CN216777659U - 旋转计量泵 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种旋转计量泵。该旋转计量泵往复运动，并通过来自限位开关的信号反转，限位开关由泵系统的旋转套筒上的致动臂偏转。套筒接收垫圈，该垫圈在套筒和壳体之间形成密封，所述垫圈具有围绕套筒侧孔的开口，以允许流体在泵容积和壳体的入口端口或出口端口之间通过所述侧孔。

Description

旋转计量泵

技术领域

本实用新型总体上涉及用于可穿戴药物输注贴片的计量系统。

背景技术

糖尿病是一组以由胰岛素产生缺陷、胰岛素作用缺陷、或这两种缺陷导致的高血糖水平为特征的疾病。糖尿病会导致严重的健康并发症和过早死亡，但有一些众所周知的产品可供糖尿病患者使用，以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，以为了增加无并发症生活的机会。然而，在平衡其他生活需求和情况的同时，实现良好的糖尿病管理并不总是那么容易。

目前，有两种主要的每日胰岛素治疗模式用于治疗1型糖尿病。第一种模式包括每次注射时需要针刺的注射器和胰岛素笔，通常每天三到四次。这些装置使用简单且成本相对较低。另一种广泛采用且有效的管理糖尿病的治疗方法是使用胰岛素泵。胰岛素泵可以帮助用户根据他们的个人需要、通过以不同的速度连续输注胰岛素以更接近地模拟胰腺的行为而将他们的血糖水平保持在目标范围内。通过使用胰岛素泵，用户可以将他们的胰岛素治疗与他们的生活方式相匹配，而不是将他们的生活方式与胰岛素注射如何对患者起作用的方式相匹配。

然而，常规胰岛素泵存在几个缺点。例如，通常在胰岛素泵中使用的导螺杆和活塞式计量系统对于用户来说通常是笨重的，从而需要大的高度和大的占地面积。

常规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。

常规胰岛素泵通常还具有用于剂量准确性的太长的公差环，剂量准确性取决于有时难以确定的太多因素。这会导致剂量准确性的损失。

常规胰岛素泵通常还具有过于复杂的流体路径。这会导致复杂或不充分的预灌注和空气去除。

常规胰岛素泵通常还需要高精度的致动器，从而增加了常规贴片泵的成本。

一些胰岛素泵也存在在储存器和胰岛素贴片的插管之间产生直接流体路径的风险。这可能导致用户过量给药。

常规胰岛素泵通常还需要复杂的感测方案。这会导致成本增加以及准确性和可靠性降低。

常规胰岛素泵通常还具有在升高的系统背压下易于泄漏的阀。这会导致准确性和可靠性降低。

常规胰岛素泵通常还需要暴露于潜在高背压的大的工作体积和大系统体积。这会导致准确性和可靠性降低。

常规胰岛素贴片通常还具有需要大电池的低效率电机，从而增加了胰岛素贴片的尺寸。

因此，需要一种与常规导螺杆和活塞式计量系统相比具有减小的高度和占地面积的计量系统，以增加用户的舒适度。

还需要一种与常规胰岛素泵相比具有减少数量的部件和运动零件的计量系统，以增加胰岛素贴片的机械安全性。

还需要一种计量系统，该计量系统与常规计量泵相比，剂量准确度的公差环较短，其剂量准确性取决于很少的因素，从而提高了剂量准确度。

还需要一种与常规计量系统相比具有简单流体路径的计量系统，从而简化预灌注和空气去除。

还需要一种与常规计量系统相比利用低精度致动器的计量系统，从而降低胰岛素贴片的成本。

还需要一种与常规计量系统相比在储存器和插管之间没有直接流体路径的计量系统，从而更好地保护用户以免过量给药。

还需要一种与常规计量系统相比具有简单感测方案的计量系统，从而降低成本并提高胰岛素贴片的准确性和可靠性。

还需要一种具有阀的计量系统，与常规计量系统相比，该系统在升高的系统背压下不会泄漏，从而提高胰岛素贴片的准确性和可靠性。

还需要一种与常规计量系统相比具有暴露于潜在的高背压的小工作体积和小系统体积的计量系统，从而提高胰岛素贴片的准确性和可靠性。

还需要一种与常规计量系统相比要求具有小电池的高效电机的计量系统，从而减小胰岛素贴片的尺寸。

实用新型内容

本实用新型的说明性实施例的一个方面是基本上解决上述和其他问题，并提供一种小型且可靠的计量系统。

说明性实施例的一个方面是降低复杂性，从而消除对互锁机构的需要。说明性实施例的另一方面是通过减少可能截留胰岛素的表面之间的剪切来增加胰岛素相容性。

本公开的这些和其他方面通过提供包括套筒的旋转计量泵来实现，该套筒包括侧孔。套筒接收垫圈，该垫圈具有围绕侧孔布置的第一垫圈开口。套筒和垫圈适于在壳体内轴向旋转，该壳体具有连接到流体储存器的入口端口和连接到输送插管的出口端口。套筒还包括具有第一端和第二端的螺旋槽。泵还包括接收在套筒内并适于在套筒内旋转和轴向平移的柱塞，其中柱塞在套筒内的轴向平移改变泵容积，该泵容积与套筒的侧孔流体连通。柱塞还包括联接构件，该联接构件适于在螺旋槽内并且在螺旋槽的第一端和第二端之间移动，以在柱塞旋转时使柱塞在套筒内轴向平移。电机适于在第一方向上旋转柱塞，从而当套筒处于第一取向时导致泵容积增加，并且当联接构件到达螺旋槽的第一端时使套筒和柱塞一起旋转，使得套筒移动到第二方向。输出齿轮将电机的运动传递到柱塞。垫圈在套筒和壳体之间形成密封，从而允许流体在泵容积和入口端口或出口端口之间通过第一垫圈开口。

根据本公开的一个实施例，所述垫圈还包括与所述第一垫圈开口相对布置的第二垫圈开口。

根据本公开的一个实施例，所述垫圈还包括面向所述壳体的、在所述第一垫圈开口的任一侧上的凹口。

附图说明

当结合附图阅读以下详细描述时，将更容易理解本实用新型的说明性实施例的各种目的、优点和新颖特征，其中：

图1示出了根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的架构图；

图2示出了根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的流体和计量系统部件的布局；

图3示出了根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的示意性分解图；

图4示出了根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的布局；

图5示出了根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的示意性横截面图；

图6A和6B示出了处于起始位置的根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的多个视图；

图7A和7B示出了在吸入冲程期间根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的多个视图；

图8A、8B和8C示出了在吸入冲程之后的阀状态改变期间的根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的多个视图；

图9A和9B示出了在吸入行程停止位置的根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统多个视图。

图10A和10B示出了在排放冲程期间根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的多个视图；

图11A、11B和11C示出了在排放冲程之后阀状态改变期间的根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的多个视图；

图12A和12B示出了在泵循环完成之后的根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的多个视图；

图13示出了根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的分解图；

图14示出了根据本实用新型的计量泵的说明性实施例的泵组件的示意性分解图；

图15示出了根据本实用新型的计量泵的说明性实施例的电机和齿轮箱组件的示意性分解图；

图16A、16B、16C和16D示出了根据本实用新型的说明将活塞组装到套筒中的方法的多个示意图；

图17A、17B和17C示出了根据本实用新型的说明将塞组装到套筒中的方法的多个示意图；

图18A、18B、18C和18D示出了根据本实用新型的说明将套筒组装到歧管中的方法的多个示意图；

图19是根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的泵组件的示意性横截面图；

图20A、20B、20C、20D和20E示出了根据本实用新型的说明阀状态改变的方法的多个示意性截面图；

图21A、21B和21C示出了根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统中的用于泵和套筒旋转的限位开关的多个视图；

