KR20070026560A - 계량 및 분배 마개 - Google Patents

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KR20070026560A
KR20070026560A KR1020067025597A KR20067025597A KR20070026560A KR 20070026560 A KR20070026560 A KR 20070026560A KR 1020067025597 A KR1020067025597 A KR 1020067025597A KR 20067025597 A KR20067025597 A KR 20067025597A KR 20070026560 A KR20070026560 A KR 20070026560A
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제임스 더블유. 리빙스턴
엠. 린리 디즈
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존슨디버세이, 인크.
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Abstract

본 발명은 용기용 계량 및 분배 마개에 관한 것이며, 두 개의 회전식 디스크는 분말 재료의 정확한 계량 및 분배를 할 수 있도록 고정 캡 부재와 결합되어 회전한다. 디스크 및 용기 캡은 분배 마개와 함께 이용될 수 있는 다양한 구동 부재를 제공할 뿐만 아니라 분말 재료의 연속적인 계량을 할 수 있다.
계량 및 분배, 용기용 마개, 회전식 디스크, 고정 캡 부재, 구동 부재, 분말 재료

Description

계량 및 분배 마개 {METERING AND DISPENSING CLOSURE}
본 발명의 분야는 분말 재료를 위한 계량 및 분배 장치이다. 더욱 상세하게는, 용기에 연결되어 정량의 분말을 액체 내로 분배할 수 있는 분말 분배 마개에 관한 것이다.
본 발명에 관련된 형태의 분배기는 미국 특허 제4,032,050호와 제5,469,992호에 개시된다. 미국 특허 제4,032,050호에 개시된 분배기는 분배될 재료를 위한 회전식 계량 디스크(80)를 제공한다. 회전식 계량 디스크는 용기의 외부에 연결되며 밀봉 문제를 제기한다.
또한, 미국 특허 제5,469,992호는 회전식 계량 부재(20)를 개시한다. 그러나, 회전식 계량 부재는 캐니스터(canister)에 연결되며 휴대용 용기에는 연결되지 않는다.
회전식 계량편과 고정 공급편에 대해 문제점들이 있다. 회전식 계량편과 고정 공급편은 용기 내용물의 바람직한 내부 교반 작용을 수행할 수 없다. 이러한 작용이 없이는, 상당한 양의 분말이 용기 내에 남아 계량 챔버 내로 분배되지 않을 수 있다.
종래 기술은 용기에 연결가능하고 흡습성인 분말 재료에 대한 적합한 밀봉을 할 수 있는 계량 및 분배 마개를 제공하지 않는다.
현재로서는, 작은 용기(1kg 내지 4kg 사이)로부터 분말화된 화학 물질을 분배하기 위한 신뢰성 있고 비용 효율적인 오직 하나의 방법은 물 분무 및 스크린 접근법(water spray and screen approach)을 사용하는 것이다. 물 분무 및 스크린 접근법 시스템에는 두 개의 중요한 제한이 있는데, 공급률이 대단히 불연속적이고, 분말 제제가 한정된다는 점이다. 이러한 방법은 미국 특허 제5,007,559호에 개시된다.
용기 내에 남아있는 분말의 양과, 스크린 근처의 응고로 인해 발생할 수 있는 임의의 브릿징(bridging), 물 압력, 분무 패턴 변화, 물 온도 및 배치(batch) 대 배치 변화로 인해 공급률은 적어도 3:1의 범위 그리고 가끔은 이 범위 이상을 넘어서 변화한다. 분배된 제품의 양을 제어하기 위해서, 이러한 시스템들은 변화하는 공급률을 보상하기 위한 농도(concentration) 피드백 제어 서브시스템을 통상 요구한다. 지금까지 가장 흔한 것은 식기세척 분야에서 사용되는 전도도(conductivity) 피드백 제어이다. 환언하면, 공급률 변동 때문에, "분무/스크린" 분말 분배 시스템은 반복적인 용량이 요구되는 적용예에는 정상적으로 사용될 수 없다. 본 발명은 부피 측정에 의거한 정확하고 일정한 계량된 용량을 제공함에 의해 이러한 제한을 제거한다.
