KR20120093812A - 개선된 역압 밀봉을 갖는 의료용 밸브 - Google Patents

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윌리엄 사이옵스
루이스 마세다
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엔피 메디컬 인크.
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Abstract

본 발명의 의료용 밸브는 유체 유동을 허용하는 개방 모드와, 유체 유동을 방지하는 폐쇄 모드 사이에서 전이한다. 그러한 목적으로, 의료용 밸브는 입구 및 출구를 구비한 하우징, 하우징 내에 이동 가능하게 장착된 강성 부재, 및 밀봉 부분을 구비한 탄성 부재를 갖는다. 하우징은 또한 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 출구와 유체 연통하는 적어도 하나의 릴리프 구역을 갖는다. 강성 부재는 기부 단부, 말단 단부, 및 유동 채널을 가질 수 있다. 릴리프 구역은 밀봉 부재로부터 방사상 외측에 있을 수 있다. 밀봉 부분은 폐쇄 모드에 있을 때, 밸브를 밀봉하고 유체가 밸브를 통과하는 것을 방지할 수 있다.

Description

개선된 역압 밀봉을 갖는 의료용 밸브{MEDICAL VALVE WITH IMPROVED BACK-PRESSURE SEALING}
우선권
본 특허 출원은 발명자가 윌리엄 시옵스(William Siopes), 루이스 마세다(Luis Maseda), 및 이안 킴벌(Ian Kimball)이며, 발명의 명칭이 "개선된 역압 밀봉을 갖는 의료용 밸브"인, 2009년 6월 22일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/219,319호에 기초하여 우선권을 주장하고, 이의 내용은 본 명세서에 참조로 통합되었다.
관련된 미국 특허 출원
본 특허 출원은 본 출원과 동일자로 출원되고 대리인 정리 번호가 1600/A11인, 발명자가 윌리엄 시옵스, 루이스 마세다, 및 이안 킴벌이며, 발명의 명칭이 "개선된 역압 밀봉을 갖는 의료용 밸브"인 미국 특허 출원에 관련되고, 이의 내용은 본 명세서에 참조로 통합되었다.
본 발명은 대체로 의료용 밸브에 관한 것이고, 특히 의료용 밸브 내의 기부로 향하는 힘에 대한 저항을 개선하는 것에 관한 것이다.
일반적인 측면에서, 의료용 밸브 장치는 흔히 비침습적으로 환자의 혈관 내로 유체를 주입하거나 (혈관으로부터 유체를 취출하기) 위해 반복적으로 접근될 수 있는 밀봉 포트로서 작용한다. 결과적으로, 의료용 밸브는 환자의 피부가 니들에 의해 반복적으로 관통될 것을 요구하지 않고서 환자의 혈관이 자유롭게 접근되도록 허용한다.
의료인은 적절하게 고정된 의료용 밸브를 갖는 환자 내로 유체를 주입하거나 (그로부터 유체를 취출하기 위해) 의료용 밸브 내로 의료 기구를 삽입한다. 삽입되면, 유체는 자유롭게 환자 내로 주입되거나 그로부터 취출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 의료용 밸브는 유체 유동을 허용하는 개방 모드와, 유체 유동을 방지하는 폐쇄 모드 사이에서 전이한다. 의료용 밸브는 입구, 출구, 및 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 출구와 유체 연통하는 적어도 하나의 릴리프 구역을 구비한 하우징을 갖는다. 의료용 밸브는 또한 통로 내에 이동 가능하게 장착되는 플러그 부재를 가질 수 있다. 플러그 부재는 기부 단부, 말단 단부, 및 그의 기부 및 말단 단부 사이의 구멍을 갖는다. 밸브는 또한 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 구멍을 밀봉하는 제1 밀봉 부재를 구비한 글랜드 부재를 가질 수 있다. 릴리프 구역은 밀봉 부재의 방사상 외측에 있을 수 있다.
몇몇 실시예에서, 의료용 밸브는 또한 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 구멍에 대해 기부에 위치되는 제2 밀봉 부재를 가질 수 있다. 그러한 실시예에서, 제1 밀봉 부재는 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 구멍에 대해 말단에 위치될 수 있다. 제1 및 제2 밀봉 부재는 o-링일 수 있고, 글랜드 부재와 일체일 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 의료용 밸브의 하우징은 릴리프 구역(들)을 형성하는 복수의 리브를 가질 수 있다. 하우징은 또한 리브와 함께, 글랜드 부재의 일 부분을 지지하는 선반 부분을 가질 수 있다. 추가로, 하우징은 플러그 부재가 말단으로 이동할 때 출구 내에서 플러그 부재를 중심 설정하는 밸브의 출구에서의 안내 기둥을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 선반 부분 및 안내 기둥은 리브의 일부일 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 릴리프 구역(들)은 밸브 내의 기부로 향하는 압력이 탄성 부재 및 제1 및/또는 제2 밀봉 부재(들) 상에서 방사상 내향 압력을 생성함으로써 구멍에서 밀봉을 증가시키도록 구성될 수 있다. 밸브가 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 전이할 때, 글랜드 부재는 릴리프 구역 내로 변형될 수 있다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 입구 및 출구를 구비한 하우징을 갖는 의료용 밸브를 위한 탄성 부재는 본체 부분 및 제1 밀봉 부재를 포함할 수 있다. 본체 부분은 하우징 내에 위치될 수 있고, 본체 부분의 적어도 일 부분은 하우징에 의해 지지될 수 있다. 하우징은 밸브의 출구와 유체 연통하는 적어도 하나의 릴리프 구역을 가질 수 있다. 제1 밀봉 부재는 밸브 내의 통로 내에 이동 가능하게 장착되는 플러그 부재에 대해 제1 밀봉을 생성할 수 있다. 제1 밀봉 부재는 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 플러그 부재 내의 구멍을 밀봉할 수 있다. 릴리프 구역은 제1 밀봉 부재의 방사상 외측에 있을 수 있다.
다른 실시예에서, 탄성 부재는 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 구멍에 대해 기부에 위치되는 제2 밀봉 부재를 가질 수 있다. 그러한 실시예에서, 제1 밀봉 부재는 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 구멍에 대해 말단에 위치될 수 있다. 제1 및 제2 밀봉 부재는 o-링일 수 있고, 탄성 부재와 일체일 수 있거나 그렇지 않을 수 있다.
하우징은 릴리프 구역(들)을 형성하는, 선반 부분 및 복수의 리브 부재를 포함할 수 있다. 선반 부분은 하우징 내에서 탄성 부재를 지지할 수 있고, 밸브 작동 중에, 탄성 부재의 본체 부분은 릴리프 구역 내로 변형될 수 있다. 릴리프 구역(들)은 밸브 내의 기부로 향하는 압력의 존재 시에, 릴리프 구역으로 진입하는 유체가 탄성 부재 상에 방사상 내향 압력을 인가하여 구멍에서 밀봉을 증가시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 의료용 밸브를 위한 하우징은 입구를 구비한 기부 부분, 및 출구를 구비한 말단 부분을 포함한다. 기부 부분 및 말단 부분은 하우징의 내부에 탄성 부재를 고정시킬 수 있다. 탄성 부재 또는 탄성 부재 상에 위치된 밀봉 부재는 플러그 부재 내에 위치된 횡단 구멍을 밀봉할 수 있다. 하우징은 또한 출구와 유체 연통하는 릴리프 구역을 가질 수 있다. 의료용 밸브를 통한 기부로 향하는 압력의 존재 시에, 릴리프 구역은 탄성 부재 및/또는 밀봉 부재에 의해 제공되는 밀봉을 증가시키도록 구성될 수 있다. 릴리프 구역은 구멍의 방사상 외측에 있을 수 있다.
