KR20110027491A - 정량 이송 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정량 이송 펌프에 관한 것으로, 튜브를 지지하며 튜브에 대한 이송 롤러의 압착력이 완충될 수 있도록 완충 가이드를 형성함으로써, 튜브에 대한 마찰열 및 변형량이 감소하여 튜브의 내구성이 향상되고 이에 따라 유지 보수 비용이 절감될 뿐만 아니라 장시간 사용에도 동일 성능을 유지할 수 있는 정량 이송 펌프를 제공하며, 또한 다수개의 튜브를 동일한 이송 롤러에 의해 동시 압착되도록 장착함으로써, 하나의 장치를 통해 동일한 작동 조건에서 이송량 편차없이 다수개의 액체를 정량 이송할 수 있는 정량 이송 펌프를 제공한다.

정량 펌프, 튜브, 완충 가이드, 이송 롤러

Description

정량 이송 펌프{Peristaltic Pump}

본 발명은 정량 이송 펌프에 관한 것이다. 보다 상세하게는 튜브를 지지하며 튜브에 대한 이송 롤러의 압착력이 완충될 수 있도록 완충 가이드를 형성함으로써, 튜브에 대한 마찰열 및 변형량이 감소하여 튜브의 내구성이 향상되고 이에 따라 유지 보수 비용이 절감될 뿐만 아니라 장시간 사용에도 동일 성능을 유지할 수 있으며, 다수개의 튜브를 동일한 이송 롤러에 의해 동시 압착되도록 장착함으로써, 하나의 장치를 통해 동일한 작동 조건에서 이송량 편차없이 다수개의 액체를 정량 이송할 수 있는 정량 이송 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 펌프란 압력 작용에 의해 유체를 관을 통해 이송하는 장치로서, 그 구별 방법에 따라 매우 다양한 종류가 존재하는데, 그 중 정량 이송 펌프는 단위 시간당 일정한 양의 액체를 펌핑하여 이송하는 장치를 말한다.

이러한 정량 이송 펌프는 다양한 방식으로 개발되어 널리 사용되고 있으며, 그 종류로는 병원 또는 실험실 등에서 주로 사용되는 튜브형 정량 이송 펌프와, 대규모 용량을 가지며 공장 등에서 사용되는 임펠러형 정량 이송 펌프와, 액체를 고 압으로 이송하기 위한 실린더형 정량 이송 펌프 등이 있다.

튜브형 정량 이송 펌프는 병원 또는 실험실 등에서 혈액과 같은 특정 용액 속에 존재하는 물질 성분을 분석하기 위해 자동으로 검체 또는 용액 등을 이송하는 장치로서, 튜브를 통해 일정한 양의 액체를 이송하도록 구성된다.

종래 기술에 의한 일반적인 튜브형 정량 이송 펌프는 하우징과, 3개의 이송 롤러가 원주 방향을 따라 배치되는 롤러 유닛과, 이러한 롤러 유닛을 회전 구동하는 구동 모터와, 이송 롤러에 의해 압착되도록 하우징과 롤러 유닛 사이에 삽입 개재되는 튜브로 구성된다. 튜브에는 이송 대상 액체가 투입되며, 이송 롤러가 튜브를 압착한 상태에서 회전함에 따라 튜브 내에 투입된 액체를 반복적으로 연속해서 정량 이송하도록 구성된다.

