(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口および該入口に流体連通された加圧室を含み、該加圧室が内部の流体を加圧するように構成された定量ポンプと、
前記定量ポンプに結合された一体かつ単一の本体を含むマニホールドであって、
前記マニホールドが前記加圧室に取り付けられた近位端部および遠位端部、前記近位端部から前記遠位端部へとそれぞれ延びる第１の面および該第１の面に端接した第２の面、並びに前記第１および第２の面とは反対側にて前記近位端部から前記遠位端部へと延びる第３の面を有し、
前記本体が加圧流体を受け取るために前記加圧室に流体連通した中央通路、該中央通路から前記第１面へと外側に向けて線形的に延びる複数の中間通路の第１の組みおよび前記中央通路から前記第２面へと外側に向けて線形的に延びる複数の中間通路の第２の組みを画定し、前記第１および第２の組みの各中間通路が前記中央通路と前記本体の対応する外側通路との間の流体連通を提供する、マニホールドと、
前記マニホールドに結合された複数の弁であって、前記複数の弁の各々が前記マニホールドの前記第１及び第２の面に沿って設置されている一方、前記中間通路の前記第１および第２の組みの一方の組みの１つの中間通路と対応する外側通路との間に位置付けられていて、互いに対応する中間通路と外側通路との間で前記定量ポンプによって加圧された流体の通過を可能にし、かつ、これを防ぐように構成されている、複数の弁と、
前記マニホールドに結合された複数の出口ステムであって、前記出口ステムの各々が前記マニホールドの前記第３の面に沿って設置されている一方、対応する外側通路に隣接して位置付けられ、前記外側通路の各々が前記第１および第２の面の一方から前記マニホールドの第３の面へと線形的に延びている、複数の出口ステムと、
前記複数の弁に結合された電子制御器であって、関連付けられた電子インターフェースを有し、前記複数の弁のうちの複数の弁を選択的に、および独立して開閉するようにプログラムされた電子制御器と
を備えるマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【請求項２】
前記複数の弁は空気によって動作される、請求項１に記載のマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【請求項３】
前記複数の弁は電気によって動作される、請求項１に記載のマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【請求項４】
前記電子制御器はプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）である、請求項１から３のいずれか一項に記載のマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【請求項５】
前記中央通路の内面および前記第１および第２の組みの前記中間通路の内面の少なくとも一部分は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、および他の任意のフルオロポリマーのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【請求項６】
前記定量ポンプは転動型ダイアフラムポンプを含む、請求項１から３および５のいずれか一項に記載のマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【請求項７】
前記中間通路における第１及び第２の組みの各々は３つ以上の中間通路からなり、前記複数の弁は６つ以上の弁からなり、前記複数の外側通路は６つ以上の外側通路からなる、請求項１から３および５のいずれか一項に記載のマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【請求項８】
前記電子制御器、前記マニホールド、および前記複数の弁のうちの各弁は、組み合わせて、前記中央通路および前記外側通路のうちの少なくとも１つのいずれかから０．１ｍＬ以下の体積の流体を分配するように構成されている、請求項１に記載のマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【請求項９】
前記電子制御器は、前記複数の弁のうちの各弁を同時にまたは順に動作させるようにプログラム可能である、請求項８に記載のマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【請求項１０】
前記電子制御器は、前記中央通路および前記複数の外側通路のうちの前記少なくとも１つからさまざまな体積の流体を分配するために前記複数の弁のうちの各弁が開く持続時間を変化させるようにプログラム可能である、請求項８または９に記載のマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【請求項１１】
前記定量ポンプは、前記定量ポンプから吐出された加圧流体が前記中央通路に入り、その後、前記中間通路の第１および第２の組みに入るように、前記中央通路に接続されている、請求項１から３、５、８、および９のいずれか一項に記載のマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【請求項１２】
前記定量ポンプは、前記定量ポンプから吐出された加圧流体が前記外側通路のうちの１つに入り、その後、前記中央通路並びに前記中間通路の第１および第２の組みに入るように、前記外側通路のうちの前記１つに接続されている、請求項１から３、５、８、および９のいずれか一項に記載のマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【請求項１３】
