一种供液装置、方法及系统与流程

本发明涉及医疗技术领域，特别涉及一种供液装置、方法及系统。

背景技术：

水刀，即以水为刀，是一种高压水射流切割技术，可以对各种材料进行冷切割。为了保证水刀切割操作的顺利执行，需要持续输出液体至水刀。

目前，可以将储液箱中存储的液体输出至水刀，且随着储液箱中液体的输出，可以通过一个柱塞泵进行供液。

由于柱塞泵会循环处于从外源获取液体和将获取的液体输出至储液箱这两种状态，故现有的实现方式不能持续输出液体至储液箱。

技术实现要素：

本发明提供了一种供液装置、方法及系统，能够持续输出液体至储液箱。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种供液装置，包括：

至少两个柱塞泵、储液箱；

每一个所述柱塞泵与所述储液箱相连；

每一个所述柱塞泵上包括：与外部的液体供应源相连接的补液口、供液口；

所述柱塞泵处于拉伸状态时，所述补液口开启且所述供液口关闭，通过所述补液口接收所述液体供应源输出的液体；所述柱塞泵处于压缩状态时，所述补液口关闭且所述供液口开启，将内部存储的液体通过所述供液口输出至所述储液箱中；

所述至少两个柱塞泵中的任一柱塞泵处于压缩状态时，存在另一柱塞泵处于拉伸状态，且该任一柱塞泵的压缩状态的结束时间和该另一柱塞泵的拉伸状态的结束时间相同步。

进一步地，每一个所述柱塞泵包括：壳体、可移动柱塞结构和凸轮；

所述壳体的内表面与所述可移动柱塞结构的外表面相接触，且所述壳体和所述可移动柱塞结构之间存在一个密封腔体；所述可移动柱塞结构和所述凸轮相连；

所述凸轮转动过程中，在所述凸轮的轴心位置与所述可移动柱塞结构和所述凸轮的连接处位置之间的距离处于最小值时，所述可移动柱塞结构处于完全拉伸状态，所述密封腔体具有最大体积；在所述凸轮的轴心位置与所述可移动柱塞结构和所述凸轮的连接处位置之间的距离处于最大值时，所述可移动柱塞结构处于完全压缩状态，所述密封腔体具有最小体积。

进一步地，所述可移动柱塞结构和所述凸轮的连接方式包括：通过凸起导轨和凹槽滑道相连的连接方式。

进一步地，所述柱塞泵上包括的补液口和供液口位于该柱塞泵的壳体上。

进一步地，所述储液箱上包括输液口；

所述储液箱通过所述输液口将内部存储的液体输出至外部的水刀。

进一步地，所述储液箱中包括蓄能器；

所述蓄能器中存储有可压缩气体，且所述可压缩气体的质量固定；

所述蓄能器的下部连接空心管道，且所述空心管道的一端位于所述储液箱内部存储液体的液面下部；

所述储液箱内部的当前压力大于上一个压力时，所述储液箱中存储的部分液体通过所述空心管道进入所述蓄能器中，以压缩所述可压缩气体，从而减小所述当前压力；所述储液箱内部的当前压力小于上一个压力时，所述蓄能器中的部分液体通过所述空心管道进入所述储液箱中，所述可压缩气体膨胀，从而增大所述当前压力。

第二方面，本发明提供了一种供液方法，包括：

将至少两个柱塞泵中的每一个柱塞泵与储液箱相连；

针对每一个所述柱塞泵，所述柱塞泵由压缩状态变为拉伸状态时，将所述柱塞泵上的补液口开启，将所述柱塞泵上的供液口关闭，并通过所述补液口接收外部的液体供应源输出的液体；所述柱塞泵由拉伸状态变为压缩状态时，将所述柱塞泵上的补液口关闭，将所述柱塞泵上的供液口开启，并将内部存储的液体通过所述供液口输出至所述储液箱中；

将所述至少两个柱塞泵中的任一柱塞泵的压缩状态的结束时间和另一柱塞泵的拉伸状态的结束时间进行同步。

进一步地，该方法还包括：利用所述储液箱中的内部压力，将所述储液箱中存储的液体通过所述储液箱上的输液口输出至外部的水刀。

进一步地，该方法还包括：在所述储液箱中设置蓄能器，且所述蓄能器中存储有质量固定的可压缩气体；在所述蓄能器的下部连接空心管道，且所述空心管道的一端位于所述储液箱内部存储液体的液面下部；所述储液箱内部的当前压力大于上一个压力时，将所述储液箱中存储的部分液体通过所述空心管道挤压入所述蓄能器中，以压缩所述可压缩气体，从而减小所述当前压力；所述储液箱内部的当前压力小于上一个压力时，将所述蓄能器中的部分液体通过所述空心管道挤压入所述储液箱中，以使所述可压缩气体膨胀，从而增大所述当前压力。

