JP5913605B2 - 蠕動型ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、蠕動型ポンプ及び蠕動型ポンプ用のポンプヘッドに関する。

蠕動型ポンプは、汲み上げられる流体がポンプの構成部品に接触するのが望ましくない用途において一般に使用される。例えば、蠕動型ポンプは、ポンプ内部の構成部品との接触によって汚染される恐れやポンプを損傷させる恐れのある殺菌された流体又は研磨用の流体を汲み上げるのに頻繁に使用される。そのため、蠕動型ポンプは、無菌のポンププロセス（ｓｔｅｒｉｌｅ ｐｕｍｐｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）が要求される飲料産業、及び、研磨粒子を含むスラリー（ｓｌｕｒｒｙ）が運ばれる必要がある骨材産業において頻繁に使用される。

蠕動型ポンプは、チューブが延伸するポンプハウジング及び当該チューブに蠕動動作を与えるためにポンプハウジング内に配置される押圧要素を一般に含む。押圧要素は、蠕動動作を与えるためにチューブに沿って動かされる１つ以上のローターあるいは“ワイパー”を一般的に有する。

通常は、故障する前にチューブを交換するのが望ましいが、状況によっては、チューブがポンプヘッドハウジングの内部で破裂して、汲み上げられた流体がハウジング内に漏出することが考えられる。多くの場合、ハウジングには、漏出した流体が排出されるアウトレットが設けられる。このことは、ハウジング内における流体の過度な蓄積を防止する。

チューブ及びローラーの摩耗の量を減らすために、ポンプハウジング内に潤滑用の流体を提供するのが望ましい。ハウジングから潤滑用の流体が排出されるのを防止するために、アウトレットにはバルブが設けられることが多い。バルブは、通常の使用において閉じられていて、漏出が発生したときにだけ開かれるように構成される。こうした構成に関連する問題は、米国特許第７，００１，１５３号明細書に記載されているように、ハウジング内で漏出を検出して、通常は閉じられているバルブを漏出が検出されたときに開くために複雑なシステムが要求されるということである。さらに、通常は閉じられているが漏出が検出されたときに開かれなければならないバルブの使用は、バルブを開くことの失敗が、ハウジング内における流体の過度な増加を引き起こし得ることを意味する。

加えて、公知の漏出検出器は複雑であり、それらが配置されたポンプヘッドの交換を高価にする。

本発明の第一の側面によれば、ドライブユニットと、押圧要素を含むポンプヘッドであって、前記ドライブユニットに接続可能に構成され、接続されたときに、当該ポンプヘッド内に配置されたチューブに蠕動の動作を与えるように前記ドライブユニットによって前記押圧要素が駆動されるように接続されるポンプヘッドと、光学式センサーと、を含む蠕動型のポンプであって、前記光学式センサーは、前記ドライブユニットに取り付けられるエミッター及びレシーバーと、前記ポンプヘッドに取り付けられるリフレクター要素と、を含み、前記リフレクター要素は、前記ポンプヘッドが前記ドライブユニットに接続されたときに、前記エミッターによって発せられた放射が当該リフレクター要素によって前記レシーバーの側に反射されるように前記ポンプヘッドに配置され、前記ポンプヘッド内には、前記ポンプヘッド内に配置された前記チューブから漏出する液体を収容するように容器部が配置され、前記リフレクター要素は、前記容器部内に液体が存在するときに、前記リフレクター要素の少なくとも一部が前記液体に浸水するように前記容器部に対して配置されるとともに、前記リフレクター要素は、前記リフレクター要素の少なくとも一部の液体への浸水が前記レシーバーの側に反射される前記放射の量を変化させるように構成される蠕動型のポンプが提供される。

前記容器部は、前記押圧要素が内部に配置されるポンプ室と流体的に連通して配置される補助室であり、通常使用における前記補助室は、乾燥室であり、前記ポンプ室及び前記補助室は、前記チューブから前記ポンプ室に漏出した液体が前記ポンプ室から前記補助室へと流れるように配置されるように構成できる。

本発明の第二の側面によれば、本発明の第一の側面に従うポンプに使用される蠕動型のポンプヘッドであって、前記光学式センサーの前記リフレクター要素を含む蠕動型のポンプヘッドが提供される。

本発明の第三の側面によれば、本発明の第一の側面に従うポンプに使用されるドライブユニットであって、前記光学式センサーの前記エミッター及び前記レシーバーを含むドライブユニットが提供される。

本発明の理解を促進するとともに、どのように実施し得るかをより明確にするために、添付の図面が例示の方法により参照される。

蠕動型ポンプ用のポンプヘッドの斜視図である。 図１に示されるポンプヘッドの断面斜視図である。 図１に示されるポンプヘッドの断面図である。 図１に示されるポンプヘッドの別の断面図であって、エミッター及びレシーバーに配置されたポンプヘッドを示す図である。 図３に示される断面図に対応するポンプヘッドの拡大部分断面図であって、ポンプヘッド内のバルブが閉じられた状態のポンプヘッドを示す図である。 図５に対応する図であって、バルブが開かれた状態のポンプヘッドを示す図である。 図３に示されるポンプヘッドのＶＩＩ線に沿った断面図である。 図３に示されるポンプヘッドのＶＩＩＩ線に沿った別の断面図である。 図１に示されるポンプヘッドの別の実施形態の断面斜視図である。 図９に示されるポンプヘッドの断面図である。 図９に示されるポンプヘッドのバルブ付近の拡大図であって、バルブが閉じられた状態のポンプヘッドを示す図である。 図１１に対応する図であって、バルブが開かれた状態のポンプヘッドを示す図である。

