CN108472441A - 一种流体输送系统 - Google Patents

Abstract

本发明大体上提供了一种流体输送系统，包括：储液器(7)、泵送室(8)、致动器(20)和驱动构件(21)，该泵送室具有容积、入口阀(48)、出口阀(49)和膜(47)。入口阀和出口阀各自包括无源常闭单向止回阀。入口阀在泵送室容积和储液器之间提供选择性的流体连通。储液器中流体处于大致的环境压力下。驱动构件可操作地连接至泵送室膜。激励致动器使驱动构件在往复运动中移动，从而使膜移动以在最小容积和最大容积之间改变泵送室容积。当致动器静止时，在高于储液器内环境压力的压力下保持泵送室容积。

Description

一种流体输送系统

技术领域

本发明涉及一种流体输送系统，尤其涉及一种用于输注液体治疗剂产品的输液系统，以及一种操作流体输送系统的方法。

背景技术

本领域已知多种用于将液体治疗剂产品输注到人体或动物体内的输液系统，例如，来自US4395259的输液系统。具体地，但不唯一地，这种系统用来将胰岛素输注到体内以用来治疗糖尿病。该系统具有可以植入体内或在体外佩戴的输液设备及可以无线地监测输液设备的功能的遥控器。该输液设备包括泵、治疗剂产品的储液器、电子控制装置和电池电源。

通常在储液器重新填充输液流体之前，输液设备的泵送室操作为清空泵送室中的预定体积的输液流体。当泵送室处于静止时，各个连续的泵循环可以间隔一段时间。由于泵送室通常在负压下填充，紧随着这静止的时间段可以导致输液流体的脱气。随着时间的推移，该脱气可导致泵送室中出现气泡。即使出现微小的气泡也可干扰预定体积的输液流体的准确输送。

发明内容

本发明的第一方面提供一种流体输送系统，该流体输送系统包括：储液器、泵送室、和致动器。该储液器用于储存流体；该泵送室具有容积、入口阀、出口阀及可移动的壁，该入口阀提供泵送室容积和储液器之间的选择性流体连通，所述可移动的壁的位移改变泵送室的容积；该致动器使驱动构件在往复运动中移动，其中，驱动构件可操作地连接至泵送室的可移动的壁，用于使可移动的壁的位移在最小容积和最大容积之间改变泵送室容积；其中，入口阀和出口阀各自包括单向止回阀；其中，致动器设置为，对于致动器的每个完整循环，通过在最小容积和最大容积之间储液器对泵送室进行连续的填充，使可移动的壁从起始位置移动并返回到起始位置，其中，起始位置与小于最大容积的泵送室容积对应。

本发明的第二方面提供一种用于输注流体治疗剂产品的输液系统，该输液系统包括根据第一方面所述的流体输送系统。

本发明的第三方面提供一种操作流体输送系统的方法，该流体输送系统包括储液器、泵送室、致动器及驱动构件，该泵送室具有容积、入口阀、出口阀和可移动的壁，其中入口阀和出口阀各自包括单向止回阀，且入口阀提供泵送室容积和储液器之间的选择性流体连通，该方法包括：在储液器中储存流体；将驱动构件可操作地连接至泵送室的可移动的壁；激励致动器使驱动构件在往复运动中移动，从而移动可移动的壁以在最小容积和最大容积之间改变泵送室的容积，其中，对于致动器的每个完整循环，通过在最小容积和最大容积之间自储液器连续的填充泵送室，使所述致动器从起始位置移动可移动的壁，并将可移动的壁返回到起始位置，其中，起始位置与小于最大容积的泵送室容积对应。

在流体输送系统的操作中，当入口阀打开、出口阀关闭时，流体填充泵送室，且可移动的壁移动以增加泵送室的容积。当入口阀关闭、出口阀打开时，使泵送室的容积(即泵送室中包含的全部或部分的流体)排空，且可移动的壁移动以减少泵送室的容积。