이러한 구성에 따라 튜브형 정량 이송 펌프는 이송 롤러가 튜브를 압착하며 정량의 액체를 계속해서 이송하도록 구성되기 때문에, 정량 이송 펌프의 작동 중에 튜브는 반복적으로 이송 롤러에 의해 압착된다. 따라서, 장시간 사용하게 되면, 튜브에서는 이송 롤러에 의한 반복적인 압착에 의해 마찰열이 발생함과 동시에 이로 인한 변형이 발생하게 된다. 이와 같이 튜브에 변형이 발생하게 되면, 튜브가 이송 롤러에 의해 완전히 압착되지 않거나 튜브의 내경이 변화하게 되어 결국 정량 이송 펌프에 의해 이송되는 액체의 양이 감소하는 등의 문제가 발생하였다. 또한, 튜브에 마찰열이 발생하여 튜브의 탄성이 변화하게 되면, 사용중에 튜브가 찢어져 용액 누출 현상이 발생할 수 있으며, 이를 방지하기 위해 튜브의 교환 주기를 상대적으로 짧게 유지해야 하므로 유지 관리 비용이 증가하는 등의 문제가 있었다. 특히, 병원 또는 실험실에서 사용되는 액체가 화공 약품과 같이 부식성이 강한 액체인 경우, 이러한 튜브의 변형이 더욱 악화된다는 점에서 전술한 문제는 더욱 심각하게 고려되어야 한다.

한편, 종래 기술에 의한 일반적인 튜브형 정량 이송 펌프는 하나의 롤러 유닛에 하나의 튜브가 장착되도록 구성되기 때문에, 하나의 정량 이송 펌프를 통해서 한 종류의 액체만을 이송할 수 있다. 따라서, 여러가지 액체를 혼합해야 하는 경우에는 여러 개의 정량 이송 펌프가 별도로 구비되어야 하는데, 이와 같이 각각 별도로 구비된 독립적인 정량 이송 펌프는 각각 제작 공차 등의 이유로 액체의 이송량에 편차가 발생되므로, 정확한 비율로 액체를 혼합해야 하는 경우, 액체의 혼합 비율을 정확하게 유지하기가 어렵다는 문제가 있었다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은, 튜브를 지지하며 튜브에 대한 이송 롤러의 압착력이 완충될 수 있도록 완충 가이드를 형성함으로써, 튜브에 대한 마찰열 및 변형량이 감소하여 튜브의 내구성이 향상되고 이에 따라 유지 보수 비용이 절감될 뿐만 아니라 장시간 사용에도 동일 성능을 유지하는 정량 이송 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 튜브의 내구성이 향상됨에 따라 튜브의 수명 단축 없이 더욱 많은 수의 이송 롤러를 장착하여 구동할 수 있고, 이에 따라 액체의 정량 이송 유량을 더욱 정밀하게 제어할 수 있는 정량 이송 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다수개의 튜브를 동일한 이송 롤러에 의해 동시 압착되도록 장착함으로써, 하나의 장치를 통해 동일한 작동 조건에서 이송량 편차없이 다수개의 액체를 정량 이송할 수 있는 정량 이송 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다수개의 튜브 각각에 대한 이송 롤러의 압착력이 모두 동일하게 작용하도록 다수개의 완충 가이드를 형성함으로써, 다수개의 튜브 모두가 동일한 교환 주기를 가지며 이에 따라 유지 보수가 용이한 정량 이송 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명은, 회전판의 일측면에 원주 방향을 따라 이격 배치되는 다수개의 이 송 롤러가 회전 가능하게 결합되는 롤러 유닛; 상기 롤러 유닛을 회전 구동하는 구동 모터; 상기 롤러 유닛과 인접하게 배치되는 펌프 헤드부; 및 상기 이송 롤러에 의해 압착되도록 상기 롤러 유닛과 펌프 헤드부 사이에 삽입 개재되며 내부에는 액체가 투입되는 튜브를 포함하고, 상기 펌프 헤드부에는 상기 튜브가 고정 지지되며 상기 튜브에 대한 상기 이송 롤러의 압착력이 완충되도록 완충 가이드가 형성되고, 상기 롤러 유닛의 회전에 의해 상기 튜브 내부에 투입된 액체가 정량 이송되는 것을 특징으로 하는 정량 이송 펌프를 제공한다.

이때, 상기 완충 가이드는 상기 롤러 유닛에 대향하는 면이 오목하도록 만곡지게 형성된 곡선형 플레이트 형상으로 형성되며, 탄성 재질로 형성되어 상기 이송 롤러의 압착력에 따라 탄성 변형할 수 있다.

또한, 상기 롤러 유닛은 상기 이송 롤러가 적어도 3개 이상 배치될 수 있다.