图22A、22B和22C示出了根据本实用新型的说明将泵组装到齿轮箱中的方法的多个示意性横截面图；

图23A、23B和23C示出了处于起始位置的根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的多个视图；

图24A和24B示出了在排放冲程期间根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的多个视图；

图25A、25B和25C示出了在排放冲程之后的阀状态改变期间根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的多个视图；

图26A和26B示出了在排放旋转停止位置的根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的多个视图；

图27A和27B示出了在吸入冲程期间根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的多个视图；

图28A、28B和28C示出了在吸入冲程之后的阀状态变化期间根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的多个视图；

图29A和29B示出了在吸入旋转停止位置的根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的多个视图；

图30A、30B和30C示出了在泵循环完成之后的根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的计量子系统的多个视图；

图31A、31B和31C示出了根据本实用新型的计量组件的说明性实施例的电机和齿轮箱组件以及改进的泵组件的多个视图；

图32示出了根据本实用新型的计量组件的说明性实施例的泵组件的分解图；

图33A和33B示出了将活塞组装到根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的套筒中；

图34A、34B、34C、34D和34E示出了将套筒组装到根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的歧管中；

图35示出了根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的套筒和歧管组件的横截面；

图36A、36B和36C示出了当套筒旋转时截取的根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的阀状态变化的多个横截面；

图37A、37B、37C和37D示出了根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的套筒旋转限位开关；

图38A和38B示出了根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的、具有分别包覆成型到歧管和泵活塞上的弹性体端口和活塞密封件的泵组件的分解图；

图39A、39B、39C和39D示出了根据本实用新型的贴片泵的说明性实施例的具有替代旋转限位开关设计的泵组件的分解图；

图40示出了根据本实用新型的计量组件的说明性实施例的分解图；

图41示出了图40的计量组件的组装图；

图42示出了图40的计量组件的横截面；

图43A、43B和43C示出了根据本实用新型的说明性实施例的、一互锁装置与图40的计量组件的套筒的相互作用；

图44示出了根据本实用新型的计量组件的另一个说明性实施例的横截面；

图45是在本实用新型的替代示例性实施例中有用的限位开关和致动臂的等距视图；

图46是根据图45的实施例的限位开关和旋转套筒的等距视图。

图47是图45的限位开关的俯视图；

图48是图45的限位开关和致动臂的俯视图；

图49是图46的旋转套筒的端视图；

图50是图45的限位开关和致动臂的横截面正视图；

图51A和51B是示出了根据本实用新型的示例性实施例的限位开关和旋转套筒的相对位移的图表；

图52至图58示出了根据本实用新型的另一示例性实施例的用于泵的改进柱塞的不同透视图；

图59至图62示出了用于图52至图58的改进柱塞的包覆成型密封件的不同透视图；

图62至图67示出了改进的泵塞的不同透视图；

图68是利用本实用新型的示例性实施例的改进柱塞、塞和包覆成型密封件的泵系统的分解图；

图69是根据本实用新型的示例性实施例的制造泵的方法的流程图；

图70A﹣70L示出了根据本实用新型的示例性实施例的梭式互锁泵的端视图；

图71是图70A﹣70L的梭式互锁泵的部件的分解图；

图72A﹣72C示出了图70A﹣70L和图71的梭式互锁泵的操作；

图73是本实用新型的另一实施例的分解图；

图74是图73所示实施例的透视图；

图75是图73的实施例的横截面图；

图76是图73的实施例的透视图；

图77是图73的实施例的透视图；

图78和图79是图73的实施例的横截面图；

图80示出了在图73所示的泵中使用的垫圈；

图81示出了在图73所示的泵中使用的替代垫圈；

图82示出了使用图81的替代垫圈的图73的实施例。

在整个附图中，相似的附图标记应理解为指代相似的元件、特征和结构。

具体实施方式

本申请与2019年7月25日提交的第16/521,685号美国专利申请相关，该美国专利申请是2016年9月29日提交的第15/300,695号美国专利申请的部分继续申请，第15/300,695号美国专利申请是2015 年4月6日提交的第PCT/US2015/024517号国际申请的国家阶段，该国际申请要求2014年4月7日提交的美国临时申请第61/976,361号的优先权。这些申请中的每一个在此均通过引用整体并入本文。

如本领域技术人员将理解的那样，存在执行根据本文公开的本实用新型的实施例的计量系统的示例、改进和布置的多种方式。尽管将根据附图和以下说明描绘的说明性实施例进行参考，但是本文公开的实施例并不意味着穷尽所公开的实用新型所涵盖的各种替代设计和实施例，并且本领域技术人员将容易理解，在不脱离本实用新型的情况下，可以进行各种修改，并且可以进行各种组合。

虽然包括但不限于患者或医疗保健专业人员的各种人可以操作或使用本实用新型的说明性实施例，但为了简洁，操作者或用户在下文中将被称为“用户”。

虽然在本实用新型的说明性实施例中可以采用各种流体，但为了简洁，下文将注射装置中的液体称为“流体”。

在图1﹣30中描绘了根据本实用新型的说明性实施例。在根据本实用新型的说明性实施例中，提供了一种在可穿戴胰岛素输注贴片中使用的计量系统。例如，在本实用新型的说明性实施例中，计量系统是更大的流体子系统的一部分，该子系统包括用于存储胰岛素的柔性储器和用于将胰岛素输送到皮下组织中的插管组件。计量系统从储存器中抽取少量流体，然后将其向下推入插管管线并进入患者体内。流体剂量相对于储存器容积来说较小，使得需要多次泵送冲程才能完全清空储存器。

图1示出了根据本实用新型的示例性实施例的贴片泵100的架构图。贴片泵100包括流体子系统120、电子子系统140和电力存储子系统160。

流体子系统120包括与储存器124流体连通的填充端口122。储存器124适于通过填充端口从注射器接收流体。

流体子系统120还包括机械联接到储存器124的体积传感器126。体积传感器126适于检测或确定储存器的流体体积。

流体子系统120还包括计量子系统130，其包括与泵和阀致动器 134机械联接的集成式泵和阀系统132。集成式泵和阀系统132与流体子系统120的储存器124流体连通并由泵和阀致动器134致动。

流体子系统120还包括具有机械联接到插管129的部署致动器 128的插管机构。部署致动器128适于将插管129插入用户体内。插管129与计量子系统130的集成式泵和阀系统132流体连通。

流体子系统120还包括机械联接到插管129和集成式泵和阀系统 132之间的流体通路的堵塞传感器136。堵塞传感器136适于检测或确定插管129和集成式泵和阀系统132之间的堵塞。

电子子系统140包括：电联接到流体子系统120的体积传感器126 的体积感测电子设备142、电联接到计量子系统130的泵和阀致动器134的泵和阀控制器144、电联接到流体子系统120的堵塞传感器136 的堵塞感测电子设备146、以及电联接到流体子系统的插管129的可选的部署电子设备148。电子子系统140还包括电联接到体积感测电子设备142、泵和阀控制器144、堵塞感测电子装置146、和部署电子设备148的微控制器149。

电力存储子系统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。

图2示出了根据本实用新型的示例性实施例的贴片泵200的流体和计量系统部件的布局。贴片泵200包括计量子系统230、控制电子设备240、电池260、储存器222、填充端口224和插管机构226。贴片泵200的元件基本上类似于由类似附图标记表示的说明性贴片泵100的元件并且与其相互作用。

