CN101512157A

CN101512157A - 长使用寿命的泵设备

Info

Publication number: CN101512157A
Application number: CNA2007800326343A
Authority: CN
Inventors: K·阿布萨勒
Original assignee: PULSSAR TECHNOLOGIES
Current assignee: Tiankang Trading Co Ltd
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2027-07-11
Also published as: CN101512157B; FR2904065A1

Abstract

按照本发明的泵设备通过装配以下模组而形成：泵模组(9)，所述泵模组包括设有构成工作室的腔(10)的主体、通过一垫圈(14)以密封方式接合到腔(10)内的平移活动的活塞(15)，至少一槽道(12、13)在主体内实现以把工作室连接到一使用回路；线性致动模组，其包括与活塞(15)同轴地平移活动的致动构件(3)；以及连接和导向模组(18)，其能保证泵模组(9)和线性致动模组(2)之间的机械连接，且保证与密封垫圈同轴地精确引导活塞(15)。

Description

长使用寿命的泵设备

技术领域

[01]本发明涉及长使用寿命的泵设备，其能以分析为目的用于不同类型的取样。更特别地，但非唯一地，其被应用于对液体物质样品的吸移、稀释、冲洗和/或分配。

背景技术

[02]通常，已知提出过多种装置，所述装置尤其能在分析装置内部进行吸移和冲洗循环。

[03]所述装置通常采用泵模组，所述泵模组包括设有例如呈柱形的工作室的一主体、以及以密封方式插入工作室内的可呈栓塞状的一活塞。活塞的启动因此由一线性致动器保证，所述线性致动器包括例如步进型的一旋转电机、以及能把直线运动转换为直线平移运动的一转换构件。

[04]目前实现的所述类型的泵装置表现出一定缺点：

[05]-首先，所使用的转换系统大大增加了装置整体的复杂性及其成本。

[06]-而且，会在线性移动式致动构件和活塞之间出现对齐问题：在该处出现的排齐缺陷，会在实现活塞和泵模组主体之间密封性的垫圈上产生横向应力，且因此产生这样的区域：在其中产生较多的导致垫圈过早磨损的异常摩擦。这里涉及到相对严重的缺点：其提高了维护费用，且通常会缩短泵的使用寿命。

[07]-此外，现有泵装置的缺点还在于缺乏模块化特征，因此特别是缺乏快速更换泵模组和致动器的可能。

发明内容

[08]因此，本发明的目的尤其在于消除所有上述缺点：

[09]为此，本发明提出由能方便地装配或拆卸的三模组实现的泵设备，所述三模组即：

[10]-上述类型的泵模组，其包括：主体，所述主体设有构成工作室的腔；平移活动的活塞，所述活塞通过设置于所述主体和所述活塞之间的垫圈以密封方式嵌插到所述腔中；至少一槽道形成于所述主体内，以能将所述工作室连接到一使用回路，所述主体包括垂直定中于所述活塞的移动轴线的装配表面，

[11]-线性致动模组，其包括与所述活塞同轴地平移活动的致动构件，以及，

[12]-连接和导向模组，其能保证所述泵模组和所述线性致动模组之间的机械连接，并能保证同轴于密封垫圈地精确引导所述活塞，该引导独立于所述线性致动模组使用的导向部件。

[13]有利地，所述致动构件和所述活塞之间的联接，通过一方面柱形球状接合件与另一方面柱形凹槽的装配加以保证，所述柱形球状接合件涉及使用定中在所述致动构件的轴线上的球形头部，该球形头部通过截面小于球直径的头下部分被连接到所述致动构件，所述柱形凹槽垂直于所述活塞轴线地形成在所述活塞的与所述泵构件相对的端部中，所述柱形凹槽通过一孔隙轴向地通到外部，所述孔隙的宽度小于所述柱形凹槽的直径而略大于所述头下部分。联接到致动构件的球形头部嵌插到球形凹槽内，且在其中在两个方向上被轴向地保持。然而，该球形头部可以在凹槽内枢转，并可以沿凹槽的轴线移动。

