专利名称：血液净化用柱塞计量泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种血液净化设备的构件，尤其涉及血液透析用柱塞计量 泵，用于实现透析过程中的脱水或配置透析液用的浓縮液泵。
背景技术：
血液透析(HD)是血液净化治疗的一种最重要的模式，它目前是治疗尿毒 症、急慢性肾衰综末期患者耐以生存的主要治疗方式。由于尿毒症患者的肾脏 器官部分或完全失去了排尿功能，故需要进行血液透析治疗，而血液透析的两
个主要作用为1)通过透析液与血液的弥散原理来清除体内毒素或纠正酸碱 平衡；2)通过超滤系统从人体血液和组织液中超滤出多余水分。
血液透析设备为实现以上两个目的， 一般需要具有透析液配置功能和超滤 脱水功能。透析液的主要成分为Na+ (140咖ol/L)、 K+ (2.5mmol/L)、 Mg2+ (1.0腿ol/L)、 Ca2+ (1.5励1/L)、 HC03— (35画1/L)等，其各离子浓度基本和 人体血液一致。透析液配制方式主要通过酸性浓縮液(A液)和碱性浓縮液(B 液)按照一定的比例与反渗水进行配置，通过监测系统监测合格的透析液才允 许在透析器的膜外与膜内的血液通过弥散作用清除毒素，而透析液中的离子浓 度与吸入酸性或碱性的浓缩液泵的单位液体量关系极大，浓縮液泵单位时间流 量的细微变化可能就会影响透析液浓度的变化，故要求血液透析设备的浓缩液 计量泵单位时间的流量误差必须极小。
5对于尿毒症患者来说， 一次血液透析治疗一般为4小时左右，需要与血液
交换的透析液数量为120 150L，而从人体脱水往往只有几升水，如何精确控制 从人体超滤脱水也对超滤泵单位时间的流量精度要求很高。
而以往用于配置透析液或超滤脱水的计量泵往往存在以下不足
1、 计量泵误差较大，导致精确控制透析液浓度或脱水量较困难；
2、 结构复杂，加工难度较大，且成本较高。
3、 材料的生物学性能不好，长期使用易于磨损，属于易损部件。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于为血液透析设备提供一种在单位时间 能精确控制流量的柱塞式计量泵。
本实用新型的技术方案如下 一种血液净化用柱塞计量泵，包括驱动电机、 泵体和柱塞体，其关键在于所述驱动电机安装在电机固定座上，该驱动电机 的输出轴与偏心轴的一端固定连接，两者的轴线在同一直线上，在偏心轴的另 一端偏心地设置偏心小轴，该偏心小轴通过连杆与柱塞固定套的上端连接，柱 塞固定套的下端与柱塞体的上端相固定；所述柱塞体的下端伸入泵体上竖直开 设的柱塞孔中，在泵体上还开设有贯通其左右端面的水平通孔，该水平通孔的 中部与柱塞孔的底部相连通；在泵体的左、右两端分别安装进水接头和排水接 头，其中进水接头的中心孔通过泵体的水平通孔与排水接头的中心孔连通，在 所述进水接头的中心孔内安装进水单向阀，该进水单向阀控制外部的液体向泵 体水平通孔内单向流动，在所述排水接头的中心孔内安装排水单向阀，该排水 单向阀控制泵体水平通孔内的液体向外单向流动。
采用以上技术方案，驱动电机运转时带动偏心轴及偏心小轴旋转，偏心小轴通过连杆带动柱塞固定套，使柱塞体沿泵体的竖直柱塞孔作上下直线运动。 当柱塞体向上运动时，进水单向阀打开，泵体水平通孔通过进水接头吸入液体， 同时排水单向阀关闭，保证泵体水平通孔内液体不向外泄漏；当柱塞体向下运 动时，排水单向阀打开，通过排水接头排出液体，进水单向阀关闭，保证泵体 水平通孔内液体不向外泄漏。驱动电机的不断旋转运动带动柱塞体上下交替运 动，从而实现了泵体内液体的连续吸液和排液，并且每次的吸液量及排液量能 够精确控制。
