KR102445849B1 - 펌프 헤드 및 계량 장치 - Google Patents

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에프. 홀저 게엠베하
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Abstract

본 발명은 유체의 계량 분배를 가능하게 하는 펌프 헤드에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 예를 들어 스퀴즈 보틀로 구성될 수 있으며 본 발명에 따른 펌프 헤드를 포함하는 계량 장치에 관한 것이다.

Description

펌프 헤드 및 계량 장치
본 발명은 유체의 계량 분배를 가능하게 하는 펌프 헤드에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 예를 들어 스퀴즈 보틀로 구성될 수 있으며 본 발명에 따른 펌프 헤드를 포함하는 계량 장치에 관한 것이다.
스퀴즈 보틀, 논-에어리스 시스템 또는 에어리스 시스템과 같은 계량 장치가 종래 기술로부터 잘 알려져있다. 이러한 시스템은 분배되는 유체의 부분적인 계량 또는 계량 장치에 대응하는 압력이 가해질 때 유체의 연속 분배하는 것을 특징으로 한다. 그러나 특히 스퀴즈 보틀에 있어서, 유체의 계량 분배가 불가능하다는 것이 불리하다. 사용자가 스퀴즈 보틀에 압력을 가하는 한, 계량될 유체가 분배될 것이다. 부주의한 취급 시, 예를 들어 사용자가 스퀴즈 보틀에 과도한 압력을 가하는 경우, 너무 많은 유체가 의도하지 않게 대응하는 계량 장치로부터 배출되는 결과가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 함유된 유체의 계량 분배가 계량 장치, 특히 펌프 헤드가 마련된 스퀴즈 보틀로부터 가능해지는, 스퀴즈 보틀 계량 시스템용 펌프 헤드를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 제1항의 특징에 의해 펌프 헤드에 대하여 달성되며, 청구항 제19항의 특징에 의해 계량 장치에 대하여 달성된다. 이에 따라 각각의 종속항은 유리한 전개를 나타낸다.
따라서, 본 발명은 유체의 계량 분배를 위한 계량 장치용 펌프 헤드에 관한 것으로서, 상기 펌프 헤드는: 분배되는 유체용 배출구를 갖는 헤드부(head part)("헤드 베이스(head base)"); 컷 아웃부(cut-out)와, 일측에서 상기 컷 아웃부를 둘러싸는 벽과, 상기 배출구와 상기 컷 아웃부를 직접 또는 간접적으로 유체 연통시키는 벽에 도입된 통로 개구부(passage opening)를 가지되, 상기 벽의 방향으로 상기 헤드부에 직접 또는 간접적으로 연결되는 (제2) 엘리먼트(60); 및 상기 컷 아웃부에 끼워지며 상기 컷 아웃부에서 벽까지 이동 가능하게 가이드될 수 있는 통로 채널을 갖는 중공 피스톤;을 포함하며, 상기 통로 채널이 상기 중공 피스톤에 배치되어, 벽의 방향으로 상기 중공 피스톤의 이동 시 상기 통로 개구부가 상기 중공 피스톤에 의해 폐쇄될 수 있다.
따라서 본 발명은 제2 엘리먼트(60)에 위치하는 중공 피스톤이 이동 가능하게 가이드 되는 것을 제공한다. 따라서, (분배되는 유체의 압력의 인가에 따라) 중공 피스톤의 이동 시 감소될 수 있는 제2 엘리먼트(60)의 컷 아웃부에서 중공 피스톤에 의해 볼륨이 한정된다. 이러한 볼륨 내에 위치한 유체는 배출구의 방향으로 제2 엘리먼트의 통로 개구부를 통해 바깥쪽으로 분배된다. 그러나, 계량 절차의 종결 시 최종 위치에서, 계량 절차가 자동으로 종결되도록, 중공 피스톤은 제1 엘리먼트의 통로 개구부를 폐쇄한다. 따라서, 본 발명의 펌프 헤드는 유체의 계량 분배를 가능하게 한다. 이와 관련하여, 엘리먼트의 컷 아웃부 내의 저장 위치에 위치되는 액체 볼륨만이 분배된다.
배출구는 유체가 펌프 헤드에 의해 액적 형상 또는 분무 형상으로 분배될 수 있도록 구성될 수 있다.
바람직한 실시예는 컷 아웃부와 중공 피스톤이 원통형인 것을 제공한다.
더 바람직한 실시예는 통로 채널이 중공 피스톤의 축방향 돌출부에 대하여 동심으로(concentrically) 또는 편심으로(eccentrically) 배치된 어퍼쳐(aperture)에서 벽의 방향으로 종결되며, 및/또는 통로 채널이 중공 피스톤의 축방향 돌출부에 대하여 직선 및 동심 또는 편심으로 가이드되고, 통로 개구부가 어퍼쳐에 대하여 어긋나게 배치되는 것을 제공한다.
