KR102501071B1 - 펌프 헤드 및 계량 장치 - Google Patents

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에프. 홀저 게엠베하
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Abstract

본 발명은 펌프 헤드의 안전한 폐쇄를 가능하게 하는 특수하게 구성된 탄성 밸브를 구비한 펌프 헤드에 관한 것이다. 밸브가 완전하게 비워짐과 동시에 계량될 유체의 잔여물이 펌프 헤드의 저장 상태에 남아있지 않도록 펌프 헤드의 안전한 폐쇄를 보장한다. 또한, 본 발명은 예를 들어 스퀴즈 보틀(squeeze bottle), 논-에어리스 시스템(non-airless system) 또는 에어리스 시스템(airless system)으로 구성될 수 있으며 본 발명에 따른 펌프 장치를 포함하는 계량 장치에 관한 것이다.

Description

펌프 헤드 및 계량 장치
본 발명은 펌프 헤드의 안전한 폐쇄를 가능하게 하는 특수하게 구성된 탄성 밸브를 구비한 펌프 헤드에 관한 것이다. 밸브가 완전하게 비워짐과 동시에 계량될 유체의 잔여물이 펌프 헤드의 저장 상태에 남아있지 않도록 펌프 헤드의 안전한 폐쇄를 보장한다. 또한, 본 발명은 예를 들어 스퀴즈 보틀(squeeze bottle), 논-에어리스 시스템(non-airless system) 또는 에어리스 시스템(airless system)으로 구성될 수 있으며 본 발명에 따른 펌프 장치를 포함하는 계량 장치에 관한 것이다.
예를 들어 스퀴즈 보틀, 논-에어리스 시스템 또는 에어리스 시스템과 같은 계량 장치는 종래 기술로부터 잘 알려져있다. 이러한 시스템은 분배될 유체의 부분적인 계량 또는 계량 장치에 대응하는 압력이 가해질 때 유체의 연속 분배에 의해 구별된다. 그러나, 대부분의 시스템의 경우, 계량 공정의 종료 후에 펌프 헤드 내에 액체의 잔류물이 남아 있는 문제는 여전히 해결되지 않고 있다. 이는 특히 잔류 액체가 박테리아 또는 세균의 번식지를 나타낼 때 문제가 된다. 이로 인해 계량 시스템의 전체 내용물에 오염되어 내용물을 사용할 수 없게 될 수 있다. 마찬가지로, 계량될 액체, 예를 들어 용액의 잔류물이 펌프 헤드에 잔류하여 거기에서 말라붙는다면 문제가 된다. 예를 들어, 용해된 내용물이 결정화되어 펌프 헤드의 움직일 수 있는 부분의 유착이나 외피가 생길 수 있으며, 그 결과 시스템이 작동하지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 단점을 갖지 않는 펌프 헤드를 나타내는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 제1항의 특징에 의해 펌프 헤드에 대하여 달성되며, 청구항 제20항의 특징에 의해 계량 장치에 대하여 달성된다. 이에 따라 각각의 종속항은 유리한 전개를 나타낸다.
따라서, 본 발명은 유체의 계량 분배를 위한 계량 장치용 펌프 헤드에 관한 것으로서, 상기 펌프 헤드는: 분배되는 유체용 배출구를 구비하며 내부 표면을 갖는 헤드부(head part)("헤드 베이스(head base)"); 적어도 부분적으로 헤드부의 내부 표면에 대응하는 기하학적 형상(geometric configuration)을 갖는 탄성 밸브; 및 탄성 밸브의 변형 및 탄성 밸브와 헤드부 사이의 중간 공간의 형성(작동 상태 (B))에 의해 헤드부와 탄성 밸브 사이에서 유체의 유입을 가능하게 하는 유체 분배용 관통 개구부를 갖는 제1 컴포넌트("라이너(liner)");를 포함하며, 상기 헤드부와 제1 컴포넌트(40)는 형상 끼워맞춤(form-fit) 및 마찰 끼워맞춤(frictional fit)식으로 헤드부와 제1 컴포넌트(40) 사이의 탄성 씰(elastic seal)을 포함하여 연결되며, 펌프 헤드의 저장 상태(A)에서 탄성 밸브는 전체 표면에 걸쳐 형상 끼워맞춤식으로 헤드부의 내부 표면상에 위치하여, 헤드부와 제1 컴포넌트(40) 사이의 유체 밀봉이 보장된다.
본 발명에 따르면, 헤드부 및 탄성 밸브는 서로 협조할 수 있다. 따라서, 탄성 밸브는 배출구의 완전한 폐쇄가 보장되도록 헤드 펌프 부분의 내부 표면상에 위치한다. 탄성 밸브가 적어도 부분적으로 탄성으로 구성되기 때문에, 탄성 밸브는 전체 표면에 걸쳐 헤드부의 내부 표면상에 위치하여, 저장 상태에서 헤드부와 탄성 밸브 사이에 잔류 중간 공간이 남아있지 않게 한다. 따라서, 계량 공정의 종료 시, 즉 펌프 헤드가 작동 상태에서 저장 상태로 복귀할 시, 계량되는 모든 액체는 배출구를 통해 펌프 헤드의 밖으로 방출된다.
따라서, 배출구는 유체가 펌프 헤드에 의해 방울 형상 또는 분무 미스트 형상으로 분배될 수 있도록 구성될 수 있다.
바람직한 실시예는 탄성 밸브가 헤드 및 탄성 벽을 포함하고, 상기 헤드는 헤드부의 내부 표면에 대응하는 기하학적 형상을 가지며, 탄성 벽은 변형 가능하게 구성되는 것을 제공한다.
