KR102411486B1

KR102411486B1 - 연동 펌프

Info

Publication number: KR102411486B1
Application number: KR1020177018824A
Authority: KR
Inventors: 케빈 호지스
Original assignee: 호지스 & 드레이크 디자인 리미티드
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2022-06-22
Also published as: PT3230589T; RU2702201C2; MX2017007518A; CN107002661A; JP2017538069A; GB201521748D0; US10690128B2; RU2017123813A3; WO2016092307A1; EP3230589A1; DK3230589T3; CA2969976A1; RU2017123813A; KR20170093219A; EP3230589B1; GB201421964D0; CA2969976C; NZ733401A; JP6797823B2; AU2015359063B2

Abstract

연동 펌프(10)는 적어도 하나의 가압 부재(15)를 가지는 구동 가능한 로터(14), 및 상기 로터(14)가 그 안에서 회전 가능한 실린더형 고정자(12)를 포함한다. 유입구 측(24) 및 배출구 측(26)을 가지는 가요성 튜빙(22)은 내측벽(12a)에 대하여 상기 실린더형 고정자(12) 둘레에 둘레 방향으로 연장된다. 상기 연동 펌프(10)는 상기 로터(14)와 상기 둘레 방향으로 연장된 가요성 튜빙(22) 사이에 위치한 반경 방향으로 변형 가능한 고리(28)를 포함한다. 상기 고리(28)는 상기 로터(14)의 회전 시 상기 가압 부재(15)에 의해서 변형되고, 이는 상기 실린더형 고정자(12)의 내측벽(12a)에 대하여 상기 가요성 튜빙(22)을 압축하도록 함으로써 상기 가요성 튜빙(22)을 따라 액체를 이송한다. 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리(28)는 상기 로터(14)가 회전하는 동안 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리(28)의 회전을 방지하는 고리 앵커(30)를 포함한다.

Description

연동 펌프{PERISTALTIC PUMPS}

본 발명은 일반적으로 연동 펌프(peristaltic pumps)에 관한 것이다.

연동 펌프는 매우 다양한 응용으로 특히, 액체의 흐름을 세심하게 정량하고, 액체의 오염을 피할 필요가 있는 곳에서 액체를 펌핑하는데 사용된다. 예를 들면, 연동 펌프는 정맥용(intravenous, IV) 액상을 환자에게 전달하기 위한 의료용으로, 또한 음식 및 음료용으로, 예를 들어 액상 향료와 같은 음료의 성분 또는 미리 정해진 양의 음료를 분배하는 용도로 광범위하게 사용된다.

종래의 연동 펌프에서 가요성 튜빙(flexible tubing)은 로터(rotor)의 가압 부재(pressing member)(예컨대, 핀 또는 롤러)와 고정자(stator) 사이에서 압축되고, 로터가 회전하면서 가요성 튜빙을 통하여 액체가 이송된다. 그러나 가압 부재와 튜빙 사이의 마찰로 인해 가요성 튜빙이 현저하게 조기에 마모되는 많은 문제를 야기하므로, 본 발명은 이를 해결하고자 한다.

본 발명의 제1 양태에 따라서, 연동 펌프(peristaltic pump)로서,

적어도 하나의 가압 부재를 가지는 구동 가능한 로터(drivable rotor);

상기 로터가 그 안에서 회전 가능한 실린더형 고정자(cylindrical stator);

유입구 측 및 배출구 측을 가지는 가요성 튜빙(상기 가요성 튜빙은 상기 고정자 둘레에 내측벽에 대하여 둘레 방향으로 연장됨); 및

상기 로터와 상기 둘레 방향으로 연장된 가요성 튜빙 사이에 위치한 반경 방향으로 변형 가능한 고리(radially deformable ring)로서, 상기 고리는 로터 회전 시 실린더형 고정자의 내측벽에 대하여 상기 가요성 튜빙을 압축하여 상기 가요성 튜빙을 따라 액체를 이송시키는 적어도 하나의 가압 부재에 의해서 변형 가능한 고리를 포함하며,

상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리는 상기 로터가 회전하는 동안 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리의 회전을 방지하는 고리 앵커(ring anchor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프를 제공한다.

본 발명의 제2 양태에 따라서, 상기 제1 양태에 따른 연동 펌프를 조립하는 방법으로서,

상기 고리 앵커 양측(either side) 상에 상기 가요성 튜빙의 상기 유입구 측 및 상기 배출구 측을 나란히 배열하면서, 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리의 둘레 방향 둘레에 그리고 이에 접촉하면서, 상기 가요성 튜빙을 위치시키는 것;

상기 실린더형 고정자의 상기 내측벽에 대하여 상기 가요성 튜빙을 배열하면서 상기 가요성 튜빙 및 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리를 상기 실린더형 고정자 내에 위치시키는 것; 그리고

상기 로터를 회전시킴과 동시에 상기 로터를 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리의 중심 내로 가압하여 상기 실린더형 고정자 내에 상기 로터를 맞추는 것을 포함하는 방법을 제공한다.

