KR101838644B1 - 압축 유체를 수용하는 용기용 측정 캡 및 이 캡을 구비한 용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가압된 용기(2)용 측정 캡(1)으로서, 목부분(5)을 통해 용기(2) 안으로 들어가도록 형성된 축방향 유체통로(12)를 갖는 본체(2)와; 본체(8)의 일부분에서 지지되는 밀봉 조인트(15)와; 용기(2)에 측정 캡(1)을 분리가능하게 고정하는데 사용되고 분리할 수 있는 조립체 링(16); 및, 유체 배출채널(12)을 선택적으로 열고 닫는 밀폐부재(17);를 포함하는 측정 캡에 관한 것이다.

Description

압축 유체를 수용하는 용기용 측정 캡 및 이 캡을 구비한 용기{MEASURING CAP FOR A CONTAINER THAT CAN HOUSE A PRESSURIZED FLUID, AND CONTAINER PROVIDED WITH ONE SUCH CAP}

본 발명은 유체를 저장할 수 있는 가압된 용기에 관한 것이며, 더 구체적으로는 가압된 용기를 밀폐하는 수단에 관한 것이다.

가압된 용기로서 알려진 것은 에어로졸(aerosol) 유형의 용기가 있다.

에어로졸은 고체 또는 액체 화학물질 입자의 세트가 가스성 매질 내에 현탁액 형태로 들어 있는 것이다.

일상생활에서 "에어로졸"이라는 용어는 물질(product)과 추진가스의 혼합물을 저장하고 있는 용기를 지칭하기도 한다. 추진가스는 용기 내부에 압력을 생성한다. 배출밸브를 개방하면, 혼합물이 가압된 용기 밖으로 배출된다. 물질은 에어로졸 형태로 분사되는데, 다시 말하면 공기 중에 현탁액의 형태로 들어있는 미립자 형태로 분사된다.

추진가스는 보통 질소를 사용하는데, 질소를 사용하는 이유는 불활성 가스이고 따라서 프로판, 부탄 및 다른 화염성 탄화수소보다 덜 위험하기 때문인데, 다만 이들 가스는 오존층에 영향을 미치지는 않는다.

알려진 에어로졸 용기는 바닥부와 측벽과 목부분을 포함하고 있고, 보통 알루미늄으로 제조되어 있다. 용기의 두께는 내부에서 18 바(bar)까지의 압력을 견디도록 설계되어 있다. 이러한 에어로졸 용기들은 여러가지 용량을 갖고 있다.

이러한 용기들에 대하여 특히, 미국특허공보 US 3,977,576, 프랑스특허공보 FR 2909981 A1, 미국특허공보 US 6,253,970 B1 및 미국특허공보 US 3,187,962에서 설명하고 있다.

이러한 용기들은 분리가 안되는 배출밸브에 의해 밀폐되어 있다. 따라서, 용기를 재활용할 수가 없다. 압력이 배출밸브에 연결된 작동부재에 가해지면, 밀봉이 해제되어, 용기 안에 있는 물질은 밸브를 통과하게 되어 용기 밖으로 배출된다.

에어로졸, 즉 분리할 수 없는 배출밸브를 갖는 가압된 용기는, 매우 엄격하면서도 가혹한 안전기준을 따라야만 한다. 모든 종류의 에어로졸에 있어서, 배출밸브는 분리가 안되며, 가압된 용기로부터 나오는 물질을 효과적으로 측정할 수가 없다. 안전기준에 의해 허용되는 내부압력은 50 ^oC에서 12 바(bar)로 제한된다. 또한, 종래의 에어로졸을 채우는 작업은 엄격한 기준에 의해 부피의 66%로 제한되며, 그 양은 최대 1리터이다.

종래의 에어로졸은 미립자가 아닌 유체를 함유하고 있는 경우에만 그 기능을 하고, 그 이외의 경우에는 배출밸브가 차단되어 에어로졸은 유체를 배출할 수 없다.

본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 목적은, 분리할 수 있으면서 배출되는 물질을 측정할 수 있고 20 바(bar) 이상의 압력까지 안전하게 사용할 수 있는, 유체를 저장할 수 있는 가압된 용기의 밀폐수단을 고안하는 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은, 간헐적으로 발생하는 추진력을 이용하여 입자성 유체의 경우에도 저장하고 배출할 수 있는 가압된 용기를 고안하는 것이다.

에어로졸은 입자성 유체에 대해서는 그 역할을 하지 못하므로, 에어로졸 밸브는 상술한 목적을 달성할 수가 없다.

본 발명의 근간을 이루는 아이디어는, 사용상 신뢰할 수 있으면서도 분리할 수 있는 측정 캡을 제공하고, 또한 에어로졸의 경우에 일반적으로 허용되는 압력보다 훨씬 더 높은 압력, 예를 들어 약 30 바(bar) 정도의 압력으로 유체를 저장하는 용기와 결부하여 상술한 측정 캡을 사용할 수 있도록 하는 것이다.

