KR20130107462A

KR20130107462A - 채혈관의 시약 분주분사장치

Info

Publication number: KR20130107462A
Application number: KR1020120029272A
Authority: KR
Inventors: 원용관
Original assignee: 전남대학교산학협력단
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-10-02
Also published as: KR101375120B1; WO2013141642A1

Abstract

본 발명은 튜브의 내부에 시약을 분주하는 채혈관의 시약 분주분사장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 채혈관의 시약 분주분사장치는 복수개의 튜브가 끼워진 카트리지를 운반하는 벨트컨베이어와, 상기 벨트컨베이어를 따라 이동하는 카트리지를 시약의 분주위치에 정렬시키기 위한 튜브홀딩유닛과, 상기 튜브의 내부로 시약을 분주하기위한 노즐유닛과, 상기 노즐유닛을 이동시키는 노즐구동유닛을 구비한다.
본 발명에 따른 채혈관의 시약 분주분사장치는 카트리지에 정렬되어 있는 다수개의 튜브에 정확한 양의 시약을 빠르게 부주 또는 분사하여 채혈관의 품질을 높이고 생산성을 향상할 수 있는 장점이 있다.

Description

채혈관의 시약 분주분사장치 {Reagent spraying apparatus for blood collection tube}

본 발명은 채혈관의 시약 분주분사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 행렬 형태로 정렬되어 있는 복수개의 튜브 내부에 시약을 신속하고 정확하게 방울 형태로 분주 또는 안개 형태로 분사하는 채혈관의 시약 분주분사장치에 관한 것이다.

임상 실험의 기술이 급격히 진보됨에 따라 혈청 생화학검사, 혈청 면역검사, 혈구검사 등을 포함한 광범위한 혈액검사가 질병의 예방과 초기단계의 진단에 크게 기여하고 있다. 혈액 검사는 검사의 대상 및 종류에 무관하게 일정량의 혈액을 채취하고 이를 보과, 운반 및 처리하는 과정동안 일정 요기에 담아두게 된다. 이때 사용되는 용기 중 가장 일반적인 것이 채혈관이며, 일부 채혈관은 내부가 감압되어 감압에 의해 혈액을 용기 내부로 용이하게 빨아들일 수 있다.

이러한 채혈관은 용도 및 크기에 따라 여러 종류의 것이 있으나 각각의 채혈관은 그 본체를 이루며 상단이 개구된 원통형 튜브의 입구를 고무패킹으로 밀봉하고 고무패킹의 외부를 캡으로 덮어씌운 구조를 가진다. 그리고 채혈관의 본체를 이루는 튜브의 외주면에는 제품 및 채혈관련 정보를 기록할 수 있는 종이로 된 라벨이 부착되고, 튜브의 내부에는 선택적으로 충진물이 주입되는데, 일례로 원심분리를 통하여 혈구와 혈장의 분리벽 형성을 위한 겔(Gel) 및 액상 시약을 들 수가 있다. 이러한 충진물은 종류에 따라 주입되는 방식이 다르고 튜브 내부에서 형상이 다르게 유지되어야 한다.

채혈관의 생산은 튜브 내부에 충진물을 주입하고 고무패킹과 캡이 체결된 뚜껑으로 튜브의 개구부를 밀봉시켜 조립하게 되는데, 정확한 양의 충진물을 요구되는 형상(방울 또는 안개)으로 주입하는 것이 채혈관의 품질에 상당한 영향을 주며, 분주 및 분사의 속도가 채혈관의 생산성에 가장 큰 영향을 주는 변수인데, 종래에는 복수개의 튜브들에 정밀한 양의 시약을 분주 또는 분사할 수 있는 장치가 마련되어 있지 않아 채혈관의 품질 및 생산성이 높지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 채혈관을 제조하는 과정에서 행렬 형태로 배열되어 있는 다수의 튜브들의 내부에 시약의 정확한 양을 신속하게 물방울 형태로 분주하거나 또는 안개 형태로 분사할 수 있는 채혈관의 시약 분주분사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 채혈관의 시약 분주분사장치는 복수개의 튜브가 행렬 형태로 정렬되어 결합된 카트리지를 운반하는 벨트컨베이어와, 상기 벨트컨베이어를 따라 이동하는 카트리지를 시약이 분사 또는 분주되는 위치에 정렬시키기 위한 튜브홀딩유닛과, 상기 튜브의 내부로 시약을 분사 또는 분주하도록 복수개의 노즐을 포함하는 노즐유닛과, 상기 카트리지에 결합된 튜브의 개구부의 상부 위치에서 시약을 분사 또는 분주할 수 있도록 상기 노즐유닛을 이동시키는 노즐구동유닛을 구비한다.

