CN215690566U - 一种用于流体输送的泵装置 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种用于流体输送的泵装置，包括：壳体；泵，其具有可变容积的流体室，其第一端能够相对于流体室的第二端平移，以在泵送运动期间改变流体室的长度；流体进入端口；流体排出端口；阀组件，其能够相对于流体进入端口和流体排出端口移动，包括第一通道和第二通道；壳体具有从流体室通向阀组件的开口，并且阀组件构造成在阀控运动期间能够受控地平移，将阀组件设置在开口与流体进入端口之间以经由第一通道在开口与流体进入端口之间提供流体连通，用于使流体进入流体室中，将阀组件设置在开口和流体排出端口之间以经由第二通道在开口与流体排出端口之间提供流体连通，用于使流体从流体室排出。该泵装置体积较小，剂量准确，防止泄漏。

Description

一种用于流体输送的泵装置

技术领域

说明性实施方式总体上涉及在可穿戴药物输注贴片中使用的泵子系统，特别地涉及一种用于流体输送的泵装置。

背景技术

糖尿病是以由胰岛素产生、胰岛素作用或胰岛素产生与作用二者中的缺陷导致的高水平血糖为指标的一组疾病。糖尿病会导致严重的健康并发症和过早死亡，但是已有一些众所周知的产品供糖尿病患者获取来帮助控制疾病并降低并发症的风险。

糖尿病患者的治疗选择包括专门的饮食、口服药物和/或胰岛素治疗。糖尿病治疗的主要目标是控制患者的血糖(糖)水平，以增加无并发症生活的机会。然而，要在平衡其他生活需求和环境的同时实现良好的糖尿病应对并不总是那么容易。

当前，用于治疗1型糖尿病的日常胰岛素治疗有两种主要模式。第一种模式包括注射器和胰岛素笔，需要每次注射都进行针刺，通常每天进行三到四次。这些装置易于使用且成本相对较低。用于应对糖尿病的另一种广泛采用的有效治疗方法是使用胰岛素泵。胰岛素泵可以通过以各种速率连续输注胰岛素而更近似地模仿胰腺的行为来帮助使用者基于个人需要将血糖水平保持在目标范围内。通过使用胰岛素泵，使用者可以将他们的胰岛素治疗与他们的生活方式相匹配，而不是使他们的生活方式与如何为他们进行胰岛素注射相匹配。

然而，传统的胰岛素泵具有几个缺点。例如，通常用在胰岛素泵中的丝杠与活塞式的泵子系统往往对于使用者来说很笨重，需要较大高度和较大占用空间来用于可穿戴式胰岛素泵。

传统的胰岛素泵通常还需要大量的部件和运动零件，从而增加了机械故障的风险。

传统的胰岛素泵通常还具有在升高的系统背压下易于泄漏的阀。这会导致剂量准确性和可靠性降低。

传统的胰岛素泵通常还需要暴露于潜在的高背压下的较大工作容积以及较大系统体积。这会导致剂量准确性和可靠性降低。

传统的胰岛素泵通常还具有过长的剂量准确度公差循环，该过长的剂量准确度公差循环取决于过多的有时难以确定的因素。这会导致剂量准确性降低。

实用新型内容

通过本公开中的说明性实施方式，克服了上述和其他问题，并且实现了额外的优点。

说明性实施方式的另一方面是提供一种泵子系统，与传统的泵子系统相比，该泵子系统在存储器与插管之间没有直接的流体路径，从而更好地防止使用者过量用药。

说明性实施方式的另一方面是提供一种泵子系统，与传统的泵子系统相比，该泵子系统具有暴露于潜在的高背压的较小工作容积和较低系统体积，从而提高了诸如胰岛素贴片的泵的准确性和可靠性。

根据说明性实施方式，提供了一种用于流体输送的泵装置，其特征在于，所述泵装置包括：壳体；泵，所述泵具有可变容积的流体室，所述流体室设置在所述壳体内，并且构造成所述流体室的第一端能够相对于所述流体室的第二端平移，以在泵送运动期间沿着所述壳体的纵向轴线改变所述流体室的长度；流体进入端口，所述流体进入端口与所述流体室的流体供应是流体连通的；流体排出端口，所述流体排出端口与流体路径是流体连通的，所述流体路径从所述流体室接收流体并将流体引导至流体输出部；阀组件，所述阀组件能够相对于所述流体进入端口和所述流体排出端口移动，所述阀组件包括第一通道和第二通道；所述壳体具有从所述流体室到所述阀组件的开口，并且所述阀组件构造成在阀控运动期间能够受控地平移，所述阀组件设置在所述开口与所述流体进入端口之间以经由所述第一通道在所述开口与所述流体进入端口之间提供流体连通，用于使流体进入所述流体室中，将所述阀组件设置在所述开口和所述流体排出端口之间以经由所述第二通道在所述开口与所述流体排出端口之间提供流体连通，用于使流体从所述流体室排出。

