KR101783088B1

KR101783088B1 - 살균 가능한 펌프 유닛

Info

Publication number: KR101783088B1
Application number: KR1020150037491A
Authority: KR
Inventors: 발데마르 반델
Original assignee: 에에르베에 엘렉트로메디찐 게엠베하
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2015-03-18
Publication date: 2017-09-28
Also published as: RU2015110588A; JP6109870B2; RU2621147C2; BR102015006628B1; BR102015006628A2; PL2924285T3; KR20150111848A; US20150272605A1; EP2924285A1; US10240596B2; EP2924285B1; CN104948446A; JP2015187445A; CN104948446B

Abstract

본 발명에 따른 펌프 유닛(10)은 단지 2개의 하우징부(14, 15)와 4개의 밸브 폐쇄 부재(37)와 펌프 피스톤(25, 29)을 포함하는 특히 단순한 구조를 갖는다. 밸브 폐쇄 부재(37)는 서로 동일한 것이 바람직하며, 양 하우징부(14, 15) 사이의 포켓 내에 포획된다. 하우징부(14, 15)는 초음파 용접 시임에 의해 영구적으로 상호 연결되는 것이 바람직하다. 밸브 폐쇄 부재는, 그 자체로 탄성적이며 선택적으로 조립 및 방향설정 보조물로서 중심 핀(42)을 구비할 수도 있는 디스크형 부품 또는 플레이트형 부품에 의해 형성된다. 필요에 따라, 밸브 폐쇄 부재는 편의된 상태로 또는 편의되지 않은 상태로 각 밸브 시트(43)에 지지될 수 있으며, 밸브를 형성할 수 있는데, 이 밸브는 특히 확실하게 개폐되고, 가장 느린 유속에도 반응하며, 용이하게 살균할 수 있다.

Description

살균 가능한 펌프 유닛{STERILISABLE PUMP UNIT}

본 발명은 펌프 유닛에 관한 것으로서, 구체적으로는 의학적 용도, 특히 워터 제트 수술(water jet surgery)을 위한 펌프 유닛에 관한 것이다.

워터 제트 수술의 경우에, 적절한 기기에 의해 생리 식염수의 제트를 생물학적 조직으로 인도하여, 상기 조직이 완전히 또는 부분적으로 절제 및/또는 절단된다. 따라서, 간단한 수술법이 실현 가능하다. 대응 기기는 소망 압력 및/또는 소망 송출 용적(delivery volume)으로 처리 유체, 구체적으로는 염화나트륨(NaCl) 용액을 공급받아야만 한다. 이를 위해, 종래 기술에서는 일반적으로 서로 반대 방향으로 작동하는 2개의 개별 구동되는 펌프 피스톤을 구비한 펌프 유닛이 사용된다. 따라서, 펌프 피스톤이 염화나트륨 용액을 흡인하여 이 용액을 기기 쪽으로 향하도록 송출하는 것이 대응 유입 밸브 및 유출 밸브를 통해 보장된다.

그러한 펌프 유닛은, 예컨대 일회용 물품으로서 살균 상태로 제공된다. 펌프 유닛은 의료용 살균 제품이다. 이는 펌프 유닛이, 예컨대 청정실 내에서, 그리고 필요에 따라서는 조립 후에 세정되는 등 특정한 청결 요건 하에서 제조될 것을 필요로 한다. 구체적으로, 펌프 유닛은 조립 후에 살균되어야만 한다. 이를 위해, 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide), 포름알데히드(formaldehyde), 과산화아세트산(peracetic acid) 등과 같은 적절한 살균 가스를 펌프 유닛의 채널을 통해 흘려보내는 가스 살균 방법을 사용할 수 있다. 그러나, 펌프 유닛은 가스가 아닌 액체를 전달하도록 구성되어 있으므로, 사용된 살균 가스가 실제로 펌프 유닛의 모든 관련된 지점에 확실히 도달하게 하는 것이 문제이다.

