CN111287925B - 一种计量泵及计量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种计量泵，其包括：一腔室，此腔室具有近端部分和远程部分；一活塞，此活塞容纳于该腔室内并且可在该腔室中移动；一驱动器，此驱动器用于自该腔室中的近端止点到远程止点往复地驱动该活塞，其中该远程止点位于该腔室的远程部分，而该近端止点则位于该腔室的近端部分；一出口阀，此出口阀位于该腔室的远程部分，其中，如果该活塞是在远程方向上移动，则该出口阀允许流体自该腔室流出，而如果该活塞是在近端方向上移动，则该出口阀阻止流体流入该腔室；以及一密封器，此密封器位于该腔室的远程部分，如果该活塞位于远程止点，则该密封器密封该腔室；以及一入口阀，该入口阀控制液体流入和流出。

Description

一种计量泵及计量系统

技术领域

本发明是关于一种计量泵及计量系统，该计量泵可从来源抽取流体并且将低量的流体分配到池槽中；该计量泵可分配范围为数微升(µL)到约100微升（µL）的预定容积的流体。

背景技术

在现有技术中，活塞泵是本领域的技术人员所已知的。活塞泵可自来源中抽取流体并且将其传递到池槽。在该活塞泵的入口处，入口止回阀与腔室连接，而活塞在该腔室内往复运动。在腔室的出口处设置有出口止回阀。

根据现有技术的活塞泵有一项缺点，即位于出口阀处的真空可能会从该来源中抽出流体。故而无法精确地决定由活塞泵所分配的流体量。

此外，现有技术的活塞泵具有高的间隙容积，并且无法流入连接在入口止回阀和来源之间的导管。

并且，配量系统在现有技术中为已知。这些配量系统包括推动器，此驱动器可开启一开口以供分配流体。一旦分配了设定容积的流体之后，该推动器就会关闭此开口。这些系统在流体来源和推动器之间需要一加压来源或是泵。但是这些系统并非乐见，原因是加压来源或附加泵会提高计量系统的复杂度和容积。

关于含有可关闭一开口的推动器的配量系统，可例如参见WO 88/03052 A1、EP 1674 163 A2、EP 1 721 681 A2以及EP 1 802 191 A1。

发明内容

本发明的目的是提供一种计量泵，该计量泵能够可重复地分配自一来源所汲取的预定容积的流体。

本发明的目的可通过根据权利要求中的计量泵和计量系统所达成。

本发明公开一种计量泵，其中包括：具有近端部分和远程部分的腔室；以及容纳在该腔室中并且能够从该近端部分移动到该远程部分的活塞。该计量泵进一步包括一驱动器，此驱动器用于从该腔室内的近端止点到远程止点往返地驱动该活塞。该远程止点是位于该腔室的远程部分处。该近端止点是位于该腔室的近端部分处。出口阀位于邻近于该腔室的远程部分。该出口阀可位于相反于该腔室的位置处。如果活塞是向该远程方向移动，则出口阀允许流体从该腔室流出；而假如活塞是向近端方向移动，则出口阀会阻止流体流入该腔室。

该计量泵进一步包括位于该腔室的远程部分的密封器，其中，如果该活塞位于该远程止点处，则位于该远程部分的密封器会密封该腔室。该计量泵进一步包括一入口阀，其中，如果该活塞是向近端方向移动，则该入口阀允许流体流入该腔室内，而假如该活塞是向远程方向移动，则该入口阀阻止流体流出腔室。该活塞可在其远程止点位置处接触到位于远程部分处的密封器。

该活塞可在其远程止点位置处弹性地交接到位于远程部分处的密封器。尤其，该活塞可在其远程止点位置处弹性地压缩位于远程部分处的密封器。

该计量泵的优点在于，它可自一来源中抽取流体，例如液体，并且可个别地流入及泄出连接在该来源和该入口阀之间的导管。此外，连接到该出口阀的导管内的真空无法自该腔室和该来源抽出流体。

该入口阀可包括一输入开口和一输出开口。如果该输出开口处的压力低于该输入开口处的压力，并且如果该输入开口处的压力低于或等于该计量泵的环境压力，则该入口阀允许流体自该输入开口流向该输出开口。该计量泵不需要加压来源，也不需要连接在该来源和该入口阀的输入开口之间的泵。由此，可降低计量泵的复杂度。