図１及び２は、蠕動型ポンプに使用されるポンプヘッド２を示す。ポンプヘッド２は、エンドキャップ８及び１０によって両端部が閉じられた実質的に円筒形状のアウターウォール６を有し、エンドキャップ８及び１０のうちのいずれか１つ又は全ては、適切な熱可塑性プラスチックから作られ得る。アウターウォール６、及び／又は、エンドキャップのうちのいずれか１つ又は両方は、鋳造により製造され得る。密封されたハウジング４を形成するために、エンドキャップ８及び１０は、アウターウォール６にスピン溶接（ｓｐｉｎ ｗｅｌｄｅｄ）されるか又はアウターウォール６に超音波ステーク（ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｌｌｙ ｓｔａｋｅｄ）される。ハウジング４の円筒形状のアウターウォール６は、ポンプヘッドの軸を定める。エンドキャップ１０は、（図６に部分的に示される）ドライブユニット１に対して複数の所定の方向のうちの１つの方向にポンプヘッド２が配置されるのを確実にするために、ドライブユニット１の突起部に配置される位置決め陥凹部（ｌｏｃａｔｉｎｇ ｒｅｃｅｓｓ）１１を含む。

図２に示されるように、ハウジング４は、実質的に円筒形状のインナーウォール１２及び内側のエンドウォール１４によって、ポンプ室１６及び補助室１８に分割される。インナーウォール１２及び１４は、軸方向及び径方向に延伸するスパー（ｓｐａｒ）２０と、内側及び外側の円筒形状のウォール６及び１２に対して垂直方向に延伸する円周リブ（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｒｉｂ）２２によって、アウターウォール６に対して支持される。インナーウォール１２及びアウターウォール６は、インナーウォール１２とエンドキャップ８との間に定められる環状スロット（ａｎｎｕｌａｒ ｓｌｏｔ）２６と、円周リブ２２と、の間に延伸する環状通路（ａｎｎｕｌａｒ ｐａｓｓａｇｅｗａｙ）２４を定める。環状スロット２６は、ポンプ室１６と通路２４との間に流体的な連通（ｆｌｕｉｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を備える。

補助室１８は、ポンプ室１６と同軸である。図３に示されるように、補助室１８は、ポンプ室１６の周りに延伸する環状領域２８と、エンドキャップ１０とインナーウォール１４との間におよそ定められる実質的に円筒形状の収集領域３０と、を含む。

ポンプ室１６と補助室１８の間には、バルブ３２が配置される。バルブ３２は、円周リブ２２にポート３４と、バルブ３２を開閉するようにポート３４と密封して係合された状態か、又は、そうではない状態へと移動されることができるピストン３６を含む。ピストン３６は、ピストン３６から補助室１８を定めるエンドキャップ１０を通過して、ハウジング４から突出するように延伸するプランジャー３８に接続される。ハウジング４から突出するプランジャー３８の端部は、例えばボタンのような押圧機構（ｐｒｅｓｓｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ）４０を有し、押圧機構４０は、プランジャー３８を作動させるように押圧されることができ、それによって、ピストン３６をポート３４と密封して係合されていない状態へと移動してバルブ３２を開く。押圧機構４０は、エンドキャップ１０に設けられる凹部４２に配置される。押圧機構４０及び凹部４２は、バルブ３２が閉じられているときに押圧機構４０がエンドキャップ１０の主要部分と同一平面をなすように構成される。

補助室１８には、アウトレットが設けられる。アウトレットは、アウターウォール６を通過して延伸するとともに補助室１８の下部領域へと突出するパイプ４４を含む。補助室１８内のパイプ４４の一部には、図３に示されるように、補助室１８へと延伸するシュノーケル４５が設けられ、当該パイプ４４は、ポンプヘッド２が所定の動作方向にあるときの補助室１８の最下部よりも上方において補助室１８内に配置されるシュノーケルインレット（ｓｎｏｒｋｅｌ ｉｎｌｅｔ）４７を有する。補助室１８のシュノーケル４５を取り囲む領域は、シュノーケル４５が直立した状態にあるときに液体が収容される容器部を、シュノーケル４５の周辺に定める。アウターウォール６から遠ざかる方向にポンプヘッド２の外側へと延伸するパイプ４４の一部には、ホースが接続されることのできる栓が設けられる。

