KR101854585B1 - 연동 펌프 카세트 - Google Patents

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Abstract

회전축을 중심으로 회전하는 회전자에 장착된 복수의 롤러를 구비하는 연동 펌프가 개시된다. 이 연동 펌프는, 카세트 본체에 고정된 고정부, 상기 고정부의 반대쪽의 제2 부분, 상기 고정부와 상기 제2 부분 사이에 한정된 반작용 표면, 및 상기 반작용 표면의 반대쪽의 제2 표면을 구비한 가요성 고정자 부재(113)를 포함하는 카세트(5)를 포함한다. 롤러들에 의해 압착되는 가요성 튜브(45)가 카세트 본체에 고정되고, 튜브의 적어도 일부가 반작용 표면에 대해서 배치된다.

Description

연동 펌프 카세트{PERISTALTIC PUMP CASSETTE}
본 발명은 일반적으로 유동 제어 장치 및 급송 세트(feeding set)를 구비한 유동 제어 시스템에 관한 것이고, 더 구체적으로는 유동 제어 장치와 함께 사용하기 위한 카세트에 관한 것이다.
연동 펌프를 이용한 유체 배송이 공지되어 있다. 예를 들면, 환자에게 약물 또는 영양물을 연동식 유량 제어 시스템을 이용하여 투여할 수 있다. 전형적으로 이러한 시스템에서, 유체는, 유체를 조절된 배송(delivery) 속도로 환자에게 배송하는 연동 펌프와 같은 유동 제어 장치에 장착된 가요성 탄성 튜브를 포함한 펌프 세트에 의해, 환자에게 배송된다. 연동 펌프는 일반적으로 기어 박스를 통해 적어도 하나의 모터에 회전 가능하게 맞물리는 회전자를 포함하는 하우징을 갖는다. 회전자는, 회전자의 회전에 의해 병진 운동하는 하나 이상의 롤러들의 충돌에 의해, 예컨대 협지(pinching)에 의해 생성되는 가역 압축에 의해 실행되는 연동 작용에 의해, 유체를 펌프 세트의 가요성 튜브를 통과하게 몰아낸다. 회전 가능한 축에 동작 가능하게 연결된 하나 이상의 모터가 상기 회전자를 구동시키고, 결국에는 유체를 조절된 속도로 몰아내는 탄성 튜브를 점진적으로 압축한다. 펌프 세트는 이 펌프 세트를 통한 유체 유동 연통을 허용 또는 방지하는 밸브 기구를 가질 수 있다. 유동 제어 시스템은 또한 유체 유동을 효과적으로 제어하는 하나 이상의 모터를 조작 가능하게 조절하는 제어기도 구비할 수 있다.
연동 펌프는 "분량(aliquot)"라고 하는 작은 투입량의 유체를 배송함으로써 작동한다. 회전자는 펌프 세트의 탄성 튜브와 맞물려서, 탄성 튜브의 일부를 협지시키고 유체를 그 협지 지점, 예를 들어 환자보다는 유체 공급원에 더 근접한 지점의 전방에서 환자를 향해 밀어낸다. 전형적으로, 환자에게 투여할 유체의 체적은, 이 체적과 각각이 실질적으로 동일한 분량들의 횟수를 계수하고 그 횟수가 배송하려고 하는 유체의 원하는 총량에 해당하는 양에 이르렀을 때에 정지시킴으로써, 펌프에서 제어된다. 연동 펌프는 위생적이며 일반적으로 정확하므로, 환자에게 약물 및 치료용 유체를 투여하는 데에 아주 유용하다. 그러나, 연동 펌프의 정확도는 펌프 세트의 탄성 튜브의 치수 안정성에 의존하여 달라질 수 있다. 또한, 펌프 세트의 튜브의 계속된 작동은 위와 같은 변형의 효과로 인해 각 분량의 체적에 있어서의 변동을 야기한다. 그 결과, 환자에게 배송될 체적의 정확도가 손상될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 양태는 회전자 및 펌프 세트에 맞물리게 하기 위해 상기 회전자에 장착된 적어도 하나의 롤러를 포함하는 펌핑 시스템을 구비하는 펌핑 장치와 함께 사용하기 위한 카세트에 관한 것일 수 있다. 상기 카세트는 카세트 본체에 영구적으로 또는 분리 가능하게 부착되며 펌프 세트의 적어도 일부를 한정하는 튜브도 추가로 포함할 수 있다. 상기 탄성 튜브의 적어도 일부는 카세트가 펌핑 장치에 맞물릴 때에 U자 형태를 형성하는 상기 회전자 둘레에 루프형으로 둘러쌀 수 있다. 카세트는, 유체가 펌프 세트를 통해 배송될 수 있도록 적어도 하나의 롤러에 의해 맞물리도록 하기 위해 펌핑 장치에 펌프 세트를 장착시킬 수 있게, 펌프 세트를 수용하게 구성되며 펌핑 장치에 탈착 가능하게 부착되도록 구성된 카세트 본체와; 펌프 세트의 탄성 튜브가 롤러에 의해 맞물렸을 때에 그 탄성 튜브를 지지하기 위해 카세트가 펌핑 장치에 부착되었을 때에 회전자에 대해 대체로 반대측에 위치된 카세트 본체 상의 가요성 외팔보 부재와 같은 가요성 고정자 부재를 포함하고, 상기 가요성 고정자 부재는, 롤러가 펌프 세트의 탄성 튜브와 맞물렸을 때에 튜브 내의 장력을 적어도 부분적으로라도 감소시킬 것으로 생각되는 롤러로부터 멀어지는 이동을 하거나 또는 롤러로부터 편향되도록, 상기 카세트 본체에 대해 떠 있도록 구성된다. 가요성 고정자 부재는 카세트 본체와 일체로 형성될 수 있고, 어떤 경우에는, 카세트 본체에 부착되는 별도의 구성 요소일 수 있다. 가요성 고정자 부재는, 전형적으로, 호를 따라 연장되는 길이를 가지며, 이 경우에서 가요성 고정자 부재는 그의 전체 길이를 따라 연장되는 제1 두께와, 상기 가요성 고정자 부재의 전체 길이를 따라 연장되는 제1 두께와 다른 제2 두께를 갖는다. 카세트는 또한 상기 가요성 고정자 부재가 상기 회전자로부터 떨어져 움직이는 것을 제한하기 위하여 상기 가요성 고정자 부재에 대향되게 위치된 정지 부재도 포함할 수 있다. 전형적으로, 상기 정지 부재는 가요성 고정자 부재의 폭보다 큰 폭을 가진다. 정지 부재는 전형적으로 카세트 본체와 일체로 형성된다. 카세트는 또한, 카세트를 펌핑 장치에 위치시키거나 견고하게 위치시키기 위하여 펌핑 장치 상의 하나 이상의 노치들과의 맞물림을 위한, 정지 부재 상에 장착되는 예컨대 탭과 같은 하나 이상의 돌출부도 포함할 수 있다. 하나 이상의 돌출부는 카세트 본체의 바닥에 있을 수 있다. 카세트는 또한, 펌핑 장치 상의 걸림부(catch)에 맞물리게 하여 카세트를 펌핑 장치에 확실히 부착하고 맞물리도록 하기 위해 대체로 카세트 본체의 상부로부터 연장되는 탭도 포함할 수 있다. 카세트는 상기 카세트 본체 내에 탄성 튜브를 위치시키는 안내부들을 내부에 포함할 수 있고, 상기 안내부 각각은 펌프 세트의 튜브의 적어도 일부를 수용하는 테이퍼형 채널(tapered channel)을 형성 또는 한정할 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 또 다른 양태는 펌프 세트와 조합된 카세트에 관한 것일 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 양태는, 펌프 축을 중심으로 회전하는 회전자와, 유체를 펌프 세트를 통해서 환자에게 배송할 수 있도록 펌프 세트에 맞물리기 위한, 회전자에 장착된 적어도 하나의 롤러를 포함하는 펌핑 시스템을 포함하는 펌핑 장치와 함께 사용하기 위한 펌프 세트에 관한 것일 수도 있다. 펌프 세트는, 영양액 또는 의료용 액체와 같은 액체를 나르는 탄성적으로 변형 가능한 튜브와; 상기 튜브를 수용하는 카세트로서, 튜브를 적어도 하나의 롤러와 맞물리게 해서 액체가 그 튜브를 통해 배송될 수 있도록, 펌프 세트를 펌핑 장치에 장착하기 위해, 펌핑 장치에 탈착 가능하게 부착되도록 구성된 카세트를 포함할 수 있고, 상기 카세트는 펌프 축에 대해 대체로 수직이 되게 배열되며, 회전자에 의해 튜브가 압착되는 반작용 표면으로서 작용하도록 적어도 하나의 롤러에 대해 대체적으로 대향된 관계로 배열된 편향 가능한 압반 또는 가요성 고정자 표면을 포함하고, 상기 펌프 세트는 이 펌프 세트가 펌핑 장치에 장착되었을 때에 튜브가 일반적으로는 종방향으로 신장되지 않아서 종방향으로 장력을 받지 않거나, 아니면 무시할 정도의 크기로만 종방향으로 신장되도록 구성된다. 튜브는, 전형적으로, 카세트 내의 평면에 일반적으로 놓이는 중앙 유로를 구비하며, 카세트의 가요성 고정자 표면은 상기 카세트 내의 상기 중앙 유로의 평면에 평행하게 배치된다. 어떤 경우에는, 상기 가요성 고정자 표면은 대체적으로 평면이다. 또 다른 경우에서, 튜브는 전체가 카세트 내에 수용된다.
