流体を容積式に圧送するための回転振動式副組立体および回転振動式容積式圧送装置

本発明は、一般に、流体の容積式圧送のための回転振動式副組立体および回転振動式圧送装置に関する。

容積式圧送装置の使用は、特に医療、化粧品、獣医学用途において、混合物(液体−固体または液体—液体の混合物)を生成するおよび/または再構成すること、および/または流体を(注射、注入、経口的に、噴霧によって)投与することで知られている。これらのタイプの用途に関しては、正確な量の流体が、これらを、たとえば容器に向かって、または注射もしくは注入装置を介して、または任意の他の適切な装置を介して患者に直接的に投与するために、制御される方法で圧送される必要がある。

特に医療分野では、病院関係、ケアセンタ、または自宅において、「シリンジプッシャ」および「カートリッジ装置プッシャ」タイプの装置およびさらにはぜん動ポンプも使用することが知られている。

「シリンジプッシャ」タイプの装置は、シリンジを事前に充填することを必要とする。充填は、通常、手動で実行され、この操作は、特に、液体の完全性および人員の安全性を保証するために適合されるべき特有の予防措置を必要とするため、手間がかかるものである。

「カートリッジプッシャ」タイプの装置は、カートリッジの本体を潤滑するために、したがって一般にエラストマから作成されたピストンと、一般にガラスまたはプラスチック材料から作製されたカートリッジの本体との間でより滑りやすくするために、シリコーンの使用を必要とする。流体と直接的に接触するシリコーンの存在は、これらが使用される前にカートリッジ内に貯蔵されている間に分子の安定性の問題を生ずる。

ぜん動ポンプは、かさばり、大きなものである。加えて、そのようなぜん動ポンプが作動する原理は、これらが、高圧に到達することを防止する可撓性ホースを有することを必要とする。ホースの可撓性の結果、容積効率(要求される流量で割られた実際の流量の比)が、流体の出口圧力の変化に伴って大きく変化し、補助センサ(たとえば流量センサ)の助けがない場合、計測精度をすぐに劣化させる。したがって、そのようなぜん動ポンプの作用圧力は、通常、5バールを下回り、それによって粘性液体とのその使用を限定する。さらに、このタイプのポンプは、しばしば、流体中に非常に小さい気泡を生成し、この気泡は、許容できない影響を与え得る。最後に、ホースの機械的特性の急激な経年劣化は、このタイプのポンプの性能および/または信頼性における経時的な変化の問題を呈する。同じタイプの欠点は、ダイアフラムポンプでも遭遇される。

また、逆止弁ポンプを使用することも可能である。しかし、流体は、このとき、入口が出口より高圧であるとき、入口ダクトから出口ダクトまで自由に進むことができる。また、逆止弁ポンプは、すべての流体の流れが防止される中立位置を有する可能性を提供しない。最後に、これらは可逆式ではない。

また、ギアまたはローブポンプを使用することも可能である。しかし、これらのタイプのポンプは、自己プライミング能力が小さく、これらは、流体の大きい内部体積を保持し、それによってこれらをそのような医療、化粧品、または獣医学用途に使用することを難しくしている。

公報である英国特許第122629号明細書、独国特許第3630528号明細書および米国特許第3168872号明細書は、回転振動式容積式圧送装置であって、各々が;空洞を画定し、2本のダクトが通り抜け、空洞内に開口する壁を有する、中空本体と;空洞内に収容されたピストンであって、空洞内で、空洞と共に画定する作用チャンバの容積を変化させるように角度的にかつ交互の軸方向並進で移動可能である、ピストンとを備える、回転振動式容積式圧送装置を説明している。米国特許第3168872号明細書は、特に平坦部を含むピストンを説明しており、平坦部は、連続的に、吸入段階中、ダクトの1つと連通し、次いで切り替え段階中、ダクトのいずれとも連通せず、次いで排出段階中、ダクトの他の1つと連通し、次いで新しい切り替え段階中、再度ダクトのいずれとも連通せず、そのように続く連通に適している。したがって、流体は、吸入段階中、ダクトの1つを介して吸引され、切り替え段階中、作用チャンバ内に貯蔵され、次いで、排出段階中、他のダクトを介して排出され得る。しかし、回転振動式容積式圧送装置の適正な作動は、ピストンと空洞の間の良好な封止作用を必要とし、これは、厳しい製造公差を必要とし、この製造公差は、かなりの生産コストをかけることなく、および/または回転振動式容積圧送装置のエネルギー効率に不利益をもたらす大きな摩擦を有することなく適合させることは難しい。

英国特許第122629号明細書

独国特許第3630528号明細書

米国特許第3168872号明細書

本発明の目的は、製造コストが高価ではなく、限定された数の部材を有し、可逆式であり、正確であり、高圧でも粘性液体を移送することを可能にし、良好な流体の流れおよびエネルギー効率を有する、容積式圧送のための回転振動式副組立体および回転振動式容積式圧送装置を提案することによって、これらの欠点を解決することである。

