KR20130062283A - 유체 전달을 제어하기 위한 변형가능 밸부 기구 - Google Patents

유체 전달을 제어하기 위한 변형가능 밸부 기구 Download PDF

Info

Publication number
KR20130062283A
KR20130062283A KR1020127029629A KR20127029629A KR20130062283A KR 20130062283 A KR20130062283 A KR 20130062283A KR 1020127029629 A KR1020127029629 A KR 1020127029629A KR 20127029629 A KR20127029629 A KR 20127029629A KR 20130062283 A KR20130062283 A KR 20130062283A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
valve
fluid
conical
fluid outlet
fluid inlet
Prior art date
Application number
KR1020127029629A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101805223B1 (ko
Inventor
다니엘 아발
Original Assignee
케어퓨전 303, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 케어퓨전 303, 인크. filed Critical 케어퓨전 303, 인크.
Publication of KR20130062283A publication Critical patent/KR20130062283A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101805223B1 publication Critical patent/KR101805223B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
    • A61M5/16804—Flow controllers
    • A61M5/16813—Flow controllers by controlling the degree of opening of the flow line
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M39/00—Tubes, tube connectors, tube couplings, valves, access sites or the like, specially adapted for medical use
    • A61M39/22—Valves or arrangement of valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/14212—Pumping with an aspiration and an expulsion action
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
    • A61M5/16877—Adjusting flow; Devices for setting a flow rate
    • A61M5/16881—Regulating valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/36—Valve members
    • F16K1/38—Valve members of conical shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F16K7/14—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat
    • F16K7/16—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat the diaphragm being mechanically actuated, e.g. by screw-spindle or cam
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M39/00—Tubes, tube connectors, tube couplings, valves, access sites or the like, specially adapted for medical use
    • A61M39/22—Valves or arrangement of valves
    • A61M2039/226—Spindles or actuating means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/02—General characteristics of the apparatus characterised by a particular materials
    • A61M2205/0216—Materials providing elastic properties, e.g. for facilitating deformation and avoid breaking
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/12—General characteristics of the apparatus with interchangeable cassettes forming partially or totally the fluid circuit
    • A61M2205/128—General characteristics of the apparatus with interchangeable cassettes forming partially or totally the fluid circuit with incorporated valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
    • A61M5/16804—Flow controllers
    • A61M5/16827—Flow controllers controlling delivery of multiple fluids, e.g. sequencing, mixing or via separate flow-paths

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • Check Valves (AREA)
  • Lift Valve (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

유체 전달을 제어하기 위한 밸브는, 유체 유입구, 유체 유출구, 및 개구부, 경사면 및 바닥부를 갖는 원뿔형 웰을 포함하는 밸브 시트; 및 기저부 및 선단부를 갖는 원뿔형부를 포함하는 밸브 멤브레인을 포함한다. 상기 원뿔형부는 밸브 시트의 원뿔형 웰 내에 맞추어지도록 구성된다. 상기 밸브 멤브레인은 비변형 위치에 있을 때에는 유체 유입구가 유체 유출구에 유체 연결되고 반경방향으로 변형된 위치에 있을 때에는 유체 유입구가 유체 유출구로부터 유체 분리되도록 구성된다.