エンドキャップ１０、エンドウォール１４及びポンプ室１６を通過してポンプヘッドの軸に沿ってローター４６が延伸する。ローター４６は、ベアリングによってポンプヘッド２内に支持される。ポンプヘッド２から突出するローター４６の一部は、ローター４６を駆動するドライブユニット１に接続されることができる。ローター４６が通過して延伸するエンドキャップ１０の一部の領域及びエンドウォール１４の一部の領域は、ポンプヘッドの軸において互いに隣接するような輪郭を有する。結果として、ローター４６は、補助室１８に対して露出されない。ポンプ室１６の内部には、押圧要素４８が配置される。押圧要素４８は、回転のためにローター４６に結合される。押圧要素４８は、押圧要素４８に隣接するチューブ５２をインナーウォール１２に対して押圧するように配置される（図７においてより明確に示される）突出部５０を有する。従って、インナーウォール１２は、補助室１８からポンプ室１６を分離するとともに、チューブ５２が押圧される押圧面を備える。

図４に示されるように、ポンプヘッド２は、補助室１８において容器部の領域に配置されるリフレクター５３をさらに含む。リフレクター５３は、赤外光に対して実質的に透明な材料で作られるコーン部を含むが、他の波長の電磁放射が使用されてもよい。リフレクター５３は、例えば、ポリスルホン（ｐｏｌｙｓｕｌｐｈｏｎｅ）又は他の適切な材料で作られることができる。リフレクター５３は、コーン部がエンドキャップ１０から補助室１８内へと集束する（ｃｏｎｖｅｒｇｅ）とともに、コーンのベース部がポンプヘッド２の外側に露出されるように配置される。リフレクター５３は、エンドキャップ１０と一体的に形成されることができる。

補助室１８の容器部が濡れていないとき、コーン部５３の円錐面は空気に露出される。この条件において、ベース部を通過してコーン部の軸に平行に進む赤外光は、ベース部に戻るようにコーン部の円錐面の内部で反射される。本実施形態では、リフレクター５３、及び、特にその頂角は、コーン部が液体に露出されるとコーン部と液体との界面が赤外光を反射しなくなり、ベース部を通過して戻る光の強さがコーン部の浸水される程度に応じて減少するように構成される。

図７及び図８に示されるように、ポンプ室１６は、インナーウォール１２に設けられる第１ポート５４及び第２ポート５６を有する。アウターウォール６に形成されるボス６６及び６８に設けられる開口部６２及び６４のそれぞれに向かってポート５４及び５６から第１通路５８及び第２通路６０がそれぞれ延伸する。通路５８及び６０は、ポンプ室１６とアウターウォール６の開口部６２及び６４との間に連通した通路（ｄｉｒｅｃｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を備える。通路５８及び６０は、ハウジング６の接線方向において略反対方向に延伸する。

ボス６６及び６８には、凹部６３及び６５が設けられる。凹部６３及び６５の各々は、開口部６２及び６４の各々の周りに延伸する。

チューブ５２は、第１開口部６２から第１通路５８に沿ってポンプ室１６を通るとともに、第２通路６０に沿ってポンプ室１６から第２開口部６４に延伸する。チューブ５２は、押圧要素４８とインナーウォール１２との間に配置されるように、ローター４６の周りに環状に配置される。

開口部６２及び６４には、チューブ端部接続具７０及び７２が配置される。端部接続具７０及び７２の各々は、端部接続具７０及び７２に対して軸方向に延伸する連通通路（ｔｈｒｏｕｇｈ ｐａｓｓａｇｅ）７４及び７６と、フランジの形態の隣接ショルダー７８及び８０と、隣接ショルダー７８及び８０から遠ざかる方向に延伸する雄ネジシャンク８２及び８４と、を有する。ネジシャンク８２及び８４は、隣接ショルダー７８及び８０から遠ざかる方向において先が細くなっている。ネジシャンク８２及び８４とは反対側の接続具７０及び７２の端部には、栓８３及び８５が設けられる。栓８３及び８５には、ホース（不図示）が接続されることができる。

端部接続具７０及び７２の各々は、隣接ショルダー７８及び８０がアウターウォール６に形成されるボス６６及び６８のうちの１つに隣接するとともに、ネジシャンク８２及び８４が通路５８及び６０に沿ってポンプ室１６に向かって延伸するように配置される。ネジシャンク８２及び８４は、ネジがチューブ５２の内壁に係合するようにチューブ５２の端部内に延伸する。隣接ショルダー７８及び８０に隣接するネジシャンク８２及び８４の外径は、シャンク８２及び８４が接続具７０及び７２とハウジング４との間にチューブ５２を固定するように、通路５８及び６０の内壁と協調するサイズとすることができる。隣接ショルダー７８及び８０、並びに、開口部６２及び６４の周りの対応する凹部６３及び６５は、チューブ５２の端部を収容する円周延伸スロット（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｓｌｏｔ）８６及び８８を定める。

接続具７０及び７２の各々の端部を覆うように、弾性キャップ９０及び９２から構成される保持要素が配置される。キャップ９０及び９２の各々は、栓８３及び８５が通過して延伸する開口部９４及び９６をキャップ９０及び９２の端部に有する。キャップ９０及び９２の側面の周りに、別の開口部９８及び１００が円周方向に離隔されて配置される。開口部９８及び１００は、開口部６２及び６４に隣接してハウジング４の一部に設けられる対応する突起部１０２及び１０４に係合する。

