KR20180011745A - 비-충전 에어로졸 밸브 - Google Patents

비-충전 에어로졸 밸브 Download PDF

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KR20180011745A
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란 플라쉬케
라이너 히트펠드
루벤 프리츨러
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프리시젼 밸브 코오포레이션
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Abstract

재충전 방지 메커니즘을 가지는 에어로졸 밸브가 제공된다. 상기 밸브는 내부 챔버를 정의하는 밸브 하우징에 배치된 밸브 대(stem)를 가진다. 상기 밸브 대는 가요성 탄성 부재가 제공된 상기 밸브 대의 상부에 상부 통로를 갖는다. 상기 가요성 탄성 부재는 상기 상부 통로 내의 압력이 상기 내부 챔버의 압력보다 클 때, 밀봉부를 생성하여 개방 위치에서 충전을 방지하도록 상기 하우징과 연동하는 오리피스 또는 구멍 상에서 압축된다. 상기 가요성 탄성 부재는 상기 상부 통로 내의 압력이 상기 내부 챔버의 압력보다 낮아서 제품의 분배를 허용할 때, 상기 오리피스 또는 구멍으로부터 편향된다.

Description

비-충전 에어로졸 밸브{NON-REFILLING AEROSOL VALVE}
본 발명은 비-충전 에어로졸 밸브에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 에어로졸 용기로부터 내용물을 분배하지만, 에어로졸 용기가 일단 사용되거나 비워지면 재충전 되는 것을 방지하는 에어로졸 밸브에 관한 것이다.
위조품의 불법 거래는 전 세계적으로, 특히 개발 도상국에서 알려진 문제이다. 그러나, 위조품의 판매 및 이전을 막기 위한 시도로서 매년 많은 돈과 자원이 소비되고 있는 선진국에서도 이 문제는 존재한다.
거의 모든 나라의 소비자들은 매일 위조품에 직면하지만, 확산이 왜곡되어 거의 인지되지 않는다.
에어로졸 용기는 일종의 위조가 널리 퍼져있는 제품이다. 일반적으로, 일단 에어로졸 제품이 사용되고 깡통이 비워지면, 그 에어로졸 용기는 위조품으로 불법적으로 재충전되고 정품으로 판매될 수 있다. 이러한 빈 에어로졸 용기는 미상의 제품으로 재충전된 다음 암거래 시장에서 재판매되는 것으로 알려져 있다.
위조품은 미상인 유해한 화학물질을 포함할 수 있기 때문에 위험하다. 예를 들어, 위조품은 정품보다 훨씬 많은 양의 메탄올을 포함할 수 있다. 메탄올이 인체에 유독하다는 것은 잘 알려져 있다. 메탄올 독성은, 10 ~ 30mL의 적은 양만 섭취되더라도 실명이나 사망을 유발할 수 있다.
에어로졸 용기를 재충전하기 위한 공지된 프로세스가 있다. 이러한 프로세스는 가장 흔한 냉 충전 또는 채우기 및 압력 충전 또는 채우기를 포함한다. 냉 충전 프로세스는 냉각될 때 액화될 특정 성분의 화학적 성질을 이용한다. 압력 충전 프로세스는 압력하에 있을 때 특정 성분이 액화될 것이라는 사실을 이용한다. 냉 충전 프로세스는 적절한 제조 장비 및 냉각 시스템이 필요하다. 한편, 압력 충전 프로세스는 실온에서 수행될 수 있다. 압력 충전 프로세스에서, 제품 농축물은 캔 또는 용기 내에 위치하고, 밸브 어셈블리는 삽입되어 압착된 다음, 압력하에서 액화된 가스가 밸브를 통해 첨가된다. 압력 충전 프로세스는 따라서 에어로졸 용기를 위조품으로 재충전하는 데에 종종 사용된다.
위조 에어로졸 용기와 정품 에어로졸 용기를 구분하는 것이 불가능할 수 있으므로, 경고 라벨, 보도 자료, 뉴스 보도, 및 위조품의 위험을 전달하는 기타 형태에는 한계가 있다. 따라서, 그러한 전달은 소비자를 보호하기에 적절하지 않다.
따라서, 에어로졸 용기의 재충전을 방지하는 메커니즘이 필요하다.
본 발명은 원래의 충전 후에 용기의 재충전 및 후속 사용을 방지하는 에어로졸 용기 또는 캔을 위한 에어로졸 밸브를 제공한다.
본 발명은 또한, 원래의 내용물을 분배하고, 사용 후, 즉 원래의 내용물을 분배한 후에 캔의 재충전을 방지하는 에어로졸 밸브를 제공한다.
본 발명은 나아가, 내용물이 단지 한 방향, 즉, 캔 외부로 흐르도록 하는 일방향 밸브로서 작용하는 밸브 스템 내부에 탄성부재를 구비한 에어로졸 밸브를 제공한다.
본 발명은 더 나아가, 에어로졸을 캔에 강제 유동 충전하려는 시도가 있을 때 밸브의 오리피스를 차단하고 밀봉하는 탄성부재를 구비한 에어로졸 밸브를 제공한다.
본 발명은 또한, 단순하고, 경제적이며, 기존 부품, 툴링, 및 조립 라인을 사용하는 재충전 방지 특징을 가지는 에어로졸 밸브를 제공한다.
본 발명은 오로지 스템 자체와 접촉하는 탄성 부재를 구비한 비-충전 에어로졸 밸브를 제공한다.
본 발명은 서로 접촉하고, 스템 자체와 접촉하는 탄성 부재들의 조합을 구비한 비-충전 에어로졸 밸브를 제공한다.
본 발명은 나아가, 밸브가 부적합한 제품의 재충전 능력을 비활성화하기 때문에 종래 기술의 장치에 비해 개선된 안정성을 갖는 탄성 부재를 구비한 비-충전 에어로졸 밸브를 제공한다.
도 1a는 폐쇄 위치에서 종래 기술의 에어로졸 밸브의 개략적인 단면도이다.
도 1b는 개방 위치에서 도 1a의 에어로졸 밸브의 개략적인 단면도이다.
도 1c는 충전 위치에서 도 1a의 에어로졸 밸브의 개략적인 단면도이다.
도 1d는 도 1a 내지 1c에 따른 밸브 스템의 단면의 내부도이다.
도 2는 충전 위치에서 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에어로졸 밸브 조립체의 상세도(E)로 표시된 분해 부분을 가진 부분 단면도이다.
도 3은 폐쇄 위치에서 도 2의 에어로졸 밸브 조립체의 상세도(C)로 표시된 분해 부분을 가진 부분 단면도이다.
도 4는 개방 위치에서 도 2의 에어로졸 밸브 조립체의 상세도(D)로 표시된 분해 부분을 가진 부분 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 밸브 스템의 측면도이다.
도 5b는 도 5a의 밸브 스템의 개략적인 단면도이다.
도 5c는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 탄성 부재의 측면도이다.
도 5d는 도 5c의 탄성 부재의 개략적인 단면도이다.
도 5e는 도 2의 상세도(A)로 표시된 분해 부분을 가진 밸브 스템 조립체의 예시적인 조립체를 도시한다.
도 5f는 도 2의 밸브 스템 조립체의 단면도이다.
도 5g는 도 2의 밸브 스템 조립체, 하우징, 및 장착 컵의 분해 조립도이다.
도 5h는 도 2의 에어로졸 밸브 조립체의 예시적인 조립체의 단면도이다.
도 6a는 폐쇄 위치에서 도시된 본 발명에 따른 밸브 조립체의 제2 실시 예의 단면도이다.
도 6b는 개방 위치에서 도시된 도 6a의 밸브 조립체이다.
도 6c는 도 6a의 밸브 조립체의 분해도이다.
도 6d는 폐쇄 위치에서 제2 실시 예의 재충전 방지 메커니즘을 도시하는 단면도이다.
도 6e는 개방 위치에서 제2 실시 예의 재충전 방지 메커니즘을 도시하는 단면도이다.
도 7a는 폐쇄 위치에서 도시된 본 발명에 따른 밸브 조립체의 제3 실시 예의 단면도를 도시한다.
