13〜図30を参照すると、供給用アセンブリ14並びに計量及び供給用密封装置10のさらなる実施形態が示される。この実施形態の供給用アセンブリ14は、上述の実施形態と共通の多くの特徴を有する。したがって、このような特徴には、共通の符号が与えられる。同様に、供給用密封装置10も、上述の供給用密封装置10と類似の特徴を有し、上述のナンバリング方式に従う。
図13を参照すると、供給用アセンブリ14’が容器12’と合体して示される。この図には示されないが、本発明の態様を具現した密封装置10が容器に取り付けられる。図18〜図22を参照すると、供給用アセンブリ14’が、密封装置10、及び容器12の一部を受け止めるクレードル55’を含むことが理解できる。供給用アセンブリ14’は、入れ物14’に水を導入するように弁18’によって制御される取水導管16’、供給された化学薬品及び水を受け取る漏斗アセンブリ57’、及び、漏斗アセンブリ57’と連通する水溶液出口導管20’も含む。供給用アセンブリ14’は、漏斗を回転運動で駆動する駆動部材22’も含み、当該回転運動は、密封装置10’を供給位置と非供給位置との間で戻り駆動する(return drives)。
図18〜図21をさらに参照すると、水入口導管16’が、エアギャップ17’によって分離されている第1の部分16A’及び第2の部分16B’を有することが理解できる。エアギャップ17’は、逆流防止装置としての役割を果たす。水又は他の希釈剤が流れると、これは導管16’の第1の部分16A’を流れてからエアギャップ17’を越えて導管16’の第2の部分16B’に流れ込む。導管16’のこの第2の部分16B’において、水は漏斗アセンブリ57’に向かって流れる。図示の実施形態では、第2の部分16B’はチャネル状の構成を有する。水が水入口導管16’の第2の部分16B’を離れると、続いて水は漏斗アセンブリ57’を流れて供給された化学薬品を漏斗アセンブリ57’から外へ洗い流す。
この実施形態に示すように、漏斗アセンブリ57’は独特の構造を有する。具体的には、図22及び図23に最良に示されているように、漏斗アセンブリ57’には回転用の手段が設けられる。より具体的には、漏斗アセンブリ57’を回転運動で駆動するために、駆動部材22’が動力を漏斗アセンブリ57’に与える。この実施形態では、漏斗アセンブリ57’の回転運動が2つの目的を果たす。第1に、回転運動は、水に漏斗アセンブリ57’全体を洗い流させ、何らかの沈殿物(caking)又は他の堆積物が漏斗57’の中に残るのを防止させる。さらに、回転運動は、密封装置10’を供給位置と非供給位置との間で駆動するために、漏斗アセンブリ57を用いることができる。これは、供給装置又は入れ物14の第1の実施形態で見られ得るいくつかの潜在的問題を回避するのに役立つ。具体的には、現実施形態では、駆動部材22’が化学薬品水溶液と接触する機会が大幅に減る。第1の実施形態では、シール28に漏れが生じた場合、駆動部材22は化学溶液との接触によって破壊される可能性がある。この実施形態では、駆動部材22’は、液体が駆動部材22’に接触しやすい場所には配置されない。
図18〜図21に示す実施形態では、漏斗57’は、供給装置14’のハウジングの中において軸受式の結び付きで支持される。漏斗57’には駆動連結部58’が設けられる。図示の実施形態では、駆動連結部58’は、モーターを動力源とする同様の歯付きベルトと係合する歯付き部分である。しかし、他の実施形態では、駆動部分は他の方法で構成され得る。例えば、駆動部分に、モーター又は他のギヤトレインによって直接駆動することができるギヤ歯形が与えられてもよい。さらに、漏斗は、当該技術分野において既知であり理解される他の手段を動力源としてもよい。
