KR20140051794A - 혼합된 유체를 분배하기 위한 분배 조립체 및 방법 - Google Patents

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Abstract

혼합 유체를 형성하는 제 1 및 제 2 유체 성분들 사이에서 리드-랙 상태를 방지하기 위한 분배 조립체 및 방법은 노즐과, 제 1 및 제 2 유체 성분들을 각각 수용하는 제 1 및 제 2 배럴들에 연결된 혼합기 인서트를 포함한다. 노즐은 제 1 및 제 2 캐비티 부분들을 포함하는 노즐 입구를 가진다. 혼합기 인서트는 각각 제 1 및 제 2 통로들을 집합적으로 한정하도록 적어도 부분적으로 노즐 입구 내에 위치된다. 제 1 및 제 2 통로들은 사전 결정된 비율에 따라서 예비 혼합 유체를 형성하기 위하여 노즐의 노즐 보어 안으로 제 1 및 제 2 유체 성분들을 안내하는데 적합하다. 노즐은 노즐로부터 혼합 유체를 분배하기 위하여 예비 혼합 유체를 혼합하는데 더욱 적합하다.

Description

혼합된 유체를 분배하기 위한 분배 조립체 및 방법{DISPENSING ASSEMBLY AND METHOD FOR DISPENSING A MIXED FLUID}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 그 개시 내용이 참조에 의해 본원에 통합되는 2012년 10월 23일자 출원된 미국 특허 출원 제61/717,335호(계류중)에 대해 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 2개의 유체를 혼합하고 분배하기 위한 분배 조립체 및 방법에 관한 것이다.
유체 분배에 있어서, 분배 바로 전에 혼합 유체를 형성하도록 2개 이상의 유체 성분을 혼합하는 것이 통상적이다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 액상 접착제 성분과 같은 제 1 및 제 2 유체는 피가공물(workpiece) 또는 기판 상에 도포를 위한 경화성 액상 접착제를 형성하도록 혼합될 수 있다. 제 1 및 제 2 액상 성분은 이중 챔버 카트리지 내에 각각 별도로 수용된다. 노즐은 카트리지의 성분 출구에 부착되고, 압력이 제 1 및 제 2 액상 성분을 노즐 안으로 압송하기 위하여 제 1 및 제 2 액상 성분에 인가된다. 스태틱 믹서(static mixer)는 또한 노즐 내에 위치된다. 따라서, 제 1 및 제 2 액상 성분은 피가공물 또는 기판 상으로 도포를 위하여 노즐 팁으로부터 분배하도록 노즐 내의 스태틱 믹서를 통해 진행한다. 이러한 특정 예가 분배를 위한 경화성 액상 접착제를 형성하지만, 임의의 수의 액상 성분들은, 최종 사용자에 의한 사용을 위하여 임의의 다양한 바람직한 혼합 유체를 생성하도록 유사하게 혼합될 수 있다.
많은 경우에, 2개 이상의 이 사전 결정된 비율로 동등하지 않은 체적으로 혼합 노즐 안으로 안내된다. 그러므로, 초기에 카트리지로부터 유체 성분을 분배할 시에, 사전 결정된 비율의 작은 체적의 유체 성분이 높은 체적의 유체 성분 뒤에 처지는 리드-랙 상태(lead-lag condition)가 일어날 수 있다. 이러한 리드-랙 상태는 초기에 분배되는 유체가 부정확한 비율의 유체 성분들을 가지게 한다. 초기 리드-랙 상태 동안 분배된 임의의 혼합된 유체는 버려져야만 한다.
때때로, 카트리지 출구들은 나란한 구성이다. 나란한 구성은 또한 나란히 접촉하는 유체 성분들을 가지는 유체의 단면을 만든다. 그러므로, 유체 성분들은 비교적 혼합되지 않고, 이는 혼합 유체의 유익한 특성을 크게 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 부적절하게 혼합된 액상 접착제는 효과적으로 경화할 수 없고, 사용시에 접착제의 부분적 또는 전체적인 실패를 유발한다.
유체 성분 비율 정확성 및 유체 성분들의 혼합을 개선하기 위하여, 스태틱 믹서는 리드-랙을 감소시키고 예비 혼합 유체 안으로 유체 성분들을 적층하는데 적합한 예비 혼합기를 포함할 수 있다. 예비 혼합 유체는 그런 다음 스태틱 믹서로 보내져 부분적으로 혼합되고 더욱 정확한 유체 성분 비율을 가진다. 그러나, 예비 혼합기는 때때로 형성하기 어려운 유체 성분들을 위한 유체 경로를 한정하는 복잡한 기하학적 구조를 포함한다. 더욱이, 이러한 복잡한 기학적 구조는 카트리지와 노즐 사이에 상당한 제한을 생성하고, 특히 고점성 유체 성분에 의해 유동 문제를 유발한다.
상기된 것들과 같은 문제 및 특징을 다루는, 혼합된 접착 액체와 같은 혼합 유체를 분배하는데 사용하기 위한 분배 조립체 및 방법이 필요하다.
분배 조립체의 하나의 예시적인 실시예는 제 1 및 제 2 유체 성분들을 수용하기 위한 제 1 및 제 2 배럴, 혼합기 인서트(mixer insert), 및 노즐을 포함한다. 혼합기 인서트는 제 1 및 제 2 챔버들과 각각 유체적으로(fluidly) 연통하기 위한 제 1 및 제 2 혼합기 입구들을 가진다. 노즐은 노즐 본체를 가지며, 노즐 본체는 노즐 입구와, 노즐 본체와 노즐 입구 모두를 통하여 연장하는 노즐 보어를 가진다.
하나의 양태에 있어서, 노즐 입구는 제 1 및 제 2 유체 성분들을 각각 수용하는데 적합한 제 1 및 제 2 캐비티 부분들을 포함한다. 노즐 캐비티 부분은 노즐 보어 안으로 제 1 체적의 제 1 유체 성분을 안내하도록 구성된다. 부가하여, 제 2 캐비티 부분은 노즐 보어 안으로 제 2 체적의 제 2 유체 성분을 안내하도록 구성된다. 제 1 체적은 제 2 체적보다 작다. 제 1 및 제 2 캐비티 부분들은 또한 사전 결정된 비율에 따라서 보어 안으로 제 1 및 제 2 유체 성분들을 안내하는데 적합하다.
또한, 제 1 및 제 2 캐비티 부분들은 제 1 및 제 2 캐비티 부분 체적을 각각 가진다. 제 1 캐비티 부분 체적은 제 2 캐비티 부분 체적보다 작다. 제 1 캐비티 부분은 노즐 보어 안으로 제 1 유체 성분을 안내하기 위한 경사진 슬롯을 포함한다. 부가하여, 제 2 캐비티 부분은 노즐 보어 안으로 제 2 유체 성분을 안내하기 위한 일반적인 원뿔형 표면을 포함한다.
또 다른 양태에 있어서, 혼합기 인서트와 제 1 및 제 2 캐비티 부분들은 제 1 및 제 2 통로들을 각각 집합적으로 한정한다. 제 1 통로는 노즐 보어 안으로 제 1 체적의 제 1 유체 성분을 안내하도록 구성된다. 유사하게, 제 2 통로는 노즐 보어 안으로 제 2 체적의 제 2 유체 성분을 안내하도록 구성된다. 제 1 및 제 2 유체 성분들은 사전 결정된 비율의 제 1 및 제 2 유체 성분들을 가지는 예비 혼합 유체를 형성하도록 노즐 보어 안으로 각각 안내된다. 부가하여, 노즐은 노즐로부터 혼합 유체를 분배하기 위하여 예비 혼합 유체를 혼합하는데 적합하다.