图3是根据本实用新型的示例性实施例的贴片泵的计量子系统 300的分解图。计量子系统300包括直流(DC)齿轮电机302，其机械联接到设置在泵壳306内的泵活塞304。泵活塞304通过联接销310 机械联接到泵壳308。计量子系统300进一步包括位于泵活塞304和泵壳308之间的泵密封件312。计量子系统300还包括设置在阀壳318 内的密封托架316上的端口密封件314。

在本实用新型的示例性实施例中，DC齿轮电机的输出轴320可以在任一方向上旋转360°。泵活塞304可以在任一方向上旋转360°并且可以平移大约0.050英寸。泵壳308可以在任一方向上旋转180°。泵壳306、端口密封件314、密封托架316和阀壳318优选地是静止的。

计量子系统300包括具有集成流量控制阀和机械致动器以及驱动系统的正排量泵(positive displacement pump)。该正排量泵包括活塞 304和旋转致动的选择阀。计量系统从柔性储存器抽出精确体积的胰岛素，将其注入形成于活塞304和泵壳308之间的泵容积320(见图5) 中，然后通过插管将该胰岛素体积排出并进入到患者的皮下组织中，从而以小的、离散的剂量施用胰岛素。泵冲程在流体路径内产生正负压力梯度以诱导流动。泵容积的冲程和内径决定了剂量的标称尺寸和精度。在泵冲程的每一端，流体控制阀均在储存器和插管流体端口之间主动往复运动，以交替地堵塞和打开端口而确保流体流动是单向的 (从储存器到患者)，并且确保不可能在储存器和患者之间存在自由流动。

图4是根据本实用新型的示例性实施例的计量子系统300的组装图。还示出了电机至活塞联接器322、活塞到泵壳联接器324、储存器端口326、和插管端口328。

图5是本实用新型的示例性实施例的计量子系统300的横截面图。如图所示，泵容积320形成在活塞和泵壳308之间。泵壳包括侧端口 330，当电机302使泵往复运动时，侧端口330在储存器端口326和插管端口328之间的方向上交替，如下文详细描述。

在操作中，根据本实用新型的计量系统的说明性循环包括4个步骤：180°泵吸入(逆时针)(当从泵朝向电机观察时)；180°阀状态变化(逆时针)；180°泵排放(顺时针)；和180°阀状态变化(顺时针)。完整的循环需要在每个方向上旋转一整圈(360°)。

图6A是等距视图，图6B是处于起始位置的计量子系统300的横截面图。在起始位置，泵活塞302完全伸出，泵壳在插管端口328处阻塞插管端口流动路径，并且储存器端口326向泵壳308的侧端口330 开放，并且旋转限制传感器332被接合。泵壳308包括接收联接销310 的螺旋槽334。活塞304与泵壳308滑动接合，使得当活塞304在泵壳308内旋转(通过电机302的旋转力)时，联接销310沿着螺旋槽 334滑动以迫使活塞304相对于泵壳308轴向平移。在该实施例中，螺旋槽334形成在泵壳308中并为联接销310提供180°的旋转。

图7A是等距视图，图7B是吸入冲程期间计量子系统300的横截面图。直流(DC)电机302转动泵活塞304，该泵活塞304经由联接销310沿着泵壳308的螺旋槽334被驱动(旋转和平移)。泵活塞304 朝向DC电机302平移，从而将流体吸入增大的泵容积320中。在吸入冲程期间，密封件和泵壳308的外径之间的摩擦优选地足够高以确保泵壳308不旋转。在泵容积320正在膨胀的同时泵壳308是静止的。插管端口328被堵塞，而储存器端口326对流入膨胀泵容积320的流体开放。电机302和泵活塞304之间存在滑动接合。

图8A为组装图，图8B是详细视图，图8C是在吸入冲程之后阀状态改变期间贴片泵的横截面图。扭矩从电机302的驱动轴传递到泵活塞304，然后通过联接销310传递到泵壳308。一旦联接销310旋转到螺旋槽334的端部，电机302的进一步旋转导致联接销310将泵壳308和泵活塞304作为一个单元一起旋转而同时没有发生相对轴向平移。泵壳308上的侧端口330在储存器端口326和插管端口328之间旋转。泵壳308的侧端口330的表面张力将流体保持在泵容积320中。泵壳侧端口330移动成与储存器端口326错开，并且在电机302的下一次180°旋转期间与插管端口328对准。在这之间，插管端口328 和储存器端口326都被堵塞。联接销310在螺旋槽334的端部处并且将扭矩传递到泵壳308。联接销310将泵活塞304和泵壳308锁定在一起，以防止这两个部件之间的相对轴向运动。泵活塞304和泵壳308 因此作为一个单元旋转并且不相对于彼此平移。泵壳308旋转而泵容积320固定且泵活塞304旋转。密封件314、密封支架、和阀壳318 优选是静止的。

图9A为组装图，图9B是处于吸入行程停止位置、准备注入的计量子系统的横截面图。如图所示，泵壳308的侧端口330与插管端口 328对准，泵容积320膨胀，并且储存器端口326被堵塞。旋转极限传感器332由旋转泵壳308上的特征件接合。电机302、泵活塞304、和泵壳308是静止的。

图10A为组装图，图10B是排放冲程期间计量子系统300的横截面图。在吸入冲程结束时，泵壳308接合限位开关332，这导致DC 电机302切换方向。因此，电机302转动活塞304并驱动联接销310 向下沿泵壳308的螺旋槽334运动，从而导致活塞304轴向平移。泵活塞304远离DC电机302轴向平移，由此将流体从泵容积320推出并从插管端口328推到插管。在排放冲程期间，密封件314和泵壳308 的外径之间的摩擦优选地足够高以确保泵壳308不旋转。插管端口328 对流出收缩的泵容积320的流体开放。储存器端口326被堵塞。在泵容积320正在收缩的同时泵壳308是静止的，并且泵活塞304以螺旋运动旋转和平移。电机滑动连接到活塞304，以适应活塞在螺旋槽334 中旋转时的平移运动。

图11A为组装图，图11B是详细视图，图11C是在排放冲程之后阀状态改变期间的计量子系统300的横截面图。扭矩从电机302的驱动轴传递到泵活塞304，然后通过联接销310传递到泵壳308。泵壳 308和泵活塞304作为一个单元旋转而没有相对轴向运动。泵壳308上的侧端口330在储存器端口326和插管端口328之间旋转，这两者在旋转过程中被堵塞。泵壳308的侧端口330的表面张力将流体保持在泵容积320中。联接销310将泵活塞304和泵壳308锁定在一起，以防止这两个部件之间的相对轴向运动。因此，泵活塞304和泵壳308 作为一个单元旋转并且不相对于彼此平移。泵壳308旋转而泵容积320 固定。密封件314、密封支架、和阀壳318优选是静止的。

图12A为组装图，图12B是泵循环完成之后计量子系统300的横截面图。泵机构(活塞304)完全伸出，从而完成泵循环。旋转极限传感器332被接合以反转电机302并再次开始泵循环。插管端口328 被堵塞，而储存器端口326对来自储存器的流动路径开放。

在前述示例性实施例中，泵活塞既旋转又平移，泵壳旋转，而阀壳静止。然而，应当理解，在其他实施例中，该系统可以被构造为使得泵活塞旋转、泵壳既旋转又平移、并且阀壳平移，或任何其他运动组合导致泵容积增加和减少，并且与泵容积连通的端口从与储存器端口对准移动到与插管端口对准。

在前述示例性实施例中，泵冲程和阀状态变化被构造为具有来自电机的180°旋转致动。然而，应当理解，可以为泵循环的各段选择任何合适的角度。

在前述示例性实施例中，在阀状态改变期间在插管端口和储存器端口之间存在大气破坏。然而，应当理解，在其他实施例中，可以构造密封件，或者可以添加额外的密封件，以在状态改变期间消除大气破坏并密封泵和阀系统。