マニホールドを形成するステップであって、
一体かつ単一の本体を準備し、
前記本体に中央通路、複数の中間通路の第１の組み、複数の中間通路の第２の組み、並びに第１の面および第２の面から前記第１および第２の面とは反対側の第３の面へと直線的に延びる複数の外側通路を加工し、
前記中間通路の第１の組みが前記中央通路から前記第１の面へと線形的に延び、
前記中間通路の第２の組みが前記中央通路から前記第２の面へと線形的に延び、
前記各中間通路が前記中央通路と対応する外側通路との間の流体連通を提供する、ステップと、
定量ポンプに前記マニホールドを結合するステップであって、
この際、前記定量ポンプの加圧室が前記中央通路および対応する外側通路に入口を介して流体連通する、ステップと、
前記各中間通路と対応する外側通路との間にて前記マニホールドに複数の弁を設置するステップであって、
前記各弁が前記マニホールドの前記第１および第２の面に沿って設置され、それぞれ対応する中間通路と外側通路との間で前記定量ポンプによって加圧された流体の通過を可能にし、かつ、これを防ぐように構成されている、ステップと、
前記第３の面に沿い複数の出口ステムを対応する外側通路に取り付けるステップと、
関連付けられた電子インターフェースを有する電子制御器を前記各弁に動作可能に結合するステップであって、
前記電子制御器が前記複数の弁を選択的に、および独立して開閉するようにプログラム可能である、ステップと
を含む、マルチポート定量ポンプアセンブリを製造する方法。
【請求項１４】
前記マニホールドに前記弁を結合するステップは、前記マニホールドに空気によって動作される弁を結合するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記マニホールドに前記弁を結合するステップは、前記マニホールドに電気によって動作される弁を結合するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記電子制御器はプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）である、請求項１３、１４、または１５に記載の方法。
【請求項１７】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、および他の任意のフルオロポリマーのうちの少なくとも１つを含んだ前記第１および第２の組みの中間通路の内面の少なくとも一部分および前記中央通路の内面を有して前記本体を形成するステップをさらに含む、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記定量ポンプを用意するステップは、転動型ダイアフラム定量ポンプを用意するステップを含む、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記中間通路の第１および第２の組みの各々は３つ以上の中間通路を含み、
前記外側通路は６つ以上の外側通路を含み、
前記弁は６以上の弁を含む、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記マニホールドに前記弁を結合するステップは、前記マニホールドの第１の傾斜部に前記弁の第１の組みを設置し、前記第１の傾斜部に隣接した前記マニホールドの第２の傾斜部に前記弁の第２の組みを設置するステップをさらに含む、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
本出願は、２０１４年３月１９日に出願された、「ＭＵＬＴＩ−ＰＯＲＴ  ＭＥＴＥＲＩＮＧ  ＰＵＭＰ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＡＮＤ  ＲＥＬＡＴＥＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ」に関する米国仮特許出願第１４／２１９，８６１号の出願日の利益を主張するものである。
【０００２】
本開示の実施形態は、一般に、複数の出力ポートを有する定量ポンプアセンブリと、そのようなマルチポート定量ポンプアセンブリを製作する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
定量ポンプは、水、化学物質、溶液、または他の流体を含む流体の正確な体積が要求に応じて送出されなければならない多数のタイプの流体送出システムにおいて使用される。定量ポンプは、一般に、ポンプサイクルまたは回転ごとに既知の体積の流体を吐出する。したがって、定量ポンプのサイクルまたは回転の数を制御することによって、定量ポンプから分配される流体の体積も制御されうる。さらに、定量ポンプのサイクル速度または回転速度を制御することによって、定量ポンプの流量も制御されうる。定量ポンプのサイクル速度または回転速度が一定の場合、流量もほぼ一定である。定量ポンプは、多くの場合、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ、ギアポンプ、または蠕動ポンプとして構成される。定量ポンプによって分配される正確な容積出力を利用する適用例としては、半導体産業、医療分野、水処理、化学処理、計装、および研究室での分配における適用例がある。いくつかの適用例では、定量ポンプは、超高純度流体を分配するために必要とされることがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
