JP4954305B2 - 迅速装填蠕動ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、一般に、ポンプに関し、そしてより具体的には、流体管の迅速かつ衛生的な装填を提供する、蠕動ポンプに関する。

（発明の背景）
一般的に記載すれば、蠕動ポンプは、１対の外側ディスク内で回転する、多数のパッド、ドラム、またはアームを備える。輸送されるべき流体を内部に有する管は、一般に、これらのドラムおよび固定された外側表面に隣接して位置決めされる。これらのドラムが回転するにつれて、この管内の流体は、この管に沿って押され、そしてこの管を通して移動される。換言すれば、この流体は、この可撓性管に対して機械的に生じる収縮によって、強制的にこの管に沿う。

蠕動ポンプは、飲料産業において、様々な型の流体に関して使用されている。蠕動ポンプに関する１つの問題は、流体管の装填および抜き取りである。この管を装填することは、ローラが、ポンプのハウジング全体を通してこの管を進め得るという点で、比較的複雑ではないかもしれない。しかし、この管を抜き取ることは、このポンプのハウジング内に流体がいくらかこぼれることを生じ得る。このようなこぼれは、操作の容易さの視点およびその他の点から、問題であり得る。

さらに、蠕動ポンプは、一般に、一定数のローラおよび一定数のポンプ速度を提供する。従って、このポンプは、様々な粘度の流体または様々なポンプ速度に対する要求に、適合しないかもしれない。換言すれば、このポンプは、一般に、１つの特定の型の流体に対して設計される。

従って、使用が容易かつ清潔な蠕動ポンプに対する要求が存在する。このようなポンプは、様々な流体および速度に対して、迅速かつ容易に変更され得る。

（発明の要旨）
従って、本発明は、可撓性管内の流体を輸送するための蠕動ポンプを提供する。この可撓性管は、第一の端部、中央部、および第二の端部を有する。この蠕動ポンプは、回転のために位置決めされたローラアセンブリ、このローラアセンブリに隣接して位置決めされ第一の方向の周りで旋回し得る第一のドア、およびこのローラアセンブリに隣接して位置決めされ第二の方向の周りで旋回し得る第二のドアを備え得る。この第一のドアおよびこの第二のドアは、旋回して開き得、そしてこの可撓性管の中央部は、このローラアセンブリの周りに位置決めされ得る。

この蠕動ポンプは、基部をさらに備え得、その結果、このローラアセンブリは、この基部内に位置決めされ得、そしてこれらのドアは、この基部に旋回可能に取り付けられ得る。この基部は、その上に位置決めされた管入口および管出口を備え得る。この基部はまた、ローラアセンブリが内部に位置決めされるための、凹部を備え得る。この基部は、ドアを旋回させるための、多数の基部ヒンジを備え得る。これらのドアは、この基部の周りで旋回するためのヒンジを備え得る。

この第一のドアは、ローラアセンブリに隣接して位置決めされる壁を備え得、これによって、この壁内部に管通路を規定する。この第二のドアは、その上に位置決めされた管ガイドを備え得る。この第二のドアは、ローラアセンブリが内部に位置決めされるための凹部を備え得る。この蠕動ポンプは、その上に位置決めされた、第一のドアおよび第二のドアのためのロック手段を備え得る。基部、第一のドア、および／または第二のドアは、アセタール樹脂から作製され得る。

このローラアセンブリは、多数のディスク上に設置された、多数のローラを備え得る。これらのディスクは、多数のローラ設置位置を備え得、その結果、ローラの数が変更され得る。このローラアセンブリは、多数の交換可能なローラを備え得る。

この蠕動ポンプは、このローラアセンブリと連絡するポンプモータをさらに備え得る。このポンプモータは、可変速度モータであり得る。

本発明の方法は、可撓性管内の流体を、蠕動ポンプを用いてポンプ輸送することを提供し得る。この蠕動ポンプは、ポンプモータおよびローラアセンブリを有し得る。この方法は、第一の予め決定された流体を選択する工程、この第一の予め決定された流体の型に基づいて、ポンプモータについての第一の速度を選択する工程、この第一の予め決定された流体の型に基づいて、ローラアセンブリについての第一のローラ数を選択する工程、ならびにこの第一の予め決定された型の流体を、第一の速度および第一のローラ数を用いてポンプ輸送する工程を包含する。

