CN102900664A - 一种平衡泵 - Google Patents

Abstract

一种平衡泵，设置有泵体、驱动电机、传动装置、第一连接管、第二连接管、第一背压阀和第二背压阀；泵体设置有第一端、泵腔、陶瓷活塞和第二端，第一端、第二端设置于泵腔的两端并与泵腔连通，陶瓷活塞间隙装配并活动设置于泵腔，陶瓷活塞与传动装置一端连接，传动装置另一端与电机的电机轴连接；第一端设置有分别与第一接头和第二接头，第二端设置第三接头和第四接头，每个接头内设有一单向阀；第一连接管一端与第二接头连接，第一连接管另一端与第一背压阀连接，第二连接管一端与第四接头连接，第二连接管另一端与第二背压阀连接。该平衡泵能够精确控制流量平衡，同时还给液体流动提供了动力。

Description

一种平衡泵

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种透析机用平衡泵。 

背景技术

血液透析是治疗各种急、慢性肾衰竭疾病的最有效方式之一，通过进行血液透析，可以适当延长患者的寿命。血液透析技术已经相对成熟，而进一步提高血液透析的质量成为肾衰竭患者治疗的发展方向之一。

进行血液透析通常采用透析机、透析器及相应的连接管路进行，在透析器内动脉血液、透析液分别进入透析器中。在透析器内透析液的流动方向与血液流动方向相反，血液和透析液在渗透压和透析液的压力作用下，血液中的毒素和水分进行交换，含有毒素的透析液从透析液出液管排除，透析后的血液则重新输送至人体血管。在透析过程中，需要通过泵将透析液泵入透析器并将透析器中的废液从透析器泵出。

通常，平衡泵将新鲜透析液泵入透析器的新鲜液输入端、同时将透析器的废液排出端排出。为了确保透析效果，必须有效防止透析液倒流现象的发生。现有技术中的平衡泵通常在接头处设置有单向阀以使得液体单向流动，但是由于平衡泵动作时平衡泵出口处（也就是接头处）的压力变化较大，导致单向阀的阻流效果有限，不能有效防止液体出现倒流，从而不能精确控制流量平衡。

因此，针对现有技术不足，提供一种能够精确控制液体流量的平衡泵以克服现有技术不足甚为必要。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种平衡泵，该平衡泵能够精确控制液体流量。    

本发明的目的通过以下技术措施实现。

一种平衡泵，设置有泵体、第一连接管、第二连接管、第一背压阀和第二背压阀；

所述泵体设置有第一端、泵腔、和第二端，所述第一端、所述第二端设置于所述泵腔的两端并与所述泵腔连通；

所述第一端设置有分别与所述第一端连通的第一接头和第二接头，所述第一接头内设置有第一单向阀使得液体单向流入第一端，所述第二接头内设置有第二单向阀使得液体从第一端单向流出；

所述第二端设置有分别与所述第二端连通的第三接头和第四接头，所述第三接头内设置有第三单向阀使得液体单向流入第二端，所述第四接头内设置有第四单向阀使得液体从第二端单向流出；

所述第一连接管一端与所述第二接头连接，所述第一连接管另一端与所述第一背压阀连接，所述第二连接管一端与所述第四接头连接，所述第二连接管另一端与所述第二背压阀连接。

上述第二背压阀的开启压力设置为40—60KPa；所述第四背压阀的开启压力设置为40—60KPa。

上述第二背压阀的开启压力设置为50KPa；所述第四背压阀的开启压力设置为50KPa。

上述第一接头、所述第二接头、所述第三接头和所述第四接头的规格尺寸相同。

上述第一单向阀、所述第二单向阀、所述第三单向阀、所述第四单向阀中的至少一个采用提拉式单向阀；

所述提拉式单向阀设置有阀套和弹性阀芯，所述弹性阀芯设置有扣件，所述弹性阀芯装配于所述阀套且所述扣件装配于所述阀套的一端使得所述弹性阀芯能够弹性伸缩以与所述阀套分离或者贴合。