いくつかの実施形態では、マルチポート定量ポンプアセンブリは、定量ポンプと、この定量ポンプに結合されたマニホールドとを含むことができる。このマニホールドは、マニホールド内に画定された複数の中間通路と流体連通する中央通路を画定することができる。複数の中間通路のうちの各中間通路は、定量ポンプの中央通路とマニホールドの対応する外側通路との間の流体連通を提供することができる。マルチポート定量ポンプアセンブリは、マニホールドに結合された複数の弁を含むことができる。この複数の弁のうちの各弁は、複数の中間通路のうちの１つの中間通路と対応する外側通路との間に設置されてよく、各弁は、複数の中間通路のうちの対応する中間通路と対応する外側通路との間での、ポンプによって加圧された流体の通過を可能にし、これを防ぐように構成されうる。マルチポート定量ポンプアセンブリは、複数の弁に結合された電子制御器も含むことができる。電子制御器は、関連付けられた電子インターフェースを有することができ、複数の弁のうちの弁を選択的に、および独立して開閉するようにプログラムされうる。
【０００５】
他の実施形態では、マルチポート定量ポンプアセンブリを製造する方法は、定量ポンプを用意することと、この定量ポンプにマニホールドを結合することとを含むことができる。このマニホールドは、マニホールド内に画定された中間通路と流体連通する中央通路を画定し、各中間通路は、中央通路と対応する外側通路との間の流体連通を提供する。方法は、各中間通路と対応する外側通路との間に弁を設置することを含むことができる。各弁は、複数の中間通路のうちの対応する中間通路と対応する外側通路との間での、ポンプによって加圧された流体の通過を可能にし、これを防ぐように構成されうる。方法は、関連付けられた電子インターフェースを有する電子制御器を各弁に動作可能に結合することであって、この電子制御器は、弁を選択的に、および独立して開閉するようにプログラム可能である、ことを含むことができる。
【０００６】
本開示は、特定の実施形態を個々に指摘し明確に主張する特許請求の範囲で締めくくるが、本開示の実施形態のさまざまな特徴および利点は、以下の説明を添付の図面と併せ読めば、より容易に確認されよう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の一実施形態による定量ポンプアセンブリの斜視図である。
【図２】図１の定量ポンプアセンブリのさらなる斜視図である。
【図３】図１および図２の定量ポンプアセンブリのマニホールドの半透過的な斜視図である。
【図４】図３のマニホールドの半透過的な部分断面斜視図である。
【図５】本開示の一実施形態による、弁アセンブリを示す、図１および図２の定量ポンプアセンブリの一部切欠斜視図である。
【図６】本開示の一実施形態による、電子インターフェースを含む定量ポンプアセンブリを示す簡略化された概略図である。
【図７】本開示の一実施形態による定量ポンプアセンブリの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書で提示される図は、任意の特定のポンプアセンブリ、定量ポンプ、弁アセンブリ、またはその構成要素の実際の図であることを意図したものではなく、例示的な実施形態を説明するために用いられる理想化された表現にすぎない。
【０００９】
図１および図２は、マニホールド６に取り付けられたポンプユニット４を有するマルチポート定量ポンプアセンブリ２を示す。ポンプユニット４は、流体の正確な体積を分配するためのポンプ（図示せず）を収容することができる。ポンプは流体の正確な体積を分配するための任意のタイプのポンプであってよいことを理解されたい。そのようなポンプは、前述のように、定量ポンプとして特徴付けられうる。ポンプは、ピストンタイプのポンプ、ダイアヤフラムタイプのポンプ、ギアタイプのポンプ、蠕動ポンプ、またはそれらの組み合わせであってよい。ポンプは、以下でより詳細に説明される。マニホールド６は、以下でより詳細に説明されるように、定量ポンプから延びる単一の中央通路と流体連通する複数の中間通路を画定することができる。複数の弁８は、マニホールド６に結合されてよく、マニホールド６の個々の中間通路からの流体の吐出を選択的に制御するように構成されうる。弁制御ユニット１０は、ポンプユニット４に結合されてよく、複数の弁８のうちの弁の動作を制御するように構成されうる。
【００１０】
次に図３および図４を参照すると、マニホールド６は、ポンプユニット４（図１および図２）の近位である近位端１４とポンプユニット４の遠位である対向する遠位端１６とを有するマニホールド本体１２を含むことができる。近位端１４は、ポンプユニット４の嵌合する内部ネジ付き面への接続のための外部ネジ付き面１８を有することができる。マニホールド本体１２はまた、本体１２の近位端１４から遠位端１６まで延びる、第１の主要面２０と第２の主要面２２とを含むことができる。第１の主要面２０は、本体１２の、第２の主要面２２に対向する側に設置されうる。マニホールド本体１２の近位端１４は、ポンプの一部分を収容するための凹部２４を含むことができる。マニホールド本体１２は、本体１２の近位端１４において凹部２４から遠位方向に延びる中央通路２６を画定することができる。
【００１１】