상술한 목적 및 기타의 목적을 달성하기 위해, 첫 번째 특징에 따라 본 발명은, 유체를 저장하는 가압된 용기의 측정 캡으로서, 상기 용기는 바닥부와 거의 원통형의 측벽을 포함하고, 상기 측벽은 전방면과 내부 엣지를 갖는 목부분 쪽으로 좁아지는, 측정 캡에 있어서,

- 길이방향 축을 갖는 본체로서,

-- 용기의 목부분에 들어가고, 목부분의 내부 엣지와 접하면서 결합하는 방사상 주변 돌출부를 포함하는 침입부와,

-- 용기의 내부와 연통하고 유체 배출통로를 통해 용기의 외부와 연통하는 축방향 유체 배출구를 갖는, 돌출부 및,

-- 상기 침입부와 돌출부 사이의 연결부에 형성된 밀봉 어깨부를 구비한, 본체와;

- 상기 밀봉 어깨부와 상기 전방면 상에서 지지되는 밀봉 조인트와;

제1 밀봉 조인트를 상기 전방면과 상기 밀봉 어깨부에 대하여 축방향으로 클램핑하면서 본체의 돌출부에 분리가능하게 고정되는 조립체 링; 및

- 본체의 돌출부에 접근할 수 있는 작동부재에 의해 조절되며, 상기 유체 배출통로를 선택적으로 열고 닫는 밀폐부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 캡을 제공한다.

이러한 측정 캡은 분리할 수 있다. 따라서, 측정 캡이 닫는 용기는 재사용이 용이하고, 따라서 폐기물의 양을 줄일 수 있다. 이러한 측정 캡은 따라서 친환경적이다. 이 측정 캡은 밸브를 포함하고 있지 않다. 용기의 부피가 1리터 미만이고 체적당 발생하는 압력이 리터당 50 바(bar) 미만인 경우, 탈착이 가능한 측정 캡을 갖고 있는 가압된 용기는, 엄격한 에어로졸 기준에 의해 또는 다른 규정에 의해 구속되지 않는다.

이 측정 캡은 간단한 구조로 되어 있다; 미리 조립할 수 있는 단지 세 개의 주요 구성요소를 포함하며, 또한 가압된 용기에 측정 캡을 결합시키도록 조립되는 제4의 구성요소를 포함한다. 따라서, 사용함에 있어서도 간단하다.

측정 캡은 에어로졸에 사용되는 종래의 용기의 본체와도 호환이 되고, 따라서 대량생산되는 용기의 비용을 낮춤으로써 이익을 얻을 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 용기는 측정 캡이기 때문에 사용자는 가압된 용기에서 나오는 물질의 유동속도를 조절할 수 있다.

바람직하게, 상기 방사상 주변 돌출부는 절두원추형 부분을 구비하며, 절두원추형 부분의 원뿔각은 상기 용기의 목부분의 내부 엣지의 경사와 거의 동일하다.

따라서, 용기의 목부분에 가해지는 물리적으로 미는 힘이 잘 분배된다.

바람직하게, 상기 침입부는 하나 이상의 오목한 측면을 포함하고, 상기 오목한 측면이 형성하는 폭은 용기의 목부분의 직경보다 작다.

따라서, 본체를 가압된 용기 안으로 쉽게 집어 넣을 수 있다.

바람직하게, 용기 내부의 미리 정해놓은 소정의 압력을 넘는 경우 누출이 발생하도록, 상기 하나 이상의 오목한 측면은 목부분에서 국부적으로 소정의 변형이 일어나도록 설치되어 있다.

이로써 안전요소를 저렴하면서도 용이하게 구현할 수 있다.

바람직하게, 상기 측정 캡은 금속 또는 플라스틱으로 이루어져 있다.

플라스틱 물질을 사용하면, 플라스틱 물질이 금속보다 저렴하기 때문에 측정 캡의 제조비용을 줄일 수 있다. 그러나, 금속을 사용하면 기계적 강도가 더 우수할 것이다.

바람직하게, 금속 측정 캡인 경우에는, 상기 금속은 스테인레스강 또는 알루미늄 합금이다.

이러한 금속은 널리 알려져 있으며, 수치제어 또는 기타의 방법을 통해서 이 금속을 성형하는 방법이 잘 알려져 있다.

바람직하게, 상기 조립체 링은 나사결합, 프레스작업 또는 코터작업에 의해 본체에 고정된다.

이러한 유형의 조립체에 의해, 분리할 수 있는 측정 캡을 얻을 수 있다.

바람직하게, 본체의 침입부는 본체의 길이방향 축의 측부 각각에 두 개의 측면 편평부를 포함할 수 있다. 두 편평부 중 하나는 측면을 형성한다.

바람직하게, 상기 조립체 링은 상기 용기의 목부분을 둘러싸는 주변 스커트를 구비하여, 단부 엣지와 용기의 측벽 사이에 누출 공간을 형성한다.

이는 저렴하면서 구현하기가 쉬운 안전요소로서, 과도한 압력이 생성된 경우 밀봉 조인트를 통해 용기에서 분사되어 나오는 유체는 사용자로부터 멀어지도록 가이드 된다.

용기의 목부분을 둘러쌈으로써, 조립체 링은 또한 목부분을 보강하는 기능을 하여, 목부분을 확장시키려고 하는 용기의 내부 압력에 대항할 수 있게 된다.