하우징의 말단 부분 내에 위치된 선반 부분이 탄성 부재를 지지할 수 있다. 추가로, 하우징은 또한 말단 부분 내에 위치된 복수의 리브 부재를 가질 수 있다. 복수의 리브 부재는 릴리프 구역(들)을 형성할 수 있다. 탄성 부재는 구멍에 대해 기부에 위치된 제1 밀봉 부재 및 구멍에 대해 말단에 위치된 제2 밀봉 부재를 포함할 수 있다. 제1 밀봉 부재 및 제2 밀봉 부재는 구멍을 밀봉할 수 있고, 밸브를 통한 기부로 향하는 압력은 구멍 둘레에서 제1 및 제2 밀봉 부재에 의해 생성되는 밀봉을 증가시킬 수 있다. 릴리프 구역은 제2 밀봉 부재의 방사상 외측에 있을 수 있다. 하우징은 또한 플러그 부재가 말단 및/또는 기부로 이동할 때, 출구 내에서 플러그 부재를 중심 설정하는 출구에서의 안내 기둥을 가질 수 있다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 유체 유동을 허용하는 개방 모드, 및 유체 유동을 방지하는 폐쇄 모드를 갖는 의료용 밸브는 하우징, 강성 부재, 및 탄성 부재를 포함할 수 있다. 하우징은 입구, 출구, 및 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 출구와 유체 연통하는 적어도 하나의 릴리프 구역을 가질 수 있다. 강성 부재는 통로 내에 이동 가능하게 장착될 수 있다. 강성 부재는 또한 기부 단부, 말단 단부, 및 그를 통과하는 유동 채널을 가질 수 있다. 유동 채널은 강성 부재의 말단 단부 부근의 개방부를 가질 수 있다. 탄성 부재는 기부 부분 및 평시 폐쇄 개구를 구비한 밀봉 부분을 가질 수 있다. 밀봉 부분은 기부 부분에 대해 말단일 수 있고, 릴리프 구역은 밀봉 부분의 방사상 외측에 있을 수 있다. 밀봉 부분은 폐쇄 모드에 있을 때, 밸브를 밀봉하고 유체가 밸브를 통과하는 것을 방지할 수 있다.
의료용 밸브는 또한 릴리프 구역(들)을 형성하는 복수의 리브를 가질 수 있다. 릴리프 구역(들)은 밸브 내의 기부로 향하는 압력이 밀봉 부분 및 개구 상에서 방사상 내향 압력을 생성함으로써 밀봉 부분에 의해 제공되는 밀봉을 증가시키도록 구성될 수 있다. 밸브 작동 중에, 탄성 부재의 일 부분은 밸브가 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 전이할 때 릴리프 구역(들) 내로 변형될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 강성 부재는 캐뉼라일 수 있다. 캐뉼라는 밸브 입구와 밸브 출구 사이의 유체 연통을 생성하기 위해 밸브가 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 전이할 때 밀봉 부분 내의 개구를 통과할 수 있다. 대안적으로, 강성 부재는 본체 부분 및 본체 부분으로부터 연장하는 복수의 레그 부재를 구비한 액추에이터일 수 있다. 액추에이터의 말단 이동은 레그 부재가 개구를 개방하도록 탄성 부재와 상호 작용하게 할 수 있고, 이는 결국 밸브를 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 전이시킨다.
본 발명의 상기 특징은 첨부된 도면을 참조하여 취해지는, 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 의료용 밸브의 하나의 용도를 개략적으로 도시한다.
도 2a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 구성된 의료용 밸브의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 2b는 Y-형 분지부를 구비한 도 2a의 의료용 밸브의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 3a는 선 3A-3A를 따른 폐쇄 모드의 도 2a에 도시된 밸브의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 3b는 선 3B-3B를 따른 폐쇄 모드의 도 2a에 도시된 밸브의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 선 3A-3A를 따른 개방 모드의 도 2a에 도시된 밸브의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3a에 도시된 영역 1의 상세도를 개략적으로 도시한다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3b에 도시된 영역 2의 상세도를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른, 밸브 출구의 파이 절단된(pie-cut) 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 실시예에 따른, 상이한 개수의 리브를 구비한 밸브 출구의 대안적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 개방 모드의 의료용 밸브의 대안적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 9a는 본 발명의 추가의 실시예에 따른, 중실 링 시일을 갖는 의료용 밸브의 추가의 대안적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 9b는 본 발명의 실시예에 따른, 도 9a에 도시된 의료용 밸브의 중실 링 시일 영역의 상세도를 개략적으로 도시한다.
도 10a는 본 발명의 실시예에 따른, 폐쇄 모드의 의료용 밸브의 대안적인 실시예의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 10b는 본 발명의 실시예에 따른, 개방 모드의 도 10a에 도시된 의료용 밸브의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른, 도 10a 및 10b에 도시된 의료용 밸브의 밸브 출구를 개략적으로 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 의료용 밸브의 추가의 실시예의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 대안적인 액추에이터의 사시도를 개략적으로 도시한다.
예시적인 실시예에서, 의료용 밸브는 밸브 출구와 유체 연통하는 릴리프 구역을 갖는다. 릴리프 구역은 기부로 향하는 압력의 존재 시에 밸브에 동적 밀봉을 제공한다. 예시적인 실시예의 세부가 아래에서 설명된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 구성된 의료용 밸브(10)의 하나의 예시적인 용도를 개략적으로 도시한다. 이러한 예에서, 카테터(70)가 밸브(10)를 환자의 정맥과 연결한다 (환자는 참조 번호 30에 의해 표시되어 있다). 접착 테이프 또는 유사한 재료가 밸브가 제 위치에 유지되도록 보장하기 위해 카테터(70) 및 환자의 팔과 결합될 수 있다.
밸브(10)가 제 위치에 위치된 후에, (참조 번호 20에 의해 개략적으로 표시된) 간호사, 의사, 기술자, 의료인, 또는 다른 사용자가 침상에 누워 있는 환자(30)에게 약품을 정맥 주사로 전달할 수 있다. 그러한 목적으로, 밸브가 (예컨대, 생리식염수 세정에 의해) 적절하게 프라이밍되고 세정된 후에, 간호사(20)는 오염물을 제거하기 위해 밸브(10)의 상부 표면을 닦는다. 다음으로, 간호사(20)는 밸브(10)를 통해 환자(30)에게 약품을 주입하기 위해 의료 기구(예컨대, ANSI/ISO 표준과 부합하는 말단에 위치된 무딘 루어 팁을 갖는 시린지)를 사용한다. 예를 들어, 의료인(20)은 헤파린, 항생제, 통증 치료제, 다른 정맥 주사 약품, 또는 의료용으로 적절한 다른 유체와 같은 약물을 주입하기 위해 밸브(10)를 사용할 수 있다. 대안적으로, 간호사(20) (또는 다른 사용자)는 밸브(10)를 통해 환자(30)로부터 혈액을 취출할 수 있다.
의료용 밸브(10)는 중력 공급 시스템(45)을 통한 것과 같이, 다른 수단으로부터 약품 또는 다른 유체를 받을 수 있다. 대체로, 전통적인 중력 공급 시스템(45)은 흔히 환자(30) 내로 도입되는 유체(예컨대, 마취 약품)를 담는 백(50) (또는 병)을 갖는다. 백(50) (또는 병)은 전형적으로 중력 공급을 허용하기 위해 폴(47: pole)에 걸린다. 의료인(20)은 그 다음 백/병(50)을 부착된 무딘 팁을 갖는 튜빙(60)을 사용하여 의료용 밸브(10)에 연결한다. 예시적인 실시예에서, 튜빙의 무딘 팁은 ANSI/ISO 표준과 부합하는 루어 테이퍼를 갖는다. 튜빙(60)이 의료용 밸브(10)에 연결된 후에, 중력 (또는 펌프)가 유체가 환자(30) 내로 유동하기 시작하게 한다. 몇몇 실시예에서, 공급 시스템(45)은 밸브(10)로부터 튜빙(60)을 분리할 필요가 없이 유체 유동을 정지시키기 위한 튜빙(60) 상의 추가의 차단 밸브(예컨대, 스톱-콕 밸브 또는 클램프)를 포함할 수 있다. 따라서, 밸브(10)는 장기간 "유치(indwell)" 시술에서 사용될 수 있다.
유체를 환자(30)에게 투여하거나 그로부터 취출한 후에, 간호사(20)는 오염물을 제거하고 적절한 작동을 보장하기 위해 밸브(10) 및 카테터(70)를 적절하게 닦고 세정해야 한다. 본 기술 분야의 당업자에 의해 공지된 바와 같이, 감염의 가능성을 경감시켜야 하는 일반적으로 허용되는 밸브 닦기 및 세정 프로토콜이 있다. 무엇보다도, 위에서 요약된 바와 같이, 이러한 프로토콜은 밸브가 환자에게 유체를 전달하거나 그로부터 유체를 취출하기 전 또는 후에, 적절한 세정 및 닦기를 요구한다.
도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 밸브(10)는 기구(40)를 수납하기 위한 기부 포트(110), 및 말단 포트(122)를 갖는 내부를 형성하는 하우징(100)을 갖는다. 밸브(10)는 밸브(10)를 통한 유체 유동을 허용하는 개방 모드, 및 밸브(10)를 통한 유체 유동을 방지하는 폐쇄 모드를 갖는다. 그러한 목적으로, 내부는 밸브(10)를 통한 유체 유동을 선택적으로 제어 (즉, 허용)하는 밸브 메커니즘을 포함한다. 유체는 기부 포트(110)와 말단 포트(122) 사이에서 연장하는 완전한 유체 경로를 통과한다.
