CN1299294A - 流体输送装置 - Google Patents

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斯蒂芬·奥尼尔·罗斯
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Abstract

本发明涉及一种经过一个管子(28)提供液体的流动的输液泵(10)。所述输液泵(10)包括:至少两个堵闭机构(152)、(162),堵闭机构各有一个打开位置和一个用于可释放地关闭所述管子(28)室的关闭位置。一个第一柱塞(72)和一个第二柱塞(73),柱塞有一个打开位置和一个用于可释放地挤压计量室的关闭位置。在本发明的方法中,一个堵闭机构(152)在靠近液体源的第一位置可释放地关闭所述管子(28)。在第一位置释放所述管子(28),然后一个柱塞(73)在第一位置和第二位置之间压迫所述的管子(28),从而产生经管子(28)在向着液体源(23)的方向的液体流。

Description

流体输送装置
发明领域
本发明涉及一种输送液体及其它流体的流体输送装置。
发明背景
流体输送机构为领域内的一般技术人员所公知。正排量泵是一种作用在柔性管子上以产生泵送作用的的流体输送机构。一种作用在柔性管子上的正排量泵也称为阀式泵。在阀式泵的的工作中,一个柱塞压挤在柔性管子上,从而压迫装在柔性管子中的液体从柔性管子中流出。
正排量泵在这方面的一个应用是进行静脉输液。给患者进行静脉输液是领域内的一般技术人员所公知的。典型地,装在柔性容器中的盐水、葡萄糖或者电解质经一个诸如聚氯乙烯(PVC)管子之类的导管进入患者的静脉系统。许多场合下液体是在重力下输送的,而流量由一个滑轮夹控制,调节此滑轮夹限制管子的流腔直到获得所希望的流量。
从容器到患者的流体还可通过除滑轮夹之外的装置控制。现在越来越常用电子控制的输液泵。这种泵包括例如阀式泵。在这种装置中,通常设有一个容器或袋,用于向管子输送液体。采用堵闭机构,并通常采用一对堵闭机构夹在管子上。一个在堵闭机构之间压在管子之上的柱塞提供向患者输液的动力。当向患者输送液体时,所述堵闭机构之一松开。通过控制柱塞的行程达到不同的团块尺寸(bolus size)。通过改变堵闭机构和柱塞开/闭周期的频率而达到不同的流量。
现有技术的输液泵的一个缺点是堵闭机构和/或柱塞在管子上的作用最终会使管子变形从而改变泵出量。这种缺点可以因许多原因产生。堵闭机构或者柱塞的作用可延展管子从而改变管子内的容量。堵闭机构或者柱塞的作用可引起管子持久地固定在一个形状下,从而也造成管子内的容量改变。因而,累以时日,这类装置向患者输液量就会不准确。尽管已经设计了在泵送行程之间使管子恢复其原来形状的机械装置,但这类装置不能完全地消除阀式泵固有的不准确性。
所需要的是改善阀式泵准确性的医用输液泵。还需要在泵反复使用后不降低其每行程输送量准确性的医用输液泵。进一步需要能够提供上述优点然而依然使用标准的管子并且便于适配在多种多样的临床装置中的医用输液泵。
发明概述
本发明提供一种改善阀式泵的准确性的流体输送机构。本发明还提供一种在泵反复使用后不降低其每行程输送量准确性的医用输液泵。本发明进一步提供一种能够适配在多种多样的临床设备中的流体输送机构。本发明还提供一种适合在多种泵装置中使用的流体输送机构。
本发明提供一种以一根管子提供可输送流体流的流体输送机构。可输送流体的例子是液体和医药用液。所述流体输送机构包括至少两个具有一个打开位和一个用于可释放地卡住管子的关闭位的堵闭机构。在两个堵闭机构之间的管段形成计量室。设有一个第一柱塞和一个第二柱塞,每个柱塞有一个打开位和一个关闭位,用于可释放地挤压计量室。在本发明的方法中,一个堵闭机构可释放地在一个第一位置卡住靠近液体源的管子。第二堵闭机构可释放地在流体源和第一位置下游的第二位置处卡住管子。在第一位置释放管子,然后一个柱塞挤压第一位置和第二位置之间的管子,从而产生一个经管子向流体源方向的流体流。
附图简要说明
图1是本发明可以在其中使用的静脉输液泵的例子。
图2是图1所示的静脉输液泵在打开位的透视图。
图3是图1所示的静脉输液泵的分解图,示出了静脉输液泵的内部部件。
图4是图1所示的静脉输液泵的另一个分解图,示出了静脉输液泵的内部部件。
图5是根据本发明的原理制造的液体输送机构的示意图。
图6是根据本发明的原理制造的使用单柱塞的堵闭机构的平面截面图。
图7是图6所示的堵闭机构的正视截面图。
图8是沿图6的A-A轴线截取的正视截面图。
图9是沿图6的B-B轴线截取的正视截面图。
图10是沿图6的C-C轴线截取的正视截面图。
图11是沿图6的D-D轴线截取的正视截面图。
图12是沿图6的E-E轴线截取的图6的堵闭机构下游的正视截面图。
图13是沿图6的F-F轴线截取的图6的堵闭机构上游的正视截面图。
图14是根据本发明的原理的系统图。
图15是根据本发明的原理的阀/堵闭机构/柱塞布局的示意图。
图16是图15的阀/堵闭机构/柱塞布局的工作形态图。
图17是根据本发明的原理的阀/堵闭机构/柱塞布局的另一个实施例的示意图。
图18是图17的阀/堵闭机构/柱塞安排的工作形态图。
图19是根据本发明的原理制造的使用两个柱塞的流体输送机构的另一个实施例示意图。
图20是根据本发明的原理制造的使用两个柱塞的堵闭机构的另一个实施例平面截面图。
图21是图20所示的堵闭机构的正视截面图。
图22是沿图20的A-A轴线截取的正视截面图。
图23是沿图20的B-B轴线截取的正视截面图。
图24是沿图20的C-C轴线截取的正视截面图。
图25是沿图20的D-D轴线截取的正视截面图。
图26是根据本发明的原理的双柱塞安排的示意图。
图27是图26的双柱塞安排的大容量输液的工作形态图。
图28是图26的双柱塞安排的中容量输液的工作形态图。
图29是图26的双柱塞安排的小容量输液的工作形态图。
图30是根据本发明的原理制造的使用凸轮推动装置的流体输送机构的另一个实施例示意图。
图31是图30的凸轮轴的截面图。
图32a是图30的堵闭机构的工作形态图。
图32b是图30的堵闭机构的工作形态图,示出了凸轮的角位置与堵闭机构和柱塞位置的关系。
优选实施例详述
现在参照图1,一个其中可以使用本发明的流体输送机构的例子被标为210。尽管在此说明的例子是一个可移动的静脉输液泵,但本发明的原理可以应用于数种不同的输液环境。泵210包括一个主体部分214和至少一个流体输送机构216。泵210还包括一个盖子212。
现在参照图2,图1所示的静脉输液泵210处于打开位置。在泵210主体214内放置至少一个流体输送机构216。所述流体输送机构216包括一个管子装载通道228,管子28装载到其中进入泵210。所述流体输送机构216可以进一步包括一个管子装载件。一个底板229与此流体输送机构216相联接。一个顶板227与盖子212相联接。放在底板229上的是容纳机构281、283。放在顶板227上并且与容纳装置281、283联接的是闭锁装置291、293。
现在参见图3,这是图1所示的泵210的分解图。此泵210还包括一个放在盖子212上的垫216,垫216对泵210提供锁垫通道(keypadaccess)。在垫216中设有一个窗口用作显示器217。在优选实施例中,所述显示器217可以是LCD显示器。泵210包括一个用于控制泵210工作的电子控制器230。在泵210内放置一个堵闭机构240,堵闭机构240提供经管子228移动液体的装置,将于下面详细说明。在泵210中还安置有电源232,电源232提供运转泵210的电源。在所述优选的可移动的实施例中,电源232为一组电池。电磁阀242、243、244和245包括在堵闭机构240中。电磁阀242、243、244和245的功能将于下文详细说明。
参见图4,这是泵210的分解图,示出了泵210的内部部件。泵210还包括堵闭机构252、262和柱塞272、273。堵闭机构252、262和柱塞272、273的功能将于下文详细说明。
参见图5,这是根据本发明的原理制造的流体输送机构的示意图。提供有一个充以液体并且连接到管子28的柔性液体容器23。液体容器23放置在流体输送机构(未示)中的一个腔室内。在一个实施例中,容器23可以优选放置在一个固定的板22和一个可膨胀的气囊24之间。在可膨胀的气囊24的外面设有一个限位装置26。限位装置26的作用是限制气囊24的充胀,从而在充胀时,气囊24顶着容器23。气囊24可为流体推动的腔室。
