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JP6765134B2 - Discharge valve and discharge pump using it - Google Patents
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Description

本発明は、血液や細胞懸濁液等の細胞関連の液体を吐出させるために用いられる吐出バルブ及びそれを用いた吐出ポンプに関する。 The present invention relates to a discharge valve used for discharging a cell-related liquid such as blood or a cell suspension, and a discharge pump using the same.

従来から、血液や細胞懸濁液といった細胞関連組織等を含む液体を流出させるときに用いられるポンプとして、チューブを回転ローラで押圧するチューブポンプが知られている。この種のチューブポンプとして、円筒形状の内周面を有するハウジングと、この円筒内周面の円周方向に沿って周回移動(公転)するローラを有するものがある(例えば、特許文献1参照)。このチューブポンプにおいて、チューブは、ハウジングの円筒内周に沿って配置されており、ローラを公転させると、ローラがチューブを押し潰しながらチューブの長さ方向に移動し、これによりチューブが蠕動してチューブ内の液体がチューブの入口側から出口側に送液される。 Conventionally, a tube pump that presses a tube with a rotating roller has been known as a pump used for discharging a liquid containing cell-related tissues such as blood and cell suspension. Some tube pumps of this type have a housing having a cylindrical inner peripheral surface and a roller that orbits (revolves) along the circumferential direction of the cylindrical inner peripheral surface (see, for example, Patent Document 1). .. In this tube pump, the tubes are arranged along the inner circumference of the cylinder of the housing, and when the rollers revolve, the rollers crush the tubes and move in the length direction of the tubes, which causes the tubes to peristaltic. The liquid in the tube is sent from the inlet side to the outlet side of the tube.

上記のようなチューブポンプは、ローラの回転に応じた所定の周期で液体が吐出されるので、血流をシミュレートした観測等にも使用される。例えば、肺機能チップは、血液用の流路と空気用の流路を細胞膜で仕切ることで、人工肺をチップ化したものであり、血液用の流路に、チューブポンプで血液を流出させることで、実際の肺の血管と類似した脈流をシミュレートした観測状態を得ることができると期待される。 Since the tube pump as described above discharges the liquid at a predetermined cycle according to the rotation of the roller, it is also used for observation simulating blood flow. For example, a lung function chip is a chip made from an artificial lung by partitioning a flow path for blood and a flow path for air with a cell membrane, and allows blood to flow out into the flow path for blood with a tube pump. Therefore, it is expected that an observation state simulating a pulsating flow similar to an actual pulmonary blood vessel can be obtained.

特開2010−196538号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-196538

しかしながら、上記のようなチューブポンプでは、チューブがローラで押し潰されるときに、液体中の細胞まで機械的に強く刺激され、細胞に損傷を与える虞がある。また、チューブを押し潰す際に発生する極微細なゴミが混入する虞もある。一方で、エアポンプを用いて液体を吸引、吐出する場合には、液体の吸引時には吐出が停止するので、脈流を生成するためには、例えば、エアポンプやノズルを複数用いる等の必要があり、器具や装置が複雑化する虞もあって簡易には成し得ない。 However, in a tube pump as described above, when the tube is crushed by a roller, even the cells in the liquid are mechanically strongly stimulated, which may damage the cells. In addition, there is a possibility that extremely fine dust generated when the tube is crushed may be mixed. On the other hand, when a liquid is sucked and discharged using an air pump, the discharge is stopped when the liquid is sucked. Therefore, in order to generate a pulsating current, for example, it is necessary to use a plurality of air pumps and nozzles. It cannot be done easily because there is a risk that the equipment and devices will become complicated.

本発明は、上記課題を解決するものであり、液体中の細胞に損傷を与え難く、微細なゴミが混入を防止し、且つ簡易な構成で流出させる液体の脈流を生成することができる吐出バルブ及びそれを用いた吐出ポンプを提供することを目的とする。 The present invention solves the above problems, is less likely to damage cells in a liquid, prevents fine dust from being mixed in, and can generate a pulsating flow of a liquid that flows out with a simple structure. It is an object of the present invention to provide a valve and a discharge pump using the valve.

上記目的を達成するため、本発明は、定量的に吸入した液体を吐出させるために用いられる吐出バルブにおいて、液体が注入される吸入口及び液体が吐出される吐出口を夫々有する2つの定量タンクと、2つの前記定量タンクの双方の前記吐出口に接続される吐出ユニットと、を備え、2つの前記定量タンクは、該定量タンク内の気圧を制御する共通のエアポンプに接続され、エアポンプが正転するとき、一方の前記定量タンクに液体が吸入され、他方の前記定量タンクから前記吐出ユニットを介して液体が吐出され、エアポンプが逆転するとき、他方の前記定量タンクに液体が吸入され、一方の前記定量タンクから前記吐出ユニットを介して液体が吐出され、前記定量タンクは、エアポンプに接続されるポンプ接続口と、前記ポンプ接続口に設けられ、空気を透過させ液体を透過させない液止フィルタと、を備えることとを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a discharge valve used for discharging a liquid sucked quantitatively, and has two metering tanks each having a suction port for injecting the liquid and a discharge port for discharging the liquid. And a discharge unit connected to the discharge port of both of the two metering tanks, the two metering tanks are connected to a common air pump that controls the pressure in the metering tank, and the air pump is positive. When rolling, the liquid is sucked into one of the metering tanks, the liquid is discharged from the other metering tank via the discharge unit, and when the air pump is reversed, the liquid is sucked into the other metering tank, and one of them. Liquid is discharged from the metering tank via the discharge unit, and the metering tank is provided at a pump connection port connected to an air pump and a liquid stop filter that allows air to permeate and does not allow liquid to permeate. It is characterized by having and.