상기 튜브홀딩유닛은 상기 카트리지를 파지하는 클램핑부와, 상기 튜브들을 정렬하기 위한 튜브가이드부를 구비하며, 상기 클램핑부는 상기 카트리지가 이송되는 이송방향에 대하여 상기 카트리지의 양측 측면을 가압할 수 있도록 상기 벨트컨베이어의 프레임 양측에 각각 상기 벨트컨베이어에 의해 이동하는 카트리지를 향해 진퇴 가능하게 설치되는 클램퍼와, 상기 클램퍼를 진퇴구동 시키도록 상기 프레임에 설치되는 제1 액추에이터를 포함하고, 상기 튜브가이드부는 상기 벨트컨베이어의 프레임에 상하로 연장되도록 설치되어 있는 가이드로드와, 상기 가이드로드를 따라 상하로 승강 가능하게 설치되며 상기 튜브의 직경 및 배열상태에 대응하도록 상하면을 관통하는 복수개의 관통홀이 형성된 튜브홀더와, 상기 튜브홀더를 상하로 승강시키는 제2 액추에이터를 포함하는 것이 좋으며, 상기 튜브홀더의 관통홀은 상부에서 하부로 연장될수록 직경이 점점 커지도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 노즐유닛은 시약이 저장된 시약탱크와, 상기 시약탱크의 시약을 펌핑하기 위한 펌프와, 상기 시약을 튜브의 내부로 분주하기 위한 다수개의 노즐과, 상기 다수개의 노즐로 시약을 분배하기 위한 분배기를 포함하며, 상기 노즐은 상기 시약이 저장되며 시약이 토출되는 토출구가 하단에 마련되어 있는 제1 분사부와, 상기 제1 분사부의 외부에 상기 제1 분사부와 소정간격 이격되게 설치되며 상기 제1 분사부의 토출구와 대응하는 하부에 토출구가 형성되어 있는 제2 분사부를 구비하고, 상기 제1 분사부와 제2 분사부에는 각각 압축공기를 공급하는 제1, 제2 공압호스들이 연결되도록 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 각각의 노즐로 공급되는 시약의 양이 모두 동일하도록 상기 분배기는 상기 각각의 노즐과 연결되는 분기호스의 연장길이가 모두 동일하고, 상기 분기호스가 상기 분배기에 연결되는 분기부는 상기 분배기 몸체의 중심을 중심으로 하는 소정 직경의 원주 상에서 상호 등간격으로 이격되게 형성되는 것이 바람직하다.

아울러 상기 노즐구동유닛은 상기 노즐유닛을 상기 카트리지 상에 행렬 형태로 배열되어 있는 튜브의 행방향을 따라 이동시키는 제1 구동부와, 상기 제1 구동부를 상기 튜브의 열방향을 따라 이동시키는 제2 구동부를 포함하고, 상기 노즐유닛은 상기 제1 구동부에 결합되어 상기 제1 구동부에 의해 행방향을 따라 이동하는 노즐플레이트와, 상기 노즐플레이트에 행방향을 따라 소정간격 이격되도록 형성되어 있는 복수개의 노즐을 구비하되, 상기 노즐들은 행방향을 따라 이격된 튜브의 이격거리의 두 배에 대응하는 거리만큼 이격되어 있고, 상기 노즐구동유닛은 상기 노즐유닛을 상기 튜브의 열방향을 따라 전진시키는 동안 홀수열의 튜브들에 시약을 분사 또는 분주하고, 후퇴하는 동안 짝수열의 튜브에 시약을 분사 또는 분주할 수 있도록 상기 제1 구동부와 제2 구동부를 구동시키도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 채혈관의 시약 분주분사장치는 카트리지에 정렬되어 있는 다수개의 튜브에 정확한 양의 시약을 빠르게 물방울 형태로 분주하거나 또는 안개 형태로 분사하여 채혈관의 품질을 높이고 생산성을 향상할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 채혈관의 시약 분주분사장치의 일 실시예를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 채혈관의 시약 분주분사장치의 튜브홀딩유닛을 도시한 측면도,
도 3은 도 1의 튜브홀더를 도시한 부분절단 사시도,
도 4는 도 2의 튜브홀딩유닛의 튜브홀더와 튜브를 도시한 측면도,
도 5는 튜브홀더의 다른 실시예를 도시한 사시도,
도 6은 시약의 분사 또는 분주를 위한 노즐유닛의 개략적인 구성을 도시한 구성도,
도 7은 노즐의 내부구성을 개략적으로 도시한 구성도,
도 8은 노즐과 노즐구동유닛을 도시한 측면도,
도 9는 튜브홀딩유닛에 의해 정렬된 튜브에 시약의 분사 또는 분주를 위해 노즐유닛이 이동하는 상태를 도시한 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 채혈관의 시약 분주분사장치를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 9에는 본 발명에 따른 채혈관의 시약 분주분사장치(100)의 일 실시예가 도시되어 있는데, 도면을 참조하면, 채혈관의 시약 분주분사장치(100)는 다수의 튜브(10)들이 결합되어 있는 카트리지(20)를 이동시키기 위한 벨트컨베이어(110)와, 카트리지(20)를 설정된 위치에 정렬시키는 튜브홀딩유닛(120)과, 튜브(10)에 시약을 분주 또는 분사하는 노즐유닛(130)과, 상기 노즐유닛(130)을 전후 및 좌우방향으로 구동시키기 위한 노즐구동유닛(150)을 포함한다.