在管子28装入流体输送机构中时,在第一固定板75和柱塞73之间的一段管子28受到预挤压。管子28被预压到非堵闭的位置。柱塞73每侧分别设有堵闭机构152、162,用于卡住管子28。在堵闭机构152和162之间放置一个计量室。放在柱塞73的液体容器23一侧的堵闭机构称为上游堵闭机构152,另一个堵闭机构则称为下游堵闭机构162。
管子28被预压使得原本是圆形的管子出现一个大致为椭圆形的截面。管子的预压还在管子中产生局部真空。通过把管子预压成为大致为椭圆形的截面,使得柱塞73单位冲程距离的输送剂量大于不用预压的输送剂量。而且,由于在松开柱塞对管子的挤压后形成的预压,管子预压使管子保持在受预应力的状态,从而提供一个力,使管子恢复到可接受的形状。另外,预压防止了在产生经过管子向着流体源方向的液体流动时管子的过度扩张。预压的这些方面在下文中将详细说明。
可获得的最大行程剂量可由下式说明:
Vb=(Vd/T)/(Nc/T)=Vd/Nc;式中:
Vb=行程剂量;
Vd=最低流体输送量
T=行程剂量输送的时间;及
Nc=输送的周期。
通常希望由预压产生的管子的弯曲半径等于或者大于管壁的厚度。这是为了使管子在受到预压时产生的可能降低管子柔性模数的应力最小。应用此半径限度,柱塞的最大行程距离定义如下:
Stmax=IDmin-2Wmax,式中:
Stmax=最大行程距离;
IDmin=管子的最小内径;而
Wmax=管壁的最大厚度。
理论行程容量可以定义为上、下游堵闭机构之间的管子长度和管子直径的函数,而管子的直径在输送行程容量是变化的。因此行程容量可以定义如下:
Vb=Vo-Vr;式中
Vb=行程容量;
Vo=管子原来的容量;
Vr=在输送行程容量后管子中剩余液体的容量。Vr可以如下计算:
Vr=Va+Vf;式中
Va=具有弧直径Da的椭圆形弧的容量;
Va=πPL(Da/2)2
  =πPL(Da/2)(Da/2)
  =πPL(Da2/4);式中
PL=柱塞的长度;Vf=长度为Lf的椭圆扁平段的容量Vf=DaLfPL; 式中Da=ID-St; 式中
ID=管子的内径;而
St=柱塞的行程距离;Lf=(Ci-La)/2=[(πID)-(πDa)]/2=[πID-π(ID-St)]/2;=(πSt)/2;
Ci=管子的内周长;Va=πPL(Da/2)2=πPL[(ID-St)/2]2=πPL{[(ID-St)(ID-St)]/4}=πPL{[ID2-2IDSt+St2]/4};Vf=DaLfPL=PL[(ID-St)(πSt)/2]=πPL[(ID-St)(St/2)]=πPL[IDSt-St2]/2=πPL[(2IDSt-2St2)/4];Vr=Va+Vf=πPL{[ID2-2IDSt+St2]/4}+πPL{[2IDSt-2St2]/4}=πPL{[ID2-2IDSt+St2+(2IDSt-2St2)]/4}结合以上各项给出:Vb=Vo-Vr=πPL[ID2/4]-πPL{[ID2-St2]/4}=πpL[ID2/4]-[(ID2-St2)/4}=πpL[ID2-ID2-St2]/4]=πPLSt2/4
可见因为预压,管子取近似椭圆形的形状,行程容量不取决于管子内径的大小。还有,因为管子形状从圆变成椭圆,行程容量不随柱塞行程距离线性地变化。
当柱塞73推在管子28上时,对于固定的行程距离,在柱塞73行程开始时用圆形管子与用椭圆形管子28相比,开始时用圆形管子输送的行程剂量会少。但是由于行程距离是固定的,因此推动柱塞在行程距离上运动所耗能量是相同的,而不论开始时的管子形状如何。因此预压管子28使得对于给定的行程容量,推动液体流经管子28能量消耗少。当柱塞73由推按管子28退回时,柱塞73的退回使管子28的预压被恢复。因此管子28被减压至第二非松驰位置。
图6至图13描述了根据本发明的原理制造的堵闭机构40的一个实施例。图6是堵闭机构40的平面截面图。图7是堵闭机构40的正视截面图。
上游堵闭机构152和下游堵闭机构162两者都弹簧加载把堵闭机构152和堵闭机构162偏压到关闭的位置。堵闭机构152、162和柱塞73每个都连接到气缸,气缸由压缩空气操作并且由一个控制器(未示)控制。每个与堵闭机构152、162联接的气缸优选地由一个三通电磁阀43、45控制,并且与柱塞73联接的气缸优选地由一个三通电磁阀42控制。两个电磁阀42、44可以用于控制与柱塞73联接的气缸,视堵闭机构40的气动设计和控制操作程序而定。
为了保证管子28畅通便于输送液体,下游堵闭机构162在柱塞73向关闭位置移动之前打开。为了防止回流,下游堵闭机构162在柱塞73返回打开位置前关闭。在堵闭机构打开的时间内不打开上游堵闭机构152。这种操作程序的方法用于防止液体的自由流动。
上游和下游堵闭机构152、162是打开和关闭容器23、计量室和管子28的远端之间的液体通道的机械阀门。上游和下游堵闭机构152、162还使液体能够充灌计量室,并且没有自由流动或者回流地从计量室放出液体。
上游和下游堵闭机构152、162通常是关闭的。上游和下游堵闭机构152、162以由预加载弹簧产生的优选约2.5磅的力夹紧管子28。上游和下游堵闭机构152、162两者都设计得使预加载弹簧力可以受调节。预加载弹簧力应当足以使堵闭机构152、162能够夹紧管子28。
柱塞73设计成移动的板以向管子28上施加压力。柱塞优选地由铝制造,然而其它材料,包括金属和塑料都是适宜的制造材料。板75优选地设置成通道形状,以容纳柱塞73。板75和柱塞73放置在堵闭机构40内。
类似地,堵闭机构40可以用铝或者其它的适当材料构成。堵闭机构40上构造有三个气缸,用于操作上游和下游堵闭机构152、162和柱塞73。每个与上游和下游堵闭机构152、162相联系的气缸直接连接到一个电磁阀。柱塞73至少连接一个直列电磁阀。
图8表示沿图6的A-A轴线截取的堵闭机构40的正视截面图。上游堵闭机构152处于关闭的位置并且柱塞73也处于关闭的位置。下游堵闭机构162和柱塞73两者都处于打开的位置。示出了与柱塞73相联接的电磁阀42。
图9是沿图6的B-B轴线截取的正视截面图。描述了电磁阀42和柱塞73之间的入口气动连接47。
图10是沿图6的C-C轴线截取的正视截面图。由图中可以见到分别从电磁阀43和从电磁阀43到上游堵闭机构152和下游堵闭机构162的气动管线。
图11是沿图6的D-D轴线截取的正视截面图。描述了电磁阀42和柱塞73之间的出口气动连接82。
图12和图13分别是上游和下游堵闭机构152、162的正视截面图。图12是沿图6的E-E轴线截取的截面图,而图13是沿图6的F-F轴线截取的截面图。在图12中可见上游堵闭机构在关闭位置夹紧管子28。在图13中可见下游堵闭机构162在打开位置。
在一个实施例中,用一个常规的空气压缩机为堵闭机构40和气囊24提供所有的空气压力。可以用一个空气压缩机为气囊24提供空气压力,另一个第二空气压缩机为堵闭机构40提供空气压力。还可以使用多个空气压缩机。
现在参见图14,可以看到根据本发明的原理的系统。此系统使用一个流体压缩机39。一个电源32向阀控制器35供电。阀控制器35控制一个气囊控制阀31。气囊控制阀31向气囊24提供压缩空气,气囊24再压迫容器23以产生压力流体源。
电源32还向控制器33以及压缩机39供电。控制器33控制压缩机39,用压缩机39产生要储存在储能罐37中的流体压力。储能罐37使压缩机39的工作能够间歇,从而节省电源32供电。在优选实施例中,所述流体是空气。控制器33还控制供选用的电磁尖峰和保持电路36。所述电磁尖峰和保持电路36控制电磁线圈,而电磁线圈控制堵闭机构40。没有电磁尖峰和保持电路36时,控制器33直接控制堵闭机构40。控制器33控制电磁尖峰信号和保持电路36。压缩空气从储能罐37配送到堵闭机构40,堵闭机构40包括上游堵闭机构152、下游堵闭机构162、柱塞73。和气囊24。后文详细说明电磁阀的工作。
