KR101561764B1 - 연동 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 튜브 노화도에 상관없이 항상 일정한 유량을 공급할 수 있으며, 사용자가 장치 상태를 보다 손쉽게 파악 및 후속 조치할 수 있도록 하는 연동 펌프에 관한 것으로,
상기 연동 펌프는 액체가 흐르도록 중공형태로 형성되는 튜브; 상기 튜브를 수용하며 튜브의 일측을 가압하는 롤러들을 구비하며, 상기 롤러들의 회전에 의해 튜브내 액체가 연동방식으로 흐르도록 하는 펌프 헤드; 상기 롤러들을 일방향으로 회전시키는 구동 모터; 상기 튜브를 통해 흐르는 액체의 유량을 측정하는 유량 감지 센서; 및 사용자 입력값에 따라 구동 모터를 제어하되, 상기 유량 감지 센서를 통해 측정된 액체 유량에 따라 상기 구동 모터 제어량을 보정하는 펌프 제어 회로를 포함할 수 있다.

Description

연동 펌프{Peristaltic pump}

본 발명은 연동 펌프에 관한 것으로, 특히 튜브 노화도에 상관없이 항상 일정한 유량을 공급할 수 있으며, 사용자가 장치 상태를 보다 손쉽게 파악 및 후속 조치할 수 있도록 하는 연동 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 연동 펌프(peristaltic pump)는 의료분야에서 체외 유체를 전달하거나 이를 정확한 양으로 제공하기 위해 사용된다.

이러한 연동 펌프는, 도1에 나타낸 바와 같이, 고무 등의 유연한 재질의 튜브가 연동 펌프의 케이스 내부에 원통상 내경을 따라 배치되고, 외방 방사상으로 힘을 가하는 압축롤러들에 의해 튜브가 국부적으로 차단 또는 폐색된다.

튜브의 폐색 위치는 압축롤러들이 튜브를 따라 구동되면서 이들의 움직임에 따라 변경되고, 이것에 의해 유체의 펌핑을 수행한다.

공개특허 제10-2000-0071876호는 연동 펌프에 관한 것으로, 하우징 내에 튜브를 배치하고, 회전체를 구비하는 구동수단을 통해 튜브에서 연동 운동을 일으킴으로써 일정량의 유체를 송출할 수 있는 기술을 개시하고 있다.

그러나 이와 같이 하우징 내에서 튜브가 압출롤러에 의한 반복적인 압축 및 팽창으로 인해 튜브가 노화되고, 이에 따라 압출롤러가 동일한 속도로 회전되더라도 연동 펌프의 유체 공급량이 달라지는 문제가 발생할 수 있다. 또한 노화된 튜브가 파손되어, 유체가 누설되는 문제도 발생할 수 있으나, 종래의 연동 펌프는 이러한 현상까지는 고려하지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 튜브 노화도에 상관없이 항상 일정한 유체 공급량을 제공할 수 있도록 하는 연동 펌프를 제공하고자 한다.

또한 다양한 관점에서 장치 상태를 모니터링하고 사용자에게 통보함으로써, 이에 따른 후속 조치가 보다 신속하게 취해질 수 있도록 하는 연동 펌프를 제공하고자 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 액체가 흐르도록 중공형태로 형성되는 튜브; 상기 튜브를 수용하며 튜브의 일측을 가압하는 롤러들을 구비하며, 상기 롤러들의 회전에 의해 튜브내 액체가 연동방식으로 흐르도록 하는 펌프 헤드; 상기 롤러들을 일방향으로 회전시키는 구동 모터; 상기 튜브를 통해 흐르는 액체의 유량을 측정하는 유량 감지 센서; 및 사용자 입력값에 따라 구동 모터를 제어하되, 상기 유량 감지 센서를 통해 측정된 액체 유량에 따라 상기 구동 모터 제어량을 보정하는 펌프 제어 회로를 포함하는 연동 펌프를 제공한다.