この目的を達成するために、本発明は、流体の容積式圧送のための回転振動式副組立体であって、長手方向軸の円筒状空洞を画定し、少なくとも2本のダクトが通り抜け、前記空洞内に径方向に開口する、壁を有する中空本体と、作用チャンバを画定するように共働する、空洞内に収容されたピストンであって、その円筒状表面内に、前記作用チャンバ内に長手方向に開口する、ある種類の長手方向チャネルまたは凹部を備え、前記ピストンには、前記ピストンおよび前記本体の弾性係数より小さい弾性係数を有する材料から作製され、前記ピストンによって担持される、封止ガスケットが設けられ、 ガスケットは、前記ピストンと前記空洞の間の漏れのない封止を保証するために前記チャネルのそばを通り、ピストンは、前記作用チャンバを、前記ダクトの少なくとも1つと流体流れ連通させ、次いでいずれとも連通させず、次いで少なくとも他のものと連通させるように角度的に移動可能であり、また、前記作用チャンバの容積を変化させ、連続的に、前記ダクトの1つ、次いで他のものを介して前記流体を吸引し、次いで排出するよう往復するように長手方向並進で移動可能である、ピストンとを備える、回転振動式副組立体において、ピストンは、作用チャンバと接触している第2の軸方向端部から遠隔の第1の軸方向端部を備え、 前記封止ガスケットは、ピストンの第1の軸方向端部のそばのその円筒状表面周りを延びるリングの形状の第1の封止部分と、ピストンの第2の軸方向端部のそばのその円筒状表面周りを延びる半リングの形状の第2の封止部分であって、半リングは、ピストンの円筒状周囲上で互いから離間されて置かれた2つの端部を有する、第2の封止部分と、半リングの第1の端部とリングの間、および半リングの第2の端部とリングの間それぞれをピストンの外側表面にわたって軸方向に延びる2つの封止ストリップによって形成された第3の封止部分とを備える、複数の部分から構成され; 2つのストリップは、互いから角度的に別個であり、各々は: −前記チャネルを角度的に境界付ける第1の封止線であって、ダクトのいずれか1つの縁間の角度の各々より大きく、ダクトのいずれか1つとその対応するダクトの隣接する縁間の角度の各々より小さい、前記チャネルを含む角度で互いから離間されて置かれる、第1の封止線と; −第2の封止線であって、各々が、前記チャネルを含まず、1つのダクトの縁とその対応するダクトの隣接する縁との間の各々の角度より小さく、ダクトのいずれか1つの対向する縁間の各々の角度より大きい角度で、前記第1の封止線の1つから離間されて置かれる、第2の封止線とを画定し、 第2の封止線の少なくとも1つからの各々の第1の封止線の各々間の、前記チャネルを含む角度は、2つのダクトの軸方向に対向する縁間の角度より大きいことを特徴とする、回転振動式副組立体を提供する。

本発明の基本的な着想は、ピストンと本体の間に封止ガスケットを提供し、封止ガスケットは、摩擦を限定しながら効果的な封止を保証することを可能にする特定の形状を有し、それによってエネルギー効率性を改善し、回転振動式副組立体の流量正確性を向上させる。

本発明の回転振動式副組立体は、有利には、以下の特徴を呈する: ピストンは、封止ガスケットを受け入れる周囲溝であって、封止リングを受け入れる少なくとも1つの環状溝と、封止半リングを受け入れる半環状溝と、環状溝と半環状溝を相互連結し、封止ストリップを受け入れる、長手方向溝とから形成される、周囲溝を含み; 前記封止リングおよび環状チャネルの少なくとも1つは、前記作用チャンバに対して前記チャネルの向こうに、および前記作用チャンバに対して前記ダクトの向こうに長手方向に延び、前記封止半リングおよび半環状溝の少なくとも1つは、前記作用チャンバ内に開口する前記チャネルの前記端部において、前記ダクトと前記作用チャンバの間を長手方向に延び; その周囲内に、ピストンは、前記封止ガスケットによって全体的に囲まれた少なくとも1つの閉鎖された凹状ゾーンを含み、前記凹状ゾーンは、前記チャネルが別のダクトと面しているときにダクトの1つと面するように角度的に延び、前記長手方向溝は、前記チャネルと前記凹状ゾーンとの間を各々延びる2本のアームから形成され、各々のアームは、前記本体内の前記ピストンのいかなる長手方向および角度位置においても、前記凹状ゾーンを前記チャネルから漏れないような方法で分離するために前記封止ストリップの1つを受け入れ; 凹状ゾーンは、ダクトのいずれか1つとその対応するダクトの隣接する縁間の角度の各々より小さい角度にわたって延び、 ピストンは、前記チャネル内に設けられた少なくとも1つの釣り合いラグであって、その周囲が、流体がその側方を超えて進むことを可能にしながら前記空洞を支承するように径方向に延びる、少なくとも1つの釣り合いラグを含み; これは、少なくとも第1および第2の段を含み、各々は、別個の方法で、2つのダクトの組、作用チャンバ、チャネル、および封止ガスケットに対応し; これは、一方は前記ピストンによって担持され、他方は前記本体によって担持される少なくともカムおよびガイド指部であって、相互に共働するように配置され、それにより、前記ピストンを前記本体に対して回転させることにより、 第1の角度部分上で、前記ピストンを、第1の方向に前記本体に対して軸方向並進で移動させ; 第2の角度部分上で、前記ピストンを前記本体に対して軸方向に静止させ; 第3の角度部分上で、前記ピストンを、第2の方向に前記本体に対して軸方向並進で移動させ; 第4の角度部分上で、前記ピストンを前記本体に対して軸方向に静止させ; 前記ダクト、前記封止ガスケット、および前記チャネルは、前記ダクトが、前記第2および第4の角度部分の間閉鎖されるように配置される、カムおよびガイド指部を含む。

