CN108397381A - 一种医疗用柱塞泵及其腔室结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗泵技术领域，尤其涉及一种医疗用柱塞泵腔室结构，包括泵体，泵体开设有至少一个柱塞腔，柱塞腔包括用于活塞做往复运动的活塞工作段和用于使活塞在运动过程中与推杆连接的接合段，接合段包括背离活塞工作段方向凸起的第一弧形壁，第一弧形壁的第一端与活塞工作段的侧壁顺滑连接，第一弧形壁的第二端沿偏离活塞工作段轴线的方向弯曲延伸；还涉及一种医疗用柱塞泵，包括上述的腔室结构，柱塞腔内可滑动地设有活塞组件，活塞组件包括推杆和活塞，活塞包括与活塞工作段的侧壁紧贴的密封部和在接合段与所述推杆接合的接合部，实现活塞与推杆的快速接合。

Description

一种医疗用柱塞泵及其腔室结构

技术领域

本发明涉及医疗泵技术领域，尤其涉及一种医疗用柱塞泵及其腔室结构。

背景技术

流体动力技术中，高压泵是医用流体动力系统的核心部件之一，常采用柱塞泵等常用标准件。现有的医用高压泵，液体进入柱塞泵进行增压时，柱塞腔设有泵入通道和出水通道，通过活塞的往复运动，形成源源不断的高压水流泵出。

现有技术中，一般活塞与推杆是固定连接，但医疗用泵对卫生要求较高，活塞一般是一次性用品，导致推杆需要拆除，为了节省推杆的成本，需要将活塞与推杆进行固定连接，工艺较为复杂，使用不方便，且现有的柱塞泵泵体的活塞腔内一般由直径不变的内壁和斜壁组成，直径不变的内壁和斜壁连接处形成夹角尖点，当活塞被推进内壁时，由于活塞和内壁夹角尖点摩擦，很容易划伤活塞外表面，导致活塞外表面粗糙度增加，由于活塞腔壁有很高的密封要求，要达到镜面效果，因活塞外表面粗糙很容易破坏活塞腔壁镜面效果，从而降低泵体使用寿命，且由于斜壁的内壁直径变化较为平缓，使得斜壁长度增加，导致整个泵体腔室变长，体积变大。

发明内容

本发明的目的是提供一种有利于降低泵体损伤，提高泵体使用寿命，同时便于活塞与推杆进行稳定连接的柱塞泵及其腔室结构。

为了实现上述目的，本发明提供一种医疗用柱塞泵腔室结构，包括泵体，所述泵体开设有至少一个柱塞腔，所述柱塞腔包括用于活塞做往复运动的活塞工作段和用于使活塞在运动过程中与推杆连接的接合段，所述接合段包括背离所述活塞工作段方向凸起的第一弧形壁，所述第一弧形壁的第一端与活塞工作段的侧壁顺滑连接，所述第一弧形壁的第二端沿偏离活塞工作段轴线的方向弯曲延伸。

本技术方案的进一步改进为，所述第一弧形壁的弯曲半径为1mm～30mm。

本技术方案的进一步改进为，所述活塞工作段的内壁表面粗糙度为：Ra0.012～Ra1.6或Rmax0.4～Rmax64或Rz0.025～Rz1.6。

本技术方案的进一步改进为，所述柱塞腔还包括紊流段，所述柱塞腔还包括紊流段，所述紊流段具有背离活塞工作段方向凹陷形成的曲面壁，所述曲面壁与活塞工作段的侧壁连接。

本技术方案的进一步改进为，所述泵体还开设有泵出通道和泵入通道，所述泵出通道与柱塞腔连通且泵出通道偏移活塞工作段的轴线设置，所述泵入通道与柱塞腔连通且泵入通道偏移活塞工作段的轴线设置。

本技术方案的进一步改进为，所述泵出通道轴线与活塞工作段的轴线距离为0.1mm～50mm，所述泵入通道轴线与活塞工作段的轴线距离为0.1mm～50mm，所述泵出通道和泵入通道两端分别存在倒圆角，所述倒圆角半径为：0.05mm～1.5mm。

本技术方案的进一步改进为，所述曲面壁与所述活塞工作段的侧壁之间通过退刀槽连接，所述退刀槽的槽宽为0.1mm～10mm。

本技术方案的进一步改进为，所述柱塞腔还包括内径大于所述活塞工作段的避空段，所述避空段与所述第一弧形壁的第二端连接，所述避空段的侧壁开设有环形凹槽，所述环形凹槽嵌设有阻挡件。