Description

유체 전달을 제어하기 위한 변형가능 밸부 기구{DEFORMABLE VALVE MECHANISM FOR CONTROLLING FLUID DELIVERY}
본 발명은 유체의 전달에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 의료용 유체의 전달을 제어하기 위한 밸브 기구에 관한 것이다.
밸브 기구는 정맥(IV; Intravenous) 주입 펌프에서의 유체 흐름의 방향 및 볼륨을 제어하는 1차 제어요소이다. 대부분의 밸브는 유체 통로를 개방 및 폐쇄하기 위해 예컨대 내구성부 상에 펌프 기구에 의해 제공된 작동력 및 복원력의 인가를 통해 동작한다. 일반적으로, 펌프 기구는 일회용부에 위치된 밸브 밖으로 확장하는 작동부(예컨대, 기계적인 "핑거(fingers)")를 포함한다. 작동부는 밸브를 폐쇄하기 위해 유체 통로의 2개의 표면을 함께 핀치(pinch)하는데 사용된다. 작동부는 밸브를 개방하기 위해 다시 수축된다. 유체 통로의 완전한 폐쇄를 포함한 적절한 동작을 위해, 그러한 작동부는 엄격한 공차로 디자인되어 구축되어야 한다.
밸브 및 작동부의 디자인에 있어서의 엄격한 공차는 보통 IV 주입 펌프의 일회용부 및 내구성부의 제조 비용을 상승시킨다. 따라서, 디자인 및 제조 공차에 덜 민감한 밸브 기구를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기한 점을 감안한 의료용 유체의 전달을 제어하기 위한 밸브 기구를 제공하기 위한 것이다.
상술한 필요성 및 또 다른 필요성이 개선된 밸브 디자인에 의해 처리된다.
본 발명의 한 형태에 있어서, 유체 전달 시스템의 밸브가 개시된다. 밸브는 유체 유입구, 유체 유출구, 및 개구부, 경사면 및 바닥부를 갖는 원뿔형 웰을 포함하는 밸브 시트(valve seat)를 구비한다. 밸브는 또한 기저부 및 선단부를 갖는 원뿔형부를 포함하는 밸브 멤브레인을 구비한다. 원뿔형부는 밸브 시트의 원뿔형 웰 내에 맞추어지도록 구성된다. 밸브 멤브레인은 비변형 위치에 있을 때에는 유체 유입구를 유체 유출구에 유체 연결하고 반경방향으로 변형된 위치에 있을 때에는 유체 유입구를 유체 유출구로부터 유체 분리하도록 구성된다.
본 발명의 다른 형태에 있어서, 유체를 유체 소스에서 환자에게 전달하기 위한 유체 전달 시스템이 개시된다. 유체 전달 시스템은 작동 기구를 포함하는 내구성부 및 상기 작동 기구가 제1밸브의 작동 영역에 푸쉬력을 가할 수 있도록 내구성부에 맞추어진 제1밸브를 포함하는 일회용부를 포함한다.
상기 제1밸브가 제1유체 유입구 및 유체 유출구에 결합되어, 상기 제1밸브는 푸쉬력이 인가되지 않으면 제1유체 유입구 및 유체 유출구를 유체 연결하고, 푸쉬력이 제1밸브의 작동 영역에 인가되면 제1유체 유입구를 유체 유출구로부터 유체 분리하도록 반경방향으로 변형한다.
본 발명의 또다른 형태에 있어서, 유체 유입구와 유체 유출구간 유체의 전달을 제어하기 위한 밸브가 개시된다. 밸브는 유체 유입구 및 유체 유출구에 유체 연결된 챔버를 갖춘 제1부분을 포함한다. 또한, 밸브는 돌출부가 변형되지 않을 때 돌출부 주위의 챔버를 통해 유체 유입구에서 유체 유출구로 유체가 흐르고, 챔버 벽의 적어도 일부를 터치하도록 돌출부가 변형될 때 챔버를 통해 유체 유입구에서 유체 유출구로 유체가 흐르지 않도록 챔버 내에 맞추어진 돌출부를 갖춘 제2부분을 포함한다.
상기한 본 발명 실시예 및 다른 실시예의 특징, 형태 및 장점들은 이하의 상세한 설명 및 수반되는 도면에 의해 좀더 명확해질 것이다.
본 발명에 의하면, 향상된 의료용 유체의 전달을 제어하기 위한 밸브 기구를 제공할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 의료용 유체 전달 시스템의 개략도이다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 밸브의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸브의 개략 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 소정 구성에 따른 밸브의 개략 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 소정 구성에 따른 밸브 일부의 개략 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 소정 구성에 따른 밸브 일부의 개략 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 소정 구성에 따른 밸브 멤브레인(valve membrane)의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 소정 구성에 따른 펌프 기구 및 일회용 유닛의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 소정 구성에 따른 펌프 기구 및 일회용 유닛의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 소정 구성에 따른 펌프 기구 및 일회용 유닛의 개략 횡단면도이다.
도 10은 본 발명의 소정 구성에 따른 일회용 유닛의 개략도이다.
여기에 개시된 실시예들은 상술한 밸브 디자인의 결함과 관련된 문제들을 처리 및 해결한다. 실시예들은 밸브 작동기의 확실히 제어된 연장부의 필요성 없이 작동할 수 있는 밸브 디자인을 제공함으로써 적어도 부분적으로 이들 문제를 해결한다. 개시된 실시예들은 작동력이 제거되면 밸브를 개방하는 복원력을 제공하기 위해 유연한 재료를 사용함으로써 적어도 부분적으로 이들 문제를 더 해결한다. 한 형태에 있어서, 소정 개시된 실시예들은 펌프에 수축기구를 가질 필요성을 없애 밸브 작동 기구를 단순화함으로써 펌프 어셈블리에 있어서의 다수의 부품을 감소시킨다. 펌프 어셈블리에 있어서의 다수의 부품의 감소는 신뢰성을 향상시키고 비용의 절감이 달성될 수 있다.
앞서 기술한 필요성 및 또 다른 것들은 유연한 밸브 멤브레인이 유체 유입구 및 유체 유출구를 유체 연결 및 분리시키기 위해 강성 밸브 시트 내에서 동작하도록 구성되는 밸브를 제공하는 또 다른 개시된 실시예들에 의해 충촉된다. 밸브 멤브레인이 비변형 위치에 있을 때, 유체는 밸브 멤브레인과 밸브 시트의 벽 사이의 클리어런스(clearance)를 통해 유체 유입구에서 유체 유출구로 통과한다. 외력에 의해 밸브 멤브레인의 일부를 푸쉬하여 그 밸브 멤브레인을 반경방향의 바깥쪽 방향으로 변형시킴으로써, 밸브 멤브레인과 밸브 시트 벽 사이의 클리어런스를 폐쇄하고, 유체 유입구를 유체 유출구로부터 유체 분리시킨다. 외력이 제거되면, 밸브 멤브레인은 비변형 위치로 복귀하고, 밸브 멤브레인과 밸브 시트 벽 사이의 클리어런스를 개방함으로써, 다시 한번 유체 유입구와 유체 유출구간 유체의 통과를 허용한다.
소정 실시예에 있어서, 밸브 멤브레인은 중심에서 중공의 원뿔형부를 갖는 플랫부(flat portion)를 갖도록 형태된다. 그러한 중공의 원뿔형부는 원뿔의 정점에서 원통형 돌출부로 끝난다. 밸브 시트는 밸브 멤브레인의 원뿔형부에 매칭되는 경사면을 갖는다. 밸브 멤브레인이 비변형 위치에 있을 때, 밸브 시트의 경사면과 밸브 멤브레인의 원뿔형부의 벽 사이의 갭은 유체가 유체 유입구와 유체 유출구 사이를 통과하게 한다. 밸브 멤브레인이 변형되면, 밸브 멤브레인은 반경방향으로 변형되고, 이에 따라 밸브 시트의 경사면과 원뿔형부 사이의 갭을 폐쇄하여, 유체 유입구와 유체 유출구를 유체 분리시킨다.
소정 실시예에 따르면, 밸브 멤브레인의 플랫부는 아코디언(accordion) 주름인 비변형부를 포함하고, 원뿔의 정점에서 원통형 돌출부로 끝나는 중공의 원뿔형부를 갖는다. 밸브 멤브레인의 플랫부의 그러한 아코디언형태는 밸브 멤브레인의 반경방향 변형 및 복귀를 효과적으로 돕는다.
도 1a는 유체 전달 시스템(103)을 이용하여 유체 소스(150)로부터 환자에게 유체를 전달하기 위한 환자 간호 시스템을 나타낸다. 유체 전달 시스템(103)은 유체 라인(105)을 통해 유체 소스(150)로부터 환자(156)에게 유체를 전달하기 위한 내구성부(101; 예컨대 유체 펌프) 및 일회용부(103; 예컨대 일회용 정맥 유체 전달 세트)를 포함한다. 일회용부(103)는 밸브(100)를 포함한다. 동작에 있어서, 내구성부(101) 상의 작동 기구는 환자(156)에 대한 유체의 전달을 제어하기 위해 유체 유입구(106)를 유체 유출구(108)와 유체 연결 또는 분리하도록 작동한다.
도 1b는 본 발명의 소정 실시예에 따른 밸브(100)의 분해 사시도이다. 도 1b에 도시된 구성에 있어서, 밸브(100)는 밸브 멤브레인(102) 및 밸브 시트(104)를 포함한다. 밸브 시트(104)는 2개의 개구부, 즉 유체 유입구(106) 및 유체 유출구(108)를 포함한다. 소정 형태에 있어서, 유지 캡(126; retaining cap)은 밸브(100)의 작동 동안 밸브 멤브레인(102)을 정위치에 단단히 고착시키는데 유용하다. 유지 캡(126)은 밸브(100)의 구조적 강도를 보장하기 위해 경질(hard) 플라스틱과 같은 강성재로 이루어지고, 밸브 멤브레인(102)으로부터 원하지 않는 유체 누설을 방지하기 위해 동작 동안 밸브 멤브레인을 정위치에 단단히 고착시킨다.