"분무/스크린" 분배기는 오직 한정된 범위의 분말 및 제제와 함께 작동된다. 가장 흔한 공급 분말인 세제는 분무가 분말 내로 침투해야만 하는 경우 과도한 열을 발생시키지 않는 제제로 한정된다. 이것은 안전상의 문제점이 될 수 있는 용기 내에서의 스팀 발생의 가능성을 방지하도록 부식제(통상 NAOH 또는 KOH) 수준이 약 40% 이하로 유지되어야 한다는 것을 보통 의미한다. 본 발명의 계량 및 분배 마개는 이러한 제한을 제거하고, 연수 식기세척 분야에 있어서 약 70%까지의 부식제 농도를 갖는 더욱 강력한 세제 분말의 제조를 가능하게 한다. 이것은 단일 용기의 효율에 있어서 40% 내지 50%의 증가를 가져올 것이다.
단순하게는, 많은 분말은 "분무/스크린" 방법을 사용해서는 전혀 공급될 수 없다. 이러한 분말들은 물을 빨리 흡수하고 스크린에서 용해될 수 있기 전에 젤로 변하기 쉬운 임의의 분말을 포함한다. 본 발명의 계량 및 분배 마개는 이러한 단점을 제거한다.
종래 기술의 단점은 용기에 부착 가능한 용기 캡 부재를 포함하는 본 발명의 용기에 대한 계량 및 분배 마개에 의해 극복된다. 용기 캡 부재는 용기의 내부를 면하여 장착되도록 구성된 제1 측면과, 용기의 외부를 면하여 장착되도록 구성된 제2 측면을 갖는다. 계량 챔버는 용기 캡 부재 내에 위치된다.
용기 캡 부재의 제1 측면에 장착되며, 적어도 하나의 통로를 갖는 제1 회전식 디스크 부재가 있다. 또한, 용기 캡 부재의 제2 측면에 장착되며, 통로를 내부에 갖는 제2 회전식 디스크 부재를 갖는다.
디스크 부재들이 회전할 때, 분말 재료는 캡 부재의 계량 챔버 내로 제1 디스크 부재 내의 일 통로를 통과한 후, 제2 디스크의 통로를 순차적으로 통과한다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 회전식 디스크 부재는 서로 연결된다.
다른 실시예에서, 제2 회전식 디스크 부재는 구동 샤프트 결합부를 포함한다.
또다른 실시예에서, 제2 회전식 디스크 부재는 구동 기어의 상보적 기어에 의해 결합을 하기 위한 기어를 포함한다.
양호한 실시예에서, 캡 부재는 용기의 상보적인 나사부에 부착되기 위한 나사부를 포함한다.
다른 양호한 실시예에서, 용기에 부착 가능한 용기 캡 부재를 포함하는 분말 분배 장치가 제공되며, 용기 캡 부재는 용기의 내부를 면하며 장착되도록 구성된 제1 측면과, 용기의 외부를 면하며 장착되도록 구성된 제2 측면을 갖는다. 계량 챔버는 용기 캡 부재에 위치된다.
제1 회전식 디스크 부재는 용기 캡 부재의 제1 측면에 장착되며 적어도 하나의 통로를 내부에 갖는다. 제2 회전식 디스크 부재는 용기 캡 부재의 제2 측면에 장착되며 내부에 통로를 갖고, 제1 및 제2 회전식 디스크 부재는 구동 샤프트 결합부를 포함하는 제2 회전식 디스크 부재를 이용하여 서로 연결된다. 또한, 구동 샤프트 결합부에 연결된 구동 샤프트와, 구동 샤프트에 연결된 구동 부재가 있다.
디스크 부재가 회전될 때, 분말 재료는 캡 부재의 계량 챔버 내로 제1 디스크 부재 내의 일 통로를 통과한 후, 제2 디스크의 통로를 순차적으로 통과한다.
본 발명의 일반적인 목적은 분말 재료를 위한 개선된 분배 장치를 제공하는 것이다.
다른 목적은 분배되는 분말용 밀봉을 제공할 수 있는 분말 분배 장치이다.
또다른 목적은 용기에 용이하게 연결될 수 있는 전술한 형태의 분배 장치이다.
또다른 목적은 다양한 구동 수단에 의해 구동될 수 있는 전술한 형태의 분배 장치이다.
또다른 목적은 분배되는 분말 재료를 정확하게 측정할 수 있는 전술한 형태의 분배 장치이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 이하의 양호한 실시예의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
도1은 리셉터클과 결합되는 본 발명의 분말 분배 장치를 도시하는 부분 측면도이다.
