JPH01313683A - カートリッジつき蠕動ポンプ - Google Patents

カートリッジつき蠕動ポンプ

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JPH01313683A
JPH01313683A JP1107086A JP10708689A JPH01313683A JP H01313683 A JPH01313683 A JP H01313683A JP 1107086 A JP1107086 A JP 1107086A JP 10708689 A JP10708689 A JP 10708689A JP H01313683 A JPH01313683 A JP H01313683A
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cartridge
frame
peristaltic pump
tube
rotor
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JP1107086A
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Charles E Soderquist
チャールズ・エルマー・ソダークィスト
James P Beck
ジェームズ・ポール・ベック
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Cole Parmer Instrument Co
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Cole Parmer Instrument Co
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/12Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action
    • F04B43/1253Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action by using two or more rollers as squeezing elements, the rollers moving on an arc of a circle during squeezing
    • F04B43/1292Pumps specially adapted for several tubular flexible members

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は蠕動ポンプに関し、詳細には流体を複数の別個
の管素子に同時に圧送するカートリッジつき蠕動ポンプ
に関している。
〈従来の技術〉 取外し可能のカートリッジ、例えばカートリッジポンプ
を有する蠕動ポンプは流体を複数の別個の管素子に同時
に圧送するために使用゛され、個々の管素子を追加また
は削除することを可能とする。
このポンプのあるものは可変の閉鎖(咬合状態)、例え
ばローラと閉鎖ベツド(咬合ベツド)との距離を可変と
してそれらの間に配置される管が圧送の間に圧縮される
範囲を可変とする。閉鎖を可変とする公知の配置として
閉鎖ベツドを角度的に変位させるものがある。閉鎖ベツ
ドは本質的にカートリッジのフレームの可撓性部分の周
りにピボット運動する。
〈発明が解決しようとする課題〉 閉鎖を可変とすることは流量の微細な調節を可能とする
ために望ましい。閉鎖の程度は閉鎖ベツドの長さに沿っ
てほぼ均斉であることが盟友しい。
別法として管を最大変形の区域において応力負荷を受け
たものとする。上述ピボット運動するベツド機構にはピ
ボット運動するときベツドの長さに沿う閉鎖の変化が均
斉でないという欠点が存在する。
本発明の目的は上述欠点を除去した可変閉鎖カートリッ
ジポンプを得るにある。
く課題を解決するための手段〉 本発明によれば閉鎖ベツドの全長にわたって閉鎖のほぼ