이 펌프 유닛의 또 다른 문제는 큰 범위의 조절 가능 송출 용적을 필요로 하는 것에 기인한다. 빠른 피스톤 운동뿐만 아니라 매우 느린 피스톤 운동으로도, 균일하고 맥동이 없으며 연속적인 염화나트륨 제트를 생성해야만 한다. 이는 펌프 유닛의 유입 밸브 및 유출 밸브에 대해 특정 요건을 요구한다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) : 미국 특허공보 제 US 8,251,679 B2 호
(특허문헌 2) : 미국 특허공보 제 US 8,083,493 B2 호
(특허문헌 3) : 미국 특허출원공개공보 제 US 2014/079580 A1 호

이를 기초로, 본 발명의 목적은 개량된 펌프 유닛을 구체화하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 1에 따른 펌프 유닛에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 펌프 유닛은 적어도 하나의 제 1 하우징부 및 적어도 하나의 제 2 하우징부를 갖는 펌프 하우징을 구비한다. 펌프 하우징은 단지 제 1 및 제 2 하우징부만으로 이루어지는 것이 바람직하다. 하우징부 중 하나는 펌프 피스톤을 수용하기 위한 펌프 실린더를 갖는 반면에, 다른 하나의 하우징부는 흡입 채널 및 압력 채널을 구비한다. 또한, 펌프 하우징 내에는 밸브 챔버가 형성되며, 이 밸브 챔버 내에 밸브 폐쇄 부재(valve closure member)가 마련된다. 밸브 챔버는 밸브 챔버 리세스(valve chamber recess) 및 밸브 챔버 폐쇄구(valve chamber closure)에 의해 형성된다. 밸브 챔버 리세스가 하우징부 중 하나 내에 마련되는 반면에, 관련된 밸브 챔버 폐쇄구는 다른 하나의 하우징부에 형성될 수 있다. 따라서, 밸브 챔버, 즉 밸브 하우징은 펌프 하우징 자체에 의해 형성된다. 예컨대, 모든 밸브 챔버 리세스는 제 1 하우징부 내에 형성될 수 있고, 모든 밸브 챔버 폐쇄구는 제 2 하우징부에 형성될 수도 있다. 조립이 용이한 단순한 구조가 제공되며, 이러한 구조에 의해, 모든 유입 밸브 및 유출 밸브는 하우징부들이 함께 결합될 때 완성된다.

밸브 폐쇄 부재는 살균 가스에 대해 투과성이 있다. 밸브 폐쇄 부재는, 예컨대 EPM, EPDM, FPM 등의 엘라스토머 또는 실리콘과 같은 적절한 플라스틱으로 제조된 플레이트 또는 디스크로 이루어진다. 기하학적 형상, 즉 밸브 폐쇄 부재의 얇은 벽체형의 형상 및 밸브 폐쇄 부재의 재료 선택의 협동으로 인해, 저분자 살균 가스가 충분한 속도로 밸브 폐쇄 부재를 침투할 수 있으며, 압력 인가에 의해 펌프 유닛을 통해 압박되어야 하는 일 없이 펌프 유닛의 내부 채널에 도달할 수 있다. 구체적으로, 밸브 폐쇄 부재는 편의(bias) 없이 또는 약간만 편의된 상태로 관련 밸브 시트에 지지된다. 밸브 스프링 등이 제공되지 않는 것이 바람직하다. 특히 흡입 밸브가 액체를 매우 낮은 유량(유속)으로 흡입되도록 할 수 있어서 살균을 촉진하는 경우, 밸브 시트에서의 결과적인 낮은 표면 압력은 밸브 폐쇄 부재가 밸브 시트에 붙는 것을 방지한다. 그러므로, 밸브를 개방하기 위한 극도로 작은 힘만을 필요로 하며, 그에 따라, 밸브를 개방하기 위해서는 밸브에서의 매우 작은 압력차만을 필요로 한다.

펌프 유닛은, 단면이 대략 T자 형상인, 즉 플레이트부(plate portion)와 중심 핀을 갖는 밸브 폐쇄 부재를 구비하는 것이 바람직하다. 중심 핀은 흡입 채널, 압력 채널 또는 펌프 채널 내로 연장될 수도 있다. 구체적으로, 밸브 폐쇄 부재의 플레이트부가 반경방향 면에 대해 비대칭으로 형성되는 경우, 중심 핀이 필수적인 조립 보조물(essential assembly aid)을 구성한다. 또한, 하우징부를 함께 안내할 때 밸브 폐쇄 부재가 정확하게 위치설정되며, 하우징부를 함께 이동시킬 때 밸브 폐쇄 부재가 손상되지 않는 것을 보장한다.

밸브 폐쇄 부재는 강성의 허브부(hub portion), 비교적 강성의 에지(edge), 및 중간에 마련된 스프링부(spring portion)를 구비하며, 이 스프링부가 에지와 허브부를 탄성적으로 연결한다. 에지는 밸브 챔버 리세스보다 직경이 더 작아서, 이들 부분 사이에 유체 투과성 환형 간극이 형성된다. 선택적으로, 밸브 챔버 리세스의 벽 내에 오버플로우 포켓(overflow pocket)이 형성될 수 있다.