また、上記吐出バルブにおいて、前記吐出ユニットは、エアポンプが正転するとき、一方の前記定量タンクの前記吐出口を閉口させ、他方の前記定量タンクの前記吐出口を開口させ、エアポンプが逆転するとき、他方の前記定量タンクの前記吐出口を閉口させ、一方の前記定量タンクの前記吐出口を開口させる対方性逆止弁を有することが好ましい。 Further, in the discharge valve, when the air pump rotates in the normal direction, the discharge unit closes the discharge port of one of the metering tanks, opens the discharge port of the other metering tank, and reverses the air pump. It is preferable to have a counter-check valve that closes the discharge port of the other metering tank and opens the discharge port of one of the metering tanks.

また、上記吐出バルブにおいて、前記対方性逆止弁は、前記定量タンクの双方の前記吐出口に接続される筒体と、前記筒体内を移動する封止玉と、を有し、前記封止玉が、2つの前記定量タンクの前記吐出口のいずれか一方を閉口させることが好ましい。 Further, in the discharge valve, the opposite check valve has a cylinder connected to the discharge ports of both of the metering tanks and a sealing ball moving in the cylinder, and is sealed. It is preferable that the stop ball closes one of the discharge ports of the two metering tanks.

また、上記吐出バルブにおいて、前記定量タンク内の容量が、前記ポンプ接続口における前記液止フィルタの設置位置によって設定されることが好ましい。 Further, in the discharge valve, it is preferable that the capacity in the metering tank is set by the installation position of the liquid stop filter at the pump connection port.

また、上記吐出バルブにおいて、前記ポンプ接続口における前記液止フィルタの設置位置を調整する容量調節機構を更に備えることが好ましい。 Further, it is preferable that the discharge valve further includes a capacitance adjusting mechanism for adjusting the installation position of the liquid stop filter at the pump connection port.

上記吐出バルブは、吐出ポンプに用いられることが好ましい。 The discharge valve is preferably used for a discharge pump.

本発明によれば、エアポンプでの気体の吸引及び放出により、液体を吸入及び吐出するので、例えば、チューブポンプのように、液体自体が押し潰されることがなく、液体中の細胞に損傷を与え難く、また、エアポンプの正転時にも逆転時にも液体を吐出することができるので、簡易な構成で流出させる液体の脈流を生成することができる。 According to the present invention, since the liquid is sucked and discharged by the suction and release of the gas by the air pump, the liquid itself is not crushed as in the case of a tube pump, and the cells in the liquid are damaged. It is difficult, and since the liquid can be discharged both in the forward rotation and the reverse rotation of the air pump, it is possible to generate a pulsating flow of the liquid to be discharged with a simple configuration.

本発明の一実施形態に係る吐出バルブを用いた吐出ポンプの断面図。Sectional drawing of the discharge pump using the discharge valve which concerns on one Embodiment of this invention. (a)(b)は上記吐出バルブを用いた吐出ポンプの正転時の動作を示す断面図。(A) and (b) are cross-sectional views showing the operation of the discharge pump using the discharge valve during normal rotation. (a)(b)は上記吐出バルブを用いた吐出ポンプの逆転時の動作を示す断面図。(A) and (b) are cross-sectional views showing the operation at the time of reversal of the discharge pump using the discharge valve. 上記吐出バルブを用いた吐出ポンプを再び正転させた時の動作を示す断面図。The cross-sectional view which shows the operation when the discharge pump using the said discharge valve is rotated forward again. (a)はエアポンプに送信される制御信号の例を示す図、(b)は脈流が生成された液体の吐出パターンを示す図。(A) is a diagram showing an example of a control signal transmitted to an air pump, and (b) is a diagram showing a discharge pattern of a liquid in which a pulsating current is generated. (a)乃至(c)は上記実施形態の一変形例に係る吐出バルブの断面図。(A) to (c) are sectional views of a discharge valve according to a modification of the above embodiment. (a)は上記実施形態の別の変形例に係る吐出バルブの断面図であり、(b)(c)は(a)の一点鎖線円部分の拡大図。(A) is a cross-sectional view of a discharge valve according to another modification of the above embodiment, and (b) and (c) are enlarged views of the alternate long and short dash line portion of (a).