또한, 제2 엘리먼트(60)가 저장 용기에 고정하기 위한 적어도 하나의 수단, 특히 래치 연결부(latch connection), 스냅-인 연결부(snap-in connection) 또는 나사산(thread)을 포함하는 것이 유리하다.
제2 엘리먼트(60)에 헤드부를 직접 연결할 시, 헤드부와 엘리먼트는 직접 연결을 위한 수단, 예를 들어 래치 연결부, 스냅-인 연결부 또는 나사산을 포함할 수 있다.
더 바람직한 실시예는: 헤드부와 엘리먼트(60)가 서로에 간접적으로 연결되고 상기 헤드부가 내부 표면을 가지며; 적어도 국지적으로 헤드부(10)의 내부 표면에 대응하는 기하학적 형상(geometrical configuration)을 갖는 탄성 밸브를 포함하고; 탄성 밸브의 변형 동안, 및 탄성 밸브와 헤드부 사이에 중간 공간을 형성하는 동안(작동 상태 B) 헤드부와 탄성 밸브 사이의 유체의 유입을 가능하게 하는 유체 분배용 통로 개구부를 갖는 엘리먼트(“라이너”)를 포함하며; 헤드부와 엘리먼트 사이에 탄성 씰(elastic seal)을 끼워넣는 동안, 헤드부와 엘리먼트가 형상 매칭(shape matching) 및 강제 끼워맞춤(force fit)식으로 연결되고, 탄성 밸브는 펌프 헤드의 저장 상태(A)에서 헤드부의 내부 표면 상에 형상 매칭식으로 전체 영역에 걸쳐 배치되어, 헤드부와 엘리먼트 사이의 유체 밀봉이 보장되며; 엘리먼트는 탄성 씰로부터 멀리 떨어진 단부에서 엘리먼트(60)에 연결되는 것을 제공한다.
바람직한 실시예에 따르면, 헤드부와 탄성 밸브는 서로 매칭될 수 있다. 여기에서, 배출구의 완전한 폐쇄가 보장되도록 탄성 밸브는 헤드부의 내부 표면 상에 위치한다. 탄성 밸브가 적어도 국지적으로 탄성이기 때문에, 탄성 밸브는 전체 영역에 걸쳐 헤드부의 내부 표면 상에 위치하여 저장 상태에서 헤드부와 탄성 밸브 사이에 중간 공간이 남아있지 않게 한다. 따라서, 계량 공정의 종료 시, 즉 펌프 헤드가 작동 상태에서 저장 상태로 복귀할 시, 계량되는 모든 액체가 배출구를 통해 펌프 헤드의 밖으로 방출된다.
바람직한 실시예는 탄성 밸브가 헤드와 탄성 벽을 포함하고, 상기 헤드는 헤드부의 내부 표면에 대응하는 기하학적 형상을 가지며, 상기 탄성 벽은 변형 가능한 것을 제공한다.
바람직한 실시예에 따르면, 탄성 밸브의 벽은 특히 탄성인 반면, 헤드는 강성일 수 있어서 헤드부의 내부 표면의 구성에 직접적으로 적용될 수 있다. 헤드부의 내부 표면에 탄성 밸브의 헤드의 확실한 체결은, 배출구의 영역에서 보장된다.
탄성 벽은, 저장 상태(A)에서 작동 상태(B)로 이동할 시에 탄성 벽이 안팎으로 구부러지는 적어도 하나의 원하는 굽힘점(kink point)을 가지는 것이 더 바람직하다. 탄성 밸브의 벽은 예를 들어 벨로우즈(bellows)의 형태로 구성될 수 있다. 따라서, 작동 상태에서 탄성 밸브의 벽은 원하는 굽힘점에서 구부러지며, 저장 상태에서 상기 벽의 신장(stretching)이 발생하여, 벽이 헤드부의 내부 표면 상에 똑같이 높이도록 한다.
특히, 탄성 벽이 0.03~1 mm, 바람직하게 0.08~.5 mm, 특히 바람직하게 0.20~0.30 mm의 두께를 갖는 탄성적으로 변형 가능한 물질의 필름, 특히 열가소성 플라스틱 물질, 고무 및/또는 실리콘으로부터 형성되고, 및/또는 헤드가 단단하게 구성되는 경우 특히 유리하다.
탄성 밸브의 헤드는 바람직하게 탄성 벽과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 특히, 헤드 및 탄성 벽은 일체형으로 형성되며, 특히 사출 성형법에 의해 동시에 제조된다.
더 바람직한 실시예에 따르면, 탄성 밸브는 적어도 하나의 고정 부재(fixing member)를 가지며, 상기 적어도 하나의 고정 부재를 통해 탄성 밸브가 제1 엘리먼트(40)의 적어도 하나의 대응하는 고정 부재에 강제 끼워맞춤식으로 연결되고, 상기 탄성 밸브의 고정 부재와 제1 엘리먼트(40)의 고정 부재는 바람직하게 래치 연결(catch connection) 또는 스냅-인 연결(snap-in connection)로 구성된다.