본 명세서의 많은 설명이 기부 포트(110)를 입구로서, 말단 포트(122)를 출구로서 지칭하지만, 기부 및 말단 포트(110, 120)는 또한 각각 출구 및 입구 포트로서 사용될 수 있음을 알아야 한다. 그러므로, 각 구성에서의 이러한 포트의 설명은 단지 예시적인 목적이다.
밸브(10)는 그의 기부 단부(110)에서 저압 밀봉을 제공하는 것으로 간주된다. 그러한 목적으로, 의료용 밸브(10)의 기부 단부(110)는 그의 프로파일을 통해 전체적으로 연장하는 재밀봉 가능한 개구(130)를 구비한 탄성 기부 글랜드(80)를 갖는다. 개구(130)는, 예를 들어, 천공 구멍 또는 슬릿일 수 있다. 대안적으로, 기부 글랜드(80)는 개구(130)와 함께 성형될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 밸브(10)가 폐쇄 모드에 있을 때, 개구(130)는 하우징(100)의 내측 표면에 의해 폐쇄되어 유지될 수 있다. 그러한 경우에, 기부 포트(110)의 내경은 기부 글랜드(80)의 외경보다 더 작고, 따라서 기부 포트(110)는 개구(130)를 압착하여 폐쇄한다. 대안적으로, 탄성 부재는 개구(130)가 기부 포트(110)의 내경에 의해 제공되는 방사상 내향력의 부재 시에 평시에 폐쇄되어 유지되도록 형성될 수 있다. 바꾸어 말하면, 기부 글랜드(80)는 개구(130)가 평시 폐쇄되도록 형성된다.
기부 글랜드(80)는 입구 하우징(160)의 외부 입구 면(140)과 동일 평면이거나 약간 그 위에서 연장할 수 있다. 따라서, 기부 글랜드(80) 및 외부 입구 면(140)은 닦일 수 있는 표면을 제시하고, 즉 이는, 예를 들어, 알코올 스왑 또는 다른 스왑으로 쉽게 문질러서 깨끗해질 수 있다. 대안적으로, 기부 글랜드(80)는 닦일 수 있는 표면을 제공하도록 기부 포트(110) 위에 성형될 수 있다. 그러한 밸브는 전형적으로 본 기술 분야에서 "닦일 수 있는 밸브(swabbable valve)"로 지칭된다. 그러나, 다양한 다른 실시예는 다른 유형의 밸브에 관련될 수 있고, 따라서 모든 실시예가 닦일 수 있는 밸브로 제한되는 것은 아니다. 또한, 몇몇 실시예는 ANSI/ISO 루어 표준과 부합하지 않는 무딘 팁을 갖는 기구(40)와 함께 사용될 수 있다.
밸브 기부 포트(110)의 외부 표면은 또한 의료 기구(40)를 연결하기 위한 입구 나사산(90)을 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 기부 단부는 나사식 상호 연결부를 갖지 않는 기구(40)를 수용하기 위한 슬립 설계를 가질 수 있다. 유사한 방식으로, 밸브(10)의 말단 단부는 도 1의 카테터의 나사식 포트 또는 다른 의료 기구를 밸브 말단 포트(122)에 연결하기 위한 나사산(280)(도 3a 및 3b 참조)을 포함하는 스커트(150)를 갖는다. 기부 단부 입구 나사산(90) 및 말단 단부 나사산(280)은 바람직하게는 ANSI/ISO 표준과 부합한다 (예컨대, 이들은 ANSI/ISO 표준과 부합하는 의료 기구를 수납/연결될 수 있다). 위에서 설명된 나사산에 추가하여, (예컨대, 도 3a 및 3b에 도시된) 입구 하우징(160)의 내부 기하학적 형상은 표준 루어 테이퍼의 방향과 반대 방향으로 테이퍼질 수 있다.
상기 실시예는 기부 포트(110)와 말단 포트(122)가 서로 정렬되는 의료용 밸브(10)를 설명함을 알아야 한다. 그러나, 본 발명의 다양한 다른 실시예에서, 의료용 밸브(10)는 Y-형 분지부(100A)(예컨대, 도 2b 참조)를 포함할 수 있다. Y-형 분지부(100A)는 하우징(100)으로부터 연장하여 Y-형 채널을 형성할 수 있다. Y-형 채널은 밸브 말단 포트(122)와 유체 연통할 수 있다. 멸균을 보장하기 위해, Y-형 채널은 탄성 다이어프램 또는 몇몇 유형의 밸브를 가질 수 있다. 대안적으로, Y-형 채널은 밸브 수단을 갖지 않을 수 있다.
도 3a는 선 3A-3A를 따른 도 2a에 도시된 밸브의 단면을 개략적으로 도시한다. 도 3b는 선 3B-3B를 따른 도 2a에 도시된 밸브의 단면을 개략적으로 도시한다. 도 3a 및 3b는 의료 기구 또는 다른 기구가 기부 포트(110)를 통해 삽입되지 않을 때의 폐쇄 위치의 밸브(10)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 하우징(100)은 의료용 밸브(10)의 내부를 형성하도록 함께 연결되는, 입구 하우징(160) 및 출구 하우징(170)을 포함한다. 내부 내에서, 의료용 밸브(10)는 밸브 메커니즘을 갖는다. 입구 하우징(160) 및 출구 하우징(170)은 스냅 결합 연결, 초음파 용접, 플라스틱 용접, 또는 본 기술 분야에서 보편적으로 사용되는 다른 방법을 포함한, 다양한 방식으로 함께 접합될 수 있다.
내부 밸브 메커니즘은 밸브(10)를 통한 유체 유동을 제어한다. 밸브 메커니즘은 입구 하우징(160)과 출구 하우징(170) 사이에 고정된 연신 및 압축 가능한 글랜드(300)(예컨대, 탄성 부재)와, 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때, 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 캐뉼라(310)(예컨대, 플러그 부재)를 통한 유체 유동을 방지하는 글랜드(300)에 의해 밸브(10) 내에 고정되는 강성이며 종방향으로 이동 가능한 캐뉼라(310)를 포함한다.
캐뉼라(310)는 기부 섹션 및 말단에 위치된 얇은 섹션을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 얇은 섹션은 기부 섹션과 함께 유동 채널(314)을 형성하는 (참조 번호 "312"에 의해 표시된) 중공 니들이다. 대안적으로, 캐뉼라(310)는 더 큰 내경을 가질 수 있다. 니들(312)은 그의 기부 단부에서 개방되며, 그의 말단 단부에서 폐쇄되고, 그의 말단 단부에 대해 바로 기부에 있는 그의 측면 내에서 구멍(316)(예컨대, 횡단 구멍)을 갖는다. 폐쇄 위치에 있을 때, 구멍(316)은 밀봉 부재(320A, 320B)에 의해 밀봉된다. 밀봉 부재(320A, 320B)의 캐뉼라(310)와의 상호 작용은 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.
니들(312)이 단일 구멍을 갖는 것으로 위에 설명되지만, 본 발명의 다른 실시예는 니들(312) 내에서 복수의 구멍을 가질 수 있음을 아는 것이 중요하다. 예를 들어, 니들(312)은 180° 이격된 2개의 구멍을 본질적으로 생성하는 횡단 구멍을 가질 수 있다. 대안적으로, 니들은 니들의 직경을 따라 서로로부터 방사상으로 이격된 3개 이상의 구멍을 가질 수 있다.
구멍(316)이 니들의 말단 단부에 대해 바로 기부에 있는 것으로 위에서 설명되지만, 본 발명의 다른 실시예는 니들(312)의 길이를 따른 다른 위치에 위치된 구멍(316)을 가질 수 있음을 아는 것도 중요하다. 예를 들어, 구멍(316)은 니들(312)의 중간점에 또는 니들(312)의 기부 단부에 가까이 위치될 수 있다. 그러므로, 구멍(316)의 위치에 의존하여, 구멍(316)은 밸브(10)가 폐쇄 모드에 있을 때, (예컨대, 구멍(316)이 니들의 말단 단부에 대해 바로 기부에 있으면) (아래에서 더 상세하게 설명되는) 릴리프 구역(530)에 인접하여 그의 방사상 내측에 위치될 수 있거나, 또는 (예컨대, 구멍(316)이 니들(312)의 중간점 또는 기부 단부에 위치되면) 릴리프 구역(530)에 대해 기부에서 그의 방사상 내측에 위치될 수 있다.
