专利名称：用于输送流体的泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流体输送装置。
背景技术：
弹性泵广泛用在医疗机构中以将流体和药物输送至患者。在一些泵中，将流体存储在由硅或其它橡胶聚合物制成的储药器或囊状件中。该囊状件在沿着型芯的间隔开恒定距离的位置处附接于固定长度的中央支承型芯。当被填充时，该囊状件膨胀并且该囊状件的增大的表面积存储在流体上施加压力的能量，从而驱使流体流出该囊状件。流体的流速通常由诸如玻璃毛细管或一段PVC管形件之类的限流孔限制。参照图1，用于标准弹性泵的典型的流动曲线18 (S卩，流速对时间)示出了来自泵的流体的流速在流体输送期间并不是恒定的。流动始于流速中的强初始峰值20，继之以具有较低流速的波谷形阶段21，并结束于弱第二峰值22。尽管可将这种曲线的波谷和波峰平均以提供足够大的流速，但在一些情况下，例如用于输送有毒药物或当需要小治疗剂量时，初始峰值会导致用药过量或其它不希望出现的情形。初始峰值20由强力产生，该强力由膨胀的囊状件施加在流体上。为缓和流速中的初始峰值，可在开始流体输送之前将填充泵搁置等待时期，以允许囊状件丧失其一些弹性，由此减小施加在囊状件中的流体上的力。波谷形阶段21由两种现象的组合所造成。随着流体离开囊状件，该囊状件收缩并且存储在囊状件中的能量减少。由此，由囊状件施加在流体上的压力降低，从而导致流速降低。然而，与此同时，囊状件的物理收缩导致囊状件的壁增厚，这导致囊状件在流体上施加更大的压力。起初，第一效应是显著的。随着囊状件倾空，后一效应逐渐变得更为显著并且将其自身表现为在流体输送的结尾处的第二峰值22。如是囊状件的壁的厚度是不均匀的，则在接收流体时该囊状件将在较薄的区域中更为快速地膨胀，由此进一步加强厚度差。该效应使膨胀的囊状件具有不对称的形状，这进而导致不均匀的流速和在相同的泵之间流速上的可变性。为了对抗该效应，通常将囊状件封装在限制其不对称膨胀的外罩中，例如刚性罩或柔性而不可膨胀的罩。在一些泵中，囊状件由橡胶聚合物和硅酮形成，该橡胶聚合物将力施加在该囊状件中的流体上，该硅酮防止流体与橡胶聚合物相接触的衬在囊状件的内侧上。
实用新型内容在一般方面中，一种用于输送流体的泵包括:型芯，该型芯构造成沿着泵的轴线纵向地延伸；限制器，该限制器构造成将型芯的纵向延伸限制到预定的最大长度；以及可膨胀的囊状件，该可膨胀的囊状件在至少一个位置中附接于支承型芯并且构造成接收流体。实施方式可包括以下方面中的一个或更多个。泵包括罩，该罩封装囊状件和支承型芯的至少一部分。罩的尺寸和形状使得当囊状件充满流体时，该囊状件具有基本上与罩的尺寸和形状无关的尺寸和位置。该罩的尺寸和大小被设定成使得当囊状件充满流体时，囊状件的外表面与罩的内表面之间存在间隙。囊状件基本上由硅酮形成。囊状件附接于型芯的位置基于囊状件在充满流体时的体积与从泵输送的流体的预期流速中的至少一个进行选择。该型芯包括第一构件和第二构件，该第一构件和第二构件构造成相对于彼此纵向地滑动。泵包括用于连接第一构件和第二构件的连接件。限制器包括定位在沟槽中的滚珠。沟槽的长度基于型芯的预定的最大长度而确定。支承型芯构造成当流体进入囊状件时纵向地扩张，并且构造成当流体离开囊状件时纵向地回缩。泵构造成以大致恒定的流速输送流体。在另一方面中，一种用于从泵输送流体的方法包括将流体接收到囊状件中和从泵输送流体。将流体接收到囊状件中包括:使支承型芯沿着泵的轴线纵向地延伸，以及使囊状件膨胀。