CN108302032A - 一种弹性活塞、高压泵送系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弹性活塞、高压泵送系统及方法，弹性活塞包括活塞本体，活塞本体的圆周侧壁前侧和后侧分别形成前侧斜壁和后侧斜壁，以在活塞本体的圆周侧壁构成凹陷区域，前侧斜壁与后侧斜壁之间具有第一夹角，前侧斜壁与活塞本体的中心轴线之间具有第二夹角，前侧斜壁的最大直径大于活塞腔壁的直径，本发明弹性活塞，前侧斜壁的端部与活塞腔壁形成弹性抵顶接触，从而在活塞前侧形成有效密封；同时，凹陷区域的设置也使得前侧斜壁具有更大的径向弹性变形量，使得前侧斜壁的端部与活塞腔壁构成紧密贴合接触。与传统的圆柱形活塞相比，本发明活塞的前侧斜壁和后侧斜壁的设计，降低了对活塞加工精度的要求。
Description
技术领域
本发明涉及医用器械技术领域，特别涉及一种弹性活塞、高压泵送系统及方法。
背景技术
现有技术的医用高压泵送系统中，活塞通常为圆柱形活塞，活塞接纳并滑动连接在活塞腔壁中，活塞往复移动以提供给动力，使流体泵送进入及离开泵室。由于活塞为圆柱形活塞，为了保证活塞与活塞腔壁之间具有良好密封性，对活塞的加工精度具有非常高的要求，必须保证活塞的外径尺寸、圆柱度及同轴度满足预定要求才能实现良好密封，活塞加工难度大，制造成本非常高。
在高压管路中进入空气形成气泡，由于空气在高压状态下具有很大的压缩性，同时空气聚集在泵体进水阀或出水阀周围，就会严重影响进水阀或出水阀的启闭特性，导致高压水流对管路最薄弱部分形成冲击，进而改变整个高压管路的压力特性，很易形成管路破裂和损坏。现有活塞在泵送系统抽吸过程中，如何避免气体进入高压管路中缺少解决方法。
此外，现有的医用泵送系统中，为了降低活塞加工难度，活塞还有采用刚性柱塞外壁嵌装O型密封圈的结构形式，该种结构形式，其密封性能仅仅通过O型密封圈的弹性进行密封，密封效果不佳；而且，结构复杂，存在密封死腔，难以达到灭菌要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种密封性能好、加工难度低的弹性活塞、具有该弹性活塞的高压泵送系统及通过该高压泵送系统进行流体泵送的泵送方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种弹性活塞，包括活塞本体，所述活塞本体的圆周侧壁前侧和后侧分别形成前侧斜壁和后侧斜壁，以在活塞本体的圆周侧壁中部区域处构成凹陷区域，所述前侧斜壁与后侧斜壁之间具有第一夹角，所述前侧斜壁与活塞本体的中心轴线之间具有第二夹角，所述前侧斜壁的最大直径大于活塞腔壁的直径。
优选地，所述活塞本体的前侧端壁内凹形成压力腔室，所述压力腔室的圆周侧壁具有腔室斜壁。
优选地，所述腔室斜壁与前侧斜壁的倾斜方向相同。
优选地，所述后侧斜壁端部向外凸出延伸具有凸起，所述凸起的最大直径大于活塞腔壁的直径。
优选地，所述凸起为三角凸起，所述活塞本体的后侧端壁径向向外延伸作为三角凸起的侧壁。
优选地，所述第一夹角的角度大于60°且小于180°，所述第二夹角的角度大于5°且小于90°。
优选地，所述腔室斜壁与前侧斜壁构成的薄壁厚度大于0.1mm。