도2는 상기 분배 장치의 구성 부품의 조립도이다.
도3은 제1 위치에서의 분배 장치의 평면도이다.
도4는 제2 위치에서의 분배 장치를 도시하는 도3과 유사한 도면이다.
도5는 제3 위치에서의 분배 장치를 도시하는 도3과 유사한 도면이다.
도3a, 도4a 및 도5a는 각각 도3, 도4, 도5의 선3A-3A, 4A-4A, 5A-5A를 따라 취해진 도면이다.
도6은 리셉터클과 결합되는 분배 장치의 다른 실시예의 사시도이다.
도7은 다른 실시예를 도시하는 도1과 유사한 도면이다.
도8은 도7 실시예에 대한 구동 기구를 나타내는 부분 단면도이다.
도9는 또다른 실시예를 도시하는 도7과 유사한 도면이다.
도10은 구동 기구를 도시하는 도9의 선10-10을 따라 취해진 도면이다.
도11은 또다른 실시예를 도시하는 도1과 유사한 도면이다.
도12는 도11의 실시예에 대한 구동 기구를 도시하는 도면이다.
도1 내지 도5를 참조하면, 계량 및 분배 마개(10)를 수납하기 위해 리셉터클(14) 내에 지지된 용기(12)와 결합되는 계량 및 분배 마개(10)가 도시된다. 솔레노이드 밸브(18)에 의해 제어되는 물 흡입 도관(16)은 물을 리셉터클(14) 내로 도입하기 위해 이용된다. 또한, 수용액 출구 도관(20)은 리셉터클(14)과 연통된다. 구동 부재(22)는 칼라(26) 내에서 밀봉부(28)와 저널 연결되는(journalled) 구동 샤프트(24)를 구동한다.
도2를 참조하면, 계량 및 분배 마개(10)는 세 개의 기본 구성품으로 구성된다. 직립벽(31)과 용기(12) 상의 상보적인 나사부와 결합하기 위한 내측 나사부(32)를 구비하는 캡 부재(30)가 있다. 또한, 절취부(38)와 상승된 외주벽(37)을 구비하는 회전식 디스크(36)가 있다. 회전식 디스크(36)는 캡 부재(30) 내부에 착좌된다. 제3 구성품은 상승된 외주벽(46)과 돌출부(49)를 갖춘 스터브(stub) 샤프트(48)를 구비하는 회전식 디스크(43)이다. 이들 구성품은 돌출부(49)가 회전식 디스크(36)의 슬롯(41)에 결합하는 방식으로 캡 부재(30)의 개구(34)를 통해 결합된다. 회전식 디스크(36, 43)는 스터브 샤프트(48)에 연결된 구동 샤프트(24)에 의해 회전된다.
도6, 도7, 도9 및 도11에 각각 도시된 계량 및 분배 마개 또는 실시예들(10A,10B, 10C, 10D)은 A, B, C, D 첨자를 가지는 점을 제외하고는 실시예(10)에 대해 전술한 기본 요소들 중 일부를 채용한다.
실시예(10A)는 구동 샤프트(24A)들에 대한 두 개의 구동 모터(60A) 뿐만 아니라 용기(12A)에 대한 두 개의 분배 마개를 도시한다. 구동 샤프트(24A)는 미도시된 내부 회전식 디스크(36A) 뿐만 아니라 회전식 디스크(43A)를 회전시킨다.
도7 및 도8에 도시된 실시예(10B)는 회전식 디스크(43B, 36B)를 회전시키기 위해 실시예(10)에 대해 도시된 것과는 상이한 구동 기구를 갖는다는 점에서 상이하다. 구동 기구는 모터(62B)와 회전식 디스크(43B) 상의 링 기어(64B)와 결합하는 구동 기어(63B)에 의해 달성된다. 디스크(36B)의 회전은 회전식 디스크(43B, 36B)에 연결된 스터브 샤프트(48B)에 의해 수행된다. 또다른 차이는 계량 및 분배 마개(10B) 바로 아래에 물 출구 도관(20B)이 위치하는 것이다. 전술한 부품들의 상호 작용은 도8에 도시된다.