図22に最良に示されるように、漏斗の内側には、漏斗57’の内面から上方に延びるフィンガ又はタブ59’等の突出部材が設けられる。以下でより詳細に説明するように、このタブ59’は、密封装置を供給位置と非供給位置との間で選択的に駆動するように、密封装置10’の一部に向かって延びてこれと係合する。この実施形態で示すタブ59’は、漏斗57’と共に密封装置10’を駆動する多くの方法のうちの1つにすぎない。密封装置10’の周縁と漏斗57’との係合等、多くの他の手段を用いて漏斗と共に密封装置を駆動することができることが理解されるだろう。さらに、いくつかの実施形態では、漏斗57’からのタブ59’は密封装置10’の窪みの中に受け入れられ得る。
また、図22及び図23に示すように、漏斗及び密封装置の位置を供給装置14’によって感知させるか又は他の方法で判定させるように、装置が漏斗に設けられ得る。図示の実施形態では、磁石61が漏斗57’に結合されて供給装置14’によって感知される。ホール効果センサを用いて磁石を感知することができる。このような装置によれば、供給装置は、常に密封装置及び漏斗57’の回転位置を識別して、選択回転数後に漏斗57’及び密封装置10を所定位置で停止させることができる。磁石及びホール効果センサの使用が開示されているが、他の実施形態は、光学エンコーダ、接触センサ、及び他の既知の技術の使用による他の位置感知技術を用いることができる。さらに、この実施形態では位置感知装置又はその一部が漏斗57’に結合されているが、位置感知装置は、モーター、密封装置、伝動アセンブリ等の他の構成物に結合されてもよい。
図24〜図27を参照すると、本発明の態様を具現した計量及び供給用密封装置10Eが示されている。この計量及び供給用密封装置は、前の実施形態で上述した3つの基本的構成要素(すなわち、キャップ部材30、回転可能ディスク36及び回転可能ディスク43)から成る。しかし、この実施形態は、密封装置10Eを漏斗57’によって駆動させるための上述の突出タブ66E等の付加的な特徴も含む。さらに、以下でより詳細に説明するように、密封装置は、供給用密封装置10Eの穴を空にするのを補助する1つ又は複数の弾性フィンガ68Eも含む。さらに、密封装置10Eは、供給された化学薬品を清掃して密封装置の外部に固着するのを防止する掻取部材70Eを含む。
密封装置10Eの基本的構造を簡単に見ると、直立壁31Eと、容器12のねじ等の相補的な係合部材と係合するためのねじ又はスナップ嵌め突出部等の結合手段32Eとを有する、キャップ部材30Eがある。キャップ30Eの内側に結合される第1の可動部材、ロータ又は回転可能ディスク36Eもある。回転可能ディスク36Eは、製品を容器12からキャップ30Eの計量チャンバ33Eに供給させる切り欠き部分38Eを含む。第2の可動部材、ロータ又は回転可能ディスク43Eが、キャップ30Eの外側に結合される。第1の部材36Eは、2つの部材間に延びる突出部49Eを有するスタブシャフト48Eを介して第2の可動部材43Eに結合される。スタブシャフトは、キャップ部材30Eの穴34Eを通って2つの部材間に延びる。突出部は、他の部材と係合して2つの部材を連結し、これらが一緒に回転するようにする。図示し上述したように、各ディスクの穴は、互いに対して回転可能にずれている。したがって、容器の中身が容器の外側の環境と自由に連通することはあり得ない。
上述のように、突出タブ66Eが、外側の回転可能ディスク43Eから延びる。タブ66Eは、ディスク43Eの軸とほぼ平行な方向にディスク43Eから延びる。しかし、他の実施形態では、タブ66Eは他の方向に延びてもよい。タブ66Eは、漏斗57’に向かって延び、密封装置10Eが供給装置14’と係合するときに漏斗57’の突出部又はタブ59’と係合するような寸法及び構成である。上述のように、この係合によって、漏斗57’は、選択的に回転して容器の中身を供給するように密封装置10Eのディスク43E、36Eを駆動することができる。具体的には、漏斗57’は、外側ディスク43Eのタブ66Eと係合してこれを駆動することで外側ディスク43Eの回転を引き起こし、内側ディスク36Eと外側ディスク43Eとの連結によって、内側ディスク36Eの回転も引き起こす。