제1 엘리먼트(40)가 중간 공간을 종결시키는 벽을 갖는 경우 더 바람직하며, 중간 공간과, 중간 공간에서 볼 때 상기 벽의 다른 측에 위치한 영역의 유체 연통이 관통 개구부를 통해 가능할 수 있다.
실시예에 따르면, 별도의 영역이 펌프 헤드 내에 구성될 수 있으며, 이를 통해 액체의 안전한 계량이 가능하다.
더 바람직한 실시예에 따르면, 관통 개구부가 벽을 통해 영역으로부터 직접 가이드되어 영역으로 통하거나, 제1 엘리먼트(40)의 측벽을 통해 영역에 가이드되고, 엘리먼트에 의해 한정될 수 있는 노치(notch)로 제1 엘리먼트(40)의 외부 표면 상에서 가이드되고, 제1 컴포넌트(40)의 측벽을 통해 영역으로 다시 가이드되어 영역으로 통하는 것이 제공된다.
특히, 노치가 컴포넌트의 외부 표면에 제공되는 마지막에 언급된 가능성은 헤드부와 탄성 밸브 사이의 중간 공간에서 유체의 바람직한 안내를 가능하게 한다.
따라서, 탄성 밸브와 제1 컴포넌트(40) 사이에 탄성 밸브에 복원력을 가하는 부재가 배치되며, 상기 복원력이 작동 상태(B)에 구성된 중간 공간이 저장 상태(A)로 복귀할 시 폐쇄되는 효과를 갖는 것이 특히 바람직하다. 이 부재는 특히 스프링이다.
따라서, 제1 엘리먼트(40)가 탄성 씰로부터 멀리 떨어진 단부에서 (제2) 엘리먼트(60)에 연결되며, 이를 통해 펌프 헤드(I)가 분배되는 유체를 저장하기 위한 저장 용기(II)에 연결될 수 있는 것이 더 유리하다.
여기에서, 유입 공기를 무균 여과하기 위한 적어도 하나의 수단, 특히 박테리아 필터(bacterial filter)가 제1 컴포넌트(40)와 제2 컴포넌트(60) 사이에 존재하는 경우(논-에어리스 시스템), 또는 제1 컴포넌트(40)가 제2 컴포넌트(60)에 대하여 기밀 밀봉되도록 구성되는 경우(에어리스 시스템), 특히 유리하다.
논-에어리스 시스템용으로 구성된 펌프 헤드는 특히 펌프 헤드를 갖는 스퀴즈 보틀 또는 대응하는 계량 장치와 함께 사용될 수 있다.
유체 압력은 펌프 헤드에 연결된 스퀴즈 보틀의 작동에 의해 발생하기 때문에, 펌프 헤드의 수동 작동은 스퀴즈 보틀을 사용하여 수행된다.
제1 컴포넌트(40)는 제2 컴포넌트(60)에 대하여 고정될 수 있다. 이 실시예는 특히 스퀴즈 보틀을 포함하는 계량 장치에 유리하다.
더 바람직한 실시예는 펌프 헤드가 엘리먼트(60)를 통해 저장 용기에 연결될 때, 씰이 엘리먼트(60)와 저장 용기 사이에 배치되는 것을 제공한다.
바람직하게, 헤드부는 항균성 물질(antibacterial material), 바람직하게 금속 또는 금속 이온을 포함할 수 있으며, 특히 은 입자 또는 은 이온을 포함할 수 있다. 특히, 헤드부는 사출 성형법으로 제조될 수 있으며, 특히 항균성 물질은 사출 성형 부품을 제조하기 위해 사용되는 열가소성 물질과 직접 혼합될 수 있다.
또한, 본 발명은 또한 전술한 바와 같은 펌프 헤드를 포함하는 계량 장치에 관한 것이다. 펌프 헤드는 저장 용기에 연결된다.
바람직하게, 저장 용기는 스퀴즈 보틀로 구성될 수 있다.
특히, 펌프 헤드는 논-에어리스 시스템에 적합하며, 특히 스퀴즈 보틀을 갖는 계량 장치에 적합하다. 보존제(preserving agent)를 함유하는 용액은 바람직하게 이러한 계량 장치에 저장될 수 있지만, 특히 보존제를 함유하지 않는 용액이 저장될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 특별히 예시된 실시예로 제한하지 않고 보다 상세히 설명된다.
도 1은 계량 가능한 방식으로 작동될 수 있는 스퀴즈 보틀로 구성된 계량 장치의 분해도를 도시한다.
도 2는 조립된 상태의 도 1에 따른 계량 장치를 도시한다.
도 4는 계량 장치가 해제되어 (도 3에 도시된 바와 같은) 작동 상태에서 저장 상태로 전환될 때 발생하는 상황을 도시한다.
도 5는 스퀴즈 보틀용 계량 헤드로 동일하게 적합한 추가 펌프 헤드(I)를 도시한다.
