KR101913473B1 - 배출 헤드 및 이러한 배출 헤드를 포함하는 디스펜서 - Google Patents

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KR101913473B1
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Abstract

본 발명은 2개의 시작 매질을 혼합하고 상기 혼합에 의해 생성된 혼합된 액체를 배출하기 위한 배출 헤드(110)에 관한 것이다. 상기 배출 헤드는 디스플레이서(30)와 배출 헤드의 베이스(20) 상의 주입-챔버 벽들에 의해 경계가 형성되는 주입 챔버(40)를 가진다. 또한, 배출 헤드는 2개의 시작 매질 중 제1 시작 매질이 주입 챔버(40)로 흐를 수 있는 제1 입구(42), 및 2개의 시작 매질 중 제2 시작 매질이 주입 챔버(40)로 흐를 수 있는 제2 입구(44)를 가진다. 배출 헤드는 혼합된 액체가 주입 챔버(40)로부터 배출될 수 있는 출구(46)를 가진다. 디스플레이서(30)는 제1 단부 위치와 제2 단부 위치 사이에서 베이스(20)에 대해 작동 방향으로 수동으로 이동될 수 있으며, 디스플레이서(30)가 제1 단부 위치로부터 제2 단부 위치로 이동되는 동안, 주입 챔버(40)의 부피는 줄어들고 혼합된 액체는 출구(46)를 통해 밖으로 배출된다.
주입 챔버는 부피-상쇄 메커니즘(60)을 가진다. 상기 부피-상쇄 메커니즘(60)은 주입 챔버(40)의 경계를 형성하는 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)을 가지는데, 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)은, 베이스(20)에 대한 디스플레이서(30)의 제1 단부 위치에 대해, 주입 챔버(40)의 부피를 확장시키지 않는 최소 위치(63')와 주입 챔버(40)의 부피를 최대로 확장시키는 최대 위치(63") 사이에서 굴절된다. 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)을 최대 위치(63")의 방향으로 굴절시킴으로써 주입 챔버(40)에 보조 부피가 형성되는데, 상기 보조 부피를 통해, 주입 챔버에는 제1 시작 매질이 채워지고 제2 시작 매질은 주입 챔버(40) 내로 유입될 수 있다.

Description

배출 헤드 및 이러한 배출 헤드를 포함하는 디스펜서{DISCHARGE HEAD AND DISPENSER WITH SUCH A DISCHARGE HEAD}
본 발명은 2개의 시작 매질을 혼합하고 상기 혼합에 의해 생성된 혼합된 액체를 배출하기 위한 배출 헤드에 관한 것이다. 이러한 배출 헤드는 디스플레이서와 배출 헤드의 베이스 상의 주입-챔버 벽들에 의해 경계가 형성되는 주입 챔버를 가진다. 또한, 배출 헤드는 2개의 시작 매질 중 제1 시작 매질이 주입 챔버로 흐를 수 있는 제1 입구, 및 2개의 시작 매질 중 제2 시작 매질이 주입 챔버로 흐를 수 있는 제2 입구를 가진다. 게다가, 배출 헤드는 혼합된 액체가 주입 챔버로부터 배출될 수 있는 출구를 가진다.
삭제
디스플레이서는 제1 단부 위치와 제2 단부 위치 사이에서 베이스에 대해 작동 방향으로 수동으로 이동될 수 있으며(manually movable), 디스플레이서가 제1 단부 위치로부터 제2 단부 위치로 이동되는 동안, 주입 챔버의 부피(volume)는 줄어들고 혼합된 액체는 출구를 통해 밖으로 배출된다.
따라서, 이러한 종류의 배출 헤드는 2개의 액체로 구성된 혼합물(mixture)을 배출하도록 사용될 수 있다. 디자인에 따라, 주입 챔버에서 함께 혼합되는 2개의 액체 사이의 혼합비(mixing ratio)를 가변적으로 조절할 수 있다.
하지만, 주입 챔버에 제1 매질이 채워지고 난 뒤에 추가되는 제2 매질의 양(amount)을 조절함으로써, 이러한 가변 조절(variable adjustment)이 구현되는 것은 문제가 있다. 주입 챔버에 제2 시작 매질이 유입되면, 주입 챔버의 출구를 통해 이미 채워져 있던 액체가 흘러 나올 수 있다.
본 발명에 의해 제기된 문제는, 바람직하지 못한 액체의 배출 없이, 혼합된 액체(mixed liquid)가 통상적인 방법으로 형성될 수 있게 한다.