上述阀套设置为伞形结构，所述阀套包括管状部、伞肋部和环形板面；

所述伞肋部由两个以上的肋骨构成，相邻两个肋骨之间存在空隙，所述肋骨呈伞状排列，每根肋骨的一端与所述环形板面固定连接，每根肋骨的另一端与所述管状部固定连接；

所述弹性阀芯还设置有柱状部、锥状部及卡环，所述柱状部一端与所述锥状部的小端固定连接，所述柱状部另一端与所述扣件固定连接，所述锥状部的大端与所述卡环固定连接；

所述柱状部装配于所述管状部且所述扣件扣接装配于所述管状部一端，所述锥状部装配于所述伞肋部，所述卡环装配于所述环形板面。

上述环形板面设置有与所述卡环相匹配的环形槽，所述卡环装配于所述环形槽。

上述扣件设置为锥体结构，所述扣件的直径大于所述柱状部的外径。

上述扣件的直径大于所述柱状部的外径3—6mm。

上述平衡泵还设置有驱动电机和传动装置，所述泵体还设置有陶瓷活塞，所述陶瓷活塞间隙装配并活动设置于所述泵腔，所述陶瓷活塞与所述传动装置一端连接，所述传动装置另一端与所述电机的电机轴连接；

所述传动装置设置为偏心轴，所述陶瓷活塞设置有凹槽，所述凹槽内装配有滑块，所述偏心轴一端与所述滑块连接，所述偏心轴另一端与所述电机轴连接。

本发明的一种平衡泵，设置有泵体、第一连接管、第二连接管、第一背压阀和第二背压阀；所述泵体设置有第一端、泵腔、和第二端，所述第一端、所述第二端设置于所述泵腔的两端并与所述泵腔连通；所述第一端设置有分别与所述第一端连通的第一接头和第二接头，所述第一接头内设置有第一单向阀使得液体单向流入第一端，所述第二接头内设置有第二单向阀使得液体从第一端单向流出；所述第二端设置有分别与所述第二端连通的第三接头和第四接头，所述第三接头内设置有第三单向阀使得液体单向流入第二端，所述第四接头内设置有第四单向阀使得液体从第二端单向流出；所述第一连接管一端与所述第二接头连接，所述第一连接管另一端与所述第一背压阀连接，所述第二连接管一端与所述第四接头连接，所述第二连接管另一端与所述第二背压阀连接。该平衡泵通过设置第一背压阀和第二背压阀，抬高了第二单向阀和第四单向阀的导通压力，避免由于平衡泵出口处的压力变化而造成第二单向阀、第四单向阀产生回流现象，从而能够精确控制流量平衡。且背压阀的设置，虽然平衡泵的出口压力存在，但能够避免整个装置中液体流动时产生较大的脉动现象，液体流经透析器时更加平缓，从而确保透析治疗效果。 

附图说明

利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明一种平衡泵的结构示意图；

图2是图1的分解示意图；

图3是图1的第二接头结构示意图；

图4是图3的分解示意图；

图5是图3的去掉螺帽部分的“A-A”剖视图。

在图1至图5中，包括：

泵体1、

第一端10、

      第一接头100、第二接头200、

泵腔300、

第一陶瓷活塞310、第一凹槽320、第一滑块330、

第二端400、

   第三接头410、

     第四接头420、

电机500、电机轴510、

   偏心轴600、

     第一连接管720、第二连接管740、

第一背压阀820、第二背压阀840、

第二接头输入端210、

螺纹211、

第二接头输出端220、

第二单向阀230、

阀套231、 

管状部2311、

伞肋部2312、

环形板面2313、

弹性阀芯232、

扣件2321、

柱状部2322、

锥状部2323、

卡环2324、

锁紧螺母240。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例1。

一种平衡泵，如图1至图5所示，设置有泵体1、驱动电机500、传动装置、第一连接管720、第二连接管740、第一背压阀820和第二背压阀840。为了更好实现定位，还可以设置一架体，将电机500安装于架体。

泵体1设置有第一端10、泵腔300、陶瓷活塞310和第二端400，第一端10、第二端400设置于泵腔300的两端并与泵腔300连通。

陶瓷活塞310间隙装配并活动设置于泵腔300，陶瓷活塞310与传动装置一端连接，传动装置另一端与电机500的电机轴510连接。

具体的，传动装置设置为偏心轴600，陶瓷活塞310设置有凹槽320，凹槽320内装配有滑块330，偏心轴600一端与滑块330连接，偏心轴600另一端与电机轴510连接。

第一端10设置有分别与第一端10连通的第一接头100和第二接头200，第一接头100内设置有第一单向阀使得液体单向流入第一端10，第二接头200内设置有第二单向阀使得液体从第一端10单向流出。

