KR20220049981A - 피스톤 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 원심 분리된 물질의 오염을 방지하면서, 물질의 수득율과 순도를 높이고, 밀폐를 유지한 상태에서 외부 물질의 제공 또는 분리된 물질의 배출이 선택적으로 자유롭게 이루어질 수 있는 피스톤에 관한 것이다.

Description

피스톤{PISTON}

본 발명은, 원심 분리된 물질의 오염을 방지하면서, 물질의 수득율과 순도를 높이고, 밀폐를 유지한 상태에서 외부 물질의 제공 또는 분리된 물질의 배출이 선택적으로 자유롭게 이루어질 수 있는 피스톤에 관한 것이다.

생체 조직에서 물질을 분리하거나, 분리된 물질을 세척하거나, 물질을 목적 신체 부위에 주입하거나, 물질에 각종 첨가 물질을 제공할 때, 소정의 시린지 등의 용기와 피스톤이 사용된다.

예컨대, 획득된 생체 조직 등은 오일, 혈액, 체액 등을 함유하고 있으므로, 생체 조직의 사용을 위해서는 원심 분리가 필요하다.

획득된 생체 조직은, 원심 분리를 하면 생체 조직에 포함된 여러 물질이 각각 다른 비중으로 인해 서로 다른 층에 위치하게 분리된다.

이때, 상층에 위치하는 물질과 하층에 위치하는 물질을 분리할 때, 공기 노출에 의한 오염을 방지할 필요가 있다.

또한, 목적하는 물질의 수득율을 높이고 불순물을 제거하기 위해서는, 하층에 위치한 물질을 원심력의 힘으로 눌러서 농축시킬 필요가 있다.

또한, 분리된 물질을 다른 용기에 별도로 옮기지 않고, 필요한 경우 분리된 물질의 밀폐를 유지한 상황에서 외부 물질 등(예컨대, 첨가제, 세척액 등)을 물질에 제공하거나, 필요한 경우 분리된 물질을 자유롭게 배출해야 한다.

따라서, 이러한 과제를 해결할 수 있는 장치가 필요하다.

등록특허 제10-2051207호

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 원심 분리된 물질의 오염을 방지하면서, 물질의 수득율과 순도를 높이고, 밀폐를 유지한 상태에서 외부 물질의 제공 또는 분리된 물질의 배출이 선택적으로 자유롭게 이루어질 수 있는 피스톤을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤은, 상하 방향으로 통공된 탑재 공간을 갖는 메인 바디; 상기 탑재 공간 내에 탑재되는 개폐 부재; 및 상기 탑재 공간 내에 탑재되며 상기 개폐 부재를 하방향으로 탄성 바이어스 하는 탄성 부재; 를 포함하며, 상기 메인 바디는, 상기 탑재 공간의 내주 둘레면부에 구비되고 상하 방향으로 연장되는 슬릿을 포함하고, 상기 개폐 부재가 상기 슬릿보다 아래에 위치하면 상기 개폐 부재의 외측 둘레면이 상기 탑재 공간의 둘레면부와 밀착하며, 상기 개폐 부재가 상기 슬릿과 겹쳐지는 높이에 위치하면 상기 슬릿과 상기 개폐 부재 사이로 물질의 유통이 이루어진다.

일 실시예에 의하면, 상기 탑재 공간 내에 탑재되며 소정의 질량을 갖는 무게추;를 더 포함하고, 상기 무게추는 상기 탑재 공간 내에서 상기 탄성 부재 상에 위치하며, 상기 피스톤에 대해서 하방향으로 원심력이 가해지면 상기 무게추가 하방향으로 위치 가변한다.

일 실시예에 의하면, 상기 무게추는, 내측에 형성되며 상하로 관통되는 통공, 및 외측에 형성되며 상하로 연장되는 슬릿 라인 중 적어도 하나를 포함한다.

일 실시예에 의하면, 상기 개폐 부재는, 일방 밸브를 포함하며, 상기 일방 밸브는 일 방향으로는 클로징되고 반대 방향으로는 오픈되어, 상방, 또는 하방 유동을 제한한다.

일 실시예에 의하면, 상기 개폐 부재는, 상기 탑재 공간 내에 탑재되는 탑재 방향이 선택적으로 가변하여, 상기 일방 밸브에 의한, 물질의 상방 유동 제한 또는 하방 유동 제한이 선택적으로 이루어진다.

일 실시예에 의하면, 상기 일방 밸브는, 상기 개폐 부재를 상하 방향으로 관통하는 밸브 유로, 및 상기 밸브 유로 내에 배치되며 상기 밸브 유로를 개폐하는 탄성 패널을 포함하며, 상기 탄성 패널의 복원 및 변형에 따라서 상기 밸브 유로의 개폐가 이루어진다.

일 실시예에 의하면, 상기 밸브 유로는 서로 상이한 단면적을 갖는 하부 홀 및 상부 홀을 갖고, 상기 상부 홀과 상기 하부 홀 사이에는 단차가 형성되며, 상기 탄성 패널은 적어도 일 부분은 상기 밸브 유로 내에 고정되며, 적어도 일 부분은 상기 단차와 밀착 가능하게 위치하며, 상기 탄성 패널이 상기 단차에 밀착하면 상기 밸브 유로가 클로징되고, 상기 탄성 패널이 변형되어 상기 탄성 패널이 상기 단차와 이격되면 상기 밸브 유로가 오픈된다.