储能罐37优选地由约0.3175厘米(0.125英寸)厚的铝焊接构成,容量约为315立方厘米(19.2立方英寸)。然而也可以使用其它的材料,其它构造方法和其它的尺寸。储能罐37必须构造得能够安全地容纳用于操作气囊24、上游堵闭机构152、下游堵闭机构162、柱塞73所需要的空气压力。压力范围可以在从约1psig(表压)到约50psig的范围,优选地从约3psig到约15psig的范围。储能罐37的尺寸和空气压力的大小可以加以选择以减少空气压缩机的运转时间,从而节省能量。上游堵闭机构152和下游堵闭机构162将优选地工作在9psig空气压力下,压力范围从约7psig到11psig,而气囊24将优选地工作在3psig空气压力下,压力范围从约2psig到4psig。
当储能罐37中的能量降低到由作为控制器33的一个部分的压力传感器(未示)所确定的最低设定点之下时,控制器33启动空气压缩机39以重新充灌储能罐37,把储能罐37中的空气压力增加到由一个第二压力传感器所确定的最高压力。由压力传感器确定的压力范围称为工作压力包络。
气囊24中的压力由一个压力传感器监测并且受控制器33的控制。气囊24中的空气压力最终施加在流体容器23上。容器23中的压力施加在管子28上。当流体从流体容器23中逸出时,气囊24中的压力降低到由一个由传感器确定的下压力设定点。在此点,控制器33会启动电磁阀,使压缩空气流入气囊24,从而增加气囊24中的空气压力,直到达到由压力传感器确定的上压力设定点。而后控制器33重新启动电磁阀,以关闭并且隔离储能罐37和气囊24之间的压力。
所述电磁阀可以从例如PACKER CORPORATION公司得到。电磁阀优选地具有1V到12V的直流工作电压,耗电约50毫瓦至1000毫瓦,反应时间为1毫秒至1000毫秒。经过电磁阀的流速在0.25mL/分钟(6.6×10-5加仑/分钟)至1000mL/分钟(0.26加仑/分钟)。用作控制气囊压力的电磁阀具有4伏特的直流工作电压和约500毫瓦的功耗。
包括在控制器33中的微处理器36包括多个独立的程序。微处理器36还包括多个微处理单元。一个程序控制气囊24,而其它程序控制堵闭机构40。公知地,气囊24越扩张,气囊24向容器23传递能量的效率就越低。因此含在微处理器中的程序被设计成使得气囊24的压力设定点在每个重新充气的过程中增加一定的压力。这个压力增量称为气囊效率补偿压力或者称作调整压力。理想地,气囊24中的压力要尽可能地低,以防止漏出或者撑破容器23,并且防止管子28的内部膨胀,然而还要大得足以把液体推出容器23。此程序还周期地检查储能罐37中的压力和气囊24中的压力。
用于操作堵闭机构40的程序实现三个主要功能:用户接口、工作压力控制,和工作时序控制。在所述程序中包括一个Munich子程序或者领域内所公知的其它的子程序,用于控制气囊24。在通过检测累计压缩机39活动确定气囊24扩展时,最大压力设定点向上偏置。这个累计压力控制方法降低了经气囊24传递能量的无效性;因此计量室被持续地充灌并且产生一致的行程剂量,从而导致高的流量准确性。
随着通过启动电流开关接通流体输送机构,控制气囊24的程序执行自检。成功完成自检之后,程序开始压迫压气囊24并且开始检查所述输送系统的气动部件是否泄露,并且检查堵闭机构152、162和柱塞73的位置。泄露检测约用30秒时间完成;在这个时间内如果液体从容器23逸出,则泄露检测失败,同时接通报警。如果没有发现泄露,程序通过发出一个低-高蜂鸣音指示准备就绪信号。接着,此程序将检查用户输入,优选地以来自用户接口38的密码的形式。从电源打开时开始,如果没有接收到密码,程序将周期性地启动上述程序。如果这个程序期间空气压力降到任何设定点之下,微处理器会启动空气压缩机39。可以使用附加的程序。
用户接口38包括三个功能:一个编程面板,一个LCD显示器,和一个IR通信口。编程面板包括一个编程用的按键板,例如:流速、行程剂量、剂量数目、要输液的容量、输液时间、流体输送机构的状态、和/或要施加在上游和下游堵闭机构152、162上的压力。按键板也可以用于为堵闭机构40编制操作程序。每次按键由一个短的蜂鸣音报知。要输送的液体容量可以从一个行程剂量表选择,此表指示例如:5毫升(0.00132加仑)、10毫升(0.00264加仑)、50毫升(0.0132加仑)、100毫升(0.0264加仑)、250毫升(0.066加仑)、300毫升(0.079加仑)和999毫升(0.264加仑)。优选地,流速可以选自一个流量表,此表指示,例如0.5毫升/小时(0.000132加仑/小时)、1毫升/小时(0.000264加仑/小时)、2毫升/小时(0.000528加仑/小时)、3毫升/小时(0.000793加仑/小时)、4毫升/小时(0.00106加仑/小时)、5毫升/小时(0.00132加仑/小时)、10毫升/小时(0.00264加仑/小时)、20毫升/小时(0.00538加仑/小时)、50毫升/小时(0.0132加仑/小时)、100毫升/小时(0.0264加仑/小时)、和200毫升/小时(0.0528加仑/小时)。流体输送机构的状态可以经一个开关访问,这个开关用于打开和/或关闭所述流体输送机构。在开关启动时,微处理器36将依据从用户接口38接收的编程参数开始输液,并且按照经红外线通信接口输入的时序周期运转。再次按下开关以停止液体输送。还可以设一个能够预览液体输送状态的菜单开关。
要施加在上游和下游堵闭机构152、162上的压力可以经一个负载开关访问,此开关手动地分别启动柱塞73的电磁阀42、44连通,并且分别施压于控制上游和下游堵闭机构152、162的电磁阀43、45。这个特征便于把管子28装入堵闭机构40中。
LCD显示器提供了液体输送的编程参数的视觉输出。例如,当用作输液泵时,LCD显示行程剂量、流速和状态;而且还显示向患者输送液体的当前累计容量。当前累计容量是根据向患者输液的次数所确定的。
红外线通信口检查和/或修正流体输送机构工作参数,包括输送行程剂量的时序、行程剂量、和工作压力参数。当流体输送机构电源开关接通时或者用户要求经用户接口显示时,一个程序显示出参数菜单以及当前的设定。工作参数保存在可擦可编程只读存储器(EPROM)中,并且任何改变都是持久不变的。
堵闭机构程序还控制向储能罐37供应压缩空气的空气压缩机39;来自储能罐37的压缩空气用于操作上游和下游堵闭机构152、162和柱塞73。可以经红外线通信口调节压力设定点和压力包络。储能罐中37的压力对于堵闭机构40的性能并不重要,只要此压力保持在堵闭机构40元件的工作压力要求所决定的最低限度之上就行。
堵闭机构程序还控制电磁阀42、43、44、45的时序和液体输送的时序。一个电磁时序控制程序用于操作上游和下游堵闭机构152、162和柱塞73。
计划时序控制程序是根据选择的流速和行程剂量做出的。经用户接口38输入流量和行程剂量时,程序自动地计算计划的输送时间。例如,为了找出行程剂量为0.083毫升、输液流量为100毫升/小时的时间表,首先程序假定行程剂量在输液过程中是一致的。为了以每行程输液0.083毫升的流速输液100毫升,需要1204.8输送周期;为了每小时,或者说3600秒把堵闭机构40操作1204.8次,堵闭机构40要在2.988秒执行一个周期。因此,输液时间进度是可计算的。
参照图15,是堵闭机构40中使用的三个电磁阀和单个柱塞的安排的示意图。电磁阀43用于控制上游堵闭机构152,电磁阀45用于控制下游堵闭机构162,而电磁阀42用于控制柱塞73。
参见图16,这是使用图15的布局的堵闭机构40的工作形态图。电磁阀45通电时,通常关闭的口连通使空气压力能够进入下游堵闭机构162的气缸,从而对抗预加载的弹簧力打开下游堵闭机构162。这个动作使柱塞73推在管子28上时液体能够从计量室逸出。在柱塞73向前运动时下游堵闭机构162保持开通(电磁阀45保持通电),直到柱塞73在时间段(m)内达到最大行程。在时间段(m)之后,电磁阀45断电,从而通常敞开的口连通,以使下游堵闭机构162的气缸排气。在此点,预加载的弹簧施加一个力,以便夹紧下游堵闭机构162处的管子28。
在下游堵闭机构162打开时间段(c)后,电磁阀46通电,通常关闭的口连通以使空气压力能够进入柱塞73的气缸,从而在时间段(d)内克服预加载的弹簧力推动柱塞73向前。时间段(d-e)设计得能有足够的电磁阀42打开时间,以便在柱塞73的气缸内建立足够的压力。电磁阀42断电,使柱塞73的气缸排气,以便让柱塞73返回原位。
尽管时序函数示为阶越函数,也可以是非线性的时间函数。
