一種穩壓泵的製作方法

2023-06-08 15:18:06

本發明申請涉及一種泵，尤其是一種可以維持穩定輸出壓力的泵，可應用於醫療設備中。

背景技術：

在工業設備與醫療設備的應用中，常用泵裝置來提供持續的壓力輸出，目前常用的泵裝置包括單泵體和雙泵體，但目前常見的單泵體在運行過程中只能進行脈衝壓力輸出，無法輸出持續穩定壓力；而使用單泵體加裝蓄能器的方式來保持壓力穩定，則增加了設備成本；常見的雙泵裝置均為獨立雙泵，佔用空間大；而且雙泵切換是通過電磁控制閥等裝置來實現，結構複雜、成本高；再者，當這些泵裝置用於醫療設備時，蓄能器、電磁控制閥等這些裝置均不易實現滅菌，難以滿足醫用無菌化的要求，所包含的電磁控制部分還可能對患者的植入式電子設備產生影響。

技術實現要素：

本發明申請即是針對目前使用的穩壓泵所存在的上述不足之處，提供一種能夠輸出持續穩定高壓，並且體積小巧，便於無菌處理的穩壓泵。

具體來說，本發明申請提供一種穩壓泵，包括泵體，泵體設有兩個以上的輸入管、一個以上的輸出管和兩個以上的活塞缸，輸入管與活塞缸數目相等且一一對應相連通，在輸入管與活塞缸的進口通道內設有僅可封閉輸入管的單向閥，每個活塞缸通過各自的出口通道與輸出管相通，在輸出管與活塞缸之間設有可交替封閉任一出口通道的換向閥。

進一步的，所述活塞缸內設有活塞以及驅動活塞運動的活塞杆。

進一步的，所述活塞缸的開口處呈頂部向內的錐體結構。

進一步的，所述活塞與活塞杆可脫卸連接。

進一步的，所述不同活塞缸內的活塞呈異步往復運動。

進一步的，所述換向閥與所述穩壓泵的泵體一體成型或至少一部分與閥體可拆卸連接。

更進一步的，所述換向閥與所述穩壓泵的泵體通過至少以下一種可拆卸方式連接，所述方式包括：密封圈、卡接、焊接、螺紋連接或硬密封連接。

進一步的，所述輸入管或/和輸出管與所述穩壓泵的泵體一體成型或至少一部分與泵體可拆卸連接。

更進一步的，所述輸入管或/和輸出管與所述穩壓泵的泵體通過至少以下一種可拆卸方式連接，所述方式包括：密封圈、卡接、焊接、螺紋連接或硬密封連接。

進一步的，所述活塞缸與所述穩壓泵的泵體一體成型或至少一部分與泵體可拆卸連接。

更進一步的，所述活塞缸與所述穩壓泵的泵體通過至少以下一種可拆卸方式連接，所述方式包括：密封圈、卡接、焊接、螺紋連接或硬密封連接。

優選的，所述穩壓泵為雙泵結構，包括泵體、第一輸入管、第二輸入管、輸出管、第一活塞缸、第二活塞缸，輸入管與活塞缸分別一一對應相通，第一/二輸入管通過第一/二活塞缸的第一/二進口通道與第一/二活塞缸相通，且在第一/二進口通道內設有僅可封閉第一/二進口通道的單向閥，第一/二活塞缸通過第一/二出口通道與輸出管相通，在活塞缸與輸出管之間設有可交替封閉第一出口通道或第二出口通道的換向閥。

進一步的，所述換向閥包括閥體、管腔和閥芯，管腔設有一個輸出通道與輸出管相通，設有兩個輸入通道，通過第一輸入通道與第一活塞缸的第一出口通道相通，通過第二輸入通道與第二活塞缸的第二出口通道相通，管腔內設有可交替封閉第一輸入通道或第二輸入通道的閥芯，通過封閉第一輸入通道或第二輸入通道來封閉第一出口通道或第二出口通道。對於本領域一般技術人員來說，顯而易見的是，所述閥芯在輸入通道之間移動時，不應封閉輸出管，且不會經輸出管脫出。

