CN111437448B - 一种可减少脉动股流输出的血液透析用血泵 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种可减少脉动股流输出的血液透析用血泵，包括泵箱、胶管、执行装置以及驱动装置；胶管贯穿设置在泵箱中，胶管的一端为进血端，另一端为排血端；执行装置的数量为多个，多个执行装置可在驱动装置的驱动作用下沿胶管往复滑动，且多个执行装置的滑动行程相互交错；执行装置具有执行元件，执行元件可在执行装置由进血端至排血端方向的滑动行程中挤压胶管，并在执行装置由排血端至进血端方向的滑动行程中与胶管分离。本发明可减少对于透析器中的空心纤维的冲击腐蚀作用，提高其安全性。

Description

一种可减少脉动股流输出的血液透析用血泵
技术领域
本发明涉及医疗器材领域，具体的说是一种可减少脉动股流输出的血液透析用血泵。
背景技术
血液透析是急慢性肾功能衰竭患者肾脏替代治疗方式之一。通过将体内血液引流至体外，经一个由无数根空心纤维组成的透析器中，血液与含机体浓度相似的电解质溶液在一根根空心纤维内外，通过弥散、超滤、吸附和对流原理进行物质交换，清除体内的代谢废物、维持电解质和酸碱平衡，同时清除体内过多的水分，并将经过净化的血液回输至患者。由于人体动静脉之间的压差并不足以将血液压入透析器中并最终回流，故需要血泵引导血液的流动。
现有技术中的透析用血泵通常包括胶管和电机带动的凸轮，胶管的一端与患者动脉血管相连，另一端与透析器相连。在应用过程中，随着凸轮的转动，凸轮自身的凸出部间隔挤压胶管，推动胶管中的血液流动，完成血液输送。由于上述结构特性，使得常规血泵的输出并不是持续稳定连续的，而是以一股一股脉动形式的不连续喷出。该输出形式容易对透析器中的空心纤维管造成冲击从而产生腐蚀，不利于透析器的维护，具有血液和透析器内的电解质直接互通的医疗隐患。
发明内容
本发明提供一种可减少脉动股流输出的血液透析用血泵，减少对于透析器中的空心纤维的冲击腐蚀作用，提高其安全性。
为了解决以上技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种可减少脉动股流输出的血液透析用血泵，包括泵箱、胶管、执行装置以及驱动装置；
胶管贯穿设置在泵箱中，胶管的一端为进血端，另一端为排血端；
执行装置的数量为多个，多个执行装置可在驱动装置的驱动作用下沿胶管往复滑动，且多个执行装置的滑动行程相互交错；执行装置具有执行元件，执行元件可在执行装置由进血端至排血端方向的滑动行程中挤压胶管，并在执行装置由排血端至进血端方向的滑动行程中与胶管分离。
作为本发明的进一步优化，执行装置包括套设在胶管外周的执行环和沿径向方向滑动设置在执行环环壁上的两根滑柱，且两根滑柱相对分布；
在两根滑柱朝向执行环中心方向的端部均设有执行元件，在滑柱上位于执行元件和执行环的内沿之间设有用于将执行元件推向胶管方向的第一压簧，执行元件朝向排血端方向的端部具有楔形面，在胶管上对应执行装置由朝向排血端滑动至朝向进血端滑动的行程转折位置设有支撑台，支撑台朝向进血端的端部设有锥面，可通过锥面与楔形面配合以将执行元件推离胶管；
在两根滑柱相背于执行环中心方向的端部均设有沿滑柱长度方向分布的台阶孔，台阶孔中滑动配合有销轴，销轴具有与台阶孔的台阶位置配合以避免销轴由台阶孔中脱出的凸台；销轴的外端设有滚轮，在泵箱内设有供滚轮配合的限位条板，限位条板与胶管平行且限位条板的两端分别与执行装置沿胶管往复滑动的两个行程转折位置对应，在台阶孔中设有第二压簧，第二压簧在执行装置朝向排血端滑动过程中将滚轮紧压在限位条板的内缘，并在执行元件滑动至支撑台上后将滚轮推至限位条板对应端部的上缘位置。
作为本发明的进一步优化，限位条板朝向进血端的端部设有翻边。
作为本发明的进一步优化，销轴的外端为T字形结构并对应设有两个滚轮，在泵箱中对应任意一根销轴的位置均间隔设有两根限位条板。
作为本发明的进一步优化，执行元件与胶管配合的端面为圆弧面。
作为本发明的进一步优化，执行装置的数量为两个，驱动装置为固定在泵箱外部的电机和安装在电机输出轴上的丝杠，在执行装置上设有与丝杠配合的丝母孔，且两个丝母孔的旋向相反，丝杠上与两个丝母孔配合部分的旋向相反；在两个执行装置上还开设有光孔，光孔与固定在泵箱中的光杆滑动配合。
