ES2110932T3 - Seccion de bombeo mecanica. - Google Patents

Abstract

UN SEGMENTO DE BOMBEO A MOTOR (10) PARA FACILITAR EL BOMBEO PERISTALTICO EFICIENTE Y ADECUADO DE UN FLUIDO PROPORCIONA UNA REGULACION DEL FLUJO DE UN FLUIDO Y PROPORCIONA UNA INTERFAZ EFECTIVA PARA SENTIR LA PRESION EN LINEA DEL FLUIDO EN UN SISTEMA DE BOMBEO PERISTALTICO. EL SEGMENTO DE BOMBEO A MOTOR INCLUYE UNA MEMBRANA ELASTOMERICA INTERPUESTA ENTRE UNA BASE RIGIDA (14) Y UNA CUBIERTA RIGIDA (16), Y UNA CORREDERA (18) ADAPTADA PARA MONTARSE DESLIZABLEMENTE SOBRE LA BASE Y LA CUBIERTA. LA MEMBRANA Y LA BASE DEFINEN UN CANAL PARA EL FLUJO DEL FLUIDO, Y LA MEMBRANA, LA BASE Y LA CUBIERTA COOPERAN PARA FACILITAR EL MOVIMIENTO PERISTALTICO DEL FLUIDOL A TRAVES DEL SEGMENTO DE BOMBEO A MOTOR Y PARA PROPORCIONAR UNA INTERFAZ SENSIBLE A LA PRESION, Y, EN COMBINACION CON LA CORREDERA, COOPERAR PARA REGULAR EL FLUJO DEL FLUIDO.

Description

Sección de bombeo mecánica.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere en general a sistemas de bombeo peristálticos y, más en particular a un sistema de bombeo, incorporado a un sistema de bombeo peristáltico, que proporcione un bombeo peristáltico de fluidos eficiente y preciso, y que proporcione la regulación del flujo de fluido y un interfaz eficaz para medir la presión del
fluido.

En aplicaciones tradicionales, médicas e industriales, las bombas peristálticas llevan a cabo el bombeo de fluidos ocluyendo, de forma secuencial, un tubo generalmente redondo que contiene un fluido, lo que tiene por resultado el avance de fluido a través del tubo. Es general el caso de que el tubo deviene completamente ocluido, donde paredes opuestas del tubo son puestas en contacto, cerrando de ese modo la compuerta del tubo e impidiendo el flujo de retorno. Puesto que los tubos redondos necesitan un grado significativo de deformación para conseguir el sellado del tubo, puede alcanzarse altos niveles de tensión en las paredes de la tubería.

Debido a estos altos niveles de tensión, las dimensiones físicas de la tubería pueden cambiar en el tiempo y, como resultado, el flujo de fluido y la presión de fluido pueden verse afectadas, produciendo desviaciones respecto de las condiciones esperadas. Para tratar este problema, algunos sistemas incorporan una sección de tubería que comprende materiales de alta resistencia y elasticidad. Tal tubería, sin embargo, es generalmente costosa comparada con la tubería convencional. Además, mediante emplear simplemente una sección redonda de las tuberías, con mayores resistencia y elasticidad, no se toma en cuenta del todo los problemas asociados con la fuerza y tensión necesarias para comprimir un tubo redondo.

En otras aplicaciones, los sistemas de bombeo usan una cámara de fluido separada, contenida en una sección de bombeo que conecta con la tubería convencional, y que funciona como una estructura para facilitar el bombeo. La configuración típica de estos sistemas de bombeo, consiste en un pistón en cooperación con la cámara para bombear fluido. Estas cámaras tratan los problemas asociados con los niveles de fuerza y tensión, en sistemas de tuberías redondas convencionales pero, no obstante, también son de producción relativamente costosa. Además, los sistemas que incorporan tales cámaras están limitados, puesto que sus diseños son algo más complejos y son de fabricación más difícil y costosa.

En un sistema de bombeo peristáltico, es deseable controlar o vigilar la presión en línea del fluido. Los sistemas de bombeo peristáltico convencionales, utilizan típicamente dispositivos separados para conseguir esto, en los que un dispositivo proporciona el bombeo peristáltico y otro dispositivo proporciona la medida de la presión en línea. Tales sistemas convencionales toman, típicamente, medidas de la presión directamente desde la tubería. Sin embargo, allá donde un sistema de bombeo peristáltico toma medidas de presión directamente de la tubería, las dimensiones de las tuberías y las propiedades elásticas deben ser controladas rigurosamente y con precisión, para asegurar medidas precisas.

Además, para tomar medidas precisas, es importante que el sistema de bombeo peristáltico utilice una estructura que asegure in interfaz efectivo, entre la presión del fluido y el elemento de medida de presión. Los sistemas convencionales que toman medidas de la presión del fluido directamente desde la tubería, son limitados puesto que, a menudo, carecen de un interfaz óptimo entre las tuberías y el sensor. Por lo general, una presión negativa significativa que se pueda acumular en la tubería, puede hacer que la estructura de interrelación de los sistemas convencionales se separe del sensor, impidiendo de ese modo la transferencia de la presión del fluido al sensor.

En los sistemas de bombeo peristáltico, también puede ser deseable proporcionar un dispositivo de control de flujo, activado de forma automática, que funcione en el conducto de fluido, pero que también permita operaciones manuales. Los sistemas convencionales generalmente incorporan la capacidad de regulación del flujo de fluido, en un dispositivo separado, respecto de los que funcionan para facilitar el bombeo peristáltico de fluidos, y aquellos que funcionan para proporcionar la medida de la presión en línea del fluido. Tales reguladores de flujo de fluido convencionales proporcionados hasta la fecha, han utilizado diversas disposiciones de abrazadera, palanca, o rodillo, para plegar parcialmente o completamente una tubería redonda flexible, en un punto situado corriente arriba, respecto del mecanismo de bombeo. Un dispositivo de control de flujo convencional, incluye un rodillo acanalado, que tiene extremos que viajan dentro de surcos espaciados por separado, moldeados lateralmente en paredes laterales verticales de un alojamiento, a través del cual pasa una tubería redonda flexible del sistema de bombeo. El alojamiento incluye también una pared opuesta, que está inclinada en un ángulo respecto del recorrido del rodillo, y el alojamiento recibe a la tubería redonda entre el recorrido del rodillo y la pared opuesta. Variando la posición del rodillo a lo largo de los surcos, el grado de cierre de la tubería y por lo tanto la velocidad del flujo del fluido a través del sistema, pueden ser controlados.

Los dispositivos de control de flujo de este tipo, sin embargo, están limitados por cuanto que la tubería flexible sobre la que actúan puede ser aplastada, o de otro modo deformada en sus dimensiones, como resultado de la fuerza de compresión ejercida por una abrazadera, palanca, o rodillo, durante un periodo de tiempo. Esta deformación o deslizamiento, puede progresar con el tiempo, con el resultado de que la velocidad de flujo en el sistema cambia respecto de la velocidad esperada, y por lo tanto el sistema necesita que el usuario reajuste periódicamente el dispositivo de control de flujo, para conseguir las velocidades de flujo deseadas.