바람직한 실시예에 따르면, 특히 탄성 밸브의 벽은 탄성적으로 구성되지만, 헤드는 휘지 않게 구성될 수 있으며, 따라서 헤드부의 내부 표면의 성질에 직접적으로 적용될 수 있다. 따라서, 배출구의 영역에서 헤드부의 내부 표면으로의 탄성 밸브의 헤드의 안전한 체결이 보장된다.
또한, 탄성 벽은 저장 상태(A)에서 작동 상태(B)로 전환 시 탄성 벽이 바깥쪽 또는 안쪽으로 구부러지는 적어도 하나의 미리 결정된 굽힘점(bending point)을 갖는 것이 바람직하다.
탄성 밸브의 벽은 예를 들어 벨로우즈(bellows)의 형태로 구성될 수 있다. 작동 상태에서 탄성 밸브의 벽은 미리 결정된 굽힘점에서 안쪽으로 구부러지며, 저장 상태에서는 벽이 헤드부의 내부 표면 상에 위치하도록 벽이 늘어난다.
따라서, 탄성 벽이, 두께가 0.03~1 mm, 바람직하게 0.08~.5 mm, 특히 바람직하게 0.20~0.30 mm인 탄성적으로 변형 가능한 물질의 필름, 특히 열가소성 플라스틱 물질, 고무 및/또는 실리콘으로부터 형성되고, 및/또는 헤드가 견고하게 구성되는 경우 특히 유리하다.
탄성 밸브의 헤드는 바람직하게 탄성 벽과 동일한 물질로 구성될 수 있다. 특히, 헤드 및 탄성 벽은 일체로 구성되며, 특히 사출 성형법에 의해 동시에 제조된다.
더 유리한 실시예에 따르면, 탄성 밸브는 적어도 하나의 고정 부재(fixing element)를 가지며, 상기 적어도 하나의 고정 부재를 통해 탄성 밸브가 제1 컴포넌트(40)의 적어도 하나의 대응하는 고정 부재에 마찰식으로 연결되고, 상기 탄성 밸브의 고정 부재와 제1 컴포넌트(40)의 고정 부재는 바람직하게 캐치 연결(catch connection) 또는 스냅-온 연결(snap-on connection)로 구성된다.
제1 컴포넌트(40)가 중간 공간을 밀봉하는 벽을 갖는 경우 더 바람직하며, 중간 공간과, 중간 공간에서 볼 때 상기 벽의 다른 측에 위치한 영역의 유체 연통이 관통 개구부를 통해 가능할 수 있다.
실시예에 따르면, 별도의 영역이 펌프 헤드 내에 구성될 수 있으며, 이들 통해 액체의 안전한 계량이 가능하다.
더 바람직한 실시예에 따르면, 관통 개구부가 영역으로부터 벽을 통해 직접 가이드되어 영역으로 통하거나, 제1 컴포넌트(40)의 측벽을 통해 영역에 가이드되고, 컴포넌트에 의해 구분될 수 있는 노치(notch)로 제1 컴포넌트(40)의 외부 표면 상에 가이드되고, 제1 컴포넌트(40)의 측벽을 통해 영역으로 다시 가이드되어 영역으로 통하는 것이 제공된다.
특히, 노치가 컴포넌트의 외부 표면에 제공되는 마지막에 언급된 가능성은 헤드부와 탄성 밸브 사이의 중간 공간에서 유체의 바람직한 안내를 가능하게 한다.
따라서, 탄성 밸브와 제1 컴포넌트(40) 사이에 탄성 밸브에 복원력을 가하는 부재가 배치되며, 상기 복원력은 작동 상태(B)에 구성된 중간 공간이 저장 상태(A)로 복귀할 시 폐쇄되는 효과를 갖는 것이 특히 바람직하다. 이 부재는 특히 스프링이다.
따라서, 제1 컴포넌트(40)가 탄성 씰로부터 멀어지는 방향으로 그 단부에서 (제2) 컴포넌트(60)에 연결되며, 이를 통해 펌프 헤드(I)가 분배되는 유체를 저장하기 위한 저장 용기(II)에 연결될 수 있는 것이 더 유리하다.
이로 인해, 유입 공기를 무균 여과하는 적어도 하나의 수단, 특히 박테리아 필터가 제1 컴포넌트(40)와 제2 컴포넌트(60) 사이에 존재하는 경우(논-에어리스 시스템), 또는 제1 컴포넌트(40)가 제2 컴포넌트(60)에 대하여 기밀 밀봉되도록 구성되는 경우(에어리스 시스템), 특히 유리하다.
따라서, 논-에어리스 시스템용으로 구성된 펌프 헤드는 특히 펌프 헤드가 구비된 스퀴즈 보틀 또는 대응하는 계량 장치의 경우 사용될 수 있다.
스퀴즈 보틀의 경우, 유체 압력이 펌프 헤드에 연결된 스퀴즈 보틀의 작동에 의해 영향을 받기 때문에, 펌프 헤드의 수동 작동이 발생한다.
이로 인해, 제1 컴포넌트(40)는 제2 컴포넌트(60)에 대하여 고정될 수 있다. 이 실시예는 특히 스퀴즈 보틀을 포함하는 계량 장치에 유리하다.
펌프 헤드 자체의 작동에 의해 압력이 형성되는 계량 시스템의 경우, 펌프 헤드의 능동 작동이 발생한다. 이러한 펌프 헤드는 에어리스 및 논-에어리스 계량 시스템 둘 다에 구성될 수 있다.
