KR100886335B1 - 폼 형성 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입구와 출구가 각각 설치된 공기 펌프와 액체 펌프를 포함하고, 상기 각 펌프의 출구와 연통하는 혼합실과, 폼 개구를 갖고 상기 혼합실과 연통하는 유출 채널을 구비하는 분배 부분, 및 공기와 액체를 각각 도입하여 분류하기 위해 각 펌프의 각 입구와 출구에 있는 밸브를 부가로 포함하는 액체 용기에 특히 적합한 폼 형성 유닛에 관한 것이며, 하나 이상의 밸브는 단일 구성 소자로 상기 공기 펌프 또는 액체 펌프와 일체로 형성된다.

액체 펌프, 공기 펌프, 폼 형성 유닛, 밀봉 리브, 밸브, 혼합실, 유출 개구.

Description

폼 형성 유닛{Foam forming unit}

본 발명은 청구범위 제12항의 전제부에 따른 공기 펌프와 액체 펌프를 포함하는 액체 용기와 조합하여 사용하기 위한 폼 형성 유닛(foam forming unit)에 관한 것이다.

상기 폼 형성 유닛은 예를 들면 국제 특허 출원 WO-A-99/54054호에 공지되어 있고, 상기 공보에는 공기 흡입부와, 혼합실, 및 폼 출구를 갖는 스프레이 헤드를 구비하는 액체 용기용의 폼 분무 장치가 개시되어 있다. 공기를 위한 제 1 피스톤 실린더 유닛과 액체를 위한 제 2 피스톤 실린더 유닛은 상기 스프레이 헤드와 액체 용기 사이에 설치되어 있다. 각 유닛은 입구와 출구 밸브에 고정된다. 이들 유닛은 서로 협동하도록 결합된다.
다른 국제 특허 출원 WO-A-97/13585호에는 폼 분배 장치가 개시되어 있고, 이 공보는 동심적인 공기 펌프와 액체 펌프의 조작 유닛과 액체 용기를 포함한다. 각 펌프는 그 내부에서 변위가능한 피스톤과 입구 및 배출구를 갖는 피스톤실을 구비한다. 조작 부품은 양 펌프를 동시에 작동한다. 공기 펌프는 조작 부품에 의해 활동적으로 작동되는 이중 작동식 차단(shut-off) 장치를 갖고 공기의 입구와 배출구 양자를 차단한다. 상기 유닛 내에서 발생하는 압력 차이에 의해 개방되는 패시브(passive) 차단 밸브가 필요하지 않고 조작 부품에 의해 활동적으로 작동하는 차단 장치가 이러한 폼 형성 유닛의 주 특징인 것이 상기 공보에 명확하게 설명되어 있다. 더욱이, 이러한 폼 형성 유닛이 양호한 폼, 즉 정확한 직물(texture)의 폼을 생성할 수 있을지라도, 이러한 공지된 폼 형성 유닛은 다른 재료로 제조되는 많은 수의 구성 요소들로 구성되어 있다. 그래서, 상기 폼 형성 유닛의 제조 비용은 비교적 비싸다.
더욱이, 미국 특허 공보 제4,057,176호에는 액체 제품 용기로 사용하기 위한 왕복 이동형 핑거 펌프가 기술되어 있고, 이 펌프는 중심 밸브를 구비하는 축압기 캡의 슬리브에 동축적으로 장착되어 스프레이 노즐을 포함하는 관형 하우징과 조합된다. 밸브 개구는 용기 내로 통과하는 딥(dip) 튜브로 안내된다. 관형 하우징이 눌러진다면, 중공 피스톤은 스프링의 장력에 대해 구동된다. 분무화 스프레이를 제공하기 위하여, 두개의 연속적인 하향 행정이 필요하다. 이 펌프는 가스, 증기 또는 분말과 같은 다른 제품이 분무화될지라도 액체를 스프레이하기 위해서만 구성된다. 그러나, 본 발명에서와 같은 폼을 제공할 수는 없다.

본 발명의 목적은 종래 기술에 공지된 바와 같은 폼 형성 유닛을 개량하는 것이다.

이러한 목적을 위해, 본 발명에 따른 폼 형성 유닛은 청구범위 제12항의 특징부에 의해 특정된다. 모든 소자들의 상호 관련된 기능을 단일의 일체로 형성된 부품과 조합하므로써 구성 요소 부품들의 수는 감소되고, 그 결과 제조 비용도 절감된다.
압력 차이에 의해 용이하게 구부러질 수 있는 실린더 또는 디스크와 같은 밸브의 얇은 막을 제공하는 것이 특히 양호하다.
본 발명의 다른 양호한 이점은 종속 청구항으로부터 유도된다.

