KR20160045710A

KR20160045710A - 유체를 펌핑하는 회전파 서브어셈블리 및 회전파 펌핑 장치

Info

Publication number: KR20160045710A
Application number: KR1020167004523A
Authority: KR
Inventors: 크리스토피 드한; 아나우드 와테리어
Original assignee: 이브옹
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2016-04-27
Also published as: EP3025056A1; FR3008746B1; KR101871701B1; WO2015011352A1; FR3008746A1; CA2918927C; ZA201600464B; JP2016525182A; EP3025056B1; CN105531476A; US20160160854A1; CN105531476B; AU2014294901B2; AU2014294901A1; CA2918927A1; ES2627978T3

Abstract

유체를 펌핑하는 회전식 왕복 서브어셈블리(1)로서, 2개의 덕트(11, 12)를 구비하는 중공체(2); 및 상기 중공체(2)와 협력하여 작동실(31)을 규정하는 피스톤을 포함하고,
상기 피스톤은 2개의 유체 흐름 형태와 전환 형태 사이에서 각을 이루어 이동하고, 상기 작동실(31)의 치수를 변경하도록 왕복 종방향 병진으로 이동하고,
상기 덕트(11, 12)는 서로 종방향으로 오프셋되어 있고, 상기 피스톤(3)은 상기 작동실(31)로 종방향으로 개방되고, 상기 피스톤(3)은 종방향으로 오프셋되어 있고, 각각의 유체 흐름 형태에 있어서, 오목부(22, 23) 중 1개만이 상기 덕트(11, 12) 중 1개만과 휴체 흐름 연통하도록 배열되는, 한 쌍의 측면 오목부(22, 23)로 반경 방향으로 개방되는 채널(25)을 포함한다.

Description

유체를 펌핑하는 회전파 서브어셈블리 및 회전파 펌핑 장치{ROTARY-WAVE SUB-ASSEMBLY FOR PUMPING A FLUID AND ROTARY-WAVE PUMPING DEVICE}

본 발명은 일반적으로 유체를 펌핑하는 회전식 왕복 서브어셈블리에 관한 것이고, 또한 유체의 용적형 펌핑을 위한 회전식 왕복 펌핑 장치에 관한 것이다.

용적형 펌핑 장치의 사용은 특히, 의료 용도, 화장품 용도, 수의학 용도에 있어서 혼합물(액체-고체 또는 액체-액체 혼합물)을 제조하거나 및/또는 재구성하거나 및/또는 (주입, 투입, 경구, 분무 등)에 의해 유체를 투여하기 위해 알려져 있다. 이들 종류의 용도에 있어서, 제어된 방식으로 정확한 양의 유체가 펌핑되어야 하지만, 단일 펌프로 다수의 유체 흐름 기능을 행하기 위해서, 하나 이상의 투여 용기나 장치로 유체를 이동시킬 수 있도록 하는 유체 흐름 디스펜서 등의 추가적인 유체 흐름 장치에, 상기 펌핑 장치의 유체 입구와 출구를 연결할 필요가 있는 경우도 있다.

통상, 공지의 펌핑 장치는 서로 180°로 배열되는 덕트가 존재한다. 또한, 이와 같은 펌핑 장치는 부피가 크고 취급시에 걸리거나 빠질 우려가 있는 유연하거나 강고한 파이프에 의해 다른 유체 흐름 장치와 유체 흐름 방식으로 연결되어 있다. 이와 같은 펌핑 장치는 부피가 커서 사용이 곤란하고, 특히, 의료 분야에 있어서의 용도로는 바람직하지 않다. 이와 같은 펌핑 장치는 미국 특허공보 제3 168 872에 공지되어 있고, 이것은 공동을 규정하고 상기 공동을 통과하여 상기 공동으로 개방되는 서로 180°로 배열된 2개의 덕트를 지닌 벽을 갖는 중공체를 포함하는 회전식 왕복 펌핑 장치를 기재하고 있다. 또한, 상기 회전식 왕복 펌핑 장치는 상기 공동과 함께 규정하는 작동실의 치수를 변경하도록 각을 이루어 왕복 축방향 병진으로 이동할 수 있는 상기 공동내에 수용된 피스톤을 포함한다. 상기 피스톤은 상기 덕트 중 하나와 연통하고, 이어서 연통하지 않고, 이어서 또 다른 하나와 연속적으로 연통하는데 적합한 평면을 포함한다. 따라서, 상기 유체는 상기 덕트 중 하나를 통해 흡인되고 상기 작동실에 저장된 후, 이어서 다른 덕트를 통해 방출될 수 있다.

본 발명의 목적은 가역적이고, 정확하고, 고압에서도 점성의 액체를 운반할 수 있도록 하며, 양호한 유체 흐름과 에너지 효율성을 갖는 한정된 부품수를 지닌 적당한 제조 원가의 180° 다른 상대적인 각도 배향의 흡인 덕트와 방출 덕트를 가능하게 하는 회전식 왕복 펌핑 서브어셈블리 및 회전식 왕복 펌핑 장치를 제안함으로써 종래 기술의 결점을 해결하는 것에 있다.

