KR20090086335A - 양분형 포옴 펌프 조립체 - Google Patents

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KR20090086335A
KR20090086335A KR1020090009514A KR20090009514A KR20090086335A KR 20090086335 A KR20090086335 A KR 20090086335A KR 1020090009514 A KR1020090009514 A KR 1020090009514A KR 20090009514 A KR20090009514 A KR 20090009514A KR 20090086335 A KR20090086335 A KR 20090086335A
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로버트 엘. 퀸랜
마크 이. 로젠크란츠
애론 알. 레이놀즈
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고조 인더스트리즈, 인크
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Abstract

본 발명은 포옴 분배기에서 사용하기 위한 양분형 포옴 펌프 조립체에 관한 것이다. 포옴 펌프 조립체의 액체 분배 부분이 분배기를 위한 액체 카트릿지에 부착되고 폐기/교체 가능하다. 포옴 펌프 조립체의 공기 펌프 부분 또는 공기 압축기는 분배기 자체의 부분을 포함하고 분배기 하우징에 부착된다. 카트릿지의 교체 시에, 두 부분들이 정합되고 포옴 펌프 발생기로서 작동된다. 포옴 펌프의 액체 부분이 중력에 의해서 액체 챔버 내에 수용되고, 후속하여 공기 압축기로부터의 공기에 의해서 그 챔버로부터 드라이빙되며, 이는 공기 및 액체 모두를 스펀지 또는 메시와 같은 포옴 발생 부재를 통해서 드라이빙한다. 이러한 포옴 발생 부재는 펌프의 액체 부분의 일부이고, 카트릿지와 함께 교체된다.
액체, 공기, 혼합, 포옴, 거품, 분배기, 스펀지, 메시, 액체 비누

Description

양분형 포옴 펌프 조립체{BIFURCATED FOAM PUMP ASSEMBLY}
본 발명은 액체 분배 메카니즘 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 액체를 포옴 형태로 분배하도록 특별하게 구성된 메카니즘에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 분배기와 같은 포옴 펌프(foam pump) 발생기에 관한 것이고, 특히 액체 펌프 부분과 공기 펌프 부분 사이가 양분된 또는 분리된 포옴 펌프 발생기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 액체 펌프 부분이 고정될 수 있도록 허용하는 포옴 펌프 및 액체를 수용하는 일회용 리필(disposable refill) 카트릿지 부분에 관한 것이고, 이때 공기 펌프 또는 압축기가 분배기 하우징의 비-일회용(non-disposable) 부분이 된다.
지난 수년간, 액체를 수용하고 있고 분리가능하며 교체가능한 카트릿지를 유지하는 분배기 하우징으로부터 비누, 위생약품, 세정제, 살균제 등과 같은 액체를 분배하는 것이 공지되어 있다. 그러한 분배기와 함께 채용되는 펌프 메카니즘은 통상적으로 액체 펌프를 구비하며, 그러한 액체 펌프는 액츄에이터의 이동 시에 미리 정해진 양의 액체를 단순히 방출한다. 최근에, 효율 및 경제성을 목적으로, 액체 내로의 공기 주입에 의해서 생성되는 포옴 형태의 액체를 분비함으로써 거품을 생성하는 것이 바람직해지고 있다. 따라서, 표준형 액체 펌프가 포옴 형성 펌프로 대체되고 있으며, 그러한 포옴 형성 펌프는 원하는 포옴을 생성하는 방식으로 공기와 액체를 조합하는 수단을 필수적으로 요구한다. 그러나, 포옴 발생 펌프는 액체 분배 펌프 보다 고가이며, 각 카트릿지와 함께 펌프를 포함하는 일회용 카트릿지와 관련한 비용이 필수적으로 증대된다.
통상적으로, 포옴 펌프는 공기 압축기 부분 및 유체 통과(passing) 부분을 포함하며, 상기 양자는 최종적인 포옴 형성을 위해서 소통할 것을 필요로 한다. 공기를 압축하기 위해서 필요한 부분은 액체의 통과를 위해서 필요한 부분 보다 덜 마모 및 열화(劣化)될 것이고, 그리고 액체와 공기의 조합으로부터 포옴을 생성한다. 따라서, 카트릿지의 교체가 필요할 때, 공기 압축기를 교체할 필요가 없고 단지 액체 펌핑 및 포옴 발생 부분만을 교체하면 될 것이다. 따라서, 펌프를 양분하는 것이 가능하고 그리고 바람직하다 할 것이다.
