JP6694858B2 - 流体配給装置 - Google Patents
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Description
使用される流体配給装置のほとんどは、蠕動ポンプを使用するが、この蠕動ポンプは、寿命に関して信頼性がない。その理由は、蠕動ポンプに必要な可撓性のパイプ又はホースのエラストマーは、老朽化するからである。更に、ユーザが特定の流体を使用したいが容器が接続されていない場合、ユーザは先ず、容器を接続する必要があり、その後、容器からの流体流が可能となるように、流体配給装置上の正しいボタンを選択しなければならない。容器が空である場合、流体流は中断されるが、その理由は、空の容器は更なる流体を提供せず、さらに給水栓が閉じられているからである。
気体(好ましくは空気)は、気体入口から、好ましくは流体配給装置内に位置する気体経路を経由して、容器の中に導かれるので、容器の中の圧力は上昇し、容器流体は、容器から外へ変位させられる。容器流体は、好ましくは流体配給装置の中に位置する容器流体経路を経由して、出口へ導かれる。第2状態では、流体配給装置には、好ましくは独占的に、容器流体が供給される。容器流体経路及び/又は気体流体経路は、流体配給装置の外側に位置してもよいであろう。
第1状態では、気体入口は、気体ソースからの気体を受け入れない。気体入口は気体ソースと結合されないか、又は気体入口は気体ソースと結合されるかのいずれかであるが、しかし気体バルブは、気体が気体経路の中に流れないように、閉じられる。ソース流体は、好ましくは、歯科医師の椅子の水供給のように、給水栓から提供されるが、この給水栓は、流体配給装置の出口へ水を連続的に供給することが可能である。
第1状態への戻り切り替わりが行われる場合、流体供給が、流体ソース(好ましくは給水栓)から再び提供される。容器流体は液体であり、好ましくは、水、又は医療溶液、若しくは食塩溶液、若しくはそれらの混合物である。第1状態と第2状態との間での、及びその逆の間での自動的な切り替わりによって、容器流体が使い果たされたかどうか、即ち、空であるかどうかには関らず、連続的な使用が可能になる。
後者の場合、1つのバルブは、容器流体が容器から流体経路の中に流れるのを可能にし、その一方で、第2のバルブは、気体が気体経路から容器の中に流れるのを可能にする。以下では、容器バルブは、単数の場合において説明される。しかしながら、幾つかの容器バルブが使用される場合、複数の形態が、それに応じて適用されるべきである。
容器バルブが流体配給装置の中に設けられる場合、容器バルブは、幾つかの用途のために設けられる。好ましくは、容器バルブは、流体配給装置の受け入れ部材のところに設けられ、好ましくは、受け入れ部材は、流体配給装置の外側まで延在する。更に、好ましくは、受け入れ部材は、流体配給装置に取り付けられ、その結果、容器が流体配給装置に接続される場合、容器流体は、重力によって流体経路に入る。即ち、受け入れ部材は、好ましくは流体配給装置の最上部で、流体配給装置に取り付けられる。
プランジャを変位させることによって、第1状態から第2状態への切り替え、及びその逆の切り替えが実施される。好ましくは、容器を受け入れ部材の上に配置することによって、即ち、容器を流体配給装置と結合させることによって、プランジャが変位させられ、その結果として、プランジャは、装置ハウジング及び基底部の両方に接続される。気体経路は、基底部及び装置ハウジングを経由して完了し、その一方で、容器流体経路は、装置ハウジングを経由して完了する。好ましくは、気体経路及び容器流体経路は互いに依存して機能している。このことは、もし気体経路からの気体が容器に入ることが可能な場合、容器流体は、容器からのみ解放され得ることを意味する。
プランジャが第2状態へ達するために変位させられる場合、プランジャは、容器入口と同様に、気体入口に結合される。第2状態において、プランジャは気体経路を提供し、その結果として、気体入口からの気体が容器に入ることが可能であり、その気体は、今度は容器流体を解放する。
プランジャが突出部の中に導かれると、プランジャは、第2状態を達成するために、気体入口と自動的に結合されるであろう。
容器流体が実質的に完全に解放される場合、即ち、閾値に達する場合、伸張要素の負荷は、容器によって及ぼされる重力よりも大きく、その結果として、伸張要素は、プランジャを押し返す。このことは、プランジャが気体入口から離れるという結果をもたらす。伸張要素の負荷が、容器によって及ぼされる重力よりも大きい場合、プランジャは、第2状態から第1状態に変位させられる。このことは、流体配給装置が、第1状態と第2状態との間で自動的に切り替えられるという利点を有する。