上述连杆的上端与偏心小轴相铰接，连杆的下端伸入柱塞固定套上端开设 的直槽中，连杆与柱塞固定套之间通过径向上穿设的转动芯轴连接，转动芯轴 与连杆之间间隙配合，这样保证了连杆与转动芯轴来回转动而不出现脱落。
上述连杆的上端套装在偏心小轴上，两者间隙配合，在连杆与偏心轴之间 的偏心小轴上套装轴套，偏心小轴的外端固套有对连杆限位的卡圈。偏心小轴 偏离偏心轴中心一定距离，使偏心轴在旋转时由偏心小轴带动连杆上端来回摆 动的同时实现下端的上下移动，且结构紧凑、运动可靠。
为了简化结构、便于安装，上述泵体由横段部分和竖段部分组成，呈"1"形。
在上述泵体上竖直分布的柱塞孔的内壁开设有环槽，该环槽内装有柱塞密 封圈，该柱塞密封圈保证柱塞体与泵体在上下滑动过程中密封性能好，不会出 现泄漏。
为了使结构更紧凑、运动部件的可靠性更好，在上述泵体与电机固定座之 间固定有连接体，该连接体的中心开设有供柱塞体穿过的通孔，所述电机固定 座正对连接体中心孔的位置开设有供柱塞固定套通过的通孔。上述连接体的下端与泵体的竖段部分螺纹连接，连接体的上端通过第一螺 钉与直角形电机固定座的横板部分固定，且电机固定座的横板部分上开设有供 柱塞固定套通过的通孔，所述电机固定座的竖板部分通过第二螺钉安装驱动电 机。以上结构安装方便，牢靠性好。
为了方便加工，上述连接体的中心孔两端大、中间小，该中心孔的下段为 螺纹孔，中心孔的中段与柱塞体间隙配合，所述柱塞固定套伸入连接体中心孔 的上段内。
上述柱塞体由陶瓷材料加工而成，这样柱塞体长期运动也不会产生磨损， 保证了单位时间的吸液和排液精度，且陶瓷材料的生物学性能较好。
上述进水接头和排水接头均通过螺纹连接在泵体上，在进水接头与泵体之 间装有第一密封圈，在排水接头与泵体之间装有第二密封圈。第一、第二密封 圈保证接头与泵体之间不漏水，设置进水接头和排水接头是为了方便安装进水 单向阀和排水单向阀，并易于与其它管路连接。
本实用新型的有益效果是
1、 陶瓷柱塞体上下运动很容易实现液体的吸入和排出，由于陶瓷柱塞体每 次上下运动的距离精确，故每次液体的吸入和排出量精确度很高。
2、 结构简单可靠，易于加工及装配，成本较低。
3、 采用陶瓷柱塞体，耐磨性能好、生物学性能好，故长期使用产生的误差 也极小。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的左视图。图3为本实用新型的使用状态参考图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
如图1、图2所示，泵体13由横段部分和竖段部分组成，呈形。在 泵体13的横段部分开设有贯通其左右端面的水平通孔13a，泵体13的竖段部分 开设有竖直分布的柱塞孔，该柱塞孔与水平通孔13a相垂直，且柱塞孔的底部 与水平通孔13a的中部相连通，柱塞孔上部的内壁还开设有环槽，该环槽内装 有柱塞密封圈8。在所述泵体13的左端通过螺纹连接有进水接头9，该进水接 头9的中心孔与泵体13的水平通孔13a相对接连通，并在进水接头9的中心孔 内安装进水单向阀10，该进水单向阀10控制外部的液体通过进水接头9向泵体 水平通孔13a内单向流动。在进水接头9中心孔内的台阶面与泵体13的左端面 之间装有第一密封圈11，以保证进水接头9与泵体13之间不漏水。
如图1所示，在泵体13的右端通过螺纹连接有排水接头16，该排水接头 16的中心孔与泵体13的水平通孔13a相对接连通，并在排水接头16的中心孔 内安装排水单向阀15，该排水单向阀15控制泵体水平通孔13a内的液体通过排 水接头16向外单向流动。在排水接头16中心孔内的台阶面与泵体13的右端面 之间装有第二密封圈14，以保证排水接头16与泵体13之间不漏水。