도 7b는 개방 위치에서 도시된 도 7a의 밸브 조립체이다.
도 7c는 도 7a의 밸브 조립체의 분해도이다.
도 8a는 폐쇄 위치에서 도시된 도 7a의 밸브 조립체에 따른 덕빌(duckbill) 밸브이다.
도 8b는 개방 위치에서 도시된 도 8a의 덕빌 밸브이다.
도 9a는 상세도(A)로 표시된 분해 부분을 가지는 개방 위치에서 도시된 밸브 조립체의 제4 실시 예의 단면도이다.
도 9b는 상세도(B)로 표시된 분해 부분을 가지는 폐쇄 위치에서 도시된 도 9a의 밸브 조립체의 단면도이다.
도 9c는 도 9b의 밸브 조립체의 분해도이다.
도 9d는 제4 실시 예의 예시적인 밸브 스템 조립체를 도시한다.
도 10a는 폐쇄 위치에서 도시된 본 발명에 따른 밸브 조립체의 제5 실시 예의 단면도이다.
도 10b는 개방 위치에서 도 10a의 밸브 조립체이다.
도 10c는 도 10a의 밸브 조립체의 분해도이다.
도 10d는 폐쇄 위치에서 도 10a의 밸브 조립체의 재충전 방지 메커니즘을 도시한다.
도 10e는 개방 위치에서 도 10a의 밸브 조립체의 재충전 방지 메커니즘을 도시한다.
도 11a는 폐쇄 위치에서 도시된 본 발명에 따른 밸브 조립체의 제6 실시 예의 단면도이다.
도 11b는 개방 위치에서 도시된 도 11a의 밸브 조립체이다.
도 11c는 도 11a의 밸브 조립체의 분해도이다.
도 12a는 폐쇄 위치에서 도시된 본 발명에 따른 밸브 조립체의 제7 실시 예의 단면도이다.
도 12b는 도 12a의 사시도이다.
도 12c는 개방 위치에서 도시된 제7 실시 예의 단면도이다.
도 12d는 도 12c의 사시도이다.
도 12e는 충전 위치에서 도시된 제 7 실시 예의 단면도이다.
도 12f는 도 12a의 밸브 조립체의 분해도이다.
도면들, 특히 도 1a 내지 1c를 참조하면, 종래 기술에 따른 에어로졸 밸브 조립체(10)가 도시된다. 에어로졸 밸브 조립체(10)는 하우징(12), 하우징(12) 내의 스템(14), 스템 아래 및 주위에 위치된 스프링(18), 스템 내에 형성된 챔버(26), 및 한 쌍의 통로(22, 24), 및 그들 각각의 오리피스(28, 30)를 구비한다. 조립체(10)는 또한 장착 컵(16), 장착 컵과 하우징(12) 사이에 개스킷(20), 장착 컵을 연결하기 위한 용기(32), 및 통로(24) 주위의 하우징에 연결된 딥 튜브(34)를 구비한다. 도 1d는 오리피스(30)와 연통하는 통로(22), 및 챔버(26) 내에 존재하는 스템의 하부 통로(42)를 구분하는 격벽을 갖는 스템(14)을 도시한다.
도 1a는 폐쇄 위치에서, 용기(32) 내의 압력, 즉 P_액체 및 P_기체 압력을 내는 내용물(미도시)을 갖는 에어로졸 밸브 조립체(10)을 도시한다. 폐쇄 위치에서, 내용물은 용기(32) 내에 남아 있다. 폐쇄 위치에서, 개스킷(20)은 오리피스(30)에 대해 밀봉을 제공한다. 또한, 스프링(18)은 하우징(12)의 베이스 부분 상에 위치되고, 스템(14)에 대해 탄성 가압하며, 오리피스(30)가 개스킷(20)과 밀봉 정렬되도록 가압하여 밀봉을 제공한다.
도 1b는 개방 위치에서 에어로졸 밸브 조립체(10)을 도시한다. 힘(F)이 스템(14)에 하향으로 가해지고 스프링(18)의 바이어스에 대해 가해질 때, 오리피스(30)가 개스킷(20)으로부터 멀리 이동하고, 이로써 챔버(26), 통로(22) 및 용기(32)의 외부 환경으로부터 유체 연통을 생성하도록 스템(14)을 이동시킨다. P_액체는 용기(32)의 내용물을 딥 튜브(34)를 통해, 챔버(26)와 유체 연통하는 하우징(12)의 통로(24)로 밀어 넣는다. P_기체는 추진체(미도시)를 오리피스(28)를 통해 하우징(12) 내로 밀어 넣는다. 챔버(26)에서, 용기(32)의 내용물 및 추진체는 밸브 스템의 오리피스(30)을 통과하여 통로(22)를 올라가서 나가도록 만든다.
도 1c는 개방 위치와 구조적으로 동일한 충전 위치에서 에어로졸 밸브 조립체(10)을 도시한다. 개방 위치에서, 용기(32)의 내용물은 그로부터 배출된다. 그러나, 충전 위치에서 내용물은 용기(32)안으로 충전된다. 충전 부재(36)는 스템(14)의 상부에 부착되고 통로(22)와 연통한다. 스템(14)은 오리피스(30)가 개스킷(20)에 의해 방해받지 않도록 탄성 가압된다. 용기(32)는 충전 부재(36)에 의해 가해진 압력에 의해 원하는 내용물로 채워져 내용물이 스템(14)의 통로(22) 안으로 흐르고 오리피스(30)를 통하여 챔버(26)안으로 계속 흐르고, 이어서 통로(24)를 통해서 용기(32)를 채운다.
도 2, 3 및 4는 일반적으로 참조 번호 100으로 표시되는 제1 실시예에 따른 에어로졸 밸브 조립체를 도시한다. 도2는 충전 위치에서 조립체(100)을 도시한다. 도 3은 폐쇄 위치에서 조립체(100)을 도시한다. 도 4는 개방 위치에서 조립체(100)을 도시한다.
조립체(100)는 밸브 하우징 또는 하우징(110), 하우징 상에 배치 가능한 장착 컵(102), 하우징 내의 바이어스 부재(104), 하우징에 연결 가능한 딥 튜브(106), 밀봉 부재(108), 및 하우징 내에서 이동 가능한 스템 조립체(120)를 포함한다. 하우징(110)은 챔버(112), 테일 피스(tail piece)(114), 통로(116), 및 오리피스(118)를 구비한다.
하우징(110)은 스템 조립체(120)를 밀봉 부재(108)에 대하여 세워 밀봉을 가능하게 하는 바이어스 부재(104)를 둘러 싼다. 바이어스 부재(104)는 압축 스프링, 불변 스프링, 가변 스프링, 코일 또는 나선형 스프링 등일 수 있다.
하우징(110)의 하부 돌출부는 딥 튜브(106)과 연결에 쓰이는 테일 피스 (114)이다. 또한, 하우징은 통로(116)와 연통하는 챔버(112)를 갖는다. 챔버(112)는 테일 피스 및 통로(116) 위의 원통형 캐비티이고, 통로의 내경보다 큰 내경을 갖는다. 챔버(112)는 테일 피스에 인접한 베이스에, 바이어스 부재(104)를 위한 지지면 및 장착 위치로서 역할을 하는 시트(134)를 갖는다.
도 5f를 참조하면, 스템 조립체(120)는 스템(122), 탄성 부재(124), 오리피스(126) 및 통로(128)를 구비한다.
스템 조립체(120)의 스템(122)은 챔버(112) 내에 배치되고 밀봉 부재(108) 및 장착 컵(102)를 통해 확장된다. 스템(122)은 바이어스 부재(104)의 상단부에 의해 지지된다. 스템(122)은 하우징(110)의 중심을 통해 종축(138)을 따라 제1 또는 폐쇄 위치(도 3)에서 제2 또는 개방 위치(도 4)로 이동 가능하다. 스템(122)은 다음과 같은 기능을 한다. 스템(122)은 내부 구성 요소들과 외부 액추에이터(182) 사이의 연결 전달 도관으로서의 역할을 한다. 또한, 스템(122)은 제품 공급 속도를 제어하기 위한 필수 계량 요소, 즉, 도 2-4의 바람직한 실시 예에서 하나의 오리피스(126)를 통해 제공한다. 다른 바람직한 실시 예에서, 스템(122)은 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 오리피스를 가질 수 있다. 하나 이상의 오리피스(126)를 갖는 실시 예에서, 오리피스는 스템(122)의 원주 둘레로 균등하게 또는 비 균등하게 이격될 수 있다.
