KR100797226B1 - 감압밸브를 장착한 에어졸 스프레이 캔 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에어졸 스프레이 캔에 관한 것으로서 압축가스로 충전된 에어졸 스프레이 캔은 스프레이 밸브(14) 상류부분에 감압을 위해 밀폐 사이트(28)를 장착한 압력조절 밸브(10)가 필요하다. 알려진 실시예에서, 분무될 물질은 감압밸브 주위로 유동하고, 이것은 복잡한 하우징 구조를 필요로 한다. 본 발명은 감압밸브를 포함하는 향상된 에어졸 스프레이 캔을 제공한다. 에어졸 스프레이 캔의 끝부분에서, 밀폐 사이트(28)는 분무되는 물질이 압력실(26)을 통하지 않고 그냥 지나치는 방식으로 감압밸브(10)의 피스톤(22) 내의 중앙보어(58)를 거쳐 스프레이 밸브(14)로 통한다. 본 발명의 에어졸 스프레이 캔은 특히 간단한 디자인을 갖고, 피스톤(22)은 캔에 압력매체를 쉽게 충전시키기 위해 개방위치로 기계적으로 유지될 수 있게 하기 위해 외부로부터 접근이 용이한 것을 특징으로 한다.

Description

감압밸브를 장착한 에어졸 스프레이 캔 {AEROSOL SPRAY CAN WITH PRESSURE REDUCING VALVE}
본 발명은 캔 내부와 스프레이 밸브 사이에 감압밸브를 장착한 에어졸 캔과 관련이 있고, 밀폐 사이트 (closing site)의 하류 유출 방향으로 도시되어 있는 압력실은 압력 조절을 위해 제공되며, 압력실 내의 압력이 표준압력 이상으로 상승할 때, 예를 들어 헬리컬 스프링 또는 가스 압력 스프링과 같은 스프링력에 대해 밀폐 사이트(closing point)를 밀폐하여 피스톤이 이동 가능하다.
압축가스로 충전된 에어졸 캔에 대한 압력조절을 위해, 캔의 내부 압력이 약 10 bar로 충전되는 경우에 약 2 내지 4 bar의 표준압력을 제공하는 에어졸 캔의 스프레이 밸브는 상류에 압력조절밸브의 설치가 필요하다. 스프링 하중이 인가된 피스톤을 갖는 감압밸브는 이러한 목적을 위해 이미 알려져 있으며, 조절 압력이 상승할 때 압력조절된 밀폐 사이트를 밀폐한다. 하지만, 유출하는 에어졸은 이미 알려진 방법으로 실린더/피스톤 유닛 둘레를 유동하여 정교한 이중벽을 갖는 하우징구조가 필요하도록 한다. 상기 해법은 예를 들어 WO 01/09009 A1 및 FR 2 774 077 A1에서 기술되고, 여기서 FR 2 774 077 A1에 공개된 감압밸브는 분리된 통로를 통해 주위 환경과 연통하는 조절 스프링의 챔버를 포함한다.
본 발명의 목적은 종래의 실시예에 비해 제작이 용이하고 감압밸브를 장착한 스프레이 캔을 제조하는 것이다.
본 발명에 따라, 본 목적은 도입부에 기술된 형태의 스프레이 캔에 의해 달성할 수 있고, 압력조절을 위한 밀폐 사이트와 스프레이 밸브 사이의 연결은 피스톤의 중앙보어에 의해 제공된다.
본 발명에 따라 에어졸 스프레이 캔은 생산비용을 절감하기 위해, 에어졸을 실린더/피스톤 유닛 둘레로 안내하기 위한 추가 하우징벽이 필요 없는 장점을 제공한다. 예를 들어 밀폐 사이트의 조절에 이용되는 피스톤 로드(piston rod)의 두께가 약간 증가하는 것은 전혀 문제되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 에어졸 스프레이 캔은, 압력실을 통한 유동이 없으므로 피스톤 영역 내에서 압력 조절이 정확한 동적 발생에 의한 영향을 우려할 필요가 없다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 특히, 밀폐 사이트를 개방하는 그 위치내에 기계적으로 이동하는 방법으로 외부로부터 접근이 가능한 감압밸브의 피스톤이 제공된다.