도 6은 저장 용기(II) 상, 도 6의 경우 스퀴즈 보틀 상에 도시된 도 5에 따른 펌프 헤드(I)를 도시한다.
도 7은 스퀴즈 보틀(II)에 (도 7에 화살표로 나타낸) 압력을 가할 시 도 6에 따른 동일한 계량 장치를 도시한다.
도 8은 계량 장치, 특히 펌프 헤드가 작동 상태에서 저장 상태로 전환되는 실시예를 도시한다.
도 9는 중공 피스톤(70)이 그 단부 위치에서 도시되고 스퀴즈 보틀(II)이 완전히 이완된(도 9 참조) 보틀의 저장 위치(A)를 도시한다.
도 1은 계량 가능한 방식으로 작동될 수 있는 스퀴즈 보틀로 구성된 계량 장치의 분해도를 도시한다. 계량 장치는 펌프 헤드(I) 및 분배될 유체가 포함되며 사선으로 도시된 스퀴즈 보틀(II)(저장 용기)을 포함한다. 펌프 헤드(I)는 제2 엘리먼트(60) 상에 배치될 수 있는 헤드부(10)로부터 형성된다. 유체는 예를 들어 헤드부(10)에 마련된 배출구(11)를 통해 액적 형태(drop form)로 계량 장치로부터 배출된다. 엘리먼트(60)는 이동 가능하게 가이드될 수 있는 중공 피스톤(70)이 끼워지는 컷 아웃부(61)를 갖는다. 엘리먼트(60)는 헤드부(10)에 대하여 벽(62)에 의해 한정된다. 피스톤(70)은 도 1에서 예로서 도시된 경우 피스톤의 중심에 배치된 통로 채널(71)을 갖는다. 스퀴즈 보틀(II)의 내부와 펌프 헤드(I)의 배출구(11) 사이의 유체 연통은 중공 피스톤의 통로 채널(71), 제2 엘리먼트(60)의 벽(62) 내의 통로 개구부(63) 및 배출구(11) 자체를 통해 이루어진다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 통로 개구부(63)는 도 1에서 길이 방향으로 도시된 축에 대해 편심되어 배치된다. 이동 가능한 중공 피스톤(70)은 벽(62)까지 가이드되며, 통로 개구부(63)는 중공 피스톤(70)에 의해 폐쇄된다. 따라서, 스퀴즈 보틀에 압력을 더 오래 가하더라도, 펌프 헤드(I)에 의해 더 이상의 액체가 분배될 수 없다. 따라서 펌프 헤드는 계량 프로세스에서 폐쇄된다. 도 1에 도시된 펌프 헤드의 기능은 다음의 도 2 내지 도 4에서 보다 상세히 설명될 것이다.
도 2는 조립된 상태의 도 1에 따른 계량 장치를 도시한다. 동일한 참조 번호가 도 1에서와 같이 도 2에서 사용되었다. 저장 상태에서 중공 피스톤(70)과 제2 포털(portal, 60)의 벽(62) 사이에 존재하는 컷 아웃부(61)가 채널(71)을 통해 유체로 채워질 수 있도록, 계량 장치는 액체 분배를 위한 그 헤드 상에 위치한다.
도 3에 도시한 바와 같이, (가로 방향 화살표로 도 3의 스퀴즈 보틀(II)에 대해 표시된) 스퀴즈 보틀(II)에 압력이 가해지는 경우, 압력은 도 3에서 화살표로 도시한 바와 같이 중공 피스톤(70)을 하방으로 움직이게 하는 효과를 갖는다. 중공 피스톤(70)과 벽(62)에 의해 도 2에서 한정된 컷 아웃부(61)에 존재하는 액체는 포털(60)의 통로 개구부(63)를 통해 배출구(11) 내 또는 배출구(11)로부터 외부로 가압된다. 계량 프로세스의 종결 시, 즉 중공 피스톤(70)이 제2 포털(60)의 벽(62)에 인접할 때, 제2 엘리먼트(60)의 통로 개구부(63)는 유체의 추가 분배가 불가능하도록 중공 피스톤(70)에 의해 폐쇄된다. 이 상태(작동 상태)는 도 3에 도시되어 있다.
도 4는 계량 장치가 해제되어 (도 3에 도시된 바와 같은) 작동 상태에서 저장 상태로 전환될 때 발생하는 상황을 도시한다. (도 4에서 스퀴즈 보틀(II)의 레벨에서 가로 방향 화살표로 도시한) 복원력으로 인해, 공기(L)가 보틀에 도입되도록 압력 균등화가 이루어진다. 중공 피스톤(70)은 여기서 출발 위치로 복귀하며, 즉 중공 피스톤(70)은 하방으로 이동한다.