도 2-4의 실시 예에서, 오리피스(126)는 약 0.012 인치에서 약 0.035 인치, 바람직하게는 약 0.012 인치에서 약 0.03 인치, 및 가장 바람직하게는 약 0.012 인치에서 약 0.02 인치 범위의 직경을 갖는다. 오리피스(126)는 원형 또는 슬롯 형일 수 있다.
도 5a 및 5b를 참조하면, 스템(122)은 상부(152)에서 하부(154)까지 공동(hollow)인 통로(128)를 갖는다. 스템(122)은 또한 조립시 바이어스 부재(104)에 놓이는 바이어스 시트(155)를 포함한다. 바이어스 시트(155)는 스템(122)의 외경상에 숄더를 형성하는 평평한 표면이고, 조립을 용이하게 하고 스템의 수직 배향을 유지하기 위해 편평한 표면을 제공한다.
스템 조립체(120)는 또한, 밸브 재충전을 바람직하게 방지하는 스템(122)에 배치된 탄성 부재(124)를 포함하고, 이하에서 더 논의된다. 탄성 부재(124)는 재충전 방지 기구이며 바람직하게는 하우징(110) 내에 있다. 탄성 부재(124)는 탄성 및 신축성이 있어야 하며, 열가소성 탄성중합체(thermoplastic elastomer, TPE), 고무 등과 같은 탄성중합체 재료로 제조되어야 한다. 중요하게는, 이러한 재료는 적당하게 신장될 수 있는 능력이 있으며, 스트레스를 제거하면 원래 형태에 가깝게 되돌아 갈 수 있다. TPE는 고무 소재와 플라스틱 소재의 전형적인 장점을 보여준다.
바이어스 부재(104)의 상부는 스템(122)의 스템 바닥(140)과 상호 연결되고, 바이어스 부재(104)의 하부는 하우징 내의 시트(134)상에 받쳐진다. 바이어스 부재(104)는 스템(122) 상에 적용된 힘이 제거된 후에 밸브가 폐쇄 위치로 복귀하는 것을 돕는다. 바이어스 부재(104)는 또한 스템 숄더(142)의 상부를 통해 밀봉 부재(108)의 바닥면을 단단히 유지한다. 숄더(142)는 스템(122)이 조립체를 빠져 나가는 것을 방지하기 위한 스토퍼로서 역할을 한다. 용접 밀봉은 밀봉 부재(108), 장착 컵(102) 및 하우징(110) 사이에서, 최종 조립 중에 장착 컵을 크림핑(criping)함으로써 달성된다.
하우징(110)은 하우징 상의 숄더(148)가 밀봉 부재(108)에 대해 단단히 끼워 지도록 구성된다. 또, 스템(122)은 바이어스 부재(104)를 향해 하우징(110) 내로 연장된다.
도 3에 도시된 비 작동 또는 폐쇄 위치에서, 스템(122)은 바이어스 부재(104)에 의해 밀봉 부재(108)에 대하여 가압된다. 또한, 오리피스(126)는 폐쇄되고 밀봉 부재(108)에 의해 밀봉된다. 밀봉 부재(108)는 용기(132)에 들어 있는 에어로졸의 내용물과 접촉한다.
도 4에 도시 된 바와 같이 작동 시에, 스템(122)은 액추에이터(182) 상의 하향력 FD에 의해 함몰된다. 다시 말하면, 스템(122)의 개방 위치로의 이동이 발생한다. 결과적으로, 오리피스(126)는 오리피스(126)가 용기(132)의 내부로 개방되도록 밀봉 부재(108)로부터 아래쪽으로 멀어지게 이동된다. 그 후, 안에 포함된 에어로졸 제품은 통로(128) 및 액추에이터(182) 내의 도관을 통해 용기(132)를 떠날 수 있다.
밀봉 부재(108)는 과도한 투과, 팽창, 뒤틀림 또는 수축 없이 액체와 기체 상(phase) 접촉 모두를 견뎌야 한다. 특히, 용기(132)(즉, 에어로졸)의 압력은 제품을 딥 튜브(106) 위로 하우징(110) 안으로 가압한다. 하우징(110)으로부터, 제품은 이제 노출된 오리피스(126)로 들어가고, 통로(128)를 통해 액추에이터(182) 밖으로 스템(122) 위로 이동한다. 밀봉 부재(108)는 작동 중에 약간 편향된다. 스템(122)은 오리피스(126)가 챔버(112)에 노출될 때까지 밀봉 부재(108)의 원주 내에서 축의 방향으로 이동하기 때문에 분배가 가능해진다. 밀봉 부재(108)는 스템 오리피스(126)를 원주 방향으로 밀봉한다.
딥 튜브(106)는 하우징(110)의 테일 피스(114)에 연결되거나 부착된다. 딥 튜브(106)는 통로(116)와 연통하는 관통 채널(136)을 갖는다. 딥 튜브(106)는 가요성 재료 또는 강성 재료로 제조될 수 있다. 바람직하게는, 딥 튜브는 테일 피스(114)로부터 용기(132)의 바닥부로 연장된다.
밀봉 부재(108)는 개스킷 또는 기계적 밀봉 물질이다. 밀봉 부재(108)는 하우징(110)의 상부 및 장착 컵(102) 아래에 배치된다. 밀봉 부재(108)는 각 작동으로 구부러져야 한다. 밀봉 부재(108)는 밸브의 수명 동안 수많은 작동 중에 반복적으로 휘어질 때조차도, 스템 숄더(142)에서 실질적으로 기밀 밀봉(gas tight seal)을 유지한다. 실질적 기밀 밀봉은 무시해도 될 정도의 누출을 제외한 모두를 방지하는 밀봉이며, 당업계에서 잘 알려져 있다.
조립체(100)는 몇몇 필수 기능을 갖는 장착 컵(102)에 의해 용기(132) 상에 장착 될 수 있다. 장착 컵(102)은 하우징(110), 밀봉 부재(108), 바이어스 부재(104), 및 스템(122)을 공기 및 가스 기밀한 연결로 함께 유지하고 밀봉 부재(108) 내에서 스템(122)의 밀봉된 축 방향 이동을 허용하는 크림핑 유닛으로서의 역할을 한다. 장착 컵(102)은 또한, 개스킷 밀봉을 만들기 위해 크림핑 또는 클린칭 방법을 사용하여 밸브를 캔에 밀봉하기 위한 장치로 작용한다. 또한, 장착 컵(102)은 스파우트(spout), 액추에이터 및 다른 오버 캡을 위한 부착 영역으로 작용한다. 또한, 장착 컵(102)은 용기(132)에 대해 밸브 스템(122)을 수직으로 향하게 한다.
도 5c 및 5d를 참조하면, 조립 전에, 탄성 부재(124)는 스템 조립체(120)를 조립하기 위한 목적으로 사용되는 테일 피스(146)를 포함한다. 탄성 부재(124)는 테일 피스(146)의 상단부에 원통형 원추형 버섯 형태의 플랜지(156)를 구비한다. 탄성 부재(124)는 상부에, 원통형 외면을 갖는 원통형 헤드(183), 및 오리피스 내부 밀봉면(181)을 갖는다. 오리피스 내부 밀봉면(181)은 오리피스(126)에 대해 가요성 밀봉을 제공한다. 원추형 밀봉 계면(157)은 원통형 헤드(183) 내의 원추 공극으로부터 형성된다. 플랜지(156)는 제품이 밸브 스템 조립체(120)를 통해 용기(132)의 내부 또는 외부로 유동하는 것을 방지하는 밀봉 계면(180)을 갖는다. 밀봉 계면(180)은 통로(128)의 부분을 오리피스(126) 아래에 영구적으로 밀봉한다. 일단 밸브가 조립되면, 바이어스 부재(104)는, 도 5g에 도시 된 바와 같이, 밀봉 계면(180)을 둘러쌀 것이다.