본 발명의 하나 이상의 양태는 펌프 세트를 통해 유체가 배송되도록 펌프 세트와 함께 사용하기 위한 펌핑 장치에 관한 것일 수도 있다. 펌핑 장치는, 펌프 세트의 적어도 일부를 수용할 수 있는 하우징과, 펌프 세트가 하우징에 수용될 때에 펌프 세트 내에 유체 유동이 생성될 수 있도록 펌프 세트에 작용하게 구성되며 하우징 내에 장착된 펌핑 기기(device)를 포함하고; 상기 펌핑 기기는 회전축을 구비한 회전자와, 유체가 펌프 세트를 통해 이동할 수 있도록 펌프 세트에 맞물리는, 회전자에 장착된 적어도 하나의 롤러를 포함할 수 있고; 상기 롤러는 회전자의 회전축에 수직한 회전축을 구비할 수 있다. 펌핑 장치는 또한, 회전자에 장착되며 각각이 회전자의 회전축에 수직한 회전축을 갖는 복수의 롤러도 포함할 수 있다. 본 발명의 몇몇 또 다른 양태는 상기 평면 고정자 표면을 갖는 가요성 고정자를 포함하는 카세트를 포함하는 펌프 세트와 조합된 펌핑 장치에도 관계가 있다. 고정자 표면은 회전자의 회전축에 수직으로 연장하는 평면에서 연장될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 추가적인 양태는, 복수의 롤러가 회전축을 중심으로 회전 가능하게 장착되어 있는 회전자를 구비하는 펌핑 장치와 함께 사용하기 위한 펌프 세트에 관한 것이다. 이 펌프 세트는 가요성 고정자 부재를 포함하는 카세트 본체 - 상기 가요성 고정 부재는 상기 카세트 본체에 고정된 고정부와, 상기 고정부의 반대쪽의 제2 부분과, 상기 고정부와 상기 제2 부분 사이에 한정된 반작용 표면, 및 상기 반작용 표면의 반대쪽의 제2 표면을 구비함 - ; 및 상기 카세트 본체에 고정되며 적어도 일부가 상기 반작용 표면에 대해 배치된 튜브를 포함한다. 고정자 부재는, 몇몇 경우에서는, 고정부에 외팔보로 형성되고, 반작용 표면에 편향 변위(deflection displacement)를 제공할 수 있는 제2 부분에는 고정되지 않는다. 펌프 세트는 또한 고정자 부재의 병진 운동을 미리 결정된 편향 변위 또는 목표 편향 변위로 제한할 수 있도록 구성되고 배열된, 예컨대, 그렇게 제한할 수 있도록 한 크기로 형성되어서 위치되는, 정지 부재도 포함할 수 있다. 반작용 표면의 적어도 일부는, 몇몇 경우에서는, 회전축과 적어도 부분적으로 일치하는 곡률 중심을 갖는 호형 표면을 한정한다. 다른 경우에서는, 상기 호형 표면은 회전축에 대해 오프셋되어 있는 곡률을 갖는다. 또 다른 경우에서, 튜브는 카세트 본체 내에 수용될 수 있다. 고정자 부재는 상기 제2 표면 상에 플랜지를 포함할 수 있고, 상기 플랜지는 제1 단부와 제2 단부 사이에서 상기 제2 표면의 적어도 일부를 따라 연장된다.
본 발명의 하나 이상의 양태는 복수의 롤러를 갖춘 회전자를 구비하는 펌핑 장치의 사용을 용이하게 하는 방법에 관계될 수 있는데, 이 방법은 가요성 고정자 부재를 포함하는 카세트 본체 - 상기 가요성 고정자 부재는 상기 카세트 본체에 고정된 고정부와, 상기 고정부의 반대쪽의 제2 부분과, 상기 고정부와 상기 제2 부분 사이에 한정된 반작용 표면, 및 상기 반작용 표면의 반대쪽의 제2 표면을 구비함 - 를 제공하는 단계; 튜브의 적어도 일부가 상기 반작용 표면에 대해 배치되도록 튜브를 상기 카세트 본체에 고정하는 단계를 포함한다.
다른 목적들과 특징들은 부분적으로는 자명할 것이며 또한 부분적으로는 다음의 설명에서 지적될 것이다.
도 1은 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른, 펌핑 장치를 구비한 급송 시스템과, 급송 세트 및 카세트의 단편적인 부분을 보이는 사시도이다.
도 2는 도 1의 시스템의 사시도로서, 카세트를 제거한 상태에서 급송 세트의 단편적 부분을 보이는 사시도이다.
도 3은 급송 세트가 없는 상태의 도 1의 사시도이다.
도 4는 카세트의 정면 사시도이다.
도 5는 카세트의 배면 사시도이다.
도 6은 카세트의 배면도이다.
도 7은 튜브와 연결구(fitting)를 카세트로부터 제거한 상태에서 도 6의 카세트를 보이고 있는 배면도이다.
도 8은 카세트의 고정자 부재를 보이고 있는, 도 7의 카세트의 확대 부분도이다.
도 9는 도 8의 9-9 선을 통해 취해진 고정자 부재의 단면도이다.
도 10은 연결구의 사시도이다.
도 11은 연결구의 분해도이다.
도 12는 연결구의 단면도이다.
도 13은 펌핑 장치의 삽입물(insert)의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 하나 이상의 또 다른 실시예에 따른, 펌프를 구비한 펌프 시스템과, 세트 및 카세트를 보이는 사시도이다.
도 15는 도 14의 급송 시스템에 사용할 수 있는, 펌프의 펌핑 기기의 롤러를 구비한 회전자의 정면도이다.
도 16은 카세트 및 세트를 제거한 상태에서 도 15의 펌프를 보이고 있는 사시도이다.