상기 실시예에서, 외부 유동이 발생하는 감압밸브의 둘레와의 연결은 큰 비용을 들이면 단지 달성될 수 있지만, 문제를 수반하지 않는 충전과정을 가능하게 하고, 피스톤이 밀폐 위치 또는 적어도 개방 단면이 감소하는 위치내로 이동하는 것을 방지하고, 따라서 충전 과정은 그때 일어나는 외부로부터의 매우 고압력 하에서는 더욱 어려워진다. 이러한 경우 단부 멈추개는 바람직하게 피스톤과 하우징 사이의 임의의 접촉 지점의 손상을 방지하기 위해 피스톤의 개방 행정을 제한한다.
또는, 밀폐 사이트의 해제 위치에서 피스톤의 기계적 변위에 대해 캔 내부압력을 상당히 초과하는 외부로부터의 압력 충전의 경우, 캔 내부에 대해 개구부를 개방하는 어떤 종류의 초과압력밸브도 또한 제공할 수 있다. 하지만, 이것은 구조적 비용의 증가를 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 밀폐 사이트는 하우징상에 고정된 밀봉 요소(sealing element)와 피스톤 로드 사이에 또는 피스톤을 통해 축방향으로 이동 가능한 분리 요소 사이에서 형성된다.
가장 간단한 경우, 피스톤 및 피스톤 로드는 하나의 개체로 형성될 수 있고, 여기서 밀봉 요소는 바람직하게 피스톤 로드의 외주에 위치하고 밀폐 사이트 내의 중앙 보어에 대해 방사상 개구부를 밀폐한다. 이러한 방법으로, 캔 내부압력을 상당히 초과하는 외부로부터의 압력충전의 경우, 밀봉 요소가 밀폐 사이트를 개방하는 것도 생각할 수 있다.
또한, 대안적으로 밀봉 요소를 장착한 밀폐 사이트를 형성하기 위해 분리된 밀폐요소를 제공하는 것도 생각할 수 있고, 이 밀폐요소는 압력 강하의 경우에는 피스톤 로드에 의해 밀봉 요소로부터 이탈하는 위치로 이동할 수 있다.
유체의 통과 영역과 압력실과의 연결은 밀폐 사이트에 연결된 피스톤 로드 둘레의 환형 홈 또는, 압력실을 통과하는 에어졸 유동이 없이 접속이 원활한 피스톤 로드 내의 방사상 보어에 의해 이루어질 수 있다.
방사상 보어가 없는 피스톤 로드의 실시예는 전면 단부에서 개방되고, 에어졸의 유동을 확실히 하기 위해 이 영역 내에 측면 슬릿으로 구성된다.
본 발명에 있어서 에어졸 스프레이 캔의 장점은 특히 그의 외벽이 내부면에서 압력실의 경계를 한정하고 밀폐 사이트의 밀봉 요소를 지지하는 감압밸브에 대해 하우징을 제공할 수 있다. 헬리컬 스프링이나 가스압력 스프링이 그 예인 감압밸브의 스프링은 하우징과 피스톤 사이에 배치되고, 바람직하게 하우징의 실린더벽과 함께 잠금, 압축, 용접 및/또는 접착되는 하우징 삽입체(insert)상에 지지된다. 스프링이 배치된 하우징과 피스톤 사이의 공간은 바람직하게 에어졸의 침투로 발생하는 압력조절부상에 영향을 끼치는 것을 피하기 위하여 캔 내부쪽으로 압력 밀봉된다. 본 발명에 따른 스프레이 캔의 압력 밸브의 효율적인 공간 구조는 최대 피스톤 직경을 제공하며 이에 대응하는 피스톤 스프링력의 적응, 이러한 방법으로 정확한 압력 조절의 최적화를 제공할 수 있다. 또한 가스압력 스프링을 구성하는 압력가스 쿠션은 하우징과 피스톤 사이의 공간에서 밀봉 상태로 개방된다.