根据说明性实施方式，提供了一种用于流体输送的泵装置，该泵装置包括：壳体；具有可变容积流体室的泵，该流体室设置在壳体内并且构造为其第一端能够相对于其第二端平移以在泵送运动期间沿着壳体的纵向轴线改变流体室的长度；与流体室的流体供应流体连通的流体进入端口；与流体路径流体连通的流体排出端口，该流体路径从流体室接收流体并将流体引导至流体输出部；以及能够相对于流体进入端口和流体排出端口运动的阀组件，该阀组件包括第一通道和第二通道。壳体具有从流体室到阀组件的开口。阀组件构造成在阀控运动期间可受控地在开口与流体进入端口之间平移并设置在开口与流体进入端口之间，以经由第一通道在开口与流体进入端口之间提供流体连通而使流体进入流体室中，并且阀组件设置在开口与流体排出端口之间以经由第二通道在开口与流体排出端口之间提供流体连通而从流体室排出流体。

根据说明性实施方式的一些方面，控制泵的第一端的平移和阀组件的平移以协调阀组件的阀控运动与泵的泵运动。

根据说明性实施方式的一些方面，壳体和泵具有第一互锁机构，该第一互锁机构在由驱动机构驱动旋转时利用凸轮作用使泵的第一端相对于第二端平移，并且阀组件具有第二互锁机构，该第二互锁机构利用凸轮作用使阀组件相对于驱动机构的旋转而平移。

根据说明性实施方式的一些方面，泵包括设置在壳体中的活塞和插塞，插塞的远端和活塞的近端分别形成泵的第二端和第一端。活塞的近端连接至驱动机构。

根据说明性实施方式的一些方面，壳体与活塞之间的第一互锁机构包括在壳体和活塞中的一者上的弧形凸轮槽以及在壳体和活塞中的另一者上的销，销构造为与凸轮槽接合。当活塞旋转时，凸轮槽构造成控制活塞的近端相对于插塞的远端沿着纵向轴线方向平移的距离，以便进行流体进入和流体排出操作。

根据说明性实施方式的一些方面，在阀组件和驱动机构之间的第二互锁机构包括在阀组件和驱动机构中的一者中的弧形凸轮槽、以及在阀组件和驱动机构中的另一者上的销，销构造为与凸轮槽接合。当驱动机构旋转时，凸轮槽构造成控制阀组件沿着纵向轴线平移的距离，以便进行流体进入和排出操作。

根据说明性实施方式的一些方面，阀组件包括：至少一个阀轴，所述至少一个阀轴包括第一通道和第二通道；以及密封件，该密封件沿着所述至少一个阀轴设置在第一通道和第二通道的相应侧上。

根据说明性实施方式的一些方面，阀轴沿着壳体的纵向轴线选择性地平移用以：在流体输送装置的流体进入操作期间对准壳体的开口、阀轴的第一通道和流体进入端口，并密封阀轴的第二通道；以及在流体输送装置的流体排放操作期间对准壳体的开口、阀轴的第二通道和流体排出端口，并密封阀轴的第一通路。

根据说明性实施方式的一些方面，插塞和活塞均设置有用于流体室的第一端和第二端中的相应端的密封件，以防止除流体经由壳体中的开口接收到流体室中时以及流体经由壳体中的开口从流体室排出时之外的泄漏。

根据说明性实施方式的一些方面，从插塞和活塞中选择的泵构件构造成联接有垫片以减小泵室的容积。

根据说明性实施方式的一些方面，使用泵装置的至少一种改型来减小泵室的容积，所述至少一种改型选自：减小泵室直径和减小活塞的行进距离以改变泵室的容积。

根据说明性实施方式的一些方面，通过在活塞和插塞中的一者上设置凸台并在活塞和插塞中的另一者上设置对应的凹部来减小泵室的容积。

本实用新型的泵装置体积较小，剂量准确，防止泄漏。

本实用新型的说明性实施方式的另一方面是提供一种计量系统，其与传统的计量泵相比，具有短的剂量准确度公差循环，该短的剂量准确度公差循环取决于很少的因素，从而提高了剂量准确性。例如，在说明性实施方式中，剂量准确度公差循环较短，并且仅取决于诸如用以改变泵室的容积的泵室直径减小量和活塞行进距离减小量之类的一个或两个易于测量的尺寸。

说明性实施方式的附加和/或其他方面和优点将在下面的描述中阐明，或者将从该描述中变得显而易见，或者可以通过实践说明性实施方式而获知。说明性实施方式可以包括具有一个或多个以上方面和/ 或一个或多个特征及其组合的设备和用于操作该设备的方法。说明性实施方式可以包括例如所附权利要求中所叙述的上述方面中的一个或多个特征和/或组合。

