CN208339871U - 基于舌形阀门的压电驱动输液泵和输液装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于舌形阀门的压电驱动输液泵和输液装置，所述腔体的至少一个端面为弹性端面,所述压电振子设置在腔体的弹性端面上，腔体包括进液阀和出液阀，进液阀和所述出液阀为舌形阀门，进液阀连接所述进液口，所述出液阀连接所述出液口,所述控制单元连接所述压电驱动模块，所述压电驱动模块连接所述压电振子，所述腔体连接所述进液口和所述出液口，所述控制单元控制所述压电驱动模块驱动所述压电振子振动，所述压电振子的振动控制所述腔体压缩和扩展从而完成进液和出液。本实用新型采用压电振子、压电驱动模块以及控制单元进行输液的精确智能控制，大大提高了输注装置的抗电磁干扰能力、降低了其能耗、进一步提高了其输注控制精度。

Description

基于舌形阀门的压电驱动输液泵和输液装置

技术领域

本实用新型涉及一种输液泵和输液装置，尤其涉及一种基于压电驱动便于精确控制的输液泵和输液装置。

背景技术

输注泵已经普遍适用于临床治疗，在国内已广发用于麻醉、镇痛、抗生素治疗、肿瘤化疗、心脑血管疾病治疗、高血压、糖尿病的治疗。输注泵的应用，降低了治疗的患者的治疗风险，减少了护理工作人员的工作量，大大的降低了传统输注方法在重病患者治疗过程中产生的给药风险。

医疗器械质量安全是医院管理的重中之重，因此希望有一种高性能、智能化的自动输注装置。智能输注泵具有传统重力输注无法比拟的优点，它可以精确测量和控制输注速度，输注量流线良好，能对气泡、阻塞、漏血等异常进行检测，并具有报警功能和自动切断输注通路。确保了患者的安全，减少了医疗事故的发生。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：构建一种基于舌形阀门的压电驱动输液装置，克服现有技术输液不方便进行精确控制的技术问题。

本实用新型的技术方案是：构建一种基于舌形阀门的压电驱动输液泵，包括：进液口、出液口、容纳液体的腔体、压电振子，所述腔体的至少一个端面为弹性端面,所述压电振子设置在所述腔体的弹性端面上，所述腔体包括进液阀和出液阀，所述进液阀和所述出液阀为舌形阀门，所述进液阀连接所述进液口，所述出液阀连接所述出液口,所述压电振子设置在所述腔体的弹性端面上，所述腔体连接所述进液口和所述出液口，所述压电振子的振动控制所述腔体扩展和压缩从而完成进液和出液。

本实用新型的进一步技术方案是：所述腔体包括进液阀和出液阀，所述进液阀连接所述进液口，所述出液阀连接所述出液口。

本实用新型的进一步技术方案是：所述腔体的一个端面为弹性端面，所述压电振子设置在所述弹性端面上。

本实用新型的进一步技术方案是：所述进液阀和所述出液阀为单向阀门。

本实用新型的进一步技术方案是：所述进液阀和所述出液阀为悬臂梁阀门。

本实用新型的进一步技术方案是：所述进液阀和所述出液阀为舌形阀门。

本实用新型的技术方案是：构建一种基于舌形阀门的压电驱动输液装置，包括：进液口、出液口、容纳液体的腔体、压电振子、压电驱动模块、控制单元，所述腔体的至少一个端面为弹性端面,所述压电振子设置在所述腔体的弹性端面上，所述腔体包括进液阀和出液阀，所述进液阀和所述出液阀为舌形阀门，所述进液阀连接所述进液口，所述出液阀连接所述出液口,所述控制单元连接所述压电驱动模块，所述压电驱动模块连接所述压电振子，所述腔体连接所述进液口和所述出液口，所述控制单元控制所述压电驱动模块驱动所述压电振子振动，所述压电振子的振动控制所述腔体扩展和压缩从而完成进液和出液。

本实用新型的进一步技术方案是：还包括监测模块，所述监测模块监测输液工作状态。

本实用新型的进一步技术方案是：还包括报警模块，所述报警模块在输液状态异常时报警。

本实用新型的进一步技术方案是：还包括输入输液参数的输入模块，所述输入模块连接所述控制单元。

本实用新型的进一步技术方案是：还包括显示输液参数的显示模块，所述显示模块连接所述控制单元

本实用新型的技术效果是：本实用新型构建一种基于舌形阀门的压电驱动输液泵和输液装置，包括：进液口、出液口、容纳液体的腔体、压电振子、压电驱动模块、控制单元，所述腔体的至少一个端面为弹性端面,所述压电振子设置在所述腔体的弹性端面上，所述腔体包括进液阀和出液阀，所述进液阀和所述出液阀为舌形阀门，所述进液阀连接所述进液口，所述出液阀连接所述出液口,所述控制单元连接所述压电驱动模块，所述压电驱动模块连接所述压电振子，所述腔体连接所述进液口和所述出液口，所述控制单元控制所述压电驱动模块驱动所述压电振子振动，所述压电振子的振动控制所述腔体扩展和压缩从而完成进液和出液。本实用新型采用压电振子、压电驱动模块以及控制单元进行输液的精确智能控制，大大提高了输注装置的抗电磁干扰能力、降低了其能耗、进一步提高了其输注控制精度。

