比较。在步骤634中，控制器随后指示致动器机构进一步地延伸或缩回致动器柱塞，使得感测的压力匹配预定的压力值并且感测的力匹配预定的力的值，从而保证完全的阀关闭。压力和力在步骤628持续地被感测，使得可以实时地进行对致动器位置的精细调整，以维持阀处于关闭状态。
[0066]图6B示出了使用参考图3A和3B描述的、具有反馈控制且包括压力传感器和测力计的致动器机构来实现流体通路的阀打开状态所涉及步骤的流程图。在步骤641，当阀处于关闭状态时，控制器指示致动器机构缩回致动器柱塞，使得隔膜脱离阀座。在步骤643中，压力传感器和测力计随后感测分别由隔膜抵靠传感器施加的压力和力。在步骤645，感测的压力和力被传递给控制器。在步骤647，控制器将感测的压力值和感测的力的值与预定的压力和力的值进行比较。在步骤649中，控制器随后指示致动器机构进一步地缩回致动器柱塞，使得感测的压力和力与预定的阈值相交，表明已经实现阀的打开状态。可选地，在一个实施例中，在步骤651，控制器指示致动器机构进一步缩回致动器柱塞直到感测的压力和感测的力都到达零，表明压力传感器和测力计已经脱离隔膜、隔膜处于松弛配置中、并且阀完全地打开。
[0067]如上文所讨论的，本发明的致动器结构可用于多种应用中，其具有在流体通路中的隔膜或膜类型的阀。在多种实施例中，取决于具体的应用，致动器机构可被构造为移动致动器以将压力或力维持在分别由压力传感器或测力计感测的任意值处或任意的范围内，以将阀保持关闭。
[0068]例如，在一个实施例中，本发明的致动器机构可用于便携式肾透析系统中，其具有用于流体通路的一次性歧管。本领域的技术人员将理解的是，具有反馈控制系统的致动器机构可以通过将致动器在预期的阀位置处定位在歧管外部而实现有一次性的歧管。这种类型的致动器也是从一次性歧管分离且单独的，并且通常是该肾透析系统的非一次性部分的一部分。阀系统通过在流动控制点处使用弹性膜而实现在一次性类型的歧管中，该流动控制点根据需要而选择性地被从歧管机延伸的凸起、销或其他构件而封闭。在多个实施例中，流体的封闭通过使用由控制器控制的开/关直流电机、步进电机，或安全、低能耗的磁阀。在一个实施例中，阀系统类似于在申请于2011年2月8日、转让给本发明的申请人、标题为“便携式透析机” (“Portable Dialysis Machine”)的美国专利申请号13/023,490中公开的系统，该申请的全文引用于此作为参考。在另一个实施例中，阀系统类似于在申请于2012年12月24日、转让给本发明的申请人、标题为“具有改进的贮液器加热系统的便携式透析机”(“Portable Dialysis Machine with Improved Reservoir Heating System”)的美国专利申请号13/726，457中公开的系统，该申请的全文引用于此作为参考。在一个实施例中，如本发明所公开的具有压力传感器的阀致动器机构用于透析机中以维持感测的压力为至少2psi，确保阀关闭。在另一个实施例中，如本发明所公开的具有测力计的阀致动器机构用于透析机中以维持感测的力为至少5镑力(lbF)，确保阀关闭。在又一个实施例中，如本发明所公开的具有压力传感器和测力计两者的阀致动器机构用于透析机中以维持感测的压力为至少2psi且感测的力为至少5镑力(lbF)，确保阀关闭。
[0069]在一个实施例中，用作阀的隔膜类似于在上述’490专利中所描述的那些。在另一个实施例中，用作阀的隔膜类似于在申请于2013年3月28日、转让给本发明的申请人、标题为“歧管隔膜” (“Manifold Diaphragms”)的美国专利申请号13/852,918中公开的隔膜，该申请的全文引用于此作为参考。
[0070]总的来说，本发明的具有反馈控制的致动器机构可用于肾透析系统中的阀，其具有下列特性:a)两个稳定状态，打开和关闭，b)改变状态需要能量输入，c)维持状态无需能量输入，d)状态通过使用电子力来改变位移构件的位置而变化，当位移构件的位置改变时导致阀打开或者关闭。
[0071]上述示例仅仅是本发明的系统的多种应用的示意。虽然文中仅描述了本发明的一些实施例，但是应当理解的是，本发明可以被实施为很多其他特定的形式，而不偏离本发明的范围或精神。因此，本文中的示例和实施例被认为是示意性地而非限制性的，并且本发明可在随附权利要求的范围内修改。
【主权项】