附图说明

从以下结合附图的详细描述中，将更容易理解说明性实施方式中的各实施方式的上述和/或其他方面和优点，其中：

图1示出了诸如补片泵的流体泵的说明性实施方式的结构框图；

图2、3、4、5、6和7是根据一种说明性实施方式的泵子系统的立体图，并且以虚线状态示出了泵壳体部件；

图8、9、10、11、12、13、14和15是根据一种说明性实施方式的泵子系统的立体图，并且以虚线状态示出了阀组件的各部件；

图16、17、18、19、20和21是根据一种说明性实施方式的泵子系统的仰视图。

图22是根据说明性实施方式的泵子系统的局部侧视图；

图23是根据另一说明性实施方式的泵子系统的各立体图中的一个立体图。

在所有附图中，同样的附图标记将被理解为指代同样的元件、特征和结构。

具体实施方式

如本领域普通技术人员将理解的，根据本文所公开的实施方式的泵的示例、改进和布置存在多种实现方式。尽管将参照附图和以下描述中所描绘的说明性实施方式，但是本文所公开的实施方式并不意味着穷尽了所公开的技术方案所涵盖的各种替代设计和实施方式，而是本领域普通技术人员将容易理解的是，在不脱离所公开的技术方案的范围的情况下，可以进行各种修改，并且可以进行各种组合。

尽管包括但不限于患者或医疗保健专业人员在内的各种人员可以操作或使用本公开的说明性实施方式，但是为了简洁起见，在下文中操作者或使用者将被称为“使用者”。

尽管在本公开的说明性实施方式中可以采用各种流体，但是为了简洁起见，在下文中将注射装置中的液体称为“流体”。

在图1至图21中描绘了一些说明性实施方式。在一种说明性实施方式中，所提供的泵子系统130、200用在可穿戴式胰岛素输注贴片中；然而，如上所述，可穿戴输注贴片可用于输送除胰岛素以外的其他类型的流体，诸如药物。例如，在本公开的说明性实施方式中，泵子系统130、200是较大型射流子系统100的一部分，该较大型射流子系统 100包括用于存储胰岛素的存储器和用于将胰岛素输送到皮下组织中的插管组件。泵子系统200从存储器中抽取小剂量流体，然后将其沿插管管线向下推至患者体内。流体剂量相对于存储器容积是较小的，使得需要许多个泵冲程才能完全排空存储器。

图1示出了根据本公开的说明性实施方式的贴片式泵100的结构框图。泵100包括射流子系统120、电子子系统140和动力存储子系统160。

射流子系统120包括与存储器124流体连通的填充端口122。存储器124适于通过填充端口从注射器接收流体。

射流子系统120还包括联接到存储器124的可选的体积传感器 126。体积传感器126适于检测或确定存储器的流体体积。

射流子系统120还包括示例泵子系统130，该示例泵子系统包括机械地联接至泵致动器134的集成的泵与阀系统132。在共同拥有的WO2015/157174中描述了泵子系统的示例，其通过引用结合入本文。集成的泵与阀系统132与射流子系统120的存储器124是流体连通的，并由泵致动器134致动。

射流子系统120进一步包括插管机构，该插管机构具有与插管129 机械联接的部署致动器128。部署致动器128适于将插管129插入使用者体内。插管129与泵子系统130的集成的泵与阀系统132是流体连通的。

射流子系统120进一步包括可选的阻塞传感器136，该阻塞传感器联接至插管129与集成的泵与阀系统132之间的流体路径。阻塞传感器136适于检测或确定插管129与集成的泵与阀系统132之间的通道中的阻塞情况。

电子子系统140包括电联接至射流子系统120的体积传感器126 上的可选的体积感测电子器件142、电联接至泵子系统130的泵致动器134上的泵控制器144、电联接至射流子系统120的阻塞传感器136 上的可选的阻塞感测电子器件146、和电联接至射流子系统的插管129 上的可选的部署电子器件148(例如，插管的部署致动器128可以是手动的)。电子子系统140进一步包括电联接至体积感测电子器件142、泵控制器144、阻塞感测电子器件146和部署电子器件148的微控制器149。