第二端400设置有分别与第二端400连通的第三接头410和第四接头420，第三接头410内设置有第三单向阀使得液体单向流入第二端400，第四接头420内设置有第四单向阀使得液体从第二端400单向流出。

第一连接管720一端与第二接头200连接，第一连接管720另一端与第一背压阀820连接，第二连接管740一端与第四接头420连接，第二连接管740另一端与第二背压阀840连接。背压阀的结构为本领域公知常识，在此不再赘述。

需要说明的是，第一接头100、第二接头200、第三接头410和第四接头420可以以轴对称方式设置，也可以不局限于轴对称方式。

第二背压阀840的开启压力以设置为40—60KPa为佳，第四背压阀的开启压力以设置为40—60KPa为佳。通常优选第二背压阀840的开启压力设置为50KPa，第四背压阀的开启压力设置为50KPa，既可满足多数单向阀防回流的要求，而且成本低廉。

该平衡泵具体使用时将第一接头100与新鲜液容积装置连接，第二接头200与透析器的新鲜液输入端连接，第三接头410与透析器的废液输出端连接，第四接头420连接至废液容积装置。当电机500工作时，如电机轴510驱动偏心轴600带动陶瓷活塞310朝第一端10移动，此时第一端10内部液体受到压缩，第一端10内的液体压力将第二单向阀打开，第一接头100内的新鲜液从第二接头200排出。由于陶瓷活塞310朝第一接头100移动，此时，第二端400内的容腔容积增大形成负压，第四单向阀关闭，第三单向阀打开，废液从第三接头410进入第二端400。

相反，当陶瓷活塞310反向向第二端400移动时，使得第二端400对应的内腔容积变小，第二端400内的液体推开第四单向阀向外流出，此时第一端10内腔容积增大，形成负压并产生吸力将第一单向阀打开吸入液体，在此过程中由于压力的作用其余单向阀处于关闭状态。

该平衡泵，设置有第一背压阀820和第二背压阀840。背压阀的设置提高了单向阀的开启压力阈值，即只有当液体的压力大于背压阀的开启压力时,液体才能进行单向流动。

通过增加背压阀，为单向阀提供了一个稳定的压力调节装置，可以更加快捷有效的控制液体的流通与截止。只有当泵提供的压力大于背压阀的导通压力时才能导通，液体才会从背压阀的出口处流出，一旦提供的压力小于背压阀的导通压力时则提拉式单向阀马上关闭，液体停止流动。

在透析器技术领域中，通常通过设计将单向阀设置于相应的液体单向流动管道，理论上认为通过设置单向阀液体即可实现单向流动不会出现倒流现象。但是实践发现，如当选择两种不同材质做成的单向阀将其出口直接与一导管连接并垂直放置，接头输入端朝下，导管中装有水柱，理论上由于单向阀单向流动作用，导管中的水柱不应该倒流从输入端流出。但实际情况是：一种材质的单向阀直到水柱大于40厘米时才能做到很好的密封效果，在水柱小于40厘米这段区间单向阀会出现比较严重的漏液现象，而另一种材质的单向阀直到水柱大于20厘米时就能做到很好的密封效果。

如果水柱高度远远超过40厘米，则两种材质做成的单向阀都完全没有倒流渗漏。

故增设背压阀，在单向阀基础上增加一背压阀，将背压阀调节到一定的压力时，能够将透析用单向阀实现良好的密封效果。通过增加背压阀不仅可以排除不同材质的单向阀对整个系统流量造成的影响，而且能够更加精确控制液体的单向流动性。

将两种材质制备而成的透析用单向控制装置安装于血液透析机的平衡泵，当系统流量在30 L/h时，出口两端的背压阀调节到40KPa时，经过反复实验测得一小时后流经两端的液体总量差值不超过20ml、误差率不超过0.067%，可见增加背压阀后的误差率是在机器的允许范围内，实现了对流量精确的控制，得到了良好的治疗效果。

背压阀调节压力的大小与系统的流量，导管的管径以及平衡泵入口处的压力大小有关。使用者可以根据以上条件调节背压阀的压力从而可以使本装置适合各种不同的环境的同时也能达到比较好的控制效果。

为了确保流量平衡，防止液体倒流，该平衡泵的第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀均采用提拉式单向阀，以提高单向流动控制效果，防止液体反向流动。

需要说明的是，第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀也可以设置其中的某一个或者多个为提拉式单向阀，但以均为提拉式单向阀效果最佳。

