KR101922712B1 - 연동 펌프 및 그 용도의 펌프헤드 - Google Patents

Abstract

펌프 튜브를 수용하는 펌프헤드 하우징을 포함하는 연동 펌프헤드로서, 튜브의 단부에는 접합 어깨부 및 접합 어깨부에서 튜브를 향해 연장되면서 나사산이 형성된 자루부가 외면 한쪽에 형성되고, 내부에 관통 통로가 형성된 튜브 단부 고정체가 제공되며, 튜브의 단부는 접합 어깨부와 인접하면서 펌프헤드 하우징의 구멍에 수용되고, 접합 어깨부는 펌프헤드 하우징의 구멍에서 펌프헤드 하우징과 인접하며, 그리고 튜브 단부 고정체는 펌프헤드 하우징에 대하여 접합 어깨부를 보유하도록 보유 요소에 의해 맞물리고, 여기서 튜브의 단부에 삽입되는 나사산이 형성된 자루부는 펌프헤드 하우징에서 펌프헤드 하우징의 구멍과 접합 어깨부를 향하여 튜브를 끌어 당기도록 회전한다.

Description

연동 펌프 및 그 용도의 펌프헤드{Peristaltic Pump and Pumphead Therefor}

본 발명은 연동 펌프와 그를 위한 펌프헤드에 관한 것이다.

연동 펌프는 펌프질되는 유체가 펌프 부품들과 접촉하는 것이 바람직하지 못한 응용들에서 통상적으로 사용된다. 예를 들어 연동 펌프는 내부 펌프 요소와의 유체 접촉이 유체를 오염시키거나 펌프에 손상을 줄 위험이 있는 살균성이거나 마모성 유체를 펌프질하는데 종종 사용된다. 따라서 연동 펌프는 살균성 펌프 처리가 요구되는 음료 업계와 마모성 입자를 포함하는 슬러리가 전달될 필요가 있는 골재 업계에서 종종 사용된다.

일반적으로 연동 펌프는 튜브가 연장되는 펌프 하우징과 튜브상에 연동 작용을 가하도록 펌프 하우징 내부에 배치된 압착 요소를 포함한다. 압착 요소는 전형적으로 연동 작용을 가하도록 튜브를 따라 이동하는 하나 또는 그 이상의 롤러 또는 와이퍼를 갖는다.

펌프 하우징과 압착 요소는 종종 자체 포함되는 유닛으로 제조된다. 따라서 펌프 조립은 튜브가 롤러/와이퍼와 하우징의 내벽 간의 하우징을 통해 실처럼 가느다랗게 되도록 요구한다. 롤러/와이퍼와 펌프 하우징 간의 튜브 압축은 조립을 어렵게 만드는데 그 이유는 조립자가 종종 하우징을 통하여 튜브를 끄는데 상당한 양의 힘을 가해야 하기 때문이다. 게다가 튜브가 하우징 내에서 적절히 배치되는 것을 보증함이 중요하다. 조립에서 어려움은 하우징 내에서 튜브의 정밀한 구성을 방해한다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 착상되었다.

본 발명의 제 1 양상에 따르면 펌프 튜브를 수용하는 펌프헤드 하우징을 포함하는 연동 펌프헤드가 제공되는데, 튜브의 단부에는 접합 어깨부 및 접합 어깨부에서 튜브를 향해 연장되면서 나사산이 형성된 자루부가 외면 한쪽에 형성되고, 내부에 관통 통로가 형성된 튜브 단부 고정체가 제공되며, 튜브의 단부는 접합 어깨부와 인접하면서 펌프헤드 하우징의 구멍에 수용되고, 접합 어깨부는 펌프헤드 하우징의 구멍에서 펌프헤드 하우징과 인접하며, 그리고 튜브 단부 고정체는 펌프헤드 하우징에 대하여 접합 어깨부를 보유하도록 보유 요소에 의해 맞물리고, 여기서 튜브의 단부에 삽입되는 나사산이 형성된 자루부는 펌프헤드 하우징에서 펌프헤드 하우징의 구멍과 접합 어깨부를 향하여 튜브를 끌어 당기도록 회전하는 것을 특징으로 한다.

나사산이 형성된 자루부는 접합 어깨부에서 멀어질수록 가느다랗게 형성된다.

보유 요소는 펌프헤드 하우징의 나사산이 형성된 부분과 맞물리는 나사산이 형성된 부분을 포함한다.

튜브 단부 고정체는 개별적인 제 1부와 제 2부를 포함하는데, 제 1부는 접합 어깨부와 나사산이 형성된 자루부를 포함하며, 제 2부는 튜브에 호스를 연결하기 위한 꼭지부를 포함하고, 보유 요소는 제 1부와 제 2부를 함께 고정시키도록 배치된다.

제 1부는 6각형 소켓을 포함하는데 이로써 튜브에 대해 제 1부를 회전하도록 연장이 맞물려진다.

펌프헤드 하우징의 구멍 주위에 오목부가 제공됨으로써, 접합 어깨부와 펌프헤드 하우징 간에 원주상 슬롯이 정의되며, 튜브의 단부는 원주상 슬롯과 맞물려진다.

본 발명의 제 2 양상에 따르면 본 발명의 제 1 양상에 따른 연동 펌프헤드를 조립하는 방법이 제공되는데, 그 구성으로는: 튜브의 단부를 펌프헤드 하우징에 삽입하는 단계와, 튜브 단부 고정체의 나사산이 형성된 자루부를 튜브의 단부에 삽입하여, 나사산이 형성된 자루부와 튜브를 맞물리게 하는 단계와, 접합 어깨부와 펌프헤드 하우징과의 인접 맞물림으로 가져오는 단계와, 튜브에 대하여 나사산이 형성된 자루부를 회전시켜, 펌프헤드 하우징에서 펌프헤드 하우징의 구멍과 접합 어깨부를 향하여 튜브를 끌어 당기도록 하는 단계를 포함한다.

튜브에 대한 나사산이 형성된 자루부의 회전은 튜브를 나사산이 형성된 자루부를 따라 끌어 당겨 튜브와 접합 어깨부가 압착 맞물림이 생기도록 한다.

보유 요소는 펌프헤드 하우징에 대해 튜브 단부 고정체를 보유하도록 튜브 단부 고정체와 맞물린다.

