KR20190112775A - 이중 유체 카트리지 조립체 - Google Patents

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KR20190112775A
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로버트 더블유. 스프링혼
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노드슨 코포레이션
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Abstract

이중 유체 카트리지 조립체는 카트리지, 플랜지 및 피스톤 튜브를 포함한다. 카트리지는 채널을 한정하고, 플랜지를 포함한다. 플랜지는 캐비티 개구로부터 캐비티 베이스로 연장되는 캐비티를 한정한다. 캐비티 개구는 카트리지의 채널 내에 위치되고, 캐비티 베이스는 카트리지 외부에 위치된다. 피스톤 튜브는 연장 단부를 가지며, 적어도 부분적으로 채널 내에 위치된다. 연장 단부는 캐비티 내에 위치된다.

Description

이중 유체 카트리지 조립체
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 그 개시 내용이 참조에 의해 본원에 통합되는 2017년 2월 2일자 출원된 미국 가출원 제62/453,731호에 대해 우선권의 이익을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 이중 유체 카트리지 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중 유체 카트리지 조립체 내에 피스톤 밀봉부와 전달 튜브를 연결하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
단일 및 다중 유체 카트리지 조립체들은 일반적으로 혼합 후에 신속하게 분리되고 도포될 필요가 있는 2개의 성분을 함유하는 반응성 접착제와 같은 유체 물질을 분배하는 것으로 일반적으로 공지되어 있다. 단일 유체 카트리지 조립체의 예가 2002년 12월 6일자 출원된 공동 소유의 국제 특허 출원 제PCT/US02/39041호에 개시되어 있다. 다중 유체 카트리지 조립체의 예는 예를 들어 미국 특허 제4,220,261호, 제4,961,250호, 및 제5,310,091호에 기재되어 있다.
미국 특허 제5,310,091호에서, 이중 유체 카트리지는 각각 외부 카트리지 및 내부 카트리지에 의해 형성된 전방 및 후방 챔버를 포함한다. 피스톤 밀봉부들은 카트리지 내의 유체를 분리하도록 사용된다. 플런저의 영향 하에서 내부 카트리지의 움직임은 내부 카트리지와 상부 피스톤이 외부 카트리지 내에서 축 방향으로 전진하도록 한다. 내부 카트리지는 전방 챔버를 통해 카트리지 출구까지 연장되는 피스톤 튜브와 유체 연통한다. 외부 카트리지 내에서 내부 카트리지의 이동은 내부 카트리지 및 외부 카트리지에서의 유체가 분배되도록 한다. 내부 카트리지 챔버 및 외부 카트리지 챔버를 유체로 채우기 위해, 유체는 카트리지 출구로 가압되어, 외부 카트리지 내에서 축 방향으로 후퇴하도록 내부 카트리지 및 상부 피스톤을 가압한다.
내부 카트리지 챔버 및 외부 카트리지 챔버를 유체로 채우는 공정 동안, 피스톤 튜브를 외부 카트리지로부터 분리시킬 수 있는 힘이 피스톤 튜브에 제공된다. 비록 분리의 위험이 대체로 낮을지라도, 유발되는 문제의 심각성은 매우 높다. 종래의 시스템에서, 피스톤 튜브가 외부 카트리지로부터 분리되었는지의 여부를 검출하는 것은 어렵고, 예를 들어 공기 압력 테스트 또는 파괴 분석을 포함할 수 있다. 공기 압력 테스트는 공기 압력 붕괴에 대해 외부 카트리지 챔버 및 내부 카트리지 챔버의 공기 압력을 개별적으로 점검하고, 그런 다음 공기 압력 붕괴에 대해 2개의 챔버를 함께 점검하는 것을 수반한다. 챔버들 모두가 큰 압력 붕괴를 개별적으로 보이고 챔버들 중 어느 것도 큰 압력 붕괴를 함께 보이지 않으면, 피스톤 튜브가 카트리지 조립체로부터 분리되었다는 것을 나타낸다. 그러나, 공기 압력 테스트는 시간 소모적이고 비용이 많이 들며, 적절한 테스트 장비를 요구한다. 파괴 분석은 유체 카트리지를 분해하거나 파괴시키는 것을 수반하고, 이러한 것은 유체 카트리지를 작동 불능 상태로 만들 수 있다.
그러므로, 카트리지 조립체로부터 유체를 충전 및 분배하고, 피스톤 튜브가 외부 카트리지로부터 분리되었는지 여부를 검출하기 위한 개선된 시스템 및 방법이 필요하다.
상기 필요성은 본원에 개시된 이중 유체 카트리지 조립체에 의해 큰 범위로 충족될 수 있다. 이중 유체 카트리지 조립체는 외부 카트리지 및 피스톤 튜브를 포함한다. 외부 카트리지는 근위 단부로부터 원위 단부로 축 방향으로 연장된다. 외부 카트리지는, 내부 가장자리와 플랜지를 가지는 베이스 벽을 포함한다. 베이스 벽은 외부 카트리지의 원위 단부를 향하여 위치된다. 플랜지는 베이스 벽의 내부 가장자리를 따라서 적어도 부분적으로 연장되고, 캐비티 개구로부터 캐비티 베이스로 축 방향으로 연장되는 캐비티를 한정한다. 캐비티 베이스는 축 방향으로 베이스 벽으로부터 원위에 있다. 피스톤 튜브는 캐비티 내에 위치되는 연장 단부를 가진다.
