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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Pumpverfahren für eine peristaltische
Pumpe zum Durchführen einer
Infusion von flüssiger
Medizin oder ähnlichem
durch das Pressen der äußeren Oberfläche eines
flexiblen Rohrs.
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Um
den Inhalt oder eine Flüssigkeit,
die in das Rohr eingefüllt
sind, zu liefern, wird eine peristaltische Pumpe verwendet, die
Fingerteile aufweist, die in der Längsrichtung des Rohrs arbeiten.
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Gemäß einem
Pumpgerät
im
Europäischen Patent Nr. 0 426 273 ist
die folgende Technologie offenbart. Schließeinrichtungen zum Schließen eines
Rohrs sind auf stromaufwärtigen
und stromabwärtigen
Seiten des Rohrs vorgesehen, und ein Paar von Fingerteilen, die
einstückig
durch eine Vielzahl von Fingern ausgebildet sind, sind zwischen
den Schließeinrichtungen
vorgesehen. Nachdem die Formabschnitte, die in den Fingerteilen
ausgebildet sind, das Rohr halten, werden die Fingerteile hin- und
herbewegt, um die äußere Oberfläche des
Rohrs bei den Formabschnitten zu drücken, damit diese nahezu vollständig das
Rohr zusammendrücken,
und dabei die Querschnittsfläche
des Rohrs reduzieren.
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GB 2 020 735 offenbart eine
Schlauchpumpe, die eine hohe Dosiergenauigkeit aufweist, und einen Schlauch
aufweist, der gegen ein Anlagestück
ruht und zumindest drei Kolben, die im Wesentlichen rechtwinklig
zu der Länge
des Schlauchs angeordnet und angetrieben sind. Zwei Kolben werden
als Ventile betätigt
und der dritte Kolben, der zwischen den zwei Ventilkolben angeordnet
ist, wird als Förderkolben
betätigt,
wobei eine im Wesentlichen genaue Dosis erreicht wird, insbesondere,
falls die Kolben den Schlauch nicht vollständig zusammenquetschen und
ebenfalls nicht vollständig
den Schlauch von der Kolbenaktion bei dem Rückkehrhub freigeben.
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Zusammenfassung der Erfindung
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In
einer peristaltischen Pumpe, die eine Vielzahl von Fingerteilen
aufweist, die unabhängig
angetrieben werden können,
wird das Pumpen so durchgeführt,
dass ein Rohr nahezu vollständig
zusammengedrückt wird.
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Mit
dieser Anordnung ändert
sich eine Abgabemenge abhängig
von dem Unterschied in der Schnittfläche wegen des Unterschieds
zwischen der Innendurchmesser der Rohre, wobei dieser Unterschied
aus den Herstellungsbedingungen der Rohre sich ergibt.
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Dies
wird mit Bezug auf 9 beschrieben. Es wird angenommen,
dass der Innendurchmesser eines zylindrischen Rohrs T vor dem Zusammendrücken und
ein Unterschied im Innendurchmesser zwischen den Rohren als 2d bzw.
2Δb definiert
sind. In diesem Fall ist ein Abgabemengenfehler ΔV repräsentiert durch nΔd (2d – Δd)L, was
einem Abgabemengenunterschied pro Zeitraum (Zyklus) eines Fingers
entspricht, der durch den Unterschied (ΔA) im Schnittflächenunterschied
(2Δd) wegen
den Herstellungsbedingungen oder ähnlichem im Innendurchmesser
zwischen den Rohren erhalten wird.
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Es
ist möglich,
Rohre nahezu frei von Innendurchmesserfehlern herzustellen. Diese
Rohre sind jedoch teurer, als Rohre, die nahezu frei von Außendurchmesserfehlern
in Bezug auf Herstellungsmanagement und ähnliches sind. Rohre werden
oft wiederholt im aktuellen medizinischen Bereich verwendet. Neue
Rohre, die regelmäßig verwendet
werden, sind oft nicht gleichmäßig im Innendurchmesser
und weisen Fehler in den Innendurchmessern auf. Als Ergebnis treten
Fehler bei den Abgabemengen auf.
