CN105612346A - 用于流体的体积泵送的旋转振荡子组件和旋转振荡体积泵送设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于流体的体积泵送的旋转振荡子组件(1)，所述子组件包括：中空本体(2)，所述本体限定腔体(10)，两个导管(11、12)穿过本体的壁；活塞(3)，所述活塞与所述腔体(10)协作以限定工作室(31)，且活塞包括纵向通向所述工作室(31)的通道(22)，所述活塞(3)能成角度运动以便使所述工作室(31；131)与所述导管(11、12；111、112)中之一流体流动连通、然后不与任一导管流体流动连通、再然后与另一导管流体流动连通，并且能够交替地纵向平移运动以使所述工作室(31)的体积改变并且依次地随后输送流体，所述活塞(3)具有密封垫片(32、33、34)，所述密封垫片由至少一个密封环(32)、密封半环(33)和至少一个密封条(34)形成，该密封条将所述密封环(32)纵向连接到所述密封半环(33)。

Description

用于流体的体积泵送的旋转振荡子组件和旋转振荡体积泵送设备

技术领域

本发明大体上涉及用于对流体进行正排量泵送的旋转振荡子组件(sous-ensemble)和旋转振荡泵送设备。

现有技术

已知的是使用正排量泵送设备来产生和/或重组混合物(液-固混合物或液-液混合物)和/或分配流体(通过注射、输液、口服、喷雾等)，特别是用于医疗、美容、兽医应用。对于这些类型的应用，需要以受控的方式泵送精确量的流体，例如，朝向容器泵送，或以便经由注射或输液设备或经由任何其他合适的设备将流体直接分配至患者。

特别是在医疗领域、医院环境、护理中心或家中，已知的是使用“注射器推进器”和“药筒推进器”类型的设备并且还使用蠕动泵。

“注射器推进器”类型的设备需要预先填充注射器。通常手动地进行填充，并且该操作是费力的，特别是因为它需要符合特定的预防措施以便保证液体的完整性和人员的安全性。

“药筒推进器”类型的设备需要使用硅酮来润滑药筒的本体，并因而使活塞(通常由弹性体制成)与药筒的本体(通常由玻璃或塑料材料制成)之间的滑动较容易。在分子被使用之前存储于药筒中时，与流体直接接触的硅酮的存在会产生分子的稳定性问题。

蠕动泵较笨重且庞大。此外，这种蠕动泵的工作原理需要蠕动泵具有防止达到高压的柔性软管。由于软管的柔性，体积效率(实际流量除以所需流量的比率)随变化的流体出口压力而显著变化，并且如果没有辅助传感器(例如，流量传感器)的帮助的话，计量精度会迅速降低。因此，这种蠕动泵的工作压力通常低于5巴，从而限制它们与粘性液体一起使用。此外，该类型的泵通常在流体中生成微小的气泡，这些气泡可能具有不可接受的效果。最后，软管的机械性能的迅速老化会引起这种类型的泵的性能和/或可靠性随时间变化的问题。隔膜泵面临相同类型的缺点。

还可以使用止回阀泵。然而，在入口处于比出口更高的压力下时，流体则可以自由地从入口导管流到出口导管。而且，止回阀泵没有提供具有下述中间位置的可能性，在该中间位置，所有的流体流动被阻止。最后，它们是不可反转的。

还可以使用齿轮泵或凸轮泵。然而，这些类型的泵表现出较差的自吸能力，并且它们保持大量的内部流体，使得它们难以用于这种医疗、化妆品或兽医应用。

公开文献GB122629、DE3630528和US3168872描述了旋转振荡正排量泵送设备，它们中的每一个均包括：中空本体，该中空本体限定腔体并且具有壁，两个导管穿过所述壁并且通向腔体中；和容置在腔体中的活塞，该活塞能够在腔体中成角度地运动并且以可替选的轴向平移的方式运动，以便改变由活塞与腔体一起限定的工作室的体积。US3168872特别地描述了包括平坦部的活塞，该平坦部适合于依次地：在吸入阶段与多个导管中的一个导管连通，然后在转换阶段不与任何导管连通，然后在排出阶段与多个导管中的另一导管连通，然后在新的转换阶段再次不与任何导管连通，以此类推。因此，流体可以在吸入阶段经由多个导管中的一个导管被吸入，在转换阶段存储在工作室内，然后在排出阶段经由另一导管排出。然而，旋转振荡正排量泵送设备的适当操作需要活塞与腔体之间的良好密封，并且这需要严格的制造公差和/或显著的摩擦，在不付出相当大的生产成本的情况下难以符合该严格的制造公差，而显著的摩擦会使旋转振荡正排量泵送设备的能效劣化。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种用于正排量泵送的旋转振荡子组件和一种旋转振荡正排量泵送设备来弥补那些缺点，所述子组件和设备的制造成本适中，具有有限数目的零件，是可反转的且精确的，使得甚至可以在高压下传送粘性液体，并且具有良好的流体流动和能效。

