JP2008535742A - 大容量流体分配システム - Google Patents

Abstract

本発明は、ドラムと共に使用するための流体分配システムに関し、該システムは、ドラム上に設けられた注ぎ口と結合するように構成されるドラムインサートを有し、ドラムインサートは、上側部分と、上側部分からドラムの内部に延在するドラムインサート下管とを有する。このシステムは、ドラムインサートと結合するように構成される分配ヘッドをさらに備え、分配ヘッドは第１導管と第２導管とを有し、各導管は、分配ヘッドがドラムインサートと結合されたときにドラムインサートと作動可能に連通するバルブアセンブリを有する。分配ヘッドがドラムインサートと結合されると、第１及び第２バルブアセンブリは開位置になり、流体が導管内を流れることができる。分配ヘッドがドラムインサートと結合されていないときには、第１及び第２バルブアセンブリは閉位置に付勢され、流体が導管内を流れないようにされる。

Description

本発明は、流体分配システムに関する。より詳細には、本発明は、苛性高純度流体容器と共に使用するための分配ヘッド・ドラムインサートアセンブリに関する。

高純度かつ高度に腐食性の液体は、半導体加工及び化学品製造等の産業においてしばしば利用される。品質及び安全性の懸念のために、一般的に、これらの液体は完全性の高い容器に収容されなければならず、信頼性の高い分配システムを用いて分配されなければならない。

従来、容器は、特許文献１に記載されているもの等の、高純度ポリエチレンで形成されたドラムである。これらのドラムと共に使用するために適した分配システムの例が、特許文献２乃至５に記載されている。これらの流体を取り扱うための連結部、管、及び付属品は、様々なフルオロポリマー等の不活性材料から形成されることが多い。管はパーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）で通常は形成されるが、付属品とバルブ部品は、ＰＦＡ、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、及びその他の様々なフルオロポリマー等の構成部分で形成することができる。

従来のドラムは、注ぎ口と、注ぎ口に設けられた上向き同心ニップルに連結されたドラムインサートとを有することが多い。分配ヘッドは、作動可能にドラムインサートと結合することができ、かつ、注ぎ口に連結されてこれとシール係合される主流体通路を備えることができる。
米国特許第６０４５０００号明細書 米国特許第４６９９２９８号明細書 米国特許第５１０８０１５号明細書 米国特許第５９５７３２８号明細書 米国特許第５５２６９５６号明細書

多くの適用例において、ドラムから分配される流体を後でドラムに再循環させることができる。これは、分配ヘッド内の再循環通路を使用することによって達成されてきた。しかしながら、これらの再循環通路は制御されないことがあり、したがって、分配ヘッドがドラムに連結されていないときに開位置に保持されたままとなることがあり、流体が溢れ出すおそれがあった。

また、再循環される流体は泡を形成することがあり、この泡が、通気管路内への泡の進入、潜在的な詰り、分配ヘッド及びガス詰め替え管路の常時乾燥区域の汚染、及び流体面が低いときのドラムを空にする困難性等の、問題を生じさせる可能性がある。泡は、流体が分配ヘッドに再循環されるとき、さらに再循環される流体がドラム内に分配されるときに、発生し得る。

分配ヘッドを使用して高純度かつ高腐食性の高苛性液体をドラムから汲み出すときには、ある種類の液体を必要とする器具のための分配ヘッドを、誤った又は適合しない異なる液体を入れたドラムに連結しないことが重要となり得る。これを阻止するために、コード化指標区画と凹部が分配ヘッドとドラムインサートに設けられており、正しいコーディングが存在するときのみ、ドラムインサートの分配ヘッドへの組付けを可能にする。しかしながら、コード化分配ヘッドのコード化ドラムインサートへの連結は、コード部分を回しながら分配ヘッドを押さえ付ける間、大きな力が必要となり得る。この工程には、一方の手で分配ヘッドを押さえ付けると共に他方の手でコードキーを回す２段階の操作が必要となり得る。

本発明の流体分配システムは、分配ヘッドをドラムから取り外したときに通路内の流れを自動的に遮断するために、主流体通路及び再循環通路の内部にバルブを設ける。分配ヘッド内の主流体通路及び再循環通路を、これらのバルブアセンブリによって制御することができる。バルブアセンブリは、分配ヘッドがドラムインサートと作動可能に結合されると開くことができ、分配ヘッドがドラムインサートから取り外されると閉じることができる。

さらに、本発明の流体分配システムは、分配ヘッドとドラムへ界面活性剤流体が再循環する間に生じる泡の量を減少させる。分配ヘッドは、再循環される流体をドラムインサート下管の周りの環状空間の中に排出する再循環流体導管を備えることができる。減泡拡散器は、この再循環工程中に生じ得る泡をさらに減少させるか、又はなくすことができる。

本発明の流体分配システムはまた、結合アセンブリと、分配ヘッドをドラムインサートに迅速かつ容易に結合するための方法とを含むことにより、コード化分配ヘッドとコード化ドラムインサートとの連結を容易にする。

本発明は、一態様において、ドラムと共に使用するための流体分配システムに関し、該流体分配システムは、ドラム上に設けられる注ぎ口と作動可能に結合するように構成され、かつ上側部分と、該上側部分からドラムの内部に延在するドラムインサート下管とを有するドラムインサートと、前記ドラムインサートと作動可能に結合するように構成され、かつ第１バルブアセンブリを備える第１導管と第２バルブアセンブリを備える第２導管とを有する分配ヘッドとを備え、第１及び第２バルブアセンブリは、分配ヘッドがドラムインサートと作動可能に結合されるとドラムインサートと作動可能に連通し、分配ヘッドがドラムインサートと作動可能に結合されると、第１及び第２バルブアセンブリは、流体が第１及び第２導管内を流れることができる開位置にすることができ、分配ヘッドがドラムインサートと作動可能に結合されないときには、第１及び第２バルブアセンブリを、流体が第１及び第２導管内を流れないようにする閉位置に付勢することができる。

第２バルブアセンブリはポペットバルブからなることができ、ポペットバルブは、ポペット部材と、ポペット部材を閉位置に付勢するための付勢部材とを含む。ドラムインサートは、分配ヘッドがドラムインサートと作動可能に結合されるとポペットバルブを開位置にする作動リブを含むことができる。