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der bekannten
Probleme gemacht, die oben beschrieben sind, und weist die Aufgabe
auf, ein Infusionsverfahren bereitzustellen, das in der Lage ist,
ein Pumpen durchzuführen,
bei einer Strömungsrate
mit hoher Genauigkeit, in dem Fingerteilen ermöglicht wird, den vorbestimmten
Abschnitt des Außendurchmessers
(äußere Oberfläche) eines
Rohrs geeignet zu drücken, dessen
Abmessungsgenauigkeit im Außendurchmesser
wegen einem Grund wie zum Beispiel Herstellungsmanagement sichergestellt
ist, um die Genauigkeit des Außendurchmessers
leichter sicherzustellen als die Genauigkeit des Innendurchmessers.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch ein Pumpverfahren nach Anspruch
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
werden gemäß den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zum Drücken einer äußeren Oberfläche eines Rohrs
zum Zuführen
einer Flüssigkeit
bereitgestellt, wobei die Pumpe eine Vielzahl von Fingern umfasst,
die entlang einer Längsrichtung
des Rohrs angeordnet sind, und einen vorbestimmten Außendurchmesser
aufweisen und unabhängig
angetrieben sind, und einer Halteeinrichtung zum stationären Halten
des Rohrs zwischen den Fingern, und das Rohr wird von der äußeren Oberfläche gedrückt, um
die Flüssigkeit
durch das Einstellen eines kleinen Bewegungsausmaßes von
jedem Finger und einzelnem Antreiben der Finger zuzuführen, und dabei
den Einfluss der Wanddicke des Rohrs auszuschließen.
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Bei
dem Verfahren werden die Finger als erster, zweiter, ..., N-ter
Finger von einer stromaufwärtigen Seite
einer Flüssigkeitsströmung definiert,
die ersten bis (N-1)-ten Finger werden nacheinander und einzeln angetrieben
von einem unteren Totpunkt zu oberen Totpunkten, die ersten bis
(N-1)-ten Finger werden eingestellt sich gleichzeitig zu einem unteren
Totpunkt zu bewegen, wenn die ersten bis (N-1)-ten Finger phasengesperrt sind, der
N-te Finger wird eingestellt, einzeln von dem unteren Totpunkt zu
einem oberen Totpunkt benachbart dem (N-1)ten Finger angetrieben
zu werden und sich zu dem unteren Totpunkt zu bewegen, wenn der
erste Finger den oberen Totpunkt erreicht, die ersten und N-ten
Finger werden einzeln angetrieben, um das Rohr bei dem oberen Totpunkt
perfekt zu schließen,
und die zweiten bis (N-1)-ten Finger werden einzeln angetrieben,
eine innere Höhlung
des Rohrs bei dem oberen Totpunkt nicht zu schließen.
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Eine
Klemmbreite zwischen der Halteeinrichtung und dem unteren Totpunkt
der ersten bis N-ten Finger ist kleiner eingestellt als der Außendurchmesser
des Rohrs.
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Einer
oder eine Vielzahl von externen Fingern sind stromabwärts dem
N-ten Finger vorgesehen, um eine Schwankung zu unterdrücken, die
durch das einzelne Antreiben der Finger verursacht ist, die externen Finger
werden einzeln von einem oberen Totpunkt zu einem unteren Totpunkt
bei einer Phase zum Bewegen der ersten bis N-ten Finger zu dem oberen
Totpunkt angetrieben, die externen Finger werden einzeln von dem unteren
Totpunkt zu dem oberen Totpunkt bei einer Phase zum einzelnen Antreiben
des N-ten Fingers zu dem unteren Totpunkt angetrieben, und die externen
Finger schließen
das Rohr bei dem oberen Totpunkt nicht.
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Um
die Schwankung zu unterdrücken,
die durch das einzelne Antreiben der Finger verursacht wird, wird
die Geschwindigkeit zum nacheinander und einzelnen Antreiben der
Finger von dem unteren Totpunkt zu den oberen Totpunkten proportional
zu dem Hin- und Herbewegen des Rohrzusammendrückausmaßes eingestellt, das durch
das Subtrahieren der Klemmbreite von dem Außendurchmesser des Rohrs erhalten
wird.
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Andere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung deutlich, die in Zusammenhang mit den anhängenden
Zeichnungen berücksichtigt
wird, in denen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche
Teile durch die gesamten Figuren von dieser bezeichnen.