도 17은 도 14의 펌프 시스템에서 사용할 수 있는 카세트의 배면도이다.
도 18은 카세트로부터 튜브를 제거한 상태에서 도 17의 카세트를 보이고 있는 배면도이다.
도 19는 튜브와 도 15의 회전자가 롤러에 의해 맞물린 것(점선으로 표시됨)을 보이는 개략도이다.
도면 전체에 걸쳐, 대응하는 도면 부호들은 대응하는 부재를 나타낸다.
본 발명의 하나 이상의 양태는 회전식 연동 펌프와 같은 연동 펌프, 특히 가요성 고정자를 이용하는 회전식 연동 펌프를 연동 펌프에 관계된다. 임의의 하나 이상의 특징들 또는 이들 특징들 중 임의의 하나 이상의 특징을 제공하거나 촉진하는 구조들이 다양한 상업용 및 산업용 응용 분야에 사용되는 연동 펌프에서 구현될 수 있다. 따라서, 상세한 논의는 카세트를 구비한 영구 급송 펌프와 관련되어 있지만, 본 발명의 하나 이상의 특징은 카세트 조립체를 구비하거나 아니면 구비하지 않는 다른 연동 펌프에서 실시되거나 구현될 수 있다. 예를 들면, 예시적으로 논의된 펌프는 회전 연동식 영구 급송 펌프이지만, 본 발명을 의료용 주입 펌프를 포함한 다른 유형의 연동 펌프(도시되지 않음)에도 적용시킬 수 있다. 영구 급송 펌프의 일반적인 구성 및 동작은, 아래에서 기재한 것을 제외하고는, 공동으로 양도된, 발명의 명칭이 "유동 제어 장치(FLOW CONTROL APPARATUS)"인 2004년 5월 24일자 미국 특허 제7,608,059호와, 발명의 명칭이 "유동 제어 장치용 유동 감시 시스템(FLOW MONITORING SYSTEM FOR A FLOW CONTROL APPARATUS)"인 2004년 5월 25일자 미국 특허 제7,092,797호와, 발명의 명칭이"급송 세트의 퇴화에 대비한 분량 보정(ALIQUOT CORRECTION FOR FEEDING SET DEGRADATION)"인 2005년 9월 30일자 미국 특허 제7,534,099호와 일반적으로 동일할 수 있는데, 상기 특허 각각은 본 명세서에 참고로 포함된다. 본 발명의 여러 특징들과 양태들 중 하나 이상은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 롤러가 아닌 메커니즘을 이용하는 선형 연동 펌프와 같은 연동 펌프로 구현될 수 있다. 더욱이, 예시적인 급송 세트(7)가 도시되어 있지만, 다른 유형의 펌프 세트(도시되지 않음)도 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 사용될 수 있다.
이제 도면을 참조하면, 특히 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 원리들 중 임의의 하나 이상의 원리에 따라 구성된 예시적인 영구 급송 펌프(광의로는 "펌핑 장치")는 일반적으로 도면 부호 1로 나타내고 있다. 급송 펌프는 일반적으로 도면 부호 5로 나타낸 카세트를 장착하도록 구성된 도면 부호 3으로 일반적으로 나타내고 있는 하우징과, 상기 카세트 내에 제거 가능하게 수용되며, 도면에서는 단편 부분을 일반적으로 도면 부호 7로 나타내고 있는, 급송 세트(광의로, "펌프 세트")를 포함할 수 있다. 카세트(5)는 상기 하우징(3)에 탈착 가능하게 부착될 수 있다. 도시된 실시예에서, 카세트(5)는 하우징(3) 내의 카세트 오목부(6)에 제거 가능하게 수용된다(도 3 참조). 본 명세서에서 사용된 용어 "하우징"은 펌프(1)의 작동하는 구성요소들을 둘러싸거나 수용하지 않는 구조체와 다중 부분 구조체를 이에 제한을 둠이 없이 포함하는 많은 형태의 지지 구조체(도시되지 않음)를 포함할 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한 펌프(1)는 펌프의 상태 및 작동에 대한 정보를 표시할 수 있는 하나 이상의 디스플레이 스크린(9)을 하우징(3)에 구비할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 여러 가지 태양 및 특징은 오목부(6) 없이 구현될 수 있다. 디스플레이 스크린(9)에 근접해 있을 수 있는 하나 이상의 버튼(11)이 펌프(1)로부터 정보를 얻고 제어하는 데 사용하기 위해 마련될 수 있고, 하나 이상의 발광 다이오드(13)가 펌프에 대한 상태 정보를 제공할 수 있다. 사용자 또는 조작자가 쉽게 볼 수 있게 디스플레이 스크린(9)을 약간 상향으로 기울일 수 있도록, 하우징(3)의 바닥에 다리가 배치될 수 있다.
디스플레이 스크린(9)은 하우징(3)의 전면 패널(일반적으로 도면 부호 19로 표시됨)의 일부일 수 있고, 하우징에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 영구 급송 펌프는 회전자 축(도시되지 않음)에 연결된 펌프 모터(도시되지 않음)를 포함하는 일반적으로 도면 부호 23으로 나타낸 펌핑 유닛도 추가로 포함할 수 있다. 펌프 모터에 전력을 공급하기 위해 배터리(도시되지 않음)가 하우징(3) 내에 수용될 수 있다. 배터리가 아닌, 혹은 배터리 이외의 전원은 회전자 축을 통해 펌핑 유닛을 구동시키는 하나 이상의 원동기를 포함하는 펌프에 전원을 공급하는 데 사용될 수 있다.
펌핑 유닛(23)은 회전자 축에 결합될 수 있는 회전자(일반적으로 도면 부호 37로 표시됨)를 구비할 수 있다. 회전자(37)는 내부 디스크(39), 외부 디스크(41), 및 종축을 중심으로 상기 디스크들에 대해 회전할 수 있도록 상기 내부 디스크와 외부 디스크 사이에 장착된 4 개의 롤러(하나만 도시되어 있음)를 포함할 수 있다(도 2 및 도 3 참조). 급송 세트가 카세트(5) 안에 수용되고 카세트가 하우징(3)에 부착 될 때에 롤러(43)는 급송 세트(7)의 튜브(45, 도 2)와 맞물려서 유체가 급송 세트를 통해 환자에게 배송되게 한다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 카세트(5)는 전면(53), 배면(55), 상부(57), 및 바닥(59)을 구비한 카세트 본체(51)를 포함할 수 있다. 측벽(61)과 상부 벽(63)은 카세트 본체(51)의 배면(55)로부터 연장되어서 연결구(fitting)(65)를 수용하도록 구성된 배면 공동부를 형성한다. 튜브(45)가 상기 연결구(65)에 부착될 수 있다. 연결구(65)는 이 연결구(65)가 카세트 내에 고정 또는 스냅 방식으로 결합될 수 있게 하는 탭을 가질 수 있다. 몇몇 경우에서, 상기 연결구는 카세트에 제거 가능하게 고정될 수 있다.
상기 연결구는 튜브 홀더일 수 있고, 기부(67), 유입구(69) 및 배출구(71)를 포함할 수 있다(도 10 내지 도 12 참조). 유입구(69)는 튜브(45)의 입구 단부 안으로 삽입하기 위한 제1 부착부(73)와, 유입 튜브(77, 도 2 참조)를 수용하기 위한 제2 부착부(75)를 포함할 수 있다. 배출구(71)는 튜브(45)의 출구 단부로의 예를 들어 삽입시키는 것과 같은 맞물림 또는 부착을 위한 제1 부착부(79)와, 출구 튜브(83)를 예를 들어 수용하는 것과 같은 부착을 위한 제2 부착부(81)를 포함할 수 있다. 제2 부착부(81)는 기부(67) 상의 리셉터클(82) 안에 제거 가능하게 놓일 수 있다. 대안적으로, 제2 부착부(81)는 유입구(69)의 제2 부착부(75)의 구조와 유사하게 기부(67)에 고정될 수 있다.