[14]因此，由于这些设置，在致动构件和活塞之间无法排成直线的问题不会产生可能引起密封垫圈过早磨损、甚至密封性失灵的任何应力。

[15]此外，所述槽道可以构造成接收整个单通阀或多通阀或其一部分，或者接收吸移用的空心针。在后一种情况下，泵设备可包括能允许泵设备固定在自动或半自动吸移装置的一活动元件上的部件。

附图说明

[16]本发明的一实施方式将在以下参考附图以非局限性举例方式加以描述，附图中：

[17]图1是按照本发明的泵设备的侧视图；

[18]图2是按照图1的A/A的轴向剖面图；

[19]图3是泵设备一实施变型的侧视图；

[20]图4是按照图3的B/B的轴向剖面图；

[21]图5是局部剖面示意图，示出一泵模件，多通式电动阀或吸移针可以连接到该泵模件上；

[22]图6是泵设备的另一实施变型的轴向剖面图。

具体实施方式

[23]在图1和图2所示的示例中，泵设备1包括螺旋千斤顶类型的致动模组2，所述致动模组包括：

[24]步进电机，该步进电机的转子包括带有螺纹的同轴中央的孔道，杆3接合在该孔道中，所述杆3具有与螺纹配合的一螺纹部分。此外，所述杆3具有一开槽部分，所述开槽部分接合到一与电机的定子部分联接且具有互补内截面的滑动轴承内。杆的两端部之一被接头4延长，所述接头4包括一球形头部5，所述球形头部通过头下部分7被连接至一柱形套筒6，所述头下部分7的直径小于柱形套筒6的和头部5的直径。柱形套筒6设有内螺纹(taraudage)，所述内螺纹将旋拧在设于杆3的端部处的外螺纹(filetage)上。

[25]电机的定子部分包括联接衬筒8，联接衬筒8的外形呈台阶式的柱体形状。该联接衬筒具有一中央同轴的通道，杆3在该通道中滑动。

[26]泵设备1包括泵模件9，所述泵模件具有一整体式的主体，所述主体例如呈柱形或呈长方体形，以精确地可加工和/或可模制的、且具有极小膨胀系数的材料制成。

[27]所述主体包括同轴柱形的腔10，该腔10连通位于构成装配表面的所述表面之一11中央的一孔。

[28]构成泵工作室的腔10借助两槽道12、13与外部相连通，所述两槽道能使得与相应的使用回路相连。

[29]所述槽道之一12同轴于腔10地设置在所述孔的相对面。该槽道通到构成腔底部的同轴锥形表面的顶部。

[30]对于另一槽道13，它靠近表面11，垂直于腔10的轴线地进行延伸。

[31]腔10在其孔的附近，包括孔道台阶部，密封垫圈14嵌合到在所述孔道台阶部中，泵模件9的活塞15通过所述密封垫圈以密封的方式滑动。

[32]由柱形栓塞构成的活塞15在一侧具有锥形端部16，该锥形端部16的形状基本与腔10底部的形状形成互补，并且活塞15在另一侧具有末端平的表面，径向柱形的凹槽16’通过一孔隙通到所述末端平的表面，所述凹槽16’垂直定中于活塞15的轴线。

[33]在所述示例中，连接和导向模件18在此由金属(例如铝合金)制的块体17构成，该块体的形状呈平行六面体，其两相对的表面F₁、F₂分别作为泵模件9与致动模组2的装配表面，而其侧表面19作为将泵设备固定在支承件上(例如在一分析自动机上)的固定表面。

[34]块体17具有一同轴中央的孔道20，该孔道通到表面F₁、F₂。

[35]所述孔道20在表面F₁侧，包括在其长度的约1/4上延伸的孔道台阶部(étagement d′alésage)，在该孔道台阶部中设置有以小摩擦系数的材料(例如碳氟化合物、PTFE(聚四氟乙烯)、FEP(氟化乙丙烯))制成的管状区段21。所述管状区段21用作活塞15的滑动轴承。

