CN102358463B - 定量泵装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定量泵装置，所述定量泵装置包括储液容器，具有一第一容腔；定量容器，具有一定量容腔；导出槽；泵结构，包括一泵结构腔和活塞；所述定量容器分别与所述储液容器、导出槽和泵结构密封连接，所述定量容腔与所述第一容腔、导出槽和泵结构三者择一连通；还包括一通气孔，所述通气孔在定量容腔与导出槽连通状态下，定量容器经通气孔与外界连通。使用时，移动定量容器分别与泵机构腔、储液容器的第一容腔、导出槽连通过程后，在通气孔中接入洁净空气后，将液体排出。相对于现有技术，本发明在能够在密封的条件下导取液体，并且不会在定量泵装置中剩有残余液体。

Description

定量泵装置

技术领域

本发明涉及一种定量泵装置，尤其是一种能够与外界隔离的情况下将液体完全导出的微量定量输出的定量泵装置。

背景技术

在医疗检验尤其是涉及生物制剂的免疫化学检验当中，由于试剂的成本昂贵，容易受到外界的污染，因此在保存和使用过程当中需要完全与外界隔离，防止其与外界空气、灰尘等接触导致腐败变质，因此在使用这种试剂时，需要一种能够微量定量输出，并且能够完全密闭导取的装置。

由DE10049898C2所述的一种流体输出装置，使用定量泵无空气平衡地工作，将液体从容器中输出到一个相对于周围环境密封的内部袋中。但是将液体填充进内部袋的时候，导致在内部袋中存留有残余空气，导致存放时间缩短或者被污染。专利200510066266.7公开了一种利用柱塞原理和两个单向阀结构完成定量泵导取液体的装置，利用定量泵结构抽吸在填充容器时存留的残余空气，但这种装置存取液体的容器必须为柔性材料，在流体存放或者导取过程中会在容器中存有残留液体，不适合微量流体的导取。在导取过程中，也有可能是容器内的流体暴露于空气中，造成污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是要提供一种能够在与外界隔离的情况下导取微量液体的定量泵装置。

本发明的技术方案如下：

一种定量泵装置，包括储液容器，具有一第一容腔；定量容器，具有一定量容腔；导出槽；泵结构，包括一泵结构腔和活塞，所述泵结构腔包容所述活塞，并与活塞密封连接；所述定量容器分别与所述储液容器、导出槽和泵结构密封连接，所述定量容腔与所述第一容腔、导出槽和泵结构三者择一连通；还包括一通气孔，所述通气孔在定量容腔与导出槽连通状态下，定量容器经通气孔与外界连通。

进一步，所述导出槽和泵结构腔设于一支座上，所述支座与定量容器底面密封连接；所述泵结构腔侧面的底端具有向内突出的限位装置。

进一步，所述泵结构还包括：

活塞通孔，设于泵结构腔顶面，在泵结构腔与定量容腔连通的状态下，所述泵结构腔通过活塞通孔与定量容腔连通；

活塞凸台，设于活塞顶面，与所述活塞通孔对应；

活塞容腔，设于活塞中，其底部敞口，顶面具有一透气通孔，侧面底部具有第一楔形凸起；

活塞内套，设于活塞容腔中，其具有一底面敞口的内套容腔，侧面顶部设有与所述第一楔形凸起对应的第二楔形凸起；

拉杆，容纳于内套容腔中，上部通过弹簧销与活塞内套连接，具有贯穿顶面和底面的拉杆通孔；

活塞弹簧，设于泵结构腔中，包围所述活塞内套和拉杆，上端与活塞底面接触，下端与所述限位装置接触；

内套弹簧，设于内套容腔之中，上端与内套容腔顶面接触，下端与拉杆顶面接触；

进一步，还包括若干莲花状结构和环形圈，所述莲花状结构通过转动副与环形圈连接，环形圈固定在导出槽底部的环形槽内。

进一步，所述第一容腔顶面和侧面密封，底面具有向下的凹陷区和竖直向下的导向槽，所述导向槽的一端开口设于凹陷区最低处；所述储液容器底部具有底部敞口第二容腔，所述第二容腔顶面通过导向槽与第一容腔连通，侧面设有所述通气孔，第二容腔将定量容器包容。