일 실시예에 의하면, 상기 탄성 패널은, 외연 링, 및 상기 외연 링의 내측에 위치하며 일 단이 상기 외연 링에 연결되어 접힘 변형/복원되는 개폐부를 포함한다.

일 실시예에 의하면, 상기 메인 바디는, 상기 메인 바디의 상부분을 구성하는 상부 바디, 및 상기 메인 바디의 하부분을 구성하며 내부에 공간부가 형성된 하부 바디를 포함하며, 상기 상부 바디와 상기 하부 바디가 서로 분리 가능하며, 상기 상부 바디와 상기 하부 바디가 분리되면 상기 탑재 공간이 오픈된다.

일 실시예에 의하면, 상기 메인 바디는, 상기 공간부 내에 탑재되며 중공을 갖는 파이프 부재를 포함하고, 상기 파이프 부재의 중공은 상기 탑재 공간을 형성하며, 상기 파이프 부재의 내면에 상기 슬릿이 형성된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 피스톤 내부의 개폐 부재의 세밀한 개폐가 가능하다.

본 발명의 실시예에 의하면, 무게추의 질량을 선택하여, 같은 원심력에서 개폐 부재의 상방향 변위 폭을 간단하게 선택할 수 있으며, 슬릿의 개방 폭을 미세하게 조정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 원심 분리에 의해서 상층에 위치하는 물질과 하층에 위치하는 물질을 분리할 때, 공기 노출에 의한 오염을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 원심력에 의해서 피스톤이 분리 물질을 가압함으로서, 목적하는 물질의 수득율, 및 순도가 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 분리된 물질을 다른 용기에 별도로 옮기지 않고, 필요한 경우 분리된 물질의 밀폐를 유지한 상황에서 외부 물질 등(예컨대, 첨가제, 세척액 등)을 물질에 제공하거나, 필요한 경우 분리된 물질을 자유롭게 배출할 수 있다. 따라서, 세척액, 물질 등이 피스톤을 통과하여 일 방향으로 자유롭게 이동하도록 할 수 있다. 또한, 물질의 이동 제한 방향과 자유 이동 가능 방향을 자유롭게 선택할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤의 외관을 나타낸 도면이다. 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤의 분해도이며, 도 3 은 도 1 의 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤의 메인 바디의 분해도이며, 도 5 는 메인 바디의 단면도이다. 도 6 내지 8 은 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤의 메인 바디의 파이프 부재의 실시예에 따른 일 형태를 각각 나타낸 도면이다.
도 9 및 10 은 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤의 개폐 부재의 일 형태를 나타낸 도면이다. 도 9 와 도 10 은 각각 개폐 부재를 보는 방향을 위, 아래에서 본 것을 나타낸 도면이다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤의 무게추의 일 형태를 나타낸 도면이다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤의 개폐 부재의 구체적인 분해 구조를 나타낸 도면이며, 도 13, 14 는 개폐 부재의 단면도로서, 일방 밸브를 갖는 개폐 부재의 물질 이동을 나타낸 도면이다.
도 15 는 본 발명의 실시예에 의한 피스톤을 나타낸 도면으로서, 외력이 가해지지 않은 상태를 나타낸 도면이다.
도 16 은 본 발명의 실시예에 의한 피스톤을 나타낸 도면으로서, 원심력이 가해지는 상태를 나타낸 도면이다.
도 17 은 본 발명의 실시예에 의한 피스톤을 나타낸 도면으로서, 피스톤을 하방향으로 눌러서 가압하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 18 은 일방 밸브를 갖는 개폐 부재를 갖는 피스톤에 대해서, 세척액 등을 주입하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 19 는 일방 밸브를 갖는 개폐 부재를 갖는 피스톤에 대해서, 물질이 아래에서 위 방향으로 통과하는 것을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명은, 원심 분리, 물질의 보관 등을 위해서, 원심 분리 장치용 용기, 시린지 등에 사용될 수 있는 피스톤에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤(1)의 외관을 나타낸 도면이다. 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤(1)의 분해도이며, 도 3 은 도 1 의 단면도이다.

이하에서, 방향을 의미하는 "상하 방향" 이라 함은 도 1 에 도시된 방향을 기준으로 한다. 단, 이는 특정 방향을 한정하는 것이 아니다.

본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤(1)은, 상하 방향으로 통공된 탑재 공간(102)을 갖는 메인 바디(100); 상기 탑재 공간(102) 내에 탑재되는 개폐 부재(200); 및 상기 탑재 공간(102) 내에 탑재되며 상기 개폐 부재(200)를 하방향으로 탄성 바이어스 하는 탄성 부재(300); 를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤(1)은, 상기 탑재 공간(102) 내에 탑재되며 소정의 질량을 갖는 무게추(400);를 더 포함할 수 있다.

<메인 바디(100)>

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤(1)의 메인 바디(100)의 분해도이며, 도 5 는 메인 바디(100)의 단면도이다. 도 6 내지 8 은 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤(1)의 메인 바디(100)의 파이프 부재(130)의 실시예에 따른 일 형태를 각각 나타낸 도면이다.

