CN108119345B - 蠕动泵装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蠕动泵装置,在该蠕动泵装置的微型蠕动泵中,向形成为片体状的微流体芯片内的圆弧状流路按压转子,利用马达驱动转子使其旋转,通过转子的旋转使圆弧状流路蠕动从而输送流体。在该蠕动泵装置设有用于控制马达的旋转速度的控制电路,在该控制电路设有:旋转传感器,其用于检测转子的旋转位置,并产生表示该旋转位置的检测信号;以及存储器,其预先存储该转子的旋转位置和与该旋转位置相对应的该马达的旋转速度数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种在使培养液、各种试剂等的微量流体流经微型流体流路而进行细胞培养、试剂筛选、化学分析等时使用的蠕动泵装置,特别是涉及一种能够有效地减小输送流体时的脉动的蠕动泵装置。
背景技术
以往,通过日本特开2004-92537号公报等公知有一种蠕动泵,在该蠕动泵中,多个辊旋转自如地轴支承于圆形的转子,使转子的各辊的外周面按压于软管,一边使转子旋转,一边输送软管内的流体。
以往的这种蠕动泵构成为,多个辊旋转自如地轴支承于利用马达进行旋转驱动的圆形的转子的外周部,各辊的支轴与转子的旋转轴平行地配置,在转子旋转时,使各辊的外周面按压于软管(可挠性导管),一边使转子的辊依次按压于软管地旋转移动,一边输送液体。
但是,在这种蠕动泵中,在转子设置多个辊,一边向软管按压各辊,一边使转子转动,从而经由软管来输送液体,因此,流经软管内的液体的流量必然会产生脉动。
因此,在上述蠕动泵设有用于检测转子的旋转位置的传感器,在各辊以预定的旋转角度压扁软管地前进时,对转子驱动用的马达的旋转进行控制,以使液体的流量的脉动变为最小。
但是,在上述蠕动泵中会产生这种现象,即,在各辊伴随着转子的旋转从其按压着的软管离开时,由于软管的恢复力导致对软管内施加负压,流量急剧地减少。因此,在上述蠕动泵中,虽然与各转子的旋转位置相应地控制了辊驱动用的马达的旋转,以抑制液体的脉动,但还是存在难以充分地减小脉动的课题。
另一方面,本申请人在WO2015/173926A1中提出了通过转子的旋转来使圆弧状流路蠕动从而输送流路内的液体的蠕动泵。在该蠕动泵中,在片体状的微流体芯片内形成圆弧状流路来作为微型流体流路,将转子按压于微流体芯片的圆弧状流路,利用马达驱动转子使其旋转。
该蠕动泵构成为,三个辊在与转子的旋转轴垂直的平面上被保持为在平面上按压接触圆弧状流路并自如旋转,微流体芯片的圆弧状流路以其横截面成为大致山形形状的方式从微流体芯片的平面鼓出并形成为圆弧状,并且沿辊的旋转轨迹配置,从与辊相反的一侧覆盖圆弧状流路地安装有罩,当在马达的驱动下使转子旋转时,一边使辊的外周面在平面上按压于圆弧状流路一边使辊旋转,从而输送圆弧状流路内的液体。
但是,在该蠕动泵中,辊能够以非常小的载荷压扁圆弧状流路来送液,因此,能够减小转子的旋转负载并使马达小型化,并且,当拆下盖时,能够简单地更换微型流路片,但还是会发生流体的脉动,存在难以减小脉动的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够将输出流体时的脉动减小至足够小的蠕动泵装置。本发明的目的能够通过下述结构的蠕动泵装置来达成。
即,本发明的蠕动泵装置的特征在于,该蠕动泵装置具有:基部,其具有盖构件,并在该基部的内部具有芯片收纳部;片体状的微流体芯片,其收纳于该芯片收纳部内,并在内部形成有圆弧状流路;以及微型蠕动泵,在该微型蠕动泵的顶端部安装有能够利用马达进行旋转驱动的转子,多个辊旋转自如地轴支承于该转子,将该辊按压于该圆弧状流路并将该微型蠕动泵安装于该基部,在该蠕动泵装置中,该多个辊空开相等的角度间隔地支承在与该转子的旋转轴垂直的平面上,并且按压接触该圆弧状流路地在该平面上旋转自如,该微流体芯片的该圆弧状流路从该微流体芯片的表面鼓出而形成为圆弧状,并且沿该多个辊的旋转轨迹配置,排出流路形成为,使该辊在旋转时从该圆弧状流路的排出侧的排出流路逐渐地离开。
在此,能够设为这样的结构,即,弯曲形成上述圆弧状流路的排出侧的排出流路,该排出流路的圆弧部的曲率半径大于该辊的旋转轨迹的曲率半径且小于辊的旋转轨迹的曲率半径的1.5倍,排出流路的圆弧中心从转子的旋转轴中心向圆弧开口侧偏离地形成。
此外,在此,能够设为这样的结构,即,上述排出流路形成为,其一部分从该微流体芯片的表面鼓出而形成为圆弧状,并且随着朝向排出端而逐渐地埋入该微流体芯片内从而鼓出部分逐渐地消失,使该辊在旋转时从该鼓出的排出流路逐渐地离开。
根据本发明的蠕动泵装置,转子的各辊这样进行动作,即,在其将形成于微流体芯片的圆弧状流路按压并压扁地排出流体时,辊从圆弧状流路的排出流路逐渐地离开,按压逐渐地结束。
因此,在辊从排出流路离开时,逐渐产生由于微流体芯片的恢复力而导致的对排出流路内施加的负压。因此,能够抑制排出流路内的急剧的流量的增大和之后急剧的减少,由此,从微流体芯片的圆弧状流路输出的流量均匀化,能够将流体的流量的脉动减小至足够小。
在此,优选的是,在上述微流体芯片内的圆弧状流路的排出侧的流路设置缓冲室,在缓冲室的排出侧的流路设置狭窄部。由此,能够在排出流路产生缓冲作用,能够将排出流量的脉动减小至更小。
此外,在此,优选的是,在上述蠕动泵装置中设置用于控制上述马达的旋转速度的控制电路,在控制电路设置:旋转传感器,其用于检测转子的旋转位置,并产生表示旋转位置的检测信号;以及存储器,其预先存储转子的旋转位置和与旋转位置相对应的该马达的旋转速度数据。
此外,优选的是,将控制电路设为这样进行控制的结构,即,基于从该旋转传感器输入的检测信号,根据存储于该存储器的数据计算出该马达的指令旋转速度,基于该指令旋转速度控制该马达的旋转,从而在所述辊将所述排出流路按压并压出流体之后该辊离开该排出流路的行程中,使该辊的旋转速度增速,在该辊离开该排出流路之后,立刻使该辊的旋转速度减速,使该旋转速度恢复为正常速度。