优选地，所述三角凸起的宽度大于0.01mm。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种高压泵送系统，包括上述的弹性活塞，所述弹性活塞弹性接纳处于活塞腔壁并可在活塞腔壁内往复移动。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种高压泵送方法，通过上述的泵送系统进行流体泵送的方法，所述弹性活塞于活塞腔壁内轴向向前移动，所述弹性活塞的前侧斜壁径向受压变形以紧贴活塞腔壁；所述弹性活塞于活塞腔壁内轴向向后移动，所述弹性活塞的后侧斜壁的凸起径向受压变形以紧贴活塞腔壁。
有益效果：此弹性活塞，摒弃传统圆柱形活塞的平直圆周侧壁的结构形式，圆周侧壁的前侧和后侧分别构成前侧斜壁和后侧斜壁，前侧斜壁端部与活塞腔壁形成弹性抵顶接触，从而在活塞前侧形成有效密封；同时，凹陷区域的设置也使得前侧斜壁具有更大的弹性变形量，使得前侧斜壁端部与活塞腔壁构成紧密贴合接触。
弹性活塞处于活塞腔壁内，后侧斜壁上的凸起直径大于活塞腔壁的直径，凸起在活塞腔壁的挤压作用下紧贴活塞腔壁变形，当弹性活塞抽拉前后移动时，泵体活塞腔容积不断的增大和缩小，当活塞腔增大时，其内部与泵体外部形成负压差，水流在负压差的作用下进入活塞腔，由于后侧斜壁上的凸起紧贴活塞腔壁，弹性活塞与活塞腔壁之间不存在间隙，空气无法进入活塞腔内混入液体内部。
与传统的圆柱形活塞相比，本发明活塞的前侧斜壁和后侧斜壁的设计，降低了对活塞加工精度的要求，降低生产制造成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；
图1为本发明实施例中弹性活塞的剖面结构示意图；
图2为本发明实施例中弹性活塞的局部剖面结构示意图；
图3为本发明另一实施例中弹性活塞的局部剖面结构示意图；
图4为本发明实施例中弹性活塞与活塞腔壁弹性接触的局部剖面结构示意图。
具体实施方式
参照图1至图4，本发明弹性活塞，包括活塞本体，活塞本体的圆周侧壁前侧和后侧分别形成前侧斜壁11和后侧斜壁12，优选地，前侧斜壁11与后侧斜壁12直接相交，当然，前侧斜壁11与后侧斜壁12之间也还可以通过连接壁相连，由于前侧斜壁11和后侧斜壁12的设置，在活塞本体的圆周侧壁中部区域会构成凹陷区域13，活塞本体接纳处于活塞腔壁内时，活塞本体的中部区域与活塞腔壁没有形成接触。前侧斜壁11与后侧斜壁12之间具有第一夹角C，优选地，第一夹角C的角度大于60°且小于180°。当然，当前侧斜壁11与后侧斜壁12之间通过其他连接壁相连时，前侧斜壁11到后侧斜壁12具有多个夹角；前侧斜壁12与活塞本体的中心轴线之间具有第二夹角G，优选地，第二夹角G的角度大于5°且小于90°。
其中，前侧斜壁11的最大直径大于活塞腔壁的直径，最大直径指的是前侧斜壁11朝向活塞本体前侧的端部直径，从而活塞本体接纳处于活塞腔壁内，前侧斜壁11能与活塞腔壁的壁面形成弹性抵顶接触，从而形成有效密封。优选地，后侧斜壁12端部向外凸出延伸具有凸起14，凸起14的最大直径大于活塞腔壁的直径，从而活塞本体接纳处于活塞腔壁内，后侧斜壁12上的凸起14能与活塞腔壁的壁面形成弹性抵顶接触，从而形成有效密封。如此，在活塞本体前侧和后侧都能形成有效密封连接。
与传统的圆柱形活塞相比，圆柱形活塞和活塞腔壁的同度、圆柱度及直径尺寸等需要满足预定要求才能实现活塞与活塞腔壁之间良好密封，对两个部分的加工精度要求都非常高，然而，在实际生产制造过程中，由于加工误差的存在，使得圆柱形活塞与活塞腔壁之间存在接触贴合不良，尤其是，圆柱形活塞前侧或后侧端部未能与活塞腔壁接触，导致或活塞密封不良。
本发明的弹性活塞，其实现良好密封主要通过前侧斜壁11和后侧斜壁12的凸起14弹性抵顶贴合活塞腔壁，对加工精度的要求低，而且，凹陷区域13的存在，使得前侧斜壁11和后侧斜壁12均能在径向方向上具有更大的弹性变形量，更容易与活塞腔壁构成紧密贴合接触。此外，活塞本体的前侧斜壁11和后侧斜壁12的凸起14与活塞腔壁弹性抵顶接触时，还能起到对中导向作用，使得活塞本体的中心轴线与活塞腔壁的轴线自动对准。