この方法は、第二の予め決定された流体、ポンプモータについての第二の速度、および第二のローラ数を選択する工程、ならびに第二の予め決定された型の流体を、第二の速度および第二のローラ数を用いてポンプ輸送する工程を、さらに包含し得る。
すなわち、本発明は以下を特徴とする。
（項目１）
可撓性管内の流体を輸送するための蠕動ポンプであって、該可撓性管は、第一の端部、中央部、および第二の端部を有し、該蠕動ポンプは、以下：
回転のために位置決めされたローラアセンブリ；
該ローラアセンブリに隣接して位置決めされ、かつ第一の方向の周りで旋回可能な、第一のドア；および
該ローラアセンブリに隣接して位置決めされ、かつ第二の方向の周りで旋回可能な、第二のドア；
を備え、その結果、該第一のドアおよび該第二のドアは、旋回して開き得、そして該可撓性管の該中央部は、該ローラアセンブリの周りに位置決めされ得る、蠕動ポンプ。
（項目２）
基部をさらに備え、その結果、前記ローラアセンブリが、該基部内に位置決めされ得、そして前記第一のドアおよび前記第二のドアが、該基部に旋回可能に取り付けられ得る、項目１に記載の蠕動ポンプ。
（項目３）
前記基部が、該基部上に位置決めされた管入口および管出口を備える、項目２に記載の蠕動ポンプ。
（項目４）
前記基部が、該基部内に位置決めされた、前記ローラアセンブリのための凹部を備える、項目２に記載の蠕動ポンプ。
（項目５）
前記基部が、前記第一のドアおよび前記第二のドアを旋回させるための複数の基部ヒンジを備える、項目２に記載の蠕動ポンプ。
（項目６）
前記第一のドアが、第一のドアヒンジを備え、そして前記第二のドアが、前記基部の周りで旋回するための第二のドアヒンジを備える、項目２に記載の蠕動ポンプ。
（項目７）
前記第一のドアが、壁を備え、該壁は、該壁内に管通路を規定するように、前記ローラアセンブリに隣接して位置決めされている、項目１に記載の蠕動ポンプ。
（項目８）
前記第二のドアが、該ドア上に位置決めされた管ガイドを備える、項目１に記載の蠕動ポンプ。
（項目９）
前記第二のドアが、凹部を備え、該凹部は、その内部に前記ローラアセンブリが位置決めされるためのものである、項目１に記載の蠕動ポンプ。
（項目１０）
前記蠕動ポンプ上に位置決めされた、前記第一のドアおよび前記第二のドアのためのロック手段をさらに備える、項目１に記載の蠕動ポンプ。
（項目１１）
前記ローラアセンブリが、複数のローラを備える、項目１に記載の蠕動ポンプ。
（項目１２）
前記ローラアセンブリが、複数のディスクを備え、これによって、該複数のディスク上に前記複数のローラを設置する、項目１１に記載の蠕動ポンプ。
（項目１３）
前記複数のディスクが、複数のローラ設置位置を備え、その結果、ローラ数が変更され得る、項目１２に記載の蠕動ポンプ。
（項目１４）
前記ローラアセンブリが、交換可能な複数のローラを備える、項目１に記載の蠕動ポンプ。
（項目１５）
前記ローラアセンブリと連絡するポンプモータをさらに備える、項目１に記載の蠕動ポンプ。
（項目１６）
前記ポンプモータが、可変速度モータを備える、項目１５に記載の蠕動ポンプ。
（項目１７）
前記基部、前記第一のドア、および／または前記第二のドアが、アセタール樹脂を含む、項目２に記載の蠕動ポンプ。
（項目１８）
可撓性管内の流体を、ポンプモータおよびローラアセンブリを有する蠕動ポンプを用いてポンプ輸送する方法であって、該方法は、以下：
第一の予め決定された流体を選択する工程；
該第一の予め決定された流体の型に基づいて、該ポンプモータについての第一の速度を選択する工程；
該第一の予め決定された流体の型に基づいて、該ローラアセンブリについての第一のローラ数を選択する工程；ならびに
該第一の予め決定された型の流体を、該第一の速度および該第一のローラ数を用いてポンプ輸送する工程、
を包含する、方法。
（項目１９）
第二の予め決定された流体、前記ポンプモータについての第二の速度および第二のローラ数を選択する工程、ならびに該第二の予め決定された型の流体を、該第二の速度および第二のローラ数を用いてポンプ輸送する工程をさらに包含する、項目１８に記載の方法。