바람직하게, 제1 실시예에 따라, 상기 밀폐부재는 밀폐위치와 개방위치 사이에 축방향 유체통로에서 슬라이딩하도록 장착된 막대이고, 환형 밀폐 조인트를 수용하는 두 개의 환형 홈을 포함한다.

밀폐요소는 두 개의 미리 정해놓은 위치 사이에서 움직이게 된다. 이로써, 밀폐요소가 축방향 유체통로에서 갑작스럽게 벗어나는 것을 막을 수 있다.

제2 실시예에 따라, 바람직하게, 상기 밀폐부재는 본체 내에서 나사식으로 결합 또는 분리되는 잠금 나사이다.

본체 내의 잠금 나사를 삽입하는 경우, 사용자가 잠금 나사를 더 많이 또는 더 적게 나사결합을 시킴으로써 정밀하게 조절할 수 있다. 이 구조체는 유체가 분말 또는 고체 현탁액을 포함하는 경우에도 적합하다.

바람직하게, 상기 밀폐부재는 또한 상기 용기의 목부분에 근접하여 있는 축방향 유체통로에 위치되어 있고 스프링 또는 용기의 내부 압력에 의해 용기와 이격된 상태를 유지하는 밀폐요소를 포함한다.

밀폐요소는 이중 기능을 발휘하는데, 즉 채우는 동안에는 밸브기능을 발휘하며 안전요소 기능도 발휘한다.

제2 특징으로서, 본 발명의 제1 특징에 따른 측정 캡에 의해 밀폐되고, 초기 내부 압력이 20 바(bar) 보다 큰 압축 유체를 저장할 수 있는 용기를 제공한다.

이러한 용기는 고정된 밸브를 포함하지 않고 캡은 분리할 수 있기 때문에 에어로졸 기준에 부합할 필요가 없다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참고하여 아래에서 설명하는 구체적인 실시예에 대한 내용을 보면 이해할 수 있다:
- 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따라 측정 캡을 구비한 가압 용기의 길이방향 단면도이고;
- 도 2는 도 1의 측정 캡을 만들기 위해 조립되는 요소들의 분해 사시도이며;
- 도 3은 도 1의 측정 캡의 본체에 대한 도면으로서 용기의 목부분에 들어갈 때의 사시도이고;
- 도 4는 도 1의 측정 캡의 길이방향 단면의 확대도이고;
- 도 5는 도 1의 측정 캡의 닫힌 위치에 있을 때의 길이방향 단면도이고;
- 도 6은 도 1의 측정 캡의 환형 홈을 중간 위치에 있을 때 확대한 길이방향 단면도이고;
- 도 7은 도 1의 캡이 열린 위치에 있을 때 길이방향 단면도이고;
- 도 8 및 도 9는 제2 실시예에 따라 측정 캡이 있는 가압 용기의 길이방향 단면도이고;
- 도 10 및 도 11은 제3 실시예에 따라 측정 캡이 있는 가압 용기의 길이방향 단면도이다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예를 보여주고 있으며, 이 실시예에서 측정 캡(1)(measuring cap)이 가압된 용기(2)(pressurized receptacle)에 나사식으로 결합되어 있다. 이 도면에 있어서, 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 나타내고 있다.

도 1은 측정 캡(1)으로 닫혀 있는 용기(2)를 도시하고 있다.

용기(2)는 바닥부(3)와 원통형 측벽(4)을 포함하고 있고, 측벽은 목부분(5) 쪽으로 가면서 점점 좁아진다. 목부분(5)은 경사각 β로 경사져 있다. 목부분(5)은 용기(2)를 구성하는 재료를 바깥쪽으로 접음으로써 형성된다. 목부분(5)은 전방면(6)과 하부의 내부 엣지(7)를 포함하고 있다. 용기(2)는 압축 유체를 담을 수 있도록 구성되어 있다.

측정 캡(1)을 설명하기 위해, 도 4에서 단면도로 측정 캡(1)을 구성하는 구성요소들을 보다 구체적으로 보여주고 있다.

측정 캡(1)은 길이방향 축 I-I를 따라 형성된 본체(8)와, 밀봉 조인트(15)와, 조립체 링(16)과, 밀폐부재(17) 및 작동 부재(18)를 포함하고 있다.

본체(8)는 침입부(9)와 돌출부(11)를 포함하며, 침입부와 돌출부는 돌출부(11) 쪽으로 향하는 밀봉 어깨부(14)에서 만난다.

침입부(9)는 거의 원통형인 원단부와 근단부에 있는 방사상 주변 돌출부(10)를 포함한다. 방사상 주변 돌출부(10)는 원뿔각 α를 갖는 절두원추형 부분(10a)을 포함한다(도 2).

용기(2)에서 측정 캡(1)의 물리적인 힘을 분배할 수 있도록 원뿔각 α는 경사각 β와 동일하다.

침입부(9)는 본체(8)의 길이방향 축 I-I의 각 측면에 두 개의 측면 편평부(19a, 19b)(도 2 및 도 3)를 포함한다. 이러한 두 개의 측면 편평부(19a, 19b)는 길이방향 축 I-I에 평행하며, 측면 편평부에 의해 본체(8)의 침입부(9)는 목부분(5)을 통해 용기(2) 내로 들어갈 수 있다.