由此,在上述辊按压排出流路并压出流体地从排出流路离开的行程中,辊的旋转速度暂时增速,因此,能够抑制在辊从排出流路离开后立刻产生的、由微流体芯片的恢复力引起的排出流路内的负压所导致的、排出流量的下降,能够将排出流量的脉动减小至更小。这样,根据本发明的蠕动泵装置,能够将在输出流体时的脉动减小至足够小。
附图说明
图1A、图1B是表示本发明的蠕动泵装置的微型蠕动泵的第1实施方式的立体图。
图2是第1实施方式的微型蠕动泵的俯视图。
图3是图2的III-III剖视图。
图4是从下方观察到的微型蠕动泵的立体图。
图5是微型蠕动泵的左视图。
图6是第1实施方式的微型蠕动泵的仰视图。
图7是将盖构件和微流体芯片拆下了的状态下的俯视图。
图8是图7的VIII-VIII剖视图。
图9A是微流体芯片的下表面侧的立体图,图9B是从俯视角度观察到的立体图。
图10A是微流体芯片的仰视图,图10B是微流体芯片的侧视图。
图11是图10的XI-XI剖视图。
图12A是转子的立体图,图12B是从仰视角度观察到的立体图。
图13A是表示圆弧状流路、转子这两者与盖构件之间的关系的俯视图,图13B是其B-B剖视图。
图14是示出了圆弧状流路的曲率半径r1和外侧排出流路的曲率半径r2的、微流体芯片的仰视图。
图15是蠕动泵装置的包括控制电路在内的整体结构图。
图16是表示蠕动泵装置的动作的说明图。
图17是表示圆弧状流路的流路宽度和辊的在轴向上的长度之间的关系的说明图。
图18A是表示另一实施方式的、圆弧状流路、转子这两者与盖构件之间的关系的俯视图,图18B是其B-B剖视图。
图19是表示另一实施方式的盖构件、圆弧状流路、转子和排出侧流路的俯视图。
图20是第2实施方式的蠕动泵装置的微流体芯片的仰视图。
图21是表示第2实施方式的蠕动泵装置的动作的说明图。
图22A是表示在对转子进行旋转速度控制并使脉动最小时的、排出流量变化的图表,图22B是表示在不进行旋转速度控制的情况下的该蠕动泵装置的流量变化的图表,图22C是表示作为比较例的以往的蠕动泵装置的流量变化的图表。
图23是另一实施方式的微流体芯片的仰视图。
图24是第3实施方式的蠕动泵装置的微流体芯片的仰视图。
图25是第3实施方式的微流体芯片的仰视立体图。
图26是表示第3实施方式的微流体芯片与转子之间的关系的仰视图。
具体实施方式
以下,基于附图所示的实施方式来说明本发明。另外,本发明并不限定于实施方式。权利要求的要素内的所有的变更或者与该要素相关的等同要素包含在权利要求的范围内。
图1~图17表示第1实施方式的蠕动泵装置,如图15所示,该蠕动泵装置构成为具有:基部2,其用于收纳微流体芯片20;微型蠕动泵1,其固定于基部2的下部,并利用马达4来驱动转子10;以及控制电路30,其用于控制马达4的旋转速度。
在微型蠕动泵1中,能够被马达4驱动的转子10安装于该微型蠕动泵1的上部,三个辊15在转子10的水平面上空开间隔地以放射状轴支承于该转子10,相对于形成在微流体芯片20的凹部27内的圆弧状流路21按压三个辊15,转子10和辊15旋转,输送微小流量的液体。
大体而言,在微型蠕动泵1中,在片体状的微流体芯片20内形成有圆弧状流路21作为微型流体流路,将转子10的三个辊15按压于微流体芯片20的圆弧状流路21,利用马达4驱动转子10来使其旋转,通过三个辊15的旋转来使圆弧状流路21蠕动,从而输送流路内的液体。如图1所示,马达4朝上地固定在设于基部2的下部的安装部3。
在安装部3的上部一体地形成板状部来构成基部2,在板状部形成有大致正方形的芯片收纳部8,该芯片收纳部8作为用于收纳微流体芯片20的保持件而发挥功能。安装部3朝向下侧地突出设置于板状部的下侧,马达4朝上地安装于该安装部3。在安装部3形成有向下方开口的开口部,马达4的输出轴侧从下侧插入并固定于该开口部。大致长方形的芯片收纳部8形成于基部2的板状部的上表面,该芯片收纳部8形成为片体状的空间且上方开口。在芯片收纳部8的中央形成有圆形的开口部9,图12所示的转子10的上部从下侧插入该圆形的开口部9。
如图3所示,马达4的输出轴4a朝上地设置,弹簧保持部13以从上方覆盖该输出轴4a的方式固定于该输出轴4a。倒扣杯子的形状的转子10(图12)以从上方覆盖弹簧保持部13的方式隔着螺旋弹簧14安装于该弹簧保持部13上。在弹簧保持部13的外周,螺旋弹簧14安装于该弹簧保持部13的凸缘部13a和转子10之间。
相对于弹簧保持部13即马达4的输出轴4a,转子10被该螺旋弹簧14向上方施力。在弹簧保持部13的上部突出设置有成为转子10的旋转轴的、轴状的顶端部13b,弹簧保持部13的顶端部13b作为旋转轴嵌合于设于转子10的中央的异形孔而与转子10相连结。
使马达4的输出轴4a嵌合于弹簧保持部13的中央轴孔而使弹簧保持部13与输出轴4a相连结,马达4的旋转驱动力经由弹簧保持部13向转子10传递,从而转子10旋转。对于马达4而言,例如使用内置有减速器的、非常小型的DC马达或步进马达,以低速对该马达4的输出轴4a进行旋转驱动。
如图15所示,根据转子10的旋转位置,利用控制电路30来精确地控制马达4的旋转。因此,在马达4安装有用于检测其输出轴4a的旋转即转子10的旋转并产生其检测信号的旋转传感器33。旋转传感器33例如使用光断续器或磁传感器等构成,在预定的旋转角度位置输出检测信号。旋转传感器33也可以是检测原点位置并且检测旋转角度位置的传感器,或者,也可以是只检测转子10的原点位置的传感器,在该情况下,控制电路30与马达4的旋转驱动相应地,基于原点位置计算旋转角度数据。