计量泵的入口通道可连接到该入口阀和该腔室，其中该入口通道并列设置在位于该腔室的远程部分处的密封器。从而，可达成一种低间隙容积，并且该泵能够以快速且可靠的方式个别地流入及泄出该入口导管和连接至该入口阀的导管。

该驱动器可被排置为邻近于该腔室的近端部分。该驱动器可包括线性驱动器、螺线管、伺服驱动器、线性马达等等。从此，可依任意方式定位该活塞。此外，可依任意方式调适该活塞行程。

该计量泵可包括一第一子控制器。该第一子控制器经调适用于接收表示要由该计量泵分配的流体的设定容积的命令。该第一子控制器经进一步调适用于计算往复冲程的设定次数，使得该计量泵能够分配设定的流体量，并且当该计量泵分配了设定的流体容积后，该活塞是位于该腔室之远程部分的密封器处和/或内。该第一子控制器经进一步调适用于控制该驱动器，使得其使该活塞能够依所设定的往复冲程次数往复运动。第一子控制器经调适用于，如果该活塞已往复运动所设定的往复冲程次数，则将该活塞定位在该腔室的远程部分处的密封器处和/或内。尤其，该第一子控制器经调适用于，如果该活塞已往复运动所设定的往复冲程次数，则将该活塞的尾端定位在该密封器处和/或内。在本实施例中，该控制器可控制该驱动器以使得该活塞往复运动最大活塞冲程。

由于在分配流体之后该活塞位于该腔室的远程部分的密封器处和/或内，因此连接到该出口阀的导管内的真空无法自该腔室和/或来源中抽出流体。从而能够可靠地分配所设定容积的流体。

该计量泵可进一步包括一第二子控制器。该第二子控制器经调适用于接收指示要分配的流体容量的命令。该第二子控制器经调适用于计算该活塞的活塞行程，使得能够分配该设定容积的流体，并且当该计量泵分配了设定容积的液体时，将该活塞定位在该腔室的远程部分的密封器处和/或内。该第二子控制器经进一步调适用于控制该驱动器，使得该活塞会在近端方向上以及在远程方向上能够往复运动所设定的活塞行程。第二子控制器经调适用于，如果该活塞已往复运动该设定活塞行程以及该往复冲程次数，则将该活塞定位在该腔室的远程部分处的密封器处和/或内。尤其，该第二子控制器经调适用于，如果该活塞已往复运动该设定活塞行程以及该往复冲程次数，则将该活塞的尾端定位在该腔室的远程部分处的密封器处和/或内。在本实施例中，该控制器可控制该驱动器以使得该活塞往复运动少于最大活塞冲程。

本发明的优点之一在于，该活塞行程可为调适用于使得在活塞往复运动后，该活塞是定位在该腔室的远程部分处的密封器处和/或内。由此，在分配预定容积的流体后，可通过该计量泵来分配小于该活塞行程的容积的容积而无须牺牲该活塞的密封位置。与待分配的流体的容积量无关，可将该活塞定位在腔室的远程部分的密封器处和/或内。即使分配的流体容积小于最大可能的活塞冲程或活塞行程，该活塞也会被重新定位在该腔室的远程部分的密封器处以及/或是接触于该密封器。

在一实施例中，该控制器可含有该第一子控制器以及该第二子控制器。该控制器经调适用于接收指示要分配的流体容量的命令。该控制器经进一步调适用于计算该活塞的往复冲程设定次数以及设定活塞行程，使得能够分配该设定容积的流体，并且当该计量泵分配了设定容积的液体时，将该活塞定位在该腔室的远程部分的密封器处和/或内。该控制器经调适用于控制该驱动器，使得该驱动器令该活塞在近端方向和远程方向上往复运动该设定的活塞行程和该设定的往复冲程次数。该控制器经进一步调适用于，如果该活塞已往复运动该设定活塞行程以及该往复冲程次数，则将该活塞定位在该腔室的远程部分处的密封器处以及/或是接触于该密封器。