在电磁阀45断电一段时间(f)之后,电磁阀43通电,通常关闭的口连接使空气压力能够进入上游堵闭机构152,从而克服预加载的弹簧力推压开通上游堵闭机构152。这个动作使液体能够经上游堵闭机构152退回流体源,从而涌回,转而重新打开管子28中由上游堵闭机构152产生的夹紧区。
在涌回期间过后,尽管上游堵闭机构152仍敞开,但两个电磁阀42都断电。通常敞开的口连接使空气能从柱塞73的气缸排出。在此点,柱塞73的预加载弹簧施加一个力以推开柱塞73,从而释放管子28并且产生一个吸力,从容器23中抽液体以充灌计量室。
在时间段(a/h)之后,电磁阀43断电,通常打开的口连接使上游堵闭机构152的气缸排气。在此点,上游堵闭机构152的预加载的弹簧施力以夹紧上游堵闭机构152处的管子28,并且控制器33在剩下的进度时间内切换到等待模式,直到唤醒进行下一个输液行程。在计划的时间周期(T)之内,所有上述运作和程序重复进行,周期(T)代表在一定流速和给定行程剂量下的输液行程频度。
参见图17,图示堵闭机构40用的、采用四个电磁阀的布局的示意图。电磁阀43用于控制上游堵闭机构152,电磁阀45用于控制下游堵闭机构162,电磁阀42用于控制柱塞73的向前运动,而电磁阀44用于泄放柱塞73。
参见图18,这是使用四个电磁阀的堵闭机构40的工作形态图。在电磁阀45通电时,通常关闭的口连接使空气压力能够进入下游堵闭机构162的气缸,从而对抗预加载的弹簧力开通下游堵闭机构162。这个动作使柱塞73推在管子28上时液体能够从管子28逸出。在柱塞73运动以压挤管子28一个时间段(c+d+e)期间,下游堵闭机构162保持开通。
在下游堵闭机构162打开后,电磁阀42通电,通常关闭的口连接以使空气压力能够进入柱塞73的气缸,从而在时间段(d)内对抗预加载的弹簧力推动柱塞73向前。时间段(d-e)设计得能有足够的电磁阀42打开时间,以便在柱塞73的气缸内建立足够的压力。然后电磁阀44断电。在此时间点,柱塞73到达其行程终点,并且保持此向前的位置。
在电磁阀42断电时间段(e)之后,电磁阀45断电,通常敞开的口连接以泄放与下游堵闭机构162联接的气缸。在此时间点,下游堵闭机构162的预加载弹簧将施加力,以闪紧下游堵闭机构处的管子28。时间段(e)设计为变量,以确定下游堵闭机构162在打开位置的时间;如果下游堵闭机构162在打开位置的时间量是确定的,这个变量可以去掉。
在电磁阀45断电时间段(f)之后,电磁阀43断电,通常关闭的口连接使空气压力能够进入上游堵闭机构152的气缸,从而顶着预加载弹簧推开上游堵闭机构152。这个动作使在柱塞73退回打开位置时液体能够充灌计量室,在此段时间内上游堵闭机构152保持打开,使液体能够完全充灌计量室。时间段(f)设计用于保证下游堵闭机构162在上游堵闭机构152打开前是关闭的。
在电磁阀43通电的同时,电磁阀44也通电,因而通常敞开的口连接使空气从柱塞73的气缸泄放。在此点,柱塞73的预加载的弹簧把柱塞73推回打开的位置,从而释放管子28并且产生一个吸力,从容器23中抽液体充灌计量室。在此段时间内,上游堵闭机构152保持打开,使液体能够完全地充灌计量室。
在图17和图18所示的流体输送机构的实施例中,液体涌回是可行的。在所述液体涌回操作中,把液体经管子28推动向流体源退回。以此方式,涌回的力可以用于重新打开在其它情况下塌陷了的管子28。只要在管子28中有液体,涌回就能起作用。
现在参见图19,这是根据本发明的原理制造的使用双柱塞的流体输送机构的另一个实施例示意图。与图5到18所述的相关实施例一致,尽可能用同样的号码标示同样的元件。管子28在流体输送机构中时,管子28在第一固定板75和第一柱塞72之间的一段受到预压,同时管子28在第二固定板76和第二柱塞73之间的另一段受到预压。第一固定板75和第二固定板76可以是一个连续的板的两部分。在柱塞72、73的每侧分设两个堵闭机构152、162以夹紧管子28。在两个堵闭机构152、162之间放置一个计量室。
图20至25描述图19的堵闭机构40的可选实施例。图20是堵闭机构40的平面截面图。图21是堵闭机构40的正视截面图。
上游堵闭机构152和下游堵闭机构162两者都由弹簧加载到关闭位置。柱塞73、73两者都由弹簧加载到打开位置。上游和下游堵闭机构152、162及柱塞72,73分别与由压缩空气操作的气缸相连。与上游和下游堵闭机构152、162联接的各个气缸优选地由三通电磁阀43、45控制,而两个与柱塞72、73联接的气缸优选地分别由电磁阀42、44控制。一个包括微处理器36的控制器33控制电磁阀42、43、44、45的工作。微处理器36可包括多个微处理单元。本实施例中的控制器33和微处理器36的功能和操作与前述那些部件的功能和工作类似。
可供选择地,可以用一个压力传感器(未示)以便于控制柱塞72、73的行程距离。为每个柱塞72、73各设一个与压力传感器联接的附加的电磁阀(未示)。附加的电磁阀提供从气缸泄放空气的打开和关闭能力。压力传感器提供一个与每个气缸中的压力成比例的输出信号。输出信号由控制器33检测。控制器33控制电磁阀42、44和与各个柱塞联接的附加的电磁阀的打开和关闭。从而电磁阀42、44和附加的电磁阀可以打开和关闭,以增加气缸压力或者泄放气缸,从而控制柱塞72、73的行程。
为了保证管子28的开通并且为输液准备就绪,在柱塞72、73向关闭位置运动前下游堵闭机构162打开。为了防止回流,下游堵闭机构162还在柱塞72、73返回打开位置前关闭。在下游堵闭机构打开的期间,上游堵闭机构152不打开。这种操作工序用于防止液体自由流动。
上游和下游堵闭机构152、162为前文所述的机械阀门。本实施例中由堵闭机构152、162提供的设计、生产及功能与前文所述一致。柱塞72、73设计成向管子28施加压力的活动板,如前文所述。因此本实施例中由柱塞72、73提供的设计、生产及功能与前文所述一致。
堵闭机构40内构造有四个气缸,用于操作上游和下游堵闭机构152、162和柱塞72、73。与上游和下游堵闭机构152、162联接的各个气缸直接连接一个直列电磁阀。柱塞72、73各连接至少一个直列电磁阀。
图22表示堵闭机构40沿图20的A-A轴线截取的正视截面图。上游堵闭机构152示于关闭位置,柱塞72也同样示于关闭位置。下游堵闭机构162和柱塞73示于打开位置。图示出与柱塞73联接的电磁阀42的位置。类似地,示出了与柱塞73相联接的电磁阀44的位置。
图23是沿图20的B-B轴线截取的正视截面图。描述了电磁阀42和柱塞72之间的入口气体管线连接47。类似地描述了电磁阀44和柱塞73之间的入口气体管线连接49。
图20是沿图20的C-C轴线截取的正视截面图。由图中可以见到分别从电磁阀43,和从电磁阀45连接到上游堵闭机构152和下游堵闭机构162的气动管线的位置。
图25是沿图20的D-D轴线截取的正视截面图。描述了电磁阀42和柱塞72之间的出口气体管线连接82。类似地描述了电磁阀44和柱塞73之间的气体管线连接84。出口管线连接82、84分别泄放与各个柱塞72、73联接的气缸。
上游和下游堵闭机构152、162的截面分别与图12和13所示各图类似。从而沿图20的E-E截取的截面与图12有同样的外形。类似地,沿图20的F-F截取的截面与图13有同样的外形。
参见图26,所示为在堵闭机构中采用四个电磁阀的双柱塞安排的示意图。电磁阀43用于控制上游堵闭机构152,电磁阀45用于控制下游堵闭机构162,而电磁阀42用于控制柱塞72,电磁阀44用于控制柱塞73。所述双柱塞布局提供以下功能:在较大的流量,两个柱塞72、73都可以编程,以便并平行工作以产生较大的行程流量;在中等流速下,其中一个柱塞,例如柱塞72可以在柱塞73不能再产生稳定的流量时工作,或者,两个柱塞72,73可以编程为串连工作以节省能量;在较低的流速下,其上游堵闭机构长时间夹紧管子28,柱塞72、73可以编程得进行涌回工作。当管子28长时间由堵闭机构152、162夹紧时,管子28可能不能重新找开,让液体重新灌充计时室。涌回操作朝向容器23把液体回推到管子28中,从而打开上游堵闭机构152处的管子28。在本优选实施例中,涌回操作通过采用至少两个柱塞提供。使用两个柱塞保证在管子28中有一些液体以提供涌回。