进一步，所述定量容器顶面具有第一沉台，所述导向槽具有自第二容腔顶面向下的延伸段，所述延伸段与与所述第一沉台抵触；所述定量容腔设于第一沉台内，贯穿顶面和底面。

进一步，所述定量容器顶面中心具有上旋转轴，第二容腔顶面具有与所述上旋转轴配合的上旋转槽；所述定量容器的底面中心具有与所述上旋转轴同轴的下旋转轴，所述支座顶面具有与下旋转轴配合的下旋转槽。

优选的，所述定量容器通过还可以通过移动副与所述支架和储液容器密封连接。

进一步，还包括一外套结构，所述外套结构具有一顶部敞口的外套容腔，其内侧面上部设有对称的外套凸起；所述外套容器将支座和定量容器包围，导出槽从外套容腔底面的第一外套通孔伸出；所述拉杆底部与外套容器底面固定连接，连接位置处设有第二外套通孔，所述拉杆通孔经第二外套通孔与外界连通。

进一步，还包括一旋转柄，所述旋转柄固定连接于定量容器侧面位于所述第一沉台之下；所述第二容腔侧面设有开口槽，旋转柄从开口槽中伸出；所述外套容腔侧面设有与所述旋转柄对应的螺旋状凹槽，所述旋转柄嵌入所述螺旋状凹槽中。

相对于现有技术，本发明采用通过定量容器与泵结构连通产生真空后，从储液容器的第一容腔中接收到液体后从支座的导出槽排出。整个导取过程在一个完全密闭的装置中完成，防止外界对液体的污染，而且排出液体后，定量容器中也不会存在残留液体，适合微量液体的导取。

附图说明

图1为本发明定量泵装置的第一种实施方式的结构示意图。

图2为图1实施方式中的储液容器1的剖面视图。

图3为图1实施方式中的定量容器2的结构示意图。

图4为图1实施方式中的支座3的结构示意图。

图4a为图4所示的支座3的剖面视图。

图5为图1实施方式中的泵结构4的结构示意图。

图6为图4泵结构中活塞41的剖面视图。

图7为图5泵结构中活塞内套42的剖面视图。

图8为图1实施方式中的外套结构5的结构示意图。

图9为图1所示实施方式A状态下的剖面视图。

图10为图1所示实施方式B状态下的剖面视图。

图11为图1所示实施方式C状态下的剖面视图。

图12为本发明定量泵装置的第二种实施方式的结构示意图。

图中：

1—储液容器；11—通气孔；12—上旋转槽；13—第一容腔；131—导向槽；132—凹陷区；14—第二容腔；15—开口槽；2—定量容器；21—旋转柄；22—上旋转轴；23—下旋转轴；24—定量容腔；25—第一沉台；3—支座；31—导出槽；311—导出槽槽口；32—莲花状结构；321—环形圈；33—下旋转槽；34—泵结构腔；341—活塞通孔；342—活塞凹槽；343—限位装置；35—环形槽；4—泵结构；41—活塞；411—活塞凸台；412—第一楔形凸起；413—活塞容腔；414—透气通孔；415—活塞卡位；416—活塞密封槽；42—活塞内套；421—第二楔形凸起；423—内套容腔；424—弹簧销孔；425—拉杆凹槽；426—内套孔；43—拉杆；431—弹簧销；432—拉杆卡位；433—拉杆通孔；44—逆止片；45—活塞弹簧；46—内套弹簧；5—外套结构；51—外套容腔；52—第一外套通孔；53—外套凸起；54—螺旋状凹槽；55—第二外套通孔。

为了更好的理解本发明，下面将结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。

具体实施方式

实施方式一： 

如图1到图11所示，本发明定量泵装置的第一实施例包括储液容器1、定量容器2、支座3、泵结构4和外套结构5。储液容器1与定量容器2顶部密封连接，支座3与定量容器2的底部密封连接；外套结构5将定量容器2、支座3包围。