附图说明

图1为本实用新型输液泵的结构示意图。

图2为本实用新型输液装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型技术方案进一步说明。

如图1所示，本实用新型的具体实施方式是：构建一种基于舌形阀门的压电驱动输液泵，其特征在于，包括：进液口1、出液口2、容纳液体的腔体3、压电振子4，所述腔体3的至少一个端面为弹性端面,所述压电振子4设置在所述腔体3的弹性端面上，所述腔体3包括进液阀7和出液阀8，所述进液阀7和所述出液阀8为舌形阀门，所述进液阀7连接所述进液口1，所述出液阀8连接所述出液口2,所述腔体3连接所述进液口1和所述出液口2，所述压电振子4的振动控制所述腔体3压缩和扩展从而完成进液和出液。

如图1所示，本实用新型的具体实施过程是：压电振子4在交变电压的作用下，产生弯曲变形从而形成腔体3内的容积和压力的变化从而实现流体的单向流动。具体过程为：当压电振子4在电压的驱动下向外弯曲形变时，腔体3内产生一定的真空度，促使所述进液阀7开启，所述出液阀8关闭，将液体吸入所述腔体3内。当压电振子4向内运动时，所述进液阀7关闭，压电振子4推动流体使所述出液阀8打开，所述腔体3中的液体从所述出液口2向外输出。

如图1所示，本实用新型的具体实施方式是：提供一种基于舌形阀门的压电驱动输液装置，包括：进液口1、出液口2、容纳液体的腔体3、压电振子4、压电驱动模块5、控制单元6，所述压电振子4设置在所述腔体3的弹性端面上，所述腔体包括进液阀7和出液阀8，所述进液阀7连接所述进液口1，所述出液阀8连接所述出液口2，所述控制单元6连接所述压电驱动模块5，所述压电驱动模块5连接所述压电振子4，所述腔体3连接所述进液口1和所述出液口2，所述控制单元6控制所述压电驱动模块5驱动所述压电振子4振动，所述压电振子4的振动控制所述腔体3压缩和扩展从而完成进液和出液。

由于舌形阀门性能好，阀门开度适中，对流体阻力适中，反向流量小，应力分布均匀，且损耗小。对舌形阀门进行具体分析，通过双向固液耦合分析输出阀门附近的速度云图和压力云图可见，液体通过阀门的过程是一个通过细小狭缝的过程，由速度分布图可知，液体在通过阀门的过程中有一个先加速后减速的过程，液体在通过阀门与泵体之间狭缝时推动阀门做小幅度上下振动，来开启和关闭流道。在压强方面，可见压强在阀门间隙处迅速变化，阀门上下表面形成压力差推动阀门运动，且此压力差随位置不同而变化，在与入口相对应的地方压力差最大，为主要推动力来源。随着安装间隙的增大，阀门的正向流量增加，正向通过阻力减小，但同时带来的负面影响是反向流量也相应增大，净流量随阀门间隙先增大后减小。适当的阀门间隙可以减小流体通过阀门的能量损失，同时合理安装间隙的存在有利于腔体内的原有气体，或液体中携带的气泡通过，有利于提高压电泵性能，阀片装配间隙最佳值应在0.02至0.03 mm 之间。

如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：所述进液阀7和所述出液阀8为单向阀门,所述进液阀7和所述出液阀8为悬臂梁阀门。所述腔体3的一个端面为弹性端面，所述压电振子4设置在所述弹性端面上。压电振子4在交变电压的作用下，产生弯曲变形从而形成腔体3内的容积和压力的变化从而实现流体的单向流动。具体过程为：当压电振子4在电压的驱动下向外弯曲形变时，腔体3内产生一定的真空度，促使所述进液阀7开启，所述出液阀8关闭，将液体吸入所述腔体3内。当压电振子4向内运动时，所述进液阀7关闭，压电振子4推动流体使所述出液阀8打开，所述腔体3中的液体从所述出液口2向外输出。