一般地说,管子28通过涌回操作恢复到或重新扩张到其原始直径,从而向患者以准确的行程流量输液。当管子28由下游堵闭机构152夹紧一个长时间后,在下游堵闭机构152打开时,管子28将只能缓慢地释放压力。随后,在下游堵闭机构152关闭向患者输液前,计量室可能不会完全充灌。计量室不完全充灌的后果是不能向患者输送准确的行程流量。通过经管子28在与流体源相反的方向推挤液体,在管子28夹紧处,在计量室重新充灌液体前,管子可以重新扩张至其原来的直径。下文对此更加详述。
在较大的液体流速下,电磁阀45通电,通常关闭的口连接使空气压力能够进入下游堵闭机构162的气缸,从而对抗预加载的弹簧力,以打开下游堵闭机构162。当柱塞72或73推在管子28上时,这个动作使液体都能够从计量室逸出。
现在参见图27,下游堵闭机构162在柱塞72、73向前运动时保持开通(电磁阀45保持通电),直到柱塞72、73在时间段(m)达到最大行程。在时间段(m)之后,电磁阀45断电,从而常开的口连接以泄放下游堵闭机构162的气缸。在此点,预加载的弹簧施加一个力,以便夹紧下游堵闭机构162处的管子28。
在下游堵闭机构162打开时间段(c)后,电磁阀42通电,常闭的口连接以使空气压力能够进入柱塞72,从而在时间段(d)内对抗预加载的弹簧力推动柱塞72向前。时间段(d-e)使得能有足够的电磁阀42打开时间,从而在柱塞72的气缸内建立足够的压力以输送第一行程量。在下游堵闭机构162打开一时间段(n)后,电磁阀44通电,常闭的口连接,以使空气压力能够进入柱塞73的气缸,从而在时间段(o)内对抗预加载的弹簧力推动柱塞72向前。时间段(o-e)使得能有足够的电磁阀44打开时间,从而在柱塞73的气缸内建立足够的压力以输送第二行程量。尽管时序函数示为阶越函数,也可以是非线性的函数。
在电磁阀45断电一时间段(f)之后,电磁阀43通电,共同的且常闭的口连接,使空气压力能够进入上游堵闭机构152的气缸,从而克服预加载的弹簧推压开通上游堵闭机构152。这个动作使液体能够在柱塞72、73返回时充灌计量室。上游堵闭机构152打开一个时间段(a/h),以保证液体完全充灌计量室。时间段(f)设计用于确保在打开上游堵闭机构152之前,下游堵闭机构162关闭。
在电磁阀43通电的同时,两个电磁阀42和44都断电。共同的且常开的口连接,使空气能从柱塞72、73的气缸退出。在此点,预加载的弹簧施加一个力以推回柱塞72、73,从而释放管子28并且产生一个吸力,从容器23中抽液体以充灌计量室。上游堵闭机构152在时间段(a/h)保持打开,以保证液体完全充灌计量室。
在时间段(a/h)之后,电磁阀43断电,共同的且常开的口连接以泄放上游堵闭机构152的气缸。在此点,上游堵闭机构152的预加载的弹簧施加一个力以夹紧上游堵闭机构152处的管子28。控制器33在剩下的进度时间内切换到等待模式,直到唤醒进行下一个输液行程。
所有上述动作和程序在定出的时间周期(T)之内进行。周期(T)代表一定流速和给定行程剂量下的输液行程频度。
参见图28,在中等的输液流速范围内,工作形态与大流速的形态类似,除非使柱塞73不工作或者编程得与柱塞72串连工作。如果编程让柱塞73工作,时间段(m)、(d)(f)和(T)延长,以便在单个输液周期内容纳第二个行程量。
在低的输液流速范围内,在输液周期之间的间歇长,引进管子28在上游堵闭机构152处被夹紧并且形变,如上文所述。夹紧管子28可以防止液体快速充灌计量室。
参见图29,为了处理低流速输液,电磁阀45通电,共同的且常闭的口连接,使空气压力能够进入下游堵闭机构162的气缸,从而对抗预加载的弹簧力开通下游堵闭机构162。这个动作使得当柱塞72和/或73推在管子28上时液体能够从计量室逸出。在柱塞72、73向前运动时下游堵闭机构162保持开通(电磁阀45保持通电),直到柱塞72、73在时间段(m)达到最大行程。在时间段(m)之后,电磁阀45断电,共同的且常开的口连接,以泄放下游堵闭机构162的气缸。在此点,预加载的弹簧施加一个力,以便在下游堵闭机构162处夹紧管子28。
在下游堵闭机构162打开一个时间段(c)后,电磁阀42通电,共同的且常闭的口连接,以使空气压力能够进入柱塞72的气缸,从而在时间段(d)内对抗预加载的弹簧力推动柱塞72向前。时间段(d-e)设计得能有足够的电磁阀42打开时间,在柱塞72的气缸内建立足够的压力。然后电磁阀42断电,泄放柱塞72的气缸,以使柱塞72能够返回其原来的位置。
在电磁阀45断电时间段(f)之后,电磁阀43通电,共同的且常闭的口连接,以使空气压力能够进入上游堵闭机构152的气缸,从而在时间段(o)内对抗预加载的弹簧力推动柱塞73向前。时间段(o)使得能有足够的电磁阀44打开时间,从而在柱塞73的气缸内建立足够的压力,以执行逆向输送。然后电磁阀44断电,泄放柱塞73的气缸,以使柱塞73能够返回其原来的位置。在柱塞73向前运动时,一定量的液体被推回,以冲击开上游堵闭机构152。这称为涌回周期。
在涌回周期之后,尽管上游堵闭机构152仍然打开,但两个电磁阀42和44都断电。共同的且常闭的口连接,使空气能够从柱塞72、73的气缸中泄放。在此点,柱塞72、73的预加载的弹簧施加一个力,分别把柱塞72、73打开,从而释放管子28并且产生一个吸力,从容器23中抽液体充灌计量室。
在时间段(a/h)之后,电磁阀43断电,共同的且常开的口连接,以泄放上游堵闭机构152的气缸。在此点,上游堵闭机构152的预加载的弹簧施加一个力以夹紧上游堵闭机构152处的管子28。而控制器33在剩下的进度时间内切换到等待模式,直到唤醒进行下一个输液行程。这里所有上述动作和程序也是在预计的时间周期(T)之内进行。周期(T)代表一定流速和给定行程剂量下的输液行程频度。
重要的是控制运转相位和相关的时序,以达到本发明的流量精度。在堵闭机构40中有三个不同的动态相位。它们是充灌相位、输送相位、延迟或等待相位。
充灌相位开始于电磁阀43通电以开通上游堵闭机构152;柱塞72、73返回,以产生由管子28和受压的容器23的弹性发出的造成的吸力,把液体吸入计量室。充灌相位终止于上游堵闭机构152关闭以夹紧管子28,把计量室与容器23分离。
输送相位开始于电磁阀45通电以开通下游堵闭机构162;柱塞72、73向前运动,推挤在管子28上以输送行程量。电磁阀45断电(或者重新通电)以关闭下游堵闭机构162,接着是一个延迟相位。此延迟相位用于保证下在上游堵闭机构152打开前游堵闭机构162被完全夹紧。输送周期的最后一个相位是延迟或等待相位。优选地,等待相位是在输送和充灌相位之后的进度时间(Ts)所剩的时间。下面的公式说明等待相位:
                      Tw=Ts-(Tf+Td)式中Tw是等待相位的时间,Ts是进度时间,Tf是充灌相位的时间,而Td是输送相位的时间。因为进度时间根据流速变化,因此等待时间也取决于流速。选种流量大小也依据由哪个相位相继地开始输送周期,以及充灌计量室的方法而受到影响。
本发明的气动流体输送机构也可以作为使用例如空气压缩机等单个压缩机的模块系统,以向柱塞和堵闭机构及可选地向储能罐提供压缩空气。用在所述模块系统中的各个独立的流体输送机构中可以包括一个可供选择的可充气囊。从而,例如可以用这种模块系统向一个患者输送多种药液。
用一个空气压缩机操作堵闭机构40的一种供选择的方案是图30所描述的凸轮推动机构。电动马达181可旋转地驱动凸轮轴189,使得安装在凸轮轴189上的凸轮旋转增加。与凸轮联接的是凸轮跟随器。凸轮轴189的旋转引起凸轮的旋转,凸轮以现有技术所公知的方式作用在凸轮跟随器上。凸轮跟随器再操作堵闭机构40的部件。
凸轮172和相关的凸轮跟随器182说明凸轮推动机构180的工作。在凸轮172旋转时,引起凸轮跟随器182在一个平面中运动,并且进入和脱离凸轮轴189。凸轮跟随器182还与下游堵闭机构162联接,从而在凸轮进入和脱离凸轮轴189时,引起下游堵闭机构打开和关闭。如所述,下游堵闭机构162整体地形成于凸轮跟随器172的远端。以类似的方式,一个凸轮跟随器183与上游堵闭机构152联接,并且使上游堵闭机构152由于凸轮173的旋转而打开。
可以让多个凸轮可操作地与多个柱塞联接。如图30所示,五个凸轮跟随器185a、185b、185c、185d和185e可操作地与五个不同的凸轮175a、175b、175c、175d和175e联接。在各个凸轮跟随器185a、185b、185c、185d和185e的远端放置五个柱塞。分别作用在凸轮跟随器185a、185b、185c、185d和185e上的凸轮175a、175b、175c、175d和175e的旋转使得柱塞打开和关闭。