사용 시에, 제 1 및 제 2 유체 성분들은 혼합기 인서트를 통해 각각의 제 1 및 제 2 통로들 안으로 압송된다. 제 1 유체 성분은 노즐 입구 내의 채널을 따라서 제 1 통로를 통해 노즐 보어 안으로 압송된다. 제 2 유체 성분은 제 2 통로를 통해 노즐 보어 안으로 압송된다. 제 1 유체 성분은 제 2 유체 성분이 비하여 속도에서 증가하는 한편, 일반적으로 제 1 및 제 2 성분들 사이에서 리드-랙 상태를 방지하기 위하여 제 1 통로를 통해 압송된다. 제 1 및 제 2 유체 성분들은 예비 혼합 유체를 형성하기 위하여 서로 인접하여 위치된다. 예비 혼합 유체는 그런 다음 혼합 유체로 혼합되고 노즐로부터 분배된다.
본 발명의 다양한 추가의 목적, 이점, 및 특징들은 첨부된 도면과 관련하여 취해진 예시적인 실시예들의 다음의 상세한 설명의 검토로부터 예상될 것이다.
본 발명에 따라서, 종래 기술의 문제 및 특징을 다루는, 혼합된 접착 액체와 같은 혼합 유체를 분배하는데 사용하기 위한 분배 조립체 및 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 분배 조립체의 정면 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 분배 조립체의 분해 사시도.
도 3a는 도 1에 도시된 분배 조립체의 제 1 실시예에 따른 노즐의 사시도.
도 3b는 단면선 3B-3B를 따라서 취한 도 3a의 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 분배 조립체의 제 1 실시예에 따른 노즐의 사시도.
도 5는 도 1에 도시된 분배 조립체의 제 1 실시예에 따른 혼합기 인서트의 제 1 실시예의 사시도.
도 6은 단면선 6-6을 따라서 취한 도 1의 단면도.
도 7a는 도 6의 단면선 7A-7A을 따라서 취한 단면도.
도 7b는 도 7a에 도시된 노즐로부터 분배되는 바와 같은 예비 혼합 유체의 단면도.
도 8은 혼합기 인서트의 대안적인 실시예의 사시도.
도 9는 도 6과 유사하지만 도 8에 도시된 혼합기 인서트의 사용을 예시하는 단면도.
도 10a는 도 9의 단면선 10A-10A를 따라서 취한 단면도.
도 10b는 도 10a에 도시된 노즐로부터 분배되는 바와 같은 예비 혼합 유체의 단면도.
도 11a는 노즐의 제 2 실시예의 사시도.
도 11b는 노즐의 입구를 더욱 잘 예시하는 도 11a에 도시된 노즐의 단편도(fragmented view).
도 12a는 노즐의 제 3 실시예의 사시도.
도 12b는 노즐의 입구와 보어를 더욱 잘 예시하는 도 12a에 도시된 노즐의 단편도.
본 명세서에 통합되고 그 일부를 구성하는 첨부된 도면들은 본 발명의 실시예들을 예시하고, 상기된 본 발명의 일반적인 설명과 함께, 다음에 기술된 상세한 설명은 본 발명을 설명하는 역할을 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 원리에 따라서 혼합 유체를 분배하기 위한 분배 조립체(10)의 예시적인 실시예에 관한 것이다. 용어 "유체"는 유체형 유동 특성을 보이는 임의의 물질을 포용한다. 전형적은 유체는 에폭시, 우레탄, 메타크릴레이트, 실리콘, 폴리에스테르, 폴리비닐 실록산, 및 임시 접착용 시멘트(temporary cement)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 이러한 유체들은 많은 용도를 가지는 한편, 일부 예시적인 용도는 화학적 앵커(chemical anchor), 치과 재료, 또는 의료 재료를 본딩, 포팅(potting), 밀봉, 수리, 또는 형성하는 것을 포함할 수 있다. 용어 "원위(distal)" 및 "근위(proximal)"의 사용에 대하여, 이러한 방향들은 분배 조립체(10)의 예시적인 실시예들을 따르는 상대 위치를 기술하도록 의도되는 것이 예측될 것이다. 용어 "원위" 및 "근위"가 본 명세서에 기술된 임의의 예시적인 실시예로 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 분배 조립체(10)는 커플링(16)에 의해 카트리지(14)에 장착되는 노즐(12)을 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서, 커플링(16)은 제 1 및 제 2 슬롯(18, 20)들을 가지는 U자 형상이다. 제 1 슬롯(18)은 슬롯 개구(22)를 한정하도록 전체 커플링(16)을 통해 연장한다. 노즐(12), 카트리지(14), 및 커플링(16)들은, 본 발명의 양수인에게 양수되고 그 개시 내용이 참조에 의해 본원에 통합된 2012년 11월 6일자 출원된 동시 계류중인 미국 특허 출원 제13/669,641호에 더욱 상세하게 기술된다.
카트리지(14)는 제 1 및 제 2 배럴(28, 30)들과 각각 유체 연통하는 제 1 및 제 2 출구(24, 26)들을 가진다. 제 1 및 제 2 배럴(28, 30)들은 제 1 및 제 2 챔버(28a, 30a, 도 6 참조)들 내의 유체 성분들을 각각 포함하고, 혼합하기 전에 두 유체들을 격리하는 역할을 한다. 장착 플랜지(32)는 카트리지(14)에 노즐(12)을 장착하기 위하여 제 1 및 제 2 출구(24, 26)들에 인접하여 위치된다. 보다 상세하게, 노즐(12)은 제 1 및 제 2 출구(24, 26)들에 인접하여 위치되고, 커플링(16)은 제 1 및 제 2 출구(24, 26)들이 노즐(12)과 유체 연통하도록 카트리지(14)에 노즐(12)을 연결한다. 대체로, 장착 플랜지(32)는 커플링(16)의 슬롯 개구(22)를 통하여 제 1 슬롯(18) 안으로 슬라이딩된다. 커플링(16)이 장착 플랜지(32)를 따라서 슬라이딩함으로써, 제 2 슬롯(20)은 커플링(16)이 해제 가능한 고정 위치로 스냅 결합할 때까지 노즐 플랜지(34) 위에서 슬라이딩한다. 따라서, 도 1은 카트리지(14)의 제 1 및 제 2 출구(24, 26)들과 밀봉된 유체 연통으로 유지되는 노즐(12)을 도시한다.
도 2에 대하여, 커플링(16)은 카트리지(14)로부터 노즐(12)을 제거하기 위하여 플랜지(32, 34)들을 슬라이딩시키도록 고정 위치로부터 해제된다. 혼합기 인서트(36)는 노즐(12) 내에 조립된다. 혼합기 인서트(36)는 제 1 및 제 2 배럴(28, 30)들에 각각 수용된 2개의 유체 성분들을 예비 혼합하기 위하여 카트리지(14)와 노즐(12) 사이에서 유체 연통한다. 그리하여, 혼합기 인서트(36)는 일반적으로 노즐(12)과 카트리지(14) 사이에서 그리고 부분적으로 그들 안에 위치된다. 노즐(12), 혼합기 인서트(36), 및 카트리지(14)의 예시적인 실시예가 상기된 바와 같이 조립되고 연결되지만, 그 사이에서 유체 연통하는 혼합기 인서트(36)를 가지는 노즐(12)과 유체 연통으로 챔버( 28a, 30a, 도 6 참조)들을 배치하기 위하여 다양한 기계적 구조 및 방법이 사용될 수 있다는 것이 예측될 것이다.