이를 위해, 두 개의 측면 편평부(19a, 19b)에서 침입부(9)의 폭(190)은, 용기(2)의 목부분(5)의 직경 D보다 작게 되어 있다.

다른 예로서, 본체(8)의 침입부(9)는 평행하지 아니하면서 비대칭인 측면부, 또는 하나의 측면부를 포함할 수 있다. 중요한 것은, 침입부(9)가 목부분(5)에 들어가서 밀봉 조인트(15)를 위해 충분한 전방면을 제공하는 것이다.

돌출부(11)는 관통하는 축방향 유체통로(12)와, 유체 배출통로(13)와, 밀봉 어깨부(14)에 인접하는 외부전방면 상의 나사산 부분(11a)을 포함한다. 측정 캡(1)이 일단 용기(2)에 연결되면 용기(2)에 들어있는 물질이 흐를 수 있도록, 유체 배출통로(13)와 축방향 유체통로(12)는 서로 연통한다.

축방향 유체통로(12)는 유체 배출통로(13)와 축방향 유체통로(12)의 상류 개구(12a) 사이의 중간 위치에 배치되어 있고 상류쪽으로 향하는 전방면을 갖는 중간 어깨부(30)를 포함한다.

밀봉 조인트(15)는 고리형태이며, 밀봉 어깨부(14)와 전방면(6)에서 지지하도록 되어 있다.

조립체 링(16)은 거의 원통형인 부분(25)을 포함하며, 원통형 부분은 나사산이 형성된 관통 개구(24)와 주변 스커트(20)를 구비하고 있다. 조립체 링(16)의 나사산이 형성된 관통 개구(24)의 나사산은 돌출부(11)의 나사산이 형성된 부분(11a)의 나사산에 대응한다.

밀폐부재(17)는 유체 배출통로(13)를 선택적으로 열고 닫고 할 수 있다. 이러한 작업은 본체(8)의 돌출부(11)에 접근할 수 있는 작동부재(18)에 의해 제어할 수 있다.

밀폐부재(17)는 두 개의 환형 홈(22a, 22b)을 포함하는 막대이며, 환형 홈은 절두원추형 프로파일을 갖고 있고 또한 유체 배출통로(13)와 중간 어깨부(30) 사이의 축방향 거리보다 더 멀리 떨어진 거리로 서로 길이방향으로 오프셋되어 있다(도 4).

각각의 환형 홈(22a, 22b)은 밀폐 조인트(23a, 23b)를 각각 구비하고 있다. 각각의 밀폐 조인트(23a, 23b)는 탄성중합체로 이루어져 있고, 두께가 일정한 원형 단면을 갖는 원통형 및 튜브형 형상으로 이루어져 있다. 상류의 환형 홈(22a)은 상류의 개구(12a)의 방향으로 깊이가 감소한다.

밀폐부재(17)는 두 개의 환형 홈(22a, 22b) 사이에 있는 중간부분(170)을 포함하며, 도 1 내지 도 7의 실시예의 경우 원통형이다. 그러나, 이 중간부분(170)은 절두원추형, 또는 보다 넓은 의미로는 배출되는 유체의 입도분석결과에 따라 결정되는 모양으로 이루어질 수 있다.

도 5 내지 도 7은 축방향 유체통로(12) 내에서 밀폐부재(17)가 슬라이딩하는 것을 나타내고 있다.

도 5는 측정 캡(1)이 밀폐위치(P1)에 있는 상태를 나타내며, 이 경우 용기(2)에 들어 있는 물질은 용기(2) 밖으로 빠져나오지 못한다: 상류의 밀폐 개스킷(23a)이 유체 배출통로(13)와 중간 어깨부(30) 사이에서 직경이 작은 축방향 유체통로(12)의 원통형 부분에 결합되어 있어, 축방향 유체통로(12)가 밀봉되어 막혀 있다.

도 6은 중간위치(P)에 있는 밀폐부재(17)를 확대하여 보여주고 있다. 이 중간위치(P)에서, 상류 밀폐 조인트(23a)는 중간 어깨부(30)와 동일선상에 있고 부분적인 개구를 형성하여, 사용자가 밀폐부재(17)를 축방향으로 움직임으로써 조절할 수 있는 속도로 압축 유체가 통과할 수 있게 되어 있다. 환형 홈(22a)이 절두원추형 형상으로 되어 있어, 상류 밀폐 조인트(23a)에 점진적으로 힘을 가하게 되어 점차적으로 열릴 수 있게 된다.

도 7은 개방위치(P2)에 있는 측정 캡(1)을 보여주고 있는데, 이 개방위치에 있는 상태에서 용기(2)에 들어 있는 물질은 용기(2) 밖으로 빠져나올 수 있다.