マニホールド本体１２の第１の主要面２０は、その上に複数の弁８（図１および図２）を担持するように構成されうる。第１の主要面２０は、複数の弁８の動作を容易にするために、凸状のＶ字ブロック構成において傾斜が付けられてよい。第１の主要面２０の第１の傾斜部分２０ａおよび第１の主要面２０の第２の傾斜部分２０ｂは、それらの間の角度αを約９０°から約１６０°の範囲で画定するように位置決めされうる。しかしながら、代替実施形態では、第１の主要面２０は傾斜が付けられていなくてもよいが、代わりに、実質的に平面であってもよいことを理解されたい。図３を参照すると、マニホールド本体１２は、マニホールド本体１２の第１の主要面２０の第１の傾斜部分２０ａおよび第２の傾斜部分２０ｂから凹設された複数の弁着地面２８を含むことができる。弁着地面２８の各々は、複数の弁８のうちの１つの弁に対応することができる。マニホールド本体１２は、マニホールド本体１２の第１の主要面２０の第１の傾斜部分２０ａおよび第２の傾斜部分２０ｂから凹設された合計６つの弁着地面２８を含むことができ、３つの弁着地面２８は第１の傾斜部分２０ａから凹設され、さらなる３つの弁着地面２８は第２の傾斜部分２０ｂから凹設される。複数の雌ネジ付き盲穿孔２９が、弁着地面２８の各々を囲むマニホールド本体１２の第１の主要面２０に形成されうる。穿孔２９は、複数の弁８のうちの１つの弁をマニホールド本体１２の第１の主要面２０に固定するためのボルトまたは他の固定具をその中に受け入れるように構成されうる。弁室３０は、各弁着地面２８からマニホールド本体１２へと延びてよい。各弁室３０は、以下でより詳細に説明されるように、弁頭部をその中に収容するように構成されうる。ポンプは、マニホールド本体１２内で画定された６つの中間通路３２に送る（ｆｅｅｄ）、マニホールド本体１２へと延びる単一の中央通路２６を有することができる。中間通路３２は、中央通路２６から対応する弁室３０まで外側へ延びることができる。各中間通路３２は、中央通路２６から外側へ直線的に延びることができる。さらに、各中間通路３２は、マニホールド本体１２の第１の主要面２０の第１の傾斜部分２０ａおよび第２の傾斜部分２０ｂのうちの１つに対して直交するように延びてもよい。図３に示されるように、中央通路２６から対応する弁室３０まで外側へ延びる中間通路３２は、マニホールド本体１２の遠位端１６から見たとき、互いに対してＶ字形を形成することができる。
【００１２】
外側通路３４は、各弁室３０から、マニホールド本体１２の第２の主要面２２から外側へ延びるステム３５まで延びることができる。各外側通路３４は、対応する弁室３０からマニホールド本体１２の第２の主要面２２まで直線的に延びることができる。さらに、各外側通路３４は、マニホールド本体１２の第２の主要面２２から直交するように延びることができる。各ステム３５は、対応する吐出ポート３４から吐出された流体を所望の場所に向けるための流管（図示せず）のネジ付きコネクタに接続するための外側ネジ付き面を有することができる。ポンプによって加圧され吐出された流体は、中央通路２６を通って、マニホールド本体１２内で画定された６つの中間通路３２の各々に流れ込むことができる。次いで、流体は、中間通路３２から、対応する弁室３０へと、その後、対応する外側通路３４へと流れ込むことができる。したがって、各中間通路３２と各対応する外側通路３４との間の流体連通は、対応する中間通路３２と対応する外側通路３４を接続する弁室３０内の弁頭部によって制御されうる。
【００１３】
図３のマニホールド本体１２は、合計６つの対応する中間通路３２、弁室３０、および外側通路３４を画定するように示されているが、他の実施形態では、マニホールド本体１２は、任意の数の対応する中間通路３２、弁室３０、および外側通路３４を画定し、これらを含んでよいことを理解されたい。たとえば、いくつかの実施形態では、マニホールド本体１２は、中央通路２６からマニホールド本体１２内で画定された２つの対応する弁室３０まで延びる２つの中間通路３２、ならびに対応する弁室３０からマニホールド本体１２の第２の主要面２２まで延びる２つの外側通路３４を画定することがある。他の実施形態では、マニホールド本体１２は、中央通路２６からマニホールド本体１２内で画定された３つの対応する弁室３０まで延びる３つの中間通路３２、ならびに対応する弁室３０からマニホールド本体１２の第２の主要面２２まで延びる３つの外側通路３４を画定することがある。さらに他の実施形態では、マニホールド本体１２は、中央通路２６からマニホールド本体１２内で画定された４つの対応する弁室３０まで延びる４つの中間通路３２、ならびに対応する弁室３０からマニホールド本体１２の第２の主要面２２まで延びる４つの外側通路３４を画定することがある。さらなる実施形態では、マニホールド本体１２は、中央通路２６からマニホールド本体１２内で画定された５つの対応する弁室３０まで延びる５つの中間通路３２、ならびに対応する弁室３０からマニホールド本体１２の第２の主要面２２まで延びる５つの外側通路３４を画定することがある。さらに他の実施形態では、マニホールド本体１２は、中央通路２６からマニホールド本体１２内で画定された６つ以上の対応する弁室３０まで延びる等しい数の中間通路３２、ならびに対応する弁室３０からマニホールド本体１２の第２の主要面２２まで延びる等しい数の外側通路３４を画定することがある。
【００１４】