本技术方案的进一步改进为，所述柱塞腔还包括导向段，所述导向段的侧壁的一端与接合段连接。

本技术方案的进一步改进为，所述导向段包括直线壁和第二弧形壁，所述第二弧形壁的两端分别连接直线壁和第一弧形壁的第二端，所述直线壁与活塞移动段的轴线平行，所述第二弧形壁的第一端与第一弧形壁的第二端相切，所述第二弧形壁的第二端与直线壁相切。

本技术方案的进一步改进为，所述导向段包括斜壁、第三弧形壁和直线壁，所述第一弧形壁的第二端、斜壁、第三弧形壁和直线壁依次连接，所述直线壁与活塞移动段的轴线平行，所述第一弧形壁与斜壁、斜壁与第三弧形壁、第三弧形壁与直线壁分别相切。

本技术方案的进一步改进为，所述柱塞腔还包括内径大于所述活塞工作段的避空段，所述导向段的两端分别连接接合段和避空段，所述避空段的侧壁开设有环形凹槽，所述环形凹槽嵌设有阻挡件。

本技术方案的进一步改进为，所述柱塞腔的数量至少为两个。

一种医疗用柱塞泵，包括有腔室结构，所述柱塞腔内可滑动地设有活塞组件，所述活塞组件包括推杆和活塞；所述活塞包括与所述活塞工作段的侧壁紧贴的密封部和在所述接合段与所述推杆接合的接合部。

本技术方案的进一步改进为，所述接合部包括有至少两个的卡爪，所述卡爪的一端与密封部连接，所述卡爪的另一端沿偏离密封部轴线的方向延伸，所述至少两个的卡爪合拢后形成卡合腔；

所述推杆的一端设有在所述接合段与所述卡合腔配合进行卡接固定的卡接部。

实施本发明的实施例，具有以下技术效果：

本发明结构简单，推杆推动活塞在接合段运动时，在第一弧形壁的挤压作用下，使得推杆与活塞接合，同时，第一弧形壁的设置，使活塞组件在进入活塞工作段时，活塞与柱塞腔的接触顺滑，进而减少活塞与柱塞腔内壁的摩擦，使活塞在柱塞腔内活动的轨迹更柔和，可以使用较小的推力将活塞推进活塞腔；另外，第一弧形壁与活塞工作段的侧壁连接处较为平缓，可以进一步减小应力剧烈变化，降低活塞外表面产生损伤的风险，不破坏活塞外表面粗糙度，从而不会破坏活塞腔镜面效果，保持泵体产生高压，提高泵体使用寿命；最后，第一弧形壁的变化相对于斜壁的变化程度较大，可减小柱塞腔的开口端到活塞工作段的距离，进而减小泵体的体积。

本发明通过将推杆与活塞靠近，推杆将活塞推入柱塞腔中，在推进的过程中，卡合腔在第一弧形壁的作用下逐渐收拢，并与推杆的卡接部进行卡接，实现活塞与推杆之间的固定，方便快捷，无需通过另外的动作使推杆与活塞连接，即可实现活塞推入柱塞腔与活塞连接推杆的操作。

附图说明

图1是本发明优选实施例1中推杆与活塞接合状态的结构示意图；

图2是本发明优选实施例1中推杆与活塞解除接合状态的结构示意图；

图3是本发明优选实施例1中A处的放大示意图；

图4是本发明优选实施例1中A处的第二弧形壁另一直径的放大示意图；

图5是本发明优选实施例1中A处的第二弧形壁直径不同于图3和图4的放大示意图；

图6是本发明优选实施例2中接合段与避空段连接处的放大示意图；

图7是本发明优选实施例3中接合段与导向段连接处的放大示意图；

图8为本发明优选实施例1～4的活塞组件的结构示意图；

图9为本发明优选实施例4中推杆与活塞接合状态的结构示意图。

附图标记说明：

1、泵体，11、活塞工作段，12、接合段，121、第一弧形壁，13、紊流段，131、曲面壁，14、泵出通道，15、避空段，151、环形凹槽，16、导向段，161、直线壁，162、第二弧形壁，163、斜壁，164、第三弧形壁，17、泵入通道，18、退刀槽，2、活塞组件，21、活塞，211、密封部，212、接合部，2121、卡爪，2122、卡合腔，22、推杆，221、卡接部，3、阻挡件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：