均斉な変化を閉鎖ベツドの実質的に直線的な且つポンプ
ロータの軸線に相対的に実質的に半径方向の変位運動に
よって可能とする可変閉鎖カートリッジポンプが提供さ
れる0手動的に操作可能の調節手段が設けられて、閉鎖
ベツドの正確な変位を可能とすることによって閉鎖の程
度の正確な選択を可能とする。閉鎖ベツドの位置の調節
は望ましくは閉鎖ベツドの傾斜した表面と1対の水平方
向に運動可能な楔との係合によって与える。
梗の位置は調節ねじによって制御される。各楔は該ねじ
に摩擦的に係合するエラストマー材料の物質と、エラス
トマー物質とねじとの間の摩擦力を調節して閉鎖ベツド
の安定性を与える手段とを含んでいる。
本発明の望ましい実施例において、各カートリッジは少
くとも1つの楔の部分を上方から目視可能とする指示部
を有し、撲に隣接して該撲の位置を目視決定することを
容易とするスケールなどの標識が設けられる。
本発明の望ましい実施例において、管保持部が設けられ
てポンプ作用時の管の長手方向変位を防止する。望まし
い管保持部はV字形切欠きを有する可動部材を含み、そ
の縁部が管に係合して管と積極的に係合するが内径の減
少や外部表面の切損を防止する。
〈実施例〉 上述本発明の目的1作用および効果は本発明の望ましい
実施例を例示する図面を参照する以下の説明により明ら
かとなされる。
図示するポンプ10はフレーム12と、フレームに回転
可能に支持されたロータ14と、複数の取外し可能のカ
ートリッジ16とを含む、各カートリッジ16は可撓性
の管18の個々の素子を支持して第4図に示すようにロ
ータに係合せしめる6管を通る蠕動ポンプ作用がロータ
の回転によって行われる。
フレーム12は、1対の前方および後方端部壁22.2
4と、該端部壁を連結する複数の実質的に水平のロッド
26.27.28.29とを含む。
外方のロッド26.28はカートリッジ16と共働して
カートリッジをフレーム上の所定の位置に後述のように
維持する。内方のロッド27.29はフレームの端部壁
にねじ止めされてフレームに剛性を与える。後方壁24
にはポンプを市販のマスタフレックス(Masterf
lex商標名)ポンプ制御器30に連結する手段が設け
られている。
ロータ14が端部壁22.24間に延長し、制御器30
のモータで駆動される軸に連結可能とする連結手段を有
する。ロータ14は1対の端部部材34間に支持される
複数のローラ32を含む。
各ローラ32はロータの軸線の周りの円形経路内に担持
され、且つそれぞれの回転軸線の周りに回転可能である
安全のためにポンプはロータ14を部分的に遮蔽するゴ
ムのガード35と、下面に内側のロッド27.29と係
合する半円筒形凹所を有する底壁35aとを含む。
取外し可能の各カートリッジ16は3側面型フレーム3
6を含み、またこのフレームは第1および第2のほぼ垂
直な側部部材38.40とこれら側部部材を連結するほ
ぼ水平な頂部部材42とを含む、フレームは望ましくは
適当なプラスチック材料製の一体の成型構造とする。各
カートリッジ16はさらに1両側部部材38,40間に
配置され頂部部材42から間隔をおかれたほぼ水平な閉
鎖ベツド44を含む。
閉鎖ベツド44の下面は弓形の圧力表面46をなしてお
り、その主要部は管18と係合する円筒面の一部の形状
を有する。圧力表面46はロータの軸線から予め定めた
半径位置にある。圧力表面46は120度より大きい角
度に延びており、30−ラ型ロータが図示実施例のよう
に使用されるとき少くとも1つのローラが作動時には常
に管を圧力表面に圧縮しているようにする。両端部にお
いて圧力表面はロータに対して半径方向外方に曲面とな
っており、ローラが管の部分を圧力表面に接触せしめる
係合時および離脱時に管やポンプ部品に望ましくない応
力集中が生ずることを防止するようになされる。
本発明の一態様によれば、閉鎖ベツド44の圧力表面4
6に沿って閉鎖の実質的に均斉な変化を可能ならしめる
ために、閉鎖ベツド44は直線運動可能に垂直方向に運
動可能に両側部部材の内面48.50に滑動係合するよ
うに取付けられ、その垂直位置は調節機構52によって
制御される。
閉鎖ベツド44の頂部は1対の楔54.56とカム係合