在本实施例中，该控制器可调整该活塞行程以确保在经过多次冲程分配该设定流体容积之后，该活塞被定位在该腔室的远程部分处的密封器处和/或内，或者是位于（接触到）该腔室的远程部分的密封器处。这可确保无法分别地自与该腔室和/或该来源头连接到该出口阀的导管中的真空及负压抽出流体。

该控制器可经调适用于在两个活塞冲程之间改变活塞行程。换言之，该控制器可经调适用于控制该驱动器，以便该驱动器在第一冲程期间使该活塞往复运动第一活塞行程，并且以便该驱动器在第二冲程期间使该活塞往复运动第二活塞行程，其中该第二活塞行程短于该第一活塞行程。从而可达到大的流率，因为除了最后一个活塞冲程以外的所有活塞冲程都具有较大的活塞行程以分配大量流体，并且最后一个活塞冲程具有较小的活塞行程以确保分配正确的容积，同时在分配该设定容积之后，活塞是定位于该腔室的远程部分的密封器处。

该入口阀及该出口阀可为止回阀。

该腔室间隙容积为小于活塞排量的5%，最好是小于活塞排量的2%，更佳地为小于活塞排量的1%。该间隙容积是位于该腔室的远程部分处，特别是在该远程止点与指向该出口阀的腔室的开口之间。

具有最大活塞排量的单次冲程所计量的容积在约5µL至约0.02mL之间，较佳地在4µL至约0.04mL之间，更佳地在0µL至约0.1mL之间。

该控制器可经调适用于控制该最小活塞行程，使得该活塞的单一冲程计量的流体量为约2µL至约5µL，最好是约1µL至约3µL，更佳地为低于约1µL至约5µL。该最小活塞行程是由该驱动器的最小步进范围或最小可指令驱动范围所决定。

根据本发明的微计量泵所输出的设定容积可在约1μL至约125μL的范围之间。该微计量泵可在约1秒至15秒，最好是在约1秒至约10秒之间，更佳地是在约1秒至约5秒之间，的时间展幅内输出该设定容积。

该出口阀包括装纳在该计量泵的主体内的阀座，以及可在该阀座内和/或相对于该阀座而移动的阀构件。在一实施例中，如果该出口阀的阀构件位于其关闭位置，则该活塞会位于其远程位置（远程止点）接触到该出口阀的阀构件。从而能够进一步减少死区。该出口阀的阀座可比该出口阀的阀构件更柔软。该出口阀的阀构件可为阀柱塞、阀活塞、阀碟等等。

在一实施例中，该出口阀的座与位于该腔室的远程部分的密封器为整体地形成（单一件）。在此实施例中，该出口阀的阀座比该出口阀的阀构件更柔软。

本发明亦公开一种含有上述计量泵的计量系统。该计量系统包括一耦接于该入口阀的输入开口的流体容器。该流体容器为该流体来源。该流体容器内盛装有待由该计量泵所计量的流体。该流体容器内的压力是对应于该计量泵的环境中的压力。

本发明具有无需对该容器内的流体予以加压的优点。该流体容器进一步包括与该流体容器的环境为流体连通的排气开口。该流体容器的环境中的压力是对应于该计量泵的环境内的压力，原因是无需在该流体容器中对待分配的流体予以加压。