ポンプヘッド２内でのチューブ５２の組み立ては、次の通りである。

チューブ５２の端部は、第１開口部６２及び第１通路５８を通過してハウジング４に挿入されるとともに、ポンプ室１６に押し込まれる。チューブ５２の端部は、押圧要素４８の突出部５０とインナーウォール１２との間において、インナーウォール１２に接触するとともに、ローター４６周りにインナーウォール１２の内表面に沿って滑動して、第２通路６０及び第２開口部６４を通過してポンプ室１６から出る。チューブ５２は、突出部５０及びインナーウォール１２のクリアランスよりも小さな外径を有するリード部（ｌｅａｄ ｐｏｒｔｉｏｎ）（不図示）を含んでよい。より小さな径の部分は、リード部をハウジングに通過させることを容易にする。チューブ５２のリード部がハウジング４を通過すれば、チューブ５２の主要部分は、リード部で引くことにより引っ張られることができる。チューブ５２の主要部分が適切に配置されると、リード部はチューブ５２から切断されることができる。チューブ５２は、チューブ５２の端部を第２開口部６４に挿入することにより、反対方向にハウジング４に通されることもできる。

ハウジング４内部のチューブ５２の長さは、ポンプヘッドの適切な動作を確実にするようにサイズ決めされなければならない。チューブ５２は、チューブ５２の端部が開口部６２及び６４に配置されるときに、チューブ５２がポンプ室１６内に適切に配置されることが見込まれる長さを有する。チューブ５２がポンプヘッドから引っ張られると、チューブ５２の端部の１つ又は両方は開口部６２及び６４に適切に配置されないことになる。例えば、ポンプヘッド２に最初に挿入されるチューブの端部は、（例えば、ポンプヘッドを組み立てる人が、ハウジング４を通過してチューブを引っ張るのに十分な力を作用させることができないため）第２通路６０を通過して一部が引き抜かれてしまってもよい。

第２開口部６４に配置される接続具７２のネジシャンク８４は、第２開口部６４を通過して、チューブ５２の端部に挿入される。ネジは、チューブ５２の内壁に係合する。隣接ショルダー８０は、チューブ５２と接続具７２との間のネジによる係合がネジシャンク８４をチューブ５２に向けてさらに引っ張るように、接続具７２をハウジング４に押し込むか、又は、チューブ５２に対して接続具７２を回転させることによって、ハウジング４のボス６８に係合される。隣接ショルダー８０がボス６８に隣接すると、ボス６８は、接続具７２がハウジング４に向かってさらに引っ張られることを防止する。それから、接続具７２は、チューブ５２の端部をネジシャンク８４に沿って隣接ショルダー８０及び開口部６４に向かって引っ張るように、チューブ５２に対して回転されるか、又は、チューブ５２に対してさらに回転される。チューブ５２が隣接ショルダー８０に向かって引っ張られるに従って、チューブ５２は、シャンク８４と通路６０の内壁との間で圧縮される。チューブ５２の端部が隣接ショルダー８０に隣接すると、ハウジング４に対する接続具７２のさらなる回転は、隣接ショルダー８０とハウジング４の凹部６５との間に定まる円周スロット８８にチューブ５２の端部を押し込む。これにより、チューブ５２の端部は、第２開口部６４において正しい位置にしっかりと固定される。

キャップ９２は、栓８５がキャップ９２の端部の開口部９６を通過するように接続具７２を覆って配置される。キャップ９２には、キャップ９２を広げるとともに、隣接ショルダー８０を形成するフランジに対してキャップ９２を押し付けるように、突出部１０４にかけて力が作用される。開口部１００が突出部１０４に整列すると、突出部１０４が当該開口部に入り込み、そして、キャップ９２をハウジング４に固定するとともに、フランジ及び結果として接続具７２をハウジング４に固定するようにキャップ９２は元の形状に戻る。その結果、キャップ９２は、ハウジング４にスナップ式にはめ合わされる（ｓｎａｐ−ｆｉｔｔｅｄ）。

第１開口部６２における接続具７０及び対応するキャップ９０は、第２開口部６４における接続具７２と同様の方法ではめ合わされる。

ドライブユニット１へのポンプヘッド２の取り付けは、次の通りである。

使用前に、例えばチューブ５２がポンプヘッド２内に組み立てられた後に、潤滑油、典型的には液体の潤滑油が、ポンプ室１６に加えられる。潤滑油の量は、チューブ５２及び押圧要素４８を実質的に被覆するのに十分であっても、ポンプ室１６を満たすことはない。バルブ３２は、図５に示すように、ポート３４と密封して係合した状態のピストン３６によって閉じられる。このため、補助室１８はポンプ室１６から密封されており、これによって、潤滑油がポンプ室１６から補助室１８に漏れるのが防止される。このため、ポンプ室１６から補助室１８に潤滑油が漏えいするリスク、すなわち、ポンプヘッドからの漏えいのリスクなしで、ポンプヘッド２は、輸送されるとともに扱われることができる。結果として、補助室１８は、使用前において濡れていない状態にある。

ポンプヘッド２は、バルブ３２がポンプヘッド２の上部方向にあるように実質的に直立した状態で、ドライブユニット１に取り付けられる。このため、ポンプ室１６内の潤滑油は、ポンプ室１６の底部にバルブ３２から離れて蓄積しやすい。