図１は、本発明の蠕動ポンプシステムの概略図である。 図２は、ドアおよび蓋が開いている、本発明の蠕動ポンプの斜視図である。 図３は、ドアおよび蓋が開いている、本発明の蠕動ポンプのさらなる斜視図である。 図４は、ローラアセンブリのない、図２の蠕動ポンプの基部の斜視図である。 図５は、図２の蠕動ポンプのローラアセンブリの分解図である。

（詳細な説明）
ここで、図面を参照すると、図面において、同じ番号は、いくつかの図にわたって、同じ部品を表しており、図１は、本発明の蠕動ポンプシステム１００の概略図を示す。蠕動ポンプシステム１００は、流体１１０を移動させる。流体１１０は、飲料、濃縮物、添加剤、または他の任意の型の流体であり得る。本発明は、流体１１０の性質にも流れ特性によっても、限定されない。具体的には、蠕動ポンプ１００は、様々な粘度および／または他の型の流れ特性の流体１１０と共に使用され得る。

流体１１０は、流体容器１２０内に保持され得る。流体容器１２０は、流体１１０を保持するように設計された、任意の構造体であり得、箱の中のバッグまたは他の型の飲料容器もしくは濃縮物容器が挙げられる。蠕動ポンプシステム１００は、流体１１０を、流体容器１２０から分配領域１３０へと輸送し得る。分配領域１３０は、カップまたは他の型の容器、混合領域、あるいは他の任意の型の行き先であり得る。

蠕動ポンプシステム１００は、流体１１０を、流体容器１２０から、可撓性管１４０を通して、分配領域１３０へと移動させ得る。可撓性管１４０は、シリコーン、シリコーン複合材料、または類似の型のポリマーから作製され得る。可撓性管１４０は、好ましくは、食品等級の材料から作製される。可撓性管１４０は、任意の所望の長さおよび／または直径を有し得る。

図２〜５は、蠕動ポンプシステム１００と供に使用するための、蠕動ポンプ１５０を示す。蠕動ポンプ１５０は、基部１６０を備え得る。基部１６０は、管入口１７０および管出口１８０を備え得る。管入口１７０および管出口１８０は、基部１６０内に形成され得、そして可撓性管１４０の直径に適合するような大きさにされ得る。管入口１７０および管出口１８０は、約９０°〜約１８０°だけ間隔を空け得る。しかし、０°と１８０°との間の任意の角度が、使用され得る。

基部１６０はまた、ローラアセンブリ凹部１９０を備え得る。ローラアセンブリ凹部１９０は、以下に記載されるようなローラアセンブリを収容するような大きさにされ得る。凹部１９０は、約５．３ｃｍ〜約１４ｃｍの直径を有し得、そして約３０ｍｍ〜約５０ｍｍの深さを有し得る。しかし、任意の直径または深さが、ローラアセンブリの形状および大きさに適合するように、使用され得る。ローラアセンブリ凹部１９０は、モータシャフト開口部分２００を有し得、これによって、以下に記載されるようなモータシャフトを収容する。開口部分２００の大きさは、モータシャフトの大きさに依存する。