本発明は、流体の容積式圧送のための装置であって、駆動手段と、流体を圧送するための回転振動式副組立体と、前記駆動手段を前記ピストンに解放可能な方法で機械的に連結するための解放可能な機械的結合器手段とを備えることを特徴とする、装置まで及ぶ。したがって、微生物学的制御が重要である用途では、回転振動式副組立体によって形成された流体流れ部分は、殺菌されるためにおよび/または交換されるために駆動手段から容易に分離され得る。

本発明は、非限定的な例として与えられ、添付の図に示された2つの実施形態の詳細な説明を読み取ることにより、より良好に理解されることが可能であり、他の利点が明確になる。

ある配置で示された、本発明の第1の実施形態における回転振動式副組立体の封止ガスケットを担持するピストンの正面図である。

異なる配置で示された、本発明の第1の実施形態における回転振動式副組立体の封止ガスケットを担持するピストンの正面図である。

異なる配置で示された、本発明の第1の実施形態における回転振動式副組立体の封止ガスケットを担持するピストンの正面図である。

個々に示された、図1から図3の封止ガスケットの斜視図である。

封止ガスケットを担持する、図1から3のピストンの端部の斜視図である。

圧送サイクル(吸入、切り替え、排出、切り替え)中、ある作動位置で示される、本発明の第1の実施形態の回転振動式副組立体の透明正面図である。

圧送サイクル(吸入、切り替え、排出、切り替え)中、別の作動位置で示される、本発明の第1の実施形態の回転振動式副組立体の透明正面図である。

圧送サイクル(吸入、切り替え、排出、切り替え)中、別の作動位置で示される、本発明の第1の実施形態の回転振動式副組立体の透明正面図である。

圧送サイクル(吸入、切り替え、排出、切り替え)中、別の作動位置で示される、本発明の第1の実施形態の回転振動式副組立体の透明正面図である。

圧送サイクル(吸入、切り替え、排出、切り替え)中、別の作動位置で示される、本発明の第1の実施形態の回転振動式副組立体の透明正面図である。

圧送サイクル(吸入、切り替え、排出、切り替え)中、別の作動位置で示される、本発明の第1の実施形態の回転振動式副組立体の透明正面図である。

本発明の第1の実施形態のピストンおよび本体の上方からの断面図であり、ダクトの位置決めおよび寸法決めに対する封止ガスケットの封止線の機能的角度を示し、対称的であるため、角度の各々の1つのみが示される。

本発明の第2の実施形態の回転振動式副組立体の分解斜視図である。

本発明の第2の実施形態の回転振動式副組立体の切断斜視図である。

圧送サイクル中、ある作動位置で示される、図13および14の回転振動式副組立体の断面図であり、ガイド指部は図に示されない。

圧送サイクル中、別の作動位置で示される、図13および14の回転振動式副組立体の断面図であり、ガイド指部は図に示されない。

圧送サイクル中、別の作動位置で示される、図13および14の回転振動式副組立体の断面図であり、ガイド指部は図に示されない。

圧送サイクル中、別の作動位置で示される、図13および14の回転振動式副組立体の断面図であり、ガイド指部は図に示されない。

圧送サイクル中、別の作動位置で示される、図13および14の回転振動式副組立体の断面図であり、ガイド指部は図に示されない。

圧送サイクル中、別の作動位置で示される、図13および14の回転振動式副組立体の断面図であり、ガイド指部は図に示されない。

180°に配置されたコネクタ末端部を示す、図1から図11の回転振動式副組立体の本体の斜視図である。

単動回転振動式装置の作用チャンバ内の圧力の経時的な変動を(連続線によって)示し、ピストンの1回の全回転を回転する間に得られる流量を(点線によって)示す、簡易化されたグラフであり、グラフは、以下で説明される移行段階は示さない。

複動回転振動式装置の作用チャンバの各々内の圧力の経時的な変動を(連続線および点線によって)示し、ピストンの1回の全回転を回転する間に得られる流量を(点線によって)示す、簡易化されたグラフであり、グラフは、以下で説明される移行段階は示さない。

互いに対して平行である末端部を有する回転振動式副組立体の本体の斜視図である。

図24の回転振動式副組立体の本体のダクトの軸上に位置する平面における径方向断面図である。 図13から図20では、先行する図の要素に類似する要素には、同じ参照番号が100を加えて与えられる。

本発明の回転振動式副組立体は、図1から図11に示される第1の実施形態として以下で説明される、単一の段を有する単動構成、または複数の段を有する多重作動構成、たとえば図12から図19に示される第2の実施形態として以下で説明される2つの作動構成、を有することができる。