控制电路30由微型计算机构成,基于预先存储的马达控制用程序来控制马达4的旋转速度,以抑制微型蠕动泵1的排出流量的脉动。因此,将转子10的旋转角度和指令旋转速度数据作为例如表格数据预先存储在控制电路30的存储器31中。控制电路30如下进行控制:在马达4驱动时基于从旋转传感器33输入的检测信号(旋转角度信号)来决定指令旋转速度,基于指令旋转速度来驱动控制马达4,特别是当转子10上的各辊15到达微流体芯片20的外侧排出流路25时,在辊15从外侧排出流路25离开的时刻,以急剧地加速转子10的旋转速度或逐渐地降低转子10的旋转速度的方式适当地进行速度控制,以抑制流体排出时的流量的增减。
安装于弹簧保持部13的螺旋弹簧14是弹力非常小的弹簧,在从上方按压转子10时,在螺旋弹簧14的弹力的作用下,转子10在较弱的弹力的作用下被稍微上推,对转子10施加朝上的载荷。另外,也能够替代螺旋弹簧,使用板簧等来对转子10向上方施力。
如图8、图12所示,上述转子10形成为在圆筒部12的上部设有圆形的平面部11,在平面部11形成有三个保持孔17,上述成为自如旋转体的辊15旋转自如地轴支承于各保持孔17内。盖部11a利用三根安装螺钉19以覆盖三个辊15的方式安装于平面部11,保持孔17内的各辊15利用辊轴15a旋转自如地轴支承地安装于该保持孔17内。设于平面部11的三个保持孔17以120°的角度间隔形成,辊15利用配设为放射状的辊轴15a旋转自如地轴支承在各保持孔17内。如图8所示,在盖部11a形成有比保持孔17小径的孔,各辊15的上部稍微从该孔突出并露出来。
三个辊15以大约120°的角度间隔配置于转子10上,120°间隔的三个辊15抵接于圆弧状流路21并旋转,该圆弧状流路21以大约240°的角度范围形成于微流体芯片20,因此,在旋转时,始终处于两个辊15压扁圆弧状流路21的状态,由此,能够良好地保持泵的密封性。
如图7所示,辊15的辊轴15a在俯视时配置为放射状,并且,如图8所示,辊15的辊轴15a被倾斜地保持为其外周部更向下方且其内周部更向上方。此外,辊15形成为圆台状,其外周面如图8所示倾斜地形成为在内周侧较细且在外周侧较粗。由此,如图3、图8所示,三个辊15配设为其上部外周面在转子10的平面部11上相对于平面部11的平面成为水平。
这样,以放射状配设于平面部11上的辊15形成为圆台状,辊15的辊轴15a倾斜地轴支承,各辊15的上部外周面与平面部11平行并稍微地突出,因此,当三个辊15抵接于其上的微流体芯片20的圆弧状流路21地旋转时,内周部和外周部的转速相同。此外,该三个辊15的旋转轨迹5(图14)的半径设定为与微流体芯片20的圆弧状流路21的半径相同。
并且,如图3所示,辊15设为这样的构造,即,辊15在其与保持孔17的底面之间具有间隙地被轴支承,辊15的外周面不与保持孔17的底面接触。由此,在转子10旋转时,能够将辊15的旋转负载设为最小,从而能够以最小的负载使辊15旋转。并且,如图17所示,圆弧状流路21的流路宽度h1和辊15的在轴向上的宽度h2形成为大致相同。由此,辊15的在轴向上的宽度h2在能够压扁圆弧状流路21地滚动的情况下成为最小的宽度,因此,当辊15按压外侧排出流路25而排出流体时,能够逐渐地排出流体,能够减小排出流量的脉动。
另一方面,如图3所示,在供转子10从下方插入的基部2内形成有长方形板状的芯片收纳部8,将微流体芯片20以其凹部27内的圆弧状流路21为底面侧的方式收纳于芯片收纳部8内。如图1所示,在基部2的上部,板状的盖构件6从微流体芯片20的上表面即从与辊15相反的一侧利用固定螺钉2a固定于基部2上,该盖构件6从上表面覆盖圆弧状流路21的部位。盖构件6利用硬质的透明合成树脂成形,并能够透过盖构件6观察内部的微流体芯片20内的状态。另外,也能够替代用于固定盖构件6的固定螺钉2a,使用固定夹子等固定用具来固定盖构件6。
如图13所示,盖构件6形成为在该盖构件6的微流体芯片20侧的内侧面具有平坦部62和凹部61。盖构件6的凹部61设于向圆弧状流路21的外侧弯曲的排出侧部分、即设于与外侧排出流路25相对应的部位,如图13所示,该凹部61设于各辊15结束与圆弧状流路21的接触而排出流体的部分。在此,如图14所示,外侧排出流路25是以圆弧状流路21从辊15的旋转轨迹5的部位离开并向外侧导出的方式向外侧弯曲的流路部分。
如图13所示,在盖构件6的除凹部61之外的内侧面设有平坦部62。平坦部62和凹部61之间的分界部分由没有台阶的、平缓的曲面63连接而形成。也就是说,形成于盖构件6的内侧面的凹部61形成在与圆弧状流路21的排出流路相对应的位置,并且该凹部61以使辊15对圆弧状流路21的按压在排出流路中逐渐地消失或减弱的方式形成。由此,当各辊15到达圆弧状流路21的外侧排出流路25附近时,能够降低对流路施加的按压力,能够抑制当辊15到达圆弧状流路21的外侧排出流路25时易于发生的排出流量的增减。
另外,为了减小流体的排出流量的脉动,只要在盖构件6的内侧面的用于覆盖外侧排出流路25的部分设置凹部61而形成为降低辊15对外侧排出流路25按压的按压力即可,为了减小脉动,不一定必须利用盖构件6的凹部61来覆盖吸入流路24。但是,如图18所示,如果在盖构件6的内侧面的用于覆盖吸入流路24的部分也设置凹部61来降低辊15对该部分的按压力,则即使在例如使马达4反向旋转、并使转子10以与图16的正向旋转相反的方向旋转、从而使流体的输送方向变为相反的方向地使用时,也能够与正向旋转时同样地减小流体的排出流量的脉动。
如图9、图10、图11所示,微流体芯片20利用PDMS、硅酮树脂等软质透明的合成树脂即高分子弹性体形成为长方形的片体状。在微流体芯片20的底面中央形成有圆形的凹部27,在该凹部27内形成有圆弧状流路21。圆弧状流路21的半径与转子10上的三个辊15的旋转轨迹5的半径相同,辊15在圆弧状流路21的下表面精确地滚动并按压该下表面。此外,如图17所示,圆弧状流路21的在横截方向上的宽度(流路宽度h1)与辊15的在轴向上的长度h2相同。