マニホールド本体１２は、中央通路２６、中間通路３２、弁室３０、および外側通路３４を含むマニホールド本体１２の通路を酸および他の化学物質による化学的侵食の影響を実質的に受けないようにし、定量ポンプアセンブリ２（図１および図２）が超高純度適用例で使用されることを可能にする、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成されてよい。あるいは、中央通路２６、中間通路３２、弁室３０、および外側通路３４のうちの１つまたは複数の内面は、ＰＴＦＥで覆われてもよい。さらに他の実施形態では、マニホールド本体１２は、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）または他の任意のフルオロポリマーまたはそれらの組み合わせから形成されてもよい。さらに他の実施形態では、中央通路２６、中間通路３２、弁室３０、および外側通路３４のうちの１つまたは複数の内面は、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）または他の任意のフルオロポリマーまたはそれらの組み合わせで覆われてもよい。非限定的な例として、中央通路２６、中間通路３２、弁室３０、および外側通路３４の各々の内面は１００％ＰＴＦＥであってもよい。中央通路２６、中間通路３２、弁室３０、および外側通路３４のうちの１つまたは複数の内面を覆うマニホールド本体１２またはその一部分は他の材料からなってもよく、その材料は、定量ポンプアセンブリ２によって分配されている流体のタイプまたは定量ポンプアセンブリ２が利用されている適用例に応じて選択されてよいことを理解されたい。
【００１５】
非限定的な例として、マニホールド本体１２は、射出成形加工によって形成されることがある。いくつかの実施形態では、マニホールド本体１２は、鋳型内部の鋳型空洞内で成形されるので、鋳型および／または鋳型インサートの形状は、マニホールド本体１２の凹部２４、中央通路２６、中間通路３２、弁室３０、および外側通路３４のうちの１つまたは複数を画定することができる。他の実施形態では、マニホールド本体１２の半加工品は、射出成形、押し出し成形、または鋳造加工によって形成されてよく、マニホールド本体１２の中央通路２６、中間通路３２、弁室３０、および外側通路３４のうちの１つまたは複数は、その後、マニホールド本体の半加工品へと機械加工されうる。そのような実施形態では、マニホールド本体１２の中央通路２６、中間通路３２、弁室３０、および外側通路３４は、穴あけ加工、旋削加工、およびフライス削り加工のうちの１つまたは複数によって形成されてよい。さらに、そのような実施形態では、弁着地面２８は、フライス削り加工によってマニホールド本体１２内に形成されることがある。そのうえ、穿孔２９は、マニホールド本体１２が成形された後に穴あけ加工によって形成されることがある。穿孔２９の内面上のネジ山は、従来のタップ加工によって形成されてよい。他の実施形態では、マニホールド本体１２は、他の技法によって形成されてよい。マニホールド本体１２を形成するいずれの方法も、本明細書で開示される実施形態の範囲内であると考えられることを理解されたい。
【００１６】
図５は複数の弁８を示し、各弁８は、マニホールド本体１２の第１の主要面２０に取り付けられた弁アセンブリ３６を備える。各弁アセンブリ３６は、シリンダ４０をその中に画定しシリンダ４０の内部にピストン４２を含む弁ハウジング３８を含むことができる。ピストン４２は、空気の力によって作動されるように構成されたピストン頭部４３を含むことができる。弁アセンブリ３６の基礎部材４４は、弁ハウジング３８の底部分に結合されうる。基礎部材４４は、マニホールド本体１２の第１の主要面２０から凹設された対応する弁着地面２８に当接する底面４６を有することができる。基礎部材４４は、ピストン４２の下側ステム５０が貫通する中央開口４８を有することができる。プラグ頭部５２は、ピストン４２の下側ステム５０の最下部にネジで結合されうる。弁室３０の底面と弁室３０からマニホールド本体１２へと延びる出力通路３２の内面との間に画定されたマニホールド本体１２の縁部は、弁座５４を形成することができる。プラグ頭部５２は、図５に示されるように、弁８が閉位置にあるとき、弁座５４と密封係合するように構成された斜面５６を有することができる。ピストン４２は、弁ハウジング３８の上側誘導シリンダ６０へと延びる上側ステム５８を含むことができる。ピストン４２は、上側ステム５８の下側部分を囲むシリンダ空洞６２を含むことができる。付勢バネ６４は、弁ハウジング３８の上面からピストン４２のシリンダ空洞６２の底面まで延びてよく、ピストン４２の下側ステム５０の最下部に取り付けられたプラグ頭部５２が付勢されて弁座５４との密封係合を形成するようにピストン４２を下向きに付勢する。
【００１７】
弁ハウジング３８は、それを通って延びピストン頭部４３の移動の上限とピストン頭部４３の移動の下限との間に設置された取り入れポート６８と排出ポート７０とを有する側壁６６を含むことができる。各弁ハウジング３８の側壁６６は、取り入れポート６８への空気供給ライン７４の接続を容易にするために取り入れポート６８を囲む第１のネジ付きステム７２を含むことができる。空気供給ライン７４は、弁ハウジング３８の側壁６６の第１のネジ付きステム７２から弁制御ユニット１０（図６を参照されたい）まで延びてよい。弁ハウジング３８の側壁６６はまた、排出ポート７０への任意選択の空気排出ライン（図示せず）の接続を容易にするために排出ポート７０を囲む第２のネジ付きステム７６を含むことができる。弁アセンブリ３６の動作中、付勢バネ６４は、先に説明したように、弁アセンブリ３６を閉じるためにピストン４２を下向きに付勢することができる。中間通路３２（弁アセンブリ３６に対応する）から外側通路３４までの流体の通過を可能にするために弁アセンブリ３６を開くことが望ましいとき、弁制御ユニット１０の動作によって制御される、非限定的な例として圧縮空気などの、空気流体は、空気供給ライン７４から取り入れポート６８を通ってシリンダ４０へと向けられうる。シリンダ４０内の空気流体の圧力は、ピストン頭部４３の底面に対して力を加え、ピストン４２を上向きに押し、プラグ頭部５２を弁座５４から分離させ、ポンプによって加圧されポンプから吐出された流体が、中間通路３２から弁室３０へと、その後、外側通路３４へと流れることを可能にする。加圧された流体は、その後、出口ステム３５を通って外側通路３４を出ることができる。非限定的な例として、圧縮された純窒素と圧縮アルゴンを含む他の空気流体も、弁３６を作動するために使用されてよい。