이를 위해서, 본 발명은 특히, 의료용의 유체를 펌핑하는 회전식 서브어셈블리를 제공하고, 상기 서브어셈블리는 종축의 공동을 규정하고, 상기 공동을 통과하고 상기 공동내로 반경 방향으로 개방되는 2개의 덕트를 지니는 벽을 갖는 중공체; 및 협력하여 작동실을 규정하는 상기 공동내에 수용된 피스톤을 포함하고, 상기 피스톤은 작동실과 상기 덕트 중 하나 사이에 유체 흐름 연통을 가능하게 하는 유체 흐름 형태와 각각의 상기 더스트와 임의의 유체 흐름 연통을 억제하는 전환 형태 사이를 각도를 이루어 이동 가능하고, 상기 피스톤은 상기 작동실의 치수를 변경하고, 상기 유체를 연속적으로 흡인한 후, 이어서 상기 덕트 중 하나, 이어서 다른 하나를 통해서 방출하도록 왕복 종방향 병진으로 이동 가능하고, 상기 서브어셈블리는 상기 덕트가 종방향으로 서로 오프셋되어 있고, 상기 피스톤은 상기 작동실로 종방향으로 개방되고, 상기 피스톤의 외주에 제공되고, 서로 종방향으로 오프셋되어 있고, 각각의 유체 흐름 형태에 있어서, 오목부 중 하나만이 상기 덕트 중 하나만과 유체 흐름 연통하도록 배열되는 적어도 한 쌍의 측면 오목부로 반경 방향으로 개방되는 채널을 포함하고, 상기 오목부 쌍은 180°다른 각도로 서로 각을 이루어 오프셋되어 있고, 상기 덕트는 동일한 각도로 서로 각을 이루서 오프셋되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명이 기반으로 하는 수단은 상기 피스톤의 오목부를 다른 높이로 제공하여 이들이 유체 흐름 연통에 있어서의 중공체의 덕트를 위치시키기 위해 임의의 양호한 구성으로 각을 이루어 배향될 수 있도록 하는 것이다.

바람직하게는 본 발명의 회전식 왕복 서브어셈블리는 이하의 특징을 가질 수 있다:

·상기 오목부는 종방향 단면에 있어서 중첩되고, 상기 덕트는 종방향 단면에 있어서 중첩된다;

·상기 피스톤은 2개의 분리된 반경 방향면에서 분해된 n쌍의 오목부를 포함하고, 상기 채널은 상기 n개의 오목부로 반경 방향으로 개방되어 중공체에서의 상기 피스톤의 회전을 1회 완료하는 동안에, 상기 피스톤은 각각의 상기 유체 흐름 형태에 있어서, n회이도록 배열된다;

·본 발명은 별개의 방법으로 1조의 2개의 덕트, 작동실, 채널 및 한 쌍의 오목부에 각각 상응하는 적어도 1단계와 적어도 2단계를 포함한다;

·상기 작동실은 상이한 구획을 나타낸다.

·본 발명은 적어도 캠 및 가이드 핑거를 포함하고, 전자는 피스톤에 의해 지지되고, 후자는 중공체에 의해 지지되며, 상기 중공체에 대해 상기 피스톤을 회전시키도록 상호적으로 협조하도록 배열되고;

제 1 각부에 대해서, 상기 피스톤을 제 1 방향으로 상기 중공체에 대해 축방향 병진으로 이동시키고;

제 2 각부에 대해서, 상기 피스톤을 상기 중공체에 대해 축방향으로 고정시키고;

제 3 각부에 대해서, 상기 피스톤을 제 2 방향으로 상기 중공체에 대해 축방향 병진으로 이동시키고;

제 4 각부에 대해서, 상기 피스톤을 상기 중공체에 대해 축방향으로 고정시키고;

제 2 각부 및 제 4 각부 동안에 상기 덕트가 폐쇄되도록 상기 덕트와 상기 오목부가 배열된다.

본 발명은 회전식 왕복 유체 펌핑 장치로 확대되고, 특히, 의료용에 있어서, 상기 장치는 구동 수단 및 상술한 바와 같은 유체를 펌핑하는 회전식 왕복 서브어셈블리, 및 분리 방식으로 상기 피스톤과 상기 구동 수단을 기계적으로 연결하는 분리성 기계적 커플러 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전식 왕복 펌핑 장치는 유체를 펌핑하는 회전식 왕복 서브어셈블리를 포함할 수 있고, 상기 장치는 각각의 방식으로 1조의 2개의 덕트, 작동실, 채널 및 1쌍의 오목부에 각각에 상응하는 적어도 제 1 단계 및 제 2 단계를 포함하고; 상기 작동실는 상이한 구획을 나타내고, 상기 덕트 중 하나는 제 1 유체용 입구와 연결되고, 상기 덕트 중 하나는 제 2 유체용 입구와 연결되고, 상기 회전식 왕복 펌핑 장치는 상기 덕트 중 다른 하나에 의해 방출되는 제 1 유체와 상기 덕트 중 다른 하나에 의해 방출되는 제 2 유체를 혼합하는 혼합기 수단을 포함하고, 그 얻어진 혼합물은 상기 작동실 간의 구획에 있어서의 차에 비례한다.

본 발명은 비제한적 실시예의 형태로 제공된 2개의 실시형태의 상세한 설명및 첨부된 도면을 판독하여 더욱 이해될 수 있고 기타 장점이 명확해진다:
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 회전식 왕복 펌핑 서브어셈블리의 피스톤의 측면도이다.
도 2∼7은 펌핑 사이클(흡인, 전환, 방출, 전환) 동안에 6개의 개별적인 작동 위치를 나타내는 본 발명의 제 1 실시형태의 회전식 왕복 서브어셈블리의 투명 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태의 회전식 왕복 펌핑 서브어셈블리의 중공체 및 피스톤의 단면도이다.
도 9∼14는 본 발명의 제 2 실시형태의 회전식 왕복 서브어셈블리의 단면도이고, 여기서, 상기 피스톤은 도시되어 있지 않고, 상기 회전식 왕복 서브어셈블리는 펌핑 사이클 동안에 6개의 각각의 작동 위치가 도시되어 있다.
도 8∼14에 있어서, 이전 도면에서와 동일한 요소는 100을 더해서 동일한 참조 번호를 부여한다.

