CN219764106U - 吸乳泵系统 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及一种吸乳泵系统，其包括第一套件、第二套件或缓冲器，以及用于输送负压(即，低于环境大气压力的压力)的泵。该系统使得能够均衡第一套件和第二套件或缓冲器之间的压力，从而通过将所存储的压力通向环境压力来减少能量损失。

Description

吸乳泵系统

技术领域

本公开涉及吸乳泵系统，例如具有针对每个乳房的挤压套件的吸乳泵系统。

背景技术

母乳喂养妇女使用吸乳泵来抽取乳汁，使得所抽取的乳汁可以在稍后的时间喂给她们的婴儿。

典型地，乳房被放入漏斗形的杯子中，并且真空被施加，使得乳汁被抽取。吸乳泵通常具有两种操作模式，即，刺激模式和抽取模式。在刺激模式期间，乳汁排出反射被刺激。当吸乳泵被激活时，吸乳泵内部的压力源(诸如真空泵)生成真空，并且刺激模式可以开始。真空泵通常由电动马达驱动。对于便携式吸乳泵，这些马达由电池动力驱动。

可穿戴吸乳泵的特征在于它们可以完全穿戴在用户的身体上，允许用户自由地来回移动。其中一些小到足以配合到用户的内衣。马达、电池和乳汁容器例如被集成而形成单个单元。

通常，期望同时挤压两个乳房。用户然后通常将获得相同设备集(例如，在一个外壳中)，来实现独立地对每个乳房执行刺激和挤压的设置。

这导致使用两个泵，这在部件和功耗方面都是昂贵的并且还可能导致高水平的噪声。

US 2020/155738公开了可穿戴吸乳泵。在一个示例中，存在两个挤压套件，但只有一个挤压套件具有被两个挤压套件使用的控制器或电池或泵。这节省了部件数量方面的成本，但是没有解决功率消耗的问题。

WO 2020/007671公开了双吸乳泵装置，其中使得能够在两个挤出套件之间传递真空。因此，一个挤压套件的体积用作另一挤压套件在压力下的存储体积。然而，需要复杂的阀布置。

WO 2021/244863公开了吸乳泵系统，其中挤压套件、体积元件(用于存储真空)和泵通过阀布置而耦合在一起。由挤压套件生成的真空可以再次被重新使用，而不是通向大气中。

US 2018/303985和US2005/283112各自公开了具有共用泵的双吸乳泵。

实用新型内容

根据本公开的一个方面的示例，提供了吸乳泵系统，吸乳泵系统包括：

第一套件；以及

第二套件或缓冲器，

用于输送负压的泵；

阀布置，其在泵、环境压力、第一套件和第二套件或缓冲器之间选择性地提供互连；以及

用于控制阀布置的控制器，

其中阀布置包括：

连接在第一套件与泵之间的第一阀单元，以及连接在第二套件或缓冲器与泵或第一阀单元之间的第二阀单元，其中第一阀单元和第二阀单元是可控制的，以将第一套件连接到泵、环境压力以及第二套件或缓冲器中的选定一个，

并且其中第一阀单元和第二阀单元各自包括单个阀致动器。

该系统通过使得能够仅使用单个泵而降低成本，并且其通过使得能够将第一套件和第二套件或缓冲器耦合在一起而附加地减少能量消耗，使得不是压力通向大气中而是重复使用压力。当使用两个套件时，它们可以以交替序列控制。系统通过重复使用真空，减少了泵上的负载。该减少的负载转化为功率节省。

系统仅需要两个阀致动器(例如，螺线管)来提供所需的压力共用功能。

本公开可以被实现为具有两个挤压套件的系统或具有一个套件和缓冲器的系统，缓冲器被特别地提供用于减少将压力通向周围环境而引起的能量损失。

例如使用缓冲器，不需要使用泵来向缓冲器施加压力。例如使用两个套件，每个套件被提供有使用泵而被主动泵送的压力曲线。

在一个示例中，第二套件或缓冲器包括缓冲器，第一阀单元包括将第一套件、环境压力和泵耦合的三通阀，并且第二阀单元将缓冲器耦合到第一阀单元第一套件的泵侧或压力止挡件。

在另一示例中，第二套件或缓冲器包括缓冲器，第一阀单元包括将第一套件、环境压力和泵耦合的三通阀，并且第二阀单元将缓冲器耦合到第一阀单元的套件侧或压力止挡件。

这是具有缓冲器的套件的两个简单实现方式。每个示例可以使用三通阀和双通阀。压力止挡件(即，仅用于保持缓冲器中的压力水平的阀连接)被用来保持缓冲器中的压力，直到压力与第一套件均衡。缓冲器可以借助第二阀单元直接连接到挤压套件，或者它可以借助串联的两个阀单元(例如，经由泵端口)而连接到挤压套件。

在另一示例中，第二套件或缓冲器再次包括缓冲器，第一阀单元包括将第一套件、环境压力、缓冲器(与第二阀单元组合)和泵耦合的三通阀对，并且第二阀单元包括将缓冲器、第一套件、泵和压力止挡件耦合的三通阀对。

在这种情况下，每个阀单元包括三通阀对。这使得能够实现更简单的控制序列、并提供更容易的方式来更换用于第二套件的缓冲器。

在另一示例中，第二套件或缓冲器包括第二套件，并且第一阀单元和第二阀单元各自包括耦合在一起的三通阀对，由此具有四个外部端口。

该套件或每个套件例如包括乳房护罩，并且通常还在泵和乳房之间包括膜，以防止乳汁污染泵。

当真空水平从一个套件中而通气时(即，在真空阶段结束时压力增加)，不是简单地将套件通向周围环境，负压被用于另一套件中的真空循环，或者它被存储在缓冲器中以由同一套件重新使用。这节省了功率，因为减少了泵所做的功。