도 3a 및 도 3b는 분배 조립체(10)와 함께 사용하기 위한 노즐(12)의 한 실시예를 도시한다. 노즐(12)은 노즐 본체(38)를 가지며, 노즐 본체는 그 사이에서 연장하는 노즐 보어(44)를 통해 유체 연통하는 원위 단부 부분(40)과 근위 단부 부부분(42)을 포함한다. 원위 단부 부분(40)은 노즐 보어(44)와 유체 연통하는 노즐 출구(46)를 포함한다. 노즐 출구(46)는 대체로 작업 동안 증가된 정밀도를 위하여 노즐 출구(46)로부터 분배되는 혼합 유체를 좁히도록 테이퍼진다. 스태틱 믹서(47)는 노즐 보어(44) 내에 또한 위치된다.
도 4는 노즐 입구(48)의 추가의 상세를 도시한다. 근위 단부 부분(42)은, 내부면(49)과 또한 노즐 보어(44)와 유체 연통하는 개구(50)를 가지는 노즐 입구(48)를 가진다. 개구(50)는 노즐 플랜지(34)에 근접한 주변 가장자리(52)에 의해 한정된다. 주변 가장자리(52)는 개구(50)를 더욱 한정하도록 노즐 입구(48) 내에서 원위로 또한 연장한다. 개구(50)는 내부면(49)의 가장자리(53)로 연장한다. 내부면(49)은 그 외에 내부면(49)으로 통합되는 제 1 및 제 2 캐비티 부분(54, 55)들을 한정하도록 주변 가장자리(52)의 원위로 더욱 연장한다. 제 1 및 제 2 캐비티 부분(54, 55)들은 제 1 및 제 2 캐비티 부분 체적을 각각 가지며; 그러나, 제 1 캐비티 부분 체적은 제 2 캐비티 부분 체적보다 작다.
제 1 캐비티 부분(54)은 내부면(49)의 제 1 표면 부분(56)에 의해 한정된다. 제 1 표면 부분(56)은 가장자리(53)와 내부 가장자리(57) 사이에서 경계가 정해진다. 내부 가장자리(57)는 노즐 입구(48) 내에서 노즐 보어(44)를 배제하도록 가장자리(53)로부터 노즐 보어(44) 주위로 연장한다. 도 4에 도시된 예시적인 실시예에 따라서, 제 1 표면 부분(56)은 일반적으로 평면이지만, 채널(58)을 포함한다. 채널(58)은 제 1 표면 부분(56)으로부터 노즐 보어(44)로 원위로 연장한다. 특히, 채널(58)은 개구(50)와 노즐 보어(44) 사이의 경사 슬롯(62)을 포함한다.
제 2 캐비티 부분(55)은 내부면(49)의 제 2 표면 부분(63)에 의해 한정된다. 제 2 표면 부분(63)은 노즐 입구(48) 내에서 노즐 보어(44)를 포함하도록 가장자리(53)와 내부 가장자리(57) 사이에서 경계가 정해진다. 도 4에 도시된 예시적인 실시예에 따라서, 제 2 표면 부분(63)은 일반적으로 가장자리(53)로부터 노즐 보어(44)로 경사진 일반적인 원뿔형 표면(64)을 포함한다. 제 2 표면 부분(63)은, 도 6에 도시된 바와 같이 혼합기 인서트(36)가 노즐 입구(48) 내에서 적절하게 위치되는 것을 보장하기 위하여 혼합기 인서트(36)와 협동하는 노치(65)를 또한 포함한다.
도 4 및 도 6에 대하여, 리드-랙 상태의 감소는 카트리지(14)로부터 노즐 보어(44)로 더욱 작은 비율의 유체 성분의 속도를 증가시키는 것에 의해 달성된다. 속도에서의 이러한 증가는 사전 결정된 비율에 적합한 작고 큰 체적 영역들을 각각 생성하도록 유체 성분 압력을 변화시키는 것에 의해 및/또는 제 1 및 제 2 캐비티 부분(54, 55)들을 위한 적절한 기하학적 구조들을 선택하는 것에 의해 달성될 수 있다. 그러므로, 혼합 유체의 유체 성분들이 제 1 및 제 2 캐비티 부분(54, 55)들 안으로 압송되어 관통함으로써, 유체 성분들은 대체로 동시에 사전 결정된 비율로 노즐 보어(44)로 들어간다. 도 4에 도시된 노즐 입구(48)의 예시적인 실시예에 따라서, 채널(58), 경사 슬롯(62), 및 일반적인 원뿔형 표면(64)들은 노즐 입구(48)의 내부면(49) 안으로 각각 통합된다.
도 5 및 도 6은 유체 성분들을 함께 완전히 혼합하기 위하여 노즐(12)과 카트리지(14)와 함께 사용하기 위한 혼합기 인서트(36)의 제 1 실시예를 도시한다. 카트리지(14)에 대하여, 혼합기 인서트(36)는 제 1 및 제 2 출구(24, 26)들에 제거 가능하게 연결되는데 적합하다. 혼합기 인서트(36)는 그로부터 근위로(proximally) 연장하는 제 1 및 제 2 돌출부(70, 72)들을 가지는 코어 플랜지(68)를 포함하며, 돌출부들은 각각 제 1 및 제 2 출구(24, 26)들 내에서 밀봉하는데 적합하다. 구멍의 형태를 하는 제 1 및 제 2 혼합기 입구(74, 76)들은 코어 플랜지(68)의 원위에 있는 카트리지(14)로부터 유체 성분을 유체적으로 연통하기 위하여 제 1 및 제 2 돌출부(70, 72)들을 통해 연장한다.
혼합기 인서트(36)는 코어 플랜지(68)로부터 원위로 돌출하는 혼합기 요소(78)를 또한 포함한다. 대체로, 혼합기 요소(78)와 연계되는 제 1 및 제 2 캐비티 부분(54, 55)들의 기하학적 형태는 유체 성분들이 카트리지(14)로부터 노즐 출구(46)로 유동함으로써 유체 성분들을 작동식으로(operatively) 혼합하게 한다. 혼합기 요소(78)는 대체로 제 1 및 제 2 혼합기 입구(74, 76)들 사이에서 적어도 부분적으로 코어 플랜지(68) 상에 위치된다. 혼합기 요소(78)는 제 1 및 제 2 혼합기 입구(74, 76)들에 각각 비교적 인접한 제 1 및 제 2 측벽(80, 82)들을 또한 포함하며, 측벽들은 그 사이에서 연장하는 한 쌍의 측면 벽(84, 86)들에 의해 연결된다. 측벽(80, 82)들과 측면 벽(84, 86)들은 각각 혼합기 요소(78)를 따라서 혼합기 단부(88)로 원위로 연장한다. 제 1 및 제 2 혼합기 입구(74, 76)를 통해 움직이는 유체 성분들이 다음에 기술되는 바와 같이 노즐(12) 안으로 유동하는 것을 보장하기 위하여, 혼합기 인서트(36)는 노즐(12)의 제 2 표면 부분(63)에 있는 노치(65)와 협력하는 멈춤쇠(89)를 가진다. 예시적인 실시예에 따라서, 혼합기 인서트(36)가 노즐 입구(48) 내에서 적절히 위치되면, 멈춤쇠(89)는 노치(65) 안으로 삽입된다. 그러나, 혼합기 인서트(36)가 노즐 입구(48) 내에서 부적절하게 위치되면, 멈춤쇠(89)는 부적절한 위치를 나타내기 위하여 노즐 입구(48) 안으로 완전히 삽입되기 전에 제 1 표면 부분(56)을 접촉한다. 그리하여, 멈춤쇠(89)는 제조 공정 동안 부적절한 조립의 가능성을 감소시키기 위하여 노즐(12)과 조립 동안 혼합기 인서트(36)의 적절한 지향을 보장한다.