しており、楔は水平に運動可能で調節ねじ58とねじ係
合する。
調節ねじ58は反対ねじの1対のねじ部分70.72を
有し、それぞれ模とねじ係合し、調節ねじの回転によっ
て楔は反対方向に移動する。各楔の下面は水平な上面に
対して約20度の角度で傾斜している。これは模の移動
範囲にわたって閉鎖ベツドの充分な垂直移動範囲を与え
、調節作業における機械的効果を有し、楔と閉鎖ベツド
の上面との間の摩擦も許容範囲内にある。
図示実施例において、閉鎖ベツド44の対向的に傾斜し
たカム面60.62がそれぞれの楔54゜56と凹凸係
合関係で滑動係合する。各楔54゜56は上面に溝64
.66を有してカートリッジの頂部42の下面の凸条6
8と滑動係合して、同様な凹凸係合関係が形成される。
閉鎖ベツドによって楔に上向きの力が作用すると、楔は
側部部材38.40間に延びる線に沿って水平方向に直
線運動するように拘束されている。
ポンプフレーム12にカートリッジを装架するために、
カートリッジには外側ロッド26.28と係合する手段
を有する。カートリッジ16の左側部材38は1対の下
方に延びる脚76を下方端に有する。脚には整合する切
欠き80が設けられて一方のロッド26と係合する0反
対側の側部部材4oには、他方のロッド28と係合する
ための錠止め機構74が設けられている。
錠止め機構74は、ほぼ外方かつ下方に面してロッド2
8と係合する内径表面を限定する切欠き82を有する1
対の脚78と、ロッド28の外側下方表面と係合する内
向きの切欠き86を有する脚88を具えた弾性可撓性部
材84との組合わせとして形成される。
脚78.88には下方に拡がるカム表面90.92が形
成され、これらはカートリッジ16を所定位置に錠止め
するに適している。カートリッジは、始めに左側脚78
の切欠き80をロッド26と係合せしめ、カートリッジ
・を弾性部材84がカム作用で外方に拡がるまで下方に
ピボット運動せしめ、弾性部材がスナップ的に原位置に
復帰することによって所定位置に錠止めされる。
ポンプ10の作動時に閉鎖ベツド44には比較的高い上
向きの力が作用し、カートリッジ16には振動作用も受
ける。閉鎖ベツドに作用する力と振動とに応答して調節
機構52が変位することなく容易に作動するために、静
摩擦力によって調節ねじ58の回転安定性を与える。こ
のため望ましい実施例においては、客積54.56に少
量のエラストマー材料100を調節ねじ58に接触して
圧縮されるように設けて静摩擦力を増大する。
第4図に示すように、客積54.56にはエラストマー
材料を収容する孔94が設けられる。番孔94は楔の外
面から調節ねじ58が貫通する孔96まで延びる。エラ
ストマー材料100は調節ねじに接触し、エラストマー
材料100の背部にセットねじ98が設けられて圧力の
維持を可能とする。このためセットねじ98をエラスト
マー材料100が摩耗などによって効果が減退したとき
周期的に締付ける。調節ねじ58の静摩擦力をさらに増
大するため、カートリッジのフレーム36の調節ねじ5
8が貫通する孔104にゴムブツシュ102を設ける。
刻み目つきの円筒形外面を有する大きいノブ106を使
用して使用者が調整時に静摩擦力に打勝つことを可能と
ならしめる。
ポンプ制御器30は、可変速電動モータとモータの速度
を調節する制御回路とを含む、モータはロータ14に連
結された軸を回転させる。ポンプフレームの後端壁24
は4つのねじ孔を有し、各ねじ孔はねじ頭部を収容する
ために端ぐりされている。ねじ孔はポンプ制御ユニット
の前面に開口するねじ孔と整合する。ノブ108がポン
プ速度の手動調節を可能にする。
蠕動ポンプの作動時にポンプ内の管の素子には長手方向
力が作用して管をロータの回転方向に引張る傾向がある
。管の変位を防止するために、管にクリップまたはスト
ッパをとりつけてポンプハウジングの外面と係合せしめ
てもよい。別法としてポンプ自身に管の長手方向運動を
抑止する手段を設ける0本発明によれば各カートリッジ
に管保持機構が設けられる。
第4図に示すように、各カートリッジの管18はフレー
ム12の前方および後方壁22.24を連結するロッド