이중 유체 카트리지 조립체의 대안적인 양태는 외부 카트리지 및 피스톤 튜브를 포함한다. 외부 카트리지는 베이스 벽 및 플랜지를 포함한다. 베이스 벽은 카트리지 출구를 한정하는 내부 가장자리를 가진다. 플랜지는 베이스 벽의 내부 가장자리를 따라서 적어도 부분적으로 연장되고 캐비티 개구로부터 캐비티 베이스로 축 방향으로 연장되는 캐비티를 한정한다. 베이스 벽은 축 방향으로 캐비티 개구로부터 원위에 있고, 캐비티 베이스는 축 방향으로 베이스 벽으로부터 원위에 있다. 피스톤 튜브는 캐비티 내에 위치된 연장 단부를 가진다.
이중 유체 카트리지 조립체의 대안적인 양태는 채널, 플랜지, 및 피스톤 튜브를 한정하는 카트리지를 포함한다. 플랜지는 카트리지에 결합되고, 캐비티 개구로부터 캐비티 베이스로 연장되는 캐비티를 형성한다. 캐비티 개구는 카트리지의 채널 내에 위치되고, 캐비티 베이스는 카트리지의 외부에 위치된다. 피스톤 튜브는 적어도 부분적으로 채널 내에 위치된다. 피스톤 튜브는 캐비티 내에 위치되는 연장 단부를 가진다.
이중 유체 카트리지 조립체의 다른 양태는 외부 카트리지, 상부 밀봉부, 내부 카트리지, 및 피스톤 튜브를 포함한다. 외부 카트리지는 제1 유체를 운반하고 원통형 외부 벽, 베이스 벽, 및 플랜지를 포함한다. 원통형 벽은 채널을 한정한다. 베이스 벽은 카트리지 출구를 한정하는 내부 가장자리를 가진다. 플랜지는 베이스 벽의 내부 가장자리를 따라서 적어도 부분적으로 연장되고, 캐비티 개구로부터 캐비티 베이스로 축 방향으로 연장되는 캐비티를 한정한다. 베이스 벽은 축 방향으로 캐비티 개구로부터 원위에 있고, 캐비티 베이스는 축 방향으로 베이스 벽으로부터 원위에 있다. 상부 밀봉부는 채널 내에 위치되고, 상기 외부 카트리지에서 제1 유체를 밀봉하도록 구성된다. 내부 카트리지는 제2 유체를 운반한다. 피스톤 튜브는 적어도 부분적으로 채널 내에 위치된다. 피스톤 튜브는 캐비티 내에 위치되는 연장 단부를 가진다. 피스톤 튜브는 상기 내부 카트리지로부터 상기 카트리지 출구로의 유체 유동 경로를 제공하도록 구성된다.
전술한 요약 및 본 출원의 예시적인 실시예에 대한 다음의 상세한 설명은 첨부된 도면과 함께 읽혀질 때 더욱 잘 이해될 것이다. 본 출원을 예시하는 목적을 위해, 본 명세서의 예시적인 실시예가 도면에 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배열 및 수단으로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 도면에서:
도 1은 이중 유체 카트리지 조립체의 사시도.
도 2는 선 2-2를 따라서 취해진 충전 위치에서 도 1에 도시된 이중 유체 카트리지 조립체의 단면도.
도 3은 선 2-2를 따라서 취해진 빈 위치에서 도 1에 도시된 이중 유체 카트리지 조립체의 다른 단면도.
도 4는 내부 카트리지에 형성된 공기 환기 경로의 부분 개략도.
도 5는 도 4에 도시된 내부 카트리지의 우측면도.
도 6은 도 5의 선 8-8을 따라서 취한 내부 카트리지의 단면도.
도 7은 도 6에 도시된 내부 카트리지의 좌측면도.
도 8a는 도 2에 도시된 이중 유체 카트리지 조립체의 원위 단부의 확대 상세도.
도 8b는 도 8a에 도시된 이중 유체 카트리지 조립체의 원위 단부의 확대 상세도.
도 9는 이중 유체 카트리지 조립체의 원위 단부를 확대하여 부분적으로 투명한 도면.
수지 및 경화제와 같은 2개의 별개의 유체를 별개로 운반하기 위한 이중 유체 카트리지 조립체가 개시되어 있다. 카트리지 조립체는 혼합 유체가 표준 분배 디바이스, 예를 들어 코킹 건(caulking gun)을 통해 작업편에 도포되는 것을 가능하게 하도록 종래의 혼합 노즐과 결합될 수 있다. 카트리지 조립체는 구성 요소 사이의 개선된 접속 및 고장의 개선된 검출 능력과 함께, 동작 동안 구성 요소가 분리되거나 파손될 위험을 감소시킨다.
본 명세서에서 사용된 특정 용어는 단지 편의를 위한 것이며 제한적이지 않다. "근위" 및 "원위"라는 단어는 일반적으로 각각 카트리지 조립체를 작동시키는 개인을 향하고 개인으로부터 멀어지는 위치 또는 방향을 지칭한다. "축 방향", "반경 방향", 및 "가로 방향"은 참조하는 도면에서의 방향을 지시한다. 용어 "실질적으로"는 상당한 정도 또는 대부분을 의미하지만, 반드시 그 전체를 의미하는 것은 아니다. 용어들은 상기에서 나열된 단어, 그 파생어 및 유사한 수입 단어를 포함한다.
