一种卡槽泵装置和流量调节方法与流程

本发明涉及液体输送
技术领域：
，特别涉及一种卡槽泵装置和流量调节方法。
背景技术：
：现有技术中，血液透析治疗系统主要由血液回路和透析液回路组成，两个回路的交汇点在透析器内，其中血液回路利用穿刺针穿入人体血管内，再通过透析管道将穿刺针与血泵相连，在血泵的驱动作用下将血液从患者体内引出，经透析器的血室后重新返回至患者体内而形成循环回路；透析液回路则利用相应的透析装置，在流量可控的情况下，将配置好的标准透析液引入至透析器的透析液室内，由于血液和透析液在透析器中发生等渗物质交换，经交换后的透析液(也被称为废液)被引出透析器并返回至透析装置内。与此同时，透析治疗主要包括三个目的，第一为抽取患者体内蓄集的毒素分子物质，第二为超滤出残留在患者体内的多余水分，第三为经过四个小时的治疗以纠正患者血液中紊乱的电解质浓度。现有技术中，通常使用齿轮泵、叶轮转子泵、压管蠕动泵和隔膜泵等方式对透析溶液输入进入透析液腔内，但是上述溶液驱动结构存在明显缺陷。现有技术的齿轮泵主要部件包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮带动从动齿轮转动，而叶轮转子泵通过主动叶轮转子带动从动叶轮转子转动。齿轮泵通过主动齿轮和从动齿轮的齿间空间夹带少量溶液，并以泵外壳内壁作为限位部件，通过主动齿轮和从动尺寸啮合形成对齿间空间内的溶液进行挤压以实现溶液从齿轮的一端向另一端输送，但齿轮泵由于齿间空间较小，只能夹带少量溶液，若要达到较高流量，必须进行高速旋转，但是齿轮泵在高速旋转时，将会难以通过控制电机转速以达到精准流量控制。与此同时，现有技术的叶轮转子泵也是通过两个转动叶片进行啮合输送水体，因此也会出现齿轮泵同样的技术问题。齿轮泵和叶轮泵的主动旋转机构和从动旋转机构中心距离必须固定，主动齿轮和从动齿轮或者主动叶片和从动叶片之间相互啮合但不能相互卡死，这样较高的工艺要求使得造成本相应地提高。而现有技术的压管蠕动泵通过管道包裹溶液并置于泵壳与转子之间，通过转子碾压软管驱动管道内溶液向前移动以实现流动，但压管蠕动泵的管道在反复使用时容易发生变形并被压扁而需要及时更换管道，长期使用后无法实现精确流量调节。另外现有技术的隔膜泵通过推拉牵引泵中间的弹性隔膜以实现溶液进出泵体的驱动，但由于隔膜泵需要单向阀以控制流向，若单向阀出现渗漏将会使得在推拉隔膜时出现部分反流现象，同时隔膜泵也容易存在流体压力波动问题，泵体在吸进溶液时，其供液压力值为零，但当溶液被挤出泵体外时的流量达到最大值，也就是压力值达到最大值，因此压力波动比较明显，造成用户透析过程身体严重不适应。技术实现要素：本发明的主要目的是提出一种连续无间断供液、无压力波动、供液平衡、造价成本低、性能运行稳定且方便调整流量的卡槽泵装置，本发明还提出了一种使用卡槽泵装置的流量调节方法，旨在提高卡槽泵装置的供液稳定性、可靠性以及透析液流量调节的便捷性。为实现上述目的，本发明提出的一种卡槽泵装置，包括内部设有容腔的泵外壳以及中心轴向设置的内转子，所述内转子外周面与所述容腔内周面之间形成环形间槽，所述内转子外周面周向均匀设有若干个推液件伴随所述内转子旋转，所述推液件贴合所述容腔内周面以将所述间槽分为若干独立空间，所述泵外壳内周面设有若干个阻液件与所述推液件配合产生负压吸入溶液或产生高压挤出溶液，所述泵外壳设有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口与所述间槽相连通，并设置于所述阻液件两侧。优选地，所述推液件和/或所述阻液件为弹性移动部件。