스프링 영역은 홈이 형성된 탄성 링 영역인 것이 바람직하며, 축방향으로 측정된 플레이부의 재료 두께가 플레이트부의 다른 지점에서보다 얇다. 홈은 허브부를 동축적으로(concentrically) 둘러싸는 것이 바람직하다. 따라서, 허브부는 에지에 대해 축방향으로 탄성적으로 움직일 수 있다. 플레이트부는 밸브 시트와 대면하는 측면에서 볼록하게 만곡되는 것이 바람직하다. 또한, 환형 스프링 영역의 직경은 적어도 밸브 폐쇄 부재와 연관된 환형 밸브 시트만큼 큰 것이 바람직하다.

밸브 챔버는 밸브 챔버 리세스와 밸브 챔버 폐쇄구 사이에 상술한 바와 같이 형성된다. 밸브 챔버 폐쇄구는 밸브 챔버 리세스 내로 돌출하는 연장부로서 형성되는 것이 바람직하다. 이 연장부는 유격 없이 또는 유격을 갖는 상태로 밸브 챔버 리세스에 안착될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 밸브 챔버 폐쇄구의 외주면(이 외주면은 예컨대 원통형 또는 약간 원뿔형임)과 밸브 챔버 리세스의 대응하는 대향면 사이에 환형 간극이 형성된다. 이 환형 간극은 적어도 하우징부들이 상호 접속될 때까지 하우징부가 서로에 대해 적어도 약간의 반경방향 가동성(movability)을 가질 수 있을 정도로 넓다. 이 가동성은, 하우징부들이 특히 마찰 용접 방법, 예컨대 초음파 용접 방법으로 광범위한 일체 결합 접속부(intergrally bonded connection)에 의해 상호 접속될 수 있도록 고정된다.

밸브 챔버 폐쇄구는 마찰 용접 시임(seam)에 의해 결정되는 평면을 지나도록 돌출하는 연장부 상에 형성되기 때문에, 밸브 챔버는 마찰 용접 과정에서 형성되는 임의의 변형 또는 재료 비드(material bead)에 의해 영향을 받지 않는다.

개별 밸브 장치의 밸브 폐쇄 부재는 균일한 것, 즉 서로 동일한 것이 바람직하다. 그러나, 이들은 서로 상이하게 형성될 수도 있다. 각각의 밸브 폐쇄 부재는 중앙 영역에서 시일부(seal portion)를 구비하는 반면에, 액체가 흘러넘치는 구조체는 밸브 폐쇄 부재의 주변 에지 상에, 또는 상기 주변 에지에 인접하게 마련된 펌프 하우징의 구조체 상에 고정된다. 이러한 액체가 흘러넘치는 구조체는 밸브 폐쇄 부재의 에지를 관통하는 하나 이상의 리세스에 포함될 수 있거나, 또는 밸브 폐쇄 부재의 인접 지지면에 있는 리세스에 의해 형성될 수 있다.

적어도 하나의 밸브의 밸브 폐쇄 부재는 유격 없이 밸브 시트에 지지되는 방식으로 마련되는 것이 바람직하다. 여기에서, 밸브 폐쇄 부재 자체는 그에 의해 제어되는 채널을 탄성적으로 해제할 수 있도록 약간 탄성 변형 가능하다. 모든 밸브는 이러한 설계에 따라 형성될 수 있다. 모든 밸브의 모든 밸브 폐쇄 부재를 동일한 편의 상태로 밸브 시트에 지지되게 하는 방식으로 마련할 수 있다. 선택적으로, 상이한 밸브들의 밸브 폐쇄 부재를 상이한 편의 상태로 밸브 시트에 지지되게 할 수도 있다. 예컨대, 유입 밸브의 밸브 폐쇄 부재는 약간만 편의되거나 편의되지 않은 상태로 또는 유격을 갖는 상태로 밸브 시트에 지지되는 반면에, 유출 밸브의 밸브 폐쇄 부재는 더 많이 편의된 상태로 밸브 시트에 지지될 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예의 추가 세부사항은 상세한 설명, 도면 또는 특허청구범위 내에 구체화된다.