본 발명의 회전식 왕복 펌핑 서브어셈블리는 도 1∼7에 나타낸 제 1 실시형태로서 후술하는 단일 단계를 갖는 단동식(single-acting)의 형태일 수 있고, 또는 도 8∼14에 나타낸 제 2 실시형태로서 후술하는 복동식(double-acting)의 형태 등의 복수 단계를 갖는 다동식의 형태일 수 있다.

도 2∼7을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시형태의 회전식 왕복 서브어셈블리(1)는 중공체(2), 피스톤(3) 및 가이드 핑거(9)를 포함한다.

상기 중공체(2)는 중공부를 갖고, 숄더(6)를 통해 함께 연결된 다른 직경의 2개의 원통부(4, 5)(도 4에 나타냄)로 형성된다. 일예로서, 상기 중공체(2)는 플라스틱제나 그 밖의 다른 적당한 재료로 형성된다.

대구경의 원통부(4)의 내부는 종축(A)의 보어(7)를 형성한다. 상기 대구경의 원통부(4)의 자유단은 개방되어 있고, 종축 슬라이딩시에 상기 피스톤(3)을 수용한다. 타단은 상기 숄더(6)를 통해 소구경의 원통부와 연결된다. 상기 대구경의 원통부(4)의 벽은 상기 보어(7)로 연장되도록 배열된 반경 방향의 가이드 핑거(9)를 수용하기 위해 이들을 통과하는 오리피스(8)를 갖는다. 일예로서, 상기 가이드 핑거는 탄성 변형 및/또는 접착제 및/또는 임의의 다른 적당한 수단에 의해 상기 중공체에 고정되는 핀이다. 일예로서, 상기 가이드 핑거(9)는 원통부 또는 임의의 다른 적당한 부분을 갖는다.

소구경의 원통부(5)의 내부는 종축(A)과 상기 보어(7)의 직경 보다 작은 직경의 공동(10)을 규정한다. 소구경의 원통부(5)의 자유단이 폐쇄되어 상기 중공체(2)의 바닥을 형성한다. 상기 보어(7) 및 공동(10)은 상기 중공체(2)에 포함된 피스톤(3)을 수용한다. 이와 같은, 상기 피스톤(3)의 자유단은 상기 중공체(2)와 협력하여 작동실(21)를 규정한다. 상기 소구경의 원통부(5)의 벽은 서로 종방향으로 오프셋되고 상기 공동(10)을 통과하고 반경 방향으로 상기 공동(10)으로 개방되는 2개의 덕트(11, 12)를 포함한다. 상술의 실시형태에 있어서, 상기 덕트(11, 12)는 종방향에 있어서 중첩되고, 따라서 0°의 각도로 각을 이루어 오프셋하고 있다. 다른 실시형태(도시하지 않음)에 있어서, 상기 덕트는 임의의 적당한 각도, 예컨대, 90°로 서로 상대적으로 각을 이루어 오프셋하고 있을 수 있다. 일예로서, 상기 덕트(11, 12)는 원형인 부분을 갖고, 이들은 동일한 직경을 갖는다. 상기 중공체(2)는 각각의 덕트(11, 12)를 둘러싸고, 흡인 또는 방출 파이브(도시하지 않음)에 의해 유체 흐름 디스펜서와 적절하게 연결되는 커넥터 선단부(13, 14)를 각각 포함한다. 또한, 상기 커넥터 선단부(13, 14)는 유체 흐름 디스펜서와 연결되거나 또는 상기 유체 흐름 디스펜서에 직접 포함되어도 좋다. 설명을 위해서, 상기 덕트(11, 12) 간의 구별을 위하여 이하, "흡인" 덕트(11) 및 "방출" 덕트(12)가 비제한적 방식으로 사용된다. 물론, 선택된 작동 형태에 따라서, 상기 덕트(11, 12)는 각각 유체를 흡인하거나 또는 방출하기 위해서 동일하게 사용할 수 있다.

특히, 도면 1을 참조하면, 상기 피스톤(3)은 숄더(17)를 통해서 함께 연결된 직경이 다른 2개의 원통부(15, 16)로 이루어진다. 상기 피스톤(3)의 소구경 원통부 및 대구경 원통부(16, 15)는 상기 피스톤(3)이 수용될 수 있는 공동(10) 및 보어(7)의 각각의 직경 보다 약간 작은 외경을 각각 갖는다. 일예로서, 상기 피스톤(3)은 플라스틱제 또는 임의의 다른 적당한 재료로 이루어진다.

상기 피스톤(3)은 상기 공동(10)의 내벽과 접촉하여 실링 가스킷(19)을 수용하는 소구경의 원통부(16)에 형성되는 주변홈(18)을 포함한다. 상기 실링 가스킷(19)은 상기 피스톤(3) 및 중공체(2)의 탄성률보다 낮은 탄성률을 갖는 재료로 이루어진다. 일예로서, 엘라스토머, 실리콘 러버, 러버, 열가소성 엘라스토머(TPE), 또는 기타 다른 적당한 재료로 이루어진다.