プランジャの外側及びプランジャハウジングの内側は、容器流体経路を形成し、この容器流体経路に沿って、容器流体は、容器から出口へ流れてもよい。好ましくは、ソース流体は、流体経路に沿って流れてもよい。ここで流体経路は、プランジャの外側とプランジャハウジングの内側との間で少なくとも部分的に形成される。
少なくとも1つの貫通孔は、それと共に、ソース流体のための、又は流体配給装置からチューブなどの中に解放される容器流体のための、案内部分としての役割を果たす。プランジャハウジングは、好ましくはしっかりと、装置ハウジングに接続される。プランジャが変位させられる場合、プランジャは、プランジャハウジングに対して相対的に変位させられる。少なくとも1つの貫通孔は、それと共に、しっかりと位置決めされる。
二方向性容器バルブ(これは、流体が容器から流体経路へ流れ、同時に、気体が気体経路から容器の中に流れるのを可能にする)が設けられるか、又は少なくとも2つの一方向性バルブが設けられるか、のいずれかの方法が取られる。後者の場合、1つのバルブは、容器流体が容器から流体経路の中に流れるのを可能にし、その一方で、第2のバルブは、気体が気体経路から容器の中に流れるのを可能にする。
図2は、容器2が流体配給装置1に接続されている第2状態にある、本発明に従う流体配給装置1の機能的仕組みを示す。
第2状態では、流体配給装置1は、容器流体7を備える容器2に結合される。容器流体7は、容器入口8を経由して流体配給装置1に入り、その一方で、気体流体9は、気体入口10を経由して流体配給装置1に入り、容器流体7を容器2から解放するために、容器2の中に流れる。気体流体は空気であり得るが、ここでの空気は、周囲からのもの、又は気体瓶などからのものである。
流体配給装置1が第2状態にある間、ソース流体3は供給されず、そして流体配給装置1が第1状態にある間、容器流体7及び気体流体9は共に供給されない。対応するバルブは、各状態において閉じられ、即ち、第2状態では、例えば、気体バルブ50及び/又は容器バルブ49が閉じられる。その結果として、容器流体7の解放は停止され、その一方で、第1状態では、ソースバルブ48は、ソースからの供給を停止するために、閉じられる。
ソース流体3は、ソース入口6を経由して流体配給装置1に入り、流体配給装置1を通り、ソース経路31に沿って出口4へ流れる。受け入れ部材33又は、受け入れ部材33の内側にある取り入れ口32は、好ましくはわずかに、円錐形状をしているが、これは、もし容器2が受け入れ部材33に結合される場合、容器流体7のほぼ完全な解放を可能にするためである。そのような状況は、図4に示される。容器2は、流体配給装置1の受け入れ部材33に結合される。
容器2は、磁気リング58を介して、流体配給装置1に更に固定され、ここで磁気リング58は、磁性材料からできているか、又は磁性材料を備えてもよいであろう。磁気リングは、好ましくは、流体配給装置の装置ハウジング43に固定される。装置ハウジング43は、プランジャハウジング44を収容する。
気体流体9が、気体経路40を経由して容器2の中に流れる間に、容器流体7は、流体配給装置における容器経路42を経由して、出口4へ解放される。プランジャ36は、プランジャハウジング44に収容される。プランジャハウジング44の内側及びプランジャ36の外側は、容器経路を形作り、この容器経路に沿って、容器流体7は、容器2から出口4へ流れる。更に、プランジャハウジングは、少なくとも1つの貫通孔37を備えるが、容器流体7又はソース流体3は、この貫通孔37を通り抜けて、出口4に達してもよい。
図5における矢印は、ソース流体3のソース経路31を示し、このソース経路31は、ソース入口6から始まり、出口4で終わる。第1状態では、プランジャ36は、伸張要素46を圧縮しない。ここで圧縮要素46は、螺旋状バネであってもよい。第1状態では、ソースバルブ48は、ソース流体3が流体配給装置1へ入ることを可能にする流動モードにある。気体入口10に位置付けられる気体バルブ50は、閉止モードにあり、その結果として、気体バルブ50は、気体流体9が流体配給装置1に入ることを可能としない。
図6における濃い色の矢印は、容器流体7の容器経路42を示し、白色の矢印は、気体流体9の気体経路40を示す。容器経路42は、容器入口8から始まり、出口4で終わる。気体経路40は、気体入口10から始まり、容器2の容器蓋34で終わる。
第2状態では、プランジャ36は伸張要素46を圧縮する。ここで伸張要素46は、螺旋状バネであってもよい。第2状態では、気体バルブ50は、気体流体9が流体配給装置1へ入るのを可能にする流動モードにある。更に、ソースバルブ48は閉止モードにあり、その結果として、ソースバルブは、ソース流体3が流体配給装置1へ入るのを可能としない。容器蓋34又は受け入れ部材33には、好ましくは二方向容器バルブ(図示せず)が設けられるが、この二方向バルブは、一方向において、気体流体9が容器2に入ることを可能にし、反対方向では、容器流体7が、容器経路42に沿って流体配給装置1に入るのを可能にする。