상기 메인 바디(100)는, 피스톤(1)의 외관을 구성하는 부재이다. 메인 바디(100)는 전체적으로 원통형 입체 형상을 가질 수 있다. 메인 바디(100)는 내부에 상하 방향으로 통공된 탑재 공간(102)을 가질 수 있다. 탑재 공간(102)의 상부 및 하부에는 상하로 관통된 상부 통공(106) 및 하부 통공(108)이 형성될 수 있다.

메인 바디(100)는 슬릿(104)을 포함한다. 슬릿(104)은, 상기 탑재 공간(102)의 내주 둘레면부에 형성될 수 있다. 슬릿(104)은 상기 탑재 공간(102)의 상부분에 형성될 수 있으며, 상하 방향으로 연장된다. 슬릿(104)의 형태는 다양할 수 있으며, 그 수 또한 1 개, 또는 여러 개일 수 있다.

구체적인 일 실시예에 의하면, 상기 메인 바디(100)는, 상기 메인 바디(100)의 상부분을 구성하는 상부 바디(110), 및 상기 메인 바디(100)의 하부분을 구성하며 내부에 공간부가 형성된 하부 바디(120)를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 상부 바디(110)와 하부 바디(120)는 나사 결합될 수 있다.

상기 상부 바디(110)와 상기 하부 바디(120)는 서로 분리, 결합 가능하다. 따라서, 상기 상부 바디(110)와 상기 하부 바디(120)가 분리되면 상기 탑재 공간(102)이 오픈될 수 있다. 상기 탑재 공간(102)이 오픈되면, 탑재 공간(102) 내에 탑재되는 개폐 부재(200), 탄성 부재(300), 및 무게추(400)가 선택적으로 교체될 수 있다. 또한, 상기 개폐 부재(200)의 탑재 방향을 선택적으로 가변할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 메인 바디(100)는, 상기 공간부 내에 탑재되며 중공을 갖는 파이프 부재(130)를 포함할 수 있다. 상기 공간부 내에 상기 파이프 부재(130)가 탑재됨으로서, 상기 파이프 부재(130)의 중공은 상기 탑재 공간(102)을 형성한다.

실시예에 의하면, 상기 슬릿(104)은, 상기 파이프 부재(130)의 내주면에 형성될 수 있다. 구체적으로는, 상기 슬릿(104)은, 상기 파이프 부재(130)의 상부분에 형성되며, 하방향으로 연장될 수 있다. 슬릿(104)은, 파이프 부재(130)의 둘레 방향을 따라서 형성될 수 있다.

예컨대, 슬릿(104)은 도 6 에 도시된 바와 같이, 복수 개가 마련될 수 있다. 한편, 슬릿(104)은, 실시예에 따라서 상이한 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 도 6 에 도시된 바와 같이, 슬릿(104)은 반원형 홈일 수 있다. 다른 예로, 도 7 에 도시된 바와 같이, 슬릿(104)은 각진 홈일 수도 있다. 한편, 다른 예로, 도 8 에 도시된 바와 같이, 슬릿(104)은 파이프 부재(130)의 내주연부 상부분이 하부분에 비해서 전체적으로 더 확장된(즉, 하부분에 비해서 더 큰 내경을 갖는) 구성일 수도 있다. 즉, 슬릿(104)은 개폐 부재(200)의 외측 둘레면과 파이프 부재(130)의 내주연부가 서로 이격되어 물질의 유통이 가능한 구성을 총칭하는 것으로 이해될 수 있다.

실시예와 같이, 하부 바디(120) 및 상부 바디(110)와 별개로, 파이프 부재(130)가 구비되며, 슬릿(104)은 파이프 부재(130)에 형성되므로, 상기 슬릿(104)의 크기, 위치가 간편하게 선택적으로 가변될 수 있다. 또한, 파이프 부재(130)가 탑재 공간(102)의 내면을 둘러싸므로, 상부 바디(110)와 하부 바디(120) 사이의 유격을 통해 물질이 유출되는 것 또한 방지될 수 있다.

실시예에 의하면, 상기 메인 바디(100)는, 아우터 실 링(140)(seal-ring) 및 이너 실 링(150)을 더 포함할 수 있다.

아우터 실 링(140)은 메인 바디(100)의 외측 둘레면에 구비될 수 있다. 따라서, 아우터 실 링(140)은 피스톤(1)이 원심 분리를 위한 실린지 등에 내삽될 때, 피스톤(1)의 외측 둘레면과 실린지 사이를 밀폐할 수 있다.

이너 실 링(150)은 상부 바디(110)와 하부 바디(120) 사이에 구비될 수 있다. 구체적으로는, 이너 실 링(150)은 도면에 도시된 바와 같이 파이프 부재(130)의 상부분과 상부 바디(110) 사이에 끼워질 수 있다. 따라서, 이너 실 링(150)은 상부 바디(110)와 하부 바디(120) 사이를 밀폐할 수 있다.

<개폐 부재(200)>

도 9 및 10 은 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤(1)의 개폐 부재(200)의 일 형태를 나타낸 도면이다. 도 9 와 도 10 은 각각 개폐 부재(200)를 보는 방향을 위, 아래에서 본 것을 나타낸 도면이다.

상기 개폐 부재(200)는 탑재 공간(102) 내에 탑재되며, 탑재 공간(102) 내에서 상하 방향으로 위치 가변하는 부재이다.

실시예에 의하면, 개폐 부재(200)는 바디부(202), 및 바디부(202) 외측 둘레에 구비되는 실링부(204)를 포함할 수 있다.