支承型芯的延伸被限制器限制到预定的最大长度。从泵输送流体包括:使囊状件收缩，以及使支承型芯沿着泵的纵向轴线回缩。实施方式可包括以下方面中的一个或更多个。从泵输送流体包括以基本上恒定的流速输送流体。使支承型芯扩张包括使支承型芯的第一构件相对于支承型芯的第二构件纵向地滑动。使囊状件膨胀包括使囊状件膨胀到基本上与封装囊状件的罩的尺寸和形状无关的形状和位置。囊状件基本上由硅酮形成。如上所述的泵具有多个优点。特别地，当填充囊状件或从泵输送流体时，泵的滑动型芯为泵提供额外的运动度。这种额外的运动度影响流体输送的流动曲线，从而使得泵能够以在流速中减小的初始峰值乃至没有初始峰值而输送流体。此外，即使囊状件的壁厚存在微小的差异，滑动型芯也使得囊状件能够在被填充时基本上对称地膨胀。囊状件的主要为硅酮的组分进一步有利于囊状件的对称膨胀。作为这种对称膨胀的结果，囊状件在内部对流体施加均匀的压力，从而使得在流体输送期间实现恒定的流速成为可能。这样，在从泵输送流体的大部分输送期间，维持了相对恒定的流速。囊状件的对称膨胀也有助于在从泵输送流体的开始时减低或消除流速中的峰值。只要泵已经被充满流体，就能够获得始终如一的流速；不需要等待时期以缓和由囊状件施加在该囊状件内部的流体上的压力。此外，降低了装置之间由于囊状件的膨胀而产生的可变性，并由此使施加至容纳在囊状件中的流体的压力在相同的装置之间是始终如一的。
图1示出了用于标准弹性泵和滑动型芯泵的流速曲线。图2A示出了具有基本空的囊状件的滑动型芯泵。图2B示出了具有基本满的囊状件的滑动型芯泵。图3是滑动型芯泵的一部分的展开图。图4A是滑动型芯泵的一部分的侧视展开图。图4B是滑动型芯泵的一部分的俯视截面展开图。图4C是滑动型芯泵的一部分的侧视截面展开图。
具体实施方式
参照图2A，滑动型芯泵30将诸如抗生素、疼痛缓解药品、化疗药剂或其它药物之类的流体输送至患者。泵30包括承载囊状件4和外罩34的大致圆筒形的支承型芯32。流体存储在囊状件4内，该囊状件4在流体上施加压力，从而迫使流体经过流体输送管路10流出泵。联接至流体输送管路10的端部的患者连接器13 (例如，鲁尔转接器)有助于将流体输送至患者。在一些实施方式中，流体输送管路10联接至诸如空气收集器和杀菌剂过滤器9或微孔限流管形件12之类的其它部件，该微孔限流管形件12可以例如是玻璃毛细管或一段PVC管形件。连接至流体输送管路10的夹具11启动或停止流体从泵30的流动。参照图2A和图3，支承型芯32结合可动的或可伸缩的部件，该可动的或可伸缩的部件包括第一滑动型芯构件I和第二滑动型芯构件3。滑动型芯构件I和3通过束套状连接件2保持在一起。在另一实施方式中，第一滑动型芯构件I插入到第二滑动型芯构件3中的环形腔中。囊状件4在基于囊状件的所需要的填充体积而选择的两个位置8a和Sb处被固定至支承型芯32。第一滑动型芯构件I和第二滑动型芯构件3是可沿着泵30的轴线8相对于彼此纵向地延伸的。滑动型芯构件I和3的延伸将囊状件4的纵向且同心的延伸引导成椭圆形状。滑动型芯构件I和3的该相对运动导致位置8a和Sb的相对移位，位置8a和Sb间隔开可变的距离Sc。在将流体正引入到囊状件4中的同时，距离Sc随着囊状件4膨胀和支承型芯32伸长而增大。在正从囊状件4输送流体的同时，距离Sc随着囊状件4收缩和支承型芯32回缩而减小。图2A示出了处于其起始位置中的支承型芯32，囊状件4中具有少量的流体。