优选地，所述内转子外周面和/或所述泵外壳内周面设有凹槽分别容纳所述推液件或所述阻液件，所述凹槽内设有弹性部件将所述推液件和所述阻液件向外弹性推出，所述凹槽端部宽度小于所述推液件和/或所述阻液件半径，所述推液件和/或所述阻液件伸出所述间槽的径向长度等于所述间槽环形宽度。优选地，所述推液件和/或所述阻液件为轴向自转部件。优选地，所述推液件的数量为至少为一件且为周向均布设置，所述阻液件的数量为至少为一件。优选地，所述推液件外周面与所述容腔内壁面以线接触或面接触。优选地，所述内转子中心设有旋转轴，所述旋转轴的一端或两端伸出所述泵外壳。优选地，所述推液件为均匀设置于所述内转子外周面的若干个卡板，所述阻液件为设置于所述泵外壳凹槽内且在一定范围内摆动部件，所述阻液件设有复位扭簧，所述阻液件向所述间槽内伸出挡板且被所述推液件推动摆动。优选地，所述推液件为均匀设置于所述内转子外周面的若干个卡板，所述阻液件为设置于所述泵外壳凹槽内的绕自身中心轴旋转部件，所述阻液件外周面周向均等设有若干伸出挡板，所述挡板伸入所述间槽内且被所述推液件推动旋转。本发明还一种使用所述卡槽泵装置的流量调节方法，包括以下步骤：s1：若干个所述阻液件两侧分别设有进液口和出液口，所述进液口分别通过进液管道与进液容器通连，所述出液口分别通过出液管道分别与透析液管道可拆卸相连；s2：溶液从所述进液管道进入至所述间槽后，被所述推液件推动并与所述阻液件相对挤压逐渐产生高压，再于所述出液口流经所出液管道集中流向所述透析液管道内混合；s3：全部所述出液管道同时与所述透析液管道通连，所述卡槽泵装置为全流量工况；s4：部分所述出液管道与所述透析液管道通连，而另一部分所述出液管道与所述透析液管道分离后，再与所述进液管道通连，部分溶液进入所述间槽内再回流至所述进液管道内，所述卡槽泵装置为非全流量工况。本发明技术方案相对现有技术具有以下优点：本发明技术方案的卡槽泵对溶液驱动时，通过在内转子外周面与泵外壳内周面之间形成间槽，内转子外周面相连有推液件，而推液件可为周向设置的一个或多个结构，通过推液件将间槽分为若干段结构，通过内转子旋转，部分推液件与阻液件之间相对容积不断增大形成形成负压空腔以使溶液流入至间槽内，或者部分推液件与阻液件之间相对容积不断缩小形成高压溶液腔室以将溶液挤出间槽外，因此本发明技术方案的卡槽泵相对现有技术的齿轮泵或叶轮转子泵能够降低制造成本且避免卡死风险，并且本发明技术方案相对齿轮泵具有较大的溶液运输腔室变化，因此能够在高转速的工况下实现对流量精准的控制，而齿轮泵或者叶轮泵均只能在低速状况下进行工作，并且只能在齿轮间隙内运输溶液，因此本发明技术方案的卡槽泵装置相对现有技术的齿轮泵能够实现透析液室内的进液和出液之间平衡，并且在输液过程中能够实现无交替中断替换的可靠连续供液。另外本发明技术方案的卡槽泵通过内转子带动推液件旋转，再通过推液件推动间槽内的溶液随之旋转，再通过泵外壳的阻液件以实现阻流，最终溶液经过出液口被挤出泵体，通过上述的结构方式使得溶液流动具有方向性，而不需要单向阀以控制方向，能够避免现有的隔膜泵容易因单向阀单向密封性能降低而使部分溶液倒流，并且能够避免现有的隔膜泵输送溶液过程容易发生液压波动影响患者透析过程的舒适性。由于现有的蠕动泵通过转动部件对软管进行挤压，因此长期使用后势必会造成软管老化甚至破裂，本发明技术方案通过内转子相对泵外壳进行转动，并且通过阻液件与推液件配合产生负压吸入溶液或产生高压挤出溶液，可避免现有技术蠕动泵的技术缺陷，保持输送溶液过程可靠且耐用地进行工作，并且通过推液件外周面与容腔内壁面以线接触或面接触，保证推液件的密封性能。本发明技术方案的推液件和/或阻液件伸出间槽的径向长度等于间槽环形宽度，进一步提高推动溶液以及阻塞溶液的密封性能，本发明技术方案的推液件和/或阻液件为轴向自转部件，可避免推液件和推液件之间的摩擦作用力以及降低磨损。