第２導管は再循環流体導管からなることができ、流体は該再循環流体導管を通ってドラムの内部に戻ることができる。第１流体導管は、ドラムインサート下管に含まれる管状導管と連通する主流体導管からなることができ、再循環流体導管は、ドラムインサート下管と拡散器下管とによって画定される媒体戻り導管と連通することができ、拡散器下管はその下端近傍にディフレクタをさらに備える。

減泡部材を拡散器上に設けて、再循環流体導管を通ってドラムに戻る前に、再循環される流体の泡の発生を減少させることができる。減泡部材は減泡チャンバを含むことができ、再循環される流体からガスを分離可能であり、該ガスをチャンバから排出可能であり、流体はチャンバから出て媒体戻り導管を通って流れる。

分配ヘッドは、通気導管とシール確認導管とをさらに含むことができ、通気導管を通ってガスがドラムを入出可能であり、シール確認導管は、作動可能に結合された分配ヘッドとドラムインサートとの間の接合部において２つのシールの中間に位置する開口に連通する。

別の態様においては、本発明は、ドラムと共に使用するための流体分配システムを使用する方法に関し、該方法は、ドラムインサートをドラムのアクセス開口に挿入して、ドラムインサートのドラムインサート下管がドラムの内部に延在するようにする工程と、ドラムインサートの上側部分をドラムのアクセス開口と作動可能に結合する工程と、第１バルブアセンブリを含む第１導管と第２バルブアセンブリを含む第２導管とを有する分配ヘッドを提供する工程と、分配ヘッドをドラムインサートと作動可能に結合し、第１及び第２バルブアセンブリを、流体が第１及び第２導管内をそれぞれ流れることを可能にする開位置にする工程とを含む。

流体は、第１バルブアセンブリが開位置にあるときに第１導管を介してドラムから排出することができ、第２バルブアセンブリが開位置にあるときに第２導管を介してドラムへ戻すことができる。

減泡チャンバを有する減泡部材をドラムインサートの内部に設けることにより、減泡チャンバにおいて再循環される流体からガスを分離することができる。ガスは減泡チャンバから排出することができ、液体は減泡チャンバから出てドラムの内部に流れることができる。通気導管を分配ヘッドに設けることができ、ガスは通気導管を通ってドラムを入出することができる。シール確認導管を分配ヘッドに設けることができ、シール確認導管は、分配ヘッドとドラムインサートとの間の接合部に配置される２つのシールの中間に位置する開口と連通し、シールの完全性を確認するためにシール確認導管を使用することができる。

別の態様においては、本発明は、流体分配システムにおいて使用される、分配ヘッドとドラムインサートとを結合するための結合アセンブリに関し、この結合アセンブリは、内面に複数の回り止めが配置された保持リングと、上にコードリングが配置されたカラーとを備え、保持リングとカラーは、結合アセンブリがドラムインサートと係合可能に連通していないときには別々に回転可能であり、カラーは内部フランジをさらに含み、内部フランジは、フランジ表面と、フランジ表面よりも下方の付勢位置とフランジ表面よりも上方の係合位置との間で移動可能な複数の係合部材とを有し、結合アセンブリがドラムインサートと係合可能に連通状態にあるときには、係合部材を係合位置に移動させて回り止めと係合可能にすることができ、これにより、カラーが保持リングと共に回転可能になり、コードリングをドラムインサート上に配置されたコード化区画と選択的に整合させることができる。

結合アセンブリは、保持リングの内面上の第１ねじ切り部と、ドラムインサートの外面上の第２ねじ切り部とを含むことができ、第１ねじ切り部と第２ねじ切り部を螺合することによって、結合アセンブリをドラムインサートと選択的に結合することができる。結合アセンブリは、カラー上に配置されたスナップ部材と、コードリング上に配置されたスナップ受承ノッチとをさらに含むことができ、コードリングとカラーは、スナップ部材とスナップ受承ノッチとを係合することによって選択的に係合可能である。保持リング、カラー、及びコードリングは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で形成することができる。

さらに別の態様では、本発明は、流体分配システムにおいて分配ヘッドをドラムインサートに結合する方法に関し、この方法は、内面に複数の回り止めが配置された保持リングと、コードリングが作動可能に結合されるカラーとを備える結合アセンブリを提供する工程と、保持リングを分配ヘッドと作動可能に結合する工程と、カラーを分配ヘッドと作動可能に結合する工程であって、カラーは内部フランジをさらに含み、内部フランジは、フランジ表面と、フランジ表面よりも下方の付勢位置とフランジ表面よりも上方の係合位置との間で移動可能な複数の係合部材とを有し、結合アセンブリがドラムインサートと係合可能に連通されていないときには、保持リングとカラーは別々に回転可能とすることができることと、結合アセンブリの少なくとも一部分をドラムインサートと連通状態にする工程と、結合アセンブリに力を作用させ、係合部材を係合位置に移動させて回り止めと係合可能にし、カラーが保持リングに追従して回転できるようにする工程と、保持リングを回転させてコードリングをドラムインサートの上側部分に配置されたコード化区画と選択的に整合させる工程と、結合アセンブリをドラムインサートと作動可能に結合する工程とを含む。

第１の印をコードリング上に、第２の印をドラムインサートのコード化区画上にそれぞれ設けることができ、保持リングを回転させてコードリングをコード化区画と選択的に整合させる工程は、第１の印を第２の印に合わせることを含むことができる。

別の態様では、本発明は、分配ヘッドを介して流体をドラム内に再循環させながら泡の発生を減少させる方法に関し、この方法は、延在する下管を有するドラムインサートをドラムのアクセス開口に挿入して、ドラムインサートのドラムインサート下管がドラムの内部に延在するようにする工程と、ドラムインサートの上側部分をドラムのアクセス開口と作動可能に結合する工程と、分配ヘッドをドラムインサートの上側部分と作動可能に結合する工程と、分配ヘッドは、分配ヘッド内に主流体導管と再循環流体導管とを含み、主流体導管はドラムインサート下管の内面と連通し、再循環流体導管は、ドラムインサート下管の外面と拡散器下管とによって画定された媒体戻り導管に連通し、拡散器下管は、その下端にディフレクタを備えることと、流体を再循環流体導管及び媒体戻り導管を介してドラム内に再循環させて、再循環する流体がディフレクタを通り越えて、ディフレクタがドラムに戻る流体の泡の発生を減少させる工程とを含む。