图30还示出了把管子28(未示)放在受堵闭机构40作用的位置上的一个实施例。例如,一个盖子195可以具有一个安置在盖子195的面上的沟槽193。盖子195可以铰接在堵闭机构40上。当盖子195向柱塞175a、175b、175c、175d和175e以及堵闭机构152、162旋转时,可以把管子28带入受柱塞175a、175b、175c、175d和175e和堵闭机构152、162作用的位置。
参见图31,在截面图中可见凸轮175a放置在凸轮轴189上。凸轮跟随器185a可操作地与凸轮175a联接。典型的凸轮,凸轮175a确定其表面侧面中的一个改变。这看作是上区211和下区213。
随着凸轮175a在凸轮轴189上转动,当凸轮器跟随器175a与上区211接触时,凸轮跟随器185a从凸轮轴189向回运动离开。当凸轮跟随器175a开始移入下区211时,凸轮跟随器175a运动接近凸轮轴189。凸轮跟随器的纵轴大致与凸轮轴189横轴线伴行延伸。
凸轮推动装置180的凸轮绕凸轮轴189设置,使得在电动机转动凸轮轴189时,凸轮跟随器以适当的顺序操作堵闭机构40的部件。如前文所述,所述适当的的顺序由控制器33以及包括在微处理器36中的程序控制。从而,可以理解,本发明的凸轮推动装置180可以操作柱塞175a、175b、175c、175d和175e及上游和下游堵闭机构152、162。在这样进行时,本发明的凸轮推动装置取代了电磁阀42、43、44和45并且导致取消了分别与各个柱塞175a、175b、175c、175d和175e及上游和下游堵闭机构152、162相联接的气缸。
图32a和图32b所示为图30的堵闭机构40的工作形态图。图32a和图32b两者在凸轮172、175a、175b、175c、175d和175e和173的打开和关闭的位置的标识方面是相同的。图32a说明了位置,而图32b指出凸轮轴189要转动到图32a所述的位置所经过的角度。以所述的凸轮推动装置,可以只用一个柱塞执行涌回操作。在使用多个柱塞时,可以通过同时启动所有的柱塞得到涌回。涌回过程示于图32a。
应当理解,对于领域内的一般技术人员会知道对于本文所述的优选实施例可以有各种的变化和修改。这些变化和修改可以不偏离本发明的精神和范围地并且不减少其伴随的优点。就此这些变化和修改涵盖在所附权利要求书中。

Claims (14)

1.一种经过管子提供可输送液体的流动的装置,所述装置包括:在一对堵闭机构之间形成的管子中的一个计量室;一个位于所述计量室上游的第一堵闭机构;一个位于所述计量室下游的第二堵闭机构;每个堵闭机构各有一个打开位置和一个可释放地阻塞所述计量室的关闭位置;及一个第一柱塞和一个第二柱塞,每个柱塞有一个打开位置和一个可释放地压缩计量室的关闭位置。
1.1 根据权利要求1的装置,其特征在于,进一步包括在压力下向计量室提供可输送流体源的装置。
1.1.1 根据权利要求1.1的装置,其特征在于,在压力下向计量室提供可输送流体源的装置还包括一个可充胀的气囊。
1.1.1.1 根据权利要求1.1.1的装置,其特征在于,在压力下向计量室提供可输送流体源的装置还包括一个流体压缩机,用于向可充胀的气囊提供压缩液体。
1.1.2 根据权利要求1.1的装置,其特征在于,在压力下向计量室提供可输送流体源的装置还包括一个储能罐,它与流体压缩机和所述的可充胀的气囊流体连通,所述储能罐储存压力下的压缩液体。
1.1.2.1 根据权利要求1.1.2的装置,其特征在于,所述流体压缩机向储能罐间歇地提供压缩流体。
1.1.2.2 根据权利要求1.1.2的装置,其特征在于,所述储能罐中的压力随着时间增加。
1.1.2.3 根据权利要求1.1.2的装置,其特征在于,进一步包括一个压力传感器,所述压力传感器与储能罐流体连通,并与流体压缩机电连通,从而在出现高的压力时关闭流体压缩机。
1.1.2.4 根据权利要求1.1.2的装置,其特征在于,所述流体压缩机向储能罐提供压力,其特征还在于,一个第二流体压缩机向可充胀的气囊提供压力。
1.2 根据权利要求1的装置,其特征在于,进一步包括由关闭的压力系统确定的计量室的上游。
1.2.1 根据权利要求1.2的装置,其特征在于,所述关闭的系统是负压的。
1.3 根据权利要求1的装置,其特征在于,所述堵闭机构是流体推动的。
1.3.1 根据权利要求1.3的装置,其特征在于,所述流体推动的堵闭机构包括一个电磁阀。
1.4 根据权利要求1的装置,其特征在于,堵闭机构被偏置到一个关闭的位置。
1.5 根据权利要求1的装置,其特征在于,所述柱塞是流体推动的。
1.5.1 根据权利要求1.5的装置,其特征在于,所述流体推动的柱塞包括一个气缸。
1.6 根据权利要求1的装置,其特征在于,柱塞被偏置到一个打开的位置。
1.7 根据权利要求1的装置,其特征在于,所述流体是医药用液体。
1.8 根据权利要求1的装置,其特征在于,进一步包括打开和关闭所述堵闭机构和柱塞的装置。
1.8.1 根据权利要求1.8的装置,其特征在于,打开和关闭所述堵闭机构和柱塞的装置包括一个凸轮推动机构。
2.一种经过管子提供液体流的装置,所述装置包括:一个在第一位置堵闭所述管子的第一装置;一个在第二位置堵闭所述管子的第二装置;一个在第一位置和第二位置之间用于压迫所述管子内的液体的第一装置;和一个在第一位置和第二位置之间用于压迫所述管子内的流体的第二装置。
2.1 根据权利要求2的装置,其特征在于,进一步包括向所述管子提供受压流体源的装置。
2.1.1 根据权利要求2.1的装置,其特征在于,提供受压流体源的装置还包括一个向可充胀的气囊提供压缩流体的流体压缩机。
2.1.1.1 根据权利要求2.1.1的装置,其特征在于,所述流体包括空气。
2.1.2 根据权利要求2.1的装置,其特征在于,提供受压流体源的装置还包括一个储能罐,它与一个流体压缩机和所述的可充胀的气囊流体连通,所述储能罐储存加压的压缩液体。
2.1.2.1 根据权利要求2.1.2的装置,其特征在于,所述流体压缩机向储能罐间歇地提供压缩流体。
2.1.2.2 根据权利要求2.1.2的装置,其特征在于,所述储能罐中的压力随时间增加。
2.1.2.3 根据权利要求2.1.2的装置,其特征在于,进一步包括一个压力传感器,所述压力传感器与储能罐流体连通,并与流体压缩机电连通,从而在出现高的压力时关闭流体压缩机。
2.1.2.4 根据权利要求2.1.2的装置,其特征在于,所述流体压缩机向储能罐提供压力,其特征还在于,一个第二流体压缩机向可充胀的气囊提供压力。
2.2 根据权利要求2的装置,其特征在于,进一步包括由关闭的压力系统确定的计量室的上游,所述计量室放置在第一堵闭机构和第二堵闭机构之间。
2.2.1 根据权利要求2.2的装置,其特征在于,所述关闭的系统是负压的。
2.3 根据权利要求2的装置,其特征在于,所述堵闭管子的装置包括一个堵闭器。
2.3.1 根据权利要求2.3的装置,其特征在于,所述堵闭机构是流体推动的。
2.3.1.1 根据权利要求2.3.1的装置,其特征在于,所述流体推动的堵闭机构包括一个电磁阀。
2.3.2 根据权利要求2.3的装置,其特征在于,堵闭机构被偏置到一个关闭的位置。
2.3.3 根据权利要求2.3的装置,其特征在于,所述堵闭机构是凸轮推动的。
2.4 根据权利要求2的装置,其特征在于,所述压迫管子的装置包括一个柱塞。
2.4.1 根据权利要求2.4的装置,其特征在于,所述柱塞是流体推动的。
2.4.1.1 根据权利要求2.4.1的装置,其特征在于,所述流体推动的柱塞包括一个气缸。
2.4.2 根据权利要求2.4的装置,其特征在于,柱塞被偏置到一个打开的位置。
2.4.3 根据权利要求2.4的装置,其特征在于,所述柱塞是凸轮推动的。
2.5 根据权利要求2的装置,其特征在于,所述液体是医药用液体。
3.一种输送液体的方法,所述方法包括:提供一个与一个计量室流体连通的液体源;在第一位置可释放地夹紧所述液体源附近的所述计量室;在所述液体源和第一位置下游的第二位置可释放地夹紧所述计量室;松开第一位置;及压迫第一和第二位置之间的所述计量室,从而产生经所述管子的液体流。