전술한 내용에 비추어 볼 때, 본 발명의 제 1 측면은 공기 압축 부분이 액체 통과 및 포옴 발생 부분으로부터 분리되고 구분되는 포옴 펌프 발생기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은 액체 통과 및 포옴 발생 부분 액체 카트릿지와 함께 폐기되고 교체될 수 있는 양분형 포옴 펌프 발생기를 제공하는 것이며, 이때 공기 발생기는 분배기 하우징에 실질적으로 고정된다.
본 발명의 또 다른 측면은 제조 비용이 저렴하고 작동 중에 고품질 포옴을 생성할 수 있는 양분형 포옴 펌프 발생기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 측면은 현재의 관련 장치 및 구조물로부터 용이하게 구축될 수 있고, 현존하는 분배기와 함께 구현될 수 있는 양분형 포옴 펌프 발생기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 추가적인 측면은 분배기의 하우징에 고정되는 부분 및 교체가능한 카트릿지의 일 부분이 되는 나머지 부분을 구비하는 양분형 포옴 펌프 발생기를 제공하는 것이며, 이때 상기 부분들의 결합은 카트릿지 교체 중에 현장에서 용이하게 실시될 수 있다.
이하의 상세한 설명으로부터 보다 분명하게 이해될 수 있는 본 발명의 전술한 측면들 및 기타 측면들은 분배기 하우징 및 액츄에이터를 구비하고 액체 카트릿지를 수용하는 포옴 분배기의 개량 실시예에 의해서 달성되며, 그러한 개량 실시예 는 양분형 포옴 펌프 조립체이며, 상기 양분형 포옴 펌프 조립체는: 분배기 하우징에 부착되는 공기 압축기 부분, 및 액체 카트릿지에 연결된 액체 펌프 부분을 포함하며, 상기 액체 펌프 부분은 상기 공기 압축 부분과 분리가능하게 정합(mating)된다.
본원 명세서에서 보다 분명하게 이해될 수 있는 본 발명의 다른 측면들은 포옴 발생 분배기를 위한 액체 컨테이너에 의해서 달성되며, 상기 액체 컨테이너는: 액체 수용을 위한 체적부(volume)를 형성하는 카트릿지; 상기 카트릿지에 밀봉식으로(sealingly) 부착되는 칼라; 상기 칼라에 고정되는 캡; 그리고 포옴 발생 부재에 인접하는 배출구 노즐을 포함하고, 상기 캡과 칼라는 액체 공동을 형성한다.
본 발명의 여러 측면들 및 기술을 완전히 이해하기 위해서, 첨부 도면들 및 이하의 상세한 설명을 참조할 수 있을 것이다.
첨부 도면들 특히, 도 1을 참조하면, 본 발명의 양분형 포옴 펌프 조립체를 채용하는 포옴 용액 분배기가 전체적으로 도면부호 '10'으로 표시되어 있다는 것을 확인할 수 있을 것이다. 포옴 용액 분배기가 비누, 로션, 위생약품, 세정제 등을 포옴 형태로 분배하도록 구성된 여러 가지 타입들 중 임의의 타입이 될 수 있을 것을 이해할 수 있을 것이다. 분배기(10)는 통상적으로 몰딩된 플라스틱 등으로 형성되는 하우징(12)을 포함한다. 하우징(12)은 원하는 포옴을 생성하는데 필요한 특정 타입 액체의 설정 부피를 포함하는 병 또는 카트릿지(14)를 수용하도록 구성되는 공동을 포함한다. 병 또는 카트릿지(14)는 하우징(12) 내에 포개지는 방식으 로(nestingly) 수용되고, 소위 당업자가 용이하게 이해하는 바와 같이, 지지 브라켓, 칼라 등에 의해서 하우징(12) 내에 수용되고 내장된다.
액체 펌프(16)가 일회용 리필 카트릿지 또는 병(14)의 일부로서 연결되고 제공된다. 대조적으로, 공기 압축 유닛(18)이 분배기 하우징(12)의 일부 및 파슬(parcel)로서 제공된다. 그 대신에, 공기 압축기(18) 및 액체 펌프(16)가 분배 노즐(20)을 포함할 수 있고, 상기 분배 노즐을 통해서 생성 포옴이 사용자의 손이나 기구(utensil) 등으로 분배될 수 있을 것이다.