[36]孔道20在表面F₂侧包括一些台阶，致动模组2的联接衬筒8的台阶紧密地接合在这些台阶中。

[37]因此，在三个模件的装配位置，利用杆3与活塞15的联接，所有被平移移动所驱动的元件都被认为是同轴的。

[38]然而，如果在杆3和活塞15之间仍存在无法对齐的缺陷(如在致动模组由商业购买的情况下，例如由于致动模组的台阶的尺寸公差)，由于对活塞15的精确引导以及所使用的活塞15/杆3的联接类型，该无法对齐的问题不会对密封垫圈造成影响。

[39]此外，该结构具有的优点在于能相当简单地被装配或拆卸(例如通过旋紧/放松平行于杆3/活塞15构成的组件的轴线设置的螺钉)。

[40]该结构能允许模件的更换，例如以便能使泵设备9适合于其所对应的应用。

[41]可以通过以轴线平行于活塞轴线的方式设置的两螺钉，保证泵设备9在支承件上的固定。以垂直于装配表面19的方式实现在模件18上的两槽道22、23用来固定泵。

[42]当然，本发明并不局限于上面描述的实施方式。

[43]因此，例如，泵模件9可以包括至少一电动阀，所述电动阀控制流体在槽道12、13之一内的通过。有利地，所述电动阀可集成于构成泵模件9的块体。

[44]在图3和图4所示的示例中，泵模件包括与上述示例中所描述的相似的整体式主体30。

[45]以类似的方式，该主体包括通到装配表面32处的同轴柱形的腔31。构成泵工作室的所述腔31，借助两槽道与外部相连通，所述两槽道即：

[46]-槽道33，其与腔31同轴地设置，且通到构成腔31底部的同轴锥形表面34的顶部，

[47]-槽道35，其靠近装配表面32，以垂直于腔31轴线的方式延伸。

[48]在所述示例中，各槽道33、35从柱形腔31开始依次具有小直径的柱形区段，通过作为密封支承部的锥形部分37、37’，所述小直径的柱形区段被连接在直径较大的柱形区段36、36’上。直径较大的柱形区段36、36’由通到外部的螺纹部分38、38’延长。

[49]电动阀堵塞装置40、40’的主体39、39’将密封地旋拧于螺纹部分38、38’中，所述电动阀堵塞装置包括呈销41、41’形式的堵塞器，其锥形端部与锥形部分37、37’具有相同的锥度。

[50]所述销41、41’由位于电动阀40、40’内部的电线圈(未示出)启动。

[51]柱形区段36、36’限定借助槽道42、43与外部相连通的封堵室，所述槽道42、43通到柱形腔44、45内，所述柱形腔44、45设有螺纹，该螺纹用来连接优选地由透明塑料材料制成的柔性管。

[52]在该示例中，通到柱形区段36中的槽道43以垂直于柱形腔31轴线的方式延伸，使得腔45形成在块体的一侧表面内。

[53]通到柱形区段36’的槽道42以平行于柱形腔31的轴线的方式延伸，从而使腔44形成在主体30的与电机装置相对的(上)表面中。

[54]以上描述的解决方案的好处在于，在主体30由透明材料制成的情况下，液体穿过泵的所有流经路程都可以被看见。此外，在与主体的前表面(图4的平面)平行的一平面内进行管连接，从而还能使人观察到液体在这些管内部的循环。