この方法は、拡散器下管の上端近傍に配置された減泡チャンバを介して流体を再循環させる工程をさらに含むことができ、減泡チャンバは、流体からガスを分離して分配ヘッドに設けられる通気ポートに接続可能な通気口を介して該ガスを排出し、一方で再循環する流体は媒体戻り管を通じて下方に流れる。ディフレクタをドラム内の流体の液面よりも下方に配置することができる。

さらに別の態様では、本発明は、ドラムのアクセス開口と結合するように構成されるドラムインサートを備える、ドラムと共に使用するための流体分配システムに関し、該流体分配システムは、上側部分と該上側部分からドラムの内部へ延在するドラムインサート下管とを有するドラムインサートと、該ドラムインサートに結合するための手段を含む分配ヘッドとを備え、分配ヘッドは、第１バルブ手段を備える第１流体導管と第２バルブ手段を備える第２流体導管とを有し、分配ヘッドがドラムインサートと作動可能に結合されると、第１及び第２バルブ手段はドラムインサートに連通し、分配ヘッドがドラムインサートと作動可能に結合されると、第１及び第２バルブ手段は、流体が導管内を流れることができる開位置にすることができ、分配ヘッドがドラムインサートと作動可能に結合されないときには、第１及び第２バルブ手段を、流体が第１及び第２流体導管を流れないようにする閉位置に付勢することができる。

さらに別の態様では、本発明はドラムと共に使用するための流体分配システムに関し、該流体分配システムは、ドラム上に設けられた注ぎ口と結合するように構成され、かつ上側部分と該上側部分からドラムの内部に延在するドラムインサート下管とを有するドラムインサートと、ドラムインサートと結合するように構成され、かつ第１バルブアセンブリを備える第１流体導管と、シール確認導管に連通するシール確認ポートと、分配ヘッドとドラムインサートとの間の接合部において２つのシールの中間に位置する開口とを有する分配ヘッドとを備え、開口はシール確認導管を実質的に横断し、シール確認ポート内に強制的に空気を流入させることによって、分配ヘッドとドラムインサートとの間のシールの完全性を確認することができる。２つのシールをＯリングにすることができ、該Ｏリングは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で被覆することができる。

図１を参照すると、本発明の流体分配システム１０は、概して、１つ又は複数のアクセス開口又は注ぎ口２１が形成されたドラム２０と、作動可能に注ぎ口２１と結合されたドラムインサート２２と、ドラムインサート２２と選択的に結合可能な分配ヘッド２４とを備える。

ドラム２０を、ポリマー層等の単一層又は複数層によって構成することができ、またブロー成形法を用いて形成することができる。ドラムは、ブロー成形したフルオロポリマー（例えばブロー成形されたポリエチレン）で形成することができるが、当業者であれば、他のポリマー材料及び形成法を使用できることは理解されよう。本発明のさまざまな実施形態と共に使用可能なドラム２０の例は、米国特許第６０４５０００号及び米国特許出願公開第２００２／００５０４９４号に開示されており、これらの文献の内容をともに本願明細書に援用する。

図２〜３を参照すると、ドラムインサート２２は概して、上側部分又はニップル部分２６と、上側部分２６と作動可能に結合されるか一体的に形成される中間本体部分２８と、中間本体部分２８から延在する下側管部分３０とを含む。図２〜５を参照すると、上側部分２６は、キャップねじ切り部分３２と、上側部分２６の内面を形成する凹部３４とを含むことができる。図２を参照すると、キャップねじ切り部分３２を使用して、ドラム２０の搬送時又は保管時に、キャップアセンブリ１３２を使用可能なドラムインサート２２と作動可能に結合することができる。

図４、８、及び９を参照すると、本明細書において後で詳細に記載するように、凹部３４内に作動リブ３７を備えることができ、該作動リブ３７を用いて、ポペットバルブステムを介してポペットバルブを作動させることができる。図２、５、及び１２を参照すると、器具が誤った又は適合しない化学薬品又は液体と共に使用されないようにするために、複数のコード化区画３５を凹部内にさらに設けることができる。あるいは、コード化区画は、凹部の頂面に配置してもよい。コード化区画３５は印３８を含むことができる。さらに、上側部分２６上に、識別タグを作動可能に結合するために使用可能な周辺フランジ３６を設けることができる。

再度、図２及び５を参照すると、中間本体部分２８は、そこから延在して凹部３４と連通する中間導管４０を備え、分配される流体がドラム２０から分配ヘッド２４に、またその逆に移動することができる。中間本体部分２８はさらに、ドラムインサート２２を作動可能にドラム２０のアクセス開口又は注ぎ口２１と結合するために使用可能な注ぎ口ねじ切り部４１を備えることができる。

図２及び３を参照すると、下側管部分３０は、概して、下管３１と、これと作動可能に又は一体的に結合された拡散器４４とを備える。図３を参照すると、下管は、中間導管４０及び凹部３４に連通する管状導管４２を備えることができ、したがって、分配される流体は、ドラム２０から分配ヘッド２４に、またその逆に移動することができる。

図５を参照すると、拡散器４４は、その端部近傍において壁部分４５と漏斗部分４６とによって画定される減泡チャンバ４８と、拡散器４４の上端に設けられる上側拡散器下管４７とを備えることができる。拡散器４４は、ポリマー溶接等の周知の方法によって下管３１と結合させることができる。下管３１の外面と、上側拡散器下管４７の内面と、下側拡散器下管５０の内面とによって、媒体戻り導管４３が画定される。

作動中においては、拡散器４４は、先ず分配ヘッド２４を通り、次に分配ヘッド２４に連通するドラムインサート２２に設けられた複数の環状再循環導管６９（図４）を通過した再循環流体を受け入れることができる。拡散器下管４７、５０に到達する前に、減泡チャンバ４８はガスを泡から分離することができる。これは、泡を破砕して泡を減少させて、ガスと再循環される流体とを分離する減泡チャンバ４８の壁（壁部分４５及び漏斗部分４６）によって達成できる。泡を減少させた後、再循環される流体から除去されたガスを、分配ヘッド２４の通気ポート６５に接続される通気口を介して排出することができる。この間、再循環される流体の液体部分は概して安定した実質的に層流の状態で下方に流れ、拡散器下管４７、５０に入る。減泡チャンバ４８を通過して拡散器下管４７、５０に入った後、再循環される流体の速度を低下させて、流体をドラム内に排出することができる。