Otros dispositivos de control de fluido constan de un circuito redondo flexible, que conecta con, y reemplaza, una sección de la tubería convencional, e incluye una pieza de inserción cilíndrica, dispuesta dentro del conducto. La inserción cilíndrica define un canal para el flujo de fluido, una parte del cual tiene un área en sección transversal que se incrementa progresivamente a lo largo de su eje. Un manguito exterior ajusta sobre el conducto cilíndrico flexible, y constituye un rodillo que se desliza dentro de un carril, moldeado en el manguito exterior. Posicionando el rodillo a lo largo del conducto cilíndrico flexible, partes del conducto flexible son forzadas al canal definido por el inserto cilíndrico, controlando de ese modo el flujo de fluido. Este dispositivo está, sin embargo, limitado puesto que el área de sección transversal del conducto cilíndrico puede cambiar con el tiempo, y por lo tanto necesitar que el usuario haga ajustes para conseguir la velocidades de flujo deseadas. Además, el dispositivo está limitado puesto que constituye un diseño relativamente complejo, que tiene una serie de partes que interactúan y se mueven, que necesitan fabricación de alta precisión, con un gasto asociado incrementado.

La publicación US 493 706 revela un casete, para su uso con una bomba peristáltica lineal. El casete puede asegurarse, de forma desmontable, a una bomba peristáltica, y está configurado para mantener una longitud de la tubería flexible contra los dedos de bombeo de la bomba peristáltica. El casete de bombeo tiene una estructura sustancialmente rígida, que define una entrada de fluido y una salida de fluido, estando la entrada de fluido y la salida de fluido conectadas por la longitud de la tubería flexible. El casete de bombeo de la publicación US 4 493 706 no se proporciona de forma integrada, ya sea con una estructura de regulación de fluido o con una estructura de interrelación del sensor de temperatura.

La publicación EP 0 293 592 A2 revela un casete de bombeo para un uso con una bomba provista con un émbolo oscilante. El casete de bombeo de la publicación EP 0 293 592 A2, está provisto con una estructura de interfaz de sensor de presión, de la forma de un orificio de sensor de presión que permite, a una extensión tipo varilla de un sensor de presión, contactar con una sección de detección de presión de una membrana. Sin embargo, está disposición no incluye una estructura integral de regulación del fluido.

Por consiguiente, sigue existiendo la necesidad de un dispositivo individual que proporcione un bombeo peristáltico eficiente y preciso, de fluidos durante largos periodos de tiempo, que proporcione un interfaz efectivo para medir la presión del fluido bajo condiciones variables de presión en línea, incluido presión negativa, y que proporcione la regulación del flujo de fluido mientras que minimice los errores del sistema. La presente invención satisface tales necesidades.

Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención, se proporciona una sección de conducción de fluido, para su uso con una bomba de fluido, que actúa en la sección para controlar el flujo de fluido hacia un lugar de salida; comprendiendo, la sección, un cuerpo rígido que tiene una abertura de entrada y una abertura de salida estando, las mencionadas aberturas de entrada y salida, dispuestas en el mencionado cuerpo rígido de forma que se oponen entre sí; caracterizado porque:

el cuerpo rígido incluye una base, una cubierta, y una membrana, estando la membrana dispuesta entre la base y la cubierta, definiendo la base y la membrana un recorrido para el flujo de fluido;

una estructura de regulación del fluido dispuesta en el mencionado cuerpo rígido, estructura de regulación de fluido que comprende la membrana, la base, y un carro deslizable que acopla la membrana, para controlar el flujo a través de la sección de conducción de fluido, y está configurado para deslizar a lo largo de la sección de conducción de fluido, con un movimiento paralelo a un eje longitudinal de la sección de conducción de fluido; y

una estructura de interrelación con el sensor de presión, que comprende una superficie de la membrana, y dispuesta para transferir información de presión relacionada con el flujo de fluido, a través de la sección, a un sensor.

Preferentemente, la mencionada estructura de regulación comprende topes con chasquido.

De forma conveniente, la mencionada base incluye una pestaña, teniendo la mencionada pestaña moldeadas muescas rectangulares.

De modo ventajoso, el mencionado carro deslizable incluye orejas para contener al mencionado carro deslizable dentro de la bomba de fluido.

Preferentemente, la mencionada membrana está hecha de un material elastomérico elástico, y tiene una proyección en la pared lateral sustancialmente perpendicular alrededor del perímetro de aquella, estando configurada la mencionada pared lateral para constituir un precinto auto-activador con la mencionada base y la mencionada cubierta.

De forma conveniente, un extremo próximo de la sección tiene una forma, distinta respecto de un extremo distante de la sección, para controlar a la sección en una posición adecuada.

De forma ventajosa, las mencionadas abertura de entrada y abertura de salida están alineadas de forma axial.

Preferentemente, el mencionado carro deslizable incluye un dispositivo de engranaje por dedos, para el control manual de la posición del mencionado carro deslizable.

De forma conveniente, el mencionado carro deslizable incluye una proyección, donde la mencionada proyección funciona para engranar con la mencionada membrana, y para controlar el recorrido del fluido definido por la mencionada membrana y la mencionada base.

De forma ventajosa, la mencionada membrana incluye una concavidad, para recibir la mencionada proyección cuando el mencionado carro deslizable está situado en una posición de flujo máximo.

Preferentemente, el mencionado carro deslizable está configurado para viajar longitudinalmente a lo largo de la mencionada la sección.

Otros aspectos y ventajas de la invención, se harán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, tomada en conjunto con los dibujos anexos, que ilustran a modo de ejemplo los principios de la invención.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en perspectiva de la realización preferida de la presente invención, que ilustra un lado superior de una sección de bombeo mecánica;

la figura 2 es una vista detallada de la sección de bombeo mecánica de la figura 1, mostrando la base, la membrana, la cubierta, y el carro deslizable, desde una vista en perspectiva del lado inferior;

la figura 3 es una vista parcialmente ensamblada de la sección de bombeo mecánica mostrada en la figura 1, mostrando el lado inferior y mostrando el carro deslizable distante a la sección;

la figura 4 es una vista detallada de la sección de bombeo mecánica de la figura 1, desde una vista en perspectiva del lado superior y sin el carro deslizable;

la figura 5 es una vista en sección transversal aumentada, tomada a lo largo de las líneas 5-5 de la figura 1;

la figura 6 es una vista fragmentaria aumentada, de la parte de regulación de fluido de la base de la sección de bombeo mecánica aumentada de la figura 2;

la figura 7 es una vista incompleta, en sección transversal, del área de regulación de flujo de la sección, mostrando el carro deslizable con una bola en una posición cercana;

la figura 8 es una vista en elevación lateral, de la sección de bombeo mecánica de la figura 1, mostrada en una sección transversal parcial;

la figura 9 es una vista incompleta aumentada, de la vista en sección transversal de la figura 7;

la figura 10 es una vista parcial en sección transversal, de la parte de expulsión de aire de la sección de bombeo;

la figura 11 es una vista superior, del aparato de expulsión de aire de la figura 10;

la figura 12 es una vista en perspectiva, de la sección de bombeo mecánica de la figura 1, que se muestra estando colocada en un sistema de infusión;

la figura 13 es una vista incompleta aumentada de la figura 12, que muestra la sección de bombeo mecánica y la parte correspondiente del sistema de infusión;

la figura 14 es una vista en sección transversal aumentada, tomada a lo largo de la línea 14-14 de la figura 1;

la figura 15 es la vista en sección transversal de la figura 14, que muestra la sección de bombeo mecánica acoplado a un sensor de presión;

la figura 16 es una representación esquemática en sección transversal, de la parte de presión de la sección de bombeo mecánica de las figuras 14 y 15, que muestra presiones aplicadas a este; y

la figura 17 es una vista lateral, de un dedo peristáltico de mecanismo de bombeo, utilizable con la membrana y la ranura mostradas en la figura 5.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Como se muestra en los dibujos, que se proporcionan por interés ilustrativo y no con carácter limitador, la invención está realizada en una sección de bombeo mecánica que, en un dispositivo individual, proporciona un bombeo eficaz y preciso de fluidos en un sistema de bombeo, regula el flujo de fluido, y proporciona un interfaz efectivo para medir la presión del fluido.