【００１８】
他の実施形態では、複数の弁８の弁３６は、電子作動弁アセンブリ、電磁作動弁アセンブリ、および／または電気機械作動弁アセンブリを含むことができる。たとえば、非限定的な例として、複数の弁８の弁３６は、ソレノイド作動弁アセンブリを含むことがある。
【００１９】
追加の実施形態では、マニホールド本体１２は、図１から図４に示されるマニホールド本体１２と異なるように構成されてよいことを理解されたい。たとえば、弁８、出力通路３２、および吐出ポート３４の相対的な場所は、定量ポンプアセンブリ２が利用可能な任意の特定の適用例に適合するように調整されうる。
【００２０】
図６は、定量ポンプアセンブリ２の簡略化された概略図である。弁制御ユニット１０は、電子制御器７８を含むことができる。電子制御器７８は、弁制御ユニット１０上に設置されたマイクロコントローラであってよい。あるいは、電子制御器７８は、弁制御ユニット１０から遠く離れて設置されてよい。そのような代替実施形態では、ワイヤまたはケーブルが弁制御ユニット１０から電子制御器７８まで延びてもよいし、弁制御ユニット１が電子制御器７８とワイヤレス通信してもよい。電子制御器７８は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）であってよい。電子制御器７８は、複数の弁８の各弁アセンブリ３６の個々の動作を選択的に、および独立して制御するように構成されうる。たとえば、電子制御器７８は、約０．１ｍｌ以下ほどの小ささから約１００ｍｌ以上ほどの大きさまでのある体積の流体またはそれらの間の任意の体積を単一の対応する外側通路３４から分配する形で弁アセンブリ３６の各々を開くように構成されうる。分配される流体の体積および／または流量は、ポンプユニット４のパラメータを調整することによって調整されうることを理解されたい。さらに、電子制御器７８は、対応する外側通路３４から分配されている流体の量を制御するために弁アセンブリ３６が開く持続時間を変化させるように構成されうる。さらに、電子制御器７８は、複数の弁８の弁アセンブリ３６を同時に動作させるように構成されてもよいし、順に動作させるように構成されてもよい。このようにして、電子制御器７８は、定量ポンプアセンブリ２の各外側通路３４から分配される流体の量を個別に、および同時に制御することができる。したがって、電子制御器７８は、定量ポンプアセンブリ２からそれに取り付けられた流体システムの特定の送達先に、外側通路３４のステム３５に接続された流管８２を通して、正確な所定の体積の流体が必要に応じて送達されうることを実現する。
【００２１】
電子制御器７８は、電子インターフェース８０と通信することができる。電子制御器７８は、ワイヤード接続によって電子インターフェース８０と通信してもよいし、ワイヤレス伝送によって電子インターフェース８０と通信してもよい。電子インターフェース８０は、タッチスクリーン制御機構を含んでもよいし、あるいは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）ベースのコンピューティングプラットフォームを含んでもよい。電子インターフェース８０は、対応する外側通路３４からある体積の流体を分配するために複数の弁８の各弁３６がいつ開くかに関連する選択をユーザが入力することを可能にするように構成されうる。電子インターフェース８０はまた、各外側通路３４から吐出する流体の体積の量をユーザが選択することを可能にするように構成されてもよい。さらに、電子インターフェース８０は、弁アセンブリ３６の各々および対応する外側通路３４のステム３５に接続された流管８２の各々を通る流体吐出の順序（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）をユーザが選択することを可能にするように電子制御器７８と組み合わせて構成されてよく、その順序の各吐出は、ユーザがあらかじめ選択したタイミングと吐出体積量とを有する。さらに、電子インターフェース８０は、複数の弁８の各弁アセンブリ３６をいつ開くべきかと各吐出の流体体積量に関して電子制御器７８に指示するコマンドをユーザが入力することを可能にするように構成されてよい。
【００２２】
図７は、ポンプユニット４において利用されうる定量ポンプ８４の一例を示す。定量ポンプ８４に結合されたマニホールド本体１２の近位端１４の部分断面図が示されている。定量ポンプ８４は、ポンプユニット４のハウジング８８内部の往復動ポンプ要素８６に結合された転動型ダイアフラム８５を含む転動型ダイアフラムポンプであってよい。往復動ポンプ要素８６は、往復動ポンプ要素８６の近位端にポンプピストン９０を含むことができる。ポンプピストン９０は、シリンダ９２内で、シリンダ９２の壁９８を貫通する第１のポート９４と第２のポート９６との間に設置されうる。加圧空気などの空気流体が交互にポンプピストン９０のどちらかの側でシリンダ壁９８内の第１のポート９４および第２のポート９６を通ってシリンダ９２へと流入しそこから流出することによって、往復動ポンプ要素８６は、制御された形で往復運動する。転動型ダイアフラム８５および往復動ポンプ要素８６は、ハウジング内に画定された加圧室１００の内部で往復運動することができる。