控制器例如适于在套件的压力循环结束时或接近结束时使得第一套件和第二套件或缓冲器之间的压力水平均衡。这可以通过控制阀布置以打开它们之间的流体耦合来实现。在一个套件的循环结束时的负压水平被用作另一套件的负压源，接下来以交替的序列，或者被存储在缓冲器中。连接两个套件(或连接套件和缓冲器)使得体积加倍，使得在类似体积的情况下，所存储的压力贡献所需压力的一半。

阀布置提供了简单且低成本的方式来控制流体连接。每个套件与相应的阀单元相关联。通过将阀单元耦合在一起，实现了上述的压力均衡。通过对每个阀单元使用耦合在一起的三通阀对，提供了简单且低成本的方式来实现具有四个外部端口的阀单元(例如，两个套件的情况，一个端口到套件，一个端口到另一套件，一个端口到环境压力，并且一个端口到泵)。

在具有两个套件的系统中，控制器例如被适配为控制阀布置，用于：

在第一配置中，将第一套件耦合到泵、并且将第二套件耦合到环境压力；以及

在第二配置中，将第一套件和第二套件耦合在一起，以均衡第一套件和第二套件之间的压力水平；

在第三配置中，将第二套件耦合到泵、并且将第一套件耦合到环境压力。

因此，一个套件施加负压，而另一套件被通气。这使得能够使用交替序列。

控制器例如包括用于控制泵和用于控制阀布置的循环泵波形发生器。可以存在分开的波形发生器或用于两个控制信号的单个波形发生器。

循环波形发生器例如生成循环泵波形和循环阀波形，从而实现具有四个顺序阶段循环：

包括第一配置并且泵生成负压的第一阶段；

包括第二配置的第二阶段；

包括第三配置并且泵生成负压的第三阶段；

包括第二配置的第四阶段。

这四个阶段共同限定了两个套件的循环压力波形。一个套件的循环中的压力降低(即，真空水平升高)与另一套件的循环中的压力升高(即，真空水平降低)重合。在第二和第四阶段期间，当一个套件中的压力增加通过另一套件中的压力减小而被平衡时，而不是简单地是周围环境的环境压力损失来实现平衡时，节省了能量。

泵例如在第二和第四阶段中关断来节省功率。然而，泵可以保持在低功率下运行，同时使用缓冲器例如用于降噪。

吸乳泵系统例如包括用于致动第一阀单元的第一三通阀和第二阀单元的第一三通阀的第一致动器，以及用于致动第一阀单元的第二三通阀和第二阀单元的第二三通阀的第二致动器。

两个致动器(例如，螺线管)以特定方式在两个阀单元之间共用。

在一个特定示例中：

第一阀单元的第一三通阀具有与第一套件的连接、与第二阀单元的第一三通阀的连接以及与第一阀单元的第二三通阀的连接；

第一阀单元的第二三通阀具有与环境压力的连接、与泵的连接以及与第一阀单元的第一三通阀的连接；

第二阀单元的第一三通阀具有与第二套件的连接、与第一阀单元的第一三通阀的连接以及与第二阀单元的第二三通阀的连接；以及

第二阀单元的第二三通阀具有与环境压力的连接、与泵的连接以及与第二阀单元的第一三通阀的连接。

这提供了仅具有两个致动器的特定阀致动布置。

每个套件例如包括吸杯，该吸杯包括由柔性可移动膜分离的两个气室。一个室由乳房部分地限定，并且另一室与乳房隔离。这避免了泵和所挤压的乳汁之间的接触。针对每个套件的循环波形例如是挤压波形。然而，相同的方法可以被应用于刺激波形。

参考以下描述的实施例，本公开的这些和其它方面将变得显而易见。

附图说明

为了更好地理解本公开，并且为了更清楚地示出如何实现本公开，现在将仅通过示例的方式参考附图，其中：

图1示出了已知的吸乳泵系统；

图2示出了穿戴两个可穿戴吸乳泵的母亲；

图3示出了具有在两个挤压套件之间共用的泵的吸乳泵系统；

图4A至图4D示出了针对两个挤压套件的处于总压力循环的四个不同阶段处的吸乳泵系统的布置的示例；

图5示出了两个套件中的腔压力随时间的变化；

图6示出了每个阀单元的实现方式的示例并且通过示例的方式示出了第一阀单元；

图7示出了针对阀的控制信号、以及泵控制信号；

图8示出了常规使用的独立挤压套件对和使用本公开的方法随时间变化的机械功率；

图9示出了基于仿真的挤压套件随时间变化的腔压力以及泵压力；

图10至图12示出了用于处于第一至第三配置中的两个挤压套件的阀布置及其控制致动器的一个详细实现方式；

图13至图18示出了用于处于第一至第五配置中的挤压套件和缓冲器的阀布置及其控制致动器的第一详细实现方式；

图19至图24示出了用于处于第一至第六配置中的挤压套件和缓冲器的阀布置及其控制致动器的第二具体实现方式；

图25至图30示出了用于处于第一至第六配置中的挤压套件和缓冲器的阀布置及其控制致动器的第三具体实现方式。

具体实施方式

将参考附图来描述本公开。

应当理解，详细描述和特定示例虽然指示了设备、系统和方法的示例性实施例，但是仅用于例示的目的，而不旨在限制本公开的范围。本公开的设备、系统和方法的这些和其它特征、方面和优点将从以下描述、所附权利要求和附图中变得更好理解。应当理解，附图仅是示意性的并且没有按比例绘制。还应当理解，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。