为此，本发明提供了一种用于流体的正排量泵送的旋转振荡子组件，所述子组件包括：中空本体，所述中空本体限定沿纵向轴线的柱状腔体并且具有壁，至少两个导管穿过所述壁并且径向通向所述腔体中；容置在所述腔体内的活塞，所述活塞与所述腔体协作以限定工作室，并且所述活塞在其柱面中包括纵向通向所述工作室中的一种纵向通道或凹部，所述活塞设置有密封垫片，所述密封垫片由具有的弹性模量小于所述活塞的弹性模量及所述本体的弹性模量的材料制成并且由所述活塞承载，所述垫片在所述通道旁伸展以便保证所述活塞与所述腔体之间的防漏密封，所述活塞能成角度地运动以便使所述工作室处于与所述多个导管中的至少一个流体流动连通、然后不与所述多个导管中的任一个流体流动连通、再然后与所述多个导管中的至少另一个流体流动连通的状态，并且所述活塞能够以纵向平移的方式往复运动以便使所述工作室的体积改变并且依次经由所述多个导管中的一个导管吸入所述流体然后经由所述多个导管中的另一导管排出所述流体，所述子组件的特征在于，所述活塞包括远离第二轴向端的第一轴向端，所述第二轴向端与所述工作室接触，所述密封垫片由多个部分构成，所述多个部分包括：呈环的形状的第一密封部，所述第一密封部在所述活塞的第一轴向端旁围绕所述活塞的柱面延伸；呈半环的形状的第二密封部，所述第二密封部在所述活塞的第二轴向端旁围绕所述活塞的柱面延伸，所述半环具有在所述活塞的柱形周边上彼此间隔开的两个端部；和第三密封部，所述第三密封部由两个密封条形成，所述密封条分别在半环的第一端部与环之间以及在半环的第二端部与环之间、于所述活塞的外表面上轴向延伸；其中，两个条成角度地彼此分离并且每个条限定了：

-第一密封线，所述第一密封线成角度地毗邻所述通道，所述第一密封线通过包含所述通道在内的角度彼此间隔开，所述角度大于所述多个导管中任一个的边缘之间的角度中的每一个并且小于所述多个导管中任一个与其对应导管的相邻边缘之间的角度中的每一个；

-和第二密封线，每个第二密封线通过不包含所述通道在内的角度与所述第一密封线中之一间隔开，所述角度小于一个导管的边缘与所述一个导管的对应导管的相邻边缘之间的每个角度并且大于所述多个导管中任一的相对边缘之间的每个角度；

并且，其中，位于每个第一密封线与至少一个第二密封线之间且包含所述通道在内的角度大于两个导管的轴向相对边缘之间的角度。

本发明的基本构思是在活塞与本体之间设置密封垫片，该密封垫片具有特定形状，使得可以保证有效密封同时限制摩擦，从而提高旋转振荡子组件的能效并增加其流量精度。

本发明的旋转振荡子组件可以有利地呈现以下特征：

·活塞包括周边槽，所述周边槽容纳所述密封垫片，所述周边槽由容纳密封环的至少一个环形槽、容纳密封半环的半环形槽以及纵向槽形成，该纵向槽将环形槽与半环形槽互连并且容纳密封条；

·所述密封环和环形槽中的至少一个相对于所述工作室纵向延伸出所述通道并且相对于所述工作室纵向延伸出所述导管，并且所述密封半环和半环形槽中的至少一个在所述通道的通向所述工作室的所述端部处并且在所述导管与所述工作室之间纵向延伸；

·所述活塞在其周边包括至少一个封闭的凹陷区，所述凹陷区由所述密封垫片完全围绕，所述凹陷区成角度地延伸以在所述通道面对导管中的一个导管时该凹陷区面对另一导管，所述纵向槽由两个臂形成，每个臂在所述通道与所述凹陷区之间延伸，并且每个臂容纳所述密封条中之一以在所述活塞位于所述本体内的任何纵向和角度位置中以防漏的方式将所述凹陷区与所述通道隔离；

·凹陷区在下述角度上延伸：该角度小于任一导管与其对应导管的相邻边缘之间的角度中的每一个；

·活塞包括至少一个平衡凸耳，所述平衡凸耳设置在所述通道中并且径向延伸，使得所述平衡凸耳的周边倚靠所述腔体同时允许流体经过所述平衡凸耳的侧面；

·所述旋转振荡子组件至少包括第一级和第二级，每一级以不同的方式对应两个一组的导管、对应工作室、对应通道以及对应密封垫片；

·所述旋转振荡子组件至少包括凸轮和导向销，所述凸轮和所述导向销中的一个由所述活塞承载而另一个由所述本体承载，并且所述凸轮和所述导向销被布置成相互协作，使得使所述活塞相对于所述本体转动会引起：

·在第一角度部分上，所述活塞沿第一方向相对于所述本体轴向平移地运动；

·在第二角度部分上，所述活塞相对于所述本体在轴向上静止不动；

·在第三角度部分上，所述活塞在第二方向上相对于所述本体轴向平移地运动；

·在第四角度部分上，所述活塞相对于所述本体在轴向上静止不动；

所述导管、所述密封垫片和所述通道被布置成使得所述导管在所述第二角度部分和第四角度部分期间被封闭。

本发明扩展到一种用于流体的正排量泵送的设备，该设备的特征在于，其包括：驱动装置；和用于对流体进行泵送的旋转振荡子组件；以及用于以可拆卸方式将所述驱动装置机械地连接至所述活塞的可拆卸机械耦接装置。因此，对于其中微生物控制很重要的应用，可以容易地将由旋转振荡子组件形成的流体流动部分与驱动装置分离，以便进行消毒和/或更换。