또한, 상기 튜브는 동일한 이송 롤러에 의해 동시 압착되도록 상호 평행하게 다수개 구비되고, 각각의 튜브를 통해 액체가 각각 정량 이송되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 완충 가이드는 상기 다수개의 튜브 각각에 대한 상기 이송 롤러의 압착력이 완충되도록 상기 다수개의 튜브에 각각 대응하여 다수개 형성될 수 있다.

또한, 상기 다수개의 완충 가이드는 오목하게 만곡진 부위의 표면 높이가 상기 튜브의 종류에 따라 각각 다르게 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 튜브를 지지하며 튜브에 대한 이송 롤러의 압착력이 완충될 수 있도록 완충 가이드를 형성함으로써, 튜브에 대한 마찰열 및 변형량이 감소하여 튜브의 내구성이 향상되고 이에 따라 유지 보수 비용이 절감될 뿐만 아니라 장시간 사용에도 동일 성능이 유지되는 효과가 있다.

또한, 튜브의 내구성이 향상됨에 따라 튜브의 수명 단축 없이 더욱 많은 수의 이송 롤러를 장착하여 구동할 수 있고, 이에 따라 액체의 정량 이송 유량을 더욱 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다수개의 튜브를 동일한 이송 롤러에 의해 동시 압착되도록 장착함으로써, 하나의 장치를 통해 동일한 작동 조건에서 이송량 편차없이 다수개의 액체를 정량 이송할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다수개의 튜브 각각에 대한 이송 롤러의 압착력이 모두 동일하게 작용하도록 다수개의 완충 가이드를 형성함으로써, 다수개의 튜브 모두가 동일한 교환 주기를 가지며 이에 따라 유지 보수가 용이한 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프의 동작 상태를 개념적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프의 내부 구조를 나타내기 위해 도 1의 "A-A"선을 따라 취한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프의 펌프 헤드부에 대한 형상을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 "B-B"선을 따라 취한 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프는 튜브(600)를 이용하여 액체를 정량 이송하는 장치로서, 롤러 유닛(200), 구동 모터(400), 펌프 헤드부(500) 및 튜브(600)를 포함하여 구성되는데, 이러한 구성 요소들은 도 1에 도시된 바와 같이 별도의 케이스(100) 내부에 고정 장착되어 별개의 독립적인 정량 이송 펌프를 구성하거나 또는 다른 테스트 장치의 내부에 추가 장착되어 부수적인 정량 이송 펌프를 구성할 수도 있을 것이다. 예를 들면, 병원 등에서 사용되는 혈액 분석기의 내부에 장착되어 분석을 위한 별도의 측정부로 혈액 및 시료 용액 등을 이송하는 펌프 장치로서 활용될 수 있다.

롤러 유닛(200)은 다수개의 이송 롤러(210)와 이송 롤러(210)의 양단에 결합되는 회전판(220)으로 구성되는데, 다수개의 이송 롤러(210)는 회전판(220)의 일측면에 회전 가능하게 결합되며 원주 방향을 따라 등간격으로 이격 배치된다. 즉, 이 송 롤러(210)는 일측 방향으로 길게 연장 형성되며 길이 방향의 양단에 결합 돌기(211)가 형성되고, 회전판(220)은 원형 플레이트 형상으로 형성되며 이송 롤러(210)의 결합 돌기(211)가 삽입 결합될 수 있도록 원주 방향을 따라 다수개의 결합홀(221)이 이송 롤러(210)의 개수에 상응하게 형성된다. 따라서, 이러한 결합 돌기(211)와 결합홀(221)을 통해 이송 롤러(210)의 양단에 회전판(220)이 각각 결합된다. 이때, 이송 롤러(210)는 결합 돌기(211)가 결합홀(221)에 삽입된 상태에서 결합 돌기(211)를 중심으로 회전 가능하도록 회전판(220)과 결합된다.