其中，凸起14的形状可以为三角形、四角形、半圆形或椭圆形等，凸起14的宽度B不能全部覆盖占据后侧斜壁12，凸起14的宽度B需大于0.01mm。优选地，凸起14为三角凸起，活塞本体的后侧侧壁向外延伸作为三角凸起的侧壁，三角凸起的斜壁与活塞本体的后侧端壁之间具有第三夹角A，第三夹角A的角度大于15°且小于75°，凸起14的设置还能保证活塞本体往复移动过程中的气密性，具体地，活塞本体抽拉移动时，活塞内腔会形成负压，由于凸起14持续弹性抵顶贴覆在活塞腔壁，形成阻挡，避免空气混入活塞内腔的流体内，提高泵体的运行稳定性，延长了泵体的使用寿命，降低了使用过程出现故障的风险。
活塞本体的前侧端壁内凹还形成压力腔室15，压力腔室15呈碗形，压力腔室15具有腔室斜壁16，活塞本体加压移动时，处于压力腔室15内的高压流体径向向外压向腔室斜壁16，使得前侧斜壁11与活塞腔壁形成更加紧密贴合接触，即高压流体作用压力越大，前侧斜壁11起到的密封性能越好。优选地，腔室斜壁16与前侧斜壁11倾斜方向相同，倾斜方向相同并非限定为腔室斜壁16与前侧斜壁11平行，且腔室斜壁16也可以是由多段构成，腔室斜壁16与前侧斜壁11构成的薄壁厚度H大于0.1mm。
本发明医用高压泵送系统，包括上述的弹性活塞，弹性活塞弹性接纳处于活塞腔壁，在动力系统的作用下，可以在活塞腔壁内沿轴向往复移动。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种弹性活塞，其特征在于：包括活塞本体，所述活塞本体的圆周侧壁前侧和后侧分别形成前侧斜壁和后侧斜壁，以在活塞本体的圆周侧壁中部区域处构成凹陷区域，所述前侧斜壁与后侧斜壁之间具有第一夹角，所述前侧斜壁与活塞本体的中心轴线之间具有第二夹角，所述前侧斜壁的最大直径大于活塞腔壁的直径。
2.根据权利要求1所述的弹性活塞，其特征在于：所述活塞本体的前侧端壁内凹形成压力腔室，所述压力腔室的圆周侧壁具有腔室斜壁。
3.根据权利要求2所述的弹性活塞，其特征在于：所述腔室斜壁与前侧斜壁的倾斜方向相同。
4.根据权利要求1或2所述的弹性活塞，其特征在于：所述后侧斜壁端部向外凸出延伸具有凸起，所述凸起的最大直径大于活塞腔壁的直径。
5.根据权利要求4所述的弹性活塞，其特征在于：所述凸起为三角凸起，所述活塞本体的后侧端壁径向向外延伸作为三角凸起的侧壁。
6.根据权利要求1所述的弹性活塞，其特征在于：所述第一夹角的角度大于60°且小于180°，所述第二夹角的角度大于5°且小于90°。
7.根据权利要求3所述的弹性活塞，其特征在于：所述腔室斜壁与前侧斜壁构成的薄壁厚度大于0.1mm。
8.根据权利要求5所述的弹性活塞，其特征在于：所述三角凸起的宽度大于0.01mm。
9.一种高压泵送系统，其特征在于：包括权利要求1-8任意一项所述的弹性活塞，所述弹性活塞弹性接纳处于活塞腔壁并可在活塞腔壁内往复移动。
10.一种高压泵送方法，其特征在于，通过权利要求9所述的泵送系统进行流体泵送的方法，所述弹性活塞于活塞腔壁内轴向向前移动，所述弹性活塞的前侧斜壁径向受压变形以紧贴活塞腔壁；所述弹性活塞于活塞腔壁内轴向向后移动，所述弹性活塞的后侧斜壁的凸起径向受压变形以紧贴活塞腔壁。
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