本公开提供了吸乳泵系统，其包括第一套件、第二套件或缓冲器、以及用于输送负压(即，低于环境大气压力的压力)的泵。该系统使得能够均衡第一套件和第二套件或缓冲器之间的压力，从而减少能量损失，因为所建立的压力不被通向环境压力。

本公开还提供了控制用于非治疗性乳汁挤压的吸乳泵系统的方法，其中吸乳泵系统具有第一套件、第二套件或缓冲器、用于输送负压的泵以及、阀布置，该阀布置选择性地提供泵、环境压力、第一套件和第二套件或缓冲器之间的互连。

其中方法包括：

控制单个泵来生成负压；

通过以下方式，控制单个泵和阀布置来向第一套件施加负压并且将第一套件与第二套件或缓冲器之间的压力水平均衡：

控制连接在第一套件与泵之间的第一阀单元以及在第二套件或缓冲器与泵或第一阀单元之间连接的第二阀单元，

其中第一阀单元和第二阀单元被控制为将第一套件连接到泵、环境压力和第二套件或缓冲器中的选定一个，

并且其中方法包括使用单个相应的阀致动器来控制第一阀单元和第二阀单元中的每一个。

方法可以包括控制泵来利用循环泵波形生成负压，并且控制阀布置来利用循环阀波形以交替序列将负压施加到第一套件和第二套件。

针对应用于两个挤压套件的方法，循环可以以四个顺序阶段来实现：

第一阶段，其中负压被耦合到第一套件并且第二套件被通向环境压力；

将第一套件和第二套件耦合在一起的第二阶段；

第三阶段，其中负压被耦合到第二套件并且第一套件被通向环境压力；以及

将第一套件和第二套件耦合在一起的第四阶段。

泵可以在第二阶段和第四阶段中关断。阀布置优选地使用正好两个阀致动器来控制。

方法可以包括使用第一阀致动器来控制第一阀单元的第一三通阀和第二阀单元的第一三通阀，以及使用第二阀致动器来控制第一阀单元的第二三通阀和第二阀单元的第二三通阀。

本公开还提供包括计算机程序代码装置的计算机程序，计算机程序代码装置适于当所述程序在吸乳泵系统的控制器上运行时，实现上述方法。

图1示出了已知的吸乳泵系统1，其包括经由管4连接的单个挤压套件2和泵布置3。泵布置除了泵之外还包括各种部件，因此可以被认为是通用操作单元。

挤压套件2形成有主体7、用于接纳用户乳房的漏斗5和用于收集所挤压的乳汁的容器6。漏斗5和容器6被连接到主体7。主体7包括真空室。柔性膜或隔膜位于真空室中。膜防止所挤压的乳汁流入通向泵布置单元3的管4中。

替代地，泵布置3可以直接安装并连接到主体7。在这种情况下，膜防止所挤压的乳汁直接流入泵布置3。

泵布置3包括控制器10、动力源12、马达14和真空泵16。真空泵包括由马达驱动的叶轮。控制器10控制动力源12和马达14(以及因此真空泵16)的操作。泵布置3还包括真空通气部件，诸如电磁阀18。

在使用中，真空泵向位于主体7中的膜施加真空，使得膜变形。膜变形以在漏斗5中创建真空，漏斗5进而向乳房施加真空，从而使得能够挤出乳汁。尽管吸乳泵系统1被描述为包括膜，使得真空被间接施加到乳房，但是应当理解，在备选实施例中，真空被直接施加到用户的乳房。在这种情况下，吸乳泵系统不包括膜，并且由真空泵创建的真空被直接施加到乳房。

真空被间歇地施加到乳房。即，压力差在循环基础上而被施加。在这种已知的系统中，在真空已被建立之后，来自真空的压力通过使用暂时打开的电磁阀来通气。电磁阀是机电操作的阀，其被配置为打开和闭合将真空泵的真空侧连接到周围空气的空气通道，使得当电磁阀闭合时，真空泵在挤压套件中生成真空，真空使得乳汁能够从用户的乳房挤出。当电磁阀打开时，真空泵生成的真空随着环境空气流向真空泵创建的真空或负压而通气，使得施加在用户乳房上的压力部分地或完全减小。

这是标准吸乳泵系统的已知操作的基本描述。

还存在可穿戴吸乳泵，其例如用于安装在哺乳内衣内。上述所有传动系部件然后形成在装配在乳房之上的外壳内。在一个类型的设计中，顶部部分包含传动系(泵、马达、控制器)，并且底部部分形成收集容器。这使得能够更离散地执行泵乳。当然，其它设计也是可能的。

图2示出了穿戴两个可穿戴吸乳泵的母亲。

在这样的设计中，图1的漏斗5被实现为乳房护罩，并且该乳房护罩被接纳在可穿戴吸乳泵的外壳内。

本公开将参考具有两个挤压套件的吸乳泵系统进行描述。每个挤压套件是用于装配在用户的乳房之上的组件，并且例如包括乳房护罩、并且可选地还包括在乳房护罩和乳房之间的膜(被称为隔膜)，使得膜约束可能被乳汁污染的吸乳泵系统的部分。