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본 발명이 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부된 도면을 참조하여 하기에 더 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 폼 분배 조립체의 단면 사시도.

도 2는 도 1의 폼 분배 조립체의 일 단부측 위치(상태)를 도시하는 단면도.

도 3은 도 1의 폼 분배 조립체의 다른 단부측 위치(상태)를 도시하는 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 폼 형성 유닛의 다른 실시예의 단면도.

각 도면에서 동일한 참조 부호가 동일한 구성 요소에 각각 사용된다.

도 1의 단면 사시도에는 액체 용기(1)와 폼 형성 유닛(2)으로 구성되는 폼 분배 조립체가 도시되어 있다. 폼 형성 유닛(2)은 공기 펌프(3)와 액체 펌프(4)를 포함하고, 이들 펌프 각각에는 입구와 출구가 설치되어 있다. 공기 펌프(3)의 입구는 주위 환경과 연통하는 반면에, 액체 펌프(4)의 입구는 액체 용기(1)의 내용물과 연통한다. 폼 형성 유닛(2)은 공기 펌프(3)와 액체 펌프(4) 양자의 출구와 연통하는 혼합실(5)을 부가로 포함한다.

상기 조립체의 정상 부분에는 폼 개구(8)를 갖는 유출 채널(7)을 구비하는 분배 부분(6)이 위치되어 있다. 유출 채널(7)은 혼합실(5)로부터 폼 개구(8)까지 이어진다. 하나 이상의 폼 형성 소자는 이 채널(7)에 통상적으로 배치되어 있다.

각 펌프(3, 4)의 입구와 출구 양자에는 공기 또는 액체를 각각 도입하여 분배하기 위한 각각의 밸브(9, 10, 11, 12)가 설치되어 있다. 액체 펌프(4) 입구에 있는 밸브(12)는 도 2 및 도 3에 다른 방식으로 도시되어 있다.

액체 펌프(4)는 밸브(12)가 장착되는 홀더 소자(17)의 내부 부분에 대해 변위가능한 중공 실린더형 피스톤(14)으로 형성된 압력실(13)을 포함한다. 또한 용어 "피스톤"은 이동되는 펌프의 부분을 의미하는 것으로 이해하면 된다(도 2와 도 4 비교). 따라서, 압력실(13)은 입구 밸브(12)와, 출구 밸브(11) 및 액체 펌프(4)의 피스톤(14) 사이에 배치되어 있다. 또한, 공기 펌프(3)는 원통형 홀더 소자(17)의 외부 부분에 대해 변위가능한 중공 실린더형 피스톤(16)으로 형성된 압력실(15)을 포함한다. 공기 펌프(3)의 압력실(15)은 입구 밸브(10)와 출구 밸브(9)에 의한 일 측면과 두 펌프들(3, 4)의 피스톤들(14, 16)과 홀더 소자(17) 사이의 다른 측면상에서 경계져있다. 이들 중공 실린더형 피스톤은 서로에 대해 동심적으로 배치되어 있다.

두 펌프들(3, 4)을 조작하기 위한 조작 부재(6)는 공기 펌프(3)의 피스톤(16)과 일체로 제조된다. 조작 부재(6) 또는 공기 펌프(3)의 피스톤(16)은 액체 용기(1)에 폼 형성 유닛(2)을 유지하는 홀더 소자(17)에 미끄럼가능하게 배치되어 있다. 조작 부재(6)의 변위시에, 이러한 운동은 공기 펌프(3)를 작동시키기 위해 피스톤(16)상에 직접 전달된다. 조작 부재(6)가 변위될시에, 액체 펌프(4)가 작동하여 커플링 소자(18)가 액체 펌프(4)의 피스톤(14)과 조작 부재(6) 사이에 배열되고, 이 커플링 소자는 조작 부재(6)의 변위력을 액체 펌프(4)의 피스톤(14)에 전달한다. 마지막으로, 분배 부분(6)은 조작 부재와 동일한 것임을 주목해야 한다.