밀봉 계면(180)은 조립 중에 탄성 부재(124)를 스템(122) 내로 안내 및 중심 맞춤하고, 탄성 부재 또는 탄성 부재가 제조되는 재료에 손상을 가하지 않으면서 탄성 요소를 스템(122) 안으로 당기기 쉽게 하기 위해 원추 형태를 가진다. 밀봉 계면(157)은 재충전 압력이 상승함에 따라 밀봉 기밀성을 증가시키는 유압 밀봉을 제공하도록 원뿔 형태로 형성된다.
도 5e는 스템 조립체(120)(도 5e에서 참조 번호가 없는)를 제조하는 전형적인 공정을 도시한다. 탄성 부재(124)는 상부(152) 안에, 통로(128), 및 바닥(154)을 통해 삽입된 테일 피스(146)와 함께 스템(122) 내로 삽입된다. 플랜지(156)는 상세도(A)에 도시된 바와 같이, 당겨져서 바닥(154)에서 튀어 나온다. 그 후, 테일 피스(146)는 트리밍되거나(trimmed) 절단된다. 스템 조립 조립체는 도 5f에 도시된다.
대안적으로, 그리고 특정 실시 예에서, 스템(122) 및 탄성 부재(124)는 2 요소("2C") 또는 오버-몰딩(over-molding)과 같은 사출 성형 방법을 사용하여 일체형으로 제조된다.
도 5g는 스템(122)의 바이어스 시트(155)에 의해 지지되도록 스템(122)의 바닥(154 및 140)의 상부에 조립된 바이어스 부재(104)를 가지는 조립체(100)를 도시한다. 밀봉 부재(108)는 스템(122)의 상부(152) 및 주변에 배치되고, 그 다음 장착될 때까지 아래로 눌리고, 도 5g에서 밀봉 부재에 의해 가려져있지만, 도 5f에 도시된 스템 숄더(142)를 둘러싼다.
다음으로, 조립체(100)의 상술된 부분은, 도 5h에 도시된 바와 같이, 바이어스 부재(104)가 하우징(110)의 시트(134)에 의해 지지될 때까지 하우징(110) 내에 배치되어, 스템(122)이 내부에서 축 방향으로 유연하게 이동할 수 있도록 한다. 장착 컵(102)은 스템(122)의 상부(152)가 그를 통해 돌출하고 컵 받침대 바닥(144), 장착 컵(102)의 내부 표면이 밀봉 부재(108)와 겹치도록 하우징(110)의 상부에 배치된다.
그 다음, 장착 컵(102)이 크림프된다. 그 시점에, 밸브는 조립되고, 오리피스(126)는 스템(122)의 외부 표면 상의 밀봉 부재(108)에 의해, 그리고 스템(122)의 내부 표면 상의 탄성 부재(124)에 의해, 보다 구체적으로 도 5h에 도시된 바와 같은 오리피스 내부 밀봉면(181)에 의해 밀봉된다.
마지막으로, 전체 조립체(100)는 공지된 충전 방법에 따라 충전 공정 동안 용기(132)(즉, 에어로졸 용기)에 단단히 고정된다. 그러나, 밸브 스템 조립체(120)를 갖는 용기(132)는 스템 오리피스 충전을 통해 당업계에 공지된 압력 위조 충전 기술을 사용하여 충전될 수 없다.
도 5g는 상술한 종축(138)에 대한 조립체(100)의 부품들의 배치를 도시하는 분해도이다. 스템(122)은 밀봉 부재(108) 및 바이어스 부재(104)와 결합된다. 스템 조립체(120)는 상부(152)에서 장착 컵(102) 구멍을 통해 삽입된다. 하우징(110)은 바이어스 시트(155) 및 시트(134) 사이에 있는 바이어스 부재 (104)와 함께 스템 조립체(120)의 나머지 부분을 감싼다. 결과적인 조립체(100)는 도 5h에 도시된다. 바닥(154) 및 플랜지(156)는 바이어스 부재(104)에 의해 둘러싸인다.
에어로졸 밸브 조립체(100)의 작동에 대해 이제 논의할 것이다.
도 2를 참조하면, 용기(132)는 제품 또는 추진체를 그 안에 구비하지 않는다. 조립체(100)는 스템(122)의 통로(128)와 연통하는 통로(176)를 갖는 충전 부재(36)에 의해 재충전된다. 충전 부재(36)는 스템(122)의 상부(152)와 정합한다.
충전 부재(36)는 오리피스(126)가 챔버(112)에 노출될 때까지 축 방향 힘(Ff)에 의해 하우징(110) 내로 아래로 가압되어 밀봉 부재(108)를 편향시키고 아래로 미끄러진다. 상술한 바와 같이, 조립체(100)는 사용 후 빈 에어로졸 용기의 리필을 방지하는 리필 방지기구, 즉, 탄성 부재(124)를 포함한다. 충전 부재(36)로부터, 제품은 스템(122)의 통로(128)을 통해 압력하에 유동한다. 그러나, 오리피스(126)가 탄성 부재(124)의 원추형 밀봉 계면(181)에 의해 덮여지기 때문에, 상세도(E)에 도시된 바와 같이 밸브 내에서 물질의 흐름이 방지된다.
도 3 및 도 4에서, 용기(132)는 가득 차서 내부의 기체 및 물질로부터 압력을 받고 있다. 용기(132)의 내부에는 추진체(160) 및 제품(162)이 있다.
추진체(160)는 포화 증기압에서 액체와 평형 상태의 압축 가스 또는 가압 가스이다. 제품(162)은 용기(132)로부터 방출되기를 원하는 액체, 고체 또는 기체이다. 예시적인 실시 예에서, 추진체(160)의 분압(P_기체) 및 제품(162)의 분압(P_액체)은 용기(132) 내에서 총 압력(P_전체)을 이룬다.
도 3에서, 용기(132)는 작동되지 않는다, 즉, 액추에이터(182)는 아래로 가압되지 않는다. 상세도(C)에 도시된 바와 같이 밀봉 부재(108)가 오리피스(126)을 밀봉하므로 에어로졸 분사는 불가능하게 된다. 내부 압력 및 부분적으로 바이어스 부재(104) 때문에, 스템(122)은 컵 받침대 바닥부(144)에 대해 가압되는 밀봉 부재(108)에 대해 가압된다.
도 4에서, 조립체(100)가 작동된다. 액추에이터(182)는 아래로 가압되고, 스템 조립체(120)는 장착 컵(102) 상의 중심에 있는 구멍을 통해 아래 방향으로 이동된다. 밀봉 부재(108)는 스템(122)에 대해 편향되지만, 상세도(D)에 도시된 바와 같이 컵 받침대 바닥부(144)와 숄더(148) 사이 위치에 여전히 있다. 바이어스 부재(104)는 시트(134)와 스템(122) 사이, 더 구체적으로 바이어스 시트(155) 사이에서 압축된다. 조립체(120)의 축 방향 이동은 오리피스(126)를 챔버(112)에 노출시킨다. 제품(162)은 용기(132)의 내부 및 외부의 압력 차에 기인하여 통로(116) 위로 유동한다.
오리피스(126)는 챔버(112) 및 하우징(110)의 내부 용적에 노출되어, 에어로졸 분배를 가능하게 한다. 통로(128)와 같은 스템(122)의 상부 부분의 압력이 대기 상태이기 때문에, 용기(132) 내부의 압력하에 있는 제품(162)은, 오리피스(126), 편향 오리피스 밀봉면(181), 그 다음 액추에이터(182)의 경로(172)를 통해 유동한다. 탄성 부재(124)는 제품(162)의 외방 유동을 방지하지 않는다. 오히려, 탄성 부재(124)는 통로(128) 안으로 구부러져 오리피스(126)로부터 멀리 떨어진다.
오리피스 밀봉면(181)을 편향시키는데 필요한 최소 내압은 약 2 bar이다.
액추에이터(182)의 해제 시, 바이어스 부재(104)는, 도 3에 도시 된 바와 같이, 변위된 위치로 결과적으로 복귀하는 스템(122)에 대해 뒤로 밀어 낸다. 중요하게는, 오리피스(126)는 밀봉 부재(108)에 의해 다시 밀봉되고, 분배는 불가능하게 된다.