進一步的，所述閥芯可在第一輸入通道和第二輸入通道之間來回移動，其與第一輸入通道和第二輸入通道的接觸面可交替封閉第一輸入通道或第二輸入通道。

更進一步的，所述閥芯包括實心或空心或半實心。其材質則包括塑膠、金屬在內的各種可能使用的材質。

更進一步的，所述閥芯包括球體、柱體或具有可交替封閉第一輸入通道或第二輸入通道的接觸面的不規則體。

當所述閥芯為球體，則為球閥；也可為稜柱體或圓柱體、或在閥芯兩端具有弧形或其它形狀接觸面，且能夠封閉第一輸入通道和第二輸入通道的其它不規則體。所述閥芯的材質，也可為各種可能的材質，包括金屬、合金、塑料、尼龍、陶瓷、玻璃等，當在醫療器械中應用時，則需要滿足便於無菌處理的要求。

進一步的，所述換向閥與所述穩壓泵的泵體一體成型或其至少一部分與泵體可拆卸連接。

更進一步的，所述穩壓泵的泵體上開有容納腔，換向閥的至少一部分可經 所述容納腔與泵體可拆卸連接。

再進一步的，所述換向閥的閥芯可裝入所述容納腔內，容納腔的一端或兩端開口於所述穩壓泵的泵體，所述換向閥的第一輸入通道或/和第二輸入通道經容納腔與穩壓泵的泵體可拆卸連接。所述容納腔可以僅在泵體上開一個口，換向閥的閥體的一部分裝入容納腔內，容納腔也可以兩端開口於泵體上，換向閥的兩部分閥體均可裝入容納腔內。

再進一步的，所述換向閥與穩壓泵的泵體通過至少以下一種可拆卸方式連接，所述方式包括：密封圈、卡接、焊接、螺紋連接或硬密封連接。

再進一步的，所述穩壓泵的泵體上開有供換向閥的第一輸入通道或/和第二輸入通道插入的容納腔，所述第一輸入通道或/和第二輸入通道上設有卡位，在容納腔上還開有供卡銷插入的卡槽，卡銷插入卡槽內與卡位卡接，固定第一輸入通道或/和第二輸入通道。

進一步的，所述單向閥分別位於第一/二輸入管與第一/二活塞缸的第一/二進口通道之間，且單向閥僅可封閉第一/二輸入管。

更進一步的，所述單向閥包括位於輸入管和活塞缸進口通道之間的腔室和位於腔室內的密封件，所述密封件與輸入管的接觸面可完全封閉輸入管，與進口通道之間的接觸面不可完全封閉進口通道。顯而易見的是，所述密封件不會經輸入管或進口通道脫出。

再進一步的，所述輸入管開口於腔室的位置與進口通道開口於腔室的位置不處於一條直線上。這種偏心的設計，保證了密封件無法完全封閉進口通道。

再進一步的，所述密封件包括實心或空心或半實心結構。其材質則包括塑膠、金屬在內的各種可能使用的材質。

再進一步的，所述密封件包括球體、柱體或具有可封閉輸入管於腔室開口處的接觸面的不規則體。

進一步的，所述輸入管或/和輸出管與所述穩壓泵的泵體一體成型或至少一部分與泵體可拆卸連接。

更進一步的，所述輸入管或/和輸出管與所述穩壓泵的泵體之間通過至少以下一種方式連接，所述方式包括：密封圈、卡接、焊接、螺紋連接或硬密封連接。

再進一步的，所述穩壓泵的泵體上開有供輸入管或/和輸出管插入的容納腔，所述輸入管或/和輸出管上設有卡位，在容納腔上還開有供卡銷插入的卡槽，卡銷插入卡槽內與卡位卡接，固定輸入管或/和輸出管。