도9의 실시예(10C)는 도7에 도시된 실시예(10B)와 유사하지만, 회전식 디스크(43C) 상의 링 기어(68C)를 구동시키기 위해 웜 구동 기어(67C)와 연결된 모터(66C)를 포함한다. 스터브 샤프트(48B)는 디스크의 회전을 제공하기 위해 디스크(43C, 36C)와 상호연결된다. 캡 부재(30C)에 대한 회전식 디스크(36C, 43C)의 위치설정은 도10에 도시된다.
도11에 도시된 실시예(10D)는 회전식 디스크(43D, 36D)를 회전시키기 위한 또다른 수단이 도시된다는 점에서 도6, 도7 및 도9에 도시된 실시예들과 상이하다. 본 실시예에서, 모터(70D)는, 구동 샤프트(24D) 상의 스프로켓(78D)을 구동하는 체인(76D)과 결합하는 스프로켓(74D)을 갖는 구동 샤프트(72D)를 구동한다. 구동 샤프트(24D)는 스터브 샤프트(48D), 따라서 디스크(43D, 36D)의 회전을 수행한다.
작동
계량 및 분배 장치는 그 작동을 설명함에 의해 더욱 잘 이해될 것이다. 도1 내지 도5a와 분배 마개(10)를 참조하면, 분말 재료를 구비하는 용기(12)는 리셉터클(14) 내에 지지된다. 물은 물 흡입 도관(16)을 통해 리셉터클 내로 도입된다. 계량 및 분배 마개(10)는 캡 부재(30) 및 도3 및 도3a의 위치에 도시된 회전식 디스크(36, 43)를 구비하며 용기(12)에 부착된다. 이 위치에서, 분말 재료는 디스크(36) 및 절취부(38)에 위해 차폐되지 않았기 때문에 캡 부재(33) 내의 계량 개구 또는 챔버(33)로 자유롭게 유입될 수 있지만, 통로가 벽(35)에 의해서와 같이 회전식 디스크(43)에 의해 막혀있기 때문에 리셉터클(14) 내로 통과할 수는 없다. 구동 부재(22)의 작동 및 구동 샤프트(25)의 회전은 상부 회전식 공급 디스크(36) 및 하부 회전식 디스크(43)가 도4 및 도 4a에 도시된 위치로 이동하도록 한다. 이 위치에서, 현재 계량 챔버가 되는 개구(33)로 더 이상의 분말 재료가 유입될 수는 없다. 디스크(36, 43)의 연속적인 회전은 디스크들을 도5 및 도5a에 도시된 것과 같이 위치시킨다. 여기서 개구(33)는 개구(45) 위에 위치되어 분말 재료가 리셉터클(14) 내로 유입되어 물과 혼합되도록 한다. 이어서, 혼합된 재료는 수용액 출구 도관(20)에 의해 방출된다.
계량 및 분배 마개(10A, 10B, 10C 및 10D)의 작동은 계량 및 분배 마개(10) 에 대해 기술된 것과 기본적으로 동일하다. 차이점은 기술된 관련 구동 기구를 갖는 모터(60A, 62B, 66C, 70D)에 의해 도시된 것과 같은 상이한 구동 기구를 사용하는 점이다.
본 발명의 중요한 특징은 회전식 디스크(36, 43)의 회전과 관련한 캡 부재(30)의 고정 위치에 있다. 이러한 특징은 분말 재료의 계량 개구(33)로의 정확한 투입이라는 장점을 제공한다. 이것은 용기(12) 내부에서의 분말의 교반 및 분말 재료의 계량 개구(33)로의 연속적인 투입을 가져오는 디스크(36)의 회전에 의해 수행된다. 디스크(36, 43)에 대해 고정되어 유지되는 캡 부재(30)를 갖는 다른 장점은 그것이 훨씬 용이하게 제조될 수 있다는 점이다.
본 발명의 분배 마개는 리셉터클의 특정한 구성과 관련하여 기술되었다. 임의의 형태의 리셉터클이 이러한 분배 마개와 관련하여 작동될 수 있다. 물을 포함하는 리셉터클을 반드시 가질 필요는 없다. 예컨대, 리셉터클 내에서 이용될 수 있고 내부에 지지될 수 있는데, 분말 재료는 이미 내부에 액체가 들어있는 다른 용기로 떨어질 수 있다. 분배 마개가 반드시 물과 함께 채용된 리셉터클과 결합되어 채용될 필요도 없다. 물과 에테르를 포함하는 물과 혼합 가능한 그리고 혼합 불가능한 용매와 같은 다른 용액이 채용될 수 있다.