펌프헤드 내부에 튜브는 고정 배치 구조로 된다.

본 발명의 양호한 이해를 위해 그리고 본 발명이 실제로 어떻게 수행되는 지를 보이기 위해 예시로서 첨부 도면에 대한 참조가 있을 것이다.
도 1은 연동 펌프를 위한 펌프헤드의 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 펌프ㅂ헤드의 절개된 사시도이고,
도 3은 도 1에 도시된 펌프헤드의 단면도이고,
도 4는 방출기와 수용기에 대해 정렬된 도 1에 도시된 펌프헤드의 추가적인 단면도이고,
도 5는 도 3에 도시된 단면도와 대응하는 펌프헤드의 확대된 부분 단면도로서 여기서 펌프헤드 내의 밸브는 닫혀져 있으며,
도 6은 도 5와 대응하지만 밸브가 열려져 있음을 보여주며,
도 7은 도 3에 도시된 라인 VII를 따른 펌프헤드의 단면도이고,
도 8은 도 3에 도시된 라인 VIII를 따른 펌프헤드의 추가적인 단면도이고,
도 9는 도 1에 도시된 펌프헤드의 변형물의 절개된 투시도이고,
도 10은 도 9에 도시된 펌프헤드의 단면도이고,
도 11은 밸브가 닫혀진 것을 보이는 밸브 영역에서의 도 9에 도시된 바와 같은 펌프헤드의 확대도이고,
도 12는 도 11에 도시된 도면에 대응하지만 밸브가 열려져 있음을 보여준다.

도 1과 도 2는 연동 펌프에 사용하기 위한 펌프헤드(2)를 보인다. 펌프헤드(2)는 이 중 어느 하나 혹은 모두가 적합한 열가소성 소재로부터 만들어지는 단부 캡(8, 10)에 의해 대향 단부에서 포위되는 실질적으로 실린더 외벽(6)을 갖는 펌프헤드 하우징(4)을 포함한다. 외벽(6) 및/또는 단부 캡(8, 10) 중 하나 혹은 둘 모두는 몰딩으로 된다. 단부 캡(8, 10)은 밀봉된 펌프헤드 하우징(4)을 형성하도록 외벽(6) 상으로 스핀 용접되거나 초음파로 고정된다. 펌프헤드 하우징(4)의 실린더 외벽(6)은 펌프헤드 축을 정의한다. 단부 캡(10)은 오목부(11)를 정하는 것을 포함하는데 구동 유닛(1)(도 6에서 부분적으로 도시됨) 상에서 이에 대한 투사는 펌프헤드(2)가 여러 소정의 배향 중 하나에서 구동 유닛(1)에 대해 배치되는 것을 보증하도록 정하는 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 펌프헤드 하우징(4)은 실질적으로 실린더 내벽(12)과 내부 단 벽(14)에 의해 펌프 챔버(16)와 보조 챔버(18)로 분할된다. 내벽(12, 14)은 내부 및 외부 실린더 벽(6, 12)에 수직으로 연장하는 원주상 뼈대(22)와 가로날개뼈대(20)를 축과 방사방향으로 연장함으로써 외벽(6) 상에서 지지된다. 내벽(12)과 외벽(6)은 환형 통로(24)를 정의하는데 이는 내벽(12)과 단부 캡(8) 사이에 정의된 환형 슬롯(26)과 원주상 뼈대(22) 간에서 연장한다. 환형 슬롯(26)은 펌프 챔버(16)와 통로(24) 간의 유체 통신을 제공한다.

보조 챔버(18)는 펌프 챔버(16)와 공축이다. 도 3에 도시된 바와 같이 보조 챔버(18)는 펌프 챔버(16) 주위로 연장하는 환형 영역(28)과 실질적으로 실린더형인 수집 영역(30)을 포함하며 일반적으로 단부 캡(10)과 내부 단벽(14) 사이에 정의된다.

밸브(32)는 펌프 챔버(16)와 보조 챔버(18) 사이에 위치된다. 밸브(32)는 원주상 뼈대(22)에서 포트(34)와 밸브(32)를 닫고 열도록 포트(34)와 밀봉 맞물림으로 들어가거나 해제로 이동가능한 피스톤(36)을 포함한다. 피스톤(36)은 보조 챔버(18)를 정의하는 단부 캡(10)을 통해 피스톤(36)으로부터 연장하며 펌프헤드 하우징(4)으로부터 돌출하게끔 되는 플런저(38)와 연결된다. 펌프헤드 하우징(4)을 통해 돌출된 플런저(38) 단부는 버튼 등의 압착 특성(40)을 가지는데 이는 플런저(38)를 작동하도록 압착됨으로써 피스톤(36)을 포트(34)와의 밀봉 맞물림 해제로 이동시켜 밸브(32)를 개방케 한다. 압착 특성(40)은 단부 캡(10)에 제공된 오목부(42)에 압착 특성(40)과 오목부(42)는 밸브(32)가 닫힐 때에 압착 특성(40)이 단부 캡(10)의 주요부와 동일 평면이 되도록 구성된다.

보조 챔버(18)에는 출구가 제공된다. 출구는 외벽(6)을 통해 연장하며 보조 챔버(18)의 하부 영역으로 돌출되는 파이프(44)를 포함한다. 보조 챔버(18) 내의 파이프(44) 부는 보조 챔버(18)로 연장하며 도 3에 도시된 바와 같이 펌프헤드(2)의 의도된 동작 배향에 있을 때에 보조 챔버(18)의 최저점 이상에서 보조 챔버(18) 내에 위치된 스노클 입구(47)를 가지는 스노클(45)을 제공한다. 스노클(45)을 둘러싸는 보조 챔버(18) 영역은 스노클(45) 근처의 저장소를 정의하며 여기서 스노클(45)이 직립 위치에 있는 때에 액체가 수신된다. 외벽(6)으로부터 멀어져 펌프헤드(2) 외곽으로 연장하는 파이프(44) 부는 호스(미도시)가 연결되는 꼭지부를 제공한다.

