KR20020059394A - 필터 및 밸브 장치 - Google Patents

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KR20020059394A
KR20020059394A KR1020027003191A KR20027003191A KR20020059394A KR 20020059394 A KR20020059394 A KR 20020059394A KR 1020027003191 A KR1020027003191 A KR 1020027003191A KR 20027003191 A KR20027003191 A KR 20027003191A KR 20020059394 A KR20020059394 A KR 20020059394A
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지크톰
빅커스존더블유.
캐니스트라존
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피티아이 어드밴스드 필트레이션 인코포레이티드
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Abstract

필터 캐니스터는 상단부를 갖는 주 본체를 포함하는 것으로 개시된다. 입구 포트는 주 본체의 상단부에 위치하고 출구 포트도 또한 소정의 거리로 입구 포트로부터 오프셋되는 주 본체의 상단부에 위치한다. 필터 카트리지는 출구 포트와 밀봉 결합하는 출구 단부를 갖는 주 본체 내에 위치한다. 입구 포트 식별기는 입구 포트와 결합되고, 출구 포트 식별기는 출구 포트와 결합된다. 밸브는 또한 필터 캐니스터와 연결하여 작동하는 것으로 개시된다.

Description

필터 및 밸브 장치 {FILTER AND VALVE APPARATUS}
종래 기술에 공지된 여과 시스템은 일반적으로 물과 같은 유체로부터의 미립자 필터 재료에 위치된 원통형 필터 내의 원통형 하우징을 포함한다. 그러한 종래 기술의 시스템에서, 막히거나 더러운 필터를 교체하기 위해, 우선 필터 하우징으로 공급되는 유체를 차단하고, 하우징을 개방하여 필터를 교체하는 것이 필요하다. 이러한 작동 시간의 소요뿐만 아니라, 종래 기술의 시스템은 하우징이 개방될 때 통상 유체의 누설이 일어난다. 따라서, 필터 하우징으로부터의 유체의 유출이 일어나지 않는 필터 요소의 신속한 교환을 가능케 하는 필터 시스템의 개발이 요구되어 왔다. 이는 특히, 유출된 임의의 여과 매체가 엄격한 과정에 따라 세척되어야만 하는 병원의 수술실 또는 제조 공장 내의 세척실과 같은 위생 환경 내에서 필터가 교환되는 상황에 바람직하다.
본 발명은 필터 및 밸브 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 캡슐로 둘러싸인 필터의 신속한 교환을 가능케 하는 용이한 차단 밸브와 협동하는 캡슐로 둘러싸인 필터에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 교범에 따른 필터 카트리지의 제1 실시예의 부분 단면도이다.
도2는 도1에서 도시된 필터 카트리지의 단부도이다.
도3은 도1에서 도시된 바와 같은 본 발명의 교범에 따른 필터 카트리지의 제2 실시예의 부분 단면도이다.
도4는 도3에서 도시된 필터 카트리지의 단부도이다.
도5는 본 발명의 교범에 따른 필터 카트리지의 제3 실시예의 부분 단면도이다.
도6은 도5에서 도시된 필터 카트리지의 단부도이다.
도7은 본 발명의 교범에 따른 필터 카트리지의 제4 실시예의 부분 단면도이다.
도8은 도7에서 도시된 필터 카트리지의 단부도이다.
도9는 도10에서 도시된 단면선에 따라 취한 본 발명에 따른 밸브의 제1 실시예의 단면도이다.
도10은 도9에서 도시된 밸브의 저면도이다.
도11은 도9에서 도시된 단면도에 수직한 평면을 따라 취한 도9의 밸브의 단면도이다.
도12는 도9에서 도시된 밸브의 평면도이다.
도13은 도9 및 도10에서 도시된 밸브의 제2 실시예의 단면도이다.
도14는 도13에서 도시된 밸브의 저면도이다.
도15는 도9 및 도10에서 도시된 밸브의 제3 실시예의 단면도이다.
도16은 도15에서 도시된 밸브의 저면도이다.
도17은 도9 및 도 10에서 도시된 밸브의 제4 실시예의 단면도이다.
도18은 도17에서 도시된 밸브의 저면도이다.
도19는 도9 및 도10에서 도시된 밸브의 리셉터클 디스크의 저면도이다.
도20은 도19에서 도시된 리셉터클 디스크의 단면도이다.
도21은 도9 및 도10에서 도시된 밸브를 위한 상부판의 일 실시예의 저면도이다.
도22는 본 발명의 필터 캐니스터의 또 다른 실시예의 부분 단면도이다.
도23은 도22에서 도시된 필터 캐니스터의 단부도이다.
도24는 본 발명의 필터 캐니스터와 함께 사용되기 위해 고안된 밸브의 또 다른 실시예의 단면도이다.
도25는 도24에서 도시된 밸브의 저면도이다.
도26은 도24에서 도시된 밸브에 수직한 평면을 따라 취한 단면도이다.
도27은 도24에서 도시된 밸브의 평면도이다.
도28은 도24에서 도시된 밸브에서 사용되기 위해 고안된 리셉터클 디스크의 평면도이다.
도29는 도24에서 도시된 밸브에서 사용되기 위해 고안된 다른 리셉터클 디스크의 평면도이다.
도30은 도24에서 도시된 밸브에서 사용되기 위해 고안된 상부판의 일 실시예의 저면도이다.
도31은 도30에서 도시된 상부판의 평면도이다.
도32는 도31에 도시된 상부판의 측면도이다.
도33은 본 발명의 필터의 다른 실시예의 부분 단면도이다.
도34는 도32에 도시된 필터의 평면도이다.
도35는 도33에 도시된 필터를 위한 스핀들 중 하나의 단면도이다.
도36은 도35에 도시된 스핀들의 저면도이다.
도37은 도35에 도시된 스핀들의 측면도이다.
도38은 도35에 도시된 스핀들 내의 리세스의 확대된 측면도이다.
도39는 도35에 도시된 스핀들의 평면도이다.
도40은 도33에 도시된 필터 상부의 측면도이다.
도41은 도40에 도시된 상부의 단면도이다.
도42는 도40에 도시된 상부의 저면도이다.
도43은 도40에 도시된 상부의 평면도이다.
도44는 도40에 도시된 상부의 입구의 확대된 측면도이다.
도45는 도33에 도시된 필터의 바닥부의 측면도이다.
도46은 도45에 도시된 바닥부의 저면도이다.
도47은 도45에 도시된 바닥부의 평면도이다.
도48은 도21에 도시된 밸브 상부판의 다른 실시예의 저면도이다.
도49는 도48에 도시된 밸브 상부판의 평면도를 도시한다.
도50은 릴리프 밸브의 위치를 나타내는 본 발명에 따른 밸브의 다른 실시예의 평면도를 도시한다.
도51은 도48에 도시된 상부판과 함께 사용되는 밀봉 부재의 평면도이다.
도52는 본 발명의 밸브의 다른 실시예의 평면도이다.
도53은 도52에 도시된 밸브의 측면도이다.
도54는 도52에 도시된 밸브의 측단면도이다.
도55는 도54에 도시된 측단면도로부터 90°로 배치된 평면을 따라 도시되어 있는 도52에 도시된 밸브의 측단면도이다.
도56은 도52에 도시된 밸브의 저면도이다.
본 발명은 연결된 유체 라인으로부터 신속하고 용이하게 제거되어 교환될 수있는 내장된 교환 가능한 필터 카트리지를 제공함으로써 종래 기술의 문제점을 해결한다.
이를 달성하기 위하여, 본 발명은 필터 카트리지를 여과될 유체로 연결하는 밸브를 제공한다. 밸브 설계는 카트리지가 필터 및 밸브 헤드 조립체의 일부의 회전으로 유체를 차단함으로써 외부로 유체를 유출시키지 않고 신속하게 교환되는 것이 가능케 한다. 카트리지는 완전한 일회용의 형태이거나, 하우징이 내부의 일회용 필터에 접근하도록 개방될 수 있는 구조를 갖는다.
본 발명의 교시에 따라, 상부를 갖는 주 몸체를 갖는 필터 캐니스터가 제공된다. 입구 포트는 입구 포트로부터 소정의 거리로 변위된 출구 포트를 따르는 주 몸체의 상부 상에 위치된다. 필터 카트리지는 출구 포트를 밀봉적으로 결합하는 출구 단부를 갖는 주 몸체 내에 위치된다. 입구 포트 식별기는 입구 포트와 결합되고, 출구 포트 식별기는 출구 포트와 결합된다.
