KR20150077419A - 펌프 장치 - Google Patents

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Abstract

펌프 장치(1)는 펌프 헤드(2)와 분배될 액체를 위한 용기(20)를 포함한다. 상기 펌프 헤드(2)는 상기 용기(20)의 내부에 유체 연결된 가요성 분배 튜브(4)를 갖는다. 분배 튜브(4)와 용기(20)의 내부 간의 유체 연결은 역지 밸브 기능부를 제공하도록 분배 튜브(4)와 협동하는 공급 튜브(28)에 의해 제공된다. 공급 튜브(28)의 한 단부(48)는 분배 튜브(4)의 한 단부 내에 배치되고, 상기 역지 밸브 기능부는 분배 튜브(4)와 공급 튜브가 겹쳐지는 영역에서 공급 튜브(28)의 측벽을 관통한 구멍(46)에 의해 제공되고, 이에 의해 분배 튜브(4)가 구멍(46) 위에 밀봉부를 제공하여서 내부 압력이 외부 압력보다 더 낮을 때에 유체가 들어오는 것을 방지하게 된다. 본 발명의 다른 태양은 펌프 장치에 사용하기 위한 용기(20)를 제공한다.

Description

펌프 장치{PUMP APPARATUS}
본 발명은 펌프 장치, 특히 살균 또는 청정실 환경에 사용하기 위한 연동 펌프와, 그 펌프 장치에 사용하기 위한 용기에 관한 것이다.
연동 펌프(peristaltic pump)는 용기로부터의 유체를 가요성 분배 튜브를 통해 분배하는 데 사용되는 용적형 펌프(positive displacement pump)이다. 휴대용 연동 펌프는 전형적으로 청정 또는 살균 유체와 같은 여러 가지 유체를 그 유체에 대한 오염 없이 펌핑해야 할 필요가 있는 곳에서 펌핑하거나, 접착제와 같은 침식성 유체를 펌프를 오염시킬 수 없게 해서 펌핑하는 데에 사용되고 있다. 연동 펌프는 주어진 작동 운동 중에 특정된 체적의 유체를 유체의 점성과 무관하게 공급할 수 있게 한다.
미국 특허 출원 공개 제2010/0313996호는 강성 용기에서 유체를 분배하기 위한 휴대용 연동 펌프 장치를 기술하고 있다. 이 장치는 수동식 연동 펌프를 포함한다. 이 펌프는 분배할 유체를 담는 강성 용기를 지지한다. 배기 튜브뿐만 아니라 별도의 분배 튜브가 용기로부터 펌프를 통해 연장된다.
연동 펌프는 사용자가 한 손으로 펌프 헤드를 파지하고서 하나 이상의 손가락을 사용하여 분배 튜브와 배기 튜브에 대해서 지탱되어 있는 회전 부재를 작동시키는 트리거(trigger)를 누름으로써 작동된다. 펌프의 작동에 의해 유체가 분배 튜브를 통해 용기 밖으로 펌핑되고, 용기 내의 압력 평형이 이루어질 수 있도록 공기가 배기 튜브를 통해 용기 안으로 펌핑된다.
살균 또는 청정실 환경에서 휴대용 연동 펌프의 사용에 따른 한 가지 문제는 전형적으로 사용자의 모든 손가락이 전혀 트리거 위에 놓이지 않는다는 것이다. 트리거에 놓이지 않은 사용자의 손가락은 트리거와 펌프 헤드의 인접 표면 사이에 빠지기 쉽다. 이는 사용자가 끼고 있는 장갑에 손상을 줄 수 있으며 살균 또는 청정 환경의 오염을 유발할 수 있다. 계속된 사용은 또한 반복 사용 긴장성 손상 증후군(RSI: repetitive strain injury)을 촉진할 수도 있다.