本发明技术方案的推液件的数量为至少为一件且为周向均布设置，阻液件的数量为至少为一件，述阻液件两侧分别设有进液口和出液口，通过将全部出液管道同时与透析液管道通连，卡槽泵装置为全流量工况，而将出液管道与透析液管道通连，且另一部分出液管道与透析液管道分离后，再与进液管道通连，部分溶液进入间槽内再回流至进液管道内，卡槽泵装置为非全流量工况，因此本发明技术方案可方便地实现流量调整。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，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。图1为本发明实施例1的卡槽泵装置内部结构示意图；图2为本发明其他实施例的卡槽泵装置内部结构示意图；图3为本发明实施例3的卡槽泵装置内部结构示意图；图4为本发明实施例4的卡槽泵装置内部结构示意图；图5为本发明卡槽泵装置的应用示意图。附图标号说明：标号名称标号名称1泵外壳16接头11出液口2内转子12进液口21推液件13阻液件3间槽14弹簧4电机15挡板本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动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。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。本发明提出一种卡槽泵装置。实施例1请参见图1，本发明实施例的卡槽泵装置包括内部设有容腔的泵外壳1以及设置于泵外壳1内部且中心轴向设置的内转子2，内转子2外周面与泵外壳1内周面之间形成环形的间槽3，内转子2外周面周向设有两个推液件21伴随内转子2旋转，两个推液件21贴合容腔内周面从而将间槽3划分为两个相互独立的空间，泵外壳1内周面设有阻液件13与推液件21相互配合可产生负压吸入溶液或产生高压以将溶液挤出。具体地，本实施例的推液件21为轴向自转部件，而阻液件13为弹性移动部件，泵外壳1内周面设有凹槽并容纳有弹簧14将阻液件13弹性顶出并与推液件21配合相触碰。在本发明的其他实施例中，推液件21或阻液件13可为弹性移动部件，或者推液件21和阻液件13同时为弹性移动部件，并且内转子2外周面可设有凹槽容纳推液件21，或者泵外壳1内周面设有凹槽容纳阻液件13，或者内转子2外周面设有凹槽容纳推液件21且泵外壳1内周面设有凹槽容纳阻液件13，而凹槽内部设有弹性部件，如弹簧14，以将推液件21或阻液件13向间槽3内部弹性推出。如图2所示的其他实施例中，周向设置的两个推液件21同时为弹性移动部件，在阻液件13与推液件21相互通过过程中，阻液件13推动推液件21向内转子2内部弹性移动，以实现两者相互避让。为了实现推液件21更好地对溶液进行推动或者阻液件13更好阻塞，通过将凹槽的端部宽度设置为小于推液件21和/或阻液件13的半径，并且推液件21和/或阻液件13伸出间槽的径向长度等于间槽3环形宽度。为了进一步提高推液件21对溶液的推动作用力以及与泵外壳1内周面之间的密封性能，可将推液件21与泵外壳1内周面之间以线接触方式密封或者以面接触方式密封。阻液件13两侧设有穿过泵外壳1的进液口12和出液口11，并且出液口11沿内转子2旋转方向设置于阻液件13前部，进液口12沿内转子2旋转方向设置于阻液件13后部。当推液件21随内转子2旋转时，推液件21和阻液件13之间可发生相互让位，也就是推液件21与阻液件13相互挤压，从而使得阻液件13克服弹簧14向泵外壳1内部移动，这样推液件21能够顺利地通过阻液件13阻塞，推液件21和阻液件13之间发生相对避让错位后，阻液件13通过弹簧14向间槽3内部伸出复位。