附图说明

在阅读通过非限制性示例给出并在附图中示出的两个实施例的详细描述时，可以更好地理解本发明并且其他优点将呈现出来，附图中：

·图1至图3是以三个不同的方向示出的、本发明第一实施例中的旋转振荡子组件的承载密封垫片的活塞的正视图；

·图4是图1至图3中的密封垫片的立体图，单独示出了密封垫片；

·图5是图1至图3中的活塞的承载密封垫片的端部的立体图；

·图6至图11是以泵送循环(吸入、转换、排出、转换)期间的六个不同操作位置示出的、本发明的第一实施例中的旋转振荡子组件的透明化正视图；

·图12是从本发明的第一实施例的活塞和本体的上方示出的示意性剖视图，其中示出了密封垫片的密封线相对于导管的位置和尺寸的功能性角度。考虑到对称性，示出了每种角度中的仅一个；

·图13和图14分别为本发明的第二实施例中的旋转振荡子组件的分解立体图和剖开立体图；

·图15至图20是以泵送循环期间的六个不同操作位置示出的、图13和图14中的旋转振荡子组件的剖视图。这些图中未示出导向销；

·图21是图1至图11中的旋转振荡子组件的本体的立体图，其中示出了以180°定位的连接器尾端件；

·图22是活塞转动完成一次整转时的简化示图，(由实线)示出单作用旋转振荡设备的工作室中的压力随时间的变化，并且(由点线)示出获得的流量。该示图未示出将在下面描述的过渡阶段；

·图23是活塞转动完成一次整转的简化示图，(由实线和虚线)示出双作用旋转振荡设备的每个工作室中的压力随时间的变化，并且(由点线)示出获得的流量。该示图未示出将在下面描述的过渡阶段；

·图24是具有彼此平行的尾端件的旋转振荡子组件的本体的立体图；

·图25是位于图24的旋转振荡子组件的本体的导管的轴线上的平面内的径向剖视图。

在图13至图20中，对与前述图中的元件类似的元件赋予相同的附图标记，但加上100。

具体实施方式

本发明的旋转振荡泵送子组件可以表现为：具有单级的单作用配置，如下面在图1至图11中示出的第一实施例所描述的；或者具有多个级的多作用配置，例如下面在图12至图19中示出的第二实施例所描述的双作用配置。

参照图6至图11，本发明的第一实施例中的旋转振荡子组件1包括本体2和活塞3。

如图7中详细示出的，本体2是中空的并且由经由肩状物6连接在一起的两个不同直径的柱状部4、5形成。作为示例，本体2由塑料材料或任何其他合适的材料制成。

较大直径柱状部4的内部形成有沿纵向轴线A的内膛7。较大直径柱状部4的自由端是敞开的，并且用于容纳纵向滑动的活塞3。另一端经由肩状物6连接到较小直径柱状部5。较大直径柱状部4的壁具有穿过该壁的孔8，该孔用于容纳径向导向销9，该导向销被布置成延伸至内膛7中。在所示出的实施例中，导向销9为销钉。导向销9还可以通过粘合剂或通过任何其他合适的方式固定至本体。作为示例，导向销9呈现为柱状部件或任何其他合适的部件。

较小直径柱状部5的内部限定有腔体10，该腔体沿纵向轴线A且具有比内膛7的直径小的直径。较小直径柱状部5的自由端是封闭的，并且形成本体2的底部。内膛7和腔体10用于容纳容置在本体2中的活塞3。较小直径柱状部5的壁具有两个导管11、12，这两个导管穿过所述壁并且径向通向腔体10。作为示例，导管11、12具有圆形的截面，呈现相同的直径，关于同一轴线彼此径向相对，并且位于与纵向轴线A垂直的同一径向平面内。因此，在该实施例中，导管11、12的进入腔体10中的开口关于同一轴线彼此径向相对，并且位于同一径向平面内。特别是如图21所示，本体2包括连接器尾端件13、14，所述连接器尾端件分别围绕每个导管11、12并且适合于连接到吸入管或排出管或任何其他合适的流体流动连接装备。因此，连接器尾端件13、14以180°的角度彼此偏离。如下所述，并且取决于所选择的操作配置，每个导管11、12可以等同地适用于允许流体进入或排出流体。

在另一实施例(未示出)中，导管可以相对于彼此稍微地纵向偏离。

在图24和图25所示的实施例中，导管的开口可以以180°的角度彼此偏离，而每个导管11、12具有使尾端件能够呈现出不同于180°的角度的弯曲部。在该实施例中，连接器尾端件13、14彼此平行，这简化了流体流动连接的配置。基于相同的原理，在使导管的开口以180°的角度彼此偏离时，可以具有彼此之间呈现任何其他合适角度的连接器尾端件13、14。这同样适用于以不同于180°的角度偏离的导管开口。