도 1은 밸브들(9, 10, 11)이 구성 요소 소자들(14)상에 형성된 소정 두께의 막으로 형성되는 것을 명확하게 도시하고 있다. 약 1㎜의 구성 요소 소자(14, 18)의 벽 두께에서, 원통형 막들(9, 11)의 두께는 예를 들면 0.2㎜이다. 밸브(10)는 동일한 두께를 갖는 디스크 막으로 형성된다. 밸브들(9, 10, 11)은 단일 구성 요소 소자(14, 18)를 형성하기 위해 공기 펌프(3) 또는 액체 펌프(4)와 동시에 플라스틱으로 사출 성형, 즉 동일한 플라스틱 재질의 단일편으로 성형된다. 본 발명의 이해를 위해, 커플링 소자(18)가 공기 펌프(3)의 일부로 간주되는 것을 주목해야 한다.

커플링 소자(18)는 분배 부분(6)을 향해 안내되는 측면상에서 두개의 원형 시트들(28, 29)을 갖는 신장부(27)를 구비한다. 이들 시트에는 예를 들면 미세 메시 스크린(fine-mesh screen)(도시 생략) 형태인 하나 이상의 폼 형성 소자가 배치되어 있다. 도 4의 실시예에서, 폼 형성 소자는 또한 커플링 소자(18)의 신장부(27)에 배치되나, 이 경우에 커플링 소자(18)의 사출 성형중에 함께 성형되는 홀(30)을 갖는 벽에 의해 형성된다. 양호한 폼 작용을 위해, 상기 홀은 약 0.2㎜의 최대 직경을 갖고, 이들이 놓이는 벽은 약 0.2㎜의 두께이며, 그 벽은 100 내지 200 사이의 홀들, 적합하게는 약 150 홀들을 포함한다. 이러한 사양은 미용 제품을 위한 폼 형성 유닛에서 적당한 단일 방법으로 사용된다.

폼 형성 유닛(2)의 제 2 실시예가 도 4에 도시되어 있고, 액체 펌프(4)의 출구 밸브(11)는 피스톤(14)의 상부 엣지와 함께 작용하는 별개의 원추형 스톱퍼로 형성된다. 이 스톱퍼(11)상에는 홀들(30)을 갖는 벽에 접촉하는 로드(31)가 있다. 치수 및 재료 선택을 통해서 이러한 폼 형성 소자(30)는 결정된 가요성을 얻으므로, 스톱퍼(11)와 로드(31)를 통해서 전달된 압력실(13)에 형성된 압력의 영향 하에서 변형될 수 있다. 따라서, 이 경우에 폼 형성 소자(30)는 로드(31)와 함께 밸브(11)를 폐쇄하기 위해 작용한다. 압력실(13)내의 압력이 폼 형성 소자(30)의 저항보다 크게될때, 이 밸브는 개방된다.

액체가 폼 분배를 위해 용기로부터 펌프될때 주위 환경으로부터의 액체 용기(1)를 공기로 채우기 위해 홀더 소자(17)에 공기 홀(19)이 배열되어 있다. 폼 분배 조립체의 비가압된 일 단부측 위치(상태)에서(도 2 참조), 공기 홀(19)은 공기 피스톤(16)의 두 개의 밀봉 리브들(20, 21) 사이에 위치되어 있다. 이들 밀봉 리브들(20, 21)은 도 2에 도시된 위치(상태)에서 조립체가 이 위치에 대해 하향으로 전도(upside)된 상태로 유지될때에 액체가 외측으로 빠져나가지 않는 것을 보장한다. 도 3에 도시된 다른 단부측 위치(상태)에서, 외부로부터의 공기는 용기(1)를 공기로 채우기 위해 액체 용기(1)내로 흐른다.

도 2 및 도 3에 도시된 위치는 조립체의 두 개의 단부측 위치(상태)를 나타낸다. 이들 두 위치 사이에서는 하향으로(도 2의 위치로부터 도 3의 위치까지) 및 상향으로(도 3의 위치로부터 도 2의 위치까지) 각각의 행정을 한정한다. 상향 행정은 공기 뿐만 아니라 액체가 각 압력실(13, 15)로 도입되는 흡입 행정인 반면에, 하향 행정은 공기와 액체가 압력실(13, 15)로부터 혼합실(5)까지 가압되는 분배 행정이다.

도 2와 도 3을 참조하여 폼 형성 유닛의 작동을 설명하는데, 먼저 도 3으로부터 시작한다. 조작 부재(공기 피스톤 ; 16)와, 커플링 소자(18) 및 액체 피스톤(14)은 폼 분배 조립체의 작동중에 전체를 형성하고, 따라서 일반적인 용어 "피스톤"으로 하기에서 설명된다. 피스톤(14, 16, 18)과 홀더 소자(17) 사이에는 도 2에 도시된 위치에서 하중이 걸리지 않는 스프링(22)이 있다.