然而，本公开也可以被应用于具有单个挤压套件的吸乳泵系统。本公开具体地涉及当将挤压套件通向周围环境时减少能量损失。当存在两个挤压套件时，本公开涉及均衡它们之间的压力，使得将被通气的压力可以被认为是可再利用的。然而，可以使用缓冲器(即，压力存储容器)来代替第二挤压套件来将能量存储为真空，而不是允许其通向环境压力。

首先将描述应用于具有两个挤压套件的吸乳泵系统的本公开的示例。然后提供示例来示出本公开如何应用于具有一个挤压套件和缓冲器的系统。

图3示出了包括第一挤压套件30和第二挤压套件32的吸乳泵系统。每个挤压套件是可穿戴装置，并且每个挤压套件包括乳房护罩。提供单个泵用于操作两个挤压套件。在所示的示例中，泵位于一个挤压套件处，并且在挤压套件之间提供有耦合件34，使得单个泵可以将负压输送到两个挤压套件。挤压套件可以各自包括用于感测乳汁流并测量流体积的乳汁传感器。

在典型的布置中，挤压套件是独立且相同的。然而，如图3所示，挤压套件也可以具有不同的部件集来减少硬件的重复。例如，US2020/155738公开了具有两个挤压套件的可穿戴吸乳泵，但是只有一个挤压套件具有被两个挤压套件使用的控制器或电池或泵。

本公开的优选实现方式涉及具有共用泵的设计，该共用泵由如图3所示的两个挤压套件使用。整个系统可以是可穿戴的(使得泵位于一个挤压套件上)或者它可以是便携式的，例如泵16远离挤压套件，例如安装在皮带上。当一个挤压套件具有泵时，其它部件(诸如控制器或电池或阀)可以在另一套件处，以平衡两个挤压套件的重量和尺寸/形状。

图4A至图4D示出了在两个挤压套件的总压力循环的四个不同阶段处的本公开的布置的示例(以示意形式)。第一和第二挤压套件30、32(EK1、EK2)被示出。每个挤压套件限定了可以施加负压的腔。提供了阀布置，该阀布置在泵、环境压力以及第一和第二套件之间(或者在更一般的示例中在第一套件和缓冲器之间)选择性地提供互连。控制器50被设置用于控制阀布置和泵。为简单起见，控制器仅在图4A中示出。

阀布置包括连接在第一套件30和泵16之间的第一阀单元40以及连接在第二套件32和泵16之间的第二阀单元42。第一阀单元40是可控的，以将第一套件连接到泵、环境压力和第二套件中的选定一个。因此，第一阀单元40具有四个外部端口。第二阀单元42是可控制的，以将第二套件连接到泵、环境压力和第一套件中的选定一个。因此，第二阀单元42也具有四个外部端口。

如上所述，每个挤压套件可以在用户的乳房之上限定第一腔，以及通过膜(隔膜)与第一腔分离的第二腔。在这种情况下，每个挤压套件的第二腔连接到相应的阀单元40、42(VU1、VU2)。

为了避免疑问，在本公开中讨论的“连接”是流体耦合件，即，允许气流通过它们输送、导致压力均衡的耦合件。

每个阀单元40、42的一个端口被连接到另一阀单元的对应端口。因此，两个阀单元40、42的组合限定了阀布置。阀布置用于：将第一套件和第二套件可控地耦合在一起，或者用于将两个套件中的选定一个套件耦合到泵，或者用于将两个套件中的选定一个套件耦合到环境压力。与泵16的两个连接实际上可以被组合为单个连接，因为泵将欠压(相对于环境压力)输送到出口端口，并且两个阀单元各自连接到相同的出口端口。

整个阀布置因此需要四个外部端口；大气压力(假定两个大气压力连接可被假定为作为单个端口连接)、泵以及第一和第二套件。

两个阀单元40、42之间的耦合可通过阀布置的设置来控制，因为该阀布置可打开和闭合。通过将阀单元耦合在一起，实现了两个挤压套件的腔之间的压力均衡。

控制器50用于控制泵16和阀布置40、42。具体地，其以交替序列将由泵16生成的负压施加到第一套件30和第二套件32。

该系统通过仅允许使用单个泵来降低成本，但其通过以交替序列控制两个套件来附加地减少能量消耗。由于真空的重复使用，这在任何时候都减小了泵上的负载。

图4A至图4D示出了整个压力循环的四个阶段。

图4A示出了第一阶段。在该阶段中，如虚线箭头所示，第一套件30被耦合到泵，该泵生成负压，而第二套件32通向环境压力ATM。

图4B示出了第二阶段。在该阶段中，如虚线箭头所示，第一套件30和第二套件32被耦合在一起。可选地，泵被关断OFF，但同样可以施加低压。例如，泵在较低速度下的连续运行、通过创建连续的声音而不是交替的声音突发来降低噪声水平或刺激。

图4C示出了第三阶段。在该阶段中，如虚线箭头所示，第二套件32被耦合到泵，泵生成负压，并且第一套件30被通向环境压力ATM。

图4D示出了第四阶段。在该阶段中，再次如虚线箭头所示，第一和第二套件30、32被耦合在一起，并且泵再次可选地关断。

这四个阶段共同限定了两个套件的循环压力波形。

图5示出了两个套件30、32中的腔压力随时间的变化。第一套件具有腔压力P30，并且第二套件具有压力P32。

四个阶段在图5中示出为1/4、2/4、3/4和4/4。

在第一阶段期间，压力P30下降(到更深的真空水平)，因为第一套件30被连接到泵并且泵被导通ON。压力P32增加，因为第二套件被通向环境压力。

在第二阶段期间，泵被关断，并且两个压力P30和P3正被均衡。因此，压力P30的增加不是对周围环境的损失，而是有助于压力P32的降低。因此，压力P32从最大(环境)压力的这种初始降低不需要由泵生成。