而本实施例的卡槽泵内部间槽3的每腔输出量是由卡槽泵的内转子2外周面与泵外壳1内周面之间的间槽3宽度以及间槽3厚度所决定，因此当间槽3的宽度越宽以及间槽3厚度越厚，则使得间槽3每腔的输出量越大。需要说明的是，本实施例的内转子2的中心轴向可设有转轴，而转轴可一端伸出泵外壳1或者转轴的两端同时伸出泵外壳1外，并且使用可拆卸相连结构与另一个卡槽泵装置的内转子2的转轴轴向相连，再通过电机4进行同步驱动，如图5所示，转轴与泵外壳1相互配合的位置可设有密封圈以提高密封性能。另外，本实施例的卡槽泵对溶液进行驱动时，通过在内转子2外周面与泵外壳1内周面之间形成环形状的间槽3，内转子2外周面相连有推液件21，而推液件21可为周向设置的一个或多个结构，通过推液件21将间槽3分为若干段结构，通过内转子2旋转以使溶液流入至间槽3内或者流出间槽3外，与此同时，在出液口11与进液口12之间设置阻液件13，通过推液件21和阻液件13相互配合作用能够拦截间槽3内溶液。具体地，通过其中的一个推液件21与阻液件13之间相对空间的不断缩小以将溶液经过出液口11向外挤出，因此现有技术的卡槽泵相对现有技术的齿轮泵或叶轮转子泵能够降低制造成本且避免卡死风险。本实施例的卡槽泵通过内转子2带动推液件21旋转，通过推液件21推动间槽3内的溶液随之旋转，再通过泵外壳1的阻液件13以实现阻流，最终溶液经过出液口11被挤出泵体，通过上述的结构使得溶液流动具有方向性，而不需要单向阀以控制溶液流动方向，另外卡槽泵的间槽3内部体积较大因此可携带较大量溶液，即使在转速较低的工况下也能实现大流量控制，在转速较低时，卡槽泵也能够较为容易实现精度较高的流量控制。本实施例中，推液件21为设置于内转子2外周面的轴向旋转部件，其中推液件21的外周面设置于泵外壳1内周面，从而可推动间槽3内溶液伴随旋转，为减小推液件21与阻液件13之间相互接触时的摩擦力，本实施例将推液件21设置为轴向自转部件，因此在两者发生相互触碰时，两者发生相对转动即可有效避免两者直接碰撞且减小摩擦作用力。另外内转子2旋转时，轴向自转结构的推液件21能够减轻内转子2对泵外壳1内周面的摩擦作用力，并且阻液件13可弹性径向移动也能够减小对内转子2外周面摩擦作用力。通过上述结构设置能够减轻了电机的驱动负载，电机的工作功率能够极大程度地转化为溶液的驱动作用力，并且上述结构使得单一电机即可实现对多个泵体进行同步驱动，进而实现透析器内部溶液的进入溶液和挤出溶液的平衡。本实施例的卡槽泵装置与现有技术中采用的交替调节流量方式相比，能够避免内部溶液中段位置的压力为零，流量最大时的压力达到最大值波动。由于透析液在流动时发生过大的压力波动时，并进入透析器与血液发生物质交换时，将会直接导致患者血压异常波动，患者将会产生明显不舒服，例如脸色苍白、难受、呕吐等临床异常反应。请参见图1，本实施例的卡槽泵装置的工作原理为：卡槽泵的吸液和排液的工作过程为，卡槽泵内部推液件21一侧与阻液件13一侧之间的空间不断增大且压力降低，以将溶液经过泵外壳1的进液口12吸入至间槽3内，然后通过内转子2旋转并带动溶液相应周向旋转以使推液件21另一端(或另一个推液件)与阻液件13另一面之间空间不断缩小，从而将暂时储存于间槽3的溶液经过泵外壳1的出液口11挤出至外部。而推液件21通过阻液件13进行移动时，通过阻液件13向泵外壳1内部弹性径向移动即可使得推液件21顺利进行通过阻液件13的阻塞，并且阻液件13能够弹性再向间槽3内伸出，进而保证阻液件13与推液件21之间的密封性能。