如图2所示，储液容器1为圆柱形容器，包括第一容腔13、导向槽131、凹陷区132、第二容腔14、通气孔11、上旋转槽12和开口槽15。第一容腔13顶面和侧面密封，底面具有一倒锥形的凹陷区132，凹陷区132的最低处设有导向槽131，第一容腔13中的液体可以在凹陷区132中经导向槽131流出。储液容器1底部设有底面敞口的第二容腔14，经导向槽131与第一容腔13连通，导向槽131在第二容腔14中具有一向下的延伸段。第二容腔14的侧面开有通气孔11和开口槽15，顶面中心设有上旋转槽12。

如图3所示，定量容器2为一与所述第二容腔14对应的圆柱体，顶面设有第一沉台25，中心设有与上旋转槽12对应的上旋转轴22，第一沉台25内设有贯穿定量容器2的定量容腔24。定量容器2底面中心设有与上旋转轴22对应的下旋转轴23，第一沉台25之下的侧面设有旋转柄21。定量容器2容纳于第二容腔14中，其顶面与第二容器14的顶面紧密接触，导向槽131的延伸段与所述第一沉台25抵触。上旋转轴22插入储液容器1的上旋转槽12中，旋转柄21从第二容腔14侧壁的开口槽15中伸出。所述通气孔11设于第二容腔14位于定量容器2顶面与第一沉台25之间的侧面。 

如图4和图4a所示，支座3具有导出槽31、泵结构腔34和莲花状结构32。导出槽31贯穿支座3的顶面和底面，在支座3的顶面形成导出槽槽口311。泵结构腔34为一底面敞口的回转体空腔，顶面通过活塞通孔341与外界连通，侧面具有活塞凹槽342，侧面的底部设有向内突起的限位装置343。支座3顶面中心设有与所述下旋转轴23对应的下旋转槽33。如图1至2所示，导出槽31的下部设有环形槽35，环形槽35内固定有环形圈321,，莲花状结构32上部设有与环形圈321对应的槽，形成转动副与环形圈321连接，莲花状结构32可绕环形圈321在一定角度内旋转。在莲花状结构32与环形圈321之间设有一弹簧，由于弹簧弹性形变的作用力，使若干莲花状结构32围绕环形圈321，将导出槽31的下端的槽口与外界隔离起来。莲花状结构32在外力作用下，围绕环形圈321做一定角度的转动后，又可以将导出槽31的下端口露出，方便导出液体。

定量容器2底面平整，与支座3的顶面密封连接。定量容器2的下旋转轴23与支座3中心的下旋转槽33配合连接，定量容器2在旋转柄21的带动下，以上旋转轴22和下旋转轴 23为中心相对储液容器1和支座3发生相对转动，其中储液容器1和支座3没有相对转动。由于导向槽131存在一与第一沉台25抵触的延伸段，并且旋转柄21伸出的开口槽15也有一定的限制，因此定量容器2只能在一定角度范围内相对于储液容器1和支座3旋转。

如图5所示，泵结构4包括活塞41、活塞内套42、拉杆43、逆止片44、活塞弹簧45和内套弹簧46。拉杆43设于活塞内套42的内套容腔423中，活塞内套42在活塞41的活塞容腔413中。活塞弹簧45包围活塞内套42和拉杆43，上端与活塞41底面接触，下端与限位装置343接触。内套弹簧46位于内套容腔413中，上端与内套容腔413顶面接触，下端与拉杆43顶面接触。 

如图6所示，活塞41在所述的泵结构腔34中滑动，上端外侧面设有活塞密封槽416，其中安装密封圈实现活塞41顶面与泵结构腔34的顶面和侧面之间形成一密封空间。活塞41侧面设有活塞卡位415，通过活塞卡位415与泵结构腔34内侧与活塞卡位415对应的活塞凹槽342相互配合，防止活塞41在泵结构腔34中产生相对转动。活塞41顶面还设有一透气通孔414和与所述活塞通孔341对应的活塞凸台411，内部具有一底面敞口的活塞容腔413。活塞容腔413侧壁底部设有第一楔形凸起412。