入口１０２は、ハウジング８８を通って延びることができ、流体供給部（図示せず）と流体連通することができる。弁要素１０４は、取り入れ行程中に供給部から加圧室１００に入る流体の流れを可能にし、出力行程中に加圧室１００から入口１０２を通って出る流体の流れを制限するために、入口１０２に設置されうる。定量ポンプ８４は、往復動ポンプ要素８６の各行程によって分配される流体の体積をユーザが調整することを可能にするように構成された、調整可能なボルトまたはネジなどの、調整可能な行程制限器を含んでよい。この調整可能な行程制限器は、手動で調整されてもよいし、電子制御器７８（図６）からの制御によって調整されてもよい。電子制御器７８はまた、往復動ポンプ要素８６の行程速度を制御するために、電子インターフェース８０（図６）を通してプログラムされてもよい。定量ポンプ８４から分配される流体の出力体積および流量は、非限定的な例として、ポンプ要素８６の往復運動速度、ポンプ要素８６の行程長、加圧室１００の容積、および転動型ダイアフラム８５の大きさなどの、定量ポンプのいくつかのパラメータのいずれかを調整することによって調整されうる。図７は、転動型ダイアフラム定量ポンプを示しているが、他のピストンタイプのポンプ、ダイヤフラムタイプのポンプ、ギアタイプのポンプ、蠕動ポンプ、およびこれらの組み合わせなどの、本明細書で開示される定量ポンプアセンブリ２（図１、２、および６）を有する他のタイプの定量ポンプが利用されてよいことを理解されたい。
【００２３】
図１、図２、および図５〜図７に示される実施形態では、ポンプが中央通路２６に加圧流体を吐出し、その流体がそこから中間通路３２へと流れるようにマニホールド本体１２の近位端１４に取り付けられたポンプユニット４が示されている。しかしながら、他の実施形態では、ポンプユニット４は、ポンプが加圧流体を外側通路３４のいずれか１つへと直接吐出しうるように、マニホールド本体１２の第２の主要面２２に設置され、外側通路３４のいずれか１つに結合されうることを理解されたい。そのような実施形態では、電子インターフェース８０は、ユーザが、ポンプが接続された特定の外側通路３４を「供給」通路として指定し、残りの外側通路３４を「吐出」通路として指定することを可能にするように構成されうる。そのような実施形態では、止め具または他の閉塞要素は、加圧流体がマニホールド本体１２の近位端１４から漏出するのを防ぐためにマニホールド本体１２の凹部２４の中に設置されることがある。そのような実施形態では、電子制御器７８は、ポンプが接続されていない個々の外側通路３４からの流体の吐出を選択的に制御するように、先に説明したものと同じ形で複数の弁８を制御することができる。あるいは、複数の弁８は、マニホールド本体１２の中央通路２６に配置され中央通路２６の近位端からの流体の吐出を選択的に制御するために最近位の中間通路３２の近位に設置された追加の弁を含むことができる。この追加の実施形態では、電子インターフェース８０は、ユーザが残りの外側通路３４ならびに中央通路２６の近位端を「吐出」通路として指定することを可能にするように構成されうる。電子制御器７８は、ポンプが接続されていない個々の外側通路３４と中央通路２６の近位端からの流体の吐出を選択的に制御するように、先に説明した同じ形で、追加の弁を含む複数の弁８を制御することができる。マニホールド本体１２は、ポンプが中央通路２６、または外側通路３４のいずれか１つに接続されうるように構成されてよく、このことは、ポンプアセンブリ２を特定の適用例に合わせる複数の選択肢をユーザに提供することを理解されたい。このようにして、中央通路２６および外側通路３４の各々は、入口、出口、または両方になりうる。
【００２４】
本開示の追加の非限定的な例示的実施形態が、以下に記載される。
実施形態１：定量ポンプと、この定量ポンプに結合され、マニホールド内に画定された複数の中間通路と流体連通する中央通路を画定するマニホールドであって、この複数の中間通路のうちの各中間通路は、定量ポンプの中央通路とマニホールドの対応する外側通路との間の流体連通を提供する、マニホールドと、このマニホールドに結合された複数の弁であって、この複数の弁のうちの各弁は、複数の中間通路のうちの１つの中間通路と対応する外側通路との間に設置され、各弁は、複数の中間通路のうちの対応する中間通路と、対応する外側通路との間での、ポンプによって加圧された流体の通過を可能にし、これを防ぐように構成される、複数の弁と、この複数の弁に結合された電子制御器であって、関連付けられた電子インターフェースを有し、複数の弁のうちの複数の弁を選択的に、および独立して開閉するようにプログラムされた電子制御器とを備えるマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【００２５】
実施形態２：複数の弁は空気によって動作される、実施形態１のマルチポート定量ポンプアセンブリ。
実施形態３：複数の弁は電気によって動作される、実施形態１のマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【００２６】
実施形態４：電子制御器はプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）である、実施形態１から３のいずれか１つのマルチポート定量ポンプアセンブリ。
実施形態５：中央通路の内面および複数の中間通路の内面の少なくとも一部分は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、および他の任意のフルオロポリマーのうちの少なくとも１つからなる、実施形態１から４のいずれか１つのマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【００２７】
