KR20080099198A - 기어 펌프 및 거품 분배기 - Google Patents

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더그 즐라틱
마크 이. 로젠크란쯔
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조세프 에스. 캔퍼
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Abstract

본원에서, 제1 성분과 제2 성분의 혼합을 위한 기어 펌프는 유입 포트, 예혼합 챔버 및 제2 성분 밸브를 포함한다. 예혼합 챔버는 유입 포트와 연통하는 제1 단부 및 제1 성분의 공급원과 연통하는 제2 단부를 갖고, 이에 의해 기어 펌프의 작동 시에 유입 포트를 통해 제1 성분을 이송하기 위한 유체 경로를 제공한다. 제2 성분 밸브는 제2 성분의 공급원과 예혼합 챔버 사이의 유체 연통을 조정한다. 기어 펌프의 작동 시에, 제1 성분은 제1 성분의 공급원으로부터 예혼합 챔버 내로 흡인되고, 제2 성분은 제2 성분의 공급원으로부터 제2 성분 밸브를 거쳐 예혼합 챔버 내로 흡인되고, 제1 성분과 제2 성분의 예혼합물은 예혼합 챔버로부터 상기 유입 포트를 통해 공급된다.
발포성 액체, 거품 제품, 분배기, 기어 펌프, 예혼합 챔버

Description

기어 펌프 및 거품 분배기 {GEAR PUMP AND FOAM DISPENSER}
본 발명은 일반적으로 기어 펌프에 관한 것이며, 특히 2 이상의 성분을 혼합하는데 채용되는 기어 펌프에 관한 것이다. 특정한 실시예에서, 본 발명은 거품 제품을 분배하기 위해 기어 펌프를 채용하는 분배기에 관한 것이다.
미국 특허 제2,324,116호, 제3,628,893호, 제3,764,238호, 제4,059,714호, 제4,193,745호, 제4,264,214호 및 제4,601,645호에 개시된 바와 같이 기어 펌프는 다수의 성분을 혼합하는데 사용된다. 이러한 여러 특허들은 두 가지의 성분을 혼합하는 기어 펌프를 개시하고 있지만, 이들은 기어 펌프의 기어를 위한 하우징 내에서 이러한 성분들을 혼합한다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 본 발명에 따르면, 두 가지의 성분이 기어를 유지하는 하우징 내에서 뿐만 아니라 다른 곳에서도 혼합되는 기어 펌프가 제공된다. 구체적인 실시예는 피부 관리 및 피부 살균을 위한 거품 제품의 분배에 관한 것이지만, 본 발명은 본원의 교시에 따라 펌핑되기에 적합한 모든 성분을 혼합하는데 폭넓게 적용될 것이다.
피부 관리 및 피부 살균 제품을 분배하는데 있어서, 종래의 기술에서는 관련 펌프 기구가 구비된 적절한 피부 관리 또는 피부 살균 액체 용기를 포함하는 일회용 재충전 유닛을 수용하기 위한 영구적인 하우징이 구비된 분배기를 제공하는 것이 일반적이다. 재충전 유닛은 재충전 유닛에 의해 제공된 펌프 기구를 작동시키기 위한 요소를 제공하는 영구적인 하우징에 수용된다. 재충전 유닛의 용기가 비어 있을 경우, 새로운 재충전 유닛으로 간단히 교체된다. 이러한 재충전 유닛의 펌프 기구는 가장 일반적으로는 피스톤-타입 및 다이아프램-타입 펌프를 포함하고, (미국 특허 제5,836,482호에서와 같이) 덜 일반적으로는 기어 펌프를 포함하는 다양한 타입이다. 적어도 피부 관리 및 피부 살균제 분배 기술에서, 다이아프램 타입 펌프는 일반적으로 "돔 펌프(dome pump)"로도 공지되어 있다. 피스톤-타입과 다이아프램-타입 펌프는 거품 제품을 발생시키도록 되어있다. 그러나, 분배기 재충전 유닛에 채용되는 기어 펌프는 거품 제품을 발생시키도록 되어 있지 않았으며, 본 발명은 분배 기술에서 이러한 요구를 해결하고, 보다 폭넓게는 사실상 모든 적절한 성분을 분배하기에 적합한 펌프 및 분배기 기구를 제공한다.
본 발명은 제1 성분 및 제2 성분의 혼합을 위한 기어 펌프를 제공한다. 기어 펌프는 유입 포트와, 예혼합 챔버와, 제2 성분 밸브를 포함한다. 예혼합 챔버는 유입 포트와 연통하는 제1 단부 및 제1 성분의 공급원과 연통하는 제2 단부를 가지므로, 기어 펌프의 작동 시에 유입 포트를 통해 제1 성분을 이송하기 위한 유체 경로를 제공한다. 제2 성분 밸브는 제2 성분의 공급원과 상기 예혼합 챔버 사이의 유체 연통을 조정한다. 기어 펌프의 작동 시에, 제1 성분은 제1 성분의 공급원으로부터 예혼합 챔버 내로 흡인되고, 제2 성분은 제2 성분의 공급원으로부터 제2 성분 밸브를 거쳐 예혼합 챔버 내로 흡인되며, 제1 성분과 제2 성분의 예혼합물은 상기 유입 포트를 통해 공급된다.