En referencia ahora a los dibujos, y más en concreto a la figura 1, se muestra una sección de bombeo mecánica 10. En general, la sección de bombeo mecánica 10 es un dispositivo que se monta, de forma liberable, a un sistema de bombeo (mostrado en la figura 10), que funciona para controlar la transferencia de fluido desde un depósito a un lugar de salida. El sistema de bombeo entrega fluido, desde el depósito a un extremo próximo 15 de la sección de bombeo 10, mediante una tubería convencional. El fluido pasa a través de la sección de bombeo 10, y sale por un extremo distante 17 de la sección de bombeo 10. Unida al extremo distante 17 hay una tubería convencional adicional, del sistema de bombeo, que transporta el fluido lejos de la sección de bombeo 10 y hacia el lugar de entrega.

La sección de bombeo mecánica 10 incluye tres componentes básicos. Como se puede apreciar mejor en la figura 5, que es una vista en sección transversal, la realización preferida de la sección de bombeo mecánica 10 incluye una membrana elastomérica 12 que está intercalada entre una base 14 y una cubierta 16. Cuando está montada, la cubierta 16 está bien nivelada con, o por debajo de, la altura de la base 14. Como se muestra en la figura 5, la cubierta está nivelada con la pestaña de la base. En general, el recorrido que toma el fluido a través la sección de bombeo 10 está definido por la membrana 12 y la base 14. La cubierta 16 funciona, en general, para contener de forma estanca la membrana 12 contra la base 14, así como contra si misma. Las configuraciones de la membrana 12, la base 14 y la cubierta 16 se describirán a continuación con más detalle.

La sección de bombeo 10 lleva a cabo tres funciones distintas. Cerca del extremo próximo 15 de la sección de bombeo 10, hay funcionando una estructura para regular las velocidades del flujo a través de la sección de bombeo 10. En una sección intermedia 13 de la sección de bombeo 10, hay una estructura adaptada para cooperar con el sistema de bombeo para bombear de forma peristáltica fluidos a través de la sección de bombeo 10. Cerca de su extremo distante 17, la sección de bombeo 10 tiene una estructura adaptada para cooperar con el sistema de bombeo para medir la presión del fluido que pasa a través de la sección de bombeo 10.

La regulación del flujo de fluido se consigue generalmente en el sistema de bombeo 10, a través de la cooperación del uso de un carro deslizable 18. La configuración del carro deslizable 18 se describirá detalladamente a continuación. Cerca del extremo próximo 15 de la sección de bombeo 10, la cubierta 16 proporciona acceso a la membrana elastomérica 12. Mediante el acceso proporcionado por la cubierta 16, el carro deslizable 18 funciona para apretar la membrana 12 contra el recorrido de flujo de fluido, mediante lo que se altera el área de sección transversal a través de la cual puede fluir el fluido. Cuando el carro deslizable 18 viaja a través de la base 14, deprime la membrana 12, de forma estanca, contra la base 14 ocluyendo así el flujo, excepto en la ranura de sección transversal variable 60. Alterando el recorrido del flujo del fluido, y haciéndolo en diversos grados, el carro deslizable 18 regula el flujo de fluidos a través de la sección de bombeo 10.

Volviendo ahora al bombeo peristáltico de fluidos a través de la sección de bombeo 10, el bombeo peristáltico se proporciona primariamente a través de la cooperación, de la membrana 12 y la base 14 de la sección de bombeo 10. En la sección intermedia 13 de la sección de bombeo 10, la cubierta 16 proporciona mayor acceso a la membrana 12, a través de la cual funciona un mecanismo de bombeo peristáltico (no mostrado) del sistema de bombeo. En general, el mecanismo de bombeo peristáltico funciona para apretar alternativamente, de forma secuencial, partes adyacentes de la membrana 12 contra el recorrido del flujo de fluidos contra la ranura en la base 14 para, de ese modo, hacer avanzar fluido a través de la sección de bombeo 10.

La medida de presión, de los fluidos que fluyen a través de la sección de bombeo 10, se proporciona principalmente a través de la cooperación, de la membrana 12 y la cubierta 16 de la sección de bombeo 10. Cerca del extremo distante 17 de la sección de bombeo 10, la cubierta 16 proporciona de nuevo acceso a la membrana 12. En esta área, la membrana 12 está formada en un cilindro cerrado, generalmente hueco y flexible, que tiene una corona, parte de la cual incluye una sección con forma de bóveda. Por conveniencia en la descripción, el recipiente 36 es aludido como el recipiente a presión con forma de bóveda 36. El recipiente actúa como un diafragma de presión, para transferir información de la presión, relacionada con el flujo de fluidos a través de la sección de bombeo 10.

Ahora que se ha identificado las funciones y componentes básicos de la sección de bombeo mecánica 10, se dará una descripción más detallada de las estructura de la sección de bombeo 10. La configuración global de la sección de bombeo 10 se describe primero, seguida de descripciones básicas de las configuraciones globales de los componentes de la sección de bombeo 10. A continuación, se trata de los detalles de los componentes y sus funciones individualmente, así como su cooperación con la estructura asociada del sistema de bombeo al que la sección de bombeo 10 está montada de forma liberable.

En la realización preferida, tal como se muestra en la figura 1, la sección de bombeo mecánica 10 es de perfil alargado, con ejes lateral y longitudinal 111, 113. La longitud de la sección de bombeo alargado 10, es mayor que su anchura tanto como su altura, y la anchura de la sección de bombeo 10 es mayor que su altura.

La longitud global de la sección de bombeo 10 mostrada se seleccionó, de acuerdo con estudios antropométricos, como aproximadamente igual al promedio (percentil cincuenta) de la anchura de la mano de una mujer adulta, de forma que la sección 10 pueda ser presionada con algunos dedos hacia la palma, y el pulgar puede manipular el carro deslizable 18. Así, el uso con una sola mano de la sección de bombeo 10 se facilita enormemente.

La configuración externa global de la sección de bombeo 10, cuando se ve de forma que toda su anchura está a la vista, se aproxima en general a un óvalo alargado con uno de sus extremos truncado. El extremo próximo 15 de la sección de bombeo 10, incluye la parte truncada del óvalo alargado, y el extremo distante 17 incluye el extremo redondeado del óvalo alargado.