글랜드(300)의 기부 단부에서의 (예컨대, 기부 글랜드(80)에서의) 슬릿(130)에 대한 노즐의 삽입은 캐뉼라(310)가 말단으로 이동하게 하여, 구멍(316)을 그의 밀봉된 위치로부터 이동시킨다. 액체가 결과적으로 먼저 유동 채널(314) 및 구멍(316)을 통해, 그 다음 출구(120) 말단 포트(122)를 통해 밸브(10)의 외부로 유도될 수 있다.
출구(120)는 니들(312)이 노즐에 의해 기부 및 말단으로 압박될 때 약간 변화하는 체적을 갖는다. 특히, 출구(120)의 체적은 개방 모드에 있을 때보다 폐쇄 모드에 있을 때 약간 더 크다. 체적의 이러한 약간의 차이는 출구(120) 내로 연장하는 니들(312)의 체적에 기인한다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 니들(312)은 매우 얇은 크기이다. 노즐이 취출될 때 출구(120) 내로 역류되는 유체의 양은 구멍(316)을 출구(120)에 노출시키기 위해 요구되는 니들(312)의 체적에 대응한다. 결과적으로, 위에서 제안된 바와 같이, 이러한 체적은 니들 직경 및 구멍(316)의 배치에 의해 제어된다. 니들(312)의 직경을 작게 만들고, 구멍(316)을 니들(312)의 말단 단부에 매우 가깝게 함으로써, 출구(120)를 통해 역류되는 유체의 체적이 감소되고, 밸브(10)에 대한 오염으로부터의 이후의 위험이 최소화된다. 소정의 실시예에서, 노즐의 취출 시에 역류되는 유체의 체적은 약 1 내지 수 마이크로리터 사이의 정도이다. 몇몇 실시예에서, 역류되는 유체의 총 체적은 약 0.5 마이크로리터 정도이다.
본 발명의 예시적인 실시예는 약 29.5 mm(1.160 인치)의 총 길이, 약 11.2 mm(0.440 인치)의 최대 폭, 및 0.030 - 0.050 입방 센티미터의 프라이밍 체적을 가질 수 있다. 프라이밍 체적은 개방 상태일 때 밸브를 완전히 충전하기 위해 요구되는 체적으로서 측정된다.
역으로, 본 발명의 다른 실시예는 노즐의 삽입 및/또는 취출 시에 중립 변위 또는 양 변위를 가질 수 있다. 예를 들어, 중립 변위를 보이는 실시예는 개방 모드 및 폐쇄 모드 중에 출구(120) 내에서 실질적으로 동일한 체적을 가질 것이다. 노즐의 취출 시에 양 변위를 보이는 실시예는 개방 모드에 비해 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 출구(120) 내에서 더 작은 체적을 가질 것이다.
도 3b, 5a, 5b, 및 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 몇몇 실시예는 밸브(10)를 통한 역압 및/또는 기부로 향하는 압력에 대한 밸브 밀봉 및 저항을 개선하는 다양한 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 위에서 언급된 바와 같이, 글랜드 부재(300)는 캐뉼라(310) 내의 구멍(316) 위에 (예컨대, 구멍에 대해 기부에) 위치된 상부 캐뉼라 시일(320A) 및 구멍(316) 아래에 (예컨대, 구멍에 대해 말단에) 위치된 바닥 캐뉼라 시일(320B)을 가질 수 있다. 각각의 시일은 밸브(10)를 위한 추가의 밀봉을 제공한다. 특히, 상부 캐뉼라 시일(320A)은 (예컨대, 출구(120)에서의) 밸브(10) 내의 유체가 캐뉼라/탄성 부재 계면 내로 위로 이동하는 것을 방지한다 (예컨대, 상부 캐뉼라 시일(320A)은 유체가 캐뉼라(310)와 탄성 부재(300) 사이로 위로 이동하는 것을 방지한다). 바닥 캐뉼라 시일(320B)은 1차 유체 경로(예컨대, 채널(314)을 통한 경로) 및 구멍(316)을 밀봉하고, 밸브(10)가 폐쇄 모드에 있을 때 유체가 밸브(10)의 출구(120)로부터 캐뉼라(316)로 진입하는 것을 방지한다. 추가로, 바닥 캐뉼라 시일(320B)은 밸브(10)가 폐쇄 모드에 있을 때 유체가 밸브(10)를 통해 출구(120) 외부로 통과하는 것을 방지한다.
다양한 밀봉 유형 및 형상이 상부 캐뉼라 시일(320A) 및 바닥 캐뉼라 시일(320B)에 대해 사용될 수 있지만, 본 발명의 실시예는 글랜드 부재(300) 내로 통합되는 o-링형 시일을 이용할 수 있다. 그러한 목적으로, 상부 캐뉼라 시일(320A) 및 바닥 캐뉼라 시일(320B)은 제조 중에 글랜드 부재(300) 내로 형성될 수 있다. 상부 캐뉼라 시일(320A) 및 바닥 캐뉼라 시일(320B)은 글랜드 부재(300)와 동일한 재료로부터 만들어질 수 있거나, (예컨대, 2회 사출 또는 오버몰드 제조 공정을 사용하여) 상이한 재료 특징을 갖는 분리된 재료들로부터 만들어질 수 있다.
도 5a, 5b, 및 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 출구 하우징(170)은 또한 밸브(10)의 출구(120) 부근에 위치된 리브(520)들을 가질 수 있다. 리브(520)들은 그들이 출구(120)와 유체 연통하는 각각의 리브(520)들 사이의 릴리프 구역(530)을 생성하도록 출구(120)의 직경 둘레에서 이격될 수 있다. 릴리프 구역의 기능은 아래에서 더 상세하게 설명된다.
각각의 리브(520)는 그가 기부 부분(522), 말단 부분(524), 및 선반 부분(526)을 갖도록 형성될 수 있다. 대안적으로, 말단 부분(524) 및 선반 부분(526)은 출구 하우징(170)의 일부이며 리브(520)로부터 분리될 수 있다. 사용 시에, 기부 부분(522) 및 선반 부분(526)은 밸브를 밀봉하는 것을 돕기 위해 글랜드 부재(300)와 상호 작용할 수 있다. 예를 들어, 도 5a 및 5b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 선반 부분(526)은 글랜드 부재(300)의 말단 단부(302)에 대한 강성 지지부로서 작용할 수 있다. 이러한 방식으로 글랜드 부재(300)를 지지함으로써, 선반 부분(526)은 바닥 캐뉼라 시일(320B)의 변형(예컨대, 이는 시일(320B)이 변형되어 캐뉼라(310)를 향해 내측으로 확장하게 함), 및 구멍(316)의 밀봉을 증진시킨다. 추가로, 리브(520)들은 그들이 캐뉼라(310)에 대해 글랜드 부재(300) 및 (시일(320A, 320B))을 압축함으로써 글랜드 부재 및 시일(320A, 320B)에 미리 부하를 가하도록 크기가 결정될 수 있다. 예를 들어, 리브(520)의 실시예는 리브(520)와 글랜드 부재(300) 사이에 1/1000 또는 1/2000의 간섭을 생성하도록 크기가 결정될 수 있다. 글랜드 부재(300) 및 시일(320A, 320B)에 미리 부하를 가함으로써, 리브(520)의 기부 부분(522)은 구멍(316) 둘레에서 밀봉을 제공하는 것을 돕는다.
캐뉼라(310)에 대해 시일(320A, 320B)에 의해 생성된 마찰은 밸브(10)가 개방 모드로부터 폐쇄 모드로 그리고 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 전이할 때, 캐뉼라(310)의 이동에 저항할 수 있음(예컨대, 이동하는 캐뉼라(310)와 시일(320A, 320B) 사이에 생성된 마찰은 캐뉼라(310)의 이동을 어렵게 할 수 있음)을 알아야 한다. (예컨대, 밸브가 개방 또는 폐쇄될 때) 캐뉼라의 이동을 용이하게 하고 보조하기 위해, 글랜드 부재(300)는 비밀봉 영역 내에서 캐뉼라(310)를 둘러싸는 작은 환상 체적(540)(예컨대, 간극)을 가질 수 있다. 이러한 환상 체적(540)은 시일(320A, 320B)에 대한 접촉 면적을 제한함으로써 캐뉼라(310)와 글랜드 부재(300) 사이의 전체적인 마찰을 감소시키고, 캐뉼라(310)가 더 쉽게 말단 및 기부로 이동하도록 허용한다. 위에서 언급된 바와 같이, 상부 캐뉼라 시일(320A)은 유체가 이러한 환상 체적(540)으로 진입하는 것을 방지한다.