進一步的，所述活塞缸與所述穩壓泵的泵體一體成型或至少一部分與泵體可拆卸連接。

更進一步的，所述活塞缸與所述穩壓泵的泵體之間通過至少以下一種方式連接，所述方式包括：密封圈、卡接、焊接、螺紋連接或硬密封連接。

進一步的，所述每個活塞缸內均設有活塞以及驅動活塞運動的活塞杆。

進一步的，所述活塞缸的開口處呈頂部向內的錐體結構。

進一步的，所述活塞與活塞杆可脫卸連接。

進一步的，所述第一活塞缸和第二活塞缸內的活塞呈異步往復運動。

更進一步的，所述活塞包括連接件、活塞環和與活塞杆可脫卸連接的連接頭，活塞環位於連接件與連接頭之間，且套在連接件外部，連接件與連接頭緊密結合。

再進一步的，所述連接件的末端設有擋板，承受活塞內大部分壓力，使流 體通過連接件與活塞腔體的間隙再作用到活塞環上。

更進一步的，所述連接件上分別設有與活塞環緊密結合的第一卡位，與連接件緊密結合的第二卡位。

更進一步的，所述連接件為金屬，使流體通過金屬連接件與活塞腔體的間隙再作用到活塞環上，同時對活塞環起到有效支撐及減輕其材料使用的作用。

更進一步的，所述活塞環為彈性材質，其外緣尺寸大於活塞腔內徑，這樣在向活塞腔內推進的過程中，活塞件邊緣向內擠壓收緊，壓縮量使其貼緊活塞腔內壁，密封效果更好。

再進一步的，所述活塞環靠近連接件的末端設有游離的尾翼，尾翼與連接件之間具有流體通道，流體流經流體通道時將尾翼貼緊活塞腔內壁。如此的設計，是為了流體經連接件末端後將尾翼撐開，確保了密封效果。

更進一步的，所述活塞環與連接件配合貼緊或通過模壓成一體。

更進一步的，還包括加強連接件，加強連接件套在連接件外部，位於連接頭和活塞環之間，且與連接頭緊密結合。

再進一步的，所述加強連接件與連接件通過位於加強連接件和/或連接件上的連接結構緊密咬合。

再進一步的，所述連接結構包括螺紋或凹槽結構，所述加強連接件與連接件通過螺紋或凹槽緊密咬合。

更進一步的，所述加強連接件設有與連接頭緊密結合的第三卡位。

加強連接件為可選件，通過與連接件的緊密咬合，主要用於：其一，對活塞環起到壓緊作用，其二，增加一個卡位，更有效的防止連接頭脫落。

更進一步的，所述連接頭為可聚攏和張開的彈性結構。

更進一步的，所述連接頭上設有可與活塞杆可脫卸連接的第四卡位。

再進一步的，所述連接頭伸出數支可聚攏和張開的扣爪、倒鉤或倒扣，第四卡位位於扣爪、倒鉤或倒扣的末端。

更進一步的，所述連接頭為彈性材質，其外緣尺寸大於活塞腔內徑，這樣在活塞向活塞腔內推進的過程中，連接頭向內擠壓收攏，從而對活塞杆的夾持效果更好。

可選擇的，所述活塞也可以採用與上述結構不同的活塞結構，所述活塞從內到外依次包括活塞件、連接件和與活塞杆可脫卸連接的連接頭，連接件位於活塞件和連接頭之間，且分別與活塞件和連接頭緊密結合。

進一步的，所述連接件上設有分別與活塞件和連接頭緊密結合的卡位。

進一步的，所述連接頭上設有卡位與活塞杆可脫卸連接。

更進一步的，所述連接頭伸出數支可聚攏和張開的扣爪，與活塞杆可脫卸連接的卡位位於扣爪的末端。

進一步的，所述活塞件為彈性材質，其外緣尺寸大於活塞腔內徑，這樣在活塞向活塞腔內推進的過程中，活塞件邊緣向內擠壓收緊，其對活塞腔內壁有向外擴張的力，從而使活塞的擠壓更為緊密，密封效果更好。

同樣的，所述連接頭為彈性材質，其外緣尺寸大於活塞腔內徑，這樣在活塞向活塞腔內推進的過程中，連接頭向內擠壓收攏，從而對活塞杆的夾持效果更好。

進一步的，所述連接件為金屬。

下面以雙泵為例，說明本發明申請所述的穩壓泵的工作原理：第一輸入管和第二輸入管分別與低壓流體相連，輸出管與高壓管路相連，低壓流體經輸入 管進入泵體，經活塞抽吸加壓後，通過輸出管高壓排出，由於活塞之間呈異步往復運動，且通過單向閥和換向閥的調控從而形成穩定的高壓輸出。