도 1은 본 발명에 따른 펌프 유닛의 개략 수직 단면도,
도 2는 도 1에 따른 펌프 유닛의 유입 밸브의 수직 확대 단면도,
도 3은 도 1 및 도 2에 따른 펌프 유닛의 밸브 폐쇄 부재를 나타내는 도면,
도 4는 도 1에 대응하는 펌프 유닛의 유입 밸브의 변형 실시예의 수직 단면도,
도 5는 도 4에 따른 유입 밸브의 밸브 폐쇄 부재의 사시도,
도 6은 도 1에 따른 펌프 유닛의 제 2 하우징부의 개략 사시도.

도 1은 의학적 용도를 목적으로 하는 펌프 유닛(10)을 도시한다. 이는 예컨대 워트 제트 수술을 위한 염화나트륨 용액용 펌프로서 사용될 수 있다. 펌프 유닛(10)은 도 1에서 점선으로 표시된 접속부(11)에서 염화나트륨 용액 또는 다른 소망 액체를 흡입하고, 유사하게 개략적으로만 표시되어 있는, 워터 제트 수술 기기에의 접속부(12)에 이 용액을 전달한다.

펌프 유닛(10)은 제 1 하우징부(14) 및 제 2 하우징부(15)로 이루어진 하우징(13)을 구비한다. 하우징(13)은 이들 2개의 하우징부로만 이루어지는 것이 바람직하며, 이들 하우징부는 바람직하게는 탈착 가능하지 않도록 고정식으로(fixedly) 상호 연결된다. 하우징부(14, 15)는 플라스틱, 바람직하게는 초음파 용접에 적합한 플라스틱으로 이루어지는 것이 바람직하다.

접속부에 연결된 흡입 채널(16) 및 접속부(12)에 연결된 압력 채널(17)은 제 1 하우징부(14) 내에 형성되어 있다. 흡입 채널(16)은 흡입 밸브(18, 19)로 이어진다. 압력 채널(17)은 유출 밸브(20, 21)에 연결된다.

유입 밸브(18) 및 유출 밸브(20)는 제 1 펌프 실린더(22)와 연관되어 있는데, 이 제 1 펌프 실린더(22)는 펌프 채널(23)을 거쳐서 유입 밸브(18)에, 그리고 펌프 채널(24)을 거쳐서 유출 밸브(20)에 연결된다. 제 1 펌프 실린더(22) 내에는 펌프 피스톤(25)이 마련되어 있으며, 이 펌프 피스톤(25)은 전후 방향으로 펌핑하는 제어된 방식으로 펌프 실린더(22) 내에서 이동하도록 커플링(coupling)(상세하게 도시되어 있지는 않음)을 거쳐서 구동 장치에 연결될 수 있다.

또한, 제 2 하우징부(15) 내에는 펌프 채널(27, 28)을 거쳐서 유입 밸브(19) 및 유출 밸브(21)에 연결되는 제 2 펌프 실린더(26)가 마련되어 있다. 제 2 펌프 실린더(26) 내에는 펌프 피스톤(29)이 마련되어 있으며, 펌프 피스톤(29)은 커플링 장치(상세하게 도시되어 있지는 않음)를 거쳐서 구동 장치에 연결될 수 있다. 구동 장치는 펌프 피스톤(25, 29)이 서로 반대 방향으로 이동하게 함으로써, 전달 액체가 흡입 채널(16)을 통해 균일하게 흡입되며 압력 채널(17)을 통해 균일하게 송출되게 한다. 여기에서, 구동 장치는, 필요에 따라 폭넓은 한계값 내에서 전달 액체의 송출 용적 및 송출 압력을 조절하기 위해, 펌프 피스톤(25, 29)을 가변적인 속도 및/또는 가변적인 스트로크로 서로 반대 방향으로 이동시킬 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

2개의 펌프 실린더(22, 26) 내외로의 액체 유입 및 유출은 체크 밸브인 유입 밸브(18, 19) 및 유출 밸브(20, 21)를 제어한다. 이들 밸브의 성질에 대한 추가 설명을 위해, 이하에서는 다른 밸브(19, 20, 21)의 대표로서 유입 밸브(18)에 대해 도 2를 참조하여 기술한다.

유입 밸브(18)는 흡입 채널(16) 및 펌프 채널(23)에 연결되어 있는 밸브 챔버(30)를 포함한다. 흡입 채널(16) 및 펌프 채널(23)은 밸브 챔버(30)의 대향 측면에 마련되어 있는 것이 바람직하다.