혼합기 요소(78)는 제 1 측벽(80)으로부터 혼합기 단부(88)까지 상기 쌍의 측면 벽(84, 86)들 사이에서 연장하는 혼합기 채널(90)을 포함한다. 특히, 혼합기 채널(90)은 혼합기 경사 슬롯(91)을 포함한다. 혼합기 채널(90)과 제 1 캐비티 부분(54)과 연계되는 제 1 혼합기 입구(74)는 도 6에서 더욱 상세히 도시된 바와 같은 제 1 통로(54a)를 집합적으로 한정한다. 또한, 상기 쌍의 측면 벽(84, 86)들, 제 2 측벽(82), 및 제 2 캐비티 부분(55)과 연계되는 제 2 혼합기 입구(76)는 도 6에 더욱 상세히 도시된 바와 같은 제 2 통로(55a)를 집합적으로 한정한다.
도 6은 노즐 입구(48) 내에 위치된 혼합기 인서트(36) 및 카트리지(14)의 제 1 실시예를 가지는 분배 조립체(10)를 도시한다. 카트리지(14)는 제 1 챔버(28a) 내의 제 1 유체 성분(92)과, 제 2 챔버(30a) 내의 제 2 유체 성분(94)을 포함한다. 압력이 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들에 인가될 때, 제 1 유체 성분(92)은 화살표(96)에 의해 지시된 제 1 유동 경로를 따라서 압송되고, 제 2 유체 성분(94)은 화살표(98)에 의해 지시된 제 2 유동 경로를 따라서 압송된다. 상기된 바와 같이, 카트리지(14), 혼합기 인서트(36), 및 노즐(12)은 제 1 및 제 2 유동 경로(96, 98)들을 따라서 유체 연통하여서, 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들은 사전 결정된 비율에 다라 유동 경로를 통해 방출될 수 있다. 사전 결정된 비율에 대하여, 제 1 체적의 제 1 유체 성분(92)과 제 2 체적의 제 2 유체 성분(94)이 방출된다. 대체로, 방출되는 제 1 체적은 방출되는 제 2 체적보다 작다.
도 5 및 도 6을 모두 참조하여, 제 1 및 제 2 혼합기 입구(74, 76)들은 제 1 및 제 2 출구(24, 26)에 대해 밀봉하도록 크기설정된다. 더욱이, 노즐 입구(48)는 코어 플랜지(68)가 개구(50) 내에서 및 노즐 입구(48) 내에서 제 1 및 제 2 캐비티 부분(54, 55)을 향하도록 혼합기 인서트(36) 위에 설치된다. 혼합기 요소(78)는 제 1 및 제 2 통로(54a, 55a)들을 분할하고 상기된 바와 같이 더욱 한정하도록 노즐 입구(48) 안으로 연장한다. 제 1 통로(54a)에 대하여, 채널(58)은 도 7a에 도시된 바와 같이 노즐(12) 내에서 노즐 보어(44)의 내부 부분(100)을 한정하기 위하여 혼합기 채널(90)과 정렬된다. 제 2 통로(55a)에 대하여, 제 2 측벽(82), 상기 쌍의 측면 벽(84, 86), 및 노즐 입구(48)는 대체로 도 6 및 도 7a에 도시된 바와 같이 노즐 보어(44)의 외부 부분(101)을 한정하도록 정렬된다. 외부 부분(101)은 적어도 부분적으로 그리고 인접하여 내부 부분(100)을 에워싼다. 그러므로, 제 1 유동 경로(96)는 일반적으로 제 2 유동 경로(98) 내에서 안내된다.
상기 쌍의 측면 벽(84, 86)들과 혼합기 채널(90)이 일반적으로 평면으로 주어지면, 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들은 도 6 및 도 7b에 도시된 바와 같은 단면(102a)을 가지는 예비 혼합 유체(102)로서 혼합기 채널(90)을 통해 방출된다. 예비 혼합 유체(102)는 일반적인 직사각형 단면 부분(103)을 가지는 제 1 유체 성분(92)을 포함한다. 제 1 유체 성분(92)은 예비 혼합 유체(102) 내에서 한 쌍의 제 2 유체 성분(94)들 사이에서 개재되며, 각각의 제 2 유체 성분은 예비 혼합 유체(102) 내에서 일반적인 반원형 단면 부분(104)을 가진다. 그러므로, 노즐 입구(48)와 혼합기 인서트(36)는 스태틱 믹서(47) 안으로 진입을 위하여 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들의 예비 혼합 유체(102)를 생성한다. 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들의 이러한 준비는 균질하게 혼합된 유체를 더욱 효과적으로 형성하도록 스태틱 믹서(47) 내에서 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)의 효과적인 확산을 조장한다.
도 8 및 도 9는 유체 성분들을 서로 완전히 혼합하기 위하여 노즐(12)과 카트리지(14)와 함께 사용하기 위한 혼합기 인서트(105)의 제 2 실시예를 도시한다. 카트리지(14)에 대하여, 혼합기 인서트(105)는 제 1 및 제 2 출구(24, 26)들에 제거 가능하게 연결되는데 적합하다. 혼합기 인서트(105)는 그로부터 근위로 연장하는 제 1 및 제 2 돌출부(108, 110)들을 가지는 코어 플랜지(106)를 포함하고, 돌출부들은 각각 제 1 및 제 2 출구(24, 26) 안으로 삽입되는데 적합하다. 구멍의 형태를 하는 제 1 및 제 2 혼합기 입구(112, 114)들은 카트리지(14)로부터 먼 코어 플랜지(106)로 유체 성분을 유체적으로 연통하기 위하여 제 1 및 제 2 돌출부(108, 110)들을 통해 연장한다.
혼합기 인서트(105)는 코어 플랜지(106)로부터 원위로 돌출하는 혼합기 요소(116)를 또한 포함한다. 대체로, 혼합기 요소(116)와 연계되는 제 1 및 제 2 캐비티 부분(54, 55)들 모두의 가하학적 형태는 유체 성분들이 카트리지(14)로부터 노즐 출구(46)로 유동함으로써 유체 성분들을 작동식으로 혼합하게 한다. 혼합기 요소(116)는 대체로 제 1 및 제 2 혼합기 입구(112, 114)들 사이에서 적어도 부분적으로 코어 플랜지(106) 상에 위치된다. 혼합기 요소(116)는 제 1 및 제 2 혼합기 입구(112, 114)들에 비교적 인접한 제 1 및 제 2 측벽(118, 120)들을 포함하고, 측벽들은 그 사이에서 연장하는 측면 벽(122, 124)들에 의해 연결된다. 측벽(118, 120)들과 측면 벽(122, 124)들은 혼합기 요소(116)를 따라서 혼합기 단부(126)로 원위로 각각 연장한다. 제 1 및 제 2 입구(112, 114)들을 통해 움직이는 유체 성분들이 다음에 기술되는 바와 같이 노즐(12) 안으로 유동하는 것을 보장하기 위하여, 혼합기 인서트(105)는 노즐(12)의 제 2 표면 부분(63)에 있는 노치(65)와 협력하는 멈춤쇠(127)를 가진다. 예시적인 실시예에 따라서, 혼합기 인서트(105)가 노즐 입구(48) 내에서 적절히 위치되면, 멈춤쇠(127)는 노치(65) 안으로 삽입된다. 그러나, 혼합기 인서트(105)가 노즐 입구(48) 내에서 부적절하게 위치되면, 멈춤쇠(127)는 부적절한 위치를 나타내기 위하여 노즐 입구(48) 안으로 완전히 삽입되기 전에 제 1 표면 부분(56)을 접촉한다. 그리하여, 멈춤쇠(127)는 제조 공정 동안 부적절한 조립의 가능성을 감소시키기 위하여 노즐(12)과의 조립 동안 혼합기 인서트(105)의 적절한 지향을 보장한다.
