CN104948446A - 可灭菌的泵组件 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的泵组件10具有特别简单的结构，该结构仅包含两个壳体部分(14、15)、四个阀门闭合件(37)和泵活塞(25、29)。优选地，阀门闭合件(37)彼此相同，并被限定于壳体(14、15)之间的空体中。优选地，壳体(14、15)通过超声焊缝被永久连接在一起。阀门闭合件由自身具有弹性的碟状或盘状塑料件形成，可选地，阀门闭合件可具有作为定向和装配辅助装置的中心栓(42)。如预期的，阀门闭合件可以一定的偏斜或者没有偏斜的方式抵靠在对应的阀座(43)上，同时可以形成开启和闭合都非常可靠的阀门，该阀门闭合件可以响应最慢的流速，也可以很容易地进行灭菌。

Description

可灭菌的泵组件
技术领域
本发明涉及泵组件，尤其是适用于医用，特别是适用于水射流手术的泵组件。
背景技术
在水射流手术的情况下，通过合适的器械将一股生理盐水溶液引导至生理组织上，所述组织可以是完整地或部分地被切下和/或割断的。因此，可以实现温和的手术技术。必须向相应的器械提供所需压力和/或所需排放量的处理液体，尤其是氯化钠溶液。为此，在现有技术中所使用的泵组件，通常具有在相反方向上工作的两个单独驱动的泵活塞。从而，通过相应的进口阀和出口阀确保了泵活塞吸入氯化钠溶液，并以朝向器械的方式传送该氯化钠溶液。
此种泵组件以无菌的方式提供，例如为一次性用具。泵组件是医用无菌制品。这需要泵组件在特定的清洁要求下制成，例如在无尘室中，并在适当的地点组装后予以清洁。特别地，泵组件必须在组装后进行灭菌。为此，可以使用气体灭菌法，该方法通过泵组件的通道导入合适的灭菌气体，如环氧乙烷、甲醛、过氧乙酸等。但是，由于泵组件配置为运送液体，而非运送气体，确保所使用的灭菌气体实际到达泵组件的全部相关目的点是具有挑战性的。
由于需要大范围的可调节排放量，现有泵组件具有进一步的问题。一定要生产统一、无脉动的、连续的氯化钠喷嘴,该喷嘴同时能够进行快速的且在特殊情况下非常慢速的活塞运动。这对泵组件的进口阀和出口阀提出了特殊需求。
发明内容
在此基础上，本发明的目的是详细说明一种改进的泵组件。
根据权利要求1的泵组件实现了该目的：
根据本发明的泵组件包括泵壳体，泵壳体包括至少一个第一和一个第二壳体部分。泵壳体优选地仅仅由第一和第二壳体部分组成。鉴于此，所述壳体部分中的一个具有用于接收泵活塞的泵缸，另一个壳体部分设置有抽吸通道和压力通道。此外，在泵壳体中形成阀室，在阀室中设置有阀室闭合件。阀室由阀室凹处和阀室闭合件构成。鉴于此，阀室凹处设置在壳体部分的一个中，相应的阀室闭合件可形成于另一个壳体部分处。阀室，也就是阀壳体，由泵壳体形成。例如，全部阀室凹处可在第一壳体部分形成，而全部阀室闭合件可在第二壳体部分形成。本发明提供了易于装配的简单结构，即当壳体部分连接起来时就构成了全部进口阀和出口阀。
阀门闭合件可渗透灭菌气体。例如，阀门闭合件由盘状物或碟状物构成，盘状物或碟状物由合适的塑料制成，塑料例如为硅树脂或弹性体，弹性体例如为EPM(二元乙丙橡胶)、EPDM(三元乙丙橡胶)、FPM(氟橡胶)等。由于几何形状的配合，也就是说，由于阀门闭合件的薄壁型几何结构，和由此选择的材料，低分子灭菌气体在足够的速度下能够渗透通过阀门闭合件，从而到达泵组件的入口通道，而不必通过使用压力来加压通过泵组件。特别地，阀门闭合件能够无偏向地或仅有很少偏向地抵靠相应的阀座。优选地，不提供阀弹簧或诸如此类的元件。由此在阀座处的产生的低表面压力阻止阀门闭合件粘附至阀座，特别地，抽吸阀还能够在非常低的流动速率(流速)下吸入液体，并提高灭菌性。所以，只需极小的力就可打开阀室，这样，打开所述阀仅需要在阀上施加极小的压力差。
优选地，泵组件包括阀门闭合件，其横截面近似于T型，也就是说，阀门闭合件具有盘部分和中心栓。该中心栓能够延伸至抽吸通道、压力通道或泵通道。特别地，如果阀门闭合件的盘部分相对于径向平面不对称地形成，中心栓构成重要的组装辅助。此外，当引导壳体部分时，所述中心栓确保阀门闭合件被正确放置，并确保在闭合壳体部分时不会损坏阀门闭合件。