[55]此外，由于电动阀40、40’集成于主体30，因此将获得一个紧凑和小体积的组体，该组体可被方便地安设在一仪器内，可能安设在一活动部分上。

[56]在图5所示的示例中，主体51的柱形腔50仅通过唯一槽道52通到外部，该槽道52与腔50同轴地设置在与槽道38位置相似的位置上。

[57]所述槽道52由一同轴的柱形腔53延长，可在该柱形腔53中以密封方式装配以下零件：

[58]-或者吸移针54，其配有例如通过旋拧的连接头，

[59]-或者多通道堵塞器，例如三通或四通的电动阀55，其具有抽吸和/或排放出口，柔性导管56、57可以被连接在所述抽吸和/或排放出口上。

[60]在图6所示的实施变型中，配有一密封衬垫63的活塞62在主体61的腔60的内部，以密封的方式滑动。

[61]所述活塞62本身被参照图1和图2所描述的类型的一致动模组64驱动。

[62]而且这里，柱形腔60仅通过与腔60同轴设置的唯一槽道64通向外部。

[63]所述槽道64由通到主体61的上表面66上的一同轴的柱形腔65延伸。

[64]该槽道还通过垂直对中于柱形腔60的轴线的槽道/腔68的组件通向外部。腔68通到主体61的侧表面处。

[65]腔65和68设计成能够接收电动阀和/或柔性导管。还可能地，这些腔之一可被堵塞器封闭，而另一腔因此可例如接收吸移针或探针。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.长使用寿命的泵设备，所述泵设备至少包括：

-泵模组(9)，其包括：主体，所述主体设有构成工作室的腔(10)；平移活动的活塞(15)，所述活塞通过设置于所述主体和所述活塞(15)之间的垫圈(14)以密封方式嵌插到所述腔(10)中；至少一槽道(12、13)形成于所述主体内，以便能将所述工作室连接到一使用回路，所述主体包括垂直定中于所述活塞(15)的移动轴线的装配表面(11)，以及

-线性致动模组，其包括与所述活塞(15)同轴地平移活动的致动构件(3)，

其特征在于，所述泵设备还包括：

-连接和导向模组(18)，其能保证所述泵模组(9)和所述线性致动模组(2)之间的机械连接，并能保证同轴于密封垫圈地精确引导所述活塞(15)，该引导独立于所述线性致动模组(2)使用的导向部件；

其特征还在于，所述致动构件(3)和所述活塞(15)之间的联接，通过一方面柱形球状接合件与另一方面柱形凹槽(16’)的装配加以保证，所述柱形球状接合件包括定中在所述致动构件(3)的轴线上的球形头部(5)，该球形头部通过截面小于球直径的头下部分(7)被连接到所述致动构件，所述柱形凹槽(16’)以垂直于所述活塞(15)的轴线的方式，形成在所述活塞的与所述泵构件相对的端部中，所述柱形凹槽(16’)通过一孔隙轴向地通到外部，所述孔隙的宽度小于所述柱形凹槽的直径而略大于所述头下部分(7)。

2.按照权利要求1所述的泵设备，其特征在于，所述致动模组(2)包括步进电机，所述步进电机的转子设有带螺纹的、同轴且中央的孔道，构成上述致动构件的杆(3)接合到该孔道中，所述杆(3)具有与所述螺纹配合的一螺纹部分，且所述杆(3)具有一开槽部分，所述开槽部分接合到一滑动轴承中，该滑动轴承具有互补的截面并与所述步进电机的定子部分联接，所述杆的端部之一由支承所述球形头部的一接头延长。

3.按照权利要求2所述的泵设备，其特征在于，所述球形头部(5)通过头下部分(7)被连接至一柱形套筒(6)，所述头下部分的直径小于所述柱形套筒(6)的头部(5)的直径；并且，所述柱形套筒(6)设有内螺纹，所述内螺纹旋拧到设于所述杆(3)的端部处的外螺纹上。

4.按照上述权利要求中任一项所述的泵设备，其特征在于，所述步进电机的定子部分包括外形呈台阶状的联接衬筒(8)；并且，所述连接和导向模组包括一孔道，该孔道在一侧具有孔道台阶部，所述致动模组(2)的联接衬筒(8)的台阶紧密地接合在所述孔道台阶部中。

5.按照上述权利要求中任一项所述的泵设备，其特征在于，所述泵模组(9)的所述主体的腔由一孔道构成，该孔道在将所述主体装配在所述连接和导向模组(18)上的装配表面处包括孔道台阶部，密封垫圈(14)被嵌插到所述孔道台阶部内，而所述活塞(15)穿过所述密封垫圈以密封方式滑动。

6.按照上述权利要求中任一项所述的泵设备，其特征在于，所述泵模组的腔借助至少一允许与使用回路进行连接的槽道(12、13)，与外部相连通。

7.按照权利要求6所述的泵设备，其特征在于，所述泵模组包括操控流体在所述槽道(12、13)内通过的至少一单通式或多通式的电动阀，所述电动阀部分地或整体地集成于所述泵模组中。