본 명세서에서 사용된 용어 '액체(liquid)'는 액체 및 반액체(semi-liquid) 생성물을 포함하는 것으로 의도된다.

상기 로터는 복수의 가압 부재를 포함할 수 있고 상기 가압 부재는 상기 로터의 둘레 방향 둘레에 균등하게 이격될 수 있다. 상기 로터는 스핀들(spindle)을 포함할 수 있다. 상기 스핀들과 상기 가압 부재는 일체로 형성될 수 있다. 상기 가압 부재는 로브(lobe)일 수 있다.

일 구현예에서, 상기 로브는 상기 로터가 회전하는 동안 상기 실린더형 고정자의 내측벽에 대하여 가요성 튜빙을 점진적으로 압축하도록 마련될 수 있는 아치형의 가압 표면부를 가질 수 있다. 상기 로브는 상기 아치형의 가압 표면부가 끝나는 곳에서 정점(apex)을 가질 수 있고, 상기 정점은 상기 실린더형 고정자의 내측벽에 대하여 상기 가요성 튜빙을 완전히 압축하도록 마련될 수 있다. 상기 로터는 직경 방향으로 반대 위치에서 두 개의 상기 로브를 포함할 수 있다.

종래 연동 펌프에서 가요성 튜빙은 로터가 회전하는 동안 가압 부재에 의해 가해지는 마찰력 때문에 높은 속도로 마모되게 되어있다. 따라서, 일반적으로 가요성 튜빙의 조기 마모를 피하기 위해서는 높은 마찰력을 견딜 수 있는 고가의 고급 가요성 튜빙을 사용하는 것이 필요하다. 본 발명에 따른 연동 펌프에서, 반경 방향으로 변형 가능한 고리는 가압 부재와 가요성 튜빙 사이의 직접적인 접촉을 막고, 대신 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리에 의해서 반경 방향의 압축력이 상기 가요성 튜빙으로 가해진다. 그 결과, 상기 가요성 튜빙은 펌프가 작동하는 동안 마모되지 않는다. 또한, 상기 가요성 튜빙은 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리가 상기 고리 앵커에 의해서 고정적으로 유지되기 때문에 늘어난다거나 끼임이 없다. 이것은 더 낮은 등급(그러므로 덜 비싼)의 가요성 튜빙을 일반적으로 사용할 수 있음을 의미한다.

상기 로터는 외부 회전 드라이브에 의해 결합될 수 있다. 이 장치로, 상기 연동 펌프는 제작하기에 쉽고 저렴하며, 일회용 시스템으로서 용이하게 제공될 수 있다. 특히, 상기 회전 드라이브는 상기 연동 펌프의 상기 로터와 결합하는 별도의 구성요소이기 때문에, 상기 연동 펌프는 예를 들면, 액체 용기와 부착되거나 또는 일체형으로 형성될 수 있고 상기 액체 용기와 함께 폐기할 수 있는(예를 들어, 용기가 비워질 때) 단순하고 비싸지 않은 구조를 가진다.

상기 가요성 튜빙의 상기 유입구 측과 상기 배출구 측은, 상기 가요성 튜빙이 상기 실린더형 고정자로부터 외측으로 떨어진 실질적인 반경 방향에서 연장될 수 있도록 상기 실린더형 고정자 상에 둘레 방향으로 인접한 위치에서 나란히 배열될 수 있다. 상기 고리 앵커는 상기 변형 가능한 고리로부터 반경 방향으로 외측으로 돌출될 수 있고, 상기 가요성 튜빙의 유입구 측과 배출구 측의 사이에 위치될 수 있다. 상기 고리 앵커는 상기 가요성 튜빙의 유입구 측과 배출구 측의 사이에서 파지될 수 있다. 상기 고리 앵커는 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리로부터 반경 방향으로 외측으로 돌출된 핑거부(finger)를 포함할 수 있다. 상기 장치는 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리의 회전을 방지하는 편리한 방법을 제공한다.

상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리는 상기 가요성 튜빙의 바깥지름보다 더 큰 축 깊이를 가질 수 있다.