优选地，阀门闭合件包括刚性毂部分，相对刚性的边缘和中间设置的弹簧部分，该弹簧部分弹性地将边缘连接毂部分。该边缘具有比阀室凹处更小的直径，而在这两部分之间形成流体可渗透的环状间隙。可选地，在阀室凹处的壁中可以形成溢出槽。
优选地，弹性区域是由凹槽形成的有弹性的环状区域，在轴向上测量的盘部分的材料厚度小于在盘部分的其他点上测量的厚度。优选地，凹槽同心地围绕着毂部分。因此，毂部分可相对于边缘沿轴向弹性地移动。优选地，盘部分面向阀座的侧面可凸起弯曲。此外，优选地，环形弹性区域的直径至少与阀门闭合件的相关环形阀座一样大。
阀室以所述的方式在阀室凹处和阀室闭合件之间形成。优选地，阀室闭合件以突出进入阀室凹处的延伸件方式形成。无论是否运转，延伸件可位于阀室凹处。在一个优选实施例中，在阀室闭合件的外圆周表面和阀室凹处的相应的相对表面之间形成环形间隙，其中，外圆周表面例如是圆柱形的或略为圆锥形的。这个环形间隙至少有一定宽度，能够使得壳体部分能够相对于另一个壳体部分有至少较小的径向移动，直到两个壳体部分相互连接。特别地，在摩擦焊接方法，例如超声波焊接方法中，该可动性是固定的，使得壳体部分能够通过整体延伸的连接部分相互连接。
由于阀室闭合件在延伸件上成形，该延伸件突出超过由摩擦焊缝决定的平面，阀室不会受到来自任何变形或由摩擦焊接工艺形成的材料微珠的影响。
优选地，各个阀组件的阀门闭合件是统一的，也就是说，这些阀门闭合件是相同的。但是，它们也可能相互有差异地形成。每一个阀门闭合件的中心区域具有密封部分，而液体流过的一个结构被固定在阀门闭合件的外围边缘，或被固定在紧邻所述外围边缘而设置的一个泵壳体结构上。液体流过的这个结构可以被穿过阀门闭合件边缘的一个或多个凹处包含，或可由阀门闭合件的相邻支撑面上的凹处形成。
优选地，将至少一个阀门的阀门闭合件设置成毫无间隙地抵靠在阀座上。在此，所述阀门闭合件本身能轻微地变形，从而可以有弹性地释放被控制的通道。所有阀门都可以按照上述设计成形。可以将所有阀门的所有阀门闭合件以相同的偏斜方式抵靠在其相应的阀座上。或者，也可以让不同阀门的阀门闭合件以不同的偏斜方式抵靠在与其相应的阀座上。例如，进口阀的阀门闭合件可以以较小的偏斜或没有偏斜或没有间隙的方式抵靠在对应阀座上，而出口阀的阀门闭合件可以较大的偏斜方式抵靠在其对应阀座。
附图说明
本发明的有益的实施例的更多细节，在说明书、附图或权利要求书中进一步详细说明：
图1示出了根据本发明的泵组件的垂直剖面示意图。
图2示出了根据图1的泵组件的进口阀的放大的垂直剖面示意图。
图3示出了根据图1和图2的泵组件的阀门闭合件。
图4示出了根据图1的泵组件的进口阀的改进实施例的垂直剖面示意图。
图5示出了根据图4的进口阀的阀门闭合件的立体示意图，及
图6示出了根据图1的泵组件的第二壳体部分的简化的立体示意图。
具体实施方式
图1示出了一个用于医疗目的泵组件10。举例来说，该泵组件10可以用于水射流手术中的氯化钠溶液泵。该泵组件10通过图1中虚线标出的一个连件件11吸入氯化钠溶液或者另一种所需液体，然后将液体通过连接件12传输至一个同样仅仅显示示意图的水射流手术器械。
泵组件10有一个由第一壳体部分14和第二壳体部分15构成的壳体13。优选地，壳体13仅仅由上述两个固定连接且优选地不可分解的壳体部分组成。优选地，壳体部分14、15由塑料材质制成，优选地，上述塑料材质适于超声波焊接。
与连接件11相连的抽吸通道16和与连接件12相连的压力通道17在第一壳体部分14中成形。抽吸通道16通向进口阀18、19。压力通道17与出口阀20、21相连。
进口阀18和出口阀20与第一泵缸22相关联，其中第一泵缸22通过泵通道23与进口阀18连接，并通过泵通道24与出口阀20连接。泵活塞25被安置于第一泵缸22之中，该泵活塞可以通过一个联轴件(未更详细说明)与一个驱动装置相连，从而以来回抽吸的控制方式在泵缸22中移动。