상기 개폐 부재(200)는 탑재 공간(102) 내에서 상하 방향으로 위치 가변한다.

이때, 상기 개폐 부재(200)가 상기 슬릿(104)보다 아래에 위치하면, 상기 개폐 부재(200)의 외측 둘레면(구체적으로는, 실링부(204))이 상기 탑재 공간(102)의 둘레면부와 전체적으로 밀착한다. 따라서, 개폐 부재(200)와 메인 바디(100) 사이에 틈새가 발생하지 않는다. 이 경우, 개폐 부재(200)와 메인 바디(100) 사이를 통한 물질의 유통이 차단될 수 있다.

한편, 상기 개폐 부재(200)가 상기 슬릿(104)과 겹쳐지는 높이에 위치하면, 상기 슬릿(104)과 상기 개폐 부재(200) 사이에 틈새가 발생한다. 즉, 슬릿(104)이 오픈되게 된다. 이 경우, 개폐 부재(200)와 메인 바디(100) 사이를 통해 물질의 유통이 이루어질 수 있다.

<탄성 부재(300)>

탄성 부재(300)는, 상기 탑재 공간(102) 내에 탑재된다. 탄성 부재(300)는 상기 개폐 부재(200)를 하방향으로 탄성 바이어스 할 수 있다. 탄성 부재(300)는, 예컨대 코일 스프링일 수 있다. 단, 이에 한정하지 않고 탄성을 가할 수 있는 부재면 어떤 것이든 가능하다.

외력(원심력)이 없을 경우에는, 상기 탄성 부재(300)가 개폐 부재(200)를 하방향으로 탄성 바이어스 한다. 따라서, 개폐 부재(200)의 하면이 탑재 공간(102)의 하면에 밀착하고, 개폐 부재(200)의 실링부(204)는 탑재 공간(102)의 내주면부(실시예에 의하면, 파이프 부재(130)의 내면)에 밀착할 수 있다. 따라서, 개폐 부재(200)가 피스톤(1) 상, 하의 물질 이동을 차단할 수 있다.

탄성 부재(300)의 탄성 바이어스를 극복하는 외력(원심력)이 가해져서 상기 개폐 부재(200)가 상방향으로 변위하면, 상기 개폐 부재(200)의 하면과 탑재 공간(102)의 하면 사이가 이격된다. 또한, 슬릿(104)이 위치한 위치까지 개폐 부재(200)가 상승하면 상기 슬릿(104)과 개폐 부재(200) 사이의 틈새를 통해서 피스톤(1) 상, 하의 물질 이동이 이루어질 수 있다.

<무게추(400)>

도 11 은 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤(1)의 무게추(400)의 일 형태를 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤(1)은, 상기 탑재 공간(102) 내에 탑재되며 소정의 질량을 갖는 무게추(400);를 더 포함할 수 있다.

상기 무게추(400)는 소정의 질량을 갖는 재질로 구성되며, 예컨대 금속 재질로 구성될 수 있다. 단, 이에 한정하는 것은 아니다.

상기 무게추(400)는 상기 탑재 공간(102) 내에서 상기 탄성 부재(300) 상에 위치한다. 무게추(400)는 외측 둘레면에 슬릿 라인(410)을 가질 수 있다. 아울러, 무게추(400)는, 중심부에 상하로 관통된 통공(420)을 가질 수 있다.

상기 피스톤(1)에 대해서 하방향으로 원심력이 가해지면 상기 무게추(400) 또한, 원심력을 받아서 하방향으로 위치 가변한다. 따라서, 무게추(400)는 상기 탄성 부재(300)를 하방향으로 가압하게 된다.

구체적으로는, 원심 분리 작동에 의해서 피스톤(1)에 대해서 원심력이 가해지면, 상기 무게추(400)는 원심력을 받고, 하방향(원심력 방향)으로 이동한다. 따라서, 상기 탄성 부재(300)를 하방향으로 가압하게 된다. 이에 따라서, 탄성 부재(300)의 탄성 계수와 무게추(400)에 가해지는 원심력이 조합되어 개폐 부재(200)를 가압한다. 이것은 개폐 부재(200)의 상방향 변위(즉, 원심력 반대 방향 변위) 폭을 제어할 수 있다.

예컨대, 무게추(400)의 질량이 클 경우, 큰 원심력을 받는다. 따라서, 원심 분리 시, 탄성 부재(300)를 더욱 큰 힘으로 가압한다. 따라서, 개폐 부재(200)의 상방향 변위 폭이 더욱 제한될 수 있다. 따라서, 슬릿(104)이 상대적으로 작게 개방되며, 슬릿(104)을 통한 물질의 이동량이 감소할 수 있다.

한편, 무게추(400)의 질량이 작을 경우, 작은 원심력을 받는다. 따라서, 원심 분리 시, 탄성 부재(300)를 가압하는 힘이 상대적으로 작다. 따라서, 개폐 부재(200)의 상방향 변위 폭이 상대적으로 커질 수 있다. 따라서, 슬릿(104)이 상대적으로 크게 개방되며, 슬릿(104)을 통한 물질의 이동량이 커질 수 있다.

따라서, 무게추(400)의 질량을 선택하여, 같은 원심력에서 개폐 부재(200)의 상방향 변위 폭을 간단하게 선택할 수 있다. 또한, 사용자의 선택에 따라서 원심 분리 시, 개폐 부재(200)에 의한 슬릿(104)의 개방 폭을 미세하게 조정할 수 있다.