도 1은 이중 유체 카트리지 조립체(30)를 도시한다. 카트리지 조립체(30)는 플런저(도면에는 보이지 않음), 손잡이(24), 및 트리거(26)를 포함하는 코킹 건(20)을 통해 분배되는데 적합하다. 카트리지 조립체(30)는 통상적인 방식으로 코킹 건(20) 내로 삽입된다. 트리거(26)가 손잡이(24)를 향해 압착됨에 따라서, 플런저(22)는 래칫 아암(32a)이 도 1에 도시된 위치에 있다고 가정하면 카트리지 조립체(30)의 원위 단부(28)를 향해 축 방향(A)으로 전진한다. 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 카트리지 조립체(30)의 근위 단부(27)로부터 카트리지 조립체(30)의 원위 단부(28)를 향하는 플런저(22)의 이동은 카트리지 조립체(30)의 외부 카트리지 내에 위치된 내부 카트리지의 축 방향 이동을 초래한다. 외부 카트리지 내에서 내부 카트리지의 축 방향 이동은 참조에 의해 본원에 통합되는 미국 특허 제5,310,091호에 개시된 것과 유사한 방식으로 카트리지 출구 및 정적 혼합 노즐과 같은 노즐을 통해 작업편으로 유체의 분배 및 도포를 초래한다.
카트리지 조립체(30)는 내부 카트리지 및 선택적으로 외부 카트리지에 있는 공기가 그 내부에서 포획된 에어 포켓을 방지하도록 내부 및 외부 카트리지의 충전 공정 동안 대기로 비워지는 것이 가능하게 하는, 대기로의 환기 경로를 구비할 수 있다. 이러한 포획된 에어 포켓은 내부 및 외부 카트리지 내에서 유체에 공동을 초래하여, 유체의 불균일한 혼합을 초래하고, 이에 의해 유체의 성능을 저하시키는 것으로 알려져 있다.
도 2 및 도 3은 카트리지 조립체(30)의 단면도를 도시한다. 도 2에서의 카트리지 조립체(30)는 충전 위치에 있고, 도 3은 빈 위치에 있다. 카트리지 조립체(30)는 외부 카트리지(32), 내부 카트리지(34), 하부 밀봉부 부분(39)을 가지는 일체형 피스톤 밀봉부 및 피스톤 튜브(36), 및 상부 밀봉부(38)를 포함한다.
대기로의 환기 경로는 내부 카트리지(34)가 도 3에 도시된 바와 같이 빈 위치에 있을 때 내부 카트리지(34)로부터 제공될 수 있다. 내부 카트리지(34)의 충전은 카트리지 출구(40)를 통해 행히질 수 있다. 카트리지 출구(40)는 노즈 부분(nose portion)(29) 및 어깨 부분(31)을 포함한다. 노즈 부분(29)은 어깨 부분(31)으로부터 원위에 있고, 각각의 유체의 충전을 가능하게 하기 위한 2개의 나란한 챔버를 형성하는 축 방향 분리기 벽(41)을 구비하는 관형 부재로서 형성된다. 내부 카트리지(34)를 충전하기 위해, 유체는 내부 카트리지(34)를 형성하는 후방 챔버(47) 내로 피스톤 튜브(36)를 통해 카트리지 출구(40)를 통해 적용된다. 유사하게, 외부 카트리지(32) 내에 형성된 전방 챔버(45)는 카트리지 출구(40)를 통해 또한 충전된다.
도 4 내지 도 7은 내부 카트리지(34)를 도시한다. 내부 카트리지(34)는 원형베이스 플레이트(42) 및 원통형 측벽(44)을 포함한다. 로드(46)("분리 로드" 또는 "비움 로드"로서 또한 지칭됨)는 베이스 플레이트(42)에 형성되고, 내부 카트리지(34)의 원통형 측벽(44)의 입구(43)까지 연장된다. 슬롯(48)들은 예를 들어 내부 카트리지(34)의 베이스 플레이트(42)에 형성된 반경 방향 슬롯들이다. 내부 카트리지(34)의 베이스 플레이트(42)에 형성된 슬롯(48)들은 도면 부호 50으로 지시된 바와 같이, 축 방향(A)으로 원통형 측벽(44)까지 부분적으로 연장된다. 슬롯(48 및 50)들은, 내부 카트리지(34)에서 포획된 공기가 내부 카트리지(34)의 원통형 측벽(44)을 따라서 빠져나와 내부 카트리지(34)의 입구(43)에 형성된 하나 이상의 노치(52)를 통해 내부 카트리지(34)의 외부로 빼내지는 것을 가능하게 하도록 구성된다. 외부 카트리지(32)의 내부 측벽에 형성된 하나 이상의 축 방향 슬롯(54)(도 3 참조)은 내부 카트리지(34)로부터의 공기가 축 방향 슬롯(54)들을 통해 빠져나와 대기로 방출되는 것을 가능하게 한다. 피스톤 밀봉부의 하부 밀봉부 부분(39)과 피스톤 튜브(36)가 도 3에 도시된 빈 위치로부터 원위에 이동함에 따라서, 환기 경로는 폐쇄된다. 피스톤 밀봉부의 하부 밀봉부 부분(39)과 피스톤 튜브(36)는 예를 들어 수용을 위한 원주 방향 슬롯(도시되지 않음) 및 O-링(도시되지 않음)으로 형성될 수 있다. 하부 밀봉부 부분(39)은 내부 카트리지(34) 내의 유체를 카트리지 조립체(30)의 나머지 부분으로부터 밀봉한다.