혼합기 요소(116)는 제 1 측벽(118)으로부터 혼합기 단부(126)까지 상기 쌍의 측면 벽(122, 124)들 사이에서 연장하는 혼합기 채널(128)을 포함한다. 특히, 혼합기 채널(128)은 혼합기 단부(126)를 통하여 연장하는 혼합기 보어(130)에 유체적으로 연결되는 혼합기 경사 슬롯(129)을 포함한다. 혼합기 채널(128)과 제 1 캐비티 부분(54)과 연계되는 제 1 혼합기 입구(112)는 도 9에 상세히 도시된 바와 같이 또 다른 제 1 통로(54b)를 집합적으로 한정한다. 또한, 상기 쌍의 측면 벽(122, 124)들, 제 2 측벽(120), 제 2 캐비티 부분(55)과 연계되는 제 2 혼합기 입구(114)는 도 9에 더욱 상세히 도시된 바와 같은 제 2 통로(55b)의 또 다른 실시예를 집합적으로 한정한다.
도 9는 노즐 입구(48) 내에 위치된 혼합기 인서트(105)와 카트리지(14)의 제 2 실시예를 가지는 분배 조립체(10')를 도시한다. 카트리지(14)는 제 1 챔버(28a) 내의 제 1 유체 성분(92)과, 제 2 챔버(30a) 내의 제 2 유체 성분(94)을 포함한다. 압력이 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들에 인가될 때, 제 1 유체 성분(92)은 화살표(136)에 의해 지시된 제 1 유동 경로를 따라서 압송되며, 제 2 유체 성분(94)은 화살표(138)에 의해 지시된 제 2 유동 경로를 따라서 압송된다. 대체로 상기된 바와 같이, 카트리지(14), 혼합기 인서트(105), 및 노즐(12)들은 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들이 유동 경로들을 통해 방출될 수 있도록 제 1 및 제 2 유동 경로(136, 138)들을 따라서 유체 연통한다. 사전 결정된 비율에 대하여, 제 1 체적의 제 1 유체 성분(92)과 제 2 체적의 제 2 유체 성분이 각각 방출된다. 대체로, 방출되는 제 1 체적은 방출되는 제 2 체적보다 작다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 제 1 및 제 2 혼합기 입구(112, 114)들은 제 1 및 제 2 출구(24, 26)들에 대해 밀봉하도록 크기설정된다. 더욱이, 노즐 입구(48)는 코어 플랜지(106)가 개구(50) 내에서 및 노즐 입구(48) 내에서 제 1 및 제 2 캐비티 부분(132, 134)을 향하도록 혼합기 인서트(105) 위에 설치된다. 혼합기 요소(116)는 제 1 및 제 2 통로(54b, 55b)들을 분할하고 상기된 바와 같이 더욱 한정하도록 노즐 입구(48) 안으로 연장한다. 제 1 통로(54b)에 대하여, 채널(58)은 도 10a에 도시된 바와 같이 노즐(12) 내에서 노즐 보어(44)의 내부 부분(140)을 한정하기 위하여 혼합기 채널(128)과 정렬된다. 제 2 통로(55b)에 대하여, 제 2 측벽(120), 상기 쌍의 측면 벽(122, 124), 혼합기 단부(126), 및 노즐 입구(48)는 대체로 도 10a에 도시된 바와 같이 노즐 보어(44)의 외부 부분(141)을 한정하도록 정렬된다. 외부 부분(141)은 일반적으로 인접하여 내부 부분(140)을 에워싼다. 그러므로, 제 1 유동 경로(136)는 일반적으로 제 2 유동 경로(138) 내에서 안내된다.
혼합기 단부(126)가 일반적으로 관통 연장하는 혼합기 보어(130)를 갖는 원통형으로 주어지면, 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들은 대체로 도 10b에 도시된 바와 같이 단면(142a)을 가지는 예비 혼합 유체(142)에 따라서 혼합기 채널(128) 및 혼합기 보어(130)를 통하여 배출된다. 예비 혼합 유체(142)는 링형 단면 부분(146)을 가진 제 2 유체 성분(94) 내의, 일반적인 원형 단면 부분(144)을 가진 제 1 유체 성분(92)을 가진다. 그러므로, 노즐 입구(48)와 혼합기 인서트(105)는 노즐 보어(44) 안으로 진입을 위하여 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들의 예비 혼합 유체(142)를 생성한다.
도 11a 및 도 11b는 노즐(212)의 제 2 대안적인 실시예를 도시한다. 예를 들어, 노즐(212)은, D자 형상이며 연이어 위치되는 반원형의 제 1 및 제 2 출구들로 세분된 단일 출구 포트를 가지는, 도면에 도시되지 않은 대안적인 카트리지와 함께 사용될 수 있다. 노즐(212)은 노즐 본체(238)를 가지며, 상기 노즐 본체는 일반적인 원통형이며 관통 연장하는 노즐 보어(244)를 통하여 유체 연통하는 원위 단부 부분(240)과 근위 단부 부분(242)을 가지는 노즐 본체(238)를 가진다. 노즐 보어(244)는 또한 일반적인 원통형이다. 원위 단부 부분(240)은 노즐 보어(244)와 유체 연통하는 노즐 출구(246)를 포함한다. 노즐 출구(246)는 작동 동안 증가된 정밀도를 위하여 노즐 출구(246)로부터 분배되는 혼합 유체를 좁히도록 일반적으로 테이퍼진다. 근위 단부 부분(242)은, 내부면(249) 및 노즐 보어(244)와 또한 유체 연통하는 개구(250)를 가지는 노즐 입구(248)를 포함한다.