실시예는, 첨부된 도면에 의해 상세히 기술될 것이다.
도 1은 압축되지 않은 빈 상태의 스프레이 캔의 감압밸브를 도시한 단면도,
도 2는 캔이 충전된 후 정지 밀폐위치에 있는 도 1의 감압밸브,
도 3은 압축되지 않은 빈 상태의 감압밸브의 추가 실시예를 도시한 단면도,
도 4는 캔이 충전된 후 정지 위치에서 도 3의 감압밸브를 도시한다.
도 1에서 밸브커버(12)와 밀봉 연결된 감압밸브(10)는 바람직하게 얇은 금속 시트 또는 알루미늄 시트로 제조되고 또한 압력 밀봉 방법으로 에어졸 스프레이 캔(도시되지 않음)을 밀폐한다. 스프레이 밸브(도시되지 않음)는, 상세히 도시되지 않지만 스프레이 헤드를 누름으로써 캔 내용물의 분무를 직접적으로 가능케 하며 감압밸브(10)의 헤드 부분에 제공된다.
감압밸브(10)는, 실제적으로 스프레이 밸브(14), 압축 스프링(24)과 피스톤면상에 작용하는 압력실(26) 내의 조절압력 사이에서 평형을 유지하는 이동 가능한 피스톤(22) 및 피스톤 로드(30)를 통해 피스톤(22)에 의해 작동될 수 있는 압력조절을 위한 밀폐 사이트(22)를 수용하고 밸브커버(12)와 연결을 제공하며 후방에서 하우징 삽입체(20)에 의해 밀폐되는 원통형 형상의 일체화된 영역(18)이 있는 하우징(16)으로 구성된다. 하우징(16)은 압력실(26)의 외벽을 구성하고 하우징(16) 내에서 피스톤(22)에 대해 동축방향으로 이동 가능한 밀폐요소(34)와 함께 밀폐 사이트(28)를 구성하는 O링 형상의 밀봉요소(32)를 지지한다. 압축 스프링(24)력에 의한 압력으로 위치된 피스톤(22)과 함께 안정 스프링(36)은 밀폐요소(34)를 밀봉요소 (32)상에 유지한다.
압력실(26)과 밀폐 사이트(28)의 연결은 피스톤 로드(30)를 둘러싸고 유지 삽입체(40)에 의해 외부가 둘러싸여지며 밀봉요소(32)에 대해 축방향으로 지지하는 환형 홈(38, an annular groove or conduit)을 통해 이루어진다.
도 1 내지 도 4에서, 대안적으로 압축 스프링은 헬리컬 스프링(25)(도면의 우측 반) 및 압력가스 쿠션(27)(도면의 좌측 반)의 형태로 나타내어진다.
하우징(16)과 피스톤(22) 사이에 헬리컬 스프링(25)을 수용하기 위한 공간은 피스톤(22)과 하우징(16) 내벽 사이의 O링(42) 및 하우징에 삽입되고 또한 헬리컬 스프링(25)을 지지하기 위해 사용되는 지지요소(44)와 하우징(16) 내벽 또는 이 영역 내의 피스톤 로드(30) 외벽 사이의 두개의 추가되는 O링에 의해 제공된다. 멈추개(46)는 하우징 측면에 제공된 제 2 멈추개(48)가 개방위치의 피스톤 행정을 제한함과 동시에 하우징 삽입체(20) 영역 내의 피스톤(22) 행정을 제한한다.