축차(46)는 단부 캡(10), 단부 벽(14)과 펌프 챔버(16)를 통해 펌프헤드 축을 따라 연장한다. 축차(46)는 펌프헤드(2) 내의 베어링으로 지지된다. 펌프헤드(2)로부터 돌출된 축차 부분은 축차(46)를 구동하기 위한 구동 유닛(1)과 연결된다. 축차(46)가 연장하는 단부 벽(14)과 단부 캡(10) 영역은 이들이 펌프헤드 축에서 서로 인접하도록 형상화된다. 결과적으로 축차(46)는 보조 챔버(18)에 노출되지 않는다. 압착 요소(48)가 펌프 챔버(16) 내에 배치된다. 압착 요소(48)는 축차(46)와의 회전을 위해 결합된다. 압착 요소(48)는 부엽(50)(도 7에서 보다 명확히 도시됨)을 가지는데 이는 압착 요소(48) 주위에 배치된 튜브(52)를 내벽(12)에 대해 압착하도록 구성된다. 따라서 내벽(12)은 보조 챔버(18)와 펌프 챔버(16)를 분리하고 튜브(52)가 압착되는 압착 면을 제공한다.

도 4에 도시된 바와 같이 펌프헤드(2)는 저장소 영역에서 보조 챔버(18)에 위치된 반사경(53)을 더 포함한다. 반사경(53)은 적외선 광에 실질적으로 투과성인 물질로 만들어진 원뿔형을 포함하지만 전자기 방사의 다른 파장이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 반사경(53)은 예를 들어 폴리술폰이나 다른 적합한 물질로 만들어진다. 반사경(53)은 원뿔이 단부 캡(10)에서 보조 챔버(18)로 수렴하고 원뿔 기저부가 펌프헤드(2) 외측에 노출되도록 구성된다. 반사경(53)은 단부 캡(10)과 일체형으로 형성될 수 있다.

보조 챔버(18)의 저장소가 건조할 때에 원뿔(53)의 원뿔 표면이 공기에 노출된다. 이러한 조건하에서 기저부를 통과하고 원뿔 축에 평행하게 이동하는 적외선광은 원뿔의 원뿔 표면에서 내부적으로 반사되어 기저부를 통해 되돌아 온다. 도시된 실시예서 반사경(53), 특히 그 최고점 각도는 원뿔이 액체에 노출되는 때에 원뿔과 액체간의 계면이 적외선 광에 반사성으로 중단되도록 구성되며 따라서 기저부를 통해 돌아온 광 세기는 원뿔이 잠겨지는 정도에 따라 감소한다.

도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 펌프 챔버(16)는 내벽(12)에 제공된 제 1과 제 2 포트(54, 56)를 가진다. 각 제 1과 제 2 통로(58, 60)는 포트(54, 56)로부터 외벽(8)에 형성된 돌기부(66, 68)에 제공된 각 제 1과 제 2 개구(62, 64)로 연장한다. 통로(58, 60)는 펌프 챔버(16)와 외벽(6)의 개구(62, 64) 간에 직접 통신을 제공한다. 통로(58, 60)는 펌프헤드 하우징(4)에 대하여 접선으로 연장하는데 일반적으로 반대 방향으로 된다.

오목부(63, 65)가 돌기부(66, 68)에 제공된다. 각 오목부(63, 65)는 각 개구(62, 64) 주위로 연장한다.

튜브(52)는 제 1 개구(62)로부터 제 1 통로(58)를 따라 펌프 챔버(16)를 통해, 그리고 펌프 챔버(16)로부터 제 2 통로(60)를 따라 제 2 개구(64)로 연장한다. 튜브(52)는 축차 주위에서 단일 루프로 구성되며 압착 요소(48)와 내벽(12) 사이에 배치된다.

튜브 단부 고정체(70, 72)가 개구(62, 64) 각각에 위치된다. 각 튜브 단부 고정체(70, 72)는 튜브 단부 고정체(70, 72)에 대해 길이방향으로 연장하는 관통 통로(74, 76)와 플랜지 형태의 접합 어깨부(78, 80)와 접합 어깨부(78, 80)로부터 멀어져 연장하는 외부적으로 나사산이 형성된 자루부(82, 84)를 갖는다. 나사산이 형성된 자루부(82,84)는 접합 어깨부(78, 80)에서 멀어지는 방향으로 가늘어진다. 꼭지부(83, 85)가 나사산이 형성된 자루부(82, 84)와 대향하는 튜브 단부 고정체(70, 72) 단부에 제공된다. 꼭지부(83, 85)는 호스(미도시)와 연결될 수 있다.

각 튜브 단부 고정체(70, 72)는 접합 어깨부(78, 80)가 외벽(6)에 형성된 돌기부(66, 68) 중 하나와 인접하며 나사산이 형성된 자루부(82, 84)가 펌프 챔버(16)를 향해 통로(58, 60)를 따라 연장하도록 구성된다. 나사산이 형성된 자루부(82, 84)는 나사산이 형성된 부분이 튜브(52) 내벽과 맞물리도록 튜브(52) 단부로 연장한다. 접합 어깨부(78, 80)와 인접한 나사산이 형성된 자루부(82, 84)의 외경은 일정한 크기로 되어 자루부(82, 84)가 통로(58, 60)의 내벽과 연합하여 커넥터(70, 72)와 펌프헤드 하우징(4) 간에서 튜브(52)를 죄도록 한다. 접합 어깨부(78, 80)와 개구(62, 64) 주변의 대응 오목부(63, 65)는 튜브(52) 단부를 수신하는 원주상으로 연장하는 슬롯(86,88)을 정의한다.

가요성 캡(90, 92)을 포함하는 보유 요소가 각 튜브 단부 고정체(70,72) 단부 위에 위치된다. 각 캡(90, 92)은 캡(90, 92)의 단부에서 구멍(94,96)을 가지는데 이를 통해 꼭지부(83, 85)가 연장한다. 추가적인 구멍(98, 100)이 캡(90, 92)의 측벽 주위에 원주상으로 간격화 된다. 이 구멍(98, 100)은 개구(62, 64)와 인접한 펌프헤드 하우징 부(4) 상에 제공된 대응 돌출부(102, 104)와 맞물린다.

펌프헤드(2) 내에서 튜브(52)의 조립은 하기와 같다.