튜브(10)는 소정직경의 원통형 관체로서, 하단은 폐쇄되고 상단이 개구되어 있다. 도시되지는 않았으나, 본 발명에 의한 시약의 분주 또는 분사 공정 이후의 또 다른 공정에서 튜브(10)의 개구된 상부에 내부를 밀폐시킬 수 있는 뚜껑이 결합되며, 내부공간을 진공 또는 진공에 가까운 저압상태로 만들어 채혈된 혈액을 내부에 저장하는 채혈관을 형성한다.

상기 카트리지(20)는 복수개의 튜브(10)를 수직으로 세워서 지지 및 운반하기 위한 것으로서, 상면에 상기 튜브(10)의 폐쇄된 하단이 삽입될 수 있도록 튜브(10)의 외경에 대응하는 직경을 갖는 소정 깊이의 삽입홈들이 형성되어 있다. 상기 삽입홈들은 본 실시예의 경우 5행 10열의 행렬 형태로 배열되어 있으며, 각각의 삽입홈에 튜브(10)가 삽입되어 50개의 튜브(10)가 하나의 카트리지(20)에 행렬 형태로 정렬 및 결합되어 운반된다.

상기 벨트컨베이어(110)는 상기 카트리지(20)를 운반하기 위한 것으로, 카트리지(20)를 시약의 분주 또는 분사위치로 운반한다. 도시되지는 않았으나, 시약의 분주 또는 분사 전에 상기 튜브(10)를 상기 카트리지(20)에 끼우는 튜브 결합과정 또는 튜브(10) 내부에 혈청분리를 위한 겔 또는 액상 시약과 같은 특정의 충진물 주입과정을 선행할 수 있으며, 선행과정을 거친 후 벨트컨베이어(110)에 의해서 카트리지(20)가 이동한다. 벨트컨베이어(110)는 통상적인 벨트컨베이어와 같이 벨트(112)가 걸리는 롤러(111)와, 롤러(111)를 회전시키는 모터(미도시)를 포함하도록 형성되어 있다.

상기 튜브홀딩유닛(120)은 카트리지(20) 및 튜브(10)를 분사위치에 정확하게 위치시키도록 가이드하는 것이다.

튜브홀딩유닛(120)은 벨트컨베이어(110)를 따라 이동하는 카트리지(20)를 시약이 분주 또는 분사되는 위치에서 멈추게 하기 위한 정지봉(128)과, 카트리지(20)가 시약의 분주 또는 분사위치에 도달했음을 감지하는 감지센서(129)와, 벨트컨베이어(110)의 프레임(114)에 설치되어 상기 정지봉(128)에 의해 시약의 분주 또는 분사지점에 위치한 카트리지(20)를 파지하는 클램핑부(121)와, 튜브(10)를 수직으로 지지하여 정렬하기 위한 튜브가이드부(124)를 포함한다.

상기 정지봉(128)은 벨트컨베이어(110)의 진행방향에 대하여 직교하는 방향을 따라 액추에이터를 통해 전후진 가능하도록 벨트컨베이어(110)의 프레임(114)에 설치되어 있으며, 카트리지(20)가 벨트컨베이어(110)를 따라 이동해 오면 먼저 정지봉(128)에 의하여 카트리지(20)가 전진을 멈추게 된다. 상기 정지봉(128)에 의해 카트리지(20)가 정지되는 위치는 시약이 분주 또는 분사되는 위치이다.

상기 감지센서(129)도 프레임(114)에 설치되어 있는데, 카트리지(20)가 시약이 분주 또는 분사되는 위치에 도달했음을 감지하여, 클램핑부(121) 및 튜브가이드부(124)가 구동하도록 구동신호를 보낸다. 상기 감지센서(129)는 카트리지(20)의 도달 여부를 감지할 수 있다면 어느 것이나 가능한데, 본 실시예의 경우 수발광센서가 적용되었으나, 초음파센서 또는 상기 정지봉(128) 상에 설치되는 접촉센서가 적용될 수도 있다.

클램핑부(121)는 카트리지(20)가 벨트컨베이어(110)에 의해 이송되는 이송방향을 중심으로 카트리지(20)의 양측 측면을 파지할 수 있게 상기 프레임(114)에 진퇴 가능하게 설치되어 있는 클램퍼(122)와, 상기 클램퍼(122)를 진퇴 시키기 위한 제1 액추에이터(123)를 구비한다.