如图7所示，活塞内套42内部具有一底部敞口的内套容腔423，其顶面具有内套孔426，内套容腔423通过内套孔426与活塞容腔413连通。活塞内套42侧面具有拉杆凹槽425，内套容腔423中上部设有贯穿侧面弹簧销孔424。活塞内套42侧面顶部设有与所述第一楔形凸起412对应的第二楔形凸起421，在第一楔形凸起41和第二楔形凸起42之间具有一定距离，活塞内套42可以在这段距离之间与活塞41发生相对移动，并且由于楔形凸起之间的卡位而不会脱落。由于活塞弹簧45的作用，除非外力作用，活塞与活塞内套都处于相对位置固定。

拉杆43一端设有横向的弹簧销431，弹簧销431嵌入弹簧销孔424中与活塞内套42连接。当拉杆43与活塞内套42之间通过嵌入弹簧销孔424固定，共同运动到活塞容腔413侧面底部的限位装置343处，弹簧销431被压入拉杆43内，使拉杆43与活塞内套42之间产生相对移动。拉杆43侧面具有向外突出的拉杆卡位432，内部具有一贯穿顶面和底面的拉杆通孔433。拉杆43通过拉杆卡位432与所述的拉杆凹槽425配合，防止拉杆43与活塞内套42发生相对转动。逆止片44位于活塞容腔413顶面与活塞内套42顶面之间，当拉杆43带动内套42在活塞容腔413中向活塞容腔413顶面运动过程中，逆止片44封住透气通孔414，气流只能从活塞内套42经拉杆通孔433中流出。

如图8所示，外套结构5包括一顶部敞口的外套容腔51，外套容腔51侧面具有一对称的外套凸起53，底面具有一与导出槽31配合的第一外套通孔52，导出槽31从第一外套通孔52中伸出。外套容腔51侧面还具有一螺旋状凹槽54，定量容器2的旋转柄21嵌入此螺旋状 凹槽54之中，随着定量容器2的旋转带动泵结构4的拉杆43运动。定量容器2和支座3被外套结构5包围，外套容腔51内还设有一外套弹簧，包围支座3，其上端与支座3接触，下端与外套容腔51底面接触。外套容腔51侧壁的外套凸起53将支座3卡住限位。拉杆43的低部与外套容腔51的底面固定连接。在外套容腔51底面与拉杆43固定之处，设有一第二外套通孔55，拉杆43的拉杆通孔433通过所述第二外套通孔55与外界连通。外套结构5在装配时，需要从下到上进行安装。

由于旋转柄21只能在一定范围内旋转，并且在旋转柄21随着螺旋状凹槽54的滑动而带动定量容器2抬升或者下降。如图9所示，定量容器2旋转的起点设于储液容器1的导向槽131的下槽口与定量容器2的定量容腔24连通的角度，第一容腔13通过导向槽131与定量容腔24连通，定义为A状态。如图10所示，定量容器2旋转的终点设于导流容器3的导出槽31与定量容腔24连通，定义为B状态。如图11所示，在A状态与B状态之间的某区域，定量容腔24与第一容腔13和导出槽24均不连通，仅仅通过活塞通孔341与泵结构腔34连通，定义为C状态。