ポンプヘッド２が取り付けられるドライブユニット１はポンプヘッド２の押圧機構４０に整列する手段を含み、本実施形態では、当該手段はドライブユニット１からの（図６に示される）突出部１０６である。ポンプヘッド２が取り付けられると、突出部１０６が押圧機構４０をエンドキャップ１０の凹部４２内に押圧するように、押圧機構４０は突出部１０６に押圧されて係合される。図６に示されるように、ピストン３６をポート３４と密封して係合していない状態に移動させてバルブ３２を開くために、押圧機構４０はプランジャー３８に作用する。ドライブユニット１にポンプヘッド２を取り付けるときにだけバルブ３２が開かれるとともに、ポンプヘッド２は直立した状態で固定されるから、潤滑油がバルブ３２を通過して補助室１８に移動するリスクは低い。

また、ドライブユニット１は、赤外光を発するエミッター１１０及び赤外光を受光するレシーバー１１２をそれぞれ含む。エミッター１１０は発光ダイオードであってよく、レシーバー１１２はフォトトランジスタであってよい。エミッター１１０及びレシーバー１１２は、ポンプヘッド２がドライブユニット１に取り付けられているときに、リフレクター５３がエミッター１１０によって発せられた赤外光をレシーバー１１２に向かって反射するように配置されるように、ドライブユニット１に配置される。リフレクター５３に対するエミッター１１０及びレシーバー１１２の配置は、図４に示される。本実施形態において、エミッター１１０及びレシーバー１１２は同じハウジング内に含まれる。エミッター１１０、レシーバー１１２及びリフレクター５３は、ともに、補助室１８内の液体を検出することができる光学式センサーを構成する。本実施形態では、リフレクター５３は、コーン部の外表面に液体がないときに、エミッター１１０によって発せられた赤外光に対して内面での実質的に完全な反射を奏するように構成される。このため、ポンプヘッド２がドライブユニット１に最初に取り付けられるとき、レシーバー１１２は反射された赤外光の存在を検出する。レシーバー１１２に接続されたコントローラーは、リフレクター５３が液体に対して露出されていないこと、すなわち、補助室１８に実質的に液体がないことを調べるために使用される。

リフレクター５３は単純な鋳造物であり、エミッター１１０及びレシーバー１１２と比較して相対的に高価ではない。上述した配置の利点は、ポンプヘッド２が摩耗あるいは損傷したとき、特にチューブ５２がその寿命に達したときに、ユニットとして、及び、リフレクターを含んで適合される交換用ポンプヘッドとして廃棄されることができることである。上述した配置は、ドライブユニット１に取り付けられているエミッター１１０及びレシーバー１１２の交換を必要としない。結果的に、ポンプヘッドの効果費用は、ポンプヘッドに取り付けられる高価なセンサー要素を有するポンプヘッドと比較して大幅に減少する。さらに、円筒形状のハウジング６へのエンドキャップ８及び１０のスピン溶接によって密封されるポンプヘッド２は、ポンプヘッド２の廃棄に関する一体性を向上させる。

ローター４６は、使用中において、押圧要素４８の突出部５０とインナーウォール１２との間でチューブ５２を押圧するように回転され、それによって、チューブ５２に蠕動の動作を与える。蠕動の動作は、チューブ５２を介して液体を圧送する。環状通路２４を定めるインナーウォール１２の一部は、ポンプ室１６とバルブ３２との間の障壁として作用する。これにより、インナーウォール１２は、ポンプ動作によって跳ね上げられる潤滑油がバルブ３２を介して補助室１８に入り込むことを防止する。

使用中に、チューブ５２が破裂した場合、あるいは、ポンプ室１６内で漏出が始まった場合、チューブ５２を通って圧送される液体は、チューブ５２からポンプ室１６及び通路２４に漏出する。漏出される液体の量が増えるに従って、ポンプ室１６の内部における液体の水位はインナーウォール１６の上部を超える高さになり、液体は通路２４からバルブ３２を介して補助室１８に流れ込む。

補助室１８に流れ込んだ液体は、シュノーケル４５の周辺の容器部に蓄積される。液体が容器部に蓄積されるに従って、液体の水位はリフレクター５３に達し、それによって、リフレクター５３のコーン部の外表面の少なくとも一部が液体に露出される。液体は、空気よりも高い屈折率を有するので、リフレクター５３によって奏される内面での反射の量を減少させる。結果的に、レシーバー１１２に向かって反射されて戻る赤外光の量は減少する。反射される放射の減少は、コントローラーによって検出され、液体が容器部に存在することを調べるのに使用される。チューブが破損（例えば、破裂）して漏出が発生したことを知らせる出力、例えば警告が発せされる。このとき、その出力に対応して、ポンプは自動的に停止されるか又はユーザーによって停止されることができる。