에어졸의 유동은 에어졸 스프레이 캔 바닥 부근 내로 연장하는 튜브나 호스(50), 밀폐요소(34)를 수용하는 하우징(16)실 내를 통과하는 하우징 연결부(52)를 통해, 그리고 제 2 멈추개에 위치할 때에도 유동 단면을 제공하며 멈추개(48)의 전면에 있는 슬릿(54)을 통해, 하우징(16) 내의 종단적 홈(53)을 통해, 밀폐 요소(34)의 외부를 따라 피스톤 로드 내의 중앙보어(58) 내부로 스프레이 헤드(상세히 도시되지 않음)를 장착한 스프레이 밸브(14)까지 피스톤 로드(30)의 전면 영역에 있는 제 2 슬릿을 통해 초기 발생한다. 밀폐 사이트(28)와 스프레이 밸브(14) 사이의 설정되어야 하는 압력 조절은 또한 스프레이 밸브(14)를 통해 유동하는 에어졸 없이 압력실(26)내의 환형 홈(38)을 지나 작동한다. 압력실(26)내의 에어졸의 교환은 피스톤(22)의 행정 과정중의 유입 및 유출을 통해 발생한다. 또한 압력실을 통한 지속적인 유동은 중앙 보어(58)의 유입 개구부가 압력실(26) 영역에 배치되면 가능하다.
도 1에 도시된 압력조절 밸브의 초기 위치에서, 캔은 아직 충전되지 않고, 즉 캔 내부에는 압력이 가해지지 않으며, 스프레이 밸브(14)와 캔 내부 사이의 연결이 개방되도록 압축 스프링(24)은 피스톤(22) 및 밀폐요소(34)를 제 2 멈추개(48)에 대해 위치시킨다. 안정 스프링(36)은 피스톤(22)의 더욱 강한 압축 스프링(24)력에 의해 압축된다.
캔을 충전하기 위해, 감압밸브(10) 내의 압력증가로 인해 발생하는 밀폐 사이트(28)의 단면부의 압력 감소 없이 충전 과정을 촉진하기 위해 고 충전압력으로 캔을 충전할 수 있도록 이른바 스템(stem)으로 구성된 디프레서(60)(depressor)에 의해 피스톤(22)을 상기 개방위치에서 기계적으로 유지하는 것이 가능하다.
삭제
충전과정의 최종상태에서, 디프레서(60)는 해제되어, 피스톤이 에어졸 스프레이 캔 내부의 고 압력하에서 도 2에 도시된 위치내로 위치되도록 한다. 이 위치에서, 피스톤 로드(30)는 밀폐 요소(34)의 전면을 이탈하고, 후자는 약 3 bar의 소망 조절압력이 압력실(26)내로 도달하는대로 캔 내부 압력에 의한 안정 스프링력에 의해 밀봉요소에 대해 압축된다.
스프레이 밸브(14)의 개구 후, 스프레이 밸브(14)와 밀폐 사이트(28) 사이의 영역의 압력이 강하하면, 피스톤(22)에 가해진 힘이 감소하여, 밀폐 요소(34)가 밀봉 요소(32)로부터 이탈하고 에어졸의 유입에 이어 조절압력이 압력실(26)내에 도달하고 밀폐 사이트(28)를 밀폐할 때까지 압축스프링(24)이 밀폐 요소(34)와 함께 피스톤을 재이동시키도록 한다. 캔의 내용물을 연속적으로 분무하면서 밀폐 사이트(28)의 영역 내에서 평형상태에 도달하고, 이것은 연속적으로 반복되는 피스톤(22)에서 발생하는 밀폐 움직임 없이 소망 압력의 하강을 제공한다.
압력 조절의 정확성을 향상시키기 위해, 가능한 최대 피스톤 직경을 갖는 것이 바람직하고, 여기서 압축 스프링(24)력은 소망 조절압력과 물론 조화를 이루어야 한다.
추가 실시예에서 감압밸브(110)는 도 3의 단면도로 도시되며, 그의 주요부는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 대응한다. 따라서, 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호로 나타난다.
차이가 존재하는 것은 홀더 삽입체(140)와 하우징 숄더(141)사이에 클램프된 와셔(132)와 함께 밀폐 사이트(128)를 구성하는 하부 영역(156)에서 변경되는 밀폐 사이트(128)와 피스톤 로드(130)의 영역이다. 보어(58)가 다시 제공되는 피스톤 로드(130)는 전면 단부(131)에서 밀폐되고, 여기서 슬릿(154)은 하우징 접속부(52)로부터 밀폐 사이트에 제공된 환형 챔버(129, an annular chamber)내부로 에어졸 유입을 가능하게 하는, 하우징 멈추개(48) 영역에 다시 제공된다. 피스톤 로드는 피스톤(22)의 개방 위치에서 환형 챔버(129)와 피스톤(22) 내의 보어(58) 사이의 연결을 제공하는 제 1 방사상 보어(137)를 장착한다. 제 2 방사상 보어는 피스톤(22) 내의 보어(58)와 압력실(26) 사이의 연결을 제공하여 이미 도 1 및 도 2와 관련하여 기술한 것처럼 소망 압력조절을 실행하도록 한다.