本发明优选实施例参考图1～5和图8，一种医疗用柱塞泵腔室结构，包括泵体1，泵体1开设有至少一个柱塞腔，柱塞腔包括用于活塞21做往复运动的活塞工作段11和用于使活塞21在运动过程中与推杆22连接的接合段12，接合段12包括背离所述活塞工作段11方向凸起的第一弧形壁121，第一弧形壁121的第一端与活塞工作段11的侧壁顺滑连接，第一弧形壁121的第二端沿偏离活塞工作段11轴线的方向弯曲延伸。

本发明结构简单，推杆22推动活塞21在接合段12运动时，在第一弧形壁121的挤压作用下，使得推杆22与活塞21接合，同时，第一弧形壁121的设置，使活塞组件2在进入活塞工作段11时，减小柱塞腔的接触面积，进而减少活塞21与柱塞腔内壁的摩擦，使活塞21在柱塞腔内活动的轨迹更柔和，可以使用较小的推力将活塞21推进活塞腔；另外，第一弧形壁121与活塞工作段11的侧壁连接处较为平缓，可以进一步减小应力剧烈变化，降低活塞21外表面产生损伤的风险，不破坏活塞21外表面粗糙度，从而不会破坏活塞腔镜面效果，保持泵体1产生高压，提高泵体1使用寿命；最后，第一弧形壁121的变化相对于斜壁的变化程度较大，可减小柱塞腔的开口端到活塞工作段11的距离，进而减小泵体1的体积。

在本实施例中，第一弧形壁121的弯曲半径为1mm～30mm，使第一弧形壁的变化轨迹较为柔和，进一步减小活塞在活塞工作段运动时对柱塞腔的摩擦，提高泵体使用寿命。

具体的，活塞工作段11的内壁表面粗糙度为Ra0.012～Ra1.6或Rmax0.4～Rmax64或Rz0.025～Rz1.6，基于上述粗糙度，活塞21在活塞工作段11移动时，能具有良好的移动效率和密封性，且水流在活塞工作段11流动，能减少水流与活塞工作段11内壁表面的摩擦，减小摩擦所产生的热量对工作环境的影响，最后，上述粗糙度的活塞工作段11内壁既能具有良好的工作特性且有利于控制加工成本，提高产品的成品率和成品质量。

其中，柱塞腔还包括紊流段13，紊流段13具有背离远离活塞工作段11方向凹陷形成的曲面壁131，曲面壁131与活塞工作段11的侧壁连接，泵体1还开设有泵出通道14和泵入通道17，泵出通道14与柱塞腔连通且泵出通道14偏移活塞工作段11的轴线设置，泵入通道17与柱塞腔连通且泵入通道17偏移活塞工作段11的轴线设置，通过设置曲面壁131，有助于减缓流体冲击柱塞腔底部的冲击力，同时，泵出通道14偏移活塞工作段11的轴线与曲面壁131连通，使流体在冲击曲面壁131后，形成紊流从侧面流出，而不是直接通过活塞21挤压到泵出通道14挤出，有利于增强流体泵出压力，形成高压流体。

进一步的，泵出通道14轴线与活塞工作段11的轴线距离为0.1mm～50mm，泵入通道轴线与活塞工作段的轴线距离为0.1mm～50mm，有助于减小柱塞腔的内部体积，泵出通道14和泵入通道17两端分别存在倒圆角，倒圆角半径为：0.05mm～1.5mm，减小泵出通道14与泵入通道17加工形成的毛刺，利于水流的顺畅，减少水力损失。

本实施例的曲面壁131与活塞工作段11的侧壁之间通过退刀槽18连接，使刀具在磨削柱塞腔内壁时，便于刀具将磨削工序的加工面延伸到活塞工作段11的端部，退刀槽18的槽宽为0.1mm～10mm，后续方便刀具退出。

具体的，柱塞腔还包括导向段16，导向段16的侧壁的一端与接合段12连接，在本实施例中，导向段16包括直线壁161和第二弧形壁162，第二弧形壁162的两端分别连接直线壁161和第一弧形壁121的第二端，直线壁161与活塞工作段11的轴线平行，第二弧形壁162的第一端与第一弧形壁121的第二端相切，第二弧形壁162的第二端与直线壁161相切，基于上述结构，可以理解的是，将活塞21在直线壁161和第二弧形壁162中依次推进，使活塞21更容易进入接合段12，然后经由接合段12实现活塞21与推杆22连接固定，进一步提高连接效率；当然，在实际应用中，第二弧形壁162的直径可根据需要进行选择。

参考图1，进一步的，柱塞腔还包括内径大于所述活塞工作11段的避空段15，导向段16的两端分别连接接合段12和避空段15，避空段15的侧壁开设有环形凹槽151，环形凹槽151嵌设有阻挡件3，防止活塞21在推杆22的作用下退出柱塞腔，导致柱塞腔内的液体流出造成污染。