도 5는 스퀴즈 보틀용 계량 헤드로 동일하게 적합한 추가 펌프 헤드(I)를 도시한다. 펌프 헤드(I)는 바람직하게 유체를 액적 형상으로 분배하기 위해 구성될 수 있는 배출구(11)를 갖는 헤드부(10)를 포함한다. 그러나, 미립화 분무(atomized spray)가 유체의 분배 시 생성될 수 있도록 배출구를 구성하는 것도 동일하게 가능하다. 헤드부(10)는 엘리먼트(40) 상에 직접 위치하며, 형상 매칭 및 강제 끼워맞춤식으로 엘리먼트(40)에 연결된다. 헤드부(10)는 내부 표면(12)을 갖는 내부 컷 아웃부를 갖는다. 헤드(21a)와 탄성 벽(21b)을 갖는 탄성 밸브(20)는 헤드부(10)와 엘리먼트(40) 사이에 배치된다. 밸브(20)는 저장 상태(A) 및 작동 상태(B)로 도시된다. 탄성 벽(21b)이 작동 상태(B)에서 안쪽으로 구부러지는 것을 알 수 있으며; 이를 위하여 탄성 벽(21b)은 바람직하게 작동 상태(B)에서 볼 수 있는 원하는 굽힘점(24)을 갖는다. 원하는 굽힘점(24)은 저장 상태(A)에서 매끄럽게 도시된다. 밸브(20)의 헤드(21a)는 견고할 수 있으며, 탄성 벽(21a)은 관형 벽(tubular wall)으로서 헤드(21a)에 결합될 수 있다. 완전한 탄성 밸브(20)는 사출 성형 공정에서 일체형으로 제조될 수 있다. 고정 부재(23), 예를 들어 주변 스프링(peripheral spring)이 탄성 벽(21a)에 존재한다. 탄성 밸브(20)는 고정 부재(23)를 통해 본체(40)에 고정된다. 이를 위하여, 고정 부재(23)는 본체의 대응하는 고정 부재(43), 예를 들어 주변 홈(peripheral groove)으로 래칭된다. 고정 부재(23, 43)의 연결은 계량될 유체에 대하여 밀봉되는 것으로 설계된다. 이 점에 있어서, 밸브(20)의 헤드(21a)의 표면(22)은 헤드부(10)의 내부 표면(12)과 동일한 설계를 가지므로, 밸브(20)의 헤드(21a)가 저장 상태(A)에서 포스 매칭(force matching)식으로 헤드부(10)에 체결될 수 있으며, 따라서 배출구(11)를 완전히 폐쇄할 수 있다. 작동 상태(B)에서 헤드부(10)와 탄성 밸브(20) 사이에 형성된 중간 공간(10-20)은 완전히 밀폐된다; 작동 상태(B)에서 헤드부(10)와 탄성 밸브(20) 사이의 중간 공간(10-20)에 존재하는 모든 유체는 저장 상태로 펌프 헤드의 전환 시 배출구(11)로부터 배출된다. 엘리먼트(40)는 컴포넌트(40)는 펌프 헤드를 상부(헤드부 및 탄성 밸브(20)를 포함하는 부분) 및 하부(벽(42) 아래)로 구조상 분리하는 벽(42)을 갖는다. 힘 전달에 의해 엘리먼트(40)에 연결 가능한 엘리먼트(60)는 엘리먼트(40)의 벽(42) 아래에 삽입된다. 엘리먼트(60)과 엘리먼트(40) 사이에 중간 공간(40-60)이 생성된다. 여기에서 엘리먼트(40)는 도 5의 예로서 도시된 경우에 구성된 통로 개구부(41)를 가지므로, 통로 개구부(41)가 (중간 공간(40-60)의 레벨에서) 엘리먼트(40)의 하부에서 엘리먼트(40)의 벽을 관통하여 엘리먼트(40)의 외부 표면 상의 (미도시된) 노치에서 엘리먼트(40) 주위로 안내된다. 노치는 도 5의 좌측에 도시된 바와 같이 상향으로 이어지며 유체가 밸브(20)와 헤드 부(10) 사이의 중간 공간 (10-20)으로 안내될 수 있는 통로 개구 (41)에서 개방되는 채널과 연통한다. 엘리먼트(40)의 표면 상에 가이드된 채널은 여기에 배치된 엘리먼트(40)에 의해 한정되고 종결된다.
엘리먼트(60)는, 헤드측에 부착되며 편심 관통 개구부(63)가 삽입되는 벽(62)을 갖는다. 엘리먼트(60)는, 벽 (62)이 엘리먼트(40)의 벽(42)에 의해 직접 종결되지 않지만 잔여 중간 영역(40-60)이 유지되고 엘리먼트(40)의 하부에 배치된 내부에 배치된 이송 개구부(transit opening, 41)가 개방된 채로 유지되도록 엘리먼트(40) 내로 삽입된다. 도 5에 따른 펌프 헤드(I)의 예시적인 경우에, 물질(50)은 박테리아를 여과하는 엘리먼트(40)과 엘리먼트(60) 사이에 부착되며, 이를 통해 펌프 해드의 내부에 배치된 영역과 환경의 공기 교환이 가능하다. 엘리먼트(60)는 내부 중공 볼륨(81)을 갖는 중공 피스톤(70)이 도입되는 컷 아웃부(61)를 갖는다. 여기에서 중공 피스톤(70)은 (도 5의 상부 및 하부에) 축 방향으로 컷 아웃부(61)에 이동 가능하게 배치된다. 또한, 펌프 헤드는 도 5에 도시되지 않는 저장 용기(II)로의 펌프 헤드(I)의 밀봉 부착을 가능하게 하는 밀봉 부재(80)를 가질 수 있다.