상기 펌프 제어 회로는 상기 유량 감지 센서를 통해 측정된 액체 유량을 기반으로 튜브 교체 시기를 예측한 후, 예측 결과를 사용자에게 알려주는 기능을 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 펌프 제어 회로는 상기 유량 감지 센서를 통해 측정된 액체 유량을 기반으로 튜브 파손 여부를 검출한 후, 검출 결과를 사용자에게 알려주는 기능을 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 장치는 상기 튜브에서 누설되는 유량을 감지하는 누수 감지 센서를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 펌프 제어 회로는 상기 누수 감지 센서를 통해 측정된 액체 누설량을 기반으로 튜브 교체 시기를 예측한 후, 예측 결과를 사용자에게 알려주는 기능을 더 포함할 수 있다.

더하여, 상기 펌프 제어 회로는 상기 누수 감지 센서를 통해 측정된 액체 누설량을 기반으로 튜브 파손 여부를 검출한 후, 검출 결과를 사용자에게 알려주는 기능을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 장치는 튜브의 유압을 센싱하는 유압 감지 센서를 더 포함할 수 있다.

그리고 이러한 경우, 상기 펌프 제어 회로는 상기 유압 감지 센서를 통해 측정된 튜브 유압이 기 설정된 값 이상이 되면, 해당 상태를 사용자에게 알려주는 기능을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 자치는 상기 펌프 제어 회로의 제어하에 상기 튜브를 폐쇄 또는 개방할 수 있는 유체 공급 차단 장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서는 튜브 노화도에 따라 롤러 회전 속도를 능동적으로 가변해줌으로써, 튜브 노화도와 상관없이 항상 일정한 유체 공급량을 보장할 수 있도록 해준다.

또한 튜브 교체 시기, 튜브 파손 여부 등과 같은 장치 상태를 모니터링하고 사용자에게 안내함으로써, 사용자가 보다 손쉽게 연동 펌프를 유지, 보수할 수 있도록 해준다.

또한, 튜브 손상으로 인해 연동 펌프까지 손상되는 것을 사전에 방지할 수 있도록 해준다.

도1 은 본 발명의 일 실시예에 연동 펌프의 유체 공급 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 연동 펌프의 구조를 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연동 펌프의 펌프 제어 회로의 상세 구성을 도시한 도면이다.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도2은 본 발명의 일 실시예에 따른 연동 펌프의 구조를 도시한 도면이다.

도2를 참고하면, 본 발명의 연동 펌프는 액체가 흐르도록 중공형태로 형성되는 튜브(10), 튜브(10)를 수용하며 튜브의 일측을 가압하는 롤러들(21~23)을 구비하며 롤러들(21~23)의 회전에 의해 튜브내 액체가 연동방식으로 흐르도록 하는 펌프 헤드(20), 롤러들을 일방향으로 회전시키는 구동 모터(30), 사용자 입력값에 따라 구동 모터를 제어하는 펌프 제어 회로(40), 펌프 헤드, 구동 모터, 펌프 제어 회로를 수용하는 하우징(50), 하우징(50)의 겉면에 위치되어 터치 스크린, 버튼, 모니터 화면, LED 전구 중 적어도 하나를 구비하고, 이를 통해 사용자 입력값을 획득하거나 펌프 제어 결과를 사용자에 통보하는 제어 패널(60) 이외에, 튜브(10)를 통해 흐르는 액체의 유량을 측정하는 유량 감지 센서(70), 및 튜브(10)에서 누설되는 유량을 감지하는 누수 감지 센서(80) 등을 더 포함할 수 있다.

이때, 유량 감지 센서(70)는 연동 펌프의 유체 공급량을 측정할 수 있도록 펌프 헤드의 튜브 퇴출구 쪽에 설치되는 것이 바람직하며, 누수 감지 센서(80)는 누설된 유체가 펌프 헤드(20)의 밑면쪽으로 떨어짐을 고려하여 펌프 헤드의 하면쪽에 설치되는 것이 바람직할 것이다.

유량 감지 센서(70)는 가동 베인식, 카르만의 소용돌이식, 열선식, 초음파식, 이온 드리프트식, 터빈식, 고체형 등으로 다양하게 구현될 수 있으며, 누수 감지 센서(80)는 초음파 방식, 저항 센싱 방식 등으로 다양하게 구현될 수 있을 것이다. 물론, 상기의 방식 이외에도 유량 또는 누수를 감지할 수 있는 방식이 있다면, 그를 이용해서는 유량 감지 센서(70), 누수 감지 센서(80)가 구현될 수 있을 것이다.