본 발명은 제1 직경으로 입구 포트 상에 위치된 플랜지인 입구 포트 식별기를 제공한다. 출구 포트 상의 출구 포트 식별기는 제2 직경을 갖는 플랜지이다. 제1 직경이 제2 직경보다 클 수도 있고, 그 반대의 경우도 가능하다.
또한, 입구 포트 식별기는 제1 형상을 갖는 플랜지일 수 있다. 출구 플랜지 식별기는 제2 형상을 갖는 플랜지일 수 있다. 플랜지들은 입구 포트와 출구 포트를 구별하도록 상이한 형상일 수 있다.
또한 본 발명은 입구 및 출구 포트를 갖는 상부 판을 구비한 밸브를 제공한다. 리셉터클 디스크는 상부 판에 회전 가능하게 결합되고 또한 입구 및 출구 포트를 구비한다. 리셉터클 디스크가 상부 판에 대해 제1 방위로 지향될 때 리셉터클 디스크 입구 및 출구 포트는 상부 판 입구 및 출구 포트와 유체적 연통된다. 리셉터클 판이 상부 판에 대해 제2 방위에 있을 때 입구 및 출구 포트는 서로 유체적 연통되지 않는다. 하부 디스크는 리셉터클 디스크가 제2 방위에 있을 때 리셉터클 디스크 입구 및 출구 포트로의 접근을 허용하나 리셉터클 디스크가 제1 방위에 있을 때는 리셉터클 입구 및 출구 포트로의 접근을 방해하는 캠 표면을 구비한다.
또한 본 발명의 교시에 따르면, 하부 디스크는 상부 판에 고정된 관계로 결합된다. 리셉터클 디스크는 리셉터클 디스크 입구 포트와 연결된 입구 포트 식별기와 리셉터클 디스크 출구 포트와 연결된 출구 포트 식별기를 포함한다. 입구 포트 식별기는 제1 직경을 갖는 제1 플랜지 수용 부분이다. 출구 포트 식별기는 제2 직경을 갖는 제2 플랜지 수용 부분을 포함한다.
또한 본 발명의 교시에 따르면, 제1 직경은 제2 직경보다 더 크다. 대안으로, 제2 직경은 제1 직경보다 더 크다.
본 발명에 따르면, 대안으로 입구 포트 식별기는 제1 형상을 갖는 제1 플랜지 수용 부분과 제2 형상을 갖는 제2 플랜지 수용 부분을 구비한다. 제1 형상은 제2 형상과 다르다.
본 발명의 다른 교시에 따르면, 입구 포트 식별기는 리셉터클 디스크 입구 포트의 직경을 포함할 수 있고 출구 포트 식별기는 리셉터클 디스크 출구 포트의 직경을 포함할 수 있다. 리셉터클 디스크 입구 포트의 직경은 리셉터클 디스크 출구 포트의 직경보다 더 클 수 있거나 또는 그 반대일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 필터 및 밸브 조립체가 제공되고 필터는 상부(top)를 갖는 주 몸체를 구비한다. 입구 및 출구 포트는 주 몸체의 상부에 위치되고 서로로부터 소정 거리로 오프셋된다(offset). 주 몸체 내에 위치된 필터 캐리지는 출구 포트를 밀봉식으로 결합하는 출구 단부를 구비한다. 또한 입구 포트와 출구 포트를 갖는 상부 판을 구비한 밸브가 제공된다. 상부 판에 회전 가능하게 결합된 리셉터클 디스크는 입구 및 출구 포트를 구비한다. 리셉터클 디스크가 상부 판에 대해 제1 방위에 있을 때 리셉터클 디스크 입구 및 출구 포트는 상부 판 입구 및 출구 포트와 유체적 연통된다. 리셉터클 디스크가 상부 판에 대해 제2 방위에 있을 때 리셉터클 디스크 입구 및 출구 포트는 서로 유체적 연통되지 않는다. 하부 디스크는 리셉터클 디스크가 제2 방위에 있을 때 리셉터클 디스크 입구 및 출구 포트로의 접근을 허용하나 리셉터클 디스크가 제1 방위에 있을 때는 리셉터클 입구 및 출구 포트로의 접근을 방해하는 캠 표면을 구비한다. 또한 조립체는 필터 캐니스터(canister) 입구 포트 및 리셉터클 입구 포트와 연결된 입구 포트 식별기를 포함하고, 입구 포트 식별기는 필터 캐니스터 입구 포트가 리셉터클 디스크 입구 포트를 유체적 결합할 수 있게 한다. 또한, 조립체는 필터 캐니스터 출구 포트 및 리셉터클 디스크 출구 포트와 연결된 출구 포트 식별기를 포함하고, 출구 포트 식별기는 필터 캐니스터 출구 포트가 리셉터클 디스크 출구 포트를 유체적 결합할 수 있게 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 필터와, 입구 포트 식별기가 제1 직경을 갖는 필터 캐니스터 입구 상의 제1 플랜지인 밸브 조립체와, 상기 제1 플랜지를 결합시키기 위한 리셉터클 디스크 입구 포트 상의 제1 플랜지 수납부를 제공하는 것이다. 출구 포트 식별기는 제2 직경을 갖는 필터 캐니스터 출구 포트 상의 제2 플랜지와, 상기 제2 플랜지를 결합시키기 위한 리셉터클 디스크 출구 포트 상의 제2 플랜지 수납부를 갖는다. 플랜지는 전술한 바와 같이 상이한 크기와 모양일 수 있다.
도1은 본 발명의 개시 내용에 따른 필터(10)를 도시한다. 필터(10)는 상부(14), 바닥부(16) 및 이들 사이를 연결하는 원통형 튜브(18)를 구비한 외측 원통형 케이싱(12)을 갖는다. 상부 및 바닥부는 원통형 튜브(18)에 밀봉식으로 연결된다. 밀봉식 연결은 접착제, 용접, 나사 결합 또는 당업자에게 알려진 다른 적절한 연결 수단에 의한 것일 수 있다. 원통형 케이싱(12)은 필터 카트리지(22)가 배치되는 내부 체적(20)을 형성한다.
필터 카트리지(22)는 사이에 필터 매체(28)가 개재되어 있는 외측 지지 부재(24) 및 내측 지지 부재(26)를 구비한 원통형 구조물이다. 내측 지지 부재(26)는 필터(10)가 작동할 때 필터 매체(28)를 제 위치에 유지하도록 사용된다. 외측 지지 부재(24)는 특히 필터 카트리지(22)가 필터 카트리지(22)의 교환 중에 처리되는 경우, 필터 매체(28)의 보호 장치로서 주로 사용된다. 이는 필터 카트리지(22)가 교환 가능한 모듈일 때 특히 유용하다. 그러나, 이하에서 상세히 설명되는 것처럼, 이는 필터 카트리지(22)가 교환될 필요가 없기 때문에 본 발명을 실시하는 데 있어서 요구되지 않는다.
외측 지지 부재(24)는 또한 그 안에 포함된 필터 매체(28) 유형의 표시(23)를 제공하도록 사용된다. 표시(23)는 또한 제조자명, 필터가 유체로부터 제거할 수 있는 입자 크기 등과 같은 다른 정보를 제공할 수 있다.
필터 카트리지(22)는 상단부(30) 및 하단부(32)를 갖는다. 필터 카트리지(22)는 내부 지지 부재(26)에 의해 한정된 기본적으로 원통형 체적인 (도시되지 않은) 내부 공간을 갖는다. 필터 카트리지(22)의 내부 공간은 시일(34)에 의해 하단부(32)에서 밀봉된다. 외부 지지 부재(24), 내부 지지 부재(26) 및 시일(34) 모두는 폴리프로필렌 또는 그 대안으로서 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)으로 만들어질 수 있다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 어떠한 적절한 재료가 필터를 통하여 지나가게 되는 매체의 부식특성과 시스템의 압력 요구에 따라서 선택될 수 있다.
도2에 도시된 바와 같이, 필터(10)의 상단부(14)는 입구(36)와 출구(38)를 갖는다. 필터 카트리지(22)의 상단부(30)는 출구(38)와 밀봉 결합한다. 따라서, 여과될 유체 매체는 입구(36)를 통하여 필터(10)로 들어가고, 필터 매체(28)를 통하여 지나가고, 그리고 도1의 화살표로 도시된 방식으로 출구(38)를 통하여 나간다. 당연하게도, 미립자 물질은 유체가 필터 매체(28)를 지나갈 때 그에 의해 포획된다.