도 6은 저장 용기(II) 상, 도 6의 경우 스퀴즈 보틀 상에 도시된 도 5에 따른 펌프 헤드(I)를 도시한다. 여기에서 저장 용기(II)는 도 2a에서 저장 용기(II)에 사선으로 도시된 분배될 액체를 포함한다. 도 6a는 저장 상태에서의 전체 배치를 도시한 단면도이다; 도 6b는 도 2a에서 프레임된 펌프 헤드의 세부 사항을 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이 동일한 참조 번호가 사용되었다. 도 6b에서, 배출구(11)의 방향으로 저장 용기(II)로부터 유출되는 유체의 경로는 중공 피스톤(70)의 통로 채널(71)을 통과하고, 엘리먼트(60)와 엘리먼트(40) 사이의 중간 영역(40-60)을 통과하며, 통로 개구부(41)를 통과하고, 중간 공간(10-20)을 통과하는 화살표 X로 표시되어, 도 6에 따른 계량 장치의 작동 및 최종적으로 배출구(11)의 방향으로 이어진다.
도 7은 스퀴즈 보틀(II)에 (도 7에 화살표로 나타낸) 압력을 가할 시 도 6에 따른 동일한 계량 장치를 도시한다. 이 점에 있어서, (도 7b에 도시된) 중공 피스톤(70)은 (중공 피스톤(70)의 왼쪽에 화살표로 나타낸) 하방으로 가압되어 중공 피스톤(70) 아래에 존재하며 중공 피스톤(70) 및 엘리먼트(60)에 의해 둘러싸인 유체를 엘리먼트(60)의 이송 통로(43)를 통해 중간 공간(40-60) 내로 가압한다. 명확성을 위해 참조 번호(70)를 제외하고는 더 이상의 참조 번호를 도 7에 삽입하지 않았다. 유체(41)는 이송 개구부(41)를 통해 펌프 헤드(I)의 탄성 밸브(20) 및 헤드부(10) 사이의 중간 공간(10-20) 내로 더 가압된다. 도 7에 도시한 바와 같이 바깥으로 구부러지는 탄성 밸브의 변형이 발생하여, 유체가 배출될 수 있는 배출구(11)가 해제된다. 중공 피스톤(70)의 통로 채널(71)과 엘리먼트(60)의 통로 개구부(63)이 플러시 방식(flush manner)으로 배치되지 않음으로 인해, 통로 개구부(63)의 폐쇄는 엘리먼트(60)의 벽(62)에서의 중공 피스톤(70)의 접촉부(abutment)에서 발생한다. 따라서, 통로 채널(63)의 폐쇄로 인해 압력을 추가로 가하더라도 계량 장치로부터 유체의 추가 배출이 불가능하다. 따라서, 스퀴즈 보틀로부터 액체의 계량 분배는 펌프 헤드(I)를 사용하여 가능하다. 도 7b에 도시된 상태는 펌프 헤드의 작동 상태(B)에 대응한다.
도 8은 계량 장치, 특히 펌프 헤드가 작동 상태에서 저장 상태로 전환되는 실시예를 도시한다. 명확성을 위하여, 어떠한 참조 번호도 도시하지 않았다; 그러나, 이전의 도면에서와 같은 내용이 적용된다. 도 8a는 도 8b에 도시된 계량 장치를 상세히 확대한 도면이다. 도 8a에서 볼 수 있는 바와 같이, 중공 피스톤(70)은 여전히 도 7에 도시된 바와 같은 작동 상태에 도달되는 단부 위치에 있다. 작동 프로세스의 종료 후, 계량 장치는 사용자에 의해 저장 위치로 전환될 수 있으며, 계량 장치는 도면에서 스퀴즈 보틀의 경우 그 헤드 상에 위치한다. 프로세스에서 사용자는 스퀴즈 보틀을 해제한다; 스퀴즈 보틀의 복원력으로 인해 스퀴즈 보틀은 도 6에 도시된 바와 같이 원래의 형상으로 되돌아간다. 복원력은 도 8b에서 바깥쪽으로 향하는 화살표로 도시되었다. 제거된 액체의 양으로 인해, 이 과정에서 저장 용기(II) 내에 진공이 생성되며, 상기 진공은 진공 피스톤(70)을 통해 계량 헤드의 펌프 헤드(I) 내로 이어진다. 공기는 압력 균등화를 위해 멸균 필터를 통해 저장 용기(II) 내로 흡입된다. 이 과정에서, 진공 피스톤(70)은 또한 그 시작 위치로 다시 이동하며, 즉 중공 피스톤(70)은 도 8에 도시된 경우에 하방으로 이동한다. 저장 용기(II) 내부로의 공기 유입(화살표 L)은 예를 들어 엘리먼트(60)과 엘리먼트(40) 사이에 존재할 수 있는 박테리아 필터(50)을 통해 가능하다.