용기 안의 액체를 감마 방사선 또는 다른 방사선을 조사하여 살균하는 것이 필요한 경우, 이로 인해 액체가 약 55℃까지 가열되어서 내부 압력이 발생하게 된다. 이러한 압력은 펌프 헤드를 통과하는 배기 튜브에 의해서는 방출되지 못하는데, 그 이유는 배기 튜브는 분배 튜브와 마찬가지로 연동성 회전 부재의 압력에 의해 밀봉되기 때문이다. 이 경우, 대신에 배기 튜브를 덕빌(duck-bill) 밸브와 같은 일방향 밸브를 경유하여 대기 중으로 개방시킬 수 있는데, 그렇지만 이와 같은 배기/밸브 배열은 공기를 밖으로 펌핑되는 액체와 대체될 수 있게 용기 안으로 펌핑시키지 못한다. 강성 용기 대신에 수축 가능한(collapsible) 용기를 사용함으로써, 액체가 밖으로 펌핑됨에 따른 용기의 내부 체적의 감소에 의해 내부 압력을 조정할 수 있게 된다. 그러나, 펌프의 복잡성을 줄이는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시태양들은 독립 청구항에서 구체화된다. 바람직한 특징들은 종속 청구항에서 구체화된다.
본 발명은 펌프 장치 및 단순화된 구조를 갖는 펌프 장치용 용기를 제공한다.
이하, 하기의 도면을 참조하여 본 발명을 단지 예로써 더 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 연동 펌프 장치에 사용하기 위한 펌프 헤드를 도시한다.
도 2는 사용 중인 도 1의 펌프 헤드를 예시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 연동 펌프 장치의 일 실시예를 도시한다.
도 4는 도 1의 펌프 헤드의 분해도이다.
도 5는 본 발명에 따른 펌프 장치의 다른 실시예를 보관 형태로 도시한다.
도 6은 사용 중인 도 5의 펌프 장치와, 펌프 장치에 사용하기 위한 용기의 대안 실시예들을 도시한다.
도 7은 살균 포장된 상태의 도 5의 펌프 장치를 예시한다.
도 8은 펌프 장치의 일 실시예에 있어서의 밸브 위치를 도시한다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프 장치의 역지 밸브 배열(non-return valve arrangement)을 예시한다.
도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 펌프 장치의 또 다른 실시예들을 예시한다.
도 15는 도 12 내지 도 14의 실시예와 함께 사용하기 위한 후크를 도시한다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펌프 장치를 도시한다.
도 1을 참조하면, 펌프 헤드(2)는 회전 가능한 연동 펌프 부재(6)와, 펌프 헤드(2)를 관통해서 배치된 가요성 분배 튜브(4)를 수용하고 있다. 펌프 헤드(2)는 적어도 하나의 폴(pawl) 부재(52)가 설치되는 손가락-작동식 트리거(12)를 포함한다. 트리거(12)가 작동하면, 펌프 부재(6)는 폴 부재(52)와 펌프 부재(6) 상의 래칫 특징부(50) 간의 상호 작용에 의해 오로지 한 방향으로만 회전하게 된다. 적어도 하나의 임펠러(36)(도 4에 가장 잘 도시됨)가 분배 튜브(4) 상에 작용하여 이 분배 튜브(4)를 펌프 헤드의 내면에 대해 압착시킨다. 펌프 부재(6)가 회전함에 따라, 임펠러(36)는 유체를 분배 튜브를 통해 임펠러 앞쪽으로 몰아내고 노즐(10)을 통해 밖으로 몰아낸다.
임펠러(36)에 의해 압착되는 체적은 분배 튜브(4) 안의 유체의 점성과는 무관하다. 분배 튜브(4)는 임펠러에 의한 작용을 받지 않을 때에는 그의 원래의 횡단면 형상으로 되돌아갈 수 있도록 하기 위해 적어도 임펠러(36)에 의한 작용을 받는 영역은 고분자 탄성체(elastomeric)이다. 바람직한 실시예에서, 분배 튜브(4)는 그의 전체 길이를 따라 고분자 탄성체이다. 이러한 실시예에서, 분배 튜브(4)는 단일의 구조물로 되어 있고, 실리콘 고무로 형성된다.