図6から図11を参照すると、本発明の第1の実施形態における回転振動式副組立体1は、本体2およびピストン3を備える。

図7に詳細に示されるように、本体2は、中空であり、ショルダ6を介して一緒に連結された、異なる直径の2つの円筒状部分4、5から形成される。例として、本体2は、プラスチック材料または任意の他の適切な材料から作製される。

より大きい直径の円筒状部分4の内側は、長手方向軸Aの孔7を形成する。より大きい直径の円筒状部分4の自由端部は開いており、ピストン3を長手方向に摺動する状態で受け入れるためのものである。他方の端部は、ショルダ6を介してより小さい直径の円筒状部分5に連結される。より大きい直径の円筒状部分4の壁は、孔7内へと延びるように配置された径方向のガイド指部9を受け入れるために通り抜けるオリフィス8を有する。図示される実施形態では、ガイド指部9はピンである。ガイド指部9はまた、接着剤によってまたは任意の他の適切な手段によって本体に固定されてもよい。例として、ガイド指部9は、円筒状セクションまたは任意の他の適切なセクションを有する。

より小さい直径の円筒状部分5の内側は、長手方向軸A、および孔7の直径より小さい直径の空洞10を画定する。より小さい直径の円筒状部分5の自由端部は、閉鎖され、本体2の底部を形成する。孔7および空洞10は、本体2内に収容されたピストン3を受け入れるためのものである。より小さい直径の円筒状部分5の壁は、そこを通り抜け、空洞10内に径方向に開口する2本のダクト11、12を有する。例として、ダクト11、12は、円形であるセクションを有し、同じ直径を有し、同じ軸上で互いに直径方向に反対にあり、長手方向軸Aに対して垂直である同じ径方向平面内に位置する。したがって、この実施形態では、ダクト11、12の空洞10内への開口部は、同じ軸上で互いに直径方向に反対にあり、同じ径方向平面内に位置する。特に図21に示されるように、本体2は、コネクタ末端部13、14を含み、コネクタ末端部13、14は、ダクト11、12の各々を個々に取り囲み、吸入管、または排出管、または任意の他の適切な流体流れ連結装置に連結するのに適している。したがって、コネクタ末端部13、14は、互いから180°の角度でずらされる。以下で説明されるように、また選択された作動構成に応じて、ダクト11、12の各々は、流体を流入させまたは排出するために同じように良好に使用され得る。

別の実施形態(図示されず)では、ダクトは、互いに対してわずかだけ長手方向にずらされてよい。

図24および図25に示される実施形態では、ダクトの開口部は、180°の角度で互いからずらされてよく、一方でダクト11、12の各々は、180°とは異なる角度を末端部が有することを可能にする曲がりを有する。この実施形態では、コネクタ末端部13、14は、互いに対して平行であり、これは、流体流れ連結の構成を簡易化する。同じ原理において、180°の角度で互いからずらされたダクトの開口部を有しながら、これらの間に、任意の他の適切な角度を有するコネクタ末端部13、14を有することが可能である。同じことが、180°以外の角度でずらされたダクト開口部にも当てはまる。

別の実施形態では、ダクトはまた、180°以外の角度で互いからずらされてもよい。

特に図1から図5を参照すると、ピストン3は、ショルダ17を介して一緒に連結された、異なる直径の2つの円筒状部分15、16から構成される。例として、ピストン3は、プラスチック材料または任意の他の適切な材料から作製される。

ピストン3のより小さい直径の円筒状部分16は、空洞10の直径より小さい外径を有し、したがってこの空洞10内に収容され得る。図示される実施態では、ピストン3のより小さい直径の円筒状部分16は、2つの部分、すなわちピストン3の残りの部分と一体的に作成され、直径において低減を有するシャフト19と、シャフト19の低減された直径部分上に嵌合され、シャフト19の外径に対応する外径を有するスリーブ20とから構成される。ピストン3のより小さい直径の円筒状部分16はまた、一体品として作製されてもよい。

図4を参照すると、スリーブ20は、軸方向凹部21を含み、例として、これは、圧入により、任意選択で接着剤または任意の他の適切な固定手段を一緒に用いてシャフト19に固定される。あるいは、スリーブ20は、シャフト19上にオーバーモールドされることによって作成されてよい。特に図6から図10を参照すると、スリーブ20の自由端部は、本体2の底部と共働して流体を受け入れるための作用チャンバ31を画定する。

その周囲内に、スリーブ20は、ピストン3のより大きい直径の円筒状部分15に向かって配置された閉鎖端部23と、作用チャンバ31内に開口する開放端部24との間を長手方向に延びるチャネル22を含む。図示される実施形態では、チャネル22の底部は、長手方向軸Aに対して平行である凸状の湾曲したプロファイルを有する。このプロファイルは、たとえばファセットを備えた平坦部、湾曲した凹部、または任意の他の適切なプロファイルなど異なるものでもよい。図示される実施形態では、チャネル22は、長手方向軸Aに対してほぼ平行である長手方向縁によって、また、円形の弓状である横断方向縁によって画定され、この横断方向縁の各々は、長手方向軸Aに対してほぼ垂直である平面内に位置する。チャネル22は、こうして、チューブの一部分の形状を有する。チャネル22はまた、スロープ線、十字の形状、またはピストン3の回転振動運動に適用される任意の他の形状を有することもできる。その開放端部24において、スリーブ20は、チャネル22内に設けられた釣り合いラグ25であって、その周囲が、流体がその側方を超えて進むことを可能にしながら空洞10を支承するように径方向に延びる、釣り合いラグを含む。例として、釣り合いラグ25は、チャネル22の中央部内に設けられる。