26.28の上方を通る。ポンプ圧力に応答した管の長
手方向変位を防止するために、各管保持部110が管に
下方に向う圧力を作用せしめ、管保持部110の下方端
のほぼV字形の切欠き112とロッド26.28との間
に管を保持する。7字形の切欠き112の縁部が管の小
面積区域に応力を集中せしめ、管の外面の切断、切損を
生じない、このために、切欠きは実質的に垂直な外側表
面と傾斜したV字形の底面とが鋭角をなすようにして形
成される。鋭角部の丸みは約0.25c+aの半径とす
る。
各管保持部110はカートリッジ16の関連する側部部
材38.40の内側溝孔114に拘留されて垂直上下方
向のみに運動可能となされている。
図示した管保持部110は溝孔114内に延長する細長
い本体を有する0本体は1対の間隔をおいた脚126,
128を含み、これらが下方のV字形の切欠きを有する
部分から垂直に上方に延びて溝孔114に滑動接触する
0脚はそれらの上端をリンク(図示しない)で連結して
もよい。保持部に位置を手動的に制御するために、およ
び選択された位置に錠止めするために片持ちの腕116
を設け、腕116に複数の歯118を設けて溝122の
内部の相補的な歯120と係合せしめる。なお、溝12
2は溝孔114とカートリッジ16の外部との間に配置
される。
腕116は可撓性の弾性材料から形成され、第1の実質
的に垂直な変形しない位置と第2の内方に変形した位置
との間に運動可能である。変形しない位置にあるとき、
腕116の歯118は溝の歯120と錠止め係合する。
調節を行う場合には、腕116の突起124を使用者が
内方に押して腕の上端を内方に脚126.128間に変
形せしめて歯120の係合を離脱させる。管保持部11
0の垂直位置は所望により調節される。所望の位置に到
達すると、腕116を解放してその変形しない位置に復
帰させる。保持部110は新しい位置に錠止めされる。
図示した歯118,120は管保持部110の下方運動
を容易にし上方運動には付加的な機械的抵抗を与え、こ
れによって、ポンプ作用時の管保持部の圧力および振動
による望ましくない上方変位を防止する。内側溝114
は比較的滑かな側面を有し溝122とは異なる平面内に
配置されるにうして腕116を押すことによって管保持
部の円滑な滑動が達成される。
側部部材38.40の内部にストッパ130が設けられ
て閉鎖ベツドの下方運動を制限する。ポンプ110の使
用時には閉鎖ベツドの上方圧力が閉鎖ベツドを所定位置
に保持する。カートリッジ16をポンプ10から取外す
と、ストッパ130が閉鎖ベツドのカートリッジのフレ
ーム36からの分離を防止する。
異る寸法のカートリッジ16を同時に使用することもで
きる。第1図には同一寸法の3つのカートリッジと小さ
い寸法の2つのカートリッジとが示されている。小さい
カートリッジの幅は大きいカートリッジの幅の約半分で
あり、異る寸法のカートリッジを同時に使用することは
空間利用に有利である。
ポンプの閉鎖状態の設定にはいくつかの要素を考慮する
必要がある。第1にこの設定は流量の微細調節のために
使用可能である。閉鎖を増大すると出口圧力と流量はロ
ータ速度に無関係にある程度増加する。閉鎖の程度は流
量の変動の量にも影響を与える。さらに、閉鎖を増大す
ると管の受ける歪み量が増加する結果、寿命が減少する
ことになる。
ポンプが作動しているときに閉鎖状態の設定を目視可能
とするために、模54.56を不透明なものとし垂直端
面をカートリッジのフレーム36の頂部から目視可能と
する。このため、カートリッジのフレーム36を透明プ
ラスチック材料例えばレフサン(Lexan) 1Bと
する。標識132をカートリッジのフレームの頂部に設
けて楔の位置を予め定めた基準点と比較することを可能
とし、かつ設定の再現性を与える。標識の代りに客積に
隣接する調節ねじ58の目視可能なねじ山の数をカート
リッジの頂部から数えてもよい。
前述説明により本発明のポンプが新規で有用であること
が理解されよう6本発明は上述実施例によって限定され
るものではない。
実施例に示す閉鎖ベツドの代替例として、中空成型品で