적절한 액츄에이터(22)가 공기 압축기(18)에 작동적으로 연결되어 액체 펌프(16)와 공기 압축기(18)의 조합을 포함하는 포옴 발생기의 작동을 달성한다. 당업자는, 포옴이 공기와 액체의 조합으로부터 통상적으로 발생된다는 것을 이해할 수 있을 것이며, 상기 공기와 액체는 함께 가압되고(forced), 교란되고, 교반되며, 강제적으로 혼합 등이 될 수 있을 것이다. 액츄에이터(22)는 레버, 푸시 바아 등의 경우에 수동적으로 작동될 수 있을 것이고, 또는 터치 프리(touch free; 터치가 필요 없는) 분배기 형태의 경우에 전자적으로 또는 광학적으로 작동될 수 있을 것이다.
특히 이하에서 제시되는 본 발명의 개념이 양분형 포옴 펌프 조립체의 구현 및 이용에 관한 것임을 이해할 수 있을 것이며, 여기에서 액체 펌프 부분은 포옴 용액의 액체 성분을 수용하는 일회용 및 교체가능한 카트릿지(14)의 부분에 부착되고 그 부분을 구성하는 한편, 공기 압축기(18) 및 관련 노즐(20)은 일회용이 아니며 잔류하는 분배기 하우징(12)의 부분으로서 잔류한다.
도 2를 참조하면, 양분형 액체 펌프 및 공기 압축기 조립체를 이해할 수 있을 것이며, 부착된 교체가능한 카트릿지(14)가 분배기 하우징(12)의 일부로서 유지되고 그 분배기 하우징 내에 수용되는 공기 압축기(18) 및 부착된 노즐(20)에 의해서 정합식으로 수용될 때, 상기 양분형 액체 펌프 및 공기 압축기 조립체의 작동 결합이 이루어진다는 것을 확인할 수 있을 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 공기 압축기(18)는 제 1 및 제 2의 계단형 벽(28, 30)에 의해서 구성되는 내측 링 및 외측 링(26)으로부터 형성되는 환형 칼라(24)를 포함한다. 공동(32)은 상호연결된 벽(28, 30)에 의해서 형성된 내측 링과 외측 링(26) 사이에 형성된다. 외측 피스톤 슬리브(36) 및 내측 피스톤 슬리브(38)로 이루어진 피스톤(34)이 환형 칼라(24)의 공동(32) 내에 수용되고 계단형 내측 링(30)들 중 하나와 외측 링(26) 사이에서 작동되도록 구성된다. 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 피스톤 조립체(34)가 공동(32) 내에서 왕복하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 피스톤(34)의 연장(extending) 운동은 피스톤 조립체(34) 및 환형 칼라(24)의 정지부(40, 42)에 의해서 제한된다. 또한, 피스톤(34)의 내측 압축 운동이 액츄에이터(22)의 운동에 대한 제한을 포함하는 여러 가지 유사한 방식으로 제한될 수 있을 것이다.
일방향 유입구 밸브(44)가 피스톤(34)의 베이스 부분에 제공되어, 이하에서 분명하게 설명하는 바와 같이, 작동 중에 공기 챔버 또는 공동(32)으로 다시 공기가 들어 갈 수 있게 허용한다. 이하에서 설명하는 바와 같이, 공기 챔버 또는 공동(32)과 액체 펌프 조립체 사이의 소통을 허용하기 위해서, 배출구 개구부(46)가 환형 칼라(24)의 벽(30)에 제공될 수 있다는 것도 이해할 수 있을 것이다.
도 2를 계속적으로 참조하면, 액체 펌프(16)가 일회용 카트릿지 또는 컨테이너(14)의 스로트(throat)에 의해서 적절하게 수용되는 칼라(50)를 포함한다는 것을 볼 수 있을 것이다. 칼라는 공동(52)을 형성하고 그리고, 도시된 바와 같이, 바닥 부분에서 상향으로 연장하는 절두원추형 원뿔형 밸브 시트(54)를 특징으로 한다. 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 칼라(50)의 부분을 포함하는 것으로 도시된 여러 가지 리브(ribs) 및 링이 강도 및 강성도(rigidity)를 목적으로 주로 개재된다(interposed). 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 칼라(50)는, 본 발명의 부품들의 대부분(majority)과 마찬가지로, 적절한 플라스틱으로 몰딩된다.
중간 캡(56)이 칼라(50)의 단부에 부착되고 그 단부를 폐쇄하여 그 사이에 액체 분배 공동(58)을 형성한다. 이하에서 분명해지는 바와 같이, 볼 밸브(60)가 공동(58) 내에 수용되고 작동 중에 밸브 시트(54)와 함께 밀봉식으로 포개지도록 구성된다. 마찬가지로 절두원추형 원뿔 특성을 가지는 제 2 밸브 시트(62)가, 도시된 바와 같이, 중간 캡(56)의 파슬 또는 부분으로 형성되고, 이하에서 분명하게 설명하는 바와 같이 배출구 밸브를 위한 시트로서 작동한다.