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Ein
Pumpverfahren gemäß der Erfindung
ist insbesondere geeignet für
eine peristaltische Infusionspumpe.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1A ist
eine Schnittansicht einer Pumpe ohne Abdeckung, und 1B ist
eine Schnittansicht davon entlang der Linie X-X in 1A;
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2 ist
eine Ansicht, die einen Schnittzustand des Rohrs darstellt;
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3 ist
ein Diagramm, das das Verhältnis
zwischen der Abgabemenge und dem Zusammendrückausmaß darstellt, das erhalten wird,
wenn das Rohr zusammengedrückt
ist;
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4 ist
eine Ansicht, die einen Schnittzustand des Rohrs darstellt;
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5 ist
eine Ansicht, die die Korrekturwirkung von Strömungsratenfehlern zeigt;
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6 ist
eine Ansicht zum Erläutern
des Betriebs der Finger der Pumpe;
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7 ist
ein Diagramm, das einen Vergleich in der Strömungsratengenauigkeit zwischen
der vorliegenden Erfindung und dem bekannten Verfahren zeigt;
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8 ist
ein Diagramm, das einen Vergleich in der Strömungsratengenauigkeit zwischen
der vorliegenden Erfindung und dem bekannten Verfahren zeigt; und
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9 ist
eine Ansicht die einen Schnittzustand eines bekannten Rohrs darstellt.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unten im Detail mit Bezug auf die anhängenden
Zeichnungen beschrieben. 1A ist
eine Schnittansicht einer Pumpe und 1B ist
eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in 1A davon.
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1A und 1B zeigen
nur den Angriffsabschnitt der Pumpe und die verbleibenden Teile
mit der Abdeckung sind nicht dargestellt.
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Mit
Bezug auf 1A und 1B ist
ein Antriebsmotor 1 an einer Basis fixiert, die durch einen
schraffierten Abschnitt gekennzeichnet ist. Eine bei der Beaufschlagung
mit Energie erzeugte Drehkraft wird durch einen Riemen 2 zu
einer Nockenwelle 3 übertragen.
Die Nockenwelle 3 ist drehbar durch einen Kasten 9 gelagert,
der an der Basis befestigt ist.
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Wie
in 1A dargestellt ist, sind 6 Nocken 4 an
der Nockenwelle 3 befestigt. Die Nocken 4 werden entsprechend
in Berührung
mit Krägen 5 gebracht,
die drehbar auf den Seitenflächen
von Fingerplatten 6 gelagert sind, von denen jede ein Ende
an einem entsprechenden einen von den Fingern 10 befestigt
aufweist, so dass die drehende Bewegung von jeder Nocke 4 in
eine lineare Bewegung der entsprechenden Fingerplatte 6 umgewandelt
wird.
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Jede
Fingerplatte 6 klemmt ein Rohr T (nicht dargestellt, aber
durch die gestrichelte Linie bezeichnet) mit einer Aufnahmeplatte 7,
die an einer zu öffnenden
Tür gesperrt
ist (nicht dargestellt) durch Federn. Danach wird der Antriebsmotor 1 angetrieben,
um die Fingerplatten 6 in Richtungen hin- und her zu bewegen,
die durch den zweiköpfigen
Pfeil in 1B bezeichnet sind. Das Rohr
T, das zwischen die Fingerplatten 6 geklemmt ist, und die
Aufnahmeplatte 7 werden nacheinander durch die Finger 10 auf
eine Weise geschlossen, die später beschrieben
wird, und liefern dabei die in dem Rohr T enthaltene Flüssigkeit.
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Jede
Nockenplatte 6 ist so gelagert, dass sie sich durch Wellen 8 durch
elliptische Führungslöcher 6a der
entsprechenden Fingerplatte 6 erstreckt, wie aus 1B ersichtlich
ist, und damit ein seitliches Spiel ausschließt. Das Rohr T ist immer und
stabil nahezu vertikal zusammengedrückt in den Richtungen, die
durch den zweiköpfigen
Pfeil bezeichnet sind. Da die Vielzahl der Stangen 8 parallel
zu der Welle 3, die drehbar den entsprechenden Nocken 4 stützt, vorgesehen
sind und sich durch elliptische Löcher erstrecken, die jeweils
einen Durchmesser aufweisen, der nahezu gleich dem der Stange ist,
die in dem Finger montiert ist, um einen Verzug der entsprechenden
Finger nach rechts und links zu unterdrücken.