캡 부재(30) 및 디스크(36, 43)를 제조하기 위한 바람직한 재료는 폴리프로필렌이다. 그러나, 폴리에틸렌 또는 테플론®과 같은 다른 내화학성 수지 플라스틱 재료가 채용될 수 있다. 필요시, 윤활제가 플라스틱 재료에 첨가될 수 있다.
본 발명의 사상 내의 모든 이러한 그리고 다른 변경예들은 첨부된 청구항에 의해 한정된 범주 내에 있도록 의도된다.

Claims (12)

  1. 용기로부터 분말 재료를 분배하기 위한 계량 및 분배 마개이며,
    용기에 부착 가능하며, 용기의 내부를 면하여 장착되도록 구성된 제1 측면과, 용기의 외부를 면하여 장착되도록 구성된 제2 측면을 구비하고, 계량 챔버가 내부에 위치하는 용기 캡 부재와,
    용기 캡 부재의 제1 측면에 장착되며, 내부에 적어도 하나의 통로를 갖는 제1 회전식 디스크 부재와,
    용기 캡 부재의 제2 측면에 장착되며, 내부에 통로를 갖는 제2 회전식 디스크 부재와,
    디스크 부재들이 회전할 때, 캡 부재의 계량 챔버 내로 제1 디스크 부재 내의 일 통로를 통과한 후, 제2 디스크의 통로를 통해 분말 재료가 순차적으로 통과하는 계량 및 분배 마개.
  2. 제1항에 있어서, 제1 회전식 디스크 부재와 제2 회전식 디스크 부재는 서로 연결되는 계량 및 분배 마개.
  3. 제2항에 있어서, 제2 회전식 디스크 부재는 구동 샤프트 결합부를 포함하는 계량 및 분배 마개.
  4. 제1항에 있어서, 제1 회전식 디스크 부재는 절취부를 갖는 계량 및 분배 마개.
  5. 제1항에 있어서, 캡 부재는 용기의 상보적인 나사부에 부착하기 위한 나사부를 포함하는 계량 및 분배 마개.
  6. 제1항에 있어서, 하우징을 더 포함하며, 상기 하우징은 용기에 연결되고 상기 하우징 내에 위치된 2개의 계량 및 분배 마개를 구비하는 계량 및 분배 마개.
  7. 제1항에 있어서, 제2 회전식 디스크 부재는 구동 기어의 상보적 기어와 결합하기 위한 기어를 포함하는 계량 및 분배 마개.
  8. 용기에 부착 가능하며, 용기의 내부를 면하여 장착되도록 구성된 제1 측면과, 용기의 외부를 면하여 장착되도록 구성된 제2 측면을 구비하고, 계량 챔버가 내부에 위치하는 용기 캡 부재와,
    용기 캡 부재의 제1 측면에 장착되며, 내부에 적어도 하나의 통로를 갖는 제1 회전식 디스크 부재와,
    용기 캡 부재의 제2 측면에 장착되며, 내부에 통로를 구비하고, 구동 샤프트 결합부를 구비함으로써 제1 회전식 디스크 부재와 서로 연결되는 제2 회전식 디스크 부재와,
    구동 샤프트 결합부에 연결되는 구동 샤프트와,
    구동 샤프트에 연결되는 구동 부재를 포함하며,
    디스크 부재들이 회전할 때, 캡 부재의 계량 챔버 내로 제1 디스크 부재 내의 일 통로를 통과한 후, 제2 디스크의 통로를 통해 분말 재료가 순차적으로 통과하는 분말 분배 장치.
  9. 제8항에 있어서, 용기 캡 부재와 제1 및 제2 회전식 디스크 부재를 수납하기 위한 리셉터클을 더 포함하는 분말 분배 장치.
  10. 제9항에 있어서, 리셉터클은 액체 입구 및 액체 출구를 포함하는 분말 분배 장치.
  11. 제8항에 있어서, 제2 회전식 디스크 부재에 작동식으로 연결된 구동 부재가 리셉터클에 배치되는 분말 분배 장치.
  12. 제8항에 있어서, 두 개의 용기 캡 부재와, 제1 및 제2 회전식 디스크 부재와, 제1 및 제2 회전식 디스크 부재에 작동식으로 연결된 구동모터를 둘러싸는 리셉터클을 더 포함하는 분말 분배 장치.
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