以下、本発明の一実施形態に係る吐出バルブ及びそれを用いた吐出ポンプについて図面を参照して説明する。図1に示すように、吐出ポンプ1は、定量的に吸入した液体を吐出させるために用いられる吐出バルブ2と、この吐出バルブ2に接続されるエアポンプ3と、エアポンプ3の駆動を制御する制御部4と、を備える。エアポンプ3は、制御部4からの制御信号を受けて気体を吸引又は放出できるように、正転及び逆転を切り替えることができるステッピングモータを備えた任意のポンプが適用され、例えば、チューブポンプが用いられる。 Hereinafter, a discharge valve according to an embodiment of the present invention and a discharge pump using the same will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the discharge pump 1 controls the discharge valve 2 used to discharge the liquid sucked quantitatively, the air pump 3 connected to the discharge valve 2, and the drive of the air pump 3. A unit 4 is provided. An arbitrary pump equipped with a stepping motor capable of switching between forward rotation and reverse rotation is applied to the air pump 3 so that gas can be sucked or discharged in response to a control signal from the control unit 4, for example, a tube pump is used. Be done.

吐出バルブ2は、2つの定量タンク5a、5bと、これら2つの定量タンク5a、5bの双方の吐出口に接続される吐出ユニット6と、を備える。また、定量タンク5a、5bは、エアポンプ3に接続されるポンプ接続口7a、7bと、ポンプ接続口7a、7bに設けられ、気体を透過させ液体を透過させない液止フィルタ8a、8bと、を備える。2つの定量タンク5a、5bは、各々の定量タンク5a、5b内の気圧を制御する共通のエアポンプ3にポンプ接続口7a、7bを介してして夫々接続されている。 The discharge valve 2 includes two metering tanks 5a and 5b, and a discharge unit 6 connected to both discharge ports of these two metering tanks 5a and 5b. Further, the metering tanks 5a and 5b are provided with pump connection ports 7a and 7b connected to the air pump 3 and liquid stop filters 8a and 8b provided at the pump connection ports 7a and 7b to allow gas to permeate and not to permeate liquid. Be prepared. The two metering tanks 5a and 5b are connected to a common air pump 3 that controls the air pressure in each metering tank 5a and 5b via pump connection ports 7a and 7b, respectively.

定量タンク5a、5bは、いずれも同形状の筒状の部材であり、例えば、ポリプロピレン等の成形品により構成され、吸入された又は吐出される液体を目視確認し易いように、透明なプラスチックにより構成されることが好ましい。定量タンク5a、5bの一方の端部には、液体が注入される吸入口51a、51bが設けられている。また、定量タンク5a、5bの筒側部のうち、吸入口51a、51bに近い端部に、液体が吐出される吐出口52a、52bが夫々設けられている。吐出口52a、52bは、互いに向い合うよう配置され、吐出ユニット6と接続されている。また、筒状の定量タンク5a、5bのうち、吸入口51a、51bとは対向する端部に、ポンプ接続口7a、7bは、が設けられている。吸入口51a、51bは、所定のチューブ等を介して血液等の吐出させようとする液体の貯蔵タンク(不図示)といった吸入元に接続され、吐出ユニット6は、肺機能チップといった液体(血液)を吐出する対象の吐出先に接続される。 The metering tanks 5a and 5b are all tubular members having the same shape, and are made of a molded product such as polypropylene, and are made of transparent plastic so that the inhaled or discharged liquid can be easily visually confirmed. It is preferably configured. At one end of the metering tanks 5a and 5b, suction ports 51a and 51b into which a liquid is injected are provided. Further, of the cylinder side portions of the metering tanks 5a and 5b, discharge ports 52a and 52b for discharging liquid are provided at ends close to the suction ports 51a and 51b, respectively. The discharge ports 52a and 52b are arranged so as to face each other and are connected to the discharge unit 6. Further, among the tubular metering tanks 5a and 5b, pump connection ports 7a and 7b are provided at ends facing the suction ports 51a and 51b. The suction ports 51a and 51b are connected to an inhalation source such as a liquid storage tank (not shown) for discharging blood or the like via a predetermined tube or the like, and the discharge unit 6 is a liquid (blood) such as a lung function chip. Is connected to the discharge destination of the target to discharge.

吸入口51a、51bは、定量タンク5a、5bの一方の端部に外嵌されるキャップ部材53a、53bと、キャップ部材53a、53bを貫通するように設けられて定量タンク5a、5bの内外を連通させる管状の吸入ノズル54a、54bと、を有する。吸入口51a、51bには、定量タンク5a、5b内へと一方向に液体を吸入させる吸入逆止弁55a、55bが設けられている。なお、図例では、吸入逆止弁55a、55bは、吸入ノズル54a、54bの内部に設けられた構成を示すが、キャップ部材53、53bのうち、例えば、吸入ノズル54a、54bとの境界部に設けられてもよい。また、吸入逆止弁55a、55bは例示した構成に限られない。また、キャップ部材53a、53bは、例えば、ABS樹脂等の成形品により構成されている。図例では、キャップ部材53a、53bが個別の構成であるが、一体的に連結されていてもよく、また、吐出ユニット6と連結されていてもよい。吸入ノズル54a、54bは、送出する流体に応じて選定された可撓性材料、例えば、ゴム又は合成樹脂から構成される。 The suction ports 51a and 51b are provided so as to penetrate the cap members 53a and 53b that are externally fitted to one end of the metering tanks 5a and 5b and the cap members 53a and 53b so as to pass through the inside and outside of the metering tanks 5a and 5b. It has tubular suction nozzles 54a and 54b to communicate with each other. The suction ports 51a and 51b are provided with suction check valves 55a and 55b for sucking liquid into the metering tanks 5a and 5b in one direction. In the illustrated example, the suction check valves 55a and 55b show a configuration provided inside the suction nozzles 54a and 54b, but among the cap members 53 and 53b, for example, the boundary portion with the suction nozzles 54a and 54b. It may be provided in. Further, the suction check valves 55a and 55b are not limited to the illustrated configurations. Further, the cap members 53a and 53b are made of, for example, a molded product such as ABS resin. In the illustrated example, the cap members 53a and 53b have individual configurations, but they may be integrally connected or may be connected to the discharge unit 6. The suction nozzles 54a and 54b are made of a flexible material selected according to the fluid to be delivered, for example, rubber or synthetic resin.