또한 도 1b에서와 같이, 밸브 멤브레인(102)은 플랫부(110) 및 원뿔형부(112)를 포함한다. 도 1b에 나타낸 구성에 있어서, 플랫부(110)는 원형의 형태이다. 그러나, 많은 다양한 형태의 플랫부(11)가 가능하다. 예컨대, 소정 구성에 있어서, 플랫부(110)는 타원형이다. 소정 구성에 있어서, 그러한 타원형부가 유체 채널 방향의 주축 및 유체 채널의 폭에 따른 부축을 가질 경우, 타원형의 플랫부(110)는 일회용부(103; 도 1b에는 도시하지 않음) 내에 밸브(100)의 더 많은 유선형 피트(fit)를 제공할 것이다.
도 1b에 나타낸 실시예에 있어서, 원뿔형부(112)는 플랫부(110)의 중심에 있다. 그러나, 플랫부(110)에 대한 다양한 배치의 원뿔형부(112)가 본 발명의 구성에 따라 가능하다. 예컨대, 소정 구성에 있어서, 원뿔형부(112)는 플랫부(110)에 대해 중심에서 벗어나 위치될 수 있다. 도 1b에 나타낸 구성에 있어서, 원뿔형부(112)는 원형의 단면을 갖도록 도시되어 있다. 그러나, 원뿔형부(112)의 많은 다른 다양한 단면 형태가 가능하다. 예컨대, 소정 실시예에 있어서, 원뿔형부(112)는 타원형의 플랫부(110)와 매칭하도록 타원형의 단면을 가질 수 있다. 그러한 원뿔형부(112)의 단면 형태는 밸브 멤브레인(102)을 변형 또는 복귀시키는데 사용된 외부 작동기의 형태와 매칭시키기 위해 선택될 것이다.
또한 도 1b에서와 같이, 원뿔형부(112)는 이 원뿔형부(112)의 기저부에 개구부(116)를 갖는 중공이다. 그러한 원뿔형부(112)의 중공 특성은 외력이 플랫부(110)의 영역(114; 작동 영역)에 인가되면 반경방향의 바깥쪽 방향으로 밸브 멤브레인(102)을 변형시킬 수 있도록 밸브 멤브레인(102)에 변형성을 제공한다. 작동 영역(114)은 원뿔형부(112)의 기저부에서 개구부(116)에 가장 가까운 영역이고, 이하 기술하는 바와 같이 원뿔형부(112)를 반경방향의 바깥쪽 방향으로 변형시킬 수 있도록 원뿔형부(112) 쪽으로 푸쉬력을 인가하기 위해 외부 작동기에 제공한다. 원뿔형부(112)는 플랫부(110)로부터 원뿔형태로 돌출되고 그 원뿔의 정점에서 원통형 선단부(118)로 끝난다. 소정 구성에 있어서, 밸브 멤브레인(102)이 실리콘과 같은 탄력성이 있는 탄성재로 이루어짐으로써, 외력이 인가되면 늘어나거나 변형되고 다시 외력이 제거되면 원래의 형태로 복귀한다.
또한 도 1b에서와 같이, 밸브 시트(104)는 밸브 시트(104)의 상측(128)에 개구부(120)를 포함한다. 개구부(120)는 플랫부(110)의 형태에 매칭되도록 오목한 형태로 한다. 작동 동안, 밸브 멤브레인(102)의 플랫부(110)는 상측(128)과 유체-기밀 접촉을 형성하도록 확실히 맞추어진다. 개구부(120)의 내부 직경은, 밸브 멤브레인(102)이 밸브 시트(104)의 상측(128)에 맞추어질 때 유체가 상부에 플랫부(110)와 밸브 시트(104)의 목부 표면(122) 사이의 공간(238)에서 흐를 수 있도록 플랫부(110)의 외부 직경보다 작다. 목부 표면(122)은, 밸브 멤브레인이 밸브 시트(104)의 상측(128)에 맞추어질 때, 원통형 선단부(118)가 목 개구부(124)를 통해 밸브 시트(104)에 들어가도록 원뿔형부(112)의 높이보다 작은 깊이로 밸브 시트(104)의 상부(126)로부터 함몰된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸브(100)의 개략도이다. 도 2는 밸브 멤브레인(102)이 비변형 위치에 있을 경우의 밸브(100)의 단면도를 나타낸다. 밸브 멤브레인의 비변형 위치에서는, 유체 유입구(106)에서 공간(238)으로 화살표(107) 방향으로 유체가 흐를 수 있다. 밸브 시트(104)의 원뿔형 웰(232; conical well)의 경사면(234)과 밸브 멤브레인(102)의 원뿔형부(112) 사이의 클리어런스(236)를 통해, 유체는 공간(238)으로부터 원뿔형부(112)와 밸브 시트(104)간 분리에 의해 형성된 챔버(226)로 흐를 수 있다. 유체는 계속해서 챔버(226)를 통과하여 원뿔형 웰(232)의 바닥부(230)와 원뿔형부(112)의 선단부 사이의 갭을 통해 유체 유출구(108)로 화살표(109) 방향으로 흐를 수 있다. 따라서, 유체 유입구(106)는 밸브 멤브레인(102)이 도 2에 나타낸 바와 같이 비변형 위치에 있을 경우 유체 연결된다. 원뿔형 웰(232)은 원뿔형부(112)의 형태와 매칭하는 경사면(234)을 갖는다. 도 2에 나타낸 비변형 위치에서, 원뿔형 선단부(118)는 목 개구부(124) 아래에 위치된 것으로 도시되어 있다.
도 3은 본 발명의 소정 구성에 따른 밸브(100)의 개략도이다. 도 3은 유체 유입구(106) 및 유체 유출구(108) 모두를 관통하여 평면 절단한 밸브(100)의 3차원 사시도를 나타낸다. 소정 구성에 있어서, 유체 유입구(106) 및 유체 유출구(108)는 밸브(100)의 원주 둘레에 이격되어 180도가 아닌 다른 각도(예컨대, 90도)로 위치될 수 있다. 도 3에서, 밸브 멤브레인(102)은 비변형 위치에 있으며, 챔버(226) 및 갭(228)이 가시화되어 있다. 클리어런스(236)는 바닥부(230)의 바깥둘레 주위로 확장한다. 앞서 기술한 바와 같이, 유체 유입구(106)에 들어가는 유체는 화살표(107) 방향으로 공간(238)으로 이동한다. 이후, 유체는 화살표(113) 방향으로 클리어런스(236)를 통해 챔버(226)로 흐른다. 또한, 유체는 갭(228)을 통해 흐른다. 다음에, 유체는 화살표(109) 방향으로 챔버(226)에서 유체 유출구(108)로 흐른다.
도 4는 본 발명의 소정 실시예에 따른 밸브(100)의 일부를 나타낸 개략도이다. 도 4에 나타낸 밸브(100)의 일부는 경사면(234)과 원뿔형부(112) 사이의 클리어런스(236)를 포함한다. 도 4는 비변형 위치에서의 밸브 멤브레인(102) 및 원뿔형부(112)를 나타낸다. 원뿔형부(112)의 비변형 위치에 있어서, 클리어런스(236)는 경사면(234)과 원뿔형부(112) 사이에 존재한다. 클리어런스(236)는 유체가 공간(238)과 챔버(226) 사이를 흐를 수 있게 한다. 도 4에 나타낸 실시예에서는, 원통형 선단부(118) 주위의 일부분을 포함하는 목 개구부(124)와 갭(228) 사이의 챔버(226)의 일부만을 가시화 했다.
도 5는 본 발명의 소정 실시예에 따른 밸브(100)의 일부를 나타낸 개략도이다. 도 4 및 5는 밸브(100)의 동일한 일부의 부분을 나타낸다. 밸브 멤브레인(102)이 비선형 위치에 있는 도 4에 나타낸 구성과 반대로, 도 5는 원뿔형부(112)의 방향으로 밸브 멤브레인(102)의 작동 영역(114)에 인가된 외력(화살표 502로 나타낸)에 의해 반경방향으로 변형된 밸브 멤브레인(102)을 나타낸다. 소정 실시예에 있어서, 외력(502)의 인가는 초기에 원뿔형부(112)를 하향 푸쉬함으로써 원통형 선단부(118)와 바닥부(230; 도 5에는 도시하지 않음)간 갭(228; 도 5에는 도시하지 않음)을 우선적으로 폐쇄한다. 다음에 지속적인 외력(502)의 인가는 원뿔형부(112)와 경사면(234) 사이의 클리어런스(236)로 원뿔형부(112)의 반경방향 변형(또는 확장)을 야기하여(화살표 504의 방향으로) 클리어런스(236)를 폐쇄시킨다. 클리어런스(236)의 폐쇄로 인해, 이제 공간(238)과 챔버(226)간 유체 접촉하지 않는다. 따라서, 유체 유입구(106)는 이제 유체 유출구(108)와 유체 분리된다. 그래서, 외력(502)을 이용하여(내구성부(101) 상에 위치된 작동기를 이용하여), 밸브(100)는 유체 유입구(106)와 유체 유출구(108)간 유체 전달을 방지하도록 작동될 수 있다. 소정 실시예에 있어서, 밸브 멤브레인(102) 및 원뿔형부(112)이 탄성재(즉, 힘에 의해 탄성적으로 변형할 수 있는)로 이루어짐에 따라, 외력(502)에 의해 원뿔형부(112)를 변형시켜 반경방향으로 확장시킴으로써 밸브(100)를 폐쇄시킨다.
또한 도 5에서와 같이, 외력(502)이 작동 영역(114)으로부터 제거되면, 밸브 멤브레인(102)의 탄성은 밸브 멤브레인(102)을 비변형 위치(예컨대 도 3에 나타낸)로 다시 복귀시킨다. 즉, 밸브(100)의 "개방"위치를 복원하는데 필요한 에너지는 반경방향으로 변형된 위치로 밸브 멤브레인(102)에 저장된다. 이후 이러한 복원 에너지는 외력이(502)이 제거되면 해제되어 밸브 멤브레인이 비변형 위치로 복원되게 한다. 앞서 기술한 바와 같이, 밸브 멤브레인(102)이 비변형 위치에 있을 때, 유체는 유체 유입구(106)와 유체 유출구(108) 사이를 흐를 수 있다. 따라서, 외부 푸쉬력을 인가 및 제거함으로써, 밸브(100)는 밸브(100)를 통한 유체 흐름을 턴 오프 또는 턴 온시키도록 작동될 수 있다.