이러한 시스템의 경우, 제1 컴포넌트(40)이 제2 컴포넌트(60)에 대하여 이동 가능하게 구성되는 것이 바람직하며, 제1 컴포넌트(40)에 복원력을 가하는 적어도 하나의 수단이 제1 컴포넌트(40)와 제2 컴포넌트(60) 사이에 배치되며, 상기 컴포넌트는 바람직하게 스프링이다.
이 실시예는 특히 펌프 헤드가 능동적으로 작동하기에 유리하며, 이로 인해 별개의 제1 및 제2 컴포넌트(40, 60)를 이동시킴으로써 계량되는 유체에 압력을 가할 수 있다.
제2 컴포넌트(60)가 바람직하게 관통 채널이 구비된 중공 피스톤이 이동 가능하게 가이드되는 실린더형 구성을 갖는 오목부를 갖는 것이 더 유리하다.
이 실시예에서, 제2 컴포넌트(60)가 제1 컴포넌트(40)에 대하여 씰(seal)을 형성하도록 구성된 벽을 가지며, 이동 가능한 중공 피스톤으로 폐쇄될 수 있는 관통 개구부를 가지는 것이 제공되며, 제1 컴포넌트(40)와 제2 컴포넌트(60) 사이에서 관통 개구부와 유체 연통되는 영역 또는 중간 공간은 벽을 통해 구성되거나 제1 컴포넌트(40)에 대하여 개방되도록 구성되며, 관통 개구부가 중공 피스톤에 의해 폐쇄되지 않도록 중공 피스톤이 제2 컴포넌트(60)에 배치된다.
중공 피스톤은 제1 컴포넌트(40)로부터 멀어지는 방향으로 그 단부에서, 펌프 하우징 및 중공 피스톤에 의해 정의된 펌프 볼륨을 갖는 펌프 하우징 내로 이동 가능하게 가이드될 수 있으며, 상기 펌프 볼륨은 저장 상태(A)에서 최대화되고 작동 상태(B)에서 최소화된다.
더 바람직한 실시예는, 펌프 하우징이 작동 공정 동안 바람직하게 밸브, 특히 디스크 밸브 또는 볼 밸브에 의해 폐쇄 가능하며 작동 상태(B)에서 저장 상태(A)로 펌프 헤드의 전환 시 개방될 수 있는 베이스측 유입구(base-side inlet)를 포함하는 것을 제공한다. 이러한 실시예는 특히 능동적으로 작동 가능한 에어리스-펌프 헤드 및/또는 논-에어리스 펌프 헤드의 경우 바람직하다.
활성 상태에서 저장 상태로 펌프 헤드의 전환 시, 저장 용기에 저장된 액체는 밸브를 펌프 하우징으로 개방함으로써 다시 흐른다. 펌프 하우징의 베이스측 유입구에는 라이저 파이프(riser pipe)가 배치될 수 있다. 이 실시예는 특히 능동으로 작동 가능한 펌프 헤드를 갖는 논-에어리스 시스템의 경우 유리하다. 에어리스 시스템이 염려되는 경우, 라이저 파이프는 능동으로 작동 가능한 펌프 헤드의 경우에는 필요하지 않을 수도 있다.
펌프 헤드의 더 바람직한 변형은, 제2 컴포넌트(60)를 통해 펌프 헤드(I)를 저장 용기(II)에 연결할 때 제2 컴포넌트(60)와 저장 용기(II) 사이에 씰이 배치되거나, 펌프 챔버를 통해 펌프 헤드(I)를 저장 용기(II)에 연결할 때 펌프 챔버와 저장 용기(II) 사이에 씰이 배치되는 것을 제공한다.
바람직하게, 헤드부는 항균성 물질, 바람직하게 금속 또는 금속 이온, 특히 은 입자 또는 은 이온을 포함할 수 있다. 특히, 헤드부는 사출 성형법으로 제조될 수 있으며, 예를 들어 항균성 물질은 사출 성형된 부품을 제조하기 위해 사용되는 열가소성 물질과 직접 혼합될 수 있다.
본 발명은 또한 전술한 바와 같이 펌프 헤드를 포함하는 계량 장치에 관한 것이다. 펌프 헤드는 저장 용기에 연결된다.
바람직하게, 저장 용기는 스퀴즈 보틀 또는 강성 용기로 구성될 수 있다.
마찬가지로, 저장 용기(II)는 펌프 헤드(I)에 대하여 기밀식으로 밀봉된 내부 백(inner bag)을 포함하며, 상기 내부 백은 특히 벨로우즈로 구성된다.
이 실시예는 특히 에어리스 시스템용으로 적합하다.
본 발명에 따른 계량 장치는 방부제를 포함하는 유체 또는 용액 모두를 저장하기에 적합하지만, 방부제를 포함하지 않는 유체 또는 용액을 저장하는데도 적합하다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 특별히 예시된 실시예로 제한하지 않고 보다 상세히 설명된다.
도 1은 특히 스퀴즈 보틀용 계량 헤드로서 적합한 펌프 헤드(I)를 도시한다.
도 2는 스퀴즈 보틀 상의 도 2의 경우, 저장 용기(II) 상에 도시된 도 1에 따른 펌프 헤드(I)를 도시한다.
도 3은 스퀴즈 보틀(II) 상에 (도 3a에 화살표로 나타낸) 압력을 가하는 동안, 도 2에 따른 동일한 계량 장치를 도시한다.
도 4는 계량 장치, 특히 펌프 헤드가 작동 상태에서 저장 상태로 전환할 때의 실시예를 도시한다.