具體來講，當第一活塞向前推進時，第一活塞缸內腔產生高壓，對應的單向閥封閉第一輸入管，換向閥打開第一活塞缸與輸出管的通道，關閉輸出管與第二活塞缸的通道，高壓水從輸出管道流出；同時，第二活塞向後抽吸，第二活塞缸內腔產生低壓，單向閥無法完全封閉第二進口通道，第二活塞缸對應進水管路進水；反之亦然，當第二活塞向前推進時，第二活塞缸內腔產生高壓，對應單向閥封閉第二輸入管，換向閥打開第二活塞缸與輸出管的通道，關閉輸出管與第一活塞缸通道，高壓水從輸出管流出；同時，第一活塞向後抽吸，第一活塞缸內腔產生低壓，單向閥無法完全封閉第一進口通道，第一活塞缸進水管路進水；如此循環往復，實現穩定的高壓輸出。

本發明申請所述的穩壓泵，具有以下的優點：

1、壓力穩定，減少脈衝，通過雙泵體異步持續加壓的方式可以保持壓力穩定；

2、雙泵體為一體式結構，佔用空間小；

3、換向閥結構簡單，生產成本低，且易於滅菌處理；

4、高壓輸出管連接葫蘆管，保證高壓輸出部分壓力不產生突變，保持輸出壓力穩定；

5、活塞缸帶錐度，活塞杆向外運動時，連接頭鬆開，活塞杆抽出，實現活塞與活塞杆連接可拆卸功能，易於將雙泵拿出單獨進行滅菌。

附圖說明

圖1是本發明申請一個實施例的結構爆炸圖；

圖2是本發明申請一個實施例的顯示換向閥與輸出管結構的剖面圖；

圖3是本發明申請一個實施例的顯示單向閥與輸入管結構的剖面圖；

圖4和圖5是顯示本發明申請一個實施例的工作原理圖；

圖6至圖8是本發明申請換向閥的不同實施例的結構示意圖；

圖9是本發明申請活塞的一個實施例的結構示意圖；

圖10-圖12是圖9中實施例的工作原理圖；

圖13至圖15是本發明申請活塞的另一個實施例的結構示意圖；

圖16是圖14中局部A的放大示意圖；

其中，100為泵體、101為密封圈、102為輸入/出管卡銷、103為容納腔、104為卡槽、105為換向閥卡銷、200為輸入管、201為第一輸入管、202為第二輸入管、203為輸入管卡位、300為輸出管、301為輸出管卡位、400為活塞缸、401為第一活塞缸、402為第二活塞缸、500為活塞、501為第一活塞、502為第二活塞、503為第一活塞缸的第一出口通道、504為第二活塞缸的第二出口通道、505為第一活塞缸的第一進口通道、506為第二活塞缸的第二進口通道、507為活塞件、508為連接件、509為連接頭、510為活塞杆、511為活塞環、512為加強連接環、5110為尾翼、5111為流體通道、600為封閉件、601為腔室、700為換向閥的閥體、701為第一輸入通道、702為第二輸入通道、703為輸出通道、704為閥芯、705為管腔、7000為換向閥卡位。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明申請所述技術方案進行非限制性地描述，目的是為了公眾更好地理解所述技術內容。

實施例一

發明申請所述的穩壓泵，包括泵體，泵體設有兩個以上的輸入管、一個以上的輸出管和兩個以上的活塞缸，輸入管與活塞缸數目相等且一一對應相連通，在輸入管與活塞缸的進口通道內設有僅可封閉輸入管的單向閥，每個活塞缸通過各自的出口通道與輸出管相通，在輸出管與活塞缸之間設有可交替封閉任一出口通道的換向閥。