펌프 헤드(2)에는 연동 펌프 부재(6)가 작동할 때에 회전하는 영역 안에 배치된 엄지손가락 구멍(8)이 제공된다. 이러한 배열은 사용자의 엄지손가락(16)을 엄지손가락 구멍(8) 안에 위치시키고 사용자의 나머지 모든 손가락(18)을 트리거(12) 상에 위치시킴으로써 사용자의 손(14)이 펌프 헤드(2)를 파지할 수 있게 한다. 이는 사용자 손가락의 어떤 부분도 펌프 헤드(2)의 하우징(22, 24)과 트리거(12) 사이에 끼지 않게 하는 이점을 갖는다(도 4 참조). 이와 같은 손가락 끼임은 잠재적인 손가락 손상뿐만 아니라, 사용자 장갑의 찢김을 야기하고, 펌프 헤드가 사용되는 살균 또는 청정실 환경의 오염을 야기할 수 있다. 상기 배열은 분배 튜브가 펌프 부재의 곡률에 일치하게 된 결과로서 엉키거나 납작해지는 일이 야기되지 않도록 충분히 큰 직경의 회전형 연동 펌프 부재를 수용하기에 충분한 크기로 펌프 헤드를 구성할 수 있게 한다. 트리거(12) 상에 모든 손가락을 위치시키는 것은 인체공학적이기도 하고, 모든 손가락이 트리거 상에 전혀 작용하지 못하는 종래의 트리거 분무기에 비해서 반복된 트리거 작동으로 인한 RSI를 줄이는 데 도움이 된다. 이러한 예에서, 엄지손가락 구멍은 연동 펌프 부재(6)의 회전축과 실질적으로 일치하는 중심축을 갖는다.
도 3에 도시된 휴대용 연동 펌프 장치(1)의 일 실시예는, 펌프 헤드(2)에 부착되며 분배시킬 액체를 수용하는 강성 용기(20)를 포함한다. 분배 튜브(4)는 액체와 유체 연통하며, 이 액체는 사용자가 트리거를 압착했을 때에 노즐(10)을 통해 분배된다.
이제 도 4를 참조하면, 예시된 펌프 헤드(2)는 협동하여서 펌프 하우징을 한정하는 대향 부재(22, 24)들로 조립되고, 상기 펌프 하우징에는 트리거(12)가 피벗식으로(pivotally) 장착되어 복귀 스프링(26)에 의해 편향된다. 연동 펌프 부재는 임펠러(36)에 의해 서로 연결되며 펌프 하우징 안에 회전 가능하게 장착되는 대향 구동 휠(32, 34)로 형성된다. 분배 튜브(4)는, 곧 이어 더욱 상세하게 추가로 설명하는 바와 같이, 상기 펌프 부재 둘레에 배치되고, 그의 한 단부는 커넥터(30)를 경유하여 노즐(10)에 연결되고 타 단부는 공급 튜브(28)에 연결된다. 분배 튜브(4)는 커넥터(30) 둘레에 견고하게 삽착(fit)되어서, 노즐(10)과 협동하여 노즐 조립체를 제공한다. 노즐 조립체를 펌프 헤드 내에 밀봉시키는 것은 바람직하게는 실리콘 고무로 형성되는 분배 튜브(4)에 의해 달성된다. 노즐 조립체를 펌프 헤드 내에 밀봉시키는 것은 또한 분배 튜브(4)에 의해서도 달성된다. 이러한 예에서, 상기 공급 튜브(28)가 일단 연결되면 최종 밀봉부가 초음파 용접된다. 최종 밀봉부를 달성하기 위해 다른 방법이 사용될 수 있는데; 적합한 방법은 당업자에게 알려져 있다는 것을 인식하게 될 것이다.
용기(20)를 펌프 헤드(2)에 단단하게 연결시킬 필요는 없다. 사실상, 용기(20)를 분배 튜브(4)만에 의해서 그리고 선택적으로 공급 튜브(28)를 거쳐서 펌프 헤드(2)에 연결시키는 것이 바람직하다. 이는 용기를 잡는 사용자가 아닌 다른 수단에 의해서 용기가 지지될 수 있게 하며. 사용자가 용기의 중량을 받치고 있어야 하는 수고를 경감시켜 준다. 도 5를 참조하면, 용기(20)는 수축 가능한 백이며, 봉(bar) 또는 그 밖의 지지 구조물(40)에 걸 수 있게 한 특징부(42)를 구비한다. 예시적인 특징부(42)는 후크(44)가 관통하는 구멍이다. 펌프 헤드(2)는 사용하지 않을 때에는, 예를 들어 엄지손가락 구멍(8)을 통해 후크(38)에 걸려 있게 할 수도 있다.