基部１６０は、多数のヒンジ（第一のヒンジ２１０および第二のヒンジ２２０）をさらに有し得る。ヒンジ２１０、２２０は、シャフトおよび／またはこのシャフトを収容するように設計されたシリンダーから作製され得る。この実施形態において、基部１６０の第一のヒンジ２１０は、垂直に延びるシャフト２１５を有し、そして第二のヒンジ２２０は、水平に延びるシリンダー２２５を有する。しかし、任意の配向のシャフトおよび／またはシリンダーが、使用され得る。

蠕動ポンプ１５０は、ドア２３０をさらに備え得る。ドア２３０は、基部１６０上に位置決めされ得、そして基部１６０を囲み得る。ドア２３０は、ヒンジ２４０を有し得、このヒンジは、基部１６０の第一のヒンジ２１０に適合する。上記のように、ヒンジ２４０は、シャフトまたはシャフトを収容するためのシリンダーを備え得る。この実施形態において、基部１６０の第一のヒンジ２１０のシャフト２１５は、ドア２３０のシリンダー２４５に適合する。

ドア２３０は、壁２５０をさらに備え得る。壁２５０は、第一の面２６０および第二の面２７０を備え得る。第一の面２６０は、管通路２８０に適合し得る。管通路２８０は、以下に記載されるようなローラアセンブリと、壁２５０の第一の面２６０の位置との間に、可撓性管１４０を収容するような大きさにされ得、これによって、以下に記載されるようなポンプ輸送作動を提供する。壁２５０は、好ましくは、実質的に半円形である。ドア２３０は、ヒンジ２４０から基部１６０の周りで管出口１８０の辺りまで延び得る。ドア２３０は、基部１６０の管出口１８０の周りへのスナップばめまたは他の型の嵌合のために設計された、嵌合端部２９０をさらに有し得る。

蠕動ポンプ１５０は、蓋３００をさらに備え得る。蓋３００は、基部１６０の大きさおよび形状に適合するような大きさにされ得る。蓋３００はまた、ヒンジ３１０を有し得る。ヒンジ３１０は、基部１６０の第二のヒンジ２２０に適合し得る。この実施形態において、ヒンジ３１０は、第二のヒンジ２２０のシリンダー２２５に適合するためのシャフト３１５を備え得る。蓋３００は、多数の管ガイド３２０をさらに備え得る。管ガイド３２０は、その内部に可撓性管１４０を収容するような大きさにされ得る。

蓋３００は、ロック開口部分３３０をさらに備え得る。ロック開口部分３３０は、基部１６０の第一のヒンジ２１０のシャフト２１５と調和し得る。ナット３３５または他の型のロックデバイスが、シャフト２１５に取り付けられて、蓋３００を適所にロックし得る。

蓋３００は、基部１６０に関して以下に記載されるローラアセンブリ凹部１９０と類似の、ローラアセンブリ凹部３４０をさらに備え得る。蓋３００のローラアセンブリ凹部３４０もまた、以下に記載されるようなローラアセンブリを収容するような大きさにされ得る。

一般的には蠕動ポンプ１５０の構成要素、そして具体的には基部１６０、ドア２３０、および蓋３００は、ポリマー、複合材料、金属、または他の任意の型の十分に剛性の材料から作製され得る。例えば、ポリカーボネート、ポリエチレン、アクリルまたは類似の型の材料が、使用され得る。さらに、基部１６０、ドア２３０、および蓋３００はまた、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤｅｌａｗａｒｅのＥ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ
＆ Ｃｏｍｐａｎｙによって販売されるアセタール樹脂である、Ｄｅｌｒｉｎ（登録商標）から作製され得る。

蠕動ポンプ１５０はまた、例えば、図５に示されるような、ローラアセンブリ３５０を備え得る。ローラアセンブリ３５０は、多数のローラ３６０を備え得る。ローラ３６０もまた、Ｄｅｌｒｉｎ（登録商標）または類似の材料から作製され得る。さらに、ローラ３６０はまた、良好な磨耗特性を有する任意の材料（例えば、ポリカーボネート、Ｄｅｌｒｉｎ、または類似の型の材料）から作製され得る。ローラ３６０は、約１０ｍｍ〜約３０ｍｍの直径、および約２８ｃｍ〜３５ｃｍの長さを有し得る。しかし、ローラ３６０は、任意の所望の大きさまたは形状を有し得る。ローラ３６０の直径は、可撓性管１４０の直径に適合するように調節され得る。約１個〜約６個のローラ３６０が、一般に使用されるが、任意の数のローラ３６０が、使用され得る。各ローラ３６０は、軸３７０を有し得、この軸は、ローラを通って延びるか、または各ローラ３６０に成形されて、このローラの横端部から延びるかの、いずれかである。軸３７０は、任意の好都合な大きさを有し得る。