이를 위하여, 주입 챔버(dosing chamber)는 부피-상쇄 메커니즘(volume-compensating mechanism)을 가진다. 상기 부피-상쇄 메커니즘은 주입 챔버의 경계를 형성하는(delimit) 굴절형(deflectable) 주입-챔버 벽을 가지는데, 상기 굴절형 주입-챔버 벽은, 베이스(base)에 대한 디스플레이서(displacer)의 제1 단부 위치에 대해, 주입 챔버의 부피를 확장시키지(enlarge) 않는 최소 위치와 주입 챔버의 부피를 최대로 확장시키는 최대 위치 사이에서 굴절된다. 굴절형 주입-챔버 벽 부분을 최대 위치의 방향으로 굴절시킴으로써 주입 챔버에 보조 부피(auxiliary volume)가 형성되는데, 상기 보조 부피를 통해, 주입 챔버에는 제1 시작 매질(starting medium)이 채워지고 제2 시작 매질은 주입 챔버 내로 유입될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 및 제2 입구와 출구를 가진 주입 챔버를 포함하며, 주입-챔버 부피(dosing-chamber volume)가 베이스에 대한 디스플레이서의 움직임(movement)에 의해 감소될 수 있는 배출 헤드(discharge head)에서, 베이스에 대한 디스플레이서의 상대 위치에 무관하게 주입 챔버의 부피가 변경될 수 있다. 이를 위하여, 상기 부피-상쇄 메커니즘은 베이스 쪽 또는 디스플레이서 쪽에 배열되고 디스플레이서 또는 베이스에 대해 굴절되는 주입-챔버 벽 부분을 가진다.
상기 주입-챔버 벽 부분은 최소 위치를 제공할 수 있다. 이 경우, 주입-챔버 부피는 굴절형 주입-챔버 벽 부분에 의해 확장되지 않는다. 최소 위치로부터 시작하여, 주입 챔버의 최대 확장으로 이어지는 최대 위치로 이동될 수 있다.
따라서, 사용 중에, 배출 작동(discharge actuation)의 복원 행정(return stroke) 동안, 우선, 주입-챔버를 제1 시작 매질로 완전히 채울 수 있는데, 부피-상쇄 메커니즘의 굴절형 주입-챔버 벽 부분은 최소 위치에 위치되는 것이 바람직하다. 액체가 배출되기 전에, 제2 시작 매질이 공급될 수 있다. 이는, 최대 위치 방향으로 이동함으로써, 주입-챔버 벽 부분이 필요한 부피를 만들기 때문에 가능하다.
기본적으로, 본 발명에 따른 배출 헤드를 사용하는 방법은, 특히, 제1 매질에 의해 주 부피 부분(main volume fraction)이 제공되며 제2 매질에 의해 작은 부피 부분이 제공되는 매질을 고려한다. 이는, 예를 들어, 소량의 셀프-태닝 로션(self-tanning lotion)이 혼합되는 스킨 크림(skin cream)의 경우에 해당한다.
한 예로서, 디스플레이서가 베이스에 대해 제1 단부 위치에 배열될 때에는 주입 챔버가 0.2 내지 1 ml 사이의 부피를 가질 수 있으며, 벽 부분이 최소 위치에 배열될 때에는 주입-챔버 벽 부분이 최대 위치로 움직임으로써 구현되는 보조 부피는 0.05 내지 0.3 ml이다. 부피-상쇄 메커니즘으로부터 보조 부피와 주입 챔버의 부피 사이의 비율(ratio)은 3:1 내지 20:1이며, 바람직하게는 3:1 내지 10:1이다.
굴절형 주입-챔버 벽 부분은 수치적으로 가변적인(dimensionally flexible) 벽에 의해 형성될 수 있다.
수치적으로 가변적인 벽으로서 굴절형 주입-챔버 벽 부분의 디자인은 구조적 측면에서 상대적으로 간단하다. 이러한 실시예에서, 벽은 바람직하게는 탄성 멤브레인(elastic membrane)으로 형성된다. 탄성 멤브레인은 개별 구성 부분에 의해 형성될 수 있다. 또한, 특히, 다중-성분 사출성형(multi-component injection molding)에 의하여, 멤브레인 재료로 주변 벽들과 상이한 재료가 선택되는 경우, 주입 챔버의 주변 벽 영역과 일체형으로 구성하는 것도 가능하다.
또한, 굴절형 주입-챔버 벽 부분은 본래 견고한(rigid) 이동식 벽 부분에 의해 형성될 수 있으며, 특히 주입 챔버의 상쇄 실린더(compensation cylinder)에 의해 이동 가능하게 배열되는 상쇄 피스톤(compensation piston) 내의 한 벽 부분에 의해 형성될 수 있다.