도 3에서, 피스톤(14, 16, 18)은 그 압축된 위치에 있고, 스프링(22)의 스프링력에 의해 상향으로 가압되는 지점에 있다. 상향 행정 중에, 공기 펌프(3)의 압력실(15)의 용적은 크게되고, 이에 의해 압력은 주위 압력보다 낮게된다. 이러한 압력 차이로 인해, 공기 펌프(3)의 입구 밸브(10)는 개방되고, 주위 환경과 공기 압력실(15) 사이에서 연결 상태가 실행된다. 이것은 액체 펌프(4)의 압력실(13)내의 용적을 위해 적용된다. 여기서, 용적이 너무 증가하면, 압력이 떨어지고 액체가 액체 용기로부터 상승 튜브(23)를 거쳐서 도입된다. 그 위에 배열된 밀봉 리브(24, 25)를 갖는 액체 피스톤(14)이 하향으로 변위되고 통로가 압력실(13)에 대해 입구 밸브(12)와 피스톤(14) 사이에 형성되기 때문에 입구 밸브(12)를 거친 액체 흡입은 가능하다.

펌프는 그 최상부 위치에 있고(도 2), 공기 압력실(15)과 액체 압력실(13) 양자는 공기와 액체로 각각 채워진다. 스프링(22)의 스프링력에 피스톤(14, 16, 18)과 홀더 소자(17) 사이의 마찰력을 더한 것 보다 큰 하향력이 피스톤(14, 16, 18)상에 가해지면, 피스톤(14, 16, 18)은 하향으로 변위된다. 공기 압력실(15)내의 용적이 감소되고 그 압력이 증가하므로써, 상향 행정에서 개방되는 입구 밸브(10)는 가압되어 닫혀지는 반면에, 출구 밸브(9)는 개방된다. 동일한 것이 액체 압력실(13)의 용적을 위해서 적용되므로, 입구 밸브(12)는 액체 펌프(4)의 입구를 폐쇄하도록 압력 상승에 의해 그 시트에 가압된다. 또한, 액체 펌프(4)의 출구 밸브(11)는 액체 압력실(13)내에서 상승된 압력에 의해 개방된다.

공기와 액체는 혼합실(5)에 함께 들어온다. 공기 유동 및 액체 유동이 서로 충돌하기 때문에 이들은 잘 혼합된다. 혼합물이 하나 이상의 홈 형성 소자를 통해서 운송된 후에, 폼은 유출 채널(7)을 거쳐서 조립체의 분배 부분(6)의 폼 개구(8)를 이탈하여 생성된다. 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서 막(11)의 저항과 도 4의 실시예에서 폼 형성 소자(30)와 동일한 홀을 갖는 벽의 저항은 액체가 액체 펌프(4)로부터 자유롭게 유동하지 않는 것을 보장한다. 혼합실(5)내에 있는 액체의 유동은 제어하여 취급할 수 있다. 이것이 양호한 폼을 얻기 위해 필수적인 것은 테스트에 의해 확인되었다.

입구 밸브(12)가 피스톤(14)에 배열된 밀봉 리브(24, 25)와 함께 작용하는 스톱퍼 본체를 구비하기 때문에, 액체 로크는 더 생성된다. 이것은 나머지 위치(도 2)에서 용기(1)내의 압력이 증가할때, 예를 들면 용기가 압착되기 때문에 액체가 조립체를 빠져나가지 않거나 또는 피스톤(14, 16, 18)과 홀더 소자(17)사이에 놓이도록 도입되는 것을 보장한다. 액체 용기(1)내의 압력이 증가할때, 스톱퍼 본체(12)는 밀봉 리브(25)에 대해 가압되고, 이에 의해 압력실들(13, 15) 중 어느 하나에 대해 액체용 통로를 차단한다.

홀더 소자(17)는 압력실(13, 15)에 대해 피스톤(14, 16, 18)의 행정을 제한하기 위해 참조 부호 26으로 지시된 다수의 외주 세그먼트를 구비한다. 이 경우에 이들 외주 세그먼트는 홀더 소자(17)의 원통형 바닥 벽의 라인에 있고, 홀더 소자(17)와 함께 이 위치에서 사출 성형되어 폼 분배 조립체의 조립 중에 굽혀진다. 조립 중에 홀더 소자(17)는 액체 용기(1)상에 스냅되거나 나사 체결되고, 그 후에 피스톤(14, 16, 18)은 홀더 소자(17)상에 배치되며 세그먼트(26)는 내향으로 구부러진다.