구동 모터(400)는 도 1에 도시된 바와 같이 회전판(220)을 회전 구동하도록 장착되는데, 구동 모터(400)의 모터축(410)이 회전판(220)의 중심에 연결 결합되어 회전판(220)을 회전시키는 방식으로 롤러 유닛(200)을 회전 구동하도록 구성된다. 따라서, 회전판(220)에 결합된 이송 롤러(210)는 회전판(220)이 구동 모터(400)에 의해 회전함에 따라 회전판(220)의 원주 방향을 따라 공전함과 동시에 이송 롤러(210)의 결합 돌기(211)를 중심축으로 하여 자전할 수 있도록 구성된다.

펌프 헤드부(500)는 튜브(600)를 고정 지지하도록 롤러 유닛(200)과 인접하게 배치되며, 튜브(600)는 이송 롤러(210)에 의해 압착되도록 롤러 유닛(200)과 펌프 헤드부(500) 사이에 삽입 개재되며 내부에는 액체가 투입된다. 이때, 튜브(600)는 이송 롤러(210)의 길이 방향에 대한 직각 방향으로 배치되어 이송 롤러(210)의 공전에 의해 튜브(600) 내부의 액체가 이송 롤러(210)의 공전 방향을 따라 이송되도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 펌프 헤드부(500)는 이송 롤러(210)가 튜브(600)를 압착할 수 있도록 튜브(600)를 고정 지지하는 역할을 수행하는데, 이러한 펌프 헤드부(500)는 본 발명의 일 실시예에 따라 평판형의 베이스 플레이트(510)와, 베이스 플레이트(510)로부터 대략 "ㄷ"자 형태로 돌출 형성되는 완충 가이드(520)를 포함하여 구성된다. 완충 가이드(520)는 튜브(600)에 대한 이송 롤러(210)의 압착력을 완충할 수 있도록 형성되며, 베이스 플레이트(510)에는 튜브(600)가 관통할 수 있는 관통홀(511)이 완충 가이드(520)의 양측에 형성된다. 따라서, 튜브(600)는 이러한 관통홀(511)을 통과하며 완충 가이드(520)에 권취되는 형태로 완충 가이드(520)에 지지 고정된다. 이때, 완충 가이드(520)에는 튜브(600)의 지지 고정 상태를 가이드하도록 양측에 돌출되는 가이드 돌기(521)가 형성될 수 있다.

이러한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프의 동작 상태를 살펴보면, 튜브(600) 내에 액체가 투입된 상태에서 튜브(600)는 도 2에 도시된 바와 같이 롤러 유닛(200)과 펌프 헤드부(500) 사이에 삽입 개재되어 이송 롤러(210)에 의해 압착된다. 이때, 튜브(600)가 압착되는 지점은 적어도 인접한 2개 이상의 지점에 형성되며, 인접한 2개의 이송 롤러(210)에 의해 압착되는 지점 사이의 공간은 튜브(600) 내의 다른 공간과 분리된 독립 공간(C)을 이루게 된다. 이러한 상태에서 구동 모터(400)에 의해 회전판(220)이 회전하게 되면, 이송 롤러(210)가 공전 및 자전하며 독립 공간(C)을 회전 방향으로 이동시키게 된다. 이와 같이 롤러 유닛(200)이 회전함에 따라 독립 공간(C)이 이송되고, 독립 공간(C) 내에 충전된 액체 또한 함께 이송되며, 이후 이송 롤러(210)가 계속 공전하게 되면 튜브(600)를 압착하지 않고 튜브(600)로부터 이격되므로, 독립 공간(C)은 해제되고 독립 공간(C)에 충전된 액체는 이송 방향을 따라 튜브(600) 내의 다음 구간으로 계속 진행하게 된다. 또한, 인접한 2개의 이송 롤러(210)에 의해 형성되는 독립 공간(C)은 롤러 유닛(200)의 회전에 따라 다음 이송 롤러(210)에 의해 연속적으로 생성되며, 이러한 과정을 통해 액체가 튜브(600)를 통해 연속적으로 이송된다. 이때, 독립 공간(C)은 그 구조상 항상 동일한 체적을 갖도록 형성되기 때문에, 연속적으로 일정한 양의 액체가 이송되게 된다.