이때, 앞서 설명한 바와 같이, 무게추(400)의 선택 및 교체는, 메인 바디(100)의 상부 바디(110)와 하부 바디(120)를 분리하여 탑재 공간(102)을 개방함으로서 간단하게 이루어질 수 있다.

또한, 상기 설명한 바와 같이, 실시예에 의하면 무게추(400)의 외측 둘레면에는 슬릿 라인(410), 및 통공(420)이 형성되어 있으므로, 무게추(400)가 물질의 이동을 방해하지 않을 수 있다.

<일방 밸브(208)를 포함하는 개폐 부재(200)>

도 12 는 본 발명의 일 실시예에 의한 피스톤(1)의 개폐 부재(200)의 구체적인 분해 구조를 나타낸 도면이며, 도 13, 14 는 개폐 부재(200)의 단면도이다.

일 실시예에 의하면, 상기 개폐 부재(200)는, 일방 밸브(208)를 포함할 수 있다.

상기 일방 밸브(208)는 일 방향으로는 클로징된 상태를 유지하고 반대 방향으로는 오픈 가능한 구성을 가져서, 물질이 상방으로 유동하는 것을 제한하거나, 또는 물질이 하방으로 유동하는 것을 제한할 수 있다.

예컨대, 상기 일방 밸브(208)가 상방향 물질 이동은 차단하고, 하방향 물질 이동은 자유롭게 하는 경우에는, 물질이 피스톤(1) 위에서 아래로 전달될 수 있다. 예컨대, 피스톤(1) 아래로 세척액을 주입할 필요가 있을 경우에는, 이와 같이 상기 일방 밸브(208)가 상방향 물질 이동은 차단하고, 하방향 물질 이동은 자유롭게 하도록 할 수 있다.

다른 예로, 상기 일방 밸브(208)가 하방향 물질 이동은 차단하고, 상방향 물질 이동은 자유롭게 하는 경우에는, 물질이 피스톤(1) 아래에서 위로 전달될 수 있다.

또한, 실시예에 의하면, 상기 일방 밸브(208)에 의한 상방 유동 제한 및 하방 유동 제한은 사용자에 의해서 선택적으로 이루어질 수 있다.

이를 구체적으로 설명하면, 이하와 같다. 상기 설명한 바와 같이, 상기 메인 바디(100)의 탑재 공간(102)은 오픈/클로징될 수 있다. 예컨대, 상부 바디(110)와 하부 바디(120)를 서로 분리시키면 상기 탑재 공간(102)이 오픈된다. 상기 탑재 공간(102)이 오픈되면, 상기 개폐 부재(200)를 탑재 공간(102)으로부터 꺼낼 수 있다. 이때, 상기 개폐 부재(200)를 상기 탑재 공간(102) 내에 탑재되는 탑재 방향을 선택할 수 있다. 즉, 개폐 부재(200)의 탑재 방향이 선택적으로 가변할 수 있다.

따라서, 사용자가 상기 일방 밸브(208)를 이용하여, 하방향 물질 이동을 제한하고자 할 경우에는, 상기 일방 밸브(208)가 하방향 물질 이동을 제한하는 방향으로 상기 개폐 부재(200)를 상기 탑재 공간(102)에 탑재하면 된다.

반대로, 사용자가 상기 일방 밸브(208)를 이용하여, 상방향 물질 이동을 제한하고자 할 경우에는, 상기 일방 밸브(208)가 상방향 물질 이동을 제한하는 방향으로 상기 개폐 부재(200)를 상기 탑재 공간(102)에 탑재하면 된다.

따라서, 상기 일방 밸브(208)의 탑재 방향을 적절히 선택하여 상기 일방 밸브(208)에 의한 상방 물질 이동 제한 또는 하방 물질 이동 제한을 선택할 수 있다.

일 실시예에 의한, 상기 일방 밸브(208)를 갖는 개폐 부재(200)의 구체적인 구성을 도면을 참조하여 설명하면 아래와 같다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 개폐 부재(200)는, 바디부(202), 및 상기 바디부(202)의 외측 둘레면에 구비되는 실링부(204)를 포함한다. 이에 더하여, 개폐 부재(200)의 바디부(202)는, 상하 방향으로 통공된 밸브 유로(206)를 갖는다. 상기 밸브 유로(206) 내에 탄성 패널(230)이 구비되며, 상기 탄성 패널(230)이 상기 밸브 유로(206)를 개폐할 수 있다.

구체적인 일 예에 의하면, 상기 개폐 부재(200)의 바디부(202)는, 개폐 바디(210)와, 끼움 링(220)을 포함할 수 있다.

상기 개폐 바디(210)는, 내측에 상하로 관통된 제1 중공(212)을 갖는다. 상기 제1 중공(212)에는 단차(218)가 형성되어 있다. 이에 따라서, 상기 제1 중공(212)은 하부 홀(214)과 상부 홀(216)을 포함한다. 상부 홀(216)은 하부 홀(214)보다 큰 내경을 갖는다.

상기 끼움 링(220)은 상하로 관통된 제2 중공(222)을 갖는다. 상기 끼움 링(220)은 상기 제1 중공(212)의 상부 홀(216) 내에 끼워질 수 있다.