提拉式单向阀如图4、图5所示，设置有阀套231和弹性阀芯232，弹性阀芯232设置有扣件2321，弹性阀芯232装配于阀套231且扣件2321装配于阀套231的一端使得弹性阀芯232能够弹性伸缩以与阀套231分离或者贴合。

该提拉式单向阀的弹性阀芯232通过设置扣件2321，扣件2321与阀套231装配，当液体压力达到一定阀值时，液体压力将冲开弹性阀芯232使得弹性阀芯232与阀套231分开。由于扣件2321的抻拉作用，动作时产生的压力不能达到该透析用单向阀的开启压力，从而能够较好控制液体单向流动防止倒流现象发生。

此外，由于扣件2321与阀套231的一端装配，扣件2321的拉力作用将使得弹性阀芯232不会与阀套231之间的分离过度偏离，一定程度上能够防止弹性阀芯232变形。

另外，由于扣件2321的存在,弹性阀芯232离开阀套231的距离不会无限制地离开,便于精确控制液体流量。

具体的，阀套231设置为伞形结构，阀套231包括管状部2311、伞肋部2312和环形板面。

伞肋部2312由两个以上的肋骨构成，相邻两个肋骨之间存在空隙，肋骨呈伞状排列，每根肋骨的一端与环形板面固定连接，每根肋骨的另一端与管状部2311固定连接。

弹性阀芯232还设置有柱状部2322、锥状部2323及卡环2324，柱状部2322一端与锥状部2323的小端固定连接，柱状部2322另一端与扣件2321固定连接，锥状部2323的大端与卡环2324固定连接。

柱状部2322装配于管状部2311且扣件2321扣接装配于管状部2311一端，锥状部2323装配于伞肋部2312，卡环2324装配于环形板面。环形板面设置有与卡环2324相匹配的环形槽，卡环2324装配于环形槽。当单向流动的液体压力达到一定值时，液体将通过伞肋部2312之间的空隙通过环形面板2313与弹性阀芯232之间的间隙输出。

扣件2321设置为锥体结构，扣件2321的直径大于柱状部2322的外径，这样扣件2321能够精确装配于柱状部2322外，确保在液体压力下扣件2321不会吸入至柱状部2322内部，实现良好的单向流动控制及精确的液体流量控制。

通常，扣件2321的直径大于柱状部2322的外径2—10mm即可满足需求，优选扣件2321的直径大于柱状部2322的外径3—6mm，扣件2321及柱状部2322的实际尺寸可以根据具体需要灵活决定。

优选的，管状部2311、伞肋部2312及环形板面设置为一体成型结构，具有结构简单、装配方便的特点。

优选的，扣件2321、柱状部2322、锥状部2323及卡环2324设置为一体成型结构，具有结构简单、装配方便的特点。

以第二接头200为例说明提拉式单向阀的装配方式，第二接头200设置有第二接头输入端210、第二接头输出端220、第二单向阀230、锁紧螺母240，第二接头输入端210与第二接头输出端220之间构成阀腔，第二单向阀230装配于阀腔。为了使得第二接头200装配更稳固，第二接头输入端210的外壁面设置有螺纹211，当第二接头输出端220装配于第二接头输入端210，同时第二单向阀230装配于阀腔，通过锁紧螺母240旋紧于螺纹211可以实现良好的固定。

综上所述，该平衡泵通过增加背压阀及设置特殊的提拉式单向阀可以控制液体单向流动，防止倒流，从而能够更加精确控制透析机中液体的流量，且透析器中液体流动平稳，还具有结构简单、成本低廉、使用方便的特点。

需要说明的是，该平衡泵并不局限于以第一接头连接新鲜液，也可以根据需要将第一接头连接废液，而将第三接头连接新鲜液。

需要说明的是,平衡泵不限于本实施例的陶瓷复式泵,也可以为其它结构的平衡泵,只要在输出端加设背压阀即可实现。

实施例2 。

一种平衡泵，其它结构与实施例1相同，不同之处在于：第一端10、第二端400的规格尺寸相同，第一接头100、第二接头200、第三接头410、第四接头420的规格尺寸相同。