吐出ユニット6は、定量タンク5a、5bの双方の吐出口52a、52bに接続される筒体61と、筒体61内を移動する封止玉62と、を有する。筒体61の内径は、封止玉62の直径より僅かに大きく、筒体61の長さは、封止玉62の3倍以上である。筒体61の中間位置には、筒体61の内外を貫通するように、吐出ノズル63が設けられている。また、筒体61内の両端部には、封止玉62の球面と隙間なく当接するOリング64a、64bと、Oリング64a、64bを保持するOリング蓋65a、65bが設けられている。筒体61内の両端部のうち、Oリング64a、64b等を含む部分は、吐出口52a、52bから定量タンク5a、5b内に埋め込まれている。図例では、封止玉62が、左側の定量タンク5a側にあり、その吐出口52aを閉口させているが、封止玉62が、右側の定量タンク5b側にあれば、吐出口52bを閉口させることになる。すなわち、封止玉62は、左右のいずれかに移動することで、対方性逆止弁として機能する。 The discharge unit 6 has a cylinder 61 connected to both discharge ports 52a and 52b of the metering tanks 5a and 5b, and a sealing ball 62 moving in the cylinder 61. The inner diameter of the tubular body 61 is slightly larger than the diameter of the sealing ball 62, and the length of the tubular body 61 is three times or more that of the sealing ball 62. A discharge nozzle 63 is provided at an intermediate position of the cylinder 61 so as to penetrate the inside and outside of the cylinder 61. Further, O-rings 64a and 64b that come into contact with the spherical surface of the sealing ball 62 without gaps and O-ring lids 65a and 65b that hold the O-rings 64a and 64b are provided at both ends of the cylinder 61. Of both ends of the cylinder 61, the portions including the O-rings 64a, 64b and the like are embedded in the metering tanks 5a and 5b from the discharge ports 52a and 52b. In the illustrated example, the sealing ball 62 is on the left side of the metering tank 5a and the discharge port 52a is closed, but if the sealing ball 62 is on the right side of the metering tank 5b, the discharge port 52b is closed. It will be closed. That is, the sealing ball 62 functions as a opposite check valve by moving to either the left or right side.

ポンプ接続口7a、7bは、定量タンク5a、5bの他方の端部に外嵌されるキャップ部材71a、71bと、キャップ部材71a、71bを貫通するように設けられて定量タンク5a、5bの内外を連通させる管状の接続ノズル72a、72bと、を有する。液止フィルタ8a、8bは、キャップ部材71a、71bの内側部分によって定量タンク5a、5bの他方の端部に固定されている。ポンプ接続口7a、7b側のキャップ部材71a、71b及び接続ノズル72a、72bは、吸入口51a、51b側のものと同様の成型品により構成される。 The pump connection ports 7a and 7b are provided so as to penetrate the cap members 71a and 71b that are externally fitted to the other ends of the metering tanks 5a and 5b and the cap members 71a and 71b, and are inside and outside the metering tanks 5a and 5b. It has tubular connection nozzles 72a and 72b for communicating with each other. The liquid stop filters 8a and 8b are fixed to the other end of the metering tanks 5a and 5b by the inner portions of the cap members 71a and 71b. The cap members 71a, 71b and the connection nozzles 72a, 72b on the pump connection ports 7a, 7b side are made of the same molded products as those on the suction ports 51a, 51b side.

液止フィルタ8a、8bは、無数の微細孔が設けられた板状のフィルタであり、定量タンク5a、5bの端部の形状に対応するように円板形状に加工されている。この種のものとしては、例えば、3Mマイクロポーラスフィルムが挙げられる。液止フィルタ8a、8bは、気体を透過させ液体を透過させないので、液止フィルタ8a、8bの設置位置と吐出口52a、52bとの距離や、定量タンク5a、5bの筒径によって、定量タンク5a、5bの容量が決まることになる。上記構成では、特に、液止フィルタ7の設置位置が定められた限りは、定量タンク5に定量の液体が吸引されるので、高精度な液体の吐出をすることができる。 The liquid stop filters 8a and 8b are plate-shaped filters provided with innumerable micropores, and are processed into a disk shape so as to correspond to the shape of the end portions of the metering tanks 5a and 5b. Examples of this type include 3M microporous films. Since the liquid stop filters 8a and 8b allow gas to permeate and do not allow liquid to permeate, the metering tank depends on the distance between the installation positions of the liquid stop filters 8a and 8b and the discharge ports 52a and 52b and the cylinder diameters of the metering tanks 5a and 5b. The capacities of 5a and 5b will be determined. In the above configuration, in particular, as long as the installation position of the liquid stop filter 7 is determined, a fixed amount of liquid is sucked into the metering tank 5, so that the liquid can be discharged with high accuracy.