在另一实施例中，导管也可以以不同于180°的角度彼此偏离。

具体参照图1至图5，活塞3由经由肩状物17连接在一起的两个具有不同直径的柱状部15、16构成。作为示例，活塞3由塑料材料或任何其他合适的材料制成。

活塞3的较小直径柱状部16呈现出小于腔体10的直径的外径，因此较小直径柱状部16可以容纳在该腔体中。在示出的实施例中，活塞3的较小直径柱状部16由两部分构成，这两部分即轴19和套筒20，所述轴与活塞3的其余部分一体制成并且呈现出具有减小的直径，所述套筒安装在轴19的减小直径部分上并且具有与轴19的外径对应的外径。活塞3的较小直径柱状部16也可以制为单个部件。

参照图4，套筒20包括轴向凹部21，并且作为示例，通过压配合(可选地与粘合剂或任何其他合适的紧固方式一起)，将套筒固定至轴19。可替代地，可以通过包覆成型到轴19上而制成套筒20。具体参照图6至图10，套筒20的自由端与本体2的底部协作以限定用于容纳流体的工作室31。

套筒20在其周边包括在封闭端23与敞开端24之间纵向延伸的通道22，该封闭端朝向活塞3的较大直径柱状部15定向，该敞开端通向工作室31。在示出的实施例中，通道22的底部呈现出平行于纵向轴线A的凸曲面轮廓。所述轮廓可以是不同的，例如，可为具有小平面的平坦部、可为弧形凹部或可为任何其他合适的轮廓。在示出的实施例中，由与纵向轴线A基本上平行的纵向边缘以及由圆弓形的横向边缘限定通道22，每个横向边缘均位于与纵向轴线A基本上垂直的平面内。通道22因此大体上呈现出管的一部分的形状。通道22还可以呈现适于活塞3的旋转振荡运动的斜线形状、十字形状或任何其他形状。套筒20在其敞开端24包括平衡凸耳25，该平衡凸耳设置在通道22中并且径向延伸，使得该平衡凸耳的周边倚靠腔体10同时允许流体经过该平衡凸耳的侧面。作为示例，平衡凸耳25设置在通道22的中部。

具体参照图4，套筒20设置有周边槽，该周边槽由环形槽26、半环形槽27和使环形槽26与半环形槽27互连的两个纵向槽28构成。在一个变型实施例(未示出)中，套筒包括单个纵向槽。

环形槽26在与纵向轴线A垂直的平面内凹陷，并且该环形槽相对于通道22的敞开端24在轴向上位于同一通道22的封闭端23之外，并且当活塞3处于本体2中时，甚至当活塞3处于其低位时，该环形槽相对于工作室31在轴向上位于导管11、12之外。

半环形槽27在与纵向轴线A垂直的平面内平行于环形槽26凹陷，并且在轴向上位于通道22的敞开端24处。因此，甚至当活塞3在本体2内处于该活塞的高位时，半环形槽27在轴向上布置在导管11、12与工作室31之间。

在示出的实施例中，纵向槽28平行于纵向轴线A凹陷，并且使半环形槽27的端部与环形槽26互连。因此，通道22位于(首先)纵向槽28与(其次)环形槽26的一部分之间。纵向槽28还可以具有沿纵向轴线A改变的宽度，并且作为示例，该宽度呈现出沙漏形状。

套筒20在其周边还包括与通道22成角度相对的封闭凹陷区29。每个纵向槽28布置在通道22与凹陷区29之间。凹陷区29因此位于(首先)纵向通道28与(其次)半环形槽27和环形槽26的一部分之间。凹陷区29使得可以限制活塞3与腔体10接触的表面积，并因此限制摩擦。因此，活塞3的旋转振荡运动以良好的能效发生。

活塞3的较小直径柱状部16的与工作室31相反的端部连接到同一活塞3的较大直径柱状部15。

活塞3的较大直径柱状部15呈现出比内膛7的直径小的外径，因此该较大直径柱状部可以容纳在内膛内。较大直径柱状部15的自由端呈现出十字形(如图5中可见)的凹陷形状部18，以用于容纳互补形状的尾端件(未示出)，该凹陷形状部耦接至用于使活塞3相对于本体2转动的驱动装置。凹陷形状部18可以具有适合于旋转驱动的任何其他轮廓，并且其还可以设置为凸出部分(aportioninrelief)。然而，凹陷形状部呈现出不易接近的优点，因此在使用旋转振荡子组件1之前，活塞3的位置较不容易被手动修改。因此，因为从其第一次使用开始，活塞的位置是已知的，从而使得能保证活塞的操作阶段处于启动(吸入、转换、排出)，并且因此能精确地获知传送的剂量。出于相同的原因，可以将凹陷形状部设计成需要使用特定工具以进行操纵。活塞3的较大直径柱状部15包括两个彼此平行的环形肋状物30，以便在这两个环形肋状物之间限定用于引导导向销9的双导向凸轮。因此，在相对于导向销9转动的任何点处，环形肋状物30之间的纵向间隔被调整为导向销9的尺寸，以便允许在没有间隙或没有过度间隙的情况下进行引导。导向销9还可以设置有用于滚过环形肋状物30的转动部，从而减少摩擦。因此使能效最优。每个环形肋状物30包括第一倾斜部SI1和第二倾斜部SI2，这两个倾斜部关于纵向中间平面彼此对称。第一倾斜部SI1和第二倾斜部SI2因此在活塞3的周边处呈现相对的斜面。通过基本上彼此平行并且垂直于纵向轴线A的第一平面部SP1和第二平面部SP2，使得第一倾斜部SI1和第二倾斜部SI2彼此间隔开。因此，借助于导向销9和环形肋状物30，活塞3相对于本体2沿第一转动方向R的转动引起活塞3依次地如下运动：沿着第一倾斜部SI1相对于本体2在第一平移方向T1上轴向平移运动，然后沿着第一平面部SP1相对于本体2轴向静止不动，然后沿着第二倾斜部SI2相对于本体2在第二平移方向T2上轴向平移运动，再然后最终沿着第二平面部SP2相对于本体2轴向静止不动，以此类推。活塞3因此在高位(参见图8)与低位之间往复，在高位，工作室31呈现最大体积，在低位，工作室31呈现最小体积。在活塞3的这两个位置之间，工作室31允许流体进入，然后排出流体。