개구(250)는 노즐 플랜지(234)의 근위에 있는 주변 가장자리(252)에 의해 한정된다. 주변 가장자리(252)는 개구(250)를 더욱 한정하도록 노즐 입구(248) 내에서 원위로 연장한다. 개구(250)는 내부면(249)의 가장자리(253)로 연장한다. 내부면(249)은, 그 외에 내부면(249) 안으로 통합되는 제 1 및 제 2 캐비티 부분(254, 255)들을 한정하도록 주변 가장자리(252)의 원위로 추가로 연장한다. 제 1 및 제 2 캐비티 부분(254, 255)들은 제 1 및 제 2 체적들을 각각 가진다. 제 1 및 제 2 캐비티 부분의 체적(260)은 제 2 캐비티 부분의 체적(266)보다 작다. 부가하여, 노즐(212)은 각각의 반원형 제 1 및 제 2 출구들에 대한 제 1 및 제 2 캐비티 부분(254, 255)들의 적절한 정렬을 보장하는데 적합한 표시 특징부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
제 1 캐비티 부분(254)은 내부면(249)의 제 1 표면 부분(256)에 의해 한정된다. 제 1 표면 부분(256)은 가장자리(253)와 내부 가장자리(257) 사이에서 경계가 정해진다. 내부 가장자리(257)는 노즐 입구(248) 내에서 노즐 보어(244)를 배제하도록 가장자리(253)로부터 노즐 보어(244) 주위로 연장한다. 도 11a 및 도 11b에 도시된 예시적인 실시예에 따라서, 제 1 표면 부분(256)은 일반적으로 평면이지만, 깊은 채널(258, deep channel)을 포함한다. 깊은 채널(258)은 제 1 표면 부분(256)으로부터 노즐 보어(244)로 원위로 연장한다. 특히, 깊은 채널(258)은 개구(250)와 노즐 보어(244) 사이의 깊은 경사 슬롯(262)을 포함한다.
제 2 캐비티 부분(255)은 내부면(249)의 제 2 표면 부분(263)에 의해 한정된다. 제 2 표면 부분(263)은 노즐 입구(248) 내에 노즐 보어(244)를 포함하도록 가장자리(253)와 내부 가장자리(257) 사이에서 경계가 정해진다. 도 11a 및 도 11b에 도시된 예시적인 실시예에 따라서, 제 2 표면 부분(263)은 가장자리(253)로부터 노즐 보어(244)로 일반적으로 경사진 깊은 원뿔형 표면(264)을 포함한다.
일반적으로, 리드-랙 상태의 감소는 카트리지(14, 도 6 및 도 8 참조)로부터 노즐 보어(244)까지 작은 비율의 유체 성분의 속도를 증가시키는 것에 의해 달성된다. 이러한 속도에서의 증가는 사전 결정된 비율에 적합한 작고 큰 체적을 각각 생성하도록 유체 성분 압력을 변화시키는 것에 의해 및/또는 제 1 및 제 2 캐비티 부분(254, 255)들을 위한 적절한 기하학적 구조를 선택하는 것에 의해 달성될 수 있다. 그러므로, 혼합된 유체의 유체 성분이 제 1 및 제 2 캐비티 부분(254, 255)들 안으로 압송되어 관통함으로써, 유체 성분들은 대체로 동시에 사전 결정된 비율로 노즐 보어(244)로 들어간다.
도 11a 및 도 11b에 도시된 노즐 입구(248)의 예시적인 실시예에 따라서, 깊은 채널(258, 깊은 경사 슬롯(262), 및 일반적으로 깊은 원뿔형 표면(264)들은 노즐 입구(248)의 내부면(249) 안으로 각각 통합된다. 또한, 도 4, 도 11a 및 도 11b를 참조하여, 깊은 경사 슬롯(262), 및 일반적인 깊은 원뿔형 표면(264)을 구비한 깊은 채널(258)은 노즐(12)의 제 1 실시예의 경사 슬롯(62) 및 일반적인 원뿔형 표면(64)을 구비한 채널(58)보다 일반적으로 더욱 원통형 노즐 보어(244)를 따라서 연장한다. 이에 의해, 노즐(212)은 이러한 기하학적 구조 차이를 요구하는 다양한 유체 성분들을 혼합하기 위하여 다양한 형태의 스태틱 믹서(47, 도 3b 참조)들을 수용할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 노즐(312)의 제 3 대안적인 실시예를 도시한다. 예를 들어, 노즐(312)은, D자 형상이고, 연이어 위치되는 반원형 제 1 및 제 2 출구들로 세분되는 단일 출구 포트를 가지는, 도면에 도시되지 않은 대안적인 카트리지와 함께 사용될 수 있다. 노즐(312)은, 직육면체이고 관통 연장하는 노즐 보어(344)를 통하여 유체 연통하는 원위 단부 부분(340)과 근위 단부 부분(342)을 가지는 노즐 본체(338)를 가진다. 노즐 보어(344)는 또한 일반적인 직육면체이다. 원위 단부 부부분(340)은 노즐 보어(344)와 유체 연통하는 노즐 출구(346)를 포함한다. 노즐 출구(346)는 작업 동안 증가된 정밀도를 위하여 노즐 출구(346)로부터 분배되는 혼합 유체를 좁히도록 일반적으로 테이퍼진다. 근위 단부 부분(342)은, 내부면(349) 및 노즐 보어(344)와 또한 유체 연통하는 개구(350)를 가지는 노즐 입구(348)를 포함한다.
개구(350)는 노즐 플랜지(334)의 근위에 있는 주변 가장자리(352)에 의해 한정된다. 주변 가장자리(352)는 개구(350)를 더욱 한정하도록 노즐 입구(348) 내에서 원위로 또한 연장한다. 개구(350)는 내부면(349)의 가장자리(353)로 연장한다. 내부면(349)은 그 외에 내부면(349) 안으로 통합되는 제 1 및 제 2 캐비티 부분(354, 355)들을 한정하도록 주변 가장자리(352)의 원위로 추가로 연장한다. 제 1 및 제 2 캐비티 부분(354, 355)들은 제 1 및 제 2 캐비티 부분 체적을 각각 가진다. 제 1 캐비티 부분(354)의 체적은 제 2 캐비티 부분(355)의 체적보다 작다. 부가하여, 노즐(312)은 각각의 반원형 제 1 및 제 2 출구들에 대한 제 1 및 제 2 캐비티 부분(354, 355)들의 적절한 정렬을 보장하는데 적합한 표시 특징부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
제 1 캐비티 부분(354)은 내부면(349)의 제 1 표면 부분(356)에 의해 한정된다. 제 1 표면 부분(356)은 가장자리(353)와 내부 가장자리(357) 사이에서 경계가 정해진다. 내부 가장자리(357)는 노즐 입구(348) 내에서 노즐 보어(344)를 배제하도록 가장자리(353)로부터 노즐 보어(344) 주위로 연장한다. 도 12a 및 도 12b에 도시된 예시적인 실시예에 따라서, 제 1 표면 부분(356)은 일반적으로 평면이지만, 얕은 채널(358)을 포함한다. 얕은 채널(358)은 제 1 표면 부분(356)으로부터 노즐 보어(344)로 원위로 연장한다. 특히, 얕은 채널(358)은 개구(350)와 노즐 보어(344) 사이의 얕은 경사 슬롯(362)을 포함한다.
제 2 캐비티 부분(355)은 내부면(349)의 제 2 표면 부분(363)에 의해 한정된다. 제 2 표면 부분(363)은 노즐 입구(348) 내에 노즐 보어(344)를 포함하도록 가장자리(353)와 내부 가장자리(357) 사이에서 경계가 정해진다. 도 12a 및 도 12b에 도시된 예시적인 실시예에 따라서, 제 2 표면 부분(363)은 가장자리(353)로부터 노즐 보어(344)로 일반적으로 얕은 일반적인 원뿔형 표면(364)을 포함한다.