클램퍼(122)와 제1 액추에이터(123)는 벨트(112)를 중심으로 양측에 대향되도록 각각 하나씩 설치되어 있어서 제1 액추에이터(123)가 클램퍼(122)를 전진구동시키면 클램퍼(122)가 카트리지(20)의 측면을 가압하여 파지하게 되고, 반대로 클램퍼(122)가 후퇴하면 카트리지(20)의 파지를 해제한다.

튜브가이드부(124)는 카트리지(20)에 단부가 삽입되어 있는 튜브(20)를 직립이 되도록 지지하여 개구부가 시약이 분주 또는 분사되는 노즐(131)과 대응하는 정확한 위치에 오도록 가이드하기 위한 것으로, 프레임(114)에 상방으로 연장되도록 형성되어 있는 네 개의 가이드로드(125)와, 상기 가이드로드(125)를 따라 상하로 승강 가능하게 설치되는 튜브홀더(127)와, 튜브홀더(127)를 승,하강시키기 위한 제2 액추에이터(126)를 포함한다.

네 개의 가이드로드(125)는 벨트(112)를 중심으로 양측에 각각 두 개씩 설치되어 있으며, 양측의 가이드로드(125)는 각각 벨트(112)의 이송방향 상에서 전후로 이격되어 있어서 상기 튜브홀더(127)의 네 모서리를 관통한다.

튜브홀더(127)는 상기 튜브(10)들을 일정 간격으로 직립시켜 정렬하기 위한 것으로서, 소정 두께의 플레이트 형태로 형성되며, 상술한 것처럼 네 모서리에는 가이드로드(125)가 관통하는 가이드홀이 형성되어 있다. 그리고 상기 튜브(10)의 배열상태와 대응하도록 5행 10열로 배열된 50개의 관통홀(127a)이 형성되어 있다.

상기 관통홀(127a)은 상단의 직경이 상기 튜브(10)의 외경에 대응하며, 하방으로 연장될수록 직경이 점점 커지도록 경사지게 형성되어 있어서 튜브(10)가 다소 경사지게 상방으로 연장되어 있는 경우라 하더라도 확장된 관통홀(127a)의 하부를 통해 관통홀(127a)로 진입하며 관통홀(127a)의 내벽을 따라 정 위치에 직립되어 위치하도록 가이드된다.

특히 관통홀(127a)의 하단 직경은 튜브(10)가 카트리지(20)에 결합된 상태에서 이격되어 있는 이격거리에 대응하도록 형성되어 각 관통홀(127a)의 하단부가 인접한 관통홀(127a)과 최대한 근접하게 함으로써 튜브(10)가 관통홀(127a)로 진입하는 입구의 면적을 최대화한다. 상기 관통홀(127a)들은 튜브(10)의 개수 또는 배열형태에 따라 그 숫자와 배열형태가 달라질 수 있다.

상기 튜브홀더(127)는 제2 액추에이터(126)에 의해 승,하강이 이루어진다. 제2 액추에이터(126)는 벨트컨베이어(110)와 인접하게 설치되는 지지대에 설치되어 있으며, 튜브홀더(127)의 상면에 결합되어 있는 인출로드가 상하로 승,하강하면서 튜브홀더(127)를 승,하강시킨다.

따라서 본 실시예의 튜브홀딩유닛(120)은 벨트컨베이어(110)에 의해 튜브(10)가 결합되어 있는 카트리지(20)가 이동해오면, 벨트컨베이어(110)를 가로질러 전진되어 있는 상기 정지봉(128)에 의해 카트리지(20)가 정지되고 제1 액추에이터(123)가 구동하여 양측의 클램퍼(122)들을 카트리지(20)의 측면으로 전진시켜 카트리지(20)를 파지한다. 그리고 제2 액추에이터(126)가 튜브홀더(127)를 하강시키며, 튜브(10)는 튜브홀더(127)의 관통홀(127a)을 통과하면서 시약이 분사 또는 분주되는 정 위치에 튜브(20)의 개구부가 모두 정렬된다.

튜브홀더(160)는 도 5에 도시된 실시예와 같은 형태로 형성될 수도 있다.

도 5에 도시된 실시예의 튜브홀더(160)는 액추에이터에 의해 벨트에 놓인 카트리지(20)를 향해 전진하거나 후퇴할 수 있도록 설치된 지지대(161)와, 상기 지지대(161)로부터 벨트를 향해 연장되어 있는 두 개의 로드부재(162)와, 상기 로드부재(162)의 사이에 설치되어 튜브(10)들을 카트리지(20)에 대해 수직으로 직립되도록 지지 및 고정하는 홀딩부재(163)들과, 홀딩부재(163)들을 회전구동시키기 위한 회전구동부(165)를 포함한다.