도 6은 본 발명의 소정 다른 실시예에 따른 밸브 멤브레인(600)의 개략 일부 단면도이다. 밸브 멤브레인(102)이 플랫부(110)를 갖도록 도시된 도 1b 내지 5에 나타낸 실시예와 비교하여, 밸브 멤브레인(600)은 적어도 하나의 융기부(602; ridge) 및 적어도 하나의 홈부(604; groove)를 포함하는 습곡식(folded) 디스크부(111)를 갖춘다. 소정 구성에 있어서, 융기부(602) 및 홈부(604)는 밸브 멤브레인(600)이 균일하게 모든 방향으로 확장 또는 변형할 수 있도록 습곡식 디스크부(111)의 전체 둘레 주위로 확장한다. 일반적으로, 습곡식 디스크부(111)는 플랫부(110)와 관련하여 앞서 기술한 바와 같이 원형, 타원 또는 그 외의 다른 형태가 될 수 있다. 더욱이, 밸브 멤브레인(600)은 원뿔의 정점에 원통형 선단부(118)로 테이퍼(taper)지는 원뿔형부(606; 원뿔형부 112와 기능적으로 유사한)를 포함한다.
또한 도 6에서와 같이, 작동에 있어서, 밸브 멤브레인(600)을 포함하는 밸브는 도 1b 내지 5와 관련하여 기술한 밸브 실시예들과 유사하게 작동한다. 외력의 부재로, 밸브 멤브레인(600)이 비변형 위치에 있음으로 해서, 원뿔형부(112)와 밸브 시트(104; 도 6에는 도시하지 않음)와 유사한 밸브 시트 사이의 클리어런스를 통해 유체가 유체 유입구에서 유체 유출구(도 6에는 도시하지 않음)로 통과하게 한다. 외력이 화살표(610) 방향으로 영역(608) 근처에 인가되면, 밸브 멤브레인(600)은 안쪽으로(화살표 610 방향으로) 푸쉬된다. 습곡식 디스크부(111)의 중심에 그러한 외력의 인가는 원뿔형부(112)를 하향(화살표 610 방향으로) 이동시켜 습곡식 디스크부(111)가 반경방향으로 확장되게 한다. 밸브 멤브레인(600)의 그러한 확장 변형은 밸브 멤브레인(600)과 밸브 시트(도 6에는 도시하지 않음)간 분리부를 폐쇄시킨다. 반경방향으로 변형된 위치에서, 밸브 멤브레인(600)의 융기부(602) 및 홈부(604)는 평탄해져(또는 좀더 얕아져) 밸브 멤브레인(600)의 반경방향 확장을 가능하게 한다.
또한 도 6에서와 같이, 소정 형태에 있어서, 밸브 멤브레인(600)의 전체 변형가능 표면은 비교할만한 크기의 밸브 멤브레인(102)의 것보다 크다. 즉, 밸브 멤브레인(600)은 비교할만한 크기의 밸브 멤브레인(102)보다 반경방향으로 더 멀리 변형할 수 있다. 따라서, 높은 흐름 비율을 지지하는 밸브 디자인에 있어서는, 보통 원뿔형부(112)와 경사면(234)간 보다 큰 분리로 인해, 밸브 멤브레인(600)은 좀더 적절한 선택을 고려해야 할 것이다. 소정 실시예에 있어서, 밸브 멤브레인 600 및 밸브 멤브레인 102는 동일한 밸브 시트(104)가 교환적으로 사용가능하다. 즉, 밸브 멤브레인 102 또는 600 어느 쪽이든 이들과 동작가능하게 하는데 밸브 시트(104)에 대한 디자인 변경은 필요치 않다.
소정 구성에 있어서, 밸브 멤브레인(102)은 범위 30-60의 쇼어 에이 듀로미터(Shore A Durometer) 경도(예컨대, 40)를 갖는 상업적으로 이용가능한 실리콘과 같은 탄성재를 포함한다. 소정 구성에 있어서, 밸브 멤브레인(102)에 사용된 그러한 재료는 230 PSI(pounds square inch) 또는 1.50 MPa 이하의 탄성계수를 갖는다. 예컨대, 탄성계수는 200 PSI(1.20 MPa)가 될 것이다. 소정 구성에 있어서, 밸브 멤브레인(102, 600)은 상업적으로 이용가능한 GE 실리콘 LIM 6040 재료로 이루어질 것이다.
다채널 유체 전송 시스템은 다수의 유체 채널을 동시에 이용하여 다수의 유체를 전달하기 위한 소정의 의료 애플리케이션에 사용될 것이다. 예컨대, 2-채널 유체 전달 시스템은 서로 독립적으로 작동하는 2개의 유체 전달 채널을 포함한다. 소정 구성에 있어서, 탄성재의 단일 시트는 다채널 유체 전달 시스템의 다수의 밸브를 작동시키는데 사용될 수 있는 다수의 밸브 멤브레인으로 몰딩될 것이다. 설명을 통해 한정하지 않으며, 2개의 입력 유체 전달 채널 및 하나의 출력 유체 전달 채널을 포함하는 일회용부의 동작이 이하 개시된다.
도 7은 본 발명의 소정 구성에 따른 유체 전달 펌프(702) 및 일회용 유닛(708)의 개략도이다. 펌프(702)는 사용자에게 상태 정보를 표시하기 위한 표시 스크린(704) 및 사용자가 명령을 펌프(702)에 입력할 수 있게 하기 위한 키보드(706)를 포함한다. 펌프(702)는 카세트 또는 일회용 유닛(708)에 부착된다. 소정 구성에 있어서, 일회용 유닛(708)은 사용자에게 용이한 접근 및 일회용 유닛(708)의 연속적인 동작의 가시성을 용이하게 할 수 있도록 표시 스크린(704)과 같이 동일한 패널에 위치된다. 일회용 유닛(708)은 입력 단부(710)에 2개의 입력 유체 라인(714, 716) 및 출력 단부(712)에 결합된 단일의 출력 유체 라인(718)을 포함한다. 동작에 있어서, 펌프(702)는 입력 유체 라인(714, 716)에서 출력 유체 라인(718)까지의 유체의 전달을 제어한다. 예컨대, 펌프(702)는 출력 유체 라인(718)의 유체가 입력 유체 라인 714에서만 또는 입력 유체 라인 716에서만 오거나 또는 입력 유체 라인 714, 716으로부터의 유체의 조합을 통해 오도록 유체의 전달을 제어한다. 소정 구성에 있어서, 펌프(702)는 입력 유체 라인(714, 716)의 개방 및 폐쇄 시간을 제어함으로써 미리 결정된 비율로 입력 유체 라인(714, 716)으로부터의 유체를 혼합할 수 있다. 펌프(702)는 본 발명의 도 1-6과 연관지어 개시된 밸브 구성을 이용하여 유체 전달을 제어할 것이다.
도 8은 본 발명의 소정 구성에 따른 펌프(702) 및 일회용 유닛(708)의 개략도이다. 일회용 유닛이 펌프(702)에 부착된 도 7에 도시된 것과 비교하여, 도 8의 일회용 유닛(708)은 펌프(702)로부터 분리되어 있다. 분리의 일회용 유닛(708)은 펌프(702)의 영역(806)에 노출된 2개의 밸브 작동 기구(802, 804)를 갖춘다. 소정 구성에 있어서, 영역(806)은 펌프(702)의 동작 동안 일회용 유닛(708)의 안전한 부착을 가능하게 하게 하기 위해 오목한 형태를 가진다. 소정 구성에 있어서, 밸브 작동 기구(802, 804)는 밸브를 폐쇄 또는 개방시키기 위해 일회용 유닛(708) 내에 위치된 밸브를 푸쉬하도록 일회용 유닛(708)의 몸체에서 앞뒤로 움직일 수 있는 원통형 또는 원뿔형 돌출부("핑거")와 같은 형태가 된다.
도 9는 본 발명의 소정 구성에 따른 펌프 장치(702) 및 일회용 유닛(708)의 개략 단면도이다. 도 9에 도시된 단면도는 도 7의 화살표(720)의 방향으로 펌프(702) 및 일회용 유닛(708)에서 본 것이다. 라인(902)은 측면(904) 상의 펌프(702)와 측면(906) 상의 일회용 유닛(708)간 경계를 표시한다. 펌프(702)는 밸브 멤브레인 912 및 924를 푸쉬하기 위한 2개의 작동기(908, 910)를 포함한다. 개구부 922 및 916은 유체 라인(714)으로부터의 유체의 전달을 제어하는 제1밸브의 유체 유입구 및 유출구에 대응한다. 개구부 932 및 920은 유체 라인(716)으로부터의 유체 전달을 제어하는 제2밸브를 위한 유체 유입구 및 유출구에 대응한다. 유출구 916 및 920은 일회용 유닛(708)의 출력 단부(712)로 연장되는 유체 채널(918)에 유체 연결된다. 제1밸브의 밸브 시트의 바닥부(926) 및 제2밸브의 바닥부(928)는 도 1b 내지 6에 도시된 밸브 구성과 관련하여 기술한 바닥부 230과 유사하게 동작한다. 클리어런스 924 및 930은 도 1b 내지 6과 관련하여 기술한 클리어런스 236과 유사하게 동작한다. 도 9에 도시된 구성은 연속의 시트 재료로 이루어진 밸브 멤브레인(912, 914)을 기술한다. 소정 형태에 있어서, 단일의 시트를 사용하는 것은 경제적이면서 신뢰성 있는 밸브의 제조를 제공한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 일회용 유닛(708)의 개략도이다. 도 10은 일회용 유닛(708)의 후면을 나타낸다. 그 후면은 유체 전달 동작 동안 펌프(702)에 면한다. 후면은 입력 단부(710)에 개구부(1002, 1004)를 포함한다. 개구부(1002, 1004)는 각각 유체 유입구(716, 714)를 포함하는 유체 채널을 통한 유체 전달을 제어하는 밸브의 밸브 멤브레인에 노출한다. 동작 동안, 펌프(702)에 위치한 외부 작동기는 필요에 따라 대응하는 밸브를 개방 및 폐쇄하기 위해 개구부(1002, 1004) 안쪽에 위치한 밸브 멤브레인에 푸쉬력을 인가한다. 영역(1006, 1010)은 상향 및 하향 유체 압력의 표시를 나타내기 위해 압력 센서(도 10에는 도시하지 않음)와 인터페이스하는 멤브레인을 나타낸다. 잠금 기구(1008)는 일회용 유닛(708)을 펌프(702)에 고착시키는데 사용된다.