在第三阶段期间，压力P32下降(到更深的真空水平)，因为第二套件32被连接到泵并且泵被导通。压力P30增加，因为第一套件被通向环境压力。

在第四阶段期间，泵被关断，并且两个压力P30和P32正被均衡。因此，压力P32的增加不是对周围环境的损失，而是有助于压力P30的降低。压力P30再次从最大(环境)压力的这种初始降低不需要由泵生成。

可以看出，一个套件的循环中的压力降低(即，真空水平增加)与另一套件的循环中的压力增加(即，真空水平降低)重合。特别是在第二阶段和第四阶段期间，当一个套件中的压力增加通过另一套件中的压力减小来平衡，而不是简单地通过周围的环境压力来提供时，节省了能量。

可以看出，在每个套件的压力循环结束时，即，当压力已达到最小水平(即，最大负水平)时，控制系统使得第一套件和第二套件之间的压力水平均衡。

图6示出了每个阀单元40、42的实现方式的示例，并且通过示例的方式示出了第一阀单元40。

阀单元包括耦合在一起的一对三通阀60、62，从而具有四个外部端口。这是实现具有四个外部端口(一个端口针对套件EK1、一个端口针对另一套件的阀单元VU2、一个端口针对环境压力ATM并且一个端口针对泵P)的阀单元的简单方式。

如以下更详细地解释的，该布置还使得整个阀布置能够仅使用两个致动器(例如螺线管)来控制。

第一阀60是用于控制挤压套件与另一阀单元或内部耦合件64的耦合的耦合阀。第二阀62是用于控制内部耦合件64与大气压力或与泵的耦合的泵阀。因此，在组合中，挤压套件可以被连接到其它挤压套件的阀单元，连接到大气压力或连接到泵。

控制器50例如包括用于控制泵以及用于控制阀布置的循环波形发生器。

对于使用如图所示的两个阀60、62的实现方式，循环阀波形发生器实际上生成单独的阀控制信号。一个信号用于耦合阀60，另一信号用于泵阀62。

当从一个套件通向另一套件时，压力平衡功能的最后部分比第一部分慢，因为压力差变得更小。为了保持恒定的斜率，泵因此可以通过将其稍早地导通并且相应地切换阀来帮助使得第二部分与第一部分一样陡峭，并且因此不延迟泵的使用，直到套件之间的压力完全相等。然而，这将损害所获得的能量的量。

图7在上图中示出了针对阀60、62的控制信号(例如V60和V62)。下图示出了泵控制信号。

如图所示，泵以50％的占空比循环导通和关断(因为它仅在四个循环中的两个中导通)。

第一阀60针对四个阶段中的两个阶段导通(当挤压套件连接在一起时)。这与泵被关断重合。

当经连接的挤压套件被通向周围环境时，例如针对第一挤压套件30的阶段3，阀62仅在四个循环中的一个循环中导通(当挤压套件连接到周围环境时)。

泵以50％占空比(或稍高，例如50％至55％，以确保正确的阀位置或提供更平滑的压力曲线)的操作节省功率。

图8示出了针对常规使用一对独立的挤压套件(曲线70)和针对本公开的方法(曲线72)的机械功率随时间的变化。

泵液功率的差(P＝QΔP－曲线图下的面积)是清楚的。对于常规情况，曲线70是经组合的两个泵的总功率。与标准的双吸乳泵相比，本公开的布置需要大约一半的能量来获得类似的性能。

图9基于仿真示出了一个挤压套件的腔压力80随时间的变化、以及另一挤压套件的腔压力82随时间的变化。曲线84是泵压力。

所描述的系统使得能够获得与两个独立的吸乳泵类似的性能，但是具有大约一半的能量消耗以及一个泵而不是两个泵。还通过减少运行时间来实现降噪。针对两个挤压套件(即，两个杯)提供交替抽吸，并且特别是在每个循环结束时已经使用一侧上的真空在另一侧上创建部分真空。

以上解释了一对三向阀的使用。然而，环境空气通气功能可以使用机械控制阀，使得结构可以不同于标准三向阀。

压力从挤压套件通向周围环境可以借助流限制来实现，以创建更舒适的压力模式。例如，图9中在大约90mbar(9kPa)处看到的梯度的突然变化可以被平滑。这也可以通过控制如上所述的切换泵和阀的定时来实现。

泵可以被简单地设计为输送单个压力水平(低于大气压力的负压水平)，并且当压力被连接到挤压套件时，压力将随着时间朝向压力水平降低。然而，泵可以是可控的，以输送不同的压力水平，或者作为针对不同模式(例如，刺激和挤压)的不同静态压力水平，或者随时间更精确地控制压力波形。

如上所述，使用成对的三通阀可以简化控制要求，如部件数量以及螺线管消耗的能量。在图10至图12中示出了一个示例来解释这一点。

如图10所示，如上所述，第一阀单元40被连接在第一套件30和泵16之间，并且第二阀单元42被连接在第二套件32和泵16之间。

第一阀单元40包括第一三通阀100和第二三通阀102。每个三通阀具有两个致动位置，在三个端口(即，到阀的三个流体连接)之间提供两个可能的连接路径。

第二阀单元42包括第一三通阀104和第二三通阀106。每个三通阀同样具有两个致动位置，在三个端口之间提供两个可能的连接路径。

如在以上更示意性的示例中，第一阀单元40是可控的，以将第一套件连接到泵、环境压力和第二套件中的选定一个，并且第二阀单元42是可控的，以将第二套件连接到泵、环境压力和第一套件中的选定一个。