도 5에서 볼 수 있듯이, 밀폐부재(17)가 밀폐위치(P1)에 있을 때, 유체는 빠져나올 수 없는데 그 이유는 축방향 유체통로(12)가 밀폐부재(17)에 의해 닫혀있기 때문이다. 용기(2) 내부의 압력을 통해서, 밀폐부재(17)는 바깥쪽으로 밀려나는데, 그 밀려나는 거리는 밀폐부재(17)에 구비된 어깨부(26)에 의해 제한되며, 어깨부(26)는 축방향 유체통로(12)의 중간 어깨부(30)에 대하여 축방향으로 지지되어, 밀폐부재(17)가 빠져나가지 않게 된다.

상류 밀폐 조인트(23a)에 의해 밀폐위치(P1)에서 밀봉이 이루어지고, 상류 밀폐 조인트는 축방향 유체통로(12)의 벽에 대하여 원뿔형으로 압력을 받는다.

용기(2) 내부의 압력이 소정의 압력값을 초과하는 경우, 밀봉 조인트(15)를 통해 주변 스커트(20)와 용기(2) 사이의 공간(E)에서 누출이 발생할 수 있다.

사용자가 작동부재(18)에 힘(F)를 가하는 경우(도 7), 밀폐부재(17)의 막대는 축방향 유체통로(12) 내에서 슬라이딩을 하게 된다. 유체는 빠져나가지 않게 되는데, 그 이유는 축방향 유체통로(12)의 벽을 항상 가압하고 있는 상류 밀폐 개스킷(23a) 때문이다. 도 6을 보면 알 수 있듯이, 절두원추형 환형 홈(22a)에 결합된 원통형 밀폐 조인트(23a)에 의해 효과적이면서도 매우 경제적으로 밀폐가 된다.

도 7은 유체가 배출되는 개방위치(P2)에 있는 구성요소들을 보여준다. 밀폐부재(17)를 충분히 아래로 내려가게 함으로써 상류 밀폐 개스킷(23a)에서 밀봉이 없어진다.

따라서, 유체를 조절하면서 바깥쪽으로 축방향 유체통로(12)와 배출통로(13)를 지나 배출시킬 수 있다. 제2 밀폐 개스킷(23b)에 의해 밀봉을 할 수 있는데, 이로써 상당량의 유체가 작동부재(17) 쪽으로 빠져나가는 것을 막을 수 있다.

작동부재(18)는 밀폐부재(17)의 나사산이 형성된 원단부(17a)에서 나사결합에 의해 고정하기 위해 나사산이 있는 보어(18a)를 갖는 후드이다. 다른 예로서, 작동부재(18)는 클립핑(clipping), 크림핑(crimping), 후핑(hooping) 또는 접착식 결합에 의해 고정될 수도 있다.

기술하는 실시예에서, 나선형 압축스프링 형태의 탄성수단(17b)이 작동부재(18)와 본체(8) 사이에 끼워져서, 용기(2) 내의 압력이 너무 낮은 경우 또는 유체의 점성이 높은 경우 밀폐를 보조하게 된다.

그러나, 탄성수단(17b)은 반드시 필요한 것은 아니며, 보통은 적절한 유체가 배출되는 밀폐위치(P1)까지 밀폐부재(17)가 슬라이딩하기에 용기(2) 내의 압력이 충분한 것으로 생각할 수 있다.

필요한 경우에는, 용기 내의 유체를 이미 필터링해야만 한다.

도 2는 측정 캡(1)을 만들기 위한 구성요소들의 조립 순서를 설명하고 있다.

밀봉 조인트(15)가 조립체 링(16)의 내부에 배치되고, 일단 전체적으로 조립이 완성되면, 밀봉 조인트(15)에 의해 용기(2)의 목부분(5)에서 밀봉이 이루어진다. 밀폐부재(17)는 작동부재(18) 없이 축방향 유체통로(12) 내에 슬라이딩이 이루어지도록 장착되고, 상류 구멍(12a)을 통해 결합시킨다. 밀폐 개스킷(23a, 23b)은 밀폐부재(17) 내에 있는 각각의 환형 홈(22a, 22b)에 미리 장착된다. 개스킷(15)을 갖는 조립체 링(16)은 본체(8)에 결합된다. 작동부재(18)는 밀폐부재(17)의 원단부(17a)에 나사결합되어, 밀폐부재(17)의 근단부에 있는 슬롯(17c)에서 나사드라이버와 결합을 통해 밀폐부재가 회전되지 않도록 고정(lock)된다. 슬롯(17c)에 대하여 다른 예로서, 다른 종류의 고정수단을 사용할 수도 있고, 슬롯(17c)은 다른 유형의 프로파일을 구비할 수 있다.

다음으로, 침입부(9)가 용기(2)의 목부분(5) 내로 비스듬하게 들어갈 수 있다. 이렇게 들어가는 것은 특히 두 개의 측면 편평부(19a, 19b)를 통해서 이루어질 수 있다. 그 다음으로, 방사상 주변 돌출부(10)가 목부분의 내부 엣지(7)와 접하면서 결합하도록 측정 캡(1)을 배치한다.

이어서, 조립체 링(16)이 본체(8)의 돌출부(11)에 있는 나사산에 나사결합된다. 조립체 링(16)은 전방면(6)에 대하여 그리고 밀봉 어깨부(14)에 대하여 제1 개스킷(15)을 축방향으로 클램핑한다. 측정 캡(1)과 용기(2)의 연결이 이루어진다.