이와 같이 동작되는 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프는 튜브(600)를 지지 고정하는 펌프 헤드부(500)에 전술한 바와 같이 튜브(600)에 대한 이송 롤러(210)의 압착력을 완충하는 완충 가이드(520)가 형성되기 때문에, 상대적으로 튜브(600)의 변형이 감소하여 전체적으로 내구성이 향상되는 구조이다.

좀 더 자세히 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 가이드(520)는 전술한 바와 같이 양단이 베이스 플레이트(510)에 결합되는 대략 "ㄷ" 자 형상으로 베이스 플레이트(510)로부터 돌출 형성되는데, 이러한 완충 가이드(520)는 도 2에 도시된 바와 같이 롤러 유닛(200)에 대향하는 면이 오목하도록 만곡지게 형성된 곡선형 플레이트 형상으로 형성되며, 탄성 재질로 형성되어 이송 롤러(210)의 압착력에 따라 탄성 변형하도록 구성될 수 있다. 이러한 완충 가이드(520)는 일종의 판 스프링의 구조로서, 이송 롤러(210)의 회전 상태에 따라 압착력의 크기가 증가하면 도 2의 점선으로 도시된 바와 같이 하향 변형하고, 상대적으로 압착력의 크기가 감소하면, 도 2의 실선 또는 그 이하의 구간까지 상향 변형하는 방식으로 이송 롤러(210)의 압착력을 완충한다. 따라서, 이송 롤러(210)가 공전하며 튜브(600)를 압 착하는 압착력이 종래 기술과 달리 과도하게 작용하지 않고 완충 가이드(520)에 의해 완충되므로, 튜브(600)의 압착 변형량이 감소하게 되어 과도한 변형에 따른 열 발생이 방지되고, 또한 튜브(600)와 이송 롤러(210)의 압착에 의한 마찰력이 감소하여 이에 따른 마찰열이 감소하게 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프는 튜브(600)의 압착에 따른 열 발생이 감소되기 때문에, 사용에 따른 튜브(600)의 변형이 상대적으로 감소되어 더욱 오랜시간 사용할 수 있고, 또한 튜브(600)의 변형, 예를 들어 튜브(600)의 내경 감소와 같은 변형이 감소되므로 상대적으로 장시간 사용하더라도 액체의 이송량이 감소하지 않고 일정하게 유지될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프는 롤러 유닛(200)의 이송 롤러(210)가 적어도 3개 이상 배치되는 것이 바람직한데, 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 8개 배치될 수 있다. 종래 기술에 의한 정량 이송 펌프의 경우 이송 롤러(210)는 3개 또는 4개 장착되는 것이 일반적인데, 본 발명에 따른 정량 이송 펌프는 3개 또는 4개 장착되는 것은 물론이고, 그 이상 장착될 수 있다. 이와 같이 이송 롤러(210)의 개수가 증가하게 되면, 이송 롤러(210)의 이격 거리가 감소하여 전술한 튜브(600)의 독립 공간(C)의 체적이 감소하게 되므로 독립 공간(C)을 통해 이송하는 액체의 양이 감소하여 더욱 정밀하게 액체의 이송량을 정량 제어할 수 있다. 본 발명에 따른 정량 이송 펌프가 종래 기술에 비해 더 많은 이송 롤러(210)를 장착할 수 있는 이유는 완충 가이드(520)가 장착되어 튜브(600)의 내구성이 향상되기 때문이다. 즉, 이송 롤러(210)의 개수가 증가하게 되면, 롤러 유닛(200)의 1 회 전당 튜브(600)의 압착 횟수가 증가하게 되어 튜브(600)의 변형량이 상대적으로 증가하게 되는데, 본 발명에 따른 정량 이송 펌프는 완충 가이드(520)에 의해 이러한 튜브(600) 변형량이 감소하므로, 더 많은 개수의 이송 롤러(210)를 장착할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프는 다수개의 튜브(600)가 상호 평행하게 배치되도록 구비될 수 있다. 즉, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 다수개의 튜브(600)가 이송 롤러(210)의 길이 방향에 대한 직각 방향으로 서로 평행하게 배치될 수 있고, 이에 따라 다수개의 튜브(600)는 모두 동일한 이송 롤러(210)에 의해 동시에 압착되도록 배치된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프는 이러한 다수개의 튜브(600)를 통해 각각 다른 액체를 정량 이송할 수 있다.