Extendiéndose desde el extremo próximo 15 y paralelo al eje longitudinal 111 alargado de la sección de bombeo 10, hay un adaptador cilíndrico de la tubería 44, que está adaptado para sujetar una tubería convencional del sistema de bombeo, y que define una entrada para el conducto de fluido en la sección de bombeo 10. De forma similar, extendiéndose desde el extremo distante 17 y paralelo al eje longitudinal 111 de la sección de bombeo 10, hay otro adaptador cilíndrico de la tubería 45, que también está adaptado para sujetar una tubería convencional de un sistema de bombeo, y que define una abertura de salida para el fluido que pasa a través de la sección de bombeo 10.

A continuación se describe las configuraciones globales de la base 14, la cubierta 16, la membrana 12 y el carro deslizable 18. En referencia ahora a la figura 2, que es una vista detallada de la sección de bombeo 10, el base 14 define en general la configuración global, en forma de óvalo truncado, de la sección de bombeo 10, tal como se ha descrito más arriba, e incluye los adaptadores cilíndricos de la tubería 44, 45. La base 14 está formada de una porción inferior 34 y una pared lateral 19 que se extiende sustancialmente alrededor de un perímetro 63 de la parte inferior 34. La pared lateral 19 y la parte inferior 34, definen una región interior 42 de la base 14. Una ranura 21, moldeada en la parte inferior 34 de la base 14 y paralela al eje longitudinal 111 de la sección de bombeo 10, define una parte inferior de un canal 22 (véase la figura 5) para el flujo de fluidos. Tal como se tratará con más detalle después, el canal 22 comunica con los adaptadores de la tubería 44, 45.

En referencia ahora a la figura 4, que es una vista detallada invertida de la sección de bombeo 10 sin el carro deslizable 18, se describe la configuración global de la cubierta 16. La cubierta 16 tiene una configuración con forma de óvalo truncado que, en general, ajusta (en relación con la base 14) con una parte superior, generalmente plana, 47 y una pared lateral 49 que se extiende desde aquella, de un modo sustancialmente perpendicular, básicamente alrededor de un perímetro 65 de esta, para definir una región interior 52 dentro de la cubierta 16. En el extremo próximo 50 de la cubierta 16, en lugar de seguir el perímetro de perfil ovalado truncado 65 de la cubierta 16, la pared lateral 49 forma un perfil semicircular, que emula un perfil semicircular 49 que se extiende desde un extremo distante 51 de la cubierta 16. Así, la pared lateral 49 tiene una configuración alargada con forma de óvalo que no está truncado.

La configuración global de la cubierta 16 es ligeramente menor que la de la base 14, y está adaptada de forma que el perímetro 65 y la pared lateral 49 de la cubierta 16, ajustan cómodamente dentro de la pared lateral 19 de la base 14, cuando la cubierta 16 se sitúa dentro de la base 14, con la región interior 52 de la cubierta 16 mirando a la región interior 42 de la base 14. Además, la pared lateral 49 de la cubierta 16 está adaptada para ajustar alrededor de un perímetro 28 de la membrana 12.

La configuración global de la membrana 12 se describe en la figura 2. El perímetro 28 de la membrana 12, tiene una configuración global básicamente alargada y con forma de óvalo, que está adaptada para asentarse de forma estanca dentro de la región interior 42 de la base 14, y la región interior 52 de la cubierta. La membrana con perfil ovalado 12, incluye un extremo terminal próximo redondeado 24, un extremo terminal distante redondeado 25, y una región central plana 23. Se incluye una concavidad 33 adyacente al extremo próximo 24. En la realización mostrada, es de perfil global ovalado y la membrana es más delgada, aunque la parte de debajo de la membrana sigue siendo plana. La bola 20 del carro deslizable, tal como se ha discutido más arriba con detalle, ajusta en la concavidad 33 en la posición de flujo máximo. La cantidad reducida de material de la membrana en esta posición, reduce las posibilidades de que la bola apriete la membrana en la ranura y reduzca así el caudal de flujo. Los otros detalles de esta configuración, incluido aquellos relativos al recipiente a presión con forma de bóveda hueco y flexible 36, se describirán con mayor detalle más abajo.

Como puede verse la membrana es flexible, y un cambio en la altura de la cabeza puede hacer que se mueva alejándose de, o acercándose al, conducto 22, lo que tiene como resultado un cambio en el volumen de llenado del conducto. La distancia a través de la membrana, la anchura, y la profundidad de la ranura, se han seleccionado de forma que solo se produciría un cambio del cuatro por ciento del volumen de la sección de bombeo, si el depósito de fluido se moviera teniendo como resultado un cambio de presión de 30 pulgadas de agua. En una realización, esto tuvo por resultado un cambio de 2,4 \mul.

Además, en la realización preferida, la sección de bombeo mecánica 10 incluye el carro deslizable 18. El carro deslizable 18 está adaptado para ajustar alrededor, y viajar a lo largo, de una parte de la sección de bombeo 10 cerca de su extremo próximo 15. El movimiento del carro deslizable 18, a lo largo de la sección de bombeo 10, es paralelo al eje longitudinal 111.

Como se muestra en la figura 2, la configuración global de una realización del carro deslizable 18 se aproxima, en general, a un manguito rectangular hueco y, puesto que ajusta alrededor de la sección de bombeo 10, el carro deslizable 18 también tiene una anchura mayor que su altura. Además, la longitud del carro deslizable 18 es menor que su anchura, y es similar en magnitud a su altura. El carro deslizable 18 está adaptado para recibir una bola 20.

Se discute a continuación detalles adicionales de componentes individuales de la sección de bombeo 10. La membrana 12 puede ser fabricada mediante moldeo por inyección de líquido, o mediante otros métodos, y puede comprender un material elastomérico, tal como silicona GE 6030 fabricada por General Electric, que tiene la suficiente resistencia y elasticidad como para llevar a cabo repetidamente las funciones deseadas, de forma eficiente y con precisión durante un periodo de tiempo relativamente largo. En referencia a la figura 2, se ve menor la superficie superior 26 de la membrana 12. La superficie superior 26 incluye una región central plana 23. Extendiendo todo el perímetro 28 de la superficie superior 26, y proyectando desde la región central plana 23 de la membrana 12, hay una pared lateral superior 29. La pared lateral 29 está configurada de modo que constituye una primera relación de sellado con la cubierta 16. Localizada cerca del extremo terminal distante 25 de la membrana 12, y proyectándose desde su región plan central 23, está el recipiente a presión con forma de óvalo, flexible, 36 que funciona como un diagrama de presión. El recipiente a presión con forma ovalada 36, tiene una pared lateral cilíndrica 126, y se extiende una distancia predeterminada desde la superficie superior 26 de la membrana 12, para crear así un interfaz que puede cargarse previamente contra, y en contacto directo con, un sensor de presión (mostrado en la figura 12 y discutido con más detalle abajo).

