CN213491141U - 与用于递送液体的泵一起使用的盒和用于递送液体的设备 - Google Patents

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CN213491141U CN202022078533.5U CN202022078533U CN213491141U CN 213491141 U CN213491141 U CN 213491141U CN 202022078533 U CN202022078533 U CN 202022078533U CN 213491141 U CN213491141 U CN 213491141U
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Abstract

本实用新型涉及与用于向患者递送液体的泵一起使用的盒，其包括：包括凸形压板表面的盒体；和安装至盒体的用于运送液体流的弹性可变形的管段，管段的至少一部分邻近凸形压板表面沿着由凸形压板表面确定的非线性路径延伸。本实用新型还涉及用于向患者递送液体的设备，其包括：用于运送液体流的弹性可变形的管段；凸形压板表面；以及与凸形压板表面相对的蠕动泵送机构；其中管段的至少一部分邻近凸形压板表面沿着由凸形压板表面确定的非线性路径延伸，并且布置在凸形压板表面和泵送机构之间，用于由泵送机构接合。在不放弃具有独立控制的补偿指状件的能力的情况下，泵送效率得到了提高。

Description

与用于递送液体的泵一起使用的盒和用于递送液体的设备
技术领域
本实用新型涉及蠕动输液泵和可移除地可装载于该输液泵中的盒。
背景技术
可编程输液泵用来进行用于肠道喂养的液体食物和用于疼痛管理等各种目的的液体药物的可控送入。在常见的设置中，输液泵接收一次性给药套件，所述一次性给药套件包括柔性管道，输液液体经过该柔性管道被泵送。给药套件管道的一段可以弹性可变形的，并且设计为由输液泵的蠕动泵送机构接合。泵送机构可包括沿可变形管段布置的一系列泵送指状件。泵送指状件可以被循环驱动，以蠕动的方式作用于管段，来迫使液体在泵送方向上流经管道。压板表面设置在管段与泵送机构相对的一侧上，以支撑管段，同时泵送段由泵送指状件依次接合。压板表面可以是泵的一部分，例如，当给药套件装载到泵中时，压板表面可以是在管段上方关闭的门的内表面。可替代地，给药套件可包括可装载在泵中的盒，管段延伸经过该盒，并且压板表面可以是盒的一部分。
在可编程输液泵中，液体流的线性度(即恒定流速)对于实现流向患者的液体流的体积精度和连续性非常重要。蠕动泵送机构在流动线性和连续性方面具有固有缺陷，因为泵送循环具有无流动区域和反吸区域，这些区域作为管段的局部变形部分出现在管段中液体位移量的上游，允许弹性地返回到非变形状态。这通常是泵送循环的30％，即30％的时间内没有流动。
已知的线性蠕动输液泵，例如在美国专利No.6,267,559中公开的线性蠕动输液泵。泵送指状件沿直管段彼此平行布置，并且可以由各自的凸轮或致动器以通常正弦方式独立驱动。在线性蠕动泵中，通过设置独立致动的补偿指状件来减少泵送循环中的无流动区域和反吸区域，已经努力改善了流动线性度。
从美国专利No.6,164,921中已知曲线蠕动输液泵。泵具有单个可旋转的凸轮，该凸轮构造成当凸轮旋转时，在一般径向方向上循环驱动多个泵送指状件。给药套件的管段沿径向泵送指状件和设置在泵的铰接门上的凹形压板表面之间的曲线的路径布置。相较于线性蠕动泵，这种类型的泵提供了改进的泵送效率，因为曲线的压板表面在相同的泵送机构长度下允许更长的管段，使得泵送指状件的每个冲程都泵送更大体积的液体。然而，在曲线蠕动泵中，因为泵送指状件由单个凸轮以径向的方式致动，因此无法独立地控制，所以无法实现独立致动的补偿指状件。
实用新型内容
本公开描述了一种蠕动输液泵系统，其具有与线性蠕动泵送机构相对的凸形压板表面。凸形压板表面可以是可移除地可装载于输液泵中的给药套件的盒的一部分。可替代地，凸形压板表面可以是泵本身的特征。根据本公开，在不放弃具有独立控制的补偿指状件的能力的情况下，泵送效率得到了提高。