在前述示例性实施例中，DC齿轮电机用于驱动泵和阀。然而，在其他实施例中，可以提供任何合适的驱动机构来驱动泵和阀。例如，螺线管、镍钛诺线、音圈致动器、压电电机、蜡电机、和/或本领域已知的任何其他类型的电机可用于驱动泵。

在上述示例性实施例中，泵使用全排放冲程。然而，应当理解，在其他实施例中，可以使用具有顺序递增排放冲程的系统来分配更精细的剂量。

在前述示例性实施例中，泵使用开/关限位开关来确定系统在旋转行程极限处的状态。然而，应当理解，在其他实施例中，可以使用具有确定中间状态的能力的其他传感器(例如编码轮和光学传感器)来提高感测方案的分辨率。

应当理解，可以调节泵的内径以改变每个循环的标称输出。

在前述示例性实施例中，泵使用弹性O形环密封件。然而，应当理解，也可以使用其他布置。例如，流体密封件可以直接模制在密封支架上，也可以使用其他弹性密封件，例如方形密封件，或者使用其他密封材料，例如特氟隆或聚乙烯唇形密封件。

在本实用新型的替代实施例中，泵的运动可用于启动或触发插管的部署。

在前述示例中，系统有利地使用双向致动。电机旋转被反转，以在吸入冲程和排放冲程之间交替。这提供了一种安全特征，使得防止在电机出现故障时失控。电机必须往复运动，以为了泵继续从储存器输送药物。然而，应当理解，在其他实施例中，计量系统被设计为使用单向致动器。

在前述示例性实施例中，系统使用具有两个柔性壁的袋式储存器。然而，在其他实施例中，储存器可以以任何合适的方式形成，其包括一个刚性壁和一个柔性壁。

图13是根据本实用新型的另一个说明性实施例的用于贴片泵的计量子系统1300的分解图。计量子系统1300包括电机和齿轮箱组件1302以及泵组件1304。

图14是泵组件1304的分解图。泵组件1304包括在泵歧管1312 内通过联接销1310机械联接到套筒1308的活塞1306。泵组件1304 还包括端口密封件1314、塞1316、套筒旋转限位开关1318、和输出齿轮旋转限位开关1320。

活塞1306在任一方向上总共旋转196°并且可以平移大约0.038 英寸。套筒1308和塞1316在任一方向上一起(成对)旋转56°。泵歧管1312和端口密封件1314是静止的。

图15是电机和齿轮箱组件1302的分解图。电机和齿轮箱组件 1302包括齿轮箱盖1322、复合齿轮1324、输出齿轮1326、轴1328、齿轮箱底座1330、电机小齿轮1332和直流电机1334。

图16A﹣16D图示了活塞1306、套筒1308和联接销1310的组装和操作。图16A图示了活塞1306，其包括接收联接销1310的压配合孔1338以及将活塞紧密地密封在套筒1308内的活塞密封件1340。套筒1308包括螺旋槽1342。活塞1306被轴向挤压进入套筒1308，然后联接销1310通过螺旋槽1342被压配合到孔1338中。这提供了类似于上述实施例的操作，其中，由于联接销1310和螺旋槽1342的相互作用，活塞1306的旋转引起活塞1306相对于套筒1308的轴向平移。图 16B示出了组装好的活塞1306、套筒1308和联接销1310，其中联接销1310显示在螺旋槽1342的下端。图16C示出了由于螺旋槽1342 而导致的活塞1306相对于套筒1308的轴向行程长度1344。图16D示出了锥形面1346，其优选地设置在螺旋槽1342的端部，以将联接销 1310居中定位在槽1342内。

图17A图示了塞1316与套筒1308的组装。如图所示，塞1316 包括键1346和密封件1348。密封件1348为套筒1308内的塞提供紧密配合。套筒1308设有适于接收键1346的凹部1350。键1346将塞 1316锁定为与套筒1308旋转接合。塞1316在组装过程中被压靠在(前进的)活塞1306的端面上以最小化泵室中的空气。密封件1348和套筒1308的内表面之间的摩擦轴向地保持塞1316。在适当选择密封直径、挤压和材料的情况下，塞1316还能够作为堵塞或过压传感器。大于阈值的泵压力将导致塞1616轴向移动并与套筒旋转限位开关1318 脱离。摩擦力将塞1316保持就位以抵抗低于期望阈值的压力。图17B 和17C示出了活塞1306在套筒1308内的轴向运动。图17B示出了处于第一状态的活塞1306，其中在活塞1306和塞1316之间具有最小泵容积或没有泵容积。如图所示，联接销1310抵靠螺旋槽1342的最低端。图17C示出了处于第二状态的活塞1306，其中在活塞1306和塞 1316之间具有最大泵容积1352。如图所示，联接销1310抵靠螺旋槽 1342的最高端。

图18A﹣18D示出了将套筒1308组装到歧管1312中。如图18A 所示，歧管1312包括端口密封件1314，以分别密封储存器端口1354 和插管端口1356。套筒上的小侧孔1358(参见图17B)在相隔56度的两个端口之间旋转地来回往复运动。如图18B所示，套筒1308包括突片1360，并且歧管1312包括对应的狭槽1362以允许套筒1308 组装到歧管1312中。图18C图示了设置在歧管中的歧管窗口1364。当套筒1308组装到歧管1312中时，突片1360被接收在窗口1364内并在其中行进。突片1360和窗口1364相互作用以允许套筒1308在两个位置之间旋转，同时防止套筒1308相对于歧管1312轴向平移。套筒1308在侧孔1358与储存器端口1354对准的第一位置和侧孔1358 与插管端口1356对准的第二位置之间旋转。图18D示出了组装到歧管1312中的套筒1308，其中突片1360位于歧管窗口1364内。

图19是组装好的计量系统的横截面。如图所示，端口密封件1314 是面密封件，其被压缩在套筒1308和歧管1312中的凹穴之间。还如图所示，突片1360位于歧管窗口1364内，并且侧孔1358显示为在储存器端口1354和插管端口1356之间过渡。输出齿轮1326包括凸轮特征件1366，该凸轮特征件1366接合旋转限位开关1320以发出活塞 1306和套筒1308在任一方向上的旋转运动结束的信号。

图20A﹣20E是示出了套筒1308在歧管1312内旋转以将侧孔从与储存器端口1354对准移动到与插管端口1356对准的截面图。图20A 示出了与储存器端口1354对准的侧孔1358。在该位置时，活塞1306 远离塞1316移动，以用来自储存器的流体填充体积1352。图20B图示了开始朝向插管端口1356旋转时的套筒1308。在这个位置，侧孔 1358被储存器端口1354上的密封件1314密封。出于该原因，优选地选择密封件1314和侧孔1358的直径，使得密封件1314覆盖侧孔1358 的开口。图20C示出了位于储存器端口1354的密封件1314和插管端口1356的密封件1314之间的套筒1308的侧孔1358。在该位置，密封件1314均未堵塞侧孔1358，但液体的表面张力将液体保持在泵室中。图20D示出侧孔1358进一步旋转到插管端口1356的密封件1314 覆盖侧孔1358的开口的位置。最后，图20E示出了侧孔1358旋转成与插管端口1356对准。在该位置时，活塞1306轴向平移以减小体积 1352，从而迫使流体离开插管端口1356并到达插管。

