[發(fā)明專利]泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280055828.6
• 申請日: 2012-09-11
• 公開（公告）號: CN103946544B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·瓊斯;J·厄普斯德勒
• 申請（專利權(quán)）人: 牛津納米孔技術(shù)有限公司
• 主分類號: F04B9/02
• 分類號: F04B9/02;F04B13/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 王小東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及泵，以及如何形成用于分配少量流體的低廓形的泵。

背景技術(shù)

注射泵提供了一種機(jī)構(gòu)來控制活塞在筒狀物內(nèi)的運(yùn)動，并因而控制流體在注射器內(nèi)的移位。泵所采用的注射器可以與泵本身一起構(gòu)成，或者如常用的那樣，是一次性的，可以更換使用，而且可以是能手動操作的注射器。從理論上講，注射泵可基于活塞在筒狀物內(nèi)移動的距離而直接確定泵送流體的量。

傳統(tǒng)注射器和注射泵的操作方式借助于柱塞在筒狀物內(nèi)的運(yùn)動。在使柱塞在筒狀物內(nèi)從一端開始運(yùn)動時，就使得筒狀物內(nèi)的流體從另一端流出。另一方面，在從一端將柱塞拔出筒狀物時，流體就通過另一端進(jìn)入到筒狀物內(nèi)。為了使這一泵送操作正常進(jìn)行，需要相對于筒狀物密封柱塞，這樣流體就不會例如流到柱塞外。

注射泵可包括附連到活塞柱塞端部上的致動器，以將柱塞推入和/或拉出注射器筒狀物。在這樣的情形中，需要使致動器隨著活塞一起運(yùn)動，從而需要為此提供空間。而且，需要設(shè)置用于使致動器運(yùn)動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。于是，與其驅(qū)動的注射器相比，注射泵通常需要占用較多的空間。例如，注射泵的總體長度/高度包括注射器的長度、致動器的長度以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)的長度。

其他的注射泵不直接將致動器連接到注射器柱塞上。相反地，可驅(qū)動致動器使其接觸并推動注射器柱塞，但是不與注射器相連。這使得可通過泵來清空注射器，而不是填充注射器。在這樣的情形下，在清空或手動填充時，可更換注射器。這樣的泵的另一個問題在于，在致動器移位時，使用者不能始終確認(rèn)是否在分送流體，這是因?yàn)橹聞悠髟陂_始運(yùn)動時可能不與注射器柱塞接觸。

傳統(tǒng)的注射泵還受一個問題的不利影響，即，注射器柱塞與注射器筒狀物形成的密封。

在一次性注射器中，一種相對于筒狀物密封柱塞的常用方法是使用彈性密封圈，例如O型圈。這樣的O型圈設(shè)置在柱塞外側(cè)周圍，靠近柱塞驅(qū)動筒狀物內(nèi)流體的那一端。該O型圈形成可相對變形的表面，從而可使其形狀與筒狀物適配，并形成緊密的密封。這樣，該O型圈位于柱塞與筒狀物之間，并與筒狀物內(nèi)的流體接觸。

另一種相對于筒狀物密封柱塞的方法是用彈性材料制作整個柱塞頭部，這樣，柱塞的頭部作為一個整體發(fā)生變形，從而在筒狀物內(nèi)形成密封。

在這兩種方式中，筒狀物內(nèi)的流體均與用來產(chǎn)生密封的彈性材料接觸。這帶來流體可能會被污染/受到影響的問題。在流控和微流控的應(yīng)用場合，特別是在生物流控的應(yīng)用場合，將可能與流體發(fā)生反應(yīng)或會向工質(zhì)流體泄露污染的材料引入到注射器或注射泵是不利的，這樣總會意外地和/或不定量地影響正進(jìn)行的試驗(yàn)。

而且，在開始移動柱塞時，采用的彈性密封材料會產(chǎn)生固有的阻延/滑移跳頓。這是因?yàn)閺椥悦芊獠牧吓c筒狀物之間存在較大的靜摩擦力，必須要克服該靜摩擦力材料來使柱塞運(yùn)動。這一較大的靜摩擦力意味著要施加相應(yīng)較大的力來使柱塞開始運(yùn)動，一旦向柱塞施加了足夠大的力來克服該靜摩擦力，就會產(chǎn)生固有的沖頓，之后柱塞才進(jìn)行平滑的運(yùn)動。即使在已經(jīng)克服該靜摩擦力之后，由于存在彈性O(shè)型圈，從而也會產(chǎn)生相對較大的動摩擦力(從而需要相應(yīng)的較大驅(qū)動力)，要保持柱塞運(yùn)動，也需要克服該動摩擦力。這種情況下，難以精細(xì)控制注射器，特別是在開始移動柱塞時更是如此。

此外，傳統(tǒng)注射器和注射泵通常依賴活塞密封件(不管是O型圈還是整個活塞頭部)周圍的外圍筒狀物的變形來實(shí)現(xiàn)良好的密封。即，筒狀物在密封區(qū)域內(nèi)會稍向外變形，這樣，在活塞運(yùn)動的同時保持了作用在密封上的壓力。

一種替代彈性材料的方式是使(例如由金屬制成的)注射器與筒狀物完全適配，其中筒狀物例如由玻璃制成。然而，由于筒狀物與注射器之間的誤差精度要求較高，從而這一方式成本較高，不適合用來大規(guī)模生產(chǎn)一次性注射器。采用金屬也會帶來流體污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種注射泵，其至少能部分地解決或者全部解決以上問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種泵，該泵包括：筒狀物，該筒狀物用于保持流體；以及活塞，該活塞用于將流體吸入所述筒狀物以及將流體排出所述筒狀物，其中，所述活塞包括柱塞和外殼，該柱塞構(gòu)造成在所述筒狀物內(nèi)運(yùn)動，該外殼構(gòu)造成環(huán)繞所述筒狀物的外表面運(yùn)動；其中，所述外殼的內(nèi)表面和所述筒狀物的所述外表面具有互補(bǔ)的螺紋，從而在使用中，使所述活塞旋轉(zhuǎn)會導(dǎo)致所述活塞沿著所述筒狀物行進(jìn)。即，使所述活塞旋轉(zhuǎn)會導(dǎo)致所述柱塞和所述外殼沿著所述筒狀物行進(jìn)。