第二泵缸26也被安置在第二壳体部分15之中，并通过泵通道27、28与进口阀19和出口阀21相连接。泵活塞29被安置于泵缸26之中，并可以通过一个联轴件与驱动装置(未更详细说明)相连。驱动装置确保泵活塞25、29以相反方向移动，从而使被传输的液体通过抽吸通道16被匀速地吸入，并通过压力通道17被匀速地运出。优选地,这样形成上述驱动装置，从而能让泵活塞25、29在相反的方向以可变的速度和/或可变的冲程移动，以便在预期的宽范围内调节被传输的液体输出容量和输出压力。
流入和流出两个泵缸22、26的液体控制了进口阀18、19和出口阀20、21，上述进口阀18、19和出口阀20、21是止回阀。参照图2，下面引用了进口阀18作为其他阀门19、20、21典型性的代表，以进一步说明这些阀门的性质。
进口阀18包含与抽吸通道16和泵通道23相连通的阀室30。优选地，抽吸通道16和泵通道23被放置在阀室30相对的两侧。
为了形成阀室30，其中一个壳体部分，在这以第一壳体部分14为例，具有阀室凹处31，该阀室凹处31与一个由另一个相对应的壳体部分，在这亦即第二壳体部分15，所提供的阀室闭合件32相关联。在当前的示意性实施例中，阀室闭合件32由栓形延伸件33形成,该延伸件由第二壳体部分15的上端面34突出进入阀室凹处31。泵通道23延伸穿过延伸件33并通到其端面。
在图1和图6中可以看出，延伸件33可以为圆柱形，或者也可以为圆锥形(非常轻微地)。其近似于圆柱形的外圆周表面可以与阀室凹处31的内壁相对抵靠,或者如图2所示可以一起构建一个环形间隙35。第一壳体部分14和第二壳体部分15紧密连接在一起，从而使阀室30与抽吸通道16和泵通道23连通，但其它部分仍然保持紧密。可以在阀室凹处31压嵌延伸件33的方式可以形成密封。该密封也可以由单独的密封件形成，例如环形密封件。优选地，该密封由一个整体粘合连接形成，尤其是摩擦焊缝36，尤其是环绕每个连接件33的整个外围的超声焊缝形式。鉴于此，延伸件33可以以非零的分阶方式进入间隙35，而阀室凹处31也可能具有一个环形肩部。如果壳体部分14和15被连接在一起并暴露于超声波下，环形间隙35确保了足够的横向移动性从而在上述分阶和环形肩部之间生成超声波或摩擦焊缝36。优选地，在所有实施例中该焊缝被安置在阀室30外一段距离处。
阀门闭合件37被安置在阀室30内。这在图3中单独进行了说明。优选地，阀门闭合件37完全由塑料构成，更优选地由单一塑料材质构成。该单一塑料材质具有弹性且对灭菌气体具有渗透性。举例来说，阀门闭合件37可以由EPM(二元乙丙橡胶)、EPDM(三元乙丙橡胶)、FPM(氟橡胶)或诸如此类的材质构成。优选地，该阀门闭合件包含一个盘部分38。优选地，该盘部分具有一个轻微凸起的曲形密封面，并在其外围具有一个向轴向突出的环形边缘39。优选地，盘部分38在边缘39和中心毂部分40之间有一个环形弹性区域41。该环形弹性区域可以由一个围绕中心毂部分40且远离凸起曲形密封面的环形槽形成。弹性区域41可以确保相对于也具有刚性的毂部分40刚性更强的边缘39在轴向具有轻微的回弹性。弹性形变主要在弹性区域41发生。弹性区域也是一个渗透区域，其壁厚最多为几十分之一毫米。足量的灭菌气体可以渗入弹性区域41从而实现灭菌。
优选地，中心栓42在轴向相对毂部分40同心延伸。其中，中心栓42伸入远离阀室30的通道中的一个，例如，伸入泵通道23，而不将所述泵通道堵塞。中心栓42可以被当做定向和装配辅助部件。
阀门闭合件37的凸端面与阀座43相关联，该凸端面例如可以由环珠构成并围绕抽吸通道16。根据图2的示例，阀座43可以由环形肋状物构成。该结构结合构成阀门闭合件37的塑料的回弹性，实现了阀门闭合件37和阀座43之间的大范围密封连接。优选地，阀座43的直径最多与弹性区域41的直径一样大。此外，优选地，上述阀座和弹性区域同心安置。