본 발명의 양호한 구성에서, 원통형 케이스(12), 상부(14), 하부(16), 원통형 튜브(18), 입구(36) 및 출구(38) 모두는 폴리프로필렌 또는 ABS으로 만들어질 수 있다. 필터(10)의 이들 요소의 각각은 바람직하게는 밀봉식으로 서로 연결되거나 서로가 함께 성형될 수 있다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 필터(10)는 여과될 매체, 매체의 압력 및 다른 요인에 따라서 어떠한 적절한 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 부식성 또는 산성의 환경에서, 필터(10)는 (등록 상표인) 테프론(테트라플루오로에틸렌), PTFE, 또는 어떤 상응하는 재료로 구성될 수 있다. 이와 달리, 입구(36)와 출구(38)는 원통형 케이스(12), 상부(14), 하부(16), 또는 원통형 튜브(18)와 동일한 재료로 만들어질 필요는 없다. 그 대신, 입구(36)와 출구(38)는 본 기술 분야에서 알려진 기술과 일치되는 방식으로 상부(14)의 구성에 통합하는, 알루미늄 또는 강(만일 이러한 재료가 요구된다면)과 같은, 적절한 금속 재료로 만들어질 수 있다.
필터 매체(28)는 요구되는 여과법의 유형에 대해 적절한 임의의 물질로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 필터 매체(28)는 친수성 실 형상 재료(spun material)로 만들어질 수 있다. 이와 달리, 필터 매체(28)는 특정 환경에서 요구하는 (등록 상표인) 테프론으로 만들어질 수 있다. 통상, 필터 매체(28)는 원통형으로 주름이 잡히고, 주름이 잡힌 재료의 자유단은 가열 공정, 초음파 진동 용접, 또는 본 기술 분야에서 공지된 어떤 적절한 기술을 통하여 함께 밀봉된다. 자유단이 서로 연결되는 방식과 관계없이, 요구되는 모든 것은 여과되지 않은 유체가 필터 매체(28)를 통하여 지나가는 것을 방지하도록 필터 재료의 자유단이 밀봉되는 것이다.
도2에 도시된 바와 같이, 입구(36)는 입구 플랜지(40)를 포함한다. 출구(38)는 출구 플랜지(42)를 포함한다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 입구 플랜지(40)의 직경은 출구 플랜지(42)의 직경보다 작다. 후속하는 설명으로부터 더 명백해지는 바와 같이, 입구 플랜지(40)와 출구 플랜지(42)의 직경 차이는 밸브 내에 필터(10)를 부정확하게 설치하는 것을 방지하는 데, 이는 아래에서 상세히 설명될 것이다. 이와 같이, 밸브 내에서 필터(10)의 정확한 배향이 보장될 수 있다.
도2는 도1에 표시된 필터(10)를 도시하는 단부도이다. 도2는 입구 플랜지(40)와 출구 플랜지(42)의 직경들 사이의 차이를 보여주고 있는데, 양자 모두는 포트 식별기로서 기능한다. 이들 포트 식별기 사이의 차이, 즉 이 경우에 플랜지 직경들 사이의 차이는 필터(10)가 여과 시스템 상에 적절히 설치되는 것을 보장하려는 목적으로 생성된다. 작은 입구 플랜지(40)(또는 입구 포트 식별기)는 여과 시스템의 공급측 상에 있는 작은 수용 영역과 결합하도록 설계된다. 이와 유사하게, 큰 출구 플랜지(42)(또는 출구 포트 식별기)는 여과 시스템의 배출측 상에있는 큰 수용 영역과 결합하도록 설계된다. 후속의 설명으로부터 보다 명백히 알 수 있는 바와 같이, 플랜지에 대한 다른 크기는 출구 포트(38)가 여과 시스템의 공급측에 연결되는 것을 방지한다. 이와 유사하게, 큰 출구 플랜지(42)는 출구(38)가 여과 시스템의 배출측에 우연히 연결되는 것을 방지한다.
그러나, 도1 및 도2에 도시된 입구 플랜지(40) 및 출구 플랜지(42)의 구조는 플랜지 배열로만 가능한 것은 아니다. 도3 내지 도8에 도시된 바와 같이, 포트 식별기에 대한 다른 배열도 가능하다. 예를 들어, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 입구(336) 상의 입구 플랜지(340)는 출구(338) 상의 출구 플랜지(342) 보다 더 큰 직경을 갖도록 필터(310) 상에 역으로 될 수 있는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에서, 플랜지는 도5 및 도6에 도시된 필터(410)에 대해 도시된 바와 같이 변경될 수 있다. 따라서, 포트 식별기의 형태, 특히 입구 플랜지(440)와 출구 플랜지(442)는, 입구(436)가 출구(438)가 혼동되지 않도록 서로 다르다. 입구 플랜지(440)가 삼각형 형태로 도시되고 출구(442)가 사각형 형태로 도시되었지만, 본 기술 분야의 숙련자라면 입구(436)가 출구(438)가 다른 한 임의의 다양한 형태의 배열이 가능하다는 것을 용이하게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 도시된 바와 같이, 입구와 출구의 외경 자체는 동일한 목적을 달성하도록 플랜지 대신 변경될 수 있다. 특히, 필터(510)로 도시된 바와 같이, 입구(536)의 외경은 노즐 단부(539)의 외경 보다 커지도록 변형될 수 있다. 이러한 배열이 도7 및 도8에 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 노즐 단부(537)의 외경은 플랜지(540)와 갖도록 크기가 증가된다. 노즐 단부(539)에 대해서도 유사한 변형이 이루어질 수 있는데, 이는 본 기술 분야의 숙련자라면 이해할 수 있다.
다른 실시예를 가지고, 노즐 단부(537) 또는 노즐 단부(539)의 외경을 증가시키려는 목적은 필터(510)가 여과 시스템 상에 부적절하게 설치될 수 없도록 입구(536)와 출구(538) 사이를 구별짓게 하려는 것이다. 도9는 도1 및 도2에 도시된 필터(10)와 연관하여 작동하도록 설계된 밸브(44)의 제1 실시예의 단면도를 도시하고 있다. 도10은 밸브(44)의 저면도를 도시하고, 도9에 취해진 단면선(선9-9)을 보여준다. 도11은 도9의 단면선으로부터 90도 이동된 선을 따라 취해진 밸브(44)의 다른 단면선을 도시한다.
밸브(44)는 상부판(46)과, 리셉터클 디스크(48)와, 하부판(50)으로 구성된다. 리셉터클 디스크(48)가 상부판(46)과 관련하여 회전될 수 있도록 상부판(46)은 축(52)을 통해 리셉터클 디스크(48)에 연결된다. 축(52)은 스크류 또는 다른 적합한 연결기일 수 있다. 축(52)은 도시된 바와 같이 리셉터클 디스크(48)에 연결되고 상부판(46)을 관통한다. 도시된 실시예에서, 축(52)은 너트 또는 잠금 너트(53)(또는, 다르게는 몇 개의 볼트)에 의해 제 위치에 보유된다. 리셉터클 디스크(54)가 상부판(46)에 대해 자유롭게 회전될 수 있도록 너트(53)는 상부판(46)과 리셉터클 디스크(48) 사이의 압력이 조절되는 것을 허용한다(이하, 보다 더 상세히 설명될 것이다). 또한, 너트(53)는, 밸브(44)가 사용중일 때 유체가 상부판(46)과 리셉터클 디스크(48) 사이에 누설되지 않도록 충분한 압력이 상부판(46)과 리셉터클 디스크(48) 사이에 가해지는 것을 보장한다. 또한, 개별 부품이 수리되거나 또는 마모된 O 링이 교체될 수 있도록 축(52)과 너트(53)의 배열은 밸브(44)의 해제를 용이하게 한다.
본 기술 분야의 숙련자에게 이해되는 바와 같이, 본 발명의 범주와 정신을 벗어나지 않고 사용될 수 있는 샤프트(52)와 너트(53)의 장치에 대한 많은 대안이 존재한다. 또한, 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 샤프트(52)와 너트(53) 외의 다른 커넥터들이 본 발명의 범주로부터 분리되지 않고 대체될 수 있다.
밸브(44)의 직사각형 요소로써 제1 실시예에 도시된 상부판(46)은 스크류와 같은 강성 부재(54)를 통해 하부판(50)에 연결된다. 그러나, 강성 부재(54)가 스크류일 필요는 없다는 것은 명확하다. 설명된 실시예에 대해 요구되는 모든 것은 상부판(46)과 하부판(50)이 서로에 대해 회전할 수 없도록 서로에 대해 경고하게 연결되는 것이다.
