CN213838852U - 一种用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，所述弹性泵头组件包括固定座，转动座，弹性装置和连接装置；所述转动座铰接在所述固定座上，所述转动座和所述固定座之间还通过所述连接装置连接，所述连接装置限制所述转动座与所述固定座只可相对靠近转动；所述弹性装置设置在所述转动座和所述固定座之间。采用本实用新型提供的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，通过螺钉将转向座和固定座进行转动连接，且两者之间设置弹簧；通过弹簧和螺钉限位，使转向座和固定座只能单向压缩弹簧转动，无法反向转动；反向转动时电机需克服的力矩远远大于电机的输出力矩，实现蠕动泵只能单向转动，从而可防止因人为误操作、设备故障等原因引起的蠕动泵反转。

Description

一种用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵

技术领域

本实用新型属于生物液处理设备领域，具体涉及一种用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵。

背景技术

在生物液处理设备中，常用到蠕动泵来输送细胞液以及其它辅助液体。目前，现有的蠕动泵常采用弹性滚轮将具有回弹力的软管压紧，并保持压点前后的密封；随着滚轮的转动，软管上的压点随之移动，由于软管具有回弹力，泵进口侧的软管随滚轮离开而自然回弹，产生一定的真空度，入口管产生负压并吸入液体。随着蠕动泵的连续转动，软管内的流体持续排出；当蠕动泵不转，由于压点的存在蠕动泵两边的液体保持不流通状态。

在很多使用场合，只允许蠕动泵朝某一固定的方向单向转动，无论任何情况下都不允许泵失控反转。例如在细胞处理仪等设备上，仅允许蠕动泵将“细胞洗涤液”输入到浓缩后的细胞中，绝不允许其反向输送。

然而，现有技术中蠕动泵的正转和反转完全依赖于电机的转动方向。在一些特殊情况下，如人为操作失误，软件缺陷，或者当蠕动泵电机由于负载过大，或者受到严重的电磁干扰，又或者驱动器电流过大发热严重引起元器件故障，造成电机失控反转，引起医疗事故或经济损失。

实用新型内容

为了至少解决上述技术问题之一，本实用新型采用的技术方案是提供一种用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，通过结构设计只允许蠕动泵朝单向运动，可防止因人为误操作、设备故障等原因引起的蠕动泵反转。

为了至少实现上述目的之一，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型提供一种用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，包括弹性泵头组件，所述弹性泵头组件包括固定座，转动座，弹性装置和连接装置；所述转动座铰接在所述固定座上，所述转动座和所述固定座之间还通过所述连接装置连接，所述连接装置限制所述转动座与所述固定座只可相对靠近转动；所述弹性装置设置在所述转动座和所述固定座之间。

进一步地，所述连接装置为螺钉；所述转动座上设置有阶梯孔；所述固定座上设置有螺纹孔；所述螺钉穿过所述阶梯孔后，与所述螺纹孔配合连接。

进一步地，所述弹性装置为弹簧，所述弹簧设置在所述阶梯孔和所述螺纹孔之间。

进一步地，所述固定座两端设置有第一端孔和第二端孔；两个所述转动座分别通过转轴设置在所述第一端孔和第二端孔上。

进一步地，所述转动座包括转动块，滚轮和导轮；所述滚轮和导轮设置在所述转动块上，所述滚轮和导轮均可相对所述转动块自由转动。

进一步地，所述转动块为“L”形，所述转动块的三个端部分别设置有长边端孔，中间端孔和短边端孔；所述转轴与所述短边端孔过盈配合连接；所述长边端孔与定位轴过盈配合连接，所述滚轮通过所述定位轴设置在所述长边端孔处；所述中间端孔与所述定位轴过盈配合连接，所述导轮通过所述定位轴设置在所述中间端孔处。

进一步地，还包括动力源和泵壳；所述动力源和所述弹性泵头组件分别设置在所述泵壳两侧，所述动力源致动所述弹性泵头组件转动。

进一步地，所述动力源为电机，所述固定座中部设置有电机轴孔；所述电机的输出轴固连在所述电机轴孔中。

进一步地，还包括软管，所述软管设置在所述泵壳中；所述滚轮到所述泵壳的距离小于所述软管被压紧后形成压点时的厚度，所述滚轮挤压所述软管形成所述压点；所述压点将所述软管中的液体密封隔开；所述导轮到所述泵壳的距离大于等于所述软管的管径。

进一步地，所述导轮到所述泵壳的距离大于等于所述软管的管径。

本实用新型提供的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵与现有技术相比，有益效果在于：

本实用新型提供的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，通过螺钉将转向座和固定座进行转动连接，且两者之间设置有弹簧，可实现滚轮的弹性移动；又通过螺钉限位，使转向座和固定座只能单向压缩弹簧转动，无法反向转动；反向转动时电机需克服的力矩远远大于电机的输出力矩，实现蠕动泵只能单向转动；从而可防止因人为误操作、设备故障等原因引起的蠕动泵反转。