로드부재(162)는 카트리지(20)에 수직으로 삽입되어 있는 튜브(10)들 중 양측 가장자리에 위치한 최외곽 튜브(10) 사이의 거리에 대응하게 이격되어 있으며, 지지대(161)가 튜브(10)를 향해 전진하면, 로드부재(162)가 양측의 최외곽 튜브(10)를 지지하게 된다. 카트리지(20)로 진입이 용이하도록 상기 로드부재(162)는 각 단부가 서로 멀어지는 방향으로 열리도록 소정 각도로 절곡되어 있다.

상기 홀딩부재(163)들은 로드부재(162)의 사이에 일정간격으로 이격되게 형성되어 있는데, 본 실시예의 경우 5행 10열의 행렬 형태로 튜브(10)가 배열되어 있으므로 각 열의 튜브(10)들 사이로 홀딩부재(163)가 위치할 수 있게 9개가 설치되어 있다. 상기 홀딩부재(163)는 양측 가장자리에 튜브(10)가 안착될 수 있게 지지홈(164)들이 형성되어 있는데, 회전구동부(165)에 의해 홀딩부재(163)는 상기 지지홈(164)의 방향이 바뀌도록 회전이 가능하게 된다. 상기 지지홈(164)들이 상방 및 하방을 향하도록 회전한 상태에서는 홀딩부재(163)가 각 튜브(10)들의 사이로 진입하거나 진출하는 것이 가능하게 되며, 홀딩부재(163)가 튜브(10)들의 사이로 진입한 상태에서 지지홈(164)이 좌우를 향하도록 회전하면 각 지지홈(164)에 튜브(10)가 지지되면서 움직임 및 이동이 제한되고, 튜브(10)사이의 이격거리 또는 튜브(10)의 상하 연장방향이 일정하게 정렬된다.

상기 회전구동부(165)는 지지대(131)를 관통해 연장된 각 홀딩부재(163)의 회전축에 각각 마련되는 피니언(166)들과, 상기 피니언(166)들과 치합되고 상기 홀딩부재(163)들이 이격되어 있는 이격방향을 따라 연장된 래크(167)와, 래크(167)를 전후로 구동시키는 진퇴구동실린더(168)를 포함하며, 진퇴구동실린더(168)에 의해 래크(167)가 전진 또는 후진함에 따라 피니언(166)이 회전하게 되고, 이를 통해 홀딩부재(163)가 회전하면서 상술한 바와 같이 튜브(10)를 정렬 및 수직 직립으로 고정하거나 간섭이 해제되도록 구동한다.

상기 노즐유닛(130)은 시약을 튜브(10)의 내부로 분주 또는 분사하기 위한 것으로서, 시약을 분주 또는 분사하는 노즐(131)과, 공급되는 시약이 저장되는 시약탱크(134)와, 시약탱크(134)의 시약을 노즐(131)로 펌핑하기 위한 펌프(135)와, 펌핑된 시약을 복수개의 노즐로 분배하기 위한 분배기(136)와, 상기 시약탱크(134)와 펌프(135), 분배기(136) 및 노즐(131)을 연결하는 연결호스(137)와, 상기 연결호스(137)에 설치되어 시약의 흐름을 개폐하는 제1, 제2 차단밸브(141,142)를 포함한다.

시약탱크(134)에는 시약이 저장되어 있으며, 펌프(135)에 의해 시약이 노즐(131)로 공급된다. 상기 펌프(135)는 시린지(syringe) 펌프가 적용되었는데 펌프(135)는 이 외에도 다양한 종류가 적용될 수 있다.

상기 시약탱크(134)와 펌프(135) 및 분배기(136)는 모두 시약이 통과하는 연결호스(137)을 통해 연결되어 있으며, 시약탱크(134)와 펌프(135)의 사이에 제1 차단밸브(141), 펌프(135)와 분배기(136) 사이에 제2 차단밸브(142)가 마련되어 있어서, 펌프(135)의 내부 피스톤이 후퇴할 때에는 제2 차단밸브(142)를 닫고 제1 차단밸브(141)를 열어 시약탱크(134)의 시약을 빨아들이고, 피스톤을 전진시켜 펌프(135)로부터 시약을 배출할 때에는 제1 차단밸브(141)를 닫고 제2 차단밸브(142)를 열어 분배기(136)로 시약을 공급한다.

분배기(136)는 각 노즐(131)들로 시약을 분배하는 것으로서, 몸체로부터 다섯개의 분기호스(138)가 분기되어 있다. 본 실시예의 경우 노즐유닛(130)이 다섯개의 노즐(131)을 포함하고 있어서 분배기(136)가 다섯개의 분기호스(138)가 분기되도록 형성되어 있지만 노즐(131)의 숫자에 따라 분배기(136)에서 분기되는 분기호스(138)의 숫자도 가감될 수 있다.