또한, 상기 개폐 부재(200)는, 탄성 패널(230)을 포함할 수 있다. 상기 탄성 패널(230)은, 상기 제1 중공(212) 내의 상기 상부 홀(216) 내에 배치되며, 상기 단차(218) 상에 위치한다. 따라서, 상기 탄성 패널(230)은, 상기 개폐 바디(210)와 상기 끼움 링(220) 사이에 배치될 수 있다.

실시예에 따른 상기 탄성 패널(230)의 구체적인 구성은, 아래와 같을 수 있다. 상기 탄성 패널(230)은, 외주부를 구성하는 링 형태의 외연 링(232)과, 상기 외연 링(232)의 내측에 배치되는 패널 형태의 개폐부(234)를 포함할 수 있다.

상기 외연 링(232)은 상기 개폐 바디(210)와 상기 끼움 링(220) 사이에 끼워진다. 따라서, 위치 고정된다.

상기 개폐부(234)의 일 단은 상기 외연 링(232)에 연결된다. 개폐부(234)는 외력에 의해서 접힘/복원 가능하다. 개폐부(234)는 제1 중공(212)의 하부 홀(214) 보다는 크고, 제2 중공(222)보다는 작을 수 있다. 상기 개폐부(234)는 평상시에는 상기 제1 중공(212)의 단차(218) 상에 밀착할 수 있다. 또한, 상기 개폐부(234)에 외력이 가해지면 상기 개폐부(234)가 접힘 변형/복원되어 상기 단차(218)로부터 이격되거나 단차(218)에 밀착할 수 있다.

도 13 및 14 는 실시예와 같이, 일방 밸브(208)를 갖는 개폐 부재(200)의 물질 이동을 나타낸 도면이다.

도 13 과 같이, 상기 개폐부(234)가 상기 단차(218)에 밀착하면 상기 밸브 유로(206)가 클로징된다. 즉, 상기 밸브 유로(206)를 통한 물질의 이동이 차단된다. 구체적으로는, 상기 개폐부(234)에 가해지는 외력이 없거나, 개폐부(234)에 대해서 제1 중공(212)의 하부 홀(214) 방향으로 외력이 가해지면, 개폐부(234)는 제1 중공(212)의 단차(218)에 밀착하므로, 물질의 이동을 차단한다. 즉, 개폐부(234)는, F1 과 같은 방향의 물질의 이동을 차단한다.

도 14 와 같이, F2 방향으로 물질이 이동하는 경우에는, 상기 개폐부(234)가 화살표 R 과 같이 변형된다. 따라서, 개폐부(24)가 상기 단차(218)와 이격되면 상기 개폐부(234)와 상기 개폐 바디(210) 사이에 틈이 발생한다. 따라서, 상기 밸브 유로(206)가 오픈될 수 있다. 즉, 화살표 F3 과 같이, 상기 밸브 유로(206)를 통한 물질의 이동이 가능해진다. 구체적으로는, 상기 개폐부(234)에 대해서 제1 중공(212)의 상부 홀(216) 방향(제2 중공(222) 방향)으로 외력이 가해지면, 개폐부(234)는 상부 홀(216) 방향으로 접혀질 수 있다. 따라서, 상기 개폐부(234)와 상기 개폐 바디(210) 사이에 틈이 발생하며, 상기 밸브 유로(206)가 오픈될 수 있다.

<실시예에 의한 피스톤(1)의 작동>

도 15 는 본 발명의 실시예에 의한 피스톤(1)을 나타낸 도면으로서, 외력이 가해지지 않은 상태를 나타낸 도면이다.

외력이 가해지지 않은 상태에서는, 탄성 부재(300)가 무게추(400)를 상방향으로 탄성 바이어스하며, 개폐 부재(200)를 하방향으로 탄성 바이어스 한다. 따라서, 개폐 부재(200)는 탑재 공간(102)의 저면에 밀착한다. 이와 동시에 개폐 부재(200)의 외주연부는 탑재 공간(102)의 내주연부(파이프 부재(130)의 내주연부)와 밀착할 수 있다. 따라서, 개폐 부재(200)와 메인 바디(100) 사이에 틈새가 발생하지 않고, 피스톤(1)을 통한 물질의 유통이 차단된다.

도 16 은 본 발명의 실시예에 의한 피스톤(1)을 나타낸 도면으로서, 원심력이 가해지는 상태를 나타낸 도면이다.

화살표 F 와 같이 하방향 원심력이 가해지면, 피스톤(1)이 원심력을 받아서 하방향으로 변위한다. 이에 따라서, 피스톤(1) 하부의 물질이 피스톤(1)에 의해서 눌리며, 피스톤(1)에 의해서 눌린 물질은 개폐 부재(200)를 상방향으로 가압한다. 상방향으로 가압된 개폐 부재(200)는 상방향으로 변위하며, 이에 따라서, 개폐 부재(200)가 슬릿(104)이 위치하는 위치에 도달하면 개폐 부재(200)와 메인 바디(100) 사이가 오픈된다. 따라서, 화살표 W 와 같이 슬릿(104)을 통해서 물질의 유통이 이루어질 수 있다.

