CN105828853A - 流体流动调节器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种流体流动阻力组件，其包括流体路径。与通过流体路径的流体的流动正交的流体路径的宽度沿着其长度改变。将在不同的位置处的一个或多个端口在不同的位置处定位在流体路径的上方来控制流体的流速。

Description

流体流动调节器组件
背景技术
常规流动调节装置已经发展到限制流体的流动。一个常见的示例是在题名为“RollerClampforTubing”的发布的美国专利3,900,184中阐述。该类型的装置有赖于输送流体的常见输液管材的使用。通常，随着辊从外壳的一个端部运动到另一个端部，外壳内的管被压缩以限制流体到目标接受者的流动。
与辊夹持技术相关联的一种类型的缺陷在于，辊夹持技术仅能够基于辊夹持件的运动而做出非常粗糙的流动调节。与辊夹持技术相关联的另一个缺陷在于，流速设定倾向于漂移。这是由于管材随时间放松的弹性导致通路的尺寸增大并且导致相应的输送流体的流速增大。如果未被检测到，这产生潜在危险的情况。
由于在线流体流动控制需要较高的精度，已经发展了更精确的流动控制技术。例如，发布的美国专利6,916,010和发布的美国专利3,877,428二者说明了用于控制流体的流速的装置。这些装置提供超越具有辊夹持件的常规夹管阀的重大改进。然而，这些装置不提供对于现代输液应用所需要的准确且可重复的流动。
发明内容
此处实施例包括用于控制流体到目标接受者的流动的独特方式。例如，在一个实施例中，流体流动控制设备包括一段长度的流体路径、第一端口和第二端口。该长度的流体路径可以是直的、弯曲的、缠绕的，等等。为了设定流速，第一端口的开口在沿着其长度的第一位置处定位在流体路径的上方。第二端口的开口在沿着其长度的第二位置处定位在流体路径的上方。
在一个实施例中，流体路径可相对于第一端口的开口和第二端口的开口运动以调节通过第一端口、在第一位置和第二位置之间的流体路径的部分和第二端口的组合的流体流动阻力。或者，与第一端口和第二端口相关联的开口中的一个或多个可以是可相对于流体路径运动的。
根据其它实施例，第一端口的开口布置成相对于第二端口的开口处于固定的偏移距离处。
在第一位置和第二位置处的流体路径的属性以及在第一位置和第二位置之间的相应的流体密封的路径的属性控制由在第一位置和第二位置之间的流体路径所提供的流体阻力的量。更具体地，在第一位置处进入第一端口的开口中的流体路径的孔径(例如，宽度或孔口)和在第二位置处进入第二端口的开口中的流体路径的孔径(例如，宽度或孔口)基本影响流体流动控制设备的流体流动阻力设定。在一个实施例中，在第一位置处进入第一端口的开口中的流体路径的宽度和/或深度基本不同于在第二位置处进入第二端口的开口中的流体路径的宽度和/或深度。
在一个实施例中，与通过流体路径的流体的流动正交的流体路径的宽度沿着流体路径的长度线性地或非线性地改变。例如，与通过流体路径的流体的流动正交的流体路径的宽度可以构造成沿着流体路径的长度渐缩；相反地，沿着流体路径的长度的某些部分可以是恒定的宽度。如上所述，由流体流动控制设备提供的流体阻力可以至少部分地取决于在第一位置处的流体路径的宽度和在第二位置处的流体路径的宽度，在所述在第一位置处的流体路径的宽度和所述在第二位置处的流体路径的宽度的上方定位有相应的第一端口和第二端口。
如上所述，与通过流体路径的流体的流动正交的流体路径的流动横截面积(例如，基于深度和宽度)可以沿着长度改变。换言之，除了通道的宽度沿着路径的长度渐缩以外，与相应的流体的流动正交的通道的直径和/或深度也可以沿着流体路径渐缩或改变。流体路径的较大流动横截面积(例如，与较大直径的流动横截面积正交)提供较低的流体通过的阻力；相反地，流体路径的较小流动横截面积(例如，与较小直径的流动横截面积正交)提供较高的流体在第一端口和第二端口之间通过的阻力。再次，在第一端口和第二端口的相应的位置处的相应的流体路径的宽度也可以同样地指示流体流动。
根据其它实施例，流体路径(例如，布置在组装元件中的具有变化的宽度和直径的凹槽通道)可选择性地相对于第一端口的开口和/或第二端口的开口运动以调节通过第一端口、在第一位置和第二位置之间的流体路径的部分和第二端口的组合的流体流动阻力。根据期望，第一端口的开口可以相对于第二端口的开口以固定的偏移布置在组装元件上。
根据另一个实施例，第一端口的开口的位置可选择性地相对于流体路径调节以调节通过第一端口、在第一位置和第二位置之间的流体路径的部分和第二端口的组合所提供的流体流动阻力。在一个实施例中，流体路径作为中空的体积布置在流动控制设备的第一组装元件的基本平面的饰面上。如上所述，中空的体积的宽度和/或在平面饰面上的深度沿着长度改变。
与常规技术对照，此处实施例借助异形流动通道解决了流动准确度和流动控制精度。在又一个示例实施例中，异形流动通道可以构造成每转动一度产生线性比例的流速。即，在第二流动控制组装元件(包括流体路径)相对于第一流动控制组装元件(包括第一端口和第二端口)的角转动的变化和所引起的通过流体路径的流体的流速的变化之间的关系是线性的。当在流体输送系统中由诸如流体阻力驱动器的自动控制系统驱动时，由流动控制设备给予的线性控制能力(例如，线性化的流速对抗可转动的流动控制组件的角位置)能够经由闭环控制算法实现精确的流动调节。
以下更加详细地公开了这些和其它更具体的实施例。
如此处所讨论的，进一步注意到，此处的技术非常适合于准确地控制流动阻力和/或流体到接受者的流动(任何适当类型的实体)。然而，应当注意的是，此处实施例不限于在这样的应用中的使用，并且此处所讨论的技术同样非常适合于其它应用。