总之，本实用新型提出了一种结构简单、可靠性高的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，其具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型提供的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵的结构示意图；

图2是本实用新型提供的弹性泵头组件的爆炸示意图；

图3是本实用新型提供的固定座的结构示意图；

图4是本实用新型提供的转动座的爆炸示意图；

图5是本实用新型提供的转动块的结构示意图；

图6是本实用新型提供的弹性泵头组件的内部结构示意图；

图7是本实用新型提供的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵的工作状态示意图；

图8是本实用新型提供的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵的逆时针旋转受力分析示意图；

图9是本实用新型提供的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵的顺时针旋转受力分析示意图；

其中，附图标记说明如下：

1弹性泵头组件，11固定座，111电机轴孔，112第一端孔，113第二端孔，114第一斜阶梯孔，115第二斜阶梯孔，116第一螺纹孔，117第二螺纹孔，12转动座，121转动块，1211长边端孔，1212中间端孔，1213短边端孔，1214侧向阶梯孔，122定位轴，123滚轮，1231滚动体，1232轴承，124导轮，13转轴，14弹簧，15螺钉，2泵壳，3电机，31电机轴，4软管。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下，将通过具体实施例对本实用新型提供的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵作详细说明：

如图1所示，本实施例提供一种用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，所述用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵包括弹性泵头组件1，泵壳2，电机3和软管4等零部件。所述弹性泵头组件1和电机3分别设置在泵壳2的两侧，所述电机3包括电机轴31，所述弹性泵头组件1与所述电机轴31固连。所述软管4设置在所述泵壳2中，电机3旋转带动弹性泵头组件1绕其几何中心旋转。弹性泵头组件1转动时挤压所述软管4，实现软管4中液体的输送。

弹性泵头组件1包括固定座11，转动座12，转轴13，弹簧14和螺钉15等零部件。固定座11中部设置有与电机轴31配合的电机轴孔111；固定座11的两端设置有第一端孔112和第二端孔113，第一端孔112和第二端孔113用于安装所述转轴13。固定座的两侧还设置有第一斜阶梯孔114和第二斜阶梯孔115。第一斜阶梯孔114中包括第一螺纹孔116，第二斜阶梯孔115中包括第二螺纹孔117。

转动座12包括转动块121，定位轴122，滚轮123和导轮124等零部件。转动块121为“L”形金属块，转动块121的三个端部分别设置有长边端孔1211，中间端孔1212和短边端孔1213。长边端孔1211和中间端孔1212与所述定位轴122过盈配合连接；短边端孔1213与所述转轴13过盈配合连接。

两个转动块121通过短边端孔1213处的转轴13分别设置在固定座11两端的第一端孔112和第二端孔113上。两个转动块121布置在固定座11的两侧，并可分别以转轴13为轴线相对固定座11转动。

滚轮123包括一个滚动体1231和两个带防尘盖的轴承1232，滚动体1231与轴承1232的外圈过盈配合连接。滚轮123通过定位轴122安装在所述转动块121的长边端孔1211上,且滚轮123可相对转动块121自由转动。导轮124通过定位轴122安装在所述转动块121的中间端孔1212上，且导轮124可相对转动块121自由转动。

转动块121“L”形长边上还设置有侧向阶梯孔1214。两个螺钉15穿过侧向阶梯孔1214后，分别与固定座11两侧的第一螺纹孔116和第二螺纹孔117连接，并将设置在固定座11和转动座12之间的弹簧14压缩固定。弹簧14的两端分别设置在转动块121上的侧向阶梯孔1214和与固定座11上的第一斜阶梯孔114和第二斜阶梯孔115中。

在弹簧14的作用下，两侧的转动座12与螺钉15的头部抵接。由于螺钉15的限制，转动座12只能以转轴13为轴线，向弹簧15压缩方向转动。通过调节螺钉15的螺纹旋入深度，可将弹性泵头组件1上的滚轮123到泵壳2的距离设定为a，距离a小于软管4被压紧后形成压点的厚度t，此时弹簧14对转动座12的弹力为G。导轮124到泵壳2的距离大于等于软管4的管径。

下面对本实施例提供的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵的工作原理进行详细说明：

电机3逆时针旋转，致动弹性泵头组件1绕其几何中心逆时针旋转。弹性泵头组件1转动时，由于滚轮123到泵壳2的距离a小于软管4被压紧后形成压点的厚度t，所以滚轮123挤压所述软管4，将压点两侧软管中的液体密封隔开；由于导轮124到泵壳2的距离大于等于软管4的管径，所以导轮124不挤压所述软管，导轮124转动过程对软管4进行支撑。随着滚轮123的转动，软管上的压点随之移动，由于软管具有回弹力，进口侧的软管随滚轮123离开而自然回弹，产生一定的真空度，入口管B处由于负压吸入液体。随着用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵的连续转动，软管4内的流体从出口管A处持续排出，实现软管4中液体的输送。当用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵不转时，由于压点的存在用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵两边的液体保持不流通状态。