아울러 상기 분배기(136)에서 분기된 분기호스(138)는 분배기(136)의 몸체 중심으로부터 모두 동일 거리 이격되어 있으며, 각각의 분기호스(138)의 길이도 모두 동일하다. 따라서 시약의 분주 또는 분사를 위해 압력을 가할 때 상기 분배호스(138)들에 동일양의 시약이 공급되어 각각의 노즐(131)에 공급되는 시약의 양과 압력이 동일하도록 유도한다.

각각의 노즐(131)은 상기 분기호스(138)들과 연결되어 시약이 내부로 유입될 수 있게 되어 있다. 그리고 각 분기호스(138)에는 시약의 분사 또는 분주를 단속하기 위한 제3 차단밸브(143)가 마련되어 있는데, 상기 제3 차단밸브(143)는 각각의 노즐(131)에 설치될 수도 있다.

노즐(131)의 구조는 도 7에 개략적으로 도시되어 있다.

노즐(131)은 시약이 저장 및 분사 또는 분주되는 제1 분사부(132)와, 구획부재를 통해 상기 제1 분사부(132)의 외측에 별도의 구획된 공간으로 형성되는 제2 분사부(133)를 구비하여 형성되어 있는데, 제1 분사부(132)에는 시약의 분사를 위한 제1 공압호스(144)가 연결되어 공압이 가해지게 된다.

제2 분사부(133)는 제1 분사부(132)의 외측에 구획부재를 통해 구획된 공간으로 형성되는데, 제2 분사부(133)에는 제2 공압호스(145)이 연결되어 공기를 공급한다.

시약은 그 종류에 따라 물방울 형태로 주입되는 분주 또는 안개 형태로 주입되는 분사가 이루어진다.

즉, 노즐(131)에서 시약이 분사될 때에는 상기 제1 공압호스(144)을 통해 제1 분사부(132)에 공기를 주입하여 상기 제1 분사부(132)에 저장된 시약이 배출되도록 압력을 가함과 동시에 제2 공압호스(145)을 통해 제2 분사부(133)로 공기를 공급한다. 이때, 상기 제1 공압호스(144)을 통해 제1 분사부(132)로 공급되는 공압을 크게 하여 시약이 빠른 속도로 토출구를 통과하도록 유도하면 시약이 토출구를 통과하는 과정에서 무화(霧化)가 이루어지게 하고, 제2 공압호스(145)을 통해서도 제2 분사부(133)로 공기를 공급하여 공기가 토출되게 함으로써 제1 분사부(132)에서 토출되는 무화된 시약이 제2 분사부(133)에서 토출되는 공기에 편승되어 안개형태의 분사가 이루어지게 된다.

반면 시약을 물방울 형태로 분주하는 경우에는 제2 공압호스(145)을 통한 공기의 공급을 차단하고, 제1 공압호스(144)을 통해 제1 분사부(132)에만 압력을 가한다. 제1 분사부(132)에서 저압으로 서서히 시약을 밀어내면 토출구를 통해 액상의 시약이 토출되어 튜브(10)에 방울을 형성하여 주입된다.

이렇게 제1, 제2 공압호스(144,145)을 통한 공기의 공급 및 공압의 크기를 제어하여 시약의 종류에 따라 분사 또는 분주형태를 선택할 수 있다.

상기 각각의 노즐(131)들은 상기 튜브(10)들의 열방향을 따라 다섯개가 일정간격으로 이격되도록 노즐프레임(146)에 지지되어 있으며, 상기 각각의 노즐(131) 사이의 이격거리는 열방향을 따라 튜브(10)의 이격거리의 두 배에 대응한다. 이는 노즐(1310의 직경이 튜브(10)의 직경보다 커서 튜브(10)와 노즐(131)의 1:1 대응이 곤란하여 2:1 대응으로 구성하고, 노즐(131)을 전진 및 후진의 왕복 주행을 통해 1:1의 효과를 얻기 위함이다.

또한 도시되지는 않았으나, 노즐(131)의 단부에 전극을 부착하여 시약이 토출되는 동안의 시약을 통해 흐르는 전류 흐름을 감지함으로써 시약의 분사 또는 분주 여부를 파악하여 시약의 분사 또는 분주단계에서 불량이 발생하는 것을 감시할 수 있다.

노즐구동유닛(150)은 각 튜브(10)에 시약이 분사 또는 분주될 수 있도록 상기 노즐유닛(130)을 이동시키는 것으로서, 노즐프레임(146)을 상기 튜브(10)의 행방향을 따라 이동시키는 제1 구동부(151)와, 상기 제1 구동부(151)를 상기 튜브(10)의 열방향을 따라 이동시키는 제2 구동부(154)를 구비한다.

상기 제1 구동부(151)는 베이스프레임(152)과, 베이스프레임(152)의 상부에 설치된 제3 액추에이터(153)를 포함하는데, 제3 액추에이터(153)가 상기 노즐프레임(146)과 결합되어 노즐프레임(146)을 행방향을 따라 소정간격 이동시키게 된다.