如图10所示,在圆弧状流路21的左侧形成有用于吸入流体的吸入流路24,该吸入流路24作为旋转的辊15开始对圆弧状流路21的按压的部分,在圆弧状流路21的右侧形成有用于排出流体的外侧排出流路25,该外侧排出流路25作为旋转的辊15结束对圆弧状流路21的按压的部分。像上述那样,该吸入流路24和外侧排出流路25是圆弧状流路21的从辊15的旋转轨迹5离开的部分,并以从圆弧状流路21平缓地弯曲地连接的方式形成。也就是说,在此,如图14所示,圆弧状流路21的吸入侧附近部分即吸入流路24和排出侧附近部分即外侧排出流路25的曲率半径r2形成为与辊15的旋转轨迹5的曲率半径r1大致相同的长度,该吸入流路24和外侧排出流路25以平缓的弯曲从辊15的旋转轨迹5离开。
在此,只要在向外侧弯曲的外侧排出流路25的曲率半径r2大于转子10的辊15的旋转轨迹5的曲率半径r1的1/2且小于曲率半径r1的2倍的范围内、以平缓的曲率使外侧排出流路25弯曲地形成,就能够抑制排出流量的增减。由此,如图16的F所示,在辊15结束对圆弧状流路21的按压的外侧排出流路25中形成为,辊15对外侧排出流路25的按压逐渐地结束,从而抑制流体的排出流量的增减。在将外侧排出流路25的曲率半径r2设为旋转轨迹5的曲率半径r1的1/2以下的情况下,抑制流体的排出流量的脉动的作用变小。
另外,为了减小流体的排出流量的脉动,只要外侧排出流路25以从圆弧状流路21平缓地弯曲地连接的方式形成即可,为了减小脉动,不一定必须使吸入流路24平缓地弯曲。但是,如图14所示,若吸入流路24也以其曲率半径r2形成为与辊15的旋转轨迹5的曲率半径r1大致相同的长度并以平缓的弯曲从辊15的旋转轨迹5离开的方式延伸设置,则在例如使马达4反向旋转、并使转子10以与图16的正向旋转相反的方向旋转、从而使流体的输送方向反转为反方向地使用时,能够在反向旋转时也与正向旋转时同样地减小流体的排出流量的脉动。
如图13所示,在微流体芯片20的主体中央的底面形成有圆形的凹部27,转子10的上部从下方插入在该圆形的凹部27内,辊15一边压扁其旋转轨迹5上的圆弧状流路21一边旋转。圆弧状流路21的吸入侧的吸入流路24和排出侧的外侧排出流路25从圆弧状流路21离开而向凹部27的外部延伸设置,用于供微量流体流动的软管状的流路形成到微流体芯片20内的缘部。并且如图9所示,在吸入流路24的端缘部连接有外部连接用的连接管(不锈钢管等)26。
如图11所示,微流体芯片20的圆弧状流路21以其横截面向下侧鼓出为山形形状的方式形成于底面,圆弧状流路21的上表面成为平坦形状,由此,即使在较小的按压载荷的作用下,辊15也能够一边良好地压扁圆弧状流路21一边滚动。
这样的形状的微流体芯片20在制造时例如能够以这样的方式成形、接合而制作,即,使用相同厚度的两片高分子弹性片体(PDMS等的片体),将下侧的片体叠合于上侧的片体,使下侧的片体成形并使圆形的凹部27形成于底面,并且,在凹部27内形成圆弧状流路21。这时,对于凹部27内的圆弧状流路21而言,以流路的横截面鼓出为山形形状的方式使下侧的较薄的第2弹性片体23的局部挠曲为圆弧状地粘接而制作。由此,如图11所示,微流体芯片20的成为泵部的圆弧状流路21的部分通过使厚度较薄的第2弹性片体23挠曲为圆弧状地接合于厚度较厚的第1弹性片体22的下方而成。
作为微流体芯片20的具体例,例如,如图11所示,将厚度大约1.1mm的第1弹性片体22和第2弹性片体23以叠合的方式接合来进行制作。在该情况下,若将泵部的凹部27的深度设为大约0.8mm,则泵部的第2弹性片体23的厚度成为大约0.3mm,圆弧状流路21的鼓出侧的外侧层的厚度成为大约0.3mm,圆弧状流路21内空间的高度幅度成为大约0.1mm。
这样,在第2弹性片体23的下表面形成圆形的凹部27,在凹部27内形成圆弧状流路21,因此,通过调整该凹部27的深度,能够形成能够在少量的按压载荷的作用下压扁的圆弧状流路21。也就是说,只要改变凹部27的深度就能够调整圆弧状流路21的外侧层的厚度,因此,能够以这样的方式制作圆弧状流路21,即,良好地保持圆弧状流路21的耐久性,并且使由辊15进行压扁时的载荷成为最小。
另外,在上述实施方式中,从基部2的下侧将马达4朝上地固定,在收纳于基部2内的芯片收纳部8内的微流体芯片20的下表面设置蠕动泵用的圆弧状流路21,将按压用的辊15轴支承在利用马达4进行旋转驱动的转子10的上表面,但也可以设为这样的结构,即,将这些构件配设为上下反转的位置和形态,相对于形成于微流体芯片20的上表面的圆弧状流路,按压被配设于其上侧的转子的下表面的辊,利用朝向下方地配设有输出轴的马达来驱动转子使其旋转。
此外,收纳于上述芯片收纳部8内的微流体芯片20的形状如图9所示那样设为了长方形,但也可以设为正方形或三角形,此外,也可以是,使各个芯片构件形成为芯片模块,作为将这些芯片模块组合使用的芯片模块来构成微流体芯片20。
接着,说明上述结构的蠕动泵装置的使用形态和其动作。例如在使培养液、各种试剂等的微量流体流经微流体芯片20的流路来进行细胞培养、试剂筛选、化学分析等时,使用该蠕动泵装置。
拆下泵的上表面的固定螺钉2a从而拆下盖构件6,如图8所示,使基部2内的芯片收纳部8的上方开放,在其内部的预定位置以使微流体芯片20的凹部27的圆弧状流路21为下侧的方式收纳要使用的微流体芯片20。这样,仅通过拆下盖构件6就能够简单地安装微流体芯片20,因此,在每次培养、分析时更换微流体芯片20的情况下,能够非常简单地进行芯片的更换,能够容易地进行微流体芯片的一次性使用。
在芯片收纳部8内安装微流体芯片20,将盖构件6安装于预定的位置,利用固定螺钉2a固定盖构件6,这时,微流体芯片20的凹部27内的圆弧状流路21与转子10的三个辊15抵接,成为辊15将圆弧状流路21按压并压扁的状态,转子10压缩螺旋弹簧14并稍微被下压。这时施加于辊15的按压载荷非常小,但由于鼓出为山形形状的圆弧状流路21的外侧层非常薄,此外,圆弧状流路21的与按压侧相反的一侧成为平坦形状,因此,如图3所示,辊15所抵接的圆弧状流路21的外侧层在低载荷下容易被压扁。