En referencia ahora a la figura 4, se muestra una superficie inferior 27 de la membrana 12. La superficie inferior 27 incluye también una región central plana 23. Extendiendo todo el perímetro 28 de la membrana 12, y proyectándose desde la región central plana 23 de la superficie inferior 27, hay una pared lateral inferior 30. La pared lateral inferior 30 está configurada de forma que crea una segunda relación de sellado con la base 14. Moldeados en los extremos terminales 24, 25 de la membrana 12, y en la pared lateral inferior 30, hay arcos de entrada 32 que acoplan con la estructura asociada de la base 14, definiendo la entrada y la salida del canal 22 para flujo de fluidos. La superficie inferior 27 de la membrana 12 incluye también una cavidad 37, que forma el lado inferior del recipiente hueco y flexible con forma de bóveda 36.

Volviendo de nuevo a la figura 2, se describe detalles adicionales de la base 14. El interior 42 de la base 14 incluye una estructura que está configurada para recibir, y casar con, la pared lateral 49 de la cubierta 16 y la pared lateral inferior 30 de la membrana 12. Por consiguiente, moldeada en el interior 42 de la base 14, hay una escotadura de membrana ovalada 46, adaptada para recibir, y sellar con, la pared lateral ovalada inferior 30 de la membrana 12. Además, una escotadura de cubierta ovalada 48, adaptada para recibir la pared lateral ovalada 49 de la cubierta 16, está moldeada en el interior 42 de la base 14. Las escotaduras de membrana y cubierta 46, 48 constituyen, por lo tanto, artesas concéntricas tipo óvalo en la base 14, con la escotadura de membrana 46 residiendo hacia dentro respecto de la escotadura de cubierta 48.

Moldeadas cerca de cada extremo 40, 41 de la base 14, y en cada extremo de la escotadura de cubierta ovalada 48, hay proyecciones redondeadas alargadas 31, situadas en paralelo con un eje longitudinal 115 de la base 14. Cada una de las proyecciones redondeadas 31, tiene un ánima interna 67 (solo el ánima en la proyección redondeada próxima 31 puede verse en los dibujos) y están, cada una, en comunicación fluida con un adaptador asociado de la tubería 44, 45, para proporcionar de ese modo entradas y salidas al interior 42 de la base 14. Además, cerca de extremo distante 41 de la base 14 y en la ranura 21, el interior 42 de la base 14 tiene moldeado en su interior un saliente que se extiende hacia arriba, que actúa como un eyector de burbuja 64.

El adaptador de salida 45 tiene una longitud seleccionada, que tiene por resultado menos curvatura de la línea de fluido adjunta, cerca de la sección de bombeo 10. Como se muestra en la figura 12, la sección de bombeo 10 está siendo instalada en una bomba 300. El adaptador de salida 45 tiene una tubería flexible en línea de fluido 334, que está dirigido hacia un sistema detector de aire-en-la-línea 336, y se entiende que es capturado por el sistema de aire-en-la-línea cuando rota a su posición. Debido a que el adaptador de salida 45 es relativamente rígido, la tubería del fluido 334 no inicia ningún bucle, que pudiera adquirir del embalaje, hasta algún punto corriente abajo desde su punto de conexión con el adaptador de salida 45. La longitud del adaptador de salida se selecciona para mover este punto de bucle, tan lejos corriente abajo como sea posible, de forma que sea menos probable que la tubería se curve severamente antes del sensor de aire-en-la-línea.

En referencia a las figuras 2 y 6, cerca de un extremo próximo 40 de la base 14, la ranura 21 tiene una sección elevada que funciona como una región de control de fluido 59. Moldeada en la región de control de fluido 59, y extendiéndose en paralelo al eje longitudinal 115 de la base 14 hay otra ranura 60, que tiene una profundidad y/o anchura variables (tamaño de sección transversal variable), y un área de sección transversal que varía desde cero 310, hasta alguna profundidad deseada 312 adecuada para permitir una velocidad de flujo deseada máxima.

La base 14 también incluye una pestaña 62, que se extiende en dirección sustancialmente perpendicular, desde la parte superior de la pared lateral 19 de la base 14, y a lo lejos respecto del interior 42 de la base 14. La pestaña 62 está moldeada alrededor del extremo distante 41 y en ambos lados de la sección media de la base 14, y termina en localizaciones longitudinales paralelas en ambos lados de la base 14, distante de la posición longitudinal de la región de control de fluido 59. Además, hay muescas rectangulares 63 cortadas en la pestaña 62, en localizaciones longitudinales paralelas a lo largo de la base 14, cerca del extremo distante 41 de la base 14.

Como se muestra en la figura 4, moldeados en un exterior 117 de la base 14, hay dos topes con chasquido 80, que son dos proyecciones de bajo perfil que se extienden hacia arriba. Los topes con chasquido están espaciados lateralmente por separado, en la misma posición longitudinal a lo largo de la base 14, y están localizados cerca de donde termina la pestaña 62. Proyecciones de tope con chasquido correspondientes, que se extienden hacia arriba 314, están también localizadas en el carro deslizable (figura 2). La interacción de estos topes con chasquido 80 y 314, proporciona una indicación sensorial afirmativa, para un operador del carro deslizable 18, de que se ha alcanzado una posición predeterminada, en este caso, la posición de detención del flujo. También se genera un sonido audible.

En referencia aún a la figura 4, los detalles de la cubierta 16 son descritos a continuación. La cubierta 16 es alargada, y posee extremos próximo y distante 50, 51, y un interior generalmente cóncavo 52 y un exterior generalmente convexo 53. Moldeadas en la pared lateral 49, en cada extremo terminal 50, 51 de la cubierta 16, hay escotaduras de cubierta 54 que se aproximan a semicírculos, y que están adaptadas para recibir las proyecciones redondeadas alargadas 31 de la base 14. En el interior 52 de la cubierta 16 hay una indentación de membrana con forma ovalada 55, configurada para recibir y casar con la pared lateral superior, con la forma generalmente ovalada 29 de la membrana 12.

En la realización preferida, la cubierta 16 también tiene aberturas que, cuando la sección de bombeo 10 está en su forma ensamblada, proporcionan acceso a diversas partes de la membrana 12. Una abertura circular 56 está moldeada cerca del extremo terminal distante 51, y sustancialmente en el centro de la anchura de la cubierta 16. Rodeando la abertura 56 hay una proyección 152, que ayuda a centrar la membrana durante el montaje de la sección de bombeo 10. La proyección 152 procede completamente alrededor de la abertura 56, e interactúa con la parte del recipiente a presión 36 de la membrana, para centrarla en la abertura 56 durante el montaje de la sección 10. Sin la proyección, el recipiente puede tender a moverse longitudinalmente durante la fabricación, y a ubicarse de forma descentrada durante el montaje.

Moldeada en una parte intermedia de la cubierta, y también sustancialmente centrada en su anchura, hay una abertura alargada 57. Finalmente, una abertura alargada de control de fluido 58 está centrada en la cubierta 16, cerca del extremo terminal próximo 50 de la cubierta 16.

En referencia ahora a la figura 2 hay un canal 338, moldeado entre la sección de bombeo 340 de la base y la sección del recipiente a presión 36. Este canal 338 tiene dimensiones seleccionadas para reducir las transmisiones de ruido de bombeo, desde la sección de bombeo 340 a la sección de medida de presión 36. En la realización mostrada, la longitud del canal 338 se ha seleccionado para ser tres veces su anchura. Se ha encontrado que estas dimensiones disminuyeron la cantidad de ruido de bombeo que alcanzan a un sensor acoplado al recipiente a presión 36.