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Es
gibt verschiedene Eingriffsverhältnisse
zwischen den Nocken 4 und den Krägen 5, und lediglich
ein Beispiel ist in 1A und 1B gezeigt.
Das Eingriffsverhältnis
und die Anordnung des Nockenantriebsmechanismus sind nicht auf die
in 1A und 1B gezeigten
beschränkt.
Zum Beispiel können
verschiedene Mechanismen, die von einem Nut-Nockensystem zu einem
Mechanismus unter Verwendung eines Kragens und des Gelenks reichen,
natürlich
zum Beispiel eingesetzt werden. Alternativ kann jeder Kragen, der
drehbar auf einer Stange montiert ist, um so einen entsprechenden
Finger zurück
und vorwärts
gemäß einer
freien Nockenkurve zu bewegen, in Kontakt mit den Nocken gebracht
werden, und der entsprechende Finger kann sich gemäß der Form
des Nockens nach rückwärts und
vorwärts
bewegen.
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Obwohl
dies nicht dargestellt ist, wird oft ein Rohr verwendet, das einen
Tropfzylinder (Teil) aufweist, der mit dem Auslass eines Beutels
verbunden ist, in dem es durch die Finger geklemmt wird.
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Mit
Bezug auf 1A und 1B, um
den Finger 10 bei der untersten Nockenplatte 6 zu
ermöglichen,
eine Schwankung zu verhindern, wird dieser Finger 10 zu
der Position des oberen Totpunkts angetrieben (rechte Seite in 1A und 1B),
um das Rohr zusammen zu drücken,
während
das flüssige
Medikament in dem Rohr T strömt.
Aus diesem Grund, um die Zufuhr des flüssigen Medikamentenstroms abwärts sogar
in dem Zustand der Position des oberen Totpunkts fortzusetzen, bewegt
sich der unterste Finger 10 allmählich von dem oberen Totpunkt
zu dem unteren Totpunkt während
der Abgabevorgänge
der oberen Finger. Deswegen kann ein Teil des flüssigen Medikaments, das von
den oberen Fingern 10 abgegeben wird, bei dem Rohrabschnitt
gespeichert werden, mit dem der unterste Finger 10 in Kontakt
ist.
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Im
Gegenzug bewegt sich während
des Einströmens
(Infusion) des flüssigen
Medikaments durch die Bewegung der oberen Finger 10 der
Finger 10 bei der untersten Nockenplatte 6 von
dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt. Die Nockenflächenzeiten
sind so eingestellt, dass sie die Zufuhr des flüssigen Medikaments korrigieren
und die Zufuhr fortsetzen.
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Es
ist anzumerken, dass ein Finger 10 bei jeder Nockenplatte 6 in
den 1A und 1B vorgesehen
ist. Jedoch kann eine Vielzahl von Fingern 10 bei jeder
Nockenplatte vorgesehen sein. Falls ein Finger eine große Dicke
aufweist, wird lediglich ein Finger verwendet. Die Vielzahl von
Fingern kann unterschiedliche Dicken aufweisen. Wie oben beschrieben
wurde, können
die Form und Anzahl der Finger beliebig ausgewählt werden. Kurz gesagt, werden
die Anzahl und Form der oberen Finger 10 gemäß einer
Abgabemenge eingestellt, die durch eine Umdrehung der Nockenwelle 3 bestimmt
ist.
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Gemäß der Pumpe,
die die obige Struktur aufweist, sind die Finger mit Ausnahme des
obersten Fingers 10 und des untersten Fingers 10 konstruiert,
das Rohr T nicht vollständig
zusammenzudrücken.
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Die
Grundlage des Betriebs wird mit Bezug auf die Ansicht (2)
beschrieben, die eine Änderung
in der Schnittfläche
zeigt, wenn ein dickes Rohr zusammengedrückt wird.
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Mit
Bezug auf 2 ist das Rohr T aus einem flexiblen
Material bestehend aus einem thermoplastischem Harz wie zum Beispiel
Polyvinylchlorharz nahezu frei von einer permanenten Verformung
durch eine Verlängerung
bei dem Zusammendrücken
hergestellt. Die Umfangslänge
des Rohrs T wird sich nicht ändern, sogar
wenn die Finger das Rohr drücken.