삭제
도 3에 도시된 위치에서, 스프레이 캔이 충전되지 않고 압력이 가해지지 않은 상태에 있는 경우에 피스톤의 피스톤 로드(130)는 압축 스프링(24)력에 의해 제 2 하우징 멈추개(48)상에 위치한다. 이러한 경우, 제 1 방사상 보어(137)는 단면이 개방되도록 와셔(132)에 대해 축방향으로 오프셋되어 위치한다.
필요하다면, 밀폐 사이트(128)의 개방 단면을 증가시키는 위치에서 피스톤(22)을 빠르게 유지시키는 디프레서(60)의 도움에 의해 스프레이 캔의 압력을 충전한 후, 압력실(26) 내를 지배하는 압력이 압력 스프링(24)력에 의해 피스톤을 우치시키는 도 4에 도시된 위치에 있게 하고, 방사상 보어(137)는 피스톤 로드(130)의 외주에 대해 밀봉적으로 정지시키는 와셔(132)의 하류 영역으로 이동되고, 이런 방법으로 와셔(132)의 하류 영역에 대해 하우징 접속부(52)를 지배하는 약 10 bar의 고압력으로 밀봉하여 약 3 bar의 조절 압력을 스프레이 밸브(14)가 가지게 된다.
전체 주변 영역이 링 형상인 이동 후크(134)는 와셔의 최적 위치를 제공하여긴 시간동안 양호한 밀봉 효과를 보장하도록 한다,
예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 방사상 보어(138)는 환형 홈(38)으로 대체되거나 또는 상기 언급한 보완적인 방법으로 제공될 수 있으며, 또한 헬리컬 스프링과 함께 적합한 특성선을 구비한 가스압력 스프링을 채용하는 것이 또한 가능하다. 일반적으로, O 링(42)에 의해 구성되는 밀봉 사이트와 밀봉 요소(32)의 밀봉 사이트 사이에서 또는 밀폐 사이트(28,128) 영역 내의 와셔(132)의 직경비를 증가시킴으로써 압력 조절의 정확성을 향상시키는 것이 가능하다. 밀봉 요소(32) 또는 와셔(132)의 직경이 임의로 감소될 수 없기 때문에, 증가된 피스톤 직경의 예측은 가능하지만, 캔의 체적이 너무 많이 감소되어서는 안된다. 대부분의 실시예에서, 조절 압력을 2 bar 내지 3 bar로 시도하는 것이 충분하고, 여기서 이 범위내에서의 변동은 안전하며, 실용적인 필요성에 대응하는 기하학적 조건으로 쉽게 얻을 수 있다.
감압밸브(10)는 스프레이 밸브와 함께 구조적인 유닛일 필요는 없다. 대신에, 감압밸브를 분리하여 제작하고 호스나 튜브로 스프레이 밸브의 상류에 연결시키는 것을 생각할 수 있다. 이러한 경우, 디프레서의 실행이 제한적인 방법에 의해서만 가능하지만, 스프레이 밸브를 장착한 밸브 헤드에 대해 현존하는 제작 설비에 의존할 가능성이 있다.

Claims (10)

  1. 압력실(26)은 밀폐 사이트(28,128)의 유출방향 하류에 있고, 압력 조절을 제공하며, 압력실(26)내에서 피스톤(22)은 압력실(26)내의 압력이 표준 압력 이상으로 상승할 때, 헬리컬 스프링(25) 또는 가스 압력 스프링(27)과 같은 압력 스프링(24)력에 대해 밀폐 사이트(28,128)를 밀폐하며 이동할 수 있는 캔 내부와 밀폐 가능한 스프레이 밸브(14) 사이에 감압밸브(10,110)를 장착한 에어졸 스프레이 캔에 있어서,
    밀폐 사이트(28,128)와 스프레이 밸브(14) 사이의 연결은 피스톤(22) 내의 중앙 보어(58)를 통해 발생하는 것을 특징으로 하는 에어졸 스프레이 캔.