根据一个实施例，与用于向患者递送液体的泵一起使用的盒包括：包括凸形压板表面的盒体和安装在盒体上用于运送液体流的弹性可变形管段，其中，管段的至少一部分邻近凸形压板表面沿着由凸形压板表面确定的非线性路径延伸。凸形压板表面可以具有梯形轮廓，并且可以包括上游表面区域、下游表面区域以及上游和下游表面区域之间的中间表面区域，其中管段遵循凸形压板表面的梯形轮廓。凸形压板表面可以具有曲线的轮廓。凸形压板表面可具有由上游表面区域和下游表面区域以及连接上游和下游表面区域的中间表面区域限定的混合轮廓，上游表面区域和下游表面区域均具有倾斜的线性轮廓，中间表面区域具有曲线轮廓。
可选地，在根据本实施例的盒中，上游表面区域和下游表面区域关于中间表面区域对称。
可选地，在根据本实施例的盒中，在管段的轴向方向上，上游表面区域比中间表面区域长。
可选地，在根据本实施例的盒中，在管段的轴向方向上，下游表面区域比中间表面区域长。
根据另一实施例，用于向患者递送液体的设备包括：用于运送液体流的弹性可变形的管段；凸形压板表面；以及与凸形压板表面相对的蠕动泵送机构；其中管段的至少一部分邻近凸形压板表面沿着由凸形压板表面确定的非线性路径延伸，并且布置在凸形压板表面和泵送机构之间，用于由泵送机构接合。
可选地，在根据本实施例的设备中，凸形压板表面具有梯形轮廓，并且包括上游表面区域、下游表面区域以及上游表面区域和下游表面区域之间的中间表面区域，其中管段遵循凸形压板表面的梯形轮廓。
可选地，在根据本实施例的设备中，上游表面区域和下游表面区域关于中间表面区域对称。
可选地，在根据本实施例的设备中，在管段的轴向方向上，上游表面区域比中间表面区域长。
可选地，在根据本实施例的设备中，在管段的轴向方向上，下游表面区域比中间表面区域长。
可选地，在根据本实施例的设备中，凸形压板表面具有曲线轮廓。
可选地，在根据本实施例的设备中，凸形压板表面具有由上游表面区域和下游表面区域以及连接上游表面区域和下游表面区域的中间表面区域限定的混合轮廓，上游表面区域和下游表面区域均具有倾斜的线性轮廓，而中间表面区域具有曲线轮廓。
可选地，在根据本实施例的设备中，输液泵包括用于在给药套件管道上关闭的铰接门，其中凸形压板表面设在泵门的下侧上。凸形压板表面可以具有上面总结的各种凸形轮廓中的任何一种。
可选地，在根据本实施例的设备中，泵送机构和凸形压板表面是输液泵的结构部件。
可选地，在根据本实施例的设备中，泵送机构是输液泵的结构部件，凸形压板表面是可装载在输液泵中的盒的结构部件。
可选地，在根据本实施例的设备中，管段是盒的结构部件。
可选地，在根据本实施例的设备中，泵送机构包括多个平行泵送指状件和分别与多个平行泵送指状件相关联的多个凸轮，其中多个凸轮联接至驱动轴，用于绕着凸轮轴线旋转以循环地驱动多个平行泵送指状件与管段接合，多个凸轮包括成对的端部凸轮和成对的端部凸轮之间的至少一个中间凸轮，其中成对的端部凸轮中的至少一个具有大于每个中间凸轮的凸轮冲程的凸轮冲程。
可选地，在根据本实施例的设备中，成对的端部凸轮中的每一个均具有大于每个中间凸轮的凸轮冲程的凸轮冲程。
附图说明
下面将结合附图一起在详细描述中更加充分地描述本实用新型的性质和操作方式，其中：
图1是示出了根据本公开的实施例形成的输液泵和给药套件的一部分的爆炸立体图；
图2是图1所示的输液泵的视图，该输液泵的壳体被拆下以露出泵的内部部件；
图3A是图1所示的给药套件的盒的俯视图，其中，盒的夹持臂示出为在其关闭位置；
图3B是图3A所示的盒的仰视图；
图4A是盒的另一个俯视图，其中盒的夹持臂示出为在其打开位置；
图4B是图4A所示的盒的仰视图；
图5是示出在关闭泵的门之前装载到输液泵中的盒的立体图；
图6是大体沿着图4A中的线VI-VI截取的盒的横截面图；
图7是示出带有盒的凸形压板表面和管段的泵送机构的示意图；
图8是示出根据本公开可替代实施例的盒式压板表面的另一种可行构造的横截面图；
图9是与图8类似的视图，示出了根据本公开的另一个可替代实施例的盒式压板表面的又一种可行的构造；
图10是根据本公开的另一个实施例的具有凸形压板表面的输液泵的部分剖开的前视图；以及