견고한 주입-챔버 벽 부분을 사용하면, 전체적으로 주입-챔버 벽 부분이 이동 가능하게 만들 수 있다. 상쇄 실린더 내에 상쇄 피스톤, 바람직하게는 스프링-장착된(spring-loaded) 상쇄 피스톤이 배열되는 것이 특히 유리한데, 그 이유는 상쇄 실린더의 벽들이 투명하게 형성될 수 있으며, 이런 방식으로, 외부로부터 주입-챔버 벽 부분의 부분을 볼 수 있게 되기 때문이다. 이렇게 하여, 예를 들어, 사용자는, 주입 챔버에 제1 매질이 채워지고 난 후에, 자신이 충분한 양의 제2 매질을 추가하는 지를 확실하게 할 수 있다.
제1 시작 매질을 주입 챔버에 유입시키기 위하여, 주입 챔버는 제1 시작 매질을 위한 제1 리저버(reservoir)에 연결될 수 있으며, 제1 리저버와 주입 챔버 사이에, 압력에 따라 개방되는 밸브가 제공된다.
이미 기술된 것과 같이, 제1 시작 매질은 배출되어야 하는 액체의 주 부분이 되는 주된 매질(main medium)인 것이 바람직하다. 압력에 따라 개방되는 밸브를 삽입하여, 주입 챔버가 제1 리저버에 연결되도록 구성함으로써, 디스플레이서가 제1 단부 위치로 복원되는 동안(복원 행정(return stroke) 동안) 제1 시작 매질은 예를 들어 환기되지 않는(unventilated) 리저버 백(reservoir bag) 또는 트레일링-피스톤 리저버(trailing-piston reservoir)로부터 또는 딥 튜브(dip tube)에 의해 흡입된다(sucked in). 그 뒤, 제2 시작 매질은 계량될 수 있다(metered).
제2 시작 매질을 주입 챔버에 유입시키기 위하여, 보조 작동 핸들(auxiliary actuation handle)에 의해 작동될 수 있는 공급 메커니즘이 제공될 수 있다.
개별 작동 핸들을 가진 제2 시작 매질을 위한 개별 공급 메커니즘은 주입 챔버에 제1 시작 매질이 채워지고 난 후에 원하는 양의 제2 시작 매질을 계량할 수 있게 한다.
공급 메커니즘은 입구 밸브를 가진 입구(inlet)와 출구 밸브를 가진 출구(outlet)를 가진 공급 펌프를 포함할 수 있다. 공급 펌프의 입구는 제2 시작 매질을 위한 제2 리저버에 연결될 수 있다. 공급 펌프의 출구는 주입 챔버의 제2 입구에 연결될 수 있다.
이 형상에서, 제2 시작 매질에 공급하기 위한 공급 메커니즘은 제2 리저버로부터 매질을 흡입하고 출구를 통해 제2 시작 매질이 주입 챔버로 공급될 수 있도록 하는 펌프(pump)로서 형성된다.
대안으로, 공급 메커니즘은 공급 실린더에서 한 방향으로 이동가능하고 보조 작동 핸들에 의해 단계적으로(in steps) 이동가능한 피스톤을 가질 수 있다. 여기서, 바람직하게는, 보조 작동 핸들과 피스톤 사이에 톱니형 커플링(sawtooth coupling)이 제공될 수 있는데, 상기 톱니형 커플링은 보조 작동 핸들이 작동될 때 피스톤을 움직이고, 작동 핸들이 리셋되면(reset) 보조 작동 핸들로부터 피스톤의 거리가 증가될 수 있다.
공급 메커니즘의 상기 대안의 변형예에서, 어떠한 개별 리저버도 제공되지 않는다. 그 대신, 피스톤이 단계적으로 이동되며, 각각 진행될 때, 일정 부피의 제2 시작 매질이 주입 챔버로 공급된다. 전달될 상태에서는, 피스톤이 전체량의 제2 시작 매질을 포함한다. 매번 보조 작동 핸들이 작동될 때 오직 한 스텝(step)만 더 이동될 수 있으며, 제2 시작 매질이 주입 챔버 안으로 반복하여 분배되도록 하기 위하여, 매 행정 운동 후에, 보조 작동 핸들의 복원 행정이 필요하다.
이를 위해 적절한 디자인에서, 보조 작동 핸들과 피스톤이 서로에 대해 한 방향으로 이동될 수 있다. 상기 톱니형 커플링은 상기 목적을 위해 적합한 디자인이다. 보조 작동 핸들이 눌러지면(pressed down), 톱니형 커플링은 피스톤과 함께 운동한다. 피스톤과 공급 실린더 사이의 감압 및/또는 억지-끼워맞춤 결합(force-fit engagement) 또는 폼-피트 결합(form-fit engagement)에 의해, 톱니형 커플링은 보조 작동 핸들의 복원 행정 동안 앞으로 점프되며(jump forward), 보조 작동 핸들이 반복적으로 작동될 때, 각각의 경우, 피스톤의 시작 지점(start point)은 이전 행정에서의 단부 위치에 상응한다.