여기에 기술한 다양한 밸브 구성들은 정맥(IV) 주입 일회용 유닛의 일부로서 몰딩된다는 것을 알아야 한다. 또한 다양한 밸브 구성들이 펌프 기구 또는 다른 유체 전달 시스템에 사용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 밸브 구성들이 용적식 펌프에 사용되는데, 제1밸브 구성은 용적식 펌프의 흡기측에 사용되고, 제2밸브 구성은 용적식 펌프의 유체 전달측에 사용된다. 소정 형태에 있어서, 유체 흡기측 및/또는 유체 전달측에 본 발명의 밸브 구성을 포함하는 용적식 펌프는 이 용적식 펌프를 통한 유체 유동의 방향을 제어하는데 사용된다.
또한, 본 발명의 소정의 밸브 구성의 일부는 소정의 단면 유동 영역을 제공하기 위해 크기를 확대 또는 축소시킴으로써, 밸브를 통한 유량을 제어한다. 더욱이, 밸브 멤브레인 재료의 탄성계수는 밸브 멤브레인을 변형하거나 그 반대로 하기 위해 외력을 제공하는 기구의 선택에 영향을 줄 것이다. 예컨대, 밸브 멤브레인이 보다 낮은 탄성계수를 갖는 재료를 포함하면, 밸브 멤브레인의 반경방향 변형을 야기하는데 비교적 큰 힘이 요구될 것이다. 그와 같은 경우, 좀더 큰 작동 영역(114)이 제공되거나 또는 보다 높은 파워의 외부 전자기기식 작동기가 그와 같은 밸브 디자인의 동작을 위해 사용될 것이다. 더욱이, 밸브 구성을 통한 유체 전달 비율은 갭(228), 클리어런스(236) 등의 물리적인 치수와 같은 다양한 디자인 파라미터의 선택에 의해 영향받을 것이다.
소정 형태에 있어서, 본 발명의 구성들은 유체 유입구 및 유체 유출구를 유체 연결 및 분리하기 위해 유체 전달 시스템에 유용한 밸브 기구를 제공한다. 소정 형태에 있어서, 본 발명의 구성들은 밸브 시트 내에 맞추어진 밸브 멤브레인을 포함한다. 밸브 멤브레인은 원뿔형부를 포함하며, 밸브 시트는 대응하는 경사면을 포함한다. 동작 동안, 밸브가 개방 위치에 있으면, 밸브 멤브레인은 변형되지 않고 원뿔형부와 경사면 사이의 클리어런스를 통해 유체를 통과시킨다. 원뿔형부의 방향으로 그 원뿔형부의 바닥부에서 푸쉬하는 외력은 반경방향의 바깥쪽 방향으로 밸브 멤브레인을 변형시킴으로써 원뿔형부와 경사면간 분리부를 폐쇄시킨다(즉, 밸브는 폐쇄된 위치에 있는다). 외력이 제거되면, 밸브 멤브레인이 비변형 위치로 다시 복귀하여, 밸브를 개방 위치로 복귀시키고, 다시 유체 유입구에서 유체 유출구로 유체의 통과를 허용한다. 소정 형태에 있어서, 본 발명의 밸브 기구는 밸브를 개방하기 위한 복귀 에너지가 밸브 재료 자체에 저장되기 때문에, 밸브는 코일 스프링과 같은 다른 복귀 부품이 필요치 않아 보다 적은 부품으로 밸브가 제조될 수 있다는 장점을 제공한다.
상술한 여러 실시예들이 밸브 멤브레인(102; 또는 111) 상의 원뿔형 돌출부를 기술하고 있지만, 통상 실시예들은 다양한 다른 형태를 사용할 수 있다. 예컨대, 소정 실시예에 있어서, 유체 유입구와 유체 유출구간 유체 전달을 제어하기 위한 밸브는 돌출부가 변형되지 않을 경우 돌출부 주위의 챔버를 통해 유체 유입구에서 유체 유출구로 유체가 흐르고 돌출부가 챔버 벽의 적어도 일부와 터치하도록 변형될 경우 챔버를 통해 유체 유입구에서 유체 유출구로 유체 흐르지 않도록 챔버 내에 맞추어진 돌출부를 갖춘 제2부분(예컨대, 밸브 멤브레인(102)) 및 유체 유입구 및 유체 유출구에 유체 연결된 챔버를 갖춘 제1부분(예컨대, 밸브 시트(104))을 포함한다. 돌출부는 원뿔형이거나, 피라미드 또는 오벨리스크 형태이거나, 또는 외력의 인가가 돌출부를 변형시켜 유체 유입구와 유체 유출구간 유체 전달을 끊도록 챔버 벽의 일부와 터치하게 하는 몇몇 다른 형태가 될 수 있다. 앞서 기술한 바와 같이, 돌출부가 원뿔형이면, 제1부분에 대응하는 경사면은 외력에 의해 그와 같은 폐쇄를 야기하는데 사용될 수 있다. 소정 실시예에 있어서, 제1부분은 강성재를 포함하고, 제2부분은 힘에 의해 돌출부를 변형시키고 힘이 제거되면 복귀시킬 수 있게 하는 탄성재를 포함한다.
비록 본 발명의 실시예들이 상술한 상세한 설명으로 기술되었을 지라도, 그러한 실시예들은 설명을 위한 예시일 뿐 그것으로 한정하지 않으며, 본 발명의 범위는 부가된 청구항의 조건에 의해서만 한정된다.
여기에 기술된 모든 요소, 부품 및 단계들은 바람직하게 포함된다. 이들 요소, 부품 및 단계들 모두는 당업자들에게 자명한 바와 같이 다른 요소, 부품, 및 단계들로 교체되거나 모두 삭제될 수 있다.
본 발명은 적어도 다음을 개시한다: 유체 유입구, 유체 유출구, 및 개구부, 경사면 및 바닥부를 갖는 원뿔형 웰(conical well)을 포함하는 밸브 시트; 및 기저부 및 선단부를 갖는 원뿔형부를 포함하는 밸브 멤브레인(valve membrane)을 포함한다. 상기 원뿔형부는 밸브 시트의 원뿔형 웰 내에 맞추어지도록 구성된다. 상기 밸브 멤브레인은 이 밸브 멤브레인이 비변형 위치에 있을 때에는 유체 유입구가 유체 유출구에 유체 연결되고 상기 밸브 멤브레인이 반경방향으로 변형된 위치에 있을 때에는 유체 유입구가 유체 유출구로부터 유체 분리되도록 구성된다.
개념
본 발명은 적어도 다음의 개념들을 개시한다.
개념 1. 유체 유입구, 유체 유출구, 및 개구부, 경사면 및 바닥부를 갖는 원뿔형 웰(conical well)을 포함하는 밸브 시트; 및
기저부 및 선단부를 갖는 원뿔형부를 포함하는 밸브 멤브레인(valve membrane)을 포함하며,
상기 원뿔형부는 밸브 시트의 원뿔형 웰 내에 맞추어지도록 구성되고, 상기 밸브 멤브레인은 비변형 위치에 있을 때에는 유체 유입구가 유체 유출구에 유체 연결되고 반경방향으로 변형된 위치에 있을 때에는 유체 유입구가 유체 유출구로부터 유체 분리되도록 구성되는 유체 전달 시스템의 밸브.
개념 2. 개념 1에 있어서,
상기 원뿔형부의 선단부는 밸브 멤브레인이 비변형 위치에 있을 때 갭에 의해 원뿔형 웰의 바닥부로부터 분리되며,
상기 밸브 멤브레인의 선단부는 밸브가 반경방향으로 변형된 위치에 있을 때 원뿔형 웰의 바닥부를 터치하는 유체 전달 시스템의 밸브.
개념 3. 개념 2에 있어서,
상기 밸브 멤브레인은 외력에 의해 푸쉬가능부를 푸쉬함으로써 밸브가 반경방향으로 변형된 위치가 되게하는 푸쉬가능부를 포함하는 유체 전달 시스템의 밸브.
개념 4. 개념 2에 있어서,
상기 원뿔형부는 밸브 멤브레인이 비변형 위치에 있을 때 클리어런스(clearance)에 의해 원뿔형 웰로부터 분리되며, 상기 원뿔형부는 밸브 멤브레인이 반경방향으로 변형된 위치에 있을 때 원뿔형 웰을 터치하는 유체 전달 시스템의 밸브.
개념 5. 개념 1에 있어서,
상기 밸브 시트는 강성재를 포함하며,
상기 밸브 멤브레인은 탄성재를 포함하는 유체 전달 시스템의 밸브.
개념 6. 개념 5에 있어서,
상기 탄성재는 실리콘을 포함하는 유체 전달 시스템의 밸브.
개념 7. 개념 1에 있어서,
일회용부의 정맥 유체 펌프는 밸브를 포함하는 유체 전달 시스템의 밸브.
개념 8. 개념 1에 있어서,
용적식 펌프(positive displacement pump)는 유체 흡입측에 제1밸브를 그리고 유체 전달측에 제2밸브를 포함하는 유체 전달 시스템의 밸브.
개념 9. 개념 1에 있어서,
밸브의 작동 동안 밸브 멤브레인을 정위치에 단단히 고착시키기 위해 밸브 시트에 걸쳐 맞추어지도록 제공된 유지 캡을 더 포함하는 유체 전달 시스템의 밸브.
개념 10. 유체를 유체 소스에서 환자에게 전달하기 위한 유체 전달 시스템에 있어서,
작동 기구를 포함하는 내구성부;
상기 작동 기구가 제1밸브의 작동 영역에 푸쉬력을 가할 수 있도록 내구성부에 맞추어진 제1밸브를 포함하는 일회용부; 및
제1유체 유입구 및 유체 유출구에 결합된 제1밸브를 포함하며,
상기 제1밸브는 푸쉬력이 인가되지 않으면 제1유체 유입구 및 유체 유출구를 유체 연결하고, 푸쉬력이 제1밸브의 작동 영역에 인가되면 제1유체 유입구를 유체 유출구로부터 유체 분리하도록 반경방향으로 변형하는 유체 전달 시스템.
개념 11. 개념 10에 있어서,
제2유체 유입구 및 유체 유출구에 결합된 제2밸브를 더 포함하며,
상기 제2밸브는 푸쉬력이 인가되지 않으면 제2유체 유입구 및 유체 유출구를 유체 연결하고, 푸쉬력이 제2밸브의 작동 영역에 인가되면 제2유체 유입구를 유체 유출구로부터 유체 분리하도록 반경방향으로 변형하는 유체 전달 시스템.
개념 12. 개념 11에 있어서,
작동 기구는 제1밸브 및 제2밸브 상에 푸쉬력의 인가 타이밍을 제어함으로써 제1유체 유입구에서 유체 유출구로 그리고 제2유체 유입구에서 유체 유출구로 전달된 유체의 비율을 제어하도록 구성된 유체 전달 시스템.
개념 13. 유체 유입구와 유체 유출구간 유체의 전달을 제어하기 위한 밸브에 있어서,
유체 유입구 및 유체 유출구에 유체 연결된 챔버를 갖춘 제1부분; 및
돌출부가 변형되지 않을 때 돌출부 주위의 챔버를 통해 유체 유입구에서 유체 유출구로 유체가 흐르고, 챔버 벽의 적어도 일부를 터치하도록 돌출부가 변형될 때 챔버를 통해 유체 유입구에서 유체 유출구로 유체가 흐르지 않도록 챔버 내에 맞추어진 돌출부를 갖춘 제2부분을 포함하는 밸브.
개념 14. 개념 13에 있어서,
상기 돌출부는 원뿔형이며, 챔버 벽의 일부는 상기 원뿔형 돌출부에 대응하는 경사면을 갖는 밸브.
개념 15. 개념 14에 있어서,
제1부분은 강성재를 포함하고, 제2부분은 탄성재를 포함하는 밸브.