此外，请注意，尽管此处的各不同特征、技术、配置等会在本公开的不同地方被讨论，但是，当合适时，旨在各个概念可以任选地彼此独立地执行或彼此相结合执行。因此，如此处所描述的一个或多个本发明可以以许多不同方式体现或查看。
同样，请注意，此处实施例的该初步讨论有意不指定本公开或要求保护的一个或多个发明的每个实施例和/或增加的新颖方面。相反，该简要描述仅仅给出了一般性的实施例和超越常规技术的相应新颖点。对于一个或多个发明的附加的细节和/或可能的观点(排列)，如下面进一步讨论的那样，读者被引导到具体实施方式部分和本公开的相对应的附图。
附图说明
图1是根据此处实施例的流体输送环境的示例图。
图2是示出根据此处实施例的、布置在盒组件中的流体流动流阻器组件的属性的示例图。
图3是示例透视图，其示出盒组件和根据此处实施例的流体流动流阻器组件的相对应的分解图。
图4是示例透视图，其示出根据此处实施例的流体流动流阻器组件和相对应的部件的分解图。
图5是示出根据此处实施例的流体流动流阻器组件的示例透视图。
图6是示出布置在根据此处实施例的流动控制组装元件的相应饰面上的流体路径的示例透视图。
图7是示出多个端口相对于根据此处实施例的流动控制组装元件的饰面的取向的示例图。
图8是示出流体流速对抗根据此处实施例的流体流动流阻器组件的转动设定的图表的示例图。
图9A是根据此处实施例的流体流动流阻器组件的示例透视图。
图9B是根据此处实施例的流体流动流阻器组件的示例侧剖视图。
图10A是根据此处实施例的流体流动流阻器组件的示例透视图。
图10B是根据此处实施例的流体流动流阻器组件的示例侧剖视图。
图11是示出根据此处实施例的相应的流动控制组装元件的饰面在第一位置中的取向的示例图。
图12是示出根据此处实施例的相应的流动控制组装元件的饰面在第二位置中的取向的示例图。
图13是示出根据此处实施例的相应的流体流动控制组装元件的饰面在第一位置处的取向的示例图。
图14是示出根据此处实施例的相应的流体流动控制组装元件的饰面在第二位置处的取向的示例图。
图15是根据此处实施例的流体流动控制组件的示例透视剖视图。
图16是示出制造根据此处实施例的流动控制组件的方法的示例图。
图17是示出根据此处实施例产生流体路径和提供流体流动阻力的多个不同方式的示例图。
图18是示出根据此处实施例用于控制流体流动的端口的相应孔径的变化的示例图。
从以下对如附图所示的此处优选实施例的更具体描述，本发明的前述和其它目的、特征和优点将变得显而易见，在所述附图中，贯穿附图的不同视图，同样的附图标记代表相同的部件。附图不一定按比例绘制，相反，重点放在说明实施例、原理、概念等上。
具体实施方式
更具体地，图1是示出流体输送环境和根据此处实施例的流体输送系统的示例图。
如图所示，布置在流体输送环境101中的流体输送系统100包括流体源189-1(第一流体源)、第二流体源189-2(第二流体源)、泵控制单元120和一次性管组件(例如，盒185、管165-1、管165-2和管165-3的组合)。
在该示例实施例中，盒185已经被插入泵控制单元120的相对应的腔体中。护理者106为流体输送系统100编程以将流体以期望的速率输送到接受者108。
通常，基于由护理者106设定的期望流速，在操作期间，泵控制单元120控制盒185中的相对应的泵资源(例如，一个或多个隔膜泵)、阀等以将流体从流体源189通过管165-1、盒185和管165-3输送到接受者108(任何适当类型的实体，例如，人、宠物、容器，等等)。
图2是示出根据此处实施例的一次性盒和相对应的泵控制单元的示例图。
如先前讨论的，此处实施例包括盒185，所述盒185配合到流体输送系统100的相对应的腔体204中。
在一个实施例中，除了包括管165-1和管165-2以外，注意到，一次性组件还可以包括管165-3。如上所述，包括管165-1、管165-2、管165-3和盒185在内的资源的组合表示组件，例如，一次性管组。正如其名，一次性管组可以在其用于将相对应的流体输送到诸如接受者108(例如，患者)的实体之后被扔掉。
泵控制器单元120可以与每个新的一次性管组协同地使用以将流体输送到下一个患者。因而，泵控制器单元120是可交叉多个患者重复使用的。然而，如上所述，每个相应的一次性管组都典型地用于将流体仅输送到一个患者。
如图所示的且如先前讨论的，盒185插入流体输送系统100的相对应的腔体204中而在盒185中的资源和泵控制单元120中的控制资源之间提供联接。
例如，当盒185插入流体输送系统100的腔体204中时，阀致动器资源192(例如，阀控制器)变得联接到盒185中的相对应的阀160(阀160-1和阀160-2)。在泵操作期间，泵控制单元120中的阀致动器资源192将阀160-1的设定和160-2的设定控制到相应的打开状态和关闭状态。进一步在该示例实施例中，注意到，泵控制器单元120中的阀致动器资源194控制阀160-3以控制流体沿着流体路径115到接受者182的流动。
泵控制器单元120中的阀致动器资源可以依据阀的类型以任何适当的方式控制相应的阀160。例如，依据阀的类型，经由从泵控制器单元120中的阀致动器资源输入的控制，阀160可以被机电地控制、被液压地控制、被气动地控制，等等。
当从一个或多个流体源189泵送相应的流体时，泵控制单元120根据需要将阀160控制到相应的打开状态和关闭状态。
例如，为了将流体从第一流体源189-1通过主要入口170-1抽吸到流体泵110的相应的泵室中，泵控制单元120打开阀160-1并且关闭阀160-2和阀160-3。虽然仅阀160-1打开，但是泵控制单元120控制泵室致动器193以将流体通过管165-1抽吸到流体泵110的泵室中。