活塞3承载有密封垫片，该密封垫片容置于周边槽内并且由具有的弹性模量比活塞3的弹性模量及本体2的弹性模量小的材料制成。作为示例，密封垫片由弹性体制成，并且密封垫片的尺寸制定为使得当活塞3处于腔体10内时，密封垫片与腔体10的内壁接触。

密封垫片由密封环32和密封半环33形成，所述密封环和所述密封半环位于同一轴线上且彼此平行，并且所述密封环和所述密封半环通过两个密封条34互连。当活塞具有仅单个纵向槽时，密封垫片包括仅单个密封条。

在示出的实施例中，密封条34被布置为彼此呈180°。然而，密封条34可以以不同方式布置，只要它们符合下面指定的几何约束即可。密封条34可以具有沿纵向轴线A恒定的宽度，或具有变化的宽度以便适应通道22的变化的宽度。

密封环32容置于环形槽26内，密封半环33容置于半环形槽27内，并且每个密封条34容置于对应的纵向槽28内。因此，在活塞3处于本体2内的任何角度和轴向位置中，密封环32相对于工作室31在轴向上位于导管11、12之外，密封半环33在轴向上位于导管11、12与工作室31之间。密封垫片提供围绕凹陷区29以及同时围绕通道22和工作室31的密封，从而保证在通道22与工作室31之间的流体流动连通。

每个密封条34限定第一密封线L1和第二密封线L2(在图4和图12中可见)，所述第一密封线和第二密封线纵向延伸并且彼此成角度地偏移。如图12所示，通道22因此与两个密封条34中每一个的第一密封线L1成角度地毗邻，并且凹陷区29与两个密封条34中每一个的第二密封线L2成角度地毗邻。凹陷区29使得可以限制与腔体10接触的密封垫片区域，并且因此限制摩擦。出于同样的原因，在未示出的变型实施例中，每个密封条可以凹陷。

具体参照图12，本体2、活塞3和密封垫片被布置成符合以下几何约束：

·第一密封线L1以将通道22包含在内的角度α1彼此间隔开，该角度大于任一导管11、12的边缘之间的角度β1中的每一个，并且小于导管11与其对应导管12的相邻边缘之间的角度β2中的每一个；

·每个第二密封线L2以不将通道22包含在内的角度α2与第一密封线L1中之一间隔开，该角度小于角度β2中的每一个并且大于角度β1中的每一个；

·位于每个第一密封线L1与至少一个第二密封线L2之间并且将通道22包含在内的角度α3大于两个导管11、12的轴向相对边缘之间的角度β3。

单作用旋转振荡子组件1因此设置有单级，该单级包括两个导管11和12、工作室31、通道22以及凹陷区29。因此，单个通道22对应于一对“吸入”和“排出”导管11、12。

为了使单作用旋转振荡子组件1运行，导管11、12中的一个连接到流体传送管，而另一个连接到用于排出同一流体的排出管，活塞3借助于凹陷形状部18机械地连接到已知类型的旋转驱动装置(未示出)。下面参照图6至图11以及图22中的曲线来描述本发明的单作用旋转振荡子组件1的运行。

在图6和图7所示的吸入阶段以及图22所示的“吸入阶段”，导向销9主要沿着凸轮的第一倾斜部SI1前行，这将活塞3的转动运动R转化为活塞3相对于本体2沿着第一行进方向的第一平移运动T1，从而引起活塞3从低位(图11)转移到高位(图7)，在低位，工作室31呈现最小体积，在高位，工作室31呈现最大体积。在吸入阶段期间，活塞3相对于本体2转动，其中通道22经过“吸入”导管11的孔的前方。因此，“吸入”导管11经由通道22与工作室31流体流动连通，并且通过由第一平移运动T1引起的工作室31的体积增加来吸入流体，从而在工作室31中产生沿箭头E的吸入。在吸入阶段，凹陷区29经过“排出”导管12的孔的前方。密封垫片密封“排出”导管12，该“排出”导管与工作室31未流体流动连通，这由叉字形符号表示。因此，在经由“吸入”导管11进行的吸入阶段，流体不会经由“排出”导管12离开工作室31。活塞3继续相对于本体2转动R，直至到达第一转换阶段。以有利的方式，在吸入阶段开始时，在过渡阶段期间，导向销9经过第二平面部SP2的终点。另外，在吸入阶段结束时，在过渡阶段期间，导向销9经过凸轮的第一平面部SP1的起点。因此，在工作室31的体积恒定时，发生过渡阶段。为了简化的目的，在图22的曲线中未示出过渡阶段。