动力存储子系统160包括电池162或本领域已知的任何其他电源。电池162可以适于为贴片泵100的任何元件或电子部件供电。

根据一种说明性实施方式，集成的泵与阀系统132被提供为示例泵子系统200，其中，泵送运动和阀控运动通过同一驱动机构(例如，连接至驱动致动器134的输出齿轮246)相协调，如下面结合图2至图21所述的。例如，在一个实施方式中，驱动机构的输出部通过适配器或输出齿轮246来驱动泵子系统200中的活塞208进行旋转。适配器或输出齿轮246具有通过骑置在螺旋形的凸轮槽256中(例如，设置在滑梭254中)而驱动阀组件232来回移动的销250。凸轮槽256 的形状确定了固定至阀组件232的阀轴234、240的位置的机械运动〔例如，定时(timing)〕。阀轴234、240配有弹性密封件和两个通道238、 244。两个通道238、244设计成在轴234、240的一侧上重叠而使单个开口224连接到活塞泵送室214。两个通道238、244在轴234、240 的另一侧上设计成可受控地与两个端口中的相应端口对准。两个端口228、230中的一者连接到存储器，而两个端口中的另一者连接到患者侧。因此，阀轴可以来回移动，从而将流体室214连接到存储器或患者侧。当输出齿轮246驱动阀轴234、240时，输出齿轮246也与活塞 208上的配合特征接合。在功能上类似于阀组件的滑梭254上的凸轮槽256的凸轮轨道或凸轮槽218设置在泵壳体202中，并用于在活塞被输出齿轮246旋转时驱动活塞208来回运动。活塞208具有配合特征，该配合特征的长度足以确保与输出齿轮246完全接合。还可以具有与阀组件232和/或活塞208接合的中间适配器，以便避免对现有齿轮箱进行改变。因此，根据该说明性实施方式，活塞208的运动与阀组件的阀轴234、240的运动相协调。

现在参照图2、图3、图4、图5、图6和图7，其为泵子系统200 的立体图，其中泵壳体202为虚线状态，以示出包括活塞销216和凸轮槽218的互锁机构。泵壳体202总体上构造为管状构件，其中外壁形成圆柱形或管状形状，该圆柱形或管状形状限定了尺寸设计为将活塞208和插塞206容纳在其中的内部。应当理解的是，泵壳体可以是圆柱形之外的形状，并且形状、外周长和内直径可以沿着泵壳体的纵向轴线变化。

插塞206设置在壳体202的近端中，而活塞208设置在壳体202 的远端中。流体室214限定在插塞206的远端与活塞208的近端之间。如上所述，活塞208的远端联接至输出齿轮246并由输出齿轮246旋转。输出齿轮246由诸如马达和/或齿轮箱的泵致动器134可控制地旋转。齿轮箱的示例在共同拥有的WO 2015/157174中进行了描述。如下面更详细地描述的，壳体202和活塞208通过互锁机构联接，该互锁机构包括销216与凸轮槽218装置，该销216与凸轮槽218装置构造成使活塞208可受控地沿着壳体202的纵向轴线相对于插塞206来回移动，以便在流体室214中接收流体(例如，在泵循环过程中的进入泵送运动或冲程期间经由流体进入端口228)以及从流体室214排出流体(例如，在泵循环过程中的排出泵送运动或冲程期间经由流体排出端口230)。因此，流体室214的容积根据活塞208通过输出齿轮246与包括销216和凸轮槽218的互锁机构而进行的位移而变化。例如，销216可以设置在活塞208上，并且沿着设置在泵壳体202中的螺旋形凸轮槽218运动，如图2至图7所示。例如，活塞208可以设置有孔口以接纳销216，销216可以被压配合、胶合、模制或以其他方式紧固于孔口，或者以其他方式模制到活塞208上而不需要其中具有孔口。可替代地，销216可以在壳体202上设置成沿着活塞208上的螺旋形凸轮槽运动。

活塞208和插塞206各自在流体室214的相应端分别设置有密封件212和210。活塞208由齿轮箱或其他驱动机构134平移，以在进入冲程期间使流体室214扩展，如图2、图3和图4所示，并在排出冲程期间使流体室214回缩，如图5、图6和图7所示。在一个冲程期间，活塞平移的距离由凸轮槽218的弯曲度和长度机械地控制。密封件(例如，O形环)构造成防止存储器流体从流体室214泄漏。密封件212和210还使活塞208和插塞206稳定在泵壳体中(例如，在由输出齿轮246旋转期间)，并且密封件212还使活塞208的位置在其沿着壳体202的纵向轴线平移期间稳定并居中。

如图2至图7所示，泵壳体202安装在基板226上。基板226形成有流体进入端口228，该流体进入端口228延伸穿过基板，用于经由贴片泵100中的流体路径(未示出)从泵壳体流体连接至存储器124。基板还形成有流体排出端口230，该流体排出端口延伸穿过基板，用于经由贴片泵100中的流体路径(未示出)从泵壳体流体连接至插管 129。基板226中的这些端口228、230通过以下方式可受控地暴露于流体室214，即，通过根据泵循环中的当前点选择O形环或密封件236a、236b和242a、242b、242c(如图16至图21所示)在阀组件 232上的定位、选择相应的阀轴234、240沿着泵子系统200的纵向轴线的平移、以及选择在与输出齿轮销250相关的第二互锁机构中的凸轮槽256的尺寸设计而使阀轴234、240中的通道238、244移动所需距离来与对应端口228、230中的相应端口以及泵壳体202中的开口 224和流体室214对准。阀组件还可以设置有一个或多个轴，这些轴可滑动地与泵壳体202靠其顶部接合以抵消在推动阀轴234、240时阀组件232向后的任何可能的倾斜。例如，在图23所示的说明性实施方式中，壳体202可以进一步设置有钻孔264a和264b，这些钻孔264a 和264b可滑动地接纳设置在阀组件232上的相应的阀轴266、268。