因此本实施例卡槽泵能够实现透析液室内的进液和出液之间平衡，并且在输液过程中能够实现无交替中断替换的可靠连续供液。实施例2本实施例相对于实施例1具有以下区别技术特征：本实施例的阻液件为若干个且至少为一个，而推液件至少为一个且周向均匀设置，而每个阻液件两侧分别设置有进液口和出液口。通过本实施例的卡槽泵装置，本实施例还提出一种流量调节方法，具体包括以下步骤：s1：若干个阻液件两侧分别设有进液口和出液口，进液口分别通过进液管道与进液容器通连，出液口分别通过出液管道分别与透析液管道可拆卸相连；s2：溶液从进液管道进入至间槽后，被推液件推动并与阻液件相对挤压逐渐产生高压，再于出液口流经所出液管道集中流向透析液管道内混合；s3：全部出液管道同时与透析液管道通连，卡槽泵装置为全流量工况；s4：部分出液管道与透析液管道通连，而另一部分出液管道与透析液管道分离后，再与进液管道通连，部分溶液进入间槽内再回流至进液管道内，卡槽泵装置为非全流量工况。实施例3请参见图3，本实施例与实施例1存在以下区别技术特征：所述推液件21为对称设置于所述内转子2外周面的两个卡板，所述阻液件13设置于所述泵外壳1凹槽内且在一定范围内摆动部件，所述阻液件13设有复位扭簧，所述阻液件13向所述间槽3内伸出挡板15与所述推液件21配合作用。本实施例的卡槽泵进行动作时，推液件21旋转通过阻液件13后，随着其中的一个推液件21继续旋转时，该推液件21与阻液件13的挡板15之间的间槽空间不断增大而产生一定负压，并且该推液件21与阻液件13的挡板15不断增大的间槽空间与泵外壳1的进液口12相连，因此外部溶液通过进液口12而进入并填充该间槽空间内，而随着内转子2继续转动时，另一个推液件21通过阻液件13时，另一个推液件21与阻液件13的挡板也形成另一间槽空间并吸入溶液，而原本充满的溶液的间槽空间则不会发生容积增大，并通过推液件21与阻液件13的挡板15之间空间不断缩小而产生高压，高压溶液经过出液口11向外排出。通过两个推液件21不断循环通过阻液件13，从而使得溶液能够从进液口12进入间槽8内，再从出液口11向外排出。与此同时，本实施例的推液件21通过阻液件13时，通过推液件21挤压阻液件13的挡板15进行摆动，这样挡板15可错位并产生错位空间而使推液件21顺利通过阻液件13，并且当推液件21通过阻液件13后，阻液件13在扭簧的作用下而复位摆动，挡板15将准备与下一个推液件21进行挤压摆动。另外，本实施例的进液口12和出液口11内周面分别设有内螺纹孔，进液口和出液口分别通过螺纹相连有接头16，接头16端部设有台阶凸块与软管快速且紧固地插接相连。实施例4请参见图4，本实施例与实施例1存在以下区别技术特征：所述推液件21为均匀设置于所述内转子2外周面的若干个卡板，所述阻液件13设置于所述泵外壳1凹槽内的旋转部件，所述阻液件13外周面周向均等设有若干伸出挡板15，所述挡板15伸入所述间槽3内与所述推液件21配合作用。本实施例的卡槽泵进行动作时，推液件21通过阻液件13时，通过推液件21推动挡板15以使阻液件13绕其中心轴线进行旋转，这样推液件21与阻液件13之间产生错位空间，这样即可使得推液件21顺利地通过阻液件13。另外由于阻液件13外周面平均设有若干个挡板15，因此挡板15被推液件21推动旋转一定角度后，下个一个挡板15则准备与下一个推液件21进行触碰摆动，并且在两者发生触碰前，即可使间槽8内的溶液经过出液口11向外排出。至于吸液步骤中，随着推液件21与挡板15之间存在间槽3空间增大，因此可通过负压将溶液吸附入其内。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12