该待计量流体可为液体，例如饮用水。

附图说明

现将参照于显示本发明的非限制性与范例性实施例的附图以说明本发明，其中：

图1为根据本发明的计量泵的截面视图；

图2为根据本发明的计量系统的实施视图；

图3显示用于操作根据本发明的计量泵的方法的流程图；

图4显示阀件排置的第二实施例；以及

图5显示阀件排置的第三实施例。

附图标记说明

100、泵，102、腔室，104、活塞，106、近端止点，108、远程止点，110、入口开口，112、出口开口，113、入口通道，114、入口阀，114a、输入开口，114b 、输出开口，116、出口阀，116a、输入开口，116b、输出开口，118、入口导管，120、出口导管，122、第一密封器，123、凹口，124、第二密封器，125 、凹口，126、引导器，128、臂部，130、驱动器，132、控制器，134、位置传感器，136、分隔组件，138、界面，200、计量系统，202、流体储箱，204、空气，205、导管，206、液体，209、输出导管，300、饮料分配器，308、分配器控制器，310、水源，312、过滤器，314、矿物质化装置，316、容器，500、阀件，502、腔室腔室，504、活塞，510、开口，513、导管，514、入口阀，514c、形环，514d、弹簧，514e、阀座，514f、阀构件，516、出口阀，516c、O形环，516d、弹簧，516e、阀座，516f、阀构件，518、导管，522、第一密封器，524、第二密封器，600、阀件，602、腔室，604、活塞，610、开口，613、导管，614、入口阀，614d、弹簧，614e、阀座，614f、阀构件，614e、阀座，616、出口阀，616d、弹簧，616e、阀座，616、阀构件，620、导管，622、密封器。

具体实施方式

这些附图并非依比例绘制而仅为了解本发明原理的目的。诸如上、下等等的几何关系仅用于解释本发明原理，而不应视为限制性。

现请参考图1，图中显示根据本发明的微计量泵100的截面视图。该泵100含有基本上圆柱形的腔室102，在该腔室102中设置有一活塞104。该活塞104经显示为位于其远程止点108处。该活塞104可在该远程止点108与一近端止点106之间往复运动。该活塞104是由驱动器130所驱动，该驱动器130是通过一臂部128以与该活塞104耦合。该臂部128是以一引导器126所引导。

该泵100进一步包括该腔室102中的入口开口110，该入口开口110与一入口阀114的输出开口114b连接。该入口阀114的输入开口114a与一入口导管118连接。该入口阀114和该入口开口110构成于邻近该远程止点108。在该入口阀114的输出开口114b和该入口开口110之间形成有一入口通道113。

在该远程止点108处，该腔室102里形成一出口开口112。该出口开口112邻近于一出口阀116的输入开口116a。该出口阀116的输出开口116b连接至一出口导管120。该入口阀114及该出口阀116可为止回阀。

在该远程止点108处，一第一密封器122设置在该腔室102中。在图1所示的实施例里，该第一密封器122是由一O形环所构成。如果该活塞104位于该远程止点108处，使得该活塞104的远程部分布置在该第一密封器122处和/或内，以及/或是接触于该第一密封器122或弹性地压缩第一密封器122，那么分别地位于该出口导管120中的真空和负压无法自该腔室102（该入口阀114以及连接到像是储箱，特别是填充有液体的储箱）的流体来源的入口导管118内抽出流体。

在图1所示的实施例中，该密封器122经布置在该活塞104的远程止点108处围绕该圆柱形腔室102所形成的圆柱形凹口123内。该凹口123在该腔室102的轴向方向上延伸一段足以容纳第一密封器122的距离。该第一密封器122在该腔室102的轴向方向上在凹口123内不会有间隙。较佳地，该第一密封器122是被该凹口123在该腔室102的轴向方向上弹性地压缩。如果该活塞104在该第一密封器122处和/或在该第一密封器122处是被定位在该远程止点108处，那么该第一密封器122会在该活塞104和该凹口123的径向外表面之间于该腔室102的径向上被压缩。

如图1所示，在该活塞104的远程止点108位置，该活塞104接触于该第一密封器122。在该活塞104的远程止点108位置，该活塞弹性地压缩第一密封器122。尤其，在该活塞104的远程止点108位置，该活塞在该腔室102的径向上弹性地压缩该第一密封器122。在图1所示的实施例里，该活塞104是位于形成该第一密封器122的O形环内的远程止点108位置。

在该腔室102的近端止点106处定位有一第二密封器124，其中该第二密封器124接触到该活塞104。该第二密封器124经装纳在一凹口125里。该第二密封器124可防止该活塞104将流体泄漏到该泵100的壳体内或是自该泵100的壳体的内部抽吸流体。

该第一密封器122以及/或是该第二密封器124可为O形圈或四角环圈。

该入口开口110经排置为尽可能地靠近在该腔室102内往复运动的活塞104的第一密封器122和/或远程止点108。

在该第一密封器122和该入口开口110之间布置有一分隔组件136，此该分隔组件136在该腔室102的轴向方向上将该第一密封器122与该腔室102的入口开口110分隔开。该分隔组件136可在该腔室102的轴向上自约0.1mm延伸至约2mm，最好是0.1mm至约1mm之间，更佳地是自约0.1mm至约0.5mm。