톱니형 커플링에 의해 공지의 방식으로 서로 연결된, 피스톤과 작동을 가진 공급 메커니즘의 디자인은, 본 배출 헤드의 영역에서 사용되는 디자인일 뿐만 아니라 그 밖의 타입의 디스펜서, 예를 들어, 드롭 디스펜서(drop dispenser)에서 개별적으로 사용되는 디자인이다.
공급 메커니즘은 보조 작동 핸들이 한번 작동될 때 미리 정해진 양(V)의 제2 시작 매질을 유입시키도록 구성될 수 있다. 주입 챔버의 출구는 압력에 따라 개방되는 출구 밸브에 제공된다. 상기 출구 밸브, 제2 시작 매질을 유입시키기 위한 공급 메커니즘, 부피-상쇄 메커니즘은, 출구 밸브가 개방되지 않고도, 적어도 상기 부피(V), 바람직하게는 적어도 3 x V, 특히 바람직하게는 6 x V의 부피를 수용할 수 있도록 조정될 수 있다(coordinated).
이러한 조정으로 인해, 보조 작동 핸들의 작동에 의해, 주입 챔버에 분배된 하나 이상의, 바람직하게는 일정 양(V)의 제2 시작 매질이 수용될 수 있지만, 주입 챔버의 출구를 통해 흘러나오는 액체는 없다. 이를 위하여, 특히, 한편으로는, 출구 밸브를 개방하기 위해, 부피-상쇄 유닛(volume-compensating unit)의 벽 부분을 이동시키는 것이 필요한 압력을 조정하는 것이 필요하다. 벽 부분을 이동시키기 위해 필요한 압력은, 굴절형 벽 부분이 최대 위치에 올 때까지, 출구 밸브를 개방하기 위한 압력보다 더 작아야 한다.
부피-상쇄 메커니즘의 굴절형 주입-챔버 벽 부분은 디스플레이서에 제공될 수 있다. 디스플레이서는 배출 작동 핸들에 견고하게 연결될 수 있다(rigidly connected).
종종, 부피-상쇄 유닛 및 특히, 굴절형 벽 부분을 베이스 위에 배열하는 것보다 디스플레이 위에 배열하는 것이 구조적으로 더 용이하다. 디스플레이서에 직접 작동 핸들이 포함되는 것이 바람직하다. 하지만, 디스플레이서와 작동 핸들 사이에 기어(gear)가 제공되는 실시예들도 고려할 수 있다.
굴절형 주입-챔버 벽 부분은 배출 작동 핸들에 제공되며 배출 작동 핸들의 작동에 의해 최소 위치 방향으로 또는 최대 위치 방향으로 이동될 수 있다.
주입-챔버 벽 부분이 배출되어야 하는 액체의 양을 계산하도록 작동 시에 최대 위치 또는 최소 위에 제공되도록 주입-챔버 벽 부분이 배열된다. 본 배출 헤드를 사용하는 동안, 배출 작동의 시작 부분에서, 주입-챔버 벽 부분은, 이전에 추가된 제2 시작 매질에 따라, 반드시 동일한 위치에 배열되는 것은 아니다. 하지만, 베이스에 대한 디스플레이서의 제2 단부 위치에, 굴절형 주입-챔버 벽 부분의 미리 정해진 위치가 제공되는 것이 유리하다. 따라서, 나머지 데드 볼륨(dead volume)은 균일하다.
굴절형 주입-챔버 벽 부분은 주입 챔버에 배열되며 배출 작동 핸들의 작동 동안 최소 위치 방향으로 또는 최대 위치 방향으로 이동될 수 있다. 바람직하게는, 수치적으로 가변적인 벽에 의해 형성된 굴절형 주입-챔버 벽 부분은, 힘이 제공될 때, 작동 방향에 대해 횡단 방향으로 굴절될 수 있도록 구성되며, 주입 챔버에 한 부분이 제공되는데, 상기 부분은 굴절형 주입-챔버 벽 부분과 협력하고(cooperate) 디스플레이서가 움직일 때 굴절형 주입-챔버 벽 부분이 굴절될 수 있다.
상기 디자인에서, 굴절형 주입-챔버 벽 부분이 주입 챔버의 한 부분과 협력하면, 디스플레이서가 베이스에 대해 움직이는 동안, 주입-챔버 벽 부분의 미리 정해진 위치에 오게 된다. 따라서, 굴절형 주입-챔버 벽 부분이 디스플레이서 위에 배열될 때, 디스플레이서에는 베이스의 주입-챔버 부분에 의해 힘이 제공되어 디스플레이서가 움직이는 동안 미리 정해진 위치에 오게 된다.