본 발명은 물론 도면에 도시된 적합한 실시예를 제한하지 않는다. 펌프(3, 4)가 동심적으로 도시도었을 지라도, 펌프들을 서로 편심적으로 또는 인접하게 설치하는 것도 가능하다. 상기 구성의 실예는 국제 특허 출원 WO 99/54054호에서 알 수 있다. 피스톤(14) 또는 홀더 소자(18)상에 형성된 막과 같은 액체 펌프(4)를 위한 입구 밸브(12)를 사용하는 것이 또한 가능하고, 액체 로크는 다른 방법으로 제공할 수 있다. 어떤 경우에, 본 발명에 따르면 비교적 작은 수의 구성 요소를 갖는 간단한 폼 형성 유닛을 제공할 수 있다.

Claims (26)

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12. 입구 밸브(10)를 갖는 입구와 출구 밸브(9)를 갖는 출구가 설치된 공기 펌프(3)와,

    입구 밸브(12)를 갖는 입구와 출구 밸브(11)를 갖는 출구가 설치된 액체 펌프(4)와,

    적어도 하나의 폼 형성 소자를 갖고 상기 양 펌프들(3, 4)의 출구에 연결된 혼합실(5), 및

    상기 혼합실(5)과 폼 개구(8) 사이에 연결된 유출 채널(7)을 구비하는 분배 부분(6)을 포함하는, 액체 용기(1)와 조합하여 사용하기 위한 폼 형성 유닛(2)에 있어서,

    상기 출구 밸브들(9, 11) 중 적어도 하나는 얇은 막으로 형성되고, 상기 펌프들(3, 4)의 부재와 일체로, 동일한 플라스틱 재질의 단일편으로 형성되는 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 출구 밸브(9, 11)는 원통형 막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 공기 펌프(3)의 입구 밸브(10)는 디스크 막으로 형성되고, 상기 공기 펌프(3)의 부재와 일체로, 동일한 플라스틱 재질의 단일편으로 형성되는 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.
15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폼 형성 소자는 상기 혼합실(5)과 일체로, 복수의 홀을 갖는 미세-메시 스크린(fine-mesh screen)과 같은 동일한 플라스틱 재질의 단일편으로 형성되는 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.
16. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 펌프의 입구 밸브는 상기 액체 펌프(4)의 입구 개구와 함께 작동하는 원추형 스톱퍼 본체에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 액체 펌프(4)의 입구 개구는 한 쌍의 원통형 밀봉 리브들(24, 25)을 구비하는 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.
18. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프들(4, 3)은 압력실의 용적을 증가 또는 감소시키기 위해 가동 부재(14, 16)를 갖는 압력실(13, 15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 액체 펌프(4)의 출구 밸브(11)는 상기 액체 펌프(4)의 상기 가동 부재(14)와 일체로, 동일한 플라스틱 재질의 단일편으로 형성되는 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.
20. 제 18 항에 있어서, 상기 가동 부재는 원통형 홀더 소자(17)에 대해 이동가능한 개방 실린더형의 피스톤(14, 16)인 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.
21. 제 18 항에 있어서, 상기 가동 부재들(14, 16)은 공통의 조작 부재(6)에 의해 상호 연결되고 조작되는 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 공기 펌프(3)의 가동 부재(16)와 조작 부재(6)는 단일편으로 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.
23. 제 21 항에 있어서, 기계식 커플링 소자(18)는 상기 공기 펌프(3)의 가동 소자(16)와 상기 액체 펌프(4)의 가동 소자(14)를 상호 연결하는 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.
24. 제 23 항에 있어서, 상기 커플링 소자(18)와 상기 혼합실(5)은 동일한 플라스틱 재질의 단일편으로 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.
25. 제 23 항에 있어서, 상기 공기 펌프(3)의 입구 밸브(10)와 출구 밸브(9)는 상기 커플링 소자(18)와 일체로, 동일한 플라스틱 재질의 단일편으로 형성되는 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.
26. 제 21 항에 있어서, 상기 양 펌프들(4, 3)의 가동 부재들(14, 16)의 상향 행정을 제한하는 외주 세그먼트(26)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 폼 형성 유닛.

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