환형 리세스 또는 공동(64)이 캡(56)의 내측 벽 표면 주위에 제공되어 캡(56)의 벽을 통해서 제공된 개구부(66)와 칼라(50)의 벽을 통해서 제공된 개구부(68) 사이의 링-형 통로를 제공한다. 따라서, 환형 리세스 또는 통로(64)에 의해서, 개구부(46, 66, 68)를 통한 공기 챔버 공동(32)과 액체 챔버 공동(58) 사이의 소통을 위한 통로가 존재하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 노즐(20)은 중간 캡(56)의 단부에 의해서 수용되고 상기 단부를 폐쇄한다. 그에 따라, 공동(70)이 노즐(20)과 중간 캡(56) 사이에 형성된다. 공기 챔버 또는 공동(32)으로부터의 공기와 액체 챔버 또는 공동(58)으로부터의 액체의 혼합물로서 포옴을 생성하는 것을 돕기 위해서, 이러한 배출구 챔버 또는 공동(70)은 적절한 스펀지, 스크린, 메시 조립체 등을 수용한다. 볼 밸브(74)가 공동(70)에 의해서 수용되고 스펀지, 스크린, 또는 메시 조립체(72)의 탄성 특성에 의해서 휴지상태에서(at rest) 밸브 시트(62)와 포개지는 밀봉 결합 상태로 가압된다. 이러한 목적을 위해서, 적절한 리세스(76)가 부재(72) 내에 제공될 수 있다.
리필 카트릿지(14)의 교체를 실시할 때, 액체 펌프(16)를 포함하는 부재들이 리필 카트릿지(14)의 일부에 부착되고 그 일부가 되며 그리고 환형 칼라(24) 및 공기 챔버 또는 압축기(18)의 나머지에 의해서 수용된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이를 위해서, 적절한 O-링 밀봉부(80)가 칼라(24)의 내측 링의 제 1 및 제 2 벽(28, 30) 내에 수용된다. 이는 노즐(22)의 배출구(78)를 통한 포옴 분배를 위해 컨테이너를 전환(converted)한 후에만 컨테이너(14)로부터의 액체의 통로가 생성되도록 허용하고 보장한다.
작동 중에, 원하는 포옴을 생성하기 위해서 필요한 카트릿지(14)의 액체가 컨테이너(14)로부터 칼라(50)의 공동(52)을 통해서, 그리고 중력에 의해서, 시트 및 볼 밸브 장치(54, 60)를 통과하여, 그리고 액체 공동(58) 내로 유동하여 분배 작동을 대기하게 된다. 부재(72)의 편향(biasing) 특성으로 인해서 시트 및 볼 밸 브(62, 74)가 이 시점에 폐쇄된다. 액츄에이터(22)에 의해서 분배 작동이 시작되었을 때, 피스톤(34)은 정지부(40, 42)와의 결합으로부터 이동하고 공기 챔버 또는 공동(32) 내의 공기를 압축하기 시작하여, 그 공기를 개구부(46, 66), 환형 리세스 또는 통로(64)를 통해서, 그리고 개구부(68)를 통해서 액체 챔버(58) 내로 강제적으로 통과시킨다. 이러한 압축된 공기는 볼 밸브(60)를 밸브 시트(54)와의 밀봉 결합 상태로 강제하고 그리고 스크린, 스펀지 또는 메시(72)의 편향에 대항하여 시트(62)로부터 분리되도록 볼 밸브(74)를 가압한다. 이어서, 공기 및 액체의 혼합물이 밸브 조립체(62, 74)를 통해서 그리고 포옴 발생 부재(72)를 통해서 가압되며, 그에 따라 적절한 포옴이 배출구(78)를 통해서 그리고 사용자의 손이나 원하는 기구나 장치로 방출된다. 분배 사이클의 말기에, 적절한 스프링 또는 편향 장치 액츄에이터(22)는 정지부(40, 42)들 사이의 접촉이 이루어질 때까지 피스톤(34)을 공동(32)으로부터 후퇴시킨다. 이러한 작동 중에, 공기가 일방향 밸브(44)를 통해서 팽창 공동(32) 내로 인출되고 다음 작동 사이클을 대기한다. 공동(58)이 다시 채워질 때까지, 중력에 의해서, 액체가 밸브 조립체(54, 60)를 통해서 컨테이너(14)로부터 보충된다. 이어서, 액체 펌프(16) 및 공기 압축기(18)를 포함하는 양분형 포옴 펌프 조립체가 다음 분배 사이클을 대기한다.