밸브 챔버(30)를 형성하기 위해, 하우징부 중 하나(여기에서는 예컨대 제 1 하우징부(14))는 밸브 챔버 리세스(31)를 구비하며, 이 밸브 챔버 리세스(31)는 다른 하우징부(여기에서는 제 2 하우징부(15))에 마련된 밸브 챔버 폐쇄구(32)와 연결되어 있다. 본 예시적인 실시예에서는 밸브 챔버 폐쇄구(32)가 핀(pin)형 연장부(33)에 의해 형성되어 있는데, 이 핀형 연장부(33)는 제 2 하우징부(15)의 상단면(34)에서 시작하여 밸브 챔버 리세스(31) 내로 돌출한다. 펌프 채널(23)은 연장부(33)를 통해 연장되어 연장부(33)의 단부면으로 이어진다.

도 1 및 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 연장부(33)는 원통형으로 또는 (아주 약간) 원뿔형으로 형성될 수 있다. 연장부(33)의 대략 원통형인 외주면은 밸브 챔버 리세스(31)의 내벽에 지지될 수 있고, 또는 이들 사이에 도 2에 도시된 바와 같이 환형 간극(35)을 형성할 수도 있다. 2개의 하우징부(14, 15)는, 밸브 챔버(30)가 흡입 채널(16) 및 펌프 채널(23)과 연통되지만 그 외에 대해서는 밀봉되도록 타이트하게(tightly) 상호 접속된다. 밸브 챔버 리세스(31) 내에서의 연장부(31)의 압입(press fit)에 의해 시일(seal)을 형성하는 것이 가능하다. 이 시일은, 예컨대 링 시일(ring seal)과 같은 별개의 시일 요소에 의해 유발될 수도 있다. 그러나, 시일은, 구체적으로는 초음파 용접 시임 형태의 마찰 용접 시임(36)과 같은 일체 결합 접속부에 의해 생성되는 것이 바람직하며, 이 일체 결합 접속부는 각각의 연장부(33)를 그 연장부(33)의 전체 외주에서 환상으로 둘러싼다. 이를 위해, 연장부(33)는 0이 아닌 환형 간극(35) 내에서 단차 형성될 수 있으며, 밸브 챔버 리세스(31)는 환형 숄더(shoulder)를 구비할 수도 있다. 하우징부(14, 15)가 함께 결합되어 초음파에 노출되면, 환형 간극(35)은 단차부와 환형 숄더 사이에 초음파 또는 마찰 용접 시임(36)을 형성하기 위해 충분한 횡방향 가동성을 보장한다. 모든 실시예에 있어서, 이 용접 시임은 밸브 챔버(30)로부터 간격을 두고 마련되는 것이 바람직하다.

밸브 챔버(30) 내에는 밸브 폐쇄 부재(37)가 마련된다. 이는 도 3에 개별적으로 도시되어 있다. 밸브 폐쇄 부재(37)는 완전히 살균 가스에 대한 투과성 및 가요성이 있는 플라스틱, 보다 구체적으로는 단일 플라스틱 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 예로서, 밸브 폐쇄 부재(37)는 EPM, EPDM, FPM 등으로 구성될 수도 있다. 밸브 폐쇄 부재(37)는, 바람직하게는 약간 볼록하게 만곡된 밀봉면을 구비하며 축방향 돌출 환상 에지(39)를 그 주변에 마련한 플레이트부(38)를 구비하는 것이 바람직하다. 에지(39)와 중심 허브부(40) 사이에서는 플레이트부(38)가 환형 스프링 영역(41)을 구비하는데, 이 스프링 영역(41)은 볼록하게 만곡된 밀봉면에서 이격된 허브부(40)를 둘러싸는 환형 홈에 의해 형성될 수 있다. 스프링 영역(41)은 허브부(40)(에지(39)와 마찬가지로 강성임)에 대해 상대적으로 보다 강성인 에지(39)의 축방향으로의 약간의 탄성을 가능케 한다. 탄성 변형은 대부분 스프링 영역(41) 내에서 발생한다. 스프링 영역은 또한 침투 영역으로서 기능하는데, 이 침투 영역에서의 벽 두께는 최대로 십분의 수(a few tenths) 밀리미터이다. 살균 가스는 살균을 일으키기에 충분한 양으로 스프링 영역(41)을 침투할 수 있다.

중심 핀(42)은 바람직하게는 축방향으로 동축적으로 허브부(40)로부터 멀어지도록 연장되며, 중심 핀(42)은 밸브 챔버(30)에서 시작되는 채널들 중 하나, 예컨대 펌프 채널(23) 내로, 상기 펌프 채널을 차단하지 않도록 돌출한다. 중심 핀(42)은 방향설정(orientation) 및 조립 보조물로서 사용될 수 있다.