如图8-9所示，当弹性泵头组件1逆时针方向转动，滚轮123与泵壳2之间形成压点时，滚轮123会受到摩擦力，即切向力T1，以及挤压软管4的法向反力挤压力N1，所以转动座12转动半径L2上受到的切向力F1＝T1*cos(m°)+N1*sin(m°)，弹簧14对转动座12的弹力为G，作用力半径为L1；所以转动座12受到的力矩为M1＝F1*L2-G*L1。

随着转动座12转动，软管4被压紧后形成压点的厚度t大于初始距离a，弹簧14被压缩，使滚轮123到泵壳2的距离逐渐增大到厚度t，弹簧力G逐渐增大。当滚轮123到泵壳2的距离等于厚度t时，转动座12上的力矩M1＝0，且电机需克服的扭矩为G*L1。即用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵在电机带动下沿着逆时针方向匀速转动，将软管中的液体从B输送到A。

当电机意外失控顺时针转动时，滚轮123会受到反向摩擦力，即切向力T2，以及挤压软管4的法向反力挤压力N1；此时转动座12转动半径L2上的切向力F2＝T2*cos(m°)-N1*sin(m°)；此时转动座12受到的力矩为M2＝F2*L2+G*L1，其方向为弹簧压缩的反向；此力矩即为电机顺时针转动时需要克服的力矩。由于转动座12被螺钉限位而无法转动，此时切向力T2变得非常大，力矩M2远远超过电机的最大输出扭矩，使用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵无法转动。所以，即便在失控状态下，软管中的液体也无法从A输送到B。

本实用新型还提供另一实施例；此实施例与上述实施例的区别在于：转动座12反向装配在固定座11的两侧，其余技术内容均与上述实施例相同，此处不再赘述。本实施例提供的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵只能顺时针旋转，将软管中的液体从A输送到B，而无法逆时针旋转。

本实用新型提供的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵与现有技术相比，有益效果在于：

本实用新型提供的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，通过螺钉将转向座和固定座转动连接，且两者之间设置有弹簧，可实现滚轮的弹性移动；又通过螺钉限位，使转向座和固定座只能单向压缩弹簧转动，无法反向转动；反向转动时电机需克服的力矩远远大于电机的输出力矩，实现蠕动泵只能单向转动；从而可防止因人为误操作、设备故障等原因引起的蠕动泵反转。

总之，本实用新型提出了一种结构简单、可靠性高的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，其具有广泛的应用前景。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (10)

1.一种用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，其特征在于，包括弹性泵头组件，所述弹性泵头组件包括固定座，转动座，弹性装置和连接装置；所述转动座铰接在所述固定座上，所述转动座和所述固定座之间还通过所述连接装置连接，所述连接装置限制所述转动座与所述固定座只可相对靠近转动；所述弹性装置设置在所述转动座和所述固定座之间。

2.根据权利要求1所述的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，其特征在于，所述连接装置为螺钉；所述转动座上设置有阶梯孔；所述固定座上设置有螺纹孔；所述螺钉穿过所述阶梯孔后，与所述螺纹孔配合连接。

3.根据权利要求2所述的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，其特征在于，所述弹性装置为弹簧，所述弹簧设置在所述阶梯孔和所述螺纹孔之间。

4.根据权利要求3所述的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，其特征在于，所述固定座两端设置有第一端孔和第二端孔；两个所述转动座分别通过转轴设置在所述第一端孔和第二端孔上。

5.根据权利要求4所述的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，其特征在于，所述转动座包括转动块，滚轮和导轮；所述滚轮和导轮设置在所述转动块上，所述滚轮和导轮均可相对所述转动块自由转动。

6.根据权利要求5所述的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，其特征在于，所述转动块为“L”形，所述转动块的三个端部分别设置有长边端孔，中间端孔和短边端孔；所述转轴与所述短边端孔过盈配合连接；所述长边端孔与定位轴过盈配合连接，所述滚轮通过所述定位轴设置在所述长边端孔处；所述中间端孔与所述定位轴过盈配合连接，所述导轮通过所述定位轴设置在所述中间端孔处。

7.根据权利要求6所述的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，其特征在于，还包括动力源和泵壳；所述动力源和所述弹性泵头组件分别设置在所述泵壳两侧，所述动力源致动所述弹性泵头组件转动。

8.根据权利要求7所述的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，其特征在于，所述动力源为电机，所述固定座中部设置有电机轴孔；所述电机的输出轴固连在所述电机轴孔中。

9.根据权利要求8所述的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，其特征在于，还包括软管，所述软管设置在所述泵壳中；所述滚轮到所述泵壳的距离小于所述软管被压紧后形成压点时的厚度，所述滚轮挤压所述软管形成所述压点；所述压点将所述软管中的液体密封隔开。

10.根据权利要求9所述的用于细胞液输送的单向弹性蠕动泵，其特征在于，所述导轮到所述泵壳的距离大于等于所述软管的管径。

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