이상에서 제시되고 설명된 구조물에 의해서 다양한 본 발명의 측면이 달성될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 카트릿지(14)의 고갈시에 포옴 발생기의 액체 부분 만을 교체하면되고, 종래 기술의 장치에서와 같이 조립체 전체를 교체할 필요가 없다. 추가적으로, 양분형 포옴 펌프 조립체는 사용시에 신뢰가 가능하고 내구 성을 가지며, 부재(72)는 고품질의 포옴을 형성하면서도 카트릿지(14)의 고갈에 대처할 수 있는 충분한 강도 및 내구성을 가진다.
이상의 상세한 설명에 따라서 본 발명의 최적의 모드 및 바람직한 실시예 만이 제시되고 구체적으로 설명되었지만, 본 발명은 그에 제한되는 것이 아니다. 따라서, 특허청구범위를 참조하여 본 발명의 범위 및 범주가 결정되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 양분형 포옴 펌프 조립체를 채용한 분배기 및 액체 카트릿지를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 양분형 포옴 펌프 조립체를 도시한 단면도이다.

Claims (11)

  1. 분배기 하우징 및 액츄에이터를 구비하고, 그리고 액체 카트릿지를 수용하는 포옴 분배기에서,
    개선된 양분형 포옴 펌프 조립체가:
    상기 분배기 하우징에 부착된 공기 압축기 부분; 및
    상기 액체 카트릿지에 연결된 액체 펌프 부분을 포함하고,
    상기 액체 펌프 부분이 상기 공기 압축기 부분과 분리가능하게 정합되는 개선된 포옴 분배기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 액츄에이터가 상기 공기 압축기를 구동하고, 상기 공기 압축기가 포옴 발생 부재를 통해서 공기 및 액체 양자의 통로를 구현하는 개선된 포옴 분배기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 공기 압축기가 공기 챔버 내에서 왕복 이동이 가능한 피스톤을 포함하고, 상기 액체 펌프 부분이 중력에 의해서 액체로 채워지는 액체 챔버를 포함하는 개선된 포옴 분배기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 공기 챔버가 상기 공기 통로를 통해서 상기 액체 챔버와 소통하고 상기 액체 챔버가 유입구 밸브 및 배출구 밸브를 구비하며, 상기 공 기 챔버로부터 상기 통로를 통해서 상기 액체 챔버까지의 압축 공기의 통로에 의해서 상기 유입구 밸브가 폐쇄되고 상기 배출구 밸브가 개방되는 개선된 포옴 분배기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 유입구 밸브가 중력에 의해서 정상상태에서(normally) 개방되고, 상기 배출구 밸브가 정상상태에서 폐쇄 상태로 편향되는 개선된 포옴 분배기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 포옴 발생 부재가 상기 배출구 밸브를 폐쇄 상태로 편향시키는 개선된 포옴 분배기.
  7. 포옴 발생 분배기를 위한 액체 컨테이너로서:
    액체를 수용하기 위한 체적부를 형성하는 카트릿지;
    상기 카트릿지에 밀봉식으로 부착되는 칼라;
    상기 칼라에 고정되는 캡; 그리고
    상기 포옴 발생 부재에 인접한 배출구 노즐을 포함하며,
    상기 캡 및 칼라가 액체 공동을 형성하는 액체 컨테이너.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 캡이 벽을 통과하는 제 1 개구부를 구비하고, 상기 제 1 개구부가 분배기의 공기 펌프의 배출구와 소통하도록 제공되고 배치되는 액체 컨테이너.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 칼라가 벽을 통과하는 제 2 개구부를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 개구부가 서로 소통하는 액체 컨테이너.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 액체 공동이 유입구 밸브 및 배출구 밸브를 구비하고, 상기 유입구 밸브가 중력에 의해서 이동방식으로 개방되고, 상기 배출구 밸브가 정상상태에서 폐쇄되도록 편향되는 액체 컨테이너.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 포옴 발생 부재가 상기 배출구 밸브를 폐쇄 상태로 편향시키는 액체 컨테이너.
KR1020090009514A 2008-02-08 2009-02-06 양분형 포옴 펌프 조립체 KR20090086335A (ko)

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