在图8所示的第一转换阶段中以及在图22所示的“转换阶段”的一个中，导向销9沿着凸轮的第一平面部SP1前行。活塞3的转动R因此不会使活塞平移运动，并且活塞3在轴向上于其高位静止不动。因此，工作室31的体积不变并且保持在其最大值。在转换阶段，“吸入”导管11的孔和“排出”导管12的孔均面对相应的一个密封条34，该密封条防止与“吸入”导管11或“排出”导管12中的一个或另一个的任何流体流动连通。因此，工作室31以防漏方式封闭。活塞3继续相对于本体2转动R，直至到达排出阶段。

在图9和图10所示的排出阶段中以及在图22所示的“排出阶段”中，导向销9主要沿着凸轮的第二倾斜部SI2前行，这将活塞3的转动R转化为沿着第二行进方向的第二平移运动T2，该第二行进方向与平移运动T1期间的第一行进方向相反。因此，活塞3从其高位(图8)转移到其低位(图11)。在排出阶段期间，活塞3相对于本体2转动，其中通道22经过“排出”导管12的孔的前方。因此，“排出”导管12经由通道22与工作室31流体流动连通，并且通过由第二平移运动T2引起的工作室31的体积减小以及在工作室31内产生的高压，经由“排出”导管12沿着箭头S排出流体。在排出阶段期间，凹陷区29经过“吸入”导管11的孔的前方。密封垫片密封“吸入”导管11，该“吸入”导管未与工作室31流体流动连通。因此，在经由“排出”导管12进行的排出阶段，流体不会经由“吸入”导管11进入工作室31。活塞3继续相对于本体2转动R，直至到达第二转换阶段。以有利的方式，在排出开始时，在过渡阶段期间，导向销9经过第一平面部SP1的终点。另外，在排出阶段结束时，在过渡阶段期间，导向销9经过凸轮的第二平面部SP2的起点。因此，在工作室31的体积恒定时，发生过渡阶段。出于简化的目的，在图22的曲线中未示出过渡阶段。

在图11中示出的该第二转换阶段以及在图22中示出的另一“转换阶段”与第一转换阶段基本上类似。与第一转换阶段的不同之处在于，活塞3处于低位，工作室31呈现最小体积，并且与第一转换阶段相比较，密封条34相对于“吸入”导管11和“排出”导管12的位置反转。

旋转振荡循环可以重复。自然地，取决于活塞3相对于本体2的转动方向，“吸入”导管可相当于排出导管，反之亦然。在活塞3在腔体10中的运动期间，平衡凸耳25与腔体10的壁之间的接触防止活塞3相对于纵向轴线A倾斜，这样的倾斜可能引起摩擦的增加、裂缝的出现或者甚至活塞3在本体2中的堵塞。

通过更改第一倾斜部SI1和第二倾斜部SI2的轮廓以及第一密封线L1和第二密封线L2的定位，可以调整吸入阶段与排出阶段之间的比率。因此吸入阶段和排出阶段中之一的持续时间相对于另一者的持续时间可被延长。

本发明的第二实施例的旋转振荡子组件101在图13至图20中示出，并且其呈现双作用配置。为此，其包括两级，即，与旋转振荡子组件1的级类似的第一级：以及第二级，该第二级包括两个导管111和112、工作室131、通道122以及凹陷区129，与第一级的那些相似。因此，单个通道22、122对应于每对“吸入”和“排出”导管11、12。

在示出的实施例中，“吸入”导管11、111纵向叠置，“排出”导管12、112纵向叠置，通道22、122位于彼此呈180°处，以及凹陷区29、129位于彼此呈180°处。经由“吸入”导管11、111和“排出”导管12、112的流体流动连接呈180°。本体102包括在纵向上呈现更大高度的腔体110，因此使得可以容置两个级。本体102还包括环形沟135，该环形沟与用于分离腔体110和内膛107的肩状物106共面，该环形沟朝向本体102的内部定向，并且该环形沟例如用于容纳另外的密封垫片36或用于容纳用于在活塞103与本体102之间提供密封的任何其他密封元件。因此，如图23中的曲线所示，当一个级处于通道22、122面对“吸入”导管11、111的“吸入阶段”中时，另一级处于通道22、122面对“排出”导管12、112的“排出阶段”中(图16、图17、图19和图20)。类似于旋转振荡子组件1，在转换阶段期间，“吸入”导管11、111和“排出”导管12、112以防漏方式封闭(图15和图18)。

在第一配置中，每一级的“吸入”导管11、111可以与用于单流体的公共入口流体流动连接，并且每一级的“排出”导管12、112可以与单流体的公共出口流体流动连接。

在第二配置中，双作用旋转振荡子组件可以有利地用于通过使用一个级用于第一流体而使用另一级用于第二流体来产生混合物，每一级的“排出”导管12、112连接到用于接收所生成的混合物的单个容器。通过更改工作室31、131之间的比率并且可能地更改导管11、111、12、112的截面之间的比率，可以改变所生成的混合物的剂量。