3.1 根据权利要求3的方法,其特征在于,提供与计量室流体连通的液体源的步骤进一步包括提供受压流体。
3.2 根据权利要求3的方法,其特征在于,提供与计量室流体连通的液体源的步骤进一步包括提供一个由关闭压力系统界定的所述室的上游。
3.2.1 根据权利要求3.2的方法,其特征在于,提供关闭压力系统的步骤包括提供负压。
3.3 根据权利要求3的方法,其特征在于,可释放地夹紧所述室的步骤进一步利用流体推动。
3.4 根据权利要求3的方法,其特征在于,压迫所述室的步骤进一步利用流体推动。
4.一种经过管子提供可输送液体的流动的装置,所述装置包括:一个夹紧所述管子的一段的装置;一个向一个流动方向推动所述管子内的液体的第一装置;和引导液体流经所述管子的夹紧段向液体源流动的第二装置;从而利用经所述管子的夹紧段推向液体源流动的液体重新打开所述管子,以便改善液体流量的准确性。
4.1 根据权利要求4的装置,其特征在于,所述推动装置包括一个柱塞。
4.1.1 根据权利要求4.1的装置,其特征在于,所述柱塞是一个流体推动的柱塞。
4.1.1.1 根据权利要求4.1.1的装置,其特征在于,所述流体推动的柱塞包括一个气缸。
4.1.1.2 根据权利要求4.1.1的装置,其特征在于,所述流体包括空气。
4.1.2 根据权利要求4.1的装置,其特征在于,所述柱塞是一个凸轮推动的柱塞。
4.2 根据权利要求4的装置,其特征在于,所述引导的装置包括一个堵闭机构。
4.2.1 根据权利要求4.2的装置,其特征在于,所述堵闭机构是一个流体推动的堵闭器。
4.2.1.1 根据权利要求4.2.1的装置,其特征在于,所述流体推动的堵闭机构包括一个气缸。
4.2.1.2 根据权利要求4.2.1的装置,其特征在于,所述流体包括空气。
4.2.2 根据权利要求4.2的装置,其特征在于,所述堵闭机构是一个凸轮推动的堵闭机构。
4.3 根据权利要求4的装置,其特征在于,所述推动的装置包括多个柱塞。
4.4 根据权利要求4的装置,其特征在于,所述引导装置包括多个堵闭机构。
4.5 根据权利要求4的装置,其特征在于,所述引导装置包括一个柱塞和一个堵闭机构。
5.一种从一个液体源经过管子输液的方法,所述方法包括:夹紧管子;和压迫所述管子,以推动管子中的液体经过所述管子的堵闭段向所述液体源移动;从而利用经所述管子的夹紧段推向液体源的液体重新打开所述管子,以便改善液体流量的准确性。
5.1 根据权利要求5的方法,其特征在于,所述柱塞是一种流体推动的柱塞。
5.1.1 根据权利要求5.1的方法,其特征在于,所述流体推动的柱塞包括一个气缸。
5.1.1.1 根据权利要求5.1.1的方法,其特征在于,所述流体包括空气。
5.2 根据权利要求5的方法,其特征在于,所述柱塞是一种凸轮推动的柱塞。
5.3 根据权利要求5的方法,其特征在于,所述堵闭机构是一个凸轮推动的堵闭机构。
5.4 根据权利要求5的方法,其特征在于,所述堵闭机构是一个流体推动的堵闭机构。
5.4.1 根据权利要求5.4的方法,其特征在于,所述流体推动的堵闭机构包括一个气缸。
5.4.1.1 根据权利要求5.4.1的方法,其特征在于,所述流体包括空气。
6.一种重新打开连接到流体源的管子的装置,所述装置包含:可释放地夹紧所述管子的一段的装置;向一个流动方向推动所述管子内的液体的第一装置;和引导经所述管子的夹紧段向液体源流动的第二装置;从而液体流重新打开所述管子,以便改善液体流量的准确性。
6.1 根据权利要求6的装置,其特征在于,所述推动装置包括一个柱塞。
6.1.1 根据权利要求6.1的装置,其特征在于,所述柱塞是一个流体推动的柱塞。
6.1.1.1 根据权利要求6.1.1的装置,其特征在于,所述流体推动的柱塞包括一个气缸。
6.1.1.2 根据权利要求6.1.1的装置,其特征在于,所述流体包括空气。
6.1.2 根据权利要求6.1的装置,其特征在于,所述柱塞是一个凸轮推动的柱塞。
6.2 根据权利要求6的装置,其特征在于,所述引导装置包括一个堵闭机构。
6.2.1 根据权利要求6.2的装置,其特征在于,所述堵闭机构是一个流体推动的堵闭机构。
6.2.1.1 根据权利要求6.2.1的装置,其特征在于,所述流体推动的堵闭机构包括一个气缸。
6.2.1.2 根据权利要求6.2.1的装置,其特征在于,所述流体包括空气。
6.2.2 根据权利要求6.2的装置,其特征在于,所述堵闭机构是一个凸轮推动的堵闭机构。
6.3 根据权利要求6的装置,其特征在于,所述推动装置包括多个柱塞。
6.4 根据权利要求6的装置,其特征在于,所述引导装置包括多个堵闭机构。
6.5 根据权利要求6的装置,其特征在于,所述引导装置包括一个柱塞和一个堵闭机构。
7.一种使用一个管子和一个含有液体并与所述管子流体连通的容器的装置,所述装置包括:一个在所述管子中的计量室;一个压迫所述容器从而压挤管子中的液体并使液体向计量室流动的气囊;和一个可释放地压迫所述计量室从而产生流出所述计量室的液体流的柱塞。
7.1 根据权利要求7的装置,其特征在于,进一步包括一个与所述的气囊流体连通并且与一个流体压缩机流体连通的储能罐,用于储存加压的压缩流体。
7.1.2 根据权利要求7.1的装置,其特征在于,所述流体压缩机间歇地向储能罐提供压缩流体。
7.1.2.1 根据权利要求7.1.2的装置,其特征在于,所述气囊中的压力随时间增加。
7.1.3 根据权利要求7.1的装置,其特征在于,进一步包括一个压力传感器,所述压力传感器与储能罐流体连通,并与流体压缩机电连通,从而在出现高的压力时关闭流体压缩机。
7.1.4 根据权利要求7.1的装置,其特征在于,所述流体压缩机向储能罐提供压力,其特征还在于,一个第二流体压缩机向堵闭机构提供压力。
7.1.5 根据权利要求7.1的装置,其特征在于,所述流体包括空气。
7.2 根据权利要求7.1的装置,其特征在于,所述流体是医药用液体。
7.3 根据权利要求7的装置,其特征在于,所述计量室由两个具有打开位置和关闭位置的用于夹紧所述管子的堵闭机构限定。
7.3.1 根据权利要求7.3的装置,其特征在于,堵闭机构被偏置到一个关闭的位置。
7.3.2 根据权利要求7.3的装置,其特征在于,堵闭机构是凸轮推动的。
7.3.2.1 根据权利要求7.3.2的装置,其特征在于,所述流体推动的堵闭机构包括一个电磁阀。
7.3.3 根据权利要求7.3的装置,其特征在于,所述堵闭机构是凸轮推动的。
7.4 根据权利要求7的装置,其特征在于,所述柱塞是流体推动的。
7.4.1 根据权利要求7.4的装置,其特征在于,所述流体推动的柱塞包括一个气缸。
7.5 根据权利要求7的装置,其特征在于,柱塞被偏置到一个打开的位置。
7.6 根据权利要求7的装置,其特征在于,所述柱塞是凸轮推动的。
8.一种装置,包含:至少一个用于提供压缩流体的流体压缩机;一个与所述流体压缩机流体连通的储能罐,用于储存加压的压缩流体;一个与所述的储能罐流体连通的流体驱动机构;和一个与所述的流体驱动机构可操作连接的管子。
8.1 根据权利要求8的装置,所述流体压缩机间歇地向储能罐提供压缩流体。
8.2 根据权利要求8的装置,其特征在于,进一步包括一个压力传感器,所述压力传感器与储能罐流体连通,与流体压缩机电连通,从而在出现高的压力时关闭流体压缩机。
8.3 根据权利要求8的装置,其特征在于,所述流体压缩机向储能罐提供压力,其特征还在于,一个第二流体压缩机向所述的可充胀的气囊提供压力。
8.4 根据权利要求8的装置,其特征在于,所述流体包括空气。
8.5 根据权利要求8的装置,其特征在于,所述装置是一个医用泵。
8.5.1 根据权利要求8.5的装置,其特征在于,所述药泵是可移动的。
8.6 根据权利要求8的装置,其特征在于,所述流体驱动机构包括两个具有打开位置和关闭位置的、用于可释放地夹紧所述管子的堵闭机构。
8.6.1 根据权利要求8.6的装置,其特征在于,所述堵闭机构被偏置到一个关闭的位置。
8.6.2 根据权利要求8.6的装置,其特征在于,所述堵闭机构是流体推动的。
8.6.2.1 根据权利要求8.6.2的装置,其特征在于,所述流体推动的堵闭机构包括一个电磁阀。
8.6.3 根据权利要求8.6的装置,其特征在于,所述堵闭机构是凸轮推动的。
8.7 根据权利要求8的装置,其特征在于,所述流体驱动机构包括一个可释放地压迫腔室的柱塞。