밸브 폐쇄 부재(37)의 볼록 단부면은 밸브 시트(43)와 연관되어 있는데, 이 밸브 시트(43)는 예컨대 환형 비드에 의해 형성되며, 흡입 채널(16)을 둘러싼다. 밸브 시트(43)는, 도 2에 따른 예에 도시된 바와 같이 둥근 리브(rib)에 의해 형성될 수 있다. 이는 밸브 폐쇄 부재(37)의 플라스틱의 탄성과 함께 밸브 폐쇄 부재(37)와 밸브 시트(43) 사이의 광범위한 밀봉 접촉을 야기한다. 밸브 시트(43)의 직경은 최대로는 스프링 영역(41)의 직경만큼 큰 것이 바람직하다. 또한, 양자는 모두 서로 동축적으로 마련되는 것이 바람직하다.

오버플로우 구조체(44)는 밸브 폐쇄 부재(37)와 연관되어 있다. 이 구조체는 밸브 챔버(30) 내에, 바람직하게는 밸브 시트(43)에 대향하는 면에 마련되어 있다. 오버플로우 구조체(44)는, 도 2에 표시된 바와 같이 반경방향 홈(45)에 의해 형성될 수 있으며, 이 반경방향 홈(45) 중 하나 이상은 펌프 채널(23)로부터 시작해서 반경방향 외측으로 연장된다. 에지(39)의 직경은 밸브 챔버(30)의 직경보다 작다. 따라서, 액체는 플레이트부(38)를 넘어서 축방향으로 유동할 수 있다.

이와 관련하여 기술된 펌프 유닛(10)은 하기와 같이 작동한다.

운전시에, 펌프 피스톤(25, 29)이 교대로 전후 방향으로 이동한다. 펌프 실린더(22 또는 26)의 용적 증대 방향으로 이동하는 펌프 피스톤(25 또는 29)은 흡입 채널(16)을 거쳐서 염화나트륨 용액을 흡입한다. 밸브 폐쇄 부재(37)는 여기에서는 스프링 영역(41) 및 선택적으로 추가 부분이 약간 변형된 상태로 밸브 시트(43)로부터 멀어지도록 이동하여 통로를 개방한다.

변형 실시예에서는, 밸브 폐쇄 부재(37)가 약간의 축방향 유격을 갖도록 밸브 챔버(30)와 밸브 폐쇄 부재(37)를 서로 매칭할 수도 있다. 이러한 경우에도, 각 펌프 피스톤(25 또는 29)의 흡입 운동은 해당 유입 밸브(18 또는 19)의 개방을 초래한다.

대조적으로, 펌프 피스톤(25, 29)이 펌프 실린더(22, 26)의 용적 감소 방향으로 이동하면, 액체 압력 및 유동이 각 유입 밸브(18, 19)의 폐쇄 및 각 유출 밸브(20, 21)의 개방을 야기하는데, 각 유출 밸브(20, 21)는 유입 밸브(18, 19)에 따라 형성된다. 단지 밸브 시트(43)가 펌프 채널(24, 28)을 둘러싸기 위해 제 1 하우징부(14)에 마련되어 있지 않고 제 2 하우징부(15)에 마련되어 있는 점에서만 구조적인 차이점이 있다. 따라서, 오버플로우 구조체(44)는 제 2 하우징부(14)와 연관되며, 밸브 챔버 리세스(31)의 베이스에 마련되어 있다.

이와 관련하여 기술된 펌프 유닛(10)은 하기와 같이 제조된다.

하우징부(14, 15)가 먼저 제공되며, 그 후에 밸브 폐쇄 부재(37)가 도 6에 도시된 하우징부(15)에 끼워진다. 밸브 폐쇄 부재(37)는 여기에서는 도 1에 사전 규정된 방향설정으로 대응 연장부(33) 상에 각각 배치된다. 그리고, 제 1 하우징부(14)가 밸브 챔버 리세스(31)를 통해 연장부(33) 상에 끼워진다. 제 1 하우징부의 밑면이 상단면(34)에 도달하기 전에 제 1 하우징부가 연장부(33)에 형성된 환형 숄더(46)와 접촉한다. 이제, 초음파의 영향으로 인해 숄더(46) 상에 환형의 초음파 용접 시임 또는 마찰 용접 시임(36)(도 1)이 형성된다.