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Der
Innendurchmesser des Rohrs T in einem freien Zustand vor dem Zusammendrücken ist
als 2d definiert, und ein L-Abschnitt
des Rohrs in der Längsrichtung
wird durch die Finger zusammengedrückt.
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Es
wird angenommen, dass das Rohr T um 2Δd zusammengedrückt wird,
um eine Ellipse zu erhalten, die halbkreisförmige Abschnitte aufweist,
die jeweils einen Radius d' aufweisen,
wie durch die gestrichelte Linie angezeigt ist. In diesem Fall,
wenn der gerade Abschnitt der Ellipse als K definiert wird, wie
in 2 dargestellt ist, ändert sich eine Umfangslänge 2πd nicht,
so dass die folgenden Gleichungen eingeführt sind: 2πd
= 2K + 2πd' (1) d' =
d – Δd (2)
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Gleichungen
(1) und (2) leiten die folgende Gleichung ab: K = nΔd (3)
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Eine
innere Fläche
S', die durch das
Zusammendrücken
des Rohrs T um 2Δd
erreicht wird, ist gegeben, wie folgt: S' = 2d'K + πd'2 = π(d2 – Δd2) (4)
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Da
die Anfangsfläche πd2 war, ist eine Verringerung ΔS der Fläche bei
dem Zusammendrücken
des Rohrs T durch die Finger um 2Δd
gegeben durch: ΔS = πΔd2 (5)
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Wie
aus der Gleichung (5) deutlich wird, ist die Abgabemenge bei dem
Zusammendrücken
des Rohrs T proportional dem Quadrat eines Zusammendrückausmaßes Δd. Dies zeigt
an, dass die Strömungsrate
genau gesteuert werden kann, sogar bei einer Verwendung von Rohren
T, die verschiedene Außendurchmesser wegen
der Herstellungsbedingungen oder ähnlichem aufweisen, falls das
Ausmaß des
Zusammendrückens gemessen
und mit hoher Genauigkeit gesteuert wird.
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Die
Verhältnisse
zwischen den Ausmaßen
des Zusammendrückens
und der Abgabe der Rohre wurden tatsächlich in einem Versuch überprüft. Das
in 3 gezeigte Diagramm, das die Verhältnisse
zwischen den tatsächlich
gemessenen Ausmaßen
des Zusammendrückens
und der Abgabe der Rohre darstellt, wurde erhalten. Kurven, die
durch diesen Versuch erhalten wurden, waren parabolisch, und es
wurde bestätigt,
dass die gemessenen Werte nahezu mit den berechneten Werten der
Gleichung (5) übereinstimmen.
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Tatsächliche
Rohre T weisen eine Wanddicke auf, und Toleranzen, die abhängig von
den Herstellungsbedingungen variieren müssen zu den Dicken gezählt werden,
sogar falls diese Rohre mit dem gleichen Herstellungsverfahren ausgebildet
werden. Gemäß dem bekannten
Antriebsschema zum perfekten Zusammendrücken eines Rohrs bis auf einen Innendurchmesser
von Null, umfasst das Verhältnis
zwischen der Abgabemenge und dem Ausmaß des Zusammendrücken des
Außendurchmessers
des Rohrs notwendiger Weise einen Fehler entsprechend der Wanddickentoleranz.
Mit anderen Worten ergibt der innere Rohrflächenfehler, der durch die Herstellungstoleranz
des Innendurchmessers des Rohrs verursacht wird, direkt einen Abgabemengenfehler.
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Sogar
bei dem oberen Totpunkt, zu dem sich jeder Finger maximal bewegt,
wenn die Klemmbreite so eingesetzt ist, dass der Innendurchmesser
nicht Null wird, unter Berücksichtigung
der Toleranz der Wanddicke, hängt
eine Änderung
der Abgabemenge nur von der Toleranz des Außendurchmessers ab. Die Herstellungstoleranz
des Außendurchmessers
des Rohrs T kann einfacher gesteuert werden als die des Innendurchmessers,
und zu der gleichen Zeit kann die Messung vereinfacht werden, und
dabei ein Herstellungsmanagement ermöglichen.
