KR20050057507A - 유체의 유량을 선택적으로 조절하는 장치 - Google Patents

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Abstract

유체 유량 조절 장치가 입구와 출구를 유체 연결하는 복수 개의 유동 도관을 내장하는 하우징을 포함하고, 각 유동 도관은 유동 제어관(310, 312, 314)와 탄성적으로 압축되는 교합관(316, 318, 320)을 포함하며, 유동 제어관은 실질적으로 내경이 동일하다. 각 유동 제어관은 다른 유량과 관련된 길이를 가지고 있다. 탄성적인 유동 차단 요소(212a, 212b, 212c)가 각 교합관과 작동적으로 연관되고, 연관 교합관에 유동 차단 압박을 가하도록 이동가능하다. 하우징 내의 작동 기구(206)는 하나 이상의 유동 차단 요소가 연관 교합관에 유동 차단 압박을 가하도록 선택적으로 이동하여 맞물리고, 유동 차단 요소 중 어느 하나로부터 선택적으로 맞물림 해제되도록 작동 가능한다.

Description

유체의 유량을 선택적으로 조절하는 장치{DEVICE FOR SELECTIVELY REGULATING THE FLOW RATE OF A FLUID}
본 발명은 일반적으로 정맥 내의 유체의 유동을 조절하는 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로 말하자면, 정맥 내로 액체를 연속적으로 주입하기 위해 복수 개의 개별적인 유량 중 어느 하나를 선택할 수 있는 장치에 관한 것이다.
의학 분야에서, 치료액 또는 의료 용액을 정맥주사(IV) 주입 시스템으로 환자에게 종종 투입한다. 주입 시스템에 있어서, 액체는 환자 위에 걸려있는 저장기(가방 또는 병)에 담겨져 있고, 중력의 힘에 의해 관을 통해서 환자의 혈관 구조에 삽입되어 있는 정맥주사 바늘에 공급되는 것이 일반적이다. 선택적으로, 액체는 주입 펌프에 의해 저장기로부터 공급될 수 있다.
종종 액체가 환자에게 공급되는 유량을 제어할 필요가 있는데, 특히 장기간에 걸쳐 연속적으로 액체를 투여하는 경우에 그러하다. 유량은 예를 들어 특정 의약 치료, 의약제 또는 치료제의 유형, 또는 특별한 환자에 대한 특수한 필요성에 따라 바뀔 수 있다. 사실상, 특별한 약 또는 다른 약제에 대한 특수한 환자의 필요성 또는 요구는 시간에 지남에 따라 변할 수 있다.
다양한 장치 및 기술이 동맥주사 투여 약제의 유량을 제어하기 위해 고안되었다. 예를 들면, 동맥주사 관에는 관을 통한 유량을 제한하기 위해 클램프가 마련되어 있을 수 있다. 그러나, 이 기술은 정확하게 유량을 계량하거나 제어할 수 없다. 동맥주사 시스템을 통과하는 유량을 제어하는 취지의 다른 장치가 미국 윌크(Wilk)의 미국 특허 제5,318,515호에 개시되어 있다. 이 장치에서, 하우징이 단면적이 다른 복수 개의 유동 제어관을 내장하고 있는데, 상기 튜브는 입구관을 통해 저장기로부터 액체를 받는 입구에 연결되어 있다. 하우징의 선택 기구는 하나 이상의 유동 제어관을 통한 유동 경로가 하우징 출구에서 선택적으로 개방되게 할 수 있는데, 이 하우징 출구는 출구관에 의해 정맥주사 바늘에 연결되어 있다. 유동 제어관을 다양한 조합으로 개방함으로써, 복수 개의 개별적인 유량 중 하나로 선택될 수 있다. 이러한 해결책이 제시되었지만, 더욱 정확한 선택과 유량 제어를 제공할 수 있고 제조 비용이 싸며, 사용하기 간단하고 신뢰성 있는 장치를 제공하는 개선책을 찾고 있다.
따라서, 정맥주사 시스템에서 복수 개의 개별적인 유량 중 하나를 선택할 수 있고, 선택된 유량을 비교적 고도의 정확도로 조합하여 쉽게 선택된 유량을 변경하는 장치에 대한 요구가 있었다. 선택된 유량이 시간이 경과해도 안정한 상태로 남아 있는 장치에 대한 추가적인 요구도 있었다. 또한, 이러한 장치는 일회용 물품으로 경제적으로 제조될 수 있도록 제조하기 쉽고 제조 비용이 저렴해야 하면서, 사용 시에 고도의 신뢰성을 제공해야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 선택 가능한 유량 조절 장치를 통합한 정맥주사 주입 시스템의 부분 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선택 가능한 유량 조절 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 사용하는 유동 제어관 조립체의 평면도이다.
도 4는 도 3의 유동 제어관 조립에의 측면 입면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예의 하우징 내부에 대한 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시되어 있는 하우징의 사시도로서, 하우징이 커버가 부착되어 있는 상태가 도시되어 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예의 작동 기구의 부품으로 채택된 캠의 하부 사시도이다.
도 8은 도 7의 캠에 대한 하부 사시도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 포함될 수 있는 출구 매니폴드의 사시도이다.
도 10은 도 9의 10-10 선을 따라 취한 횡단면도이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예의 다양한 설정으로 선택될 수 있는 유량의 예를 보여주는 표이다.