대체로, 리드-랙 상태의 감소는 카트리지(14, 도 6 및 도 8 참조)로부터 노즐 보어(344)까지의 보다 작은 비율의 유체 성분의 속도를 증가시키는 것에 의해 달성된다. 이러한 속도에서의 증가는 사전 결정된 비율에 적합한 작고 큰 체적 영역들을 각각 생성하도록 유체 성분 압력을 변화시키는 것에 의해 및/또는 제 1 및 제 2 캐비티 부분(354, 355)들을 위한 적절한 기하학적 구조들을 선택하는 것에 의해 달성될 수 있다. 그러므로, 혼합 유체의 유체 성분들이 제 1 및 제 2 캐비티 부분(354, 355)들 안으로 압송되어 관통함으로써, 유체 성분들은 일반적으로 동시에 사전 결정된 비율로 노즐 보어(344)로 들어간다.
도 12a 및 도 12b에 도시된 노즐 입구(348)의 예시적인 실시예에 따라서, 얕은 채널(358), 얕은 경사 슬롯(362), 및 얕은 일반적인 원뿔형 표면(364)들은 노즐 입구(348)의 내부면(349) 안으로 각각 통합된다. 아울러, 도 4, 도 12a, 및 도 12b를 참조하여, 얕은 경사 슬롯(362)과 얕은 일반적인 원뿔형 표면(364)을 각각 구비한 얕은 채널(358)은 노즐(12)의 제 1 실시예의 경사 슬롯(62) 및 일반적인 원뿔형 표면(64)을 구비한 채널(58)보다 일반적인 원뿔형 노즐 보어(344)를 따라서 더욱 연장한다. 이에 의해, 노즐(312)은 이러한 기하학적 구조 차이를 요구하는 다양한 유체 성분들을 혼합하기 위한 다양한 형태의 스태틱 믹서(47, 도 3b 참조)를 수용할 수 있다.
작업
도 1, 도 2, 도 6, 도 7a, 및 도 7b를 참조하여, 사용시에, 혼합기 인서트(36)는 제 1 및 제 2 통로(54a, 55a)를 집합적으로 한정하도록 노즐 입구(48) 내에 위치된다. 노즐(12)은 분배 조립체(10)를 형성하도록 노즐(12)과 카트리지(14) 모두를 연결하도록 커플링(16)을 슬라이딩시키는 것에 의해 카트리지(14)에 부착된다. 압력은 제 1 및 제 2 챔버(28a, 30a)에 의해 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들에 인가된다. 특히, 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들은 각각 제 1 및 제 2 유동 경로(136, 138)들을 따라서 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들을 압송하도록 동시에 압축될 수 있다. 이러한 유동 경로(136, 138)들을 따라서 진행하여, 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들은 제 1 및 제 2 혼합기 입구를 통하여 각각 제 1 및 제 2 통로(54a, 55a)들 안으로 방출된다.
제 1 유체 성분(92)은 제 1 통로(54a)로부터 채널(58)을 통해 노즐 보어(44)를 향해 압송된다. 채널(58)을 따라서, 제 1 유체 성분(92)은 노즐 보어(44) 안으로 제 1 유체 성분(92)을 통과시키기 위하여 경사 슬롯(62)을 따라서 안내된다. 제 2 유체 성분(94)은 제 2 통로(55a)로부터 노즐 보어(44) 안으로 일반적인 원뿔형 표면(64)을 따라서 안내된다. 제 1 유체 성분(92)은 제 2 통로(55a)를 통과하는 제 2 유체 성분(94)에 대하여 제 1 통로(54a)를 통과함으로써 속도가 증가한다. 그러므로, 노즐 보어(44)를 향해 안내되는 제 1 및 제 2 유체 성분들 사이의 리드-랙 상태는 감소되거나 또는 일반적으로 완전히 방지된다.
노즐 입구(48) 내의 혼합기 인서트(36)의 제 1 실시예에 대하여, 제 1 유체 성분(92)은 채널(58)로부터 혼합기 경사 슬롯(91)을 따라서 혼합기 채널(90) 안으로 더욱 압송된다. 제 1 유체 성분(92)은 노즐 보어(44)의 내부 부분(100)에서 제 1 통로(54a)의 혼합기 경사 슬롯(91)을 빠져나간다. 또한, 제 2 유체 성분(94)은 노즐 보어(44)의 외부 부분(101)에서 제 2 통로(55a)를 빠져나간다. 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들은 제 1 유체 성분(92)이 제 2 유체 성분(94)의 층들 사이에서 일반적으로 평면층으로서 층을 만들도록 단면(102a)을 가지는 예비 혼합 유체(102)를 형성한다. 특히, 제 1 유체 성분(92)은 일반적으로 반원형 단면 부분(104)들 안으로 제 2 유동 경로(98)를 따라서 압송된 제 2 유체 성분(94)에 인접하여 일반적으로 직사각형 단면 부분(103) 안으로 제 1 유동 경로(96)를 따라서 압송된다. 제 2 유체 성분(94)은 사전 결정된 비율에 따라서 제 1 유체 성분(92)을 적어도 부분적으로 및 인접하여 에워싼다.
도 9, 도 10a 및 도 10b에 도시된 제 1 및 제 2 캐비티 부분(54, 55)들 내에서 혼합기 인서트(105)의 제 2 실시예에 대하여, 제 1 유체 성분(92)은 채널(58)로부터 혼합기 채널(90) 안으로 및 혼합기 보어(130) 안으로 더욱 압송된다. 제 1 유체 성분(92)은 노즐 보어(44)의 내부 부분(140)에서 제 1 통로(54b)의 혼합기 보어(130)를 빠져나간다. 또한, 제 2 유체 성분(94)은 노즐 보어(44)의 외부 부분(141)에서 제 2 통로(55b)를 빠져나간다. 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들은 단면(142a)을 가지는 예비 혼합 유체(142)를 형성한다. 특히, 제 1 유체 성분(92)은 링형 단면 부분(146) 안으로 제 2 유동 경로(138)를 따라서 압송된 제 2 유체 성분(94)에 인접한 원형 단면 부분(144) 안으로 제 1 유동 경로(136)를 따라서 압송된다. 제 2 유체 성분(94)은 사전 결정된 비율에 따라서 제 1 유체 성분(92)을 대체로 인접하여 에워싼다.
도 6의 혼합기 인서트(36) 또는 도 9의 혼합기 인서트(105)가 분배 조립체(10) 또는 분배 조립체(10')와 연계되어 사용되는지에 관계없이, 예비 혼합 유체는 스태틱 믹서(47)로 들어가 도 3b에 도시된 노즐(12)의 길이를 따라서 원위로 진행한다. 예비 혼합 유체는 그런 다음 혼합 유체로 혼합되고 노즐 출구(46)로부터 분배된다.
본 발명이 본 발명의 하나 이상의 실시예들의 설명에 의해 예시되었고 실시예들이 상당히 상세하게 기술되었지만, 이것들은 첨부된 청구항들의 범위를 이러한 상세한 설명으로 제한하거나 또는 임의 방식으로 제한하도록 의도되지 않는다. 추가의 이점 및 변형들은 당업자에게는 자명할 것이다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 유체 성분(92, 94)들이 본 명세서에 기술된 본 발명에 따라서 또 다른 혼합기 인서트에 의해 다른 위치에 층을 만들거나 또는 다른 수의 층들을 만들 수 있다는 것이 예측될 것이다. 그러므로, 본 발명은 보다 넓은 양태에서 특정의 상세, 대표적인 분배 조립체 및 방법과 기술되고 도시된 예시적 실시예로 한정되지 않는다. 따라서, 출발은 일반적인 본 발명의 개념의 범위 및 사상으로부터 벗어남이 없이 이러한 상세로부터 온다.