ローラアセンブリ３４０はまた、多数の外側ディスク３８０を備え得る。ディスク３８０は、ローラ３６０の両端を適所に保持する。ディスク３８０もまた、ポリカーボネートまたは他の任意の型のポリマー、金属、もしくは充分な剛性特性を有する他の材料から作製され得る。示されるように、第一のディスク３９０および第二のディスク４００が、使用され得る。

ディスク３８０は、その上に位置決めされた、多数の嵌合部材４１０を有し得る。この実施形態において、第一のディスク３９０は、多数のメス部材４２０を有し得、一方で、第二のディスク４００は、多数のオス部材４３０を有する。さらに、嵌合部剤４１０の各々はまた、内部部材４０を備え得る。嵌合部材４１０は、ディスク３８０が取り付けられたままであることを確実にするように、任意の所望の順序で配置され得る。

ディスク３８０はまた、そこに位置決めまたは形成された、多数のローラ開口部分４５０を備え得る。ローラ開口部分４５０は、ローラ３６０の軸３７０を収容するような大きさにされ得る。任意の数のローラ開口部分４５０が使用され得、これによって、ローラアセンブリ３５０が全体として使用し得るローラ３６０の数を変化させる。ディスク３９０、４００のうちの１つはまた、そこに位置決めされた駆動シャフト開口部分４６０を有し得、これによって、以下に記載されるような駆動シャフトを収容する。この実施形態において、第一のディスク３９０が、そこに位置決めされた開口部分４６０を有し得る。

第一のディスク３９０は、基部１６０のローラアセンブリ凹部１９０内に位置決めされ得、一方で、第二のディスク４００は、蓋３００のローラアセンブリ凹部３４０内に位置決めされ得る。従って、ローラアセンブリ３５０は、基部１６０と蓋３００との内部で回転し得る。

再度図１を参照すると、蠕動ポンプシステム１００は、ポンプモータ５００をさらに備え得る。ポンプモータ５００は、従来のＤＣモータまたは類似の型のデバイスであり得る。モータ５００は、約２４ＶのＤＣモータであり得る。他の電圧もまた、使用され得る。ポンプモータ５００はまた、サーボモータ、制御器を有するギアモータ、ＡＣモータ、および類似の型の駆動デバイスであり得る。モータ５００の速度は、好ましくは、調節可能である。ポンプモータ５００の速度は、約１ｒｐｍ〜約１４０ｒｐｍの範囲であり得る。ポンプモータ５００は、回転力を提供するように、駆動シャフト５１０を備え得る。

ポンプモータ５００および蠕動ポンプシステム１００の、全体としての作動は、制御システム５２０によって制御され得る。制御システム５２０は、モータ５００の速度および作動の時間を変化させ得る。制御システム５２０は、マイクロプロセッサまたは類似の型の制御デバイスを備え得る。

使用において、所望の数のローラ３６０が、ローラアセンブリ３５０内に挿入され得る。次いで、ローラアセンブリ３５０は、基部１６０のローラアセンブリ凹部１９０内に位置決めされ、そしてポンプモータ５００の駆動シャフト５１０に設置される。制御器５２０は、ポンプモータ５００についての予め決定された速度で設定され得る。

次いで、可撓性管１４０が、基部１６０の管入口１７０内に挿入され得る。次いで、管１４０は、管通路２８０に沿ってローラアセンブリ３５０の周りに巻かれ、そして管出口１８を通って出得る。次いで、ドア２３０が閉じられ得、その結果、管１４０は、ドア２３０の第二の面２７０とローラアセンブリ３５０との間に位置決めされる。次いで、蓋３００が閉じられ得、そしてロックされ得る。次いで、ポンプモータ５００が起動され得、その結果、蠕動ポンプシステム１００は、流体５１０を、流体容器１２０から可撓性管１４０を通して分配領域１３０へとポンプ輸送する。