도 5는 중공 피스톤(70)이 단부 위치에서 도시되고 스퀴즈 보틀(II)이 완전히 이완된(도 5 참조) 보틀의 저장 위치(A)를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 펌프 헤드의 추가 실시예를 도시한다.
도 7은 도 6에 도시된 펌프 헤드의 적용 예를 도시한다.
도 8은 논-에어리스 시스템에서의 도 6에 따른 펌프 헤드의 변형 예를 도시한다.
도 9는 유체의 측면 분배를 위해 도 9에 도시된 경우에 구성된 본 발명에 따른 펌프 헤드(I)의 또 다른 변형 예를 도시한다.
도 1은 특히 스퀴즈 보틀용 계량 헤드로서 적합한 펌프 헤드(I)를 도시한다. 펌프 헤드(I)는 바람직하게 유체의 액적형 분배를 위해 구성될 수 있는 배출구(11)를 갖는 헤드부(10)를 포함한다. 또한, 분무 미스트가 유체의 분배 시 생성될 수 있도록 배출구를 구성하는 것이 가능하다. 헤드부(10)는 컴포넌트(40) 상에 직접 놓여지며, 형상 끼워맞춤(form-fit) 및 마찰 끼워맞춤(frictional fit)식으로 컴포넌트(40)에 연결된다. 헤드부(10)는 내부 표면(12)을 갖는 내부 오목부를 갖는다. 헤드(21a)와 탄성 벽(21b)을 갖는 탄성 밸브(20)는 헤드부(10)와 컴포넌트(40) 사이에 배치된다. 밸브(20)는 저장 상태(A)와 작동 상태(B)로 도시되어 있다. 작동 상태(B)에서 탄성 벽(21b)은 안쪽으로 구부러지며, 이 목적을 위해 탄성 벽(21b)이 작동 상태(B)에서 명백한 소정의 굽힘점(24)을 포함하는 것을 발견할 수 있다. 저장 상태(A)에서는 소정의 굽힘점(24)이 평탄해진다. 밸브(20)의 헤드(21a)는 견고하게 구성될 수 있으며, 탄성 벽(21b)은 헤드(21a)에 호스형 벽(hose-like wall)으로서 추가될 수 있다. 완전 탄성 밸브(20)는 사출 성형법에 따라 일체형으로 제조될 수 있다. 고정 부재(23), 예를 들어 원주 방향 스프링(circumferential spring)이 탄성벽(21b) 상에 존재한다. 탄성 밸브(20)는 고정 부재(23)를 통해 본체(40)상에 고정된다. 이러한 목적을 위해, 고정 부재(23)는 본체(40)의 대응하는 고정 부재(43), 예를 들어 원주 방향 홈(circumferential groove)에 걸린다. 밸브(20)의 헤드(21a)의 표면(22)은 헤드부(10)의 내부 표면(12)과 동일한 구성을 가지므로, 밸브(20)의 헤드(21a)가 저장 상태(A)에서 형상 끼워 맞춤식으로 헤드부(10)에 체결될 수 있으며, 따라서 배출구(11)를 완전히 폐쇄한다. 그 결과, 헤드부(10)와 탄성 밸브(20) 사이의 작동 상태(B)에 구성된 중간 공간(10-20)이 완전히 폐쇄되면, 중간 공간(10-20)의 헤드부(10)와 탄성 밸브(20) 사이의 작동 상태에 존재하는 모든 유체는, 펌프 헤드가 저장 상태로 전환할 시 배출구(11)의 밖으로 배출된다. 컴포넌트(40)는 펌프 헤드를 구조상 상부(헤드부 및 탄성 밸브(20)를 포함하는 부분) 및 하부(벽(42) 아래)로 분리하는 벽(42)을 갖는다. 컴포넌트(40)의 벽(42)의 아래에는, 컴포넌트(40)에 형상 끼워 맞춤으로 연결될 수 있는 컴포넌트(60)가 삽입된다. 중간 공간(40-60)은 컴포넌트(60)와 컴포넌트(40) 사이에서 생성된다. 컴포넌트(40)는 예로서 도 1에 도시된 경우에 구성되는 관통 개구부(41)를 가지므로, 컴포넌트(40)의 하부에서(중간 공간(40-60)의 상부에서), 관통 개구부(41)는 컴포넌트(40)의 벽(44)을 관통하며 컴포넌트(40)의 외부 표면 상의 (미도시된) 노치에서 컴포넌트(40) 주위로 가이드된다. 노치는 도 1의 왼쪽에 도시된 상방향 유도 채널(upwards leading channel)과 연통하여 추가 관통 개구부(41)로 통하며, 이를 통해 밸브(20)와 헤드부(10) 사이의 중간 공간(10-20) 내로 가이드될 수 있다. 이에 따라, 컴포넌트(40)의 표면 상에 가이드된 채널 그 위에 배치된 컴포넌트(40)에 의해 구분되고 밀봉된다.