La base y la cubierta se hicieron, en una realización, de polímero acrílico tal como acrílico cyro XT250 de Industrias Cyro, 100 Valley Road, Mt. Arlington, NJ.

A continuación, en referencia a la figura 2, se describe detalles adicionales del carro deslizable 18. Como se ha mencionado anteriormente, en la realización preferida el carro deslizable 18 está adaptado para recibir una bola 20. En una realización, la bola estaba formada de acero inoxidable, y el carro deslizable fue moldeado de un polímero de acetal tal como BASF W2320, de BASF, 100 Cherry Hill Road, Parsippany, NJ. El carro deslizable 18 es una estructura generalmente hueca, que tiene una sección transversal generalmente rectangular, y una longitud suficiente para facilitar su manejo a mano. El carro deslizable 18 tiene un primer lado largo 68 y un segundo lado largo 69, y un par de lados cortos 61 que completan la forma generalmente rectangular de la sección transversal. El exterior del carro deslizable es suave, sin bordes afilados, de forma que es menos probable que se enganche en cualquier cosa de su entorno de uso (tal como la ropa del operario), y se mueva de forma inadvertida.

Moldeada básicamente en el centro del primer lado largo 68, hay una ranura 74. La configuración de la ranura 74 reproduce una vista de la palma de una mano derecha sin dedos, pero incluyendo un pulgar apuntando hacia uno de los lados cortos 61, e incluyendo una parte de lo que puede describirse como una extensión de la muñeca de aquella. Moldeada básicamente en el centro del primer lado largo 68 y dentro de la ranura 74, hay una cavidad 71 que está adaptada para recibir y retener la bola 20. El diámetro de la cavidad 71 es menor que el diámetro de la bola 20; de ese modo, una vez que la bola ha sido pasada a través de la cavidad 71, la cavidad retiene la bola entre esta y la membrana. Además, moldeadas en los lados cortos 61 del carro deslizable 18, y extendiendo la longitud del carro deslizable 18 y básicamente de forma perpendicular a este, hay proyecciones redondeadas de perfil bajo, u orejas 82.

Tal como se ve mejor en la figura 3, la parte central del segundo lado largo 69 incluye una proyección en rampa 79 que se extiende desde este, a un ángulo por la longitud del carro deslizable 18. La proyección en rampa 79 tiene un perfil cóncavo, bien adaptado para recibir el pulgar de un operario. Moldeadas en la proyección en forma de rampa de perfil cóncavo 79, hay una pluralidad de estrías paralelas 72, que se extienden lateralmente a través de la proyección en rampa 79, cuya función es ayudar al operario a agarrar el carro deslizable 18.

Como se ve en las figuras 1, 2, 3, 7 y 13, el carro deslizable incluye una muesca de liberación de tensión 316, que tiende a inhibir a la cavidad 71 y al carro deslizable 18, de romperse durante el montaje de la bola 20 a través de la cavidad. En una característica adicional mostrada en la figura 7, la cavidad 71 incluye un agujero escariado 318 en su superficie superior. El agujero escariado facilita el montaje de la bola a través de la cavidad, puesto que la bola debe pasar a través de menos material ahora para alcanzar su destino final. El material restante del carro deslizable, entre la bola y el agujero escariado, es suficiente para soportar las presiones que puede experimentarse durante el manejo.

Ahora que los detalles de los componentes individuales de la sección de bombeo 10 han sido descritos, nos ocuparemos de su interacción y montaje. En referencia a la figura 2, para montar la sección de bombeo 10 la membrana 12 se sitúa dentro de la base 14, con el recipiente flexible a presión con forma de bóveda 36 apuntando a lo lejos respecto del interior 42 de la base 14, y recubriendo el eyector de burbuja 64 de la base 14. Después, la cubierta 16 se sitúa dentro de la base 14, de forma que la abertura circular 56 de la cubierta 16 ajusta alrededor del recipiente a presión con forma de bóveda, y de forma que el interior 52 de la cubierta 16 mira al interior 42 de la base 14. Como se ha mencionado con anterioridad, la proyección 152 ayuda a centrar la membrana en la cubierta.

Además, según puede apreciarse de la figura 3, una vez que la membrana 12 está emparedada entre la base 14 y la cubierta 16, el carro deslizable 18 puede situarse alrededor de la base 14 y la cubierta 16. El carro deslizable 18 se orienta de forma que su segundo lado largo 69, recubre el exterior 117 de la base 14, y de forma que la parte más elevada de la proyección en rampa 69, está posicionada en la posición más cercana el extremo próximo 40 de la sección de bombeo 10. Finalmente, para completar el montaje de la sección de bombeo 10, la bola 20 se aprieta a través del agujero escariado 318 y la cavidad 71, para quedar ahora sujeta en su sitio entre la cavidad 71 y la membrana. Debido a que la bola está ahora entre el carro deslizable y la membrana, mantiene al carro deslizable en la base montada, cuando el carro deslizable se mueve hacia el extremo próximo de la sección de bombeo 10, debido a que la bola encontrará la pared extrema 81 de la cubierta, y se impedirá que se mueva más.

Como se muestra en la figura 5, en la realización preferida la membrana 12 y la base 14 constituyen un canal sellado 22 para el flujo de fluidos. Tal como se ha establecido más arriba, la base 14 incluye una ranura 21 que se extiende longitudinalmente a lo largo de, y básicamente por, la longitud de la base 14. Cuando se monta la sección de bombeo 10, la membrana 12 se sitúa entre la base 14 y la cubierta 16, con sus paredes laterales superior e inferior 29, 30 asentadas de forma estanca, dentro de la escotadura de la membrana 46 de la base 14 y la indentación de membrana 55 de la cubierta 16, respectivamente, y con su superficie inferior 27 recubriendo la ranura 21. Cuando la sección de bombeo 10 se monta de tal forma, existe espacio para el flujo de fluidos entre la superficie inferior 27 de la membrana 12 y la ranura 21 de la base 14, en la forma de un canal estanco 22. (Debe notarse que todas las referencias posteriores a la estructura de la sección de bombeo 10 y a los componentes de esta, lo serán respecto de una sección de bombeo 10 montada).

Tal canal está sellado por medio de la configuración del borde de membrana, y los perfiles de la base y la cubierta que reciben tal borde de membrana. Debido a tal configuración, se forma un sellado auto-activador. En referencia ahora a las figuras 5, 14 y 15, se muestra el borde 28 de la membrana 12. En las figuras 14 y 15 puede verse tal borde en su configuración relajada. En la figura 5 el borde está comprimido en su perfil de funcionamiento, entre la base 14 y la cubierta 16. Aunque las figuras 14 y 15 muestran la membrana montada con la cubierta y la base, el borde 28 en la membrana no se muestra comprimido, solo en aras de la claridad de la ilustración. La base 14 incluye una pieza de sellado elevada 320, que tiene una superficie inclinada 322 para acoplarse al borde 28 de la membrana 12. El punto de la pieza de sellado 320 que interactúa con la membrana, proporciona un primer sellado al fluido en la ranura 21. Si la presión del fluido superase el primer sellado, intentaría migrar entre la superficie inclinada 322 y el borde de membrana 28. Sin embargo, la superficie inclinada 322 recibe la fuerza del borde comprimido 28 contra esta, y funciona como un sellado de junta tórica que prohíbe fugas adicionales.