다른 실시예를 따르면, 본 발명은 재충전 유닛을 보유하는 하우징을 포함하는 분배기를 제공한다. 하우징에는 모터가 장착되어 있고, 모터는 모터의 작동 시에 회전하는 출력 샤프트를 제공한다. 재충전 유닛은 제1 성분 용기와 기어 펌프를 포함한다. 제1 성분 용기는 분배될 제1 성분을 보유한다. 기어 펌프는 펌프 하우징을 포함하며, 펌프 하우징 내에 보유되고 회전축 및 반경방향 연장 치형부를 갖는 제1 기어를 가진다. 모터의 출력 샤프트는 모터의 작동 시에 제1 기어를 회전시키도록 제1 기어와 맞물린다. 제2 기어가 펌프 하우징 내에 보유되고, 회전축 및 반경방향 연장 치형부를 가지며, 제1 기어의 회전이 제2 기어의 회전을 초래하도록 제1 기어의 반경방향 연장 치형부는 닙에서 제2 기어의 반경방향 연장 치형부와 서로 맞물린다. 이러한 회전 시에, 제1 기어 및 제2 기어의 반경방향 연장 치형부는 닙의 일 측부 상에서 서로 맞물리도록 결합하고 닙의 다른 측부 상에서 서로 맞물림으로터 해제된다. 유입 포트는 제1 기어 및 제2 기어의 반경방향 연장 치형부들이 서로 맞물림으로부터 해제되는 닙의 측부 상에서 펌프 하우징과 연통하며, 출구 포트는 제1 기어 및 제2 기어의 반경방향 연장 치형부들이 서로 맞물리도록 결합하는 닙의 측부 상에서 펌프 하우징과 연통한다. 재충전 유닛은 유입 포트를 통해 펌프 하우징과 연통하는 제1 단부 및 제1 성분 용기 내에 보유된 제1 성분과 연통하는 제2 단부도 포함하므로, 펌프 하우징 내로 제1 성분을 이송하는 유체 경로를 제공한다. 또한, 재충전 유닛은 제2 성분과 예혼합 챔버의 유체 경로 사이의 유체 연통을 조정하는 제2 성분 밸브를 포함한다. 제1 기어 및 제2 기어의 회전 시에, 제1 성분은 예혼합 챔버의 유체 경로를 통해 흡인되고, 제2 성분은 제2 성분 밸브를 거쳐 유체 경로 내로 흡입되며, 제1 성분과 제2 성분의 예혼합물은 유입 포트를 통해 펌프 하우징에 공급된다.
본 발명에 따르면, 두 가지의 성분이 기어를 유지하는 하우징 내에서 뿐만 아니라 다른 곳에서도 혼합되고, 사실상 모든 적절한 성분을 분배하기에 적합한 펌프 및 분배기 기구가 제공된다.
도1 내지 도3 및 도3a를 참조하면, 본 발명에 따른 분배기는 도면 부호 "10"으로 명시되어 도시된다. 분배기(10)는 배면판(16) 및 커버(18)를 갖는 분배기 하우징(14) 내에 선택적으로 수납되는 재충전 유닛(12)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 그리고 일반적으로 공지된 바와 같이, 커버(18)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 피봇할 수 있도록 힌지(20)에서 배면판(16)에 고정되고(도3), 개방 위치에서 재충전 유닛(12)은 분배기 하우징(14) 내에 배치될 수 있고, 폐쇄 위치에서 재충전 유닛(12)은 분배기 하우징(14)에 보유되고 사용을 위해 준비될 수 있다. 배면 판(16)은 배터리(22)를 수용하고 그 동력부와 연통하여 모터(24)를 작동시키는 임의의 공지된 구조를 포함할 수 있다. 임의의 다른 적절한 전원이 또한 사용될 수 있다. 모터(24)는 재충전 유닛(12)의 기어 펌프 조립체(26)의 기어를 전진시키는데 사용된다. 재충전 유닛(12)은 기어 펌프 조립체(26) 및 이것이 고정되는 용기(28)를 포함한다. 용기는 발포성 액체(S)를 보유하고, 기어 펌프 조립체(26)의 기어의 전진은 분배 튜브(30)를 통해 분배되는 거품 제품을 생성하도록 발포성 액체(S)가 공기와 혼합되게 한다.