特に図4を参照すると、スリーブ20には、環状溝26、半環状溝27および環状溝26と半環状溝27を相互連結する、2つの長手方向溝28から構成された周囲溝が設けられる。変形の実施形態(図示されず)では、スリーブは、単一の長手方向溝を含む。

環状溝26は、長手方向軸Aに対して垂直である平面内に窪められ、チャネル22の開放端部24に対して同じチャネル22の閉鎖端部23の向こうに軸方向に、およびピストン3が本体2内にある場合、ピストン3がその低位置にある場合でも、作用チャンバ31に対してダクト11、12の向こうに軸方向に位置する。

半環状溝27は、長手方向軸Aに対して垂直である平面内の環状溝26に対して平行に窪められ、チャネル22の開放端部24において軸方向に位置する。したがって、ピストン3が本体2内のその高い位置にある場合でも、半環状溝27は、ダクト11、12と作用チャンバ31の間に軸方向に配置される。

図示される実施形態では、長手方向溝28は、長手方向軸Aに対して平行に窪められ、環状溝26および半環状溝27の端部を相互連結する。したがって、チャネル22は、第1に長手方向溝28と、第2に環状溝26の一部分との間に位置する。長手方向溝28はまた、長手方向軸Aに沿って変化する幅を有することもでき、例として、砂時計形状を有する。

その周囲内に、スリーブ20はまた、チャネル22の角度的に反対側にある閉鎖された凹状ゾーン29も含む。各々の長手方向溝28は、チャネル22と凹状ゾーン29の間に配置される。凹状ゾーン29は、したがって、第1に長手方向チャネル28と第2に半環状チャネル27および環状チャネル26の一部分との間に位置する。凹状ゾーン29は、空洞10と接触するピストン3の表面積を限定する、したがって摩擦を限定することを可能にする。こうして、ピストン3の回転振動運動は、良好なエネルギー効率で起こる。

作用チャンバ31とは反対側のピストン3のより小さい直径の円筒状部分16の端部は、同じピストン3のより大きい直径の円筒状部分15に連結される。

ピストン3のより大きい直径の円筒状部分15は、孔7の直径より小さい外径を有し、したがってこの孔10内に収容され得る。より大きい直径の円筒状部分15の自由端部は、凹状形状18を有し、凹状形状18は、ピストン3を本体2に対して回転させるための駆動手段に結合される、相補的な形状の末端部(図示されず)を受け入れるために(図5において見られ得るように)十字成形される。凹状形状18は、回転式駆動装置に適した任意の他のプロファイルを有することができ、これはまた、浮き彫り部分として設けられてもよい。しかし、凹状形状は、アクセスしにくく、そのため、ピストン3の位置は、こうして、回転振動式副組立体1を使用する前に手動で容易に変更しにくいという利点を有する。したがって、その最初の使用から、ピストンの位置は知られており、それによってその作動段階(吸入、切り替え、排出)を起動時において保証すること、したがって移送される用量を正確に知ることを可能にする。同じ理由のため、凹状形状は、操作されるために特有の工具の使用を必要とするように設計され得る。ピストン3のより大きい直径の円筒状部分15は、2つの環状リブ30を含み、2つの環状リブ30は、これらの間にガイド指部9を案内するための二重ガイドカムを画定するように互いに対して平行である。したがって、ガイド指部9に対して回転するどの地点においても、環状リブ30間の長手方向空間は、ガイド指部9の寸法に調整され、それによって隙間のない、または過剰な隙間のない案内を可能にする。ガイド指部9にはまた、環状リブ30にわたって転がるための回転部分が設けられてもよく、こうして摩擦を低減する。エネルギー効率がこうして最適化される。環状リブ30の各々は、長手方向中央平面の周りで互いに対して対称的である第1および第2のスロープ部分SI1、SI2を含む。第1および第2のスロープ部分SI1、SI2は、したがって、ピストン3の周囲において対向するスロープを有する。第1および第2のスロープ部分SI1、SI2は、互いに対してほぼ平行であり長手方向軸Aに対して垂直である第1および第2の平面部分SP1、SP2によって、互いから離間されて置かれる。したがって、ガイド指部9および環状リブ30を用いることにより、ピストン3を本体2に対して第1の回転方向Rに回転させることで、ピストン3は、連続的に、第1のスロープ部分SI1に沿って第1の並進方向T1に、本体2に対して軸方向並進で移動し、次いで、第1の平面部分SP1に沿って本体2に対して軸方向に静止し、次いで、第2のスロープ部分SI2に沿って第2の並進方向T2に本体2に対して軸方向並進で移動し、次いで最後に、第2の平面部分SP2に沿って本体2に対して軸方向に静止し、そのように続いていく。ピストン3は、こうして、作用チャンバ31が最大容積を有する高い位置(図8を参照)と作用チャンバ31が最小容積を有する低位置との間を往復する。ピストン3の2つの位置の間では、作用チャンバ31は、流体を流入させ、次いで排出する。