도 9는 중공 피스톤(70)이 그 단부 위치에서 도시되고 스퀴즈 보틀(II)이 완전히 이완된(도 9 참조) 보틀의 저장 위치(A)를 도시한다.

Claims (28)

  1. 유체의 계량 분배를 위한 계량 장치용 펌프 헤드(I)로서,
    분배되는 유체용 배출구(outlet opening, 11)를 갖는 헤드부(10)("헤드 베이스(head base)");
    컷 아웃부(cut-out, 61)와, 일측에서 상기 컷 아웃부(61)를 둘러싸는 벽(62)과, 상기 헤드부(10)의 상기 배출구(11)와 상기 컷 아웃부(61)를 직접 또는 간접적으로 유체 연통시키는 상기 벽(62)에 도입된 통로 개구부(passage opening, 63)를 가지며, 상기 벽(62)의 방향으로 상기 헤드부(10)에 직접 또는 간접적으로 연결되는 엘리먼트(element, 60); 및
    상기 컷 아웃부(61)에 끼워지며 상기 컷 아웃부(61)에서 벽(62)까지 이동 가능하게 가이드될 수 있는 통로 채널(71)을 갖는 중공 피스톤(70);을 포함하며,
    상기 중공 피스톤(70)이 상기 벽(62)의 방향으로 이동함에 따라, 상기 통로 개구부(63)가 상기 중공 피스톤(70에 의해 폐쇄되도록 상기 통로 채널(71)이 상기 중공 피스톤(70) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컷 아웃부(61) 및 상기 중공 피스톤(70)은 원통형인 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 통로 채널(71)은 상기 중공 피스톤(70)의 축방향 돌출부(axial projection)에 대하여 동심으로(concentrically) 또는 편심으로(eccentrically) 배치된 어퍼쳐(aperture)에서 벽의 방향으로 종결되거나,
    상기 통로 채널(71)은 상기 중공 피스톤(70)의 축방향 돌출부에 대하여 직선(straight line) 및 동심 또는 편심으로 가이드되고 상기 통로 개구부(63)는 상기 어퍼쳐에 대하여 어긋나게 배치되거나,
    또는 상기 둘 모두가 이루어지는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 엘리먼트(60)는 저장 용기(II)에 고정하기 위한 적어도 하나의 수단(64)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수단(64)은 래치 연결부(latch connection), 스냅-인 연결부(snap-in connection) 또는 나사산(thread)인 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 헤드부(10)와 상기 엘리먼트(60)의 직접 연결 시, 상기 헤드부(10)와 상기 엘리먼트(60)는 직접 연결을 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 헤드부(10)와 상기 엘리먼트(60)는 서로에 간접적으로 연결되며, 상기 헤드부(10)는 내부 표면(12)을 가지며;
    적어도 국지적으로 상기 헤드부(10)의 상기 내부 표면(12)에 대응하는 기하학적 형상(geometrical configuration, 22)을 갖는 탄성 밸브(20)를 포함하고;
    상기 탄성 밸브(20)의 변형 동안, 상기 탄성 밸브와 상기 헤드부 사이에 중간 공간(10-20)을 형성하는 동안(작동 상태(B)), 상기 헤드부(10)와 상기 탄성 밸브(20) 사이에서 유체의 유입을 가능하게 하는, 유체 분배용 통로 개구부(41)를 갖는 엘리먼트(40)(“라이너”)를 포함하며, 상기 헤드부(20)와 상기 엘리먼트(40) 사이에 탄성 씰(elastic seal)을 끼워넣는 동안, 상기 헤드부(10)와 상기 엘리먼트(40)가 형상 매칭(shape matching) 및 강제 끼워맞춤(force fit)식으로 연결되고, 상기 탄성 밸브(20)는 상기 펌프 헤드의 저장 상태(A)에서 상기 헤드부(10)의 상기 내부 표면(12) 상에 형상 매칭식으로 전체 영역에 걸쳐 배치되어, 상기 헤드부(10)와 상기 엘리먼트(40) 사이의 유체 밀봉을 보장하며;
    상기 엘리먼트(40)는 상기 탄성 씰로부터 멀리 떨어진 단부에서 상기 엘리먼트(60)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탄성 밸브는 헤드(21a)와 탄성 벽(21b)을 포함하며,
    상기 헤드(21a)는 상기 헤드부(10)의 상기 내부 표면(12)에 대응하는 기하학적 형상(22)을 가지며, 상기 탄성 벽(21b)은 변형 가능한 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 탄성 벽(21b)은, 상기 저장 상태(A)에서 상기 작동 상태(B)로 전환 시에 상기 탄성 벽(21b)이 안팎으로 구부러지는 적어도 하나의 바람직한 굽힘점(24)을 갖는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  10. 제8항에 있어서,
    상기 탄성 벽(21b)은 0.03~1 mm의 두께를 갖는, 탄성적으로 변형 가능한 물질로부터 형성되거나,
    상기 헤드(21a)는 단단하거나,
    또는 상기 둘 모두가 이루어지는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  11. 제8항에 있어서,
    상기 탄성 벽(21b)은 0.08~0.5 mm의 두께를 갖는, 탄성적으로 변형 가능한 물질의 필름으로부터 형성되거나,
    상기 헤드(21a)는 단단하거나,