튜브(45)와 유입 튜브(77)와 배출 튜브(83)가 펌프 세트(7)를 구성할 수 있다. 카세트(5)가 펌프 세트의 일부로 간주될 수 있다는 것도 또한 기대된다. 바람직한 실시예에서, 카세트(5)는 폴리카보네이트와 같은 중합체 물질로 만들어진다.
예시적으로 도시된 바와 같이, 탭(84)은 기부(67)의 측면으로부터 연장될 수 있고, 연결구(65)가 카세트에 탈착 가능하게 부착될 수 있도록 카세트(5)의 측벽(61) 및 전면(53)에 있는 각각의 개구(86)들 안에 수용되게 구성될 수 있다. 상기 측벽(61) 내의 한 쌍의 안내 램프(91)는 상기 개구(86)들을 향해 깔때기 모양으로 형성될 수 있다. 연결구(65) 상의 탭(84)은 상기 램프(91)를 따라 타고 가서, 상기 개구(86) 내에 수용됨으로써, 연결구가 카세트 본체(51)에 유지되게 된다. 대안적으로, 연결구(65)는 카세트 본체(51)와 일체로 형성되거나, 또는 생략될 수 있다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 절결부(85)가 연결구(65)의 유입구(69) 및 배출구(71)의 제2 부착부(75, 81)를 수용하기 위해 카세트 본체(51)의 상부 벽(63)에 형성될 수 있다. 위치 결정 벽(87)이 카세트 본체(51)의 상부 근처에서 수직하게 연장될 수 있다. T형 안내 벽(88)이 카세트 본체(51)의 측벽(61)으로부터 연장될 수 있다. 호형 벽(89)이 측벽(61)들 사이에서 일반적으로 카세트 본체(51)의 중심에 배치될 수 있다. 연결구(65)의 기부(67)는 상부 및 하부 측방향 위치 결정 벽(87A, 87B)들의 쌍 위에 놓이며, 중앙 위치 결정 벽(87C)은 기부(67)에 있는 오목부(90) 안에 수용된다. 중앙 위치 결정 벽(87C)과 오목부(90) 간의 맞물림은 연결구(65)가 카세트(5) 내에서 임의의 측방향으로 움직이는 것을 방지하거나 적어도 억제한다. 호형 벽(89)의 수평부는 연결구(65)가 카세트(5) 내에서 하향으로 이동하는 것을 제한한다. 연결구(65)의 제1 부착부(73, 79)는 튜브(45)의 각 단부들, 예컨대 유입 단부 및 배출 단부를 위한 안내 채널을 형성하는 호형 벽(89)의 다리들과 T형 안내 벽(88)들 사이에 수용된다. 안내 채널은 다른 방법으로 형성되거나, 또는 완전히 생략될 수 있다.
호형 벽(95)은 카세트(5)가 하우징(3)에 부착될 때 펌프(1)의 회전자(37)의 적어도 일부를 수용하기 위한 회전자 오목부(97)를 한정할 수 있도록 일반적으로 카세트 본체(51)의 중앙에 배치될 수 있다. 회전자 오목부(97)는 카세트 본체(51)의 전면(53) 상으로는 융기부(99)를 형성할 수 있다(도 4 참조). 유입측 및 배출측 외부 곡형 안내 벽(101)들이 호형 벽(95)의 양 측부에 대체로 평행하게 연장된다. 유입측 및 배출측 내부 곡형 안내 벽(103)들이 호형 벽(95)로부터 상향으로 상기 유입측 및 배출측 외부 곡형 안내 벽(101)들 각각에 대체로 평행하게 연장되어, 튜브(45)의 유입부와 배출부를 각각 수용하는 유입측 개구와 배출측 개구를 형성한다. 안내 벽(101, 103)들과 호형 벽(95)은, 카세트(5)가 하우징(3)에 부착되었을 때에 튜브가 회전자(37)에 대해 적절하게 위치될 수 있도록 하기 위해, 튜브(45)의 하부를 수용하는 루프 형태의 튜브 채널을 형성할 수 있다. 호형 벽(95)과 곡형 안내 벽(101, 103)은 튜브를 회전자 오목부(97)의 측부 둘레에 긴밀히 끼워 맞춰진 관계로 수용할 수 있다. 립(lip)(100)은 튜브(45)를 튜브 채널 안에 붙들어서 튜브(45)를 카세트 안에 유지시키기 위해 튜브 채널 위로 연장되어서, 튜브를 제3 축을 따라 속박시킬 수 있다. 튜브(45)가 회전자 오목부(97)의 바닥에서 안내 벽(101, 103) 또는 호형 벽(95)과 직접적으로 대향되지 않도록, 외부 곡형 안내 벽 (101)들이 일반적으로 회전자 오목부(97)의 바닥측에서 종료될 수 있다.
카세트(5) 및 튜브(45)를 카세트 오목부(6)에 고정시키는 데 도움이 될 수 있도록 하기 위해 삽입물(105)이 하우징(3)의 카세트 오목부(6) 안에 수용될 수 있다(도 3 및 도 13 참조). 삽입물(105)은 카세트(5)가 하우징(3)에 부착될 때에 T자형 안내 벽(88)들과 호형 벽(89)과 곡형 안내 벽(101, 103)들 사이에서 카세트(5)의 배면 공동 안에 수용될 수 있도록 카세트 오목부(6) 안에 위치될 수 있다. 삽입물(105)은 튜브(45)의 유입부를 수용하기 위해 삽입물의 유입측에 배치된 한 쌍의 대향하는 제1 돌출부(107)와, 튜브(45)의 배출부를 수용하기 위해 삽입물의 배출측에 배치된 한 쌍의 대향하는 제2 돌출부(109)를 포함할 수 있다. 튜브(45)의 유입부 및 배출부가 제1 돌출부(107)와 제2 돌출부(109) 사이에서 맞물리게 해서 그 유입부와 배출부가 파지되게 하여 돌출부들 안에 삽입되게 하는 데 도움이 될 수 있도록 하기 위해 카세트 본체(51)의 배면(55) 상에 늑재(rib)(111, 도 7 참조)들이 위치될 수 있다. 튜브(45) 내에서의 유체 흐름 방향을 나타내는 표시기(indicia)(112)가 상기 제2 돌출부(109)들 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 표시기(112)는 화살표 형태이다.