ピストン3は、周囲溝内に収容された封止ガスケットを担持し、この封止ガスケットは、ピストン3および本体2の弾性係数より小さい弾性係数を有する材料から作製される。例として、これは、エラストマから作成され、ピストン3が空洞10内にあるとき、封止ガスケットが、空洞10の内壁と接触するように寸法設定される。

封止ガスケットは、同じ軸上にあり、互いに対して平行であり、2つの封止ストリップ34によって相互連結された、封止リング32および封止半リング33から形成される。ピストンが1つの長手方向溝しか有さない場合、封止ガスケットは、1つの封止ガスケットしか有さない。

図示される実施形態では、封止ストリップ34は、互いから180°のところに配置される。しかし、封止ストリップ34は、これらが以下で明記される外形的制約に適合する条件において異なって配置されてよい。封止ストリップ34は、長手方向軸Aに沿って一定である幅、またはチャネル22の可変幅に適用するような可変幅を有することができる。

封止リング32は、環状溝26内に収容され、封止半リング33は、半環状溝27内に収容され、各々の封止ストリップ34は、長手方向溝28のそれぞれ1つ内に収容される。したがって、本体2内のピストン3のいかなる角度および軸方向位置においても、封止リング32は、作用チャンバ31に対してダクト11、12の向こうに軸方向に位置し、封止半リング33は、ダクト11、12と作用チャンバ31の間に軸方向に位置する。封止ガスケットは、凹状ゾーン29の周りおよびチャネル22および作用チャンバ31を一緒にした周りに封止をもたらし、それによってチャネル22と作用チャンバ31の間の流体流れ連通を保証する。

各々の封止ストリップ34は、長手方向に延び、互いから角度的にずらされた(図4および図12に見ることができる)第1および第2の封止線L1、L2を画定する。図12に示されるように、チャネル22は、こうして、2つの封止ストリップ34の各々の第1の封止線L1によって角度的に境界付けられ、凹状ゾーン29は、2つの封止ストリップ34の各々の第2の封止線L2によって角度的に境界付けられる。凹状ゾーン29は、空洞10と接触する封止ガスケットの領域を限定する、したがって摩擦を限定することを可能にする。同じ理由のため、各々の封止ストリップは、図示しない変形の実施態では窪められてよい。

特に図12を参照すると、本体2、ピストン3、および封止ガスケットは、以下の外形的制約に適合するように配置される: 第1の封止線L1は、ダクト11、12のいずれか1つの縁間の角度β1の各々より大きく、ダクト11とその対応するダクト12の隣接する縁間の角度β2の各々より小さい、チャネル22を含む角度α1で互いから離間され、 各々の第2の封止線L2は、チャネル22を含まず、角度β2の各々より小さく、角度β1の各々より大きい、角度α2で第1の封止線L1の1つから離間されて置かれ; 各々の第1の封止線L1と、第2の封止線L2の少なくとも1つとの間の、チャネル22を含む角度α3は、2本のダクト11、12の軸方向に対向する縁間の角度β3より大きい。

単動回転振動式副組立体1には、こうして、2つのダクト11、12、作用チャンバ31、チャネル22、および凹状ゾーン29を備える単一の段が設けられる。したがって、単一のチャネル22は、ダクト11、12の「吸入」および「排出」の対に対応する。

単動回転振動式副組立体1を作動させるために、ダクト11、12の一方は、流体送達管に、他方は、同じ流体を排出するための排出管に連結され、ピストン3は、凹状形状18を用いることによって、知られているタイプの回転式駆動手段(図示されず)に機械的に連結される。本発明の単動回転振動式副組立体1の作動は、図6から図11および図22のグラフを参照して以下で説明される。

図6および7に示される吸入段階、および図22に示される「吸入段階」では、ガイド指部9は、主にカムの第1のスロープ部分SI1に沿って進み、それによってピストン3の回転運動Rを、本体2に対するピストン3の第1の進行方向に沿った第1の並進運動T1に変換し、この第1の並進運動T1は、ピストン3を、作用チャンバ31が最小容積を有する低位置(図11)から、作用チャンバ31が最大容積を有する高位置(図7)まで進める。吸入段階中、ピストン3は、本体2に対して回転し、このときチャネル22は、「吸入」ダクト11のオリフィスの正面を進む。したがって、「吸入」ダクト11は、チャネル22を介して作用チャンバ31と流体流れ連通し、流体は、第1の並進運動T1によって引き起こされた作用チャンバ31の容積の増大、それによって作用チャンバ31内に矢印Eに沿って吸引力を作り出すことによって吸引される。吸入段階中、凹状ゾーン29は、「排出」ダクト12のオリフィスの正面を進む。封止ガスケットは、作用チャンバ31と流体流れ連通しない「排出」ダクト12を封止し、これは、×字によって表される。したがって、「吸入」ダクト11を介した吸入段階中、流体は、「排出」ダクト12を介して作用チャンバ31を離れない。ピストン3は、第1の切り替え段階に到達するまで本体2に対してRで回転し続ける。有利な方法では、移行段階中、吸入段階の開始時、ガイド指部9は、第2の平面部分SP2の端部を超えて進む。加えて、移行段階中、吸入段階の終了時、ガイド指部9は、カムの第1の平面部分SP1の開始部を超えて進む。こうして、移行段階は、作用チャンバ31の容積が一定である間に起こる。簡単にする目的のために、移行段階は、図22内のグラフには図示されない。