도 8a는 도 2에 도시된 외부 카트리지(32)의 원위 단부(28a)의 상세 단면도를 도시한다. 외부 카트리지(32)는 베이스 벽(33) 및 원통형 측벽(35)을 가지는 원통형 부재로서 형성된다. 베이스 벽(33)은 외부 카트리지(32)의 원위 단부(28a)를 향해 위치되고 원통형 측벽(35)으로부터 반경 방향 내측으로 연장된다. 반경 방향은 축 방향(A)에 실질적으로 직각일 수 있다. 베이스 벽(33)은 베이스 벽(33)의 주변 주위로 연장되는 외부 가장자리(77)를 가진다. 원통형 측벽(35)은 외부 가장자리(77)로부터 근위로 연장되고, 근위 단부(27a)로부터 원위 단부(28a)(도 2 참조)를 향해 외부 카트리지(32)를 통해 연장되는 채널(49)을 한정한다. 원통형 측벽(35)은 채널(49) 내에서 내부 카트리지(34)의 자유 축 방향 이동을 가능하게 하도록 내부 카트리지(34)의 지름보다 약간 큰 지름을 가진다.
외부 카트리지(32)는 내부 카트리지(34) 및 외부 카트리지(32)로부터 유체를 충전 및 분배하기 위해 사용되는 카트리지 출구(40)에 결합되거나 또는 이러한 것으로 형성될 수 있다. 외부 카트리지(32)는 피스톤 튜브(36)와의 연결을 위한 플랜지(56)를 포함한다. 플랜지(56)와 피스톤 튜브(36) 사이의 연결은 전방 챔버(45) 또는 후방 챔버(47)에 있는 임의의 유체가 혼합되는 것을 실질적으로 방지하는 것이다. 일 양태에서, 플랜지(56)는 외부 카트리지(32)와 일체로 형성되고 베이스 벽(33)에 인접한다. 피스톤 밀봉부 및 피스톤 튜브(36)는 전달 튜브 부분(37) 및 연장 단부 부분(57)을 포함한다. 전달 튜브 부분(37)은 내부 카트리지(34)로부터 카트리지 출구(40)로의 도관을 형성한다. 전달 튜브 부분(37)은 원통 형상일 수 있다. 내부 카트리지(34)에 있는 유체는 내부 개구(58)를 통해 카트리지 출구(40)로 전달 튜브 부분(37)을 통해 분배된다. 외부 카트리지(32)에 있는 유체는 외부 개구(60) 내로 분배된다. 따라서, 외부 카트리지(32)의 베이스 벽(33)을 따라서 형성된 내부 개구(58) 및 외부 개구(60)는 축 방향 분리기 벽(41)과 함께 내부 카트리지(34) 및 외부 카트리지(32)로부터의 유체가 카트리지 출구(40)로부터 각각 나란히 배출되는 것을 가능하게 한다.
플랜지(56)는 내부 플랜지 벽(70), 외부 플랜지 벽(72), 및 내부 플랜지 벽(70)을 외부 플랜지 벽(72)에 연결하는 베이스 플랜지 벽(74)을 포함한다. 플랜지(56)는 적어도 부분적으로 베이스 벽(33)의 내부 가장자리(76)을 따라서 연장된다. 플랜지(56)는 축 방향(A)을 중심으로 원주 방향으로 연장될 수 있다.
내부 플랜지 벽(70), 외부 플랜지 벽(72), 및 베이스 플랜지 벽(74)은 플랜지(56) 내에서 캐비티(78)를 한정한다. 캐비티(78)는 캐비티 개구(80)로부터 캐비티 베이스(82)로 축 방향(A)으로 연장된다. 캐비티 개구(80)는 외부 카트리지(32)에 의해 한정된 채널(49)로 개방된다. 내부 플랜지 벽(70)은 내부 개구(58) 및 플랜지 채널(86)을 한정하도록 축 방향(A)을 중심으로 원주 방향으로 연장되는 내부 플랜지 표면(84)을 가진다. 내부 플랜지 벽(70)은 카트리지 출구(40)의 어깨 부분(31) 및 축 방향 분리기 벽(41)에 연결될 수 있다. 플랜지 채널(86)은 내부 개구(58) 및 전달 튜브 부분(37)과 유체 연통하여서, 내부 카트리지(34)로부터 분배된는 유체는 전달 튜브 부분(37), 플랜지 채널(86), 및 내부 개구(58)를 통해 카트리지 출구(40)로 흐른다.
캐비티(78)는 피스톤 밀봉부 및 피스톤 튜브(36)의 연장 단부 부분(57)을 내부에 수용하도록 구성된다. 한 양태에서, 연장 단부 부분(57)은 연장 단부 부분(57) 주위에서 연장되는 적어도 하나의 원주 방향 슬롯(88)을 한정할 수 있다. 플랜지(56)는 캐비티(78) 내에 적어도 하나의 정합 슬롯(mating slot)(90)을 한정할 수 있다. 적어도 하나의 정합 슬롯(90)은 적어도 하나의 원주 슬롯(88)과 협력할 수 있다. 적어도 하나의 정합 슬롯(90)과 적어도 하나의 원주 슬롯(88) 사이의 협력은 플랜지(56)와 피스톤 튜브(36) 사이에 스냅 클립을 형성할 수 있다. 접착제는 또한 플랜지(56)의 캐비티(78) 내에서 피스톤 튜브(36)를 더욱 고정하도록 사용될 수 있다.