图11是根据本公开的实施例的泵送机构的凸轮轴的立体图。
具体实施方式
图1示出了输液泵10和设计成可移除地被输液泵10接收的一次性给药套件30的一部分。如图2可见，输液泵10包括泵送机构12，其具有与驱动齿轮15联接的电动马达14，驱动齿轮15与固定至凸轮轴18的从动齿轮16啮合。多个偏心凸轮20安装在凸轮轴18 上，用于和凸轮轴一起旋转，其中每个凸轮20布置成与相应的泵送指状件22接合。可以理解，马达14可操作以绕着凸轮轴18的轴线旋转凸轮轴18和凸轮20，使得每个泵送指状件22以往复方式径向远离和朝向凸轮轴18移动。偏心凸轮20可以构造成使得泵送指状件22的运动提供沿着泵送机构12的纵向方向(即在平行于凸轮轴18的轴线方向)的循环的蠕动泵送作用。在图7和11中，凸轮20贴有标签，以区分成对的端部凸轮20A、20C与位于该成对的端部凸轮20A、20C之间的中间凸轮20B。
如图1所示，给药套件30包括用于运送输液液体的管道32和可装载到输液泵10中的盒34。盒34还在图3A、3B、4A和4B中示出。管道32可包括弹性可变形的管段32B，该管段32B可作为盒34的一部分提供，并且当盒34装载到泵中时，该管段32B旨在由输液泵10的泵送机构12操作地接合。管道32可另外包括来自输液液体源(未示出)并与管段 32B的流入端连接的上游管道32A，以及与管段32B的流出端连接并通向患者(未示出)的下游管道32C。管段32B可以由不同于上游管道32A和下游管道32C的材料制成，其中管段32B的材料被选择成当管段32B由泵送机构12接合时其具有所需的弹性和流动参数。例如，管段32B可以由软聚氯乙烯(PVC)或硅酮制成，而管道32A、32C可以是标准的PVC 给药套件管道。
除了管段32B之外，盒34包括盒体36，盒体可以是整体的。如本文所用，术语“整体”意思是模制成单个均质件或者增材制造成单个均质件。盒体36可以被模制或增材制造，例如通过三维打印，作为整体的塑料部件。作为非限制性示例，盒体36可由聚碳酸酯或TRITANTM品牌塑料模制而成。
盒体36可包括作为整体盒体的一部分而一体形成的自由流动保护装置37。在所描述的实施例中，自由流动保护装置37包括固定夹持元件38和具有可移动夹持元件42的夹持臂40。夹持臂40通常位于关闭位置，如图3A和3B所示，图中可移动夹持元件42与固定夹持元件38配合使管段32B变形以阻止液体流动经过管段。夹持臂40弹性地从关闭位置可偏转到打开位置，如图4A和4B所示，图中可移动夹持元件42相对于固定夹持元件38 定位，从而允许液体流动经过管段32B，其中夹持臂40远离关闭位置弹簧的偏转将夹持臂朝关闭位置偏置。自由流动保护装置37和输液泵10可以构造成彼此相互配合，使得当盒 34被适当地装载到输液泵10中时，夹持臂40从关闭位置偏转到打开位置。例如，泵10 可以包括构造为用于可移除地接收盒34的盒接口60(图1)，以及相对于盒接口60在装载位置(在图5中描述)和泵送位置之间可移动的门62，在泵送位置，门关闭并覆盖盒。在所示实施例中，如图5所示，盒34被放置在盒接口60中，使得盒34的管段32B面向泵送机构12并且可以由泵送机构操作地接合，并且门62在盒34上关闭，使得门62上的凸轮表面64与夹持臂40接合并使夹持臂从其关闭位置偏转(图3A和3B)至其打开位置 (图4A和4B)，由此允许经过管段32B的流动。
盒体36包括压板表面44(platen surface)，用于稳定与泵送机构12相对的管段32B的一侧，使得泵送指状件22朝向压板表面44的位移将弹性地使管段32B变形以使液体蠕动地经过管段。管段32B的至少一部分邻近凸形压板表面44沿着由凸形压板表面确定的非线性路径延伸。盒体36可包括至少一个夹持件50，用于邻近压板表面44保持管段 32B。例如，第一夹持件50和第二夹持件50可分别设置在靠近压板表面44的相对端部。