実施形態６：定量ポンプは転動型ダイアフラムポンプを含む、実施形態１から５のいずれか１つのマルチポート定量ポンプアセンブリ。
実施形態７：複数の中間通路はより多くの中間通路のうちの３つからなり、複数の弁は３つ以上の弁からなり、複数の外側通路は３つ以上の外側通路からなる、実施形態１から６のいずれか１つのマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【００２８】
実施形態８：電子制御器、マニホールド、および複数の弁のうちの各弁は、組み合わせて、中央通路および複数の外側通路のうちの少なくとも１つのいずれかから約０．１ｍＬ以下の体積の流体を分配するように構成される、実施形態１から７のいずれか１つのマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【００２９】
実施形態９：電子制御器は、複数の弁のうちの各弁を同時にまたは順に動作させるようにプログラム可能である、実施形態１から８のいずれか１つのマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【００３０】
実施形態１０：電子制御器は、中央通路および複数の外側通路のうちの少なくとも１つからさまざまな体積の流体を分配するために複数の弁のうちの各弁が開く持続時間を変化させるようにプログラム可能である、実施形態１から９のいずれか１つのマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【００３１】
実施形態１１：定量ポンプは、ポンプから吐出された加圧流体が中央通路に入り、その後、複数の中間通路に入るように、中央通路に接続される、実施形態１から１０のいずれか１つの記載のマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【００３２】
実施形態１２：定量ポンプは、ポンプから吐出された加圧流体が外側通路のうちの１つに入り、その後、中央通路および複数の中間通路に入るように、外側通路のうちの１つに接続される、実施形態１から１０のいずれか１つのマルチポート定量ポンプアセンブリ。
【００３３】
実施形態１３：定量ポンプを用意することと、この定量ポンプにマニホールドを結合することであって、このマニホールドは、マニホールド内に画定された中間通路と流体連通する中央通路を画定し、各中間通路は、中央通路と、対応する外側通路との間の流体連通を提供する、ことと、各中間通路と、対応する外側通路との間に弁を設置することであって、各弁は、複数の中間通路のうちの対応する中間通路と、対応する外側通路との間での、ポンプによって加圧された流体の通過を可能にし、これを防ぐように構成される、ことと、関連付けられた電子インターフェースを有する電子制御器を各弁に動作可能に結合するステップであって、この電子制御器は、複数の弁を選択的に、および独立して開閉するようにプログラム可能である、こととを含む、マルチポート定量ポンプアセンブリを製造する方法。
【００３４】
実施形態１４：マニホールドに弁を結合することは、マニホールドに空気によって動作される弁を結合することを含む、実施形態１３の方法。
実施形態１５：マニホールドに弁を結合することは、マニホールドに電気によって動作される弁を結合することを含む、実施形態１３の方法。
【００３５】
実施形態１６：プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）であるように電子制御器を選択することをさらに含む、実施形態１３から１５のいずれか１つの方法。
実施形態１７：ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、および他の任意のフルオロポリマーのうちの少なくとも１つを含む前記複数の中間通路の内面の少なくとも一部分および前記中央通路の内面を有する前記マニホールドを形成するステップをさらに含む、実施形態１３から１６のいずれか１つの方法。
【００３６】
実施形態１８：定量ポンプを用意することは、転動型ダイアフラム定量ポンプを用意することを含む、実施形態１３から１７のいずれか１つの方法。
実施形態１９：出力通路は３つ以上の出力通路を含み、複数の弁は３つ以上の弁を含み、複数の吐出ポートは３つ以上の吐出ポートを含む、実施形態１３から１８のいずれか１つの方法。
【００３７】
実施形態２０：定量ポンプにマニホールドを結合することは、中央通路、またはマニホールドの外側通路のうちの１つに定量ポンプを結合することを含む、実施形態１３から１９のいずれか１つの方法。
【００３８】
いくつかの例示的な実施形態が、図に関連して説明されてきたが、当業者は、本開示の範囲は本明細書で明示的に図示され説明されたそれらの実施形態に限定されないことを認識し諒解するであろう。むしろ、本明細書で説明される実施形態に対する多数の追加、削除、および修正が、法的等価物を含む、以下で特許請求される実施形態などの、本開示の範囲内に入る実施形態を生成するために加えられてよい。さらに、発明者らによって企図されるように、開示された一実施形態からの特徴は、開示された別の実施形態の特徴と組み合わされても、依然として本開示の範囲内に入ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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