本发明中具有多个可沿胶管往复滑动的执行装置，一方面，多个执行装置的滑动行程相交错，另一方面，所有执行装置中均具有执行元件，且执行元件在随执行装置的正向滑动过程中挤压胶管，并在随执行装置的反向滑动过程中脱离胶管，从而使本发明对胶管达到了单向持续挤压的技术效果，进而使胶管排血端排出的血液连续且稳定，避免了对于透析器的内相关元件的冲击及腐蚀，避免了相关医疗事故的产生。
不同与现有技术中血泵内的凸轮对于胶管的间隔打击作用，本发明中执行装置中的执行元件采用柔性加压的方式推动胶管中的血液流动，避免了因凸轮转速过快导致的打击力度过大，产生大量血细胞损坏的情况，利于患者在血液透析后的恢复。
附图说明
图1为本发明的纵向剖视图；
图2为图1中A-A向剖视图；
图3为图2中B-B向剖视图；
图4为图2中C部分的局部放大示意图；
图2和图5-9构成执行装置一个完整的行程运动示意图；
图中标记：1、执行装置，101、翻边，102、限位条板，103、执行环，104、第二压簧，105、滚轮，106、销轴，107、滑柱，108、第一压簧，109、执行元件，110、圆弧面，111、楔形面，112、凸台，113、台阶孔，114、光孔，115、丝母孔，2、支撑台，201、锥面，3、丝杠，4、电机，5、胶管，501、排血端，502、进血端，6、光杆，7、泵箱。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种可减少脉动股流输出的血液透析用血泵，包括泵箱7、胶管5、执行装置1以及驱动装置。泵箱7为卧式分布并具有内部型腔的圆柱或矩形箱体。胶管5沿水平方向贯穿泵箱7的长度方向分布。胶管5的两端均设置在泵箱7外部，右端为进血端502，与患者动脉血管相连，左端为排血端501，与血液透析器相连。胶管5的两端还分别与泵箱7的侧板固定，以避免胶管5在泵血过程中产生轴向方向上的攒动。
执行装置1的数量为两个，任一个执行装置1均包括一个间隔套设在胶管5外部的执行环103，胶管5分布于执行环103的中心位置。在执行环103上设有沿自身轴向分布的光孔114，光孔114与沿泵箱7长度方向固定在泵箱7内腔中并与胶管5平行分布的光杆6之间滑动配合。两个执行环103可在驱动装置的驱动作用下沿胶管5往复滑动，且滑动行程相互交错。即两个执行环103的滑动方向始终相反，其中一个执行环103滑动至自身行程的最左端并开始向右滑行后，另一个执行环103滑动至自身行程的最右端并开始向左滑行；其中一个执行环103滑动至自身行程的最右端并开始向左滑行后，另一个执行环103滑动至自身行程的最左端并开始向右滑行，如此往复循环。执行环103均具有执行元件109，执行元件109可在执行环103由进血端502至排血端501方向的滑动行程中挤压胶管5，并在执行环103由排血端501至进血端502方向的滑动行程中与胶管5分离。通过以上技术特征，使得本申请达到了单向持续挤压的技术效果，保持始终有一组执行元件109对胶管5进行挤压并正向捋动胶管5中的血液前进，进而使胶管5排血端501排出的血液连续且稳定。进一步的，本发明采用柔性加压的方式推动胶管5中的血液流动，避免了现有技术中因凸轮转速过快导致的打击力度过大，产生大量血细胞损坏的情况。
具体的，本实施例中的两个执行环103的滑动行程控制结构如下：如图2所示，在执行环103上设有与光孔114并列的丝母孔115，光孔114和丝母孔115分别开设于执行环103的上下两侧。在泵箱7外部固定设有电机4，电机4输出轴伸入泵箱7内腔中并配合安装有平行于胶管5的丝杠3。丝杠3与两个执行环103上的两个丝母孔115均配合安装，且两个丝母孔115的旋向相反，丝杠3上与两个丝母孔115配合的部位的旋向也相反。从而通过电机4输出轴的转动带动其中一个执行环103向前运动，另一个执行环103向后运动的效果。图1中，在左侧的执行环103向左运动到自身行程的左端后，右侧的执行环103向右运动至自身行程的右端。此时控制电机4输出轴反转，即使左侧执行环103开始向右运动，而右侧执行环103开始向左运动。
在泵箱7侧板上设有供丝杠3的两端转动配合的轴座，而光杆6的两端则通过螺钉或限位键槽结构固定在泵箱7的侧板上。
结合图2-4所示，本实施例的执行装置1的结构和执行元件109与胶管5离合的控制结构如下：