在将足够量的流体抽吸到流体泵110的泵室中之后，泵控制单元120关闭阀160-1和阀160-2并且打开阀160-3。虽然仅阀160-3打开，但是泵控制单元120控制泵室致动器193以沿着流体路径115向下游加压泵室流体泵110中的流体。进一步注意到，此处实施例可以包括在从不同的流体源189抽吸流体之间切换和将这样的流体输送到接受者108。例如，在第一泵送循环中，泵控制器单元120可以构造成控制阀160(阀160-1、阀160-2、阀160-3)以将流体以如先前所讨论的方式从流体源189-1输送到接受者108；在第二泵送循环中，泵控制器单元120可以构造成控制阀160以将流体以如先前所讨论的方式从流体源189-2输送到接受者108；在第三泵送循环中，泵控制器单元120可以构造成控制阀160以将流体以如先前所讨论的方式从流体源189-1输送到接受者108；在第四泵送循环中，泵控制器单元120可以构造成控制阀160以将流体以如先前所讨论的方式从流体源189-2输送到接受者108；以此类推。因此，盒185中的单个流体泵110(例如，隔膜泵)可以用于在将流体从不同的源189输送到接受者108之间切换。
如进一步示出，注意到，盒185还可以包括除气过滤器140，所述除气过滤器140相对于流体路径115中的阀160-3布置在下游。
在一个实施例中，如图所示，除气过滤器140相对于流体流动流阻器组件145布置在上游。相对于流体流动流阻器组件145布置在上游的除气过滤器140确保除气过滤器140在流体输送期间保持处于正压下(例如，比在由压力传感器150所监测的位置处的压力高的压力，如以下将讨论的)。
正如其名，并且如先前讨论的，布置在盒185中的除气过滤器140从沿着流体路径115朝向流体流动流阻器组件145向下游行进的流体去除任何空气或气体。在一个实施例中，除气过滤器140将从流体路径115离开的任何检测到的气体排放到开放的大气中。
流体流阻器驱动器195控制了由流体流动流阻器组件145抵抗沿着流体路径115朝向接受者108的相对应的流体流动的程度。由流体流动流阻器组件145所提供的增大的阻力减小了流体沿着路径115流到接受者108的流速。由流体流动流阻器组件145所提供的减小的阻力增大了流体沿着路径115流到接受者108的流速。
端口310-1接收沿着流体路径115经过除气过滤器140的流体。端口310-2朝向压力传感器150向下游输出流体路径115中的相应的流体。
以与如先前讨论的方式类似的方式，流体流动流阻器组件145可以以任何适当的方式被控制。例如，流体流动流阻器组件145可以经由流体流阻器驱动器195被机电地控制、被液压地控制、被气动地控制，等等。
根据又一些其它实施例，盒185还包括压力传感器150，所述压力传感器150相对于流体流动流阻器组件145向下游布置在流体路径115中。
在一个非限制性示例实施例中，压力传感器150监测通过沿着流体路径115的相对应的位置布置且经过的流体的压力，如图所示。经由与压力传感器150通信的压力传感器电路196，由泵控制单元120所执行的流动控制监测算法能够确定相对于流体流动流阻器组件145处于流体路径115中的下游位置处的、输送到接受者108的流体的压力。
在一个实施例中，压力传感器电路196检测何时有阻止相对应的流体输送到接受者108的下游阻塞。例如，在一个实施例中，当压力传感器电路196检测到在由压力传感器150监测的位置处的压力高于阈值时，压力传感器电路196产生了指示阻塞状态和/或不能将流体输送到接受者108的相对应的信号。低于阈值的检测压力通常指示没有下游阻塞并且流体正输送到接受者108，这是所期望的。
在如先前讨论的经由流体泵110的控制将流体泵送到接受者108期间，除气过滤器140典型地在气体到达检测器元件130之前从输液线(流体路径115)去除该气体。
如果除气过滤器140由于某种原因而失效并且通过一个或多个检测器元件130-1和130-2检测到气泡，则气泡检测器电路172向泵控制单元120产生相对应的信号以关闭流体流动流阻器组件145来停止流动。该相对应的信号向泵控制单元120指示中断相对应的流体输送到接受者108。这在除气过滤器140碰巧无法去除气体的情况下防止流体路径115中的流体中的任何气体输送到接受者108。
通过非限制性示例的进一步的方式，在一个实施例中，响应于接收到如下指示，即，所述指示是在正输送到相对应的接受者108的流体中检测到气泡的指示，泵控制单元120可以构造成关闭一个或多个阀，例如，阀160-1、阀160-2、阀160-3，和/或使流体泵110停用以中断流体输送到接受者108。
因而，此处实施例可以包括一次性盒185，其包括流体路径115。流体路径115包括除气过滤器140和流动流阻器145。除气过滤器140在流体泵110的下游布置在流体路径115中。流动流阻器145在除气过滤器140的下游布置在流体路径115中。如先前讨论的，盒185的又一些实施例可以包括压力传感器150，如图所示。压力传感器150监测在流体路径115中的位置处的流体路径115中的流体的压力，所述流体路径中的位置是在流动流阻器145和在第一检测器元件130-1和第二检测器元件130-2之间的流体路径115的位置之间的流体路径中的位置。
图3是示例透视图，其示出盒组件和根据此处实施例的流体流动流阻器组件的相对应的分解图。
在该示例实施例中，流体流动流阻器组件145-1包括第一流动控制组装元件335、第二流动控制组装元件(例如，密封件325)、端口310-1、端口310-2和紧固件355。在一个实施例中，密封件325是弹性体密封件(又名，橡胶)。
密封件325包括端口327-1和端口327-2。
注意到，端口310-1、端口310-2、端口327-1和端口327-2可以相对于流动控制组装元件335和轴线210位于任何适当的位置处。