펌프 장치를 사용하고 있을 때에, 용기(20)를 펌프 헤드(2)에 연결시키는 튜브(28)는 사용자가 여러 방식으로 지지될 수 있는 용기로부터 어느 정도의 거리를 두고서 유체 펌핑 작업을 수행할 수 있게 한다. 도 6을 참조하면, 튜브(28)는 완전히 뻗어 있는 것으로 도시되어 있고, 임의의 원하는 길이, 예를 들어 1m 내지 3m 범위의 길이, 바람직하게는 약 1.5m의 길이를 가질 수 있다. 도 6의 좌측 및 중앙의 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 각각 1리터 및 3리터의 용량을 갖는 상이한 용량의 용기(20)가 사용될 수 있다. 공급 튜브(28)의 기단 단부는 용기(20) 내측에 위치되며 용기 안의 액체와 유체 접촉한다. 공급 튜브(28)의 말단 단부(48)에 인접한 곳의 공급 튜브의 벽은 이 벽을 완전히 관통하여 연장되는 구멍(46)을 갖는다.
펌프 장치(1)가 살균 환경에서 사용되어야 할 경우, 그 펌프 장치를 3중 백(54)으로 포장하여 어떤 병원체라도 죽이기 위해 감마 방사선을 조사한다. 감마 방사선 조사 공정에 의해 용기(20) 내의 액체가 실질적으로 가열되는데, 예를 들면 내부 압력을 발생시키는 약 55℃까지 가열된다. 이 압력을 방출시키기 위해서는 역지 밸브가 필요한데, 이 예에서는 도 8에 나타낸 간섭 상세부(interference detail)(56)에 의해 공급 튜브(28)와 펌프 헤드(2) 내측의 분배 튜브(4)가 겹치는 부분에 제공된다.
이제 도 9 내지 도 11을 참조하면, 분배 튜브(4)와 공급 튜브(28)의 연결에 의해 형성된 역지 밸브 배열이 도시되어 있다. 이 예에서, 공급 튜브는 PVC로 제조되며, 분배 튜브는 실리콘 고무로 제조된다. 공급 튜브(28)의 말단 단부(48)는 분배 튜브(4) 안에 배치되어서 거기에 밀착된다. 구멍(46)도 또한 분배 튜브(4) 안에 있다. 간섭 상세부(56)는 분배 튜브(4)를 펌프 헤드(2) 내의 공급 튜브(28)에 클램핑하지만, 구멍(46)은 클램핑되지 않으며 그래서 자유롭게 풀릴 수 있다. 액체 용기(20)에서 나온 공급 튜브(28)로부터 압력이 가해질 때(도 10 참조), 분배 튜브는 구멍(46)으로부터 멀리 뻗쳐나가서 기체가 밖으로 흘러나갈 수 있게 하여 압력이 방출되게 한다. 용기 내의 액체가 냉각되어 압력이 반대로 작용할 때에는(도 11 참조), 분배 튜브의 고무 벽이 구멍(46) 위로 빨려 들어서 밀봉부를 만든다. 따라서, 분배 튜브가 구멍 위에 밀봉부를 제공하여서, 용기 내의 내부 압력이 외부(대기) 압력보다 더 낮을 때에 유체가 들어오는 것을 방지하게 된다.
이러한 배열은 별도의 배기 튜브에 대한 필요성을 없애주며, 단순화된 구성의 펌프 장치를 제공한다.
용기(20)는 사용하는 동안에 바닥에 놓거나(도 12 참조), 후크(44)에 걸 수 있는데(도 13 참조), 후크에는 펌프 헤드(2)도 또한 사용하지 않을 때에 걸 수 있다(도 14 참조). 후크(44)에는 임의의 적합한 매끄러운 표면에 부착시키기 위한 흡착 컵(56)이 마련될 수 있고; 후크(44)를 도 15의 좌측과 우측의 도면에 각각 도시된 바와 같은 부착 위치와 피부착 위치 사이에서 선회하게 할 수 있다.
도 16 내지 도 18에 도시된 실시예에서, 용기(20)는 수축 가능하며, 이 예에서는 플라곤 병(flagon)인 사실상 강성의 용기 하우징(64) 안에 수용된다. 용기(20)는 개구(62)를 통해 플라곤 병 안에 배치되고, 공급 튜브(28)는 이 예에서는 플라곤 병의 기부에 있는 구멍을 관통해서 배치된다. 플라곤 병(64)은 사용하지 않을 경우에 펌프 헤드(2)를 위한 착좌부(seat)를 제공하는 성형 특징부(moulded feature)(58)를 갖는다. 이 예에서, 성형 특징부(58)는 개구(62)를 덮는 뚜껑(60)에 제공된다.