상부판(46)은 (도시되지 않은) 유체 공급 및 토출 라인에 연결된다. 따라서, 도11에 도시된 바와 같이 상부판(46)은 유체 입구(56)와 유체 출구(58)를 포함한다. 유체 입구(56)와 유체 출구(58)는 상부판(46)을 통해 리셉터클 디스크(48)로 연장하는 엘보우(elbow)형 구멍이다. 엘보우형 구멍이 도시되었지만, 이러한 특정한 장치가 본 발명에서 요구되지는 않는다는 것이 이해돼야만 한다. 도30 내지 도31과 도53 내지 도56에 도시된 것과 같은 다른 장치들이 본 발명의 교시의 범주 내에서 대체될 수 있다.
리셉터클 디스크(48)는 필터 입구(36)와 필터 출구(38)를 내부에 용이하게정합 시킬 수 있는 단면을 갖는 필터 입구 포트(60)와 필터 출구 포트(62)를 포함하는 원통형 구조이다. 구체적으로는, 필터 입구 포트(60)는 필터 입구(36)와 합체된 포트 식별기의 형상을 용이하게 용인할 수 있도록 형성되었다. 즉, 유체 입구 포트(60)와 유체 출구 포트(62)의 형상은, 밸브(44)에 대한 필터(10)의 일 방향만이 가능하기 때문에 필터(10)가 항상 올바르게 설치될 수 있는 형상이다.
하부판(50)은 밸브(44)에 삽입될 때, 필터(10)를 제한하는 작용을 한다. 하부판(50)은 도10에 도시된 바와 같이, 관통하여 절단된 캠식 개구(64)를 갖는 원형판이다.
핀(66)은 리셉터클 디스크(48)로부터 하부판(50) 내의 캠식 개구(64)로 연장된다. 핀(66)은 리셉터클 디스크(48)의 과회전(over-rotation)을 방지하도록 밸브(44)에 대한 보호 멈춤부(security stop)로써 작용한다.
이제, 밸브(44)의 작동이 도1 내지 도2와 도9 내지 도12에 대해 설명될 것이다. 필터(10)의 입구(36)와 출구(38)가 리셉터클 디스크(48) 내의 입구 포트(60)와 출구 포트(62)로 삽입될 때, 리셉터클 디스크(48)는 유체 입구(56) 및 유체 출구(58)와 연통 되지 않도록 위치 설정된다. 즉, 필터(10)가 밸브(44)에 삽입될 때, 밸브(44)는 "오프(off)" 위치이다. 이 오프 위치는 도9 및 도11에 도시된다. 필터(10)가 밸브(44)에 위치 설정되었을 때, 필터(10)와 리셉터클 디스크(48)는 90도 회전한다. 회전 후, 필터 입구(36) 및 필터 출구(58)와 정렬된 필터 입구(56)는 유체가 필터(10)를 통해 유동하도록 필터 출구(38)와 정렬된다. 따라서, 밸브(44)는 필터(10)에 대한 유동을 켜거나 끄는 게이트 밸브로써 작용하며,필터(10)의 제거와 교체를 용이하게 하고 필터링될 매질의 유출 없이 필터의 신속한 교환을 허용한다.
더 상세하게 설명되는 바와 같이, 하부판(50)은 필터 교체 작업을 용이하게 한다. 캠 개구(64)는 입구 플랜지(40)와 출구 플랜지(42)가 통과하기에 충분히 큰 입구부(68)와 출구부(70)를 가진다. 그러나, 리셉터클 디스크(48)가 90도 회전될 때, 캠 개구(64)는 하부판(50)의 중심으로부터 입구부(68)와 출구부(70)만큼 멀리 이격되지 않은 입구 보유면(72)과 출구 보유면(74)을 마련한다. 한편, 입구 보유면(72)과 출구 보유면(74)은 하부판(50)의 중심쪽으로 내향 연장한다. 그 결과, 필터(10)가 리셉터클 디스크(48)와 함께 회전될 때, 보유면(72)은 입구 포트(36)의 하부면(37)과 접촉하는 차단부를 제공하여 리셉터클 디스크(48) 내에 출구 포트(38)를 유지하기 때문에 출구 플랜지(42)가 리셉터클 디스크(48)와 해제하는 것을 방지한다(도1 참조). 유사하게, 보유면(74)은 필터 입구 포트(60)의 외부로 입구 플랜지(40)가 이동하는 것에 대한 차단부로서 기능을 하기 때문에 입구 포트(36)가 리셉터클 디스크(48)를 해제시키는 것을 방지한다. 밸브가 "온(on)" 위치에 있도록 리셉터클 디스크(48)가 회전할 때, 보유면(74)은 출구 플랜지(38)의 하부면(39)과 결합한다(도1 참조).
핀(66)은 리셉터클 디스크(48)가 회전하여 밸브(44)가 폐쇄되고 필터(10)가 밸브(44)로부터 제거될 수 있을 때 핀 멈춤부(76)를 캠 개구(64) 상에 인접시킨다. 핀(66)은 유체 입구(56)가 필터 입구(36)와 정렬하고 유체 출구(58)가 필터 출구(38)와 정렬하는 것을 보장하도록 밸브(44) 내에 필터(10)가 없을 때 리셉터클디스크(48)의 우연한 과회전을 방지하는 안전 수단으로서 기능을 한다. 이는 필터 입구(36)와 필터 출구(38)가 반전되는 것을 방지한다.
상부판(46)과 리셉터클 디스크(48)는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들면, 알루미늄은 두개의 구조체에 이용될 수 있으며 경량과 강도에서 바람직하다. 스텐레스강은 또한 특정 적용예가 이를 요구하는 데 이용될 수 있다. 그러나, 스텐레스강은 알루미늄보다 상당히 무거우며, 더 고가이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련자가 이해할 수 있는 바와 같이, 밸브(44)의 다양한 구성 성분이 폴리프로필렌 또는 ABS와 같은 플라스틱 재료로 구성될 수 있는 것은 가능하다. 상부판(46)과 리셉터클 디스크(48)의 구성을 위해 이용되는 재료에 관계없이, 하부판(50)은 알루미늄 또는 강으로부터 또한 형성될 수 있는 한편, 폴리프로필렌 또는 ABS(또는, 다른 적절한 중합체 또는 플라스틱 재료)로 양호하게 제조된다.
도9 및 도11에 도시된 바와 같이, 상부판(46)과 리셉터클 디스크(48) 사이의 유체 기밀식 밀봉을 생성하기 위해, 상부판(46)에는 O 링(80)이 위치될 수 있는 다수의 홈(78)이 마련된다. 이하에 더 상세하게 설명될 바와 같이, O 링(80)의 배열에 대한 더 상세한 설명은 다양한 도면을 통해 도시된다.
리셉터클 디스크(48)의 제1 실시예가 본 발명의 필터(10)의 제1 실시예와 관련하여 설명되는 한편, 본 기술 분야의 숙련자는 리셉터클 디스크(48)가 도3 내지 도8에 도시된 필터(10)의 다른 실시예를 수용하도록 변경될 수 있음을 용이하게 인식할 것이다. 각 경우에 있어서, 밸브를 위한 리셉터클 디스크는 특정 밸브 실시예가 필터를 위한 입구와 출구 각각과 관련된 입구 포트들과 출구 포트의 식별기들을 수용할 수 있도록 변경될 수 있다.
예를 들면, 도13 및 도14는 도3 및 도4에 도시된 필터(310)을 수용하도록 설계된 밸브(344)를 도시한다. 출구 플랜지(342)는 입구 플랜지(340)보다 작은 직경을 갖는다. 그 결과, 리셉터클 디스크(48) 상의 필터 입구 포트(360)와 필터 출구 포트(362)는 이들을 수용하도록 구성되어야 한다. 따라서, 이 실시예에서, 입구 포트(360)는 입구 플랜지(340)의 큰 직경을 수용하는 큰 직경을 가진다. 유사하게, 출구 포트(362)는 출구 플랜지(342)의 작은 직경을 수용하도록 입구 포트(360)보다 작은 직경을 가진다. 더욱이, 입구 보유면(372)과 출구 보유면(370)은 설계 변화를 수용하도록 밸브(344) 내에서 변경된다.