본 발명에 따른 액체 유량을 선택적으로 조절하는 장치는 복수 개의 유동 제어관을 포함하는데, 각 유동 제어관은 입구와 대응하는 복수 개의 교합관 중 하나 사이에 연결되어 있다. 유동 제어관은 단면적이 동일하지만 길이가 다르고, 이에 따라 각 유동 제어관을 통한 유량은 그 길이에 반비례한다. 각 복수 개의 교합관이 대응하는 하나의 유동 제어관과 출구 사이에 연결되어 있다. 유동 제어 기구가 복수 개의 유동 차단 요소를 포함하는데, 각 유동 차단 요소는 대응하는 교합관에서 작동 가능하다. 따라서, 장치를 통과하는 유량은 어떤 유동 제어관이 대응하는 교합관을 통해 출구에 유체 연결되는 가에 따라 달라진다. 이에 따라, 하나 이상의 유동 제어관이 몇 개의 미리 선택된 별개의 유량 중 어느 하나를 달성하기 위해 선택될 수 있다.
아래의 발명의 상세한 설명으로부터 더 자세히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 제조 비용이 경제적이어서, 일회용 유닛의 실현에 기여하는 장치의 선택 가능한 유량을 정밀하게 제어한다. 또한, 본 발명에 따른 장치는 사용하기 간단하고 신뢰성이 있다. 더욱이, 유동 제어관의 단면적을 변경하여, 다양한 범위의 유량을 제공할 수 있고, 이에 따라 장치의 다용도성을 증가시킬 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 유량 조절 장치(110)를 채택할 수 있는 주입 시스템(100)이 도시되어 있다. 이 주입 시스템(100)은 도시된 바와 같이 봉지일 수 있는 유체 저장기(102)를 포함한다. 이 저장 봉지(102)는 소정 체적의 치료액(예를 들어, 의료 약제)으로 미리 채워져 있고, 저장 봉지(102)에 양압(positive pressure)을 제어가능하게 가하는 펌프(도시되어 있지 않음)에 의해 유용하게 압축되는 공지된 유형의 것이다. 저장 봉지(102)는 상류 정맥주사 라인(112)에 의해 유량 조절 장치(110)의 입구에 유체 연결되어 있는데, 상기 정맥주사 라인(112)은 적절한 길이로 절단되는 몇 개의 구역의 가요성 관을 포함하고 있다. 제1 구역(112a)이 저장 봉지(102)의 출구를 종래의 주입 밸브(104)의 출구에 연결한다. 주입 밸브(104)는 환자에게 필요한 만큼 치료제(이것은 저장 가방에 채워져 있는 것을 제외한 다른 것일 수도 있다)를 추가 투약할 수 있게 한다. 제2 구역(112b)이 주입 밸브(104)의 출구를 유체로부터 입자 오염물 및/또는 공기를 제거하는 데에 사용하는 종래의 필터(108)의 입구에 연결한다. 주입 밸브(104)와 필터(108) 사이의 제2 구역에 클램프(106)를 설치하여, 저장 봉지(102)로부터의 유동을 선택적으로 저지할 수 있다. 제3 구역(112c)은 필터(108)의 출구를 유량 조절 장치(110)의 입구에 연결한다.
하류 정맥주사 라인(114)이 유량 조절 장치(110)의 출구에 연결되어 있고, 숫형 루어 기구(male Luer fitting; 116)에서 종료한다. 숫형 루어 기구(116)는 암형 루어 기구(도시되어 있지 않음)를 정합시켜 환자의 혈관 구조에 주입하기 위해 정맥주사 카테테르 또는 다른 장치가 부착될 수 있는 유형이다. 사용하지 않을 때에는, 단부 캡(118)을 숫형 루어 기구에 설치하여 누설을 방지할 수 있다.
상기 유량 조절 장치(110)는 저장 봉지(102)로부터 환자에게 공급되는 액체의 유량을 조절 및 조정하는 데에 사용된다. 어떤 경우에는, 유량 조절 장치(110)에 의해 공급된 유량에 허가되지 않거나 관리되지 않은 조정을 방지 또는 제지하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 선택적인 보안용 커버(120) 및/또는 착탈식 키(122)가 유량 제어 장치(110)에 설치될 수 있다. 잠금식 탬퍼 저항 스트랩(도시되어 있지 않음)이 보안용 커버(120)를 구비하는 유량 조절 장치(110) 둘레의 적소에 배치되어 허가되지 않은 조정을 추가로 저지할 수 있다.
아래에 더 자세히 설명하는 바와 같이, 유량 조절 장치(110)는 의료업 종사자, 건강 관리업 종사자, 또는 환자 자신(남/녀)이 저장 봉지 내용물이 환자에게 흘러가는 유량을 조정할 수 있게 한다. 유량 조절 장치(110)는 아래에서 설명하는 작동 기구를 포함하는데, 이 작동 기구는 각각 별개의 유량에 대응하는 다양한 위치로 선택적으로 이동할 수 있다. 작동 기구는 직경이 동일하고 길이는 동일하지 않은 하나 이상의 유동 제어관을 통한 유체 흐름을 선택적으로 저지하여, 유량 조절 장치(110)를 통한 유량을 증가 또는 감소시키기 위해 하나 이상의 차단 장치를 이동시킨다. 따라서, 0에서 특정 상한까지의 한 세트의 개별적인 유량이 유량 조절 장치(110)에 제공될 수 있다. 유량 상한은 예를 들어, 공급되는 치료제의 최대 가능 투입량을 근거로 하여 선택될 수 있다.