위에서 언급된 바와 같이 그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 몇몇 실시예는 리브(520)들 사이에 위치된 릴리프 구역(530)을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 릴리프 구역(530)은 구멍의 밀봉을 향상시키고, 밸브(10)가 폐쇄 모드에 있을 때 밸브(10)의 출구(120)와 유체 연통한다. 그러한 목적으로, 릴리프 구역(530)은 기부로 향하는 압력(예를 들어, 역압)의 존재 시에 구멍(316) 둘레에서의 밀봉을 향상시키는 동적 유체 압력 밀봉을 제공할 수 있다. 예를 들어, 릴리프 구역(530)이 출구와 유체 연통하기 때문에, 기부로 향하는 압력을 발생시키는 유체(예컨대, 공기, 혈액, 생리식염수 등)는 릴리프 구역으로 진입할 수 있고, 이때 유체 및 기부로 향하는 압력은 글랜드 부재(300)를 향한 방사상 내향 압력을 생성할 것이다. 이러한 방사상 내향 압력(예컨대, 축방향 압력)은 결국 캐뉼라(310)에 대해 시일(320A, 320B)을 추가로 압축하고, 캐뉼라(310)와 밀봉 부재(320A, 320B) 사이의 밀봉을 증가시킬 것이다. 이러한 방식으로, 밸브(10)의 다양한 실시예는 기부로 향하는 압력이 증가할 때, 구멍(316) 둘레의 밀봉이 또한 증가하여, 폐쇄 모드에 있을 때 역압의 존재 시에 누출에 대한 밸브의 저항을 개선하기 때문에, 개선된 역압 저항을 가질 수 있다.
밸브(10)가 폐쇄 모드에 있는 동안 동적 밀봉 메커니즘을 제공하는 것에 추가하여, 릴리프 구역(530)의 몇몇 실시예는 또한 밸브가 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 전이할 때 밸브(10)를 보조할 수 있다. 예를 들어, 밸브(10)가 전이하고, 글랜드 부재(300)가 압축하여 변형되기 시작할 때 (도 4 참조), 글랜드 부재(300)의 일부는 릴리프 구역(530) 내로 변형될 수 있다. 릴리프 구역(530) 내로 변형됨으로써, 글랜드 부재(300)는 캐뉼라(310)를 향해 내측으로 변형되기가 덜 쉬울 것이고, 이는 글랜드 부재(300)와 캐뉼라(310) 사이의 마찰을 증가시키고, 폐쇄 및 개방 모드 사이에서 전이하는 것을 더 어렵게 만든다. 추가로, 릴리프 구역(530)은 글랜드 부재가 말단으로 밸브(10)의 출구(120) 내로 변형되는 것을 방지하는 것을 돕는다.
위에서 언급된 바와 같이, 리브(520)는 말단 부분(524)을 가질 수 있다. 말단 부분(524)은 단차 부분(526) 아래에 (예컨대, 그에 대해 말단에) 위치될 수 있고, 밸브(10)가 개방 및 폐쇄 모드 사이에서 전이할 때 캐뉼라(310)에 대한 안내부, 안내 기둥, 또는 베어링으로서 작용할 수 있다. 특히, 밸브(10)가 개방되기 시작할 때, 리브(520)의 말단 부분(524)은 캐뉼라가 밸브(10) 내에서 말단으로 이동할 때 캐뉼라(310)를 출구(120) 내에서 대체로 중심 설정되게 유지할 것이다. 유사하게, 밸브 폐쇄 시에, 리브(520)의 말단 부분(524)은 캐뉼라가 밸브(10) 내에서 기부로 이동할 때 캐뉼라(310)를 대체로 중심 설정되게 유지한다. 이러한 방식으로, 리브(520)의 말단 부분(524)은 밸브(10)의 원활한 작동을 보조하는 것을 돕고, 캐뉼라(310)가 밸브 내에서 중심 이탈되는 것을 방지하고, 밸브가 개방 또는 폐쇄되는 것을 억제할 수 있다. 추가로, 리브(520)의 말단 부분(524)은 캐뉼라(310)가 밸브를 통한 유체 유동을 억제 및/또는 방해하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 도 6 (또는 임의의 다른 도면)에 도시된 것보다 더 많거나 더 적은 리브를 가질 수 있음을 아는 것이 중요하다. 예를 들어, 도 7a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 몇몇 실시예는 출구 하우징(170) 둘레에 동일하게 이격된 3개의 리브(520)만을 가질 수 있다. 대안적으로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예는 5개의 동일하게 이격된 리브(520)를 가질 수 있다. 그러나, 이들은 단지 예로서 제공된다. 본 발명의 다른 실시예는 더 많거나 더 적은 리브(520)(예컨대, 홀수 또는 짝수 수량)를 가질 수 있고, 리브(520)는 출구 하우징(170) 둘레에 균등하게 이격될 수 있거나 그렇지 않을 수 있다.
도 4가 밸브가 개방 모드에 있을 때 리브(5) 아래에 위치되는 구멍(316)(들)을 도시하지만, 본 발명의 대안적인 실시예는 상이한 구멍(316) 위치를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 대안적인 실시예는 밸브(800)가 개방 모드에 있을 때, 구멍(316)(들)이 리브/릴리프 구역 영역(810) 내에 위치될 수 있도록 위치된 구멍(316)(들)을 가질 수 있다. 그러한 실시예에서, 유체가 (예컨대, 밸브를 통해) 환자/대상에게 전달될 때, 유체는 유동 채널(314)을 통해, 구멍(316)(들) 외부로, 릴리프 구역(530) 내로, 그리고 출구(120) 외부로 유동할 것이다. 대안적으로, 유체가 대상/환자로부터 흡인될 때, 유체는 출구(120)를 통해 밸브(800)로 진입하고, 릴리프 구역(530) 및 구멍(316)(들) 내로, 유동 채널(314)을 통해 유동할 것이다.
도 8에 도시된 것과 유사한 실시예에서, 리브(520)에 대한 구멍(316)(들)의 배향은 밸브(800)를 통한 유동에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 캐뉼라(310)가 2개의 구멍 (또는 캐뉼라(310)의 각 측면 상에 하나의 개방부가 있도록 캐뉼라(310)를 통한 단일 횡단 구멍)을 갖고, 구멍(316)들이 리브(520)들과 정렬되면, 밸브를 통한 유동은 적어도 부분적으로 제한될 수 있다 (예컨대, 리브(520)는 구멍(316)들 중 일부 또는 전부를 차단하여, 구멍(316)을 통한 유동을 방지 또는 감소시킬 수 있다). 따라서, 몇몇 실시예는 구멍(316)들 중 적어도 하나의 제한/정렬을 방지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 캐뉼라(310)는 구멍(316)이 리브(520)와 정렬되지 않는 방식으로 배향될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 리브(520)의 개수 및 구멍(316)의 개수는 적어도 하나의 구멍(316)의 리브(520)와의 정렬을 방지하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 밸브(10)가 (예컨대, 도 7a 및 7b에 도시된 바와 같이) 홀수의 균등하게 이격된 리브(520)를 갖고, 캐뉼라(310)가 짝수의 균등하게 이격된 구멍(예컨대, 위에서 설명된 2개의 구멍 또는 단일 횡단 구멍)을 가지면, 구멍들 중 하나(예컨대, 도 8의 구멍(316A))가 리브(520)와 정렬되더라도, 다른 구멍(예컨대, 도 8의 구멍(316B))은 리브(520)와 정렬되지 않을 것이고, 그러므로 릴리프 구역(530)으로 개방될 것이다. 구멍(316B)을 통한 유동은 제한되지 않을 것이다.
위에서 설명된 실시예가 밀봉 부재(320A, 320B)를 갖는 글랜드 부재(300)를 참조하지만, 다른 실시예는 상이한 밀봉 부재 구조 및 구성을 가질 수 있음을 아는 것도 중요하다. 예를 들어, 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예는 글랜드 부재(300)의 일 부분을 따라 연장하는 단일, 중실 링 시일(910)을 가질 수 있다. 중실 링 시일(910)은 구멍(316) 아래로부터 구멍(316) 위로 일정 거리로 연장할 수 있고, 링 시일(910)의 길이를 따라 (예컨대, 캐뉼라(310)에 대해) 일정한 밀봉을 제공할 수 있다. 추가로, 몇몇 실시예에서, 링 시일(910)은 밸브(900)가 폐쇄 모드에 있을 때, 캐뉼라(310) 내의 구멍(316)(들)을 폐색할 수 있다.