베이스 플랜지 벽(74)이 베이스 벽(33)으로부터 원위에 위치되어서, 플랜지(56)는 베이스 벽(33)으로부터 축 방향(A)으로 돌출한다. 한 양태에서, 캐비티 베이스(82)는 또한 축 방향(A)으로 베이스 벽(33)의 원위에 위치될 수 있어서, 캐비티 베이스(82)는 외부 카트리지(32) 외부에 있다. 피스톤 튜브(36)가 캐비티(78) 내에 위치될 때, 연장 단부 부분(57)은 베이스 벽(33)을 지나서 축 방향(A)으로 연장될 수 있다. 연장 단부 부분(57)은 캐비티 베이스(82)에 인접하거나 접촉할 수 있다.
캐비티 개구(80)는 베이스 벽(33)이 축 방향(A)으로 캐비티 개구(80)로부터 원위에 있도록 베이스 벽(33)에 대해 외부 카트리지(32)의 근위 단부(27a)에 더 가깝게 위치될 수 있다. 이러한 구성에서, 베이스 벽(33)은 캐비티 개구(80)와 캐비티 베이스(82) 사이에서 축 방향(A)으로 위치한다. 대안적으로, 캐비티 개구(80)는 베이스 벽(33)과 동일 평면 또는 동일 높이에 있을 수 있다.
카트리지 출구(40)의 어깨 부분(31)은 플랜지(56) 및 축 방향 어깨 부분(92)에 부착될 수 있다. 축 방향 어깨 부분(92)은 베이스 벽(33)으로부터 축 방향(A)으로 연장된다. 대안적으로, 어깨 부분(31)은 플랜지(56)에, 그리고 베이스 벽(33)에 직접 부착될 수 있다. 어깨 부분(31)은 제1 유동 채널(94)의 일부 및 제2 유동 채널(96)의 일부를 형성한다. 제1 유동 채널(94)은 내부 개구(58)와 유체 연통하고, 제2 유동 채널(96)은 외부 개구(60)와 유체 연통한다. 어깨 부분(31)은 축 방향(A)으로부터 각도를 이루어 오프셋되어, 적어도 부분적으로 원추형 형상을 형성할 수 있다.
한 양태에서, 카트리지 조립체(30)의 각각의 구성 요소는 단일 재료 또는 다중 재료로 형성될 수 있는 단일 구조를 형성하도록 함께 일체로 형성될 수 있다. 대안적으로, 카트리지 조립체(30)의 각각의 구성 요소는 서로 결합되는 별개의 구성 요소일 수 있거나, 또는 구성 요소 중 일부는 다른 구성 요소와 함께 결합되는 단일 구조를 형성하도록 함께 일체로 형성될 수 있다.
작동시에, 내부 카트리지(34)는 카트리지 출구(40)를 통해 제1 유체로 충전될 수 있다. 특히, 충전 튜브(도시되지 않음)는 카트리지 출구(40)에서 내부 개구(58) 내로 삽입될 수 있다. 전술한 바와 같이, 내부 개구(58)는 내부 카트리지(34)와 차례로 유체 연통하는 피스톤 튜브(36)의 전달 튜브 부분(37)과 유체 연통한다. 내부 카트리지(34)가 도 3에 도시된 위치에 있을 때. 환기 경로는 대기로 개방된다. 특히, 이러한 위치에서, 제1 유체가 내부 카트리지(34)를 충전함에 따라서, 공기는 외부 카트리지(32)의 후방으로부터 밀린다. 환기 슬롯을 구비하는 환기 경로를 가지는 카트리지 조립체는 그 내용이 참조에 의해 본원에 통합되는 미국 특허 제7,506,783호에 기재되어 있다.
내부 카트리지(34)가 제1 유체로 충전되는 동안, 플랜지(56)로부터 멀어지는 방향으로 피스톤 튜브(36)를 당기는 힘이 피스톤 튜브(36)에 인가된다. 피스톤 튜브(36)에 인가된 힘은 예를 들어 내부 카트리지(34)가 외부 카트리지(32)의 원위 단부(27a)를 향해 미끄러짐에 따라서 내부 카트리지(34) 상의 제1 유체의 힘 및 하부 밀봉부(38)와 전달 튜브(36) 사이의 마찰력을 포함한다. 전방 챔버(45)가 제2 유체로 채워지기 전에 또는 후방 챔버(47)와 전방 챔버(45) 모두가 동시에 충전되기 전에 후방 챔버(47)가 제1 유체로 충전되는 것을 알 수 있을 것이다. 전방 챔버(45)가 과충전되면, 하부 밀봉부(38)는 상부 밀봉부(39)와 접촉하여 추가의 힘을 피스톤 튜브(36)에 인가할 수 있다. 하부 밀봉부(38)에 의해 인가되는 힘은 625 lbs.(예를 들어, 전방 챔버(45)에서 300 psi의 충전 압력) 또는 이를 초과할 수 있다. 인가된 힘의 각각은 플랜지(56)로부터 멀어지게 피스톤 튜브(36)를 당긴다.