펌프 헤드(2)와 용기 하우징(64)이 재사용되고, 용기(20)가 필요에 따라 교체되는 리필 구성요소인 것이 고려된다.
용기(20)와 공급 튜브(28)를 펌프 헤드와는 별도로 제조하여 판매할 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 다른 태양은 특정된 용기를 제공한다. 본 발명을 특별히 설계된 휴대용 연동 펌프 헤드와 관련하여 예시하였으나, 본 발명은 이러한 실시예로 한정되지 않으며 펌프 헤드는 임의의 통상적인 형태, 그 중에서도 특히 사용하지 않을 때에 분배 튜브가 밀봉되는 형태를 취할 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
명료화를 위해 별도의 실시예들과 관련하여 기술되어 있는 본 발명의 특정한 특징들은 하나의 실시예에 조합되어 제공될 수도 있다. 이와 반대로, 간결성을 위해 단일의 실시예와 관련하여 기술되어 있는 본 발명의 여러 가지 특징들은 개별적으로 또는 임의로 적합한 조합으로 제공될 수도 있다.

Claims (14)

  1. 펌프 헤드와 분배될 액체를 위한 용기를 포함하는 펌프 장치로서,
    상기 펌프 헤드는 상기 용기의 내부에 유체 연결된 가요성 분배 튜브를 갖고,
    상기 분배 튜브와 상기 용기의 내부 간의 유체 연결은 역지 밸브 기능부를 제공하도록 분배 튜브와 협동하는 공급 튜브에 의해 제공되고,
    상기 공급 튜브의 한 단부는 분배 튜브의 한 단부 내에 배치되고, 상기 역지 밸브 기능부는 분배 튜브와 공급 튜브가 겹쳐지는 영역에서 공급 튜브의 측벽을 관통한 구멍에 의해 제공되고, 이에 의해 분배 튜브가 구멍 위에 밀봉부를 제공하여 내부 압력이 외부 압력보다 더 낮을 때에 유체가 들어오는 것을 방지하게 되는, 펌프 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분배 튜브는 실리콘 고무로 형성된, 펌프 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 용기는 오로지 공급 튜브만에 의해서 펌프 헤드에 연결된, 펌프 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 용기는 오로지 공급 튜브 및/또는 분배 튜브만에 의해서 펌프 헤드에 연결된, 펌프 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 헤드를 용기에 연결하는 튜브의 길이는 1m 내지 3m의 범위에 있는, 펌프 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기에는 용기를 지지 구조물에 매달아 놓을 수 있게 하는 특징부가 제공되는, 펌프 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 특징부는 구멍 또는 후크인, 펌프 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는 수축 가능하고, 실질적으로 강성인 용기 하우징 안에 수용되는, 펌프 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 용기 하우징에는 사용하지 않을 때에 펌프 헤드를 수용하기 위한 착좌부가 설치되는, 펌프 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 헤드는 액체를 분배하지 않을 때에 공급 튜브를 밀봉하는 수단을 갖는, 펌프 장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 헤드는 연동 펌프 헤드인, 펌프 장치.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 헤드는 노즐을 갖되, 상기 노즐의 밀봉은 분배 튜브와 노즐 간의 맞물림에 의해 설치되는, 펌프 장치.
  13. 용기 안에 액체를 갖는, 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 따른 펌프 장치를 살균하는 방법으로서,
    상기 펌프 장치에 감마 방사선을 조사하는 단계와,
    액체의 가열에 의해 발생된 기체 압력이 역지 밸브 기능부를 통해 기체를 배출시킴으로써 감소되게 하는 단계를 포함하는, 펌프 장치를 살균하는 방법.
  14. 제 1항에 정의된 바와 같은 펌프 장치에 의해 분배되는 액체를 위한 용기로서,
    자유 단부 및 상기 자유 단부에 근접한 측벽 내의 구멍을 갖는 공급 튜브를 포함하는, 펌프 장치에 의해 분배되는 액체를 위한 용기.
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