図２、３、及び５を参照すると、拡散器４４は下側拡散器下管５０の端部に配置される１つ又は複数のディフレクタ５１をさらに含むことができる。米国特許第４９２９２９３号明細書に記載されている方法等の周知の方法を用いて、下側拡散器下管５０を上側拡散器下管４７と下管３１とに溶接することができる。同米国特許明細書の内容をすべて本願明細書に援用する。

ディフレクタ５１は周辺フランジとして図示されており、分配される再循環される流体を外方、概して横方向に分散させることにより、より良好な再循環を行うことができ、再循環される流体がドラム２０内に導入されるときに泡の発生を減少させることができる。再循環される流体が媒体戻り導管４３を介してドラム２０に戻され、ドラム内の液面よりも下方又は上方に位置するディフレクタ５１又は下管３１の出口部分を出るように、ディフレクタ５１を配置することができる。これにより、再循環される流体がドラム２０内に再導入されるときに再循環される流体の泡形成を抑制することができる。その結果、拡散器４４は、従来のシステムにおいて流体がドラム２０内やドラム２０内の流体の上面へ直接排出されるときに生じ得る流体の乱流を抑制することができる。ディフレクタ５１は、下管３１に沿った任意の個所に配置することができる。

図６を参照すると、分配ヘッド２４は概して、上側本体区画５２と、これに結合された下側本体区画５４とを含む。上側本体区画５２は、米国特許第４９２９２９３号明細書に記載されている方法等の当業者に周知の方法を用いて、下側本体区画５４に溶接することができる。同米国特許明細書の内容はすべて本願明細書に援用する。あるいは、上側本体区画５２と下側本体区画５４とを作動可能に結合するか、又は一体的に形成することができる。複数の取付部品６０は、上側区画５２の上面に配置することができ、ＰＦＡ管等の管状体を分配ヘッド２４に取り付けるためのＦｌａｒｅｔｅｋ（登録商標）連結部等の従来の連結部を用いることができる。図示されるような実施形態においては、取付部品はねじ切りされている。概して、取付部品６０は、少なくとも主流体ポート６２及び再循環ポート６４を画定する。

ポート６２、６４は、主流体導管６６と主再循環導管６８にそれぞれ接続することができ、両導管６６、６８は上側本体区画５２から下側本体区画５４まで達することができる。さらに、通気口６５及びシール確認部６３のためのその他のポート及び導管を実施し、分配ヘッド２４に使用することができる。

再循環ポート６４は、ポート６４及び導管６６上にそれぞれ設けられた対応するねじ切り区画を用いて、再循環導管６６に接続することができる。単一の分配ヘッド２４に複数のポートを設けることによって、ドラム２０の予備の注ぎ口２１を他の用途のため、例えば種々のスラリーをドラム内で混合してドラム内での固体の沈殿を妨げるために使用可能なミキサーを備えるために空けておくことができる。

分配ヘッド２４の下側本体区画５４は、複数のＯリング８２ａ、８２ｂ、及び８２ｃと主バルブアセンブリ８４とを含むことができる。図６及び１２に示すように、Ｏリング８２を、ドラムインサート２２内ではなく分配ヘッド２４上の複数のＯリング支持部８３内に保持することができる。これは、製造コストを減らし、組立て及び分解をより容易にする。分配ヘッド２４の下側本体区画５４は、３つのＯリング８２ａ、８２ｂ、及び８２ｃを含むことができ、これらのＯリングはそれぞれＯリング支持部８３ａ、８３ｂ、及び８３ｃに保持される。Ｏリング８２ａ、８２ｂ、及び８２ｃをテフロン（登録商標）で被覆することができるが、当業者であれば、他の材料やコーティングを使用できることは理解されよう。

図１０を参照すると、下側本体区画５４上において２つのＯリング（図６及び１０に示すようなＯリング８２ａ及び８２ｂ）の中間に、確認開口１３０が設けられており、これをシール確認ポート６３と共に使用して、本明細書において後で詳細に説明するように、分配ヘッド２４とドラムインサート２２との間に十分なシールが形成されていることを確認することができる。

図６を参照すると、分配ヘッド２４の下側本体区画５４は、下側本体区画５４を、主流体ポート６２、再循環ポート６４、シール確認ポート６３、及び通気ポート６５等の、分配ヘッド上に含まれる取付部品の各々に対応する別個の区画に分割する複数の隔壁５５をさらに備えることができる。

図８及び９を参照すると、主バルブアセンブリ８４は、上側本体区画５２の主流体導管６６内に位置付けて、作動可能に保持することができる。バルブアセンブリ８４は一般的に、ポペット８６と、係合部分８７と、スプリング８８と、Ｏリング９０とを備える。一実施形態では、ポペット８６、係合部分８７、及びスプリング８８はＰＦＡで形成され、Ｏリング８２、９０はＫａｌｒｅｚ（登録商標）で形成されるが、当業者であれば、その他の材料も使用可能であることは理解されよう。

図８を参照すると、分配ヘッド２４とドラムインサート２２が作動可能に結合されないときには、スプリング８８はポペット８６を閉位置に付勢して、主流体導管６６内の流体の流れを妨げる。ポペット８６は、ドラムインサート２２のこぶ、突起部、又はその他の部材／部分と係合する係合部分８７をさらに含み、ポペット８６をその閉鎖された支持位置から上昇させて、流体が主流体導管６６内を流れることを可能にする。内容全体を本願明細書に援用する米国特許公開第２００３／００１０３８７号明細書に記載されているものを含め、種々のポペットアセンブリ及びシール方法を本発明と共に使用することができる。

再び図８及び９を参照すると、作動中においては、分配ヘッド２４をドラムインサート２２に取り付けると、ポペット８６は押し下げられて開位置になる。分配ヘッド２４をドラムインサート２２から外すと、主バルブアセンブリが閉じられ、分配ヘッド２４を取り外したときに分配ヘッド２４及び主管路内の流体が溢れ出すことを阻止する。