도 2에는 유량 조절 장치(110)의 주요 구성 부품이 도시되어 있다. 특히, 유량 조절 장치는 상부 하우징 절반부(202)와 하부 하우징 절반부(204)를 포함하고 있다. 주변 홈(208)을 구비하는 캠 로터(206)를 포함하는 유동 제어 기구와 복수 개의 유동 저지 요소를 구비하는 캠 종동판(210)이 하부 하우징 절반부(204)에 장착되어 있는데, 이 캠 종동판은 바람직한 실시예에서 3 개의 탄성 캠 종동 핑거(212a, 212b, 212c)를 포함한다. 복수 개의 멈춤 융기부(214)는 캠 종동판(210)의 중앙 구멍(216)로부터 방사형으로 형성되어 있다. 유동 제어 기구의 조작은 아래에서 설명하겠다.
도 3 및 도 4에는 복수 개의 선택 가능한 유체 유동 경로를 제공하기 위해 하부 하우징 절반부(204)에 설치되어 있는 유동 제어관 조립체(300)가 도시되어 있는데, 각 유체 유동 경로는 상류 Ⅳ 라인(112)과 하류 Ⅳ 라인(114) 사이에서 소정의 유량을 갖고, 그 사이에 유량 조절 장치(110)이 설치되어 있다. 유동 제어관 조립체(300)는 하류 Ⅳ 라인(114)의 상류 단부에 유체 연결하기 위한 출구 포트(302)와, 출구 플래넘 챔버(plenum chamber; 303)와, 복수 개(바람직하게는 3개)의 유동 제어관 연결 포트(308)를 구비하는 출구 매니폴드(304)를 포함하고 있다. 제1 유동 제어관(310)과, 제2 유동 제어관(312)과, 제3 유동 제어관(314)의 각 하류 단부는 바람직하게는 용매 접합에 의해 유동 제어관 연결 포트(308) 중 하나에 각각 연결되어 있다. 유동 제어관(310, 312,314)은 가요성 압출 PVC로 제조되는 것이 바람직하다.
특정 범위의 유량을 위한 각 유동 제어관(310, 312, 314)은 내부 직경이 대략 동일하다. 특히, 내부 직경이 약 0.003 내지 0.004 인치(0.076 mm 내지 0.010mm)인 관을 사용할 수 있지만, 원하는 유량의 범위에 따라 더 큰 내부 직경을 갖는 관을 사용할 수 있고, 소정의 압력에 대한 유량의 범위는 관의 내부 직경에 직접 비례한다. 유동 제어관(310, 312, 314)은 길이가 다르고, 동일한 내부 직경의 관과 소정의 인가된 유체 압력에 대해, 각 유동 제어관(310, 312, 314)을 통한 유량은 그 길이에 반비례한다. 예를 들어, 한 가지 특정 실시예에서, 유동 제어관의 길이는 각각 2 인치(51mm), 4 인치(102mm), 8 인치(203mm)일 수 있다.
각 유동 제어관(310, 312, 314)의 상류 단부는 대응하는 교합관(316, 318, 320)의 하류 단부에 각각 유체 결합되어 있고, 연결부는 바람직하게는 용매 접합에 의해 주조 PVC 연결 요소(322)에 영향을 받는다. 교합관(316, 318, 320)은 실질적으로 길이가와 내경이 동일한 것이 바람직하다. 교합관(316, 318, 320)은 탄성적으로 압축 가능하도록 연질의 가요성 플라스닉 재료, 바람직하게는 낮은 쇼아 경도의 PVC이다. 따라서, 제1 유동 제어관(310)과 이것의 관련 교합관(316)은 제1 유동 도관을 형성하고, 제2 유동 제어관(312)과 이것의 관련 교합관(318)은 제2 유동 도관을 형성하며, 제3 유동 제어관(314)과 이것의 관련 교합관(320)은 제3 유동 도관을 형성한다. 교합관(316, 318, 320)의 상류 단부는 바람직하게는 용매 접합에 의해 입구 매니폴드(326)의 3 개의 교합관 연결 포트(324) 중 하나에 각각 연결되어 있다. 입구 매니폴드(326)는 상류 Ⅳ 라인(112)의 하류 단부에 유체 연결되도록 적용되는 입구 포트(306)를 포함하고 있다.
도 9 및 도 10에는 입구 매니폴드(326)가 자세히 도시되어 있다. 교합관 연결 포트(324)는 입구 플레넘 바디(328)의 내측에 부착(초음파 용접에 의해)되어 있는 리드(327)로부터 연장하고, 이에 따라 입구 플레넘 챔버(330)를 획정한다. 입구 포트(306)는 입구 플레넘 바디(328)의 외측으로부터 상류로 연장하고 있다.