在这两种配置中，包含有这种双作用旋转振荡子组件101的泵送设备的流量增加，具有的脉动频率为单作用旋转振荡子组件1的脉动频率的两倍。

在第三配置中，一个级的“排出”导管12可以与另一级的“吸入”导管流体流动连接。在第三配置中，吸入的流体依次地经过工作室31、131二者。由所述级中的每个级产生的排出压力因此可以连续求和(cumulerencascade，级联求和)。

在第四配置中，这两个级可以是相同的并且仅在纵向上彼此偏移。因此，这两个级的两个吸入阶段同时发生，并且这两个级的两个排出阶段同时发生。在该配置中，包含有这种双作用旋转振荡子组件101的泵送设备的流量加倍，具有的脉动频率与单作用旋转振荡子组件1的脉动频率相同。

在另一实施例(未示出)中，每个“吸入”导管从对应“排出”导管成角度地偏移预定角度，通道彼此之间成角度地偏移同一预定角度，并且凹陷区也成角度地偏移同一预定角度。经由“吸入”导管和“排出”导管的流体流动连接处于成角度地偏移预定角度的不同纵向平面内。角度可以被选择为有助于流体流动连接的三维结构。该实施例可与以上详细描述的各种配置组合。

本发明使得可以实现上述目的。具体地，能简单地用有限数目的零件制造本发明的旋转振荡子组件1、101。密封垫片使得可以限制需要符合的几何约束，并且使得能更容易地制造旋转振荡子组件1、101。旋转振荡子组件比较容易组装，并且凹陷区29、129使得可以提高旋转振荡子组件的能效。

无论使用者如何和/或流体的粘度如何，旋转振荡子组件1、101使得均可以保证精确的流量。其可以与角度位置传感器耦接。

另外，通过仅反转活塞3、103转动的方向，本发明的旋转振荡子组件1是可反转的。因此，“吸入”导管11、111变为“排出”导管12、112，反之亦然。活塞3、103与驱动装置之间的机械拆开使得可以获得一次性的旋转振荡子组件，而电机部分是可重复使用的。因此，可以通过在两次使用之间更换旋转振荡子组件1、101而以较低的成本保证旋转振荡子组件是无菌的。因此，仅对旋转振荡泵送设备的流体流动部分进行更新，而电机部分和控制部分在两次使用之间保持不变。由于轴向力是通过凸轮传送的，所以可以使用仅旋转的驱动装置，并且可以在活塞3与驱动装置之间使用仅传送转矩的机械耦接装置。另外，凸轮使得可以保证活塞3的平移振荡运动与活塞3的转动同步。

本发明的旋转振荡子组件1、101防止在转换阶段期间利用“吸入和排出”导管11、111、12、112进行任何流体流动，但不会在这些阶段中通过液压闭锁产生过度压力或吸力的效果。此外，这使得可以限制死体积。

密封垫片与本体之间的接触使得可以在工厂中在旋转振荡子组件1、101的初始装配期间成角度地设置上述旋转振荡子组件的位置。因此，直到旋转振荡子组件1、101在旋转振荡设备中运作为止，均能容易保持角度设置。尽管如此，也可以提供活塞3、103相对于本体2、102的角度位置的可见标记或提供采用任何合适技术的传感器。

自然地，本发明并不限于以上实施例的描述，并且在不超出本发明的范围的情况下可以进行各种修改。

Claims (9)

1.一种用于流体的正排量泵送的旋转振荡子组件(1；101)，所述子组件包括：中空本体(2；102)，所述本体限定沿纵向轴线(A)的柱状腔体(10；110)并且具有壁，至少两个导管(11、12；111、112)穿过所述壁并且径向通向所述腔体(10；110)；容置在所述腔体(10；110)内的活塞(3；103)，所述活塞与所述腔体协作以限定工作室(31；131)，并且所述活塞在其柱面中包括纵向通向所述工作室(31；131)的一种纵向通道(22；122)或凹部，所述活塞(3；103)设置有密封垫片(32、33、34)，所述密封垫片由具有的弹性模量比所述活塞(3)的弹性模量和所述本体(2)的弹性模量小的材料制成并且所述密封垫片由所述活塞(3；103)承载，所述垫片在所述通道旁伸展以便保证所述活塞(3；103)与所述腔体(10；110)之间的防漏密封，所述活塞能成角度地运动以便使所述工作室(31；131)与所述导管(11、12；111、112)中的至少一个流体流动连通、然后不与所述导管中的任一个流体流动连通、再然后与所述导管中的至少另一个流体流动连通，并且能够以纵向平移的方式往复运动以便使所述工作室(31；131)的体积改变并且依次经由所述导管(11、12；111、112)中的一个导管吸入所述流体然后经由所述导管中的另一导管排出所述流体，其特征在于，所述子组件的所述活塞包括远离第二轴向端的第一轴向端，所述第二轴向端与所述工作室接触；

所述密封垫片由多个部分构成，所述多个部分包括：呈环的形状的第一密封部，所述第一密封部在所述活塞的第一轴向端旁围绕所述活塞的柱面延伸；呈半环的形状的第二密封部，所述第二密封部在所述活塞的第二轴向端旁围绕所述活塞的柱面延伸，所述半环具有在所述活塞的柱状周边上彼此间隔开的两个端部；和第三密封部，所述第三密封部由两个密封条形成，所述密封条分别在所述半环的第一端部和所述环之间以及在所述半环的第二端部和所述环之间在所述活塞的外表面上轴向延伸；