図24〜図26に示されるように、外側ディスク43Eは、ディスク43Eの穴の縁に配置されている掻取装置70Eを含む。これらの図面に示されるように、ディスク43Eの穴は概ね扇形の穴である。扇形の穴の一縁には、実質的に凹状の縁が設けられる。実質的に凹状の縁は、鋭角を形成する点又は縁で終わる。この縁は、回転させるとキャップ30Eの穴33Eと接触するような寸法及び構成である。縁が穴33Eを通過する際に、縁は、固着又は他の形で粘着した材料を穴33Eの外面から掻き取る。したがって、外側ディスク43Eの回転毎に、キャップ30Eの穴33Eに隣接してキャップ30Eの外面に粘着した材料が実質的に除去されるはずである。上述のように、この掻取接触面70Eには概ね凹状の形が設けられる。この形状は、掻き取られた材料が外側ディスク43Eの外面上に集まるのを防止するのに役立つことが示されている。しかし、他の実施形態では、この掻取接触面70Eに異なる構成を設けることができる。例えば、掻取接触面70Eの表面は実質的に平坦であってもよい。
密封装置のいくつかの実施形態では、添加孔(dosing hole)33Eの形状が変更されている。例えば、図24〜図27に示す実施形態では、キャップ部材30Eを通る添加孔33Eは実質的に円形である。しかし、図28〜図30に示す実施形態等の他の実施形態では、添加孔33Eはより矩形である。より具体的には、この形状は先端を切り取った扇形(truncated sector)、湾曲矩形又は湾曲台形である。このような実施形態では、粉末材料によっては円形よりもこの形状を有する密封装置10の方に付着しやすいことがわかっている。これは、材料が付着及び蓄積する場所が設けられる傾向があるこの構成の角に起因し得る。
図25〜図27に示す実施形態に示されるように、密封装置10Eには、キャップ30Eの添加孔33Eから中身を掃き出すように構成及び配置される弾性フィンガまたフリッパ68Eも設けられ得る。フィンガ68Eは、内側ディスク36Eからキャップ部材30Eの内面に向かって延びる。この構成及びキャップと内側ディスクとの間の公差によって、フィンガ68Eは概して、ほぼ常時キャップ30Eによって付勢されるか又は屈曲させられている。しかし、フィンガ68Eがキャップ30Eの添加孔33Eと実質的に一致すると、フィンガ68Eの弾性力がフィンガ68Eを、延びた実質的に屈曲していない位置(又は屈曲の小さい位置)に付勢し戻すことで、フィンガ68Eが添加孔33E内に延びることを可能にする。添加孔33E内に延びることによって、フィンガは、孔33Eから粉末のほとんどを取り除くのにほぼ十分な掃き出し、押し出し又は他の力の提供を行う。フィンガ68Eは、孔33Eが開放位置にあるように外側ディスク43が移動するとフィンガ68Eがキャップ30Eの孔33Eと一致するように、内側ディスク36Eの適切な位置に配置されることに留意されたい。換言すれば、フィンガ68Eは、内側ディスク36Eが孔33Eに対して閉鎖位置にあり外側ディスク43Eが孔に対して開放位置にあるときに、キャップ30Eの孔33E内に延びる。図27に最良に示されるように、フィンガ68Eは、内側ディスク36Eの窪み72の中に位置付けられる。この窪み72は、内側ディスク36Eから、キャップ部材30Eから離れるように全体的に延びる。このような構成にすれば、フィンガ68Eが(孔33Eと一致していないときに)屈曲する隙間がいくらか与えられることで、キャップ30Eと内側ディスク36Eとの間の摩擦を減らすことができる。
図25〜図27に示す実施形態と前掲の実施形態との1つの他の違いは、この実施形態の密封装置10E又はキャップ30Eに、湾曲状又は概ね漏斗形の内面が設けられることである。この表面の形状には、容器の中身を密封装置の穴に集めて流し込むという利点がある。したがって、キャップがこの形状を有する容器の中身は、より供給しやすくなり得る。