도2 내지 도5를 참조하면, 재충전 유닛(12)의 다양한 구성요소가 더 구체적으로 개시된다. 재충전 유닛(12)은 용기(28) 및 기어 펌프 조립체(26)를 포함한다. 기어 펌프 조립체(26)는 용기(28)의 네크부(36)에 제공된 개방 단부(34) 위에 끼워지는 네크 캡부(32)를 포함한다. 도시된 끼움은 스냅 끼움이지만, 나사 끼움과 같은 기타의 것이 채용될 수 있다. 펌프 하우징(38)은 네크 캡부(32)로부터 연장되어, 예혼합 챔버(40), 체크 밸브(42) 및 딥 튜브(44)를 통해 용기(28) 내의 발포성 액체(S)와 궁극적으로 연통한다. 체크 밸브(42)는 공지된 방식으로 딥 튜브(44)를 밀봉시키는 볼(46)을 갖는 볼 밸브로서 도시되고, 예를 들어 덕 빌 밸브(duck bill valve)와 같은 다른 유형의 체크 밸브가 채용될 수 있음이 이해될 것이다. 펌프 하우징(38)의 내부는 유입 포트(48)에서 예혼합 챔버(40)와 연통하고, 펌프 하우징(38)의 커버(52)에 제공된 출구 포트(50)를 통해 분배 튜브(30)와 연통한다.
펌프 하우징(38)은 제1 기어(56)를 보유하는 제1 기어부(54)와, 제2 기 어(60)를 보유하는 제2 기어부(58)를 형성한다. 제1 기어(56)는 제1 기어부(54)의 측벽(64)과 결합하는 반경방향 연장 치형부(62)를 포함한다. 유사하게, 제2 기어(58)는 제2 기어부(58)의 측벽(68)과 결합하는 반경방향 연장 치형부(66)를 포함한다. 반경방향 연장 치형부(62, 66)는 닙(70)에서 서로 맞물리며, 여기에서 제1 및 제2 기어부(54, 58)의 치형부(62, 68)가 중첩된다.
이 특정 실시예에서, 펌프 하우징(38)은 모터 장착 부재(72)와 관련되고 그 일부로서 성형된다. 구동 샤프트(74)는 제1 기어(56)의 구동 구멍(76)과 결합하도록 모터(24)로부터 펌프 하우징(38)의 샤프트 구멍(75)을 통해 제1 기어부(54)의 내부로 연장된다. 구동 샤프트(74)는 그 축을 중심으로 회전함으로써 제1 기어(56)를 또한 회전시키도록 구동 구멍(76)과 결합한다. 이것은 다수의 방식으로 달성될 수 있고, 특정 실시예에서는 구동 구멍(76)이 비원형 형상을 갖고 적어도 구동 구멍(76) 내로 연장되는 구동 샤프트(74)의 부분이 상보적 형상을 가짐으로써 달성된다. 도시된 바와 같이, 모터 장착 부재(72)는 모터(24) 위에 고정식으로 수용되도록 형상설정된다. 일부 실시예에서, 이러한 결합은 재충전 유닛(12)이 분배기(10)의 배면판(16)에 고정되는 것을 도울 수 있다. 이것은 또한 모터(24)의 구동 샤프트(74)가 샤프트 구멍(75) 및 구동 구멍(76)과 정렬되는 것을 돕는다. 도시된 실시예에서, 모터 장착 부재(72)는 모터(24) 위에 끼워지고, 스냅 끼움을 통해 모터와 결합하며, 모터 장착 부재(72)가 모터(24)와 정합함에 따라, 구동 샤프트(74)는 구동 구멍(76)과 정합한다. 밀봉부(78)는 샤프트 구멍(75)에서 펌프 하우징(38)으로부터의 누수를 방지하도록 제1 기어(56)와 펌프 하우징(38) 사이에서 펌프 하우징(38) 내에 제공된다. 재충전 유닛(12)이 이 방식으로 분배기에 장착되면, 모터(24)는 제1 기어(56) 및 제2 기어(60) 모두를 회전시키도록 작동될 수 있고, 제2 기어(60)는 닙(70)에서 제1 기어(56)와의 상호 결합에 기인하여 구동된다. 이러한 기어(56, 60)의 구동은 분배 튜브(30)에서 원하는 거품 제품을 생성하도록 발포성 액체 및 공기의 펌핑을 야기한다.