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Wenn
die Klemmbreite zwischen dem Finger 10 und der Aufnahmeplatte
(Aufnahmeteil) 7 in 1A und 1B kleiner
als der Außendurchmesser
bei dem unteren Totpunkt eingestellt ist und größer als die Wanddicke des Rohrs
bei dem oberen Totpunkt, kann die Strömungsrate mit einer hohen Genauigkeit
sogar bei der Verwendung eines allgemein nicht teueren Rohrs gemanagt
werden. Solch ein Rohr für
einen allgemeinen Einsatz variiert stark im Außendurchmesser. Aus diesem
Grund kann ein Messsensor für
den Außendurchmesser
oder ein Messgerät
für den
Außendurchmesser
(Einrichtung) in einer Pumpe angeordnet werden, um den Außendurchmesser
eines Rohrs automatisch zu messen, dass in einen Antriebsabschnitt
eingesetzt ist, eine Änderung
der Abgabemenge berechnen und die Antriebsmotorgeschwindigkeit oder
die Motordrehrate gemäß der Änderung
der Abgaberate steuern. Sogar falls verschiedene Arten von Rohren verwendet werden,
können
die Strömungsraten
mit hoher Genauigkeit gesteuert werden.
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4 ist
eine Ansicht, die darstellt, dass ein Mengenfehler in einem Rohr
korrigiert werden kann, das eine Außendurchmessertoleranz mit
einer Außendurchmessertoleranz
2α aufweist. 4 zeigt,
dass der Mengenfehler, der durch die Außendurchmessertoleranz verursacht
wird, derart korrigiert werden kann, dass die Klemmbreite zwischen
der Aufnahmeplatte und dem Finger, wenn der Finger den unteren Totpunkt
erreicht, kleiner eingestellt ist als der Außendurchmesser des Rohrs.
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Mit
Bezug auf 4, wenn ein Rohr T, das einen
Innendurchmesser 2d aufweist, ohne die Wanddicke zu berücksichtigen,
und ein Rohr, das einen Innendurchmesser 2 (d + α) aufweist unter Berücksichtigung
der Durchmessertoleranz von 2α,
in die Antriebsabschnitte eingesetzt werden kann, werden die Klemmbreiten
bei dem oberen Totpunkt auf 2 (d – Δd) eingestellt. 2Δd ist das
Ausmaß des
Zusammendrückens.
Es ist anzumerken, dass der Innendurchmesserabschnitt des Rohrs
im Wesentlichen perfekt bei dem oberen Totpunkt zusammengedrückt ist.
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Die
Schnittflächen
in den entsprechenden Zuständen
in 4 sind durch die Gleichungen (6) bis (9) dargestellt. Si = π2 (6)
Zustand 1 S2 = π(d
+ α)2 (7)
Zustand 2 Si' = π(d2 – Δd2) (8)
Zustand 1' S2' = π(d + α)2 – π(α + Δd)2 (9)
Zustand 2'
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Die
Schnittflächen
der zwei Rohre, die bei dem unteren Totpunkt frei gesetzt sind,
werden durch die Gleichungen (6) und (7) erhalten. Ein Verhältnis der
Schnittflächen, wenn
die Rohre von dem freien Zustand perfekt zusammengedrückt werden,
entsprechend dem oberen Totpunkt, ist durch die Gleichung (10) gegeben. Ähnlich sind
die Schnittflächen
der zwei Rohre, die bei dem unteren Totpunkt zusammengedrückt sind, durch
die Gleichungen (8) und (9) gegeben. Wenn ein Verhältnis der
Schnittflächen,
wenn die Rohre zusammengedrückt
werden, von den Zuständen,
die durch die Gleichungen (8) und (9) erhalten werden, ist durch Gleichung
(11) gegeben.
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Aus
Gleichung (10) kann 2α/d
der Strömungsratenfehler
sein. Andererseits ist der Fehler als 2a/d (1 + Δd/d) in Gleichung (11) definiert.
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Aus
2α/d > 2α/d(1 + Δd/d) ist der Fehler in Gleichung
(11) kleiner als in Gleichung (10). Das bei dem unteren Totpunkt
zusammengedrückte
Rohr weist einen kleineren Mengenfehler auf als das bei dem oberen Totpunkt
zusammengedrückte
Rohr, um die Genauigkeit der Infusion zu verbessern.