Claims (15)

  1. 유체 유입구, 유체 유출구, 및 개구부, 경사면 및 바닥부를 갖는 원뿔형 웰(conical well)을 포함하는 밸브 시트; 및
    기저부 및 선단부를 갖는 원뿔형부를 포함하는 밸브 멤브레인(valve membrane)을 포함하며,
    상기 원뿔형부는 밸브 시트의 원뿔형 웰 내에 맞추어지도록 구성되고, 상기 밸브 멤브레인은 비변형 위치에 있을 때에는 유체 유입구가 유체 유출구에 유체 연결되고 반경방향으로 변형된 위치에 있을 때에는 유체 유입구가 유체 유출구로부터 유체 분리되도록 구성되는 유체 전달 시스템의 밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 원뿔형부의 선단부는 밸브 멤브레인이 비변형 위치에 있을 때 갭에 의해 원뿔형 웰의 바닥부로부터 분리되며,
    상기 밸브 멤브레인의 선단부는 밸브가 반경방향으로 변형된 위치에 있을 때 원뿔형 웰의 바닥부를 터치하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템의 밸브.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 밸브 멤브레인은 외력에 의해 푸쉬가능부를 푸쉬함으로써 밸브가 반경방향으로 변형된 위치가 되게하는 푸쉬가능부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템의 밸브.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 원뿔형부는 밸브 멤브레인이 비변형 위치에 있을 때 클리어런스에 의해 원뿔형 웰로부터 분리되며, 상기 원뿔형부는 밸브 멤브레인이 반경방향으로 변형된 위치에 있을 때 원뿔형 웰을 터치하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템의 밸브.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브 시트는 강성재를 포함하며,
    상기 밸브 멤브레인은 탄성재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템의 밸브.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 탄성재는 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템의 밸브.
  7. 청구항 1에 있어서,
    일회용부의 정맥 유체 펌프는 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템의 밸브.
  8. 청구항 1에 있어서,
    용적식 펌프(positive displacement pump)는 유체 흡입측에 제1밸브를 그리고 유체 전달측에 제2밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템의 밸브.
  9. 청구항 1에 있어서,
    밸브의 작동 동안 밸브 멤브레인을 정위치에 단단히 고착시키기 위해 밸브 시트에 걸쳐 맞추어지도록 제공된 유지 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템의 밸브.
  10. 유체를 유체 소스에서 환자에게 전달하기 위한 유체 전달 시스템에 있어서,
    작동 기구를 포함하는 내구성부; 및
    상기 작동 기구가 제1밸브의 작동 영역에 푸쉬력을 가할 수 있도록 내구성부에 맞추어진 제1밸브를 포함하는 일회용부를 포함하며,
    상기 제1밸브가 제1유체 유입구 및 유체 유출구에 결합되어, 상기 제1밸브는 푸쉬력이 인가되지 않으면 제1유체 유입구 및 유체 유출구를 유체 연결하고, 푸쉬력이 제1밸브의 작동 영역에 인가되면 제1유체 유입구를 유체 유출구로부터 유체 분리하도록 반경방향으로 변형하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    제2유체 유입구 및 유체 유출구에 결합된 제2밸브를 더 포함하며,
    상기 제2밸브는 푸쉬력이 인가되지 않으면 제2유체 유입구 및 유체 유출구를 유체 연결하고, 푸쉬력이 제2밸브의 작동 영역에 인가되면 제2유체 유입구를 유체 유출구로부터 유체 분리하도록 반경방향으로 변형하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    작동 기구는 제1밸브 및 제2밸브 상에 푸쉬력의 인가 타이밍을 제어함으로써 제1유체 유입구에서 유체 유출구로 그리고 제2유체 유입구에서 유체 유출구로 전달된 유체의 비율을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템.
  13. 유체 유입구와 유체 유출구간 유체의 전달을 제어하기 위한 밸브에 있어서,
    유체 유입구 및 유체 유출구에 유체 연결된 챔버를 갖춘 제1부분; 및
    돌출부가 변형되지 않을 때 돌출부 주위의 챔버를 통해 유체 유입구에서 유체 유출구로 유체가 흐르고, 챔버 벽의 적어도 일부를 터치하도록 돌출부가 변형될 때 챔버를 통해 유체 유입구에서 유체 유출구로 유체가 흐르지 않도록 챔버 내에 맞추어진 돌출부를 갖춘 제2부분을 포함하는 밸브.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 돌출부는 원뿔형이며, 챔버 벽의 일부는 상기 원뿔형 돌출부에 대응하는 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 밸브.
  15. 청구항 14에 있어서,
    제1부분은 강성재를 포함하고, 제2부분은 탄성재를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
KR1020127029629A 2010-05-13 2011-05-05 유체 전달을 제어하기 위한 변형가능 밸부 기구 KR101805223B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/779,758 2010-05-13
US12/779,758 US9011370B2 (en) 2010-05-13 2010-05-13 Deformable valve mechanism for controlling fluid delivery
PCT/US2011/035434 WO2011143049A2 (en) 2010-05-13 2011-05-05 Deformable valve mechanism for controlling fluid delivery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130062283A true KR20130062283A (ko) 2013-06-12
KR101805223B1 KR101805223B1 (ko) 2017-12-05