図６を参照すると、再循環バルブアセンブリ７０は、分配ヘッド２４の上側本体区画５２上の主再循環導管６８内に位置付けて、作動可能に保持することができる。しかしながら、バルブアセンブリ７０は、再循環導管６８に沿った任意の個所に配置することができる。再循環ポート６４を、螺合により主再循環導管６８内に保持して、上側本体区画５２上の主再循環導管６８の近傍に位置する開口に嵌入されるピン７７により回転を阻止することができる。

図６を参照すると、再循環ポペットアセンブリ７０は一般的に、ポペット７１と、ポペットステム７２と、弁座７３と、Ｏリング７８と、スプリング７９とを含む。一実施形態では、Ｏリング７８はＫａｌｒｅｚ（登録商標）で形成されるが、その他の材料も本発明の範囲から逸脱することなく使用可能である。ポペットステム７２は、作動可能にポペット７１に対して連結することができる。ポペットステム７２はさらに、ステム上側区画７４と分岐したステム下側区画７６とを含む。再循環バルブアセンブリ７０として、様々なポペットアセンブリ及びシール方法を本発明と共に使用することができる。

図８及び９を参照すると、作動中においては、再循環バルブアセンブリ７０は、分配ヘッド２４がドラムインサート２２から取り外されると、主再循環導管６８内の流れを自動的に遮断する。閉位置においては、図８に示されるように、ポペット７１とＯリング７８はスプリング７９によって弁座７３に向かって付勢され、導管６８内の流体の流れを止める。開位置においては、図９に示されるように、分配ヘッド２４とドラムインサート２２とが作動可能に係合されると、ステム７２の下側区画７６はドラムインサート２２の作動リブ３７と係合し、ポペット７１及びＯリング７８と弁座７３との係合が解除されるようにステム７２全体が上方に移動されるようにしてもよい。この結果、主再循環導管６８をポペットアセンブリ７０近傍で開放状態にすることができ、導管６８内を流体が流れることができる。分配ヘッド２４とドラムインサート２２との係合が解除されると、ステム下側区画７６はリブ３７から後退し、スプリング７９の付勢力によってポペット７１及びＯリングが弁座７３に対して閉位置に移動させられ、導管６８内の流体の流れを再び止める。主バルブアセンブリ８４と再循環バルブアセンブリ７０をポペットバルブとして説明し、示してきたが、ボールバルブ等のその他の様々なバルブも同様に流体分配システム１０と共に使用することができる。

図６及び１１を参照すると、分配ヘッド２４はまた、分配ヘッド２４をドラムインサート２２に連結するために使用可能な結合アセンブリ８０又はクラッチ機構を含むことができる。この結合アセンブリ８０は一般的に、クラッチ又は保持リング１０２と、作動可能に保持リング１０２に対して連結されたスプリングカラー１０４と、スプリングカラー１０４と係合可能なキーコードリング１０６とを含む。一実施形態では、結合アセンブリ８０を高密度ポリエチレンで形成することができるが、当業者であれば、他の材料を使用可能であることは理解されよう。

結合アセンブリ８０の保持リング１０２は、本体部分１０８と、ねじ切り部分１１０と、保持リング１０２の内面上において離間して配置される複数の内部駆動開口又は回り止め１１１とを含む。一実施形態では、本体部分１０８はまた、保持リング１０２の外面上に複数の掴み部材１０９を含み、結合アセンブリ８０の掴み及び回転を容易にすることができる。

結合アセンブリ８０のスプリングカラー１０４は保持リングフランジ１１２を含み、保持リングフランジ１１２は、フランジ表面１１３と、複数のスナップ部材１１４と、スプリングフィンガー１１８を有する複数の駆動ラグ１１６とを有する。スプリングカラー１０４を作動可能に保持リング１０２に対して連結することができ、この結果、分配ヘッド２４がドラムインサート２２に連結されていないときに、保持リング１０２は保持リングフランジ１１２上で自由に回転する。

結合アセンブリ８０のキーコードリング１０６は、複数のキー区画１１９を含む。キーコードリングの例は、内容の全体を本願明細書に援用する米国特許第５１０８０１５号明細書に見ることができる。本発明のさまざまな実施形態における結合アセンブリ８０のキーコードリング１０６は、スプリングカラー１０４上のスナップ部材１１４に対応して離間して配置される複数のスナップ受承ノッチ１２２と、キー区画１１９上又はキー区画１１９同士の中間に位置する印１２０とをさらに含むことができる。スナップ部材１１４がスナップ受承ノッチ１２２と係合するまでキーコードリング１０６をスプリングカラー１０４と摺動可能に係合させることによって、キーコードリング１０６をスプリングカラー１０４に連結することができる。

キーコードリング１０６がスプリングカラー１０４に対して相対回転しないようにするために、キーコードリング１０６及びスプリングカラー１０４は、保持タブ１１５及び保持溝１１７を備える。第１保持タブ１１５ａはスプリングカラー１０４上に設けることができ、この第１保持タブ１１５ａはキーコードリング１０６上の第１保持溝１１７ａに対応する。第２保持タブ１１５ｂはキーコードリング１０６上に設けることができ、この第２保持タブ１１５ｂはスプリングカラー１０４上の第２保持溝１１７ｂに対応する。保持タブ１１５は、キーコードリング１０６がスプリングカラー１０４に連結されると保持溝１１７と係合し、キーコードリング１０６がスプリングカラー１０４に対して相対回転しないようにする。

保持リング１０２とスプリングカラー１０４は、分配ヘッド２４とドラムインサート２２を結合する前に、作動可能に係合されるか、又は連結される。この位置においては、保持リング１０２は保持リング１０２の保持リングフランジ１１２上で自由に回転することができ、したがって、保持リング１０２はキーコードリング１０６に対して自由に回転することができる。この位置においては、駆動ラグ１１６はフランジ表面１１３の下方にあるため、内部駆動回り止め１１１と係合することができない。