溢出结构44与阀门闭合件37相连。该结构被安置于阀室30内，优选地在阀座43相反的一侧。如图2所示，溢出结构44可以由径向凹槽45构成。一个或多个径向凹槽45由泵通道23向外径向延伸。边缘39的直径小于阀室30的直径。因此，液体可以轴向地流过盘部分38。
所述泵组件10的功能描述如下：
在操作时，泵活塞25、29交替地来回移动。泵活塞25或29沿扩大泵缸22或26容量的方向移动，然后通过抽吸通道16吸入氯化钠溶液。在这，为开启通道，阀门闭合件37离开阀座43，同时弹性区域41和进一步可选的部分产生轻微形变。
在改进的实施例中，阀室30和阀门闭合件37也可以相互适配，从而使得阀门闭合件37具有少许轴向间隙。同样在这个例子中，泵活塞25或29各自的抽吸动作会分别打开所述进口阀18或19。
与前述内容相对的，如果泵活塞25或29中的一个沿缩小泵缸22,26容量的方向移动，液体压力和流量会分别导致对应的进口阀18、19关闭，并分别导致出口阀20、21打开。出口阀20、21依照进口阀18、1成形。这一结构差异仅仅是阀座43被安置在第二壳体部分15上而不是安置在第一壳体部分14上。其目的是为了环绕泵通道24或28。因此，溢出结构44与第一壳体部分1相关联，并被安置在阀室凹处31的底部。
所述泵组件10是按照如下方式制造的：
壳体部分14、15首先被提供出来，然后，如图6所示，阀门闭合件34被适配在壳体部分15上。在此，各个阀门闭合件37依照图1所规定的方向被安置在对应的延伸件33上。接着，第一壳体部分14通过其阀室凹处33被定位在延伸件33上。第一壳体部分在其底部到达上端面34前接触在延伸件33上形成的环形肩部46。于是在肩部46上，通过超声波效应的方法形成环形超声焊缝或摩擦焊缝36(图1)。
装配后，对带有或者不带有活塞25、29的泵组件10进行灭菌。为此，优选地使用气体灭菌法，其中，优选地由塑料构成的壳体部分14、15被暴露于无温度载荷或者微不足道的温度载荷条件下。当用灭菌气体冲洗泵组件10时，该气体通过例如连接件11、12被注入抽吸通道16和/或压力通道17。这里，该气体可以很容易地打开进口阀18、19和/或出口阀20、21，和/或通过扩散来穿过塑料薄膜，特别是在毂部分41处。由此，泵组件10的可靠的灭菌方法是有可能实现的。
所述泵组件10的多种改进例都是可行的。举例来说，图4和图5所示出的溢出结构44可以由位于阀门闭合件37的边缘39中的凹处47构成。相比之下，在这个实施例中，平坦的闭合支撑面48可以和边缘39相关联，并构成延伸件33或阀室闭合件32的端面。还需要注意的是，所示阀座43旁边的通道16可以由若干个单独通道或一个具有更大横截面的通道形成。更进一步的改进也是可行的。
根据本发明的泵组件10的结构特别简单，其仅包括两个壳体部分14和15、四个阀门闭合件37和泵活塞25、29。优选阀门闭合件37彼此相同，并卡入壳体部分14和15之间的凹处。优选地，壳体部分14、15通过超声波焊缝固定相连。阀门闭合部件由本身即具有弹性的碟形或者盘形塑料部件构成，可选地，该塑料部件可具有用作组装和定向辅助的中心栓42。根据需要，阀门闭合不仅可以以一定的偏斜或者没有偏斜的方式抵靠在其各自对应的阀座43上，并且可以形成能够打开和关闭的特别可靠的阀门，能够对应特别慢的流体流速，还可以容易地进行灭菌处理。
附图标记列表：
10    泵组件
11    氯化钠存储室的连接件
12    水射流外科手术器械的连接件
13    壳体
14    第一壳体部分
15    第二壳体部分
16    抽吸通道
17    压力通道
18    进口阀
19    进口阀
20    出口阀
21    出口阀
22    第一泵缸
23,24 第一泵缸22的泵通道
25    泵活塞
26    第二泵缸
27,28 泵通道
29    泵活塞
30    阀室
31    阀室凹处
32    阀室闭合件
33    延伸件
34    第二壳体部分15的上端面
35    环形间隙
36    摩擦焊缝
37    阀门闭合件