由于该平衡泵的第一端10、第二端400规格尺寸相同，且采用规格相同的第一接头100、第二接头200、第三接头410、第四接头420。

故在一个周期内，从第四接头420出口处流出的废液量F4与从第二接头200出口处流出的新鲜液量X2是相等的，从而能够确保一个周期内进出透析器中新鲜液与废液量相等。 

实施例3 。

一种平衡泵其它结构与实施例1或2相同，不同之处在于，泵体采用隔膜式平衡泵。隔膜式平衡泵的结构为本领域公知常识，在此不再赘述。

由于平衡泵的输出端设置有背压阀，抬高了单向阀的导通压力，避免由于平衡泵出口处的压力变化而造成单向阀产生回流现象，从而能够精确控制流量平衡。且背压阀的设置，虽然平衡泵的出口压力存在，但能够避免整个装置中液体流动时产生较大的脉动现象，液体流经透析器时更加平缓，从而确保透析治疗效果。 

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。 

Claims (10)

1.一种平衡泵，其特征在于：设置有泵体、第一连接管、第二连接管、第一背压阀和第二背压阀；

所述泵体设置有第一端、泵腔、和第二端，所述第一端、所述第二端设置于所述泵腔的两端并与所述泵腔连通；

所述第一端设置有分别与所述第一端连通的第一接头和第二接头，所述第一接头内设置有第一单向阀使得液体单向流入第一端，所述第二接头内设置有第二单向阀使得液体从第一端单向流出；

所述第二端设置有分别与所述第二端连通的第三接头和第四接头，所述第三接头内设置有第三单向阀使得液体单向流入第二端，所述第四接头内设置有第四单向阀使得液体从第二端单向流出；

所述第一连接管一端与所述第二接头连接，所述第一连接管另一端与所述第一背压阀连接，所述第二连接管一端与所述第四接头连接，所述第二连接管另一端与所述第二背压阀连接。

2.根据权利要求1所述的平衡泵，其特征在于：所述第二背压阀的开启压力设置为40—60KPa；所述第四背压阀的开启压力设置为40—60KPa。

3.根据权利要求2所述的平衡泵，其特征在于：所述第二背压阀的开启压力设置为50KPa；所述第四背压阀的开启压力设置为50KPa。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的平衡泵，其特征在于：所述第一接头、所述第二接头、所述第三接头和所述第四接头的规格尺寸相同。

5.根据权利要求4所述的平衡泵，其特征在于：

所述第一单向阀、所述第二单向阀、所述第三单向阀、所述第四单向阀中的至少一个采用提拉式单向阀；

所述提拉式单向阀设置有阀套和弹性阀芯，所述弹性阀芯设置有扣件，所述弹性阀芯装配于所述阀套且所述扣件装配于所述阀套的一端使得所述弹性阀芯能够弹性伸缩以与所述阀套分离或者贴合。

6.根据权利要求5所述的平衡泵，其特征在于：

所述阀套设置为伞形结构，所述阀套包括管状部、伞肋部和环形板面；

所述伞肋部由两个以上的肋骨构成，相邻两个肋骨之间存在空隙，所述肋骨呈伞状排列，每根肋骨的一端与所述环形板面固定连接，每根肋骨的另一端与所述管状部固定连接；

所述弹性阀芯还设置有柱状部、锥状部及卡环，所述柱状部一端与所述锥状部的小端固定连接，所述柱状部另一端与所述扣件固定连接，所述锥状部的大端与所述卡环固定连接；

所述柱状部装配于所述管状部且所述扣件装配于所述管状部一端，所述锥状部装配于所述伞肋部，所述卡环装配于所述环形板面。

7.根据权利要求6所述的平衡泵，其特征在于：所述环形板面设置有与所述卡环相匹配的环形槽，所述卡环装配于所述环形槽。

8.根据权利要求7所述的平衡泵，其特征在于：所述扣件设置为锥体结构，所述扣件的直径大于所述柱状部的外径。

9.根据权利要求8所述的平衡泵，其特征在于：所述扣件的直径大于所述柱状部的外径3—6mm。

10.根据权利要求1所述的平衡泵，其特征在于：还设置有驱动电机和传动装置，所述泵体还设置有陶瓷活塞，所述陶瓷活塞间隙装配并活动设置于所述泵腔，所述陶瓷活塞与所述传动装置一端连接，所述传动装置另一端与所述电机的电机轴连接；

所述传动装置设置为偏心轴，所述陶瓷活塞设置有凹槽，所述凹槽内装配有滑块，所述偏心轴一端与所述滑块连接，所述偏心轴另一端与所述电机轴连接。

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