Family

ID=44912381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127029629A KR101805223B1 (ko) 2010-05-13 2011-05-05 유체 전달을 제어하기 위한 변형가능 밸부 기구

Country Status (12)

Country Link
US (4) US9011370B2 (ko)
EP (2) EP3919114B1 (ko)
KR (1) KR101805223B1 (ko)
CN (1) CN102892460B (ko)
AU (1) AU2011253231B2 (ko)
BR (2) BR122019023757B1 (ko)
CA (1) CA2797712C (ko)
ES (1) ES2973389T3 (ko)
MX (1) MX2012012907A (ko)
RU (1) RU2570344C2 (ko)
TW (1) TWI597081B (ko)
WO (1) WO2011143049A2 (ko)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602005023458D1 (de) 2005-09-12 2010-10-21 Unomedical As Einfürungssystem für ein Infusionsset mit einem ersten und zweiten Federeinheit
WO2011121023A1 (en) 2010-03-30 2011-10-06 Unomedical A/S Medical device
US9011370B2 (en) * 2010-05-13 2015-04-21 Carefusion 303, Inc. Deformable valve mechanism for controlling fluid delivery
WO2012123274A1 (en) 2011-03-14 2012-09-20 Unomedical A/S Inserter system with transport protection
DE102011108787A1 (de) * 2011-07-29 2013-01-31 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Medizinischer Port, Blutschlauch zur Verwendung bei einer extrakorporalen Blutbehandlung sowie medizinische Behandlungsvorrichtung
US11197689B2 (en) 2011-10-05 2021-12-14 Unomedical A/S Inserter for simultaneous insertion of multiple transcutaneous parts
EP2583715A1 (en) 2011-10-19 2013-04-24 Unomedical A/S Infusion tube system and method for manufacture
US10350402B2 (en) 2012-06-15 2019-07-16 Carefusion 303, Inc. Fluid flow control by a non-pinching valve
AU2013309502B2 (en) * 2012-08-28 2017-04-20 Fenwal, Inc. Spring-open sheeting for fluid processing cassette
GB2510093A (en) 2012-10-04 2014-07-30 Owen Mumford Ltd Pen injector with a mechanism for expelling therapeutic material by negative pressure
JP6106498B2 (ja) * 2013-04-10 2017-03-29 サーパス工業株式会社 流量調整装置
KR101476042B1 (ko) * 2013-07-09 2014-12-23 김용무 약물주입용 레귤레이터 장치 및 이를 구비한 약물주입장치
US9302091B2 (en) * 2013-07-12 2016-04-05 Carefusion 303, Inc. Check valve system
US10376639B2 (en) 2014-12-01 2019-08-13 Carefusion 2200, Inc. Valving system for infusion cassette
US10363360B2 (en) 2014-12-01 2019-07-30 Carefusion 2200, Inc. Pump cassettes with slider and infusion pump systems
US10293102B2 (en) 2014-12-01 2019-05-21 Carefusion 2200, Inc. Pump cassettes with piston and infusion pump systems
US10245373B2 (en) 2014-12-01 2019-04-02 Carefusion 2200, Inc. Pump cassettes with positioning feature and infusion pump systems
GB201512403D0 (en) * 2015-07-15 2015-08-19 Norgren Ltd C A Flexible diaphragm valve assembly and related method
EP3405230A1 (en) 2016-01-19 2018-11-28 Unomedical A/S Cannula and infusion devices
US10533669B2 (en) * 2016-12-01 2020-01-14 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Bi-directional flow control valve
US10845826B2 (en) * 2018-09-24 2020-11-24 VE Innovation I, LLC Diaphragmatic damper
EP3972672A4 (en) 2019-05-20 2023-06-21 Unomedical A/S ROTATING INFUSION DEVICE AND METHOD THEREOF