보다 구체적으로, 도4에 도시된 바와 같이, 제1 기어(56)는 화살표(A)의 방향으로 구동되고, 따라서 제2 기어(60)는 화살표(B)의 방향으로 구동된다. 기어(56, 60)가 이러한 방식으로 구동될 때, 유입 경로(82)를 따라서 그리고 유입 포트(48)에서 부압이 발생되는데, 이 경로를 따라서 치형부(62, 66)들이 닙(70)에서의 맞물림으로부터 해제되기 때문이다. 유사하게, 배출 경로(84)를 따라서 그리고 배출 포트(50)에서 정압이 발생되는데, 이 경로를 따라 치형부(62, 66)들이 닙(70)에서 맞물리도록 결합하기 때문이다. 유입 포트(48)에서의 부압은 발포성 액체(S)를 딥 튜브(44)를 따라 흡인하여 체크 밸브(42)를 지나 예혼합 챔버(40) 안으로 진행시킨다. 아래에서 상세히 설명될 거품 조절 밸브(80)를 통해 예혼합 챔버(40) 안으로 공기가 또한 흡인된다. 공기와 발포성 액체(S) 모두가 예혼합 챔버(40) 안으로 흡인되기 때문에, 공기와 발포성 액체(S)의 코스 예혼합물이 예혼합 챔버(40)에서 생성되며, 이 예혼합물이 유입 포트(48)에서 펌프 하우징(38) 안으로 흡인된다.
예혼합물은 유입 포트(48)로부터 유입 경로(82)를 통해 닙(70) 쪽으로 흡인된다. 예혼합물은 닙(70)에 접근함에 따라 제1 기어(56)와 제2 기어(60)의 인접한 치형부들 사이에 모아지고, 치형부(62, 66)들이 결합해제되는 유입 경로(82)로부터 치형부(62, 66)들이 결합하는 배출 경로(84)까지 원주를 따라 이동하도록 치형부와 펌프 하우징(38) 사이에서 이송된다. 치형부들이 결합하는 곳에서 정압이 발생하여, 닙(70)의 출구 측으로 이동하는 예혼합물을 배출 경로(84)를 통해 분배 튜브(30)와 연통하는 배출 포트(50)로 밀어낸다. 따라서, 제1 기어(56)와 제2 기어(60)가 각각의 제1 기어부(54)와 제2 기어부(58) 내에서 회전할 때, 공기와 발포성 액체(S)의 예혼합물이 예혼합 챔버(40)에서 생성되고, 이곳으로부터 기어 펌프 하우징(38)을 통해 흡인되어 배출 포트(50)에서 내보내진다.
인접한 치형부들 사이에 유지되는 분리된 체적의 예혼합물이 배출 경로(84)에서 서로 섞이므로 제1 및 제2 기어(56, 60)의 치형부(62, 66)들 사이에서 이송되는 예혼합물은 배출 경로(84)에서 더욱 균일화된다. 일부 실시예들에서, 이것은 배출 포트(50)에서 만족스러운 거품 제품을 생성할 수도 있다. 그러한 경우에, 분배 튜브(30)는 단순히 발포된 제품을 위한 도관일 수 있으며, 어떠한 특정 분배 스타일이 실시되더라도 적절한 길이를 가질 것이다. 본원의 도면에서는 벽 장착식 분배기에 초점이 맞추어졌지만, 핸드 헬드 타입 및 카운터 장착 타입을 포함하는 기타 분배기가 본원에 개시된 용기와 펌프의 조합과 함께 실시될 수 있다. 다른 실시예들에서, 배출 경로(84)에서 실행된 혼합은 적절히 균질화된 거품 제품을 생성하기에 충분하지 않을 수 있고, 그러한 경우에, 분배 튜브(30)는 거품을 균질화하고 원하는 거품 제품을 생산하기 위한 혼합 챔버를 포함한다.
도2에 도시된 바와 같이, 그러한 혼합 챔버(86)는 유입 메쉬(88)와 배출 메 쉬(90)를 포함하고, 혼합 챔버(86)를 강제로 통과하는 예혼합물은 반드시 통과해야 하는 이들 2개의 메쉬(88, 90)의 작용에 의해 더욱 균질화될 것이다. 유입 메쉬(88)와 배출 메쉬(90) 사이에 규정된 혼합 챔버의 체적은 또한 거품 제품을 더욱 균질화하는데 도움이 되도록 스폰지 재료(91)로 충진될 수 있다. 특히, 혼합 챔버(86)는 분배 튜브(30)의 출구(92)에 근접하여 배치되는 것이 바람직한데, 이는 균질화된 거품 제품을 전진시키는 것보다 예혼합물을 전진시키는데 더 적은 동력을 요구하기 때문이다. 이것은 리필 유닛(12)이 분배기 출구로부터 소정 거리에 장착될 수 있어서 상당한 길이의 분배 튜브(30)를 요구하는 벽 장착식 분배기 및 카운터 장착식 분배기에 특히 적합한 것으로 밝혀졌다.
