KR102525478B1 - 0의 변위의 밀봉 장치를 갖춘 유체 분배기 - Google Patents

0의 변위의 밀봉 장치를 갖춘 유체 분배기 Download PDF

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Abstract

적은 투여량의 유체를 분배하기 위한 유체 분배기가 분배기 하우징, 격막 조립체, 변위 챔버, 및 분배 루어를 포함한다. 분배기 하우징은 유체를 수용하기 위한 제1 단부 및 유체를 분배하기 위한 제2 단부를 갖는다. 분배기 하우징은 제1 단부에 인접한 수용 챔버로부터 제2 단부에 인접한 분배 챔버까지 유체 유동 경로를 형성한다. 격막 조립체는 수용 챔버 내의 제1 격막 및 분배 챔버 내의 제2 격막을 포함하고, 제1 격막은 제2 격막에 동작 가능하게 연결된다. 격막 조립체는, 제1 격막이 유체를 수용 챔버로부터 분배 챔버로 유체 유동 경로를 따라 이동시키는 제1 위치와 제2 격막이 유체를 분배 챔버로부터 변위 챔버로 이동시키는 제2 위치 사이에서 이동될 수 있다.

Description

0의 변위의 밀봉 장치를 갖춘 유체 분배기
본 발명은 유체 분배기, 보다 특히 0의 변위의 밀봉 장치로 구성된 정밀 유체 분배기에 관한 것이다.
현재, 시아노아크릴레이트 및 무산소성으로(anaerobically) 경화될 수 있는 것과 같은 접착제를 분배하기 다양한 정밀 유체 분배 시스템이 있다. 일반적으로, 이러한 분배 시스템은 분배를 위해 접착제를 전달하기 위해서 양변위 펌프(positive displacement pump)를 이용한다. 양변위 펌프는 일반적으로 활주/동적 밀봉부를 포함한다. 유체 분배 시스템에 의한 반복적인 분배 중에, 접착제는 활주/동적 밀봉부를 경화시키거나 그러한 밀봉부와 반응할 것이다. 구체적으로, 접착제가 소정 기간 동안 펌프 구성요소와 접촉될 때, 접착제의 경화가 발생될 것이다. 이는 종종 유체 분배 시스템의 고장을 유발하고 활주/동적 밀봉부가 교체될 때까지 유체 분배 시스템이 동작될 수 없게 한다.
이러한 전술한 문제를 해결하기 위해서, 세라믹 양변위 펌프가 현재 시장에서 이용될 수 있다. 세라믹 양변위 펌프에서, 세라믹 피스톤이 세라믹 실린더 내에 피팅된다(fitted). 구체적으로, 피스톤은, 실린더와 피스톤 사이에서 펌핑되는 산성 유체를 이용하여 밀봉되고, 그에 따라 접착제가 2개의 구성요소를 함께 접합하지 않도록 보장한다. 따라서, 이러한 펌프는 신뢰할 수 있다. 그러나, 세라믹 양변위 펌프는 동작이 복잡하고 매우 고가이다. 또한, 펌프는 중단 중의 규칙적인 유지보수를 필요로 한다.
따라서, 비록 여러 가지 정밀 유체 분배 시스템이 현재 이용될 수 있지만, 추가적인 개선이 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 적은 투여량의 유체를 분배하기 위한 유체 분배기가 분배기 하우징, 격막 조립체, 변위 챔버, 및 분배 루어(dispensing luer)를 포함한다. 분배기 하우징은 유체를 수용하기 위한 제1 단부 및 유체를 분배하기 위한 제2 단부를 갖는다. 분배기 하우징은 제1 단부에 인접한 수용 챔버로부터 제2 단부에 인접한 분배 챔버까지 유체 유동 경로를 형성한다. 격막 조립체는 수용 챔버 내의 제1 격막 및 분배 챔버 내의 제2 격막을 포함하고, 제1 격막은 제2 격막에 동작 가능하게 연결된다. 격막 조립체는, 제1 격막이 유체를 수용 챔버로부터 분배 챔버로 유체 유동 경로를 따라 이동시키는 제1 위치와 제2 격막이 유체를 분배 챔버로부터 변위 챔버로 이동시키는 제2 위치 사이에서 이동될 수 있다. 변위 챔버는 분배 챔버와 연통되게 하우징의 제2 단부에 인접하여 배치된다. 분배 루어는, 격막 조립체가 제2 위치로 이동될 때 적은 투여량의 유체를 분배하기 위해서 변위 챔버와 연통된다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 양태는 도면 및 이하의 상세한 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른, 유체 분배기의 사시도이다.
도 2는 제1/개방 위치에서, 도 1의 선 A-A을 따라서 취한 횡단면도이다.
도 3은 제2/폐쇄 위치에서, 도 1의 선 A-A을 따라서 취한 횡단면도이다.