在该状态下,当马达4起动时,转子10向图16的顺时针方向旋转,如图16的A~H所示,三个辊15一边滚动一边移动,120°间隔的三个辊15一边依次压扁圆弧状流路21,一边在旋转轨迹5上自如地旋转,沿圆弧状流路21移动。这时,在图16的A~E中,②辊15以压出圆弧状流路21内的流体的方式滚动,从而流体从外侧排出流路25输出。
然后,当②辊15到达外侧排出流路25时,像图16的F~G那样,②辊15逐渐地从外侧排出流路25离开。这时,从外侧排出流路25输出的流体通过位于②辊15的跟前侧的①辊15的压出动作而被输出,②辊15以逐渐地从外侧排出流路25离开并解除按压的方式滚动,将流体从外侧排出流路25压出。其原因在于,外侧排出流路25成为以平缓地弯曲的方式从辊的旋转轨迹5偏离的形状。此外,这时,②辊15以利用盖构件6的凹部61而使按压力小于中间部的状态按压外侧排出流路25。因此,从外侧排出流路25排出的流体的流量不会急剧地增大。
此外,在辊15从外侧排出流路25离开的时刻,控制电路30进行控制,以在短时间内急剧地加速马达4的旋转速度。在②辊15在图16的G中从外侧排出流路25离开时,由于压扁了的外侧排出流路25复原,因此在流路内产生负压,流量易于急剧减少。这时,马达4的旋转速度在短时间内急剧地加速,比离开的辊15靠上游侧(与旋转方向相反的一侧)一个的①辊15也急剧地加速。
因此,通过①辊15的急速的按压,排出流量增大,对因负压引起的流量减少的量进行填补,抑制在辊15从外侧排出流路25离开时的、与流路内负压相伴的流量的急剧的减少。马达4的旋转速度在短时间的急剧的加速后,立即恢复为正常速度。
这样,②辊15完全从外侧排出流路25离开,在图16的H中,流体利用①辊15从外侧排出流路25输出,维持大致恒定的排出流量。
然后,当①辊15到达外侧排出流路25时,与上述同样地,①辊15逐渐地从外侧排出流路25离开,这时,以利用盖构件6的凹部61减小了按压力的状态按压外侧排出流路25。此外,在①辊15的离开时刻,控制电路30进行速度控制,以在短时间内急剧地将马达4的旋转速度加速。由此,与上述同样地,利用比①辊15靠上游侧一个的辊15的加速控制,来对因在①辊15从外侧排出流路25离开时产生的负压而导致的流量的减少进行填补,由此能够抑制从外侧排出流路25排出的流体的流量的急剧的减少,能够维持大致恒定的排出流量。
这样,各辊15结束对圆弧状流路21的按压的外侧排出流路25以平缓的曲率弯曲,且外侧排出流路25由盖构件6的凹部61覆盖着,因此,辊15从圆弧状流路21的外侧排出流路25逐渐地离开,并且辊15对外侧排出流路25进行的按压减弱。因此,能够抑制在辊15从其所压扁的外侧排出流路25压出时的、流体流量的急剧的增大,并且,在各辊15结束与圆弧状流路21的接触而离开的时刻,进行控制以在短时间内急剧地加速旋转速度,由此,能够将因从微流体芯片的圆弧状流路输出的流量的变化、特别是各辊15从圆弧状流路21离开时的流路的负压而导致的流体流量的脉动抑制为较小。
图19表示另一实施方式的蠕动泵装置。该蠕动泵装置构成为,在圆弧状流路21的排出侧的流路设有缓冲室41,在缓冲室41的排出侧的流路连接有狭窄部42,经由狭窄部42输出流体。缓冲室41形成为具有封闭的顶端的流路,狭窄部42例如使用微型针阀。
由此,在辊15按压圆弧状流路21而排出流体时,在狭窄部42的作用下,排出侧的流体压上升,流体压缩缓冲室41内的空气而流入该缓冲室41的内部。然后,流体经由狭窄部42以小流量逐渐地排出,且外侧排出流路25的流体压的上升被缓冲室41吸收。因此,在辊15从圆弧状流路21的外侧排出流路25离开时的流体的排出流量的变动被缓冲室41和狭窄部42吸收,排出流量的脉动减小为更小。
图20~图23表示第2实施方式的蠕动泵装置,图20表示该蠕动泵装置的微流体芯片220。另外,在图20、图21、图23所示的俯视图中,为了易于理解,以实线表示微流体芯片220的在俯视时不会出现的内部的流路等的线。
微流体芯片220利用PDMS、硅酮树脂等软质透明的合成树脂即高分子弹性体形成为长方形的片体状。在微流体芯片220的主体内中央形成有圆形的凹部227,在该凹部227内形成有圆弧状流路221。圆弧状流路221的半径与上述转子10(图7)上的三个辊15(图7)的旋转轨迹5的半径相同,辊15在圆弧状流路221的下表面精确地滚动并按压该下表面。此外,圆弧状流路221的在横截方向上的宽度与辊15的在轴向上的长度相同。
如图20所示,在圆弧状流路221的左侧形成有用于吸入流体的吸入流路224,该吸入流路224作为旋转的辊15(图7)开始对圆弧状流路221按压的部分,在圆弧状流路221的右侧形成有用于排出流体的排出流路225,该排出流路225作为旋转的辊15按压圆弧状流路221并压出流体的部分。该排出流路225以圆弧状流路221逐渐地从辊15的旋转轨迹5离开的方式弯曲形成,排出流路225的圆弧部的曲率半径r3大于辊15的旋转轨迹的曲率半径r1且小于辊15的旋转轨迹的曲率半径r1的1.5倍。
并且,如图20所示,排出流路225的圆弧中心C2从转子10的旋转轴中心C1向圆弧开口侧(图20右下的排出侧)偏离地形成。由此,排出流路225以平缓的弯曲从辊15的旋转轨迹5离开,成为在辊15旋转时使辊15从排出流路225逐渐地偏离的形状。
另外,如图23所示,对于以平缓的弯曲从辊15的旋转轨迹5离开的形状的排出流路而言,也能够使排出流路229的圆弧中心C3从转子10的旋转轴中心C1向圆弧开口侧的图23下侧偏离地形成。以排出流路229的圆弧部的曲率半径r4大于辊15的旋转轨迹的曲率半径r1且小于辊15的旋转轨迹的曲率半径r1的1.5倍这样的曲率弯曲来形成排出流路229。由此,排出流路229与图20的排出流路225同样地以平缓的弯曲从辊15的旋转轨迹5离开,成为在辊15旋转时使辊15从排出流路229逐渐地偏离的形状。