도 2 내지 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 하부 하우징 절반부(204)와 상부 하우징 절반부(202)는 서로 고정되어 장치의 내부 구성 부품을 내장하는 하우징을 형성하도록 구성되어 있다. 이러한 고정은 접착제 접합 또는 초음파 용접과 같은 어떠한 적절한 수단이어도 좋다. 선택적으로, 만약, 상부 하우징 절반부(202)를 착탈할 수 있는 것을 원한다면, 상부 하우징 절반부(202)는 스냅 투게더(snap-together) 방식의 부착 기구(도시되어 있지 않음)와 같은 수단에 의해 하부 하우징 절반부(204)에 연결될 수 있다. 상부 하우징 절반부(202)에는 캠 로터(206)에 접근할 수 있도록 위치 및 크기가 결정되어 있는 구멍(218)이 마련되어 있다. 하우징 절반부(202, 204)가 서로 고정되면, 그렇게 형성된 하우징은 입구 포트(306)와 출구 포트(302)가 각각 연장하여 통과하는 개구가 마련된 상류 단부와 하류 단부를 포함한다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 상부 하우징 절반부(202)에는 선택적인 보안용 커버(120)을 고정하기 위한 멈춤부(207)가 마련되어 있을 수 있는 상류 단부벽(205)이 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 하부 하우징 절반부(204)는 측면 지지부(222)에 의해 하류부와 상류부로 분리되어 있다. 측면 지지부(222)는 직립형 정지 결합 부재(224)에 의해 자체적으로 차단되고, 이것의 목적은 아래에서 설명하겠다. 측면 지지부(222)에는 3 개의 수직 슬롯(226)이 마련되어 있고, 이들 각각은 교합관(316, 318, 320) 중 하나를 수용하고 있다. 하부 하우징 절반부(204)에는 하류 단부벽(228)이 있다. 한 쌍의 힌지 요소(230)는 전술한 보안용 커버(120)를 부착하기 위해 하류 단부벽(228)의 외부에 마련될 수 있다.
하부 하우징 절반부(204)의 하류부에는 스풀(spool; 402)이 위치하고 있다. 한 쌍의 직경방향으로 대향하는 탭(406)과 중앙 구멍(408)을 구비하는 스풀 캡(404)이 스풀(402)의 상부에 부착되어 있다. 유동 제어관(310, 312, 314)은 스풀(402) 둘레에 감겨져 있고, 스풀 캡(404)에 의해 유지되어 유동 제어관이 꼬이거나 늘어나는 것을 방지한다. 한 쌍의 대향하는 출구 매니폴드 보유 탭(410)이 하부 하우징 절반부(204)의 하류 단부벽(228) 부근에 마련되어 있고, 이에 따라 출구 매니폴드(304)를 유지하기 위한 하류 단부벽(228)과 보유 탭(410) 사이의 공간을 획정한다.
하부 하우징 절반부(204)의 상류부에는 3 개의 안내 채널(412)이 마련되어 있는데, 이들 각각은 측면 지지부(222)의 슬롯(226) 중 하나와 정렬되어 있고, 아래에서 설명하는 바와 같이, 유동 제어 기구에 의해 선택적으로 교합하도록 교합관(316, 318, 320) 중 하나를 적절한 위치에 유지하도록 구성되어 있다. 전술한 캠 종동판(210)이 부착되어 있는 환형 받침대(414)가 하부 하우징 절반부의 상류부 중앙에 위치하고 있다.
하부 하우징 절반부(204)에는 상류 단부벽(234)이 있다. 선택적으로, 일단 선택적인 보안용 커버(120)가 적소에 위치하게 되면 부착될 수 있는 타이 랩(tie wrap) 또는 케이블 랩(cable wrap)을 부착하기 위한 상류 단부벽(234)에 구멍식 장착구(236)가 마련되어 있다. 한 쌍의 대향하는 입구 매니폴드 보유 탭(416)이 상류 단부벽(234) 부근의 하부 하우징 절반부(204)의 상류부에 마련되어 있고, 이에 따라 입구 매니폴드(326)를 유지하기 위한 보유 탭(416)과 상류 단부벽(234) 사이의 공간을 획정한다.
환형 받침대(414)는 그 외주부에 수직 정렬 슬롯(418)과 중앙 구멍 또는 리세스(420)를 포함하고 있다. 도 2에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 캠 종동판(210)의 중앙 구멍(216)은 환형 받침대(414)의 외측 둘레에 끼워 맞춤 결합하기 위한 크기로 되어 있다. 키 또는 탭(422)이 캠 종동판(414)의 중앙 구멍(216)으로 연장하고 있고, 받침대(414)의 정렬 슬롯(418)에 수용되는 크기로 되어 있으며, 이에 따라 받침대(414)에 대한 캠 종동판(210)의 적절한 원주방향 정렬이 보장된다. 캠 종동판(210)이 적절하게 정렬되면, 캠 종동 핑거(212a, 212b, 212c)는 아래에서 설명하는 바와 같이 교합관(316, 318, 320)과 각각 맞물리도록 적절하게 배치되어 있다. 변형례로서, 이러한 정렬은 비원형 외주부를 구비하는 받침대와 정합하는 비원형 구멍을 구비하는 캠 종동판을 구비하여 제공될 수 있다.
도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 지지 받침대(414)의 중앙 구멍(420) 내에 환형 보유 칼라(502)가 설치되어 있다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 캠 로터(206)는 보유 칼라(502)에 끼워맞춤 결합되는 캠 로터의 하면으로부터 현수되어 있는 중앙 보유 기둥(504)을 구비하고 있다. 이 중앙 보유 기둥(504)은 보유 칼라(502)에 스냅 결합식으로 장착되도록 갈라져 있고, 칼라(502)에 대해 마찰식으로 적소에 유지되어, 캠 로터(206)와 칼라(502)는 구멍(420) 내에서 함께 회전하면서, 캠 로터(206)는 수직 이동이 제한된다.