A continuación se describe el recorrido para el flujo de fluido a través de la sección de bombeo 10. En referencia a la figura 8, el adaptador de la tubería 44 moldeado en el extremo próximo 40 de la sección de bombeo 10, define la entrada a la sección de bombeo 10. El fluido que entra al adaptador de la tubería 44, encuentra primero la parte del canal 22 definida por la región de control de fluido 59, moldeada en la ranura 21 y la parte de la membrana 12 que recubre la región de control 59. A partir de aquí, el fluido avanza a través de la sección intermedia 13 de la sección de bombeo 10.

A continuación se describe la interacción del carro deslizable 18 con los otros componentes de la sección de bombeo. Como se ha indicado previamente, el carro deslizable 18 está adaptado para viajar longitudinalmente a través de la sección de bombeo 10, cerca de su extremo próximo 40. En referencia ahora también a la figura 9, el movimiento longitudinal del carro deslizable 18 hacia el extremo distante 41 de la sección de bombeo 10, está limitado por extremos terminales 119 de la pestaña 62 de la base 14. Además, el carro deslizable 18 hace que los topes con chasquido 80 y 314 (figuras 2 y 4) se acoplen cuando el carro deslizable 18 se aproxima a los extremos terminales 119 de la pestaña 62, produciendo un "chasquido" audible y una sensación identificable, que indica que el carro deslizable se ha movido a la mitad de la sección de bombeo 10 o a su posición más distante, es decir, hacia el extremo distante 41 de la sección de bombeo 10.

Según se muestra en las figuras 7 y 9, la bola 20 del carro deslizable 18 está adaptada para viajar dentro de la abertura de regulación de fluido 58 de la cubierta 16, y funciona para apretar a la membrana 12, de forma estanca, contra la región de control 59 de la base 14, impidiendo así el flujo, excepto a través de la ranura de sección transversal variable 60 (véase la figura 6). Debido a que la sección de regulación 59 tiene el perfil aproximado de la bola 20 y la membrana comprimida por la bola, el fluido no fluirá a través de la sección, excepto a través de la ranura de sección transversal variable 60. Así, mover la bola a lo largo de la sección de regulación 59, expondrá más o menos área de la ranura, controlando de ese modo el flujo. Tal movimiento funciona para controlar la velocidad del flujo de fluido a través de la sección de bombeo 10. Cuando el carro deslizable 18 está situado en su posición más distante, la bola 20 aprieta la membrana 12 contra la parte de la sección de regulación 324 que no tiene ranura, deteniendo así el flujo por completo a través de la sección de bombeo 10. También debe notarse que, además de los extremos 119 de la pestaña 62 limitando el recorrido del carro deslizable 18 en el sentido distante, cuando el carro deslizable 18 es movido dentro de la abertura de regulación de fluido 58, el movimiento longitudinal del carro deslizable 18 a lo largo de la sección de bombeo 10, en el sentido próximo, está también limitado por el acoplamiento de la bola 20 con paredes finales espaciadas longitudinalmente por separado 81 y 83, de la abertura de regulación de fluido 58.

En otra realización (no mostrada), el carro deslizable 18 tiene una estructura que sustituye la bola 20, y funciona para comprimir la membrana 12 contra la base 14. Por ejemplo, se contempla que el carro deslizable 18 puede realizar una proyección que tiene una anchura predeterminada, y se extiende a una distancia predeterminada desde el lado inferior del primer lado del carro deslizable 18, de forma que una parte suficiente de la membrana 12 interactúa con la región de control 59 de la base, para controlar de ese modo de flujo de fluido.

La sección de bombeo mostrada en las figuras, y descrita aquí, proporciona una precisión incrementada puesto que solo una parte es flexible, a saber la membrana. El resto de la parte de bombeo de la sección es rígido. Específicamente, la base 14 incluye la ranura de bombeo 21, que recibe los dedos peristálticos de un mecanismo de bombeo. Solo una membrana plana 12 cubre tal ranura de bombeo. El tamaño de la ranura puede ser controlado de forma más precisa durante la fabricación, como también lo pueden ser las dimensiones de la membrana plana. Estas características proporcionan ventajas sobre los sistemas del arte previo que funcionan en sistemas de tuberías cilíndricas como conductos de fluido. Las dimensiones de tal tubería pueden variar significativamente de un fabricante a otro, y la tubería tiende a deformarse tras el uso.

Combinar la base y la membrana con el carro deslizable para el control de flujo, también mejora la precisión. El carro deslizable también funciona con una parte rígida, la ranura de área de sección transversal variable 60. Al igual que con la sección de bombeo, solo la membrana plana 12 recubre la ranura 60. Debido a que una parte mayor de la sección de control de flujo está formada por componentes rígidos, puede obtenerse precisión mejorada durante la fabricación. Esta configuración de control de flujo proporciona, así, ventajas sobre los sistemas del arte previo que han funcionado en sistemas de tuberías cilíndricos.

Tal como se muestra en las figuras 8, 10 y 11, el fluido encuentra una pequeña vía 120, que es la parte del canal 22 formada por el eyector de burbuja 64 que se proyecta desde la base 14 y el recipiente a presión con forma de bóveda 36 moldeado en la membrana 12. El recipiente a presión con forma de bóveda 36, está montado de forma que recibe el fluido del conducto, pero no está en el recorrido directo del flujo de tal fluido. Por lo tanto, las burbujas de aire en el conducto pueden recogerse en el recipiente a presión, debido a la ausencia de flujo para arrastrarlas fuera. El sistema de eyección de burbuja, redirige el flujo de fluido a través del conducto, de forma que procede a través del recipiente a presión con forma de bóveda 36, para arrastrar cualesquiera burbujas de aire que puedan entrar en el recipiente. En general, el eyector de burbuja 64 coopera con el interior 37 del recipiente a presión 36, para eliminar espacio muerto y para inhibir la producción de burbujas, en el fluido, que pasen a la pequeña vía 120. Así, se impide la acumulación de burbujas de aire comprimibles en el recipiente de medida de la presión, y se mejora la precisión. Puesto que el aire es comprimible, la precisión de una lectura de la presión, tomada a partir del recipiente que tiene burbujas de aire dentro, puede ser peligrosa. El fluido pasa a través de la pequeña vía 120, y después abandona la sección de bombeo 10 a través del adaptador de la tubería 45, moldeado en el extremo distante 41 de la base 14.

La paleta 64 se posiciona en el conducto bajo el recipiente 36, para guiar el flujo de fluido desde el conducto en el recipiente, de forma que el recipiente queda ahora directamente en el recorrido del flujo a través del conducto. El fluido redirigido limpia el recipiente 36 de cualesquiera burbujas de aire que pueda haber acumuladas allí. La paleta está perfilada de modo que el fluido redirigido desde el conducto, alcanza todas las partes del recipiente, para retirar cualesquiera burbujas. En las realizaciones mostradas, la paleta 64 tiene el aspecto de un reloj de arena con bordes redondeados. Se ha encontrado que esta forma hace que el fluido que fluye hacia la paleta 64, se dirija hacia arriba en el interior 37 del recipiente, donde alcanza todas las partes del recipiente, antes de fluir por debajo del extremo distante de la paleta y fuera de la salida del adaptador 45.