또한, 상기 피스톤(3)은 상기 가이드 핑거(9)를 안내하는 듀얼 가이드 캠을 규정하는 홈(20)을 포함한다. 종방향에 있어서, 상기 홈(20)의 높이는 상기 가이드 핑거(9)의 치수에 따라서 과도한 슬랙(slack)없이 안내되도록 한다. 상기 홈(20)은 종방향 중간면에 대해서 서로 대칭하는 제 1 경사부(SI2) 및 제 2 경사부(SI2)를 포함한다. 이와 같은 상기 제 1 경사부(SI1) 및 제 2 경사부(SI2)는 상기 피스톤(3)의 주변에 대향 경사면을 갖는다. 제 1 경사부(SI1) 및 제 2 경사부(SI2)는 실질적으로 서로 평행하고, 종축(A)에 대해 수직인 제 1 평면부 및 제 2 평면부에 의해 서로 이간되어 있다. 따라서, 상기 가이드 핑거(9) 및 홈(20)에 의해서, 제 1 회전 방향(R)으로 상기 중공체(2)와 상대적으로 상기 피스톤(3)을 회전시키는 것은 상기 피스톤(3)을 제 1 경사부(SI1)를 따라서 제 1 병진 방향(T1)으로 상기 중공체(2)에 대해 축 방향으로 이동시키고, 제 1 평면부(SP1)를 따라서 상기 중공체(2)에 대해 축 방향으로 정지시키고, 이어서, 제 2 경상부(SI2)를 따라서 제 2 병진 방향(T2)으로 상기 중공체(2)에 대해 축 방향으로 이동시킨 후, 최종적으로 상기 제 2 평면부(SP2)를 따라서 상기 중공체(2)에 대해 축 방향으로 정지시키는 등을 연속적으로 하게 한다. 이와 같이, 상기 피스톤은 작동실(21)이 최대 부피를 갖는 고위치(도 4 참조)와 작동실(21)이 최소 부피를 갖는 저위치(도 7 참조) 사이에서 왕복 운동한다. 상기 피스톤(3)의 상기 2개 위치 사이에서 상기 작동실(21)이 유체를 흡인한 후, 이어서 방출한다.

상기 피스톤(3)은 그것의 소구경 원통부(16)의 주변에 형성되는 2개의 측면 오목부(22, 23)를 포함한다. 상기 실시형태에 있어서, 상기 오목부(22, 23)는 서로 제 2 각도 180°로 각을 이루어 오프셋되어 있고, 이들은 특히, 상기 오목부(22, 23) 중 1개 이하만이 상기 덕트(11, 12) 중 1개만과 항상 대면하도록 설계되는, 상기 홈(20)의 프로파일에 따라 좌우되는 거리로 종방향으로 오프셋된다. 상기 덕트(11, 12)가 0° 다른 각도로 서로 오프셋되는 경우, 상기 오목부(22, 23)는 상기 홈(20)의 프로파일도 고려하여 상대적으로 각을 이루어 종방향으로 오프셋된다. 설명을 위해서, 이하, 상기 오목부(22, 23) 간의 구별을 위하여 "흡인" 오목부(22) 및 "방출" 오목부(23)는 비제한적 방식으로 사용된다. 물론, 선택된 작동 형태에 따라서, 각각의 오목부는 유체를 흡인하거나 또는 방출하는데 동일하게 사용될 수 있다.

상기 피스톤은 또한, 소구경 원통부(16)에 제공되는 채널(24)을 포함한다. 도 1을 참조하면, 상기 채널(24)은 상기 작동실(31)로 종방향으로 개방되는 종방향 단편(25), 및 상기 각각의 오목부(22, 23) 중 하나로 반경 방향으로 각각 확장되는 2개의 반경 방향의 단편(26, 27)을 포함한다.

상기 실시형태에 있어서, 각각의 오목부(22, 23)는 경사홈의 형태를 갖는다. 상기 홈(22, 23)은 상기 피스톤(3)의 전개면을 걸쳐 반대 방향으로 경사진다. 상기 홈(22, 23)의 경사는 상기 홈(20)의 경사의 방향과 직접적으로 연관되어 각각의 흡인 및 방출 단계시에 상응하는 흡인 덕트(11) 또는 방출 덕트(12)와의 각각의 유체 흐름 연통에 있어서 상기 채널(24)은 상기 오목부(22, 23) 중 하나를 통하여 개방된다. 따라서, 상기 경사홈(22, 23)은 상기 회전식 왕복 서브어셈블리(1)의 데드 볼륨을 제한하는 것을 가능하게 하는 상기 오목부의 최소 프로파일에 상응한다. 기재하지 않은 다른 실시형태에 있어서, 상기 오목부(22, 23)는 평면이나 임의의 다른 적합한 프로파일 등을 가질 수 있다.

일예로서, 상기 피스톤(3)의 대구경의 원통부(15)의 자유단은 오목한 형상(도시하지 않음)을 가져 상기 피스톤(3)과 회전식 구동 수단(도시하지 않음)을 기계적으로 연결한다.

이와 같은, 단동 회전식의 왕복 서브어셈블리(1)는 2개의 덕트(11, 12), 작동실(31), 종방향 단편(25)과 2개의 반경 방향 단편(26, 27)을 갖는 채널(24) 및 2개의 오목부(22, 23)를 구비한다. 따라서, 한 쌍의 오목부(22, 23)는 "흡인" 및 "방출"의 한 쌍의 덕트(11, 12)에 상응한다.