其中，所述两个条成角度地彼此分离，并且每个条限定：

-第一密封线(L1)，所述第一密封线成角度地毗邻所述通道(22；122)，所述第一密封线(L1)以将所述通道(22；122)包含在内的角度(α1)彼此间隔开，该角度大于所述导管(11、12；111、112)中任一个的边缘之间的角度(β1)中的每一个并且小于所述导管(11；111)中任一个与其对应导管(12；112)的相邻边缘之间的角度(β2)中的每一个；

-和第二密封线(L2)，每个第二密封线(L2)以不将所述通道(22；122)包含在内的角度(α2)与所述第一密封线(L1)中之一间隔开，所述角度小于一个导管(11；111)的边缘与其对应导管(12；112)的相邻边缘之间的每个角度(β2)并且大于所述导管(11、12；111、112)中任一个的相对边缘之间的每个角度(β1)；并且，其中

位于每个第一密封线(L1)与至少一个第二密封线(L2)之间且将所述通道(22；122)包含在内的角度(α3)大于两个导管(11、12；111、112)的轴向相对边缘之间的角度(β3)。

2.根据权利要求1所述的旋转振荡子组件(1；101)，其特征在于，所述活塞(3；103)包括周边槽，所述周边槽容纳所述密封垫片(32、33、34)，所述周边槽由容纳所述密封环(32)的至少一个环形槽(26)、容纳所述密封半环(33)的半环形槽(27)以及将所述环形槽(26)和所述半环形槽(27)互连且容纳所述密封条(34)的纵向槽(28)形成。

3.根据权利要求2所述的旋转振荡子组件(1；101)，其特征在于，所述密封环(32)和所述环形槽(26)中的至少一个相对于所述工作室(31；131)纵向延伸出所述通道(22；122)并且相对于所述工作室(31；131)纵向延伸出所述导管(11、12；111、112)，并且，其中，所述密封半环(33)和所述半环形槽(27)中的至少一个在所述通道(22；122)的通向所述工作室(31；131)的所述端部处且在所述导管(11、12；111、112)与所述工作室(31；131)之间纵向延伸。

4.根据权利要求2所述的旋转振荡子组件(1；101)，其特征在于，所述活塞(3；103)在其周边包括至少一个由所述密封垫片(32、33、34)完全包围的封闭凹陷区(29；129)，所述凹陷区(29；129)成角度地延伸以在所述通道(22；122)正面对所述导管(12、11；112、111)中的一个导管时所述凹陷区面对另一导管(12、11；112、111)，所述纵向槽(28)由两个臂形成，每个臂在所述通道(22；122)与所述凹陷区(29；129)之间延伸，并且，其中，每个臂容纳所述密封条(34)中之一以在所述活塞(3；103)在所述本体(2；102)中的任何纵向和角度位置中以防漏的方式使所述凹陷区(29；129)与所述通道(22；122)隔离。

5.根据权利要求4所述的旋转振荡子组件，其特征在于，所述凹陷区(29；129)延伸经过的角度小于任一所述导管(11；111)与其对应导管(12；112)的相邻边缘之间的角度(β2)中的每一个。

6.根据权利要求1所述的旋转振荡子组件(1)，其特征在于，所述活塞(3)包括至少一个平衡凸耳(25)，所述平衡凸耳设置在所述通道(22)中并且径向延伸，使得所述平衡凸耳的周边倚靠所述腔体(10)同时允许流体经过所述平衡凸耳的侧面。

7.根据权利要求1所述的旋转振荡子组件(101)，其特征在于，所述子组件至少包括第一级和第二级，每一级以不同的方式对应于两个一组的导管(11、12、111、112)、对应于工作室(31；131)、对应于通道(22；122)以及对应于密封垫片(32、33、34)。

8.根据权利要求1所述的旋转振荡子组件(1；101)，其特征在于，所述子组件至少包括凸轮(30)和导向销(9)，所述凸轮和所述导向销中的一个由所述活塞(3；103)承载而另一个由所述本体(2；102)承载，并且所述凸轮和所述导向销被布置成相互协作，使得所述活塞(3；103)相对于所述本体(2；102)的转动引起：

-在第一角度部分上，所述活塞(3；103)沿第一方向相对于所述本体(2；102)轴向平移运动(T1)；

-在第二角度部分上，所述活塞(3；103)相对于所述本体(2；102)轴向静止不动；

-在第三角度部分上，所述活塞(3；103)沿第二方向相对于所述本体(2；102)轴向平移运动；

-在第四角度部分上，所述活塞(3；103)相对于所述本体(2；102)轴向静止不动；

所述导管(11、12；111、112)、所述密封垫片(32、33、34)和所述通道(22；122)被布置成使得所述导管(11、12；111、112)在所述第二和第四角度部分期间被封闭。

9.一种用于流体的正排量泵送的旋转振荡设备，其特征在于，所述设备包括：驱动装置；和用于流体的正排量泵送的根据任一前述权利要求所述的旋转振荡子组件(1；101)；以及用于以可拆卸方式将所述驱动装置机械地连接至所述活塞(3；103)的可拆卸机械耦接装置。