図8に示される第1の切り替え段階および図22に示される「切り替え段階」の1つにおいて、ガイド指部9は、カムの第1の平面部分SP1に沿って進む。Rで回転するピストン3は、これを並進移動させず、ピストン3は、その高い位置において軸方向に静止する。こうして、作用チャンバ31の容積は、変化せず、その最大に留まる。切り替え段階中、「吸入」および「排出」ダクト11、12のオリフィスの各々は、封止ストリップ34のそれぞれ1つと面し、封止ストリップ34は、「吸入」または「排出」ダクト11、12の一方または他方とのいかなる流体流れ連通も防止する。こうして、作用チャンバ31は、漏れないような方法で閉鎖される。ピストン3は、排出段階に到達するまで本体2に対してRで回転され続ける。

図9および図10に示される排出段階および図22に示される「排出段階」では、ガイド指部9は、主にカムの第2のスロープ部分SI2に沿って進み、それによってピストン3の回転Rを、並進移動T1中の第1の進行方向とは反対である、第2の進行方向に沿った第2の並進運動T2に変換する。こうして、ピストン3は、その高い位置(図8)からその低い位置(図11)に進む。排出段階中、ピストン3は、本体2に対して回転し、このときチャネル22は、「排出」ダクト12のオリフィスの正面を進む。したがって、「排出」ダクト12は、チャネル22を介して作用チャンバ31と流体流れ連通し、流体は、第2の並進運動T2によって引き起こされた作用チャンバ31の容積の低減、および作用チャンバ31内により高い圧力を作り出すことによって矢印Sに沿って「排出」ダクト12を介して排出される。排出段階中、凹状ゾーン29は、「吸入」ダクト11のオリフィスの正面を進む。封止ガスケットは、作用チャンバ31と流体流れ連通しない「吸入」ダクト11を封止する。したがって、「排出」ダクト12を介した排出段階中、流体は、「吸入」ダクト1を介して作用チャンバ31に入らない。ピストン3は、第2の切り替え段階に到達するまで本体2に対してRで回転され続ける。有利な方法では、移行段階中、排出の開始時、ガイド指部9は、第1の平面部分SP1の端部を超えて進む。加えて、移行段階中、排出段階の終了時、ガイド指部9は、カムの第2の平面部分SP2の開始部を超えて進む。こうして、移行段階は、作用チャンバ31の容積が一定である間に起こる。簡単にする目的のために、移行段階は、図22内のグラフには図示されない。

図11に示され、図22に示される他の「切り替え段階」におけるこの第2の切り替え段階は、第1の切り替え段階にほぼ類似する。これは、ピストン3が低位置にあり、作用チャンバ31が最小容積を有しており、「吸入」および「排出」ダクト11、12に対する封止ストリップ34の位置が、第1の切り替え段階に対して反転される点において異なる。

回転振動サイクルは、繰り返され得る。当然のことながら、本体2に対するピストン3の回転の方向に応じて、「吸入」ダクトは、排出ダクトに対応することができ、その反対も対応することができる。空洞10内のピストン3の移動中、釣り合いラグ25と空洞10の壁との間の接触は、ピストン3が長手方向軸Aに対して傾斜することを防止し、この傾斜は、摩擦の増大、漏出の出現、またはさらに本体2内のピストン3のひっかかりも引き起こす。

第1および第2のスロープ部分SI1、SI2のプロファイル、および第1および第2の封止線L1、L2の位置決めを変更することにより、吸入段階と排出段階の間の比が調整され得る。吸入および排出段階の一方の持続時間は、こうして、他方の持続時間に対して延ばされ得る。

本発明の第2の実施形態における回転振動式副組立体101が、図13から図20に示され、複動構成を有する。この目的を達成するために、これは、回転振動式副組立体1の段に類似する第1の段と、第1の段のものと同様の、2本のダクト111、112、作用チャンバ131、チャネル122、凹状ゾーン129を備える第2の段との2つの段を備える。したがって、単一のチャネル22、122は、「吸入」および「排出」ダクト11、12の各々の対に対応する。