基板226和壳体202可以是整体单元，或者分体的模制壳体202 安装在基板226上。壳体202具有钻孔204(如图8所示)，该钻孔204 限定出接纳插塞206和活塞208并支撑流体室214且具有开口224的内部。壳体202还可以具有钻孔222a和222b(如图8所示)，这些钻孔222a和222b可滑动地接纳设置在阀组件232上的阀轴234、240 中的相应阀轴。

根据一种说明性实施方式参照图8至图21在此描述泵子系统200 在包括排出冲程和进入冲程的整个泵循环过程中的操作。图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14和图15是根据一种说明性实施方式的泵子系统200的立体图，并且以虚线状态示出了在泵循环过程中的不同点处的阀组件232的部件。图16、图17、图18、图19、图20 和图21是根据一种说明性实施方式的在泵循环过程中的不同点处的泵子系统200的仰视图。

如图8和图16所示，阀轴234、240回缩，壳体202中的开口224 与阀轴240的通道244对准，该通道244与基板226中的流体排出端口230对准。如图9所示，阀轴234、240不平移，而是活塞208朝向插塞206平移以使流体室214的长度回缩而缩短，进而经由通道244 和流体排出端口30将流体推出该室并推向患者。

如图10、17和18所示，在排出冲程结束时，由于凸轮槽218的特征，活塞208旋转而非平移，但是阀组件开始相对于输出齿轮轴248 平移并使阀轴234、240延伸出壳体202的钻孔222a和222b。密封件 242b覆盖流体排出端口230，但是流体进入端口228不再被阀轴密封件236a覆盖，从而使流体进入端口228暴露于壳体中的开口224以及通道238，以允许流体在活塞208延伸时从流体源(例如，存储器) 进入流体室214。

如图11、图12和图19所示，包括输出齿轮销250和凸轮槽的第二互锁机构构造成在活塞208平移远离插塞206以使流体室214扩展时保持阀轴234、240和滑梭254相对于壳体202和输出齿轮轴248 的纵向轴线固定。活塞208的平移将流体吸入流体室214中。

如图13、14、20和21所示，在进入冲程结束时，由于凸轮槽218 特征，活塞208旋转但不平移，但是阀组件开始相对于输出齿轮轴248 平移并使阀轴234、240回缩返回到壳体202的钻孔222a和222b中。密封件236a覆盖流体进入端口228，而流体排出端口230不再被阀轴密封件242b覆盖，从而使流体排出端口230暴露于壳体中的开口224 和通道244，以在活塞208朝向插塞206平移时允许流体经由流体排出端口230从流体室214朝向患者排出。图15示出了活塞208朝向插塞206平移以便进行另一排出冲程，同时阀轴保持回缩。

图2至图21中示出的示例泵子系统200装置允许在每个冲程结束时通过反向运动来驱动泵，或者使输出齿轮沿相同方向运行而无需反向装置。在替代性的示例实施方式中，也可以用线性致动器来驱动泵子系统200，并且仍然依靠凸轮/槽作用，该凸轮/槽作用将被适当地定向以使用阀组件232将泵室214选择性地暴露向端口228、230。类似地，阀通道238、244和第二互锁机构248、256可以构造成采用单个阀轴。此外，可以将阀轴(可能多个)拆分为多个子部件，以辅助组装和安装刚度。

示例泵子系统200装置实现了对现有泵系统的多项改进。例如，泵子系统200消除了流体与任何可能与药物效应部分不利地作用的弹性体的大表面接触，并且消除了可能导致某些胰岛素不稳定的泵部件。泵子系统200采用了泵送运动和阀控运动的机械协调运动，这简化了泵设计，减少了零件数量，并且消除了对用于检测运动范围的互锁装置或其他装置的需要。另外，泵子系统200消除了将其连接到补片泵 100的其余部分的密封件的需要。泵子系统200与许多传统的流体输送装置相比具有较小的泵体积，并且泵子系统200在通过泵致动器134 的单一旋转方向的情况下可以采用简化的电子器件。

泵子系统200有利之处在于其泵高度得以显著降低(例如，与 WO 2015/157174中所描述的计量子系统相比，该子系统使用了带有与泵壳体分开的阀的歧管来分别将流体向/从存储器和患者端口引导)，这为其他部件留出更多空间。此外，泵子系统200消除了对歧管密封件和套筒接口的需要，因此使快速作用的稳定性较差的胰岛素的胰岛素降解可能性最小化，这使得泵子系统200适用于多种类型的胰岛素。