도15 및 도16은 본 발명의 제3 실시예에 따라 구성된 밸브(444)를 도시하고 있다. 여기에서, 밸브(444)는 도5 및 도6에 도시된 필터(410)를 수용하도록 설계된다. 전술한 바와 같이, 출구 플랜지(442)가 직사각형 형상을 갖는 반면 입구 플랜지(440)는 삼각형 형상을 갖는다. 이러한 포트 식별기들을 수용하기 위해, 리셉터클 디스크(448)는 입구 플랜지(440) 및 출구 플랜지(442)를 수용하기 위한 형상을 갖는 필터 입구 포트(460) 및 필터 출구 포트(462)를 포함한다. 추가로, 하부 판(450)은 또한 입구 플랜지(440) 및 출구 플랜지(442)를 수용하기 위한 형상으로 된 입구부(468) 및 출구부(470)를 갖는 캠형 개구(464)를 포함한다. 입구부는 입구 보유면(472)을 한정하고 출구부는 출구 보유면(474)을 한정하며, 필터(410)가 필터 입구 포트(460) 및 필터 출구 포트(464)와 유체 연통되게 유지하도록 전술된 바와 같이 작동한다.
도17 및 도18은 밸브(544)를 도시한다. 밸브(544)는 도7 및 도8에 도시된 필터(510)를 수용하도록 설계된다. 이렇게 함으로써, 리셉터클 디스크(548)는 필터 입구(536)와 결합된 포트 식별기의 형상을 수용할 수 있는 필터 입구 포트(560)를 수용한다. 필터 출구 포트(562)는 필터 출구(538)와 결합된 포트 식별기를 수용하는 형상을 갖는다. 필터(510)의 작동은 전술된 실시예들과 동일하다.
이들 실시예들에 추가로 본 명세서의 기술과 일치하여, 포트 식별기의 임의의 특정 배열이 전술된 실시예들로부터 선택될 수 있음은 명백하다. 더욱이, 당해 기술 분야의 숙련자들이 쉽게 이해할 수 있고, 다른 많은 포트 식별기의 가능한 구성들이 본 발명의 청구 범위 내에 있음이 또한 명백하다.
도19는 리셉터클 디스크(48)의 저면도를 도시하고 있고, 유체 입구 포트(60) 및 유체 출구 포트(62)를 아주 상세히 도시하고 있다. 핀(66)이 또한 이 도면에 도시되어 있고, 샤프트(52)의 위치에 있다. 도20은 도19 내의 절단선 20-20을 따라 취한 리셉터클 디스크(48)의 단면도이며, 또한 리셉터클 디스크(48)를 아주 상세히 도시하고 있다.
도21은 저면으로부터 상부 판(46)을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 상부 판(46)은 샤프트(52)를 위한 구멍을 둘러싸는 대형 O-링 홈(82)을 포함한다. 그러나, 대형 O-링 홈(82)은 도21에 도시된 배열체이지만, 샤프트(52)용 구멍과 동심에 있을 필요는 없음을 주지해야 한다. 본 발명을 실시하기 위해 특수한 O-링 배열체가 필요하지는 않음을 주지해야 한다. 이하의 설명을 보다 더 명료한 바와 같이, 많은 O-링 배열체가 사용 가능함이 당해 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해될 것이다.
도21에 도시된 바와 같이, 큰 O링 홈(82)은 입구 포트(60)와 출구 포트(62)를 둘러싼다. 출구 포트 O링 홈(86)은 출구 포트(62)를 둘러싼다. 축 O링 홈(88)은 축(52)을 위한 리셉터클 판(46) 내의 홀(hole)을 둘러산다. 밸브(44)가 조립되면, 각각의 홈은 O 링(80)을 유지하여 외부 및 서로로부터 입구 포트(60)와 출구 포트(62)를 밀봉한다. O 링(80)은 여과 작업 동안 여과되는 유체와 밸브(44)가 개방 및 폐쇄될 때의 리셉터클판(46)의 회전 동안 유체의 배출을 방지한다.
도22는 본 발명에 따른 필터의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도22에서, 필터(100)는 내부 및 외부로 비교적 모가나지 않은 외형으로 도시되고 있다. 또한, 필터(100)는 필터(10)보다 전체적으로 약간 큰 크기로 도시되고 있다. 도시된 바와 같이, 상부(114) 및 바닥부(116)는 외부 및 내부로 만곡된 형상을 갖는다. 필터(10)와 마찬가지로, 필터(100)는 입구(36)와 출구(38)를 포함한다. 유체는 입구(36)로 들어가서 필터 카트리지(22)를 통해 출구(38)로 나간다. 내부 체적(120)은 원통형 하우징(112)의 원통형 튜브(118) 및 필터 카트리지(22) 사이에서 한정되다. 대부분의 다른 점에서는, 필터(100)는 필터(10)와 유사하다. 필터(100)의 작동은 필터(10)와 현저하게 다르지는 않다. 또한, 플랜지(40, 42)가 도시되고 있지만, 포트 동일체의 임의의 조합은 필터(10)에서 기술된 것과 동일한 방법으로 필터(100)에 적용될 수 있다.
본 발명의 필터의 또 다른 실시예를 도시하는 도33 및 도34에 도시된 바와 같이, 필터(200)는 용이하게 배치될 수 있도록 바람직하게는 단일의 밀봉된 구성을갖는다. 필터(200)는 폐기가능한 것이 바람직하고, 필터(200)는 카트리지(222)가 그 내부로부터 제거될 수 있도록 구성될 수 있다.
개시된 다른 실시예와 많은 점에서 유사하지만, 필터(200)에는 상부(214)와 바닥부(216)의 2부분이 제공된다. 2부분은 바람직하게는 ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌)(비록 다른 적절한 플라스틱 또는 중합체 재료가 사용될 수 있음)로 구성된다. 필터 카트리지(222)가 교환된 후 상부 및 바닥부(214, 216)가 재사용되는 지의 여부에 따라서, 상부(214)는 나사 결합되거나 바닥부(216)(예를 들면, 접착제로)에 기계적으로 용접되거나 바닥부(216)에 화학적으로 접합될 수 있다. 밀봉가능 결합을 형성하기 위해, 상부(214)는 바닥부(216)의 일부 위로 연장된다.
상부(214)에는 입구(236) 및 출구(238)가 제공된다. 유체는 입구(236)를 통해 필터(200)로 들어와서 필터 카트리지(222)를 통과하여 출구(238)를 통해 필터(200)를 빠져나간다. 내부 체적(220)은 원통형 하우징(212)의 원통형 튜브(218)와 필터 카트리지(222) 사이에서 한정된다. 필터(200)의 작동은 필터(10) 및 필터(100)과 동일하다. 플랜지(240, 242)는 기술된 다른 실시예의 플랜지(40, 42)와 동일한 방법으로 작동한다.
필터(200)는 스핀들(spindle)(211, 213)을 포함하는 점에서 필터(10, 100)와 다르고, 그 구성은 도35 내지 도39에 상세히(일반적으로) 도시되고 있다. 스핀들(211)이 도35 내지 도39에 도시되고 있지만, 동일한 구성이 스핀들(213)에 동일하게 적용됨을 알아야 한다. 스핀들(211)은 넓은 기부(217)에 연결되는 전방 네크다은(necked-down) 구역(215)을 포함한다. 리세스(219)는 O링(221)(도33 및도38 참조)을 수용하는 네크다운 구역(215) 및 기부(217) 사이에 제공된다. 도33에 도시된 바와 같이, 스핀들(211)은 상부(214)의 내면에 일체로 성형될 수 있는 스핀들(211)의 기부(217) 및 원통형 벽부(231) 사이에서의 연결부를 통해 내부에서 상부(214)에 밀봉식으로 부착된다. 네트다운 구역(215)은 카트리지(222)의 내부로 삽입되고 O링(221)은 카트리지(222)의 내부와 밀봉 결합을 형성하여, 유체는 의도된 방법으로 카트리지(222)를 통과하지 않고는 카트리지(222)의 내부로 진입할 수 없다. 스핀들(213)이 필터(200)의 바닥 안으로 돌출하는 오목부(233) 상으로 끼워짐으로써 바닥부(216)의 기부와 밀봉식으로 결합하는 것을 제외하고는, 스핀들(213)에서도 동일하다.
상부(214)와 저부(216)를 ABS 업계에서 공지된 밀봉재/접착제로 서로 간단히 밀봉식으로 연결될 수 있기 때문에 ABS는 필터(200)를 구성하는 양호한 재료이다. 그러나, 필터(200)는 폴리프로필렌(polypropylene) 또는 다른 적합한 재료로 구성될 수 있는 것을 알아야 한다. 도시된 바와 같이, 저부가 상부(214)의 내부 표면과 일체식으로 형성될 수 있는 스톱(235)에 접할 때까지 상부(214)는 저부(216)의 삽입부(237) 상으로 활주한다.
도40 내지 도44는 상부(214) 구조를 상세히 도시한다.