在此,在以排出流路225的曲率半径r3或排出流路229的曲率半径r4小于辊15的旋转轨迹5的曲率半径r1、或为曲率半径r1的1.5倍以上这样的曲率来弯曲形成排出流路225、229的情况下,在辊15旋转时很难使辊15以从排出流路225、229逐渐地偏离或分离的方式进行旋转。因此,抑制流体的排出流量的脉动的作用变小。
如图20所示,在圆弧状流路221的吸入侧的吸入流路224的端部,在微流体芯片220内连接有外部连接用的连接管(不锈钢管等)。排出侧的排出流路225从凹部227进入微流体芯片220的内部,与设于微流体芯片220内的缓冲室222连通连接。
在微流体芯片220内形成有两个缓冲室222、223,在缓冲室222和缓冲室223之间连接有狭窄部226,缓冲室223的输出侧连接有狭窄部228,狭窄部228的输出侧与未图示的排出口连通连接。缓冲室222、223的截面积形成为大于通常的流路和狭窄部226、228,对排出流体的流量变化产生缓冲作用。
由此,从蠕动泵排出的流体从圆弧状流路221的排出流路225经由缓冲室222、狭窄部226、缓冲室223以及狭窄部228排出,蠕动泵的排出流量的脉动利用串联连接的缓冲室222、223和狭窄部226、228而被较大程度地吸收。
微流体芯片220能够以与上述同样的方式成形、接合而制作,即,例如,使用相同厚度的两片高分子弹性片体(PDMS等的片体),将下侧的片体叠合于上侧的片体,使下侧的片体成形并形成圆形的凹部227,并且,在凹部227内形成圆弧状流路221。这时,对于凹部227内的圆弧状流路221而言,以流路的横截面鼓出为山形形状的方式使下侧较薄的第2弹性片体的局部挠曲为圆弧状地粘接。
由此,微流体芯片220的成为泵部的圆弧状流路221的部分通过使厚度较薄的第2弹性片体挠曲为圆弧状地接合于厚度较厚的第1弹性片体的下方而成。像上述那样,在这样的微流体芯片220中,在圆形的凹部227内形成有圆弧状流路221,该排出流路225从辊15的旋转轨迹5离开,成为在辊15旋转时使辊15从排出流路225或排出流路229(图23)逐渐地偏离的形状。
图22B的图表是表示针对设有上述结构的微流体芯片220的蠕动泵测量了排出流量的变化时的图表。在图22B的图表中,示出在使马达4以恒定速度旋转来驱动转子10、三个辊15压扁圆弧状流路221地旋转并输出流体时的排出流量的变化。在图22C的图表中,示出以往普遍使用的通常的蠕动泵(利用多个辊依次压扁圆弧状的软管来排出流体的结构的蠕动泵)的排出流量的变化。
从图22C的图表可知,在多个辊从圆弧状的流路离开的时刻Sh,流量增大,紧接其后,排出流量急剧地大幅度下降。该现象的原因在于,在辊压扁软管而压出流体并从软管离开的时刻Sh,被压扁了的软管由于其弹性恢复力而膨胀,这时在软管内产生负压。
与此相对,在设有微流体芯片220的上述结构的蠕动泵中,如图22B的图表所示,各辊15以从排出流路225逐渐地离开的方式旋转,且在微流体芯片220的排出侧设有两个缓冲室222、223和狭窄部226、228,因此,在各辊15离开的时刻Sh,排出流量虽然上下变化,但该排出流量的上下变化减小,可知排出流量的脉动得到抑制。
具有辊15的转子10被马达4驱动而旋转,如图15所示,控制电路30控制马达4的旋转速度。控制电路30由微型计算机构成,基于预先存储的马达控制用程序来控制马达4的旋转速度,以抑制微型蠕动泵1的排出流量的脉动。因此,将转子10的旋转角度和指令旋转速度数据作为例如表格数据预先存储在控制电路30的存储器31中。通过对试制的蠕动泵进行性能试验来测量旋转角度和指令旋转速度数据,并将最有利于减小脉动的数据存储于存储器31。
即,针对上述结构的蠕动泵装置,测量排出流量并且进行性能试验,这时,在排出流量大幅度下降的时刻Sh,控制马达4的旋转速度,以使转子10的旋转速度急剧地上升,并使排出流量成为大致恒定。将这时的转子10的旋转角度和旋转速度数据作为指示旋转速度数据,与转子10的旋转角度相对应地存储于存储器31。
存储有指示旋转速度数据的控制电路30在马达4驱动时,基于从旋转传感器33输入的检测信号(旋转角度信号)来决定指令旋转速度,基于指令旋转速度来对马达4进行驱动控制。在对马达4的旋转控制中进行这样的旋转控制,即,在转子10上的各辊15到达微流体芯片220的排出流路225时,在辊15从排出流路225离开的时刻Sh,将转子10的旋转速度急剧地加速,之后,立刻使该旋转速度恢复为正常速度。由此,如图22A的图表所示,排出流量的脉动大幅度减小。
接着,说明上述结构的蠕动泵装置的动作。与上述同样地,如图8所示,拆下基部2的盖构件6而使芯片收纳部8的上方开放,在其内部的预定位置以微流体芯片220的圆弧状流路221为下侧的方式收纳微流体芯片220。
在芯片收纳部8内安装微流体芯片220,将盖构件6安装于预定的位置,利用固定螺钉2a固定盖构件6,这时,微流体芯片220的凹部227内的圆弧状流路221成为抵接于转子10的三个辊15而被按压的状态,转子10压缩螺旋弹簧14并稍微被下压。这时施加于辊15的按压载荷非常小,但由于鼓出为山形形状的圆弧状流路221的外侧层非常薄,此外,圆弧状流路221的与按压侧相反的一侧成为平坦形状,因此,辊15所抵接的圆弧状流路221的外侧层在低载荷下容易被压扁。
在该状态下,当马达4起动时,转子10旋转,三个辊15向图21的顺时针方向旋转。这时,如图21的A~H所示,三个辊15一边滚动一边移动,120°间隔的各辊15一边依次从吸入流路224向排出流路225侧压扁圆弧状流路221,一边自如地旋转,在旋转轨迹5上旋转移动。
这时,在图21的A~B中,②辊15以压出圆弧状流路221内的流体的方式滚动,流体从排出流路225排出,然后,在图21的C~F中,排出流路225的被②辊15压扁的宽度逐渐地减小,在图21的G中,②辊15从排出流路225离开。这时,弹性片体在其弹性力的作用下复原,对排出流路225的内部施加负压,但同时由于转子10的旋转速度增速,因此,②辊15的上游侧(与旋转方向相反的一侧)的①辊15以急速地压出流体的方式发挥作用。