캠 로터(206)의 상세 구조가 도 6, 도 7 및 도 8에 도시되어 있다. 캠 로터(206)는 디스크형 구조인데, 그 주연부에는 소정의 원주방향 간격으로 복수 개의 수직(축선방향) 정지 홈(208)이 형성되어 있다. 이들 정지 홈(208)은 미리 선택된 유량 설정을 나타내는 회전 위치를 정하고, 바람직한 유량이 선택된 때에 분명한 "느낌(feel)"을 제공하도록 정지 결합 부재(224)와 맞물린다. 캠 로터(206)의 하면에는 복수 개의 캠 요소(242a, 242b, 242c)가 마련되어 있는데, 이들 캠 요소는 각각 캠 로터(206)의 중심 둘레에 3개의 동심 환형 밴드(244a, 244b, 244c)에 배치된 원호형 융기부로 형성되어 있다. 반경 방향 최내측 밴드(244a)는 단일의 원호형 캠 요소(242a)를 포함하는데, 이 캠 요소의 원호의 각도 범위는 대략 180°이다. 중간 밴드(244b)는 직경방향으로 대향하는 한 쌍의 원호형 캠 요소(242b)를 포함하는데, 이들 캠 요소 각각의 원호의 각도 범위는 대략 90°이다. 반경방향 최외측 밴드(244c)의 주변에는 4개의 원호형 캠 요소(242c)가 등간격으로 마련되는데, 이들 캠 요소 각각의 원호의 각도 범위는 대략 45°이다. 캠 로터(206)의 중심으로부터 각 밴드(244a, 244b, 244c)의 반경 방향 거리는, 캠 로터(206)의 중심으로부터 캠 종동 핑거(212a, 212b, 212c) 중 하나의 거리에 상응한다. 따라서, 캠 로터(206)가 회전할 때, 최내측 캠 요소(242a)는 캠 종동 핑거(212a)를 압박하여 이 종동 핑거를 강제로 하향 이동시킨다. 이와 유사하게, 중간 캠 요소(242b)는 캠 종동 핑거(212b)를 압박하고, 최외측 캠 요소(242c)는 캠 종동 핑거(212c)를 압박하여, 이들 캠 종동 핑거는 이와 같이 관련 캠 요소에 맞물릴 때 강제로 하향 이동된다. 캠 종동 핑거가 관련 캠 요소에 의해 강제로 하향 이동될 때, 이들 캠 종동 핑거는 관련 교합관 상으로 밀고 들어가서 이 관련 교합관을 압축 폐쇄하며, 그 결과 상기 교합관을 통과하는 유동과, 나아가 상기 폐쇄된 교합관과 그 관련 유량 제어관을 포함하는 유동 도관을 통과하는 유동을 차단한다. 캠 요소가 해당 캠 종동 핑거로부터 멀어지게 이동하면, 핑거는 관련 교합관과의 압축 결합에서 벗어나 그 원위치까지 탄성적으로 복원할 수 있게 되며, 이로 인해 관련 유량 제어관으로부터의 유동에 대하여 교합관이 개방되고, 나아가 상기 교합관 및 관련 유량 제어관을 포함하는 유동 도관이 개방된다.
도시된 예시적인 실시예에서, 캠 로터(206)에는 8개의 정지 홈(208)이 마련되어 있는데, 전술한 바와 같이 이들 정지 홈은 서로 길이가 다른(나아가 3개의 서로 다른 유량을 갖는) 3개의 유량 제어관(310, 312, 314)에 제공될 수 있는 8개의 미리 선택된 유량을 나타낸다. 3관 장치용으로 선택 가능한 소정 유량의 예시적인 표를 도 11에 나타낸다. 따라서, 도시된 구체적인 예에서, 가장 짧은 유동 제어관은 4 ml/hr의 유량을 제공하고, 중간 길이의 유동 제어관은 2 ml/hr의 유량을 제공하며, 가장 긴 유동 제어관은 1 m/hr의 유량을 제공한다. 캠 로터(206)를 모든 교합관이 관련 캠 종동 핑거의 압박에 의해 폐쇄되는 위치 또는 "상태" 1로 회전시키면 유량이 0으로 된다. 캠 로터(206)의 위치 또는 상태 2에서, 2개의 긴 유동 제어관과 관련된 교합관은 관련 캠 종동 핑거를 해당 캠 요소에 의해 압박함으로써 차단된다. 그 결과, 이 3관 장치를 통과하는 유량은 1 ml/hr이다. 유사한 방식으로, 캠 로터(206)를 위치 또는 상태 3 내지 8로 각각 회전시키면, 상기 3관 장치를 통과하는 총 유량은 2 ml/hr 내지 7 ml/hr로 더 증대될 수 있다. 위치 또는 상태 8에서는, 캠 요소 및 해당 캠 종동 핑거의 작용에 의해 차단된 교합관이 없으므로, 유량 제어관 모두를 통과하는 유동이 허용되어, 총 유량이 7 m/hr가 된다.