由于该入口开口110位于尽可能地接近该出口开口112的位置处，因此该泵100可按快速且可靠的方式个别地流入及泄出该腔室102、该入口阀114和/或该入口导管118。

该泵100进一步包括连接至该驱动器130的控制器132以及位置传感器134。

该位置传感器134可决定该活塞104的位置。该位置传感器134可为光学传感器。从而，该控制器132可监视该活塞104的适当运动并且检测该活塞104的潜在阻塞问题。在一实施例中，该泵100可包括行程传感器或者路径传感器，以决定该活塞104的实际位置以及/或是用以决定该活塞在预定时间幅度内行进的活塞冲程。这可供更精确地控制活塞行程，并且可提供一回馈回路来控制该驱动器130及该活塞104的运动。

该控制器132可通过向该控制器132供应电能的接口138连接到该控制器132。

该驱动器130可包括步进马达、线性驱动器、螺线管、伺服驱动器、线性马达，以及/或是能够任意地定位该活塞的任何驱动器。从而能够以预定方式来调整该往复活塞104的活塞行程。此外，可按照预定方式来调整往复运动速率。该驱动器的最小步距范围或是最小可命令行程范围决定在单一冲程过程中该活塞104的最小行程。

该活塞104的最大排量可为约5μL至约0.02mL的范围内，较佳地约4μL至约0.04mL的范围内，更佳地在约2μL至约0.1mL的范围内。

该控制器132经调适用于控制该最小活塞行程，使得该活塞104的单一冲程所计量得的容积为约2μL至约5μL，较佳地为约1μL至约3μL，更佳地为约1μL至约5μL。

该腔室间隙容积为小于活塞排量的5%，最好是小于活塞排量的2%，更佳地为小于活塞排量的1%。该间隙容积大致上是由该活塞104在其远程止点108处的远程表面与该腔室102的远程表面以及该入口阀114和该出口阀116之间的距离所形成。

现参照图2，本图显示根据本发明的计量系统的实施视图。前文所述的泵100连接到填充有液体206的流体储箱202。该流体储箱202含有一排气开口。因此，该泵100和该液体206承受相同的环境压力。

在操作过程中，在该腔室102内往复运动的活塞104可自该腔室102、该入口阀114、该入口导管118以及连接至该泵100和该流体储箱202的导管205排出空气204。而当完成该流体供应部分内的空气204排出时，往复运动的活塞104会将流体配送到输出导管209。

图2亦显示出该计量系统200在一饮料分配器300中的应用。该饮料分配器300可包括一水源310，例如水龙头。过滤器312经连接到该水源312。该过滤器312过滤来自该水源的水并且减少水中所含的矿物质。一矿物质化装置314经连接到该过滤器312。该矿物质化装置314可在过滤之后将矿物质添加到水中。在水通过该矿物质化装置314之后，就会将饮料分配到例如玻璃杯的使用容器316中。

该饮料分配器300亦包括一分配器控制器308。该分配器控制器308向该泵100的控制器132将要计量的容积的液体206传输至该矿物质化装置314。该液体206可为用于将矿物质添加至软化水内的矿物质化液体，以使得该矿物质化装置314所输出的水适合人类饮用。替代地或附加地，该液体可包括微量元素。由该饮料分配器所输出的饮料可为水。

现参考图3，图中显示出在示范性应用中运用根据本发明的计量泵和/或计量系统的示范性实施流程400。

在步骤402中，该分配器控制器308将要由该泵100分配的液体容积传输到该泵100的控制器132。

在步骤404中，该控制器132按照该分配器控制器308的指示计算出多少活塞冲程以及分配该设定容积的液体需要多少活塞行程。在一实施例中，该控制器132可通过指示该活塞104以最大活塞行程往复运动并且以较短的活塞行程往复运动以分配剩余容积来计算出必要的活塞冲程数量。可依据下列公式来计算该活塞冲程数量以及设定容积：