굴절형 주입-챔버 벽 부분은 핑거 지지 표면(finger support surface)의 영역에서 배출 작동 핸들에 제공될 수 있다.
이는 배출 작동 핸들의 작동 동안에 주입-챔버 벽 부분의 미리 정해진 위치를 보장하는 특히 간단한 방법이다. 이에 따라, 상기 부분은 핑거 지지 표면의 영역에 직접 제공되며, 배출 작동 핸들이 눌러지면 자동으로 최소 위치의 방향으로 눌러진다. 굴절형 주입-챔버 벽 부분이 핑거 지지 표면에 배열되면, 터치(touch)에 의해, 제2 시작 매질이, 그리고, 제2 시작 매질이 얼마나 많이, 공급되는 지를 보장할 수 있는 이점을 추가로 가진다.
본 발명은, 추가로, 2개의 시작 매질을 혼합하고 상기 혼합에 의해 생성된 혼합된 액체를 배출하기 위한 디스펜서(dispenser)에 관한 것이다. 디스펜서는 2개의 시작 매질을 수용하기 위한 제1 리저버와 제2 리저버를 가진다. 게다가, 디스펜서는 위에서 기술된 타입의 배출 헤드를 가진다.
따라서, 앞에서 기술된 배출 헤드 외에도, 이러한 디스펜서는 개별적으로 저장된 시작 매질을 가진다. 이미 기술된 것과 같이, 이러한 시작 매질은 딥 튜브를 통해 흡입될 수 있거나, 혹은 가요성 백(flexible bag) 또는 트레일러 피스톤(trailer piston)을 가진 환기되지 않는 리저버(ventilation-free reservoir)에 저장될 수 있다. 본 발명의 바람직한 사용 분야는 화장품 로션(cosmetic lotion) 분야로서, 이 경우, 제1 시작 매질이 상기 로션의 기반을 형성하고, 제2 시작 매질은 보조 활성 물질(auxiliary active substance)일 수 있다.
본 발명의 추가적인 양태 및 이점들은 밑에서 첨부도면들을 참조하여 기술한 본 발명의 바람직한 실시예들을 기술한 본 발명의 상세한 설명 및 청구범위로부터 보다 자명해질 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예를 도시한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예를 도시한다.
도 1 및 2는 본 발명의 제1 실시예를 도시한다. 도 1은 전체적으로 디스펜서(100)를 도시하는데, 배출 헤드가 제1 시작 매질(starting medium)을 위한 리저버(12)에 장착된다. 배출 헤드(110)는 배출 작동 핸들(64)과 보조 작동 핸들(82)을 가진다.
도 1의 디스펜서(100)는 도 2에 도시된 주입 챔버(40)에 이전 배출 공정으로부터 리저버(12)에서 나온 제1 시작 매질로 채워지는 공정으로 사용하기 위해 제공된다.
이러한 시작 상황에서부터 진행되어, 보조 작동 핸들(82)은 제2 시작 매질의 원하는 양을 계량하도록(meter) 사용될 수 있다. 이러한 계량이 종료되면, 2개의 시작 매질을 포함하는 혼합물은 배출 작동 핸들(64)을 눌러서(depressing) 출구 밸브(47)를 가진 출구를 통해 배출될 수 있다.
도 2는 배출 헤드(110)의 구성을 상세하게 도시한다. 배출 헤드(110)는 리저버(12)를 둘러싸는 하우징 바디 위에 견고하게 장착되는 베이스(20)를 가진다. 또한, 일체형 형상도 가능하다. 디스플레이서(30)가 베이스(20)에 대해 이동가능하며, 상기 디스플레이서(30)는 복원 스프링(31)에 의해 도 2의 제1 단부 위치로 영구적으로 밀려진다. 베이스(20)와 디스플레이서(30)는 함께 위에서 언급된 주입 챔버(40)를 둘러싼다(enclose). 상기 주입 챔버는 2개의 입구(42, 44)를 통해 제공된다.
제1 입구(42)는 주입 챔버(40)를 리저버(12)에 연결하는데, 여기서 (도시되지는 않았지만) 리저버(12) 안으로 돌출되는 딥 튜브(dip tube)가 추가로 제공되는 것이 바람직하다. 제1 입구(42)는 주입 챔버(40) 내에 과압(overpressure)이 형성될 때 밸브 플레이트(13)에 의해 밀폐된다.