このように構成された吐出バルブ2を用いた吐出ポンプ1の動作について、図2(a)(b)、図3(a)(b)、図4を参照して説明する。図2(a)に示すように、制御部4(図1参照)の制御信号を受けてエアポンプ3を正転させる。このとき、左側の定量タンク5a内の空気がエアポンプ3により吸引され、定量タンク5a内が負圧になり、吸入逆止弁55aが開口して、吸入元から吸入ノズル54aを介して液体Lが定量タンク5a内に吸入される。このとき、右側の定量タンク5bには、エアポンプ3により空気が供給され、この空気により、封止玉62は、吐出口52a側に押し当てられる。従って、液体Lの吸入時に、吐出口52aから空気が定量タンク5内に混じることを抑制することができる。また、仮に、吸入時に液体Lに空気が混じっても、液止フィルタ8aで吸引することで、空気を除去することができる。従って、空気が混じることによる吐出量のバラツキを抑制することができる。 The operation of the discharge pump 1 using the discharge valve 2 configured in this way will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b), 3 (a) and (b), and FIG. As shown in FIG. 2A, the air pump 3 is rotated in the normal direction in response to the control signal of the control unit 4 (see FIG. 1). At this time, the air in the metering tank 5a on the left side is sucked by the air pump 3, the inside of the metering tank 5a becomes negative pressure, the suction check valve 55a is opened, and the liquid L is discharged from the suction source through the suction nozzle 54a. It is sucked into the metering tank 5a. At this time, air is supplied to the metering tank 5b on the right side by the air pump 3, and the sealing ball 62 is pressed against the discharge port 52a by the air. Therefore, it is possible to prevent air from being mixed into the metering tank 5 from the discharge port 52a when the liquid L is sucked. Further, even if air is mixed with the liquid L at the time of suction, the air can be removed by sucking with the liquid stop filter 8a. Therefore, it is possible to suppress the variation in the discharge amount due to the mixing of air.

そして、図2(b)に示すように、液体Lが液止フィルタ8aに達すると、液体Lは液止フィルタ8aを通過できず、定量タンク5aの容量が満たされる。このとき、制御部4(図1参照)では、エアポンプ3の吸引力を負荷電流変化で感知し、エアポンプ3を逆転させる制御信号をエアポンプ3に送信する。 Then, as shown in FIG. 2B, when the liquid L reaches the liquid stop filter 8a, the liquid L cannot pass through the liquid stop filter 8a, and the capacity of the metering tank 5a is filled. At this time, the control unit 4 (see FIG. 1) senses the suction force of the air pump 3 by the change in the load current, and transmits a control signal for reversing the air pump 3 to the air pump 3.

エアポンプ3が逆転すると、図3(a)に示すように、左側の定量タンク5aには、空気が供給され、定量タンク5a内が正圧になり、吸入逆止弁55aが閉口し、定量タンク5a内の液体Lが封止玉62を押し出して、吐出ユニット6の筒体61に流入して、封止玉62を左側の定量タンク5bの吐出口52bに押し当てる。また、筒体61に流出した液体Lは、吐出ノズル63を介して、吐出先へ吐出される。このとき、右側の定量タンク5b内の空気がエアポンプ3により吸引され、定量タンク5b内が負圧になり、吸入逆止弁55bが開口して、吸入元から吸入ノズル54bを介して液体Lが定量タンク5b内に吸入される。このとき、右側の定量タンク5bには、エアポンプ3により空気が供給され、この空気により、封止玉62は、吐出口52a側に押し当てられる。 When the air pump 3 reverses, as shown in FIG. 3A, air is supplied to the metering tank 5a on the left side, the pressure inside the metering tank 5a becomes positive, the suction check valve 55a closes, and the metering tank The liquid L in 5a pushes out the sealing ball 62, flows into the cylinder 61 of the discharge unit 6, and presses the sealing ball 62 against the discharge port 52b of the metering tank 5b on the left side. Further, the liquid L flowing out to the cylinder 61 is discharged to the discharge destination via the discharge nozzle 63. At this time, the air in the metering tank 5b on the right side is sucked by the air pump 3, the inside of the metering tank 5b becomes negative pressure, the suction check valve 55b is opened, and the liquid L is discharged from the suction source through the suction nozzle 54b. It is sucked into the metering tank 5b. At this time, air is supplied to the metering tank 5b on the right side by the air pump 3, and the sealing ball 62 is pressed against the discharge port 52a by the air.

そして、図3(b)に示すように、液体Lが液止フィルタ8bに達すると、液体Lは液止フィルタ8bを通過できず、定量タンク5bの容量が満たされる。このとき、制御部4(図1参照)では、エアポンプ3の吸引力を負荷電流変化で感知し、エアポンプ3を再び正転させる制御信号をエアポンプ3に送信する。 Then, as shown in FIG. 3B, when the liquid L reaches the liquid stop filter 8b, the liquid L cannot pass through the liquid stop filter 8b, and the capacity of the metering tank 5b is filled. At this time, the control unit 4 (see FIG. 1) senses the suction force of the air pump 3 by the change in the load current, and transmits a control signal for rotating the air pump 3 in the normal direction again to the air pump 3.