图21A﹣21C图示了限位开关的操作。如图21A中所示，塞1316 包括与限位开关1318相互作用的凸轮特征件1368。当套筒1308和塞 1316旋转时，凸轮特征件1368导致限位开关1318的金属挠性件彼此接触，直到塞1316完全旋转到下一个位置。当塞1316处于塞旋转的任一端点时，如图21C所示，挠性件之一中的凸块1370位于凸轮特征件1368中。通过限位开关1318打开和关闭每个旋转周期而发出信号，以表明塞1316保持与限位开关1318正确对准。在过压或堵塞情况下，增加的压力将导致塞1316从套筒1308滑出，并且与限位开关1318不对准。因此，过压情况被检测。限位开关1320在旋转循环的每一端处由输出齿轮1326的凸轮特征件1366接合。这向电机1334 发出信号以反转方向。在带有两个金属挠性件的情况下，如图所示，无法从限位开关确定哪个旋转周期已完成。然而，如将理解的那样，第三挠性件将允许确定接合方向。

图22A﹣22C图示了电机和齿轮箱1302与泵组件1304的组装。如图22A和图22B所示，电机和齿轮箱1302包括开口1372，以接收旋转限位开关1320。这样，位于齿轮箱壳体内部的输出齿轮1326可以接近并接合限位开关1320的挠性件。电机和齿轮箱1302还包括轴向保持卡扣件1374，使得泵组件1304可以卡扣配合到电机和齿轮箱 1302。电机和齿轮箱1302包括位于泵接收凹穴1378内的旋转键1376，以接收泵组件1304并防止泵组件1304相对于电机和齿轮箱1302旋转。输出齿轮1326包括狭槽1380(图22B)，其适于接收设置在活塞 1306上的突片1382(图22C)。当被组装时，突片1382被接收到狭槽 1380中，使得输出齿轮1326可以将扭矩传递到活塞1306。当输出齿轮1326旋转时，泵活塞突片1382在狭槽中旋转和轴向滑动。电机连接件和限位开关上的金属弹簧挠性件用于在最终组装期间与电路板上的焊盘进行电接触。

在操作中，上述实施例的泵循环包括五个步骤。第一，大约120°的泵排放(从泵向齿轮箱看时逆时针方向)；56°阀状态变化(逆时针)； 140°泵吸入(顺时针)；56°阀状态变化(顺时针)；和大约20°的慢慢移动(逆时针)以清除限位开关。整个泵循环需要输出齿轮在每个方向上旋转196度。

图23A﹣30C示出了泵循环。为了清楚起见，图中仅示出了齿轮箱组件1302的输出齿轮1326。

图23A示出了起始位置。如图所示，输出齿轮1326的凸轮1366 不与旋转限位开关1320接触，使得挠性件彼此不接触。泵活塞1306 缩回，如图22C中由在螺旋槽1342内的联接销1310的位置所示。在该位置，套筒1308堵塞储存器流动路径，插管端口1356敞开向套筒1308的侧孔1358，并且旋转极限传感器1320和插管传感器1318(参见图23B)都打开。

图24A和24B示出了排放冲程期间的计量子系统。输出齿轮1326 使得泵活塞1306在第一旋转方向(见图24B中的箭头)上转动，其经由联接销1310(见图24A)沿着套筒1308中的螺旋槽1342的螺旋路径被驱动。泵活塞1306在旋转的同时远离齿轮箱平移，从而将流体从泵室1352排出并排出插管端口1356。在排放冲程期间，端口密封件1314和套筒1308的外径之间的摩擦应该足够高，以确保套筒1308 在循环的这一部分期间不旋转。

图25A﹣25C图示了在排放冲程之后阀状态改变期间的计量子系统。如图25A所示，在联接销1310到达螺旋槽1342的远端之后，扭矩继续从输出齿轮1326传递到泵活塞1306，并经由联接销1310传递到套筒1308。套筒1308和泵活塞1306作为一个整体旋转而没有相对轴向运动。套筒1308上的侧孔1358(图25A﹣25C中未示出)在储存器端口1354和插管端口1356之间移动。突片1360在歧管1312的窗口1364内沿箭头所示的方向移动。如图25B所示，套筒限位开关 1318被塞1316的凸轮表面关闭。

图26A和26B示出了处于排放旋转停止位置的计量子系统。套筒的侧孔1358(图26A或26B中未示出)与储存器端口1354对准，泵容积1352收缩，并且插管端口1356被堵塞。塞1316处于停止位置，套筒限位开关1318打开。输出齿轮凸轮1366接触旋转限位开关1320 以发出旋转结束的信号，使得输出齿轮1326停止，以反转方向。

图27A和27B示出了吸入冲程期间的计量子系统。输出齿轮1326 沿图27B中箭头所示的方向转动泵活塞1306。由于联接销1310在螺旋槽1364内的相互作用，活塞1306相对于套筒1308轴向平移。泵活塞1306朝向齿轮箱平移，从而将流体从储存器拉入泵室1352。在吸入冲程期间，密封件和套筒1308的外径之间的摩擦应足够高，以确保套筒1308不会相对于歧管1312旋转。

图28A至28C示出了在吸入冲程之后阀状态改变期间的计量子系统。联接销1310到达螺旋槽1342的上端，电机1302继续传递扭矩，从而使套筒1308和活塞1306一起旋转。套筒1308上的突片1360在歧管1312中的窗口1364内沿图28A中的箭头所示的方向移动。随着塞1316与套筒1308一起旋转，塞1316的凸轮表面1368关闭套筒限位开关1318。套筒1308和泵活塞1306作为一个单元旋转而没有相对轴向运动。在该旋转过程中，套筒1308的侧孔1358在储存器端口1354 和插管端口1356之间移动。

图29A和29B示出了处于吸入旋转停止位置的计量子系统。在该位置，套筒1308的侧孔1358与插管端口1356对准，泵容积1352膨胀，并且储存器端口1354被堵塞。输出齿轮1326的凸轮1366接合旋转限位开关1320以发出旋转完成的信号。电机1302停止，以反转方向。套筒限位开关1318打开。

图30A﹣30C示出了泵循环完成之后的计量子系统。输出齿轮凸轮1366慢慢脱离旋转开关1320并准备开始另一个循环。

图31A﹣31C示出了根据本实用新型的示例性实施例的另一个计量系统3100a。图31A示出了电机和齿轮箱组件3101以及改进的泵组件3100。电机和齿轮箱组件3101基本上类似于上面结合图13至30C 示出和描述的电机和齿轮箱组件。

图32是泵组件3100的分解图。泵组件3100包括泵歧管3102、端口密封件3104、密封件保持器3106、旋转±196°并轴向平移±0.038 英寸的活塞3108、联接销3110、具有导电垫的套筒3112、和具有挠性臂3128的套筒旋转限位开关3114。如图所示，具有导电垫的套筒3112旋转±56°。

泵组件3100包括三个挠性臂3128，其用作旋转行程限位开关3114 操作。下面将更详细地描述旋转行程限位开关3114。旋转行程限位开关3114直接感测套筒3112的位置，而不是感测输出齿轮的位置。这允许套筒3112相对于歧管3102和插管端口更精确的角度对准。

图33A﹣33B示出了将活塞3108组装到套筒3112中。在该实施例中，套筒3112中的内壁3113形成泵室的端面。活塞套筒上的特征件设计有公差，以最小化活塞3108的端面和套筒的内壁3113的面之间的间隙。

图34A﹣34E示出了将套筒3108组装到歧管3102中。如图所示，端口密封件3104、密封件保持器3106、和套筒3112被插入歧管3102 中。套筒3112上的小侧孔3115(参见图34E)在储存器端口和插管端口之间旋转地来回往复运动，它们优选地相隔56度。套筒3112被插入经过歧管3102中的保持突片3116(见图34D)，然后被旋转到一位置以防止轴向行进。因为该实施例防止或最小化塞的轴向运动，所以通常不提供通过塞的轴向运动的堵塞感测。