第三方面，本发明提供了一种供液系统，包括：

上述任一所述的供液装置，液体供应源，以及水刀；

所述液体供应源与所述供液装置相连；

所述供液装置将内部存储的液体输出至所述水刀。

本发明提供了一种供液装置、方法及系统，该供液装置包括至少两个柱塞泵和与每一个柱塞泵相连的储液箱；每一个柱塞泵上包括供液口和与外部的液体供应源相连接的补液口；柱塞泵处于拉伸状态时，补液口开启且供液口关闭，通过补液口接收液体供应源输出的液体；柱塞泵处于压缩状态时，补液口关闭且供液口开启，将内部存储的液体通过供液口输出至储液箱中；且任一柱塞泵的压缩状态的结束时间和另一柱塞泵的拉伸状态的结束时间相同步。由于可以在一个柱塞泵获取液体的同时，由另一个柱塞泵输出液体，因此，本发明能够持续输出液体至储液箱。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种供液装置的示意图；

图2是本发明一实施例提供的另一种供液装置的示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种柱塞泵的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种可移动柱塞结构和凸轮的连接结构的示意图；

图5是本发明一实施例提供的一种供液方法的流程图；

图6是本发明一实施例提供的一种供液系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种供液装置10，可以包括：

至少两个柱塞泵101、储液箱102；

每一个所述柱塞泵101与所述储液箱102相连；

每一个所述柱塞泵101上包括：与外部的液体供应源相连接的补液口、供液口；

所述柱塞泵101处于拉伸状态时，所述补液口开启且所述供液口关闭，通过所述补液口接收所述液体供应源输出的液体；所述柱塞泵101处于压缩状态时，所述补液口关闭且所述供液口开启，将内部存储的液体通过所述供液口输出至所述储液箱102中；

所述至少两个柱塞泵101中的任一柱塞泵处于压缩状态时，存在另一柱塞泵处于拉伸状态，且该任一柱塞泵的压缩状态的结束时间和该另一柱塞泵的拉伸状态的结束时间相同步。

本发明实施例提供了一种供液装置，包括至少两个柱塞泵和与每一个柱塞泵相连的储液箱；每一个柱塞泵上包括供液口和与外部的液体供应源相连接的补液口；柱塞泵处于拉伸状态时，补液口开启且供液口关闭，通过补液口接收液体供应源输出的液体；柱塞泵处于压缩状态时，补液口关闭且供液口开启，将内部存储的液体通过供液口输出至储液箱中；且任一柱塞泵的压缩状态的结束时间和另一柱塞泵的拉伸状态的结束时间相同步。由于可以在一个柱塞泵获取液体的同时，由另一个柱塞泵输出液体，因此，本发明能够持续输出液体至储液箱。

在本发明一个实施例中，所述至少两个柱塞泵可以为：

(1)偶数个柱塞泵。其中，对于该偶数个柱塞泵中的任意两个柱塞泵，存在两个柱塞泵中的任一柱塞泵的压缩状态的结束时间和另一柱塞泵的拉伸状态的结束时间相同步。即，柱塞泵1在进行供液的同时，柱塞泵2在进行补液，柱塞泵1供液完成开始补液时，柱塞泵2完成补液开始供液。存在至少一个柱塞泵同时供液时，单位时间内该至少一个柱塞泵的总供液量与储液箱向水刀的液体输出量相等。

(2)奇数个柱塞泵。其中，该奇数个柱塞泵中存在至少一组柱塞泵组合，且每一组阻塞泵组合可以包括上述柱塞泵1和上述柱塞泵2。除去至少一组柱塞泵组合，该奇数个柱塞泵中剩余的一个柱塞泵可以作为备用柱塞泵，以在任一柱塞泵异常工作时，替代该异常柱塞泵进行正常工作。