거품 조절 밸브(80)는 기어(56, 60)의 회전 동안 예혼합 챔버(40) 내로 흡인되는 공기 양을 조절하도록 조작될 수 있다. 이러한 목적에 적합하게 기능하는 사실상 모든 밸브가 채용될 수 있지만, 도4 및 도5에는 특정 실시예가 도시되어 있다. 여기에서, 거품 조절 밸브(80)는 공기 포트(98)를 통해 예혼합 챔버(40)와 연통하고 궁극적으로는 공기 공급원과 연통하는 공기 경로(96)를 규정하는 조절 밸브 하우징(94)을 포함한다. 공기의 공급원은 용기(28) 내의 공기일 수 있거나, 주변의 대기일 수 있다. 도시된 실시예에서, 공기 경로(96)는 용기(28)와 연통하여 그것으로부터 공기를 흡인한다. 일부 실시예들에서, 용기는 벤트를 가지며, 따라서 공기가 벤트를 통해 용기(28) 내로 흡인됨으로써 용기가 찌그러지지 않는다. 다른 실시예들에서, 용기는 벤트를 포함하지 않으며, 그 결과 공기와 액체가 용기(28)로부터 흡인됨에 따라 용기(28)가 찌그러진다.
조절 밸브 하우징(94)은 또한 밀봉 챔버(100)와 나사형 샤프트 챔버(102)를 규정하며, 이들은 모두 공기 경로(96) 및 공기 포트(98)와 연통한다. 조절 밸브 샤프트(104)가 조절 밸브 하우징(94)과 정합하며, 기어(56, 60)의 회전 동안 예혼합 챔버(40) 내로 많거나 또는 적은 공기의 통과를 허용하기 위해 공기 포트(98)를 크거나 또는 작은 정도로 선택하여 개방하고 폐쇄하도록 조작된다. 보다 구체적으로, 조절 밸브 샤프트(104)의 나사형 섹션(106)이 노브(108)로부터 연장되며, 나사형 샤프트 챔버(102)까지 나사 구조를 갖는다. 조절 밸브 샤프트(104)의 밀봉 섹션(114)이 O-링(116)을 통해 조절 밸브 하우징(94)의 밀봉 챔버(100)와 결합하여, 공기 경로(96)가 나사형 샤프트 챔버(102)로부터 밀봉되게 한다. 니들 헤드(118)가 조절 밸브 샤프트(104)의 밀봉 섹션(114)으로부터 공기 경로(96)를 관통 및 횡단하여 연장되고, 밸브 시트(120)에서 종료된다. 니들 헤드(118)는 공기 경로(96)를 통해 공기가 유동하도록 적어도 공기 경로(96)보다 약간 작은 크기를 갖는다.
도5에서와 같이, 조절 밸브 샤프트(104)는 니들 헤드(118)의 밸브 시트(120)가 예혼합 챔버(40) 내로 연통되는 공기 포트(98)와 밀접하게 접촉된 상태에서, 거품 조절 밸브(80)를 완전히 폐쇄시키도록 노브(108)에서 조작될 수 있다. 이러한 방식으로, 어떠한 공기도 예혼합 챔버(40)에 흡인될 수 없으므로, 기어 펌프 조립체(36)는 공기와의 혼합 없이 용기(12) 내의 액체만을 펌핑하게 될 수 있다. 그러나, 도4에서 알 수 있는 바와 같이, 조절 밸브 샤프트(104)는 화살표(C)의 방향으로 이동하도록 노브(108)에서 조작되어, 니들 헤드(118)의 밸브 시트(120)를 공기 포트(98)에서 떨어지게 이동시켜, 공기가 공기 경로(96)를 통해 예혼합 챔버(40) 내로 진행할 수 있게 한다. 공기 경로(96)의 체적은 조절 밸브 샤프트(104)의 이동에 의해 조절될 수 있음을 알 것이다. 공기 경로(96)의 체적이 더 커짐으로써, 더 많은 공기가 기어(56, 60)의 회전 중에 예혼합 챔버(40)로 흡인될 수 있어, 더 가벼운 공기 거품이 궁극적으로 생성될 것이다. 공기 경로(96)의 체적이 더 작아짐으로써, 더 적은 공기가 기어(56, 60)의 회전 중에 예혼합 챔버(40)로 흡인되어, 더 무거운 습한 거품이 생성될 것이다. 거품 조절 밸브(80)는 예혼합 챔버(40)를 통해 펌프 기구로 흡인되는 공기의 양을 증감시키도록 조작되고, 원하는 품질을 갖는 거품 제품을 만드는데 사용될 수 있다.
도면에 도시된 재충전 유닛(12)은 벽 장착식 분배기 실시예의 분배기(10)(도1 및 도3 참조)에 특히 유용하지만, 본원에 개시된 포괄적인 구조와 개념은 핸드 헬드식 분배기 및 카운터 장착식 분배기에도 적용될 수 있음을 알아야 한다. 핸드 헬드식 실시예에서, 재충전 유닛(12)은 매끄러운 외관을 나타내도록 단순히 구성되고, 펌프의 기어를 회전시키기 위해 선택적으로 작동되는 모터를 지지할 것이다. 카운터 장착식 환경에서, 재충전 유닛의 구조적 요소들은 카운터를 통해 연장되는 분배 튜브가 싱크대 위에 제품 배출구를 제공하는 상태에서, 카운터 아래의 모터에 용이하게 장착될 수 있다.