38    盘部分
39    边缘
40    毂部分
41    弹性区域
42    中心栓
43    阀座
44    溢出结构
45    径向凹槽
46    环形肩部
47    凹处
48    支撑面

Claims (15)

1.一种泵组件(10)，尤其适用于医用，特别适用于水射流手术，
包括泵壳体(13)，所述泵壳体(13)包括第一壳体部分(14)和第二壳体部分(15)；
包括抽吸通道(16)并包括压力通道(17)，所述抽吸通道(16)和所述压力通道(17)在第一壳体部分(14)内形成；
包括至少两个泵缸(22，26)，所述两个泵缸(22，26)在第二壳体部分(15)上形成且配置为接收泵活塞(25，29)，且两个泵通道(23，24,；27，28)背离所述两个泵活塞(25，29)中的每一个；
包括阀室凹处(31)，所述阀室凹处(31)形成在其中一个所述壳体部分(14，15)中；
包括阀室闭合件(32)，所述阀室闭合件(32)与所述阀室凹处(31)相关联以用于切断所述阀室凹处，以便形成阀室(30)，所述压力通道(17)或所述抽吸通道(16)通入所述阀室(30)；
其中，所述抽吸通道(16)、所述压力通道(17)和泵通道(23，24,；27，28)以通入所述阀室(30)的方式设置；
包括至少一个阀门闭合件(37)，所述阀门闭合件(37)可渗透灭菌气体。
2.根据权利要求1所述的泵组件，其特征在于，所述阀门闭合件(37)具有盘部分(38)和中心栓(42)，且所述阀门闭合件(37)设置在所述阀室(30)中的一个中，使得所述中心栓(42)延伸进入所述抽吸通道(16)、所述压力通道(17)和所述泵通道(23，24,27,28)中的一个。
3.根据前述权利要求中的一项所述的泵组件，其特征在于，所述阀室闭合件(32)形成为突出进入所述阀室凹处(31)的延伸件(42)。
4.根据前述权利要求中的一项所述的泵组件，其特征在于，具有所述阀室凹处(31)的所述阀室闭合件(32)以构建出环状间隙(35)的方式形成。
5.根据前述权利要求中的一项所述的泵组件，其特征在于，所述壳体部分(14，15)通过大范围整体连结的连接件(36)互相连接。
6.根据权利要求5所述的泵组件，其特征在于，所述连接件(36)是摩擦焊缝。
7.根据权利要求5或6所述的泵组件，其特征在于，所述连接件(36)设置于平面上，所述延伸件(33)突出越过所述平面。
8.根据前述权利要求中的一项所述的泵组件，其特征在于，每个阀室闭合件(32)具有泵通道(23，24，27，28)。
9.根据前述权利要求中的一项所述的泵组件，其特征在于，至少两个阀室闭合件(32)与各自的泵缸(22，26)相连，所述阀室闭合件中的一个具有作为入口通道的通道(23，27)，所述阀室闭合件中的另一个具有作为出口通道的通道(24，29)。
10.根据权利要求9所述的泵组件，其特征在于，包括所述入口通道的所述阀室闭合件(32)与所述阀门闭合件(37)的边缘(39)以构成溢出结构(44)的方式一体成形。
11.根据权利要求10所述的泵组件，其特征在于，所述阀门闭合件(37)的所述中心栓(42)以突出深入所述抽吸通道(16)的方式设置，或以突出深入用于入口通道的所述泵通道(23,27)的方式设置。
12.根据前述权利要求中的一项所述的泵组件，其特征在于，所述抽吸通道(16)在阀座(43)处打开，所述阀门闭合件(37)没有间隙地抵靠在所述阀座(43)上。
13.根据权利要求9所述的泵组件，其特征在于，在通向所述压力通道(17)的泵通道(24，28)处形成阀座(43)。
14.根据权利要求13所述的泵组件，其特征在于，所述阀门闭合件(37)没有间隙地抵靠在所述阀座(43)上。
15.根据前述权利要求中的一项所述的泵组件，其特征在于，完全相同的阀门闭合件(37)设置在所述阀室(30)中。
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