상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리는 상기 실린더형 고정자의 내측벽을 향하여 반경 방향으로 외측 방향으로 돌출될 수 있는 제1 축 방향 림(rim) 상에 복수의 둘레 방향으로 이격된 반경 방향의 돌출부를 포함할 수 있다. 상기 반경 방향의 돌출부는, 특히 상기 연동 펌프 조립 중에 상기 가요성 튜빙 및 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리가 상기 실린더형 고정자 내에 위치하게 되면서, 상기 가요성 튜빙을 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리 상에 축 방향으로 유지하도록 도울 수 있다.

상기 로터는 상기 실린더형 고정자 내에 상기 가요성 튜빙과 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리를 축 방향으로 유지시킬 수 있는 원형의 플랜지(flange)를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리는 상기 원형의 플랜지와 접촉하여 상기 반경 방향의 돌출부와 함께 상기 고정자 내에 마련될 수 있다. 본 구현예에서, 상기 반경 방향의 돌출부는 평면의 지지 부재(plain bearing member)로서 작용하고, 회전하는 상기 원형의 플랜지의 축 방향의 내측 표면부로부터 상기 가요성 튜빙을 이격한다. 이것은 로터가 회전할 때, 회전하는 상기 원형의 플랜지와 고정된 상기 가요성 튜빙 사이의 마찰력을 감소시키고, 상기 로터가 회전하는 동안 상기 원형의 플랜지에 의해 상기 가요성 튜빙이 파지되거나 늘어나는 것을 방지한다.

상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리는 정위 장치(locating arrangement)를 포함할 수 있다. 상기 정위 장치는 제2 축 방향 림(rim) 상에 제공될 수 있다. 상기 정위 장치는 상기 가요성 튜빙의 유입구 측 및 배출구 측 위에서(over) 상기 고리 앵커로부터 연장될 수 있다. 상기 정위 장치는 정위 플랜지(locating flange)를 포함할 수 있거나 또는 대안으로, 한 쌍의 반대로 연장되는 정위 돌출부(locating projection)를 포함할 수 있다.

상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리는 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리 상에서 상기 가요성 튜빙에 대한 축 방향 위치를 제공할 수 있는 정위 부재(locating member)를 포함할 수 있다. 상기 정위 부재는 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리의 축 방향으로 반대쪽 끝에서 제1 및 제2 림 상에 제공될 수 있다. 상기 정위 부재는, 특히 연동 펌프를 조립하는 동안 상기 실린더형 고정자 내에 상기 가요성 튜빙 및 반경 방향으로 변형 가능한 고리가 위치하게 되면서, 상기 가요성 튜빙이 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리 상에서 축 방향으로 유지되도록 확실히 한다.

상기 정위 부재는 상기 제1 림 상에서, 반경 방향으로 외측 방향으로 돌출될 수 있는 복수의 둘레 방향으로 이격된 정위 돌출부를 포함할 수 있다. 상기 정위 돌출부는 상기 제1 림 둘레에서 균등하게 이격될 수 있다. 상기 정위 부재는 제2 림 상에서, 상기 가요성 튜빙의 유입구 측 및 배출구 측 위에서 상기 고리 앵커로부터 연장되는 정위 플랜지(locating flange)를 포함할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제1 구현예에 따라서 서로 다른 회전 위치에서 로터를 가지는 연동 펌프의 단면도이다;
도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b에 도시된 반경 방향으로 변형 가능한 고리를 상세하게 보여주는 사시도이다;
도 3은 가요성 튜빙을 실린더형 고정자 내에 위치시키기 전 반경 방향으로 변형 가능한 고리 둘레에 위치된 가요성 튜빙을 보여주는 사시도이다;
도 4는 로터를 실린더형 고정자 내에 맞추기 전 상기 실린더형 고정자 내에 가요성 튜빙 및 반경 방향으로 변형 가능한 고리를 위치시키는 것을 보여주는 사시도이다;
도 5는 로터의 상세도이다;
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제2 구현예에 따라서 서로 다른 회전 위치에서 로터를 가지는 연동 펌프의 단면도이다;
도 7a 및 도 7b는 도 6a 및 도 6b에 도시된 반경 방향으로 변형 가능한 고리를 상세하게 보여주는 사시도이다;
도 8은 반경 방향으로 변형 가능한 고리의 둘레에 위치하는 가요성 튜빙을 가진 도 7a 및 도 7b의 반경 방향으로 변형 가능한 고리의 축 방향 모습이다;
도 9는 가요성 튜빙을 실린더형 고정자 내에 위치시키기 전 반경 방향으로 변형 가능한 고리 둘레에 위치된 가요성 튜빙을 보여주는 사시도이다;
도 10은 로터를 실린더형 고정자 내에 맞추기 전 상기 실린더형 고정자 내에 가요성 튜빙 및 반경 방향으로 변형 가능한 고리를 위치시키는 것을 보여주는 사시도이다;
도 11은 로터의 상세도이다;
도 12a 및 도 12b는 서로 다른 회전 위치에서 로터를 가지는 제2 구현예의 단면도이다.