튜브(52) 단부가 제 1 개구(62)와 제 1 통로(58)를 통해 펌프헤드 하우징(4)에 삽입되고 펌프 챔버(16)에 밀어 넣어진다. 튜브 단부(52)는 내벽(12)과 접촉하며 축차(46) 주위로 압착 요소(48)의 부엽(50)과 내벽(12) 사이에서 내벽(12)의 내 표면을 따라 미끄러지며 제 2 통로(60)와 제 2 개구(64)를 통해 펌프 챔버(16)를 빠져 나온다. 튜브(52)는 부엽(50)과 내벽(12) 간의 틈보다 작은 외경을 갖는 리드부(미도시)를 포함한다. 작은 직경부는 리드부 튜브(50)가 용이하게 펌프헤드 하우징을 통해 가느다랗게 놓이게 한다. 튜브(52) 리드부가 펌프헤드 하우징(4)을 통해 가느다랗게 놓이게 되면 튜브(52) 주요부가 리드부 상을 당김으로써 끌려져 온다. 튜브(52) 주요부가 제 위치에 있게 되면 리드부는 튜브(52)로부터 절단될 수 있다. 튜브(52)는 제 2 개구(64)를 통해 튜브(52) 단부를 삽입함으로써 반대 방향으로 펌프헤드 하우징(4)을 통해 가느다랗게 놓일 수 있다.

이해해야 할 바로서 펌프헤드 하우징(4) 내부의 튜브(52) 길이는 펌프헤드의 적절한 동작을 보증하는 크기이어야 한다. 튜브(52)는 튜브(52) 단부가 개구(62, 64)에 위치되는 때에 튜브(52)가 펌프 챔버(16) 내에 적절히 배치되는 길이를 갖는다. 예상될 사항으로서, 튜브(52)가 펌프헤드를 통해 당겨지면 튜브(52) 단부의 하나 혹은 둘이 개구(62, 64)에 적절히 위치되지 않을 수 있다. 예를 들어 펌프헤드(2)에 먼저 삽입된 튜브 단부가 제 2 통로(60)를 통해 부분적으로 당겨질 수 있다(예를 들어, 펌프헤드를 조립하는 사람이 펌프헤드 하우징(4)을 통해 튜브를 당길 충분한 힘을 가할 수 없기 때문이다).

제 2 개구(64)에 위치되는 튜브 단부 고정체(72)의 나사산이 형성된 자루부(84)는 제 2 개구(64)를 통해 튜브(52) 단부로 삽입된다. 나사산이 형성된 부분은 튜브(52) 내벽과 맞물린다. 접합 어깨부(80)는 펌프헤드 하우징(4)의 돌기부(68)와 맞물리게 되는데 튜브 단부 고정체(72)를 펌프헤드 하우징(4)을 향해 밀게 됨으로써 혹은 튜브(52)에 대해 튜브 단부 고정체(72)를 회전함으로써 되며 이로 인해 튜브(52)와 튜브 단부 고정체(72) 간에 가느다랗게 놓인 맞물림이 나사산이 형성된 자루부(84)를 튜브(52)로 더 끌게 된다. 접합 어깨부(80)가 돌기부(68)와 인접하게 되면, 돌기부(68)는 튜브 단부 고정체(72)가 펌프헤드 하우징(4)으로 더 끌려지는 것을 방지한다. 이후 튜브 단부 고정체(72)는 회전하거나 혹은 튜브(52)에 대해 더 회전하여 튜브(52) 단부를 접합 어깨부(80)와 개구(64)를 향해 나사산이 형성된 자루부(84)를 따라 끌게 된다. 튜브(52)가 접합 어깨부(80)로 끌려지기 때문에 나사산이 형성된 자루부(84)와 통로(60) 내벽 간에 압착된다. 튜브(52) 단부가 접합 어깨부(80)와 인접하게 되면 펌프헤드 하우징(4)에 대한 튜브 단부 고정체(72)의 추가적인 회전이 튜브(52) 단부를 접합 어깨부(80)와 펌프헤드 하우징(4)의 오목부(65) 간에 정의된 원주상 슬롯(88)으로 강제화한다. 따라서 튜브(52) 단부는 정확한 위치에서 제 2 개구(64)에 확고히 위치된다.

캡(92)이 튜브 단부 고정체(72) 위에 위치되어 꼭지부(85)가 캡(92)의 단부에서 구멍(96)을 통해 통과하게 된다. 캡(92)이 돌출부(104) 위로 강제화되어 캡(92)을 벌리고 접합 어깨부(80)를 형성하는 플랜지에 대해 캡(92)을 강제화한다. 구멍(100)이 돌출부(104)와 정렬되면 돌출부(104)는 구멍으로 들어가고 캡(92)은 그 원래 형상으로 돌아가서 캡(92)을 펌프헤드 하우징(4)에 확고히 하고 플랜지를 죄이고 따라서 튜브 단부 고정체(72)를 펌프헤드 하우징(4)에 대해 확고히 한다. 따라서 캡(92)은 펌프헤드 하우징(4)에 채우는 식으로 고정된다.

튜브 단부 고정체(70)와 제 1 개구(62)에서의 대응 캡(90)은 튜브 단부 고정체(2)가 제 2 개구(64)에서와 동일한 방식으로 고정된다.

구동 유닛(1) 상에 펌프헤드(2) 장착은 하기와 같다.

사용 이전에 예를 들어, 튜브(52)가 펌프헤드(2) 내에 조립된 이후에, 전형적으로 액체인 윤활제가 펌프 챔버(16)에 부가된다. 윤활제 량은 실질적으로 튜브(52)와 압착 요소(48)를 코팅하기에 충분하지만 펌프 챔버(16)를 충진하지 않는다. 도 5에 도시된 바와 같이 피스톤(36)이 포트(34)와 밀봉 맞물림에 있을 때에 밸브(32)는 닫힌다. 따라서 보조 챔버(18)는 펌프 챔버(16)로부터 밀봉됨으로써 윤활제가 펌프 챔버(16)에서 보조 챔버(18)로 누출되는 것을 방지한다. 따라서 펌프헤드(2)는 윤활제가 펌프 챔버(16)에서 보조 챔버(18)로 누설, 따라서 펌프헤드에서 누설 위험 없이 수송되고 처리된다. 결과적으로 보조 챔버(18)는 사용 이전에 건조된 상태가 될 것이다.