如圖1所示，為本發明申請實施例的雙泵結構，包括泵體100、輸入管200的數目為兩個、一個輸出管300、活塞缸400的數目為兩個，活塞缸400內可裝入活塞500，輸入管200與活塞缸400分別一一對應相通，輸入管與活塞缸相通，且閥體內設有僅可封閉輸入管的單向閥，在該實施例中，單向閥為封閉件600，在本實施例中，封閉件600為球閥，兩個活塞缸分別與輸出管相通，在活塞缸與輸出管之間設有可交替封閉第一出口通道或第二出口通道的換向閥的閥體700，在本實施例中，換向閥為可拆卸結構，泵體100上開有供換向閥的閥體700插入的容納腔103，在換向閥的閥體700上設有換向閥卡位7000，在容納腔103上還開有供換向閥卡銷105插入的卡槽104，換向閥卡銷105插入卡槽104內與換向閥卡位7000卡接，固定換向閥，在本實施例中，可將換向閥的閥芯704放入容納腔103內，然後插入換向閥的閥體700，再插入換向閥卡銷105將其固定並可拆卸連接；同理的，輸入管200和輸出管300也可以與泵體100可拆卸連接，在輸入管200上設有輸入管卡位203，在輸出管300上設有輸出管卡位301，通過輸入/出管卡銷102將其固定並可拆卸連接，當然，還可以使用密封圈101增加輸入管與輸出管和泵體的緊密性。

實施例二

圖2和圖3顯示了本發明申請另一個實施例不同剖面的結構示意圖，圖2中具體顯示了活塞缸與換向閥和輸出管之間的位置和連接關係，在本實施例中， 活塞缸為兩個，第一活塞缸401和第二活塞缸402，內部分別設有第一活塞501和第二活塞502，第一活塞缸401通過第一活塞缸的第一出口通道503與換向閥的第一輸入通道701相通，第二活塞缸402通過第二活塞缸的第二出口通道504與換向閥的第二輸入通道702相通，換向閥包括了管腔705，管腔705通過輸出通道703與輸出管300相通，閥芯704位於管腔705內，可在第一輸入通道701和第二輸入通道702之間運動，並且可交替封閉第一輸入通道701或第二輸入通道702，通過活塞的異步往復運動，使得經泵體加壓後的高壓流體保持穩定的從輸出管輸出。

圖3則顯示了實施例中，活塞缸、單向閥與輸入管之間的位置和連接關係，以第一活塞缸401為例，在實施例中，第一活塞缸401內設有第一活塞501，第一活塞缸401通過第一進口通道505與第一輸入管201相通，在第一進口通道505與第一輸入管201之間設有單向閥，單向閥包括封閉件600，在本實施例中為球型閥，位於腔室601內，第一進口通道505和第一輸入管201在腔室601的開口處不位於同一直線上，且封閉件600僅可封閉第一輸入管201的開口處，而無法完全封閉第一進口通道505，這樣在第一活塞501向內推進的時候，高壓液流只能從輸出管輸出，而無法返回輸入管內，但在第一活塞501向外抽拉時，低壓液流則可經第一輸入管201進入第一活塞缸401內，從而實現液體的補給。第二活塞缸的工作情形與第一活塞缸相同，不再贅述。

實施例三

圖4和圖5顯示了本發明申請一個實施例的工作原理示意圖，如圖所示，第一輸入管201和第二輸入管202分別與低壓流體相連，輸出管300與高壓管路相連，低壓流體經輸入管進入泵體，經活塞抽吸加壓後，通過輸出管高壓排出，由於活塞之間呈異步往復運動，且通過單向閥和換向閥的調控從而形成穩 定的高壓輸出。

具體來講，當第一活塞501向前推進時，第一活塞缸401內腔產生高壓，對應的單向閥封閉第一輸入管201，換向閥打開第一活塞缸401與輸出管300的通道(原理見實施例二介紹)，關閉輸出管300與第二活塞缸402的通道，高壓水從輸出管300流出；同時，第二活塞502向後抽吸，第二活塞缸402內腔產生低壓，單向閥無法完全封閉第二進口通道506，第二活塞缸402對應進水管路進水；反之亦然，當第二活塞502向前推進時，第二活塞缸402內腔產生高壓，對應單向閥封閉第二輸入管202，換向閥打開第二活塞缸402與輸出管300的通道，關閉輸出管300與第一活塞缸401通道，高壓水從輸出管300流出；同時，第一活塞501向後抽吸，第一活塞缸401內腔產生低壓，單向閥無法完全封閉第一進口通道505，第一活塞缸401進水管路進水；如此循環往復，實現穩定的高壓輸出。