링 시일(910)을 갖는 실시예에서, 리브(520) 및 릴리프 구역(530)은 밀봉 부재(320A, 320B)를 갖는 실시예에 대해 위에서 설명된 것과 유사한 이점을 제공할 것이다. 예를 들어, 릴리프 구역(530)은 기부로 향하는 압력(예컨대, 역압)의 존재 시에 구멍(316)(들)에서 밀봉을 향상시키는 동적 유체 압력 밀봉을 제공할 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 릴리프 구역(530)이 출구와 유체 연통하기 때문에, 기부로 향하는 압력을 발생시키는 유체(예컨대, 공기, 혈액, 생리식염수 등)는 릴리프 구역(530)으로 진입할 수 있고, 이때 유체 및 기부로 향하는 압력은 글랜드 부재(300)를 향한 방사상 내향 압력을 생성할 것이다. 이러한 방사상 내향 압력(예컨대, 축방향 압력)은 결국 캐뉼라(310)에 대해 중실 링 시일(910)의 적어도 일 부분(예컨대, 부분(910A))을 추가로 압축하고, 캐뉼라(310)와 링 시일(910) 사이의 밀봉을 증가시킬 것이다.
도 10a 및 10b는 동적 밀봉을 제공하는 시일(들)이 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이 그리고 위에서 설명된 바와 같이, 캐뉼라(310)로부터 방사상 외측에 있지 않는 (예컨대, 캐뉼라(310)가 밀봉 영역 내로 연장하지 않는) 의료용 밸브(1000)의 대안적인 실시예를 도시한다. 도 10a에 도시된 실시예에서, 캐뉼라(310) 내의 구멍(316)(들)은 캐뉼라(310)의 단부에 위치될 수 있고, 밀봉 부재(1010)는 캐뉼라(310) 및 구멍(316)(들)에 대해 말단에 위치될 수 있다. 밀봉 부재(1010)는 밸브(1000)가 개방 모드로부터 폐쇄 모드로 전이할 때 캐뉼라(310)가 통과할 수 있는 평시 폐쇄 개구(1020)(예컨대, 슬릿)를 가질 수 있다 (도 10b 참조).
기부로 향하는 압력(예컨대, 역압)의 존재 시에, 밀봉 부재(1010)는 리브(520) 및 릴리프 구역(530)과 함께, 다른 실시예에 대해 위에서 설명된 것과 유사한 이점을 제공할 것이다. 예를 들어, 위에서 설명된 바와 같이, 릴리프 구역(530)이 출구와 유체 연통하기 때문에, 기부로 향하는 압력을 발생시키는 유체(예컨대, 공기, 혈액, 생리식염수 등)는 릴리프 구역(530)으로 진입하여, 글랜드 부재(300) 및 밀봉 부재(1010)를 향한 방사상 내향 압력을 생성할 수 있다. 이러한 축방향 압력은 결국 평시 폐쇄 개구(1020) 상에 더 큰 폐쇄력을 인가하여, 개구(1020) 및 밀봉 부재(1010)에 의해 생성되는 밀봉을 증가시킬 것이다. 위에서 설명된 실시예들 중 일부와 달리, 밀봉 부재(1010)를 구비한 실시예는 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 캐뉼라(310)에 대해 밀봉되지 않음을 아는 것이 중요하다. 밀봉은 개구(1020)를 폐쇄되게 유지함으로써 생성된다.
작동 시에, 도 10a 및 10b에 도시된 의료용 밸브(1000)는 위에서 설명된 실시예와 유사하게 작동한다. 예를 들어, 의료 기구(40)가 밸브(1000) 내로 삽입될 때, 글랜드 부재(300)는 변형되고, 캐뉼라(310)는 구멍(316)(들)을 노출시키도록 말단으로 이동한다. 그러나, 도 10b에 도시된 바와 같이, 캐뉼라(310)는 개방되어, 그가 말단으로 이동할 때 개구(1020)를 통과할 것이다. 이는 결국 구멍(316)(들)을 출구(120)에 노출시키고, 유체가 환자/대상 내로 또는 그의 외부로 전달되도록 허용할 것이다.
도 10a 및 10b에 도시된 바와 같이, 밀봉 부재(1010)는 위에서 설명된 밀봉 부재(320A/B)보다 더 많은 양의 재료를 가질 수 있다. 따라서, 추가의 공간이 밸브(1000)가 개방될 때, 밀봉 부재(1010)가 개방 및 변형되도록 허용하기 위해 요구될 수 있다. 그러한 목적으로, 출구 하우징(170) 내에 포함된 릴리프 구역(530)은 확대될 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 릴리프 구역(530)은 밀봉 부재(1010)가 변형되는 더 큰 공간을 제공하도록, 도 7a 및 7b에 도시된 것보다 더 깊을 수 있다. 이러한 더 깊은 릴리프 구역(530)이 결국 리브(520)의 길이(L)를 증가시키지만, 그의 기능은 실질적으로 변화되지 않고 유지됨을 아는 것이 중요하다.
위에서 설명된 실시예가 글랜드 부재와 함께 구멍(316)을 구비한 캐뉼라(310)를 이용하지만, 다른 실시예는 상이한 내부 밸브 메커니즘을 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예는 액추에이터(1210) 및 글랜드 부재(1220)를 이용할 수 있다. 액추에이터(1210)는 본체 부분(1214)으로부터 외부로 연장하는 레그 부재(1212)를 가질 수 있다. 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 레그 부재(1212)는 액추에이터(1210)가 말단으로 이동할 때 (예컨대, 의료 기구가 밸브(1200) 내로 삽입될 때) 글랜드 부재(1220)에 힘을 인가한다. 글랜드 부재(1220)에 인가되는 힘은 글랜드 부재(1220)가 변형되어, 글랜드 부재(1220)를 통한 개구(1230)가 개방되게 한다. 개구(1230)가 개방되면, 밸브(1200)는 개방 모드에 있는 것으로 간주된다.
개방 모드로부터 폐쇄 모드로의 전이를 보조하기 위해, 밸브(1200)는 또한 밸브 시트(1240)를 포함할 수 있다. 글랜드 부재(1220)는 밸브 시트(1240) 및 글랜드 부재(1220)를 지나 공간(1250) 내로의 누출을 방지하기 위해 밸브 시트(1240)에 대해 밀봉될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 밸브 시트(1240)는 (도 12에 도시된 바와 같이) 각도를 이룰 수 있다. 각도를 이룬 밸브 시트(1240)는 액추에이터(1210)가 말단으로 이동할 때 글랜드 부재(1220)가 밸브 시트(1240)의 형상으로 변형될 수 있기 때문에, 밸브(1200) 및 개구(1230) 개방을 보조한다.
위에서 언급된 바와 같이, 액추에이터(1210)의 말단 이동은 밸브(1200)를 개방한다. 특히, 의료인이 의료 기구를 밸브(1200) 내로 삽입하고, 액추에이터(1210)가 말단으로 이동하기 시작할 때, 글랜드 부재(1220)의 기부 부분(1222)은 공간(1250) 내로 변형되기 시작할 것이다. 구체적으로, 이러한 실시예에서, 액추에이터(1210)는 글랜드 부재(1220)를 방사상으로 확장시켜서 밸브(1200)를 개방한다. 글랜드 부재(1220)가 변형됨에 따라, 글랜드 부재(1220)를 통한 개구(1230)가 개방되어, 기부 포트(1260)와 말단 포트(1270)를 유체 연통시킨다. 간호사 또는 의료인(20)은 그 다음 유체를 환자(30)에게 또는 그로부터 전달할 수 있다.
위에서 기술된 바와 같이, 액추에이터(1210)는 본체 부분(1214) 및 본체 부분(1214)으로부터 연장하는 복수의 레그 부재(1212)를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 레그 부재(1212)는 레그 부재(1212)가 본체 부분(1214)에 대해 굴곡 및/또는 이동하도록 허용하는 힌지(1216)를 사용하여 본체 부분(1214)에 연결될 수 있다. 특히, 레그 부재(1212)는 액추에이터(1210)가 말단으로 이동할 때, 본체 부분(1214)에 대해 피벗하고, 방사상 외측으로 굴곡/이동할 수 있다. 레그 부재(1212)에 의한 이러한 굴곡 및 피벗은 글랜드 부재(1214)에 대해 방사상 외향력을 인가하고, 개구(350)가 개방되게 한다.