본 발명의 실시예에 따라, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 적은 그리고 정밀한 투여량의 유체(예를 들어, 시아노아크릴레이트 및 무산소성으로 경화 가능한 것과 같은 접착제)를 분배하도록 설계되고 구성된 유체 분배기(10)가 도시되어 있다. 유체 분배기(10)는, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 유체 분배기(10)가 일정하고 정밀한 부피의 유체를 분배할 수 있게 하기 위한, 분배기 하우징(12), 분배기 하우징(12) 내에 형성된 변위 챔버(14), 적은 투여량의 유체를 분배하기 위한 분배 루어(16), 및 분배기 하우징(12) 내에 배열된 0의 변위의 밀봉 장치(격막 조립체)(18)를 포함한다.
상향 및 하향과 같은 방향 관련 용어는, 유체 분배기(10)의 분배 루어(16)가 아래쪽을 향하는 배향을 기준으로 하는 것이다. 그러나, 본 발명은 그에 의해서 제한되지 않으며, 따라서 임의의 특정 배향으로 사용된다.
도 1을 다시 참조하면, 분배기 하우징(12)은 세장형이고 제1 단부(20)와 제2 단부(22) 사이에서 연장된다. 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 제1 및 제2 단부(20, 22)는 각각 유체를 수용하기 위한 그리고 유체를 분배하기 위한 것이다. 유체 입력 피팅 홀(24) 및 복수의 공기 피팅 홀(26)이 분배기 하우징(12)의 제1 단부 부분(28) 내에 그리고 분배기 하우징(12)의 중간 부분(30) 내에 각각 형성된다. 유체 입력 피팅(32)의 일부 및 공기 피팅(34)의 일부가 유체 입력 피팅 홀(24) 및 공기 피팅 홀(26)의 각각을 통해서 삽입되고 부착된다. 유체 입력 피팅(32)은 유체 저장용기(미도시)와 유체 분배기(10) 사이의 유체 경로를 제공하는 반면, 공기는 바람직하게 60 psi의 공기 압력으로 복수의 공기 피팅(26)을 통해서 유체 분배기(10)에 공급된다. 유체는 바람직하게 5 psi 내지 50 psi로 가압된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 분배하고자 하는 유체를 저장하기 위해서, 수용 챔버(36) 및 분배 챔버(38)가 유체 분배기(10) 내에 형성된다. 구체적으로, 수용 챔버(36)는 분배기 하우징(12)의 제1 단부(20)에 인접하여 형성되고, 분배 챔버(38)는 분배기 하우징(12)의 제2 단부(22)에 인접하여 형성된다.
분배기 하우징(12)은, 유체가 사이에서 유동될 수 있게 하기 위한, 수용 챔버(36)로부터 분배 챔버(38)까지의 유체 유동 경로를 더 형성한다. 더 구체적으로, 유체 관(40)이 분배기 하우징(12) 내에 배치되어 유체 유동 경로를 그 내부에 수용한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 유체 관(40)의 단부 부분(42)이 분배기 하우징(12)의 제1 단부 부분(28)과 제2 단부 부분(44) 내에서 수평으로 배치되도록, 그리고 유체 관(40)의 중간 부분(46)이 분배기 하우징(12) 내에서 수직으로 배치되도록, 유체 관(40)이 구성되고 배열되며, 유체 관(40)의 중간 부분(46)의 각각의 단부는 유체 관(40)의 단부 부분(42)의 각각의 단부에 연결된다. 따라서, 유체가 유체 저장용기(미도시)로부터 유체 입력 피팅(32)을 통해서 분배기 하우징(12)의 제1 단부 부분(28)에 일단 진입하면, 유체는 유체 관(40)을 통해서 유체 유동 경로를 따라 이동하고 수용 챔버(36), 분배 챔버(38), 및 변위 챔버(14)를 충진한다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 격막 조립체(18)가 분배기 하우징(12) 내에 배열되고, 수용 챔버(36) 및 분배 챔버(38) 내에 수용된 유체의 부피적 변위를 위한 장치로서 작용한다. 격막 조립체(18)는 실질적으로 동일한 제1 및 제2 격막(48, 50)을 포함하고, 제1 격막(48)은 수용 챔버(36) 내에 배열되고, 제2 격막(50)은 분배 챔버(38) 내에 배열된다. 이러한 배열은 수용 챔버(36)의 하부 단부 및 분배 챔버(38)의 상부 단부가 제1 격막(48) 및 제2 격막(50)에 의해서 각각 형성될 수 있게 한다.