캐비티(78)는 충진 작업 동안 플랜지(56)의 캐비티(78)로부터 피스톤 튜브(36)가 제거되는 위험을 최소화하기 위해 캐비티 베이스(82)로부터 캐비티 개구(80)까지 최적 거리로 연장된다. 한 양태에서, 캐비티 베이스(82)와 캐비티 개구(80) 사이의 거리는 적어도 2.5 mm이다. 바람직하게, 캐비티 베이스(82)와 캐비티 개구(80) 사이의 거리는 적어도 8 mm이다. 캐비티(78)가 연장되는 거리는 피스톤 튜브(36)의 연장 단부 부분(57)과 캐비티(78) 사이의 여분의 길이의 접속을 제공하고, 이러한 것은 캐비티(78) 내에서의 피스톤 튜브(36)의 증가된 보유, 연장 단부 부분(57)과 캐비티(78) 사이의 개선되거나 또는 추가의 보유 접속 특징을 위한 추가 길이, 및 내부 개구(58)와 외부 개구(60)의 크기를 증가시키는 것에 의해 카트리지 출구(40)를 통한 유체 유동을 개선하는 옵션을 제공한다.
캐비티 베이스(82)와 캐비티 개구(80) 사이의 거리는 또한 플랜지(56)의 지름과 관련될 수 있다. 예를 들어, 캐비티 베이스(82)와 캐비티 개구(80) 사이의 거리는 내부 플랜지 벽(70)의 내부 표면(79)의 지름에 기초하여 선택될 수 있다. 내부 표면(79)은 캐비티(78)의 적어도 일부를 형성한다. 한 양태에서, 캐비티 베이스(82)와 캐비티 개구(80)로부터의 거리와, 내부 표면(79)의 지름 사이의 비율은 0.19보다 크다. 대안적인 양태에서, 캐비티 베이스(82)와 캐비티 개구(80)로부터의 거리와 내부 표면(79)의 지름 사이의 비는 0.5 내지 0.7이다. 예를 들어, 내부면(79)의 지름이 10 mm이면, 캐비티 베이스(82)와 캐비티 개구(80) 사이의 거리는 5 mm 내지 7 mm이어야 한다. 바람직한 양태에서, 캐비티 베이스(82)와 캐비티 개구(80)로부터의 거리와 내부 표면(79)의 지름 사이의 비율은 0.6 내지 0.65이다. 더욱 바람직한 양태에서, 캐비티 베이스(82)와 캐비티 개구(80)로부터의 거리와 내부 표면(79)의 지름 사이의 비율은 0.62이다.
도 8b는 그 내부에 위치된 피스톤 튜브(36)의 연장 단부(57)를 가지는 플랜지(56)의 상세 단면도를 도시한다. 연장 단부(57)는 적어도 하나의 밀봉 비드(98)를 포함할 수 있다. 밀봉 비드(98)는 연장 단부(57)로부터 플랜지(56)를 향해 돌출한다. 밀봉 비드(98)는 내부 플랜지 벽(70), 외부 플랜지 벽(72), 및/또는 베이스 플랜지 벽(74)을 접촉할 수 있다. 한 양태에서, 밀봉 비드(98)는 연장 단부(57)의 원위 단부를 향해 위치될 수 있다. 밀봉 비드(98)와 플랜지(56) 사이의 접촉은 전방 챔버(45) 및 후방 챔버(47)에 있는 유체가 혼합되는 것을 실질적으로 방지할 수 있다.
도 9는 외부 카트리지(32)의 원위 단부(28a)의 부분적으로 투명한 도면을 도시한다. 플랜지(56)는 폴리프로필렌과 같은 반투명 재료를 포함한다. 반투명 재료는 사람 또는 영상 시스템이 적어도 부분적으로 플랜지(56)를 통해 캐비티(78) 내로 보는 것을 가능하게 할 수 있다. 피스톤 튜브(36)는 불투명 재료를 포함할 수 있다. 피스톤 튜브(36)의 재료는 플랜지(56)의 색상과 다른 색상이다. 또한, 피스톤 튜브(36)의 재료의 색상이 챔버(45 및 47) 내의 유체의 색상과 상이한 것이 바람직하다. 피스톤 튜브(36)의 연장 단부 부분(57)이 캐비티(78) 내에 위치될 때, 카트리지 조립체(30)의 외부에 위치된 사람 또는 영상 시스템은 캐비티(78) 내의 피스톤 튜브(36)를 볼 수 있다. 피스톤 튜브(36)가 플랜지(56)로부터 분리되면, 카트리지 조립체(30)의 외부에 위치된 사람 또는 영상 시스템은 피스톤 튜브(36)가 분리된 것을 볼 수 있다. 카트리지 조립체(30) 내의 피스톤 튜브(36)를 보는 것은 카트리지 조립체(30)가 보다 복잡하거나 또는 침습성 테스트를 필요로 하지 않고 완전히 온전한지를 평가하는 신속한 방법을 제공한다. 외부 카트리지(32)의 다른 구성 요소가 베이스 벽(33) 및 원통형 측벽(35)을 포함하는 반투명 재료를 포함할 수 있다는 것을 알 것이다.
한 양태에서, 외부 플랜지 벽(72) 및/또는 베이스 플랜지 벽(74)은 얇은 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 외부 플랜지 벽(72) 및/또는 베이스 플랜지 벽(74)의 두께는 외부 카트리지(32)의 베이스 벽(33)의 두께보다 작을 수 있다. 외부 플랜지 벽(72) 및/또는 베이스 플랜지 벽(74)의 얇은 두께는 사람 또는 영상 시스템에 의해 캐비티(78) 내에서 피스톤 튜브(36)의 존재에 대한 가시성을 증가시킬 수 있다.