조립에 이어서, 펌프 피스톤(25, 29)과 함께 또는 펌프 피스톤(25, 29) 없이 펌프 유닛(10)이 살균된다. 이를 위해, 가스 살균의 원리가 적용되는 것이 바람직한데, 이 가스 살균의 원리에서는 바람직하게는 플라스틱으로 구성된 하우징부(14, 15)가 온도 부하(temperature load)에 노출되지 않거나 또는 약간의 온도 부하에 노출된다. 살균 가스로 펌프 유닛(10)을 세정하는 경우, 이 가스는 예컨대 접속부(11, 12)를 거쳐서 흡입 채널(16) 및/또는 압력 채널(17)에 공급된다. 여기에서, 살균 가스는 유입 밸브(18, 19) 및/또는 유출 밸브(20, 21)를 용이하게 개방할 수 있고, 그와 함께 또는 그와 별개로, 특히 허브부(41)의 영역에서 확산에 의해 얇은 플라스틱 막을 통과할 수 있다. 그에 따라, 펌프 유닛(10)에 대한 신뢰할만한 살균이 가능하다.

상술한 펌프 유닛(10)에 대한 수많은 변형이 가능하다. 예로서, 오버플로우 구조체(44)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 밸브 폐쇄 부재(37)의 에지(39)에 형성되어 있는 리세스(47)에 의해 형성될 수 있다. 반면에, 본 실시예에서는, 평평한 폐쇄 지지면(48)이 에지(39)와 연관될 수 있으며, 연장부(33) 또는 밸브 챔버 폐쇄구(32)의 단부면을 형성한다. 또한, 밸브 시트(43)에 근접한 채널(16)은 도시된 바와 같이 다수의 개별 채널들에 의해, 또는 상대적으로 단면이 더 큰 단일 채널에 의해 형성될 수 있다. 추가의 변형도 가능하다.

본 발명에 따른 펌프 유닛(10)은 단지 2개의 하우징부(14, 15)와 4개의 밸브 폐쇄 부재(37)와 펌프 피스톤(25, 29)을 포함하는 특히 단순한 구조를 갖는다. 밸브 폐쇄 부재(37)는 서로 동일한 것이 바람직하며, 양 하우징부(14, 15) 사이의 포켓(pocket) 내에 포획된다. 하우징부(14, 15)는 초음파 용접 시임에 의해 영구적으로 상호 연결되는 것이 바람직하다. 밸브 폐쇄 부재는, 그 자체로 탄성적이며 선택적으로 조립 및 방향설정 보조물로서 중심 핀(42)을 구비할 수도 있는 디스크형 부품 또는 플레이트형 부품에 의해 형성된다. 필요에 따라, 밸브 폐쇄 부재는 편의된 상태로 또는 편의되지 않은 상태로 각 밸브 시트(43)에 지지될 수 있으며, 밸브를 형성할 수 있는데, 이 밸브는 특히 확실하게 개폐되고, 가장 느린 유속에도 반응하며, 용이하게 살균할 수 있다.

10 : 펌프 유닛 11 : 염화나트륨 저장소에의 접속부
12 : 워터 제트 수술용 기기에의 접속부
13 : 하우징 14 : 제 1 하우징부
15 : 제 2 하우징부 16 : 흡입 채널
17 : 압력 채널 18, 19 : 흡입 밸브(유입 밸브)
20, 21 : 유출 밸브 22 : 제 1 펌프 실린더
23, 24 : 제 1 펌프 실린더(22)의 펌프 채널
25 : 펌프 피스톤 26 : 제 2 펌프 실린더
27, 28 : 펌프 채널 29 : 펌프 피스톤
30 : 밸브 챔버 31 : 밸브 챔버 리세스
32 : 밸브 챔버 폐쇄구 33 : 연장부
34 : 제 2 하우징부(15)의 상단면 35 : 환형 간극
36 : 마찰 용접 시임 37 : 밸브 폐쇄 부재
38 : 플레이트부 39 : 에지
40 : 허브부 41 : 스프링 영역
42 : 중심 핀 43 : 밸브 시트
44 : 오버플로우 구조체 45 : 반경방향 홈
46 : 환형 숄더 47 : 리세스
48 : 지지면