待予分配的设定容积 = (活塞冲程数量–1) X 由最大活塞行程所分配的容积 +由最后活塞冲程所分配的容积；

在另一实施例中，该控制器132可指示该驱动器130以固定的活塞行程令该活塞104往复运动，直到分配了该设定容积为止。

在步骤406中，该方法验证对于每个冲程是否应使用该固定活塞行程。如果将固定活塞行程施加于每个冲程，则该方法前进至步骤408，并且指示该驱动器130以令该活塞104往复运动该设定活塞行程以及该设定冲程数量。之后，该方法结束。

如果该方法在步骤406中决定该活塞104将依最大活塞行程尽可能频繁地往复运动，则该方法自步骤406进入步骤410。该方法在步骤410中决定是否已分配该设定容积。

如果尚未分配该设定容积，则该方法从步骤410进入步骤412。该方法在步骤412中决定与该设定计量容积之间的差是否大于实际计量容积。

如果该方法决定与该设定计量容积之间的差大于该实际计量容积，则该方法从步骤412前进到步骤414。在步骤414中，该控制器132指示该驱动器130依最大可用活塞行程以令该活塞104往复运动。

该方法返回至步骤410，并且验核该泵100是否已计量该设定容积。如果该方法决定已决定该设定容积，则该方法结束。如果尚未计量该设定容积，则该方法前进至步骤412，并且决定要计量的设定容积与实际计量容积之间的差是否大于可通过一最大活塞行程所计量的容积。如果此差值较大，则该方法如前文所述继续进行步骤414以及由步骤410、412和414所形成的循环。

一旦该方法在步骤412中检测到要计量的设定容积与该实际计量容积之间的差小于可通过最大活塞行程所计量的容积，则该方法前进到步骤416。在步骤416中，该控制器132指示该驱动器130以活塞行程小于该最大活塞行程的冲程令该活塞在该腔室102内往复运动。之后，该方法结束。

通过该往复活塞104的冲程所计量的容积是该活塞104的截面积与该实际活塞行程的乘积。如果该活塞104具有圆柱形状，则流体的实际计量容积就是该活塞104的腔室基底乘以该实际活塞行程的乘积。依此，该控制器132可决定要对流体的设定容积进行计量会需要多少冲程和/或哪种活塞行程。

注意到假如必须计量小于该最大活塞行程的设定容积，则亦可运用根据图3的方法。而在此情况下，该活塞104仅需在活塞行程短于该最大活塞行程的单一冲程中往复运动。

现参考图4，其中详细显示一第二实施例。该第二实施例大致上与第一实施例相对应，并且相对应特征是由相对应的参考标记所注明，其中根据图1将阀件500添增到参考标记中。该活塞504经装纳在一腔室502内。该活塞是由该腔室502内的第一密封器522和第二密封器524所密封。该第一密封器522和该第二密封器524可为O形环或四角环圈。

该入口阀514连接到一导管518，该导管518连接到一液体来源。该入口阀514的输出是通过一导管513以连接于该腔室502。可通过弹簧514d将一可移动阀构件514f偏置到抵靠于该阀座514e的关闭位置。

而一旦该活塞504从图4所显示的远程位置移动到近端位置，该阀构件514f就会克服该弹簧514d的偏压而从该阀座516e移离，并且流体就可通过导管518、513及开口510流到该腔室502内。一旦该活塞504在近端方向上移动，流体就会将该阀构件514f压靠于该阀座514e。在图4所示的实施例中，该阀组件514f包括一环周凹槽，而该O形环514c是容纳在此凹槽里。在图4所示的实施例中，该O形环514c具有比该阀座514e更高的弹性。

该出口阀516含有可线性移动的阀构件516f，此阀构件516f是被该弹簧516d偏压在该阀座516e上。在图4所示的关闭位置处，假如该活塞504移动到远程止点108位置，则该出口阀516的阀构件516f就会接触到该活塞504的远程。从而能够防止任何流体流过该第一密封器522、该阀座516e以及该阀构件516f。

在图4所示的实施例中，该阀组件516f包括一环周凹槽，而该O形环516c是容纳在此凹槽里。在此实施例中，与该阀座516e相比，该O形环516c具有较高的弹性。

现参照图5，图中显示根据本发明的泵的另一实施例。该另一实施例大致上与第一实施例相对应，其中相似的特征是由相似的参考标记所注明，并且其中将阀件600添增到图1的参考标记。该入口阀614含有一可移动阀构件614f，此阀构件614f是由弹簧614d偏压而抵靠于该阀座614e。与该阀座614e相比，该阀构件614f具有较低的弹性。