布置在盒185中的第一流动控制组装元件335和端口310可以由硬质塑料或其它适当的材料制成。如图所示，端口310从盒185的相应的表面突出。或者，端口310可以相对于盒185的表面齐平。
在安装之后，紧固件355(例如，经由胶合、焊接、扣合等形成)将流动控制组装元件335固定到盒185，将饰面340压缩到密封件325的相应的表面。密封件325的相对的饰面被压缩并且与盒185的表面349接触。
端口327-1在盒185的端口310-1和饰面340的相应表面上的第一位置之间提供流体密封的路径。端口327-2在端口310-2和饰面340的相应表面上的第二位置之间提供流体密封的路径。
另外，如先前讨论的，盒185包括流体泵110(任何适当类型的泵，例如，隔膜泵组件)。泵控制单元120控制相应的阀160的设定以及控制流到流体泵110的端口144-2的气体流动(例如，负压)以将流体从一个或多个相应的流体源189抽吸到流体泵110的相应室中。随后施加到端口的正压沿着流体路径115向下游推压流体泵110的室中的流体。
还进一步，如先前讨论的，流体路径115包括由流体流阻器驱动器195控制的流体流动流阻器组件145-1。在一个实施例中，流体阻力驱动器195控制流动控制组装元件335相对于轴线210的角取向或转动取向375以控制进一步沿着流体路径115通过管105-3流到接受者108的相应的流体的流动。
在一个实施例中，如以下将进一步讨论的，端口310-1接收从除气过滤器140沿着流体路径115传递的流体。从端口310-1和端口327-1接收的流体通过布置在流动控制组装元件335的饰面340和密封件325的相对的饰面之间的通道传递到端口327-2和端口310-2。端口310-2进一步沿着盒185的流体路径115朝向压力传感器150传送流体，如先前讨论的。
注意到，依据该实施例，在轴线210和端口310-1、端口327-1的位置之间的径向距离以及在轴线210和端口310-2、端口327-2的位置之间的径向距离可以是相同的值或不同的值，如以下进一步讨论的。
根据其它实施例，流动控制组装元件335是可相对于轴线210转动的。流体流阻器驱动器195控制流动控制组装元件335的取向(调节渐缩的通道相对于端口310和/或端口327的定位)以控制从流体源到目标接受者108的流体的流动。
图4是示例透视图，其示出根据此处实施例的流体流动流阻器组件的分解图。
在该示例实施例中，流体流动流阻器组件145-2包括保持器455、流动控制组装元件435、密封件425(例如，弹性体密封件)、端口310-1和端口310-2。在操作期间，由流体泵110泵送的流体从端口310-1通过密封件425的开口493-1输出，如由流体流动478-1所指示。流体进一步经过流动控制组装元件435的饰面490-1和密封件425之间的相应通道而传递到密封件425中的开口493-2。如由流体流动478-2进一步所指示，流体通过密封件425的开口493-2而传递到布置在盒105的饰面492上的端口310-2中。
图5是示出根据此处实施例的流体流动流阻器组件的示例透视图。
在该示例实施例中，保持器455将相应的力施加到流动控制组装元件435，将密封件425夹持在流动控制组装元件435的饰面490-1和盒185的饰面490-2之间。
图6是示出布置在根据此处实施例的流动控制组装元件的相应饰面上的流体路径的示例透视图。
如图所示，流体控制组装元件335的饰面340包括流体路径620-1和流体路径620-2。每个流体路径都相对于通过流动控制组装元件335的中心的轴线210布置在不同的半径处。例如，流体路径620-1构造成相对于轴线210在第一半径R1处搁置于饰面340上；流体路径620-2构造成相对于轴线210在第二半径R2处搁置于饰面340上。
如进一步示出，第一流体路径620-1的宽度和横截面(与流动流体正交)是基本恒定的。相比之下，流体路径620-2的宽度和横截面(与流体的流动正交)沿着流体路径620-2的相应长度渐缩到终端695。
图7是示出多个端口相对于根据此处实施例的相应流动控制组装元件的饰面的取向的示例图。
在该示例实施例中，假定端口310-1(327-1)和320-2(327-2)相对于流体控制组装元件335的中心彼此相对地布置(在盒185上)。如图所示，并且如先前讨论的，流体流动控制组件335围绕轴线210(记得，轴线210正交地延伸进出相应的页面)转动。
如图7中所示，端口310-1以45°的角布置在流体路径620-2的上方；端口310-2(327-2)以225°的角布置在流体路径620-1的上方。
在操作期间，在一个非限制性示例实施例中，流体通过端口310-1(327-1)在位置729处流入流体路径620-2中，从位置729沿着流体路径620-2流到流体通道730，通过流体通道流入流体路径620-1中。流体进一步从通道730沿着流体路径620-1逆时针方向和/或顺时针方向在位置728处流到端口310-2(327-2)。通常，因为与流体路径620-2的尺寸相比通道730和相对应的流体路径620-1是较宽的和较深的，所以流体路径620-1将较小的流体阻力施加到在从端口310-1到端口310-2的总体流体路径之间的流体的流动。
图8是示出流体流速对抗根据此处实施例的流体流动流阻器组件的转动设定的图表的示例图。
如先前所讨论的，相应的流动控制组装元件335的角取向控制穿过流体流动流阻器组件145的流体的流速。图表800示出，随着相应的流动控制组装元件335从0°增大到约315°，流体流动流阻器组件145提供增大的流体的流动阻力。在350°和约357°之间，流体流动流阻器组件145阻塞从端口310-1(327-1)到端口310-2(327-2)的相应的流体的流动。