Claims

의학적 용도를 위한 펌프 유닛(10)에 있어서,
제 1 하우징부(14) 및 제 2 하우징부(15)를 갖는 펌프 하우징(13)과,
상기 제 1 하우징부(14) 내에 형성되는 흡입 채널(16) 및 압력 채널(17)과,
상기 제 2 하우징부(15)에 형성되고, 펌프 피스톤(25, 29)을 수용하도록 구성된 적어도 2개의 펌프 실린더(22, 26)로서, 각각의 펌프 실린더(22, 26)로부터 2개의 펌프 채널(23, 24; 27, 28)이 연장되는, 상기 적어도 2개의 펌프 실린더(22, 26)와,
상기 하우징부(14, 15) 중 하나 내에 형성되는 밸브 챔버 리세스(31)와,
상기 밸브 챔버 리세스를 차단하여 밸브 챔버(30)를 형성하기 위해 상기 밸브 챔버 리세스(31)와 연관되어 있는 밸브 챔버 폐쇄구(32)로서, 상기 압력 채널(17) 또는 상기 흡입 채널(16)이 상기 밸브 챔버 폐쇄구(32)로 이어지며, 상기 흡입 채널(16), 상기 압력 채널(17) 및 펌프 채널(23, 24, 27, 28)이 상기 밸브 챔버(30)로 이어지도록 마련되는, 상기 밸브 챔버 폐쇄구(32)와,
살균 가스에 대해 투과성이 있는 적어도 하나의 밸브 폐쇄 부재(37)를 포함하는
펌프 유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 밸브 폐쇄 부재(37)는 플레이트부(38) 및 중심 핀(42)을 구비하고,
상기 밸브 폐쇄 부재(37)는, 상기 중심 핀(42)이 흡입 채널(16), 압력 채널(17) 및 펌프 채널(23, 24, 27, 28) 중 하나 내로 연장되도록 상기 밸브 챔버(30) 중 하나 내에 마련되는 것을 특징으로 하는
펌프 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 밸브 챔버 폐쇄구(32)는 상기 밸브 챔버 리세스(31) 내로 돌출하는 연장부(33)로서 형성되는 것을 특징으로 하는
펌프 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 밸브 챔버 폐쇄구(32)는 상기 밸브 챔버 리세스(31)와 함께 환형 간극(35)을 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
펌프 유닛.
제 3 항에 있어서,
상기 하우징부(14, 15)는 광범위한 일체 결합 접속부(extensive integrally bonded connection)(36)에 의해 상호 접속되는 것을 특징으로 하는
펌프 유닛.
제 5 항에 있어서,
상기 접속부(36)는 마찰 용접 시임(friction weld seam)인 것을 특징으로 하는
펌프 유닛.
제 5 항에 있어서,
상기 접속부(36)는, 상기 연장부(33)가 돌출하는 평면에 마련되는 것을 특징으로 하는
펌프 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
각각의 밸브 챔버 폐쇄구(32)는 펌프 채널(23, 24, 27, 28)을 갖는 것을 특징으로 하는
펌프 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
적어도 2개의 밸브 챔버 폐쇄구(32)가 각각의 펌프 실린더(22, 26)와 연관되어 있으며, 상기 밸브 챔버 폐쇄구 중 하나는 유입 채널로서 기능하는 채널(23, 27)을 갖고, 상기 밸브 챔버 폐쇄구 중 다른 하나는 유출 채널로서 기능하는 채널(24, 29)을 갖는 것을 특징으로 하는
펌프 유닛.
제 9 항에 있어서,
상기 유입 채널을 포함한 밸브 챔버 폐쇄구(32)는 밸브 폐쇄 부재(37)의 에지(39)와 함께 오버플로우 구조체(overflow structure)(44)를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
펌프 유닛.
제 10 항에 있어서,
상기 밸브 폐쇄 부재(37)의 중심 핀(42)은 흡입 채널(16) 내로, 또는 유입 채널로서 기능하는 펌프 채널(23, 27) 내로 돌출하도록 마련되는 것을 특징으로 하는
펌프 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 흡입 채널(16)은 밸브 시트(43)에서 개방되고, 상기 밸브 폐쇄 부재(37)는 상기 밸브 시트(43)에 유격 없이 지지되는 것을 특징으로 하는
펌프 유닛.
제 9 항에 있어서,
상기 압력 채널(17)로 이어지는 펌프 채널(24, 28)에 밸브 시트(43)가 형성되는 것을 특징으로 하는
펌프 유닛.
제 13 항에 있어서,
상기 밸브 폐쇄 부재(37)는 상기 밸브 시트(43)에 유격 없이 지지되도록 마련되는 것을 특징으로 하는
펌프 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
동일한 밸브 폐쇄 부재(37)가 밸브 챔버(30) 내에 마련되는 것을 특징으로 하는
펌프 유닛.