如果该活塞604在该腔室602内向远程方向移动，则该阀构件614f会被从该阀座614e释放，并且流体可通过该导管613和该开口610流到该腔室602内。如果该活塞604是向远程方向运动，则流体会将该阀构件614f压靠于该阀座614e。

该出口阀616含有可移动阀构件616f，此阀构件616f是被弹簧616d偏压在该阀座616e上。如果该活塞604是在该腔室602内向远程方向移动，则该腔室602中的流体会压靠该阀构件616f并且抗于该弹簧616d的偏压将该阀构件616f自该阀座616e释放，同时流体可流出该腔室602而进入到导管620。在该远程位置处（远程止点位置），该活塞604的远程部分会接触到该阀构件616f中导向于该活塞604的表面。故而能够防止流体从该腔室602通过该出口阀616流到该导管620内。

在图5所示的实施例中，装纳在该活塞604的远程周围的第一密封器622'与该出口阀616的阀座616e为整体地（以单件方式）构成。

在本实施例中，该阀座616e与该可移动阀构件616f相比具有较高的弹性。

由于围绕该活塞的远程部分的阀座616e和该第一密封器622'是以单件方式所构成，因而能够降低制造成本并且防止流体自该腔室602泄漏。

本发明的一优点是在于该泵100的出口处的真空无法自该腔室102、该入口阀114、该入口导管118和该流体来源206抽吸所计量液体。此外，尽管该泵实际上是被设计为精确地分配少量液体，不过本发明可供该泵以及连接到该泵100的入口侧的所有装置皆能以快速且可靠的方式流入。

Claims (17)

1.一种计量泵，其特征在于，包括：

一腔室，该腔室具有近端部分和远程部分；

一活塞，该活塞容纳于该腔室内并且能够在该腔室中移动；

一驱动器，该驱动器用于自该腔室中的近端止点到远程止点往复地驱动该活塞，其中该远程止点位于该腔室的远程部分，而该近端止点则位于该腔室的近端部分；

一出口阀，该出口阀邻近于该腔室的远程部分，其中，如果该活塞是远程方向移动，则该出口阀允许流体自该腔室流出，而如果该活塞是近端方向移动，则该出口阀阻止流体流入该腔室；

一密封器，该密封器位于该腔室的远程部分，其中如果该活塞位于该远程止点并且接触到该密封器，则该密封器密封该腔室；其中密封器位于活塞远程止点位置且其中活塞的远程部分在活塞的远程止点位置弹性压缩密封器；以及