도45 내지 도47은 저부(216) 구조를 상세히 도시한다.
도24 내지 도31은 전술한 밸브(44)의 대체 실시예를 도시한다.
반복을 막기 위해, 본질적으로 밸브(44) 내에 도시된 구성 요소의 상이점만이 아래에서 상세히 논의된다.
도24에 도시된 바와 같이, 밸브(144)는 상부판(146), 리셉터클 디스크(148) 및 하부판(150)을 포함한다. 그러나, 밸브(144)에서 밸브(44)의 상부판(46), 리셉터클 디스크(48) 및 하부판(40)과 구별되는 이들 각각의 구조는 차이가 있다.
예를 들어, 밸브(144)의 배면도인 도25와 밸브(144)의 평면도인 도27에 도시된 바와 같이, 상부판(144)은 직사각형 형상보다는 원통형 형상이다. 게다가, 입구 포트(156)와 출구 포트(158)는 상부판(146) 내에서 반경 방향으로 연장된다. 도26에 도시된 바와 같이, 입구 포트(156)는 테이퍼 형상의 내부 측면(157)을 가질 수 있고, 출구 포트(158)는 테이퍼 형상의 내부 측면(159)을 가질 수 있다. 선택적으로, 내부 측면(157, 159)은 모두 테이퍼 형상이 아니거나 또는 설계 요구에 따라 도시된 것보다 더 큰 각도의 테이퍼 형상을 가질 수 있다.
나사(154)는 밸브(44) 내의 위치보다 밸브(144) 내의 상이한 위치에 위치된다. 특히, 나사들(154, 155) 중의 하나는 제거된 리셉터클판(148)의 부분(157)을 교차하도록 상부판(146)의 외주면으로부터 오프셋된다. 나사(155)와 부분(157)은 리셉터클판(148)가 회전할 수 없는 제한 방벽을 제공한다. 이는 유체 라인(156, 158), 입구 포트(160) 및 출구 포트(162)가 부적절하게 정렬되지 않도록 판(148)이 회전되는 것을 방지한다. 달리 말하면, 나사(155)는 밸브(44)의 핀(66)과 동일한 기능을 제공한다.
하부판(150)에 (저부판(50)과 같이) 단일 개구를 제공하는 대신에, 하부판(150)의 캠 표면(164)은 두 개의 개별 캠 표면, 입구 캠 표면(161) 및 출구 캠 표면(163)으로 분할된다. 하부판(150)은 단일 캠 개구(64)를 포함하지 않기 때문에, 하부판(50)와 상이한 반면, 캠 표면(161, 163)은 캠 개구(64)와 동일한 방식으로 작용한다. 특히, 캠 표면(161, 163)은 입구(36) 및 출구(38)의 하부 표면(37, 39)과 결합하기 위한 형상을 가져서 작동 중에 필터(100)는 밸브(144)에 의해 보유된다.
도24, 도26, 도28, 도29 및 도30에 도시된 바와 같이, O-링 홈의 배치는 밸브(144)는 밸브(44)에 대해 또한 상이하지만, 두 개 (또는 그 이상의) 단편 밀봉 구조로 구성된다. 그러나, 본 발명의 설명에 따라, 여기서 설명된 소정의 O-링 구성은 본 발명의 범위 내의 소정의 밸브 실시예에 사용될 수 있다. 이는 다음에 상세히 설명되는 단편 성형 시일을 포함한다.
도28에 도시된 바와 같이, O형링 홈(179)은 그 안에 O-링(O형 링)을 배치하기 위해 입구를 둘러싼다. 둘째, 신장형(Kidney-shaped) 0-링 홈(181)은 0-링 홈(179) 둘레에 위치된다. 신장 형상의 0형링 홈(181)은 입구(160)로부터 90도 위치로 연장하고, 이것은 상부판(146) 및 리셉터클 디스크(148)이 유체가 필터 카트리지로 유동하도록 정렬되지 않을 때 상부판(146)에서 입구 포트의 위치에 있게 된다. 출구(162) 또한 주위에 환형 0형링(183)을 갖는다. 신장 형상의 0형링 홈(185)는 환형 0링 홈(183) 주위에서 연장하고 밸브(144)가 "꺼짐" 위치에 있을 때 유체 출구(158)가 위치되는 리셉터클 디스크(148) 상의 위치를 둘러싼다. 신장 형상의 0형링 홈(181, 185)은 0형링을 포함하고, 따라서, 그것들은 밸브가 "꺼짐" 위치에 있을 때 유체 공급 및 배출 라인으로부터 유체의 유출을 방지하는 시일로서 작용한다.
도29는 리셉터클 디스크(248)의 다른 실시예를 도시하고, 이것은 제거부(157)를 포함하지 않는다. 결과적으로, 리셉터클 디스크(248)는 필터를 교체하는 동안 리셉터클 디스크(248)의 과회전을 방지하도록 [(도시되지 않은) 핀(66)과 같은] 핀을 포함한다. 이와 달리, 리셉터클 디스크(248)는 도25 내지 도27에 도시된 바와 같이 제거부(157)를 포함하도록 제조될 수 있다.
도29에 도시된 바와 같이, 리셉터클 디스크(248)는 도289에 도시된 형상과는 다른 0형링 홈 형상을 포함한다. 설명한 바와 같이, 제1 0형링 홈(281)은 입구(260)의 개구를 둘러싸고 제2 0형링 홈(283)은 출구(262)의 개구를 둘러싼다. 제3 0형링 홈(285)은 리셉터클 디스크(248)의 주연부를 둘러쌈으로써 0형링 홈(281)과 0형링 홈(283) 모두를 둘러싼다. 제4 0형링 홈(287)은 리셉터클 디스크(248)에 포함될 수 있다. 각각의 이러한 홈들이 0형링을 포함할 때, 작동시 밸브로부터 유체의 유출을 방지한다. 0형링이 제4 0형링 홈(287) 내부에 위치될 때 유체는 샤프트(252)용 구멍 내부로 유동하는 것이 방지된다.
리셉터클 디스크에서 0형링 위치와 관계없이, 0형링은 또한 상부판(246)의 바닥면 상에 구비될 수 있다. 설명한 바와 같이, 제1 0형링 홈(277)은 입구(260)를 둘러싸도록 위치될 수 있는 반면 제2 0형링 홈(279)은 출구(262)를 둘러싸도록 위치될 수 있다. 이러한 홈 내부에 위치된 0형링들은 상부판(246)과 리셉터클 디스크(248) 사이의 결합을 밀봉하도록 하여 유체가 두 개의 밸브 부분들 사이로부터 유출되지 않는다.
도31 및 도32는 본 발명에서 의도된 상부판(247)의 다른 실시예를 도시한다.이러한 실시예에서, 입구(261) 및 출구(263)는 방향을 변화하지 않고 상부판(246)을 통해 연장된다. 더욱이, 입구(261)와 출구(263)의 내부 측면(201, 203)은 테이퍼진다.
도시되지는 않았지만, 필터(200)는 또한 필터(200)가 관련된 밸브로부터 제거되기 전에 필터(200)에서의 압력을 방출하기 위해 상부(214) 또는 바닥부(216) (또는 밸브 그자체 또는 그것에 연결된 유체 라인) 상에 압력 방출 감소 밸브를 포함할 수 있다. 필터(200)가 (ABS와 같은) 확장가능한 재료로부터 만들어지기 때문에 여과된 액체에 연결될 때 확장하는 경향이 있다. 결과적으로, 유체의 압력이 충분히 클 때, 만약 필터(200)가 내부의 압력을 먼저 방출하지 않고 밸브로부터 제거된다면, 유체의 흐름은 입구(236)와 출구(238)로부터 방출될 수 있다. (청정룸 또는 수술실과 같은) 무균 환경에서 유체의 갑작스런 방출을 방지하기 위해, 감소 밸브는 필터(200)가 밸브로부터 제거되기 전에 작동된다. 압력 감소 밸브는 음의 압력(또는 흡입력)이 관련된 밸브로부터 필터(200)의 제거를 방지하는 상황을 도울 수도 있다.
도49 내지 도50은 상부판(347)에서 감소 밸브(389)의 일 실시예의 위치를 도시한다. 감소 밸브(389)는 밸브가 꺼짐위치로 바뀌고 필터가 그것으로부터 제거될 때 시스템으로 압력을 방출하기 위해 상부판(347) 내에 구멍 드릴가공 된다. 감소 밸브(389)가 구멍으로서 도시되지만, 본 기술 분야의 숙련자들은 다량의 적용가능한 대체들이 있다는 것을 용이하게 인지한다.