구동 샤프트(74)가 지속적으로 구동되는 경우, 발포성 액체 및 공기 성분은 지속적으로 기어 펌프 조립체(26)로 유입되고 그리고 기어 펌프 조립체(26) 외부로 방출될 것이다. 이러한 것은 몇몇 적용예에서는 적절할 수 있지만, 몇몇 실시예에서는 예컨대 거품 비누의 생성에서와 같이, "1회분"의 최종 제품만이 요구될 것이 다. 이러한 경우에, 구동 샤프트(76)는 원하는 1회분의 혼합 제품을 방출하는데 충분한 시간 동안만 구동되는 것이 바람직하다. 구동 샤프트(76)가 구동되어야 할 시간은 원하는 1회분의 혼합 제품 및 기어 펌프 조립체(26)의 관통 유량에 따를 것이다.
발포성 액체 비누를 사용하는 거품 비누 실시예에서, 거품 조절 밸브는 펌프 하우징 내로 흡인되는 액체 비누에 대한 공기의 비율이 30:1 내지 3:1이도록 조절된다. 특정 실시예에서, 비율은 20:1 내지 5:1일 수 있으며, 다른 실시예에서는 12:1 내지 8:1일 수 있다.
본원에 개시된 재충전 유닛은 다양한 혼합 제품을 공급하는 다양한 분배기에 사용될 수 있는데, 다양한 혼합 제품은 (거품 조절 밸브에서 공기 유입구가 폐쇄된 경우에) 단순한 단일 성분 제품이거나, 액체와 공기 혼합물 또는 내부에 공기가 포함되어 있거나 포함되지 있지 않은 두 가지 액체 성분의 혼합물(액체/액체 혼합물은 후술됨)로 이루어진 거품 제품일 수 있다. 따라서, 내부에 특정 성분을 갖는 특정 재충전 유닛이 제공될 수 있고, 이러한 재충전 유닛은 소정의 원하는 제품에 따라 다를 것이다. 이러한 경우, 특정 재충전 유닛을 상이한 재충전 유닛에 대해 지정된 분배기에 삽입하지 않는 것이 중요할 것이다. 예컨대, 손 살균제 분배기에 손비누 재충전 유닛을 삽입하지 않는 것이 중요할 수 있다. 따라서, 본 발명의 재충전 유닛과 분배기 하우징에는 소정의 분배기에 부적절한 재충전 유닛을 탑재하는 것을 방지하거나, 탑재는 허용하지만 분배는 방지하는 물리적 또는 전자식 키잉 시스템이 선택적으로 제공될 수 있다. 물리적 또는 전자식 키잉 시스템은 소정의 분 배기와 소정의 재충전 유닛 사이에 설치될 것이다. 재충전 유닛의 키가 분배기 하우징의 키와 부합되지 않는 경우, 재충전 유닛의 탑재 또는 제품의 분배가 금지될 것이다.
본원의 교시에 따라, 본 발명은 단일 액체 성분과 공기의 혼합으로 제한될 필요가 없다는 것이 이해되어야 한다. 단순히 거품 조절 밸브(80)를 특정 가스 공급원과 연결하는 것에 의해, 다른 가스들이 거품 조절 밸브(80)에서 도입될 수 있다. 또한, 도6에 일반적으로 도시된 바와 같이, 다수의 액체 공급원이 공통 기어 펌프 조립체(26)에 흡인될 수 있다. 특히, 대안적인 유닛(212)은 제1 성분 용기(228A) 및 제2 성분 용기(228B)를 포함하며, 이들 모두는 딥 튜브(44)에 대해 기재된 바와 같이 기어 펌프 조립체(26)와 연통하는 단일 딥 튜브(244C)를 형성하기 위해 접합부(245)에서 만나는 각각의 딥 튜브(244A 및 244B)를 통해 기어 펌프 조립체(26)와 연통한다. 이미 기재된 바와 같이, 기어 펌프 조립체는 예혼합 챔버, 조절 밸브, 기어, 입구 및 출구를 포함한다. 이 기어 펌프 조립체(26)의 작동 시에, 제1 성분은 제1 성분 용기(228A)로부터 체크 밸브(242A)를 통해 흡인되며, 제2 성분은 제2 성분 용기(228B)로부터 체크 밸브(242B)를 통해 흡인된다. 이들 성분은 딥 튜브(244C)에서 혼합되고, 이미 기재된 바와 같이, 이 후 기어 펌프 조립체 내로 그리고 기어 펌프 조립체를 통해 흡인되며, 조정 밸브(80) 및 예혼합 챔버(40)에 대해 이미 기재된 바와 같이 제3 성분이 기어 펌프 조립체에서 선택적으로 도입된다. 2개의 성분이 접촉시에 반응이 있는 경우에, 딥 튜브(244A, 244B, 244C) 내의 반응 및 잔류물을 최소화하기 위해 기어 펌프 바로 앞에서 성분들을 결 합하는 것이 바람직하다는 것이 이해되어야 한다.