一入口阀，若该活塞是向近端方向移动，则该入口阀允许流体流入该腔室内，而如果该活塞是向远程方向移动，则该入口阀阻止流体流出腔室。

2.如权利要求1所述的计量泵，其特征在于，

该入口阀包括一输入开口和一输出开口；以及

如果该输出开口处的压力低于该输入开口处的压力，并且如果该输入开口处的压力低于或等于该计量泵的环境压力，则该入口阀允许流体自该输入开口流向该输出开口。

3.如权利要求1所述的计量泵，其特征在于，该计量泵包括：

一入口通道，该入口通道与该入口阀和该腔室连接，其中该入口通道并列于该密封器。

4.如权利要求1所述的计量泵，其特征在于，该驱动器含有下列至少其中一项：

一步进马达；

一线性驱动器；

一螺线管；

一伺服驱动器。

5.如权利要求1所述的计量泵，其特征在于，该计量泵包括：

一第一子控制器，该第一子控制器经调适用于：

接收指示待予分配的流体设定容积的命令；

计算出设定的往复冲程数量，使得该设定容积的流体会被分配，而当该计量泵分配该设定容积时该活塞位于该密封器处；

控制该驱动器，使得该活塞往复运动设定往复冲程数量；以及

若该活塞已往复运动该设定往复冲程数量，则将该活塞定位在该密封器。

6.如权利要求5所述的计量泵，其特征在于，该计量泵包括：

一第二子控制器，该第二子控制器经调适用于：

接收指示待予分配流体的该设定容积的命令；

计算出该活塞的活塞行程，使得能够分配该设定容积的流体，并且当该计量泵分配该设定容积的流体时该活塞是位于该密封器处；

控制该驱动器，使得该活塞能够在近端方向上以及在远程方向上往复运动设定活塞行程；以及

如果该活塞已往复运动该设定活塞行程和该设定往复冲程数量，则将该活塞定位在该密封器处。

7.如权利要求5或6所述的计量泵，其特征在于，该计量泵包括：

一控制器，包括第一子控制器和第二子控制器；

其中该控制器经调适用于：

接收指示待予分配的流体容积的命令；

计算出该活塞的设定往复冲程数量和设定活塞行程，使得该设定容积的流体会被分配，并且当该计量泵分配该设定容积的流体时该活塞位于该密封器处；

控制该驱动器，使得该活塞能够在近端方向上以及在远程方向上往复运动该设定活塞行程和该设定往复冲程数量；以及

如果该活塞已往复运动该设定活塞行程和该设定往复冲程数量，则将该活塞定位在该密封器处。

8.如权利要求7所述的计量泵，其特征在于，该控制器经调适用于控制该驱动器，以便该驱动器在第一冲程期间使该活塞往复运动第一活塞行程，并且以便该驱动器在第二冲程期间使该活塞往复运动第二活塞行程，其中该第二活塞行程短于该第一活塞行程。

9.如权利要求7所述的计量泵，其特征在于，该控制器经调适用于控制最小活塞行程，使得该活塞的单一冲程计量下列范围的容积：

2µL至5µL。

10.如权利要求1所述的计量泵，其特征在于，该入口阀和该出口阀中的至少其中一个为止回阀。

11.如权利要求1所述的计量泵，其特征在于，该腔室间隙容积为小于活塞排量的1%。

12.如权利要求1所述的计量泵，其特征在于，以最大活塞排量的单一冲程所计量的容积为：

5µL至0.02mL。

13.如权利要求1所述的计量泵，其特征在于，

该出口阀包括装纳在该计量泵的主体内的阀座，以及能够相对于该阀座而移动的阀构件；以及

如果该出口阀的阀构件位于其关闭位置，则该活塞会位于其远程位置接触到该出口阀的阀构件。

14.如权利要求1所述的计量泵，其特征在于，

该出口阀包括装纳在该计量泵的主体内的阀座，以及能够相对于该阀座而移动的阀构件；以及

该出口阀的阀座与位于该腔室的远程部分的密封器为整体地形成。

15.一种计量系统，其特征在于，包括：

一腔室，该腔室具有近端部分和远程部分；

一活塞，该活塞容纳于该腔室内并且能够在该腔室中移动；

一驱动器，该驱动器用于自该腔室中的近端止点到远程止点往复地驱动该活塞，其中该远程止点位于该腔室的远程部分，而该近端止点则位于该腔室的近端部分；

一出口阀，该出口阀邻近于该腔室的远程部分，其中，如果该活塞是远程方向移动，则该出口阀允许流体自该腔室流出，而如果该活塞是近端方向移动，则该出口阀阻止流体流入该腔室；

一密封器，该密封器位于该腔室的远程部分，其中如果该活塞位于该远程止点并且接触到该密封器，则该密封器密封该腔室；其中密封器位于活塞远程止点位置且其中活塞的远程部分在活塞的远程止点位置弹性压缩密封器；以及

一入口阀，若该活塞是向近端方向移动，则该入口阀允许流体流入该腔室内，而如果该活塞是向远程方向移动，则该入口阀阻止流体流出腔室；以及

一流体容器，其与该入口阀的输入开口相耦接；

其中，该流体容器内填装有待由计量泵所计量的流体；以及

该流体容器内的压力是对应于该计量泵的环境中的压力。

16.如权利要求15所述的计量系统，其特征在于，

该流体容器包括与该流体容器的环境为流体连通的排气开口；以及

该流体容器的环境内的压力是对应于该计量泵的环境内的压力。

17.如权利要求15或16所述的计量系统，其特征在于，待予计量的流体为水。