泵子系统200的有利之处还在于其允许输送足够小的剂量，从而使其可用作1型糖尿病泵以及其他药物治疗的解决方案。如果传感器位于活塞凸轮槽中的驱动器或输出齿轮上，则泵子系统200还具备输送部分剂量(fractional doses)的能力。

根据另一有利之处，减小的流体室214容积可以通过增加泵送频率而减少胰岛素降解。根据一种说明性实施方式，可以通过利用直径对剂量体积的方幂效应而在上述共同拥有的WO 2015/157174中描述的泵子系统130或上述泵子系统200中实现尺寸减小，从而尝试将公差与尺寸比保持在产生高产能的控制范围内。这样的尺寸减小实现了剂量体积减小和更频繁进行泵送的能力的主要有利之处，而且不需要改变总体配合和组装部件以及贴片泵100的软件结构。

例如，已经观察到通过对泵室和活塞的尺寸精心设计以减小剂量体积而不在公差叠加上有所妥协并因此允许更频繁地泵送(例如，通过减少输送体积因数)来改善胰岛素稳定性。在一个示例实现方案中，贴片泵子系统130(例如，如共同拥有的WO2015/157174中所描述的) 设计为将活塞行程减少37％并将套筒直径减少27％(例如，直径被平方，因此对泵的体积减小有更大的影响)，以便总剂量体积为1.50微升且总剂量减小29％。每个尺寸上的公差都具有很强的能力，并且在此变化下，公差(例如，由于模制限制而假定不变)与尺寸之比仍然是令人满意的，并且可以进行工作设计。由于剂量体积的减小，该改型后的泵子系统130还可以用于胰岛素输送之外的其他治疗。剂量体积减少3.4(1/29％)，这使泵送频率是泵子系统130的未改型版本的 3.4倍，并且测试表明，这对于更快速作用的不稳定的胰岛素是有利的条件。

该说明性实施方式实现了许多有利之处。例如，较低的剂量体积使得可以实现更广的治疗范围、对患者治疗的更多控制以及更高的泵送频率。已经观察到较高的泵送频率对于快速作用的更不稳定的胰岛素是有利的。另外，较小的部件可以被装在现有的泵壳体中，从而对泵子系统130、200中的配合部件以及相关的组装设备的改动最小。

根据另一说明性实施方式，通过在泵室中使用垫圈(可能多个) 或垫片盘(可能多个)来实现可改变的泵室214容积，以减小输送体积并允许更频繁的泵送或较小的单剂剂量而无需完全改变泵子系统 130或200中的各模制部件。这是通过在组装期间在泵室214中添加适当尺寸的盘260(例如，具有选定的厚度)来实现的。可以使用如图22所示的单个盘260或使用多个盘。当泵子系统130、200回缩时，泵室214填充了等于未被盘占用的体积量的体积〔即，每个盘260的体积都从平开(plain open)泵室去掉〕。当活塞向前移动时，前向输送行程会受到盘的限制，然后阀控会发生反向运动。因此，泵循环成功完成。活塞208的近端可以构造成充分地延伸超过密封件212以容纳盘260。在替代实施方式中，为了进行更好的位置控制，盘260可以是垫圈，并且活塞208’可以是改型为具有用以支撑垫圈260的凸台 262的模制零件。可以在适当改型的插塞206’部件中提供相对应的凹槽264。该技术解决方案通过允许因降低单剂剂量体积输送量所致的更频繁泵送，解决了改进与快速作用的较不稳定的胰岛素的相容性的需求。可替代地，对于稳定的胰岛素，该技术解决方案可以用于输送较小的体积以实现更好的治疗控制。例如，该技术解决方案还可以用于泵送其他需要较小剂量并与泵送材料和机构兼容的药物。

该说明性实施方式实现了许多有利之处。例如，这种向泵室添加盘或垫片的简单改型可以使之前的泵子系统设计与快速作用的稳定性较差的胰岛素兼容，而无需更换任何模制零件。代之的是，仅仅需要增加一个部件并对装配线稍作调整即可。然后，将泵构造为更频繁地进行泵送，从而减少了任何潜在的胰岛素降解的可能性，同时还允许泵送更小剂量的稳定胰岛素或其他药物。

本领域普通技术人员将理解的是，本公开的应用不限于在以上说明书中阐述或在附图中示出的构造细节和部件布置。本文的实施方式能够在其他实施方式中应用，并且能够以各种方式来实践或执行。同样，将理解的是，本文所使用的措词和术语是出于描述的目的，而不应被视为限制。本文中“包括”、“包含”或“具有”及其变体的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及其他项目。除非另有限制，否则本文中的术语“连接”、“联接”和“安装”及其变体以广义使用，并且涵盖直接和间接连接、联接和安装。另外，术语“连接”和“联接”及其变体不限于物理或机械连接或联接。此外，诸如上、下、底和顶的术语是相对的，并且被用于辅助说明而非限制性的。