장치의 유량 범위는 특히 유동 제어관의 길이 및 내경과, 상기 유량 제어관의 상류측에 인가되는 압력 등과 같은 여러 개의 파라미터에 의해 결정된다. 제로와 최대값 사이에 유량이 보다 많은 증분 유량이 있는 것을 원한다면, 3개 이상의 유량 제어관과 관련 교합관이 제공될 수 있으며, 캠 요소와 캠 종동 핑거의 수는 동등하게 증가한다.
캠 로터(206)를 구비하는 작동 기구를 하부 하우징 절반부(204)에 설치한 후, 상부 하우징 절반부(202)를 예컨대 접착제 접합 또는 초음파 용접 등에 의하여 하부 하우징 절반(204)에 부착한다. 도 6에 잘 도시된 바와 같이, 캠 로터(206)의 상면은 상부 하우징 절반부(202)의 구멍(218)을 통하여 노출된다. 캠 로터(206)의 상면에는 하나 이상의 키이 슬롯(250)이 마련되는 것이 유리하며, 이 키이 슬롯은 전술한 키이(122)를 수용하도록 치수 및 위치가 정해지며, 이로써 캠 로터(206)는 키이(122)가 슬롯(250) 내로 적절하게 삽입된 때에만 상이한 위치로 회전할 수 있게 된다. 캠 로터(206)의 상면에는 캠 로터(206)를 여러 소정의 회전 위치로 회전시킴으로써 선택될 수 있는 별도의 유량을 나타내는 적절한 표시부(indicia)가 마련되어 있다. 유량 표시는 예컨대 환형 데칼(252; annular decal)에 의해 제공될 수도 있고, 캠 로터(206)의 표면에 직접 마킹함으로써 제공될 수도 있다. 상부 하우징 절반(202)의 상면은 유리하게는 화살표 또는 유사한 표식이 마련되는 것이 유리할 수 있으며, 이 화살표 또는 표지는 제2 데칼(254)에 의해 제공되어, 선택된 유량을 표시한다.
본 명세서에서 바람직한 실시예를 설명하였지만, 전술한 실시예가 단지 예시적인 것이고, 많은 변형 및 수정이 당업자에게 제안될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이들 변형 및 수정 중 일부는 이미 위에서 설명하였다. 다른 변형 및 수정은 캠 요소, 캠 종동자 요소, 디텐트 기구의 수, 배치 및 구조와 같은 특징을 포함할 수 있으며, 그리고 하나 이상의 유량 제어관을 통한 유동을 선택적으로 차단하기 위한 다른 대안의 기구를 포함할 수도 있다. 이들 및 다른 변형, 수정 및 그 외의 균등물은 본 발명의 정신 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.

Claims (32)

  1. 입구와 출구를 포함하는 하우징과,
    이 입구와 출구 사이에서 유체 연결되고, 실질적으로 내경이 동일하며, 각각 상이한 예정된 유량을 나타내는 길이를 가지는 복수 개의 유동 도관과,
    상기 하우징에 작동식으로 장착되고, 상기 유동 도관을 통한 유체 유동을 선택적으로 차단하여, 차단되지 않은 유동 도관의 조합 유량에 대응하는 유량을 입구로부터 출구로 제공하는 유량 선택 기구
    를 포함하는 것인 선택적으로 유체 유량을 조절하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유량 선택 기구는
    각 유동 도관과 작동식으로 연관되고, 그 연관된 도관을 통한 유체 유동을 저지하기 위해 선택적으로 각각 작동 가능한 유동 차단 요소와,
    상기 각 유동 차단 요소와 작동식으로 맞물릴 수 있고, 복수 개의 예정된 위치 중에서 모두 이동 가능하지만 그 중 한 위치에서 하나 이상의 유동 차단 요소와 맞물려서 이 작동식으로 맞물리는 각 유동 차단 요소와 연관된 유동 도관을 통과하는 유동을 저지하며, 그 중 한 위치에서는 어떤 유동 차단 요소와도 작동식으로 맞물리지 않는 작동 기구를 포함하는 것인 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 각 유동 도관은 탄성적으로 압축가능한 교합관을 포함하고, 각 유동 차단 요소는 그 관련 교합관에 유동 차단 압박을 가하거나 해제하도록 이동가능한 탄성 요소를 포함하는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 작동 기구는 복수 개의 캠 요소를 포함하고, 이 각 캠 요소는 탄성 요소 중 하나가 그 관련 교합관에 유동 차단 압박을 가하도록 작동식으로 이동하게 배치되는 것인 장치.
  5. 제4항에 있어서, 각 탄성 요소는 탄성 캠 종동 핑거가 캠 요소에 의해 맞물리는 경우 탄성 교합관 중 하나와 압축식으로 맞물리도록 작동식으로 강제되게 위치하는 탄성 캠 종동 핑거를 포함하는 것인 장치
  6. 제5항에 있어서, 하우징에 회전가능하게 장착되고, 캠 로터가 회전할 때 각 캠 요소가 관련 종동 핑거와 작동식으로 맞물릴 수 있는 위치로 하우징 위에 배치된 캠 요소를 구비하는 캠 로터를 더 포함하는 것인 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 캠 로터는 복수 개의 회전 위치 중에서 회전가능하고, 각 회전 위치는 예정된 유체 유량과 연관되어 있는 것인 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 장치는 적어도 제1 캠 종동 핑거와, 제2 캠 종동 핑거와, 제3 캠 종동 핑거를 포함하고, 캠 로터는 오직 제1 캠 종동 핑거와 맞물릴 수 있는 적어도 제1 캠 요소와, 오직 제2 캠 종동 핑거와 맞물릴 수 있는 한 쌍의 직경방향으로 대향하는 제2 캠 요소와, 오직 제3 캠 종동 핑거와 맞물릴 수 있는 복수 개의 제3 캠 요소를 포함하는 것인 장치.