此处使用的“往复运动的驱动构件”是指以直线运动来回移动的任何驱动构件，驱动构件例如可以是柱塞。可选地，驱动构件可以是通过可旋转的凸轮驱动的圆盘或其他部件。

包括流体输送系统的输液系统可适用于输注多种流体治疗剂产品中的一种。在一个应用中，输液系统是用于连续皮下胰岛素输注治疗的胰岛素输液系统。

本发明优点在于，可以在致动器的两个相继的循环之间将泵送室保持在高于储液器中流体压力的压力。这有助于使泵送室内流体的脱气最小化。

致动器可包括楔形构件，该楔形构件可操作地连接至驱动构件，该楔形构件相对于驱动构件移动，以将楔形构件沿着第一轴线的往复直线运动转换成驱动构件沿着基本垂直于第一轴线的第二轴线的往复直线运动。

致动器可包括围绕枢轴点可转动的杆，且驱动构件可操作地连接至该杆。

杆可具有与枢轴点相对的远端，且杆的远端可操作地连接至楔形构件。驱动构件可设置在枢轴点和楔形构件之间，且可设置在比楔形构件更靠近枢轴点的位置。

致动器可包括形状记忆材料，该形状记忆材料可操作地连接至楔形构件。

形状记忆材料可具有第一形状和第二形状，第一形状对应于楔形构件沿着该第一轴线的第一位置，第二形状对应于楔形构件沿着该第一轴线的第二位置。

形状记忆材料可为形状记忆合金。该形状记忆合金可为电阻加热形状记忆合金，例如镍钛诺合金(镍-钛大约1:1比例)。形状记忆材料可形成为金属丝，例如肌线(musclewire)。

致动器可包括偏置元件，该偏置元件用于使楔形构件沿第一轴线偏置到第一位置。该偏置元件可为弹簧，例如压缩弹簧。

致动器设置为使该驱动构件偏置到第一位置，该第一位置对应于泵送室的最小容积。

对于致动器的每个完整循环，致动器设置为将驱动构件从第一位置移动到第二位置且返回到第一位置，其中第二位置对应于泵送室的最大容积。

储液器适于在大致的环境压力下储存流体。

在驱动构件从第一位置移动到第二位置期间，在低于储液器中环境压力的压力下，来自于储液器的流体可填充该泵送室。

致动器可设置在具有孔的壳体内，驱动构件从该孔中突出。其中，驱动构件是柱塞，该柱塞可为延伸穿过壳体内的孔的圆柱状物。可选地，驱动构件为由可转动的凸轮驱动的圆盘或其他部件，凸轮可穿过壳体内的孔，使得驱动构件保持在孔的与致动器相对的一侧。往复驱动构件可以为刚性的，或者可以形成覆盖孔的柔性膜的一部分。优选地，该孔是密封的。驱动构件可以密封在孔内，或可选地，驱动构件可以密封在覆盖孔的膜的下方。以这种方式，无论驱动构件是否移动到壳体的密封边界，驱动构件被认为从孔中伸出。

壳体的孔可通过驱动构件上方的柔性的孔膜密封。

孔膜可足够有弹力地使驱动构件朝向壳体偏置。

孔膜可包括有弹力的弹性材料。

储液器和泵送室可设置在盒中，该盒可拆卸的连接到壳体，其中，当该盒连接至壳体时，驱动构件可操作地连接至泵送室的可移动的壁。

此处使用的术语“盒”是指用于准备与壳体连接和断开的任何流体容器。壳体可具有凹部，盒位于该凹部内，或者盒可嵌装在壳体上。盒可以通过任何方式连接至壳体，优选地，盒牢固固定到壳体上，例如，盒通过扣合、螺纹配合或其他允许迅速拆开的机械连接固定到壳体上。盒可以是系统的一次性部分，该一次性的盒的预期寿命短于致动器的预期寿命。

当盒连接至壳体时，孔膜可接触泵送室膜。

泵送室的可移动的壁可以是膜。该泵送室膜可有足够的弹性，当盒连接至壳体时，使驱动构件朝向壳体偏置。泵送室膜包括有弹力的弹性材料。泵送室膜具有足够克服入口阀的破裂(穿透)压力的张力。

可选地，泵送室的可移动的壁可以是刚性部件。该刚性的可移动的壁可被密封。

入口阀可具有10毫巴到500毫巴之间的破裂压力，且优选地在50毫巴到300毫巴之间。

每个单向止回阀可包括锥形阀座和具有孔的膜，孔位于锥形阀座周围，使得阀座的表面密封到膜中孔的内边缘，由此膜可以在流体压力下从阀座的表面偏离以提供穿过膜的流体路径并允许流体从膜的一侧流向另一侧。