도48은 도21에 도시된 다른 실시예를 도시한다. 그러나, 도48에서상부판(347)은 도51에 더 상세하게 도시되는 단일 신장형 밀봉 부재(391)를 수용하는 리세스(347)를 포함한다. 밀봉 부재(391)는 제1 연결부(394)와 제2 연결부(395)에 의해 상호간에 연결되는 제1 원형부(392)와 제2 원형부(393)를 포함한다. 밀봉 부재(391)는 밸브가 개방 위치들로부터 밀폐 위치들로 돌려질 때 유체의 누수를 방지하는 하부판에 대해 상부판(347)에 작용한다. 밀봉 부재(391)는 도28에 도시된 실시예에 도시되는 O-링(179, 181, 183 및 185)들과 동일한 방식으로 작용한다.
도52 내지 도56은 본 발명의 지시에 따른 밸브의 또 다른 실시예를 도시한다. 밸브(644)는 상부판(646), 리셉터클 디스크(648) 및 하부 디스크(650)를 포함한다. 밸브의 다른 실시예에 따라, 상부판(646)은 리셉터클 디스크(648)가 상부판(646)에 관하여 회전할 수 있도록 샤프트(652)에 의해 리셉터클 디스크(648)에 회전 가능하게 연결된다. 샤프트(652)는 나사 또는 다른 적절한 연결기일 수 있다. 도시된 바와 같이, 샤프트(652)는 리셉터클 디스크(648)에 연결되고 상부판(646)을 통해 연장한다. 도시된 바와 같이, 샤프트(652)는 너트 또는 잠금 너트(653)[또는, 다르게는 도시된 바와 같이 몇몇 너트들 또는 볼트들]가 되는 위치에 고정된다. 너트(653)는 리셉터클 디스크(648)가 상부판(646)에 대해 자유롭게 회전할 수 있도록 상부판(646)과 리셉터클 디스크(648)사이의 압력이 조정되도록 허용한다. 또한, 밸브(644)가 부착되는 유체 시스템으로부터의 입구 및 배출 라인들과 필터상의 유체 포트들이 적절하게 정렬하도록 너트(653)는 상부판(646)과 리셉터클 디스크(648)사이에서의 적절한 관계를 보장한다.
도시된 실시예에서, 상부판(646)은 나사들과 같은 몇몇 강성 부재(654)들에 의해 하부판(650)에 견고하게 연결되는 원형판이다. 그러나, 강성 부재(654)들은 나사일 필요가 없다는 것은 평가되어야 한다. 본 실시예에 필요한 모든 것은 서로에 대해 회전할 수 없도록 상호 간에 견고하게 연결되는 상부판(646)과 하부판(650)이다.
원통형 벽(649)은 상부판(646)과 하부판(650) 사이에 또한 배치된다. 원형 벽(649)이 제위치에 견고하게 고정되도록 원통형 벽(649)은 관통하는 강성 부재(654)들에 의해 제위치에 견고하게 고정된다. 다시 말해, 원통형 벽(649)은 상부판(646) 또는 하부판(650) 중 하나에 대해 이동 또는 회전하지 않는다. 모든 3개의 구조들은 밸브(644)가 "작동" 또는 "비작동" 위치에 무관하게 상호간에 동일한 관계를 유지한다.
원통형 벽(649)은 유체 공급 및 배출 라인(도시 안됨)들에 연결된다. 도55에 도시된 바와 같이, 필터 입구 포트(660)는 리셉터클 디스크(648)를 통과하는 엘보우형 통로로써 도시되는 유체 입구(656)에 유동적으로 연결된다. 비슷하게, 필터 출구 포트(662)는 리셉터클(648)를 통과하는 엘보우형 통로로써 도시되는 유체 출구(658)에 유동적으로 연결된다. 유체 입구(656)는 통상적인 방식으로 유체 공급 라인(도시 안됨)에 연결하는 원통형 벽 입구(657)에 유동적으로 연결된다. 유체 출구(658)는 통상적인 방식으로 유체 배출 라인(도시 안됨)에 연결하는 원통형 벽 출구(659)에 유동적으로 연결된다.
리셉터클 디스크(548)는 필터 입구 포트(660)가, 예를 들어 필터 입구(36)와결합된 포트 식별기의 구성을 용이하게 수용하도록 구성되는 원통형 구조이다. 유사하게, 필터 출구 포트(662)는 필터 출구(38)와 결합된 포트 식별기의 구성을 용이하게 수용하도록 구성된다. 입구 포트(660)와 출구 포트(662)의 구성은, 예를 들어 필터(10)가 모든 상황에 정확하게 장착되는 것이다. 그러나, 입구 포트(660)와 출구 포트(662)가 본 발명의 범위내에 있는 포트 식별기들의 구성들 중 임의의 것을 수용하도록 구성될 수 있다는 것은 평가되어야 한다.
하부판(50)과 유사하게, 하부판(650)은 밸브(644)에 삽입 될 때 필터(10)를 제한하도록 작용한다. 하부판(650)은 캠식 개구(664)를 갖춘 원형 형상이다. 핀(666)은 리셉터클 디스크(648)의 과회전을 방지하기 위해 밸브(644)에 대한 안전 멈춤쇠로서 작용하도록 리셉터클 디스크(648)로부터 캡식 개구(664)까지 연장한다.
밸브(644)의 작동은 두 장치 사이의 차이점에도 불구하고, 밸브(44)의 작동과 매우 유사하다. 입구(36) 및 출구(38)가 입구부(660) 및 출구(662) 내로 삽입될 때, 리셉터클 디스크(648)는 유체 입구(656)가 원형 벽 입구(657)와 정렬되지 않도록 위치 설정된다. 유사하게, 유체 출구(658)는 원형 벽 출구(659)와 정렬되지 않는다. 이는 밸브(644)의 "off" 위치이다.
캠식 개구(664)는 필터(10)가 밸브(644)로부터 삽입되거나 제거될 수 있도록 입구 플랜지(40) 및 출구 플랜지(42)가 이를 통해 통과할 수 있는 형상을 가진 입구부(668) 및 출구부(670)를 포함한다. 그러나, 리셉터클 디스크(648)가 "on" 위치로 90도 회전될 때, 캠식 개구(664)는 하부판(650)의 중심으로부터 입구부(668) 및 출구부(670) 만큼 멀리 이격되지 않은 입구 보유 표면(672) 및 출구 보유표면(674)을 제공한다. 그 결과, 입구 보유 표면(672) 및 출구 보유 표면(674)은 작동 중에 필터(10)가 밸브(644)로부터 제거되는 것을 방지한다. 밸브(44)와 같이, 밸브(644)가 "off" 위치일 때 리셉터클 디스크(648)가 과회전하는 것을 방지하도록(그리고, 결과적으로, 입구 및 출구부가 여과 시스템의 공급 및 토출 라인과 어긋나서 정렬되는 것을 방지하도록) 핀(666)은 핀 멈춤쇠(676)에 인접한다.
밸브(44)와 연계하여 설명된 바와 같이, 상부판(646) 및 리셉터클 디스크(648)는 알루미늄 또는 스틸과 같은 임의의 적절한 재료로 구성될 수도 있다. 다르게는, 폴리프로필렌 또는 ABS와 같은 적절한 플라스틱 또는 중합체 재료로 만들어질 수도 있다. 상부판(646) 및 리셉터클 디스크(648)의 구성을 위해 사용되는 재료와는 관계없이, 하부판(650)은 폴리프로필렌 또는 ABS(또는 임의의 다른 적절한 플라스틱 또는 중합체 재료)로 만들어지는 것이 바람직하다.
리셉터클 디스크(648)와 원통형 벽(649) 사이에 유체 기밀식 밀봉을 제공하기 위해, O-링(680, 682)이 제공된다. O-링(680)은 유체 입구(656) 및 유체 출구(658) 모두를 둘러싼다. 우수한 유체 밀봉을 위해, 제2 O-링(682)이 O-링(680)의 주위에 배치된다. 그러나, 이 기술 분야의 숙련자에게 이해될 수 있는 바와 같이, 밸브(644)가 작동 중의 누출이 방지되는 한, O-링 또는 밀봉부의 대체 장치가 사용될 수도 있다.
이 기술 분야의 숙련자에게 이해되는 바와 같이, 앞에서 설명된 실시예는 본 발명의 범위를 제한하는 것을 의미하지는 않는다. 발명의 범위 내에서의 다양한 실시예 및 변형예의 일예일 뿐이고 발명의 범위는 이하에서 주장된다.