水位がシュノーケルインレットを超えるまで増加すると、液体は補助室１８からパイプ４４を介して放出される。

本実施形態では、位置決め凹部１１は、（図７及び図８に示されるように）チューブ５２がポンプヘッド２から水平方向に延伸する状態、又は、垂直方向に延伸する状態で、ポンプヘッドがドライブユニット１に取り付けられることができるように構成される。バルブ３２は、各構成において、バルブ３２がポンプ室１６の上方に配置されるように、ポンプヘッド２の内部に配置される。加えて、パイプ４４は、各構成において、シュノーケル４５が垂直方向に対して４５°となるとともに各構成におけるシュノーケルインレット４７の下方に容器部を定めるように、ポンプヘッド２からのチューブ５２の実質的な延伸方向に対して４５°の方向に配置される。

適切なリフレクターを含む他のタイプの光学式センサーが用いられてもよい。例えば、リフレクターが液体に露出されるときに、レシーバーの側に反射される放射の量が増加するように、光学式センサーが配置されてよい。コーン部は反射面をなす適切な形状として記載されているが、例えば、液体に露出されたときに反射される放射の量又は方向を変化させるピラミッド型や錐台型などの任意の表面であってよい。また、あるいは、加えて、リフレクターは、適切な材料から作られることができるとともに、及び／又は、リフレクターが液体に露出される度合いに応じて反射される放射の量が変化するような被覆を備えて設けられることができる。

レシーバー／コントローラーの感度は、少量の液体によって漏出が検出されるのを防止するように調節されることができる。

また、光学式センサーは、ポンプヘッド２がドライブユニット１に取り付けられるときに、反射される放射の存在を検出することによって、ドライブユニット１におけるポンプヘッド２の存在又は正確な取り付けを検出するのに使用されることができる。

上述したポンプヘッド２の別の実施形態に係るポンプヘッド２０２が図９に示される。

ポンプヘッド２０２は、一端において一体的なエンドウォール２０８によって、及び、他端においてエンドキャップ２１０によって閉じられる円筒形状のケース２０６によって形成されるハウジング２０４を含む。本実施形態では、エンドキャップ２１０は、ケース２０６に超音波ステーク（ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｌｌｙ ｓｔａｋｅｄ）される。ケース２０６は、アウターウォール２１２と、アウターウォール２１２の径方向内側に配置されるインナーウォール２１４と、を含む。アウターウォール２１２及びインナーウォール２１４は、円周リブ２１６によって接続される。エンドウォール２０８は、例えば鋳造のモノコック構造（ｍｏｌｄｅｄ ｍｏｎｏｃｏｑｕｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）として、インナーウォール２１４と一体的に形成される。

アウターウォール２１２は、軸方向にインナーウォール２１４を覆って延伸する。

ケース２０６の内側には、円形プレート２１８が配置される。円形プレート２１８は、プレート２１８の周辺がアウターウォール２１２の内表面に対して密封するように配置される。さらに、プレート２１８は、プレート２１８、インナーウォール２１４及びエンドウォール２０８がポンプ室２２０を定めるようにインナーウォール２１４の端部に隣接するように配置される。プレート２１８は、インナーウォール２１４を支持するようにインナーウォール２１４の外面を取り囲む軸方向延伸リブ（ａｘｉａｌｌｙ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｒｉｂ）２２２を備える。

ポンプヘッド２０２は、ポンプ室２２０内で回転するために配置される押圧要素２２４を含むローター２２３をさらに含む。押圧要素２２４は、ポンプ室２２０の内部に取り付けられるチューブをインナーウォール２１４に押圧するための（図１０に示される）突出部２２８を定める径方向外表面（ｒａｄｉａｌｌｙ ｏｕｔｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ）２２６を含む。径方向外表面２２６は、コア２３０と押圧要素２２４の外表面２２６との間に延伸する格子構造２３２によって、ローター２２３のコア２３０にしっかりと接続される。ローター２２３は、押圧要素２２４の外表面２２６と、エンドウォール２０８及びプレート２１８の各々に設けられる支持機構２３６及び２３８との間に配置されるベアリング２３４によって回転支持される。

コア２３０は、プレート２１８及びエンドキャップ２１０を通過して延伸する。コア２３０とプレート２１８との間、及び、コア２３０とエンドキャップ２１０との間には、それぞれ、シール部材２４０及び２４２が配置される。コア２３０は、ドライブユニットのドライブシャフト又は類似の駆動手段を収容するように配置される軸方向に延伸するスプラインボア（ａｘｉａｌｌｙ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｓｐｌｉｎｅｄ ｂｏｒｅ）２４３を含む。ローター２２３は、ポンプヘッドハウジング２０４から突出しないように、ポンプヘッド２０２の内部に配置される。

プレート２１８、アウターウォール２１２及びエンドキャップ２１０は、補助室２４４を定める。補助室２４４は、プレート２１８によってポンプ室２２０から分離されている。

図１１に示されるように、ポンプ室２２０に隣接するプレート２１８の一部には、複数の漏出開口部（ｌｅａｋａｇｅ ａｐｅｒｔｕｒｅ）２４６が設けられる。漏出開口部は１つであってもよい。