入口阀可具有入口侧和出口侧。出口阀可具有入口侧和出口侧。入口阀的入口侧可选择性流体连接至储液器。入口阀的出口侧可流体连接至出口阀的入口侧，例如通过泵送室容积连接至出口阀的入口侧。

入口阀和出口阀可各自包括无源常闭单向止回阀。

此处使用的术语“选择性流体连接”是指流体路径根据阀门的状态而选择性生成和中断。当阀门打开时，流体路径生成。当阀门关闭时，流体路径中断。

泵送室膜可流体连接至入口阀的出口侧。泵送室膜可邻近于入口阀的出口侧设置。

流体输送系统还可包括用于为致动器提供电能的电源和用于控制致动器的控制器。电源和控制器可在壳体内。电源可以是可充电电池。控制器可为远程手持装置提供无线通讯。

输液系统还可包括流体连接至出口阀的输液器。

附图说明

现将参照附图描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了体外输液系统的可佩带部件；

图2示出了输液系统的手持装置，该手持装置用于与可佩带部件进行无线通讯；

图3示出了输液系统的耐用的泵部件；

图4示出了移除泵部件顶盖的耐用的泵部件；

图5示出了用于泵部件的致动器的剖视图；

图6示出了盒的平面图；

图7示出了盒的主视图；和

图8详细地示出了盒的泵送室部分的入口阀和出口阀。

具体实施方式

图1示出了体外输液系统1的可佩带部件，用于通过反复的小脉冲输注将胰岛素连续地皮下输注到人体。输液系统1包括泵部件2和盒3，该盒具有出口端口4，该出口端口4通过输液管6连接至输液器5。

输液器5包括皮下插管和用于将输液器粘合至患者皮肤的粘合式底座(mount)。该插管通常由柔性塑料制成，以便在使用期间不会引起患者的不适。该输液器通常与围绕插管的钢针一起安装到弹簧式的输液设备中。插入后，移除钢针，在该位置处留下插管。可替代的输液器包括钢针而非插管，该输液器可取代图1所示的输液器。

取决于使用期间泵部件2相对于输液器5的所需位置，输液管6的长度可以比图1所示的长度更长或更短，甚至输液器5可以直接连接至泵的出口端口4，在该出口端口需要输液器5和泵部件2紧密连接，从而避免对柔性输液管6的需求。

盒3包括用于储存供应的胰岛素的储液器7和泵送室8。泵部件2包括致动器、可充电的电池电源和用于控制致动器的电子控制装置。

盒3可拆卸地连接至泵部件2的壳体9，这样，当盒3连接至壳体9时，致动器的驱动构件可操作地连接至泵送室8，以用来将供应的胰岛素从储液器7输送至出口端口4且通过输液管6进入输液器5。

泵部件2的电子控制装置包括收发器，该收发器用于与图2所示的用户控制的手持装置10进行无线通讯。该手持装置10同样包括用于与泵部件2进行无线通讯的收发器。无线通讯可以通过蓝牙技术^TM或其他的射频近场通信方法。手持装置10包括图形用户界面11和触觉用户界面12。手持装置10使用户能够执行以下功能：

●定义并储存基础率(basal profile)；

●将有效的基础率传递至泵部件2；

●定义并向泵部件2发送大剂量请求(bolus request)；

●定义并向泵部件2发送临时基础率(temporary basal)；

●基于来自单独的血糖仪的血糖读数，或者在从单独的血糖仪(未示出)读取血糖后手动输入的血糖读数，查看大剂量的图形化推荐；

●以图形化的方式查看随时间推移的泵性能；

●请求泵2的当前状态(包括当前正在进行何种胰岛素的输送、电池状态、警报状况、胰岛素存储水平等)。

手持装置10还用于网络连接，例如通过无线电连接，该无线电连接诸如手持装置与远程网络连接设备之间的蓝牙或Wi-Fi。网络连接直接实现双向的患者支持或通过中间网络连接设备实现双向的患者支持，该中间网络连接设备诸如个人电脑(PersonalComputer,PC)、便携式电脑或移动设备。