몇몇 실시예에서, 레그 부재(1212)의 단부는 밸브(1200) 내에 액추에이터(1210)를 고정시키고 (예컨대, 액추에이터(1210)가 밸브(1200) 내에서 이동하거나 회전하는 것을 방지하고) 밸브 개방 및 폐쇄를 보조하기 위해, 글랜드 부재(1220) 내의 리세스(1224)와 협동할 수 있다. 임의의 개수의 레그 부재(1212)가 본 발명의 다양한 실시예에 따라 사용될 수 있음을 아는 것이 중요하다. 예를 들어, 액추에이터(1210)는 2개의 레그 부재(1212)만을 가질 수 있거나, 액추에이터는 2개보다 많은(예컨대, 4개의 레그 부재(1212))를 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 액추에이터(1210)는 가요성 레그 부재 및 비가요성 부재(예컨대, 각각 2개)의 조합을 가질 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 힌지(1216)는 레그 부재(1212)가 본체 부분(1214)에 대해 굴곡/이동하고 피벗하도록 허용한다. 힌지(1216)는 그러한 굴곡/이동 및 피벗을 허용하는 임의의 개수의 요소일 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 힌지(1216)는 단순히 각각의 레그 부재(1212)와 본체 부분(1214) 사이의 얇은 영역(예컨대, 리빙 힌지)일 수 있다. 대안적으로, 힌지(1216)는 본체 부분(1214)에 레그 부재(1212)를 연결하는 분리되고 구분된 요소일 수 있다. 예를 들어, 힌지(1216)는 각각의 레그 부재(1212)와 본체 부분(1214) 사이에 위치된 탄성중합체 슬리브 또는 탄성중합체 부분일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 액추에이터(1210)는 본체 부분(1214)을 통과하는 액추에이터 채널(1218)(예컨대, 유동 채널)을 가질 수 있다. 밸브(1200)가 개방 모드에 있을 때, 액추에이터 채널(1218)은 밸브(1200)를 통한 유체 채널의 일부일 수 있다. 액추에이터 채널(1218)은 액추에이터(1210)를 통한 적절한 유체 유동을 허용하는 임의의 형상 또는 크기의 개방부(예컨대, 원형, 직사각형, 타원형 등)를 가질 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 액추에이터 채널은 액추에이터(1210)의 상부 표면(1213) 및/또는 외부 표면을 따라 연장하는 함입부 또는 홈(1219)일 수 있다. 그러한 실시예에서, 유체가 의료 기구(40)로부터 밸브(800) 내로 도입될 때, 유체는 홈/함입부(1219) 내에서, 레그 부재(1214)들 사이로, 개구(1230)를 통해, 출구(120) 외부로 유동할 것이다. 유사한 홈/함입부가 위에서 설명된 캐뉼라/플러그 부재에 대해 사용될 수 있음을 아는 것도 중요하다. 예를 들어, 플러그 부재(310)는 상부 표면을 따라 그리고/또는 플러그 부재(310)의 외부 표면을 따라 아래로 연장하는 홈/함입부를 구비한 중실 부재일 수 있다. 유체는 그 다음 전달 중에, 의료 기구로부터 홈/함입부 내로, (예컨대, 홈/함입부 내의) 중실 기둥 부재의 외부를 따라 아래로, 출구 외부로 유동할 수 있다.
위에서 설명된 다양한 실시예와 유사하게, 액추에이터(1210)를 포함하는 실시예는 또한 위에서 설명된 리브(520) 및 릴리프 구역(530)을 가질 수 있다. 그러한 목적으로 그리고 도 12에 도시된 바와 같이, 글랜드 부재는 리브/릴리프 구역 영역 내로 연장하는 말단 부분(1224)(예컨대, 밀봉 부분)을 가질 수 있다. 리브(520) 및 릴리프 구역(530)은 그 다음 도 10a에 대해 위에서 설명된 동적 밀봉을 제공할 수 있다. 예를 들어, 기부로 향하는 압력을 발생시키는 유체는 릴리프 구역(530)으로 진입하여, 글랜드 부재(1220)의 말단 부분(1224)을 향한 방사상 내향 압력을 생성할 수 있다. 이러한 축방향 압력은 결국 개구(1230) 상에 더 큰 폐쇄력을 인가하여, 개구(1230)에 의해 생성되는 밀봉을 증가시킬 것이다.
리브(520)가 위에서 설명된 실시예에 대한 릴리프 구역(530)을 생성하기 위해 요구되지 않음을 아는 것이 중요하다. 예를 들어, 본 발명의 몇몇 실시예는 (예컨대, 글랜드 부재(300)의 외경과 출구 하우징(170)의 내경 사이에서) 글랜드 부재(300)의 말단 부분 둘레에 위치되어 밸브의 출구(120)와 유체 연통하는 환상 체적을 가질 수 있다. 그러한 실시예에서, 환상 체적은 릴리프 구역으로서 작용할 수 있고, 유체는 환상 체적으로 진입하여 위에서 설명된 동적 밀봉을 제공할 수 있다. 또한, 밸브(10)가 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 전이할 때, 글랜드 부재(300)의 일부는 환상 체적 내로 변형되어, 위에서 설명된 릴리프 구역(530)과 유사한 방식으로 밸브의 전이를 쉽게 할 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 실시예는 단지 예시적으로 의도되고; 많은 변경예 및 변형예가 본 기술 분야의 당업자에게 명백할 것이다. 모든 그러한 변경예 및 변형예는 임의의 첨부된 특허청구범위에서 한정되는 본 발명의 범주 내에 들도록 의도된다.

Claims (37)

  1. 유체 유동을 허용하는 개방 모드, 및 유체 유동을 방지하는 폐쇄 모드를 갖는 의료용 밸브이며,
    입구 및 출구를 가지며, 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 출구와 유체 연통하는 적어도 하나의 릴리프 구역을 또한 갖는 하우징,
    통로 내에 이동 가능하게 장착되고, 기부 단부 및 말단 단부를 가지며, 기부 및 말단 단부 사이에서 구멍을 갖는 플러그 부재, 및
    제1 밀봉 부재를 갖는 탄성 부재로서, 상기 밀봉 부재는 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 구멍을 밀봉하고, 릴리프 구역은 제1 밀봉 부재의 방사상 외측에 존재하는, 탄성 부재를 포함하는
    의료용 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 구멍에 대해 기부에 위치되는 제2 밀봉 부재를 더 포함하고, 제1 밀봉 부재는 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 구멍에 대해 말단에 위치되는
    의료용 밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    제1 및 제2 밀봉 부재는 o-링인
    의료용 밸브.
  4. 제2항에 있어서,
    제1 및 제2 밀봉 부재는 탄성 부재와 일체인
    의료용 밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    복수의 리브를 더 포함하고,
    복수의 리브는 적어도 하나의 릴리프 구역을 형성하는
    의료용 밸브.
  6. 제5항에 있어서,
    하우징은 선반 부분을 더 포함하고, 탄성 부재의 적어도 일 부분은 선반 부분 및 복수의 리브에 의해 지지되는
    의료용 밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 릴리프 구역은 밸브 내의 기부로 향하는 압력이 탄성 부재 및 제1 밀봉 부재 상에서 방사상 내향 압력을 생성함으로써 구멍에서 밀봉을 증가시키도록 구성되는
    의료용 밸브.
  8. 제1항에 있어서,
    밸브의 출구에서 복수의 안내 기둥을 더 포함하고, 안내 기둥은 플러그 부재가 말단으로 이동할 때 출구 내에서 플러그 부재를 중심 설정하는
    의료용 밸브.
  9. 제1항에 있어서,
    탄성 부재는 밸브가 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 전이할 때 릴리프 구역 내로 변형되는
    의료용 밸브.
  10. 제1항에 있어서,
    플러그 부재는 그의 기부 및 말단 단부 사이에서 둘 이상의 구멍을 갖고, 밀봉 부재는 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 둘 이상의 구멍을 밀봉하는
    의료용 밸브.
  11. 제1항에 있어서,
    플러그 부재는 캐뉼라인
    의료용 밸브.
  12. 제1항에 있어서,
    제1 밀봉 부재는 구멍에 대해 말단인 제1 위치로부터 구멍에 대해 기부인 제2 위치로 연장하는 링 시일이고, 링 시일은 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 플러그 부재에 대해 그의 길이를 따라 일정한 밀봉을 제공하는
    의료용 밸브.