頂部が開いたものとし、楔が前方および後方壁の上端に
係合するようにしてもよい、この場合、閉鎖ベツドは第
2図、第4図に示すものと類似であってよいが楔と閉鎖
ベツドとの凹凸係合は逆、すなわち客積に下方に突出す
る突起または凸条を設け、これが閉鎖ベツドの開いた頂
部に挿入されるようにする。上述以外の変形も勿論可能
である。
本発明は特許請求の範囲の記載によって限定されるが、
水平、垂直などの用語は各部品の相対的位置を図示した
配置に関連して示すものであり、部品の実際の方向性を
限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例によるポンプの斜視図。 第2図は第1図のポンプ用のカートリッジの正面図、第
3図は第2図のカートリッジの側面図、第4図は実質的
に第1図の線4−4に沿う断面図。 第5図は実質的に第4図の線5−5に沿う断面図、第6
図は実質的に第4図の線6−6に沿う断面図、第7図は
実質的に第4図の線7−7に沿う断面図である。 10:ポンプ 12:フレーム 14:ロータ16:カ
ートリッジ 18:管 22.24:端部壁 26.2
7.28.29 :ロッド 32:ローラ 36:フレ
ーム 38.40:側部部材42:頂部部材 44:閉
鎖ベツド 46:圧力表面 54.56:楔 58:調
節ねじ110:管保持部 112:V字形切欠き特許出
願人 コーζレー/(−マー・イ・ト区ムルメント・ 
メンl+?ニーFIG、5

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、フレームと、該フレームに支持されて回転するロー
    タと、駆動ユニットに並列して配置された複数の取外し
    可能のカートリッジとを含む蠕動ポンプにして、 該ロータはほぼ水平の軸線を有し、回転可能の支持手段
    と複数の細長い平行なローラとを含み、該ローラはロー
    タの軸線の周りの円形経路内に該ロータによって支持さ
    れ、各ローラはそれぞれの回転軸線の周りに回転可能で
    あり、 前記取外し可能の各カートリッジは、ほぼ垂直な第1お
    よび第2の側部部材と両側部部材を連結するほぼ水平な
    頂部部材とを含む3側面型フレームと、前記両側部部材
    間に滑動可能に配置されたほぼ水平な閉鎖ベッドと、該
    閉鎖ベッドの位置を調節する調節手段とを含み、 前記取外し可能の各カートリッジは前記駆動ユニットと
    共働して、各カートリッジについてある長さの可撓性管
    が閉鎖ベッドとロータとの間に支持されて前記ロータの
    回転によって前記長さの可撓性管を通る流体の蠕動ポン
    プ作用を可能ならしめる形状を有しており、各閉鎖ベッ
    ドは前記ロータの軸線の周りの半径を限定する圧力表面
    を有しており、 前記調節手段は前記閉鎖ベッドを直線運動せしめるよう
    に作動可能である、 ことを特徴とするカートリッジつき蠕動ポンプ。 2、前記各カートリッジが、前記調節手段の位置の目視
    表示を行って閉鎖の程度を目視観察によって決定可能と
    する指示部を含むこと、を特徴とする請求項1に記載の
    蠕動ポンプ。 3、前記各カートリッジと、前記閉鎖ベッドとは少くと
    も1つの実質的に平面状の、水平でない、上向きのカム
    表面を有し、前記調節手段が前記カム面に滑動接触する
    カートリッジに対して水平に変位するように支持された
    少くとも1つの楔と、該楔の位置を正確に変化せしめこ
    れによって閉鎖ベッドの位置を正確に変化せしめる変位
    手段と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の蠕動
    ポンプ。 4、前記各カートリッジの変位手段が、カートリッジの
    フレーム上で回転可能に装架され相対的軸方向運動をし
    ないように拘束された水平のねじと、前記楔に設けられ
    て該ねじと係合するねじ孔と、を含んでいることを特徴
    とする請求項3に記載の蠕動ポンプ。 5、前記各カートリッジがその頂部部材に少くとも1つ