또한, 본 발명이 하나의 기어 펌프 내에서 다수의 성분들을 혼합하는 것에 있어서 진보하였지만, 기어 펌프는 일반적으로 공지되어 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 외부 기어 펌프 설계를 채택하는 특정 실시예들을 제공하였지만, 본원의 교시에는 대체 예로서 내부 기어 펌프 설계가 채택될 수 있다는 이해되어야 한다.
거품 분배기의 일반적인 문제점은, 거품 제품이 그의 액체 성분 또는 성분들로 다시 분해될 때 거품 분배기들에서 액적이 발생할 수 있다는 것이다. 이는 분배기의 출구가 하방을 향하는 경우에 특히 그러한데, 단순한 중력이 액체 성분이 출구 밖으로 적하되도록 하기 때문이다. 본 발명은 소정 제품 분배 후, 단시간 동안 모터를 반전시킴으로써 이러한 액적를 방지하기 위해 사용될 수 있다. 모터의 반전은 펌프 조립체 내의 정압 및 부압의 영역의 반전을 초래할 것이며(즉, 반전 중에 치형부들은 통상적으로 분배 중에 결합하는 곳에서는 분리될 것이고 분배 중에 분리되는 곳에서는 결합할 것이다), 이는 제품 유동의 반전을 야기할 것이며, 이에 따라 거품 제품을 출구로부터 후퇴시킨다. 모터가 반전되는 정도는 액적을 방지하기 위해 제품이 얼마나 멀리 후퇴되어야 하는지에 좌우될 것이다. 예컨대, 도1에 도시된 실시예에서, 반전은 거품 제품을 하방을 향하는 분배 튜브 길이의 전체를 지나 후퇴시키기에 충분하여야 한다.
전술한 관점에서, 따라서 본 발명은 당해 기술 분야를 실질적으로 개선한 기어 펌프 및 거품 분배기를 제공하는 것이 명백하다. 특허법령에 따라, 본 발명의 양호한 실시예들만이 상세히 전술되었지만, 본 발명은 이에 또는 이에 의해 제한되는 것이 아니다. 오히려, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 범위 내에 있는 모든 변경 및 변형을 포함한다.
본 발명의 목적, 기술 및 구조의 완전한 이해를 위해, 다음의 상세한 설명 및 첨부한 도면이 참조되어야 한다.
도1은 본 발명에 따른 기어 펌프를 지지하는 재충전 유닛을 포함하는, 본 발명에 따른 분배기의 사시도.
도2는 본 발명에 따른 재충전 유닛의 전반적인 구성요소의 측면도.
도3은 분배기의 모터에 정합된 재충전 유닛의 단면도로서, 단면이 기어 펌프의 구동 기어의 중심을 통해 취해지고 딥 튜브 및 분배 튜브의 중심을 통해 연장되도록 진행하는 도면.
도3a는 도3의 도3a로서 식별되는 부분의 분해도.
도4는 도2의 선 4--4를 통해 취해지고, 기어 펌프의 거품 조절 밸브부가 개방 상태로 도시된 재충전 유닛의 단면도.
도5는 폐쇄 상태로 도시된 기어 펌프의 거품 조절 밸브부의 상세도.
도6은 두 개의 액체 성분 및 공기가 공통의 기어 펌프에 흡인되고 그것으로부터 분배되는 대안적인 밸브 시스템의 전반적인 개략도.

Claims (16)

  1. 제1 성분 및 제2 성분의 혼합을 위한 기어 펌프이며,
    유입 포트와,
    상기 유입 포트와 연통하는 제1 단부 및 제1 성분의 공급원과 연통하는 제2 단부를 가지며, 기어 펌프의 작동 시에 유입 포트를 통해 제1 성분을 이송하기 위한 유체 경로를 제공하는 예혼합 챔버와,
    제2 성분의 공급원과 상기 예혼합 챔버 사이의 유체 연통을 조정하는 제2 성분 밸브를 포함하고,
    기어 펌프의 작동 시에, 제1 성분은 상기 제1 성분의 공급원으로부터 상기 예혼합 챔버 내로 흡인되고, 제2 성분은 제2 성분의 공급원으로부터 상기 제2 성분 밸브를 거쳐 상기 예혼합 챔버 내로 흡인되며, 제1 성분과 제2 성분의 예혼합물은 상기 유입 포트를 통해 공급되는 기어 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 성분 밸브는 기어 펌프의 작동 중에 상기 예혼합 챔버 내로 흡인되는 제2 성분의 양을 조절하도록 조작되는 기어 펌프.
  3. 제1항에 있어서, 제2 성분은 가스인 기어 펌프.