  13. 제1항에 있어서,
    개방부는 밸브가 개방 모드에 있을 때 릴리프 구역과 정렬되는
    의료용 밸브.
  14. 입구 및 출구를 구비한 하우징을 갖는 의료용 밸브를 위한 탄성 부재이며,
    하우징 내에 위치된 본체 부분으로서, 본체 부분의 적어도 일 부분은 하우징에 의해 지지되고, 하우징은 출구와 유체 연통하는 적어도 하나의 릴리프 구역을 갖는, 본체 부분,
    밸브 내의 플러그 부재에 대해 제1 밀봉을 생성하기 위한 제1 밀봉 부재로서, 플러그 부재는 통로 내에 이동 가능하게 장착되며 구멍을 갖고, 제1 밀봉 부재는 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 구멍을 밀봉하고, 릴리프 구역은 제1 밀봉 부재의 방사상 외측에 존재하는, 제1 밀봉 부재를 포함하는
    탄성 부재.
  15. 제14항에 있어서,
    밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 구멍에 대해 기부에 위치되는 제2 밀봉 부재를 더 포함하고, 제1 밀봉 부재는 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 구멍에 대해 말단에 위치되는
    탄성 부재.
  16. 제15항에 있어서,
    제1 및 제2 밀봉 부재는 o-링인
    의료용 밸브.
  17. 제15항에 있어서,
    제1 및 제2 밀봉 부재는 탄성 부재와 일체인
    의료용 밸브.
  18. 제14항에 있어서,
    본체 부분의 적어도 일 부분은 밸브가 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 전이할 때 적어도 하나의 릴리프 구역 내로 변형되는
    탄성 부재.
  19. 제14항에 있어서,
    하우징은 선반 부분 및 복수의 리브 부재를 더 포함하고, 복수의 리브 부재는 적어도 하나의 릴리프 구역을 형성하고, 선반 부재는 하우징 내의 탄성 부재를 지지하는
    탄성 부재.
  20. 제14항에 있어서,
    적어도 하나의 릴리프 구역은 밸브 내의 기부로 향하는 압력이 탄성 부재 및 제1 밀봉 부재 상에서 방사상 내향 압력을 생성함으로써 구멍에서 밀봉을 증가시키도록 구성되는
    탄성 부재.
  21. 제14항에 있어서,
    제1 밀봉 부재는 구멍 아래의 제1 위치로부터 구멍 위의 제2 위치로 연장하는 링 시일이고, 링 시일은 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 플러그 부재에 대해 그의 길이를 따라 일정한 밀봉을 제공하는
    의료용 밸브.
  22. 의료용 밸브를 위한 하우징이며,
    입구를 갖는 기부 부분,
    출구를 갖는 말단 부분으로서, 기부 부분 및 말단 부분은 하우징의 내부에 탄성 부재를 고정시키고, 탄성 부재는 탄성 부재에 의해 지지되는 플러그 부재 내에 위치된 횡단 구멍을 밀봉하는 말단 부분, 및
    의료용 밸브를 통해 기부로 향하는 압력이 탄성 부재에 의해 생성되는 밀봉을 증가시키도록 출구와 유체 연통하며 구멍의 방사상 외측에 존재하는 릴리프 구역을 포함하는
    하우징.
  23. 제22항에 있어서,
    말단 부분 내에 위치된 선반 부분을 더 포함하고, 선반 부분은 탄성 부재를 지지하는
    하우징.
  24. 제22항에 있어서,
    말단 부분 내에 위치된 복수의 리브 부재를 더 포함하고, 복수의 리브 부재는 적어도 하나의 릴리프 구역을 형성하는
    하우징.
  25. 제22항에 있어서,
    탄성 부재는 구멍에 대해 기부에 위치된 제1 밀봉 부재 및 구멍에 대해 말단에 위치된 제2 밀봉 부재를 포함하고, 제1 밀봉 부재 및 제2 밀봉 부재는 구멍을 밀봉하고, 릴리프 구역은 제2 밀봉 부재의 방사상 외측에 존재하는
    의료용 밸브를 위한 하우징.
  26. 제25항에 있어서,
    밸브를 통해 기부로 향하는 압력은 구멍 둘레에서 제1 및 제2 밀봉 부재에 의해 생성되는 밀봉을 증가시키는
    의료용 밸브.
  27. 제25항에 있어서,
    제1 및 제2 밀봉 부재는 o-링인
    의료용 밸브.
  28. 제25항에 있어서,
    제1 및 제2 밀봉 부재는 탄성 부재와 일체인
    의료용 밸브.
  29. 제22항에 있어서,
    출구에서 복수의 안내 기둥을 더 포함하고, 안내 기둥은 플러그 부재가 말단으로 이동할 때 출구 내에서 플러그 부재를 중심 설정하는
    하우징.
  30. 유체 유동을 허용하는 개방 모드, 및 유체 유동을 방지하는 폐쇄 모드를 갖는 의료용 밸브이며,
    입구 및 출구를 가지며, 출구와 유체 연통하는 릴리프 구역을 형성하는 선반 부분 및 복수의 리브를 또한 갖는 하우징,
    플러그 부재로서, 통로 내에 이동 가능하게 장착되고, 기부 단부 및 말단 단부를 갖고, 기부 단부와 말단 단부 사이에서 구멍을 갖는 플러그 부재, 및
    구멍에 대해 기부에 위치된 적어도 하나의 밀봉 부재 및 구멍에 대해 말단에 위치된 제2 밀봉 부재를 갖는 탄성 부재로서, 제1 및 제2 밀봉 부재들은 구멍 둘레에서 밀봉을 생성하고, 탄성 부재의 적어도 일 부분은 선반 부분 및 복수의 리브에 의해 지지되고, 릴리프 구역은 제2 밀봉 부재의 방사상 외측에 존재하며 밸브에 인가되는 기부로 향하는 힘이 횡단 구멍 둘레에서 제1 및 제2 밀봉 부재에 의해 생성되는 밀봉을 증가시키도록 구성되는, 탄성 부재를 포함하는
    의료용 밸브.
  31. 유체 유동을 허용하는 개방 모드, 및 유동 유동을 방지하는 폐쇄 모드를 갖는 의료용 밸브이며,
    입구 및 출구를 가지며, 밸브가 폐쇄 모드에 있을 때 출구와 유체 연통하는 적어도 하나의 릴리프 구역을 또한 갖는 하우징,
    강성 부재로서, 통로 내에 이동 가능하게 장착되고, 기부 단부 및 말단 단부를 갖고, 유동 채널을 갖는 강성 부재, 및
    기부 부분 및 평시 폐쇄 개구를 구비한 밀봉 부분을 갖는 탄성 부재로서, 밀봉 부분은 기부 부분에 대해 말단이고, 릴리프 구역은 밀봉 부분의 방사상 외측에 존재하고, 밀봉 부분은 폐쇄 모드에 있을 때 밸브를 밀봉하고 유체가 밸브를 통과하는 것을 방지하는 탄성 부재를 포함하는
    의료용 밸브.
  32. 제31항에 있어서,
    복수의 리브를 더 포함하고, 복수의 리브는 적어도 하나의 릴리프 구역을 형성하는
    의료용 밸브.
  33. 제31항에 있어서,
    적어도 하나의 릴리프 구역은 밸브 내의 기부로 향하는 압력이 밀봉 부분 및 개구 상에서 방사상 내향 압력을 생성함으로써 밀봉 부분에 의해 제공되는 밀봉을 증가시키도록 구성되는
    의료용 밸브.
  34. 제31항에 있어서,
    탄성 부재의 적어도 일 부분은 밸브가 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 전이할 때 릴리프 구역 내로 변형되는
    의료용 밸브.
  35. 제31항에 있어서,
    강성 부재는 캐뉼라이고, 캐뉼라는 밸브가 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 전이할 때 밀봉 부분 내의 개구를 통과하여, 밸브 입구와 밸브 출구 사이에서 유체 연통을 생성하는
    의료용 밸브.
  36. 제31항에 있어서,
    강성 부재는 본체 부분 및 본체 부분으로부터 연장하는 복수의 레그 부재를 갖는 액추에이터이고, 액추에이터의 말단 이동은 레그 부재가 개구를 개방하도록 탄성 부재와 상호 작용하게 하여, 밸브를 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 전이시키는
    의료용 밸브.
  37. 제31항에 있어서,
    강성 부재는 기둥 부재이고, 기둥 부재는 밸브가 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 전이할 때 밀봉 부분 내의 개구를 통과하여, 밸브 입구와 밸브 출구 사이에서 유체 연통을 생성하는
    의료용 밸브.
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