도 5 내지 도 9를 참조하면, 고정자 부재(113)는 일반적으로 회전자 오목부(97)의 바닥이나 혹은 그 바닥에 근접한 곳에 있는 고정자 개구(115)와 같은 공동 안에서 카세트 본체(51)의 바닥 부분에 배치될 수 있다. 따라서, 카세트(5)가 하우징(3)에 부착될 때에, 상기 고정자 부재(113)는, 전형적으로는, 회전자(37)의 바닥에 대체로 반대되게 위치된다. 유리한 구성에 있어서, 고정자 부재(113)는 롤러(43)가 아래에서 설명하는 바와 같이 튜브와 맞물릴 때에 급송 세트(7)의 튜브(45)를 지지할 수 있다. 몇몇 경우에서, 고정자 부재(113)는 이 고정자 부재의 길이 L을 따라 연장되는 원호 형상을 가질 수 있다. 예시적으로 도시된 실시예에서와 같이, 고정자 부재(113)는 제1 단부(121)에서만 카세트 본체(51)에 고정된 외팔보형 부재일 수 있으며, 적어도 부분적으로는 고정자 개구(115) 내에서 카세트 본체(51)에 대해 자유롭게 떠 있다. 도시된 바와 같이, 가요성 고정자 부재(113)는 카세트(5)의 나머지 부분으로의 연결부 또는 고정부(121)를 중심으로 선회할 수 있고, 평평할 수 있다. 예를 들어, 고정자 부재는 카세트 본체에 부착된 제1 단부(121)와, 고정자 부재의 표면을 갖는 반작용 부분(reaction segment)이 편향 변위를 가질 수 있도록 배치되거나 떠 있을 수 있는 고정되지 않은 제2 단부(122)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 롤러가 상기 튜브를 따라서 가로지르고 회전자의 회전축을 중심으로 회전할 때에, 가요성 고정자 부재(113)는 하나 이상의 롤러(43)들에 의해서 그 롤러들이 회전축을 중심으로 회전하는 동안에 가해진 힘에 대해 반작용해서 소정의 편향 변위로 변위되거나 편향될 수 있다. 상기 편향 변위는 고정자의 제2 단부의 병진 운동의 최대 크기로 정의될 수 있다. 본 발명의 여러 가지 변형은 롤러의 회전축을 중심으로 한 회전 반경에 대체로 해당되는 곡률의 원호 반경을 갖는 가요성 고정자 부재(113)와 관련될 수 있고, 회전축 상에서 일치하는 곡률 중심을 가질 수 있다. 몇몇 경우에서, 가요성 고정자 부재는 가변 곡률 반경을 갖는 아치형 반작용 표면을 갖춘 카세트 본체에 고정된 한 단부를 갖는 외팔보이다. 예를 들어, 호형 반작용 표면의 곡률의 정도는 고정된 단부에서부터 자유 단부까지 증가할 수 있지만, 다른 경우에서, 호형 반작용 표면의 곡률의 정도는 고정된 단부에서부터 자유 단부까지 감소할 수 있다. 따라서, 가요성 고정자 부재는 곡률 중심이 없는 호형 외팔보 부재일 수도 있다. 또한, 가요성 고정자 부재는 회전축과 일치하지 않는 곡률 중심을 갖는 호형 외팔보 부재일 수 있다.
가요성 고정자 부재(113)는 반작용 부분의 호형 표면의 반대편인 제2 표면에 플랜지를 구비할 수 있다. 예를 들면, 가요성 고정자 부재(113)의 폭 W(도 9 참조)는 길이 L을 가로질러 연장하고, 고정자 부재의 두께 T는 고정자 부재의 폭을 따라 변할 수 있다. 이와 같이, 가요성 고정자 부재(113)는 두께 T1을 가지는, 고정자 부재의 길이 L을 따라 연장되는 제1 부분과, 상기 제1 부분의 두께 T1보다 큰 두께 T2를 가지는, 고정자 부재의 길이를 따라 연장되는 제2 부분을 구비한다. 고정자 부재의 제3 부분은 상기 제1 부분의 두께 T1과 동일한 두께 T3을 갖는다. 상기 제2 부분의 증가된 두께 T2는 롤러(43)의 맞물림으로 인한 반복된 변형으로부터 발생되는 소성 변형에 저항할 수 있게 가요성 고정자 부재(113)에 구조적 강성을 제공한다. 상기 증가된 두께 T2는 가요성 고정자 부재(113)의 종방향 늑재라고 생각할 수 있다. 제1 부분의 바닥에 있는 횡방향 늑재(116)들은 가요성 고정자 부재(113)에 구조적 강성을 제공할 수 있고, 주형 공동으로부터의 외팔보 부재의 예를 들어 이형(ejection)과 같은 제거를 용이하게 하는 접촉 표면 역할을 할 수 있다. 도시된 실시예에서, 가요성 고정자 부재(113)의 상기 제1 부분과, 제2 부분과, 제3 부분은 일체로 형성되어 있다. 고정자 부재는 적절한 방식으로 서로 부착된 세 개의 개별 부분들로 형성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 가요성 고정자 부재(113)는 카세트 본체(51)와 단품으로 일체로 형성될 수 있다. 그러나, 가요성 고정자 부재(113)는 카세트 본체(51)와 별도로 형성하고 적합한 수단으로 카세트 본체에 부착시킬 수 있다. 예를 들어, 가요성 고정자는 카세트 본체 내의 맞물림 공동 안에 맞물리는 긴 연장부를 구비할 수 있고, 이 경우에서 상기 맞물림 공동은 상기 연장부를 수용할 수 있도록 한 대응하는 크기와 형상으로 형성된다. 이런 식으로, 고정자 부재는 카세트 작동 파라미터들에 맞게 하기 위해, 튜브 특성들 중 임의의 특성에 대한 고려는 하면서 혹은 하지 않으면서, 계수, 색상, 곡률 반경과 같은 기계적 특성을 달리하는 복수의 후보들 중에서 선택될 수 있다.
정지 부재 또는 정지부(117)는 가요성 고정자 부재(113)의 부유 이동을 최대 변위까지로 제한하기 위해 고정자 개구(115)의 바닥에 배치될 수 있다. 정지부(117)는 고정자 부재의 소성 변형을 초래하는 고정자 부재의 구부러짐을 방지하기 위해 가요성 고정자 부재(113)의 하측에 대해서 이격될 수 있다. 예를 들어, 정지 부재는 고정되지 않은 단부(122)의 편향 변위 거리의 크기를 최대 변위까지로 제한하기 위해 위치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 정지부(117)는 카세트 본체(51)의 일부로서 형성된다. 그러나, 정지부(117)는 카세트 본체(51)와는 별도로 형성되어서 적합한 방식으로 카세트 본체에 부착될 수 있다. 다른 경우에서, 정지부(117)는 하우징(3) 상에 형성되고, 가요성 고정자 부재(113)의 변위를 최대 변위까지로 제한하도록 구성될 수 있다. 정지부(117)는 적절한 표면적을 제공해서 고정자 부재의 움직임을 제한할 수 있도록 가요성 고정자 부재(113)의 폭 W보다 큰 폭 W2를 가질 수 있다. 정지부(117)는 가요성 고정자 부재(113)를 차폐하는 역할을 할 수 있으며, 그 크기는 전형적으로는 가요성 고정자 부재(113)를 걸거나 잡게 되는 가능성을 방지하거나 줄일 수 있도록 한 크기로 한다.
카세트(5)를 펌프 하우징(3)에 부착하기에 앞서, 유입 및 배출 튜브(77, 83)를 카세트의 각각 유입구(69) 및 배출구(71)에 각각 부착시킬 수 있다. 카세트(5)를 펌프 하우징(3)에 부착시키기 위해, 카세트 본체(51)의 바닥(59)에 있는 하나 이상의 핀 또는 융기된 돌출부(119)를 하우징(3) 내의 오목부(6)의 바닥에 있는 슬롯(121)에 삽입시킬 수 있다. 융기된 돌출부(119)와 슬롯(121) 사이의 맞물림에 의해 일반적으로 카세트(5)가 하우징(3) 상에 위치된다. 이어서 카세트 본체의 상부(57)에 있는 탭(125) 위의 렛지(ledge)(123)가 오목부(6)의 상부에 있는 걸림부(catch)에 걸릴 때까지 카세트 본체(51)를 회전시킬 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 돌출부(119)와 렛지(123)는 카세트 본체(51)와 일체로 형성된다. 그러나, 융기된 돌출부(119)와 렛지(123)는 카세트 본체(51)와 별도로 형성되어 적합한 방식으로 카세트 본체에 부착될 수 있다. 펌프 하우징(3)으로부터 카세트(5)를 분리시키기 위해서는, 탭(125)을 눌러서 렛지(123)가 걸림부(127)에서 풀리도록 한다.