본 발명의 구현예들은 단지 예시로서 첨부의 도면을 참조하여 이제 기술될 것이다.

연동 펌프(10, 50)는 실린더형 고정자(12)를 포함한다. 비록 도시되어있지 않으나, 상기 실린더형 고정자(12)는, 액체가 분배되는 액체 용기와 함께 일체로, 예를 들어 일체형의 몰딩(one-piece moulding)으로서 형성될 수 있고, 또는 액체 용기 상에 제거가능하도록 장착될 수 있다.

도 1 내지 도 5는 사출된 실질적으로 강성의(substantially rigid) 플라스틱 물질로 일반적으로 형성되는, 로터(14)를 포함하는 연동 펌프(10)의 제1 구현예를 나타낸다(도 5에서 가장 잘 보임). 상기 로터(14)는 상기 스핀들(18)의 반경 방향으로 외측으로 돌출되고, 일체로 형성되며, 상기 스핀들(18)의 둘레 방향 둘레에 균등하게 이격된, 로브(16) 형태의 복수의 가압 부재(15)를 포함한다. 설명되는 본 구현예에서, 상기 로터(14)는 세 개의 로브(16)를 포함하되, 상기 로터(14)가 임의의 적절한 수의 로브(16)를 포함할 수 있는 것이 이해될 것이다. 상기 스핀들(18)은 전기 모터의 드라이브 샤프트(drive shaft)와 같은 외부 회전 드라이브(미도시)에 의해 결합될 수 있는 중앙의 드라이브 구멍(aperture)(20)를 포함한다.

상기 연동 펌프(10)는 폴리비닐 클로라이드와 같은 임의의 적절한 탄성 플라스틱 물질로 형성될 수 있는 가요성 튜빙(22)을 포함한다. 상기 가요성 튜빙(22)은 액체를 상기 연동 펌프(10)로 전달시키는 유입구 측(24)과 상기 연동 펌프(10)로부터 액체가 전달되는 배출구 측(26)을 가진다. 상기 로터(14)의 정상 회전 방향에 대해 상기 유입구 측(24)과 배출구 측(26)이 지정된다(첨부 도면에서 시계 방향). 상기 유입구 측(24)은 일반적으로 액체 용기(미도시)의 액체 배출 포트와 연결되고, 상기 배출구 측(26)은 소정의 위치로 액체를 전달하도록 마련된다. 상기 실린더형 고정자(12)의 둘레에 둘레 방향으로 인접한 위치에서, 내측벽(12a)에 대하여 상기 가요성 튜빙(22)은 상기 실린더형 고정자(12)의 둘레에서 둘레 방향으로 연장되고, 상기 유입구 측(24) 및 상기 배출구 측(26)은 나란히 배열된다. 상기 유입구 측(24) 및 상기 배출구 측(26)은 상기 실린더형 고정자(12)로부터 외측으로 떨어진 실질적인 반경 방향에서 연장될 수 있다.

적절한 탄성의 변형 가능한 물질(일반적으로 플라스틱 물질)을 포함하는 반경 방향으로 변형 가능한 고리(28)는 상기 로터(14)와 상기 둘레 방향으로 연장되는 가요성 튜빙(22) 사이에 위치된다. 상기 변형 가능한 고리(28)는 도 1a 및 도 1b에서 가장 잘 보이는 바와 같이 상기 로터(14)의 로브(16)와 접촉하고, 상기 로브(16)에 의해 반경 방향으로 외측으로 변형된다. 상기 변형 가능한 고리(28)의 반경 방향으로 외측으로의 변형은 상기 실린더형 고정자(12)의 내측벽(12a)에 대해 상기 가요성 튜빙(22)을 압축시키고, 그리하여 상기 로터(14)가 외부의 회전 드라이브에 의해 회전됨으로써, 상기 변형 가능한 고리(28)와 상기 내측벽(12a) 사이의 상기 가요성 튜빙(22)의 압축으로, 상기 유입구 측(24)과 상기 배출구 측(26) 사이에서, 연동 작용에 의해 상기 가요성 튜빙(22)을 따라 액체를 이송시킨다. 상기 가요성 튜빙의 유입구 측(24)에서 배출구 측(26)으로 액체가 정상적으로 이송될지라도(도 1a 및 도 1b에 보이는 바와 같이 시계 방향으로 로터(14)가 회전함에 의해), 상기 유동 방향을 쉽게 뒤바꿀 수 있고 상기 원하는 유동 방향은 상기 외부의 회전 드라이브에 대한 시계 방향 회전 또는 반시계 방향 회전을 단순히 선택함으로써 선택될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