기재하지 않은 실시형태에 있어서, 상기 피스톤은 n쌍의 오목부를 포함하고, 각각의 쌍은 상기한 흡인 오목부와 동일한 반경 방향의 면에 위치한 흡인 오목부 및 상기한 방출 오목부와 동일한 반경 방향의 면에 위치한 방출 오목부를 포함한다. 상기 n개의 흡인 오목부는 n개의 방출 오목부와 동일하게 각을 이루어 배열되어 있다. 물론, 상기 n개의 흡입 오목부는 각각의 흡인 형태가 방출 형태에 상응하지 않도록 n개의 방출 오목부에 대해 각을 이루어 오프셋되어 있고, 그 반대도 마찬가지이다. 따라서, 중공체의 피스톤의 회전을 1회 완료하는 동안, 상기 피스톤은 흡인 형태에 있어서, n회이고, 방출 형태에 있어서 n회이다. 각각의 흡인 형태와 방출 형태 사이에서, 상기 피스톤은 전환 형태에 상응하는 중간 위치에 있다. 이러한 조작을 확보하기 위해서, 상기 캠은 평면부에 의해 서로 분리되어 있는 n개의 제 1 및 제 2 경사부를 포함한다.

단동 회전식의 왕복 서브어셈블리(1)를 동작시키게 하기 위해서, 상기 흡인 덕트가 유체 전달 파이브(도시하지 않음)에 연결되고, 상기 방출 덕트가 상기 유체를 방출하기 위한 유체 방 파이프(도시하지 않음)에 연결되고, 상기 피스톤(3)이 종래 형태의 회전식 구동 수단(도시하지 않음)과 기계적으로 연결된다. 상기 흡인 및 방출 덕트(11, 12)가 종방향에 있어서 중첩되어 있음으로써, 상기 회전식 왕복 서브어셈블리(1)가 임의의 다른 유체 흐름 장치와 보다 용이하게 연결된다. 구체적으로, 상기 회전식 왕복 서브어셈블리(1) 주위를 통과하는 파이프를 요구하지 않고, 흡인 및 방출 덕트(11, 12)와 바로 일직선으로 유체 흐름 디스펜서가 제공될수 있거나, 또는 임의의 다른 파이프를 요구하지 않고 곧바로 제공될 수도 있다.

본 발명의 단동 회전식의 왕복 서브어셈블리(1)의 작동은 이하의 도 2∼7을 참조하여 기재한다.

도 2 및 3에 나타낸 흡인 단계에 있어서, 상기 가이드 핑거(9)는 상기 홈(20)의 제 1 경사부(SI1)를 지나가고, 이것은 상기 피스톤(3)의 회전 운동(R)을 상기 중공체(2)에 대해 피스톤(3)의 제 1 주행 방향을 따른 병진(T1)으로 제 1 이동으로 변환하고, 이것은 상기 피스톤(3)을 상기 작동실(31)이 최소 체적을 갖는 저위치(도 7)로부터 상기 작동실(31)이 최대 체적을 갖는 고위치(도 4)로 통과하게 한다. 병진(T1)으로의 제 1 이동 동안에, 상기 흡인 오목부(22)가 상기 흡인 덕트(11)의 오리피스 앞에서 통과하면서 상기 피스톤(3)은 상기 중공체(2)와 상대적으로 회전한다. 따라서, 상기 흡인 덕트(11)는 상기 흡인 오목부(22) 및 상기 채널(24)의 반경 방향과 종방향 단편(26, 25)을 통하여 상기 작동실(31)과 유체 흐름 연통하고 있다. 상기 작동실(31)의 체적을 증가함으로서 발생된 흡입에 의해 화살표(E)를 따라서 상기 유체가 흡입된다. 상기 흡인 단계 동안에, 상기 방출 오목부(23)는 상기 방출 덕트(12)를 대면하지 않으면서, 상기 공동(10)의 벽 앞을 통과한다. 따라서, 상기 흡인 단계 동안에, 상기 유체는 상기 방출 덕트(12)를 거쳐 상기 작동실(31)에 잔존하지 않고, 이것은 십자 형상으로 나타내어진다. 상기 피스톤(3)은 제 1 전환 단계가 도달될 때까지 상기 중공체(2)와 상대적인 회전(R)을 지속한다.

도 4에 나타내는 제 1 전환 단계에 있어서, 상기 가이드 핑거(9)는 상기 홈(20)의 제 1 평면부(SP1)를 지나간다. 이와 같은 상기 피스톤(3) 회전 R은 병진으로 이동하지 않게 하고, 상기 피스톤(3)은 고위치에서 축방향으로 정지한다. 따라서, 상기 작동실(31)의 체적은 변화되지 않고, 그것의 최대로 잔존한다. 상기 전환 단계 동안에, 상기 흡인 오목부(22) 및 방출 오목부(23)는 각각 상기 공동(10)을 대면하고, 이것은 상기 작동실(31)과 상기 흡인 덕트 또는 방출 덕트(11, 12) 중 어느 하나 사이에 임의의 유체 흐름 연통을 방지한다. 따라서, 상기 작동실(31)은 리크타이트(leaktight) 방법으로 폐쇄된다. 상기 피스톤(3)은 상기 방출 단계를 도달할 때까지 상기 중공체(2)와 상대적으로 회전(R)이 지속된다.