第2状態では、伸張要素46は、重力による負荷がかけられているが、ここで重力は、容器流体7を備える容器2が結合しているために働いている。流体配給装置1を使用したために、容器流体7が、時間と共に容器2から解放される場合、容器流体を含む容器全体の質量は減少する。閾値に達すると、即ち、重力が伸張要素46の負荷よりも小さくなると、プランジャ36は押し戻され、その結果として、伸張要素が緩む。この状況では、流体配給装置1は、(図6に示される)第2状態から(図5に示される)第1状態に、自動的に切り替えられる。
図5及び図6から分かるように、伸張要素46は、第2状態においてプランジャ36を受け入れる基底部38を収容する。
ここで気体入口10には、破線の長方形51の中に位置するように図示される気体バルブ50が設けられている。気体バルブは、気体経路40が、ソース流体3によって、及び容器流体7によって、汚染されるのを防止する。従って、気体バルブ50は、気体経路40が、気体ソースからの気体流体9以外の任意の流体によって汚染されるのを防止する。
出口4には、破線の長方形52の中に位置するように図示された出口バルブ54が設けられる。出口バルブ54は、流体配給装置1を離れる容器流体7又はソース流体3が、気体流体9によって汚染されるのを防止する。従って、出口バルブ54は、容器経路42及びソース経路31が、気体ソースから出た気体流体9によって汚染されるのを防止する。
ここで容器2には、その蓋の中にプランジャ36が設けられる。容器は、流体配給装置1の最上部に設けられ、そこでは容器2は、受け入れ部材33の取り入れ口32の中に挿入される。この場合、取り入れ口32は、流体配給装置1に接続されていない。容器流体71の解放、及び気体流体9の受け入れは、Oリング56によって妨げられる。Oリング56はまた、プランジャ36の変位も妨げる。
2 容器
3 ソース流体
4 出口
5 矢印
6 ソース入口
7 容器流体
8 容器入口
9 気体流体
10 気体入口
31 ソース経路
32 取り入れ口
33 受け入れ部材
34 容器蓋
36 プランジャ
37 貫通孔
38 基底部
40 気体経路
42 容器経路
43 装置ハウジング
44 プランジャハウジング
46 伸張要素
48 ソースバルブ
49 容器バルブ
50 気体バルブ
51 破線の長方形
52 破線の長方形
54 出口バルブ
56 Oリング
58 磁気リング
60 軸方向
Claims (14)
- 少なくとも1つの流体(3、7、9)を少なくとも1つの入口(6、8、10)から出口(4)へ配給するための流体配給装置(1)であって、
前記流体(3、7)を容器(2)又は流体ソースから解放するための出口バルブ(54)に結合された出口(4)と、
気体ソースから気体流体(9)を受け入れるための気体入口(10)と、
前記容器(2)から容器流体(7)を受け入れるための容器入口(8)と、
前記流体ソースからソース流体(3)を受け入れるためのソース入口(6)と、
を有する装置ハウジング(43)を備え、
前記入口(6、8、10)は、
その各入口が前記流体(3、7、9)における該当する流体を受け入れるためのバルブ(48、49、50)に接続可能とされ又は結合されて、当該入口(6、8、10)における1つの入口を通過する前記流体(3、7、9)の各々が前記装置ハウジング(43)の所定の経路(31、40、42)に沿って流れるとともに、
当該流体配給装置(1)は、
前記ソース流体(3)が、前記流体ソースに結合される前記ソース入口(6)から受け入れられる第1状態と、
前記容器(2)が、当該容器(2)からの前記容器流体(7)を受け入れるための前記容器入口(8)に結合されるときの第2状態と、の間で切り替わるようになっており、
前記容器流体(7)を収容する前記容器(2)が、前記容器入口(8)に結合されると、当該流体配給装置(1)は前記第2状態に自動的に切り替えられ、
プランジャ(36)を更に備え、
前記プランジャ(36)は前記第1状態と前記第2状態との間で軸方向(60)に沿って変位可能であり、
前記容器(2)の前記容器流体(7)への結合により、前記プランジャ(36)が前記容器(2)に押圧され、前記第2状態に達するべく前記軸方向(60)に沿って移動すると、前記プランジャ(36)の一方の端部が前記容器入口(8)又は前記気体入口(10)と係合し、他方の端部が前記気体入口(10)又は前記容器入口(8)に対し着脱可能に係合可能である
ことを特徴とする流体配給装置。 - 前記気体入口(10)は、気体バルブ(50)に結合されて、前記第2状態への切り替えに際し気体流体(9)を受け入れて、
受け入れた前記気体流体(9)が前記気体入口(10)から内部の気体経路(40)に沿って前記容器(2)に導かれつつ、
前記容器(2)から解放された前記容器流体(7)が前記容器入口(8)から該当する容器経路(42)に沿って前記出口(4)に導かれる