図13〜図27に示す計量及び供給用装置のより深い理解が、その動作の説明によって得られるであろう。供給用密封装置10Eは、粉末材料が充填されている容器12’に結合される。供給用密封装置10E及び容器は、図13に示すように、供給用入れ物14’の中で支持される。
容器12’の中の粉末又は粒状材料を供給することが望まれるとき、駆動部材22’を作動して漏斗57’を回転させる。漏斗57’の回転は、密封装置10Eのディスク36E、43Eを回転させる。具体的には、漏斗57’の突出部59’と密封装置10Eの外側ディスク43Eの突出部との係合が、漏斗57’から密封装置10Eに動力を伝達させる。外側ディスク43Eの作動は、内側ディスク36Eを上述のように回転させる。
粉末材料を容器12から供給すべきとき、回転可能ディスク36E及び43Eは、図3及び図3Aに示す位置にされる。図3及び図3Aは異なる実施形態を示しているが、主な動作原理のいくつかはこれらの2つの実施形態で一貫していることに留意されたい。したがって、ディスクの互いに対する相対位置を示すために、前の実施形態を参照することができる。図3及び図3Aに示されるように、内側ディスク36Eは、容器12の中身がキャップ部材30Eの穴33Eと連通することを可能にするように配置され(開放位置)、外側ディスク43Eは、キャップ部材30Eの穴33Eからの材料の流れを遮断するように配置される(閉鎖位置)。この位置で、容器12の中の粒状又は粉末材料がキャップ30Eの穴33Eに流れ込む。外側ディスク43Eがキャップ30Eの穴33E(又は計量チャンバ)からの材料の流れを遮断するため、特定の既知量の材料が穴33Eに流れ込んで穴33Eを充填することができる。
キャップ30Eの穴33Eの中に収容されている材料を供給するために、内側ディスク36E及び外側ディスク43Eを、図4及び図4Aに示す位置を経て図5及び図5Aに示す位置に回転させる。この位置では、内側ディスク36がキャップ部材30の穴33を遮断し、外側ディスク43は、材料がキャップ30の穴33から流れ出ることを可能にするように配置される。したがって、穴33の中の材料は、キャップ30の穴33から落ちることができる。さらに、図示されていないが、外側ディスク43Eが穴33Eを開かせている間、内側ディスクのフィンガ又はフリッカ68Eは、付勢又は屈曲位置から実質的に延びた位置に実質的に一致して弾性的に延びる。これらのフィンガ68Rが延びていることは、穴33Eの中に蓄積又は固着し得る付加的な材料のほとんどを除去するのに役立つ。
計量された量が供給されると、ディスクは、外側ディスク43Eがキャップ30Eの穴33Eを閉鎖又は遮断する位置に回転し続けることが好ましい。これは、密封装置10Eの穴33Eに水分が入るのを防止するのに役立つ。最も好ましくは、密封装置10Eのディスク36E、43Eは、内側ディスク36E及び外側ディスク43Eの両方が穴33Eを遮断又は閉鎖するように配置される位置で停止する。これらの好ましい位置の1つに移動している間、外側ディスク43Eの掻取装置70Eは、キャップ30Eの穴33Eの外縁又は外面を通過し、穴33Eの外面上の粘着、固着又は付着した材料と係合してこれらの材料を除去する。
粉末又は粒状材料が容器12から密封装置10Eを経て供給されると、材料は漏斗57’内に落ち、漏斗57’に入る水によって漏斗57’から洗い流される。漏斗57’の回転は、水が漏斗57’から全ての材料を洗い流すことを確実にするのに役立つ。化学薬品が水と混合されると、出口20’を経て供給することができる。
図28〜図30を参照すると、計量及び供給用密封装置10Fが示される。この計量及び供給用密封装置10Fは、図13に示す供給装置又は入れ物14’と共に動作するような構成及び寸法である。この計量及び供給用密封装置10Fは、前の実施形態で上述した3つの基本的構成要素(すなわち、キャップ部材30、回転可能ディスク36、及び回転可能ディスク43)から成る。しかし、この実施形態は、密封装置10Fを漏斗57’によって駆動させるための上述の突出タブ66F、供給用密封装置30Fの穴33Fを空にするのを補助する弾性フィンガ68F、外側ディスク43Fの掻取部材70F、及び、容器に対する密封装置10Fの全体的に凹状の形状等、図25〜図27に示す実施形態の多くの付加的な特徴も含む。これらの特徴の詳細な説明に関しては、上述の実施形態を参照されたい。この実施形態の説明は、前の実施形態とは実質的に異なるこの実施形態の特徴に焦点を当てる。