参照图2B，随着将流体引入到囊状件4中以及滑动型芯构件I相对于滑动型芯构件3纵向地延伸，囊状件4膨胀成气球状的形状。滑动型芯构件I和3沿着轴线8的相对纵向运动由滚珠5限制，该滚珠5通常由玻璃或医用级聚合物制成。滚珠5位于滑动型芯构件I和3中的切口 6和/或沟槽或槽道7中。支承型芯32的延伸的极限由切口 6和沟槽7的长度确定。在图4A和图4B中所示的实施方式中，利用了两个切口 6a和6b以及两个沟槽7a和7b。通常，滚珠5、切口 6以及沟槽7的数量根据支承型芯32的尺寸以及位置8a与Sb之间的所需要的相对位移而改变。在其它实施方式中，滑动型芯构件I和3的纵向运动被止挡件和引导组件所限制，或被允许滑动型芯构件I和3沿着轴线8的自由运动的同时还为该运动提供预定的端点或界限的任何其它的设计所限制。囊状件4由使得空气能够被截留在该囊状件内以通过可渗透膜缓慢散逸的柔性膜形成。在一些实施方式中，囊状件4由自排气的材料制成。囊状件4的材料还可与药类化合物相容。例如，囊状件4由硅酮或其它橡胶聚合物制成。在一些实施方式中，囊状件4主要由硅酮制成。再次参照图2B，罩34保护囊状件4 (例如，防止其被刺破、磨损、或受污)并提供用于印刷可变制造数据和诸如批号、填充容积、流速、和流动历时之类的装置标识的表面区域。罩34形成为在囊状件4的填充状态和其未填充状态下封装该囊状件4，而并不随着囊状件4膨胀和收缩而使囊状件的大体形状变形或以其它方式影响该囊状件相对于支承型芯32的位置。就是说，随着囊状件4被填充流体，该囊状件呈现出与罩34的尺寸和形状无关的形状和位置。在一个示例中，罩34真空地形成以在罩的内表面38与处于其充满状态下的囊状件4的外表面36之间具有气隙35。罩34在位置40a和40b处紧固(例如，利用未示出的松紧带)至支承型芯32。由于罩34被固定至支承型芯32并且与滑动型芯构件I和3 一起协力地移动，因此随着囊状件4膨胀，罩34的端部延伸纵向地彼此远离。罩34可以是例如由PVC制成的软罩。在其它示例中，硬质刚性罩保护囊状件4。该硬质刚性罩可完全或部分地封装处于其完全膨胀状态下的囊状件4，而并不随着囊状件4膨胀和收缩而使该囊状件的大体形状变形或以其它方式影响该囊状件相对于支承型芯32的位置。参照图4C，泵30包括处于支承型芯32的开口端44处的填充口 42，流体通过该填充口 42引入到囊状件4中。填充口 42与大多数的注射器以及其它标准填充装置相容。填充口 42上的单向抗虹吸阀46在填充期间和填充之后防止流体从囊状件4中泄漏。翻盖组件48附接于支承型芯32以覆盖填充口 42。在支承型芯32的相对端49处，输出端口 50连接于流体输送管路10。两个流动路径52和54在支承型芯32内延伸。流动路径52将填充口 42与囊状件4的内部联接，而流动路径54将囊状件4的内部与输出端口 50联接。在填充该囊状件时或在从泵输送流体时，支承型芯32的包括滑动型芯构件I和3的构造赋予泵30额外的运动度。再次参照图1，该额外的运动度将流动曲线24给予滑动型芯泵30。当最初从泵输送流体时，囊状件4收缩并且滑动型芯构件I和3纵向地向内移动。滑动型芯构件I和3的运动使得囊状件4能够在容纳于该囊状件4中的流体上施加较小的压力。减小的力导致在流体输送之初的最小的初始峰值26。一旦滑动型芯构件I和3已经回缩到其原始位置(即，当滑动型芯构件I和3相接触时或当距离8c处于最小值时)，囊状件4就继续收缩并且排出流体，但不存在支承型芯32的进一步回缩。