在使用过程中，手动或自动设备在储液容器1的顶部施以一定的下压力，并且在外套结构5底部予以支撑，同时将莲花瓣状结构32的下方外部置于一适当的孔内，外套结构5与定量容器2以及支座3做相对运动，并且压缩外套弹簧。拉杆43跟随外套结构5一起向下运动，带动活塞内套42开始向下运动。由于活塞内套42相对活塞41远离。当内套42与活塞41被第一楔形凸起412和第二楔形凸起421卡住，带动活塞41向下运动，挤压活塞弹簧45。此时泵结构腔34中的气压远远低于活塞容腔413中的气压，逆止片44紧紧覆盖住透气通孔414上，气流无法进入到泵结构腔34中，导致泵结构腔34中出现真空。由于活塞41向下运动，活塞凸台411脱离活塞通孔341。由于旋转柄21在螺纹状凹槽54中运动，带动定量容器2向泵结构腔34方向运动，当旋转到定量容腔24与泵结构腔34连通的位置后即处于C状态时，如图11所示，定量容腔24与泵结构腔34交换真空。 

定量容腔24中为真空后继续向A状态旋转，定量容器2和支座3继续向下运动，压缩外套弹簧，拉杆43带动活塞内套42和活塞41也继续向下运动，压缩活塞弹簧。当连接拉杆43和活塞内套42的弹簧销431运动到泵结构腔34下端的限位装置343时，弹簧销431被压入拉杆43内，弹簧销431收缩而使拉杆43与活塞内套42之间产生相对移动,拉杆43由于弹簧销431的退回而失去拉动活塞内套42的限位功能，导致其在活塞内42内自由滑动并不产生任何方向的动力，活塞内套42在活塞41内的内套弹簧46的弹力下向上运动，同时活塞41也因活塞弹簧45的恢复张力而向上运动。

如图9所示，到达旋转起点后，定量容腔24与储液容器1的第一容腔13通过导向槽131 连通，此处定量泵处于A状态。由于定量容腔24中为真空，将第一容腔13中的液体吸入定量容腔24中。

此时释放外界压力，由于外套弹簧的回复力，支座3和定量容器2相对于外套结构5向上运动，由于旋转柄21在螺纹状凹槽54中运动带动定量容器2朝相反的方向相对于支座3转动，开始往终点、向B状态旋转的。活塞41在活塞弹簧45回复力的顶压作用下，首先向泵结构腔34顶面靠近。泵结构腔34中的气体从活塞41顶面的透气通孔414中逸出，气流可以推开逆止片44进入到活塞内套42中，沿内套容腔423向拉杆通孔433往外界流动。此后，在拉杆43的弹簧销431上位进入弹簧销孔424之前，由于内套弹簧46的顶压作用，带动活塞内套42接触活塞容腔413顶面，带动活塞41首先向泵结构腔34顶面运动。在定量容器2的定量容腔24还没有到达活塞通孔341时，活塞41的活塞凸台411已经填满活塞通孔341，定量容腔24与泵结构腔34隔离，其中的液体也不会流入泵结构腔34中。

定量容器2继续向终点旋转过程中，拉杆43往内套容腔423中移动，，直到弹簧销431嵌入弹簧销孔424中，活塞内套42往活塞容腔413中移动。当定量容腔24旋转到与支座3的导出容腔31连通的位置即B状态后，如图10所示。此时储液容器1的第二容腔14侧壁上的通气孔11与定量容腔24连通。向下运动中由于将莲花状结构32绕环形圈321旋转一定角度打开导出槽31的排出槽口，往通气孔11注入洁净空气就能产生气压将定量容腔24中的液体经导出槽31排出，完成整个微量液体在密闭的环境中导取的过程。

实施方式二： 

如图12所示，定量容器2为一矩形柱状结构，分别与储液容器1、定量容器2和支座3密封连接。定量容器可以通过平移的方式与储液容器1和支座3发生相对位移。当定量容器1移动到定量容腔24与泵结构腔34连通的状态下，通过活塞41的拉动，使定量容腔24中产生真空；当定量容器平移到与储液容器1的第一容腔13连通的状态下，定量容腔24与第一容腔13交换真空，从第一容腔13中吸取待导取的试剂；当定量容器2平移到定量容器24与导出槽31连通的状态下，通过导出槽31将试剂排出，达到在密闭环境中完成微量液体的导取。

相对现有技术，本发明所述的定量泵装置的实施方式承载流体的容器不需要采用柔性材料制作，完全导取所需流体而不会在容器中存在残留液体，适合中微量液体的导取。在整个导取的过程中，始终与外界空气隔离，有效的防止导取的液体试剂被外界空气污染。