주변 스커트(20)는 엣지(21)와 용기(2)의 주변 벽(4) 사이에 누출 공간(E)을 남겨두면서 용기(2)의 목부분(5)을 둘러싼다.

본 발명은 또한 용기(2) 내에서 미리 정해놓은 최대 압력에 도달한 경우 누출이 일어나도록 함으로써, 사용자의 안전성을 보장한다. 이를 위해, 측면 편평부(19a, 19b)는 오목하게 배치되어, 목부분(5)이 살짝 국부적으로 변형되도록 함으로써, 강도가 다소 약한 영역을 형성할 수 있게 된다. 따라서, 미리 정해놓은 압력에 도달하면, 목부분(5)은 바깥쪽으로 변형되고 개스킷(15)은 덜 찌그러지게 되어, 안전하게 누출이 일어나게 된다.

이러한 제1 실시예는 특히 입도가 500 ㎛ 미만인 유체에 적합하다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 제2 실시예를 나타내며, 이 경우 용기(2)(도 1)는 측정 캡(100)에 의해 닫혀 있다. 제1 실시예와 같이, 측정 캡(100)은 나사결합식으로 용기(2)에 결합되어 있다.

동일한 수단은 도 1 내지 도 7과 동일한 도면부호로 표시하도록 한다.

측정 캡(100)은 길이방향 축 II-II을 갖는 본체(80)와, 조립체 링(16) 및 밀폐요소(40)를 포함한다.

제1 실시예와 제2 실시예에 있어서 가장 큰 차이점은, 제2 실시예에서는 밀폐부재(41)와 작동부재(42)가 하나의 단일 부품으로 구성되어 밀폐요소(40)를 형성한다는 점이다. 다른 예로서, 작동부재(42)는 접착결합, 클리핑(clipping), 후핑(hooping) 또는 나사결합을 통해 부착된 부품일 수 있다.

축방향 유체통로(12)는 나사산이 형성된 상부(12b)와, 하부 어깨부(43) 및 중간 어깨부(44a)를 포함하고 있다. 하부 어깨부(43)는 유체 배출통로(13)와 축방향 유체통로(12)의 상류 개구(12a) 사이의 중간위치에 놓여 있다.

밀폐요소(40)는 유체 배출통로(13)를 선택적으로 열고 닫을 수 있다. 이러한 동작은 본체(80)의 돌출부(11)에서 접근할 수 있는 작동부재(42)에 대해 사용자가 직접 조절할 수 있다.

밀폐부재(41)는 네 개의 부분을 포함하는 막대이다. 제1 상부 부분(41a)은 작동부재(42) 근처에 부분적으로 나사산이 형성되어 있다. 제2 부분(41b)은 직경이 감소되어 있고, 절두원추형 이중 프로파일을 갖는 환형 홈(45)을 포함하고 있다.

그러나, 환형 홈(45)은 예를 들어 구형 프로파일과 같은 볼록한 부분(bulge)을 생성하는 다른 형태로 되어 있을 수 있다.

제1 부분(41a)과 제2 부분(41b)은 어깨부(44a)를 통해 만나게 된다. 제3 부분(41c)은 절두원추형 프로파일을 갖고 있고, 막대가 끝나는 지점에서 제4 부분(41d)과 만나게 된다.

환형 홈(45)은 밀폐 조인트(46)를 갖고 있다. 앞의 실시예와 마찬가지로, 밀폐 조인트(46)는 탄성중합체로 이루어져 있고, 두께가 일정한 원형 단면을 갖는 튜브 및 원통형 형상으로 되는 것이 바람직하다. 환형 홈(45)은 상류 개구(12a)의 방향으로 깊이가 증가한다.

이 실시예에서, 측정 캡(100)은 또한 볼(47)과 같은 밀폐 요소를 포함하며, 이 밀폐 요소는 축방향으로 이동시 축방향 통로(12)와 결합하여 원뿔형 스프링(48)에 의해 고정된다. 볼(47)의 직경은 용기(2)에 들어가지 않고 또한 볼(47)이 하부 어깨부(43)와 접촉할 때 밀봉이 이루어지는 크기로 결정된다.

도시되지 않은 한 실시예로서, 스프링은 직선형 스프링으로서 플런저 튜브(49)와 접할 수 있고(도 8 및 도 11), 내부 직경은 볼(47)의 직경보다 작다.

측정 캡(100)의 기능에 대해서 아래에서 구체적으로 설명하도록 한다.

도 9에 도시된 위치에서, 측정 캡(100)은 밀폐 위치에 있고, 이 경우 용기(2)에 들어 있는 물질은 용기(2) 밖으로 빠져나갈 수 없다. 밀폐부재(41)의 뾰족한 모양의 제4 부분(41d)은 유체 배출통로(13)의 상류에 있는 축방향 유체통로(12)의 협소부(50)과 협력한다. 협소부(50)는 제4 부분(41d)이 지지할 수 있는 시트(seat)를 형성하고, 따라서 축방향 유체통로(12)의 밀봉된 밀폐부가 만들어진다.