Claims (20)

  1. 제 1 유체 성분과 제 2 유체 성분의 혼합물을 분배하는 동안 리드-랙(lead-lag) 상태를 감소 또는 방지하기 위한 노즐로서,
    상기 제 1 유체 성분을 수용하기에 적합한 제 1 캐비티 부분 및 상기 제 2 유체 성분을 수용하기에 적합한 제 2 캐비티 부분을 포함하는 노즐 입구. 및 관통 연장하는 노즐 보어를 가지는 노즐 본체로서, 상기 제 1 캐비티 부분은 상기 노즐 보어 안으로 제 1 체적의 상기 제 1 유체 성분을 안내하도록 구성되고, 상기 제 2 캐비티 부분은 상기 노즐 보어 안으로 제 2 체적의 상기 제 2 유체 성분을 안내하도록 구성되며, 상기 제 1 체적은 상기 제 2 체적보다 작은, 상기 노즐 본체를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 캐비티 부분들은 사전 결정된 비율에 따라서 상기 보어 안으로 상기 제 1 및 제 2 유체 성분들을 안내하기에 적합한, 노즐.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 캐비티 부분은 제 1 캐비티 부분 체적을 가지며, 상기 제 2 캐비티 부분은 제 2 캐비티 부분 체적을 가지며, 상기 제 1 캐비티 부분 체적은 상기 제 2 캐비티 부분 체적보다 작은, 노즐.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 캐비티 부분은 상기 노즐 보어 안으로 상기 제 1 유체 성분을 안내하는 경사 슬롯을 포함하는, 노즐.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 캐비티 부분은 상기 노즐 보어 안으로 상기 제 2 유체 성분을 안내하기 위한 일반적인 원뿔형 표면을 포함하는, 노즐.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐 입구는 제 1 및 제 2 통로들을 집합적으로 한정하기 위하여 그 안에 적어도 부분적으로 삽입된 혼합기 인서트를 갖기에 적합한 개구를 추가로 포함하는, 노즐.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 노즐 입구는 그 안에 상기 혼합기 인서트를 위치시키도록 구성되는, 노즐.
  7. 제 1 유체 성분 및 제 2 유체 성분의 혼합물을 분배하는 동안 리드-랙 상태를 감소시키거나 또는 방지하기 위한 분배 조립체로서,
    제 1 챔버를 가지는 제 1 배럴, 제 2 챔버를 가지는 제 2 배럴로서, 상기 제 1 및 제 2 챔버들은 상기 제 1 및 제 2 유체 성분들을 수용하기 위한 상기 제 1 및 제 2 배럴들;
    상기 제 1 및 제 2 챔버들과 각각 유체 연통하는 제 1 및 제 2 혼합기 입구들을 가지는 혼합기 인서트;
    제 1 캐비티 부분과 제 2 캐비티 부분을 가지는 노즐 입구 및 관통 연장하는 노즐 보어를 갖는 노즐 몸체를 포함하는 노즐;
    상기 혼합기 인서트 및 상기 제 1 캐비티 부분에 의해 집합적으로 한정되는 제 1 통로로서, 상기 노즐 보어 안으로 제 1 체적의 상기 제 1 유체 성분을 안내하도록 구성되는, 상기 제 1 통로; 및
    상기 혼합기 인서트 및 상기 제 2 캐비티 부분에 의해 집합적으로 한정되는 제 2 통로로서, 상기 노즐 보어 안으로 제 2 체적의 상기 제 2 유체 성분을 안내하도록 구성되는, 상기 제 2 통로를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 통로들은 사전 결정된 비율의 제 1 및 제 2 유체 성분들을 가지는 예비 혼합 유체를 형성하도록 상기 노즐 보어 안으로 상기 제 1 및 제 2 유체 성분들을 안내하기에 적합하며, 상기 노즐은 상기 노즐로부터 혼합 유체를 분배하기 위한 상기 예비 혼합 유체를 혼합하기에 적합한, 분배 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 캐비티 부분은 제 1 캐비티 부분 체적을 가지며, 상기 제 2 캐비티 부분은 제 2 캐비티 부분 체적을 가지며, 상기 제 1 캐비티 부분 체적은 상기 제 2 캐비티 부분 체적보다 작은, 분배 조립체.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 캐비티 부분은 상기 노즐 보어 안으로 상기 제 1 유체 성분을 안내하기 위한 경사 슬롯을 포함하는, 분배 조립체.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 캐비티 부분은 상기 노즐 보어 안으로 상기 제 2 유체 성분을 안내하기 위한 일반적인 원뿔형 표면을 포함하는, 분배 조립체.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 노즐 입구는 그 내부의 상기 혼합기 인서트를 제거 가능하게 위치시키도록 구성되는, 분배 조립체.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 통로들은 서로 유체적으로 격리되는, 분배 조립체.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 혼합기 인서트는 혼합 요소를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 통로들은 특정 단면을 가지는 상기 예비 혼합 유체 안으로 상기 제 1 및 제 2 유체 성분들을 각각 형성하는데 적합하고, 상기 단면은 상기 제 2 유체 성분의 한 쌍의 일반적으로 반원형 단면 부분들 사이에서 개재된 상기 제 1 유체 성분의 일반적인 직사각형 단면 부분을 가지는, 분배 조립체.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 혼합기 인서트는 혼합 요소를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 통로들은 특정 단면을 가지는 상기 예비 혼합 유체 안으로 상기 제 1 및 제 2 유체 성분들을 각각 형성하는데 적합하고, 상기 단면은 상기 제 2 유체 성분의 일반적인 링형 단면 부분에 의해 적어도 부분적으로 에워싸인 상기 제 1 유체 성분의 일반적으로 원형 단면 부분을 가지는, 분배 조립체.
  15. 노즐로부터 제 1 유체 성분과 제 2 유체 성분의 혼합물을 분배하는 동안 혼합기 인서트에 의해 리드-랙 상태를 감소시키거나 또는 방지하기 위한 방법으로서,
    상기 혼합기 인서트를 통하여 그리고 각각의 제 1 및 제 2 통로들 안으로 상기 제 1 및 제 2 유체 성분들을 압송하는 단계;
    노즐 입구 내의 채널을 따라서 상기 제 1 통로를 통해 노즐 보어 안으로 상기 제 1 유체 성분을 압송하는 단계;
    상기 노즐 입구 내의 상기 제 2 통로를 통해 상기 노즐 보어 안으로 상기 제 2 유체 성분을 압송하는 단계;
    상기 리드-랙 상태를 대략적으로 방지하기 위하여 상기 제 1 유체 성분의 속도를 증가시키는 단계;
    예비 혼합 유체를 형성하기 위하여 상기 노즐의 노즐 보어에서 상기 제 2 유체 성분에 인접하게 상기 제 1 유체 성분을 위치시키는 단계;
    상기 예비 혼합 유체를 혼합 유체 안으로 혼합시키는 단계; 및
    상기 노즐로부터 상기 혼합 유체를 분배하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    경사 슬롯을 따라서 상기 노즐 보어 안으로 상기 제 1 유체 성분을 안내하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    일반적인 원뿔형 표면을 따라서 상기 노즐 보어 안으로 상기 제 2 유체 성분을 안내하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 예비 혼합 유체를 형성하도록 상기 제 1 및 제 2 유체 성분들을 서로에 대해 적층하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 유체 성분의 층은 상기 제 2 유체 성분의 층들 사이에서 일반적으로 평면인, 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 유체 성분의 층은 상기 제 2 유체 성분의 층을 일반적으로 에워싸는, 방법.
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