펌프헤드(2)는 펌프헤드(2) 정상부를 향해 밸브(32)와 실질적으로 직립 상태에서 구동 유닛(1)에 장착된다. 따라서 펌프 챔버(16) 내의 윤활제는 밸브(32)에서 멀어진 챔버(16) 바닥부에 누적될 것이다.

펌프 헤드가 장착되는 구동 유닛(1)은 도시된 실시예에서 구동 유닛(1)에서 돌출부(106)(도 6에서 도시됨)인 수단으로서 펌프헤드(2)의 압착 특성(40)과 정렬되는 것을 포함한다. 펌프헤드(2)의 장착과 함께 압착 특성(40)은 돌출부(106)와의 압착 맞물림으로 되며 돌출부(106)는 압착 특성(40)을 단부 캡(10)의 오목부(42)로 압착한다. 도 6에서 도시된 바와 같이 압착 특성(40)은 플런저(38)에 작용하여 피스톤(36)을 포트(34)와의 밀봉 맞물림에서 해제함으로써 밸브(32)를 개방시킨다. 펌프헤드가 직립 상태로 고정되는 시점에서 구동 유닛(1) 상에 펌프헤드(2)의 장착시에만 밸브(32)가 열리므로 윤활제가 밸브(32)를 통해 보조 챔버(18)로 이동할 위험이 덜하다.

또한 구동 유닛(1)은 적외선 광을 방출하고 수용하는 방출기(110)와 수용기(112)를 각각 포함한다. 방출기(110)는 광 방출 다이오드이고 수용기(112)는 광트랜지스터이다. 방출기(110)와 수용기(112)는 펌프헤드(2)가 구동 유닛(1)에 부착될때 반사경(53)이 방출기(110)에 의해 방출된 적외선 광을 수용기(112)로 반사하도록 구동 유닛(1) 상에 배치된다. 반사경(53)에 대한 방출기(110)와 수용기(112)의 배치는 도 4에서 도시된다. 도시된 실시예에서 방출기(110)와 수용기(112)는 동일한 펌프헤드 하우징 내에 포함된다. 방출기(110), 수용기(112)와 반사경(53)은 함께 보조 챔버(18) 내에 액체를 검출할 수 있는 광센서를 포함한다. 현재 실시예에서 반사경(53)은 원뿔 외부 표면상에 존재하는 액체가 없을 때에 방출기(110)에 의해 방출된 적외선 광에 대한 실질적으로 전체 내부 반사를 표시하도록 구성된다. 따라서 펌프헤드(2)가 구동 유닛(1) 상에 먼저 장착되는 때에 수용기(112)는 반사된 적외선 광의 존재를 검출한다. 수용기(112)와 연결된 제어기는 반사경(53)이 액체에 노출되지 않으며 이에 따라 보조 챔버(18)에 실질적으로 아무런 액체가 존재하지 않음을 결정하는데 사용된다.

반사경(53)은 단순한 몰딩이고 따라서 방출기(110)와 수용기(112)에 비해 비교적 값이 싸다. 상기 구성의 이점은 펌프헤드(2)가 닳았거나 손상되었을 때, 특히 튜브(52)가 그 수명에 도달했을 때 단위체로 처분될 수 있고 교체 고정된 펌프헤드가 자신의 반사경을 포함한다는 것이다. 이 구성은 구동 유닛(1) 상에 장착된 방출기(110)와 수용기(112)의 교체를 요구하지 않는다. 결과적으로 펌프헤드 교체 비용은 펌프헤드에 장착된 값비싼 감지 요소를 가진 펌프헤드에 비해 상당히 감소된다. 더욱이 단부 캡(8, 10)을 실린더 펌프헤드 하우징(4)상에 스핀 용접함으로써 밀봉되는 펌프헤드(2)는 처분시 펌프헤드(2)의 무결성을 개선한다.

사용 도중에 축차(46)가 회전하여 압착 요소(48)의 부엽(50)과 내벽(12) 간에 튜브(52)를 압착함으로써 튜브(52) 상에 연동 작용을 가하게 된다. 연동 작용은 튜브(52)를 통해 액체를 펌프질한다. 환형 통로(24)를 정의하는 내벽(12) 부분은 펌프 챔버(16)와 밸브(32) 간의 방벽 역할을 한다. 따라서 내벽(12)은 펌프 작용으로 뿌려진 윤활제가 밸브(32)를 통해 보조 챔버(18)로 진입하는 것을 방지한다.

만일 사용 도중에 튜브(52)가 파열되거나 아니면 펌프 챔버(16) 내에서 누설되기 시작하는 경우 튜브(52)를 통해 펌프되는 액체는 튜브(52)에서 펌프 챔버(16)와 통로(24)로 빠져나가게 된다. 빠져나가는 액체 량이 증가하는 때에 펌프 챔버(16) 내의 액체 높이는 내벽(12) 정상부 위로 상승하고 통로(24)로부터 밸브(32)를 통해 보조 챔버(18)로 흐른다.

보조 챔버(18)로 진입하는 액체는 스노클(45) 주위의 저장소에 누적된다. 액체가 저장소에 누적되는 때에 액체 높이가 반사경(53)에 도달함으로써 적어도 반사 경(53)의 원뿔의 외부 표면의 일부가 액체에 노출된다. 액체는 공기보다 높은 굴절율울 가지므로 반사경(53)에 의해 표시되는 내부 반사 량을 감소시킨다. 결과적으로 수용기(112)를 향해 반사되어 오는 적외선 광량은 감소한다. 반사된 방사의 감소는 제어기에 의해 검출되며 저장소에 액체가 존재함을 결정하는데 사용된다. 결과로서 예를 들어 경보가 생성되는데 이것은 튜브가 고장났다(즉 파열되었다)와 누설이 발생하였음을 나타낸다. 이후 펌프는 자동적으로 혹은 결과에 응답하여 사용자에 의해 정지된다.

높이가 스노클 입구 위로 계속하여 상승하게 되면 액체는 파이프(44)를 통해 보조 챔버(18)로부터 방출된다.