根据说明性实施方式采用的说明性装置、系统和方法的各组成部分可以至少部分地以数字电子电路、模拟电子电路或计算机硬件、固件、软件或它们的组合来实现。这些组成部分可以实现为例如有形地体现在信息载体或机器可读存储设备中的计算机程序产品，诸如计算机程序、程序代码或计算机指令，以便通过数据处理设备执行或用以控制其操作，该数据处理设备诸如为可编程处理器、一台计算机或多台计算机。

计算机程序可以以任何形式的编程语言(包括编译或解释语言) 编写，并且可以以任何形式进行部署，包括作为独立程序或作为模块、组成部分、子程序或其他适用于计算环境的单元。可以将计算机程序部署为在一个站点上的一台计算机或多台计算机上执行，或者分布在多个站点上并通过通信网络互连。而且，用于完成说明性实施方式的功能程序、代码和代码段可以由说明性实施方式所属领域的程序员容易地解释为处于在说明性实施方式所说明的权利要求的范围内。与说明性实施方式相关联的方法步骤可以由一个或多个可编程处理器执行，该可编程处理器执行计算机程序、代码或指令以执行功能(例如，通过对输入数据进行操作和/或生成输出)。方法步骤也可以由专用逻辑电路执行，并且说明性实施方式的设备可以被实现为专用逻辑电路，该专用逻辑电路例如为FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。

结合本文公开的实施方式所描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以用设计成执行本文所述功能的通用处理器、数字信号处理器 (DSP)、ASIC、FPGA或其他可编程逻辑器件、离散的门或晶体管逻辑、离散的硬件部件或它们的任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但可替代地，该处理器也可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器、或任何其他这样的配置。

例如，适于执行计算机程序的处理器包括通用微处理器和专用微处理器、以及任意种类的数字计算机的任意一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或这两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储装置。通常，计算机还将包括或可操作地联接至一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘) 以从该大容量存储装置接收数据、或将数据传输到该大容量存储装置、或既从该大容量存储装置接收数据又将数据传输至该大容量存储装置。适于体现计算机程序指令和数据的信息载体包括所有形式的非易失性存储器，例如包括半导体存储装置，该半导体存储装置例如为电可编程只读存储器或ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM (EEPROM)、闪存装置和数据存储盘(例如，磁盘、内部硬盘或移除式硬盘、磁光盘以及CD-ROM和DVD-ROM盘)。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或结合在专用逻辑电路中。

本领域普通技术人员将理解的是，可以使用多种不同技术和科技中的任何一种来表示信息和信号。例如，在整个上述说明书中可能参引的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和芯片可以由电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或它们的任意组合表示。

本领域普通技术人员将进一步理解的是，结合本文公开的实施方式所描述的各种说明性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，上面已经在其功能方面总体上描述了各种说明性的组成部分、块、模块、电路和步骤。将这种功能实现为硬件还是软件取决于施加在整个系统上的特定的应用和设计约束。技术人员可以针对每种特定应用以变化的方式来实现所描述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离由说明性实施方式示例的权利要求的范围。软件模块可以驻留在随机存储器(RAM)、闪存、ROM、EPROM、 EEPROM、寄存器、硬盘、移除式硬盘、CD-ROM或本领域已知的任何其他形式的存储介质中。说明性存储介质联接至处理器，使得处理器可以从该存储介质读取信息以及可以向该存储介质写入信息。可替代地，存储介质可以与处理器集成在一起。换句话说，处理器和存储介质可以驻留在集成电路中或被实现为离散组成部分。

计算机可读非瞬态介质包括所有类型的计算机可读介质，包括磁存储介质、光存储介质、闪存介质和固态存储介质。应当理解的是，软件可以安装在中央处理器(CPU)装置中并与之一起出售。可替代地，可以获取软件并将其装载到CPU装置中，包括通过物理介质或分发系统获取软件，包括例如从软件创建者拥有的服务器或从软件拥有者未拥有但使用的服务器获取软件。例如，该软件可以存储在服务器上，以便通过互联网进行分发。

上面给出的描述和附图仅是示例性的，除所附权利要求书中所阐述的之外，并不旨在以任何方式限制这些说明性实施方式。特别要指出的是，本领域普通技术人员可以容易地以多种其他方式组合上面已经描述的各种说明性实施方式的各种元件的各种技术方面，所有这些均认为是在权利要求的范围之内。

Claims (12)

1.一种用于流体输送的泵装置，其特征在于，所述泵装置包括：

壳体；

泵，所述泵具有可变容积的流体室，所述流体室设置在所述壳体内，并且构造成所述流体室的第一端能够相对于所述流体室的第二端平移，以在泵送运动期间沿着所述壳体的纵向轴线改变所述流体室的长度；