8.7.1 根据权利要求8.7的装置,其特征在于,所述柱塞是流体推动的。
8.7.1.1 根据权利要求8.7.1的装置,其特征在于,所述流体推动的柱塞包括一个气缸。
8.7.2 根据权利要求8.7的装置,其特征在于,柱塞被偏置到一个打开的位置。
8.7.3 根据权利要求8.7的装置,其特征在于,所述柱塞是凸轮推动的。
8.8 根据权利要求8的装置,其特征在于,所述流体驱动机构包括多个流体驱动机构。
9.一种储存和向一个装置配送能量的方法,所述方法包括:向一个储能罐提供压缩流体;提供一个流体推动的机构;和从所述储能罐向所述流体推动的机构提供压缩流体。
9.1 根据权利要求9的方法,其特征在于,所述提供流体驱动的机构的步骤进一步包括提供一个流体驱动的泵。
9.1.1 根据权利要求9.1的方法,其特征在于,所述提供一个流体驱动的泵流的步骤进一步包括提供一个流体驱动的医用输液泵。
9.2 根据权利要求9的方法,其特征在于,所述向所述流体驱动机构提供压缩流体的步骤进一步包括:
利用压缩的流体压迫一个管子;利用压缩的流体在第一位置受压迫的管子的末端夹紧所述管子;停止提供压缩流体以释放被压迫的管子;在靠近受压的管子和第一位置的第二位置处,利用压缩流体夹紧管子;停止压缩流体以释放第一位置的管子;和用压缩流体重新压迫所述管子。
9.3 根据权利要求9的方法,其特征在于,所述向储能罐提供压缩流体的步骤进一步包括间歇地向储能罐提供压缩流体。
9.4 根据权利要求9的方法,其特征在于,所述向储能罐提供压缩流体的步骤进一步包括监测储能罐中的压力,从而在出现高的压力时停止供应压缩流体。
10.一种经管子提供流体流的装置,所述装置包含:提供与所述管子流体连通的加压流体源的装置;在第一位置堵闭所述管子用的第一装置;在第二位置堵闭所述管子用的第二装置;和
在第一堵闭位置和第二堵闭位置之间压迫所述管子的装置。
10.1 根据权利要求10的装置,其特征在于,所述提供加压流体源的装置包括一个可充胀的气囊。
10.1.1 根据权利要求10.1的装置,其特征在于,所述提供加压流体源的装置包括一个向可充胀的气囊提供压缩流体的流体压缩机。
10.1.1.1 根据权利要求10.1.1的装置,其特征在于,所述流体包括空气。
10.1.2 根据权利要求10.1的装置,其特征在于,提供加压流体源的装置还包括一个储能罐,它与一个流体压缩机和所述的可充胀的气囊流体连通,所述储能罐储存加压的压缩空气。
10.1.2.1 根据权利要求10.1.2的装置,其特征在于,所述流体压缩机向储能罐间歇地提供压缩流体。
10.1.2.2 根据权利要求10.1.2的装置,其特征在于,所述储能罐中的压力随时间增加。
10.1.2.3 根据权利要求10.1.2的装置,其特征在于,进一步包括一个压力传感器,所述压力传感器与储能罐流体连通,与流体压缩机电连通,从而在出现高的压力时关闭流体压缩机。
10.1.2.4 根据权利要求10.1.2的装置,其特征在于,所述流体压缩机向储能罐提供压力,其特征还在于,一个第二流体压缩机向所述堵闭机构提供压力。
10.2 根据权利要求10的装置,其特征在于,所述装置是可移动的。
10.3 根据权利要求10的装置,其特征在于,所述堵闭管子的装置包括一个堵闭机构。
10.3.1 根据权利要求10.3的装置,其特征在于,所述堵闭机构是流体推动的。
10.3.1.1 根据权利要求10.3.1的装置,其特征在于,所述流体推动的堵闭机构包括一个电磁阀。
10.3.2 根据权利要求10.3的装置,其特征在于,堵闭机构被偏置到关闭位置。
10.3.3 根据权利要求10.3的装置,其特征在于,所述堵闭机构是凸轮推动的。
10.4 根据权利要求10的装置,其特征在于,所述压迫管子的装置包括一个柱塞。
10.4.1 根据权利要求10.4的装置,其特征在于,所述柱塞是流体推动的。
10.4.1.1 根据权利要求10.4.1的装置,其特征在于,所述流体推动的柱塞包括一个气缸。
10.4.2 根据权利要求10.4的装置,其特征在于,柱塞被偏置到一个打开的位置。
10.4.3 根据权利要求10.4的装置,其特征在于,所述柱塞是凸轮推动的。
11.一种输液的方法,所述方法包含:提供一个与管子流体连通的加压液体源;在一个第一位置和一个第二位置之间压迫所述管子;在第一位置堵闭液体源远端的管子;释放第一位置和第二位置之间的管子;在靠近所述液体源和第一位置处的第二位置处堵闭所述管子;以及在第一和第二位置之间压迫所述管子。
11.1 根据权利要求11的方法,其特征在于,可释放地夹紧所述管子的步骤进一步利用流体推动作用。
11.2 根据权利要求11的方法,其特征在于,压迫所述室的步骤进一步利用流体推动作用。
12.一种经过管子提供液体流的装置,所述装置包括:一个流体驱动的腔室,用于放置一个与所述管子连接的加压液体源;至少两个流体驱动的堵闭机构,所述堵闭机构具有一个打开位置和一个用于可释放地夹紧所述管子的关闭位置;一个放置在堵闭机构之间的计量室;和一个流体驱动的柱塞,所述柱塞具有一个打开位置和一个用于可释放地挤压所述计量室的关闭位置。
12.1 根据权利要求12的装置,其特征在于,进一步包括一个与所述流体压缩机流体连通的储能罐,用于储存加压的压缩流体。
12.1.2 根据权利要求12.1的装置,所述流体压缩机间歇地向储能罐提供压缩流体。
12.1.2.1 根据权利要求12.1.2的装置,其特征在于,储能罐的压力随时间增加。
12.1.3 根据权利要求12.1的装置,其特征在于,进一步包括一个压力传感器,所述压力传感器与储能罐流体连通,与流体压缩机电连通,从而在出现高的压力时关闭流体压缩机。
12.1.4 根据权利要求12.1的装置,其特征在于,所述流体压缩机向储能罐提供压力,其特征还在于,一个第二流体压缩机向所述的堵闭机构提供压力。
12.2 根据权利要求12.1的装置,其特征在于,所述流体包括空气。
12.3 根据权利要求12的装置,其特征在于,所述装置是可移动的。
12.4 根据权利要求12的装置,其特征在于,所述流体推动的腔室连接一个由压缩机充胀的储能罐。
12.4.1 根据权利要求12.4的装置,其特征在于,储能罐与可充胀的气囊相连。
12.5 根据权利要求12的装置,其特征在于,所述流体推动的堵闭机构包括一个电磁阀。
12.6 根据权利要求12的装置,其特征在于,所述流体推动的柱塞包括一个气缸。
12.7 根据权利要求12的装置,其特征在于,所述堵闭机构被偏置到一个关闭的位置。
12.8 根据权利要求12的装置,其特征在于,所述柱塞被偏置到一个打开的位置。
13.一种泵吸液体的方法,所述方法包括:提供一个闭压流体系统,包括一个流体源和一个管子;在一个第一位置关闭所述管子以隔离所述闭压系统;压迫封闭管子的下游;在受压管子下游的一个第二位置关闭所述管子,以保持隔离所述闭压系统;以及在第一位置打开所述管子。
13.1 根据权利要求13的方法,其特征在于,所述闭压系统是一种负压系统。
13.2 根据权利要求13的方法,其特征在于,所述闭压系统是一种正压系统。
13.2.1 根据权利要求13.2的方法,其特征在于,所述提供正压流体系统的步骤进一步包括提供加压流体。
13.3 根据权利要求13的方法,其特征在于,所述在第一位置关闭所述管子的步骤进一步包括利用液体推动。
13.4 根据权利要求13的方法,其特征在于,所述压迫所述管子的步骤进一步包括利用液体推动。
14.一种计量管子中的流体的方法,所述方法包括:在一个第一位置关闭所述管子;在第一位置的下游压迫所述管子至一个第一不堵闭位置;在第二位置管子压缩部分的下游关闭管子;在第一位置释放所述管子;释放所述管子到一个第二非松驰位置。
14.1 根据权利要求14的方法,其特征在于,进一步包括提供一个与所述管子流体连通的流体源的步骤。
14.2 根据权利要求14的方法,其特征在于,进一步包括提供一个闭压系统的步骤。
14.2.1 根据权利要求14.2的方法,其特征在于,所述提供一个闭压系统的步骤包括提供一个负压。
14.3 根据权利要求14的方法,其特征在于,所述封闭所述管子的步骤进一步包括利用流体推动。
14.4 根据权利要求14的方法,其特征在于,所述压迫所述管子的步骤进一步包括利用流体推动。
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