實施例四至六

本組實施例顯示了換向閥不同結構的示意圖，在圖6中，換向閥包括閥體700，第一輸入通道701、第二輸入通道702、輸出通道703、閥芯704和705管腔，在該實施例中，第一輸入通道701為可拆卸地與閥體連接，且閥芯704為實心球體，且可交替封閉第一輸入通道701或第二輸入通道702。

如圖5所示，為換向閥的另一個實施例，在本實施例中，閥芯704為空心球體，且可交替封閉第一輸入通道701或第二輸入通道702，且第一輸入通道701為可拆卸地與閥體連接，並且第一輸入通道701和第二輸入通道702在旁路上分別通過第一活塞缸的第一出口通道503和第二活塞缸的第二出口通道504與第一活塞缸和第二活塞缸相通。

如圖6所示，在該實施例中，閥芯704為不規則體，其具有可交替封閉第 一輸入通道701或第二輸入通道702的封閉面，而且第一輸入通道701和第二輸入通道702分別與閥體可拆卸地連接。

當然應該明確的是，所述換向閥也可以與泵體一體成型。

實施例七

如圖9至12所示，為本發明申請所述穩壓閥的活塞的一個實施例，在該實施例中，活塞位於活塞缸400內，且活塞缸400的外端成錐形，活塞依次包括活塞件507、連接件508和與活塞杆510可脫卸連接的連接頭509，連接件508位於活塞件507和連接頭509之間，連接件為金屬，且分別與活塞件507和連接頭509緊密結合，且連接件508上設有分別與活塞件507和連接頭509緊密結合的卡位，連接頭509上設有卡位與活塞杆510可脫卸連接，連接頭509伸出數支可聚攏和張開的扣爪，與活塞杆510可脫卸連接的卡位位於扣爪的末端，活塞件507為彈性材質，其外緣尺寸大於活塞腔內徑，這樣在活塞向活塞腔內推進的過程中，活塞件邊緣向內擠壓收緊，其對活塞腔內壁有向外擴張的力，從而使活塞的擠壓更為緊密，密封效果更好。

由於活塞缸400的入口成尖端向內的錐體，活塞杆510插入連接頭509，向內推動時，連接頭509向內收攏將活塞杆510緊密夾持，同時活塞件507也彈性回縮，與活塞缸內壁緊密貼緊；當活塞杆510向外抽出時，當到達活塞缸400埠處，連接頭509彈性張開，活塞杆510脫離活塞，實現自動結合和分離。

實施例八

如圖13-16所示，在本實施例中，活塞包括連接件508、活塞環511、加強連接件512和與活塞杆510可脫卸連接的連接頭509，活塞環511位於連接件508與連接頭509之間，且套在連接件508外部，加強連接件512位於活塞環 511與連接頭509之間，也套在連接件508外部，連接件508的末端呈擋板狀，承受活塞內大部分壓力，使流體通過連接件508與活塞缸400體的間隙再作用到活塞環上511，活塞環511靠近連接件的末端設有游離的尾翼5110，尾翼5110與連接件508之間具有流體通道5111，流體流經流體通道5111時將尾翼5110貼緊活塞腔內壁，為了流體經連接件末端後將尾翼撐開，確保了密封效果，活塞環511為彈性材質，其外緣尺寸大於活塞腔內徑，這樣在向活塞腔內推進的過程中，活塞環511邊緣向內擠壓收緊，壓縮量使其貼緊活塞腔內壁，密封效果更好。

其工作原理與實施例七相同，這裡不再贅述。

應該理解的是，上述內容包括附圖不是對所述技術方案的限制，事實上，在相同或近似的原理下，對所述技術方案進行的改進，包括各部分結構的形狀、尺寸、所用材質，以及基本相同功能結構的等同替換，都在本發明申請所要求保護的技術方案之內。