1.一种适合于打开和关闭一阀的阀致动器系统，所述阀致动系统包括孔口关闭构件，所述孔口关闭构件定位在歧管中、并且邻近在透析系统中流体流动通过的流体路径，所述阀致动器机构包括: 位移构件，其适合于线性地移位、并且具有接触端，其中当所述阀处于所述打开状态时，所述接触端定位为靠近所述孔口关闭构件； 电机，其用于移动所述位移构件； 至少一个压力传感器，其定位在所述接触端上，用于当所述接触端与所述孔口关闭构件物理连通时感测所产生的压力、以及用于传递基于所感测的压力的数据；以及 控制器，其用于从至少一个压力传感器接收所感测的压力，其中所述控制器包括存储器，所述存储器在其中存储多个编程指令，当所述多个编程指令被处理单元执行时，其将所感测的压力与存储在所述存储器中的预定值比较、并且激活所述电机以将所述位移构件朝向或远离所述孔口关闭构件移动，从而将所述接触端抵靠所述孔口关闭构件最优地定位。2.根据权利要求1所述的阀致动器系统，其中所述电机包括步进电机。3.根据权利要求1所述的阀致动器系统，其中所述电机包括直流电机。4.根据权利要求1所述的阀致动器系统，进一步包括:编码器，其用于确定所述位移构件的移动的量。5.根据权利要求1所述的阀致动器系统，其用于透析机中。6.根据权利要求5所述的阀致动器系统，其中所述控制器编程为将所感测的压力维持为至少2psi。7.—种适合于打开和关闭一阀的阀致动器系统，所述阀致动器系统包括孔口关闭构件，所述孔口关闭构件定位在歧管中、并且邻近在透析系统中流体流动通过的流体路径，所述阀致动器机构包括: 位移构件，其适合于线性地移位、并且具有接触端，其中当所述阀处于所述打开状态时，所述接触端定位为靠近所述孔口关闭构件； 电机，其用于移动所述位移构件； 至少一个力传感器，其定位在所述接触端上，用于当所述接触端与所述孔口关闭构件物理连通时感测所产生的力、以及用于传递基于所感测的力的数据；以及 控制器，其用于从至少一个力传感器接收所感测的力，其中所述控制器包括存储器，所述存储器在其中存储多个编程指令，当所述多个编程指令被处理单元执行时，其将所感测的力与存储在所述存储器中的预定值比较、并且激活所述电机以将所述位移构件朝向或远离所述孔口关闭构件移动，从而将所述接触端抵靠所述孔口关闭构件最优地定位。8.根据权利要求7所述的阀致动器系统，其中所述电机包括步进电机。9.根据权利要求7所述的阀致动器系统，其中所述电机包括直流电机。10.根据权利要求7所述的阀致动器系统，进一步包括:编码器，其用于确定所述位移构件的移动的量。11.根据权利要求7所述的阀致动器系统，其用于透析机中。12.根据权利要求11所述的阀致动器系统，其中所述控制器编程为将力维持为至少5镑力(IbF)013.—种适合于打开和关闭一阀的阀致动器系统，所述阀致动器系统包括孔口关闭构件，所述孔口关闭构件定位在歧管中、并且邻近在透析系统中流体流动通过的流体路径，所述阀致动器机构包括: 位移构件，其适合于线性地移位、并且具有接触端，其中当所述阀处于所述打开状态时，所述接触端定位为靠近所述孔口关闭构件； 电机，其用于移动所述位移构件； 至少一个压力传感器，其定位在所述接触端上，用于当所述接触端与所述孔口关闭构件物理连通时感测所产生的压力、以及用于传递基于所感测的压力的数据； 至少一个测力计，其定位在所述接触端上，用于当所述接触端与所述孔口关闭构件物理连通时感测所产生的力、以及用于传递基于所感测的力的数据；以及 控制器，其用于从至少一个压力传感器接收所感测的压力以及从至少一个测力计接收所感测的力，其中所述控制器包括存储器，所述存储器在其中存储多个编程指令，当所述多个编程指令被处理单元执行时，其将所感测的压力与存储在所述存储器中的预定的压力值比较、以及将所感测的力与存储在所述存储器中的预定的力值比较、并且激活所述电机以将所述位移构件朝向或远离所述孔口关闭构件移动，从而将所述接触端抵靠所述孔口关闭构件最优地定位。14.根据权利要求13所述的阀致动器系统，其中所述电机包括步进电机。15.根据权利要求13所述的阀致动器系统，其中所述电机包括直流电机。16.根据权利要求13所述的阀致动器系统，进一步包括:编码器，其用于确定所述位移构件的移动的量。17.根据权利要求13所述的阀致动器系统，其用于透析机中。18.根据权利要求17所述的阀致动器系统，其中所述控制器编程为将所感测的压力维持为至少2psi。19.根据权利要求17所述的阀致动器系统，其中所述控制器编程为将力维持为至少5镑力(IbF)0
【专利摘要】一种用于监测和控制歧管薄膜类型的阀的打开和关闭状态的系统和方法，包括使用具有反馈控制的致动器机构。位于致动器机构的接触端上的压力传感器和/或测力计监测施加到致动器机构的端部的压力和/或力。控制器基于监测的压力和/或力而指示致动器机构向前或向后移动一端合适的距离。系统中的温度和压力变化以及薄膜的材料变化立即地被感测，并且定位校正实时地应用到致动器，从而在单独监测压力的同时维持相同的阀状态。线性的致动器用作“智能”致动器，其能够精细地调整而无需额外的外部监测，并且提供了在动态环境中关闭阀的更精确和可靠的方法。
【IPC分类】A61M1/36
【公开号】CN105722537
【申请号】CN201480061648
【发明人】T.L.拜勒
【申请人】弗雷塞尼斯医疗保健控股公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2014年10月10日
【公告号】US9354640, US20150129055, WO2015069412A1