接下来转向图3到图5，现将详细地描述泵部件2。如图3和图4所示，泵部件2包括用于驱动驱动构件21往复运动的致动器20。壳体9还包括承载电子控制装置的印刷电路板13、压电式发生器14和底盘15，该底盘15用于支撑致动器20、印刷电路板(PCB)13、压电式发生器14并形成电池座16，该电池座16用于容纳可充电电池(未示出)。在图4中，为了清楚起见，顶盖17(图3中可见)已被移除。如图3最佳所示，底盘15限定了用于容纳盒3的凹部18。在图3中，示出了移除盒3的泵部件2。泵部件2和盒3具有相互作用的保持件19a、19b，该保持件使用卡扣配合式连接将盒3牢固固定以及将盒3从泵部件2上迅速移除。

图5详细地示出了致动器20。致动器20包括杆22，该杆具有近端23和与近端23相对的远端24。杆22在其近端23处绕枢轴点25可转动。驱动构件21形成为大致圆柱形的柱塞，该柱塞可操作地连接至杆22。驱动构件21与枢轴点25间隔设置，且驱动构件21设置为与杆22的远端24相比更靠近杆22的近端23。致动器20还包括具有楔形构件27的滑动器26。滑动器26与滑槽28滑动接触。该滑动器26与该滑槽28滑动接触且相对于该滑槽28沿着轴线X移动。压缩弹簧29在箭头X1的方向上将滑动器26偏置到第一位置以抵靠末端止动件(未示出)。

形状记忆合金致动器30在一端处牢固固定到滑动器26，且在另一端处通过卷曲组件31牢固固定，在示出的实施例中形状记忆合金致动器30是镍钛诺肌线。卷曲组件31是导电的且电连接至第一端子32。滑动器26是导电的且与滑槽28形成导电的滑动接触。滑槽28电连接至第二端子33。

杆22的远端24具有倾斜表面34，该倾斜表面34与楔形构件27的倾斜表面35接触。倾斜表面34、35相对于轴线X倾斜。图5中描绘了滑动器26在箭头X1方向上偏置到第一位置时的致动器20，在滑动器26偏置到第一位置时，杆22围绕枢轴点25转动远离滑槽28。镍钛诺形状记忆合金的独特性能是它的超弹性。在压缩弹簧29作用下，镍钛诺肌线30因弹性应变而变形，使得在镍钛诺肌线30在其卷曲两端之间的镍钛诺肌线30的长度明显长于镍钛诺肌线30未变形状态下的长度(制造时的长度)。

当第一端子32和第二端子33之间通过电流时，经由卷曲部件31、镍钛诺肌线3030、滑动器26和滑槽28形成电连接。由于镍钛诺肌线3030的直径小，镍钛诺肌线30经受电阻加热，该电阻加热致使镍钛诺肌线30升温且恢复原始的、未变形的形状，从而缩短了镍钛诺肌线30在其卷曲两端之间的长度，因此克服压缩弹簧29的偏置，滑动器26在箭头X2的方向上移动。

滑动器26的移动导致楔形构件27的倾斜表面35与杆22的远端24的倾斜表面34之间的相对滑动，使得杆22围绕枢轴点25转动以使杆22朝滑槽28移动。这进一步使驱动构件21沿着垂直于轴线X的轴线Y在箭头Y2方向上移动。

当第一端子32和第二端子33之间停止电流流动时，镍钛诺肌线30的电阻加热被停止，随着镍钛诺肌线冷却，压缩弹簧29使镍钛诺肌线30在超弹性下再次变形，而且滑动器26在箭头X1方向上移动，致使杆22围绕枢轴点25的转动和驱动构件21在箭头Y1方向上的相应运动。

以这种方式，通过开关通断第一端子32和第二端子33之间的电流，镍钛诺肌线30的循环加热和冷却使驱动构件21沿着轴线Y在箭头Y1和Y2方向上在往复运动中移动。第一端子32和第二端子33之间的电流的选择性通断受到印刷电路板13的电子控制装置的影响，印刷电路板13的电能由电池(未示出)提供。