图35示出了通过端口密封件3104和通过通向歧管3102的侧端口的轴线截取的套筒3112和歧管3102组件的横截面。通向歧管3102 的侧端口包括插管端口3118和储存器端口3120。端口密封件3104是面密封件，其被压缩在套筒3112的外径和歧管3102中的凹穴之间。

图36A﹣36C是当套筒3112从储存器端口3120旋转到插管端口 3118时通过侧端口的轴线的横截面，以图示阀状态变化。在图36A所示的初始位置，套筒侧孔3115向储存器端口3120开放。在该位置，插管端口3118被堵塞。在图36B所示的中间位置，套筒侧孔3115在过渡期间被端口密封件3104堵塞。在图36C所示的最终位置，套筒侧孔3115向插管端口3118开放。在该位置，储存器端口3120被堵塞。

图37A﹣37D图示了套筒旋转限位开关3114的操作。三触点开关设计允许贴片系统通过开关输入信号而不是通过软件跟踪套筒的角度方向来区分两个旋转极限。歧管3102优选地包括歧管安装柱3122。开关触点3114通过粘合剂、超声波焊接、热熔或任何其他合适的接合方法接合到柱3122。套筒3112包括位于套筒3112端部的导电垫3124。这些可以是印刷或包覆成型的金属插入物，或者可以由任何其他合适的方式提供。套筒旋转限位开关3114包括用于挠性件的间隔和安装特征件的塑料包覆成型件3126。套筒旋转限位开关3114还包括三个金属挠性件3128。歧管3102设有接收挠性件3128的对准狭槽3130。在图37B所示的第一位置，套筒3112上的侧孔3115与插管端口3118 对准。在该位置，套筒3112上的导电垫3124桥接中心和右侧触点 3128a、3128b。在如图37C所示的中间位置，套筒3112上的侧孔3115 位于端口3118和3120之间的中间。在该位置，开关3114的两侧都是打开的。在如图37D所示的最终位置，套筒3112上的侧孔3115与储存器端口3120对准。在该位置，套筒3112上的导电垫3124桥接中心和左侧触点3128b、3128c。

上述泵具有修改的操作顺序。操作顺序与上文描述的基本相同，只是不再需要20°的后退慢移。上述三触点开关设计不需要后退慢移，并且一个完整的泵循环由以下四个部分组成。第一，存在大约140°的泵排放，当从泵向齿轮箱看时，它是逆时针的。第二，存在56°的阀状态变化，这也是逆时针的。第三，存在140°的泵吸入，其是顺时针的。第四，存在56°的顺时针阀状态变化。整个泵循环需要在每个方向上196度的输出齿轮旋转。

图38A和图38B示出了另一个版本的泵组件的分解图，其中弹性体端口和活塞密封件分别包覆成型到歧管和泵活塞上。该版本的泵以与上文描述的泵基本相同的方式工作，但具有较少的离散部件且更易于组装。直接在歧管和活塞上的包覆成型密封件减少了有助于密封压缩的尺寸数量，从而实现了更严格的控制并减少了密封性能的可变性。

图39A示出了具有替代的旋转限位开关设计的泵组件3900的分解图。此版本的泵组件包括用于套筒旋转限位开关的两个触点设计。利用该设计，泵将在泵循环结束时适当地后退慢移，使得接触开关 3902将在静止状态下断开。如图39B所示，在第一位置，套管上的侧孔3115与插管端口对准。在该位置，套筒上的第一肋3904迫使触点闭合。在图39C所示的中间位置，套筒上的侧孔3115位于端口之间的中间，并且肋3904、3906都不碰触接触开关3902，因此它是断开的。在图39D所示的第三位置中，套筒上的侧孔3115与储存器端口对准。在该位置，套筒上的第二肋3906再次迫使接触开关3902闭合。

图40是计量组件4000的另一示例性实施例的分解图。该实施例与上文描述的实施例具有基本相似之处，因此以下描述集中于不同之处。计量组件4000包括具有螺旋槽4004的套筒4002、塞4006、密封件4008、柱塞4010、联接销4012、歧管4014、端口密封件4016、和柔性互锁件4018。图41示出了组装形式的计量组件。密封件4008优选地由弹性体材料形成，并且在构造上是一体的。一个密封件4008 安装在塞4006上，而另一个密封件4008安装在柱塞4010上。塞4006 优选地通过胶合、热密封或任何其他合适的方式固定到套筒4002中。塞的端面形成泵容积的一个表面。柱塞4010被插入套筒4002中，并且联接销4012被压配合到柱塞4010中并且延伸到螺旋槽4004中，以在柱塞4010被电机(未示出)旋转时提供柱塞4010的轴向平移。柱塞4010的端面形成泵容积的相对表面。端口密封件4016优选地是弹性体材料的单个模制件。该实施例减少了部件的数量，并提高了可制造性。图42是组装好的计量组件的横截面。

图43A﹣43C图示了互锁件4018与套筒4002的相互作用。如图 41所示，互锁件4108在互锁件4018的任一端安装到歧管4014上。如图43A所示，套筒4002的端面包括棘爪4020，当计量组件处于第一位置(与储存器泵对准的侧孔)时，棘爪4020邻近互锁件4018的凸块4022。在某些条件下，例如背压，活塞4010和套筒4008之间的摩擦可能足以导致套筒在柱塞4010和联接销4012到达螺旋槽4004 的任一端之前旋转。这会导致每冲程泵送的液体体积不完整。为了防止这种情况，互锁件4018防止套筒4002旋转，直到扭矩超过预定阈值为止。这确保了活塞4010在套筒4008内完全旋转，直到联接销4012 到达螺旋槽4004的端部为止。一旦联接销撞击螺旋槽4004的端部，电机的进一步运动使得套筒上的扭矩增加超过阈值，从而导致互锁件弯曲并允许棘爪4020经过凸块4022。这在图43B中示出。在套筒4008 旋转完成使得侧孔与插管端口一起定向时，棘爪4020移动通过互锁件 4018中的凸块4022。这在图43中示出。

图44图示了计量系统4400的另一个示例性实施例的横截面。计量系统4400包括改进的套筒4402，其具有形成泵容积的一个表面的面4404。该实施例消除了对前一实施例中的塞的需要，并且简化了制造。

图45示出了具有改进套筒4500和切换机构4502的另一个示例性实施例。图46是改进套筒4500的透视图，其包括与上述套筒类似的棘爪4504，以与互锁件(未示出)相互作用。切换机构4502包括限位开关臂4506，其适于在远离其中间位置的任一方向上旋转。套筒4500包括适于在套筒4500旋转时与限位开关4506相互作用的切换杆 (致动臂)4508。图47图示了限位开关4506如何围绕轴线旋转。切换机构4502提供电信号以指示限位开关4506的位置。图48是示出了套筒4500旋转到其中限位开关4506已经从中间位置旋转到其最大角度(α)的方位的俯视图。套筒的进一步旋转使限位开关4506脱离致动臂4508并返回到其中间位置。开关臂的方向的这种变化表明套筒 4500在一个方向上的旋转结束，并导致旋转计量泵反转。图49是朝向套筒面定向的侧视图，其示出了限位开关4506和致动臂4508之间的相同相互作用。图50是侧视图，其示出了结合到贴片泵中的套筒 4500和切换机构4502以及互锁环4510。

图51A图示了限位开关4506和致动臂4508的相对角位置。α是限位开关4506的角度。β是旋转套筒和致动臂的角度。图51B图示了 d(α)/d(β)对β的相对变化。反转优选地在β＝33°处触发。如图所示，当致动臂4608旋转时，它推动限位开关4506离开中间位置(α＝0°)。当致动臂角度β达到大约30度时，致动臂4508远离限位开关4506，并且限位开关4506返回到中间位置(α＝0°)，从而启动旋转泵的反转。当套筒4508在另一个方向上旋转时，相同的过程反过来发生。因此，套筒来回往复运动。