내부 카트리지(34)가 제1 유체로 충전된 후, 외부 카트리지(32)는 제2 유체로 충전될 수 있다. 외부 카트리지(32)는 또한 카트리지 출구(40)를 통하여, 그러나 외부 개구(60)를 통해 또한 충전된다. 내부 카트리지(34) 및 외부 카트리지(32)가 충전된 후, 개인 또는 영상 시스템은 피스톤 튜브(36)가 외부 카트리지(32)로부터 분리되지 않아다는 것을 입증하도록 플랜지(56)를 검사할 수 있다. 캡(도시되지 않음)은 카트리지 조립체(30)의 카트리지 출구(40)를 폐쇄하도록 사용될 수 있다.
카트리지 조립체(30)에서의 유체는 그런 다음 도 1에 도시된 바와 같이 코킹 건(20)을 통해 분배될 수 있다. 작동시에, 플런저(22)가 카트리지 조립체(30)의 원위 단부(28)를 향해 축 방향(A)으로 전진함에 따라서, 내부 카트리지(34)는 카트리지 출구(40)를 향해 축 방향(A)으로 이동한다. 내부 카트리지(34)가 축 방향(A)으로 전진함에 따라서, 내부 카트리지(34)로부터의 제1 유체는 플랜지 채널(86), 내부 개구(58), 및 제1 유동 채널(94)을 통해 피스톤 튜브(36) 및 카트리지 출구(40) 내로 가압된다. 내부 카트리지(34)가 축 방향(A)으로 전진함에 따라서, 상부 밀봉부(38)는 카트리지 출구(40)를 향하여 축 방향(A)으로 전진한다. 초기에, 상부 밀봉부(38) 및 하부 밀봉부(39)는 카트리지 조립체(30)가 충만되었을 때 나란하다. 그러나, 내부 카트리지(34)가 축 방향(A)으로 전진함에 따라서, 내부 카트리지(34)는 상부 밀봉부(38)를 축 방향(A)으로 밀어내고, 이러한 것은 외부 개구(60) 및 제2 유동 채널(96)을 통하여 카트리지 출구(40)로부터 분배되도록 외부 카트리지(32)에 있는 제2 유체를 가압한다.
전술한 설명은 개시된 시스템 및 방법의 예를 제공한다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 다른 구현들이 상기 예들과 상세하게 다를 수 있다는 것이 고려된다. 본 발명 또는 그 예들에 대한 모든 언급은 이 시점에서 논의된 특정 예를 언급하도록 의도된 것이며, 보다 일반적으로는 본 발명의 범위에 대한 어떤 제한을 암시하는 것은 아니다. 특정 특징에 대한 구별 및 비방의 모든 언어는 이러한 특징에 대한 선호가 부족을 나타내는 것이며, 달리 명시하지 않는 한, 본 발명의 범위로부터 이러한 것을 완전히 배제하지 않는다.

Claims (21)

  1. 이중 유체 카트리지 조립체로서,
    근위 단부로부터 원위 단부로 축 방향으로 연장되는 외부 카트리지로서, 상기 외부 카트리지는,
    내부 가장자리를 가지며, 상기 외부 카트리지의 원위 단부를 향해 위치되는 베이스 벽; 및
    적어도 부분적으로 상기 베이스 벽의 내부 가장자리를 따라서 연장되는 플랜지로서, 캐비티 개구로부터 캐비티 베이스로 축 방향으로 연장되는 캐비티를 한정하는, 상기 플랜지를 포함하며,
    상기 캐비티 베이스는 상기 축 방향으로 상기 베이스 벽으로부터 원위에 있는, 상기 외부 카트리지; 및
    상기 캐비티 내에 위치되는 연장 단부를 가지는 피스톤 튜브를 포함하는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베이스 벽은 외부 가장자리를 가지며, 상기 외부 카트리지는 상기 베이스 벽의 외부 가장자리로부터 반대편 축 방향으로 연장되는 외부 벽을 더 포함하는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 외부 벽은 채널을 한정하며, 상기 피스톤 튜브는 적어도 부분적으로 상기 채널 내에 위치되는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 플랜지는 내부 플랜지 벽, 외부 플랜지 벽, 및 상기 외부 플랜지 벽에 상기 내부 플랜지 벽을 연결하는 베이스 플랜지 벽을 포함하며, 상기 내부 플랜지 벽, 상기 외부 플랜지 벽, 및 상기 베이스 플랜지 벽은 상기 플랜지 내에 상기 캐비티를 한정하는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 내부 플랜지 벽은 상기 플랜지를 통하여 상기 축 방향으로 연장되는 플랜지 채널을 한정하는 내부 플랜지 표면을 가지며, 상기 플랜지 채널은 상기 피스톤 튜브와 유체 연통하는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 캐비티는 상기 축 방향 주위에서 원주 방향으로 더욱 연장되는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 캐비티는 상기 캐비티 베이스로부터 상기 캐비티 개구로 적어도 2.5 ㎜의 거리까지 연장되는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 캐비티 베이스로부터 상기 캐비티 개구까지의 거리와 상기 플랜지의 내부 표면의 지름 사이의 비율은 0.19보다 큰, 이중 유체 카트리지 조립체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 피스톤 튜브의 연장 단부는 적어도 하나의 원주 방향 슬롯을 한정하며, 상기 플랜지는 상기 캐비티 내의 적어도 하나의 정합 슬롯(mating slot)을 한정하며, 상기 적어도 하나의 정합 슬롯은 상기 적어도 하나의 원주 방향 슬롯과 협력하도록 구성되는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 베이스 벽은 축 방향으로 상기 캐비티 개구로부터 원위에 있는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 플랜지는 반투명 재료를 포함하는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  12. 제1항에 있어서, 상기 피스톤 튜브의 연장 단부는 상기 플랜지를 통해 보이는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  13. 이중 유체 카트리지 조립체로서,