제2 입구(44)는 개별 공급 메커니즘(80)으로 이어진다(lead). 상기 개별 공급 메커니즘은 실린더(91) 내부에 배열된 피스톤(90)을 가지며, 상기 실린더(91)는 전달되는 상태에서 제2 시작 매질을 포함한다. 실린더(91)는 실린더(91) 내에 과압이 형성되는 개방되는 밸브(93)를 통해 주입 챔버(40)의 입구(44)에 연결된다. 피스톤(90)을 이동시키기 위해 보조 작동 핸들(82)이 제공된다. 보조 작동 핸들(82)과 피스톤(90)은 일체형으로 구성되지 않고 두 부분으로 구성되며 톱니형 커플링(92)에 의해 서로 연결되는데, 이러한 톱니형 커플링의 기능은 밑에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
이전의 배출 작동 후에, 스프링(31)에 의해 구동된 디스플레이서(30)가 제2의 하측 단부 위치로부터 도 2의 제1 단부 위치로 복원되고 입구 밸브(13)가 개방되면, 리저버(12)로부터 나온 제1 시작 매질을 흡입하여(suck) 주입 챔버(40)로 보내고, 제1의 상측 단부 위치에 도달되면 주입 챔버에 제1 시작 매질이 완전히 채워진다. 입구 밸브(13)는 출구 밸브(93)보다 낮은 감압(underpressure)에서 이미 개방되어, 이 지점까지 어떠한 제2 시작 매질도 내부 방향으로 흐르지 않는다.
작동 핸들(64)의 영역에서 디스플레이서(30)의 상측에 제공된 부피-상쇄 메커니즘(60)이 최소 위치(63')와 최대 위치(63") 사이에서 이동될 수 있는 멤브레인(62)을 가진다. 앞에서 기술된 복원 행정(return stroke) 동안의 감압에 의해, 상기 멤브레인(62)은 제1 시작 매질이 흡입될 때 최소 위치(63')가 된다.
이제, 주입 챔버(40)에 제1 시작 매질이 채워져서 보조 작동 핸들(82)이 눌러지면(pressed), 피스톤(90)도 밑으로 눌러져서, 실린더(91)로부터의 부피(V)가 출구 밸브(93)를 통해 주입 챔버(40)로 공급된다. 이때, 출구 밸브(47)와 출구 채널(46)을 통해 어떠한 액체도 바람직하지 못하게 배출되지 않도록 하기 위하여, 부피-상쇄 메커니즘은 멤브레인(62)이 최대 위치(63") 방향으로 움직임으로써, 상기 추가 부피(V)가 주입 챔버(40) 내에 수용될 수 있게 한다. 이제, 2개의 시작 매질로 구성된 혼합물이 주입 챔버(40)에 존재한다.
보조 작동 핸들(82)의 복원 행정 동안, 피스톤(90)은 이전에 구현된 위치에 유지되는데, 이는 실린더(91)의 내벽들에서 억지-끼워맞춤 결합(force-fit engage)을 지탱하며, 또한, 이제, 출구 밸브(93)가 밀폐되어, 피스톤(90)이 상부 방향으로 힘을 받으면 감압 형태(formation of underpressure)가 되기 때문이다. 따라서, 피스톤(90)이 더 이상 상부 방향으로 이동되지 않으며, 그 대신, 보조 작동 핸들(82)과 피스톤(90) 사이의 톱니형 커플링(92)이 한 톱니 앞으로 뛰어넘는다(jumps one tooth onwards). 따라서, 보조 작동 핸들(82)의 복원 행정 후에, 다시 보조 작동 핸들(82)을 누름으로써, 추가적인 부피(V)가 실린더(91)로부터 주입 챔버(40)로 공급될 수 있다. 멤브레인(62) 및 멤브레인의 움직임은, 적어도 부피(V), 하지만, 바람직하게는, 3 x V 또는 그 이상의 부피가, 출구 밸브(47)가 개방되지 않고도, 주입 챔버(40)에 공급될 수 있도록 형성된다.
원하는 양의 제2 시작 매질이 실린더(91)로부터 주입 챔버(40)로 공급되면, 작동 핸들(64)과 디스플레이서(30)를 누름으로써, 상기 양의 부피가 주입 챔버(40)로부터 출구(46)를 통해 배출될 수 있다. 상응하는 수동 힘이 멤브레인(62)의 영역에 제공되기 때문에, 멤브레인(62)은 자동으로 최소 위치(63') 방향으로 눌러진다. 따라서, 디스플레이서(30)가 하측의 제2 단부 위치로 눌러지면, 주입 챔버(40)에 남아 있는 부피는 실질적으로 일정하다. 배출 작동 핸들(64)은 릴리스되고(released), 사이클이 다시 시작된다.
도 3 및 4의 실시예는 특히, 두 가지 측면에서 도 1 및 2의 실시예와 상이한 대안의 실시예이다.