제2 실시 예가 도 6a 내지 6e에 도시된다. 도 6a 및 6d는 폐쇄 위치에 있는 에어로졸 밸브 조립체(200)를 도시한다. 도 6b 및 6e는 개방 위치에 있는 에어로졸 밸브 조립체(200)를 도시한다. 도 6c는 분해 조립도이다.
조립체(100)와 유사하게, 조립체(200)는 장착 컵(102), 바이어스 부재(104), 밀봉 부재(108), 및 밸브 하우징 또는 하우징(110)을 포함한다. 하우징(110)은 챔버(112), 테일 피스(114), 통로(116), 및 오리피스(118)를 갖는다.
도 6a 및 6b를 참조하면, 조립체(200)는 탄성 부재(224), 오리피스(126), 및 통로(228 및 230)를 갖는 스템(222)을 포함하는 스템 조립체를 갖는다. 스템(122)과 달리, 스템(222)은 공동이 아니다. 또한, 스템(222)은 통로(228)와 통로(230)를 분리하는 격벽(232)을 갖는다. 오리피스(126)는 스템(222)을 관통하여 통로(228) 및 챔버(112)와 연통한다. 챔버(112)와의 연통은 밸브가 작동되는 때에만 일어난다. 격벽(232)은 오리피스(126) 아래에 있다. 통로(230)는 격벽(232) 아래에 있는 적어도 하나의 오리피스(226)와 스템(222)를 통하여 연통한다. 오리피스(226)는 통로(230)를 챔버(112)와 연통시킨다. 통로(230)는 또한 통로(116)와 연통한다.
도 6c를 참조하면, 탄성 부재(224)는 부분(240 및 242)을 갖는 단일 부품 개스킷이다. 탄성 부재(224)는 탄성 및 신축성을 가져야 하고, TPE, 고무 등과 같은 탄성중합체 재료로 제조되어야 한다. 부분(240)은 도넛 형으로 구성되는 반면, 부분(242)은 밴드 형으로 구성되고, 각 부분은 다른 부분과 동심원을 이룬다. 부분(242)은 부분(240)으로부터 수직으로 배치되고 부분(240)의 두께보다 작은 두께를 갖는다. 부분(242)은 보다 적은 두께를 가지므로, 부분(242)은 부분(240)보다 쉽게 구부러질 수 있다. 부분(242)은 작동 시 내부 압력하에 구부러져야 하며, 반면에 부분(240)은 스템(222)에 부착된 상태로 유지된다.
부분(240)은 조립 중에 위치 설정을 보조하기 위해 그루브(234) 내에 배치될 수 있다. 그루브(234)는 통로(228) 아래 및 도 6c에 보다 명확하게 도시 된 바와 같이 오리피스(226)를 포함하는 스템(222)의 원주 둘레에 배치된다.
탄성 부재(224)는 스템(222)의 외경 위 및 그 둘레에 끼워진다. 부분(242)은 도 6d에 도시 된 바와 같이 오리피스(226)를 덮고 밀봉한다. 부분(240)은 스템(222)으로부터 하우징 벽(246)까지 연장되어, 챔버(112) 및 챔버(212)를 형성한다. 따라서, 도 6a 및 6d에 도시 된 바와 같이, 통로(228)와 챔버(212) 사이의 연통은 밀봉 부재(108)에 의해 밀봉되고, 챔버(212)와 챔버 (112)로 개방된 통로(230) 사이의 연통은 부분(242)에 의해 밀봉된다. 따라서, 제품의 흐름이 없다.
오리피스(226)는 약 0.015 인치 내지 약 0.06 인치, 바람직하게는 약 0.02 인치 내지 약 0.05 인치, 가장 바람직하게는 약 0.03 인치 내지 약 0.04 인치 범위의 직경을 갖는다. 오리피스(226)는 원형 또는 슬롯 형일 수 있다.
스템(222)이 아래로 가압될 때, 도 6b 및 6e에서와 같이, 오리피스(126)은 밀봉 부재(108)로부터 멀리 이동한다. 제품은 통로(116)를 통해, 챔버(112) 안으로, 통로(230)를 통해, 오리피스(226) 안으로, 그 다음 오리피스(226)를 통해 챔버(212) 안으로 테일 피스(114) 위로 유동한다. 부분(242)은 통로(230) 내의 양압의 결과로서 오리피스(226)로부터 멀어지게 편향된다. 그 후, 제품은 오리피스(126)를 통해 통로(228) 위로 유동한다.
바람직하게는, 탄성 부재(224)는 스템을 통한 재충전을 방지한다. 구체적으로, 재충전 압력 하에서, 부분(242)은 오리피스(226)를 향해 편향되어, 밀봉을 강화시키고 제품이 캔 내로 유동하는 것을 방지한다.
제3 실시 예가 도 7a 내지 7c에 밸브 조립체(300)으로서 도시된다. 조립체(300)는 장착 컵(102), 하우징(110), 밀봉 부재(108), 및 바이어스 부재(104)를 포함한다. 조립체(300)은 또한 스템(322), 도 8a 및 8b에 도시된 덕빌 밸브(324), 및 바이어스 부재(104)와 접속하기 위한 견고한 스프링 지지체로서 작용하는 별도의 고정체인 지지 구조체(330)를 포함한다. 덕빌 밸브(324)는 탄성 부재이다.
스템(322)은 상부 통로(328)와 하부 통로(336)를 수직으로 분리하는 격벽(338)을 갖는다. 스템(322)은 스템의 외면과 통로(328)를 연통시키는 오리피스(326)를 갖는다. 스템(322)은 스템의 외면과 통로(336)를 연통시키는 오리피스(340)를 갖는다.
스템(322)은 챔버(112)에 배치된다.
도 8a 및 8b를 참조하면, 덕빌 밸브(324)는 역류를 방지하는 고무 또는 합성 엘라스토머로 제조된 일방향 밸브이다. 덕빌 밸브(324)는 상부 또는 편평한 단부(402), 중간 부분(416) 및 바닥 단부 또는 베이스(404)를 갖는다. 바닥(404) 및 중간 부분(416)은 환형이다. 중간 부분(416)은 측벽(420)을 갖는다. 바닥(404)은 측벽(422)을 갖는다. 숄더(418)는 바닥(404) 연결 면과 중간 부분(416)으로부터 형성된다.
유체가 펌핑될 때, 편평한 단부(402)는 가압된 유체가 방향(412)으로 통과할 수 있게 개방한다. 그러나, 압력이 제거 될 때, 편평한 단부(402)는 그 편평한 형상으로 복귀하여, 방향(414)으로의 역류를 방지한다. 편평한 단부(402)는 압력 하에 개구(408)가 되는 슬릿(406)을 포함한다.
도 7b를 참조하면, 덕빌 밸브(324)는 평평한 단부(402)가 통로(328) 쪽으로 배향되도록 통로(336) 내에 동심으로 배치된다. 측벽(420)은 스템(322)의 내벽과 결합하여 그 사이에 압축 밀봉을 형성한다. 숄더(418)는 스템(322)의 바닥면(342)과 결합하여 그 사이에 압축 밀봉을 형성한다.
바닥(404)은 도 7c에 도시된 지지 구조체(330)의 환형 상부(332) 위에 신장되어 그 사이에 압축 밀봉을 형성한다. 지지 구조체(330)의 숄더(344)는 바닥(404)과 결합한다. 상부(332)는 덕빌 밸브(324)의 내부 코어 내에 끼워 맞춰진다. 상부(332)의 직경보다 큰 지지 구조체(330)의 환형 바닥 부분(334)은 숄더(344)로부터 멀어지도록 연장된다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 지지 구조체(330)의 상부(332)는, 중간 부분(416)의 측벽(420)이 통로(336) 내에서 스템(322)의 내부 표면에 대해 압축되게 하는, 덕빌 밸브(324)의 바닥(404)의 내부 코어 및/또는 중간 부분(416)에 대해 방사상으로 압축한다. 측벽(422)은 하우징(110)의 내벽에 대해 압축하여, 상부 챔버(312) 및 하부 챔버(112)를 만들어, 제품이 하부 챔버(112)로부터 상부 챔버(312)로 유동하기 위한 유일한 경로가 통로(336), 덕빌 밸브(324), 및 오리피스(340)을 통하게 한다. 덕빌 밸브(324)는 일방향 밸브이기 때문에, 스템을 통한 재충전이 불가능하다.