第一致动器110(例如，螺线管)被提供用于将第一阀单元的第一三通阀100和(同步地并且因此非独立地)第二阀单元的第一三通阀104致动，并且第二致动器112(例如，螺线管)被提供用于将第一阀单元的第二三通阀102和(同步地并且因此非独立地)第二阀单元的第二三通阀106致动。

第一阀单元的第一三通阀100具有与第一套件30的连接、与第二阀单元的第一三通阀104的连接以及与第一阀单元的第二三通阀102的连接。这些是三通阀的三个端口。

第一阀单元的第二三通阀102具有与环境压力的连接、与泵16的连接以及与第一阀单元的第一三通阀100的连接。这些是三通阀的三个端口。

第二阀单元的第一三通阀104具有与第二套件32的连接、与第一阀单元的第一三通阀100的连接以及与第二阀单元的第二三通阀106的连接。这些是三通阀的三个端口。

第二阀单元的第二三通阀106具有与环境压力的连接、与泵16的连接以及与第二阀单元的第一三通阀104的连接。这些是三通阀的三个端口。

图10示出了第一阶段，其中负压被耦合到第一套件30，并且第二套件被通向环境压力。为了实现这些连接，第一致动器110被驱动为使用针对三通阀100、104的左连接选项，并且第二致动器112被驱动为使用针对三通阀102、106的右连接选项。

图11示出了第一和第二套件耦合在一起的第二阶段(并且泵与两个套件隔离，没有通向环境压力)。为了实现这些连接，第一致动器110被驱动为使用针对三通阀100、104的右连接选项，并且第二致动器112也被驱动为使用针对三通阀102、106的右连接选项。

图12示出了第三阶段，其中负压被耦合到第二套件并且第一套件被通向环境压力。为了实现这些连接，第一致动器110被驱动为使用针对三通阀100、104的左连接选项，并且第二致动器112也被驱动以使用针对三通阀102、106的左连接选项。

第四阶段与第二阶段相同。

上述实施例基于使用两个挤压套件。

现在将参考图13至图17来解释基于使用单个挤压套件30(EK1)和缓冲器130的第一示例。

如在以上示例中，第一阀单元40包括耦合在一起的第一三通阀100和第二三通阀102，并且第二阀单元42包括耦合在一起的第一三通阀104和第二三通阀106。每个三通阀同样具有两个致动位置，从而在三个端口之间提供两个可能的连接路径。

第一阀单元40是可控制的，以将第一套件连接到泵、环境压力和缓冲器中的选定一个。它将第二阀单元42连接到缓冲器。

在该示例中，第二阀单元42是可控制的，以将缓冲器136连接到泵、压力止挡件STOP和(经由阀单元40)第一套件中的选定一个。然而，如将从以下描述中清楚的，当泵被关断时，缓冲器被连接到泵，并且其用作另一止挡件。

第一致动器110(例如，螺线管)再次被提供用于致动第一阀单元的第一三通阀100以及(同步地并且因此非独立地)第二阀单元的第一三通阀104，并且第二致动器112(例如，螺线管)被提供用于致动第一阀单元的第二三通阀102以及(同步地并且因此非独立地)

第二阀单元的第二三通阀106。

第一阀单元的第一三通阀100具有与第一套件30的连接、与第二阀单元的第一三通阀104的连接以及与第一阀单元的第二三通阀102的连接。这些是三通阀的三个端口。

第一阀单元的第二三通阀102具有与环境压力(ATM)的连接、与泵16的连接以及与第一阀单元的第一三通阀100的连接。这些是三通阀的三个端口。

第二阀单元的第一三通阀104具有与缓冲器130的连接、与第一阀单元的第一三通阀100的连接以及与第二阀单元的第二三通阀106的连接。这些是三通阀的三个端口。

第二阀单元的第二三通阀106具有与止挡件的连接、与泵16的连接以及与第二阀单元的第一三通阀104的连接。这些是三通阀的三个端口。

图13示出了启动阶段的开始。缓冲压力最初是环境压力p_atm(或者它可以是来自前一泵送时段的仍然存在的欠压)。

第一套件被连接到导通的泵，并且缓冲器被连接到止挡件(借助两个阀104、106)。

图14示出了对缓冲器加压的压力均衡。第一套件被连接到缓冲器，并且泵关断。根据理想气体定律，与缓冲器和挤压套件中的先前压力的组合，所得到的缓冲压力将与缓冲体积和挤压套件体积(即，比率)相关。因为缓冲器在环境压力(或先前存在的压力)下启动，所以出现启动行为。

图13和图14是初始压力设定程序的步骤。

图15示出了第一挤压套件通过第一阀单元40通向环境压力ATM，以及缓冲器被连接到泵。然而，泵关断，不允许通过泵的空气泄漏(或者可以添加阀来确保这诸如是被动单向阀)。因此，缓冲器被有效地连接到止动件，从而保持缓冲压力。