컴포넌트(60)는 부품 (60)은 헤드 측에 끼워지고 편심된 관통 개구부(63)가 도입되는 벽(62)을 갖는다. 이에 따라, 컴포넌트(60)는 벽(62)이 컴포넌트(40)의 벽(42)과 직접적으로 씰을 형성하지 않지만 중간 영역(40-60)이 유지될 때까지 컴포넌트(40) 내로 삽입되어, 컴포넌트(40)의 하부에 배치된 관통 개구부(40)가 개방된 채로 유지된다. 예로서 도 1에 따른 펌프 헤드(I)의 경우, 박테리아-여과 물질(50)이 컴포넌트(40)와 컴포넌트(60) 사이에 끼워지며, 이를 통해 펌프 헤드의 내부 영역과 주위와의 공기 교환이 가능하다. 컴포넌트(60)는 내부 중공 용적(71)을 갖는 중공 피스톤(70)이 도입되는 오목부(61)를 갖는다. 이에 따라, 중공 피스톤(70)은 (도 1의 상부 및 하부에서) 축 방향으로 오목부(61) 내에서 이동 가능하게 배치된다. 또한, 펌프 헤드는 도 1에 도시되지 않은 저장 용기(II) 상의 펌프 헤드(I)의 밀봉 끼워맞춤이 가능할 수 있는 밀봉 부재(80)를 가질 수 있다.
도 2는 스퀴즈 보틀 상의 도 2의 경우, 저장 용기(II) 상에 도시된 도 1에 따른 펌프 헤드(I)를 도시한다. 저장 용기(II)는 저장 용기(II)에서 도 2a에 해칭으로 도시된, 분배될 유체를 포함한다. 도 2a는 사용 상태의 전체 구성을 도시하는 단면도이며, 도 2b는 도 2a의 박스형으로 도시된 펌프 헤드(I)의 상세도이다. 도 1에 도시된 바와 같은 참조 번호가 사용되었다. 도 2b에서, 배출구(11)의 방향으로 저장 용기(II)로부터 유출되는 유체의 경로는 화살표 X로 표시되며, 중공 피스톤(70)의 관통 채널(71)을 통과하고, 컴포넌트(60)와 컴포넌트(40) 사이의 중간 영역(40-60)을 통과하며, 관통 개구부(41)을 통과하고, 계량 장치의 작동 중에 생성되는 중간 공간(10-20)을 통과하여 배출구(110)의 방향으로 흐른다.
도 3은 스퀴즈 보틀(II) 상에 (도 3a에 화살표로 나타낸) 압력을 가하는 동안, 도 2에 따른 동일한 계량 장치를 도시한다. 중공 피스톤(70)(도 3b 참조)는 (중공 피스톤(70)의 좌측의 화살표로 표시된) 하방으로 가압되며, 따라서 중공 피스톤(70) 아래에 위치하고 중공 피스톤(70)과 컴포넌트(60)에 의해 둘러싸인 유체는 컴포넌트(60)의 관통 개구부(43)을 통해 중간 공간(40-60)내로 가압된다. 도 3에서, 참조 번호(70)을 제외하고, 명확성을 위해 더 이상의 참조 번호는 삽입되지 않는다. 유체(41)는 관통 개구부(41)를 통해 펌프 헤드(I)의 탄성 밸브(20)와 헤드부(10) 사이의 중간 공간(10-20) 내로 더 가압된다. 탄성 밸브의 변형은 도 3에 도시된 바와 같이 바깥쪽으로 구부러져서 배출구(11)를 개방하여, 유체가 나올 수 있다. 중공 피스톤(70)의 관통 채널(71)과 컴포넌트(60)의 관통 개구부(63)가 동일하게 배치되지 않기 때문에, 중공 피스톤(70)이 컴포넌트(60)의 벽(62)에 인접할 때 관통 개구부(63)가 폐쇄된다. 따라서, 압력을 더 가할지라도, 관통 채널(63)이 폐쇄되기 때문에 계량 장치로부터 유체를 더 이상 배출할 수 없다. 이 펌프 헤드(I)에서, 스퀴즈 보틀로부터 유체의 계량 분배가 가능하다. 도 3b에 도시된 상태는 펌프 헤드의 작동 상태(B)에 대응한다.
도 4는 계량 장치, 특히 펌프 헤드가 작동 상태에서 저장 상태로 전환할 때의 실시예를 도시한다. 명확성을 위해, 참조 번호는 도시되어 있지 않지만, 이전 도면의 경우와 동일한 설명이 적용된다. 도 4a는 도 4b에 도시된 계량 장치의 확대도를 도시한다. 도 4a로부터 명백한 바와 같이, 중공 피스톤(70)은 도 3에 도시된 바와 같이, 작동 프로세스 중에 도달되는 종결 위치에 있다. 작동 프로세스의 종결 시, 계량 장치는 사용자에 의해 저장 위치로 옮겨질 수 있으며, 도면의 경우 계량 장치, 스퀴즈 보틀은 헤드 위에 놓인다. 사용자는 스퀴즈 보틀의 복원력으로 인해 스퀴즈 보틀을 해제하고, 도 2에 도시된 바와 같이 스퀴즈 보틀은 원래의 형상으로 다시 시작한다. 복원력은 도 4b에서 아래쪽으로 향하는 화살표에 의해 도시되었다. 제거된 유체의 양 때문에, 이 과정 동안 저압(low pressure)이 저장 용기 (II)에서 생성되고, 중공 피스톤(70)을 통해 계량 장치의 펌프 헤드(I) 내로 계속된다. 압력 균등화를 위해, 공기는 박테리아 필터를 통해 저장 용기(2) 내로 흡입된다. 이 과정에서, 중공 피스톤(70)은 초기 위치로 다시 이동되고, 즉 도 4에 도시된 경우 중공 피스톤(70)은 아래쪽으로 이동된다. 예를 들어 컴포넌트(60)과 컴포넌트(40) 사이에 존재할 수 있는 박테리아 필터를 통해, 저장 용기(II), 즉 스퀴즈 보틀의 내부로 공기의 유입(화살표 L)이 가능하다.