重新回到图3，示出了移除盒3的泵部件2，在壳体9中的孔36内可以看到驱动构件21。驱动构件21被膜37覆盖。膜37为拉伸覆盖驱动构件21的头部38的弹性膜。膜37执行两个功能。第一，膜37确保不透流体以保护其内部的电气部件。第二，膜37为驱动构件21提供偏置功能以在箭头Y2方向上偏置驱动构件21。膜37在箭头Y2方向上施加力，该力贯穿驱动构件21的往复运动的全程范围。拉伸的膜37可以获得大约2牛顿的张力。在其他实施例中，可以通过另一元件偏置驱动构件21，例如致动器20中的弹簧或者例如盒3中的膜，该另一元件可用作膜37的偏置功能的补充或替代。

当镍钛诺肌线30受热引起镍钛诺肌线收缩，且在箭头X2方向上移动滑动器26时，倾斜表面34和35之间发生相对滑动，且膜37促使驱动构件21在箭头Y2方向上移动，迫使杆22围绕枢轴点25转动。以这种方式，膜37形成致动器20的一部分。当镍钛诺肌线30冷却且滑动器26在压缩弹簧29的恢复力下回到抵靠末端止动件(未示出)的第一位置时，驱动构件21已在箭头Y1方向上移动处于驱动构件完全伸出的位置，以便将膜37拉伸至其最大程度。

下面转到图6至图8，现将详细描述盒3。如图6所示，盒3包括储液箱38，储液箱38包括储液器7，储液器7用于存储供应的胰岛素。储液器7形成为矩形框架39，储液器7的前后膜盖焊接在框架上以限制储液器7中流体的体积。储液器7装配在储液箱38内，储液箱38为储液器7提供结构支撑和保护。

在储液箱38的一角包括注入孔41，注入孔41用于容纳注入针。在注入孔41的下侧为橡胶插入物42，橡胶插入物42穿过储液器框架39覆盖和密封储液器7的入口端口43。针尖穿过密封构件42。通过将在正压力下供应的胰岛素连接至注入针，胰岛素可通过针输注到储液器7的入口端口43，以使胰岛素填充储液器。储液器框架39还包括出口端口44，出口端口44与泵组(pump stack)流体连通，该泵组通常由附图标记45表示。

泵组45包括阀组件46、泵送室8和出口端口4，泵送室8具有泵送室膜47。图7详细地示出了盒3的主视图，该图示出了泵组45的前面，及图8更详细地示出了阀组件46。阀组件46包括入口阀48和出口阀49。入口阀48具有入口侧50，入口侧50通过入口端口54流体连接到储液器7。入口阀48还具有出口侧51，出口侧51向泵送室8开口。泵送室膜47具有前表面52和后表面53，其中，后表面53形成泵送室8的边界，使得泵送室膜47的位移改变泵送室8的容积。泵送室膜47位于邻近入口阀48的出口侧51。

泵送室8还包括流体通道8a，流体通道8a在入口阀48的出口侧51和出口阀49的入口侧53之间延伸。出口阀49还具有出口侧54，出口侧54通过导管55流体连接到出口端口4。

入口阀48和出口阀49均为单向止回阀，且都包括环形弹性阀构件60，弹性阀构件60位于锥形阀座61的上方，这样，锥形阀座61穿过弹性阀构件60中心的孔伸出。弹性阀构件60的外边缘通过诸如绑定或夹紧固定在泵组45内。锥形阀座61穿过弹性阀构件60中的孔伸出，使得弹性阀构件的内边缘由于锥形阀座61而偏离，并且锥形阀座61围绕环形弹性阀构件的内边缘形成密封。尤其是，锥形阀座61密封在环形阀构件中的孔的内边缘上。

该密封足以防止流体从各个阀的入口侧流动到出口侧，除非入口侧的压力大于出口侧的压力，且该压力差超过阀的穿透压力，以提供足够的力部分地或暂时地将弹性阀门构件60从锥形阀座61提离。将弹性阀构件60从锥形阀座61提离所需的力与弹性阀构件60被锥形阀座61偏离的程度、弹性阀门构件60的刚度和锥形阀座61上的表面光洁度有关。通过仔细地结合这些特征，可以组合具有不同穿透压力的微型阀门。