如图2所示，所述压电驱动模块5驱动所述压电振子4振动，所述压电振子4是由压电陶瓷晶片和基板衬底组成，压电陶瓷晶片设置在基板衬底上，所述压电振子4的基板衬底为弹性材料，所述压电陶瓷晶片包括但不仅限于压电生物陶瓷，如LiNbO3单晶(铌酸锂)、PZT(锆钛酸铝)和BaTiO3(钛酸钡)压电陶瓷等。

具体实施过程如下：当外电场作用于所述压电振子4的基板衬底两端时材料发生形变，其形变量正比于与外电场强度，对其极化方向上的两个端面施加正负相反的交变电压，所述压电振子4会进行上凸或下凹的变形。

压电振子分成中间压电陶瓷晶片部分（ N 区），以及外圈基板衬底的共同部分（ W区）两个部分。

当压电振子4在电压的驱动下向外弯曲形变时，腔体3内产生一定的真空度，促使所述进液阀7开启，所述出液阀8关闭，将液体吸入腔内。当压电振子4向内运动时，所述进液阀7关闭，压电振子4推动流体使所述出液阀8打开，液体从所述出液口2向外输出。液体流量与振子振动幅度及驱动频率有关。

如图1所示，还包括监测模块9，所述监测模块9监测输液工作状态。监测模块9包括检测管路阻塞状态的压力传感器，压力传感器传感管路内部的压力，若压力超过设定值，则判断为管路阻塞状态。所述监测模块9还包括时间提醒模块，时间提醒模块通过确定的输注时间可以确定输液时间，包括提醒输注即将完毕或者输注完毕的信息。所述监测模块9还包括电池电量监测模块，电池电量监测模块监测电池的电量情况，然后进行电量使用情况的显示以及信息提示。所述监测模块9还包括系统监测模块，在系统出错时进行提醒。还包括报警模块10，所述报警模块在输液状态异常时报警。还包括输出输注参数，所述输注参数包括输注液体总量、流速、输注液体时间、电池容量、运行状态以及输注液体剩余时间。还包括输出输注参数，所述输注参数包括输注液体总量、输注液体流速、液体输注时间、输注液体剩余时间、输注异常状态提示信息、电池电量提示信息、网络状态信息、输注液体类型、液体输注流速列表中的一种或多种。

如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：还包括输入输液参数的输入模块11，所述输入模块11连接所述控制单元6。还包括显示输液参数的显示模块12，所述显示模块12连接所述控制单元6。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于舌形阀门的压电驱动输液泵，其特征在于，包括：进液口、出液口、容纳液体的腔体、压电振子，所述腔体的至少一个端面为弹性端面,所述压电振子设置在所述腔体的弹性端面上，所述腔体包括进液阀和出液阀，所述进液阀和所述出液阀为舌形阀门，所述进液阀连接所述进液口，所述出液阀连接所述出液口,所述腔体连接所述进液口和所述出液口，所述压电振子的振动控制所述腔体扩展和压缩从而完成进液和出液。

2.根据权利要求1所述基于舌形阀门的压电驱动输液泵，其特征在于，所述进液阀和所述出液阀为单向阀门。

3.根据权利要求1所述基于舌形阀门的压电驱动输液泵，其特征在于，所述进液阀和所述出液阀为悬臂梁阀门。

4.一种基于舌形阀门的压电驱动输液装置，其特征在于，包括：进液口、出液口、容纳液体的腔体、压电振子、压电驱动模块、控制单元，所述腔体的至少一个端面为弹性端面,所述压电振子设置在所述腔体的弹性端面上，所述腔体包括进液阀和出液阀，所述进液阀和所述出液阀为舌形阀门，所述进液阀连接所述进液口，所述出液阀连接所述出液口,所述控制单元连接所述压电驱动模块，所述压电驱动模块连接所述压电振子，所述腔体连接所述进液口和所述出液口，所述控制单元控制所述压电驱动模块驱动所述压电振子振动，所述压电振子的振动控制所述腔体扩展和压缩从而完成进液和出液。

5.根据权利要求4所述基于舌形阀门的压电驱动输液装置，其特征在于，还包括监测模块，所述监测模块监测输液工作状态。

6.根据权利要求5所述基于舌形阀门的压电驱动输液装置，其特征在于，还包括报警模块，所述报警模块在输液状态异常时报警。

7.根据权利要求4所述基于舌形阀门的压电驱动输液装置，其特征在于，还包括输入输液参数的输入模块，所述输入模块连接所述控制单元。

8.根据权利要求4所述基于舌形阀门的压电驱动输液装置，其特征在于，还包括显示输液参数的显示模块，所述显示模块连接所述控制单元。