从图l、图2中可知，在泵体13的上方设置电机固定座18，该电机固定座 18为直角形，电机固定座18竖板部分的外侧面通过多颗第二螺钉19安装驱动 电机21。在电机固定座18的横板部分上开设有供柱塞固定套6通过的通孔，且 横板部分的底面通过多颗第一螺钉17与连接体7的上端固定。所述连接体7的 中心有孔，该中心孔正对电机固定座18横板部分上的通孔，并且连接体7的中心孔上下两端大、中间小，该中心孔的下段为螺纹孔，连接体7通过该螺纹孔
套装在泵体13的竖段部分上，两者螺纹配合。
从图1、图2中进一步可知，驱动电机21的输出轴20穿过电机固定座18 的竖板部分，并与偏心轴1的一端固定连接，输出轴20与偏心轴1两者的轴线 在同一直线上。在偏心轴1的另一端偏心地固定有偏心小轴la，连杆4的上端 套装在该偏心小轴la上，两者间隙配合。在连杆4与偏心轴1之间的偏心小轴 la上套装轴套2，偏心小轴la的外端固套有对连杆4限位的卡圈3。所述连杆 4的下端伸入柱塞固定套6上端开设的直槽中，连杆4与柱塞固定套6之间通过 径向上穿设的转动芯轴5连接，转动芯轴5与连杆4之间间隙配合。所述柱塞 固定套6的下端穿过电机固定座18横板部分上的通孔，并伸入连接体7中心孔 的上段内，且柱塞固定套6的下端固套在柱塞体12的上端。所述柱塞体12由 陶瓷材料加工而成，柱塞体12的下端穿过连接体7中心孔的中段，伸入到泵体 13上的柱塞孔中，并能一直垂直伸入到泵体13的水平通孔13a内。所述柱塞体 12与连接体7中心孔的中段间隙配合，
本实用新型的工作原理为
参见图1、图2，驱动电机21带动偏心轴1旋转，偏心轴1上的偏心小轴 la带动连杆4的上部来回摆动，该连杆4的下部带动柱塞固定套6作上下反复 运动，使得柱塞体12在泵体13的柱塞孔内上下反复运动。当柱塞体12向上运 动时，泵体13的水平通孔13a内会产生负压，导致进水单向阀10打开，出水 单向阀15因位置相反而关闭，故外部的液体通过进水接头9被吸入泵体13内， 当柱塞体12到达最上端时，吸液过程完成；在柱塞体12向下运动时，泵体13 的水平通孔13a内会产生正压，导致出水单向阀15打开，进水单向阀10因位置相反而关闭，故泵体13内的液体通过排水接头16向外排出。驱动电机21的 不断旋转运动带动柱塞体12上下交替运动，从而实现了泵体13内液体的连续 吸液和排液，并且每次的吸液量及排液量能够精确控制。在整个过程中，柱塞 密封圈8、第一密封圈ll、第二密封圈14保证泵体13内不出现泄漏。
如图3所示，透析用水需要与A浓縮液(酸液)和B浓缩液(碱液)进行 混合，形成透析液，然后通过平衡装置22进入透析器23 (平衡装置22的目的 是保证进出透析器23的透析液和废液随时保持液量平衡)，透析液与透析器23 中的血液进行交换后变成废液，再通过平衡装置22排出。本实用新型用于将A 浓縮液(酸液)和B浓縮液(碱液)泵入透析用水中，形成合格的透析液，再 通过平衡装置22输送到透析器23中。由于进、出本实用新型的液体流量能精 确控制，这样所配置的透析液的浓度也能精确控制，从而保障了透析治疗的安 全性。同理，本实用新型用于人体脱水时，也能精确控制脱水量。
权利要求1、一种血液净化用柱塞计量泵，包括驱动电机(21)、泵体(13)和柱塞体(12)，其特征在于所述驱动电机(21)安装在电机固定座(18)上，该驱动电机(21)的输出轴(20)与偏心轴(1)的一端固定连接，两者的轴线在同一直线上，在偏心轴(1)的另一端偏心地设置偏心小轴(1a)，该偏心小轴(1a)通过连杆(4)与柱塞固定套(6)的上端连接，柱塞固定套(6)的下端与柱塞体(12)的上端相固定；所述柱塞体(12)的下端伸入泵体(13)上竖直开设的柱塞孔中，在泵体(13)上还开设有贯通其左右端面的水平通孔(13a)，该水平通孔(13a)的中部与柱塞孔的底部相连通；在泵体(13)的左、右两端分别安装进水接头(9)和排水接头(16)，其中进水接头(9)的中心孔通过泵体(13)的水平通孔(13a)与排水接头(16)的中心孔连通，在所述进水接头(9)的中心孔内安装进水单向阀(10)，该进水单向阀(10)控制外部的液体向泵体水平通孔(13a)内单向流动，在所述排水接头(16)的中心孔内安装排水单向阀(15)，该排水单向阀(15)控制泵体水平通孔(13a)内的液体向外单向流动。