    근위 단부로부터 원위 단부로 축 방향으로 연장되는 외부 카트리지로서, 상기 외부 카트리지는,
    카트리지 출구를 한정하는 내부 가장자리를 가지는 베이스 벽, 및
    적어도 부분적으로 상기 베이스 벽의 내부 가장자리를 따라서 연장되며, 캐비티 개구로부터 캐비티 베이스로 상기 축 방향으로 연장되는 캐비티를 한정하는 플랜지로서,
    상기 베이스 벽은 상기 축 방향으로 상기 캐비티 개구로부터 원위에 있고, 상기 캐비티 베이스는 상기 축 방향으로 상기 베이스 벽으로부터 원위에 있는, 상기 플랜지를 포함하는, 상기 외부 가장자리; 및
    상기 캐비티 내에 위치되는 연장 단부를 가지는 피스톤 튜브를 포함하는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 축 방향은 제1 축 방향이며, 상기 베이스 벽은 외부 가장자리를 가지며, 상기 외부 카트리지는 제2 축 방향으로 상기 베이스 벽의 외부 가장자리로부터 연장되는 외부 벽을 더 포함하며, 상기 제2 축 방향은 상기 제1 축 방향과 반대인, 이중 유체 카트리지 조립체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 외부 벽은 채널을 한정하며, 상기 피스톤 튜브는 적어도 부분적으로 상기 채널 내에 위치되는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  16. 제15항에 있어서, 상기 플랜지는 내부 플랜지 벽, 외부 플랜지 벽, 및 상기 외부 플랜지 벽에 상기 내부 플랜지 벽을 연결하는 베이스 플랜지 벽을 포함하며, 상기 내부 플랜지 벽, 상기 외부 플랜지 벽, 및 상기 베이스 플랜지 벽은 상기 플랜지 내에 상기 캐비티를 한정하는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 내부 플랜지는적어도 부분적으로 상기 카트리지 출구를 한정하는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  18. 제14항에 있어서, 상기 피스톤 튜브의 연장 단부는 적어도 하나의 원주 방향 슬롯을 한정하며, 상기 플랜지는 상기 캐비티 내의 적어도 하나의 정합 슬롯을 한정하며, 상기 적어도 하나의 정합 슬롯은 상기 적어도 하나의 원주 방향 슬롯과 협력하도록 구성되는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  19. 제14항에 있어서, 상기 플랜지는 반투명 재료를 포함하는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  20. 이중 유체 카트리지 조립체로서,
    채널을 한정하는 카트리지;
    상기 카트리지에 결합되는 플랜지로서, 상기 플랜지는 캐비티 개구로부터 캐비티 베이스로 연장되는 캐비티를 한정하며, 상기 캐비티 개구는 상기 카트리지의 채널 내에 위치되고, 상기 캐비티 베이스는 상기 카트리지 외부에 위치되는, 상기 플랜지; 및
    연장 단부를 가지는 피스톤 튜브로서, 상기 피스톤 튜브는 적어도 부분적으로 상기 채널 내에 위치되고, 상기 연장 단부는 상기 캐비티 내에 위치되는, 상기 피스톤 튜브를 포함하는, 이중 유체 카트리지 조립체.
  21. 이중 유체 카트리지 조립체로서,
    제1 유체를 운반하기 위한 외부 카트리지로서, 상기 외부 카트리지는,
    채널을 한정하는 원통형 외부 벽,
    카트리지 출구를 한정하는 내부 가장자리를 가지는 베이스 벽; 및
    적어도 부분적으로 상기 베이스 벽의 내부 가장자리를 따라서 연장되는 플랜지로서,상기 플랜지는 캐비티 개구로부터 캐비티 베이스로 축 방향으로 연장되는 캐비티를 한정하는, 상기 플랜지를 포함하고,
    상기 베이스 벽이 상기 축 방향으로 상기 캐비티 개구로부터 원위에 있고, 상기 캐비티 베이스는 상기 축 방향으로 상기 베이스 벽으로부터 원위에 있는, 상기 외부 카트리지;
    상기 채널 내에 위치되는 상부 밀봉부로서, 상기 상부 밀봉부는 상기 외부 카트리지에 있는 상기 제1 유체를 밀봉하도록 구성되는, 상기 상부 밀봉부;
    제2 유체를 운반하기 위한 내부 카트리지; 및
    연장 단부를 가지며, 적어도 부분적으로 상기 채널 내에 위치되는 피스톤 튜브로서, 상기 연장 단부는 상기 캐비티 내에 위치되며, 상기 피스톤 튜브는 상기 내부 카트리지로부터 상기 카트리지 출구로 유체 유동 경로를 제공하도록 구성되는, 상기 피스톤 튜브를 포함하는, 이중 유체 카트리지 조립체.
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