エアポンプ3が正転すると、図4に示すように、右側の定量タンク5bには、空気が供給され、定量タンク5b内が正圧になり、吸入逆止弁55bが閉口し、定量タンク5a内の液体Lが封止玉62を右側の吐出口52bに押し当て、吐出ノズル63を介して、吐出先へ吐出される。また、左側の定量タンク5a内の空気がエアポンプ3により吸引され、定量タンク5a内が負圧になり、吸入逆止弁55aが開口して、吸入元から吸入ノズル54aを介して液体Lが定量タンク5a内に吸入される。そして、図2(b)で示したように、液体Lが液止フィルタ8aに達して、定量タンク5aの容量が満たされると、エアポンプ3は再び逆転される。 When the air pump 3 rotates in the normal direction, as shown in FIG. 4, air is supplied to the metering tank 5b on the right side, the pressure inside the metering tank 5b becomes positive, the suction check valve 55b closes, and the inside of the metering tank 5a. Liquid L presses the sealing ball 62 against the discharge port 52b on the right side, and is discharged to the discharge destination via the discharge nozzle 63. Further, the air in the metering tank 5a on the left side is sucked by the air pump 3, the pressure in the metering tank 5a becomes negative, the suction check valve 55a opens, and the liquid L is quantified from the suction source via the suction nozzle 54a. It is sucked into the tank 5a. Then, as shown in FIG. 2B, when the liquid L reaches the liquid stop filter 8a and the capacity of the metering tank 5a is filled, the air pump 3 is reversed again.

上記の動作を繰り返すことにより、エアポンプ3の正転時には、左側の定量タンク5aに液体Lが吸入され、右側の定量タンク5bから吐出ユニット6を介して液体Lが吐出され、エアポンプ3の逆転時には、右の定量タンク5bに液体Lが吸入され、左側の定量タンク5aから吐出ユニット6を介して液体Lが吐出される。 By repeating the above operation, when the air pump 3 rotates in the normal direction, the liquid L is sucked into the metering tank 5a on the left side, and the liquid L is discharged from the metering tank 5b on the right side via the discharge unit 6, and when the air pump 3 reverses. , The liquid L is sucked into the right metering tank 5b, and the liquid L is discharged from the left metering tank 5a via the discharge unit 6.

ここで、図5(a)に示すように、主としてエアポンプ3のモータを正転させるT1期と、逆転させるT2期とを、約1秒毎に交互に切り替えることで、図5(b)に示すように、人の血管を流れる血液の脈流をシミュレートした脈流で液体Lを吐出することができる。 Here, as shown in FIG. 5 (a), the T1 period in which the motor of the air pump 3 is mainly rotated in the normal direction and the T2 period in which the motor in the air pump 3 is rotated in the reverse direction are alternately switched every about 1 second, so that FIG. As shown, the liquid L can be discharged with a pulsating flow that simulates the pulsating flow of blood flowing through a human blood vessel.

上記実施形態の吐出バルブ2及びそれを用いた吐出ポンプ1では、2つの定量タンクを用い、双方の吐出口52a、52bに吐出ユニット6を接続すると共に、これら2つの定量タンク5a、5bを共通のエアポンプ3に接続している。このように、エアポンプ3での気体の吸引及び放出により、液体Lを吸入及び吐出するので、例えば、チューブポンプのように、液体L自体が押し潰されることがなく、液体L中の細胞に損傷を与え難く、また、微細なゴミが混入を防止することができる。 In the discharge valve 2 of the above embodiment and the discharge pump 1 using the same, two metering tanks are used, the discharge unit 6 is connected to both discharge ports 52a and 52b, and these two metering tanks 5a and 5b are shared. It is connected to the air pump 3 of. In this way, the liquid L is sucked and discharged by the suction and release of the gas by the air pump 3, so that the liquid L itself is not crushed as in the case of a tube pump, and the cells in the liquid L are damaged. It is difficult to give a dust, and fine dust can be prevented from being mixed.

また、エアポンプ3が正転するとき、一方の定量タンク5aに液体Lが吸入され、他方の定量タンク5bから吐出ユニット6を介して液体Lが吐出され、エアポンプ3が逆転するとき、他方の定量タンク5bに液体Lが吸入され、一方の定量タンク5aから液体Lが吐出される。すなわち、エアポンプ3の正転時にも逆転時にも液体Lを吐出することができるので、簡易な構成で流出させる液体の脈流を生成することができる。 Further, when the air pump 3 rotates in the normal direction, the liquid L is sucked into one metering tank 5a, the liquid L is discharged from the other metering tank 5b via the discharge unit 6, and when the air pump 3 reverses, the other metering is performed. The liquid L is sucked into the tank 5b, and the liquid L is discharged from one of the metering tanks 5a. That is, since the liquid L can be discharged both in the forward rotation and the reverse rotation of the air pump 3, it is possible to generate a pulsating flow of the liquid to be discharged with a simple configuration.