当端口310-1(327-1)定位在通路730的上方时，流体流动流阻器145被设定到完全打开的位置(最小阻力位置)。将相应的流体控制组装元件335转动到4°或更大的角度值增大了流体阻力，促使通过流体路径620的相应的流体流速在约315°处线性地减小到零，在所述约315°的点处端口310-1(327-1)在315°和357°之间被完全地阻塞。
根据其它实施例，注意到，流体路径620(流体路径620-1、流体路径620-2等)中的任一个或全部的轮廓可以被调整以改变在图8中所示的图表800中的调整响应曲线的形状。例如，简单地基于对参数的修改，所述参数例如是流体路径沿着其长度的宽度和深度，图表800可以是线性的(如图所示)，以及是对数的或某些其它期望的轮廓。
图9A是根据此处实施例的流体流动流阻器组件的示例透视图。
如在该示例实施例中所示，流动控制组装元件335(其与密封件325的饰面接触)围绕轴线210转动，以便使端口310-1(327-1)在位置929处搁置于流体路径610-2的上方；端口310-2(327-2)在位置928处搁置于流体路径610-1的上方。这与0°的设定相对应，所述0°的设定是完全打开的位置(最小流体流动阻力)，如在图表800中所示。
图9B示出基于流动控制组装元件335的0°设定的流体流动阻力组件145的相对应的侧剖视图，如在图9A中所讨论的。
图10A是根据此处实施例的流体流动流阻器组件的示例透视图。
如在该示例实施例中所示，流动控制组装元件335(其与密封件325的饰面接触)围绕轴线210转动，以便使端口310-1(327-1)在位置1029处搁置于流体路径610-2的上方；端口310-2(327-2)在位置1028处搁置于流体路径610-1的上方。这与90°的设定相对应，如在图表800中所示。流体路径620-2在位置1029处的宽度和深度基本小于通道730的宽度和深度，使得流体在位置1029和通道730之间通过流体路径620-2的流速基本减小。
图10B示出基于流动控制组装元件335的设定(端口310-1(327-1)在90°处的角取向)的流体流动阻力组件145的相对应的侧剖视图，如在图10A中所讨论的。
图11是示出根据此处实施例的相应的流动控制组装元件的饰面的示例图。
在该示例实施例中，流动控制组装元件335包括多个渐缩的流体路径。更具体地，流动控制组装元件335包括内流体路径1120-1和外流体路径1120-2。与现有的实施例类似，端口310-1(327-1)和310-2(327-2)相对于流体路径1120的取向指示流体流动阻力的量。
如在图11中进一步示出，流体端口310相对于流动控制组装元件335的中心布置在不同的半径处。在如图所示的所选位置中，例如，在0°角转动处，端口310-1(327-1)和端口310-2(327-2)二者搁置于通道370的上方(完全打开的位置)。如在剖视图1392-2中所示，宽度W2基本小于宽度W1；如在剖视图1392-1中所示，深度D2基本小于深度D1。由深度D2和宽度W2所限定的横截面积比由深度D1和宽度W1所限定的横截面积提供基本更大的流动阻力。因此，端口310(327)介于0°和315°之间的转动增大了由流动控制组件335所提供的相应的流体流动阻力。
根据其它实施例，注意到，宽度尺寸W1和W2可以根据期望沿着流体路径1120-1和1120-2的长度是基本相同的值。另外地，深度尺寸D1和D2可以沿着流体路径1120-1和1120-2的长度是基本相同的。在这种实例中，在流动操作期间，流体穿过这样的流体路径1120，这扩展了横过流动通道(流体路径1120-1和1120-2)的大部分的压降。该实施例沿着流体路径的长度提供更平缓的压降并且可以有利于对湍流和/或剪切状态更为敏感的流体或药物。
图12是示出根据此处实施例的相应的流动控制组装元件的饰面的示例图。
如在图12中进一步示出，流体端口310(327)相对于在0°处的完全打开的位置布置成在90°的设定处。在这种实例中，在90°位置处，端口310-2(327-2)在位置1228处搁置于内流体路径1120-1的上方；端口310-1(327-1)在位置1229处搁置于外流体路径1120-2的上方。
在如图12中所示的90°的流动控制设定处，流体流动：i)从端口310-1(327-1)在位置1229处通过外流体路径1120-2流到通道1370；ii)通过通道1370流到内流体路径1120-1；iii)从通道1370沿着流体路径在位置1228处流到端口310-2(327-2)。
流动控制组装元件335的角取向增大到高于90°的角来促使流体流动阻力增大。
由于在位置1228处进入端口310-2(327-2)中的流体路径1120-1的宽度的孔径和在位置1229处进入端口310-1(327-1)中的流体路径1120-2的宽度的孔径以及由流体路径1120-1和1120-2所提供的流动限制，与如先前在图11中所讨论的在0°处的流动阻力相比，流体的流动在流体控制组装元件335的90°设定处基本更受限制。
图13是示出根据此处实施例的相应的流体流动控制组装元件的饰面的示例图。
在该示例实施例中，流动控制组装元件335包括单个流体路径1320，其相对于流动控制组装元件335的中心布置在固定的半径处。如图所示，流体路径1320在0°和315°位置之间渐缩。进一步在该示例实施例中，相对应的端口310-1(327-1)和310-2(327-2)相对于流动控制组装元件335的中心布置在固定的半径处。
与现有的实施例类似，端口310-1(327-1)和310-2(327-2)相对于流体路径1320的取向指示流体流动阻力的量。端口310-1(327-1)和端口310-2(327-2)相对于彼此以固定的偏移长度布置在盒185上。