종래 기술에 의한 일반적인 정량 이송 펌프는 종래 기술에서 설명한 바와 같이 하나의 정량 이송 펌프에 하나의 튜브가 구비되는 형태로 구성되어 여러개의 액체를 이송하기 위해서는 다수개의 정량 이송 펌프가 구비되어야 하며, 이 경우 각각의 정량 이송 펌프는 제작 공차 등의 이유로 각각 이송량에 편차가 발생하게 되어 여러 개의 액체를 정확한 혼합 비율로 혼합하기가 어려웠다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프는 여러 개의 액체가 각각 투입되는 다수개의 튜브(600)가 동일한 하나의 롤러 유닛(200)에 의해 압착되어 동일한 조건으로 액체가 정량 이송되기 때문에, 각각의 튜브(600)를 통한 액체 이송량에 편차가 발생되지 않아 여러 개의 액체를 정확한 비율로 이송할 수 있고, 이에 따라 이후 정확한 혼합 비율로 혼합할 수 있을 것이다.

또한, 전술한 바와 같이 다수개의 튜브(600)가 배치되는 경우, 완충 가이드(520)는 본 발명의 일 실시예에 따라 다수개의 튜브(600) 각각에 상응하도록 다수개 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 튜브(600)가 3개 구비된 경우, 각각의 튜브(600)에 대한 이송 롤러(210)의 압착력을 완충할 수 있도록 각각의 튜브(600)를 고정 지지하는 3개의 완충 가이드(520a,520b,520c)가 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 다수개의 완충 가이드(520)는 각각 고정 지지하는 튜브(600)의 종류에 따라 서로 다르게 형성되어 각각의 튜브(600)에 대한 이송 롤러(210)의 압착력이 동일하게 작용하도록 구성된다.

예를 들어, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 3개의 튜브(600)가 구비되고 이에 대응하여 3개의 완충 가이드(520)가 형성되는 경우, 3개의 튜브(600) 중 하나의 튜브(600)가 그 직경이 작게 형성된다면, 3개의 완충 가이드(520a,520b,520c) 중 직경이 작은 튜브(600)에 대응되는 완충 가이드(520c)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 튜브(600)가 접촉되는 표면의 높이가 다른 2개의 완충 가이드(520a,520b)보다 X 거리 만큼 더 높게 형성된다. 즉, 해당 완충 가이드(520c)의 오목하게 만곡진 부위의 표면 높이가 다른 2개의 완충 가이드(520a,520b)보다 X 거리 만큼 더 높게 형성된다. 이러한 완충 가이드(520)의 높이차에 의해 각 튜브(600)에 대한 이송 롤러(210)의 압착력은 모두 동일하게 작용한다. 이때, 완충 가이드(520a,520b,520c)의 높이차 X는 튜브(600)의 외경, 내경 또는 재질 등에 따 라 가변적으로 형성될 수 있을 것이다.

이와 같이 다수개의 완충 가이드(520)의 높이를 다르게 형성함으로써, 다수개의 완충 가이드(520)에 각각 고정 지지되는 튜브(600)는 동일한 이송 롤러(210)에 의해 동일한 크기의 압착력을 받기 때문에, 액체를 이송하는 조건을 동일하게 유지할 수 있고, 또한, 각 튜브(600)의 압착력에 의한 변형 또는 마모 현상 또한 동일한 속도로 진행되므로, 튜브(600)의 교환 시기가 동일하여 튜브(600)를 하나씩 교환할 필요없이 일체로 교환 가능하며, 이에 따라 튜브 교환에 따른 유지 보수 작업이 용이하게 수행될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프가 혈액 분석기에 사용되는 예를 개념적으로 도시한 동작블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프는 전술한 바와 같이 다른 테스트 장치의 내부에 추가 장착되어 부수적인 장치를 이루도록 구성될 수 있는데, 이러한 예로서 도 6에는 병원 등에서 사용되는 혈액 분석기의 내부 장치를 이루는 구성이 도시된다.