バルブ２４８は、漏出開口部２４６と補助室２４４との間に配置される。

バルブ２４８は、補助室２４４に露出されるプレート２１８の側部に形成される第１環状部（ｆｉｒｓｔ ａｎｎｕｌａｒ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）２５０と、エンドキャップ２１０に設けられる開口部２５４の周辺に形成される段状の第２環状部（ｓｔｅｐｐｅｄ ｓｅｃｏｎｄ ａｎｎｕｌａｒ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）２５２と、を含む。第１環状部２５０及び第２環状部２５２は、開口部２５４とプレート２１８との間に延伸する略円筒形状の空洞２５６を定めるように、第１環状部２５０の端部内に第２環状部２５２の段状の端部が適合するように互いに延伸する。空洞２５６を補助室２４４から密封するために第１環状部２５０と第２環状部２５２との間には、シール部材２５７が配置される。

バルブは、空洞２５６内に配置されるピストン２５８をさらに含む。ピストン２５８の両端部には、第１シール部材２６０及び第２シール部材２６２が配置される。シール部材２６０及びシール部材２６２は、第２環状部２５２の内側にピストン２５８を密封する。ピストン２５８は、２つのシール部材２６０と２６２との間に、ピストン２５８の両端部と比較して小さな径のくびれ部を備える。

ピストン２５８のくびれ部の近辺には、シール部材２６０とシール部材２６２との間において第２環状部２５２の一部を通過して、円周方向に離隔される開口部２６４が設けられる。

エンドキャップ２１０においてポンプヘッドから開口部２５４を通過して流体が漏出するのを防止するために、第１シール部材２６０は、第２環状部２５２に対してピストン２５８を密封する。第２シール部材２６２は、ポンプ室２２０から補助室２４４へバルブ２４８を介して流体が移動するのを防止するために第２環状部２５２の端部を密封する。第２シール部材２６２は、第２環状部２５２の内径よりも大きな径を有する。

ピストン２５８は、エンドキャップ２１０の主要部分と同一平面にある一端において、例えばボタンのような押圧機構２６４を含む。ピストン２５８に沿ってボア２６６が延伸し、ボア２６６の内部には、圧縮スプリング２６８の形態の付勢要素（ｂｉａｓｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）が配置される。スプリング２６８の一端はボア２６６の端部に隣接し、スプリング２６８の他端はプレート２１８に隣接する。スプリング２６８はプレート２１８から遠ざかる方向にピストン２５８を付勢し、それによって、バルブ２４８を閉じるように第２環状部２５２の端部に第２シール部材２６２を押し付ける。

図９に示されるように、補助室２４４は、バルブ２４８に対して径方向の反対側にアウトレット２７０を備えて設けられる。アウトレット２７０は、補助室２４４の下部領域にアウトレット２７７を有するシュノーケル２７４を定めるパイプ２７２を含む。シュノーケル２７４の周囲には、シュノーケル２７４と環状室２４４の壁との間に容器部が定められる。シュノーケル２７４は、ポンプヘッド２０２が使用されているときにシュノーケル２７４が略垂直になるように配置される。アウトレット２７０の別の側面は、前述した実施形態に関して説明されたものと同じであり、ここでは詳細に説明しない。

ポンプヘッド２０２は、前述した実施形態に関して説明されたリフレクターに対応するリフレクター２７５をさらに含む。

前述した実施形態と実質的に同様の方法で、ポンプヘッド２０２の内部にはチューブ２７６が配置される。しかしながら、ここでは、チューブ端部接続具２７８及び２８０が、図１０を参照して説明される。

チューブ端部接続具２７８の各々は、第１部分２８２と、第２部分２８６と、キャップ２９０から構成される保持要素と、を含む。第１部分２８２及び第２部分２８６は分離されている。

第１部分２８２の各々には、前述の実施形態と同じ名前の機構に対応する、連通通路２９４と、雄ネジシャンク２９８と、隣接ショルダー３０２と、が設けられる。隣接ショルダー３０２は、第１部分２８２の端面３０６に設けられるフランジを含む。例えばＯ−リングなどのシール部材３１４が配置される端面３０６には、円周凹部（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｒｅｃｅｓｓ）３１０が設けられる。

第１パート２８２の各々にはツール係合機構３１８が設けられ、ツール係合機構３１８は、本実施形態では連通通路２９４の端部に形成される六角形のソケットである。

第２部分２８６の各々は、ホースとの接続用の栓３２２と、対応する連通通路３２６と、第２部分２８６の端面３３４を備える隣接部分３３０と、を含み、隣接部分３３０は、本実施形態ではフランジである。第２部分２８６の端面３３４は、第１部分２８２及び第２部分２８６の連通通路２９４及び３２６を互いに流体的に連通した状態で密封するために、第１部分のシール部材３１４を押圧する。

キャップ２９０の各々は、ケース２０６に設けられる雄ネジ３４２に螺合する雌ネジ３３８がキャップ２９０に設けられることを除いて、前述した実施形態のキャップに対応する。これにより、キャップ２９０の各々は、弾性を必要としない。キャップ２９０の各々は、チューブ端部接続具２７８の第１部分２８２及び２８６を互いに押圧して係合された状態に保持する。

ポンプヘッド２０２の組み立て及び操作は、前述した実施形態のポンプヘッドの組み立て及び操作と実質的に対応する。しかしながら、組み立て及び操作において異なる部分をここで説明する。