Claims (8)

1.一种定量泵装置，其特征在于，包括：

储液容器，具有一第一容腔；

定量容器，具有一定量容腔；

导出槽；

泵结构，包括一泵结构腔和活塞，所述泵结构腔包容所述活塞，并与活塞密封连接；

所述定量容器分别与所述储液容器、导出槽和泵结构密封连接，所述定量容腔与所述第一容腔、导出槽和泵结构三者择一连通；

还包括一通气孔，所述通气孔在定量容腔与导出槽连通状态下，定量容器经通气孔与外界连通；

所述导出槽和泵结构腔设于一支座上，所述支座与定量容器底面密封连接；所述泵结构腔侧面的底端具有向内突出的限位装置，该泵结构还包括：活塞通孔，设于泵结构腔顶面，在泵结构腔与定量容腔连通的状态下，所述泵结构腔通过活塞通孔与定量容腔连通；活塞凸台，设于活塞顶面，与所述活塞通孔对应；活塞容腔，设于活塞中，其底部敞口，顶面具有一透气通孔，侧面底部具有第一楔形凸起；活塞内套，设于活塞容腔中，其具有一底面敞口的内套容腔，侧面顶部设有与所述第一楔形凸起对应的第二楔形凸起；拉杆，容纳于内套容腔中，上部通过弹簧销与活塞内套连接，具有贯穿顶面和底面的拉杆通孔；活塞弹簧，设于泵结构腔中，包围所述活塞内套和拉杆，上端与活塞底面接触，下端与所述限位装置接触；内套弹簧，设于内套容腔之中，上端与内套容腔顶面接触，下端与拉杆顶面接触。

2.根据权利要求1所述的定量泵装置，其特征在于，还包括若干莲花状结构和环形圈，所述莲花状结构通过转动副与环形圈连接，环形圈固定在导出槽底部的环形槽内。

3.根据权利要求2所述的定量泵装置，其特征在于，所述第一容腔顶面和侧面密封，底面具有向下的凹陷区和竖直向下的导向槽，所述导向槽的一端开口设于凹陷区最低处；所述储液容器底部具有底部敞口第二容腔，所述第二容腔顶面通过导向槽与第一容腔连通，侧面设有所述通气孔，第二容腔将定量容器包容。

4.根据权利要求3所述的定量泵装置，其特征在于，所述定量容器顶面具有第一沉台，所述导向槽具有自第二容腔顶面向下的延伸段，所述延伸段与所述第一沉台抵触；所述定量容腔设于第一沉台内，贯穿顶面和底面。

5.根据权利要求4所述的定量泵装置，其特征在于，所述定量容器顶面中心具有上旋转轴，第二容腔顶面具有与所述上旋转轴配合的上旋转槽；所述定量容器的底面中心具有与所述上旋转轴同轴的下旋转轴，所述支座的顶面具有与下旋转轴配合的下旋转槽。

6.根据权利要求4所述的定量泵装置，其特征在于，所述定量容器通过移动副与所述支座和储液容器密封连接。

7.根据权利要求5所述的定量泵装置，其特征在于，还包括一外套结构，所述外套结构具有一顶部敞口的外套容腔，其内侧面上部设有对称的外套凸起；所述外套结构将支座和定量容器包围，导出槽从外套容腔底面的第一外套通孔伸出；所述拉杆底部与外套容器底面固定连接，连接位置处设有第二外套通孔，所述拉杆通孔经第二外套通孔与外界连通。

8.根据权利要求7所述的定量泵装置，其特征在于，还包括一旋转柄，所述旋转柄固定连接于定量容器侧面位于所述第一沉台之下；所述第二容腔侧面设有开口槽，旋转柄从开口槽中伸出；所述外套容腔侧面设有与所述旋转柄对应的螺旋状凹槽，所述旋转柄嵌入所述螺旋状凹槽中。