상기 변형 가능한 고리(28)는 상기 변형 가능한 고리(22)로부터 반경 방향으로 돌출된 핑거(32) 형태의 고리 앵커(30)를 포함한다. 상기 고리 앵커(30)는 상기 가요성 튜빙(22)의 유입구 측(24)과 배출구 측(26) 사이에 위치하고, 상기 가요성 튜빙(22)의 유입구 측(24)과 배출구 측(26) 사이의 그 위치에서 벗어날 수 없는 충분한 길이(반경 방향의 외측 방향으로) 및 너비(둘레 방향으로)를 가진다. 따라서, 상기 로터(14)가 상기 실린더형 고정자(12) 내에서 회전할 때, 상기 변형 가능한 고리(28)가 상기 로터(14)에 의해 회전되는 것을 상기 고리 앵커(30)가 방지한다는 것이 이해될 것이다. 상기 고리 앵커(30)가 제공되지 않는다면, 상기 변형 가능한 고리(28)는 상기 로터(14)에 의해 회전하게 되고 이것은 결과적으로 상기 변형 가능한 고리(28)와 상기 실린더형 고정자(12)의 내측벽(12a) 사이에서 가요성 튜빙(22)의 원하지 않는 늘어남과 마모를 야기한다.

도 3에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 상기 변형 가능한 고리(28)는 상기 가요성 튜빙(22)의 바깥지름보다 더 큰 축 깊이를 갖는다. 연동 펌프(10)의 조립을 돕기 위해서, 상기 변형 가능한 고리(28)는 상기 변형 가능한 고리(28)의 둘레에 상기 가요성 튜빙(22)을 정위하도록 돕고, 상기 가요성 튜빙(22)이 상기 변형 가능한 고리(28)에서 축 방향으로 미끄러지는 것(slip off)을 방지하는 복수의 정위 부재(34)를 포함한다.

설명되는 본 구현예에서, 상기 정위 부재(34)는 상기 변형 가능한 고리(28)의 제1 림(28a) 상에 복수의 정위 돌출부(36)를 포함한다. 상기 실린더형 고정자(12)의 내측벽(12a)을 향하여 사용되는, 상기 정위 돌출부(36)는 상기 변형 가능한 고리(28)로부터 좁은 거리로 반경 방향으로 외측으로 돌출되고, 일반적으로 제1 림(28a)의 둘레 주위로 등간격의 위치들에서 제공된다. 제2 림(28b) 상에서, 상기 정위 부재(34)는 상기 가요성 튜빙(22)의 유입구 측(24) 및 배출구 측(26) 위에서 상기 고리 앵커(30)로부터 옆으로(sideways) 연장되는 정위 플랜지(locating flange)(38)를 더 포함한다. 따라서, 상기 정위 돌출부(36)는 상기 가요성 튜빙(22)이 상기 변형 가능한 고리(22)의 제1 림(28a)에서 축 방향으로 미끄러지는 것을 방지하고, 반대 방향에서, 상기 정위 플랜지(38)는 상기 가요성 튜빙(22)이 제2 림(28b)으로부터 축 방향으로 미끄러지는 것을 방지하도록 돕는다는 것이 이해될 것이다.

연동 펌프(10)를 조립하는 방법은 도 3 및 도 4를 참조로 하여 이제 기술할 것이다. 처음에 상기 가요성 튜빙(22)을 상기 변형 가능한 고리(28)의 반경 방향으로 바깥 표면과 접촉하도록, 그리고 상기 가요성 튜빙(22)의 유입구 측(24) 및 배출구 측(26)이 상기 고리 앵커(30)의 양측 상에 나란히 배열되도록 상기 변형 가능한 고리(28)의 둘레에 위치시킨다. 이해되는 바와 같이, 상기 정위 돌출부(36) 및 상기 정위 플랜지(38)는 조립하는 동안 사용자가 상기 변형 가능한 고리(28)의 둘레에 상기 가요성 튜빙(22)을 위치시키도록 돕고, 상기 가요성 튜빙(22)이 상기 변형 가능한 고리(28)에서 축 방향으로 미끄러지는 것을 방지한다. 이후, 조립된 상기 가요성 튜빙(22)과 변형 가능한 고리(28)를 예를 들면, 화살표 B의 방향으로 상기 실린더형 고정자(12) 내로 밀어넣을 수 있는 충분한 크기까지 화살표 A로 도식화하여 나타낸 바와 같이 압착(squeezing)함으로써 압축한다.