이때, 앞서 설명한 바와 같이, 메인 바디(100) 내부의 무게추(400)는 하방향 원심력을 받아서, 개폐 부재(200)를 하방향으로 가압한다. 따라서, 무게추(400)는 탄성 부재(300)를 가압함으로서, 개폐 부재(200)의 상방향 변위를 제어할 수 있다. 예컨대, 무게추(400)의 질량이 클 경우, 무게추(400)에 작용하는 원심력이 커지므로, 탄성 부재(300)를 더 많이 가압하게 된다. 즉, 동일한 원심력이 작용할 때, 무게추(400)의 질량이 작은 경우에 비해서 무게추(400)의 질량이 큰 경우에는 개폐 부재(200)의 상승 변위 폭을 작게 할 수 있다.

도 17 은 본 발명의 실시예에 의한 피스톤(1)을 나타낸 도면으로서, 피스톤(1)을 하방향으로 눌러서 가압하는 상태를 나타낸 도면이다.

예컨대, 피스톤(1)을 하방향으로 가압하여 일부 물질을 배출시키는 경우를 생각할 수 있다. 이때, 화살표 P 와 같이 피스톤(1)이 하방향으로 가압되면 하방향으로 변위한다. 이에 따라서, 피스톤(1) 하부의 물질이 피스톤(1)에 의해서 눌리며, 피스톤(1)에 의해서 눌린 물질은 개폐 부재(200)를 상방향으로 가압한다. 상방향으로 가압된 개폐 부재(200)는 상방향으로 변위하며, 이에 따라서, 개폐 부재(200)가 슬릿(104)이 위치하는 위치에 도달하면 개폐 부재(200)와 메인 바디(100) 사이가 오픈된다. 따라서, 화살표 W 와 같이 슬릿(104)을 통해서 물질의 유통이 이루어질 수 있다.

무게추(400)에 대해서는 별도로 작용하는 외력이 없으므로, 무게추(400)는 별도의 변위가 없다.

도 18 은 일방 밸브(208)를 갖는 개폐 부재(200)를 갖는 피스톤(1)에 대해서, 세척액 등을 주입하는 경우를 나타낸 도면이다. 도 18 에서, 개폐 부재(200)는, 일방 밸브(208)가 하방향 물질 이동에 대해서는 자유롭게 오픈되며, 상방향 물질 이동은 차단하는 방향으로 탑재되어 있다. 즉, 개폐부(234)가 하방향으로 접힘 변형 가능한 상태이다.

개폐부(234)가 하방향으로 접힘 변형 가능한 상태로 개폐 부재(200)가 메인 바디(100) 내에 탑재된 경우에는, 물질이 상기 일방 밸브(208)를 통과하여 피스톤(1) 위에서 아래로, 하방향으로 이동 가능하게 된다. 즉, 물질이 화살표 W1 및 W2 와 같이 자유롭게 이동할 수 있다. 따라서, 세척액 등을 피스톤(1) 위에서 아래로 간단하게 주입할 수 있다. 이때, 무게추(400)에는 통공(420)이 형성되어 있으므로, 세척액 등의 주입을 방해하지 않는다.

도 19 는 일방 밸브(208)를 갖는 개폐 부재(200)를 갖는 피스톤(1)에 대해서, 물질이 아래에서 위 방향으로 통과하는 것을 나타낸 도면이다. 도 18 에서, 개폐 부재(200)는, 일방 밸브(208)가 상방향 물질 이동에 대해서는 자유롭게 오픈되며, 하방향 물질 이동은 차단하는 방향으로 탑재되어 있다. 즉, 개폐부(234)가 상방향으로 접힘 변형 가능한 상태이다.

도 19 에 도시된 바와 같이, 개폐부(234)가 상방향으로 접힘 변형 가능한 상태로 개폐 부재(200)가 메인 바디(100) 내에 탑재된 경우에는, 물질이 상기 일방 밸브(208)를 통과하여 피스톤(1) 아래에서 위로, 상방향으로 이동 가능하게 된다. 즉, 물질이 화살표 W1 및 W2 와 같이 자유롭게 이동할 수 있다.

일 예로, 별도의 뚜껑과 같은 누름 부재(미도시) 등이 피스톤(1)에 설치되어 상기 개폐부(234)가 불필요하게 개폐되는 것을 방지한 상태로 원심 분리 등을 수행한 후, 상기 누름 부재(미도시)를 제거한 후, 피스톤(1)에 핸들 등의 부재를 설치한 후, 피스톤(1)을 가압하면 분리된 물질이 상방향으로 배출될 수 있게 된다.

한편, 이 경우, 상기 누름 부재(미도시)는, 피스톤(1)의 메인 바디(100)의 상부분에 설치될 수 있다.

<본 발명의 효과>

본 발명의 실시예에 의하면, 피스톤(1) 내부의 개폐 부재(200)의 세밀한 개폐가 가능하다.

본 발명의 실시예에 의하면, 무게추(400)의 질량을 선택하여, 같은 원심력에서 개폐 부재(200)의 상방향 변위 폭을 간단하게 선택할 수 있으며, 슬릿(104)의 개방 폭을 미세하게 조정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 원심 분리에 의해서 상층에 위치하는 물질과 하층에 위치하는 물질을 분리할 때, 공기 노출에 의한 오염을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 원심력에 의해서 피스톤(1)이 분리 물질을 가압함으로서, 목적하는 물질의 수득율, 및 순도가 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 분리된 물질을 다른 용기에 별도로 옮기지 않고, 필요한 경우 분리된 물질의 밀폐를 유지한 상황에서 외부 물질 등(예컨대, 첨가제, 세척액 등)을 물질에 제공하거나, 필요한 경우 분리된 물질을 자유롭게 배출할 수 있다. 즉, 피스톤(1)의 자유로운 개폐가 가능하다. 따라서, 세척액, 물질 등이 피스톤을 통과하여 일 방향으로 자유롭게 이동하도록 할 수 있다. 또한, 물질의 이동 제한 방향과 자유 이동 가능 방향을 자유롭게 선택할 수 있다.