図示される実施形態では、「吸入」ダクト11、111は、長手方向に重ねられ、「排出」ダクト12、112は、長手方向に重ねられ、チャネル22、122は、互いから180°のところに位置し、凹状ゾーン29、129は、互いから180°のところに位置する。「吸入」ダクト11、111および「排出」ダクト12、112を介した流体流れ連結は、180°のところにある。本体102は、長手方向により大きい高さを有する空洞110を含み、したがって両方の段を収容することを可能にする。本体102はまた、空洞110および孔107を分離するショルダ106と同一面にある環状畝部135も含み、環状畝部135は、本体102の内側に向かって配置され、たとえば追加の封止ガスケット36を受け入れるため、またはピストン103と本体102の間に封止をもたらす任意の他の封止要素を受け入れるためのものである。したがって、図23のグラフに示されるように、1つの段が、チャネル22、122が「吸入」ダクト11、111に面している「吸入段階」にあるとき、他方の段は、チャネル22、122が「排出」ダクト12、112に面している「排出段階」にある(図16、17、19、および20)。回転振動式副組立体1のように、切り替え段階中、「吸入」ダクト11、111および「排出」ダクト12、112は、漏れないような方法で閉鎖される(図15および18)。

第1の構成では、各々の段の「吸入」ダクト11、111は、単一流体のための共通入口と流体流れ連結することができ、各々の段の「排出」ダクト12、112は、単一流体の共通出口と流体流れ連結することができる。

第2の構成では、複動回転振動式副組立体は、有利には、第1の流体のための1つの段および第2の流体のための別の段を使用することによって混合物を作り出すために使用されてよく、各々の段の「排出」ダクト12、112は、その結果生じた混合物を受け入れるための1つの容器に連結される。作用チャンバ31、131の間、場合によってダクト11、111、12、112のセクション間の比を変更することにより、その結果生じる混合物の投与量を変更することが可能である。

これらの2つの構成では、そのような複動回転振動式副組立体101を組み込む圧送装置の流量は、単動回転振動式副組立体1の2倍であるパルス振動数で増大される。

第3の構成では、1つの段の「排出」ダクト12は、他方の段の「吸入」ダクトと流体流れ連結することができる。第3の構成では、吸引された流体は、作用チャンバ31、131を連続的に通り抜ける。段の各々の段によって生成された排出圧力は、こうして、カスケード式に合計され得る。

第4の構成では、2つの段は、同一になり、互いから長手方向にずらされるだけでよい。したがって、2つの段の2つの吸入段階は、同時に起こり、2つの段の2つの排出段階は同時に起こる。この構成では、そのような複動回転振動式副組立体101を組み込む圧送装置の流量は、単動回転振動式副組立体1と同一であるパルス振動数で2倍にされる。

別の実施形態(図示されず)では、各々の「吸入」ダクトは、対応する「排出」ダクトから所定の角度で角度的にずらされ、チャネルは、互いから同じ所定の角度で角度的にずらされ、凹状ゾーンもまた、同じ所定の角度で角度的にずらされる。「吸入」および「排出」ダクトを介した流体流れ連結は、所定の角度で角度的にずらされた別個の長手方向平面内にある。角度は、流体流れ連結の三次元組織を容易にするように選択され得る。この実施形態は、上記で詳細に説明されたさまざまな構成と組み合わせられ得る。

本発明は、上記で述べられた目的を達成することを可能にする。詳細には、本発明の回転振動式副組立体1、101は、限定された数の部品によって製造することが簡単である。封止ガスケットは、適合されるべき外形的制約を限定し、回転振動式副組立体1、101を製造することをより容易にすることを可能にする。組み立てがより容易であり、凹状ゾーン29、129は、そのエネルギー効率を改善することを可能にする。

回転振動式副組立体1、101は、ユーザおよび/または流体の粘性に関わらず、正確である流量を保証することを可能にする。これは、角度位置センサと結合されてよい。

加えて、本発明の回転振動式副組立体1、101は、ピストン3、103が回転される方向を逆にするだけで、可逆式となる。こうして、「吸入」ダクト11、111は、「排出」ダクト12、112となり、またその逆にもなる。ピストン3、103と駆動手段の間の機械的結合解除は、モータ部分が再使用可能である一方で廃棄可能な回転振動式副組立体を得ることを可能にする。したがって、回転振動式副組立体1、101は、これを2つの使用間において取り換えることによってより低コストの殺菌性のものになることを保証することが可能である。したがって、回転振動式圧送装置の流体流れ部分のみが、新しくされ、モータおよび制御部分は、2つの使用間で保存される。軸方向力はカムによって伝えられるため、回転式のみである駆動手段を使用し、ピストン3と駆動手段との間の、トルクだけを伝える機械的結合器手段を使用することが可能である。加えて、カムは、ピストン3の並進振動運動が、ピストン3の回転と同期することを保証することを可能にする。

本発明の回転振動式副組立体1、101は、切り替え段階中、「吸入および排出」ダクト11、111、12、112によるいかなる流体流れも、これらの段階中、油圧ブロックによる過剰な圧力または吸引力の影響を生み出すことなく防止する。さらに、これは、死容積を限定することを可能にする。

封止ガスケットと本体の間の接触は、その初期の組み立て中、工場において、回転振動式副組立体1、101の位置を角度を付けて設定することを可能にする。角度の設定は、こうして、回転振動式副組立体1、101が回転振動装置内で使用されるまで容易に保存される。そうではあるが、本体2、102に対するピストン3、103の角度位置の可視マーク、または任意の適切な技術のセンサを設けることが可能である。

当然ながら、本発明は、実施形態の上記の説明に限定されず、これは、本発明の範囲を超えることなくさまざまな改変形態に従うことができる。