일반적으로, 1 분량의 유체의 체적은 튜브의 크기(즉, 내경)와, 롤러들 사이의 관의 협지 혹은 고립된 부분의 길이에 기초한 계산에 의해 결정될 수 있다. 종래의 펌프에서는, 인접한 롤러들이 롤러들 사이의 튜브 부분을 협지시키고 신장시킨다. 예를 들어, 롤러의 입구측의 튜브 부분은 인장 상태에 놓이고, 롤러의 출구측의 튜브 부분은 압축 상태에 놓일 수 있다. 이러한 신장 및 압축은 매 분량에서 생성되는 유체의 양을 변경시키는 튜브의 크기를 변경한다. 따라서, 당해 분량의 유체의 계산된 양은 당해 분량의 유체의 실제량과 다를 것이다.
펌프(1)는 계산된 유체 유동과 일치하는 실제 유체 유동을 생성할 수 있다. 일단 카세트(5)가 펌프 하우징(3)에 부착되면, 급송 세트(7)의 튜브(45)는 펌프(1)의 롤러(43)에 맞물리도록 위치된다. 롤러(43)들은 가요성 고정자 부재(113)에 의해 지지된 튜브 부분에서 튜브(45)와 맞물린다. 롤러(43)에 의한 튜브(45)의 맞물림에 의해 가요성 고정자 부재(113)가 휘어지거나 또는 롤러로부터 멀어지는 이동을 하게 된다. 탄성 튜브를 심하게 인장시켜서 1 분량를 달성하는 종래의 연동 펌프와는 대조적으로, 본 발명은 롤러로 튜브를 압축하는 데 있어서 더 두꺼운 벽 치수를 갖는 튜브의 사용을 도모할 수 있게 하는 가요성 고정자 부재를 이용하여 분량을 유리하게도 용이하게 생성하며, 결국에는 튜브의 탄력을 향상시킬 수 있어서 더 크게 인가되는 힘을 수용할 수 있고 결과적으로 두꺼운 튜브 벽과 관련된 더 큰 열화 저항성으로 인해 튜브의 수명을 향상시키는 것으로 생각된다. 특히, 위와 같은 동작은 튜브(45)가 적어도 부분적으로 펴져서 보다 더 직선 형태로 되게 하며, 롤러(43)가 튜브를 반직선 형태로 폐색시키게 한다. 따라서, 종래의 펌프에 있어서 롤러로 하는 것처럼 튜브(45)를 당기고 신장시키고 하는 것 대신에, 롤러(43)들이 튜브를 따라 활주하면서 튜브를 인장력 감소 상태에서 폐색시킨다. 결과적으로, 롤러(43)들은 튜브(45)의 실제 선형 치수와 일치하는 분량을 생성한다. 따라서, 펌프(1)의 계산된 분량 체적은 펌프에 의해 생성된 실제의 분량 체적과 일치하고, 결과적으로 급송이 보다 더 정확해진다.
루멘(45)을 가요성 고정자 부재(113)에 대해 협지시키는 롤러(43)에 의해 야기된 튜브(45)의 폐색은 그 폐색 지점에서의 튜브에는 공칭 크기의 국부 인장 및 압축을 초래한다는 것을 알게 될 것이다. 그러나, 폐색에 의해 생성된 공칭 인장 및 압축은 의미상으로는 튜브의 체적을 변경하는 것이 아니고, 펌프(1)는 그 공칭 인장 및 압축에 의거하여 환자에게 배송할 유체 또는 분량의 양을 계산한다.
가요성 고정자 부재(113)는 플라스틱으로 형성될 수 있으며 롤러(43)에 의한 맞물림에 응하여 자유롭게 구부러질 수 있기 때문에, 고정자 부재는 소성 변형에 민감할 수 있다. "자유 유동" 상태의 어떠한 기회도 줄이기 위해, 가요성 고정자 부재가 구부러지는 거리를 제한해서 "자유 유동" 상태가 생성될 정도로 상기 고정자 부재가 소성 변형될 수 없도록, 가요성 고정자 부재(113) 아래에 정지부(117)가 위치된다. 따라서, 정지부(117)는, 가요성 고정자 부재(113)가 회전자 롤러들과 반작용 표면 간의 공차 차이를 보상할 수 있도록 한 거리를 이동하지만 롤러들이 튜브를 폐색할 수 없게 하는 정도로 충분하게 이동해서, 급송 세트(7)를 통해 펌핑되는 유체의 분량을 형성하는 것을 보장할 수 있다. 정지부는 또한 고정자 부재가 바람직하지 않게 잡히거나 또는 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
펌프(1)에는 또한 고정자 부재, 튜브(45), 또는 카세트(5)의 위치를 검출하기 위한 검출 시스템이 제공될 수 있다. 검출 특징은 카세트(5)가 펌프 하우징(3)에 장착되는 동안에 가요성 고정자 부재(113)가 회전자에 대해 적절하게 위치되어서 "자유 유동"을 방지하는 것을 보장하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 상기 검출 특징은 펌핑이 시작되기 전에는 튜브(45)가 롤러(43)들과 가요성 고정자 부재(113)에 의해 적절하게 폐색되는 것을 보장할 수 있도록 하는 안전장치로 기능할 수 있다. 바람직한 검출 방법은 펌프(1) 상의 가시광 및 적외선 발광기를 사용해서, 카세트(5) 상의 반사면(도시 생략)에 대해 빛을 비추어서 펌프 상의 검출기가 검출하도록 하는 것이다. 이것은 단지 IR 또는 가시광 센서를 사용하는 다른 검출 방법에서 발생할 수 있는 거짓 양성(false positive)을 방지하는 데 사용될 수 있다. 가요성 고정자 부재(113) 상의 키이홈 구성(keyed configuration)(미도시)도 가시광 및 적외선 방출기/검출기에 추가하여 발광기/검출기로부터의 판독을 확인하기 위한 대비용으로서 사용될 수 있다. 안내 벽(91, 101, 103)은 또한 튜브가 카세트(5) 안에 제대로 수용되는 것을 보장하기 위한 검출을 위해서 튜브(45)를 발광기/검출기들 사이의 적소에 위치시킬 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 가요성 고정자 부재 안에 배치된 자성 재료의 자계를 검출함으로써 카세트가 펌프에 맞물렸는지를 적극적으로 확인할 수 있다. 몇몇 경우에서는, 튜브가 회전하는 회전자에 의해 주기적으로 협지되었을 때에 가요성 고정자 부재 내의 자성 재료가 진동됨으로써 생성된 자계에 의해 발생된 전류와 관련된 홀 효과 현상을 측정하는 센서에 연결되는 인터록 회로를 가질 수 있다. 예를 들어, 자성 재료는 가요성 고정자 부재의 단부(122)에 또는 그에 근접하게 배치될 수 있다. 작동하는 동안에, 롤러들이 회전축 둘레에서 회전하는 동안에 튜브를 가로질러서 그 튜브를 반작용 표면에 대해 협지시키게 되고, 이는 진동 변위를 나타내게 되므로, 가요성 고정자 부재는 전형적으로 진동 변위를 갖는다. 진동하는 단부(122)에 있는 자성 재료는 일반적으로 하우징(3) 상에 배치되는 홀 효과 센서 내에 전류 변화를 생성시키고 유도하는 가변 자계를 생성한다. 홀 효과 센서로부터 예상되는 전류로부터의 임의의 편차는 펌프 또는 그의 구성요소의 고장을 나타내는 것일 수 있다. 따라서, 변동하는 자계 감시는 펌프를 종료시키는 데 사용될 수 있고, 경보를 촉발시킬 수 있다.