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5 ist
ein Diagramm, das das Ausmaß des
Zusammendrückens
gegen Strömungsratenfehlerkennzeichen
mit Bezug auf den Außendurchmesser
des Rohrs zeigt, in dem Δd/d
entlang der Abszisse aufgetragen ist. 5 zeigt
einen Effekt unter Verwendung von dem Schnittflächenverhältnis der zwei Rohre als Bezug,
die eine Durchmessertoleranz 2d in einem freien Zustand bei dem
unteren Totpunkt aufweisen. Mit Bezug auf 5, falls
ein Verhältnis
des Ausmaßes
des Zusammendrückens
zu dem äußeren Durchmesser
0,4 beträgt, und
ein Fehler bei dem vollständigen
Zusammendrücken
des Rohrs als 10% gegeben ist, dann entsprechen 10% × 0,4 =
4,0%. Dies bezeichnet die Verbesserung der Genauigkeit.
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Die
Reihenfolge der Zufuhr des flüssigen
Medikaments wird mit Bezug auf die Ansicht (6) zum Erläutern des
Betriebs beschrieben, um die Phasen der Finger auf der Basis der
Grundlage des Betriebs zu erläutern.
Mit Bezug auf 6 ist die Position an äußerst linker
Stelle von jedem Finger 10 der untere Totpunkt, während die
Position von jedem Finger 10 an äußerst rechter Stelle dem oberen
Totpunkt entspricht. Die Anzahl N der Finger 10 beträgt 5, und
die fünf
Finger werden von einem Schritt A bis zu einem Schritt F angetrieben.
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In
Schritt A ist der unterste, fünfte
Finger 10/5 bei dem oberen Totpunkt lokalisiert, um das
Rohr T auf der stromabwärtigen
Seite zu schließen,
und die verbleibenden Finger sind bei dem unteren Totpunkt lokalisiert.
Die Klemmbreite des Rohrs bei dem unteren Totpunkt ist kleiner eingestellt
als der Außendurchmesser des
Rohrs. In dem in Schritt A angezeigten Zustand strömt das flüssige Medikament
von der stromaufwärtigen Seite
und füllt
das Rohr.
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In
Schritt B bewegt sich der oberste, erste Finger 10-1 zu
dem oberen Totpunkt, um das Rohr zu schließen, um die Strömung anzuhalten.
In Schritt C bewegt sich der fünfte
Finger 10-5 zu der Seite des unteren Totpunkts, um das
Rohr zu der stromabwärtigen
Seite hin zu öffnen.
In dem Prozess der Schritte D und E bewegen sich die zweiten, dritten
und vierten Finger 10-2, 10-3 und 10-4 nacheinander
zu der Seite des oberen Totpunkts, um nacheinander die Schnittfläche zu reduzieren,
und dabei das flüssige
Medikament zu der stromabwärtigen
Seite abzugeben (das heißt
eine durch einen Pfeil bezeichnete Richtung).
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Zuletzt
bewegt sich in Schritt F der fünfte
Finger 10-5 zu der Seite des oberen Totpunkts, um das Rohr zu
schließen,
und dabei die Abgabe zu vollenden. Die ersten bis vierten Finger
bewegen sich dann zu dem unteren Totpunkt, um den Betrieb von einem
Zeitraum zu vollenden. Die Positionen des oberen Totpunkts der zweiten,
dritten und vierten Finger 10-2, 10-3, und 10-4 sind
eingestellt, dass Rohr zu klemmen, um so nicht die innere Höhlung des
Rohrs vollständig
zusammenzudrücken.
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Beispiele
eines Messvergleichs der Strömungsratengenauigkeit
sind in 7 und 8 gezeigt.
Die Außendurchmesser
der Rohre sind entlang der Abszisse in 7 aufgetragen,
während
die Innendurchmesser der Rohre entlang der Abszisse in 8 aufgetragen
sind. Wie aus einem Vergleich zwischen den aufgetragenen Daten und
zwischen dem Korrelationskoeffizienten r deutlich wird, die auf
Basis der Daten in 7 und 8 berechnet
wurden, weist die Strömungsratengenauigkeit
in dem bekannten peristaltischen Schema eine strenge Genauigkeit
mit dem Innendurchmesser auf, während
die Strömungsratengenauigkeit
in dem Schema der vorliegenden Erfindung eine strenge Korrelation
mit dem Außendurchmesser
aufweist. Zu der gleichen Zeit ist die Strömungsratengenauigkeit der vorliegenden
Erfindung höher
als die des bekannten Schemas.