현재의 실시예에서 오목부(11)를 정하는 것은 튜브(52)가 펌프헤드(2)로부터 수평으로(도 7과 도 8에서 표시됨) 혹은 펌프헤드(2)로부터 수직으로 연장하면서 펌프헤드가 구동 유닛(1) 상에 장착되게 하는 것이다. 밸브(32)가 펌프헤드(2) 내에 배치되는데 이는 각 구성에서 밸브(32)가 펌프 챔버(16) 위에 위치되게 하는 것이다. 게다가 파이프(44)는 펌프헤드(2)로부터 튜브(52)의 일반적인 연장 방향에 대해 45도로 배치되며 이에 따라 각 구성에서 스노클(45)은 수직에 대해 45도이며 따라서 각 구성에서 저장소가 스노클 입구(47) 이하로 정의하게 된다.

이해해야 할 사항으로서 적합한 반사경을 포함하는 다른 타입의 광센서가 사용될 수 있다. 예를 들어 광센서는 반사경이 액체에 노출되는 때에 수용기로 향해 반사되는 방사량이 증가하도록 구성된다. 반사 표면에 대한 적합한 형상으로서 원뿔이 설명되었지만, 액체에 노출되는 때에 반사된 방사의 량이나 방향을 변경하는 예를 들어 피라미드형이나 절두체인 임의의 표면이 적합할 것이다. 대안적으로 혹은 부가적으로, 반사경은 적합한 물질로 만들어지거나 그리고/또는 코팅이 제공되어 반사경이 액체에 노출되었는지에 따라 반사된 방사량이 가변될 수 있다.

이해할 사항으로서, 수신기/제어기 감도는 조정될 수 있는데 소량의 액체가 누설의 양성 검출을 발생하는 것을 방지하기 위함이다.

이해할 사항으로서, 광센서는 또한 펌프헤드(2)가 구동 유닛(1) 상에 장착된 때에 반사된 방사의 존재를 검출함으로써 펌프헤드(2)의 구동 유닛(1) 상의 존재 혹은 정확한 장착을 검출하는데 사용된다.

전술한 펌프헤드(2)의 변형물(202)이 도 9에서 도시된다.

펌프헤드(202)는 일 단에서 일체형 단부 벽(208)으로 포위된 실린더형 케이스(206)로 형성되고 타 단에서 단부 캡(210)으로 형성된 펌프헤드 하우징(204)을 포함한다. 현재의 실시예에서 단부 캡(210)은 케이스(206)에 초음파로 고정된다. 케이스(206)는 외벽(212)과 외벽(212)에 대해 방사형으로 내향으로 배치된 내벽(214)을 포함한다. 외벽(212)와 내벽(214)은 원주상 뼈대(216)로 연결된다. 단부 벽(208)은 예를 들어 몰딩딘 모노코크 구조인 내벽(214)과 일체형으로 형성된다.

외벽(212)은 축 방향으로 내벽(214) 위로 연장한다.

원형 판(218)이 케이스(6) 내부에 위치된다, 원형 판(218)은 원형 판(218) 주변이 외벽(212)의 내면에 대하여 밀봉하도록 배치된다. 판(218)은 내벽(214) 단부에 인접하여 판(218), 내벽(214), 단부 벽(208)이 펌프 챔버(220)를 정의하도록 더 배치된다. 판(218)에는 내벽(214)을 지지하도록 내벽(214) 주위를 둘러싸는 축방향으로 연장하는 뼈대(222)가 제공된다.

펌프헤드(202)는 펌프 챔버(220) 내에서 회전을 위해 배열된 압착 요소(224)를 포함하는 축차(223)를 더 포함한다. 압착 요소(224)는 내벽(214)에 대해 펌프 챔버(220) 내에 장착된 튜브를 압착하기 위한 부엽(228)(도 10에 도시됨)을 정의하는 방사형 외면(226)을 포함한다. 방사형 외면(226)은 코어(230)와 압착 요소(224)의 외면(226) 사이에서 연장하는 격자 구조(232)에 의해 축차(223)의 코어(230)와 견고하게 연결된다. 축차(223)는 압착 요소(224)의 외면(226)과 각각 단부 벽(208)과 판(218) 상에 제공된 지지 특성(236, 238) 사이에 위치된 베어링(234)에 의해 회전에 대해 지지된다.

코어(230)는 판(218)과 단부 캡(210)을 통해 연장한다. 각각의 밀봉(240, 242)이 코어(230)와 판(218) 사이에 그리고 코어(230)와 단부 캡(210) 사이에 위치된다. 코어(230)는 구동 축 혹은 구동 유닛의 유사한 구동 수단을 수신하도록 배열된 축방향으로 연장하는 가늘고 긴 박판의 작은 구멍(243)을 포함한다. 축차(223)는 펌프헤드(202) 내에 위치되어 펌프헤드 하우징(204)으로부터 돌출하지 않게 된다.

판(218), 외벽(212)과 단부 캡(210)은 보조 챔버(244)를 정의한다. 보조 챔버(244)는 판(218)에 의해 펌프 챔버(220)와 구별된다.

도 11에 도시된 바와 같이 누설 개구(246)가 펌프 챔버(220)에 인접한 판(218) 영역에 제공된다. 이해할 사항으로서 하나의 누설 개구가 제공된다.

밸브(248)가 누설 개구(246)와 보조 챔버(244) 사이에 위치된다.

밸브(248)는 보조 챔버(244)에 노출된 판(218)의 측 상에 형성된 제 1 환형 형태(250)와 단부 캡(210)에 제공된 개구(254) 주위에 형성된 계단이 있는 제 2 환형 형태(252)를 포함한다. 제 1과 제 2 환형 형태(250, 252)는 서로를 향해 연장하며 제 2 환형 형태(252)의 계단이 있는 단이 제 1 환형 형태(250)의 단 내에 고정되어 개구(254)와 판(218) 사이에서 연장하는 실질적으로 실린더형 중공(256)을 정의하게 한다. 밀봉(257)이 제 1과 제 2 환형 형태(250, 252) 사이에 위치되어 보조 챔버(244)로부터 중공(256)을 밀봉한다.