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2638127A (en) 1943-09-09 1953-05-12 Clayton Manufacturing Co Molded diaphragm structure
US2752936A (en) * 1954-01-25 1956-07-03 Crane Co Float supply valves
US3011758A (en) * 1958-05-01 1961-12-05 Hills Mccanna Co Valve diaphragms
CH532738A (de) * 1971-08-18 1973-01-15 Fischer Ag Georg Fernsteuerbares Membranventil
FR2309773A1 (fr) * 1975-04-29 1976-11-26 Siers Vanne a membrane
IL55233A0 (en) * 1977-08-16 1978-09-29 Niemand C W P Improvements to fluid valves
US4300552A (en) * 1978-09-01 1981-11-17 Imed Corporation Apparatus for controlling the flow of intravenous fluid to a patient
US4375882A (en) * 1980-10-27 1983-03-08 Schreiber Jr Lloyd J In-line flow control apparatus
US4415003A (en) 1981-02-18 1983-11-15 Nypro Inc. Control of fluid flow using a flexible disc
US4457753A (en) 1981-06-30 1984-07-03 Oximetrix, Inc. Intravenous metering device
DE3208316C2 (de) * 1982-03-08 1984-07-26 Bosch-Siemens Hausgeräte GmbH, 7000 Stuttgart Magnetventil, für den Ionenaustauschbehälter der Enthärtungseinrichtung einer Geschirrspülmaschine
US4537387A (en) * 1982-09-30 1985-08-27 Anatros Corporation Precision valve assembly
US4515588A (en) 1983-05-16 1985-05-07 Health Care Concepts, Inc. I.V. flow regulator
JPS6023001U (ja) * 1983-07-18 1985-02-16 オリンパス光学工業株式会社 内視鏡の吸引制御装置
DE8432064U1 (de) 1984-11-02 1985-05-02 Codan Medizinische Geräte GmbH & Co KG, 2432 Lensahn Vorrichtung zur regulierung des durchflusses bei der schwerkraft-infusion und -transfusion
US4703775A (en) * 1985-09-16 1987-11-03 Abbott Laboratories Liquid flow regulator
DE3681158D1 (de) * 1986-04-11 1991-10-02 Braun Melsungen Ag Injektions-absperrventil.
US4706775A (en) 1986-10-15 1987-11-17 Berg Marlin C Anti-theft cover assembly
US4925451A (en) 1988-04-18 1990-05-15 Amendolia Pasquale J I.V. flow control device
US5249600A (en) 1991-12-31 1993-10-05 Blume George H Valve seat for use with pumps for handling abrasive fluids
US5288052A (en) * 1992-12-08 1994-02-22 Cashco, Inc. Self-draining sanitary control valve
ATE142167T1 (de) * 1993-06-11 1996-09-15 Alfatechnic Patent Ag Aus kunststoff gefertigtes sperrventil
SE9401220D0 (sv) * 1994-04-11 1994-04-11 Astra Ab Valve
US5520661A (en) 1994-07-25 1996-05-28 Baxter International Inc. Fluid flow regulator
US6123320A (en) * 1998-10-09 2000-09-26 Swagelok Co. Sanitary diaphragm valve
DK174591B1 (da) * 1999-03-31 2003-07-14 Oestergaard Maskinfabrik As Ventil samt fremgangsmåde til aflukning af en ventil
IT1311348B1 (it) 1999-11-12 2002-03-12 Borla Ind Valvola di ritegno per linee medicali di infusione e simili.
US6497680B1 (en) * 1999-12-17 2002-12-24 Abbott Laboratories Method for compensating for pressure differences across valves in cassette type IV pump
US6589227B2 (en) 2000-01-28 2003-07-08 William Cook Europe Aps Endovascular medical device with plurality of wires
US6609698B1 (en) * 2000-10-25 2003-08-26 Arichell Technologies, Inc. Ferromagnetic/fluid valve actuator
US20020004015A1 (en) * 2000-07-07 2002-01-10 Carlisle Jeffrey A. Cassette
US6416038B1 (en) * 2000-08-17 2002-07-09 Aseptic Controls Investment Co. Inline process valve assembly
US7185243B1 (en) 2001-06-04 2007-02-27 Lsi Logic Corporation Testing implementation suitable for built-in self-repair (BISR) memories
EP1455642A4 (en) 2001-12-07 2006-12-27 Acist Medical Sys Inc DEVICES FOR MEASURING LOW PRESSURES IN HIGH PRESSURE ENVIRONMENTS
US7544179B2 (en) 2002-04-11 2009-06-09 Deka Products Limited Partnership System and method for delivering a target volume of fluid
EP1545656A1 (en) * 2002-07-24 2005-06-29 M 2 Medical A/S An infusion pump system, an infusion pump unit and an infusion pump
JP5144880B2 (ja) * 2004-10-29 2013-02-13 サーパス工業株式会社 流量調整弁
US8251960B2 (en) 2007-03-24 2012-08-28 The Alfred E. Mann Foundation For Scientific Research Valves, valved fluid transfer devices and ambulatory infusion devices including the same
US8057437B2 (en) 2007-08-31 2011-11-15 Hospira, Inc. Radially sealing vavle for an infusion set
EP3421063B1 (de) * 2009-04-23 2021-03-17 Fresenius Medical Care Deutschland GmbH Externe funktionseinrichtung und behandlungsvorrichtung
US9011370B2 (en) * 2010-05-13 2015-04-21 Carefusion 303, Inc. Deformable valve mechanism for controlling fluid delivery

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011143049A3 (en) 2012-03-29
US20190030244A1 (en) 2019-01-31
US20150224257A1 (en) 2015-08-13
KR101805223B1 (ko) 2017-12-05
RU2570344C2 (ru) 2015-12-10
EP3919114B1 (en) 2023-12-13
US10751468B2 (en) 2020-08-25
CA2797712C (en) 2018-10-09
US20200376196A1 (en) 2020-12-03
EP2569048B1 (en) 2021-08-04
US10086135B2 (en) 2018-10-02
CN102892460A (zh) 2013-01-23
BR112012028411A2 (pt) 2016-11-16
RU2012147279A (ru) 2014-05-20
CN102892460B (zh) 2016-08-17
BR122019023757B1 (pt) 2021-01-19
CA2797712A1 (en) 2011-11-17
MX2012012907A (es) 2013-05-06
US11957872B2 (en) 2024-04-16
EP3919114A1 (en) 2021-12-08
TWI597081B (zh) 2017-09-01
EP2569048A4 (en) 2017-04-26
ES2973389T3 (es) 2024-06-19
US20110282276A1 (en) 2011-11-17
TW201200186A (en) 2012-01-01
EP3919114C0 (en) 2023-12-13
AU2011253231A1 (en) 2012-11-29
WO2011143049A2 (en) 2011-11-17
US9011370B2 (en) 2015-04-21
BR112012028411B1 (pt) 2020-12-08
AU2011253231B2 (en) 2015-11-12
EP2569048A2 (en) 2013-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130062283A (ko) 유체 전달을 제어하기 위한 변형가능 밸부 기구
EP2869889B1 (en) Flow system for medical lines
JP2023129441A (ja) ダイヤフラム式チェックバルブ
JP2008173474A (ja) 医用輸液ライン等用のワンウェイバルブ
JP2019529775A (ja) マイクロバルブ、流体ポンプ、および流体ポンプを操作する方法
KR20120006523A (ko) 펌프 장치 및 그의 제조방법
CN211461775U (zh) 一种防回流阀
JP5790786B2 (ja) バルブ、燃料電池システム
WO2005065752A1 (en) Syringe assembly with shut off valve
KR20240009687A (ko) 필름형 체크밸브 및 그 체크밸브를 구비한 멤브레인 펌프

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right