由此,因在排出流路225内产生的负压而导致的排出流量的减少被有效地填补,通过以对转子10的旋转速度进行暂时增速控制并立即恢复为正常速度的方式进行控制,辊15从排出流路225离开的时刻Sh的脉动大幅度地减小。
图22A是表示针对设有上述结构的微流体芯片220的蠕动泵装置而使上述控制电路30进行动作来控制马达4的旋转速度、并进行性能试验从而测量了排出流量的变化时的图表。根据该图22A的图表可知,在各辊15从排出流路225离开的时刻Sh,通过对辊15的旋转速度进行暂时增速控制并立即使旋转速度恢复为正常速度,从而大幅度地降低了排出流量的上下的峰值,大幅度地减小了脉动。
这样的排出流量的脉动减小效果为,将上述微流体芯片220的排出流路225的形状设为从辊15的旋转轨迹逐渐地离开的形状,利用缓冲室222、223和狭窄部226、228产生缓冲作用,且通过控制电路30对马达4的旋转速度的控制,在时刻Sh,以对辊15的旋转速度进行暂时增速控制并立即使旋转速度恢复为正常速度的方式进行控制,由此,能够大幅度地减小排出流量的上下的变动即脉动。
即,在对比图22A的图表与图22B、图22C的图表的情况下,在图22B的图表中,如图20所示,排出流路225的圆弧中心从转子10的旋转轴中心C1向排出侧偏离地形成,各辊15在将排出流路225压扁并离开时,逐渐地离开,且通过设于排出侧的缓冲室222、223和狭窄部226、228的缓冲作用,在时刻Sh的流量变化减小。并且,本实施方式的蠕动泵装置在时刻Sh,还对各辊15的旋转速度进行暂时增速控制,因此如图22A的图表所示,在各辊15从排出流路225离开的时刻Sh,排出流量的上下变化大幅度地减小,脉动被大幅度地抑制。
这样,在辊15从其按压着的排出流路225离开时,通过辊15从排出流路225逐渐地离开、流体经由缓冲室222、223、狭窄部226、228输出、以及在负压的时刻对转子10的旋转速度进行暂时增速控制,从而抑制了因微流体芯片220的恢复力而导致的对排出流路225内施加的负压,并且,急剧的流量的减少和之后的急剧的增大的程度减小。由此,从蠕动泵的微流体芯片220的圆弧状流路221输出的流量均匀化,能够将流体的流量的脉动减小至足够小。
图24~图26表示蠕动泵装置的第3实施方式的微流体芯片320。在图24~图26中,为了方便起见,表示使微流体芯片320的内侧面朝上的状态,图中的微流体芯片320以从图示的形态颠倒过来的状态收纳在基部2上的芯片收纳部8内而被使用。
对于该微流体芯片320而言,与上述同样地,例如,使用相同厚度的两片高分子弹性片体(PDMS等的片体),使下侧的片体叠合于上侧的片体,如图24所示,使下侧的片体成形并在中央形成圆形的凹部327,并且,在凹部327内形成圆弧状流路321。
这时,凹部327内的圆弧状流路321以流路的横截面鼓出为山形形状的方式使下侧较薄的第2弹性片体的局部挠曲为圆弧状地粘接而制作。由此,微流体芯片320的成为泵部的圆弧状流路321的部分通过使厚度较薄的第2弹性片体挠曲为圆弧状地接合于厚度较厚的第1弹性片体的下方而成。此外,圆弧状流路321的流路宽度与上述辊15的轴向的宽度大致相同,圆弧状流路321的曲率半径与辊15的旋转轨迹的半径大致相同。
并且,圆弧状流路321的排出侧的排出流路325从微流体芯片320的表面鼓出而形成为圆弧状,并且成为随着朝向排出端而逐渐地埋入微流体芯片320内的形状。也就是说,如图24~图26所示,圆弧状流路321的吸入侧的吸入流路324从表面鼓出而形成为圆弧状,排出流路325随着朝向其排出端而逐渐地进入微流体芯片320内,鼓出部分逐渐地消失。由此,如图26所示,辊15构成为,在旋转时,在到达排出流路325时,逐渐地从排出流路325离开。
在微流体芯片320收纳于上述基部2的芯片收纳部8内的状态下,上述转子10的辊15向图26的逆时针方向旋转。因此,图26的右侧成为圆弧状流路321的吸入侧的流路,其左侧成为圆弧状流路321的排出流路325。如图25所示,排出流路325形成为,随着其朝向排出端而逐渐地埋入微流体芯片320内,鼓出的部分逐渐地消失。
另外,虽省略图示,但与上述同样地,也能够这样构成,即,在排出流路325的排出端的输出口侧,缓冲室222、223和狭窄部226、228(图20)设置在微流体芯片320内并连通连接。此外,能够设为这样的结构,即,在驱动用的马达4连接图15所示的控制电路30,利用控制电路30来控制马达4。
与上述同样地,上述微流体芯片320收纳于基部2内的芯片收纳部8,当起动马达4来驱动转子10使其旋转时,三个辊15如图26所示那样向逆时针方向旋转,一边压扁微流体芯片320的圆弧状流路321,一边从排出流路325压出流体来输出流体。
当转子10被驱动而旋转时,三个辊15一边将圆弧状流路321按压并压扁一边进行旋转移动,从吸入流路324向排出流路325侧依次一边按压流路一边自如地旋转,如图26那样在旋转轨迹5上旋转移动。
各辊15以按压圆弧状流路321内的流体的方式滚动,流体从排出流路325排出,当各辊15在排出流路325上将该排出流路325压扁地滚动时,随着朝向排出端,辊15压扁的量逐渐变少,其结果是,辊15逐渐地从排出流路325离开。
当辊15从排出流路325离开时,在微流体芯片320的弹性力的作用下,排出流路复原,易于对内部施加负压,但排出流路325的鼓出的截面积逐渐变少,排出流路325进入芯片内而辊15逐渐地从排出流路325离开,同时在辊15离开的时刻,辊15的旋转速度被暂时增速控制,上游侧(与旋转方向相反的一侧)的辊15以急速地压出流体并立即恢复为正常速度的方式进行动作。