도 4에 보이는 바와 같이, 상기 가요성 튜빙(22) 및 변형 가능한 고리(28)가 상기 실린더형 고정자(12) 내에 위치하게 되면, 상기 로터(14)가 맞춰질(fit) 수 있는데 이것은 상기 로터(14)를 화살표 C로 도식화하여 나타낸 바와 같이 상기 변형 가능한 고리(28)의 중심 내로 밀어넣고 동시에 화살표 D로 도식화하여 나타낸 바와 같이 상기 로터(14)를 조금씩 회전시킴으로써 달성된다. 상기 로터(14)가 상기 변형 가능한 고리(28)의 중심 내로 맞춰지게 되면, 원형의 플랜지(14a) 또한 상기 가요성 튜빙(22)이 상기 실린더형 고정자(12) 안의 정확한 위치에서 유지되도록 도울 수 있다. 조립이 되면, 중앙의 드라이브 구멍(20)은 상기 로터(14)를 회전하도록 작동시킬 수 있는 외부 회전 드라이브와 결합할 수 있다.

이제 도 6 내지 도 12를 참조하면, 제2 구현예의 연동 펌프(50)를 보여준다. 상기 연동 펌프(50)는 도 1 내지 도 5에서 설명된 연동 펌프(10)와 공통적으로 많은 특징을 공유하고, 대응하는 특징들은 대응하는 참조 번호를 사용하여 지정한다. 상기 연동 펌프(10, 50)들 간의 차이를 이제 설명할 것이다.

상기 연동 펌프(50)는 상기 스핀들(18)의 반경 방향으로 외측으로 돌출되고 일체로 형성된 두 개의 직경 방향으로 반대되는 로브(54)들을 포함하는 로터(52)(도 11에서 가장 잘 보임)를 포함한다. 도 6a 및 도 6b에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 각각의 로브(54)는 상기 스핀들 축에 대한 반경을 점진적으로 부드럽게 증가시키는 곡선의 또는 아치형의 가압 표면부(54a)를 가진다. 상기 가압 표면부(54a)는 상기 로터(52)가 시계 방향으로 상기 실린더형 고정자(12) 내에서 회전함으로써 상기 실린더형 고정자(12)의 내측벽(12a)에 대해 상기 가요성 튜빙(22)을 점점 압축시킨다. 각각의 로브(54)는 또한, 상기 가압 표면부(54a)가 끝나는 지점의 정점(54b)을 가지고, 필요한 연동 펌프 작용을 달성하기 위해 상기 실린더형 고정자(12)의 내측벽(12a)에 대해 각각의 정점(54b)이 상기 가요성 튜빙(22)을 완전히 압축시키도록 마련되어진다는 것은 도 6a 및 도 6b에서 분명해질 것이다.

도 7 및 도 8을 특히 참조하면, 연동 펌프(50)는 제1 축 방향 림(56a) 상에 복수의 둘레 방향으로 이격된 반경 방향의 돌출부(58)를 가지는 반경 방향으로 변형 가능한 고리(56)를 포함한다. 상기 반경 방향의 돌출부(58)는 상기 실린더형 고정자(12)의 내측벽(12a)을 향하여 사용되는 반경 방향으로 외측 방향으로 돌출된다. 상기 로터(52)는 상기 실린더형 고정자(12) 내에서 상기 가요성 튜빙(22) 및 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리(56)를 축 방향으로 유지시키는 원형의 플랜지(52a)를 포함한다. 도 12a 및 도 12b에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리(56)는 상기 원형의 플랜지(52a)와 접촉하는 상기 반경 방향의 돌출부(58)를 가지는 상기 연동 펌프(50)의 실린더형 고정자(12) 내에 마련된다. 상기 반경 방향의 돌출부(58)는 평면의 지지 부재 또는 지지 플랜지로서 작용하고, 상기 원형의 플랜지(52a)의 축 방향으로 내측 표면부로부터 상기 가요성 튜빙(22)을 이격시킨다. 상기에서 언급한 바와 같이, 이것은 상기 로터(52)가 회전할 때, 상기 회전하는 원형의 플랜지(52a)와 상기 가요성 튜빙(22) 사이의 마찰력을 감소시키거나 제거하고, 상기 가요성 튜빙(22)이 상기 원형의 플랜지(52a)에 의해 파지되거나 늘어나는 것을 방지한다.

제2 구현예에서 상기 반경 방향의 돌출부(58)의 주요 기능은 지지 부재 또는 지지 플랜지로서 작용하는 것이지만, 상기 반경 방향의 돌출부(58)가 제1 구현예의 정위 돌출부(36)와 마찬가지 방식으로 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리(56) 상에서 상기 가요성 튜빙(22)의 축 방향의 위치와 유지를 돕는다는 것이 또한 이해될 것이다.