この実施形態と前の実施形態との1つの明確な違いは、キャップ部材30Fの穴33Fの形状である。前の実施形態では、添加孔33Fの形状は実質的に円形である。しかし、この実施形態では、添加孔33Fはより矩形である。より具体的には、この形状は先端を切り取った扇形、湾曲矩形、又は湾曲台形である。この構成によって、弾性フィンガ68Fを収納する凹部72Fも類似の形状を有する。
図29及び図30を参照すると、この実施形態に内側ディスク36Fから延びるフック状部材76Fが設けられることが理解できる。このフック状部材76Fは、密封装置10Fの穴33Fに向けた容器の中の供給可能な材料の撹拌、掻き混ぜ及び/又は駆動を行う。したがって、このような特徴があることで、容器を前の実施形態よりも空にしやすくすることができる。図示のように、フック状部材76Fは、キャップ30Fの内面に沿って隣接して全体的に延びる。フック状部材76Fは、キャップ30Fのほぼ凹状の外形に従うように全体的に湾曲してもいる。
図31〜図36は、図13に示す供給用アセンブリと共に用いられる別の密封装置10Gを示す。この密封装置10Gは、前の実施形態と共通の多くの特徴を有するが、前の実施形態とはわずかに異なる原理で動作する。前の実施形態は、キャップ30の静的な不動の開口又は計量チャンバ33を選択的に遮断及び遮断解除するために、2つの移動部材(例えば、ディスク36、43)を用いていた。しかし、この実施形態は、移動する計量チャンバを組み込むように、前の実施形態とはわずかに異なる構造になっている。
前の実施形態のように、この実施形態は、密封装置10Gに結合される容器12’からの中身の供給を計量するために、キャップ部材30G及び2つの可動部材36G、43Gを含む。しかし、この実施形態の密封装置10Gは、可動部材36G、43Gを前の実施形態とは多少異なる方法で構成する。キャップ30Gは概して、キャップ30Gの開口33Gに材料を集めて注ぐための全体的に凹状の形状、及び容器と係合する壁等、前の実施形態と共通の多くの特徴を有する。したがって、これらの特徴は深く説明しない。
図31〜図36に示すように、この密封装置10Gは、キャップ部材30Gと、外側ロータ又は回転ディスク43Gと、内側ロータ又は回転ディスク36Gとを含む。密封装置10Gはまた、バッフルプレート80Gと回転フック状部材又はアーム76Gとを含む。キャップ部材30Gは、容器に対して結合される内面と、外面とを有する。内面は、容器の中の材料を供給位置に導いてボトルをより空にしやすくするのに役立つように、全体的に凹状の形状である。外側ロータ43Gに隣接して配置されるキャップ30Gの外面は、概ね平坦である。この概ね平坦な表面は、供給された製品の付着又は他の蓄積を防止することがわかっている。キャップ部材30Gは、この概ね平坦な表面に2つの開口を有する。一方の開口34Gは、軸を受け入れるようにキャップ30Gの実質的に中心にある。他方の開口33Gは、全体的に中心からずれている。この第2の開口33Gは、容器12の中に収容されている材料を供給することができるキャップ部材の穴を画定する。
上述のように、外側ロータ43Gはキャップ30Gの外面に配置される。外側ロータ43Gは、ロータ43Gのピボットを画定するようにキャップ30Gを貫通する軸48Gを有する。図示のように、外側ロータ43Gは、キャップ30Gの穴33Gを選択的に遮断するような構成及び寸法の概ね扇状の形状を有する。外側ロータ43Gの回転によって、ロータは、キャップ30Gの穴33Gを選択的に遮断及び遮断解除する。上述のように、外側ロータ43Gは多くの方法で駆動することができる。しかし、図示の実施形態では、アーム又はタブ等の突出部材66Gが、外側ロータから概ね半径方向に延びる。上述のように、この突出部材66Gは、漏斗57’の突出部駆動部材59’ によって係合され且つ駆動される。上述のように、外側ロータ43Eは掻取部材70Gも有し、掻取部材70Gは、キャップ30Gの実質的に平坦な外面と係合して、固着、付着又は他の形で粘着した供給材料を除去する。