执行装置1主要包括上述执行环103和沿径向方向滑动设置在执行环103环壁上的两根滑柱107。在执行环103环壁的左右两侧分别开设有沿执行环103径向分布的滑孔，两个滑孔均沿水平方向分布且设置在同一直线上。两根滑柱107分别对应设置在滑孔中，并可沿执行环103的径向方向灵活滑动。在两根滑柱107朝向执行环103中心方向的端部均设有执行元件109，在滑柱107上位于执行元件109和执行环103的内沿之间设有第一压簧108。从而可在两根第一压簧108的作用下，将两个执行元件109分别紧压在胶管5的两侧，将胶管5挤扁，并通过执行元件109随执行环103沿胶管5的滑动作用将挤压胶管5内的血液流动。
执行元件109与胶管5的作用断面为圆弧面110，避免在挤压过程中对胶管5造成损伤。执行元件109朝向排血端501方向的端部具有楔形面111，在胶管5上对应执行装置1由朝向排血端501滑动至朝向进血端502滑动的行程转折位置，即执行环103形成的左端位置设有支撑台2，支撑台2朝向进血端502的端部设有与楔形面111配合的锥面201。支撑台2采用刚性材料制作，通过多个连接杆（图中未示出）与泵箱7内壁固定连接。
在两根滑柱107相背于执行环103中心方向的端部均设有沿滑柱107长度方向分布的台阶孔113。台阶孔113中配合有销轴106，销轴106与台阶孔113灵活滑动配合，并在销轴106内端设有与台阶孔113的台阶位置配合以避免销轴106由台阶孔113中脱出的凸台112。销轴106的外端设有滚轮105，在泵箱7内设有供滚轮105配合的限位条板102，限位条板102与胶管5平行且限位条板102的两端分别与执行装置1沿胶管5往复滑动的两个行程转折位置对应，在限位条板102的右端还设有向外的翻边101。在台阶孔113中设有第二压簧104，第二压簧104在执行装置1朝向排血端501滑动过程中将滚轮105紧压在限位条板102的内缘，并在执行元件109滑动至支撑台2上后将滚轮105推至限位条板102对应端部的上缘位置。
以下，以图2和图5-9对本发明中执行装置1及执行元件109的运动进行进一步的详细说明：
图2中的执行环103持续向左运动，执行环103上的两个执行元件109在第一压簧108的弹力作用下配合将胶管5压扁，配合执行环103向左的滑动将胶管5中的血液从右向左输送。滚轮105在第二压簧104的弹力作用下紧顶在限位条板102的下缘并滚动行进。
图5中，随着执行环103的持续左移，使得执行元件109的楔形面111与支撑台2的锥面201配合，第一压簧108被进一步压缩，执行元件109的圆弧面110被顶至支撑台2的柱面上并脱离胶管5。此时，滑柱107上的滚轮105脱离限位条板102的左端，并在第二压簧104的推力作用下使销轴106由台阶孔113中进一步伸出，使得滚轮105轮轴的中心位于限位条板102相背于胶管5的外侧。
图6中，随着电机4反转，带动该执行环103开始向右移动，滚轮105向右移动完成爬坡并滚入限位条板102的外侧，第二压簧104被拉伸，销轴106进一步伸出台阶孔113并通过凸台112与台阶孔113中台阶的配合带动滑柱107向外脱出，进一步压缩第一压簧108。执行元件109的圆弧面110脱离支撑台2的柱面，并与胶管5之间保持一定的间距。随着电机4的持续反转，执行装置1在执行元件109缩回的状态下持续向右移动。
图7中，滚轮105滚入翻边101，在凸台112与台阶孔113中台阶的配合作用下带动滑柱107从滑孔中进一步伸出。当滚轮105滚动至翻边101最外缘位置时，第一压簧108被压缩至极限状态。随着执行环103的进一步右移，滚轮105脱粒翻边101至如图8所示的状态。滚轮105与如图5所示的状态相似，在第二压簧104的作用下，滚轮105的中心仍位于限位条板102的外侧。而执行元件109的圆弧面110在第一压簧108的作用下，开始与胶管5相触。
图8中的执行环103在电机4再次反转后的左移运动中，滚轮105的外缘与翻边101的内缘接触，由翻边101起到导向作用将滚轮105的外缘压至限位条板102的内侧，并使滑柱107内收，两个执行元件109对应重新将胶管5压紧。随着执行环103的左移开始进行血液输送，并再次达到如图2所示的状态。通过以上步骤的持续进行实现了血液的连续输送，减少脉冲股流输出。
本实施例中，为了保持结构的稳定性，特别是销轴106部分滑动的稳定性。如图3所示，使销轴106的外端为T字形结构并对应设有两个滚轮105。在泵箱7中对应任意一根销轴106的位置均设有两根限位条板102，该两根限位条板102相互间隔并平行，在两根限位条板102的末端均设有相同的翻边101。两根限位条板102的中部间隔位置供如图6、7状态下的销轴106的外端穿过而不产生干涉。