밸브는 중공(256) 내에 위치된 피스톤(258)을 더 포함한다. 제 1과 제 2 밀봉(260, 262)이 피스톤(258)의 대향 단에 위치한다. 밀봉(260, 262)은 제 2 환형 형태(252) 내부에 대해 피스톤(258)을 밀봉한다. 피스톤(258)은 피스톤(258) 단부에 비해 감소된 직경의 두 밀봉(260, 262) 사이에서 허리 모양부를 가진다.

원주상으로 간격화된 개구(264)가 피스톤(258)의 허리 모양부 근방에서 밀봉(260, 262) 사이의 제 2 환형 형태(252) 부를 통해 제공된다.

제 1 밀봉(260)은 제 2 환형 형태(252)에 대해 피스톤(258)을 밀봉하여 유체가 펌프헤드로부터 단부 캡(210)의 개구(254)를 통해 누설되는 것을 방지한다. 제 2 밀봉(262)은 제 2 환형 형태(252) 단부에 대해 밀봉하여 유체가 밸브(248)를 통해 펌프 챔버(220)로부터 보조 챔버(244)로 이동하는 것을 방지한다. 제 2 밀봉(262)은 제 2 환형 형태(252) 내부 직경보다 큰 직경을 가진다.

피스톤(258)은 단부 캡(210)의 주요부와 동일 높이인 일 단에서 버튼과 같은 압착 특성(264)을 포함한다. 작은 구멍(266)이 피스톤(258)을 따라 연장하는데 그 내부에 압축 스프링(268) 형태의 바이어싱 요소가 위치된다. 스프링(268)의 일 단은 작은 구멍(266) 단부와 인접하며 스프링(268)의 타 단은 판(218)과 인접한다. 스프링(268)은 판(218)으로부터 멀어지게 피스톤(258)을 바이어싱함으로써 제 2 환형 형태(252)의 단부에 대해 제 2 밀봉(262)을 압착하여 밸브(248)를 닫히게 한다.

도 9에 도시된 바와 같이 보조 챔버(244)에는 밸브(248) 바로 반대편에 있는 출구(270)가 제공된다. 출구(270)는 보조 챔버(244) 하부 영역에서 출구(277)를 갖는스노클(274)을 정의하는 파이프(272)를 포함한다. 저장소가 스노클(274)과 보조 챔버(244) 벽 사이에서 스노클(274) 주위로 정의된다. 스노클(274)은 펌프헤드(202)가 사용중인 때에 스노클(274)이 실질적으로 수직인 것으로 구성된다. 출구(270)의 잔여 측면은 이전에 설명된 실시예에 대하여 설명된 것과 실질적으로 동일하므로 여기에서는 상세히 설명되지 않는다.

펌프헤드(202)는 이전에 설명된 실시예에 대해 설명된 반사경에 따르는 반사경(275)을 더 포함한다.

튜브(276)는 이전에 설명된 실시예와 실질적으로 동일한 방식으로 펌프헤드(202) 내부에 구성된다. 하지만 튜브 단부 고정체의 변형물(278, 280)이 도 10을 참조하여 설명될 것이다.

각 튜브 단부 고정체(278)는 제 1부(282), 제 2부(286)와 캡(290)을 포함하는 보유 요소를 포함한다. 제 1부(282)와 제 2부(286)는 분리가능하다.

각 제 1부(282)는 이전에 설명된 실시예의 동일 명칭 특성에 대응하는 관통 통로(294), 외부적으로 나사산이 형성된 자루부(298)와 접합 어깨부(302)가 제공된다. 접합 어깨부(302)는 제 1부(282)의 단부 면(306)을 제공하는 플랜지를 포함한다. 원주상 오목부(310)가 단부 면(306)에 제공되는데 내부에는 오링(o-ring)과 같은 밀봉(314)이 배치된다.

각 제 1부(282)에는 도시된 실시예에서 관통 통로(294) 단부에 형성된 6각형 소켓(318)이 제공된다.

각 제 2부(286)는 호스와의 연결을 위한 꼭지부(322), 대응 관통 통로(326)와 도시된 실시예에서 플랜지이며 제 2부(286)의 단부 면(334)을 제공하는 접합부(330)를 포함한다. 제 2부(286)의 단부 면(334)은 제 1부의 밀봉(314)을 압착하여 서로 간의 유체 통신에서 제 1부와 제 2부(282, 286)의 관통 통로(294, 326)를 밀봉한다.

각 캡(290)은 이전에 설명된 실시예에 따르지만 캡(290)에는 케이스(206)상에 제공되는 외부에 나사산이 형성된 부분(342)과 맞물리는 내부에 나사산이 형성된 부분(338)이 제공되는 예외가 있다. 따라서 각 캡(290)은 가요성일 필요가 없다. 각 캡(290)은 서로 간의 압착 맞물림에서 튜브 단부 고정체(278)의 제 1부와 제 2부(282, 286)를 유지한다.

펌프헤드(202)의 조립 및 동작은 실질적으로 펌프헤드의 이전에 설명된 실시예의 조립과 동작에 따른다. 하지만 조립과 동작에서의 변형물이 설명될 것이다.

이전에 설명된 실시예에서와 같이 각 튜브 단부 고정체(278)는 자루부(298)의 나사산이 형성된 부분과 튜브(276) 내벽을 맞물림으로써 고정된다. 알렌 키(Allen key) 와 같은 연장이 6각형 소켓(318)과 맞물리고 튜브(276)에 대하여 제 1부(282)를 회전하여 접합 어깨부(302)를 향하여 나사산이 형성된 자루부(298)를 따라 튜브(276)를 끌게 되는데 사용된다. 튜브(276) 단부가 정확한 위치에 확고히 놓이면 이전에 설명된 실시예에 대하여 설명된 바와 같이 튜브 단부 고정체(278)의 제 2부(286)가 밀봉(314)에 대하여 놓이며 서로 간에 유체 맞물림에서 각 관통 통로(294, 326)를 밀봉한다. 이후 캡(290)이 제 2부(286) 위에 놓이며 케이스(206) 상에 대응하는 나사산이 형성된 부분을 따라 감겨지며 제 1부와 제 2부(282, 286)를 함께 죄고 적당한 위치에 튜브 단부 고정체(278)를 확고히 한다.