밀폐부재(41)가 중간위치에 있을 때, 뾰족한 제4 부분(41d)은 축방향 유체통로(12)의 협소부(50)와 더 이상 협력하지 않는다. 이런 식으로, 부분적인 개구가 형성되어, 압축 유체가 소정의 속도로 통과하게 되며, 이 속도는 사용자가 밀폐요소(40)를 더욱 또는 덜 나사결합함으로써 밀폐부재(41)를 축방향으로 이동시키면서 조절할 수 있다. 제4 부분(41d)의 뾰족한 형상에 의해 점진적으로 열릴 수 있다.

배출되는 유체의 입도에 따라 유체의 유동속도를 조절하기 위해, 제3 부분(41c)의 직경과 제4 부분(41d)의 모양을 수정할 수 있다.

개방위치에서, 용기(2)에 있는 물질은 용기(2)의 바깥으로 배출되는데, 그 이유는 제3 부분(41c)이 더 이상 축방향 통로(12)의 협소부(50)와 접촉하지 않고, 따라서 밀봉기능이 없어지는 효과가 있기 때문이다.

사용자가 밀폐요소(40)를 돌려서 열면, 밀폐부재(41)의 막대는 축방향 유체통로(12) 내에서 상승하게 된다. 축방향 유체통로(12)의 벽에 대하여 계속 압력을 받고 있는 밀폐 밀봉부(46)에 의해, 유체는 작동부재(42) 쪽으로 흘러가지 않게 된다.

볼(47)은 충전밸브와 안전밸브로서 두 가지 기능을 수행한다. 안전밸브의 기능이 도 8에 도시되어 있다.

채우는 작업을 위해서는, 밀폐요소(40)가 제거되며, 유체 배출통로(13)가 차단되고, 원뿔형 스프링(48)을 통해 하부 어깨부(43) 쪽으로 볼(47)이 밀려난다. 볼(47)과 하부 어깨부(43) 사이의 접촉을 통해, 밀봉부가 형성된다.

채우는 동안, 압력을 받으면서 들어가는 유체는 볼(47)을 용기(2)의 안쪽으로 밀게 되고, 따라서 볼(47)은 하부 어깨부(43)와 더 이상 접촉하지 않게 되고, 압축 유체는 용기(2)의 내부를 향하여 지나가게 된다.

볼(47)은 비-복귀 밸브의 역할을 하여, 용기(2) 안에 있는 유체가 나오는 것을 방지하게 되는데, 그 이유는 출구 쪽으로 이동하는 유체가 하부 어깨부(43)와 접촉하는 볼(47)을 밀어서 밀봉부를 형성하고 또한 압축 유체가 용기(2) 밖으로 배출되는 것을 막기 때문이다.

또한, 볼(47)은 안전밸브의 역할도 수행하는데, 만일 밀폐요소(40)가 우연히 풀려서 나오게 되는 경우, 볼(47)이 올라가서 하부 어깨부(43)와 접촉하여 밀봉부를 형성하기 때문이다. 이로써, 압축 유체는 용기(2)의 밖으로 빠져나오지 않게 된다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 제3 실시예를 나타낸다. 제2 실시예와 다른 점은, 원뿔형 스프링이 없다는 것이다. 볼(47)은 용기(2) 내부의 충분한 압력에 의해 고정된 상태를 유지하고 있다(도 10).

도 8 내지 도 11은 용기(2)의 내부로부터 바깥쪽으로 유체를 가이드하는 플런저 튜브(49)를 보여주고 있다.

볼(47)은 그 직경이 플런저 튜브(49)를 끼운 후의 내부 직경 보다 더 크고, 따라서 볼(47)은 용기(2) 안으로 빠지지 않는다(도 11). 이와 같이, 볼(47)은 플런저 튜브(49)와 하부 어깨부(43) 사이에 결합되어 있다.

플런저 튜브(49)는 도 1 내지 도 7에 도시되어 있지 아니하지만, 특히 볼(47)의 이동을 제한하는 동일한 기능 또는 스프링(48)의 지지하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.

도 8 내지 도 11의 실시예에서, 바람직하게는 바늘(41d)의 원뿔이 약 60^o의 각도를 가질 수 있고, 바늘(41d)이 볼(47)과 접촉할 때 볼(47)에 손상을 주지 않도록 바늘의 끝이 절단된다.

제2 실시예 및 제3 실시예는 특히 입도가 2 mm 미만인 유체에 대해 적합하다.

용기가 음식의 용도로 유체를 저장하고 배출해야 하는 경우, 측정 캡은 음식과 관련된 특성을 갖는 모든 물질로 제조할 수 있다. 측정 캡은 플라스틱 물질 또는 금속(예를 들어 스테인레스강 또는 알루미늄 합금)으로 제조할 수 있다.

유체 배출구(13)는 보다 인체공학적으로 유체를 배출하기 위해 확장 튜브를 설치할 수 있는 형태를 취할 수 있다.

도시되지 않은 실시예로서, 방사상 주변 돌출부(10)의 절두원추형 부분의 원뿔각 α는 용기의 목부분의 내부 엣지의 경사 β와 일치하지 않는다. 따라서, 침입부(9)가 회전할 때, 하부가 깎이게 되어 본체(8)를 굳게 고정시킨다.