도 5는 중공 피스톤(70)이 단부 위치에서 도시되고 스퀴즈 보틀(II)이 완전히 이완된(도 5 참조) 보틀의 저장 위치(A)를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 펌프 헤드의 추가 실시예를 도시하며, 컴포넌트(10, 20, 30, 40)는 도 1에 따른 대응하는 컴포넌트와 본질적으로 동일한 구성으로 구성된다. 따라서, 대응하는 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다. 도 1에 따른 펌프 헤드(I)로부터 도 6에 따른 펌프 헤드(I)의 가장 중요한 차이점은 펌프 헤드(I)가 도 6에 따라 능동적으로 작동가능한 것에 있으며, 즉 컴포넌트(40, 60)가 함께 강성으로 연결되지 않지만, 스프링 부재(55)를 통해 서로에 대하여 이동 가능하게 구성된다. 이 이동을 구현하기 위해, 헤드부(10)는 부가적으로 사용자가 헤드 부에 압력을 가할 수 있고 따라서 컴포넌트(10 내지 40)을 컴포넌트(60)의 방향으로 가압 할 수 있는 핸들(13)을 포함한다. 도 1에 따른 실시예와 대조적으로, 컴포넌트(60)는 개방되도록 구성되며, 즉 위쪽으로 밀봉된 벽(62)을 갖지 않는다. 관통 채널(71)을 갖는 중공 피스톤(70)은 컴포넌트(60)의 오목부(61)을 통해 가이드된다. 중공 피스톤은 펌프 볼륨(pump volume, 101) 및 유입구(102)를 갖는 펌프 하우징 (100)으로 이어진다. 유입구의 베이스 측에 밸브(90), 예를 들어 디스크 밸브가 배치된다. 도 6에 따른 펌프 헤드(I)의 특정 특징은 특히, 컴포넌트(10, 40 및 60)가 서로에 대해 기밀적으로 밀봉되어 펌프 헤드(I)의 내부 용적의 공기의 교환 주변 환경이 가능하다는 것에 있다. 도 6에 따른 펌프 헤드(I)는 에어리스 펌프 헤드에 관한 것이다.
도 7은 도 6에 도시된 펌프 헤드의 적용 예를 도시한다. 단순화를 위해, 개개의 구성 요소는 참조 번호로 특징 지어지지만, 도 6에 따른 동일한 실시예가 적용된다.
사용자가 핸들(13)을 통해 도 7에 따른 계량 장치의 펌프 헤드(I)를 작동시키는 경우, 컴포넌트(40)에 대해 고정된 중공 피스톤(70)은 헤드부(10)와 함께 펌프 하우징(100)내로 하방으로 가압된다. 펌핑 프로세스 동안, 밸브(90)는 폐쇄 상태를 유지하여, 펌프 볼륨(101)의 감소가 있게 한다. 볼륨(101) 내에 위치한 유체는 중공 피스톤(70)의 관통 채널(71)을 통해 상향으로 가압되며, 도 1의 경우에 이미 설명된 원리에 대응하여, 컴포넌트(40)의 관통 개구부(41)을 통해 배출되며, 배출구(11)의 밸브(20)과 헤드부(10) 사이에 형성된 중간 공간(10-20)을 통해 배출된다. 저장 용기(II)는 이 경우에 예를 들어 벨로우즈(200)가 삽입 될 수 있는 단단한 용기로서 구성된다.
도 8은 논-에어리스 시스템에서의 도 6에 따른 펌프 헤드의 변형 예를 도시한다. 도 6에 도시된 것과 동일한 참조 번호가 적용되며, 구조적으로 다른 구성 요소는 별도의 참조 번호로 표시되어 있다. 도 6에 따른 펌프 헤드(I)와 대조적으로, 컴포넌트(40, 60)은 서로에 대해 기밀로 밀봉되지 않고 오히려 박테리아 필터(50)가 펌프부(40 및 60) 사이에 포함된다. 또한, 구성 요소(60)에는, 공기용 관통 채널(51)이 존재하며, 그 결과 주변 공기는 관통 채널(51)을 통해 계량 장치의 내부로 들어갈 수 있다. 따라서, 관통 채널(51)은 작동 상태에서 개방되며, 저장 상태에서 중공 피스톤(70)에 의해 폐쇄된다. 저장 상태에서 작동 상태로 펌프 헤드의 작동은 도 7에 대한 설명에 따라 수행된다. 저장 용기(II)에 저장된 내용물 용액은 라이저 파이프(110)에 의해 펌프 챔버 내로 흡입된다.
도 9는 유체의 측면 분배를 위해 도 9에 도시된 경우에 구성된 본 발명에 따른 펌프 헤드(I)의 또 다른 변형 예를 도시한다. 펌프 헤드(I)는 특히 분무 헤드로 구성되며, 즉 배출구(11)는 분배될 유체의 분무 미스트를 생성하기 위한 수단을 포함한다. 헤드부(10)는 컴포넌트(40)의 삽입부로 구성된다. 컴포넌트(40)과 컴포넌트(10) 사이의 중간 공간에서, 동일하게 구성된 밸브(20)은 예로서 주어진 도 1의 경우와 같이 배치된다. 마찬가지로,도 1에서 설명한 바와 같이 동일하게 기능하는 밸브(20)의 작동 상태(A) 및 (B)가 도시된다. 도 1에 따른 펌프 헤드(I)는 논-에어리스 펌프 헤드로 구성되며, 즉 컴포넌트(40, 60)은 서로에 대하여 이동 가능하게 구성되지만, 완전히 폐쇄되지는 않는다. 따라서, 유입된 공기의 여과를 위한 박테리아 필터(50)가 컴포넌트(40, 60) 사이에 존재한다. 컴포넌트(40)는 중간 공간(40-60)으로부터 밸브(20)과 헤드부(10) 사이의 중간 공간(10-20)으로 직접 이어진 관통 개구부를 갖는다. 나머지 컴포넌트(70-110)의 작동 모드는 도 6 내지 8을 참조하여 이전에 상세히 설명되었으며, 도 9의 경우와 동일하다.