도 14 내지 도 19를 참조하면, 연동 펌프의 제2 실시예가 일반적으로 도면 부호 201로 표시되어 있다. 제2 실시예의 펌프는 제1 실시예의 펌프(1)와 유사하다. 따라서, 펌프(1)의 부품들에 일반적으로 대응하는 펌프(201)의 부품들에는 200이 더해진 동일한 도면 부호가 부여될 것이다. 펌프(201)는, 카세트를 장착할 수 있도록 구성된, 일반적으로 도면 부호 203으로 나타낸 하우징과, 일반적으로 도면 부호 205로 나타낸 카세트와, 상기 카세트 내에 제거 가능하게 수용되며, 도면에서는 단편 부분을 일반적으로 도면 부호 207로 나타내고 있는, 급송 세트(광의로, "펌프 세트")를 포함할 수 있다. 카세트(205)는 하우징(203)에 탈착 가능하게 부착된다. 도시된 실시예에서, 카세트(205)는 하우징(203) 내의 카세트 오목부(206) 내에 제거 가능하게 수용된다.
펌프(201)는 또한 회전자 축(도시되지 않음)에 연결된 펌프 모터(도시되지 않음)를 포함하는 일반적으로 도면 부호 223으로 나타낸 펌핑 유닛을 추가로 포함할 수 있다. 회전자(일반적으로 도면 부호 237로 나타냄)는 상기 펌핑 유닛(223)의 회전자 축에 장착될 수 있다. 회전자(237)는 디스크(239)와, 이 디스크 상에 장착되어 디스크에 대해서 길이 방향 축을 중심으로 회전하는 롤러(243)들을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에는, 네 개의 롤러(243)들이 도시되어 있다. 이와 다른 개수의 롤러(243)들이 디스크(239) 상에 장착될 수 있다는 것을 알게 될 것이다. 모터는 회전자(237)를 회전자 축(AR)을 중심으로 회전시킨다. 롤러(243)들은 그 각각의 롤러가 상기 회전자 축(AR)에 대체로 수직하게 연장되는 롤러 축(AL)을 중심으로 해서 핀 상에서 회전하도록 핀(244)에 의해서 회전자(237)의 면에 장착될 수 있다. 이것은 롤러들이 회전자 축에 평행 한 축을 중심으로 회전하도록 회전자 상에 장착되는 종래의 펌프와 상반된 것이다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 이 구성은 급송 세트(207)가 펌프에 탑재될 때에 급송 세트가 롤러(243)에 의해 인장된 상태로 배치되지 않도록 신장되지 않은 형태로 하우징(203) 내에 장착될 수 있게 한다. 급송 세트가 카세트(205) 내에 수용되고 카세트가 펌프 하우징(203)에 부착된 때에 유체가 급송 세트를 통해서 환자에게 배송되도록 하기 위해, 롤러(243)들은 급송 세트(207)의 튜브(245)에 맞물리도록 구성된다.
카세트(205)는, 전면(253), 배면(255), 상부(257) 및 바닥(259)을 갖는 카세트 본체(251)를 포함한다. 측벽(261)들과 상부 벽(263)은 연결구(265)를 수용하도록 구성된 배면 공동을 형성하는 카세트 본체(251)의 배면(255)으로부터 연장될 수 있다. 카세트(205)의 배면(255)은 고정자 표면(256)을 한정할 수 있다. 고정자 표면은 카세트(205)가 하우징(203)에 부착된 때에 회전자 디스크(239)에 대체로 평행하고 회전자 축(AR)에 대체로 수직하게 연장된다. 바람직한 실시예에서, 고정자 표면(256)은 튜브(245)를 폐색하기 위한 납작한 표면을 제공하는 평면이다.
카세트(205)의 배면 공동의 바닥은 회전자 오목부(297)를 한정한다. 유입측 및 배출측 외부 곡형 안내 벽(301)들과 각각의 유입측 및 배출측 내부 곡형 안내 벽(303)들은 서로 대체로 평행하게 연장되어, 튜브(245)의 각각의 유입부 및 배출부를 수용하는 유입측 및 배출측 개구를 형성한다. 바닥부 곡형 안내 벽(304)은 회전자 오목부(297)의 바닥에 배치될 수 있다. 롤러(243)의 축(AR)을 중심으로 한 대응하는 궤도 경로 상에 튜브가 용이하게 정렬되게 하기 위해 추가 안내 벽들이 이용될 수 있다. 안내 벽(301, 303, 304)들은, 카세트(205)가 하우징(203)에 부착되었을 때에 튜브가 회전자(237)에 대해 적절하게 위치될 수 있도록 하기 위해, 튜브(245)의 하부를 수용하는 루프 형태의 튜브 채널을 형성한다. 곡형 안내 벽(301, 303, 304)들은 튜브를 회전자 오목부(297)의 측부 둘레에 근접하게 수용한다.
급송 세트(207)는 이 급송 세트를 통한 유체의 실제 유동이 급송 세트의 수명 기간에 걸쳐 계산된 유체 유동과 더욱 더 일치할 수 있도록 펌프(201) 상에 신장되지 않은 형태로 장착될 수 있다. 일단 카세트(205)가 펌프 하우징(203)에 부착되면, 급송 세트(207)의 튜브(245)는 펌프(201)의 롤러(243)들에 의해 맞물리도록 위치된다(도 19 참조). 롤러(243)들이 회전자(237) 상에서 회전하여서, 롤러들과 고정자 표면(256) 사이의 튜브가 압축됨으로써, 튜브(245)가 폐색된다. 안내 벽(301, 303, 304)들은 롤러들이 튜브(245)를 적절히 폐색시킬 수 있도록 롤러(243)들의 경로를 방해하지 않게 배치된다. 튜브(245)는 종래의 설계에서처럼 롤러(243) 주위에서 신장되지 않기 때문에, 튜브는 이완되었지만 신장되지 않은 상태로 배치된다. 따라서, 매 분량의 유체 체적은 튜브의 크기에 기초하여 계산된 유체의 체적과 일치한다. 따라서, 펌프(201)는 종래의 펌프에 비해 더 정확한 급송을 일으킬 수 있다.
이상에서 본 발명을 설명하였지만, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 여러 가지 수정 및 변형을 할 수 있다는 것은 명백하다. 예를 들어, 카세트(205)는, 안내 벽(303)에 근접한 부착된 가장자리부와, 안내 벽(304)에 근접하고 롤러들의 궤도 경로를 따라서 또는 둘레에서 근접하며 상기 부착부의 반대측에 있는 고정되지 않은 가장자리부를 구비함으로써, 외팔보 고정자 표면을 고정자 부재로서 구비할 수 있다. 고정되지 않은 가장자리부는 롤러들 또는 회전자로부터 소정의 이격 거리, 즉 고정된 가장자리부와 회전자 사이의 간격보다 작은 이격 거리로 배치될 수 있다. 따라서, 일례로, 외팔보 표면은 롤러들의 궤도 경로 또는 회전자에 의해 한정된 평면에 대해 기울어지거나 경사질 수 있다. 다른 수정 예에서, 연동 펌프는 가요성 튜브가 롤러들에 의해 변형되는 동안에 가요성 튜브를 지지하기 위해 배치된, 일체로 형성된 외팔보 반작용 부재를 구비할 수 있다.