在本发明一个实施例中，如图2所示，为了能够通过柱塞泵以对储液器进行供液，所以，每一个所述柱塞泵101包括：壳体1011、可移动柱塞结构1012和凸轮1013；

所述壳体1011的内表面与所述可移动柱塞结构1012的外表面相接触，且所述壳体1011和所述可移动柱塞结构1012之间存在一个密封腔体；所述可移动柱塞结构1012和所述凸轮1013相连；

所述凸轮1013转动过程中，在所述凸轮1013的轴心位置与所述可移动柱塞结构1012和所述凸轮1013的连接处位置之间的距离处于最小值时，所述可移动柱塞结构1012处于完全拉伸状态，所述密封腔体具有最大体积；在所述凸轮1013的轴心位置与所述可移动柱塞结构1012和所述凸轮1013的连接处位置之间的距离处于最大值时，所述可移动柱塞结构1012处于完全压缩状态，所述密封腔体具有最小体积。

详细地，当可移动柱塞结构处于拉伸状态时，密封腔体的体积持续增大，并将外部的液体供应源通过补液口而输入的液体存储至该密封腔体中；直至可移动柱塞结构处于完全拉伸状态时，密封腔体体积最大，液体存储量最多；然后，随着凸轮的转动，可移动柱塞结构开始处于压缩状态，密封腔体的体积持续变小，并将密封腔体中存储的液体压送至储液箱中；直至可移动柱塞结构处于完全压缩状态时，密封腔体体积最小，液体存储量最小或无液体存储量；然后，随着凸轮的转动，可移动柱塞结构开始处于拉伸状态，如此循环，以通过柱塞泵对储液箱进行供液。

进一步地，当一个柱塞泵处于压缩状态时，可以有另一柱塞泵处于拉伸状态，通过该两个柱塞泵的联合作用，以保证任一时刻均存在补液的柱塞泵和供液的柱塞泵，从而可以通过至少两个柱塞泵对储液箱进行不间断供液。

此外，针对工业上用的柱塞泵，该工业用柱塞泵通常是涡轮形式的，且涡轮结构中通常存在润滑油。当液体进入到该柱塞泵中后，易被存在的润滑油所污染，被污染后的液体通常不适用于医疗技术领域。而本实施例提供的柱塞泵通过壳体和可移动柱塞结构之间的密封腔体以存储液体，并通过凸轮的转动使可移动柱塞结构循环处于压缩状态和拉伸状态，从而可以循环获取补液和输出补液，这一液体传输过程无液体污染情况，故可以将这一供液方式应用于医疗技术领域。

在本发明一个实施例中，如图3所示，提供了一种柱塞泵的结构示意图。在图3中，所述可移动柱塞结构1012分别与所述壳体1011和所述凸轮1013相连。图3中所示的圆点可以为所述凸轮1013的转动轴的中心。所述壳体1011和所述可移动柱塞结构1012的中心轴线相重合，且该中心轴线可以如图中虚线所示。此外，该中心轴线和该转动轴的中心可以位于同一水平线上。

详细地，在图3中，可以看出，所述凸轮1013转动至该当前位置时，所述可移动柱塞结构1012当前处于完全拉伸状态，所述壳体1011和所述可移动柱塞结构1012之间的空隙为密封腔体，且该密封腔体当前的体积为最大值。

此外，可以在所述壳体1011的上方，如图3中所示的A₁位置处，设置补液口，且该补液口与液体供应源相连接；以及可以在所述壳体1011的左方，如图3中所示的A₂位置处，设置供液口，且该供液口与所述储液箱102相连接。

在图3中，目前该密封腔体中可以存储有液体，当所示凸轮1013于当前位置开始转动时，所述可移动柱塞结构1012开始处于压缩状态，A₁位置处的补液口关闭且A₂位置处的供液口开启，并通过该供液口将密封腔体中的液体输出至所述储液箱102中。

在本发明一个实施例中，如图4所示，所述可移动柱塞结构1012和所述凸轮1013的连接方式包括：通过凸起导轨和凹槽滑道相连的连接方式。

详细地，可移动柱塞结构包括凸起导轨时，凸轮应包括凹槽滑道，反之，可移动柱塞结构包括凹槽滑道时，凸轮应包括凸起导轨。通过凸起导轨和凹槽滑道相连的连接方式，可以实现将可移动柱塞结构与凸轮相连，从而可以使可移动柱塞结构随着凸轮的转动而循环处于拉伸状态和压缩状态。