結合アセンブリ８０は、コード化分配ヘッド２４のコード化ドラムインサート２２への連結を、従来のシステムで必要とされる連結よりもはるかに容易に行うことができる。流体分配システム１０を組み立てるために、分配ヘッド２４を、結合アセンブリ８０を含めて、先ずドラムインサート２２上に配置することができる。結合アセンブリ８０が押し下げられると、キーコードリング１０６はインサート２２の最上部に当接し、これによってキーコードリング１０６はスプリングフィンガー１１８に押し付けられ、駆動ラグ１１６がフランジ表面１１３上方に移動させられる。この位置において、駆動ラグ１１６は内部駆動回り止め１１１と係合可能になる。駆動ラグ１１６が内部駆動回り止め１１１と係合すると、駆動ラグ１１６は、保持リング１０２が時計回りに回転させられたときに、保持リング１０２がキーコードリング１０６に対して自由に相対回転することを妨げる。したがって、保持リング１０２を時計回りに回転させることによって、キーコードリング１０６の回転を制御して、キーコードリング１０６を適合するコード化ドラムインサート２２と整合するように位置合わせすることができる。

キーコードリング１０６を回転させて適合するコード化ドラムインサート２２と整合させると、スプリングフィンガー１１８はキーコードリング１０６を適合するコード化ドラムインサート２２に向かって移動させ、キーコードリング１０６をドラムインサート２２内の適所に入れる。この位置においては、スプリングフィンガー１１８は弛緩状態にあり、駆動ラグ１１６はフランジ表面１１３の下方に落ち込み、したがって内部駆動回り止め１１１の到達範囲外となるため、保持リング１０２は保持リングフランジ１１２上で再び自由に回転することができる。保持リング１０２を時計回りに回転させ続けることによって、保持リング１０２のねじ切り部分１１０は、ドラムインサート２２の上側部分２６のキャップねじ切り部分３２と結合する。このねじ込み作用は、分配ヘッド２４をドラムインサート２２内へ引き込み続け、分配ヘッド２４のドラムインサート２２に対するシール連結を完成する。

図６及び１０を参照すると、シール確認ポート６３を実施して分配ヘッド２４に使用することができる。シール確認ポート６３を備える分配ヘッド２４の一実施形態では、確認開口１３０を下側本体区画５４上においてＯリングアセンブリの２つの隣接するＯリング８２の中間に設けることができる。図６及び１０に示すように、確認開口は、Ｏリングアセンブリの上側Ｏリング８２ａと中間Ｏリング８２ｂとの中間に配置することができる。図１０に最もよく示されているように、確認開口１３０は、シール確認導管１３１又は１つのチャネルもしくは一連のチャネルを介してシール確認ポートに連通させることができる。

分配ヘッド２４とドラムインサート２２との間に適切にシールが形成されていることを確認するために、空気（圧縮空気等）をシール確認ポート６３内に送り込むことができる。圧力の低下が所定量よりも大きい場合には、Ｏリング８２ａ、８２ｂ間に、したがって分配ヘッド２４とドラムインサート２２との間に適切なシールが形成されていないことを示しており、一般的には適切な矯正処置を採って確実に適切なシールが形成されるようにしなければならない。このような圧力の低下がなければ、シールが十分であり、ドラムからの液体の分配が可能である。

図２を参照すると、本発明による流体分配システム１０は、ドラム２０を運搬又は保管するときに使用できるキャップアセンブリ１３２を備えることができる。キャップアセンブリ１３２は概して、キャップ１３４と、キャップ取付部分１３６と、Ｏリング１４２とを備える。キャップ取付部分１３６とキャップ１３４との連結は、キャップ取付部分１３６上に設けられる複数のキャップスナップ部材１３８をキャップ１３４に挿入することによって行うことができる。次に、キャップ１３４を回してキャップ１３４のねじ切りされた内側部分がドラムインサート２２上のキャップねじ切り部分３２と係合することによって、キャップ１３４及びキャップ取付部分１３６をドラムインサート２２に連結することができる。完全にドラムインサート２２と係合すると、キャップ１３４及びＯリング１４２はシールを形成し、ドラム２０に収容される流体が漏出しない。その他のキャップも、本発明の範囲から逸脱することなく使用することができる。

本発明は、そのいくつかの実施形態を参照して上に説明した。本発明の範囲から逸脱することなく、説明した実施形態に変更を加え得ることは、当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲は本明細書に記載の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲の文言及びこれらの構造の均等物によって限定されるべきである。

本発明の流体分配システムの一部切り欠き斜視図。 本発明のドラムインサート及びキャップアセンブリの分解図。 図２のドラムインサートの立面図。 図２のドラムインサートの上面図。 図４のドラムインサートの５−５線における断面図。 本発明の分配ヘッド及び結合アセンブリの分解図。 図６の分配ヘッドの上面図。 図２のドラムインサートと作動可能に結合する前の、閉位置にある主流体通路と再循環通路とに対応するポペットバルブを示す、図７の分配ヘッドの８／９−８／９線における断面図。 図２のドラムインサートと作動可能に結合した後の、開位置にある主流体通路と再循環通路とに対応するポペットバルブを示す、図７の分配ヘッドの８／９−８／９線における断面図。 シール確認導管の断面を示す、図２のドラムインサートと作動可能に結合された図７の分配ヘッドの１０−１０線における断面立面図。 図６の結合アセンブリの分解図。 図２のドラムインサートと作動可能に結合される前の、図６の分配ヘッドの断面図。

Claims (40)