첫 번째 차이점은 보조 공급 메커니즘(80)이다. 보조 공급 메커니즘(80)은 도 3 및 4의 실시예에서 왕복 펌프(reciprocating pump)로서 형성된다. 따라서, 도 3에 도시된 것과 같이, 개별 리저버(14)가 제1 시작 매질을 위한 리저버(12) 옆에 배열된다. 상기 리저버(14)는 압력에 따라 개방되는 밸브(87)와 입구 채널(86)을 통해 보조 공급 메커니즘(80)의 펌프 챔버에 연결된다. 이와 마찬가지로, 압력에 따라 개방되는 출구 밸브(89)와 출구 채널(88)이 출력 쪽(output side)에 제공된다. 보조 작동 핸들(82)에 의해, 상기 펌프는 제2 시작 매질이 리저버(140)로부터 펌프 챔버(40)로 공급되도록 작동될 수 있다.
두 번째 주된 차이점은 부피-상쇄 메커니즘(60)이 훨씬 더 큰 상쇄 부피(compensation volume)를 제공한다는 점이다. 이를 위하여, 펌프 챔버(40) 내로 돌출되는 핀(61)이 디스플레이서(30)에 제공되며 핀(61)을 둘러싸는 주변 멤브레인(62)을 지지한다. 라인들에 의해 도면부호(63', 63")로 표시된 최대 위치와 최소 위치는, 매질이 출구(46)와 출구 밸브(47)를 통해 배출되지 않고서도, 어떻게, 상대적으로 많은 양의 액체가 보조 공급 메커니즘(80)에 의해 이미 제1 시작 매질로 채워진 펌프 챔버(40)에 유입될 수 있는지를 예시한다. 주입 챔버(40)에 제2 시작 매질의 하나 또는 그 이상의 충전(charge) 및 제1 시작 매질이 채워지고 난 후에, 작동 핸들이 눌러지면, 주입 챔버(40)의 테이퍼링(48)은 멤브레인(62)이 최대 위치(63")로 이동되는 효과를 가진다. 따라서, 펌프 챔버(40)로 공급되는 제2 시작 매질의 양에 무관하게, 작동 핸들(64)과 디스플레이서(30)가 베이스(20)에 대해 눌러지면, 펌프 챔버(40)의 데드 볼륨(dead volume)이 형성된다.

Claims (15)

  1. 2개의 시작 매질을 혼합하고 상기 혼합에 의해 생성된 혼합된 액체를 배출하기 위한 배출 헤드(110; 210)로서,
    (a) 배출 헤드는 디스플레이서(30)와 배출 헤드의 베이스(20) 상의 주입-챔버 벽들에 의해 경계가 형성되는 주입 챔버(40)를 가지며,
    (b) 배출 헤드는 2개의 시작 매질 중 제1 시작 매질이 주입 챔버(40)로 흐를 수 있는 제1 입구(42)를 가지고,
    (c) 배출 헤드는 2개의 시작 매질 중 제2 시작 매질이 주입 챔버(40)로 흐를 수 있는 제2 입구(44)를 가지며,
    (d) 배출 헤드는 혼합된 액체가 주입 챔버(40)로부터 배출될 수 있는 출구(46)를 가지고,
    (e) 디스플레이서(30)는 제1 단부 위치와 제2 단부 위치 사이에서 베이스(20)에 대해 작동 방향으로 수동으로 이동될 수 있으며, 디스플레이서(30)가 제1 단부 위치로부터 제2 단부 위치로 이동되는 동안, 주입 챔버(40)의 부피는 줄어들고 혼합된 액체는 출구(46)를 통해 밖으로 배출되는, 배출 헤드(110; 210)에 있어서,
    (f) 주입 챔버는 부피-상쇄 메커니즘(60)을 가지고,
    (g) 부피-상쇄 메커니즘(60)은 주입 챔버(40)의 경계를 형성하는 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)을 가지는데, 상기 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)은, 베이스(20)에 대한 디스플레이서(30)의 제1 단부 위치에 대해, 주입 챔버(40)의 부피를 확장시키지 않는 최소 위치(63')와 주입 챔버(40)의 부피를 최대로 확장시키는 최대 위치(63") 사이에서 굴절되며,
    (h) 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)을 최대 위치(63")의 방향으로 굴절시킴으로써 주입 챔버(40)에 보조 부피(auxiliary volume)가 형성되는데, 상기 보조 부피를 통해, 주입 챔버에는 제1 시작 매질이 채워지고 제2 시작 매질은 주입 챔버(40) 내로 유입될 수 있는 것을 특징으로 하는 배출 헤드(110; 210).
  2. 제1항에 있어서,
    (a) 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)은 수치적으로 가변적인(dimensionally flexible) 벽(62)에 의해 형성되거나,
    (b) 상기 굴절형 주입-챔버 벽 부분은 본래 견고한 이동식 벽 부분에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 배출 헤드(110; 210).