혈액 분석기는 혈액 분석용 기기 본체(20)와, 기기 본체(20)에 결합하여 혈액 측정 신호를 인가하는 혈액 분석용 카트리지(30)와, 시료 용액 등을 정량 이송하기 위한 본 발명에 따른 정량 이송 펌프(10)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 정량 이송 펌프(10)의 펌프 헤드부(500)와 튜브(600)는 카트리지(30)에 결합되고, 구동 모터(400)와 롤러 유닛(200)은 기기 본체(20)에 결합되는 방식으로 구성된다. 즉, 펌프 헤드부(500)의 완충 가이드(520)에 튜브(600)가 고정 지지된 상태로 카트리지(30)가 기기 본체(20)에 결합되면, 튜브(600)가 기기 본체(20)의 롤러 유닛(200)에 의해 압착되도록 구성되고, 이에 따라 롤러 유닛(200)이 회전 구동하면 튜브(600)를 통해 시료 용액 등이 측정부(33)로 정량 공급되도록 구성된다.

좀 더 자세히 살펴보면, 구동 모터(400)에 의해 롤러 유닛(200)이 회전하게 되면, 3개의 튜브(600)를 통해 동시에 각각 다른 시료 용액이 측정부(33)로 공급된다. 분석 대상 혈액은 별도의 시료 주입부(32)로 주입되며, 정량 이송 펌프(10)의 동작에 의해 시료 용액 일부를 폐기 용기(34)로 공급함에 따라 발생하는 압력 차이에 의해 측정부(33)로 공급되도록 구성된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따라 하나의 정량 이송 펌프(10)에 의해 3가지의 액체(혈액 및 시료 용액)가 동시에 동일한 조건으로 이송되도록 구성될 수 있다. 따라서, 3가지의 액체에 대한 공급 비율이 정확하게 유지되어 더욱 정확한 혈액 분석 작업이 가능하며, 이후 측정부(33)에 공급된 혈액 및 시료 용액에 대한 측정 신호가 기기 본체(20)로 인가된다.

한편, 이와 같이 구성된 혈액 분석기는 사용에 따라 카트리지(30) 만을 별도로 분리 교체할 수 있는데, 전술한 바와 같이 펌프 헤드부(500)와 튜브(600)는 카트리지(30)에 결합되고 구동 모터(400)와 롤러 유닛(200)은 기기 본체(20)에 결합되므로, 상대적으로 교체 주기가 짧은 펌프 헤드부(500)와 튜브(600)가 카트리지(30) 교체와 함께 일체로 교환되어 정량 이송 펌프(10)에 대한 별도의 교환 작업 없이 용이하게 정량 이송 펌프(10)를 유지 보수할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프(10)는 혈액 분석기와 같은 별도의 실험 장치에 부수적인 장치로 구성될 수 있으며, 이외에도 전술한 바와 같이 별도의 독립적인 장치로서 구성될 수도 있는 등 다양하게 활용될 수 있을 것이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프의 성능을 종래 기술과 비교한 그래프를 도시한 도면으로서, 도 7의 (a)는 종래 기술에 의한 일반적인 정량 이송 펌프의 구동 시간에 따른 이송 유량의 변화 상태에 대한 측정 데이터를 그래프로 도시한 것이고, 도 7의 (b)는 본 발명에 따른 정량 이송 펌프의 구동 시간에 따른 이송 유량의 변화 상태에 대한 측정 데이터를 그래프로 도시한 것이다.