제1 격막(48)은 제1/개방 위치(도 2)와 제2/폐쇄 위치(도 3) 사이의 이동을 위해서 제2 격막(50)에 동작 가능하게 연결된다. 구체적으로, 제1 및 제2 격막(48, 50)은, 분배기 하우징(12) 내에 수직으로 배치되고 작동기(58)에 볼트로 연결된 연결 막대(56)의 각각의 단부에 각각 연결된다. 작동기 행정의 길이는 행정 조정기(59)로 조정될 수 있다. 제1 및 제2 격막(48, 50)의 이동이 이하에서 더 구체적으로 설명될 것이다.
유체 분배기(10)는, 분배기 하우징(12) 내에 배치되고 변위 챔버(14) 위에 위치되는 변위 막대(60)를 더 포함한다. 변위 챔버(14)는 분배기 하우징(12)의 제2 단부(22)에 인접하여 형성되고 분배 챔버(38)와 연통된다.
유체 분배기(10)는, 강도, 중량, 강성도 등을 포함하는, 희망 적용예를 위한 적합한 특성을 가지는 하나 이상의 재료로 제조된다. 유체 분배기(10)에는 강이 바람직하다. 수용 챔버 및 분배 챔버가 실질적으로 동일하도록, 수용 챔버 및 분배 챔버가 구성되고 그 치수가 결정된다.
유체 분배기(10)의 동작에서, 유체 분배기(10)가 유체를 분배하기 전에, 도 2에 도시된 바와 같이, 격막 조립체(18)는 초기에 제1/개방 위치에 있다. 이러한 위치에서, 제1 격막(48) 및 제2 격막(50)은 각각 완전히 연장되고 후퇴되며, 그에 따라 분배하고자 하는 유체가 분배 챔버(38) 내에 수용된다.
유체 분배기(10)가 유체를 분배할 때, 작동기(58)는 연결 막대(56)를 선형 하향 이동시켜 제1 및 제2 격막(48, 50)의 각각의 위치를 반전시키며, 그에 따라 격막 조립체(18)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2/폐쇄 위치로 이동된다. 제2 위치에서, 제1 격막(48) 및 제2 격막(50)이 각각 완전히 후퇴되고 연장되며, 그에 따라 수용 챔버(36)는 분배하고자 하는 유체로 충진되고, 분배 챔버(38) 내의 유체는, 제2 격막(50)의 연장에 의해서 가해지는 힘에 의해서, 변위 챔버(14)로 이동된다. 따라서, 분배 챔버(38) 내의 유체 부피가 감소되고, 수용 챔버(36) 내의 유체 부피는 증가된다. 수용 챔버(36) 및 분배 챔버(38)가 실질적으로 동일하기 때문에, 유체 분배기(10)가 유체를 분배할 때, 수용 챔버(36) 내의 유체의 부피적 변위는 분배 챔버(38) 내의 유체의 부피적 변위와 동일하다.
또한, 유체 분배기(10)가 유체를 분배할 때, 작동기(58)는 변위 막대(60)를 하향 이동시키고, 그에 따라 변위 막대(60)가 변위 챔버(14) 내에 배치되도록 강제한다. 따라서, 변위 막대(60)는 변위 챔버(14) 내의 유체를, 변위 챔버(14)와 연통되는 분배 루어(16)로 민다. 이어서, 분배 루어(16)는 유체를 유체 분배기(10)로부터 분배한다.
격막 조립체(18)는 작동기(58)로부터의 더 큰 에너지 전달을 제공하는데, 이는 제1 및 제2 격막(48, 50)이 이용되기 때문이다. 이러한 이용된 밀봉 방법은 정밀한 부피의 유체 분배를 생성하고, 또한 제1 및 제2 격막(48, 50)이 함께 이동됨에 따라, 그러한 격막들 사이의 힘의 균형을 생성한다. 제1 및 제2 격막(48, 50)을 이동시키는데 필요한 힘이 0에 접근하는데, 이는 하나의 격막의 투영 면적이 증가되고 다른 격막이 감소되기 때문이다.
유체 분배기(10)가 유체를 일단 분배하면, 작동기(58)는 격막 조립체(18)를 선형 상향 이동시키고 격막 조립체(18)를 제1 위치로 다시 이동시킨다. 전술한 바와 같이, 제1 위치에서, 제1 격막(48) 및 제2 격막(50)이 각각 완전히 연장되고 후퇴된다. 따라서, 제1 격막(48)의 연장에 의해서 인가된 힘은, 수용 챔버(36) 내의 유체가 분배를 위해서 유체 유동 경로를 따라 분배 챔버(38)로 이동될 수 있게 한다.
전술한 내용으로부터, 본 발명에 따른 유체 분배기는, 정밀한 유체 부피가 분배되도록 촉진하고 유체 분배기의 수명을 향상시키면서, 적은 투여량의 유체를 분배한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
일반적으로, 전술한 설명은 예시 및 설명을 위해서 제공된 것이고; 본 발명이 반드시 그러한 것으로 제한되는 것은 아니다. 그 대신, 당업자는, 부가적인 수정뿐만 아니라, 특정 상황을 위한 적응이, 본원에서 도시되고 설명된 본 발명의 그리고 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함될 것임을 이해할 것이다.