ことを特徴とする請求項1に記載の流体配給装置。 - 前記第1状態では、前記ソース流体(3)は、前記流体ソースから、前記ソース入口(6)を通って提供され、前記装置ハウジング(43)を通って、内部のソース経路(31)に沿って前記出口(4)まで導かれる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の流体配給装置。 - 前記容器流体(7)を収容する前記容器(2)は容器質量を有し、
前記容器流体(7)が収容された容器(2)全体の質量が所定の閾値に達すると、当該流体配給装置(1)は前記第2状態から前記第1状態への戻り切り替えが自動的に行われる
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の流体配給装置。 - 前記容器入口(8)のための容器バルブ(49)は、当該流体配給装置(1)の内部又は容器蓋(34)の内部に設けられる
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の流体配給装置。 - 前記プランジャ(36)は、
前記気体流体(9)を前記気体入口(10)から前記容器(2)内へ導くための所定の内部気体経路(40)をなす中空を、
その内部に有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の流体配給装置。 - 前記容器入口(8)と前記気体入口(10)との間の接続のために前記容器(2)が前記容器入口(8)に結合されると、
前記プランジャ(36)は、当該流体配給装置(1)における前記容器入口(8)の反対側に位置する基底部(38)に向かって且つ前記軸方向(60)に沿って、自動的に変位するようになっている
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の流体配給装置。 - 前記プランジャ(36)に向かって且つ前記軸方向(60)に沿って前記基底部(38)から延在する突出部を有し、突出部は変位可能な前記プランジャ(36)に伸張負荷をかけるための伸張要素(46)に収容され、前記伸張要素(46)は変位可能な前記プランジャ(36)に圧縮されるとバネ負荷が作用するバネであり、前記第2状態において前記プランジャ(36)を受け入れるために設けられる
ことを特徴とする請求項7に記載の流体配給装置。 - 前記プランジャ(36)を収容するとともに、前記容器流体(7)のための所定の容器経路(42)及び/又は前記ソース流体(3)のための少なくとも部分的なソース経路(31)を画成するプランジャハウジング(44)が前記装置ハウジング(43)の内部に設けられ、
前記プランジャハウジング(44)は、前記容器流体(7)又は前記ソース流体(3)を当該プランジャハウジング(44)の内部及び/又は外部へ導くための少なくとも1つの貫通孔(37)を有する
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の流体配給装置。 - 前記容器入口(8)には、前記容器流体(7)を前記容器(2)から当該流体配給装置(1)内に解放するため、及び、前記気体流体(9)を前記容器(2)内に導くべく前記気体流体(9)を当該流体配給装置(1)から受け入れるための二方向性容器バルブ又は2つの一方向性容器バルブ(49)が設けられるとともに、
前記出口(4)及び/又は前記気体入口(10)及び/又は前記ソース入口(6)には、一方向性バルブ(48、50、54)が設けられている
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の流体配給装置。 - 前記ソース入口(6)の前記一方向性バルブ(48)は、前記第2状態に切り替えられると閉塞され、前記第1状態に切り替えられると開放される
ことを特徴とする請求項10に記載の流体配給装置。 - 前記容器(2)を受け入れるための、前記容器(2)に誘導すべく円錐形に形成されてなる取り入れ口(32)を備えたことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の流体配給装置。
- 前記容器(2)と当該流体配給装置(1)とを結合するために双方の当接面の間に、金属又は金属が充填されたプラスチックを含んでなる磁気リング(58)が設けられていることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の流体配給装置。
- 請求項1乃至13のいずれか一項に記載の流体配給装置(1)のための容器(2)であって、相互に反対側にあって円錐形に形成されてなる容器基底部及び容器蓋(34)を備えたことを特徴とする容器。
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