도 5 및 도 6에 나타낸 방출 단계에 있어서, 상기 가이드 핑거(9)는 상기 홈(20)의 제 2 경사부(SI2)를 지나가고, 이것은 병진(T1)으로 이동 동안에 상기 제 1 주행 방향과 반대인 제 2 주행 방향을 따르는 병진(T2)으로 상기 피스톤(3)의 회전(R)을 제 2 이동으로 변환한다. 따라서, 상기 피스톤(3)은 고위치(도 4)에서 저위치(도 7)로 이동한다. 병진(T2)으로의 제 2 이동시에, 상기 방출 오목부(23)가 상기 방출 덕트(12)의 오리피스의 앞을 통과하면서, 상기 피스톤(3)은 상기 중공체(2)와 상대적으로 회전한다. 따라서, 상기 방출 덕트(12)는 상기 오목부(23) 및 상기 채널(24)의 반경 방향 및 종방향 단편(27, 25)을 통해 상기 작동실(31)과 유체 흐름 연통한다. 상기 작동실(31)의 체적의 감소로 인한 압력에 의해 화살표 S를 따라서 상기 방출 덕트(12)를 통해서 상기 유체가 방출된다. 상기 방출 단계 동안에, 상기 흡인 오목부(22)는 상기 흡인 덕트(11)를 대향하지 않으면서 상기 공동(10)의 벽의 앞을 통과한다. 따라서, 상기 방출 단계 동안에, 상기 유체는 상기 "흡인" 덕트(11)를 통하여 상기 작동실(31)을 들어가지 않는다. 제 2 전환 단계가 도달할 때까지 상기 피스톤(3)은 상기 중공체(2)와 상대적으로 회전(R)을 지속한다.

상기 도 7에 나타낸 제 2 전환 단계는 상기 제 1 전환 단계와 실질적으로 동일하다. 이것은 상기 피스톤(3)이 저위치에 있고, 상기 작동실(31)이 최소 체적을 갖고, 상기 흡인 및 방출 덕트(11, 12)에 대한 흡인 및 방출 오목부(22, 23)의 위치가 상기 제 1 전환 단계에 대해 정반대로 역으로 되는 점이 다르다,

상기 회전식 왕복 사이클은 반복될 수 있다. 물론, 상기 중공체(2)에 상대적인 상기 피스톤(3)의 회전의 방향에 따라서, 상기 "흡인" 덕트는 상기 방출 덕트에 상응할 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.

제 1 및 제 2 경사부(SI1, SI2)의 프로파일, 및 상기 흡인 및 방출 오목부(22, 23)의 프로파일을 변경함으로써, 상기 흡인 단계와 방출 단계간의 비율이 조정될 수 있다. 이와 같은 상기 흡인 단계 및 방출 단계 중 하나의 지속 시간이 다른 하나의 지속 시간에 대하여 연장될 수 있다.

본 발명의 제 2 실시형태의 회전식 왕복 서브 어셈블리(101)는 도 8∼14에 나타내고, 복동식 형태를 갖는다. 이를 위하여, 이것은 회전식 왕복 서브어셈블리(1)와 동일한 제 1 단계 및 흡인 및 방출 덕트(111, 112), 작동실(131), 상기 제 1 단계의 채널(24)과 분리된 채널(124) 및 상기 제 1 단계와 같은 흡인 및 방출 오목부(122, 123)를 포함하는 제 2 단계의 2개의 단계를 포함한다. 따라서, 한 쌍의 흡인 및 방출 오목부(22, 23, 122, 123)는 각각의 흡인 및 방출 덕트(11, 12, 111, 112)쌍에 상응한다.

기재된 실시형태에 있어서, 상기 흡인 오목부(22, 122)는 상기 방출 오목부(23, 123)에 의해 종방향으로 분리되어 있고, 상기 흡인 및 방출 덕트(11, 12, 111, 112)는 종방향으로 중첩되어 있다. 또한, 상기 제 1 단계의 흡인 오목부(22)는 상기 제 2 단계의 방출 오목부(123)에 의해 종방향에 있어서 중첩되어 있고, 상기 제 1 단계의 방출 오목부(23)는 상기 제 2 단계의 흡인 오목부(122)에 의해 종방향에 있어서 중첩되어 있다. 이와 같은 상기 회전식 왕복 서브어셈블리(101)는 하나의 단계의 흡인 단계 및 다른 단계의 방출 단계에 동시에 포함될 수 있다.

도 8에 상세히 나타낸 바와 같이, 상기 제 2 단계의 채널(124)은 상기 작동실(131)을 향해서 개방되는 원추사다리꼴 형상이다.

상기 중공체(102)는 종방향으로 큰 높이를 갖는 공동(110)을 포함하고, 따라서, 이것은 상기 2개의 단계를 수용하도록 할 수 있다. 상기 실시형태에 있어서, 상기 실링 가스킷(119)은 2개의 단계 사이에 제공된다. 또한, 상기 중공체(103)는 추가적인 실링 가스킷(129)을 수용하는 상기 보어(107)와 상기 공동(110) 사이에 제공되는 환형의 홈(128)을 포함한다.

제 1 형태에 있어서, 제 1 및 제 2 단계의 상기 "흡인" 덕트(11, 111)는 단일 유체를 위한 공통의 입구와 유체 흐름 연통으로 존재하고, 제 1 및 제 2 단계의 상기 "방출" 덕트(12, 112)는 단일 유체를 위한 공통의 출구와 유체 흐름 연통으로 존재하고 있다.