  3. 제1항에 있어서,
    (a) 제1 시작 매질을 주입 챔버(40)에 유입시키기 위하여, 주입 챔버(40)는 제1 시작 매질을 위한 제1 리저버(12)에 연결되고,
    (b) 제1 리저버(12)와 주입 챔버(40) 사이에, 압력에 따라 개방되는 밸브(13)가 제공되는 것을 특징으로 하는 배출 헤드(110; 210).
  4. 제1항에 있어서,
    (a) 제2 시작 매질을 주입 챔버(40)에 유입시키기 위하여, 보조 작동 핸들(82)에 의해 작동될 수 있는 공급 메커니즘(80)이 제공되는 것을 특징으로 하는 배출 헤드(110; 210).
  5. 제4항에 있어서,
    (a) 공급 메커니즘(80)은 입구 밸브(87)를 가진 입구(86)와 출구 밸브(89)를 가진 출구(88)로 구성된 공급 펌프(84)를 포함하고,
    (b) 공급 펌프(84)의 입구(86)는 제2 시작 매질을 위한 제2 리저버(14)에 연결되며,
    (c) 공급 펌프의 출구(88)는 주입 챔버(40)의 제2 입구(44)에 연결되는 것을 특징으로 하는 배출 헤드(110; 210).
  6. 제4항에 있어서,
    (a) 공급 메커니즘(80)은 공급 실린더에서 한 방향으로 이동가능하고 보조 작동 핸들(82)에 의해 단계적으로(in steps) 이동가능한 피스톤(90)을 가지는 것을 특징으로 하는 배출 헤드(110; 210).
  7. 제6항에 있어서,
    보조 작동 핸들(82)과 피스톤(90) 사이에 톱니형 커플링(92)이 제공되며, 톱니형 커플링(92)은 보조 작동 핸들(82)이 작동될 때 피스톤(90)을 움직이고, 보조 작동 핸들(82)이 리셋되면(reset) 보조 작동 핸들(82)로부터 피스톤(90)의 거리가 증가될 수 있는 것을 특징으로 하는 배출 헤드(110; 210).
  8. 제1항에 있어서,
    (a) 부피-상쇄 메커니즘(60)의 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)은 디스플레이서(30)에 제공되며,
    (b) 디스플레이서(30)는 배출 작동 핸들(64)에 견고하게 연결되는 것을 특징으로 하는 배출 헤드(110; 210).
  9. 제8항에 있어서,
    (a) 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)은 배출 작동 핸들(64)에 제공되며 배출 작동 핸들(64)의 작동에 의해 최소 위치 방향으로 또는 최대 위치 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 배출 헤드(110; 210).
  10. 제1항에 있어서,
    (a) 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)은 주입 챔버(40)에 배열되며 배출 작동 핸들(64)의 작동 동안 최소 위치 방향으로 또는 최대 위치 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 배출 헤드(110; 210).
  11. 제1항에 있어서,
    (a) 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)은 핑거 지지 표면의 영역에서 배출 작동 핸들(64)에 제공되거나,
    (b) 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)은 베이스 또는 디스플레이서 상에서 수치적으로 가변적인 벽으로서 제공되는데, 각각의 구성 부분은 2-성분 사출성형(2-component injection molding)에 의해 제작되거나, 혹은
    (c) 공급 메커니즘은 복원 스프링을 가지는데, 상기 복원 스프링은 보조 작동 핸들에 제공되는 것을 특징으로 하는 배출 헤드(110; 210).
  12. 제2항에 있어서,
    상기 굴절형 주입-챔버 벽 부분은 주입 챔버의 상쇄 실린더에 의해 이동 가능하게 배열되는 상쇄 피스톤 내의 한 벽 부분에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 배출 헤드(110; 210).
  13. 제10항에 있어서,
    수치적으로 가변적인 벽에 의해 형성된 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)은, 힘이 제공될 때, 작동 방향에 대해 횡단 방향으로 굴절될 수 있도록 구성되며,
    주입 챔버(40)에 테이퍼링(48)이 제공되는데, 상기 테이퍼링(48)은 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)과 협력하고(cooperate) 디스플레이서(30)가 움직일 때 굴절형 주입-챔버 벽 부분(62)이 굴절되는 것을 특징으로 하는 배출 헤드(110; 210).
  14. 2개의 시작 매질을 혼합하고 상기 혼합에 의해 생성된 혼합된 액체를 배출하기 위한 디스펜서(100)에 있어서,
    (a) 디스펜서(100)는 2개의 시작 매질을 수용하기 위한 제1 리저버(12)와 제2 리저버(14)를 가지며,
    (b) 디스펜서(100)는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 배출 헤드(110; 210)를 가지는 것을 특징으로 하는 디스펜서(100).
  15. 제14항에 있어서,
    (a) 제1 리저버(12)에는 스킨 크림(skin cream)이 채워지는 것을 특징으로 하는 디스펜서(100).
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