상기 가요성 튜빙(22)의 축 방향에서의 위치와 유지를 추가로 돕기 위해서, 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리(56)는 선택적으로 제2 축 방향 림(56b) 상에 정위 장치(locating arrangement)(60)를 포함할 수 있다(도 7 및 도 8에서 가장 잘 보임). 상기 정위 장치(60)는 상기 가요성 튜빙(22)의 유입구 측(24) 및 배출구 측(26) 위에서 상기 고리 앵커(30)로부터 연장되는 한 쌍의 반대 방향으로 연장된 정위 돌출부(62)를 포함한다.

상기 연동 펌프(50)를 조립하는 방법은 도 3 및 도 4를 참조하여 상기 기술한 조립 방법과 본질적으로 동일하다. 즉, 도 9에서 보이는 바와 같이 상기 가요성 튜빙(22)을 상기 변형 가능한 고리(56)의 반경 방향으로 바깥 표면과 접촉하도록, 그리고 상기 가요성 튜빙(22)의 유입구 측(24) 및 배출구 측(26)이 상기 고리 앵커(30)의 양측 상에 나란히 배열되도록 먼저 상기 변형 가능한 고리(56)의 둘레에 위치시킨다. 본 구현예에서, 상기 반경 방향의 돌출부(58) 및 상기 정위 돌출부(62)는 조립하는 동안 사용자가 상기 변형 가능한 고리(56)의 둘레에 상기 가요성 튜빙(22)을 위치시키도록 도울 수 있고, 상기 가요성 튜빙(22)이 상기 변형 가능한 고리(56)에서 축 방향으로 미끄러지는 것을 방지한다. 이후, 조립된 상기 가요성 튜빙(22)과 변형 가능한 고리(56)를 예를 들면, 화살표 B의 방향으로 반경 방향의 돌출부(58) 가장 위와 함께 실린더형 고정자(12) 내로 밀어넣을 수 있는 충분한 크기까지 화살표 A로 도식화하여 나타낸 바와 같이 압착(squeezing)함으로써 압축한다.

도 10에 보이는 바와 같이, 상기 가요성 튜빙(22) 및 변형 가능한 고리(56)가 상기 실린더형 고정자(12) 내에 위치하게 되면, 상기 로터(52)가 맞춰질 수 있는데 이것은 상기 로터(14)를 화살표 C로 도식화하여 나타낸 바와 같이 상기 변형 가능한 고리(56)의 중심 내로 밀어넣고 동시에 화살표 D로 도식화하여 나타낸 바와 같이 상기 로터(52)를 조금씩 회전시킴으로써 달성된다. 상기 로터(52)가 상기 변형 가능한 고리(56)의 중심 내로 맞춰지게 되면, 앞서 설명한 바와 같이 상기 원형의 플랜지(52a)는 상기 가요성 튜빙(22)을 상기 원형의 플랜지(52a)로부터 이격시키는 지지 플랜지로서 작용하는 상기 반경 방향의 돌출부(58)와 접촉한다. 조립이 되면, 중앙의 드라이브 구멍(20)은 상기 로터(52)가 회전하도록 작동시킬 수 있는 외부 회전 드라이브와 결합할 수 있다.

예시적인 실시예들이 앞선 단락에 기재되어 있으나, 이러한 실시예들에 대하여 첨부된 청구범위의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형이 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 청구범위의 범위 및 폭은 전술된 예시적인 실시예들에 한정되어서는 안 된다. 달리 명시적으로 언급하지 않는 한, 청구범위 및 도면을 포함하는 본 명세서에 개시된 각각의 특징은 동일하거나, 동등 또는 유사한 목적을 수행하는 대체가능한 구성에 의해 대체될 수 있다.

예를 들면, 상기 로터(14, 52)는 외부 회전 드라이브의 드라이브 샤프트 내 구멍과 결합할 수 있는 중앙의 드라이브 구멍(20)을 대신하는 돌출부를 포함할 수 있다.

문맥상 명시적으로 달리 요구하지 않는 한, 명세서와 청구범위 전체에 걸쳐, 단어 "포함하다(comprise)", "포함하는(comprising)" 등은 배타적인 또는 남김없는 의미와 반대되는 포괄적인 의미; 즉, "포함하지만, 이에 한정되지 않는"의 의미로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 달리 언급되지 않았거나 문맥에 의해 명시적으로 부정된 것이 아닌 한, 전술한 특징들의 임의의 조합이 이들의 모든 가능한 변형에서 본 발명에 포함된다.