즉, 종래의 연동 펌프는 사용자가 제어 패널(60)을 통해 롤러 회전 속도를 직접 입력하도록 하고, 롤러 속도로 회전하면서 튜브내 액체가 연동 방식으로 흐를 수 있도록 하는 것인 데 반해, 본 발명의 연동 펌프는 사용자가 목표 유량을 입력하도록 하고, 유량 감지 센서(70)를 통해 센싱된 액체 유량을 통해 롤러 회전 속도를 가변해주는 특징을 가진다.

그 결과, 종래의 연동 펌프는 장치 동작 환경에 의해 유량 공급량이 변동될 수 있는 데 반해, 본 발명의 연동 펌프는 장치 동작 환경과 상관없이 항상 일정한 유량 공급량을 보장할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 연동 펌프는 유량 감지 센서(70)와 누수 감지 센서(80)를 기반으로 장치 상태(특히, 튜브 노화도)를 파악하고 사용자에게 알려줌으로써, 사용자가 이에 상응하는 후속 조치를 적절하게 취할 수 있도록 해준다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연동 펌프의 펌프 제어 회로의 상세 구성을 도시한 도면이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 펌프 제어 회로는 동작 제어부(41) 및 장치 상태 통보부(42) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

동작 제어부(41)는 제어 패널(60)를 통해 입력되는 사용자 제어값에 따라 연동 펌프의 동작을 전반적으로 제어하고, 동작 제어 결과를 수집하여 제어 패널(60)을 통해 사용자에게 알려주도록 한다.

참고로, 연동 펌프는 앞서 설명한 바와 같이, 튜브가 펌프 헤드(20)의 롤러들에 의해 반복적으로 압축 및 팽창되면서 튜브내 유체가 흐르도록 하는 것이므로, 튜브가 손쉽게 노화될 수 있으며 롤러가 동일 속도로 회전한다하더라도 튜브의 노화도에 따라 통해 연동 펌프를 통해 공급되는 유량은 달라질 수 있게 된다.

이에 본 발명의 동작 제어부(41)는 사용자가 제어 패널(60)을 통해 연동 펌프를 동작 활성화시킨 후 목표 유량을 입력하면, 유량 감지 센서(70)를 통해 현재 튜브(10)를 통해 흐르는 유체의 유량을 센싱하고, 센싱된 유체 유량을 고려하여 롤러 회전 속도를 보정함으로써, 연동 펌프를 통해 공급되는 유량이 항상 목표 유량이 되도록 한다.

장치 관리부(42)는 유량 감지 센서(70), 누수 감지 센서(80) 중 적어도 하나를 통해 장치 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과를 제어 패널(60)을 통해 사용자에게 통보하도록 한다.

예를 들어, 누수 감지 센서(80)를 통해 시간 단위당 유체 누설량을 추적하되, 시간 단위당 유체 누설량을 기반으로 튜브 교체 시기를 예측하고, 이를 제어 패널(60)을 통해 출력함으로써, 사용자가 이에 상응하는 후속 조치를 취할 수 있도록 한다.

유량 감지 센서(70)를 통해 센싱된 시간 단위당 유체 유량 변화 패턴을 모니터링하고, 모니터링 결과를 기반으로 튜브 교체 시기를 예측하고, 이를 제어 패널(60)을 통해 출력함으로써, 사용자가 이에 상응하는 후속 조치를 취할 수 있도록 한다.

또한, 유량 감지 센서(70)와 누수 감지 센서(80) 중 적어도 하나를 기반으로, 튜브 파손 여부를 파악한 후, 이를 사용자에게 알려줄 수도 있도록 한다. 즉, 시간 단위당 유체 누설량이 기 설정된 값 이상이 되고, 시간 단위당 유체 유량이 기 설정된 값 이상 급격하게 변화되는 경우, 튜브가 파손되었음을 사용자에게 통보하여, 사용자가 이에 상응하는 후속 조치를 취할 수 있도록 한다.

더하여, 장치 관리부(42)는 장치 모니터링 결과를 제어 패널(60) 뿐 만 아니라 원격지에 존재하는 외부 장치 또는 사용자에게도 제공할 수 있도록 한다.

다만 이를 위해서는, 장치 관리부(42)는 전자 이메일 주소, 전화번호, 웹 페이지 접속 주소 등과 같은 연락처 정보를 사전에 획득 및 등록하고, 연락처 형식에 상응하는 포맷을 가지는 알람 메시지를 생성한 후, 전자 이메일 주소, 전화번호, 웹 페이지 접속 주소 중 적어도 하나로 제공하는 동작을 추가적으로 수행하여야 할 것이다.