본 발명의 제4 예시적인 실시 예는 도 9a 내지 9d에 도시되고, 일반적으로 참조 부호 800으로 표시된 밸브 조립체이다. 조립체(800)는 장착 컵(102), 바이어스 부재(104), 밀봉 부재(108), 및 스템 조립체(720)를 포함한다. 스템 조립체(720)는 리필 방지기구이다. 스템 조립체(720)는 스템(722) 및 탄성 부재(724)를 포함한다.
스템(722)은 상부(748), 중간 부분(750) 및 하부(752)를 갖는 관형 부재 및 각 부분을 관통하는 통로이다. 상부(748)는 기단부(758)에 배치된다. 하부(752)는 말단부(760)에 배치된다. 중간 부분(750)은 상부(748)와 하부(752) 사이에 있다.
상부(748)은 관통하는 2 개의 동축 보어(bore)(754, 756)를 갖는다. 보어(754)는 기단부(758)에 인접하고 보어(756)보다 큰 직경을 갖는다. 보어(756)는 중간 부분(750)에 인접한다. 따라서, 표면(764)을 갖는 시트(762)는 상세도(9a 및 9b)에 도시 된 바와 같이 보어(754)와 보어(756) 사이의 경계면에서 형성된다. 오리피스(726)는 보어(756)를 통해 방사상으로 배치된다.
중간 부분(750)은 관통하는 보어(768)를 포함한다. 보어(768)는 상부(748)와 하부(752)를 연통시키고, 보어(754) 및 보어(756)의 직경보다 작은 직경을 갖는다.
하부(752)은 그를 관통하면서 또한 보어(768)보다 큰 직경을 갖는 보어(766)를 갖는다.
도 9a 내지 9d를 참조하면, 탄성 부재(724)는 말단부(732) 및 기단부(734)를 갖는 기다란 탄성중합체 로드(rod)이다. 플랜지 부분(736)은 테일 부분(738)과 몸체 부분(740)을 분리한다. 몸체 부분(740)은 말단부(732)에서 다이어프램(diaphragm) 또는 우산 밀봉 디스크(742)를 포함한다. 몸체 부분(740)은 보어(768) 내에 끼워지기 위한 크기의 직경을 갖고, 바람직하게는 크기가 일치하고, 보다 바람직하게는 내부에 압축되어있다.
디스크(742)는 표면(764)에 대해 편평한 볼록 다이어프램을 갖는다. 바람직하게는, 표면(764)의 불규칙성은 그 유연성으로 인해 제거되고, 따라서 도 9b에서와 같이, 스템을 통한 재충전이 시도될 때 그에 대한 소정의 밀봉력을 생성한다. 도 9a에서와 같이, 용기(132) 내의 압력이 디스크(742)에 가해지면 유동이 발생한다. 내부 힘은 디스크(742)를 표면(764) 상의 시트로부터 들어 올린다. 이러한 방식으로, 탄성 부재(724)는 유입을 방지하고 반대 방향으로 즉시 유출을 허용한다.
플랜지 부분(736)은 말단부(732) 방향으로 배향된 립(746)을 갖는 원뿔형 플랜지(744)를 포함한다. 플랜지 부분(736)은 보어(768)를 통해 끼워지기에 충분할 만큼 압축 가능하지만, 압축되지 않은 상태에서, 립(746)은 보어(768)와 보어(766) 사이에 밀봉을 제공하기 위해 더 큰 직경을 갖는다.
덕빌 밸브(324)와는 달리, 탄성 부재(724)는 그것을 관통하는 유동 경로를 갖지 않는다.
스템 조립체(720)는 도 9c 및 9d에 도시된 바와 같이 조립된다. 탄성 부재(724)는 기단부(758)에서 테일이 스템(722) 내로 먼저 삽입되고, 테일 부분(738)은 당겨져, 중간 스템 조립체(721)가 된다. 테일 부분(738)은 말단부(760)를 넘어서 연장되지 않도록 트리밍되어, 스템 조립체(720)가 된다.
바람직하게는, 탄성 부재(724)는 조립을 단순화하고, 밸브의 부품 수를 줄이고, 스템을 통한 재충전을 방지한다.
도 10a 내지 10e에 도시된 제5 실시 예는, 일반적으로 참조 번호 600으로 표시된 밸브 조립체이다. 조립체(600)는 장착 컵(102), 밀봉 부재(108) 및 바이어스 부재(104)를 포함한다. 조립체(600)는 또한 하우징(610), 테일 피스(612) 및 스템(622)을 포함한다. 이 실시 예에서, 볼(624)은 스템을 통한 리필을 방지하는 리필 방지 기구이다. 볼(624)은 방부 물질(corrosion resistant materials)로 만들어진 고형의 볼이다. 일부 실시 예에서, 볼(624)은 탄성이다.
하우징(610)은 상부 챔버(614), 관통하는 구멍(618)을 갖는 하부 챔버(616)를 갖는다. 상부 챔버(614)는 스템(622)을 수용한다. 스템(622)은 통로(628)과 연통하는 오리피스(626)을 갖는다. 통로(628)는 오리피스(626) 아래에 위치한 닫힌 바닥(632)을 갖는 스템(622)의 상부를 관통하는 보어이다. 스템(622)의 이동은 오리피스(626)를 밀봉 부재(108)로부터 멀리 이동시켜, 작동한다.
테일 피스(612)는 하우징(610)의 챔버(616)에 끼워진다. 테일 피스(612)는 관통하는 통로(634)를 갖는다. 테일 피스(612)의 상부(636)에는, 볼(624)을 수용하기 위한 볼 시트(638)가 위치된다. 볼(624)은 시트(638)와 일치하여 그 사이에 밀봉이 생성된다.
핑거(630)는 구멍(618) 아래의 챔버(616) 내로 연장된다. 핑거(630)는 볼 (624)이 구멍(618)을 막는 것을 방지한다.
용기가 가득 차고 작동되는 때, 통로(634)를 통한 흐름은 볼(624)을 시트(638)로부터 밀어 내고, 볼을 수직으로 변위시키고, 구멍(618)을 통해, 상부 챔버(614) 내로, 오리피스(626)를 통해 스템(622)의 통로(628) 내로 볼 주위로 흐름을 허용한다. 다시, 핑거(630)는 볼(624)이 개구(618)를 차단하는 것을 방지한다.
재충전 작업을 위해 작동될 때, 제품은 챔버(614)로부터 구멍(618)을 통해 챔버(616) 내로 흐른다. 볼(624)은 시트(638) 내로 가압되어, 통로(634)로의 흐름을 차단하고, 스템 재충전을 통한 흐름을 방지한다.
본 발명의 제6 예시적인 실시 예는 도 11a 내지 11c에서, 참조 번호 700으로 표시된 밸브 조립체와 함께 도시된다. 조립체(700)는 장착 컵(102), 밀봉 부재(108), 바이어스 부재(104), 하우징(710), 덕빌 밸브(324) 및 테일 피스(712)를 포함한다.
테일 피스(612)와 달리, 테일 피스(712)는 상단부에 테이퍼드 볼 밀봉면을 갖지 않는다. 테일 피스(712)는 하우징(710)의 챔버(616)에 끼워진다. 테일 피스(712)는 챔버(616) 및 용기의 내부와 연통하는 통로(634)를 갖는다. 덕빌 밸브(324)는 챔버(616)에 배치된 테일 피스(712)의 상부(714) 위에 끼워진다. 따라서 테일 피스(712)를 통한 흐름은 단일 방향이고 덕빌 밸브(324)는 테일 피스(712) 내로의 재충전 또는 흐름을 방지한다.