도시하지 않았지만 도 8 내지 도 11의 실시예에 기초하는 또 다른 실시예로서, 가능한 경우 볼(47)을 축방향 유체통로(12)의 직경 보다는 직경이 작고 스프링(48)의 내부 직경 보다는 직경이 큰 실린더로 대체할 수도 있다. 이 실린더는 홈(22a)(도 6)과 같은 거의 절두원추형의 홈을 가질 수 있다. 밀폐 조인트(23a)와 같은 밀폐 조인트가 홈에 제공된다. 밀봉은 도 6에 도시된 것처럼 이루어지고, 밀봉 조인트는, 협소부(50)(도 8 내지 도 11)와 같은 축방향 유체통로의 협소부와 접촉하게 된다.

본 발명은 상술한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 청구범위의 범주에 속하는 여러가지 변형된 형태 및 일반화된 형태도 포함한다.

Claims (12)

1. 유체를 저장하는 가압된 용기(2)의 측정 캡(1; 100)으로서, 상기 용기(2)는 바닥부(3)와 원통형의 측벽(4)을 포함하고, 상기 측벽은 전방면(6)과 내부 엣지(7)를 갖는 목부분(5) 쪽으로 좁아지는, 측정 캡에 있어서,
   - 길이방향 축을 갖는 본체(8; 80)로서,
   -- 용기(2)의 목부분(5)에 들어가고, 목부분의 내부 엣지(7)와 접하면서 결합하는 방사상 주변 돌출부(10)를 포함하는 침입부(9)와,
   -- 용기(2)의 내부와 연통하고 유체 배출통로(13)를 통해 용기(2)의 외부와 연통하는 축방향 유체통로(12)를 갖는, 돌출부(11) 및,
   -- 상기 침입부(9)와 돌출부(11) 사이의 연결부에 형성된 밀봉 어깨부(14)를 구비한, 본체(8; 80)와;
   - 상기 밀봉 어깨부(14)와 상기 전방면(6) 상에서 지지되는 밀봉 조인트(15)와;
   제1 밀봉 조인트(15)를 상기 전방면(6)과 상기 밀봉 어깨부(14)에 대하여 축방향으로 클램핑하면서 본체(8; 80)의 돌출부(11)에 분리가능하게 고정되는 조립체 링(16); 및
   - 본체(8; 80)의 돌출부(11)에 접근할 수 있는 작동부재(18; 42)에 의해 조절되며, 상기 축방향 유체통로(12)를 선택적으로 열고 닫는 밀폐부재(17; 41);를 포함하고,
   상기 침입부(9)는 하나 이상의 오목한 측면(19a; 19b)을 포함하고, 상기 오목한 측면이 형성하는 폭(190)은 용기(2)의 목부분(5)의 직경(D) 보다 작은 것을 특징으로 하는 측정 캡.
2. 제1항에 있어서,
   상기 방사상 주변 돌출부(10)는 절두원추형 부분(10a)을 구비하며, 절두원추형 부분의 원뿔각 α는 상기 용기(2)의 목부분의 내부 엣지(7)의 경사와 동일한 것을 특징으로 하는 측정 캡.
3. 제1항에 있어서,
   용기(2) 내부의 미리 정해놓은 소정의 압력을 넘는 경우 누출이 발생하도록, 상기 하나 이상의 오목한 측면(19a; 19b)은 목부분(5)에서 국부적으로 소정의 변형이 일어나도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 측정 캡.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 측정 캡은 금속 또는 플라스틱으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 측정 캡.
5. 제4항에 있어서,
   상기 금속은 스테인레스강 또는 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 측정 캡.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조립체 링(16)은 나사결합, 프레스작업(pressing) 또는 코터작업(cottering)에 의해 본체(8; 80)에 고정되는 것을 특징으로 하는 측정 캡.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조립체 링(16)은 상기 용기(2)의 목부분(5)을 둘러싸는 주변 스커트(20)를 구비하여, 단부 엣지(21)와 용기(2)의 측벽(4) 사이에 누출 공간(E)을 형성하는 것을 특징으로 하는 측정 캡.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밀폐부재(17)는 밀폐위치(P1)와 개방위치(P2) 사이에 축방향 유체통로(12)에서 슬라이딩하도록 장착된 막대이고, 환형 밀폐 조인트(23a, 23b)를 수용하는 두 개의 환형 홈(22a, 22b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 캡.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밀폐부재(41)는 본체(80) 내에서 나사식으로 결합 또는 분리되는 잠금 나사인 것을 특징으로 하는 측정 캡.
10. 제9항에 있어서,
    상기 밀폐부재(41)는 또한 상기 용기(2)의 목부분에 근접하여 있는 축방향 유체통로(12)에 위치되어 있고 스프링(48) 또는 용기(2)의 내부 압력에 의해 용기와 이격된 상태를 유지하는 밀폐요소(47)를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 캡.
11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 측정 캡(1)에 의해 밀폐되고, 초기 내부 압력이 20 바(bar) 보다 큰 것을 특징으로 하는 압축 유체를 저장하는 용기(2).
12. 삭제

Images