以上实施例仅为本发明的较佳而非最佳实施方式。在本发明的其他实施例中，可设置三个或更多的执行装置1，通过三个或以上执行装置1行程的部分重叠交错达到执行元件109对于胶管5挤压的全覆盖的效果，以彻底避免血液脉冲股流的出现。弥补本实施例中因其中一个执行装置1中的执行元件109以爬上支撑台2与胶管5脱离，而另一个执行装置1中的执行元件109刚与胶管5接触的过程中产生的空窗期。执行装置1除本实施例中的丝杆传动的方式外，还可通过气缸或电动推杆等其他现有常规手段实现，单独的执行装置1也可由单独的驱动装置驱动滑动。总之，对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种可减少脉动股流输出的血液透析用血泵，其特征在于：包括泵箱(7)、胶管(5)、执行装置(1)以及驱动装置；
胶管(5)贯穿设置在泵箱(7)中，胶管(5)的一端为进血端(502)，另一端为排血端(501)；
执行装置(1)的数量为多个，多个执行装置(1)可在驱动装置的驱动作用下沿胶管(5)往复滑动，且多个执行装置(1)的滑动行程相互交错；执行装置(1)具有执行元件(109)，执行元件(109)可在执行装置(1)由进血端(502)至排血端(501)方向的滑动行程中挤压胶管(5)，并在执行装置(1)由排血端(501)至进血端(502)方向的滑动行程中与胶管(5)分离；执行装置(1)包括套设在胶管(5)外周的执行环(103)和沿径向方向滑动设置在执行环(103)环壁上的两根滑柱(107)，且两根滑柱(107)相对分布；
在两根滑柱(107)朝向执行环(103)中心方向的端部均设有执行元件(109)，在滑柱(107)上位于执行元件(109)和执行环(103)的内沿之间设有用于将执行元件(109)推向胶管(5)方向的第一压簧(108)，执行元件(109)朝向排血端(501)方向的端部具有楔形面(111)，在胶管(5)上对应执行装置(1)由朝向排血端(501)滑动至朝向进血端(502)滑动的行程转折位置设有支撑台(2)，支撑台(2)朝向进血端(502)的端部设有锥面(201)，可通过锥面(201)与楔形面(111)配合以将执行元件(109)推离胶管(5)；在两根滑柱(107)相背于执行环(103)中心方向的端部均设有沿滑柱(107)长度方向分布的台阶孔(113)，台阶孔(113)中滑动配合有销轴(106)，销轴(106)具有与台阶孔(113)的台阶位置配合以避免销轴(106)由台阶孔(113)中脱出的凸台(112)；销轴(106)的外端设有滚轮(105)，在泵箱(7)内设有供滚轮(105)配合的限位条板(102)，限位条板(102)与胶管(5)平行且限位条板(102)的两端分别与执行装置(1)沿胶管(5)往复滑动的两个行程转折位置对应，在台阶孔(113)中设有第二压簧(104)，第二压簧(104)在执行装置(1)朝向排血端(501)滑动过程中将滚轮(105)紧压在限位条板(102)的内缘，并在执行元件(109)滑动至支撑台(2)上后将滚轮(105)推至限位条板(102)对应端部的上缘位置；
限位条板(102)朝向进血端(502)的端部设有翻边(101)；
销轴(106)的外端为T字形结构并对应设有两个滚轮(105)，在泵箱(7)中对应任意一根销轴(106)的位置均间隔设有两根限位条板(102)。
2.根据权利要求1所述的一种可减少脉动股流输出的血液透析用血泵，其特征在于：执行元件(109)与胶管(5)配合的端面为圆弧面(110)。
3.根据权利要求1所述的一种可减少脉动股流输出的血液透析用血泵，其特征在于：执行装置(1)的数量为两个，驱动装置为固定在泵箱(7)外部的电机(4)和安装在电机(4)输出轴上的丝杠(3)，在执行装置(1)上设有与丝杠(3)配合的丝母孔(115)，且两个丝母孔(115)的旋向相反，丝杠(3)上与两个丝母孔(115)配合部分的旋向相反；在两个执行装置(1)上还开设有光孔(114)，光孔(114)与固定在泵箱(7)中的光杆(6)滑动配合。
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