Claims

연동 펌프로서,
적어도 하나의 가압 부재를 가지는 구동 가능한 로터;
상기 로터가 그 안에서 회전 가능한 실린더형 고정자;
유입구 측 및 배출구 측을 가지는 가요성 튜빙(상기 가요성 튜빙은 상기 고정자 둘레에 내측벽에 대하여 둘레 방향으로 연장됨); 및
상기 로터와 상기 둘레 방향으로 연장된 가요성 튜빙 사이에 위치한 반경 방향으로 변형 가능한 고리로서, 상기 고리는 로터 회전 시 실린더형 고정자의 내측벽에 대하여 상기 가요성 튜빙을 압축하여 상기 가요성 튜빙을 따라 액체를 이송시키는 적어도 하나의 가압 부재에 의해서 변형 가능한 고리를 포함하고,
상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리는 고리 앵커를 포함하고,
상기 가요성 튜빙은 상기 실린더형 고정자로부터 외측으로 떨어져 연장되도록 상기 가요성 튜빙의 상기 유입구 측 및 상기 배출구 측이 나란히 배열되고,
상기 고리 앵커는 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리로부터 반경 방향으로 외측으로 돌출되고 상기 가요성 튜빙의 상기 유입구 측과 상기 배출구 측의 사이에 위치되고, 또한 상기 고리 앵커는 상기 가요성 튜빙의 상기 유입구 측과 상기 배출구 측의 사이에서 파지되어서, 파지하는 힘이 상기 가요성 튜빙의 상기 유입구 측과 상기 배출구 측의 대향하는 면들에 의하여 상기 고리 앵커에 직접 가해져서 상기 로터가 회전하는 중에 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리의 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
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제1항에 있어서,
상기 고리 앵커는 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리로부터 반경 방향으로 외측으로 돌출된 핑거부(finger)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리는 상기 가요성 튜빙의 바깥지름보다 더 큰 축 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리는 상기 실린더형 고정자의 상기 내측벽을 향하여 반경 방향으로 외측으로 돌출된, 제1 축 방향 림 상에 복수의 둘레 방향으로 이격된 반경 방향의 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
제6항에 있어서,
상기 로터는 상기 실린더형 고정자 내에 상기 가요성 튜빙 및 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리를 축 방향으로 유지시키는 원형의 플랜지를 포함하고, 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리는 상기 원형의 플랜지와 접촉하는 상기 반경 방향의 돌출부와 함께 상기 고정자 내에 마련되는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
제1항 또는 제4항에 있어서,
제2 축 방향 림 상에서, 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리는 상기 가요성 튜빙의 상기 유입구 측 및 상기 배출구 측 위에서 상기 고리 앵커로부터 연장되는 정위 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
제8항에 있어서,
상기 정위 장치는 정위 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
제8항에 있어서,
상기 정위 장치는 한 쌍의 반대 방향으로 연장된 정위 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 로터는 상기 로터의 둘레 방향 둘레에 균등하게 이격된 복수의 가압 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 로터는 스핀들을 포함하고, 상기 가압 부재는 상기 스핀들과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 가압 부재는 로브인 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
제13항에 있어서,
상기 로브는 상기 로터가 회전하는 동안 상기 실린더형 고정자의 상기 내측벽에 대하여 상기 가요성 튜빙을 점진적으로 압축하도록 마련되는 아치형의 가압 표면부를 가지는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
제14항에 있어서,
상기 로브는 상기 아치형의 가압 표면부가 끝나는 곳에서 정점을 가지고, 상기 정점은 상기 실린더형 고정자의 상기 내측벽에 대하여 상기 가요성 튜빙을 완전히 압축하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
제14항에 있어서,
상기 로터는 직경 방향으로 반대 위치에서 두 개의 상기 로브를 포함하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
제14항에 있어서,
상기 로터는 외부 회전 드라이브에 의해 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
제1항 또는 제4항에 따른 연동 펌프를 조립하는 방법으로서,
상기 방법은
상기 고리 앵커 양측 상에 상기 가요성 튜빙의 상기 유입구 측 및 상기 배출구 측을 나란히 배열하면서, 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리의 둘레 방향 둘레에 그리고 이에 접촉하면서, 상기 가요성 튜빙을 위치시키는 것;
상기 실린더형 고정자의 상기 내측벽에 대하여 상기 가요성 튜빙을 배열하면서 상기 가요성 튜빙 및 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리를 상기 실린더형 고정자 내에 위치시키는 것; 그리고
상기 로터를 회전시킴과 동시에 상기 로터를 상기 반경 방향으로 변형 가능한 고리의 중심 내로 가압하여 상기 실린더형 고정자 내에서 상기 로터를 맞추는 것
을 포함하는 방법.