[發明專利]漸進式泵作用力調節

有效

• 申請號: 201380059784.9
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN104813027A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 約翰·沃納;喬金·加布里爾森
• 申請（專利權）人: 邁瑞醫療（瑞典）公司
• 主分類號: F04B43/00
• 分類號: F04B43/00;F04B43/04
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

技術領域

本發明總的來說涉及隔膜泵領域。本發明尤其涉及病人監測、呼吸監測、麻醉監測設備中，特別是監測病人呼吸氣體成分的醫學通氣監測和氣體分析儀中，當做采樣泵使用的隔膜泵。

背景技術

隔膜泵具有結構簡單、緊湊及密封性好的優點。因此，隔膜泵作為流體分析的采樣泵廣泛應用于醫療設備和生化分析。在醫學通氣監測領域，氣體測量模塊分析隔膜泵從病人呼吸回路中采集的氣體，并實時監測病人呼吸回路中氣體的組成成分以獲取病人的狀態。目前，氣體測量模塊趨向于小型化并具有更好的穩定性及更低的能耗。因此，對有關膜泵的尺寸、壽命和能量損失的設計提出了更高的要求。

檢測氣體的氣體監測設備，例如感應器，通常為精密元件，對降低測量準度的振動干擾很敏感。在正常情況下，采樣泵是監測模塊主要振動來源，如此可能導致影響測量精度的噪音產生。因此，采樣泵需要提供更加穩定的采樣樣本。

常規設計的隔膜泵具有平薄膜以及呈球形凹面或具有平底面的圓柱形狀的泵腔體。托馬斯隔膜泵和泵均屬于這類隔膜泵。此外，這類隔膜泵的薄膜通常是外部邊緣固定以形成泵區。這樣的設計限制了薄膜的彈性形變能力，同時也限制了薄膜的沖程長度。而泵區則限制了隔膜泵的最大泵壓力(因為泵區與泵作用力會共同限制最大泵壓力)以及疲勞壽命。另一個問題是，當平薄膜匹配于腔體的凹面或平表面時，會產生噪聲，與此同時，沖程將立即停止產生機械振動。

因此，有必要提供一種改進的隔膜泵。特別是提供一種比現有隔膜泵更小型的且在提供更高壓力的同時具有更小振動和更安靜的隔膜泵。

發明內容

相應地，優選地本發明實施例的目的在于減少或消除現有技術中的一個或多個不足、缺點或問題，例如通過提供根據附屬的漸進式泵作用力調節的權利要求形成的裝置或方法來減少或消除上述提出的單個問題或多個問題的任何結合，例如通過用于病人監測、呼吸監測、麻醉監測的裝置，尤其用于醫學通氣監測的裝置，以及用于監測病人呼吸時的氣體成分的氣體分析儀。

這里所揭露的是提供漸進式泵作用力調節的裝置、系統和方法。

根據揭露的一方面，用于具有腔體的泵的隔膜元件被揭露。隔膜元件具有第一區域及包括具有第二區域的中間部，中間部被外圍部環繞。中間部比外圍部厚，中間部的第二區域小于所述腔體的開口端的一個區域，所述中間部設置于所述區域之上。

進一步，根據揭露的一方面，一種包括隔膜元件及具有腔體的泵殼的泵被揭露，腔體包括傾斜內壁。腔體包括具有第三區域的開口端。隔膜元件具有第一區域，以及包括具有第二區域的中間部，中間部被外圍部環繞。其中中間部比外圍部厚。進一步，中間部的第二區域小于腔體的開口端的第三區域，隔膜元件設置于泵殼之上以形成密封腔體，因此隔膜元件的中間部設置于開口端之上，且中間部從遠離腔體的方向凸出。

這個結構的優點在于因為沖程是以漸進方式減速的，可以防止沖程碰撞腔體的底部，以及使沖程無聲停止，將機械振動降至最小。進一步，在接近沖程結束時，減速降低了隔膜的有效泵區域。因為沖程作用力是不變的，在接近沖程結束時，泵變得更強。

在某些例子中，中間部為環形。

隔膜元件由彈性材料制作而成，例如橡膠及/或為下列材料的一種：氯丁二烯、三元乙丙橡膠、氟橡膠、硅、熱塑性彈性體或腈。

在某些例子中，中間部與外圍部的厚度比例范圍為2-15。

在某些例子中，第一部包括凸出邊緣。如同O型圈，凸出邊緣用于增強密封效果。

在某些例子中，較厚的中間部具有傾斜外壁，例如截頭圓錐體，傾斜外壁具有大于頂部的基部。

揭露的某些例子中，中間部和腔體都為環形。

揭露的某些例子中，傾斜內壁為直的，或凸起的，或凹陷的，或具有兩個或多個半徑，或為正弦波形形狀，或為高階多項式波形形狀。

在某些例子中，隔膜元件包括有效泵區域，有效泵區域包括幾乎與腔體的開口端的第三區域相同的區域。

在某些例子中，泵殼包括環繞腔體的開口端的延展表面，延展表面具有至少與隔膜元件的尺寸相同的區域。

揭露的某些例子中，隔膜元件夾持于泵殼的延展表面與泵殼的第二元件之間。

這個結構的優點在于保持隔膜元件滑動地固定在比實際工作區域的直徑大的區域，因此隔膜可自由地做徑向移動及伸展。因此可實現較長的沖程(例如每次沖程輸出的量大)。并且，由于徑向運動，在擴張較小的情況下可保持相同的泵輸出量，由于較低的疲勞應力等級，隔膜的壽命增加，以及可用泵作用力可被更有效率地利用。

延展表面包括凹槽，以安裝隔膜元件的凸出邊緣。