现在将结合图52﹣67描述改进的柱塞和泵塞部件。正如现在将要描述的那样，改进的柱塞5210和泵底部5206通过使这些部件更易于制造和组装，并且通过消除现有设计中潜在的流体泄漏源来改进泵。在图52﹣58的多张视图中示出柱塞5210。柱塞5210与图40所示的柱塞4010基本相似，除了不需要O形环4008之外，这是因为将在下面描述的密封件包覆成型到柱塞5210的头部5212上。

密封件5214在图59﹣62的多个视图中示出。密封件5214有利地包覆成型到柱塞5210的头部5212上。因此，具有密封件的柱塞有利地以双射成型工艺制造。柱塞5210由刚性塑料材料模制而成，然后密封件5214由粘弹性弹性体模制到柱塞5210上作为第二次喷射成型。组合的柱塞5210和密封件5214更容易组装到整个泵中，并减少了存在于O形环设计的泄漏的机会。

泵塞子或塞5206在图63﹣67中示出。塞子5206基本上对应于图 40中的塞4006，除了密封件5214(相同或基本相似的密封部件可用于柱塞5210和塞子5206两者)代替O形环而被包覆成型到塞子5206 的头部5208上之外。类似于上述柱塞5210，塞子5206和密封件5214优选地以双射成型工艺制造。塞子5206由刚性塑料材料模制而成，密封件5214由粘弹性弹性体模制到泵塞5206上作为第二次喷射成型。

图68示出了计量组件4000的分解图，但具有改进的柱塞5210、塞子5206和密封件5214。本领域普通技术人员将理解，正如塞4006 在现有设计中是可选的并且可以被如图44所示的壁4404代替那样，塞子5206是可选的并且可以用类似的壁替换。

现在将结合图69描述利用上述包覆成型部件制造和组装根据本实用新型的示例性实施例的泵的方法6900。首先，在步骤6902用刚性塑料模制柱塞。接下来，在步骤6904将密封件包覆成型到柱塞的头部。密封件由粘弹性弹性体模制而成，并确定尺寸以装配在泵室内并密封泵室。可选地，在步骤6906用刚性塑料模制泵塞子，并且在步骤 6908将密封件包覆成型到泵塞子的头部。在步骤6910，柱塞和泵塞子被插入泵的泵室中。在步骤6912，将销插入柱塞中的孔中，以在泵电机旋转泵室时使得柱塞能够轴向平移。

图70A﹣70L中示出本实用新型的另一个实施例。为了按预期运行，套筒和柱塞必须以正确的顺序操作。即，由于输出齿轮联接到柱塞，意图是输出齿轮首先旋转柱塞，从而因联接销在套筒的螺旋槽内移动而导致柱塞前进或缩回。然后，在联接销到达槽的端部(任一端，取决于旋转方向)之后，进一步旋转导致柱塞和套筒一起旋转，以相对于歧管重新定向套筒。然而，如上所述，摩擦力或其他力在实践中可能导致运动不按顺序发生。如果柱塞和套筒之间的力太大，并且没有减轻，则在柱塞相对于套筒移动之前，柱塞和套筒最初可能会一起旋转。图40﹣43C示出了最初阻止套筒旋转直到柱塞完全前进或缩回的柔性互锁件。图70A﹣70L示出了在此描述的泵的替代实施例，其中，往复运动梭可以被包括在泵机构中以替换柔性互锁件。往复运动梭不依赖于互锁部件的柔性或其他特性，并且有利地确定性地使泵机构以增加的可靠性正确地确定顺序。现在将描述示例性往复运动梭。

图70A﹣70L示意性地图示了套筒7001、输出齿轮7002、联接销7003、螺旋槽7004、和往复运动梭7005。为了说明梭的运动，梭7005 上的“靶心”或“点”表示沿垂直于图片的轴线从图片表面移出，梭上的“十字”或“x”表示移入图片表面。应当理解，如上所述，联接销7003在螺旋槽7004内的运动对应于柱塞在套筒内的轴向运动，从而使得泵室的体积增加或减少。

在图示的实施例中，当梭7005缩回到图片表面中时，它不干扰套筒7001的旋转，并且当梭7005前进到图片表面之外时，梭7005通过干扰棘爪7006的运动而防止套筒7001的旋转。图70C、70D、70I和70J图示了其中梭7005干扰套筒7001的旋转的顺序的部分。然而，如果需要，前进/缩回位置可以颠倒，并且实施例仍然可以如预期那样起作用，只要梭在泵送顺序的正确时刻阻止或允许套筒旋转。

现在将详细描述随着梭7005运动的泵送顺序。图70A图示了泵送序列中的初始位置。套筒7001处于第一位置，其中，例如，输入端口与歧管的储存器端口对准。柱塞和销7003处于初始位置，而泵储存器处于空构造。输出齿轮7002处于准备开始其往复旋转的第一部分的初始位置。梭7005完全缩回到图片中，使得它不会干扰棘爪7006的运动。

图70B示出了输出齿轮7002开始旋转。优选地，在该部分期间，联接销7003在狭槽7004内移动，从而导致柱塞缩回并且泵室的体积增加。然而，由于摩擦或其他力，套筒7001可能会倾向于与输出齿轮一起旋转。通过凸轮或后面将描述的其他类似结构的相互作用，在所述顺序的该阶段，梭7005开始在离开图片的方向上前进。如图70C 所示，由于凸轮或梭中的输出齿轮之间的其他相互作用，梭变得完全前进并且已经示出为阻止棘爪7006进一步旋转，同时允许输出齿轮和联接销7003旋转。结果，输出齿轮和联接销旋转，直到联接销到达螺旋槽7004的端部。同时，套筒7001及其棘爪7006保持静止，如70D 所示。如图70E所示，在这个阶段，凸轮(或输出齿轮和梭的另一合适的相互作用)使梭7005缩回到图片表面中。结果，套筒7001和棘爪7006被允许旋转。图70F示出了输出齿轮7002、联接销7003和套筒7001全部一起旋转以移动套筒，以将其端口从相对于歧管的输入位置定向到输出位置。图70G示出了在往复运动的第一半段结束时的泵机构。套筒7001相对于歧管完全旋转到输出位置，并且梭7005保持缩回。

图70H示出了朝向初始位置返回的往复运动的开始。输出齿轮 7002、联接销7003和可能的套筒7001开始沿逆时针方向旋转。由于凸轮相互作用(或输出齿轮和梭之间的另一种合适的相互作用)，梭 7005开始再次在离开图片的方向上前进。图70I示出了顺序的一部分，其中梭7005再次完全前进以防止套筒7001旋转，同时输出齿轮7002 和联接销7003沿逆时针方向旋转。图70J示出了其中联接销7003在螺旋槽7004内完全旋转从而导致泵室尺寸减小并且通过歧管的输出端口排出流体的顺序的一部分。图70K示出了当输出齿轮7002继续以顺时针方式旋转时，凸轮(或梭中的输出齿轮之间的另一种合适的相互作用)使梭7005缩回到图片表面中。图70L示出了梭7005完全缩回，并且输出齿轮7002、联接销7003和套筒7001都一起旋转以返回到图70A中图示的初始位置。这是完整的泵送顺序，这可以根据需要重复，以将医用流体从储存器通过泵送室输送到输出端口。