  9. 제8항에 있어서, 제1 캠 요소는 원호 각도의 범위가 대략 180°이고, 로터의 중앙으로부터 제1 반경방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이고, 각 쌍의 제2 캠 요소는 원호 각도의 범위가 대략 90°이고 로터의 중앙으로부터 제2 반경방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이며, 각 복수 개의 제3 캠 요소는 원호의 각도 범위가 대략 45°이고 로터의 중앙으로부터 제3 반경방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이고, 제1 반경방향 거리는 제3 반경방향 거리보다 짧고, 제2 반경방향 거리는 제1 반경방향 거리와 제3 반경방향 거리 사이의 거리인 것인 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수 개의 제3 캠 요소는 4 개의 등간격으로 배치된 제3 원호형 캠 요소를 포함하는 것인 장치.
  11. 선택가능한 유량의 치료제를 환자에게 공급하는 주입 시스템으로서,
    소정 체적의 액체를 담고 있고 출구가 있는 압축 유체 저장기와,
    저장기의 출구에 유체 연결된 입구와 Ⅳ 도관에 연결된 출구를 구비하는 유동 조절 장치를 포함하고,
    상기 유동 조절 장치는
    입구와 출구 사이에서 유체 연결되고, 실질적으로 내경이 동일하며, 각각 상이한 예정된 유량을 나타내는 길이를 가지는 복수 개의 유동 도관과,
    상기 하우징에 작동식으로 장착되고, 상기 유동 도관을 통한 유체 유동을 선택적으로 차단하여, 차단되지 않은 유동 도관의 조합 유량에 대응하는 유량을 입구로부터 출구로 제공하는 유량 선택 기구
    를 포함하는 것인 주입 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 저장기 출구와 유동 조절 장치의 입구 사이에 유체 연결된 주입 밸브를 더 포함하는 것인 주입 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 저장기는 이 저장기에 제어가능한 압력을 가하는 펌프에 의해 가압되는 것인 주입 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 유동 조절 장치는
    유동 조절 장치의 입구와 출구를 유체 연결하고, 실질적으로 내경이 동일하며, 각각 유동 조절 장치를 통과하는 예정된 액체 유량을 결정하는 특정 길이를 가지는 복수 개의 유동 도관과,
    하나 이상의 도관을 통과하게, 그리고 어떤 유동 도관도 통과하지 않게 선택적으로 액체 유동을 차단하도록 작동가능한 유량 선택 기구
    를 포함하는 것인 주입 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 유량 선택 기구는
    각 유동 도관과 작동식으로 연관되는 유동 차단 요소와,
    각 작동된 유동 차단 요소와 연관된 유동 도관을 통한 유동을 차단하도록 유동 차단 요소를 선택적으로 작동시키는 작동 기구
    를 포함하는 것인 주입 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 각 유동 도관은 탄성적으로 압축가능한 교합관을 포함하고, 각 유동 차단 요소는 작동 기구에 의해 관련 교합관에 유동 차단 압박을 가하도록 이동가능한 탄성 요소를 포함하는 것인 주입 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 작동 기구는 복수 개의 캠 요소를 포함하고, 이 각 캠 요소는 탄성 요소 중 하나가 그 관련 교합관에 유동 차단 압박을 가하도록 작동식으로 이동하게 배치되는 것인 주입 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 각 탄성 요소는 탄성 캠 종동 핑거가 캠 요소에 의해 맞물리는 경우 탄성 교합관 중 하나와 압축식으로 맞물리도록 작동식으로 강제되게 위치하는 탄성 캠 종동 핑거를 포함하는 것인 주입 시스템
  19. 제18항에 있어서, 상기 유동 조절 장치는 유동 도관과 캠 종동 핑거를 내장하고 있는 하우징을 더 포함하고, 이 하우징은 장치 입구가 있는 일단부와 장치 출구가 있는 타단부를 구비하며,
    상기 작동 기구는 하우징에 회전가능하게 장착되고, 캠 로터가 회전할 때 각 캠 요소가 관련 종동 핑거와 작동식으로 맞물릴 수 있는 위치로 하우징 위에 배치된 캠 요소를 구비하는 캠 로터를 더 포함하는 것인 주입 시스템.
  20. 제19항에 있어서,상기 캠 로터는 복수 개의 회전 위치 중에서 회전가능하고, 각 회전 위치는 예정된 유체 유량과 연관되어 있는 것인 주입 시스템.