参考图1、图2和图8，一种医疗用柱塞泵，包括上述的腔室结构，柱塞腔内滑设有活塞组件2，活塞组件2包括活塞21和推杆22，活塞21包括与活塞工作段11的侧壁紧贴的密封部211和在接合段12与推杆22接合的接合部212，接合部212包括有至少两个的卡爪2121，卡爪2121的一端与密封部211连接、另一端沿偏离密封部211轴线的方向延伸，卡爪2121远离密封部211的一端向内侧延伸形成卡合腔2122，推杆22的一端设有在接合段12与卡合腔2122配合进行卡接的卡接部221，在使用时，通过将推杆22与活塞21靠近，推杆22将活塞21推入柱塞腔中，在推进的过程中，首先，卡爪2121与活塞21轴线形成夹角，该夹角的范围为1～45°，继续推进，当卡爪2121外侧面与第一弧形壁121接触，此时，卡爪2121外侧面与第一弧形壁121为线接触，且该线接触的轮廓为圆形，卡爪2121外侧面与第一弧形壁121的接触线沿着第一弧形壁121逐渐向活塞工作段11移动，且在此过程中，线接触形成的圆形轮廓直径逐渐减小，使卡爪2121逐渐合拢，最后，至少两个的卡爪2121合拢后形成的卡合腔2122与推杆22一端的卡接部221卡接固定，实现推杆22带动活塞21在活塞工作段11往复运动。

具体的，卡接部221可以为且不限于圆柱形凸台、球体后锥形体中的一种，可为任何一种能连接两个零部件且防止两个零部件在连接方向脱离的结构，同时卡合腔2122的形状与卡接部221的形状配合进行卡接固定。

卡爪2121在第一弧形壁121的作用下逐渐合拢形成卡合腔2122，并与推杆22的卡接部221进行卡接，实现活塞21与推杆22之间的固定，方便快捷，无需通过另外的动作使推杆22与活塞21连接，即可实现活塞21推入柱塞腔使活塞21连接推杆22的操作。

实施例2：

参考图6，本实施例与实施例1的区别在于：接合段12与避空段15之间不具有导向段16，接合段12的第二端与避空段15连接，减少活塞工作段11与柱塞腔开口端的距离，同样大小的柱塞腔，活塞21在推杆22作用下运动更顺滑，降低活塞21表面被破坏的风险。

本实施例的其它结构与实施例1一样，在此不再进行赘述。

实施例3：

参考图7，本实施例与实施例1的区别在于，导向段16包括斜壁163、第三弧形壁164和直线壁161，直线壁161与活塞工作段11的轴线平行，第一弧形壁121的第二端、斜壁163、第三弧形壁164和直线壁161依次连接，且第一弧形壁121与斜壁163、斜壁163与第三弧形壁164，第三弧形壁164与直线壁161分别相切，基于上述结构，可以理解的是，将活塞在直线壁161、第三弧形壁164、斜壁163中依次推进，使活塞21更容易进入接合段12，然后经由接合段12实现活塞21与推杆22连接固定，进一步提高连接效率。

本实施例的其它结构与实施例1一样，在此不再进行赘述。

实施例4：

参考图9，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中的泵体1开设有两个柱塞腔，活塞21分别在两个柱塞腔内交互做往复运动，由于两个柱塞腔做交互运动，泵出的水流能始终保持在一个稳定的水平，区别于单个柱塞腔，单个柱塞腔在水流泵入时，泵出通道14没有连续的水流泵出，导致水流输出稳定性较差，即本实施例提高了柱塞腔水流泵出的稳定性。

本实施例的其它结构与实施例1一样，在此不再进行赘述。

综上，由于设置第一弧形壁121，推杆22推动活塞21在接合段12运动时，在第一弧形壁121的挤压作用下，使得推杆22与活塞21接合，同时，第一弧形壁121的设置，使活塞组件2在进入活塞工作段11时，减小柱塞腔的接触面积，进而减少活塞21与柱塞腔内壁的摩擦，使活塞21在柱塞腔内活动的轨迹更柔和，可以使用较小的推力将活塞21推进活塞腔；另外，第一弧形壁121与活塞工作段11的侧壁连接处较为平缓，可以进一步减小应力剧烈变化，降低活塞21外表面产生损伤的风险，不破坏活塞21外表面粗糙度，从而不会破坏活塞腔镜面效果，保持泵体1产生高压，提高泵体1使用寿命；最后，第一弧形壁121的变化相对于斜壁的变化程度较大，可减小柱塞腔的开口端到活塞工作段11的距离，进而减小泵体1的体积。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种医疗用柱塞泵腔室结构，其特征在于，包括泵体，所述泵体开设有至少一个柱塞腔，所述柱塞腔包括用于活塞做往复运动的活塞工作段和用于使活塞在运动过程中与推杆连接的接合段，所述接合段包括背离所述活塞工作段方向凸起的第一弧形壁，所述第一弧形壁的第一端与活塞工作段的侧壁顺滑连接，所述第一弧形壁的第二端沿偏离活塞工作段轴线的方向弯曲延伸。