측정 방법은 각각의 정량 이송 펌프를 2주 동안 계속하여 동시에 가동시킨 상태에서, 각각에 대한 이송 유량을 2주 동안 100회 측정하는 방식으로 진행되었다. 100회 측정에 대한 시간 간격은 랜덤한 방식으로 수행되었으며, 각 정량 이송 펌프에 대한 측정은 동일 시점에 동시 수행되었다.

이러한 측정 데이터 그래프를 통해 알 수 있듯이, 종래 기술에 의한 일반적인 정량 이송 펌프는 구동 횟수의 증가에 따라 액체의 이송 유량이 감소하는 반면, 본 발명에 따른 정량 이송 펌프는 구동 횟수가 증가하더라도 최초 이송 유량이 그대로 일정하게 유지되고 있다. 이는 본 발명에 따른 정량 이송 펌프는 완충 가이드(520)가 형성되어 튜브(600)에 대한 이송 롤러(210)의 압착력이 완충되기 때문에 나타나는 결과이다. 즉, 본 발명에 따른 정량 이송 펌프는 튜브(600)에 과도한 압착력이 작용하지 않고 이에 따라 튜브(600)에 마찰열이 감소하며 또한 이러한 마찰 열 감소에 의해 화학적 변형이 감소되기 때문에, 튜브(600)의 상태가 최초 구동할 때와 동일하게 유지되어 장시간 구동하더라도 최초 상태와 동일한 이송 유량을 갖도록 성능이 유지된다.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프의 구성을 개략적으로 도시한 사시도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프의 동작 상태를 개념적으로 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프의 내부 구조를 나타내기 위해 도 1의 "A-A"선을 따라 취한 단면도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프의 펌프 헤드부에 대한 형상을 개략적으로 도시한 사시도,

도 5는 도 4의 "B-B"선을 따라 취한 단면도,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프가 혈액 분석기에 사용되는 예를 개념적으로 도시한 동작흐름도,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 이송 펌프의 성능을 종래 기술과 비교한 그래프를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200: 롤러 유닛 210: 이송 롤러

220: 회전판 400: 구동 모터

500: 펌프 헤드부 520: 완충 가이드

600: 튜브

Claims (6)

1. 회전판의 일측면에 원주 방향을 따라 이격 배치되는 다수개의 이송 롤러가 회전 가능하게 결합되는 롤러 유닛;

   상기 롤러 유닛을 회전 구동하는 구동 모터;

   상기 롤러 유닛과 인접하게 배치되는 펌프 헤드부; 및

   상기 이송 롤러에 의해 압착되도록 상기 롤러 유닛과 펌프 헤드부 사이에 삽입 개재되며 내부에는 액체가 투입되는 튜브

   를 포함하고, 상기 펌프 헤드부에는 상기 튜브가 고정 지지되며 상기 튜브에 대한 상기 이송 롤러의 압착력이 완충되도록 완충 가이드가 형성되고, 상기 롤러 유닛의 회전에 의해 상기 튜브 내부에 투입된 액체가 정량 이송되는 것을 특징으로 하는 정량 이송 펌프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 완충 가이드는 상기 롤러 유닛에 대향하는 면이 오목하도록 만곡지게 형성된 곡선형 플레이트 형상으로 형성되며, 탄성 재질로 형성되어 상기 이송 롤러의 압착력에 따라 탄성 변형하는 것을 특징으로 하는 정량 이송 펌프.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 롤러 유닛은 상기 이송 롤러가 적어도 3개 이상 배치되는 것을 특징으로 하는 정량 이송 펌프.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 튜브는 동일한 이송 롤러에 의해 동시 압착되도록 상호 평행하게 다수개 구비되고, 각각의 튜브를 통해 액체가 각각 정량 이송되는 것을 특징으로 하는 정량 이송 펌프.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 완충 가이드는 상기 다수개의 튜브 각각에 대한 상기 이송 롤러의 압착력이 완충되도록 상기 다수개의 튜브에 각각 대응하여 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 정량 이송 펌프.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 다수개의 완충 가이드는 오목하게 만곡진 부위의 표면 높이가 상기 튜브의 종류에 따라 각각 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 정량 이송 펌프.

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