  21. 제18항에 있어서, 상기 장치는 적어도 제1 캠 종동 핑거와, 제2 캠 종동 핑거와, 제3 캠 종동 핑거를 포함하고, 캠 로터는 오직 제1 캠 종동 핑거와 맞물릴 수 있는 적어도 제1 캠 요소와, 오직 제2 캠 종동 핑거와 맞물릴 수 있는 한 쌍의 직경방향으로 대향하는 제2 캠 요소와, 오직 제3 캠 종동 핑거와 맞물릴 수 있는 복수 개의 제3 캠 요소를 포함하는 것인 주입 시스템
  22. 제21항에 있어서, 제1 캠 요소는 원호 각도의 범위가 대략 180°이고, 로터의 중앙으로부터 제1 반경방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이고, 각 쌍의 제2 캠 요소는 원호 각도의 범위가 대략 90°이고 로터의 중앙으로부터 제2 반경방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이며, 각 복수 개의 제3 캠 요소는 원호의 각도 범위가 대략 45°이고 로터의 중앙으로부터 제3 반경방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이고, 제1 반경방향 거리는 제3 반경방향 거리보다 짧고, 제2 반경방향 거리는 제1 반경방향 거리와 제3 반경방향 거리 사이의 거리인 것인 주입 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 복수 개의 제3 캠 요소는 4 개의 등간격으로 배치된 제3 원호형 캠 요소를 포함하는 것인 주입 시스템.
  24. 입구와 출구를 구비하는 하우징과,
    하우징 내에서 입구와 출구를 유체 연결하고, 유동 제어 도관과 탄성적으로 압박가능한 교합관을 포함하며, 실질적으로 각각 내경이 동일한 적어도 제1 유동 도관과, 제2 유동 도관과, 제3 유동 도관으로서, 제1 유동 도관은 예정된 제1 유량과 연관되어 있는 제1 길이를 가지고, 제2 유동 도관은 예정된 제2 유량과 관련되어 있는 제2 길이를 가지며, 제3 유동 도관은 예정된 제3 유량과 연관되어 있는 제3 길이를 가지는 것인 적어도 제1 유동 도관, 제2 유동 도관 및 제3 유동 도관과,
    각 교합관과 작동식으로 연관되고, 이 교합관에 유동 차단 압박을 가하도록 이동가능한 탄성 유동 차단 요소와,
    하나 이상의 유동 차단 요소가 연관 교합관에 유동 차단 압박을 가하도록 선택적으로 이동하고 맞물리고, 유동 차단 요소 중 어느 하나가 선택적으로 맞물림 해제되도록 작동할 수 있는 하우징 내의 작동 기구
    를 포함하는 가압원으로부터의 액체 유동을 조절하는 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 작동 기구는 상기 각 유동 차단 요소와 작동식으로 맞물릴 수 있고, 복수 개의 예정된 위치 중에서 모두 이동 가능하지만 그 중 한 위치에서는 하나 이상의 유동 차단 요소와 맞물려서 이 작동식으로 맞물리는 각 유동 차단 요소와 연관된 유동 도관을 통과하는 유동을 저지하며, 그 중 한 위치에서는 어떤 유동 차단 요소와도 작동식으로 맞물리지 않는 작동 기구를 포함하는 것인 장치.
  26. 제24항에 있어서, 상기 작동 기구는 복수 개의 캠 요소를 포함하고, 이 각 캠 요소는 탄성 요소 중 하나가 그 관련 교합관에 유동 차단 압박을 가하도록 작동식으로 이동하게 배치되는 것인 장치.
  27. 제26항에 있어서, 각 탄성 요소는 탄성 캠 종동 핑거가 캠 요소에 의해 맞물리는 경우 탄성 교합관 중 하나와 압축식으로 맞물리도록 작동식으로 강제되게 위치하는 탄성 캠 종동 핑거를 포함하는 것인 장치.
  28. 제27항에 있어서, 하우징에 회전가능하게 장착되고, 캠 로터가 회전할 때 각 캠 요소가 관련 종동 핑거와 작동식으로 맞물릴 수 있는 위치로 하우징 위에 배치된 캠 요소를 구비하는 캠 로터를 더 포함하는 것인 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 캠 로터는 복수 개의 회전 위치 중에서 회전가능하고, 각 회전 위치는 예정된 유체 유량과 연관되어 있는 것인 장치.
  30. 제27항에 있어서, 상기 장치는 적어도 제1 캠 종동 핑거와, 제2 캠 종동 핑거와, 제3 캠 종동 핑거를 포함하고, 캠 로터는 오직 제1 캠 종동 핑거와 맞물릴 수 있는 적어도 제1 캠 요소와, 오직 제2 캠 종동 핑거와 맞물릴 수 있는 한 쌍의 직경방향으로 대향하는 제2 캠 요소와, 오직 제3 캠 종동 핑거와 맞물릴 수 있는 복수 개의 제3 캠 요소를 포함하는 것인 장치.
  31. 제30항에 있어서, 제1 캠 요소는 원호 각도의 범위가 대략 180°이고, 로터의 중앙으로부터 제1 반경방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이고, 각 쌍의 제2 캠 요소는 원호 각도의 범위가 대략 90°이고 로터의 중앙으로부터 제2 반경방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이며, 각 복수 개의 제3 캠 요소는 원호의 각도 범위가 대략 45°이고 로터의 중앙으로부터 제3 반경방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이고, 제1 반경방향 거리는 제3 반경방향 거리보다 짧고, 제2 반경방향 거리는 제1 반경방향 거리와 제3 반경방향 거리 사이의 거리인 것인 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 복수 개의 제3 캠 요소는 4 개의 등간격으로 배치된 제3 원호형 캠 요소를 포함하는 것인 장치.
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