Claims (26)

  1. 상부를 구비한 주 본체와,
    상기 주 본체의 상부 상에 위치된 입구 포트와,
    상기 주 본체의 상부 상에 위치되어 있으며 상기 입구 포트로부터 소정 거리만큼 오프셋 되어진 출구 포트와,
    상기 주 본체 내에 위치되어 있으며 상기 출구 포트를 밀봉 결합하는 출구 단부를 갖춘 필터 카트리지와,
    상기 입구 포트와 결합된 입구 포트 식별기와,
    상기 출구 포트와 결합된 출구 포트 식별기를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 캐니스터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입구 포트 식별기는 제1 직경을 갖는 입구 포트 상에 위치된 제1 플랜지를 포함하며,
    상기 출구 포트 식별기는 제2 직경을 갖는 출구 포트 상에 위치된 제2 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 캐니스터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 직경은 제2 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 필터 캐니스터.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2 직경은 제1 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 필터 캐니스터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 입구 포트 식별기는 상기 입구 포트의 직경을 포함하며, 상기 출구 포트 식별기는 상기 출구 포트의 직경을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 캐니스터.
  6. 제5항에 있어서, 상기 입구 포트 직경은 상기 출구 포트 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 필터 캐니스터.
  7. 제5항에 있어서, 상기 출구 포트 직경은 상기 입구 포트 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 필터 캐니스터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 입구 포트 식별기는 제1 형상을 갖는 플랜지를 포함하며,
    상기 출구 포트 식별기는 제2 형상을 갖는 플랜지를 포함하며,
    상기 제1 형상 및 제2 형상은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 필터 캐니스터.
  9. 입구 포트 및 출구 포트를 갖춘 상부판과,
    상기 입구 포트 및 상기 출구 포트를 갖는 상기 상부판에 회전가능하게 연결된 리셉터클 디스크와,
    상기 리셉터클 디스크가 제2 방향에 놓여져 있을 때 하기 리셉터클 디스크 입구 및 출구 포트에 통로를 허용하며 상기 리셉터클 디스크가 제1 방향에 놓여져 있을 때 하기 리셉터클 입구 및 출구 포트에 통로를 제한하는 적어도 하나의 캠 표면을 갖춘 하부 디스크를 포함하며,
    리셉터클 디스크 입구 및 출구 포트는 상기 리셉터클 디스크가 상기 상부판에 대해 제1 방향에 놓여져 있을 때 상기 상부판 입구 및 출구 포트와 유체 연통하며,
    상기 리셉터클 디스크 입구 및 출구 포트는 상기 리셉터클 디스크가 상기 상부판에 대해 제2 방향에 놓여져 있을 때 상기 상부판 입구 및 출구 포트와 유체 연통하지 않는 것을 특징으로 하는 밸브.
  10. 제9항에 있어서, 상기 하부 디스크는 상기 상부판에 고정된 관계로 연결된 것을 특징으로 하는 밸브.
  11. 제9항에 있어서, 상기 리셉터클 디스크는
    상기 리셉터클 디스크 입구 포트에 결합된 입구 포트 식별기와,
    상기 리셉터클 디스크 출구 포트에 결합된 출구 포트 식별기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
  12. 제11항에 있어서, 입구 포트 식별기는 제1 직경을 갖는 제1 플랜지 수용부를 포함하고, 출구 포트 식별기는 제2 직경을 갖는 제2 플랜지 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
  13. 제12항에 있어서, 제1 직경은 제2 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 밸브.
  14. 제12항에 있어서, 제2 직경은 제1 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 밸브.
  15. 제11항에 있어서, 입구 포트 식별기는 제1 형상을 갖는 제1 플랜지 수용부를 포함하고, 출구 포트 식별기는 제2 형상을 갖는 제2 플랜지 수용부를 포함하며, 제1 형상은 제2 형상과 다른 것을 특징으로 하는 밸브.
  16. 제11항에 있어서, 입구 포트 식별기는 리셉터클 디스크 입구 포트의 직경을 포함하고, 출구 포트 식별기는 리셉터클 디스크 출구 포트의 직경을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
  17. 제16항에 있어서, 리셉터클 디스크 입구 포트의 직경은 리셉터클 디스크 출구 포트의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 밸브.
  18. 제16항에 있어서, 리셉터클 디스크 출구 포트의 직경은 리셉터클 디스크 입구 포트의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 밸브.
  19. 필터 및 밸브 조립체에 있어서,
    상부를 갖는 주 본체와, 주 본체의 상부에 위치한 입구 포트와, 주 본체의 상부에 위치하고 입구 포트로부터 소정의 거리로 오프셋된 출구 포트와, 주 본체 내에 위치하고 출구 포트와 밀봉식으로 결합되는 출구 단부를 구비한 필터 카트리지를 포함하는 캐니스터와,
    입구 포트와 출구 포트를 구비한 상부판과, 상부판에 회전 가능하게 연결되고 입구 포트 및 출구 포트를 구비한 리셉터클 디스크와, 리셉터클 디스크가 제2 오리엔테이션에 있을 때 리셉터클 디스크 입구 및 출구 포트로의 접근을 허용하고 리셉터클 디스크가 제1 오리엔테이션에 있을 때 리셉터클 입구 및 출구 포트로의 접근을 방지하는 적어도 하나의 캠 표면을 구비한 하부 디스크를 포함하고, 리셉터클 디스크가 상부판에 대해 제1 오리엔테이션으로 배치될 때 리셉터클 디스크의 입구 및 출구 포트가 상부 판 입구 및 출구 포트와 유동식으로 연통되고 리셉터클 디스크가 상부판에 대해 제2 오리엔테이션으로 배치될 때 리셉터클 디스크의 입구 및 출구 포트가 서로에 대해 유동식으로 연통되도록 구성된 밸브와,
    필터 캐니스터의 입구 포트와 리셉터클 디스크의 입구 포트와 연관되고 필터 캐니스터의 입구 포트를 리셉터클 디스크의 입구 포트와 유동식으로 결합시키는 입구 포트 식별기와,
    필터 캐니스터의 출구 포트와 리셉터클 디스크의 출구 포트와 연관되고 필터 캐니스터의 출구 포트를 리셉터클 디스크의 출구 포트와 유동식으로 결합시키는 출구 포트 식별기를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 및 밸브 조립체.
  20. 제19항에 있어서, 입구 포트 식별기는 제1 지름을 갖는 필터 캐니스터 입구 포트상에 위치한 제1 플랜지와 제1 플랜지와 결합하기 위한 리셉터클 디스크 입구 포트상의 제1 플랜지 수용부를 포함하고, 출구 포트 식별기는 제2 지름을 갖는 필터 캐니스터 출구 포트상에 위치한 제2 플랜지와 제2 플랜지와 결합하기 위한 리셉터클 디스크 출구 포트상의 제2 플랜지 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 및 밸브 조립체.
  21. 제20항에 있어서, 제1 지름이 제2 지름보다 큰 것을 특징으로 하는 필터 및 밸브 조립체.
  22. 제20항에 있어서, 제2 지름이 제1 지름보다 큰 것을 특징으로 하는 필터 및 밸브 조립체.
  23. 제19항에 있어서, 입구 포트 식별기는 필터 캐니스터 입구 포트의 제1 지름과 필터 캐니스터 입구 포트와 결합하기 위한 리셉터클 디스크 입구 포트상의 제1 수용부를 포함하고, 출구 포트 식별기는 필터 캐니스터 출구 포트의 제2 지름과 필터 캐니스터 출구 포트와 결합하기 위한 리셉터클 디스크 출구 포트상의 제2 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 및 밸브 조립체.
  24. 제23항에 있어서, 제1 지름이 제2 지름보다 큰 것을 특징으로 하는 필터 및 밸브 조립체.
  25. 제23항에 있어서, 제2 지름이 제1 지름보다 큰 것을 특징으로 하는 필터 및 밸브 조립체.
  26. 제19항에 있어서, 입구 포트 식별기는 제1 형상을 갖는 필터 캐니스터 입구 포트상에 위치한 제1 플랜지와 제1 플랜지와 결합하기 위한 리셉터클 디스크 입구 포트상의 제1 플랜지 수용부를 포함하고, 출구 포트 식별기는 제2 형상을 갖는 필터 캐니스터 출구 포트상에 위치한 제2 플랜지와 제2 플랜지와 결합하기 위한 리셉터클 디스크 출구 포트상의 제2 플랜지 수용부를 포함하고, 제1 형상이 제2 형상과 상이한 것을 특징으로 하는 필터 및 밸브 조립체.
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US60/192,360 2000-03-27
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