在如图所示的0°位置处时，端口310-1(327-1)和端口310-2(327-2)搁置于流体通道1375的不同的位置的上方。流体通道1375是布置在流动控制组装元件335中的基本较大的凹槽。因此，当端口310-1(327-1)和端口310-2(327-2)二者布置在流体通道1375的上方时，这与提供最小流体流动阻力的完全打开的位置相对应。为了提供增大的流体流动阻力，流动控制组装元件335相对于端口310-1(327-1)和310-2(327-2)逆时针方向转动。
图14是示出根据此处实施例的相应的流体流动控制组装元件的饰面的示例图。
如上所述，为了提供增大的流体流动阻力，流动控制组装元件335相对于端口310-1(327-1)和310-2(327-2)逆时针方向转动到90°。在如图所示的90°位置处时，端口310-1(327-1)和310-2(327-2)二者搁置于如图所示的流体路径1320的相应的变窄部分的上方。为了提供额外的流体流动阻力，流动控制组装元件335相对于端口310-1(327-1)和310-2(327-2)进一步逆时针方向转动。
图15是根据此处实施例的流体流动控制组件的示例透视剖视图。
如图所示，流动控制组件1545包括流动控制组装元件1535和流动控制组装元件1534。流体流动控制组装元件1535的部分被去除以示出流动控制组装元件1534的内部属性。流动控制组装元件1535的较远部分是与所示的流动控制组装元件1535的部分对称。
该示例实施例示出，渐缩的流体路径不必布置在先前讨论的流体流动组装元件335的相应的平面表面上。例如，在该可替代的示例实施例中，流动控制组装元件1535如图所示相对于流动控制组装元件1534转动。流动控制组装元件1504包括流体路径1520-1和流体路径1520-2，它们作为中空的体积布置在流动控制组装元件1534的圆筒形外饰面上。
如图所示，在圆筒形饰面上的中空的体积(流体路径1520)的宽度和/或深度围绕流动控制组装元件1534的外圆周表面沿着其长度改变。
如进一步示出，流体通道1575在0°设定处连接流体路径1520-1和1520-2，在所述0°设定处端口1510-1和端口1510-2如果运动到0°位置(完全打开的位置)则可以潜在地搁置于流体通道1575的上方。然而，在该示例实施例中，流动控制组装元件1535和相对应的端口1510-1和1510-2相对于流体通道1575相对于位置0°逆时针方向布置在位置100°处(如向下看轴线1510)。
在该示例实施例中的流动限制由流体的阻力限定，所述流体通过端口1510-1、在端口1510-1和流体通道1575之间沿着流体路径1520-2、通过流体通道1575、在流体通道1575和端口1510-2之间沿着流体路径1520-1的组合。
为了提供增大的流动阻力，流动控制组装元件1535进一步相对于流动控制组装元件1534的通道1575逆时针方向转动(大于100°)。
或者，注意到，如果流动控制组装元件1534在流动控制设备1545中是可运动部件，则流动控制组装元件1534进一步相对于流动控制组装元件1535顺时针方向转动到大于100°以增大流体流动阻力。相反地，流动控制组装元件1534可以进一步逆时针方向转动到小于100°以减小流体流动阻力。
通常，基于流动控制组装元件1534和相对应的端口1510的顺时针方向运动(到大于100°的角)，流体路径1520-2变窄，促使流体流动阻力随着端口1510-1运动越过流体路径1520-2的更窄的宽度和深度而增大。
另外，以如先前讨论的方式，再次注意到，流体流阻器驱动器195可以构造成控制流动控制组装元件1534相对于流动控制组装元件1535的转动取向以控制通过盒185到接受者108的相应的流体的流动。另外注意到，布置在如先前在图11至图14中讨论的可转动平面表面上的通道(流体路径610)的可替代实施例可以被应用到如在图15中所讨论的圆筒形表面构型。
图16是示出制造根据此处实施例的流动控制组件的方法(如由流程图1600所指示)的示例图。
在程序方块图1610中，制造资源(诸如机器、人等的装配器)接收第一流动控制组装元件335。第一流动控制组装元件335包括通道(流体路径620-2)。流体路径620-2(通道)的宽度沿着其长度改变。
在程序方块图1620中，制造资源接收第二流动控制组装元件(例如，密封件325和/或盒185)，第二流动控制组装元件包括一个或多个端口310。
在程序方块图1530中，制造资源将第一流动控制组装元件335紧固到第二流动控制组装元件，一个或多个端口310的位置相对于通道改变以控制在端口中通过通道的流体的流动。在一个实施例中，所述第一流动控制组装元件335到第二流动控制组装元件的紧固包括将流体路径620-2对准成使其可相对于端口310-1滑动并且与端口310-1流体连通。
图17是示出根据此处实施例产生流体路径和提供流体流动阻力的多个不同方式的示例图。
如图所示，流体路径1720-1的宽度沿着其长度改变。在该示例实施例中，宽度(W，如与流体流动正交地测量)以非线性的比率沿着长度改变。端口310-1(327-1)是可沿着流体路径1720-1的长度运动的。端口310-1(327-1)沿着流体路径1720-1越来越接近端口310-2(327-2)的运动减小相应的流体流动阻力。相反地，端口310-1(327-1)越来越远离端口310-2(327-2)的运动增大流体流动阻力。
如图所示，流体路径1720-2的宽度沿着其长度改变。在该示例实施例中，宽度(W，如与流体流动正交地测量)以线性的比率沿着长度改变。端口310-1(327-1)是可沿着流体路径1720-2的长度运动的。端口310-1(327-1)沿着流体路径1720-2越来越接近端口310-2(327-2)的运动减小相应的流体流动阻力。相反地，端口310-1(327-1)越来越远离在流体路径1720-2上的端口310-2(327-2)的运动增大流体流动阻力。