Claims (18)

  1. 적은 투여량의 유체를 분배하기 위한 유체 분배기이며:
    분배기 하우징으로서, 분배기 하우징은 유체를 수용하기 위한 제1 단부 및 유체를 분배하기 위한 제2 단부를 가지고, 분배기 하우징은 제1 단부에 인접한 수용 챔버로부터 제2 단부에 인접한 분배 챔버까지 유체 유동 경로를 형성하는, 분배기 하우징;
    수용 챔버 내의 제1 격막 및 분배 챔버 내의 제2 격막을 포함하는 격막 조립체로서, 제1 격막은 제1 위치와 제2 위치 사이의 이동을 위해서 제2 격막에 동작 가능하게 연결되는, 격막 조립체;
    분배 챔버와 연통되게 분배기 하우징의 제2 단부에 인접하는 변위 챔버로서, 격막 조립체는, 제1 격막이 유체를 수용 챔버로부터 분배 챔버로 유체 유동 경로를 따라 이동시키는 제1 위치와 제2 격막이 유체를 분배 챔버로부터 변위 챔버로 이동시키는 제2 위치 사이에서 이동될 수 있는, 변위 챔버; 및
    격막 조립체가 제2 위치로 이동될 때 적은 투여량의 유체를 분배하기 위해서 변위 챔버와 연통되는 분배 루어를 포함하고,
    격막 조립체가 연결 막대를 더 포함하고, 제1 및 제2 격막이 연결 막대의 각각의 단부에 각각 부착되는, 유체 분배기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    제1 위치에서, 제1 격막 및 제2 격막이 각각 완전히 연장되고 후퇴되는, 유체 분배기.
  4. 제1항에 있어서,
    제2 위치에서, 제1 격막 및 제2 격막이 각각 완전히 후퇴되고 연장되는, 유체 분배기.
  5. 제1항에 있어서,
    유체 분배기는 유체 유동 경로를 수용하기 위한 유체 관을 더 포함하는, 유체 분배기.
  6. 제5항에 있어서,
    유체 관의 단부 부분이 분배기 하우징의 제1 및 제2 단부 부분 내에서 수평으로 배치되도록, 그리고 유체 관의 중간 부분이 분배기 하우징 내에서 수직으로 배치되도록, 유체 관이 구성되고 배열되며, 유체 관의 중간 부분의 각각의 단부는 유체 관의 단부 부분의 각각의 단부에 연결되는, 유체 분배기.
  7. 제5항에 있어서,
    유체가 분배기 하우징의 제1 단부로부터 진입할 때, 유체가 유체 관을 통해서 이동되고 수용 챔버, 분배 챔버, 및 변위 챔버를 충진하는, 유체 분배기.
  8. 제1항에 있어서,
    유체 분배기는, 분배기 하우징 내에 배치되고 변위 챔버 위에 위치되는 변위 막대를 더 포함하는, 유체 분배기.
  9. 제1항에 있어서,
    유체 분배기는, 분배기 하우징 내에 배치된 작동기를 더 포함하는, 유체 분배기.
  10. 제9항에 있어서, 유체 분배기가 유체의 투여량을 분배할 때, 작동기가 변위 막대를 변위 챔버 내로 이동시켜, 변위 챔버 내의 유체가 유체 분배기를 빠져나가게 하는, 유체 분배기.
  11. 제1항에 있어서,
    입력 피팅 홀이 분배기 하우징의 제1 단부에 형성되고, 입력 피팅 홀을 통해서 입력 피팅의 일부가 삽입되고 부착되는, 유체 분배기.
  12. 제1항에 있어서,
    복수의 공기 피팅 홀이 분배기 하우징 상에 형성되고, 복수의 공기 피팅 홀을 통해서 공기 피팅의 일부가 삽입되어 부착되는, 유체 분배기.
  13. 제9항에 있어서,
    연결 막대가 작동기에 볼트 연결되는, 유체 분배기.
  14. 제1항에 있어서,
    유체가 접착제인, 유체 분배기.
  15. 제1항에 있어서,
    유체가 시아노아크릴레이트인, 유체 분배기.
  16. 제1항에 있어서,
    제1 및 제2 격막이 실질적으로 동일한, 유체 분배기.
  17. 제1항에 있어서,
    수용 챔버 및 분배 챔버가 실질적으로 동일한, 유체 분배기.
  18. 제1항에 있어서,
    유체가 무산소성으로 경화될 수 있는, 유체 분배기.
KR1020207006838A 2017-08-29 2018-08-29 0의 변위의 밀봉 장치를 갖춘 유체 분배기 KR102525478B1 (ko)

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