2、 根据权利要求1所述的血液净化用柱塞计量泵，其特征在于所述连杆 (4)的上端与偏心小轴(la)相铰接，连杆(4)的下端伸入柱塞固定套(6)上端开设的直槽中，连杆(4)与柱塞固定套(6)之间通过径向穿设的转动芯 轴(5)连接。
3、 根据权利要求2所述的血液净化用柱塞计量泵，其特征在于所述连杆 (4)的上端套装在偏心小轴(la)上，两者间隙配合，在连杆(4)与偏心轴(1)之间的偏心小轴(la)上套装轴套(2)，偏心小轴(la)的外端固套有 对连杆(4)限位的卡圈(3)。
4、 根据权利要求1所述的血液净化用柱塞计量泵，其特征在于所述泵体 (13)由横段部分和竖段部分组成，呈"工"形。
5、 根据权利要求1或4所述的血液净化用柱塞计量泵，其特征在于在 所述泵体(13)上竖直分布的柱塞孔的内壁开设有环槽，该环槽内装有柱塞密 封圈(8)。
6、 根据权利要求4所述的血液净化用柱塞计量泵，其特征在于在所述泵 体(13)与电机固定座(18)之间固定有连接体(7)，该连接体(7)的中心 开设有供柱塞体(12)穿过的通孔，所述电机固定座(18)正对连接体(7)中 心孔的位置开设有供柱塞固定套(6)通过的通孔。
7、 根据权利要求6所述的血液净化用柱塞计量泵，其特征在于所述连接 体(7)的下端与泵体(13)的竖段部分螺纹连接，连接体(7)的上端通过第 一螺钉(17)与直角形电机固定座(18)的横板部分固定，且电机固定座(18) 的横板部分上开设有供柱塞固定套(6)通过的通孔，所述电机固定座(18)的 竖板部分通过第二螺钉(19)安装驱动电机(21)。
8、 根据权利要求6所述的血液净化用柱塞计量泵，其特征在于所述连接 体(7)的中心孔两端大、中间小，该中心孔的下段为螺纹孔，中心孔的中段与 柱塞体(12)间隙配合，所述柱塞固定套(6)伸入连接体(7)中心孔的上段 内。
9、 根据权利要求1或6或8所述的血液净化用柱塞计量泵，其特征在于 所述柱塞体(12)由陶瓷材料加工而成。
10、根据权利要求1所述的血液净化用柱塞计量泵，其特征在于所述进水接头(9)和排水接头(16)均通过螺纹连接在泵体(13)上，在进水接头(9) 与泵体(13)之间装有第一密封圈(11)，在排水接头(16)与泵体(13)之 间装有第二密封圈(14)。
专利摘要一种血液净化用柱塞计量泵，驱动电机的输出轴与偏心轴的一端固定连接，在偏心轴的另一端偏心地设置偏心小轴，该偏心小轴通过连杆与柱塞固定套的上端连接，柱塞固定套的下端与柱塞体的上端相固定；所述柱塞体的下端伸入泵体上竖直开设的柱塞孔中，在泵体上还开设有贯通其左右端面的水平通孔，该水平通孔的中部与柱塞孔的底部相连通；在泵体的左、右两端分别安装进水接头和排水接头，其中进水接头的中心孔内安装进水单向阀，排水接头的中心孔内安装排水单向阀。本实用新型中陶瓷柱塞体上下运动很容易实现液体的吸入和排出，由于陶瓷柱塞体每次上下运动的距离精确，故每次液体的吸入和排出量精确度很高，具有结构简单可靠、装配容易、误差小、成本低等特点。
文档编号A61M1/14GK201320319SQ20082023841
公开日2009年10月7日 申请日期2008年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者任应祥, 滕朝宇, 高光勇 申请人:重庆山外山科技有限公司