如图6和7最能看到的，压板表面44朝管段32B凸起。例如，在所示实施例中，压板表面44可以具有梯形轮廓，并且可以包括倾斜的上游表面区域44A、倾斜的下游表面区域44C，以及在上游表面区域44A和下游表面区域44C之间延伸的平坦中间表面区域44B，其中管段32B遵循凸形压板表面44的梯形轮廓。压板表面44的梯形轮廓可以构造为等腰梯形轮廓，即上游表面区域44A和下游表面区域44C可以关于中间表面区域44B对称。在管段32B的轴向方向上，上游表面区域44A可以比中间表面区域44B长。同样地，在管段 32B的轴向方向上，下游表面区域44C比中间表面区域44B长。在所示实施例中，上游表面区域44A和下游表面区域44C在梯形轮廓中分别与中间表面区域44B形成约188°的反射角。然而，压板表面44可以在邻近的表面区域之间构造其它反射角值，并且在上游表面区域44A和中间表面区域44B之间形成的反射角不必等于中间表面区域44B和下游表面区域44C之间形成的反射角。
图8示出了根据本实用新型的替代实施例的包括盒式压板表面144的盒134，该盒式压板表面144具有凸形曲线轮廓。曲线压板表面144可以具有由恒定曲率半径限定的弧形轮廓，或者曲线压板表面144可以具有包括由不同曲率半径限定的多个曲线部分的混杂曲线轮廓。
图9示出了根据本实用新型的进一步实施例的包括盒式压板表面244的盒234，该盒式压板表面244具有混合凸形构造。凸形压板表面244可包括各自具有倾斜线性轮廓的上游表面区域244A和下游表面区域244C，以及具有曲线轮廓的中间表面区域244B。如图所见，中间表面区域244B在上游表面区域244A和下游表面区域244C之间延伸并使上游表面区域244A和下游表面区域244C连接。类似于上文参考图6和图7所描述的梯形轮廓，上游表面区域244A的轮廓和下游表面区域244C的轮廓可以关于中间表面区域244B对称。在管段32B的轴向方向上，上游表面区域244A可以比中间表面区域244B长。同样地，在管段32B的轴向方向上，下游表面区域244C可以比中间表面区域244B长。
在上述实施例中，凸形压板表面44、144和244形成为盒的一部分，该盒被提供作为一次性给药套件的一部分。图10示出了本公开的另一实施例，其中凸形压板表面344被提供作为输液泵310的一部分。
输液泵310可类似于上述在其中包括蠕动泵送机构的输液泵10。输液泵310构造成接收和定位与泵310的泵送机构操作接合的给药套件330的管道。给药套件330示为具有由泵送机构作用在其上的管段332B，来自输液液体源(未示出)并通过法兰接头335连接到管段332B的流入端的上游管道332A，以及通过另一法兰接头335连接到管段332B的流出端并通向患者(未示出)的下游管道332C。管段332B可由不同于上游管段332A和下游管段332C的材料制成，其中，管段332B的材料被选择成当由泵310的泵送机构接合时管段 332B具有所需的弹性和流动参数。例如，管段332B可以由软聚氯乙烯或硅酮制成，而管道332A、332C可以是标准的PVC给药套件管道。
泵310可包括管道接口360，管道接口被构造用于可移除地接收给药套件330。例如，泵接口360可包括接收法兰接头335的凹部，以将管段332B定位在泵310的泵送机构上方。门362可以铰接至泵310的主体311，以便在泵接口360和装载部分给药套件330上关闭。在图10中，铰接的门362被剖开以揭示可设置在门362的下侧的压板表面344的轮廓。凸形压板表面344的轮廓可以类似于上述凸形压板表面44、凸形压板表面144或凸形压板表面244的轮廓。
从图7-图11中最能理解的是，根据本实用新型的凸形压板表面的使用可伴随泵送机构12的新颖构造。如上所述，泵送机构12包括平行泵送指状件22和分别与平行泵送指状件22相关联的凸轮20，其中凸轮联接至驱动轴18，用于绕着由驱动轴18的旋转轴线限定的凸轮轴线旋转，以循环地驱动泵送指状件22与管段接合(可通过布置在泵送指状件22 的端部上方的柔性流体密封件来间接地接合)。多个凸轮20可包括成对的端部凸轮20A、 20C和成对的端部凸轮20A、20C之间的至少一个中间凸轮20B，其中成对的端部凸轮 20A、20C中的每一个均具有大于每个中间凸轮20B的凸轮冲程的凸轮冲程。在本说明书的上下文中，“凸轮冲程”是指通过凸轮的旋转，由凸轮20赋予相关联的泵送指状件22的在朝向管段32B或332B的方向上总的线性位移。例如，凸轮20是具有与凸轮的几何中心间隔偏心距离的偏心旋转轴线的圆凸轮，其凸轮冲程为偏心距离的两倍。对应于每个凸轮 20的凸轮冲程可以设计为考虑到凸形压板表面44、144、244、344的特定轮廓以及凸轮沿着压板表面轮廓的位置。