在用流体(该情况下是胰岛素)填充储液器7期间，在足够超过入口阀48的穿透压力的正压下注入流体，该穿透压力可以设置为大约100毫巴。实际上，穿透压力可以为大约10毫巴到大约500毫巴的范围内。这等同于弹性阀构件60的通常小于1牛顿的相对较低的张力。

当在填充期间储液器7中的压力超过入口阀48的穿透压力时，流体从储液器7通过储液器的出口端口44流入泵送室8，并开始在出口阀49的入口侧形成压力。一旦出口阀49的入口侧和出口侧之间的正压力差超过出口阀49的穿透压力，那么出口阀49打开，流体经由导管55流入盒3的出口端口4。在输液管6和输液器5连接至盒3的出口端口4的情况下，胰岛素流向输液器5并排出输液管6和输液器5中的气体直到胰岛素开始从输液器5流出，这表示储液器7充满且输液器5准备好使用。

此时，可以停止胰岛素通过注入针向注入孔41的注入，且储液器7中的压力将回到环境压力，致使入口阀48和出口阀49关闭，在阀组件46中留下正压力。从注入孔41中移除注入针使密封插入物42密封储液器7，以防止胰岛素从注入孔41中漏出。填满的且准备好的盒3现在准备用于连接到泵部件2，该盒3具有连接的输液器5。

如上所述，致动器20的驱动构件21在图5中的箭头Y1方向上处于完全伸出的位置，使得一旦盒3安装至泵部件2中，拉伸覆盖驱动构件21的头部38的膜37直接接触泵送室膜47的前表面52，以便使泵送室膜47向内偏离进入泵送室8，从而减少泵送室8的容积。由于泵送室8完全充满胰岛素(即泵送室8中没有可能导致流体前缘(fluidfront)的气泡)，泵送室中的压力在出口阀49的入口侧53暂时上升，出口阀49打开以从出口阀49释放非常小体积的胰岛素，该胰岛素经由出口端口4从输液器5排出。在泵送室8中的这种排量大约为10微升或更小，并且优选为2.5微升或更小。

通过断续地向镍钛诺肌线30通电，使得致动器20的驱动构件21沿着轴线Y在箭头Y1和Y2方向上往复运动。通过泵送室膜47的位移，致使入口阀48连续地打开和关闭。

当加热镍钛诺肌线30时，驱动构件21在箭头Y2方向上缩回，导致泵送室膜47部分地从泵送室中松弛出来，这增大了泵送室的容积，从而减少了泵送室8的压力，这样，入口阀48的入口侧50和出口侧51之间的正压力差增大并超过入口阀的穿透压力，使得入口阀48打开，而且来自储液器7的胰岛素填充泵送室8。

随后镍钛诺肌线30的冷却致使致动器20的驱动构件21在箭头Y1方向上伸出，从而将入口膜48拉伸到泵送室中，这减小了泵送室8的容积，从而增加了泵送室8的压力，直到出口阀49的入口侧53和出口侧54之间的正压力差增大并超过出口阀49的穿透压力，由此出口阀49打开，胰岛素流过出口阀并经由出口端口4流入输液器5，用于将胰岛素输送至患者。

致动器20的每个循环包括上面描述的加热镍钛诺肌线30的步骤和随后冷却镍钛诺肌线30的步骤。因此，循环开始于泵送室8的容积处于最小容积时，来自储液器7的胰岛素经由入口阀48填充泵送室8，直到泵送室8的容积到达最小容积，然后经由出口阀49排空泵送室8的胰岛素。

在循环的开始，泵送室8中的压力超过储液器7中的环境压力。然后在使来自储液器的胰岛素填充泵送室期间，泵送室8中的压力减少低于储液器7中的环境压力。然后在经由出口阀49排空泵送室的胰岛素期间，泵送室8中的压力增加到超过储液器7中的环境压力。随着泵送室8的容积在循环结束时达到其最小容积，泵送室8中的压力保持大于储液器7中的环境压力。

在致动器20的每个连续的循环之间，致动器保持静止状态(atrest)，因此泵送室容积保持不变。静止时间可以是零，但是通常将是几秒或几分钟的非零时间段。通过在静止期间保持泵送室8内的正压，泵送室内的胰岛素流体的脱气(de-gas)能力被最小化并由此避免了在泵送室中产生气泡，否则，在泵送室中产生气泡对于将药物准确地输送给患者是有问题的。