详细地，所述图4可以为图3中所述可移动柱塞结构1012和所述凸轮1013的俯视图。在图4中，可移动柱塞结构通过自身的凹槽滑道与凸轮的凸起导轨相连。

在本发明一个实施例中，所述柱塞泵101上包括的补液口和供液口位于该柱塞泵101的壳体1011上。

详细地，由于壳体和可移动柱塞结构之间存在密封腔体，故柱塞泵处于拉伸状态时，可以通过壳体上的补液口，将液体供应源输出的液体存储至该密封腔体中；当柱塞泵处于压缩状态时，可以通过壳体上的供液口，将该密封腔体中存储的液体输出至储液箱中，以完成柱塞泵的一个补液和供液循环。

在本发明一个实施例中，所述储液箱102与所述壳体1011上的供液口相连。

在本发明一个实施例中，所述储液箱102上包括输液口；

所述储液箱102通过所述输液口将内部存储的液体输出至外部的水刀。

详细地，由于柱塞泵处于压缩状态时，可以将其内部存储的液体压出至储液箱，这一实现方式会造成储液箱中存在内部压力，如该压力可以为3Mpa。此外，在该内部压力的作用下，可以通过储液箱上包括的输液口，持续输出液体至水刀。输出至水刀的液体从水刀刀头喷出时，通常具有较高的压力和速度，从而可以利用水刀执行相应切割操作。

在本实施例中，储液箱内部压力的稳定有益于水刀的正常工作，比如该内部压力稳定时，水刀刀头处的液体喷出量和液体喷出速度可以稳定在恒定值，从而以利于水刀的正常切割操作。

通过两个柱塞泵的联合作用以持续向储液箱进行补液的过程中，连续补液的实现方式可以使储液箱始终保持一定的内部压力，但补液操作通常不能使该内部压力维持为固定值。

因此，为解决或缓解这一压力不稳定情况，从而提高储液箱内部压力的稳定性，故在本发明一个实施例中，所述储液箱102中包括蓄能器1021；

所述蓄能器1021中存储有可压缩气体，且所述可压缩气体的质量固定；

所述蓄能器1021的下部连接空心管道，且所述空心管道的一端位于所述储液箱102内部存储液体的液面下部；

所述储液箱102内部的当前压力大于上一个压力时，所述储液箱102中存储的部分液体通过所述空心管道进入所述蓄能器1021中，以压缩所述可压缩气体，从而减小所述当前压力；所述储液箱102内部的当前压力小于上一个压力时，所述蓄能器1021中的部分液体通过所述空心管道进入所述储液箱102中，所述可压缩气体膨胀，从而增大所述当前压力。

在本发明一个实施例中，所述蓄能器1021可以固定于所述储液箱102内部的上方位置。

详细地，当储液箱内部压力不稳定时，为了消除或缓解这一压力不稳定情况，可以在储液箱中设置一个蓄能器。其中，该蓄能器中存储有固定质量的可压缩气体，该蓄能器下部可以连接一个空心管道，且该空心管道的末端可以位于储液箱内液面以下。比如，可以将该空心导管的末端置于储液箱的底部位置。

当储液箱内部压力变大时，导致储液箱内部压力大于蓄能器内部压力，故通过将储液箱中的部分液体经空心管道压缩至蓄能器中，可以对蓄能器中的可压缩气体进行压缩，以使该压缩气体密度增大、体积减小，从而消除或缓解这一压力变大情况。对应地，当储液箱内部压力变小时，导致储液箱内部压力小于蓄能器内部压力，故通过将蓄能器中的部分液体经空心管道压缩至储液箱中，可以使蓄能器中的可压缩气体发生膨胀，以使该压缩气体密度减小、体积增大，从而消除或缓解这一压力变小情况。

通过这一实现方式，可以使储液箱内部压力保持在稳定范围内，有益于稳定输出液体至水刀，从而保证水刀的正常工作。

在本发明一个实施例中，当水刀用于医疗领域时，实施例中所用到的液体可以为生理盐水。

在本发明一个实施例中，当水刀用于其他领域时，实施例中所用到的液体可以为水，或，以水为介质的混合流体。

如图5所示，本发明一个实施例提供了一种供液方法，具体可以包括以下步骤：

步骤201：将至少两个柱塞泵中的每一个柱塞泵与储液箱相连。

步骤202：针对每一个所述柱塞泵，所述柱塞泵由压缩状态变为拉伸状态时，将所述柱塞泵上的补液口开启，将所述柱塞泵上的供液口关闭，并通过所述补液口接收外部的液体供应源输出的液体；所述柱塞泵由拉伸状态变为压缩状态时，将所述柱塞泵上的补液口关闭，将所述柱塞泵上的供液口开启，并将内部存储的液体通过所述供液口输出至所述储液箱中。