  2. 제 1 항에 있어서,
    압력실은 유동로의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 에어졸 스프레이 캔.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    피스톤(22)은 밀폐 사이트(28,128)를 해제하는 위치로 에어졸 캔에 장착된 압력제어 밸브(10,100)와 함께, 기계적으로 이동하는 방법으로 외부로부터 접근 가능하며 개방행정을 제한하기 위한 최종 멈추개(48)가 제공되는 것을 특징으로 하는 에어졸 스프레이 캔.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    밀폐 사이트(28,128)는 하우징(16)상에 고정된 밀봉 요소(32,132)와 피스톤 로드(130) 또는 피스톤(22)을 통해 축방향으로 이동할 수 있는 분리 요소(34) 사이에 형성되고, 밀봉 요소(132)는 피스톤 로드(130)의 외주에 놓이고 중앙 보어(58)내의 방사상 개구부(137)를 밀봉 위치에서 캔 내부를 향해 밀봉하며, 또는 분리 밀폐 요소(34)는 압력이 떨어질 때 밀봉 요소(32)에서 하강하는 위치로 피스톤 로드(30)에 의해 이동할 수 있는 밀폐 사이트(28)를 구성하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 에어졸 스프레이 캔.
  5. 제 4 항에 있어서,
    압력실(26)은 피스톤 로드(30,130)의 영역 주위로 연장하고, 방사상 보어(13 8)는 피스톤 로드(30,130)내의 보어(58)와 압력실(26)을 연결하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 에어졸 스프레이 캔.
  6. 제 4 항에 있어서,
    에어졸 스프레이 캔의 전방영역에서 피스톤 로드(30)는 개방되고 측면 슬릿을 갖는 것을 특징으로 하는 에어졸 스프레이 캔.
  7. 제 4 항에 있어서,
    캔 내부 압력을 상당히 초과하는 압력을 외부로부터 충전하는 경우 캔 내부로 개구부를 해제하는 소정의 개방 지점이 제공되고, 캔 내부 압력을 상당히 초과하는 압력을 외부로부터 충전하는 경우 밀봉 요소(132)는 밀폐 사이트(128)를 해제하는 것을 특징으로 하는 에어졸 스프레이 캔.
  8. 제 4 항에 있어서,
    밀봉 요소(32,132)를 지지하는 하우징(16)의 외벽은 내부면에서 압력실(26)의 경계를 정하고, 헬리컬 스프링(25) 또는 압력 가스 스프링은 하우징(16)과 피스톤(22)사이에 배치되며, 압력 스프링(24)이 배치되는 하우징(16)과 피스톤(22) 사이의 공간은 캔 내부에 대해 압축밀봉되는 것을 특징으로 하는 에어졸 스프레이 캔.
  9. 제 8 항에 있어서,
    삽입체(20,44)는 하우징상에 압력 스프링(24)을 지지하기 위해 하우징(16)의 원통벽에 고정, 가압, 용접 또는 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 에어졸 스프레이 캔.
  10. 압력실은 압력조절을 위해 제공되고, 밀폐 사이트의 유출방향 하류에 있으며, 피스톤은 압력실 내부의 압력이 표준 압력 이상으로 상승할 때, 헬리컬 스프링 또는 가스 압력 스프링과 같은 스프링력에 대해 압력실 내에서 밀폐 사이트를 밀폐하며 이동할 수 있는 에어졸 스프레이 캔에 장착하기 위한 감압밸브에 있어서,
    상기 감압밸브는 호스 또는 튜브 수단에 의해 상류와 연결될 수 있고, 피스톤내의 중앙 보어에 의해 밀폐 사이트와 스프레이 밸브가 연결되는 것을 특징으로 하는 감압밸브.
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