一旦、流体容器１２０が空にされると、可撓性管１４０は、蠕動ポンプシステム１００から取り外され得る。具体的には、蓋３００がロック解除され得、そして開かれ得る。ドア２３０もまた、回転により開かれ得、そして管１４０が、管出口１８０および管入口１７０から取り外され得る。管１４０の任意の開口端部が、必要であれば、挟んで閉じられ得る。しかし、このような開口端部は、蠕動ポンプシステム１００を通って移動する必要がない。次いで、新たな管１４０が取り付けられ得る。従って、管１４０は、流体１１０のいかなるこぼれもなしに、取り付けられ、そして取り外され得る。

ローラ３６０の数およびポンプモータ５００の速度は、使用されるべき流体１１０の流れ特性に従って、変更され得る。例えば、コーヒーは、約３０対１の希釈物対濃縮物比を有し得、そして約３個〜約４個のローラ３６０を、ポンプモータ５００の約３０ｒｐｍ〜約７０ｒｐｍの速度（約６４ｒｐｍが好ましい）で、使用し得る。オレンジジュース濃縮物は、より粘性であり得るので、約５対１が使用され得る。従って、ポンプ１５０は、約２個〜約３個のローラ３６０を使用し得、そして約４５ｒｐｍ〜約１２０ｒｐｍ（約８２ｒｐｍが好ましい）で作動し得る。カプチーノ濃縮物は、なおさらに粘性であり得、そして約２対約１の比を有し得る。ポンプ１５０は、再度、約２個のローラ３６０のみを使用し得るが、約９５ｒｐｍというさらに高い速度で運転し得る。従って、ポンプ１５０は、流体１１０のこのような様々な流れ特性に適合し得る。

１００ 蠕動ポンプシステム
１１０ 流体
１２０ 流体容器
１３０ 分配領域

Claims (8)

1. 蠕動ポンプ（１００）を備え、可撓性管（１４０）内の流体をポンプ輸送する方法であって、
   該蠕動ポンプ（１００）は、ポンプモータ（５００）および可変な数のローラ（３６０）を収容し得るローラアセンブリ（３５０）を有し、
   該方法は、以下の工程を包含する方法：
   第１の特定の流体を選択する工程、
   該第１の特定の型の流体に基づいて、該ポンプモータ（５００）の第１の速度を選択する工程、
   該第１の特定の型の流体に基づいて、該ローラアセンブリ（３５０）のローラ（３６０）の第１の数を選択する工程、および
   該第１の速度および該ローラ（３６０）の第１の数で、第１の特定の型の流体をポンプ輸送する工程。
2. さらに、第２の特定の流体、ポンプモータ（５００）の第２の速度、およびローラ（３６０）の第２の数を選択する工程、および
   特定の型の流体を、該第２の速度およびローラ（３６０）の第２の数でポンプ輸送する工程、を包含する請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の特定の型の流体が、約３０対１の希釈物対濃縮物比を有し、前記第１の速度が約３０〜約７０ｒｐｍを有し、前記第１のローラの数が３から４のローラを有する請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記第１の特定の型の流体が、約５対１の希釈物対濃縮物比を有し、前記第１の速度が約４５〜１００ｒｐｍを有し、前記第１のローラの数が２から３のローラを有する請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記第１の特定の型の流体が、約２対１の希釈物対濃縮物比を有し、前記第１の速度が約９５ｒｐｍを有し、前記第１のローラの数が２のローラを有する請求項１又は２に記載の方法。
6. 前記第１の特定の型の流体がコーヒーである請求項３に記載の方法。
7. 前記第１の特定の型の流体がオレンジジュースである請求項４に記載の方法。
8. 前記第１の特定の型の流体がカプチーノである請求項５に記載の方法。

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