また、吐出バルブ2は、吐出ユニット6において対方性逆止弁を設けたことで、エアポンプ3の動作に応じて、液体Lの吸入と吐出とを連続的に行うことができる。また、本実施形態では、対方性逆止弁を、筒体61内を移動する封止玉62といった簡易な構成により実現している。また、ポンプ接続口7a、7bに、空気を透過させ液体を透過させない液止フィルタ8a、8bを設けたことで、エアポンプ3に液体Lが流入することを防止し、定量タンク5a、5bに吸入される液体Lの容量を簡易な構成で設定することができる。 Further, since the discharge valve 2 is provided with the opposite check valve in the discharge unit 6, the liquid L can be continuously sucked and discharged according to the operation of the air pump 3. Further, in the present embodiment, the opposite check valve is realized by a simple configuration such as a sealing ball 62 that moves in the tubular body 61. Further, by providing the pump connection ports 7a and 7b with liquid stop filters 8a and 8b that allow air to permeate and do not allow liquid to permeate, the liquid L is prevented from flowing into the air pump 3 and sucked into the metering tanks 5a and 5b. The capacity of the liquid L to be formed can be set with a simple configuration.

次に、上記実施形態の変形例に係る吐出バルブ2について、図6(a)(b)を参照して説明する。上述したように、定量タンク5a、5bの容量は、液止フィルタ8a、8bの設置位置と、吐出口52a、52bとの距離や、定量タンク5a、5bの筒径によって決まる。この変形例における吐出バルブ2は、定量タンク5a、5bの容量を変更する手段を備える。本変形例では、定量タンク5a、5bの高さ(筒の長さ)が異なるものを予め複数種、用意したものである。本変形例では、吐出ユニット6や各キャップ部材53a、53b、71a、71b等には、上記実施形態と同じものを用い、定量タンク5a、5bを取り換えるだけで、適宜に容量を変更することができる。 Next, the discharge valve 2 according to the modified example of the above embodiment will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. As described above, the capacities of the metering tanks 5a and 5b are determined by the distance between the installation positions of the liquid stop filters 8a and 8b and the discharge ports 52a and 52b and the cylinder diameters of the metering tanks 5a and 5b. The discharge valve 2 in this modification includes means for changing the capacities of the metering tanks 5a and 5b. In this modified example, a plurality of types of metering tanks 5a and 5b having different heights (tube lengths) are prepared in advance. In this modification, the discharge unit 6 and the cap members 53a, 53b, 71a, 71b and the like are the same as those in the above embodiment, and the capacities can be appropriately changed by simply replacing the metering tanks 5a and 5b. it can.

次に、上記実施形態の別の変形例に係る吐出バルブ2について、図7(a)乃至(c)を参照して説明する。この変形例における吐出バルブ2は、液止フィルタ8a、8bの設置位置を調整する容量調節機構9を更に備えたものである。具体的には、図7(b)(c)に示すように、接続ノズル72a、72bの外側にネジ91が形成されており、ポンプ接続口7a、7bのキャップ部材71a、71bのうち、接続ノズル72a、72bが差し込まれる箇所がネジ91に対応する形状になっている。液止フィルタ8a、8bを支持するフィルタ押さえ部92が、接続ノズル72a、72bと連結されている。そのため、接続ノズル72a、72bを回転させて、フィルタ押さえ部92及び液止フィルタ8a、8bの位置を変えることで、定量タンク5a、5bの容量を変更することができる。この変形例によれば、図5(a)(b)で示した変形例よりも、定量タンク5a、5bの容量を細かく微調整することができる。 Next, the discharge valve 2 according to another modification of the above embodiment will be described with reference to FIGS. 7A to 7C. The discharge valve 2 in this modification is further provided with a capacitance adjusting mechanism 9 for adjusting the installation positions of the liquid stop filters 8a and 8b. Specifically, as shown in FIGS. 7 (b) and 7 (c), screws 91 are formed on the outside of the connection nozzles 72a and 72b, and the cap members 71a and 71b of the pump connection ports 7a and 7b are connected. The portion where the nozzles 72a and 72b are inserted has a shape corresponding to the screw 91. The filter holding portion 92 that supports the liquid stop filters 8a and 8b is connected to the connection nozzles 72a and 72b. Therefore, the capacities of the metering tanks 5a and 5b can be changed by rotating the connection nozzles 72a and 72b and changing the positions of the filter holding portion 92 and the liquid stop filters 8a and 8b. According to this modification, the capacities of the metering tanks 5a and 5b can be finely adjusted as compared with the modification shown in FIGS. 5A and 5B.