步骤203：将所述至少两个柱塞泵中的任一柱塞泵的压缩状态的结束时间和另一柱塞泵的拉伸状态的结束时间进行同步。

在本发明一个实施例中，该至少两个柱塞泵可以为两个柱塞泵，且该两个柱塞泵通过压缩状态和拉伸状态的同步反向转换，以持续向储液箱供液。

在本发明一个实施例中，该供液方法可以进一步包括：利用所述储液箱中的内部压力，将所述储液箱中存储的液体通过所述储液箱上的输液口输出至外部的水刀。

详细地，柱塞泵处于压缩状态以将内部存储的液体输出至储液箱中时，可以使储液箱中产生压力作用，如3Mpa，通过该压力作用可以通过输液口，将储液箱中的液体输出至水刀。

在本发明一个实施例中，该供液方法可以进一步包括：在所述储液箱中设置蓄能器，且所述蓄能器中存储有质量固定的可压缩气体；在所述蓄能器的下部连接空心管道，且所述空心管道的一端位于所述储液箱内部存储液体的液面下部；所述储液箱内部的当前压力大于上一个压力时，将所述储液箱中存储的部分液体通过所述空心管道挤压入所述蓄能器中，以压缩所述可压缩气体，从而减小所述当前压力；所述储液箱内部的当前压力小于上一个压力时，将所述蓄能器中的部分液体通过所述空心管道挤压入所述储液箱中，以使所述可压缩气体膨胀，从而增大所述当前压力。

详细地，当储液器内部压力不稳定时，通过对蓄能器中的可压缩气体进行压缩或使其发生膨胀，可以消除或缓解这一压力变动，从而能够稳定输出液体至水刀。通过这一实现方式，稳定输出液体至水刀时，水刀刀头处喷发处的液体可以具有稳定的流量和流速，从而可以使水刀处于正常工作状态。

如图6所示，本发明一个实施例提供了一种供液系统，包括：

上述所述的供液装置10，液体供应源30，以及水刀40；

所述液体供应源30与所述供液装置10相连；

所述供液装置10将内部存储的液体输出至所述水刀40。

详细地，供液装置中可以包括至少两个柱塞泵和一个储液箱，通过各柱塞泵的联合作用，可以从液体供应源处持续获取补液，以及可以持续将获取的补液输出至储液箱。在储液箱中内部压力的作用下，可以持续将储液箱中存储的液体稳定输出至水刀。从水刀刀头喷射出的液体具有高压和高速的特点，从而可以对待切割部位进行切割操作。

综上所述，本发明的各个实施例至少具有如下有益效果：

1、本发明实施例中，供液装置可以包括至少两个柱塞泵和与每一个柱塞泵相连的储液箱；每一个柱塞泵上包括供液口和与外部的液体供应源相连接的补液口；柱塞泵处于拉伸状态时，补液口开启且供液口关闭，通过补液口接收液体供应源输出的液体；柱塞泵处于压缩状态时，补液口关闭且供液口开启，将内部存储的液体通过供液口输出至储液箱中；且任一柱塞泵的压缩状态的结束时间和另一柱塞泵的拉伸状态的结束时间相同步。由于可以在一个柱塞泵获取液体的同时，由另一个柱塞泵输出液体，因此，本发明能够持续输出液体至储液箱。

2、本发明实施例中，柱塞泵通过壳体和可移动柱塞结构之间的密封腔体以存储液体，并通过凸轮的转动使可移动柱塞结构循环处于压缩状态和拉伸状态，从而可以循环获取补液和输出补液，这一液体传输过程无液体污染情况，故可以将这一供液方式应用于医疗技术领域。

3、本发明实施例中，通过在储液箱中设置一个包含固定质量的可压缩气体的蓄能器，以及根据不同的储液箱内部压力变动情况，以对可压缩气体进行压缩或使其膨胀，以消除或缓解出现的储液箱内部压力变动情况，这一实现方式可以使储液箱内部压力保持在稳定范围内，有益于稳定输出液体至水刀，从而保证水刀的正常工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。