如图所示，流体路径1720-3的宽度沿着其长度是基本恒定的。端口310-1(327-1)是可沿着流体路径1720-3的长度运动的。端口310-1(327-1)沿着流体路径1720-3越来越接近端口310-2(327-2)的运动减小相应的流体流动阻力。相反地，端口310-1(327-1)越来越远离在流体路径1720-2上的端口310-2(327-2)的运动增大流体流动阻力。
如先前讨论的，在其它实施例中，注意到，入口(例如，端口310-1)和出口(例如，端口310-2)可以构造成在彼此之间有固定距离的情况下沿着相应的流体路径运动。
图18是示出根据此处实施例用于控制流体流动的端口的相应孔径的变化的示例图。
如图所示，流体路径1820布置在相应的基底中。在该示例实施例中，假定端口310-1相对于流体路径1820搁置在固定的位置处。端口310-2的形心受到沿着轴线1850的运动的限制。
参照第一设定1891，端口310-1具有进入流体路径1820中的孔径1810-1(窗)。端口310-2具有孔径1810-2。以如先前讨论的方式，流体通过端口310-1的孔径1810-1流过流体路径1820而从端口310-2的孔径1810-2流出。因为端口310-2离端口310-1较近并且因为孔径1810是任何完全打开的位置，所以由设定1891所提供的流体阻力是较低的。
参照第二设定1892，端口310-1具有进入流体路径1820中的孔径1810-1(窗)。端口310-2具有孔径1810-3。以如先前讨论的方式，流体通过端口310-1的孔径1810-1流过流体路径1820而从端口310-2的孔径1810-2流出。因为端口310-2离端口310-1较远并且因为孔径1810-3基本小于孔径1810-2，所以由设定1892所提供的流体阻力基本高于由设定1891所提供的阻力。
再次注意到，此处的技术非常适合于在包括流体流动流阻器在内的任何适当类型的流体输送系统中使用。然而，应当指出的是，此处实施例不限于在这样的应用中使用，并且此处所讨论的技术同样非常适合于其它应用。
基于此处阐述的说明书，已经阐述了许多特定细节以对要求保护的主题提供透彻的理解。然而，本领域技术人员将理解，要求保护的主题可以无需这些特定细节而被实践。在其它实例中，普通技术人员已知的那些方法、设备、系统等没有进行详细描述，以免造成要求保护的主题模糊不清。详细描述中的一些部分已经以对在计算系统存储器(例如，计算机存储器)内存储的数据位或二进制数字信号上操作的算法或符号表示的形式而被呈现。这些算法描述或表示是由数据处理领域中的普通技术人员所使用以向本领域技术人员传达其工作实质的技术的例子。如此处所述的算法(并且通常)被认为是自洽的操作顺序，或导致期望结果的类似处理。在该上下文中，操作或处理涉及物理量的物理操纵。典型地，尽管并非必要地，这些量可以采用能够被存储、传输、组合、比较或以其它方式操纵的电或磁信号的形式。有时为了方便，主要由于普遍使用的原因，将这些信号称为比特、数据、值、要素、符号、字符、项目、数字、数字符号或类似物。然而，应当理解，所有这些和类似的术语将与适当的物理量相关联，并且仅仅是方便的标记。除非特别声明，否则如从下面的讨论显而易见，应当理解贯穿本说明书的讨论使用的术语例如“处理”、“运算”、“计算”、“确定”或类似物是指计算平台(例如，计算机或类似的电子计算设备)的动作或处理，该动作或处理操纵或转换存在于计算平台的存储器、寄存器或其它信息存储设备、传输设备或显示设备内的、表示为实际的电或磁的量的数据。
虽然本发明已经参照其优选实施例被具体示出和描述，但是本领域技术人员将理解，可以在其中做出各种形式上和细节上的改变而不脱离本申请如所附权利要求所限定的精神和范围。这样的变化旨在由本申请的范围所覆盖。因此，本申请的实施例的以上描述并不意欲是限制性的。相反，本发明的任何限制列于下面的权利要求中。

Claims (28)

1.一种流动控制设备，其包括：
一段长度的流体路径；
第一端口，所述第一端口的开口在沿着所述流体路径的长度的第一位置处定位在所述流体路径的上方；和
第二端口，所述第二端口的开口在沿着所述长度的第二位置处定位在所述流体路径的上方，在所述第一位置处进入所述第一端口的开口中的所述流体路径的宽度不同于在所述第二位置处进入所述第二端口的开口中的所述流体路径的宽度。
2.根据权利要求1所述的流动控制设备，其中，所述流体路径能相对于所述第一端口的开口和所述第二端口的开口运动以调节通过所述第一端口、在所述第一位置和所述第二位置之间的所述流体路径的部分和所述第二端口的组合的流体流动阻力。
3.根据权利要求2所述的流动控制设备，其中，所述第一端口的开口相对于所述第二端口的开口布置在固定的偏移距离处。
4.根据权利要求1所述的流动控制设备，其中，在所述第一位置处进入所述第一端口的开口中的所述流体路径的孔径和在所述第二位置处进入所述第二端口的开口中的所述流体路径的孔径控制从所述第一端口沿着所述流体路径传递到所述第二端口的流体的流体流动阻力的量。
5.根据权利要求1所述的流动控制设备，其中，与通过所述流体路径的流体的流动正交的所述流体路径的流动横截面积沿着所述长度改变。
6.根据权利要求1所述的流动控制设备，其中，与通过所述流体路径的流体的流动正交的所述流体路径的宽度沿着所述长度改变。
7.根据权利要求1所述的流动控制设备，其中，所述长度的流体路径布置在基本平面的表面上。
8.根据权利要求7所述的流动控制设备，其中，所述长度的流体路径是弯曲的。
9.根据权利要求1所述的流动控制设备，其中，所述流体路径作为中空的体积布置在所述流动控制设备的第一组装元件的平面饰面上，在所述平面饰面上的所述中空的体积的宽度沿着所述长度改变。