这里，流速进入可与从不具有滑动型芯的泵输送期间获得的流速相比较的阶段28。通过以与囊状件4的尺寸、壁厚、几何形状、以及弹性相关的方式调整距离Sc，对于滑动型芯泵30而言，可获得近似平坦的流速曲线。在一些实施方式中，多种流体输送的模式均是适用的，这些模式包括连续流动、带有团注效应的连续流动、团流以及可变流动。该囊状件可以基本上由硅酮形成。一种用于从泵输送流体的方法可以包括将流体接收到囊状件中以及从泵输送流体。将流体接收到囊状件中包括:使支承型芯沿着泵的轴线纵向地扩张；使囊状件膨胀；支承型芯的扩张被限制器限制到预定的最大长度。从泵输送流体包括:使囊状件收缩；以及使支承型芯沿着泵的纵向轴线回缩。从泵输送流体可以包括以基本上恒定的流速输送流体。使支承型芯延伸可以包括使支承型芯的第一构件相对于支承型芯的第二构件纵向地滑动。使囊状件膨胀可以包括使囊状件膨胀到基本上与封装囊状件的罩的尺寸和形状无关的形状和位置。该囊状件可以基本上由硅酮形成。上述描述旨在说明而并非限制由所附权利要求的范围所限定的本实用新型的范围。这些和其它实施方式都处于所附权利要求的范围内。
权利要求1.一种用于输送流体的泵，包括: 型芯，所述型芯构造成沿着所述泵的轴线纵向地延伸； 限制器，所述限制器构造成将所述型芯的纵向延伸限制到预定的最大长度；以及 可膨胀的囊状件，所述可膨胀的囊状件在至少一个位置中附接至所述支承型芯并且构造成接收流体。
2.根据权利要求1所述的用于输送流体的泵，还包括罩，所述罩封装所述囊状件以及所述支承型芯的至少一部分。
3.根据权利要求2所述的用于输送流体的泵，其中，所述罩的尺寸和形状使得当所述囊状件充满流体时，所述囊状件具有基本上与所述罩的所述尺寸和所述形状无关的尺寸和位置。
4.根据权利要求2所述的用于输送流体的泵，其中，所述罩的尺寸和大小被限定成使得当所述囊状件充满流体时，所述囊状件的外表面与所述罩的内表面之间存在间隙。
5.根据权利要求1所述的用于输送流体的泵，其中，所述囊状件附接于所述型芯的位置基于所述囊状件在充满流体时的体积和从所述泵输送的流体的预期流速中的至少一个进行选择。
6.根据权利要求1所述的用于输送流体的泵，其中，所述型芯包括第一构件和第二构件，所述第一构件和所述第二构件构造成相对于彼此纵向地滑动。
7.根据权利要求6所述的用于输送流体的泵，还包括用于连接所述第一构件和所述第二构件的连接件。
8.根据权利要求1所示的用于输送流体的泵，其中，所述限制器包括定位在沟槽中的滚珠。
9.根据权利要求8所述的用于输送流体的泵，其中，所述沟槽的长度基于所述型芯的所述预定的最大长度来确定。
10.根据权利要求1所述的用于输送流体的泵，其中，所述支承型芯构造成当流体进入所述囊状件时纵向地扩张，并且构造成当流体离开所述囊状件时纵向地回缩。
11.根据权利要求1所述的用于输送流体的泵，其中，所述泵构造成以大致恒定的流速输送流体。
专利摘要一种用于输送流体的泵，包括型芯、限制器和可膨胀囊状件。型芯构造成沿着泵的轴线纵向地延伸。限制器构造成将型芯的纵向延伸限制到预定最大长度。可膨胀囊状件在至少一个位置中附接到支承型芯并且构造成接收流体。
文档编号F04B43/08GK203009246SQ20122047168
公开日2013年6月19日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者弗雷迪·恩·辉·李 申请人:B·布劳恩梅尔松根股份有限公司