본 발명 또는 본 발명의 바람직한 실시예들의 요소들을 소개할 때, 부정관사 및 정관사와 "상기"는 당해 요소들이 하나 이상 있다는 것을 의미하는 것으로 의도되었다. "포함하는", "구비하는", 및 "갖는"이라는 용어는 총괄적인 것이며 열거된 요소들 이외의 추가 요소들도 있을 수 있다는 것을 의미하는 것으로 의도되었다.
이상의 설명을 살필 때에, 본 발명의 여러 목적들이 달성되고 있고, 다른 유리한 결과들도 달성되고 있다는 것을 알게 될 것이다.
전술한 구성에 대해 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경을 가할 수 있으므로, 이상의 설명에 포함되고 첨부된 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 해석되어야 하지 한정적인 의미로 해석되어서는 안 된다.

Claims (17)

  1. 펌프 축을 중심으로 회전하는 회전자와, 펌프 세트에 맞물리기 위해, 회전자 상에 장착된 적어도 하나의 롤러를 포함하는 펌핑 시스템을 구비하는 펌핑 장치와 함께 사용하기 위한 펌프 세트로서,
    액체를 나르는 탄성적으로 변형 가능한 튜브, 및
    상기 탄성적으로 변형 가능한 튜브를 수용하는 카세트로서, 적어도 하나의 롤러에 의해 맞물리게 해서 유체가 펌프 세트를 통해 배송될 수 있도록, 펌프 세트를 펌핑 장치 상에 장착하기 위해, 펌핑 장치에 탈착 가능하게 부착되도록 구성된 카세트 - 상기 카세트는, 회전자에 의해 상기 탄성적으로 변형 가능한 튜브가 압착되는 반작용 표면으로서 작용하도록 상기 적어도 하나의 롤러에 대해 대체로 대향된 관계로 배치된 고정자 표면을 구비하는 가요성 고정자를 포함함 - 를 포함하고,
    상기 탄성적으로 변형 가능한 튜브가 적어도 하나의 롤러에 의해 맞물리면, 가요성 고정자 부재는 적어도 부분적으로는 고정자 개구 내에서 자유롭게 떠 있고, 상기 가요성 고정자 부재는 가요성 고정자 부재의 길이에 대해 횡방향으로 연장하는 횡방향 늑재를 구비하고, 상기 횡방향 늑재는 고정자 표면 반대쪽의 가요성 고정자 부재의 바닥 표면 상에 배치되고, 상기 횡방향 늑재는 제1 횡방향 늑재를 포함하고, 상기 가요성 고정자 부재는 가요성 고정자 부재의 길이에 대해 횡방향으로 연장하는 제2 횡방향 늑재를 추가로 포함하고, 상기 제2 횡방향 늑재는 상기 가요성 고정자 부재의 바닥 표면 상에 배치되어 있는, 펌프 세트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄성적으로 변형 가능한 튜브는 카세트 내의 평면에 일반적으로 놓이는 중앙 유로를 구비하며, 상기 카세트의 고정자 표면은 상기 카세트 내의 상기 중앙 유로의 평면에 평행하게 배치되는, 펌프 세트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탄성적으로 변형 가능한 튜브는 전체가 카세트 내에 수용되는, 펌프 세트.
  4. 제1항에 있어서, 축을 따라 상기 탄성적으로 변형 가능한 튜브를 속박하도록 구성되고 배치된 립을 추가로 포함하는, 펌프 세트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 변형 가능한 튜브가 상기 카세트에 고정된 튜브 홀더에 연결되는, 펌프 세트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 가요성 고정자 부재는 제1 두께를 가지는, 가요성 고정자 부재의 길이를 따라 연장되는 제1 부분과, 상기 제1 부분의 제 1 두께보다 큰 제2 두께를 가지는, 가요성 고정자 부재의 길이를 따라 연장되는 제2 부분을 포함하고, 상기 횡방향 늑재는 상기 가요성 고정자 부재의 상기 제1 부분 상에만 배치되는, 펌프 세트.
  7. 펌프 축을 중심으로 회전하는 회전자와, 펌프 세트에 맞물리기 위해, 회전자 상에 장착된 적어도 하나의 롤러를 포함하는 펌핑 시스템을 구비하는 펌핑 장치와 함께 사용하기 위한 펌프 세트로서,
    액체를 나르는 탄성적으로 변형 가능한 튜브, 및
    상기 탄성적으로 변형 가능한 튜브를 수용하는 카세트로서, 적어도 하나의 롤러에 의해 맞물리게 해서 유체가 펌프 세트를 통해 배송될 수 있도록, 펌프 세트를 펌핑 장치 상에 장착하기 위해, 펌핑 장치에 탈착 가능하게 부착되도록 구성된 카세트 - 상기 카세트는, 회전자에 의해 상기 탄성적으로 변형 가능한 튜브가 압착되는 반작용 표면으로서 작용하도록 상기 적어도 하나의 롤러에 대해 대체로 대향된 관계로 배치된 고정자 표면을 구비하는 가요성 고정자를 포함함 - 를 포함하고,
    상기 탄성적으로 변형 가능한 튜브가 적어도 하나의 롤러에 의해 맞물리면, 가요성 고정자 부재는 적어도 부분적으로는 고정자 개구 내에서 자유롭게 떠 있고, 상기 가요성 고정자 부재는 가요성 고정자 부재의 길이에 대해 횡방향으로 연장하는 횡방향 늑재를 구비하고, 상기 횡방향 늑재는 고정자 표면 반대쪽의 가요성 고정자 부재의 바닥 표면 상에 배치되는, 펌프 세트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 고정자 표면은 회전자의 회전축에 수직으로 연장하는 평면에서 연장하는, 펌프 세트.
  9. 제7항에 있어서, 상기 고정자 표면은 회전자의 회전축에 수직으로 연장하는 평면에서 연장하는, 펌프 세트.
  10. 제1항에 있어서, 상기 가요성 고정자 부재는, 고정부에 외팔보로 형성되고, 제2 부분에는 고정되지 않고, 상기 반작용 표면은 고정부와 상기 제2 부분 사이에 배치되고, 상기 반작용 표면은 편향 변위를 갖는, 펌프 세트.
  11. 제7항에 있어서, 상기 가요성 고정자 부재는, 고정부에 외팔보로 형성되고, 제2 부분에는 고정되지 않고, 상기 반작용 표면은 고정부와 상기 제2 부분 사이에 배치되고, 상기 반작용 표면은 편향 변위를 갖는, 펌프 세트.
  12. 제10항에 있어서, 상기 가요성 고정자 부재는 고정부에서 선회하고, 상기 변형 가능한 튜브를 통해 유체를 전달하기 위해 회전자의 회전 중에 상기 회전자의 적어도 하나의 롤러에 의해 상기 변형 가능한 튜브가 맞물릴 때 평평해지는, 펌프 세트.
  13. 제11항에 있어서, 상기 가요성 고정자 부재는 고정부에서 선회하고, 상기 변형 가능한 튜브를 통해 유체를 전달하기 위해 회전자의 회전 중에 상기 회전자의 적어도 하나의 롤러에 의해 상기 변형 가능한 튜브가 맞물릴 때 평평해지는, 펌프 세트.
  14. 제1항에 있어서, 상기 가요성 고정자 부재는 상기 가요성 고정자 부재의 길이를 따라 원호 형상을 갖는, 펌프 세트.
  15. 제7항에 있어서, 상기 가요성 고정자 부재는 상기 가요성 고정자 부재의 길이를 따라 원호 형상을 갖는, 펌프 세트.
  16. 제1항에 있어서, 상기 가요성 고정자 부재는 작동 중에 진동 변위를 갖는, 펌프 세트.
  17. 제7항에 있어서, 상기 가요성 고정자 부재는 작동 중에 진동 변위를 갖는, 펌프 세트.
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