2.根据权利要求1所述的柱塞泵腔室结构，其特征在于，所述第一弧形壁的弯曲半径为1mm～30mm。

3.根据权利要求1所述的柱塞泵腔室结构，其特征在于，所述活塞工作段的内壁表面粗糙度为：Ra0.012～Ra1.6或Rmax0.4～Rmax64或Rz0.025～Rz1.6。

4.根据权利要求1所述的柱塞泵腔室结构，其特征在于，所述柱塞腔还包括紊流段，所述紊流段具有背离活塞工作段方向凹陷形成的曲面壁，所述曲面壁与活塞工作段的侧壁连接。

5.根据权利要求4所述的柱塞泵腔室结构，其特征在于，所述泵体还开设有泵出通道和泵入通道，所述泵出通道与柱塞腔连通且泵出通道偏移活塞工作段的轴线设置，所述泵入通道与柱塞腔连通且泵入通道偏移活塞工作段的轴线设置。

6.根据权利要求4所述的柱塞泵腔室结构，其特征在于，所述泵出通道轴线与活塞工作段的轴线距离为0.1mm～50mm，所述泵入通道轴线与活塞工作段的轴线距离为0.1mm～50mm，所述泵出通道和泵入通道两端分别存在倒圆角，所述倒圆角半径为：0.05mm～1.5mm。

7.根据权利要求4所述的柱塞泵腔室结构，其特征在于，所述曲面壁与所述活塞工作段的侧壁之间通过退刀槽连接，所述退刀槽的槽宽为0.1mm～10mm。

8.根据权利要求1所述的柱塞泵腔室结构，其特征在于，所述柱塞腔还包括内径大于所述活塞工作段的避空段，所述避空段与所述第一弧形壁的第二端连接，所述避空段的侧壁开设有环形凹槽，所述环形凹槽嵌设有阻挡件。

9.根据权利要求1所述的柱塞泵腔室结构，其特征在于，所述柱塞腔还包括导向段，所述导向段的侧壁的一端与接合段连接。

10.根据权利要求9所述的柱塞泵腔室结构，其特征在于，所述导向段包括直线壁和第二弧形壁，所述第二弧形壁的两端分别连接直线壁和第一弧形壁的第二端，所述直线壁与活塞工作段的轴线平行，所述第二弧形壁的第一端与第一弧形壁的第二端相切，所述第二弧形壁的第二端与直线壁相切。

11.根据权利要求9所述的柱塞泵腔室结构，其特征在于，所述导向段包括斜壁、第三弧形壁和直线壁，所述第一弧形壁的第二端、斜壁、第三弧形壁和直线壁依次连接，所述直线壁与活塞工作段的轴线平行，所述第一弧形壁与斜壁、斜壁与第三弧形壁、第三弧形壁与直线壁分别相切。

12.根据权利要求9所述的柱塞泵腔室结构，其特征在于，所述柱塞腔还包括内径大于所述活塞工作段的避空段，所述导向段的两端分别连接接合段和避空段，所述避空段的侧壁开设有环形凹槽，所述环形凹槽嵌设有阻挡件。

13.根据权利要求1～12任一项所述的柱塞泵腔室结构，其特征在于，所述柱塞腔的数量至少为两个。

14.一种医疗用柱塞泵，其特征在于，包括权利要求1-13任一项所述的腔室结构，所述柱塞腔内可滑动地设有活塞组件，所述活塞组件包括推杆和活塞；

所述活塞包括与所述活塞工作段的侧壁紧贴的密封部和在所述接合段与所述推杆接合的接合部。

15.根据权利要求14所述的柱塞泵，其特征在于，所述接合部包括有至少两个的卡爪，所述卡爪的一端与密封部连接，所述卡爪的另一端沿偏离密封部轴线的方向延伸，所述至少两个的卡爪合拢后形成卡合腔；

所述推杆的一端设有在所述接合段与所述卡合腔配合进行卡接固定的卡接部。