图16示出了与缓冲器连接的第一挤压套件，其中泵关断。这是与图14相同的压力均衡。

图17示出了挤压套件通过第一阀单元再次连接到泵、以及缓冲器通过第二阀单元连接到止挡件。这与图13相同。

图18示出了压力均衡步骤，同样与图14相同。

图15至图18示出了挤压循环的四个循环，并且它们被顺序地重复。

现在将参考图19至图24来解释基于使用单个挤压套件30(EK1)和缓冲器130的第二示例。

在这种情况下，第一阀单元40包括连接到环境压力ATM、第一挤压套件30和泵16的单个三通阀140。第二阀单元42是双向阀142，其或者将缓冲器130连接到泵，或者通过将缓冲器130连接到压力止挡件来隔离缓冲器。如在以上的示例中，当缓冲器被连接到泵时，泵关断，因此这实际上用于提供缓冲器和挤压套件之间的连接。

图19示出了第一初始配置。缓冲器在如在以上示例中所示的大气压力下(或在先前存在的压力下)开始。挤压套件30通过第一阀单元耦合到泵，而缓冲器通过第二阀单元而被隔离。

图20示出了压力均衡，其中挤压套件被耦合到缓冲器(因为它们均连接到泵)并且泵关断。如在以上示例中，不允许通过泵的空气泄漏，或者泵可以低速运行，以防止流入。为此，还可以添加额外的阀。

图19和图20是初始压力设定程序的步骤。

图21示出了通过使用第一阀单元将挤压套件连接到大气压力而将挤压套件的压力通气来重置挤压套件。缓冲器通过第二阀单元而被隔离。泵关断，但也可用于(较低)设置，以将更多的泵出缓冲器。这样，需要强度较小的泵，从而节省了成本。泵可以在所有循环期间运行，从而给出更好的噪声性能。

图22示出了压力均衡，与图20等效。

图23示出了挤压套件被连接到泵，并且泵导通，以实现挤压套件的压力循环。

图24示出了泵关断并再次执行压力均衡。

图21至图24示出了挤压循环的四个循环，并且它们被顺序地重复。

现在将参考图25至图30来解释基于使用单个挤压套件30(EK1)和缓冲器130的第三示例。

在这种情况下，第一阀单元40包括连接到环境压力ATM、第一挤压套件30和泵16的单个三向阀140。第二阀单元42是双向阀142，其或者将缓冲器130连接到第一阀单元40，或者通过将其连接到压力止挡件来隔离缓冲器。与第一阀单元的连接使得缓冲器和第一挤压套件能够连接在一起(因为它们都连接到第一阀单元40的相同端口)。

图25示出了第一初始配置。缓冲器如在以上示例中的大气压力下(或在先前存在的压力下)开始。挤压套件30通过第一阀单元耦合到泵，而缓冲器通过第二阀单元而被隔离。

图26示出了压力均衡，其中挤压套件被耦合到缓冲器(因为它们均连接到第一阀单元，然后连接到泵)。泵被关断。如在以上示例中，不允许通过泵的空气泄漏，或者泵可以低速运行，以防止流入。为此目的，可以再次添加额外的阀。

图25和图26是初始压力设定程序的步骤。

图27示出了通过使用第一阀单元40将挤压套件连接到大气压力来将挤压套件的压力通气来重置挤压套件。缓冲器通过第二阀单元42而被隔离。泵关断。

图28示出了压力均衡，与图26等效。

图29示出了挤压套件30被连接到泵，并且泵被导通，以实现挤压套件的压力循环。缓冲器通过第二阀单元42而被隔离。

图30示出了泵关断并且通过切换第二阀单元再次执行压力均衡。

图27至图30示出了挤压循环的四个循环并且它们被顺序地重复。

本公开还提供了控制用于非治疗性乳汁挤压的吸乳泵系统的方法。

方法包括：

控制单个泵来生成负压；

通过以下方式控制单个泵和阀布置来向第一套件施加负压并且使得第一套件与第二套件或缓冲器之间的压力水平均衡：

控制连接在第一套件与泵之间的第一阀单元40以及连接在第二套件或缓冲器与泵或第一阀单元之间的第二阀单元42，

其中阀单元第一和第二阀单元被控制用于：

将第一套件连接至泵、环境压力和第二套件或缓冲器中的选定一个；以及

将第二套件或缓冲器连接至第一套件，

并且其中方法包括使用单个相应的阀致动器来控制第一和第二阀单元(40、42)中的每一个。

循环压力波形可以以挤压波形的形式施加到第一套件(和第二套件，如果存在)。然而，相同的方法可以应用于刺激波形。

当存在循环挤压和刺激模式时，它们例如具有不同的循环频率和不同的最大负压(即，真空)水平。挤压模式例如在基线真空和最大真空(即，最大负压)“Max_Vac”之间循环。

首先是达到(最大)真空的时间TTV，然后是进入暂歇时间DI，然后是达到大气(或达到基线真空)的时间TTA，最后是离开暂歇时间DO。真空速率被定义为Max_Vac/TTV并且大气速率被定义为Max_Vac/TTA。

例如：

Baseline_Vac＝大气压力；

Max_Vac＝低于大气压力的300mbar(30kPa)；

TTV＝0.85s；

DI＝0.3s；

TTA＝0.05s；

DO＝0.35s；

这给出1.55s的总循环时间T_cycle。

这些值仅是示例。最大负压可以更高，例如350mbar(35kPa)，并且持续时间可以不同。循环时间通常约为1－2秒，通常为1秒(1Hz)。

刺激模式例如具有较快的频率，因此具有约0.5秒(2Hz)的较短循环时间，以及较低的真空，例如150毫巴(15kPa)的最大负压水平。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本公开时可以理解和实现所公开实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元素或步骤，并且不定冠词“一(a)”或“一个(an)”不排除多个。