도 10은 논-에어리스 시스템에서 도 9에 따라 본 발명에 따른 펌프 헤드(I)를 통합한 것을 도시한다. 작동 모드는 도 8에 도시한 작동 모드에 대응한다.
도 11은 에어리스 펌프 시스템으로서 도 9에 따라 본 발명에 따른 펌프 헤드(I)의 변형 예를 도시한다. 박테리아 필터(50)은 컴포넌트(40, 60) 사이에 존재하지 않으며, 컴포넌트(40, 60)는 그로 인해 주위로부터 공기가 펌프 헤드의 내부로 또는 저장 용기(II)로 유입될 수 없도록 다른 기밀 밀봉 상부에 장착된다. 계량 장치의 작동 모드는 도 7에 도시된 작동 모드와 동일하다.

Claims (30)

  1. 유체의 계량 분배를 위한 계량 장치용 펌프 헤드(I)로서,
    분배되는 유체용 배출구(11)를 구비하며 내부 표면(12)을 갖는 헤드부(10)("헤드 베이스(head base)");
    적어도 부분적으로 상기 헤드부(10)의 상기 내부 표면(12)에 대응하는 기하학적 형상(geometric configuration, 22)을 갖는 탄성 밸브(20); 및
    상기 탄성 밸브(20)의 변형, 및 상기 탄성 밸브와 상기 헤드부(작동 상태 (B)) 사이의 중간 공간(10-20)의 형성으로 상기 헤드부(10)와 상기 탄성 밸브(20) 사이에서 유체의 유입을 가능하게 하는, 분배되는 유체용 관통 개구부(41)를 갖는 컴포넌트(40)("라이너(liner)");를 포함하며,
    상기 헤드부(10)와 상기 컴포넌트(40) 사이에 상기 탄성 밸브(20)를 포함하여 상기 헤드부(10)와 상기 컴포넌트(40)가 형상 끼워맞춤(form-fit) 및 마찰 끼워맞춤(frictional fit)식으로 연결되고,
    상기 헤드부(10)와 상기 컴포넌트(40) 사이의 유체 밀봉이 유지되도록, 상기 펌프 헤드의 저장 상태(A)에서 상기 탄성 밸브(20)가 상기 헤드부(10)의 상기 내부 표면(12) 상에 형상 끼워맞춤식으로 전체 표면(12)에 걸쳐 배치되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 밸브(20)는 헤드(21a) 및 탄성 벽(21b)을 포함하며,
    상기 헤드(21a)는 상기 헤드부(10)의 상기 내부 표면(12)에 대응하는 기하학적 형상(22)을 가지며,
    상기 탄성 밸브(20)는 변형 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탄성 벽(21b)은, 저장 상태(A)에서 작동 상태(B)로 전환 시 탄성 벽(21b)이 바깥쪽 또는 안쪽으로 구부러지는 적어도 하나의 미리 결정된 굽힘점(24)을 갖는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  4. 제2항에 있어서,
    상기 탄성 벽(21b)은 0.03~1 mm의 두께를 갖는 탄성적으로 변형 가능한 물질의 필름으로부터 형성되거나,
    상기 헤드(21a)는 견고하게 구성되거나,
    또는 상기 둘 모두가 이루어지는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  5. 제2항에 있어서,
    상기 탄성 벽(21b)은 0.08~0.5 mm의 두께를 갖는 탄성적으로 변형 가능한 물질의 필름으로부터 형성되거나,
    상기 헤드(21a)는 견고하게 구성되거나,
    또는 상기 둘 모두가 이루어지는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  6. 제2항에 있어서,
    상기 탄성 벽(21b)은 0.20~0.30 mm의 두께를 갖는 탄성적으로 변형 가능한 물질의 필름으로부터 형성되거나,
    상기 헤드(21a)는 견고하게 구성되거나,
    또는 상기 둘 모두가 이루어지는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성적으로 변형 가능한 물질의 필름은 열가소성 플라스틱 물질, 고무, 실리콘 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  8. 제2항에 있어서,
    상기 헤드(21a)와 상기 탄성 벽(21b)은 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 헤드(21a)와 상기 탄성 벽(21b)은 사출 성형법에 의해 동시에 제조되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  10. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 밸브(20)는 적어도 하나의 고정 부재(23)를 가지며,
    상기 적어도 하나의 고정 부재(23)를 통하여 상기 탄성 밸브(20)가 제1 컴포넌트(40)의 적어도 하나의 대응하는 고정 부재(43)에 마찰식으로 연결되고,
    상기 탄성 밸브(20)의 상기 고정 부재(23)와, 상기 컴포넌트(40)의 상기 고정 부재(43)은 캐치 연결 또는 스냅온 연결로 구성되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  11. 제1항에 있어서,
    상기 컴포넌트(40)는 상기 중간 공간(10-20)을 밀봉하는 벽(42)을 가지며,
    상기 중간 공간(10-20)과, 상기 중간 공간(10-20)에서 볼 때 상기 벽(42)의 다른 측에 위치한 영역(40-60)의 유체 연통은 관통 개구부(41)를 통해 가능한 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I)
  12. 제11항에 있어서,
    상기 관통 개구부(41)는 상기 벽(42)을 통해 직접 상기 영역(40-60)으로 가이드되어 상기 중간 공간(10-20)으로 통하거나,
    상기 컴포넌트(40)의 측벽(44)을 통해 상기 영역(40-60)에 가이드되고 상기 컴포넌트에 의해 한정될 수 있는 노치(notch)로 상기 컴포넌트(40)의 외부 표면 상에 가이드되고 상기 컴포넌트(40)의 상기 측벽을 통해 상기 중간 공간(10-20)에 다시 가이드되어 상기 중간 공간(10-20)으로 통하는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  13. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 밸브(20)에 복원력을 가하는 부재(30)가 상기 탄성 밸브(20)와 상기 컴포넌트(40) 사이에 배치되며,