상기 제2 구동부(154)는 하우징(155)과, 하우징(155)에 설치된 두 개의 지지풀리(156)와, 상기 지지풀리(156)에 걸리는 타이밍벨트(157)와, 지지풀리(156)를 회전시키는 모터를 포함하고 있으며, 상기 베이스프레임(152)이 타이밍벨트(157)에 결합되어 타이밍벨트(157)와 함께 전진 또는 후진할 수 있게 되어 있다. 상기 지지풀리(156)는 상기 튜브(10)들의 열방향을 따라 이격되어 있고, 타이밍벨트(157)도 이에 걸려 열방향을 따라 이동이 이루어진다.

물론 제2 구동부(154)는 본 실시예와는 달리 베이스프레임(152)을 열방향을 따라 진퇴시키는 액추에이터로 이루어지거나, 스크류 타입으로 형성될 수도 있다.

노즐구동유닛(150)에 의한 노즐유닛(130)의 이동과정은 도 9에 도시된 것과 같다.

튜브가이드부(124)에 의해 튜브(10)가 분사 또는 분주 위치에 정렬되면 제2 구동부(154)에 의해 노즐유닛(130)이 열방향을 따라 전진하여 튜브(10)의 첫 번째 행의 상부에 위치하게 된다. 이 때, 다섯개의 노즐(131)은 열 개 열의 튜브(10)들 중 홀수열의 튜브(10) 상부에 위치하여 홀수열 튜브(10)에 시약을 분사 또는 분주한다.

첫번째 행의 튜브(10)에 시약의 분사 또는 분주를 마치면 제2 구동부(154)가 노즐유닛(130)을 전진시켜 다음 행의 홀수열 튜브(10)들에 시약을 분사 또는 분주하게 하며, 동일 방법으로 마지막 행까지의 홀수열 튜브(10)에 시약을 분사 또는 분주한다. 이후 제1 구동부(151)가 구동하여 노즐유닛(130)을 행방향을 따라 튜브(10)의 행방향 이격거리에 대응하는 만큼 이동시키며, 이에 따라 노즐유닛(130)은 각각의 노즐(131)들이 짝수열의 튜브(10) 상부에 놓이게 된다. 노즐(131)은 제2 구동부(154)에 의해 짝수열의 튜브(10)에 시약을 분사 또는 분주하면서 후방으로 후퇴하게 된다. 이렇게 노즐구동유닛(150)은 노즐유닛(130)을 전진시키면서 홀수열의 튜브(10)에 시약을 분사 또는 분주하게 하고, 후퇴하면서 짝수열의 튜브(10)에 시약을 분사 또는 분주하여 카트리지(20)에 결합된 50개의 튜브(10) 전체에 시약을 분사 또는 분주한다.

시약의 분사 또는 분주가 끝나면 노즐유닛(130)은 초기 위치로 복귀하며 제2 액추에이터(126)가 튜브홀더(127)를 상승시켜 튜브(10)로부터 분리시킨다. 그리고 카트리지(20)를 정지시킨 정지봉(128)을 먼저 후퇴시키고, 제1 액추에이터(123)의 구동으로 클램퍼(122)가 후퇴하여 카트리지(20)의 파지를 해제하며, 카트리지(20)는 벨트컨베이어(110)에 의해 후공정을 수행할 수 있도록 이동하게 된다. 상기 정지봉(128)의 후퇴와 클램퍼(122)의 후퇴순서는 바뀌어도 무방하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 채혈관의 시약 분주분사장치(100)는 튜브(10)가 결합된 카트리지(20)를 벨트컨베이어(110)를 통해 이동시킨 후 튜브홀딩유닛(120)에서 카트리지(20) 및 튜브(10)를 분사 또는 분주 위치에 정렬시킨 다음 노즐구동유닛(150)을 통해 노즐유닛(130)을 이동시키면서 홀수열과 짝수열의 튜브(10)에 시약을 순차적으로 분주하게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100; 채혈관의 시약 분주분사장치
110; 벨트컨베이어
111; 롤러 112; 벨트
120; 튜브홀딩유닛
121; 클램핑부
122; 클램퍼 123; 제1 액추에이터
124; 튜브가이드부
125; 가이드로드 126; 제2 액추에이터
127; 튜브홀더
130; 노즐유닛
131; 노즐
132; 제1 분사부 133; 제2 분사부
134; 시약탱크 135; 펌프
136; 분배기 137; 연결호스
138; 분기호스
150; 노즐구동유닛
151; 제1 구동부
152; 베이스프레임 153; 제3 액추에이터
154; 제2 구동부
155; 하우징 156; 지지풀리
157; 타이밍벨트