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Aus
Gleichung (5) ist die Schnittfläche
im Verhältnis
zum Quadrat des Bewegungsausmaßes
der Finger reduziert, um die Abgabemenge zu ändern. Aus diesem Grund, tritt
eine Schwankung in der Abgabemenge während der Bewegung auf, wenn
die Finger von dem unteren Totpunkt zu der Seite des oberen Totpunkts
mit konstanter Geschwindigkeit bewegt werden. Wenn die Nockenkurve
so eingestellt ist, dass sie dafür
sorgt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Finger von dem unteren
Totpunkt zu dem oberen Totpunkt proportional zu einem Hin- und Herbewegen
des Bewegungsausmaßes
der Finger ist, das heißt,
das Ausmaß des
Zusammendrückens
des Rohrs, kann das flüssige
Medikament ohne jegliche Schwankung zugeführt werden. Es ist anzumerken,
dass die Anzahl der Finger mit Ausnahme der obersten und untersten
Finger 10 nicht eine Mehrzahl zu sein braucht, sondern
lediglich einer zu sein braucht, der eine vorbestimmte Dicke aufweist.
In der aktuellen Pumpe, mit Bezug auf 6, weist
das Rohr T einen Außendurchmesser
von 4,45 mm und eine Wanddicke von 0,65 mm auf, die Finger 10-2 ~ 10-N-1 weisen
eine Hub (zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt)
von 1,3 mm auf, wenn sie das Rohr nicht vollständig zusammendrücken, und
einen Hub von 1,7 mm, wenn sie das Rohr T vollständig zusammendrücken.
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Ein
Verhältnis
des vollständigen
Zusammendrückens
und nicht vollständigen
Zusammendrückens
ist nämlich
auf 76% eingestellt, wenn das Verhältnis zwischen 60%-85% eingestellt
ist, wird es möglich,
eine gute Wirkung zu erreichen, wie oben beschrieben wurde.
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Wie
oben beschrieben wurde, gemäß der vorliegenden
Erfindung, kann die Strömungsratengenauigkeit
abhängig
von dem Außendurchmesser
erhalten werden, und dabei eine Infusionspumpe bereitgestellt werden,
die in der Lage ist, eine stabile Strömungsratengenauigkeit zu erhalten.
Zusätzlich
kann der Verlust der Flexibilität
(Verschlechterung) des Rohrs minimiert werden, und dabei eine Pumpe
bereitgestellt werden, die in der Lage ist, eine stabile Strömungsratengenauigkeit
zu erhalten.
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Da
viele offensichtlich weit unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung gemacht werden können,
ohne von dem Bereich derselben abzuweichen, ist es zu verstehen,
dass die Erfindung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen beschränkt ist,
mit Ausnahme, wie es in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist.
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Gemäß einem
Verfahren und einer Pumpe, um ein Pumpen bei einer Strömungsrate
mit hoher Genauigkeit durchzuführen,
in dem Fingerteilen ermöglicht
wird, einen vorbestimmten Abschnitt eines Außendurchmessers (äußere Oberfläche) eines
Rohrs geeignet zu drücken,
dessen Außendurchmessergenauigkeit
sichergestellt ist, und dabei zu bewirken, dass das Rohr eine peristaltische
Bewegung durchführt,
ist das Rohr stationär
zwischen einer Vielzahl von Fingern gehalten, die entlang der Längsrichtung
des Rohrs angeordnet sind, das einen vorbestimmten Außendurchmesser
aufweist, und die unabhängig
angetrieben werden, und einer Halteeinrichtung. Das Rohr wird von
der äußeren Oberfläche gedrückt, um
eine Flüssigkeit
durch das Einstellen eines kleinen Bewegungsausmaßes von
jedem Finger zu einem Grad, der genug ist, um den Einfluss der Wanddicke
des Rohrs auszuschließen,
und einzelnes Antreiben der Finger zugeführt.