图71示出了输出齿轮7002和梭7005的组件的分解图，其致使梭相对于泵组件的其余部分在适当的时间往复运动以前进和缩回。梭 7005包括梭销7009。梭销7009被示出，但是当然如本领域普通技术人员将理解的那样，任何其他互锁或互连结构也可以。输出齿轮7002 包括凸轮结构7007，所述凸轮结构7007进一步包括梭凸轮槽7008。梭销7009被接收到梭凸轮槽7008中，因此随着输出齿轮7002旋转，在梭销7009被迫在梭凸轮槽7008内移动时，梭7005沿箭头所示的方向前进和缩回。图72A﹣72C进一步示出了该移动。应该注意的是，当然需要包括用于限制梭7005沿图71所示的箭头以外的方向移动的结构，但为了简单起见，此处未示出。在图72A中，输出齿轮7002 准备好开始在一个方向上旋转，并且梭7005处于完全缩回位置。梭销 7009在梭凸轮槽7008的远端。如图72B所示，输出齿轮7002沿该方向旋转到一半，并且通过梭销7009和梭凸轮槽7008的相互作用，梭 7005已经前进到其完全前进位置。图72C示出了输出齿轮7002的第一次旋转的端部。在这个位置，梭7005再次完全缩回并且梭销7009 位于梭凸轮槽7008的相对的远端。本领域普通技术人员将理解，该示例说明了一种示例性机械结构，以实现梭的规则和确定性的前进和缩回，以阻止或允许如上所述的套筒旋转。任何其他合适的用以提供梭的前进缩回以及套筒旋转的正确定时的机械布置被认为是本领域普通技术人员的技能。

现在将结合图73﹣82描述另一个示例性实施例。该实施例简化了先前描述的实施例，特别是消除了对实现活塞的正确排序和套筒组件旋转的互锁件的需要，同时还通过减少零件相互滑动时剪切力对流经泵的胰岛素分子的有害影响来增加胰岛素相容性。该实施例可有利地减少疏水表面接触，并且与现有设计相比具有小于10％的疏水表面接触。在该实施例中增加的密封压力对密封表面之间截留的胰岛素的损害较小。垫圈中的可选凹口(将在下面更详细地描述)消除了大部分润湿表面的剪切，从而进一步减少了对胰岛素分子的损害。为简明和清楚起见，泵的与前述实施例基本相似的部分在此不再重复。该实施例还消除了对歧管的需要。例如，使活塞往复运动的螺旋槽和销的相互作用、齿轮箱与活塞组件的相互作用、以及使电机方向反转的限位开关在以下实施例中都基本不变。

图73示出了本实施例的改进的套筒7301、垫圈7302和泵壳7303 部件的分解图。在该实施例中，泵壳包括圆柱形内表面7304，其尺寸设计为接收基本圆柱形垫圈7302。垫圈7302进而组装到改进的套筒 7301的垫圈接收部分7305上。示出的活塞7306基本与之前描述的活塞相同。垫圈7302具有开口7307，当组装时该开口7307接收套筒7301 中的开口7309。垫圈7302还优选地具有与开口7307相对布置的第二开口7308。第二开口7308不是严格必需的，但是其提高了组装的容易性，并且还用于减少垫圈7302和壳体7303的内表面7304之间的接触表面积。

图74示出了泵组件7300，其定向成套筒开口7309与泵壳7303 的入口端口7310对准。图75是组件7300的横截面图，其中套筒开口 7309布置在当套筒开口7309与入口端口7310对准时的吸入状态和当套筒开口7309与出口端口7311对准时的输出状态之间的中间状态。在该中间状态，垫圈7302以水密方式将套筒7301密封到壳体7303。活塞密封件7312基本上如先前描述的那样操作。

图76示出了泵组件7300，其定向为套筒开口7309与泵壳体7303 的出口端口7311对准。图77示出了泵组件7300，其定向为套筒开口 7309对准在泵壳7303的入口端口7310和出口端口7311之间的中间。

图78是示出了在入口端口7310和出口端口7311之间的中间对准的套筒开口7309和垫圈开口3707的截面图。还示出了活塞表面7313。图79是示出了与输出端口7311对准的套筒开口7309和垫圈开口3707 的截面图。

图80示出了垫圈7302的一个实施例。该版本包括垫圈开口7307 和相对的垫圈开口7308。图81示出了垫圈的第二实施例，其在开口 7307、7308的任一侧具有增加的凹口7314。这些凹口减少了垫圈7302 和壳体7303的圆柱形内表面7304之间的表面积接触。凹口7314因此减少了摩擦、并减少了当垫圈7302的湿表面抵靠壳体7303的表面滑动时由剪切引起的胰岛素分子劣化。图82示出了当泵组件7300被定向为套筒开口7309与入口端口7310对准时的、在套筒开口7309的任一侧上具有凹口7314的垫圈7302。

如将理解的那样，泵的操作基本上类似于上文描述的操作。即，当电机沿第一方向旋转时，垫圈7302和壳体7303之间的摩擦阻止了相对旋转，销和螺旋槽导致泵室体积增加，因为套筒开口7309与入口端口7310(该入口端口7310又与胰岛素储存器流体连接)对准。一旦销到达螺旋槽的端部(之前描述)，电机的继续旋转迫使套筒7301 旋转，直到套筒开口7309与出口端口7311定向。一旦循环的这部分完成，电机通过操作限位开关(之前描述)而反向。当电机开始沿相反方向旋转时，垫圈7302和壳体7303之间的摩擦阻止了相对旋转，并且由于螺旋槽和销的相互作用，泵室收缩。这迫使胰岛素从泵室流出套筒孔7309并进入出口端口7311以被输送。一旦限位开关再次接合，循环完成，并开始重复。

虽然以上仅详细描述了本实用新型的几个示例性实施例，但是本领域技术人员将容易地理解，在不实质性地背离本实用新型的新颖教导和优点的情况下，示例性实施例中的许多修改是可能的，并且示例性实施例的各种组合是可能的。因此，所有这些修改都旨在包括在本实用新型的范围内。

Claims (3)

1.一种旋转计量泵，其特征在于，所述旋转计量泵包括：

套筒，所述套筒包括侧孔，所述套筒接收垫圈，所述垫圈具有围绕所述侧孔布置的第一垫圈开口，所述套筒和所述垫圈适于在壳体内轴向旋转，所述壳体具有连接到流体储存器的入口端口和连接到输送插管的出口端口；所述套筒还包括具有第一端和第二端的螺旋槽；

柱塞，所述柱塞被接收在所述套筒内并适于在所述套筒内轴向平移和旋转，其中，所述柱塞在所述套筒内的轴向平移改变泵容积，所述泵容积与所述套筒的所述侧孔流体连通，所述柱塞还包括联接构件，所述联接构件适于在所述螺旋槽内并且在所述螺旋槽的所述第一端和所述第二端之间移动，以在所述柱塞旋转时使所述柱塞在所述套筒内轴向平移；

电机，所述电机适于在第一方向上旋转所述柱塞，从而当所述套筒处于所述第一方向时使所述泵容积增加，并且当所述联接构件到达所述螺旋槽的所述第一端时使所述套筒和所述柱塞一起旋转，使得所述套筒移动到第二方向；

输出齿轮，所述输出齿轮将所述电机的运动传递给所述柱塞；

其中，所述垫圈在所述套筒和所述壳体之间形成密封，从而允许流体在所述泵容积和所述入口端口或所述出口端口之间通过所述第一垫圈开口。

2.根据权利要求1所述的旋转计量泵，其特征在于，所述垫圈还包括与所述第一垫圈开口相对布置的第二垫圈开口。

3.根据权利要求1所述的旋转计量泵，其特征在于，所述垫圈还包括面向所述壳体的、在所述第一垫圈开口的任一侧上的凹口。

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