8.按照权利要求6所述的泵设备，其特征在于，所述槽道构造成能接收吸移用的空心针。

9.按照权利要求8所述的泵设备，其特征在于，所述泵设备包括能将该泵设备固定在自动或半自动的吸移装置的活动元件上的部件。

10.按照上述权利要求中任一项所述的泵设备，其特征在于，所述构成工作室的腔(31)，借助与该腔同轴地设置的第一槽道(33)和垂直于该腔的轴线进行延伸的第二槽道(35)与外部相连通，各所述槽道(33、35)从所述腔(31)开始依次包括小直径区段，所述小直径区段通过作为密封支承部的锥形部分(37、37’)，被连接到直径较大的区段(36、36’)，直径较大的柱形区段由通到外部的螺纹部分(38、38’)延长；并且，呈销(41、41’)形式的堵塞装置的主体旋拧在所述螺纹部分中，所述呈销形式的堵塞装置的锥形端部与所述锥形部分(37、37’)具有相同的锥度。

11.按照权利要求10所述的泵设备，其特征在于，所述直径较大的柱形区段限定封堵室，该封堵室借助通到柱形腔(44、45)的槽道(42、43)与外部相连通，所述柱形腔设有用来连接柔性管的螺纹。

12.按照权利要求11所述的泵设备，其特征在于，通到所述第一槽道(33)的柱形区段中的槽道(43)以垂直于所述柱形腔(31)的轴线的方式延伸；并且，通到所述第二槽道(35)的柱形区段(36’)中的槽道(42)以平行于所述柱形腔(31)的轴线的方式延伸。

13.按照权利要求1所述的泵设备，其特征在于，所述主体的构成工作室的柱形腔(50)，通过与所述腔(50)同轴设置的槽道(52)与外部连通，该槽道由同轴的柱形腔(53)延伸，吸移针或者多通道堵塞器能以密封方式装配在该同轴的柱形腔中。

14.按照权利要求1所述的泵设备，其特征在于，构成工作室的柱形腔(60)通过同轴的槽道(64)与外部相连通，该槽道(64)由通到所述主体(61)的上表面(66)处的同轴的柱形腔(65)延长，所述槽道(64)通过槽道/腔(68)的组件与外部连通，所述槽道/腔的组件垂直定中心于所述柱形腔(60)的轴线，所述腔(68)通到所述主体的侧表面处。

15.按照权利要求14所述的泵设备，其特征在于，所述腔(65和68)设计成能够接收电动阀和/或柔性导管。

16.按照权利要求14所述的泵设备，其特征在于，所述腔(65、68)被堵塞器封闭，而另一腔接收吸移针或探针。

17.按照上述权利要求中任一项所述的泵设备，其特征在于，所述活塞具有柱形状；并且，所述连接和导向模组(18)由一块体构成，该块体的两相对的表面(F₁、F₂)分别作为所述泵模组(9)与所述致动模组(2)用的装配表面，而该块体的侧表面用于将所述泵设备固定在一支承件上，所述块体(17)包括一同轴的中央的孔道(20)，该孔道在所述泵模组侧具有孔道台阶部，在所述孔道台阶部中布置有以小摩擦系数的材料制成的管状区段(21)，所述管状区段用作所述活塞的滑动轴承。

18.按照上述权利要求中任一项所述的泵设备，其特征在于，所述致动构件与所述活塞(15)基本同轴。

Claims

1.长使用寿命的泵设备，其特征在于，所述泵设备由至少三个可替换的模组装配而形成，所述模组即：

-泵模组(9)，其包括：主体，所述主体设有构成工作室的腔(10)；平移活动的活塞(15)，所述活塞通过设置于所述主体和所述活塞(15)之间的垫圈(14)以密封方式嵌插到所述腔(10)中；至少一槽道(12、13)形成于所述主体内，以便能将所述工作室连接到一使用回路，所述主体包括垂直定中于所述活塞(15)的移动轴线的装配表面(11)，

-线性致动模组，其包括与所述活塞(15)同轴地平移活动的致动构件(3)，以及