内側ロータ36Gは、キャップ30Gの内側に配置され、キャップの窪み82Gに収まる(図36)。前の実施形態のように、内側ロータ36Gは、一方のロータの回転が他方のロータの回転を引き起こすように、外側ロータ43Gに結合される。具体的には、図示のように、内側ロータ36Gは、外側ロータ43Gから延びる軸48Gに結合される。図36に最良に示されるように、内側ロータ36Gは、概ね円形の本体と本体を貫通する開口38Gとを有する。壁39Gがこの開口に隣接して概ね軸方向に延び、計量チャンバを少なくとも部分的に画定する。上述し以下でより詳細に説明するように、この計量チャンバは、所定量の製品を容器12の中からキャップ30Gの開口33Gに送るように内側ロータ36Gと共に回転する。開口38Gに隣接して配置されているこの壁39Gは、所定量の材料を供給位置に駆動するラムとして働く。いくつかの実施形態では、この壁39Gがキャップ30Gの穴33Gと一致していないときにわずかに撓み得るように、壁39G、又は内側ロータ36Gから延びる付加的な壁は、キャップ30Gに対する締まり嵌め(interfering fit)を有することができる。壁39Gは、穴33G、又はキャップ30Gの内面のわずかに突出した他の部材の上を通過するときに、穴33G又は突出部材に一瞬引っ掛かり得る。ロータ36Gが回転し続けることで壁39Gが十分に撓むと、壁39Gは撓みの小さい位置に弾性的に付勢され戻る。この付勢は、穴又は計量チャンバの中の粘着、固着又は圧縮された材料を取り除くのに十分な振動を引き起こす。
上述し図31、図35、及び図36に示すように、密封装置は、バッフルプレート80Gを含む。バッフルプレート80Gは、非回転式にキャップ30Gに結合される。バッフルプレート80Gは、内側ロータ36Gに隣接して配置される。バッフルプレート80Gは、キャップ30Gに結合されると、内側ロータ36Gを収納するための窪み82Gをキャップ30Gの中に少なくとも部分的に形成する。バッフルプレート80Gは、開口84Gを有し、開口84Gは、第2のロータ36Gがバッフルプレート80Gの開口84Gと適切に一致すると、容器12の中の材料がバッフルプレート80Gを通って移動して第2のロータ36Gの計量チャンバ38Gに入ることを可能にする。
最後に、上述のように、密封装置10Gは、バッフルプレート80Gに隣接して回転するフック状部材又はアーム76Gも含む。このフック状部材76Gは、容器の中の材料をバッフルプレート80Gの穴84Gに送るのに役立つ。
動作の際、ロータ36G、43Gは、容器から製品を選択的に供給するように回転させられる。ロータの回転中、内側ロータ36Gの穴30Gは、容器12の中身と連通させられる。具体的には、これは、内側ロータ36Gの穴38Gがバッフルプレート80Gの穴84Gと少なくとも部分的に一致するときに起こる。内側ロータ36Gが容器12の中身と連通している間、内側ロータ36Gの穴38Gに所定量の材料が充填される。内側ロータ36Gが回転すると、最終的に、内側ロータ36Gの穴38Gはバッフルプレート80Gの穴84Gと連通しなくなる。したがって、容器12からの材料は、ロータ36Gの穴38Gにそれ以上入ることができない。この時点で、内側ロータ36Gの中に収容されている材料は、容器の中身とも周囲環境とも連通していない。内側ロータ36Gの穴38Gがキャップ30Gの穴33Gとまだ一致していないため、これらの材料は、容器の外側の環境と連通していない。内側ロータ36Gの穴38Gがキャップ30Gの穴33Gと少なくとも部分的に一致すると、材料は内側ロータ36G及びキャップ30Gから出始めることができる。内側ロータ36Gが回転し続けることで、内側ロータ36Gの穴38Gの中に収容されている材料の全量がキャップ30Gの穴33Gを経て容器12から出るはずである。ロータがさらに回転すると、外側ロータ43Gがキャップ30Gの穴33Gの上を通過して穴33Gを遮断することができる。したがって、これによって、材料が供給されていないときに穴33Gに水分が入るのを防止することができる。外側ロータ43Gが穴33Gの上を通過すると、掻取部材70Gが付着又は他の形で粘着した材料をキャップ30Gから除去する。