本公开中所述的改进提高了相对于线性蠕动泵的泵送效率，因为凸形压板表面允许相同泵送机构长度下更长的管段，由此每个泵送指状件冲程泵送更大体积的液体。此外，端部凸轮20A和20C中的一个或两个可以独立于中间凸轮20B而构造，以用补偿指状件的方式来致动各自的相关联的泵送指状件22，从而减少泵送循环的无流动区域和反吸区域。
尽管本公开描述了示例性实施例，但是这些详细描述并不旨在将权利要求的范围限制为所阐述的特定实施例。权利要求旨在涵盖可包括在权利要求范围内的所述实施例的这种替代、修改和等同物。

Claims (19)

1.与用于向患者递送液体的泵一起使用的盒，其特征在于，所述盒包括：
包括凸形压板表面的盒体；和
安装至盒体的用于运送液体流的弹性可变形的管段，管段的至少一部分邻近凸形压板表面沿着由凸形压板表面确定的非线性路径延伸。
2.根据权利要求1所述的盒，其中凸形压板表面具有梯形轮廓，并且包括上游表面区域、下游表面区域以及上游表面区域和下游表面区域之间的中间表面区域，其中管段遵循凸形压板表面的梯形轮廓。
3.根据权利要求2所述的盒，其中上游表面区域和下游表面区域关于中间表面区域对称。
4.根据权利要求2所述的盒，其中在管段的轴向方向上，上游表面区域比中间表面区域长。
5.根据权利要求2所述的盒，其中在管段的轴向方向上，下游表面区域比中间表面区域长。
6.根据权利要求1所述的盒，其中凸形压板表面具有曲线轮廓。
7.根据权利要求1所述的盒，其中凸形压板表面具有由上游表面区域和下游表面区域以及连接上游表面区域和下游表面区域的中间表面区域限定的混合轮廓，上游表面区域和下游表面区域均具有倾斜的线性轮廓，而中间表面区域具有曲线轮廓。
8.用于向患者递送液体的设备，其特征在于，设备包括：
用于运送液体流的弹性可变形的管段；
凸形压板表面；以及
与凸形压板表面相对的蠕动泵送机构；
其中管段的至少一部分邻近凸形压板表面沿着由凸形压板表面确定的非线性路径延伸，并且布置在凸形压板表面和泵送机构之间，用于由泵送机构接合。
9.根据权利要求8所述的设备，其中凸形压板表面具有梯形轮廓，并且包括上游表面区域、下游表面区域以及上游表面区域和下游表面区域之间的中间表面区域，其中管段遵循凸形压板表面的梯形轮廓。
10.根据权利要求9所述的设备，其中上游表面区域和下游表面区域关于中间表面区域对称。
11.根据权利要求9所述的设备，其中在管段的轴向方向上，上游表面区域比中间表面区域长。
12.根据权利要求9所述的设备，其中在管段的轴向方向上，下游表面区域比中间表面区域长。
13.根据权利要求8所述的设备，其中凸形压板表面具有曲线轮廓。
14.根据权利要求8所述的设备，其中凸形压板表面具有由上游表面区域和下游表面区域以及连接上游表面区域和下游表面区域的中间表面区域限定的混合轮廓，上游表面区域和下游表面区域均具有倾斜的线性轮廓，而中间表面区域具有曲线轮廓。
15.根据权利要求8所述的设备，其中泵送机构和凸形压板表面是输液泵的结构部件。
16.根据权利要求8所述的设备，其中泵送机构是输液泵的结构部件，凸形压板表面是可装载在输液泵中的盒的结构部件。
17.根据权利要求16所述的设备，其中管段是盒的结构部件。
18.根据权利要求8所述的设备，其中泵送机构包括多个平行泵送指状件和分别与多个平行泵送指状件相关联的多个凸轮，其中多个凸轮联接至驱动轴，用于绕着凸轮轴线旋转以循环地驱动多个平行泵送指状件与管段接合，多个凸轮包括成对的端部凸轮和成对的端部凸轮之间的至少一个中间凸轮，其中成对的端部凸轮中的至少一个具有大于每个中间凸轮的凸轮冲程的凸轮冲程。
19.根据权利要求18所述的设备，其中成对的端部凸轮中的每一个均具有大于每个中间凸轮的凸轮冲程的凸轮冲程。
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