밸브 조립체의 제7 실시 예는 도 12a 내지 12f에 도시되고, 참조 번호 800으로 표시된다. 조립체(800)는 장착 컵(102), 바이어스 부재(104), 밀봉 부재(108), 하우징(110), 및 덕빌 밸브(324)를 포함한다. 이 실시 예는 또한 덕빌 밸브(324)가 배치되는 밸브 스템(822) 및 밸브 스템 내에 덕빌 밸브를 유지하는 홀더(860)을 포함한다.
스템(222)과 같이, 밸브 스템(822)은 수직 관통 보어를 갖지 않는다. 따라서, 밸브 스템(822)은 격벽(836)에 의해 분리된 상부 챔버(824) 및 하부 챔버(832)를 갖는다. 격벽(836)은 밸브 스템(822)의 숄더(842) 아래에 위치한다.
상부 챔버(824)는 상부 챔버(824)를 한정하는 서로 다른 직경을 갖는 2 개의 보어(828, 830)를 갖는다. 보어(828)는 제1 직경을 가지며 상부 챔버(824)의 상부(850)에 인접한다. 보어(830) 제2의, 더 작은 직경을 가지며 상부 챔버(824)의 바닥(852)에 인접한다. 시트(834)는 보어(828)와 보어(830)의 계면에 형성된다.
숄더(842)는 보어(830)에 수직하여 직접적으로 연통하는 적어도 하나의 오리피스(826)를 포함한다. 오리피스(826)는 에어로졸의 내용물이 배출되는 밸브 스템(822)의 상부 챔버(824)와 하우징(110) 사이의 이송 도관이다.
덕빌 밸브(324)는 베이스(404)가 시트(834) 상에 놓이도록 상부 챔버(824)에서 수직으로 배향된다. 덕빌 밸브(324)는 측벽(422)이 보어(828)의 내부 표면에 접하도록 크기가 정해진다. 전술한 바와 같이, 덕빌 밸브(324)는 일방향 밸브이다. 또한, 덕빌 밸브(324)의 숄더(418)의 내경은 유동 장애를 방지하기 위해 보어(830)의 직경보다 커야 한다.
홀더(860)는 일발적으로 외부 표면(862)를 가지는 원통형의 공동 부재이다. 바람직한 실시 예에서, 홀더(860)의 상부는 홀더(860)의 내부 표면(868)으로부터 크로스바 리브(crossbar lib) 또는 하나 이상의 방사상의 돌출부(864)를 갖는다. 홀더(860)의 하부는 덕빌 밸브(324)를 수용하기 위해 공동이다. 하나 이상의 반경 방향 돌출부(864)는 홀더(860)의 단면을 홀더(860)의 동공 하부와 연통하는 복수의 쐐기형 채널(866)로 분할한다. 도시 된 바와 같이, 서로 이등분하는 크로스바 리브 또는 두 개의 방사상의 돌출부(864)가 있으며, 따라서 도시된 바와 같이 홀더(860)를 통해 4개의 쐐기형 채널을 생성한다.
홀더(860)는 덕빌 밸브(324) 위에 상부 챔버(824)에 끼워진다. 특히, 홀더(860)의 하부 에지는 덕빌 밸브(324)의 숄더(418)상에 배치된다. 밀봉은 그 계면에서 존재한다. 외부 표면(862)은 표면을 추가로 밀봉하기 위해 보어(828)의 내부 표면에 대해 압축될 수 있다. 조립 동안, 홀더(860)는 밸브 스템(822) 내측으로 가압된다. 이러한 압력 끼워 맞춤의 이점은, 추가적인 압력이 덕빌 밸브(324)의 숄더(418)에 가해지며, 결국 시트(834)에 대해 가해진다는 것이다.
바람직하게는, 하나 이상의 돌출부는 상부 챔버(824)로의 접근을 방해함으로써 덕빌 밸브(324)를 간섭하고 조작하는 것을 방지하고 유동 불응 없이 제 위치에 덕빌 밸브(324)를 유지시킨다.
밸브 조립체(800)에서, 밸브 스템(822)은 하우징(110)의 챔버(112)에 배치된다. 밸브 스템(822)은 밀봉 부재(108) 및 장착 컵(102)을 통해 연장된다. 밸브 스템(822)은 바이어스 부재(104)의 상단부에 의해 지지된다. 스템(822)은 종축(138)을 따라 하우징(110)의 중심을 통해 도 12a, 12b, 및 12e에 도시된 바와 같은 제1 또는 폐쇄 위치에서 도 12c 및 12d에 도시된 바와 같은 제2 또는 개방 위치로 이동 가능하다. 개방 위치에서, 스템(822)은 다음과 같은 기능을 한다. 스템(822)은 에어로졸 용기의 내부 구성 요소와 외부 액추에이터(미도시) 사이의 연결 전달 도관으로서의 역할을 한다. 폐쇄 위치에서, 화살표에 의해 도 12e에 도시된 바와 같이, 덕빌 밸브(324)와 함께 스템(822)은 홀더(860)에 의해 적소에 유지되고 재충전 방지 구조를 제공하는 역할을 한다.
바람직하게는, 재충전 방지 구조가 밸브 스템(822)에 전체적으로 위치되기 때문에, 밸브 조립체(800)는 간단하고 제조 비용 효율이 높다.
도 12a 및 12b에 도시된 바와 같은 폐쇄 상태에서, 밀봉 부재(108)는 오리피스(826)을 밀봉한다. 용기(132)의 내용물을 전달하기 위한 유일한 도관인 오리피스(826)가 막힐 때, 유동이 가능하지 않기 위해, 오리피스(826)는 오리피스(126)와 대체로 유사하다. 단일 오리피스로 도시되고 설명되지만, 오리피스(826)는 밸브 스템(822)의 직경 주위에 배치된 복수의 오리피스일 수 있음을 알 수 있다. 이러한 실시 예에서, 밀봉 부재(108)는 복수의 오리피스의 각 오리피스를 동시에 밀봉한다.
도 12c 및 12d를 참조하면, 용기(132)의 내용물을 분배하는 동작이 논의될 것이다. 밸브 조립체(800)는 밸브 스템(822)이 눌려질 때 작동되어, 밀봉 부재(108)를 이동시킨다. 용기(132) 내의 압력은 내용물을 하우징(110) 내로, 밸브 스템(822)의 하부 주위, 오리피스(826) 내로, 보어(830) 내로, 덕빌 밸브(324) 내로, 그 개구부(408)를 통해 홀더(860)의 하부 내로, 채널(866) 내로 그리고 마지막으로 용기(132) 밖으로 배출된다.
도 12e에 도시된 바와 같이, 재충전 방지 구조는 재충전을 방지한다. 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 상부 챔버(824)를 통한 충전 압력은 슬릿(406)에서 밀봉을 생성하기 위해 덕빌 밸브(324)의 대향 측면을 함께 가압한다. 충전 압력은 베이스(404)를 시트(834)에 대해 추가로 가압한다. 따라서, 충전 내용물은 덕빌 밸브(324)에 진입할 수 없고, 차례로, 보어(830), 오리피스(826), 하우징(110), 및 용기(132)로의 유동을 방지한다.
에어로졸 용기와 관련하여 기술되었지만, 본 발명은 가스 스토브 용기, 의료용 흡입기 등과 같이 재충전되는 것으로부터 다른 용기를 보호하기 위해 동등하게 적용 가능하다. 따라서, 본 발명의 비-충전 에어로솔 밸브를 사용하는 에어로졸 용기는 최종 조립 후에 재충전, 즉 재사용될 수 없다.
다른 도면에서 동일한 참조 번호가 사용된 경우, 참조 번호는 동일하거나 유사한 부분을 나타낸다. 어떤 구조적 요소가 제2의 구조적 요소에 "연결되어 있다", "결합되어 있다"또는 "접촉하고 있다"라고 기술될 때, 두 번째 구조 요소는 다른 구조 요소와 "연결될 수 있다", "결합될 수 있다", 또는 ”접촉될 수 있다”고 해석되어야 하고, 더하여 어떤 구조적 요소가 다른 구조 요소와 직접 연결되거나 또는 또 다른 구조 요소와 직접 접촉하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 달리 언급하지 않는 한, "약"이라는 용어는 "대략"을 의미하고, 숫자와 함께 사용되는 경우, "약"은 명시된 수의 10%, 바람직하게는 5%, 보다 바람직하게는 2% 내의 임의의 수를 의미한다. 또한, 수치 범위가 제공되는 경우, 범위는 범위의 종단점을 포함하여 수치 범위 내의 임의의 및 모든 수치를 포함하고자 한다.