本発明の供給用密封装置を、入れ物又は供給用アセンブリの特定の構成と組み合わせて説明してきた。任意のタイプの入れ物又は供給用アセンブリを、この供給用密封装置と組み合わせて動作できることが理解されるだろう。それらは必ずしも水を収容する入れ物供給用アセンブリを有する必要はない。例えば、それらを、液体が事前に入れられた別の容器の中に粉末材料が落ちていく入れ物の中で利用し、その中で支持することもできる。供給用密封装置を水を使用する入れ物又は供給用アセンブリと組み合わせて使う必要もない。水及びエーテルを含む水混和性並びに水不混和性の溶媒等の他の液体を使うこともできる。
さらに、本明細書で示す供給用密封装置は、他の容器と共に利用することができる。例えば、いくつかの実施形態では、容器は、各チャンバの中に別個の化学薬品が収容されている2つ以上のチャンバを有していてもよい。供給されるまで2つ以上の化学薬品を互いに分離するために、これらのチャンバを利用できる。1つの特定の例では、貯蔵不適合性があるため化学薬品を分離することが望ましい場合がある。このような実施形態では、密封装置に各チャンバと連通する穴を設けることもできる。その場合、完全に1回転させることで、各チャンバの中に収容されている材料を、密封装置の構成に応じて同時に又は順次供給することができる。
背景技術の項で上述したように、図示の密封装置の1つの特定の利点は、洗浄用途で供給される配合物に関してより高い融通性が得られることである。従来、最も一般的に供給される粉末である洗浄剤は、かなりの水分が粉末の中に浸透する場合、過剰な発熱を生み出さない配合に限られる。これは、一般に、容器内部の水蒸気の発生の可能性を防止するために、苛性アルカリ(一般にNAOH又はKOH)のレベルを約40%より低く抑える必要があることを意味した。しかし、本発明の計量及び供給用密封装置では、密封装置の構造によって水分が容器に入ることが不可能であるため、この制限は実質的に取り除かれる。したがって、発熱の危険がなく、70%まで程度の苛性アルカリ濃度でより強力な洗浄剤粉末を配合することができる。これは、単一の容器の中で40%から50%の「パワー」の増加に相当するであろう。
上述及び図示の実施形態は、一例としてのみ示されたものであり、本発明の概念及び原理に対する制限として意図されるものではない。したがって、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに要素やそれらの構成及び配置の様々な変更が可能であることが、当業者には理解されるであろう。例えば、上述の可動部材、ロータ又はディスクは、上述のもの以外の方法で移動することができる。具体的には、可動部材は、キャップの開口を選択的に遮断するために、開放位置と閉鎖位置との間で直線、曲線又は他の経路で移動する摺動部材も含み得る。さらに、本発明の或る特定の特徴及び要素の様々な代替形態が、本発明の具体的な実施形態を参照して説明される。互いに相容れない又は上述の各実施形態と矛盾した特徴、要素及び動作方法を除いて、特定の一実施形態を参照して説明された代替的な特徴、要素及び動作方法を、他の実施形態に適用可能であることに留意すべきである。
本発明の精神の範囲内のすべてのそのような且つ他の修正形態は、添付の特許請求の範囲によって定義された範囲内にあると意図されるものである。
本発明の様々な特徴が添付の特許請求の範囲に記載される。