10.根据权利要求9所述的流动控制设备，其中，所述第一端口的开口和所述第二端口的开口布置在所述流动控制设备的第二组装元件的平面饰面上，所述第一组装元件的平面饰面与所述第二组装元件的平面饰面接触，所述第一组装元件的平面饰面能相对于所述第二组装元件的平面饰面运动，以将所述第一端口的开口和所述第二端口的开口可滑动地对准到沿着所述中空的体积的长度的不同的位置。
11.根据权利要求1所述的流动控制设备，其中，所述流体路径作为中空的体积布置在所述流动控制设备的第一组装元件的圆筒形饰面上，在所述圆筒形饰面上的所述中空的体积的宽度沿着所述长度改变。
12.根据权利要求1所述的流动控制设备，其中，所述第一端口的开口能相对于所述第二端口的开口沿着所述流体路径的长度运动。
13.根据权利要求1所述的流动控制设备，其中，所述流体路径在所述第一位置处的宽度限定第一孔径，流体通过所述第一孔径通过所述第一端口的开口在所述第一位置处流入所述流体路径中。
14.根据权利要求13所述的流动控制设备，其中，所述流体路径在所述第二位置处的宽度限定第二孔径，来自所述流体路径的流体通过所述第二孔径在所述第二位置处从所述流体路径通过所述第二端口的开口流入所述第二端口中。
15.根据权利要求14所述的流动控制设备，其中，所述第一孔径和所述第二孔径调整从源通过所述第一端口、所述流体路径和所述第二端口的组合到相应的目标接受者的流体的流动。
16.一种流动控制设备，其包括：
第一流动控制组装元件，所述第一流动控制组装元件包括用流体填充的通道，所述通道的宽度沿着所述通道的长度改变；和
第二流动控制组装元件，所述第二流动控制组装元件与所述第一流动控制组装元件接触，所述第二流动控制组装元件包括与所述通道流体连通的第一端口，所述第二流动控制组装元件的所述第一端口的位置能相对于布置在所述第一流动控制组装元件上的所述通道调节以控制通过所述通道的流体的流速。
17.根据权利要求16所述的流动控制设备，其中，所述第二流动控制组装元件包括第二端口，所述第二流动控制组件的所述第二端口与布置在所述第一流动控制组装元件上的所述通道流体连通。
18.根据权利要求17所述的流动控制设备，其中，所述通道布置在所述第一流动控制组装元件的平面表面上。
19.根据权利要求18所述的流动控制设备，其中，所述第二流动控制组装元件由刚性材料制造；并且
其中，所述第二流动控制组装元件的所述第一端口和所述第二端口在相应的固定位置处布置在所述第二流动控制组装元件上。
20.根据权利要求19所述的流动控制设备，其中，所述第二流动控制组装元件包括平面表面区域，所述第一端口和所述第二端口通过所述平面表面区域与布置在所述第一流动控制组装元件上的所述流体路径流体连通；并且
其中，所述第二流动控制组装元件的表面区域可滑动地覆盖所述通道，所述表面区域和所述通道的组合在所述第一端口和所述第二端口之间产生流体密封的通路，从所述第一端口输入到所述通道的第一位置的流体穿过所述流体密封的通路，并且从所述通道的第二位置输出到所述第二端口中。
21.根据权利要求17所述的流动控制设备，其中，所述通道沿着所述第一流动控制组装元件的基本平面的表面布置；并且
其中，所述第一端口通过所述第二流动控制组装元件的基本平面的表面布置，所述第二流动控制组装元件的基本平面的表面与所述第一流动控制组装元件的基本平面的表面接触。
22.根据权利要求21所述的流动控制设备，其中，所述第二流动控制组装元件相对于所述第一流动控制组装元件转动，所述第二流动控制组装元件相对于所述第一流动控制组装元件转动的角度的变化控制穿过所述通道和所述第一端口的流体的流速。
23.根据权利要求17所述的流动控制设备，其中，在所述第二流动控制组装元件相对于所述第一流动控制组装元件的角转动的变化和所引起的通过所述流体路径的流体的流速的变化之间的关系是线性的。
24.一种制造流动控制组件的方法，所述方法包括：
接收第一流动控制组装元件，所述第一流动控制组装元件包括通道，所述通道的宽度沿着其长度改变；
接收第二流动控制组装元件，所述第二流动控制组装元件包括端口；以及
将所述第一流动控制组装元件紧固到所述第二流动控制组装元件，所述端口的位置相对于所述通道改变以控制在所述端口中通过所述通道的流体的流动。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，将所述第一流动控制组装元件紧固到所述第二流动控制组装元件的步骤包括将所述通道对准成使其能相对于所述端口滑动并且与所述端口流体连通。
26.一种方法，其包括：
在流体源和目标接受者之间提供流体路径，所述流体路径包括流体流动控制组件，所述流体流动控制组件包括第一流体流动控制组装元件和第二流体流动控制组装元件，所述第一流体流动控制组装元件包括渐缩的通道，所述第二流体流动控制组装元件包括端口；以及
调节所述渐缩的通道相对于所述端口的定位以控制从所述流体源到所述目标接受者的流体的流动。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述渐缩的通道布置在所述第一流体流动控制组装元件的表面上；
其中，所述端口布置在所述第二流体流动控制组装元件的表面上；并且
其中，所述第一流体流动控制组装元件的所述表面可滑动地接触所述第二流体流动控制组装元件的所述表面。
28.根据权利要求26所述的方法，其中，调节所述渐缩的通道相对于所述端口的定位的步骤包括：
调节所述第一流体流动控制组装元件相对于所述第二流体流动控制组装元件的取向以将所述端口沿着所述渐缩的通道的长度定位在期望的位置处。
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