또한, "제1", "제2", "제3", "상부", "하부" 등의 용어는 본 명세서에서 다양한 요소로 변형하는데 사용될 수 있음을 알아야 한다. 이 변형자는 특별히 명시하지 않는 한 변형된 요소에 공간적, 순차적 또는 계층적 순서를 의미하지 않는다.
본 발명이 하나 이상의 예시적인 실시 예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경이 이루어질 수 있고 등가물이 그 구성 요소로 대체될 수 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 특정 상황 또는 재료를 본 발명의 교시에 적응 시키도록 많은 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 고려된 최선의 모드로서 개시된 특정 실시 예(들)에 한정되지 않으며, 본 발명은 첨부된 청구항 범위 내에 있는 모든 실시 예들을 포함할 것이다.

Claims (15)

  1. 밸브 조립체로서,
    내부 챔버 및 상부를 포함하는 밸브 하우징;
    상기 밸브 하우징의 상부에 위치되고 내부 개구를 구비한 밀봉 부재;
    상기 밸브 하우징에서 상기 밀봉 부재의 개구를 관통하여 위치되고, 상부 및 외벽을 갖는 밸브 스템으로서,
    상기 밸브 스템은 상기 밸브 스템의 외벽을 관통하는 오리피스와 연통하는 상기 밸브 스템의 상부에 배치된 상부 통로를 구비하고, 상기 오리피스는 상기 밸브 하우징의 상기 내부 챔버와 연통하며,
    상기 밸브 스템은 상기 밀봉 부재가 상기 오리피스를 상기 내부 챔버로부터 밀봉하는 폐쇄 위치와 상기 오리피스가 상기 밀봉 부재로부터 떠나 이동하는 개방 위치 사이에서 상기 밸브 하우징 내에서 이동가능한, 밸브 스템; 및
    상기 밸브 스템의 상기 상부 통로 내에 배치되는 가요성 탄성 부재로서,
    상기 가요성 탄성 부재는 상기 상부 통로 내의 압력이 상기 내부 챔버 내의 압력보다 클 때 개방 위치에서 밀봉을 생성하고 충전을 방지하기 위해 상기 오리피스 또는 상기 오리피스와 연통하는 상부 통로의 개구에 대해 압축되고,
    상기 가요성 탄성 부재는 상기 상부 통로 내의 압력이 상기 내부 챔버 내의 압력보다 작을 때 제품의 분배를 허용하기 위해 상기 오리피스 또는 상기 오리피스와 연통하는 통로의 상기 개구로부터 떠나 편향되는, 가요성 탄성 부재를 포함하는, 밸브 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브 스템은 상기 밸브 스템의 하부에 배치된 하부 통로를 구비하고,
    상기 하부 통로는 상기 하부의 말단부에서 상기 내부 챔버 및 상기 하부의 기단부에서 상기 상부 통로와 연통하고 있고,
    상기 탄성 부재는 상기 상부 통로 및 상기 하부 통로 사이의 연통을 밀봉하고, 상기 하부 통로를 채우기 위해 배치된 테일부를 구비하는, 밸브 조립체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가요성 탄성 부재는 상기 상부 통로 내의 압력이 상기 내부 챔버 내의 압력보다 크거나 같은 때 상기 오리피스 또는 상기 상부 통로의 상기 개구에 대해 안착되는, 밸브 조립체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가요성 탄성 부재는 우산 밸브인, 밸브 조립체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가요성 탄성 부재는 덕빌 밸브인, 밸브 조립체.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 덕빌 밸브 상에 배치된 홀더를 더 포함하는, 밸브 조립체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가요성 탄성 부재는 탄성이고 신축성 있는, 밸브 조립체.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 가요성 탄성 부재는 원추형 리세스(recess)를 구비하고,
    상기 원추형 리세스는 상기 오리피스를 밀봉하기 위해 외측으로 구부러지는, 밸브 조립체.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 가요성 탄성 부재는 원추형 리세스를 구비하고,
    상기 원추형 리세스는 상기 오리피스를 밀봉하기 위해 방사상으로 외측으로 구부러지는, 밸브 조립체.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 가요성 탄성 부재는 원추형 리세스를 구비하고,
    상기 원추형 리세스는 상기 상부 통로의 상기 개구의 상기 오리피스를 밀봉하기 위해 방사상으로 내측으로 구부러지는, 밸브 조립체.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성 부재는 상기 밸브 스템 내에 상기 탄성 부재를 위치시키기 위한 테일 단부에 배치된 플랜지를 구비하고,
    상기 플랜지는 상기 하부의 상기 말단부에서 스템 표면에 접하는 플랜지 표면을 구비하는, 밸브 조립체.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브 스템 및 상기 가요성 탄성 부재는 함께 성형되는(co-molded), 밸브 조립체.
  13. 밸브 조립체로서,
    상부 챔버, 하부 챔버 및 상기 상부 챔버에 인접한 상부를 포함하는 밸브 하우징;
    상기 하부 챔버 내에 배치되어 관통하는 통로를 갖는 시트를 구비한 하우징 테일 피스;
    상기 밸브 하우징의 상부에 배치된 밀봉 부재;
    상기 밀봉 부재를 관통하고 상기 밸브 하우징 내에 배치된 밸브 스템으로서, 상기 밸브 스템은 외벽, 개구 및 상기 밸브 스템의 상부에 배치된 통로를 구비하고, 상기 통로는 상기 외벽을 관통하는 오리피스와 연통하고, 상기 오리피스는 상기 하부 챔버와 유체 연통하고,
    상기 밸브 스템은 상기 밀봉 부재가 상기 오리피스를 밀봉하는 폐쇄 위치와 상기 오리피스가 상기 밀봉 부재로부터 떠나 이동하는 개방 위치 사이에서 상기 밸브 하우징 내에서 이동가능한, 밸브 스템; 및
    상기 시트 상에 상기 하부 챔버 내에 배치되는 탄성 부재로서,
    상기 탄성 부재는 상기 상부 챔버 내의 압력이 상기 테일 피스 내의 압력보다 클 때 개방 위치에서 밀봉을 생성하고 충전을 방지하기 위해 상기 시트에 대해 압축되고,
    상기 탄성 부재는 상기 테일 피스 내의 압력이 상기 상부 챔버 내의 압력보다 작을 때 제품의 분배를 허용하기 위해 상기 통로를 개방하기 위해 상기 시트로부터 떠나 편향되는, 탄성 부재를 포함하는, 밸브 조립체.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 탄성 부재는 상기 밸브 스템 밖으로 흐름을 허용하기 위해 배향된 덕빌 밸브인, 밸브 조립체.
  15. 비-충전 밸브를 조립하는 방법으로서,
    밸브 스템의 상부 및 하부 사이의 수직축을 따라 연장되는 통로를 구비한 밸브 스템, 상기 밸브 스템의 벽을 관통하여 상기 수직축에 수직으로 배치된 오리피스, 및 상기 밸브 스템의 하부의 하부면을 제공하는 단계;
    기단부로부터 말단부까지 순서대로, 테일 피스, 플랜지, 중간 부분, 및 헤드를 구비한 탄성 부재를 제공하는 단계로서,
    상기 플랜지는 상기 플랜지의 표면에 배치된 밀봉 계면을 구비하고,
    상기 헤드는 원통형 외부 표면 및 상부부터 하부까지 감소하는 직경을 가지는 원추형 내부 표면을 구비하는, 단계;
    상기 밸브 스템의 상부부터 하부로의 상기 통로를 통해 상기 테일 피스를 삽입하는 단계;
    상기 밀봉 계면이 상기 하부면에 접하고 상기 원통형 외부 표면이 상기 오리피스를 덮도록, 상기 플랜지가 상기 하부 및 상기 밸브 스템을 통해 당겨질 때까지 상기 테일 피스를 아래로 상기 통로를 통해 당기는 단계; 및
    상기 테일 피스를 트리밍하는 단계;를 포함하는 방법.
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