펌프헤드(202)가 구동 유닛(미도시)에 장착되는데 가늘고 긴 박판의 구동축을 삽입하거나 구동 유닛의 다른 적합한 구동 수단을 축차(223)의 가늘고 긴 박판의 작은 구멍(243)에 삽입함으로써 된다.

도 12에 도시된 바와 같이 구동 유닛상에 펌프헤드(202)의 장착 동작은 압착 특성(264)을 구동 유닛 상의 돌출부(미도시)와의 맞물림으로 가져온다. 돌출부는 피스톤(258)을 스프링(268)에 대해 내부 방향으로 강제화한다. 제 2 밀봉(262)이 제 2 환형 형태(252)의 단부를 들어올리면 피스톤(258)과 제 2 환형 형태(252) 사이에 환형 간극(346)이 형성된다. 이는 밸브(248)를 개방시킨다. 따라서 유체는 펌프 챔버(22)로부터 누설 개구(246)와 환형 간극(346)를 통해 피스톤(258)의 황폐한 부분을 따라서 원주상으로 간격화된 개구(264)를 통해 보조 챔버(244)로 흐른다.

펌프헤드(202)의 제거는 스프링(268)으로 하여금 피스톤(258)의 외곽으로 강제화를 야기하고 이에 따라 제 2 밀봉(262)이 제 2 환형 부(252) 단부에 대해 밀봉하게 한다. 밀봉(262)의 보다 큰 직경은 피스톤(258)이 펌프헤드(202) 내부에 보유됨을 보증한다. 따라서 펌프 챔버(220)는 이송, 저장 및 처분을 위해 재밀봉된다.

양자의 실시예에서 단부 캡 또는 캡(8, 10, 210)의 외벽(6, 212)에 대한 용접 혹은 고정은 각각이 부품의 파손 없이는 해체될 수 없는 밀봉 단위체를 생성케 한다. 결과적으로, 통상적으로 튜브(52, 276)의 고장 이후에 따르는 펌프헤드(2, 202)의 수명 말기에서 펌프헤드는 새 제품으로 교체되도록 버려진다.

이해할 사항으로서, 스노클(45, 274)에 대한 대안이 저장소를 정의하도록 사용된다. 예를 들어 보조 챔버로부터의 출구는 저장소가 출구 아래에서 보조 챔버(18, 244) 하부에 정의되도록 배치된다.

펌프 헤드: 2, 202 펌프헤드 하우징: 4, 204
펌프 튜브: 52, 276 접합 어깨부: 78, 80, 302
튜브 단부 고정체: 70, 72, 278 나사산이 형성된 자루부: 82, 84, 298

Claims (11)

1. 펌프 튜브를 수용하는 펌프헤드 하우징을 포함하는 연동 펌프헤드로서, 튜브의 단부에는 접합 어깨부 및 상기 접합 어깨부에서 튜브를 향해 연장되면서 나사산이 형성된 자루부가 외면 한쪽에 형성되고, 내부에 관통 통로가 형성된 튜브 단부 고정체가 제공되며, 상기 튜브의 단부는 접합 어깨부와 인접하면서 펌프헤드 하우징의 구멍에 수용되고, 상기 접합 어깨부는 펌프헤드 하우징의 구멍에서 상기 펌프헤드 하우징과 인접하며, 그리고 상기 튜브 단부 고정체는 펌프헤드 하우징에 대하여 접합 어깨부를 보유하도록 보유 요소에 의해 맞물리고, 여기서 상기 튜브의 단부에 삽입되는 나사산이 형성된 자루부는 펌프헤드 하우징에서 상기 펌프헤드 하우징의 구멍과 접합 어깨부를 향하여 튜브를 끌어 당기도록 회전하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프헤드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 나사산이 형성된 자루부는 접합 어깨부에서 멀어질수록 가느다랗게 형성되는 것을 특징으로 하는 연동 펌프헤드.
3. 제 2항에 있어서, 상기 보유 요소는 펌프헤드 하우징의 나사산이 형성된 부분과 맞물리는 나사산이 형성된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프헤드.
4. 제 3항에 있어서, 상기 튜브 단부 고정체는 개별적인 제 1부와 제 2부를 포함하는데, 상기 제 1부는 접합 어깨부와 나사산이 형성된 자루부를 포함하며, 상기 제 2부는 튜브에 호스를 연결하기 위한 꼭지부를 포함하고, 상기 보유 요소는 제 1부와 제 2부를 함께 고정시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 연동 펌프헤드.
5. 제 4항에 있어서, 상기 제 1부는 6각형 소켓을 포함하는데, 이로써 튜브에 대해 상기 제 1부를 회전하도록 연장이 맞물려지는 것을 특징으로 하는 연동 펌프헤드.
6. 제 1항에 있어서, 상기 펌프헤드 하우징의 구멍 주위에 오목부가 제공됨으로써, 상기 접합 어깨부와 펌프헤드 하우징 간에 원주상 슬롯이 정의되며, 상기 튜브의 단부는 원주상 슬롯과 맞물려지는 것을 특징으로 하는 연동 펌프헤드.
   
7. 삭제
8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 연동 펌프헤드를 조립하는 방법으로서,
   튜브의 단부를 펌프헤드 하우징에 삽입하는 단계와,
   튜브 단부 고정체의 나사산이 형성된 자루부를 상기 튜브의 단부에 삽입하여, 나사산이 형성된 자루부와 상기 튜브를 맞물리게 하는 단계와,
   접합 어깨부와 상기 펌프헤드 하우징과의 인접 맞물림으로 가져오는 단계와,
   상기 튜브에 대하여 나사산이 형성된 자루부를 회전시켜, 펌프헤드 하우징에서 상기 펌프헤드 하우징의 구멍과 접합 어깨부를 향하여 튜브를 끌어 당기도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프헤드 조립 방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 튜브에 대한 나사산이 형성된 자루부의 회전은 상기 튜브를 나사산이 형성된 자루부를 따라 끌어 당겨 상기 튜브와 접합 어깨부가 압착 맞물림이 생기도록 하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프헤드 조립 방법.
10. 제 9항에 있어서, 상기 보유 요소는 펌프헤드 하우징에 대해 튜브 단부 고정체를 보유하도록 상기 튜브 단부 고정체와 맞물리는 것을 특징으로 하는 연동 펌프헤드 조립 방법.
    
11. 삭제

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