流体进入端口，所述流体进入端口与所述流体室的流体供应是流体连通的；

流体排出端口，所述流体排出端口与流体路径是流体连通的，所述流体路径从所述流体室接收流体并将流体引导至流体输出部；

阀组件，所述阀组件能够相对于所述流体进入端口和所述流体排出端口移动，所述阀组件包括第一通道和第二通道；

所述壳体具有从所述流体室到所述阀组件的开口，并且所述阀组件构造成在阀控运动期间能够受控地平移，所述阀组件设置在所述开口与所述流体进入端口之间以经由所述第一通道在所述开口与所述流体进入端口之间提供流体连通，用于使流体进入所述流体室中，将所述阀组件设置在所述开口和所述流体排出端口之间以经由所述第二通道在所述开口与所述流体排出端口之间提供流体连通，用于使流体从所述流体室排出。

2.根据权利要求1所述的用于流体输送的泵装置，其特征在于，所述泵的第一端的平移和所述阀组件的平移被控制成使所述阀组件的阀控运动与所述泵的泵送运动相协调。

3.根据权利要求2所述的用于流体输送的泵装置，其特征在于，所述壳体和所述泵具有第一互锁机构，所述第一互锁机构在由驱动机构驱动旋转时利用凸轮作用使所述泵的所述第一端相对于第二端平移；并且，所述阀组件具有第二互锁机构，所述第二互锁机构利用凸轮作用使所述阀组件相对于所述驱动机构的旋转而平移。

4.根据权利要求3所述的用于流体输送的泵装置，其特征在于，所述泵还包括布置在所述壳体中的插塞和活塞，所述插塞的远端和所述活塞的近端分别形成所述泵的所述第二端和所述第一端，所述活塞的近端连接到所述驱动机构。

5.根据权利要求4所述的用于流体输送的泵装置，其特征在于，所述壳体与所述活塞之间的所述第一互锁机构包括在所述壳体和所述活塞中的一者中的弧形的凸轮槽、以及在所述壳体和所述活塞中的另一者上的销，所述销构造成与所述凸轮槽接合；

其中，当所述活塞旋转时，所述凸轮槽构造成控制所述活塞的所述近端相对于所述插塞的所述远端沿着所述纵向轴线的方向平移的距离，以便进行流体进入操作和流体排出操作。

6.根据权利要求3所述的用于流体输送的泵装置，其特征在于，在所述阀组件和所述驱动机构之间的所述第二互锁机构包括在所述阀组件和所述驱动机构中的一者中的弧形的凸轮槽、以及在所述阀组件和所述驱动机构的另一者上的销，所述销构造成与所述凸轮槽接合；

其中，当所述驱动机构旋转时，所述凸轮槽构造成控制所述阀组件沿着所述纵向轴线平移的距离，以便进行流体进入操作和流体排出操作。

7.根据权利要求1所述的用于流体输送的泵装置，其特征在于，所述阀组件包括：至少一个阀轴，所述至少一个阀轴包括所述第一通道和所述第二通道；以及密封件，所述密封件沿着所述至少一个阀轴设置在所述第一通道和所述第二通道的相应侧上。

8.根据权利要求7所述的用于流体输送的泵装置，其特征在于，所述阀轴沿着所述壳体的所述纵向轴线选择性地平移以：

在所述流体输送装置的流体进入操作期间对准所述壳体的所述开口、所述阀轴的所述第一通道和所述流体进入端口，并密封所述阀轴的所述第二通道，以及

在所述流体输送装置的流体排出操作期间对准所述壳体的所述开口、所述阀轴的所述第二通道和所述流体排出端口，并密封所述阀轴的所述第一通道。

9.根据权利要求4所述的用于流体输送的泵装置，其特征在于，所述插塞和所述活塞各自设置有用于所述流体室的所述第一端和所述第二端中的相应端的密封件，以防止流体除经由所述壳体中的所述开口接收到所述流体室中时以及经由所述壳体中的所述开口从所述流体室排出时之外的泄漏。

10.根据权利要求4所述的用于流体输送的泵装置，其特征在于，从所述插塞和所述活塞中选择的泵构件构造成具有联接至所述泵构件上的垫片，以减小所述泵的所述流体室的容积。

11.根据权利要求4所述的用于流体输送的泵装置，其特征在于，使用从所述泵的所述流体室的直径减小和所述活塞的行程距离减小中选择的用以改变所述泵的所述流体室的容积的对所述泵装置的至少一种改型来减小所述泵的所述流体室的容积。

12.根据权利要求4所述的用于流体输送的泵装置，其特征在于，通过在所述活塞和所述插塞中的一者上设置凸台以及在所述活塞和所述插塞中的另一者上设置对应的凹部而减小所述泵的所述流体室的容积。

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