    또는 상기 둘 모두가 이루어지는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  12. 제8항에 있어서,
    상기 탄성 벽(21b)은 0.20~0.30 mm의 두께를 갖는, 탄성적으로 변형 가능한 물질의 필름으로부터 형성되거나,
    상기 헤드(21a)는 단단하거나,
    또는 상기 둘 모두가 이루어지는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성적으로 변형 가능한 물질의 필름은 열가소성 플라스틱 물질, 고무, 실리콘 중 적어도 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  14. 제8항에 있어서,
    상기 헤드(21a)과 상기 탄성 벽(21b)은 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  15. 제14항에 있어서,
    상기 헤드(21a)와 상기 탄성 벽(21b)은 사출 성형법에 의해 동시에 제조되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  16. 제7항에 있어서,
    상기 탄성 밸브(20)는 적어도 하나의 고정 부재(23)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 고정 부재(23)를 통하여 상기 탄성 밸브(20)가 상기 엘리먼트(40)의 적어도 하나의 대응하는 고정 부재(43)에 포스-로킹식(force-locking manner)으로 연결되고, 상기 탄성 밸브(20)의 상기 고정 부재(23)와 상기 엘리먼트(40)의 상기 고정 부재(43)는 래치 연결 또는 스냅 연결로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  17. 제7항에 있어서,
    상기 엘리먼트(40)는 상기 중간 공간(10-20)을 종결시키는 벽(42)을 가지며,
    상기 중간 공간(10-20)과, 상기 중간 공간(20)에서 볼 때 상기 벽(42)의 다른 측에 위치한 영역(40-60)의 유체 연통은 상기 관통 개구부(41)를 통해 가능한 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  18. 제17항에 있어서,
    상기 통로 개구부(41)는 상기 벽(42)을 통해 직접 상기 영역(40-60)으로 가이드되어 상기 영역(10-20)으로 통하거나, 상기 엘리먼트(40)의 측벽(44)을 통해 상기 영역(40-60)으로 가이드되고, 상기 엘리먼트(10)에 의해 한정될 수 있는 상기 엘리먼트(40)의 외부 표면에서 노치로 가이드되며, 상기 엘리먼트(40)의 상기 측벽을 통해 상기 영역(10-20)에 다시 가이드되어 상기 영역(10-20)으로 통하는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  19. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 밸브(20)에 복원력을 부여하는 부재(30)가 상기 탄성 밸브(20)와 상기 엘리먼트(40) 사이에 배치되고,
    상기 복원력은 상기 작동 상태(B)에서 형성된 상기 중간 공간(10-20)이 상기 저장 상태(A)로 복귀할 때 밀폐되는 효과를 가지며,
    상기 엘리먼트(30)은 스프링인 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  20. 제1항에 있어서,
    상기 엘리먼트(60)와 상기 엘리먼트(60)에 고정 가능한 저장 용기(II) 사이, 및/또는 상기 엘리먼트(60)와 상기 엘리먼트(60) 사이에, 유입되는 공기를 멸균 여과하기 위한 적어도 하나의 수단(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  21. 제20항에 있어서,
    상기 수단(50)은 박테리아 필터가 존재하는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  22. 제7항에 있어서,
    상기 엘리먼트(40)는 상기 엘리먼트(60)에 대하여 고정되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  23. 제1항에 있어서,
    상기 엘리먼트(60)를 통해 상기 펌프 헤드(I)와 상기 저장 용기(II)를 연결할 시, 상기 엘리먼트(60)와 상기 저장 용기(II) 사이에 씰(seal, 80)이 배치되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  24. 제1항에 있어서,
    상기 헤드부(10)는 항균성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  25. 제 24항에 있어서, 상기 항균성 물질은 금속 또는 금속 이온을 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 금속 또는 금속 이온은 은 입자 또는 은 이온인, 펌프 헤드(I).
  27. 저장 용기(II)에 연결되는 제1항에 따른 펌프 헤드(I)를 포함하는 계량 장치.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 저장 용기(II)는 스퀴즈 보틀(squeeze bottle)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 계량 장치.
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