Claims

복수개의 튜브가 개구된 상부가 상방을 향하도록 직립되어 결합된 카트리지를 운반하는 벨트컨베이어와;
상기 벨트컨베이어를 따라 이동하는 카트리지를 시약이 분사 또는 분주되는 위치에 정렬시키기 위한 튜브홀딩유닛과;
상기 튜브의 내부로 시약을 분사 또는 분주하도록 복수개의 노즐을 포함하는 노즐유닛과;
상기 카트리지에 결합된 모든 튜브에 시약을 분사 또는 분주할 수 있도록 상기 노즐유닛을 이동시키는 노즐구동유닛;을 구비하는 채혈관의 시약 분주분사장치.
제 1항에 있어서,
상기 튜브홀딩유닛은 상기 카트리지를 파지하는 클램핑부와, 상기 튜브들을 정렬하기 위한 튜브가이드부를 구비하며,
상기 클램핑부는 상기 카트리지가 이송되는 이송방향에 대하여 상기 카트리지의 양측 측면을 가압할 수 있도록 상기 벨트컨베이어의 프레임 양측에 각각 상기 벨트컨베이어에 의해 이동하는 카트리지를 향해 진퇴 가능하게 설치되는 클램퍼와, 상기 클램퍼를 진퇴구동 시키도록 상기 프레임에 설치되는 제1 액추에이터를 포함하고,
상기 튜브가이드부는 상기 벨트컨베이어의 프레임에 상하로 연장되도록 설치되어 있는 가이드로드와, 상기 가이드로드를 따라 상하로 승강 가능하게 설치되며 상기 튜브의 직경 및 배열상태에 대응하도록 상하면을 관통하는 복수개의 관통홀이 형성된 튜브홀더와, 상기 튜브홀더를 상하로 승강시키는 제2 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 채혈관의 시약 분주분사장치.
제 2항에 있어서,
상기 튜브홀더의 관통홀은 상부에서 하부로 연장될수록 직경이 점점 커지도록 형성된 것을 특징으로 하는 채혈관의 시약 분주분사장치.
제 2항에 있어서,
상기 튜브홀딩유닛은 상기 벨트컨베이어에 의해 이동하는 카트리지가 시약을 분주 또는 분사하는 위치에 정지하도록 상기 벨트컨베이어의 상측에 진퇴 가능하게 설치되는 정지봉과,
상기 카트리지가 상기 정지봉에 의해 시약의 분주 또는 분사위치에 도달했음을 감지하는 감지센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 채혈관의 시약 분주분사장치.
제 1항에 있어서,
상기 노즐유닛은 시약이 저장된 시약탱크와, 상기 시약탱크의 시약을 펌핑하기 위한 펌프와, 상기 시약을 튜브의 내부로 분주하기 위한 다수개의 노즐과, 상기 다수개의 노즐로 시약을 분배하기 위한 분배기를 포함하며,
상기 노즐은 상기 시약이 저장되며 시약이 토출되는 토출구와 연통되는 제1 분사부와, 구획부재를 통해 상기 제1 분사부의 외주를 감싸는 형태로 형성되고 하단이 상기 토출구와 연통되는 제2 분사부를 구비하고,
상기 제1 분사부와 제2 분사부에는 각각 압축공기를 공급하는 제1, 제2 공압호스가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 채혈관의 시약 분주분사장치.
제 5항에 있어서,
상기 각각의 노즐로 공급되는 시약의 양이 모두 동일하도록 상기 분배기는 상기 각각의 노즐과 연결되는 분기호스의 연장길이가 모두 동일하고, 상기 각각의 분기호스는 상기 분배기 몸체의 중심으로부터 모두 동일 거리만큼 이격된 위치에서 분기되도록 형성된 것을 특징으로 하는 채혈관의 시약 분주분사장치.
제 1항에 있어서,
상기 노즐구동유닛은 상기 노즐유닛을 상기 카트리지 상에 행렬 형태로 배열되어 있는 튜브의 행방향을 따라 이동시키는 제1 구동부와, 상기 제1 구동부를 상기 튜브의 열방향을 따라 이동시키는 제2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 채혈관의 시약 분주분사장치.
제 7항에 있어서,
상기 노즐유닛은 상기 제1 구동부에 결합되어 상기 제1 구동부에 의해 행방향을 따라 이동하는 노즐플레이트와, 상기 노즐플레이트에 행방향을 따라 소정간격 이격되도록 형성되어 있는 복수개의 노즐을 구비하되,
상기 노즐들은 행방향을 따라 이격된 튜브의 이격거리의 두 배에 대응하는 거리만큼 이격되어 있고,
상기 노즐구동유닛은 상기 노즐유닛을 상기 튜브의 열방향을 따라 전진시키는 동안 홀수열의 튜브들에 시약을 분사 또는 분주하고, 후퇴하는 동안 짝수열의 튜브에 시약을 분사 또는 분주할 수 있도록 상기 제1 구동부와 제2 구동부를 구동시키도록 형성된 것을 특징으로 하는 채혈관의 시약 분주분사장치.