    の楔の少くとも一部分を目視可能とする手段を有し、前
    記頂部部材には前記楔の位置を比較可能とする基準点を
    与える標識が設けられていること、を特徴とする請求項
    4に記載の蠕動ポンプ。 6、前記各楔が前記ねじに摩擦的に係合するエラストマ
    ー物質と、該エラストマー物質と前記ねじとの間の摩擦
    力を調節する手段とを含むこと、を特徴とする請求項4
    に記載の蠕動ポンプ。 7、前記駆動ユニットのフレームが前記ロータの軸線に
    実質的に平行に延長する1対のロッドを含み、前記各カ
    ートリッジがその側部部材の下方端付近に前記ロッドに
    係合する手段を含むこと、を特徴とする請求項1に記載
    の蠕動ポンプ。 8、前記カートリッジが1対の管保持部を含み、該管保
    持部が管の長さの一部分と係合して該管の長手方向移動
    を制限し、各管保持部はV字形切欠きを有してその縁部
    が前記管と係合して管をロッドのそれぞれに圧接するこ
    と、を特徴とする請求項1に記載の蠕動ポンプ。 9、前記各管保持部は複数の歯を有し、前記カートリッ
    ジのフレームには相補的な歯が設けられ、管保持部の歯
    はフレームの歯に選択的に係合して管保持部をフレーム
    に相対的な多数の位置に安定的に位置決めすること、を
    特徴とする請求項8に記載の蠕動ポンプ。 10、前記各管保持部の歯は可撓性、弾性の腕に配置さ
    れて正常時には管保持部の歯とフレームの歯との係合を
    与える位置にあり、且つ管保持部の位置の調節時には係
    合しない位置に移動可能であること、を特徴とする請求
    項9に記載の蠕動ポンプ。 11、前記各カートリッジは前記ポンプユニットに相対
    的に裏返し可能であること、を特徴とする請求項10に
    記載の蠕動ポンプ。 12、ほぼ垂直な第1および第2の側部部材と該側部部
    材を連結するほぼ水平な頂部部材とを含む3側面型フレ
    ームと、両側部部材間に滑動可能に配置されたほぼ水平
    な閉鎖ベッドと、該閉鎖ベツドの位置を調節する調節手
    段とを含む、蠕動ポンプ用のカートリッジにして、 前記閉鎖ベッドはその長さの主要部分について予め定め
    た内径を有する圧力表面を有し、前記調節手段は前記閉
    鎖ベッドの裏返し可能の直線運動を行うように作動可能
    であり、 前記カートリッジはポンプのフレームとローダに組合わ
    せて作動せしめたとき、閉鎖ベッドの圧力表面に沿うほ
    ぼ均斉な調節を可能とすること、を特徴とするカートリ
    ッジ。 13、カートリッジの頂部を見ることによって前記調節
    手段の位置の目視決定を可能とする手段が設けられてい
    ること、を特徴とする請求項12に記載のカートリッジ
    。 14、前記閉鎖ベッドは少くとも1つの実質的に平坦な
    水平でない上向きのカム面を有し、前記調節手段は前記
    側部部材の一方から離れて他方に向うようにカム面と滑
    動接触して水平に変位可能な少くとも1つの楔と、該楔
    の位置を変更してこれによって閉鎖ベッドの位置を変化
    せしめる変位手段とを含むことを特徴とする請求項12
    に記載のカートリッジ。 15、請求項12に記載のカートリッジとの組合わせに
    して、 該カートリッジを並列関係で支持する手段を有するフレ
    ームと、 各々が前記カートリッジのそれぞれと関連して前記カー
    トリッジのそれぞれの閉鎖ベッドの圧力表面と接触する
    複数の管素子と、 フレームに支持されて前記管素子内に蠕動ポンプ作用を
    行わしめるロータと、 該ロータを回転せしめる駆動手段と、 を有することを特徴とする前記カートリッジとの組合わ
    せ。
JP1107086A 1988-04-29 1989-04-26 カートリッジつき蠕動ポンプ Expired - Fee Related JP2885416B2 (ja)

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