1. ドラムと共に使用するための流体分配システムであって、
   ドラム上に設けられる注ぎ口と作動可能に結合するように構成されるとともに、上側部分と、該上側部分から前記ドラムの内部に延在するドラムインサート下管とを有するドラムインサートと、
   前記ドラムインサートと作動可能に結合するように構成されるとともに、第１バルブアセンブリを備える第１導管と第２バルブアセンブリを備える第２導管とを有する分配ヘッドと、前記第１及び第２バルブアセンブリは、分配ヘッドがドラムインサートと作動可能に結合されると該ドラムインサートと作動可能に連通し、分配ヘッドが前記ドラムインサートと作動可能に結合されるときには、第１及び第２バルブアセンブリは流体が前記第１及び第２導管内を流れることができる開位置にされ、分配ヘッドがドラムインサートと作動可能に結合されないときには、第１及び第２バルブアセンブリは、流体が前記第１及び第２導管内を流れないようにする閉位置に付勢されることと
   を備える流体分配システム。
2. 前記第２バルブアセンブリがポペットバルブからなる請求項１に記載のシステム。
3. 前記ポペットバルブが、ポペット部材と、該ポペット部材を閉位置に付勢するための付勢部材とを備える、請求項２に記載のシステム。
4. 前記ドラムインサートは、前記分配ヘッドが前記ドラムインサートと作動可能に結合されると前記ポペットバルブを開位置にする作動リブを備える、請求項３に記載のシステム。
5. 前記第２導管は再循環流体導管からなり、流体は、該再循環流体導管を通って前記ドラムの内部に戻されることが可能である、請求項１に記載のシステム。
6. 前記第１流体導管が、前記ドラムインサート下管に含まれる管状導管に連通する主流体導管からなり、前記再循環流体導管は、前記ドラムインサート下管と拡散器下管とによって画定される媒体戻り導管に連通し、前記拡散器下管はさらにその下端近傍にディフレクタを備える、請求項５に記載のシステム。
7. 再循環される流体が前記再循環流体導管を通って前記ドラムに戻る前に該再循環される流体の泡を減少させるために、減泡部材をさらに備える、請求項５に記載のシステム。
8. 前記減泡部材が減泡チャンバからなり、前記再循環される流体からガスが分離されて前記チャンバから排出され、前記流体は前記チャンバから出て前記媒体戻り導管を通って流れる、請求項７に記載のシステム。
9. 前記分配ヘッドが通気導管をさらに備え、該通気導管は、ガスが該通気導管を介して前記ドラムを入出することを可能にする、請求項１に記載のシステム。
10. 前記分配ヘッドがシール確認導管をさらに備え、該シール確認導管は、作動可能に結合された分配ヘッド及びドラムインサート間の接合部において２つのシールの中間に位置する開口と連通する、請求項１に記載のシステム。
11. ドラムと共に使用するための流体分配システムを使用する方法であって、
    ドラムインサートをドラムのアクセス開口に挿入し、ドラムインサートのドラムインサート下管がドラムの内部に延在するようにする工程と、
    前記ドラムインサートの上側部分を前記ドラムのアクセス開口と作動可能に結合する工程と、
    第１バルブアセンブリを備える第１導管と第２バルブアセンブリを備える第２導管とを有する分配ヘッドを提供する工程と、
    前記分配ヘッドを前記ドラムインサートと作動可能に結合することにより、前記第１及び第２バルブアセンブリが、第１及び第２導管内を流体が流れることを可能にする開位置にされる工程と
    を含む方法。
12. 前記第１バルブアセンブリが開位置にあるときに、前記第１導管を介して流体を前記ドラムから流出させる工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第２バルブアセンブリが開位置にあるときに、前記第２導管を介して流体を前記ドラムへ戻す工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 減泡チャンバを有する減泡部材を前記ドラムインサート内に提供する工程と、前記減泡チャンバにおいて再循環される流体からガスが分離されることと、
    前記減泡チャンバからガスを排出し、液体が前記減泡チャンバから前記ドラム内部に流れ込むことを可能にする工程と
    をさらに含む請求項１３に記載の方法。
15. 前記分配ヘッドに通気導管を提供する工程と、該通気導管を通ってガスが前記ドラムを入出可能にする工程とをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
16. 前記分配ヘッドと前記ドラムインサートとの間の接合部に配置される２つのシールの中間に位置する開口と連通するシール確認導管を前記分配ヘッドに提供し、該シール確認導管を前記２つのシールの完全性を確認するために使用できるようにする工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
17. 前記分配ヘッド上に位置するシール支持部に前記シールを配置する工程をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 流体分配システムにおいて使用するための、ドラムインサートに分配ヘッドを結合する結合アセンブリであって、
    内面に配置された複数の回り止めを有する保持リングと、コードリングが上に配置されたカラーとを有することと、該保持リング及びカラーは、結合アセンブリがドラムインサートと係合できないときには別々に回転可能であることと、
    前記カラーは内部フランジをさらに含み、該内部フランジは、フランジ表面と、該フランジ表面よりも下方の付勢された位置と該フランジ表面よりも上方の係合位置との間で移動可能な複数の係合部材とを有することと、
    前記結合アセンブリが前記ドラムインサートと係合できるようになると、前記係合部材が係合位置に移動されて前記回り止めと係合可能な状態となることにより、前記カラーが前記保持リングと共に回転でき、前記コードリングを前記ドラムインサート上に配置されたコード化区画と選択的に整合させることができることと、
    を含む結合アセンブリ。
19. 前記コードリング上に第１の印を、前記ドラムインサートのコード化区画上に第２の印をそれぞれ備える、請求項１８に記載の結合アセンブリ。
20. 前記保持リングの内面に設けられた第１ねじ切り部と、前記ドラムインサートの外面に設けられた第２ねじ切り部とをさらに備え、第１ねじ切り部と第２ねじ切り部を螺合することによって、前記結合アセンブリが前記ドラムインサートと選択的に結合可能である、請求項１８に記載の結合アセンブリ。
21. 前記カラー上に配置されるスナップ部材と、前記コードリング上に配置されるスナップ受承ノッチとをさらに備え、前記コードリング及びカラーが、前記スナップ部材及びスナップ受承ノッチの係合によって選択的に係合可能である、請求項１８に記載の結合アセンブリ。
22. 前記保持リング、カラー、及びコードリングが高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含む、請求項１８に記載の結合アセンブリ。
23. 流体分配システムにおいて分配ヘッドをドラムインサートに結合する方法であって、
    内面に複数の回り止めが配置された保持リングと、コードリングが作動可能に結合されるカラーとを備える結合アセンブリを提供する工程と、