由此,因在排出流路325内产生的负压而导致的排出流量的减少被填补,通过辊15从排出流路325逐渐地离开且对辊15的旋转速度进行增速控制,从而在辊15从排出流路325离开的时刻产生的流量的脉动大幅度地减少。并且,通过设于排出侧的缓冲室222、223和狭窄部226、228(图20)的缓冲作用,也能够有效地减小排出流量的脉动。这样,从蠕动泵的微流体芯片320的圆弧状流路321输出的流量均匀化,能够将流体的流量的脉动减小至足够小。
Claims (12)
1.一种蠕动泵装置,其中,
该蠕动泵装置具有:
基部,其具有盖构件,并在该基部的内部形成有芯片收纳部;
片体状的微流体芯片,其收纳于该芯片收纳部内,并在内部形成有圆弧状流路;以及
微型蠕动泵,在该微型蠕动泵的顶端部安装有能够利用马达进行旋转驱动的转子,多个辊旋转自如地轴支承于该转子,将该辊按压于该圆弧状流路并将该微型蠕动泵安装于该基部,
在该蠕动泵装置中,
该多个辊空开相等的角度间隔地支承在与该转子的旋转轴垂直的平面上,并且按压接触该圆弧状流路地在该平面上旋转自如,
该微流体芯片的该圆弧状流路从该微流体芯片的表面鼓出而形成为圆弧状,并且沿该多个辊的旋转轨迹配置,
弯曲形成该圆弧状流路的排出侧的排出流路,其中,该排出流路的圆弧部的曲率半径大于该辊的旋转轨迹的曲率半径且小于该辊的旋转轨迹的曲率半径的1.5倍,
该排出流路的圆弧中心从所述转子的旋转轴中心向圆弧开口侧偏离地形成,
排出流路形成为,使该辊在旋转时从该圆弧状流路的排出侧的排出流路逐渐地离开。
2.根据权利要求1所述的蠕动泵装置,其中,
在所述微流体芯片内的圆弧状流路的排出侧的流路设有缓冲室,在该缓冲室的排出侧的流路设有狭窄部。
3.根据权利要求1所述的蠕动泵装置,其中,
在该蠕动泵装置设有用于控制所述马达的旋转速度的控制电路,在该控制电路设有:旋转传感器,其用于检测所述转子的旋转位置,并产生表示该旋转位置的检测信号;以及存储器,其预先存储该转子的旋转位置和与该旋转位置相对应的该马达的旋转速度数据。
4.根据权利要求3所述的蠕动泵装置,其中,
所述控制电路构成为,基于从该旋转传感器输入的检测信号,根据存储于该存储器的数据计算出该马达的指令旋转速度,基于该指令旋转速度来控制该马达的旋转,从而在所述辊按压所述排出流路并压出流体之后所述辊离开该排出流路的行程中,使该辊的旋转速度增速,在该辊离开该排出流路之后,立刻使该辊的旋转速度减速,使该旋转速度恢复为正常速度。
5.一种蠕动泵装置,其中,
该蠕动泵装置具有:
基部,其具有盖构件,并在该基部的内部形成有芯片收纳部;
片体状的微流体芯片,其收纳于该芯片收纳部内,并在内部形成有圆弧状流路;以及
微型蠕动泵,在该微型蠕动泵的顶端部安装有能够利用马达进行旋转驱动的转子,多个辊旋转自如地轴支承于该转子,将该辊按压于该圆弧状流路并将该微型蠕动泵安装于该基部,
在该蠕动泵装置中,
该多个辊空开相等的角度间隔地支承在与该转子的旋转轴垂直的平面上,并且按压接触该圆弧状流路地在该平面上旋转自如,
该微流体芯片的该圆弧状流路从该微流体芯片的表面鼓出而形成为圆弧状,并且沿该多个辊的旋转轨迹配置,
所述圆弧状流路的排出流路形成为,其一部分从该微流体芯片的表面鼓出而形成为圆弧状,并且随着朝向排出端而逐渐地埋入该微流体芯片内从而鼓出部分逐渐地消失。
6.根据权利要求5所述的蠕动泵装置,其中,
在所述微流体芯片内的圆弧状流路的排出侧的流路设有缓冲室,在该缓冲室的排出侧的流路设有狭窄部。
7.根据权利要求5所述的蠕动泵装置,其中,
在该蠕动泵装置设有用于控制所述马达的旋转速度的控制电路,在该控制电路设有:旋转传感器,其用于检测所述转子的旋转位置,并产生表示该旋转位置的检测信号;以及存储器,其预先存储该转子的旋转位置和与该旋转位置相对应的该马达的旋转速度数据。
8.根据权利要求7所述的蠕动泵装置,其中,
所述控制电路构成为,基于从该旋转传感器输入的检测信号,根据存储于该存储器的数据计算出该马达的指令旋转速度,基于该指令旋转速度来控制该马达的旋转,从而在所述辊按压所述排出流路并压出流体之后所述辊离开该排出流路的行程中,使该辊的旋转速度增速,在该辊离开该排出流路之后,立刻使该辊的旋转速度减速,使该旋转速度恢复为正常速度。
9.一种蠕动泵装置,其中,
该蠕动泵装置具有:
基部,其具有盖构件,并在该基部的内部形成有芯片收纳部;
片体状的微流体芯片,其收纳于该芯片收纳部内,并在内部形成有圆弧状流路;以及
微型蠕动泵,在该微型蠕动泵的顶端部安装有能够利用马达进行旋转驱动的转子,多个辊旋转自如地轴支承于该转子,将该辊按压于该圆弧状流路并将该微型蠕动泵安装于该基部,
在该蠕动泵装置中,
该多个辊空开相等的角度间隔地支承在与该转子的旋转轴垂直的平面上,并且按压接触该圆弧状流路地在该平面上旋转自如,
该微流体芯片的该圆弧状流路从该微流体芯片的表面鼓出而形成为圆弧状,并且沿该多个辊的旋转轨迹配置,
在所述盖构件的内侧面形成有凹部,该凹部形成于与该圆弧状流路的排出流路相对应的位置,从而使该辊对该圆弧状流路的按压在该排出流路逐渐地减少。
10.根据权利要求9所述的蠕动泵装置,其中,
在所述微流体芯片内的圆弧状流路的排出侧的流路设有缓冲室,在该缓冲室的排出侧的流路设有狭窄部。
11.根据权利要求9所述的蠕动泵装置,其中,
在该蠕动泵装置设有用于控制所述马达的旋转速度的控制电路,在该控制电路设有:旋转传感器,其用于检测所述转子的旋转位置,并产生表示该旋转位置的检测信号;以及存储器,其预先存储该转子的旋转位置和与该旋转位置相对应的该马达的旋转速度数据。
12.根据权利要求11所述的蠕动泵装置,其中,
所述控制电路构成为,基于从该旋转传感器输入的检测信号,根据存储于该存储器的数据计算出该马达的指令旋转速度,基于该指令旋转速度来控制该马达的旋转,从而在所述辊按压所述排出流路并压出流体之后所述辊离开该排出流路的行程中,使该辊的旋转速度增速,在该辊离开该排出流路之后,立刻使该辊的旋转速度减速,使该旋转速度恢复为正常速度。
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