なお、本発明は、2つの定量タンク5a、5bを共通のエアポンプ3に接続し、エアポンプ3の正転時に一方の定量タンク5aから液体Lを吐出し、他方の定量タンク5bに液体Lに吸入させ、エアポンプ3の逆転時に他方の定量タンク5bから液体Lを吐出し、一方の定量タンク5aに液体Lに吸入させるように構成されたものであれば、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、対方性逆止弁を、筒体61内を移動する封止玉62といった簡易な構成により実現したが、同様の動作を成す対方性逆止弁であれば、任意の構成が採用して得る。。 In the present invention, two metering tanks 5a and 5b are connected to a common air pump 3, liquid L is discharged from one metering tank 5a when the air pump 3 rotates in the normal direction, and the liquid L is sucked into the other metering tank 5b. As long as the liquid L is discharged from the other metering tank 5b when the air pump 3 is reversed and the liquid L is sucked into the liquid L in the one metering tank 5a, the configuration is not limited to the above embodiment. Can be transformed. For example, in the above embodiment, the opposite check valve is realized by a simple configuration such as a sealing ball 62 that moves in the cylinder 61, but if it is a opposite check valve that performs the same operation, Any configuration can be adopted and obtained. ..

1 吐出ポンプ
2 吐出バルブ
3 エアポンプ
5a、5b 定量タンク
51a、51b 吸入口
52a、52b 吐出口
55a、55b 吸入逆止弁
6 吐出ユニット
61 筒体
62 封止玉(対方性逆止弁)
7a、7b ポンプ接続口
8a、8b液止フィルタ
9 容量調節機構
1 Discharge pump 2 Discharge valve 3 Air pump 5a, 5b Metering tank 51a, 51b Suction port 52a, 52b Discharge port 55a, 55b Suction check valve 6 Discharge unit 61 Cylinder 62 Sealing ball (countermeasure check valve)
7a, 7b Pump connection port 8a, 8b Liquid stop filter 9 Capacity adjustment mechanism

Claims (6)

定量的に吸入した液体を吐出させるために用いられる吐出バルブにおいて、
液体が注入される吸入口及び液体が吐出される吐出口を夫々有する2つの定量タンクと、
2つの前記定量タンクの双方の前記吐出口に接続される吐出ユニットと、を備え、
2つの前記定量タンクは、該定量タンク内の気圧を制御する共通のエアポンプに接続され、
エアポンプが正転するとき、一方の前記定量タンクに液体が吸入され、他方の前記定量タンクから前記吐出ユニットを介して液体が吐出され、
エアポンプが逆転するとき、他方の前記定量タンクに液体が吸入され、一方の前記定量タンクから前記吐出ユニットを介して液体が吐出され
前記定量タンクは、エアポンプに接続されるポンプ接続口と、前記ポンプ接続口に設けられ、空気を透過させ液体を透過させない液止フィルタと、を備えることとを特徴とする吐出バルブ。
In the discharge valve used to discharge the liquid sucked quantitatively
Two metering tanks, each with a suction port for injecting liquid and a discharge port for discharging liquid,
A discharge unit connected to the discharge port of both of the two metering tanks is provided.
The two metering tanks are connected to a common air pump that controls the air pressure in the metering tank.
When the air pump rotates in the normal direction, the liquid is sucked into one of the metering tanks, and the liquid is discharged from the other metering tank via the discharge unit.
When the air pump reverses, the liquid is sucked into the other metering tank, and the liquid is discharged from one of the metering tanks through the discharge unit .
The metering tank is a discharge valve including a pump connection port connected to an air pump and a liquid stop filter provided at the pump connection port to allow air to pass through and not to allow liquid to permeate .
前記吐出ユニットは、エアポンプが正転するとき、一方の前記定量タンクの前記吐出口を閉口させ、他方の前記定量タンクの前記吐出口を開口させ、エアポンプが逆転するとき、他方の前記定量タンクの前記吐出口を閉口させ、一方の前記定量タンクの前記吐出口を開口させる対方性逆止弁を有することを特徴とする請求項1に記載の吐出バルブ。 The discharge unit closes the discharge port of one of the metering tanks when the air pump rotates forward, opens the discharge port of the other metering tank, and opens the discharge port of the other metering tank, and when the air pump reverses, of the other metering tank. The discharge valve according to claim 1, further comprising a opposite check valve that closes the discharge port and opens the discharge port of one of the metering tanks. 前記対方性逆止弁は、前記定量タンクの双方の前記吐出口に接続される筒体と、前記筒体内を移動する封止玉と、を有し、前記封止玉が、2つの前記定量タンクの前記吐出口のいずれか一方を閉口させることを特徴とする請求項2に記載の吐出バルブ。 The opposite check valve has a cylinder connected to the discharge ports of both of the metering tanks and a sealing ball moving inside the cylinder, and the sealing balls are two of the above. The discharge valve according to claim 2, wherein one of the discharge ports of the metering tank is closed. 前記定量タンク内の容量が、前記ポンプ接続口における前記液止フィルタの設置位置によって設定されることを特徴とする請求項1に記載の吐出バルブ。 The discharge valve according to claim 1, wherein the capacity in the metering tank is set by an installation position of the liquid stop filter at the pump connection port . 前記ポンプ接続口における前記液止フィルタの設置位置を調整する容量調節機構を更に備えることを特徴とする請求項4に記載の吐出バルブ。 The discharge valve according to claim 4 , further comprising a capacity adjusting mechanism for adjusting the installation position of the liquid stop filter at the pump connection port . 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載された吐出バルブを用いたことを特徴とする吐出ポンプ。A discharge pump using the discharge valve according to any one of claims 1 to 5.
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