    前記保持リングを前記分配ヘッドと作動可能に結合する工程と、
    前記カラーを前記分配ヘッドと作動可能に結合する工程であって、前記カラーは内部フランジをさらに備え、該内部フランジは、フランジ表面と、該フランジ表面よりも下方の付勢位置と該フランジ表面よりも上方の係合位置との間で移動可能な複数の係合部材とを有し、結合アセンブリがドラムインサートと係合可能な状態にないときには、保持リングとカラーは別々に回転可能であることと、
    前記結合アセンブリの少なくとも一部分を前記ドラムインサートに連通させる工程と、
    前記結合アセンブリに力を作用させることにより、前記係合部材を係合位置に移動させて前記回り止めと係合させ、前記カラーを前記保持リングに従って回転可能にする工程と、
    前記保持リングを回転させて前記コードリングと前記ドラムインサートの上側部分に配置されたコード化区画とを選択的に整合させる工程と、
    前記結合アセンブリを前記ドラムインサートと作動可能に結合する工程と
    を含む方法。
24. 前記コードリング上に第１の印を、前記ドラムインサートのコード化区画上に第２の印をそれぞれ提供する工程をさらに含み、前記保持リングを回転させて前記コードリングと前記コード化区画とを選択的に整合させる工程が、第１の印と第２の印とを合わせることを含む、請求項２３に記載の方法。
25. 前記保持リングの内面に第１ねじ切り部分を、前記ドラムインサートの外面に第２ねじ切り部分をそれぞれ提供する工程をさらに含み、前記結合アセンブリを前記ドラムインサートに結合する工程が、第１ねじ切り部分と第２ねじ切り部分を螺合することを含む、請求項２３に記載の方法。
26. 前記カラー上にスナップ部材を、前記コードリング上にスナップ受承ノッチをそれぞれ提供する工程と、スナップ部材とスナップ受承ノッチとの係合によって前記コードリングを前記カラーに連結する工程とをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
27. 分配ヘッドを介して流体をドラム内に再循環させながら泡の発生を減少させる方法であって、
    延在する下管を有するドラムインサートをドラムのアクセス開口に挿入し、ドラムインサートのドラムインサート下管がドラム内部に延在するようにする工程と、
    前記ドラムインサートの上側部分を前記ドラムのアクセス開口と作動可能に結合する工程と、
    前記分配ヘッドを前記ドラムインサートの上側部分と作動可能に結合する工程であって、前記分配ヘッドは、該分配ヘッド内に主流体導管と再循環流体導管とを備え、前記主流体導管は前記ドラムインサート下管の内面に連通し、前記再循環流体導管は、前記ドラムインサート下管の外面と拡散器下管とによって画定される媒体戻り導管に連通し、前記拡散器下管は、その下端にディフレクタを備えることと
    前記再循環流体導管及び媒体戻り導管を介して流体を前記ドラム内に再循環させることにより、再循環する流体は前記ディフレクタを通り越えて、該ディフレクタはドラムに戻る流体の泡の発生を減少させる工程と
    を含む方法。
28. 前記拡散器下管の上端近傍に配置される減泡チャンバを介して流体を再循環させる工程をさらに含み、前記減泡チャンバが流体からガスを分離して前記分配ヘッドの通気ポートに接続された通気口を介して該ガスを排出する一方で、前記再循環する流体は前記媒体戻り管を介して下方に流れる、請求項２７に記載の方法。
29. 前記ディフレクタを前記ドラム内の流体の液面より下に配置する工程をさらに含む、請求項２７に記載の方法。
30. ドラムと共に使用するための流体分配システムであって、
    ドラムのアクセス開口と結合するように構成され、かつ上側部分と、該上側部分から前記ドラム内部へ延在するドラムインサート下管とを有するドラムインサートと、
    ドラムインサートと結合するための手段を備え、かつ第１バルブ手段を備える第１流体導管と第２バルブ手段を備える第２流体導管とを有する分配ヘッドと、前記第１及び第２バルブ手段は、分配ヘッドがドラムインサートと作動可能に結合されると、ドラムインサートに連通し、分配ヘッドがドラムインサートと作動可能に結合されると、第１及び第２バルブ手段は、流体が第１及び第２流体導管内を流れることができる開位置にあり、分配ヘッドがドラムインサートと作動可能に結合されないときには、第１及び第２バルブ手段は、流体が第１及び第２流体導管内を流れないようにする閉位置に付勢されることと
    を含む、流体分配システム。
31. 前記第２バルブ手段がポペットバルブであり、該ポペットバルブが、ポペットと、該ポペットを閉位置に付勢するための付勢手段とを備える、請求項３０に記載のシステム。
32. 前記分配ヘッドは、前記分配ヘッドが前記ドラムインサートと作動可能に結合されると前記ポペットを開位置にする作動手段を備える、請求項３１に記載のシステム。
33. 前記第２導管は再循環流体導管であり、該再循環流体導管は、流体が該再循環流体導管を通って前記ドラムに戻ることを可能にする、請求項３０に記載のシステム。
34. 前記第１流体導管は、前記ドラムインサート下管に含まれる管状導管と連通する主流体導管であり、前記再循環流体導管は、前記ドラムインサート下管と拡散器下管とによって画定される媒体戻り導管と連通し、前記拡散器下管はその下端に偏向手段をさらに含む、請求項３３に記載の分配ヘッド。
35. 前記再循環流体導管を通って前記ドラムに戻る流体の泡を減少させるための減泡手段をさらに備える、請求項３０に記載の分配ヘッド。
36. 前記減泡手段が減泡チャンバを含み、再循環される流体からガスが分離されて前記チャンバから排出され、該流体は前記チャンバから出て前記媒体戻り導管を通って流れる、請求項３５に記載の分配ヘッド。
37. 前記分配ヘッドが通気手段をさらに備え、該通気手段は、ガスが該通気導管を通って前記ドラムを入出することを可能にする、請求項３０に記載のシステム。
38. 前記分配ヘッドがシール確認手段をさらに備え、該シール確認手段は、作動可能に結合された分配ヘッドとドラムインサートとの間の接合部において２つのシールの中間に位置する開口に連通する、請求項３０に記載のシステム。
39. ドラムと共に使用するための流体分配システムであって、
    ドラム上に設けられる注ぎ口と結合するように構成され、かつ上側部分と、該上側部分から前記ドラムの内部に延在するドラムインサート下管とを有するドラムインサートと、
    前記ドラムインサートと結合するように構成され、かつ第１バルブアセンブリを備える第１流体導管と、シール確認導管と連通するシール確認ポートと、前記分配ヘッド及びドラムインサート間の接合部において２つのシールの中間に位置する開口とを有する分配ヘッドと、前記開口は前記シール確認導管を実質的に横断するように延びており、前記シール確認ポートに空気を強制的に流入させることによって分配ヘッドとドラムインサートとの間のシールの完全性を確認することができることと
    を含む、流体分配システム。
40. 前記２つのシールが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）によって被覆されるＯリングである、請求項３９に記載の流体分配システム。

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