使用手持装置10，可以控制泵部件2的印刷电路板13中的电子控制装置以激励致动器20，以向患者提供所需的胰岛素的输送曲线。

当盒3变空时可以更换为满的盒，且该空的盒可以如上述被重新填充。

虽然在上述实施例中，泵送室在静止时具有最小容积，但应理解，其不必是这种情况，且在每个致动器循环的开始，泵送室可以具有大于泵送室最小体积的体积。重要的是，当致动器在静止时，泵送室保持处于超过储液器中环境压力的压力。因此可以设想在其他实施例中，当出口阀关闭时，每个致动器循环可以在处于任何的泵送室容积时结束。如上所述，仅当泵送室和出口阀的出口侧之间存在正压差时，出口阀打开。因此，出口阀关闭的瞬间，泵送室的压力将超过环境压力，与此时泵送室的容积无关。因此，无论每个致动器循环起始位置如何，每个致动器循环都包括不间断地将泵送室从其最大容积排空到其最小容积。

尽管上面已参照一个或多个优选实施例描述了本发明，但应理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下可以进行各种改变或修改。

Claims (33)

1.一种流体输送系统，包括：

储液器，所述储液器用于储存流体；

泵送室，所述泵送室具有容积、入口阀、出口阀及可移动的壁，所述入口阀提供所述泵送室的容积和所述储液器之间的选择性流体连通，所述可移动的壁的位移改变所述泵送室的容积；和

致动器，所述致动器用于在往复运动中移动驱动构件，

其中，所述驱动构件可操作地连接至所述泵送室的所述可移动的壁，用于使所述可移动的壁的位移在最小容积和最大容积之间改变所述泵送室的容积，和

其中，所述入口阀和所述出口阀各自包括单向止回阀，和

其中，所述致动器设置为对于所述致动器的每个完整循环通过在所述最小容积和所述最大容积之间从所述储液器对所述泵送室进行连续的填充，使所述可移动的壁从起始位置移动并使所述可移动的壁返回到所述起始位置，所述起始位置对应的泵送室容积小于所述最大容积。

2.根据权利要求1所述的流体输送系统，其中，所述致动器包括楔形构件，所述楔形构件可操作地连接至所述驱动构件，所述楔形构件相对于所述驱动构件移动，以将所述楔形构件沿着第一轴线的往复直线运动转换成所述驱动构件沿着基本垂直于所述第一轴线的第二轴线的往复直线运动。

3.根据权利要求1或2所述的流体输送系统，其中，所述致动器包括围绕枢轴点可转动的杆，且所述驱动构件可操作地连接至所述杆。

4.根据权利要求2和3所述的流体输送系统，其中，所述杆具有与所述枢轴点相对的远端，且所述杆的远端可操作地连接至所述楔形构件。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的流体输送系统，其中，所述致动器包括形状记忆材料，所述形状记忆材料可操作地连接至所述楔形构件。

6.根据权利要求5所述的流体输送系统，其中，所述形状记忆材料具有第一形状和第二形状，所述第一形状对应于所述楔形构件沿着所述第一轴线的第一位置，以及所述第二形状对应于所述楔形构件沿着所述第一轴线的第二位置。

7.根据权利要求6所述的流体输送系统，其中，所述形状记忆材料是形状记忆合金，优选地，是电阻加热形状记忆合金，例如镍钛诺合金。

8.根据权利要求2至7任一项所述的流体输送系统，其中，所述致动器包括偏置元件，所述偏置元件用于使所述楔形构件沿所述第一轴线偏置到第一位置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的流体输送系统，其中，所述致动器设置为使所述驱动构件偏置到第一位置，所述第一位置对应于所述泵送室的最小容积。

10.根据权利要求9所述的流体输送系统，其中，对于所述致动器的每个完整循环，所述致动器设置为将所述驱动构件从所述第一位置移动到第二位置且返回到所述第一位置，其中所述第二位置对应于所述泵送室的最大容积。

11.根据前述权利要求中任一项所述的流体输送系统，其中，所述储液器适于在大致的环境压力下储存流体。

12.根据权利要求11所述的流体输送系统，其中，所述泵送室设置为，在随着所述泵送室的容积由于所述可移动的壁的移动而增大时，在低于储液器中环境压力的压力下，使来自所述储液器的流体填充所述泵送室。