제 2 형태에 있어서, 하나의 단계의 "방출" 덕트(12, 112)는 다른 단계의 "흡인" 덕트(11, 111)와 유체 흐름 연통되어 있어도 좋다.

제 3 형태에 있어서, 상기 복동 회전식의 왕복 서브어셈블리는 제 1 유체에 대한 하나의 단계와 제 2 유체에 대한 다른 단계를 사용하여 회전당 비례량을 생성하는데 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 비례 혼합물을 얻기 위해서, 각 단계의 "방출" 덕트(12, 112)는 예를 들면, 상기 2개의 유체를 수용하기 위한 단일 컨테이너와 연결되어 있다. 상기 작동실(31, 131) 구획 간의 비율을 변경함으로써, 2개 유체 사이의 양을 비례해서 변경할 수 있고, 스트로크가 2개의 작동실(31, 131)에 대해 항상 동일하다.

상기 3개의 형태에 있어서, 이와 같은 복동 회전식의 왕복 서브어셈블리(101)를 포함하는 펌핑 장치의 유동률은 단동 회전식의 왕복 서브어셈블리(1)의 두배인 맥동 주파스로 증가된다.

제 4 형태에 있어서, 상기 2개 단계는 동일하고, 단지 종방향으로 서로 오프셋되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 2개 단계의 2개의 흡인 단계는 동시에 일어나고, 상기 2개 단계의 2개의 방출 단계는 동시에 일어난다. 상기 형태에 있어서, 이러한 복동 회전식의 왕복 서브어셈블리(101)를 포함하는 펌핑 장치의 유동률은 단동 회전식의 왕복 서브어셈블리(1)의 것과 동일한 맥동 주파스로 2배가 된다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하는 것을 가능하게 한다. 구체적으로, 본 발명의 회전식 왕복 서브어셈블리(1, 101)는 180°, 또는 그 밖의 다른 바람직한 각도, 예를 들면, 0°의 다른 상대적인 각도 배향으로 흡인 덕트 및 방출 덕트를 얻을 수 있게 한다. 필요에 따라서, 상기 흡인 덕트 및 방출 덕트는 180°로 배향될 수도 있다. 따라서, 상기 회전식 왕복 서브어셈블리(1, 101)는 간단하고 직통의 유체 흐름 회로를 지닌 임의의 다른 유체 흐름 장치와 용이하게 연결될 수 있다.

또한, 본 발명의 회전식 왕복 서브어셈블리(1, 101)는 피스톤(3, 103)이 회전되는 방향을 역으로 하는 것만으로도 가역 조작된다. 따라서, "흡인" 덕트(11, 111)는 "방출" 덕트(12, 112)가 되고 그 반대도 마찬가지이다. 피스톤(3, 103)과 구동 수단을 기계적으로 분리하는 것은 모터부가 재사용 가능하는 한, 디스포저블한 회전식 왕복 서브어셈블리를 얻는 것을 가능하게 한다. 이와 같이, 상기 회전식 왕복 서브어셈블린(1, 101)는 2개의 용도를 교체함으로써 저렴하게 살균하는 것을 보장할 수 있다. 따라서, 상기 회전식 왕복 펌핑 장치의 유체 흐름 부분이 갱신되지만 않으면, 상기 모터부와 제어부는 2개 용도간을 유지한다. 축방향 힘은 상기 캠에 의해 이동되기 때문에, 회전식만인 구동 수단을 사용하고, 상기 피스톤(3)과 토크만을 전송하는 구동 수단 사이의 기계적 연결 수단을 사용하는 것이 가능한다. 또한, 홈(20, 120) 및 가이드 핑거(9)는 상기 피스톤(3)의 병진으로의 왕복 운동이 상기 피스톤(3)의 회전과 동시에 발생하는 것을 가능하도록 한다.

본 발명의 회전식 왕복 서브어셈블리(1, 101)는 전환 단계 동안에 "흡인 및 방출" 덕트(11, 111, 12, 112)로 임의의 유체 흐름을 억제하지만, 이들 단계 동안에 유압 차단에 의한 과도한 압력 또는 흡입의 영향을 일으키지 않는다. 또한, 상기 오목부(22, 23, 122, 123)는 데드 볼륨의 제한을 가능하게 한다.

상기 실링 가스킷과 중공체 간의 밀착은 초기 어셈블리 동안에 공장에서 상기 회전식 왕복 서브어셈블리(1, 101)의 위치를 각도를 이루어 설정하는 것을 가능하게 한다. 이와 같은 각도 설정은 상기 회전식 왕복 서브어셈블리(1, 101)가 상기 회전식 왕복 장치에 사용될 때까지 용이하게 유지된다. 그러나, 상기 중공체(2, 102)에 대한 피스톤(3, 103)의 각도 위치의 육안 표시 또는 임의의 적당한 기술의 센서를 제공하는 것이 가능하다.

물론, 본 발명은 상기 실시형태의 설명에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범위를 초과함이 없이 각종 변형이 실시될 수 있다.