이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

1: 피스톤
100: 메인 바디
102: 탑재 공간
104: 슬릿
106: 상부 통공
108: 하부 통공
110: 상부 바디
120: 하부 바디
130: 파이프 부재
140: 아우터 실 링
150: 이너 실 링
200: 개폐 부재
202: 바디부
204: 실링부
206: 밸브 유로
208: 일방 밸브
210: 개폐 바디
212: 제1 중공
214: 하부 홀
216: 상부 홀
218: 단차
220: 끼움 링
222: 제2 중공
230: 탄성 패널
232: 외연 링
234: 개폐부
300: 탄성 부재
400: 무게추
410: 슬릿 라인
420: 통공

Claims (10)

1. 상하 방향으로 통공된 탑재 공간을 갖는 메인 바디;
   상기 탑재 공간 내에 탑재되는 개폐 부재; 및
   상기 탑재 공간 내에 탑재되며 상기 개폐 부재를 하방향으로 탄성 바이어스 하는 탄성 부재; 를 포함하며,
   상기 메인 바디는,
   상기 탑재 공간의 내주 둘레면부에 구비되고 상하 방향으로 연장되는 슬릿을 포함하고,
   상기 개폐 부재가 상기 슬릿보다 아래에 위치하면 상기 개폐 부재의 외측 둘레면이 상기 탑재 공간의 둘레면부와 밀착하며,
   상기 개폐 부재가 상기 슬릿과 겹쳐지는 높이에 위치하면 상기 슬릿과 상기 개폐 부재 사이로 물질의 유통이 이루어지는 피스톤.
2. 제1항에 있어서,
   상기 탑재 공간 내에 탑재되며 소정의 질량을 갖는 무게추;를 더 포함하고,
   상기 무게추는 상기 탑재 공간 내에서 상기 탄성 부재 상에 위치하며,
   상기 피스톤에 대해서 하방향으로 원심력이 가해지면 상기 무게추가 하방향으로 위치 가변하는 피스톤.
3. 제1항에 있어서,
   상기 무게추는,
   내측에 형성되며 상하로 관통되는 통공, 및
   외측에 형성되며 상하로 연장되는 슬릿 라인 중 적어도 하나를 포함하는 피스톤.
4. 제1항에 있어서,
   상기 개폐 부재는,
   일방 밸브를 포함하며,
   상기 일방 밸브는 일 방향으로는 클로징되고 반대 방향으로는 오픈되어, 상방, 또는 하방 유동을 제한하는 피스톤.
5. 제4항에 있어서,
   상기 개폐 부재는,
   상기 탑재 공간 내에 탑재되는 탑재 방향이 선택적으로 가변하여,
   상기 일방 밸브에 의한, 물질의 상방 유동 제한 또는 하방 유동 제한이 선택적으로 이루어지는 피스톤.
6. 제4항에 있어서,
   상기 일방 밸브는,
   상기 개폐 부재를 상하 방향으로 관통하는 밸브 유로, 및
   상기 밸브 유로 내에 배치되며 상기 밸브 유로를 개폐하는 탄성 패널을 포함하며,
   상기 탄성 패널의 복원 및 변형에 따라서 상기 밸브 유로의 개폐가 이루어지는 피스톤.
7. 제6항에 있어서,
   상기 밸브 유로는 서로 상이한 단면적을 갖는 하부 홀 및 상부 홀을 갖고,
   상기 상부 홀과 상기 하부 홀 사이에는 단차가 형성되며,
   상기 탄성 패널은 적어도 일 부분은 상기 밸브 유로 내에 고정되며, 적어도 일 부분은 상기 단차와 밀착 가능하게 위치하며,
   상기 탄성 패널이 상기 단차에 밀착하면 상기 밸브 유로가 클로징되고,
   상기 탄성 패널이 변형되어 상기 탄성 패널이 상기 단차와 이격되면 상기 밸브 유로가 오픈되는 피스톤.
8. 제7항에 있어서,
   상기 탄성 패널은,
   외연 링, 및
   상기 외연 링의 내측에 위치하며 일 단이 상기 외연 링에 연결되어 접힘 변형/복원되는 개폐부를 포함하는 피스톤.
9. 제1항에 있어서,
   상기 메인 바디는,
   상기 메인 바디의 상부분을 구성하는 상부 바디, 및
   상기 메인 바디의 하부분을 구성하며 내부에 공간부가 형성된 하부 바디를 포함하며,
   상기 상부 바디와 상기 하부 바디가 서로 분리 가능하며,
   상기 상부 바디와 상기 하부 바디가 분리되면 상기 탑재 공간이 오픈되는 피스톤.
10. 제9항에 있어서,
    상기 메인 바디는,
    상기 공간부 내에 탑재되며 중공을 갖는 파이프 부재를 포함하고,
    상기 파이프 부재의 중공은 상기 탑재 공간을 형성하며,
    상기 파이프 부재의 내면에 상기 슬릿이 형성되는 피스톤.
    

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