前述した実施形態と同様に、端部接続具２７８の各々は、ネジシャンク２９８のネジをチューブ２７６の内壁に係合させることによりはめ合わされる。ツール係合機構３１８に係合されるとともに、ネジシャンク２９８に沿って隣接ショルダー３０２に向かってチューブ２７６を引っ張るようにチューブ２７６に対して第１部分２８２を回転させるために、例えばアレンキー（Ａｌｌｅｎ ｋｅｙ）のようなツールが使用される。前述した実施形態に関して説明されたのと同様に、チューブ２７６の端部が正しい位置にしっかりと配置されると、接続具２７８の第２部分２８６は、連通通路２９４及び３２６の各々を互いに流体的に連通した状態で密封するようにシール部材３１４に対向して配置される。それから、キャップ２９０は、第２部分２８６を覆って配置されるとともに、接続具２７８を適切な位置に固定するように第１部分２８２及び第２部分２８６をともに固定するために、ケース２０６の対応するネジに沿って回転される。

ポンプヘッド２０２は、ドライブユニット（不図示）のスプラインドライブシャフト又は他の適切な駆動手段を、ローター２２３のスプラインボア２４３に挿入することによって、ドライブユニットに固定される。

図１２に示されるように、ドライブユニットにポンプヘッド２０２を取り付ける動作は、押圧機構２６４をドライブユニットの突出部（不図示）に係合した状態にする。突出部は、スプリング２６８に対して内側方向にピストン２５８を押圧する。第２シール部材２６２は、環状ギャップ（ａｎｎｕｌａｒ ｇａｐ）３４６がピストン２５８と第２環状部２５２との間に形成されるように、第２環状部２５２の端部を持ち上げる。これによりバルブ２４８が開く。従って、流体は、ポンプ室２２０から漏出開口部２４６及び環状ギャップ３４６を介して、ピストン２５８のくびれ部に沿って円周方向に離隔された開口部２６４を通過して、補助室２４４に流れることができる。

ポンプヘッド２０２の取り外しによって、第２シール部材２６２が第２環状部２５２の端部を密封するように、スプリング２６８がピストン２５８を外側方向に押圧する。シール部材２６２のより大きな外径は、ピストン２５８がポンプヘッド２０２内に保持されることを確実にする。これにより、ポンプ室２２０は、輸送、保管、又は、廃棄のために再度密封される。

２つの実施形態において、アウターウォール６及び２１２へのエンドキャップ８、１０及び２１０の溶接又はステーク（ｓｔａｋｉｎｇ）は、部品を破壊することなしに分解することができない密封されたユニットを生成する。その結果、チューブ５２及び２７６の故障によって通常達することになるポンプヘッド２及び２０２の寿命に達したら、ポンプヘッドは、ユニットとして廃棄されて新しいユニットと交換される。

シュノーケル４５及び２７４に対する別の形態が、容器部を定めるために使用されることができる。例えば、補助室１８及び２４４の下部において補助室からのアウトレットの下方に容器部が定まるように、補助室からのアウトレットが配置されることができる。

Claims (4)

1. ドライブユニットと、
   押圧要素を含むポンプヘッドであって、前記ドライブユニットに接続可能に構成され、接続されたときに、当該ポンプヘッド内に配置されたチューブに蠕動の動作を与えるように前記ドライブユニットによって前記押圧要素が駆動されるように接続されるポンプヘッドと、
   光学式センサーと、を含む蠕動型のポンプであって、
   前記光学式センサーは、前記ドライブユニットに取り付けられるエミッター及びレシーバーと、前記ポンプヘッドに取り付けられるリフレクター要素と、を含み、
   前記リフレクター要素は、前記ポンプヘッドが前記ドライブユニットに接続されたときに、前記エミッターによって発せられた放射が当該リフレクター要素によって前記レシーバーの側に反射されるように前記ポンプヘッドに配置され、
   前記ポンプヘッド内には、当該ポンプヘッド内に配置された前記チューブから漏出する液体を収容するように容器部が配置され、
   前記リフレクター要素は、前記容器部内に液体が存在するときに、当該リフレクター要素の少なくとも一部が前記液体に浸水するように前記容器部に対して配置されるとともに、
   前記リフレクター要素は、当該リフレクター要素の少なくとも一部の液体への浸水が前記レシーバーの側に反射される前記放射の量を変化させるように構成される蠕動型のポンプ。
2. 前記容器部は、前記押圧要素が内部に配置されるポンプ室と流体的に連通して配置される補助室であり、
   通常使用における前記補助室は、乾燥室であり、
   前記ポンプ室及び前記補助室は、前記チューブから前記ポンプ室に漏出した液体が前記ポンプ室から前記補助室へと流れるように配置される請求項１に記載のポンプ。
3. 請求項１または請求項２に記載のポンプに使用される蠕動型のポンプヘッドであって、前記光学式センサーの前記リフレクター要素を含む蠕動型のポンプヘッド。
4. 請求項１または請求項２に記載のポンプに使用されるドライブユニットであって、前記光学式センサーの前記エミッター及び前記レシーバーを含むドライブユニット。