한편, 연동 펌프는 정상적으로 유체를 공급하나 유체를 공급받는 쪽이 이상 동작하는 경우도 발생할 수도 있다. 이러한 경우에는 연동 펌프가 공급한 유체가 적체되고 이에 따라 튜브에 과도한 압력이 인가되어, 튜브가 터지거나 튜브가 빠지는 등의 문제가 발생할 수 있게 된다.

이에 본 발명에서는 이러한 문제의 발생을 사전에 방지하기 위해, 튜브의 유압을 센싱하는 유압 감지 센서(90)를 추가적으로 구비하고, 장치 관리부(42)는 튜브 유압이 기 설정된 값 이상이 되면, 해당 상태를 사용자에게 통보하는 경고 메시지를 생성 및 출력함으로써, 사용자가 이에 상응하는 후속 조치도 신속하게 취할 수 있도록 한다. 이때의 유압 감지 센서(90)도 펌프 헤드의 튜브 퇴출구 쪽에 설치될 수 있을 것이다.

뿐 만 아니라, 본 발명에서는 펌프 헤드(20)의 튜브(10)를 폐쇄 또는 개방할 수 있는 유체 공급 차단 장치(100)를 추가 형성하고, 장치 관리부(42)가 튜브 파손 가능성이 높아지거나 유압이 기 설정된 값 이상이 되면, 유체 주입 차단 장치(100)를 통해 튜브 폐쇄 동작을 수행하도록 한다.

즉, 튜브가 파손되어 튜브내 유체가 연동 펌프로 흐르면 연동 펌프가 이에 의해 손상될 가능성이 있음을 고려하여, 연동 펌프로 유체가 공급되는 것 자체를 차단시켜 줄 수 있도록 한다.

이러한 유체 주입 차단 장치(100)는 펌프 헤드(20)의 튜브 주입구에 설치되는 것이 바람직하며, 레크-피니언 구조 또는 솔레노이드 밸브 구조 등과 같은 공지된 기술에 따라 구현될 수 있을 것이다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 등이 포함될 수 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

1. 액체가 흐르도록 중공형태로 형성되는 튜브;
   상기 튜브를 수용하며 튜브의 일측을 가압하는 롤러들을 구비하며, 상기 롤러들의 회전에 의해 튜브내 액체가 연동방식으로 흐르도록 하는 펌프 헤드;
   상기 롤러들을 일방향으로 회전시키는 구동 모터;
   상기 튜브를 통해 흐르는 액체의 유량을 측정하는 유량 감지 센서;
   상기 튜브에서 누설되는 유량을 감지하는 누수 감지 센서;
   상기 튜브의 유압을 센싱하는 유압 감지 센서;
   사용자 입력값에 따라 구동 모터를 제어하되, 상기 유량 감지 센서를 통해 측정된 액체 유량에 따라 상기 구동 모터 제어량을 보정하고, 상기 유량 감지 센서를 통해 측정된 액체 유량과 상기 누수 감지 센서를 통해 측정된 액체 누설량을 기반으로 튜브 교체 시기와 튜브 파손 여부를 판단하고, 상기 튜브의 유압이 기 설정값 이상이면 경고 메시지를 생성하는 펌프 제어 회로; 및
   터치 스크린, 버튼, 모니터, LED 전구 중 적어도 하나를 구비하며, 상기 펌프 제어 회로의 제어하에 튜브 교체 시기, 튜브 파손 여부, 경고 메시지를 사용자에게 안내하는 제어 패널을 포함하며,
   상기 펌프 제어 회로는
   전자 이메일 주소, 전화번호, 웹 페이지 접속 주소 중 적어도 하나로 포함하는 연락처 정보를 사전에 획득 및 등록하며, 연락처 형식에 상응하는 포맷을 가지는 알람 메시지를 생성한 후, 전자 이메일 주소, 전화번호, 웹 페이지 접속 주소 중 적어도 하나로 제공하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 펌프 제어 회로의 제어하에 상기 튜브를 폐쇄 또는 개방할 수 있는 유체 공급 차단 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연동 펌프.

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