13.根据前述权利要求中任一项所述的流体输送系统，其中，所述致动器设置在具有孔的壳体内，所述驱动构件从所述孔中突出。

14.根据权利要求13所述的流体输送系统，其中，所述壳体的孔由位于所述驱动构件上方的柔性的孔膜密封。

15.根据权利要求14所述的流体输送系统，其中，所述孔膜包括有弹力的弹性材料。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的流体输送系统，其中，所述储液器和所述泵送室设置在盒中，所述盒可拆卸地连接到所述壳体，其中，当所述盒连接到所述壳体时，所述驱动构件可操作地连接至所述泵送室的可移动的壁。

17.根据前述权利要求中任一项所述的流体输送系统，其中，所述泵送室的可移动的壁是膜。

18.根据权利要求17所述的流体输送系统，其中，所述泵送室的膜包括有弹力的弹性材料。

19.根据权利要求18所述的流体输送系统，其中，所述泵送室的膜具有足够克服所述入口阀的破裂压力的张力。

20.根据前述权利要求中任一项所述的流体输送系统，其中，所述入口阀具有10毫巴到500毫巴之间的破裂压力。

21.根据前述权利要求中任一项所述的流体输送系统，其中，所述入口阀具有入口侧和出口侧，且所述出口阀具有入口侧和出口侧，所述入口阀的入口侧选择性地流体连接至所述储液器，且所述入口阀的出口侧流体连接至所述出口阀的入口侧。

22.根据权利要求21所述的流体输送系统，其中，所述泵送室的所述可移动的壁流体连接至所述入口阀的出口侧。

23.根据前述权利要求中任一项所述的流体输送系统，其中，所述入口阀和所述出口阀各自包括无源常闭单向止回阀。

24.根据前述权利要求中任一项所述的流体输送系统，其中，所述泵送室的所述可移动的壁是膜，且所述驱动构件可操作地连接成与所述可移动的壁一起移动。

25.一种用于输注流体治疗剂产品的输液系统，包括根据前述权利要求中任一项的流体输送系统。

26.根据权利要求25所述的输液系统，还包括输液器，所述输液器流体连接至所述出口阀。

27.一种操作流体输送系统的方法，所述流体输送系统包括储液器、泵送室、致动器及驱动构件，所述泵送室具有容积、入口阀、出口阀及可移动的壁，其中，所述入口阀和所述出口阀各自包括单向止回阀，且所述入口阀提供所述泵送室的容积和所述储液器之间的选择性流体连通，所述方法包括：

在所述储液器中储存流体；

将所述驱动构件可操作地连接至所述泵送室的所述可移动的壁；

激励所述致动器使所述驱动构件往复运动，从而使所述可移动的壁移动以在最小容积和最大容积之间改变所述泵送室的容积，

其中，对于所述致动器的每个完整循环，通过在所述最小容积和所述最大容积之间所述储液器对所述泵送室进行连续的填充，使所述致动器从起始位置移动所述可移动的壁并将所述可移动的壁返回到所述起始位置，所述起始位置对应的泵送室容积小于所述最大容积。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述致动器将所述驱动构件偏置到第一位置，所述第一位置对应于所述泵送室的最小容积。

29.根据权利要求27或28所述的方法，其中，对于所述致动器的每个完整循环，所述致动器将所述驱动构件从所述第一位置移动到第二位置且返回到所述第一位置，其中所述第二位置对应于所述泵送室的最大容积。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，在所述驱动构件从所述第一位置移动到所述第二位置期间，在低于所述储液器中流体压力的压力下，来自所述储液器的流体填充所述泵送室。

31.根据权利要求29或30所述的方法，其中，在所述驱动构件从所述第二位置移动到所述第一位置期间，在高于所述储液器中流体压力的压力下，通过所述出口阀排空所述泵送室。

32.根据权利要求27至31中任一项所述的方法，其中，在所述致动器的相继的两个循环之间，在高于所述储液器中流体压力的压力下保持所述泵送室的容积。

33.根据权利要求27至32中任一项所述的方法，其中，所述泵送室的可移动的壁是膜，且所述驱动构件连接成与所述可移动的壁一起移动。