Claims

종축(A)의 공동(10; 110)을 규정하고, 상기 공동(10; 110)을 통과하고 공동의 반경 반향으로 개방되는 2개의 덕트(11, 12; 111, 112)를 지닌 벽을 갖는 중공체(2; 102); 및
협력하여 작동실(31; 131)을 규정하는 상기 공동(10; 110)에 수용된 피스톤(3; 103)을 포함하는 특히 의약용의 유체를 펌핑하는 회전식 왕복 서브어셈블리(1; 101)로서:
상기 피스톤(3; 103)은 상기 작동실(31; 131)과 상기 덕트(11, 12; 111, 112) 중 하나 사이를 유체 흐름 연통하도록 하는 유체 흐름 형태와 각각의 상기 덕트와 임의의 유체 흐름 연통을 억제하는 전환 형태 사이를 각을 이루어 이동 가능하고, 상기 작동실(31; 131)의 치수를 변경하고 상기 덕트(11, 12; 111, 112) 중 하나와 그 다음 다른 하나를 통하여 상기 유체를 연속적으로 흡인한 후, 이어서 방출하도록 상기 피스톤(3; 103)을 왕복 종방향 병진으로 이동 가능하고,
상기 덕트(11, 12, 111, 112)는 서로 종방향으로 오프셋되어 있고, 상기 작동실(31; 131)로 종방향으로 개방되고, 상기 피스톤(3; 103)의 주위에 제공되고, 서로 종방향으로 오프셋되어 있고, 각각의 유체 흐름 형태에 있어서, 오목부(22, 23; 122, 123) 중 하나만이 상기 덕트(11, 12; 111, 112) 중 하나만과 유체 흐름 연통하도록 배열되는, 상기 피스톤(3; 103)은 적어도 한 쌍의 측면 오목부(22, 23; 122, 123)로 반경 방향으로 개방되는 채널(25; 125)을 포함하고,
상기 오목부(22, 23; 122, 123)의 한 쌍은 180°다른 각도로 서로 각을 이루어 오프셋되어 있고, 상기 덕트(11, 12; 111, 112)는 상기와 동일한 각도로 서로 각을 이루어 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 회전식 왕복 서브어셈블리(1; 101).
제 1 항에 있어서,
상기 오목부(22, 23; 122, 123)는 종방향 단면에 있어서 중첩되어 있고, 상기 덕트(11, 12; 111, 121)는 종방향 단면에 있어서 중첩되어 있는 것을 특징으로 하는 회전식 왕복 펌핑 서브어셈블리(1; 101).
제 1 항에 있어서,
상기 피스톤은 2개의 분리된 반경 방향면으로 분배된 n쌍의 오목부를 포함하고, 상기 채널은 상기 n개의 오목부로 반경 방향으로 개방되어 상기 중공체에서의 상기 피스톤의 회전을 1회 완료되는 동안에 각각의 상기 유체 흐름 형태에 있어서, 상기 피스톤은 n회이도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 회전식 왕복 펌핑 서브어셈블리.
제 1 항에 있어서,
별개의 방법으로 1조의 2개의 덕트(11, 12, 111, 112), 작동실(31, 131), 채널(25; 125), 및 한 쌍의 오목부(22, 23; 122, 123)에 각각 상응하는 적어도 제 1 단계 및 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 왕복 펌핑 서브어셈블리(101).
제 5 항에 있어서,
상기 작동실(31, 131)은 상이한 구획을 나타내는 것을 특징으로 하는 회전식 왕복 펌핑 서브어셈블리(101).
제 1 항에 있어서,
적어도 캠 및 가이드 핑거(9)를 포함하고, 전자는 상기 피스톤(3; 103)에 의해 지지되고, 후자는 상기 중공체(2; 102)에 의해 지지되며, 상호적으로 협력하도록 배열되어 상기 중공체(2; 102)에 대해 상기 피스톤(3; 103)을 회전시키고,
제 1 각부에 대해서, 상기 피스톤(3; 103)을 제 1 방향으로 상기 중공체(2, 102)에 대해 축방향 병진(T1)으로 이동시키고;
제 2 각부에 대해서, 상기 피스톤(3, 103)을 상기 중공체(2; 102)에 대해 축방향으로 정지시키고;
제 3 각부에 대해서, 상기 피스톤(3, 103)을 제 2 방향으로 상기 중공체(2; 101)에 대해 축방향 병진으로 이동시키고; 또한
제 4 각부에 대해서, 상기 피스톤(3, 103)을 상기 중공체(2; 102)에 대해 축방향으로 정지시키고,
상기 제 2 각부 및 제 4 각부 동안에 상기 덕트(11, 12; 111, 112)가 폐쇄되도록 상기 덕트(11, 12; 111, 112) 및 상기 오목부(22, 23; 122, 123)가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 회전식 왕복 펌핑 서브어셈블리(1; 101).
선행하는 항 중 어느 한 항에 기재된 유체를 펌핑하는 회전식 왕복 서브어셈블리(1; 101), 구동 수단, 및 분리 방식으로 피스톤(3; 103)과 상기 구동 수단을 기계적으로 연결하는 분리성 기계적 커플러 수단을 포함하고, 특히 의료용인 것을 특징으로 하는 회전식 왕복 유체 펌핑 장치.
제 7 항에 있어서,
제 5 항에 기재된 유체를 펌핑하는 회전식 왕복 서브어셈블리(101)를 포함하고, 상기 덕트(11, 12) 중 하나는 제 1 유체용의 입구와 연결되고, 상기 덕트(111, 112) 중 하나는 제 2 유체용의 입구와 연결되고, 상기 덕트(12, 11) 중 다른 하나에 의해 방출된 상기 제 1 유체와 상기 덕트(112, 111) 중 다른 하나에 의해 방출된 상기 제 2 유체를 혼합하는 혼합기 수단을 포함하고, 상기 얻어진 혼합물은 상기 작동실(31; 131) 간의 구획의 차에 비례하고 있는 것을 특징으로 하는 회전식 왕복 펌핑 장치.