在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

如果在权利要求或说明书中使用术语“适于”，则应注意，术语“适于”旨在等同于术语“被配置为”。

权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (10)

1.一种吸乳泵系统，其特征在于，包括：

第一套件(30)；以及

缓冲器(130)，

用于输送负压的泵(16)；

阀布置，其在所述泵、环境压力、所述第一套件和所述缓冲器之间选择性地提供互连；以及

用于控制所述阀布置的控制器，

其中所述阀布置包括：

第一阀单元(40)，其连接在所述第一套件(30)与所述泵(16)之间；以及第二阀单元(42)，其连接在所述缓冲器与所述泵(16)或所述第一阀单元(40)之间，其中所述第一阀单元(40)和所述第二阀单元(42)是可控制的，以将所述第一套件连接到所述泵、所述环境压力以及所述缓冲器中的选定一个，

其中所述第一阀单元(40)和所述第二阀单元(42)各自包括单个阀致动器，以及

所述第一阀单元(40)包括三通阀(140)，所述三通阀将所述第一套件、所述环境压力和所述泵耦合，并且所述第二阀单元(42)将所述缓冲器耦合到所述第一阀单元或压力止挡件。

2.一种吸乳泵系统，其特征在于，包括：

第一套件(30)；以及

缓冲器(130)，

用于输送负压的泵(16)；

阀布置，其在所述泵、环境压力、所述第一套件和所述缓冲器之间选择性地提供互连；以及

用于控制所述阀布置的控制器，

其中所述阀布置包括：

第一阀单元(40)，其连接在所述第一套件(30)与所述泵(16)之间；以及第二阀单元(42)，其连接在所述缓冲器与所述泵(16)或所述第一阀单元(40)之间，其中所述第一阀单元(40)和所述第二阀单元(42)是可控制的，以将所述第一套件连接到所述泵、所述环境压力以及所述缓冲器中的选定一个，

其中所述第一阀单元(40)和所述第二阀单元(42)各自包括单个阀致动器，以及

所述第一阀单元(40)包括将所述第一套件、所述环境压力、所述缓冲器和所述泵耦合的三通阀对，并且所述第二阀单元包括将所述缓冲器、所述第一套件、所述泵和压力止挡件耦合的三通阀对。

3.一种吸乳泵系统，其特征在于，包括：

第一套件(30)；以及

第二套件(32)，

用于输送负压的泵(16)；

阀布置，其在所述泵、环境压力、所述第一套件和所述第二套件之间选择性地提供互连；以及

用于控制所述阀布置的控制器，

其中所述阀布置包括：

第一阀单元(40)，其连接在所述第一套件(30)与所述泵(16)之间；以及第二阀单元(42)，其连接在所述第二套件(32)与所述泵(16)或所述第一阀单元(40)之间，其中所述第一阀单元(40)和所述第二阀单元(42)是可控制的，以将所述第一套件连接到所述泵、所述环境压力以及所述第二套件中的选定一个，

其中所述第一阀单元(40)和所述第二阀单元(42)各自包括单个阀致动器，

并且其中所述第一阀单元(40)和所述第二阀单元(42)各自包括耦合在一起的三通阀对，从而具有四个外部端口。

4.根据权利要求3所述的吸乳泵系统，其特征在于，所述控制器适于控制所述阀布置，以用于：

在第一配置中，将所述第一套件耦合到所述泵、并且将所述第二套件耦合到所述环境压力；

在第二配置中，将所述第一套件和所述第二套件耦合在一起，以将所述第一套件和所述第二套件之间的压力水平均衡；以及

在第三配置中，将所述第二套件耦合到所述泵、并且将所述第一套件耦合到所述环境压力。

5.根据权利要求4所述的吸乳泵系统，其特征在于，所述控制器包括用于控制所述泵和用于控制所述阀布置的循环泵波形发生器。

6.根据权利要求5所述的吸乳泵系统，其特征在于，所述循环波形发生器生成循环泵波形和循环阀波形，从而实现具有如下的四个顺序阶段的循环：

包括所述第一配置并且所述泵生成负压的第一阶段；

包括所述第二配置的第二阶段；

包括所述第三配置并且所述泵生成负压的第三阶段；

包括所述第二配置的第四阶段。

7.根据权利要求6所述的吸乳泵系统，其特征在于，所述泵在所述第二阶段和所述第四阶段中关断。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的吸乳泵系统，其特征在于，所述吸乳泵系统包括：第一致动器，其用于致动所述第一阀单元的第一三通阀和所述第二阀单元的第一三通阀；以及第二致动器，其用于致动所述第一阀单元的第二三通阀和所述第二阀单元的第二三通阀。

9.根据权利要求8所述的吸乳泵系统，其特征在于：

所述第一阀单元的所述第一三通阀具有与所述第一套件的连接、与所述第二阀单元的所述第一三通阀的连接以及与所述第一阀单元的所述第二三通阀的连接；

所述第一阀单元的所述第二三通阀具有与所述环境压力的连接、与所述泵的连接以及与所述第一阀单元的所述第一三通阀的连接；

所述第二阀单元的所述第一三通阀具有与所述第二套件的连接、与所述第一阀单元的所述第一三通阀的连接以及与所述第二阀单元的所述第二三通阀的连接；以及

所述第二阀单元的所述第二三通阀具有与所述环境压力的连接、与所述泵的连接以及与所述第二阀单元的所述第一三通阀的连接。

10.根据权利要求3至7和9中任一项所述的吸乳泵系统，其特征在于，每个套件包括吸杯，所述吸杯包括由柔性可移动膜分离的两个气室。