    상기 복원력은 상기 작동 상태(B)에서 구성된 상기 중간 공간(10-20)이 상기 저장 상태로 복귀 시 폐쇄되는 효과를 가지며,
    상기 부재(30)는 스프링인 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  14. 제1항에 있어서,
    상기 컴포넌트(40)는 상기 탄성 밸브(20)로부터 멀어지는 방향으로 그 단부에서 컴포넌트(60)에 연결되며, 이를 통해 상기 펌프 헤드(I)가 분배되는 유체를 저장하기 위한 저장 용기(II)에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  15. 제14항에 있어서,
    유입 공기의 멸균 여과를 위한 적어도 하나의 수단(50)은 상기 컴포넌트(40)와 상기 컴포넌트(60) 사이에 존재하거나,
    상기 컴포넌트(40)는 상기 컴포넌트(60)에 대하여 기밀식으로 밀봉되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  16. 제15항에 있어서,
    상기 수단(50)은 박테리아 필터인 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  17. 제15항에 있어서,
    상기 컴포넌트(40)는 상기 컴포넌트(60)에 대하여 고정되거나, 이동 가능하게 구성되며,
    상기 컴포넌트(40)에 복원력을 가하는 적어도 하나의 수단(55)가 상기 컴포넌트(40)와 상기 컴포넌트(60) 사이에 배치되고,
    상기 수단(55)은 스프링인 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I)
  18. 제1항에 있어서,
    상기 컴포넌트(60)는, 원통형으로 구성되고 관통 채널(71)을 갖는 중공 피스톤(70)이 이동 가능하게 가이드될 수 있는 오목부(61)를 갖는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  19. 제18항에 있어서,
    상기 컴포넌트(60)는 상기 컴포넌트(40)에 대하여 씰을 형성하도록 구성된 벽(62)을 가지며 이동 가능한 중공 피스톤(70)으로 폐쇄 가능한 관통 개구부(63)를 갖고,
    상기 컴포넌트(40)와 상기 컴포넌트(60) 사이에서 상기 관통 개구부(41)와 유체 연통하는 영역 또는 중간 공간(40-60)은 상기 벽(62)을 통해 구성되거나 상기 컴포넌트(40)에 대하여 개방되도록 구성되며, 상기 관통 개구부(41)가 상기 중공 피스톤(70)에 의해 폐쇄되지 않도록 상기 중공 피스톤(70)이 상기 컴포넌트(60)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  20. 제18항에 있어서,
    상기 중공 피스톤(70)은 상기 컴포넌트(40)로부터 멀어지는 방향으로 그 단부에서, 펌프 하우징(100)과 상기 중공 피스톤(70)에 의해 정의된 펌프 볼륨(pump volume, 101)을 갖는 상기 펌프 하우징(100) 내로 이동 가능하게 가이드되며,
    상기 펌프 볼륨(101)은 상기 저장 상태(A)에서 최대화되며, 상기 작동 상태(B)에서 최소화되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  21. 제20항에 있어서,
    상기 펌프 하우징(100)은, 작동 프로세스 중에 밸브(90)에 의해 폐쇄 가능하며 상기 작동 상태(B)에서 상기 저장 상태(A)로 상기 펌프 헤드의 전환 시 개방될 수 있는 베이스측 유입구(base-side inlet, 102)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  22. 제21항에 있어서,
    상기 밸브(90)는 디스크 밸브 또는 볼 밸브인 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  23. 제21항에 있어서,
    라이저 파이프(riser pipe, 110)가 상기 베이스측 유입구(102)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  24. 제1항에 있어서,
    상기 컴포넌트(60)를 통해 상기 펌프 헤드(I)를 상기 저장 용기(II)에 연결할 때, 씰(80)이 상기 컴포넌트(60)와 상기 저장 용기(II) 사이에 배치되거나,
    상기 펌프 챔버(100)를 통해 상기 펌프 헤드(I)를 상기 저장 용기(II)에 연결할 때, 씰(80)이 상기 펌프 챔버(100)와 상기 저장 용기(II) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  25. 제1항에 있어서,
    상기 헤드부(10)는 항균 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 항균 물질은 금속 또는 금속 이온을 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  27. 제26항에 있어서,
    상기 금속 또는 금속 이온은 은 입자 또는 은 이온인 것을 특징으로 하는, 펌프 헤드(I).
  28. 제1항에 따른 저장 용기(II)에 연결된 펌프 헤드(I)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 계량 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 저장 용기(II)는 스퀴즈 보틀 또는 강성 컨테이너로 구성되는 것을 특징으로 하는, 계량 장치.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 저장 용기(II)는 상기 펌프 헤드(I)에 대하여 기밀식으로 밀봉된 내부 백(inner bag, 200)을 포함하며,
    상기 내부 백(200)은 벨로우즈(bellows)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 계량 장치.
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