  4. 제3항에 있어서, 제2 성분은 공기이고, 상기 제2 성분의 공급원은 주변 대기 인 기어 펌프.
  5. 제3항에 있어서, 제2 성분은 공기이고, 상기 제2 성분의 공급원은 제1 성분의 공급원 내에 보유된 공기인 기어 펌프.
  6. 제3항에 있어서, 제1 성분은 액상 비누인 기어 펌프.
  7. 제3항에 있어서, 제1 성분은 손 살균제인 기어 펌프.
  8. 제1항에 있어서, 제2 성분 밸브는 밸브 포트를 통해 상기 예혼합 챔버와 연통하는 밸브 하우징을 포함하는 기어 펌프.
  9. 제8항에 있어서, 제2 성분 밸브는 밸브 하우징과 정합하는 밸브 샤프트를 더 포함하고, 기어 펌프의 작동 시에 상기 예혼합 챔버 내로 많거나 또는 적은 제2 성분의 통과를 허용하기 위해 밸브 포트를 크거나 또는 작은 정도로 선택하여 개방하고 폐쇄하도록 조작되는 기어 펌프.
  10. 모터가 장착된 하우징으로서, 상기 모터는 모터의 작동 시에 회전하는 출력 샤프트를 갖는 하우징과,
    재충전 유닛을 포함하고,
    상기 재충전 유닛은
    제1 성분을 보유하는 제1 성분 용기와,
    펌프 하우징과; 상기 펌프 하우징 내에 보유되고, 회전축 및 반경방향 연장 치형부를 갖는 제1 기어로서, 상기 모터의 상기 출력 샤프트는 모터의 작동 시에 상기 제1 기어를 회전시키도록 상기 제1 기어와 맞물리는 제1 기어와; 상기 펌프 하우징 내에 보유되고, 회전축 및 반경방향 연장 치형부를 갖는 제2 기어로서, 상기 제1 기어의 회전이 상기 제2 기어의 회전을 초래하도록 제1 기어의 반경방향 연장 치형부는 닙에서 제2 기어의 반경방향 연장 치형부와 서로 맞물리고, 상기 제1 및 제2 기어의 반경방향 연장 치형부는 상기 닙의 일 측부 상에서 서로 맞물리도록 결합하고 상기 닙의 다른 측부 상에서 서로 맞물림으로터 해제되는 제2 기어와; 상기 제1 및 제2 기어의 상기 반경방향 연장 치형부들이 서로 맞물림으로부터 해제되는 닙의 측부 상에서 상기 펌프 하우징과 연통하는 유입 포트와; 상기 제1 및 제2 기어의 상기 반경방향 연장 치형부들이 서로 맞물리도록 결합하는 닙의 측부 상에서 상기 펌프 하우징과 연통하는 배출 포트를 포함하는 기어 펌프와,
    상기 유입 포트를 통해 상기 펌프 하우징과 연통하는 제1 단부 및 상기 제1 성분 용기 내에 보유된 제1 성분과 연통하는 제2 단부를 가지며, 상기 펌프 하우징 내로 상기 제1 성분을 이송하는 유체 경로를 제공하는 예혼합 챔버와,
    제2 성분과 상기 예혼합 챔버의 상기 유체 경로 사이의 유체 연통을 조정하는 제2 성분 밸브로서, 상기 제1 및 제2 기어의 회전 시에, 상기 제1 성분은 상기 예혼합 챔버의 상기 유체 경로를 통해 흡인되고, 상기 제2 성분은 상기 제2 성분 밸브를 거쳐 상기 유체 경로 내로 흡인되며, 상기 제1 성분과 제2 성분의 예혼합물은 상기 유입 포트를 통해 상기 펌프 하우징에 공급되는 분배기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 성분 밸브는 기어 펌프의 작동 시에 상기 예혼합 챔버 내로 흡인되는 제2 성분의 양을 조절하도록 조작되는 기어 펌프.
  12. 제10항에 있어서, 제2 성분은 가스인 기어 펌프.
  13. 제12항에 있어서, 제2 성분은 공기이고, 상기 제2 성분의 공급원은 주변 대기인 기어 펌프.
  14. 제12항에 있어서, 제2 성분은 공기이고, 상기 제2 성분의 공급원은 제1 성분의 공급원 내에 보유된 공기인 기어 펌프.
  15. 제10항에 있어서, 제2 성분 밸브는 밸브 포트를 통해 상기 예혼합 챔버와 연통하는 밸브 하우징을 포함하는 기어 펌프.
  16. 제15항에 있어서, 제2 성분 밸브는 밸브 하우징과 정합하는 밸브 샤프트를 더 포함하고, 기어 펌프의 작동 시에 상기 예혼합 챔버 내로 많거나 또는 적은 제2 성분의 통과를 허용하기 위해 밸브 포트를 크거나 또는 작은 정도로 선택하여 개방 하고 폐쇄하도록 조작되는 기어 펌프.
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