En las realizaciones mostradas, la paleta está dispuesta en ángulo recto respecto del conducto 22, y tiene un tamaño que varía de acuerdo con su altura, de forma que el recorrido del flujo a través de la paleta y a través del interior 37 de recipiente 36, tiene un área transversal aproximadamente constante. La altura se selecciona para tener como resultado un flujo de sección transversal aproximadamente constante, a través de la pequeña vía 120, cuando la bóveda 36 está deformada hacia dentro durante la instalación estándar de la carga previa en un sensor de presión. Tal deformación se muestra en la figura 15 y se describe a continuación detalladamente.

Tal como se observa mejor en la figura 10, la paleta 64 del eyector de burbuja está alineada con el eje central del recipiente 36. Además, la paleta 64 está perfilada para proporcionar transiciones graduales, y no abruptas, del flujo de fluido mientras que mantiene un área de paso de flujo uniforme 120. Las transiciones de área de flujo están definidas por superficies curvas básicamente suaves, que se extienden sobre aproximadamente noventa grados, a través de la dirección del flujo de fluido. Se ha añadido bandas para suavizar alisar el ángulo de curvatura, y para proporcionar las transiciones graduales no abruptas. Se proporciona las transiciones graduales para tener como resultado un flujo de fluido más controlado, y para reducir la cantidad de turbulencia generada.

En referencia en concreto a la figura 11, la paleta 64 no se extiende completamente por la anchura del conducto 22 y se producirá algún flujo alrededor de la paleta. Sin embargo, se dirige una cantidad suficiente de lujo hacia arriba, en el interior 37 del recipiente, para enjuagar las burbujas.

En una realización preferida, el eyector de burbuja 64 está moldeado del mismo material, y como parte integrante de la base 14 de la sección de bombeo mecánica. Sin embargo, se apreciará por parte de aquellas personas cualificadas en el arte, que puede emplearse otros materiales y métodos.

En referencia ahora a la figura 14, la atención se dirige a la cooperación del recipiente a presión con forma de bóveda 36 de la membrana 12, y la cubierta 16. En la realización preferida de la sección de bombeo 10, la cubierta 16 incluye una estructura que funciona como un limitador lateral 150. El limitador lateral 150 rodea, y soporta, al recipiente a presión con forma de bóveda 36, cuando hay presiones internas existentes en el recipiente a presión 36 y el recipiente a presión 36 no está acoplado a un sensor.

Cuando está acoplado al sensor de presión, el sensor proporciona soporte estructural sustancial a la bóveda de presión, dándole la capacidad de resistir presiones internas de fluido muy altas. Sin embargo, cuando la sección de bombeo está desacoplada respecto de la bomba, la bóveda de presión no tiene el soporte estructural del sensor. La bóveda en este estado "libre" debe soportar toda la presión interna de carga de la bóveda. La bóveda debe mantener la integridad estructural, y no combarse o romperse bajo estas condiciones.

Se ha encontrado que con solo limitar el desplazamiento lateral de la región de pared lateral de la bóveda, se puede conseguir una ganancia significativa en la resistencia de toda la región de la bóveda, contra la ruptura o contra el pandeo. Proporcionando una holgura limitada entre la pared lateral de la bóveda y la característica de limitación lateral en la cubierta, no se impide que la deformación lateral de la región de la pared lateral de la bóveda responda a presiones de fluido normales, pero sí que se rompa cuando experimenta presiones de fluido altas. Así, la capacidad de linealidad en la medida de presión, no se verá afectada por presiones de fluido en el rango normal de funcionamiento.

Esencialmente, la limitación lateral 150 incluye la parte de la cubierta 16 que constituye la abertura circular 56 que rodea al recipiente a presión con forma de bóveda 36, que puede también observarse en la figura 2. Una holgura lateral 151, por ejemplo 12 mils, existe entre la pared lateral cilíndrica 126 (mostrada en sección transversal en la figura 11) del recipiente con forma de bóveda 36, y el limitador lateral 150. Además, el limitador lateral 150 incluye una proyección 152, que se extiende desde el limitador lateral 150 y se dirige hacia el interior 42 de la base 14. La proyección 152 también rodea al recipiente a presión 36. La proyección 152 incluye un bisel a 45º, moldeado en su extremo, que se extiende a lo lejos respecto del recipiente a presión con forma de bóveda 36, y que ayuda a soportarlo. El bisel evita interferencia con el funcionamiento normal del recipiente a presión, toda vez que la limitación lateral 150 sigue proporcionando una cantidad suficiente de material para su uso como limitador lateral.

En uso, como se muestra en la figura 12, la sección de bombeo 10 está situada dentro de una cavidad de recepción alargada 199, de un sistema de bombeo peristáltico 300 que funciona para bombear de forma peristáltica fluidos a través de la sección de bombeo 10, así como para controlar el flujo de fluido y medir la presión del fluido en línea. El perfil externo variado de la sección 10, ayuda a la carga apropiada de la sección. Debido a que es redondeado en un extremo y plano en el otro, puede instalarse solo en una orientación. Adicionalmente, como se ve mejor en la figura 13, las muescas rectangulares 63 en la pestaña 62 de la sección de bombeo 10, cooperan con lengüetas laterales 263 en la cavidad de recepción 199. Las lengüetas laterales 263 tienen una configuración que está adaptada para casar con las muescas rectangulares 63, y asegurar que la sección de bombeo 10 está situada adecuadamente en la cavidad de recepción 199.

La sección de bombeo 10 también incluye partes planas, para ayudar al montaje adecuado en la cavidad de recepción 199. Una parte plana próxima 326 casa con un hombro 328 en la cavidad, para ayudar al alineamiento. Una parte plana distante 330 también casa con un hombro distante 332 en la cavidad 199. Estas combinaciones parte plana/hombro controlan la distancia que la sección de bombeo puede ser insertada en la cavidad 199.

Además, recortes 282 cooperan de forma similar, y casan con las orejas 82 que se extienden desde el carro deslizable 18 de la sección de bombeo 10, para asegurar que la sección de bombeo 10 está situada, en el sistema de bombeo 300, con su carro deslizable 18 en la posición de parada de flujo, aunque en la figura 13 el carro deslizable 18 se muestra en su posición de flujo máximo. Así, el carro deslizable 18 debe moverse a su posición más distante, o a su posición de parada de, flujo antes de que la sección de bombeo 10 pueda ser situada en la cavidad de recepción 199, debido a que solo en esta posición las orejas 82 son recibidas dentro de los recortes redondeados 282. Con el carro deslizable 18 en su posición de parada de flujo, una o más proyecciones bomba/carro deslizable 220, que se extienden perpendiculares desde una placa circular rotatoria 274, incluida en la cavidad alargada de recepción 199 del sistema de bombeo peristáltico 300, están posicionadas dentro de la ranura 74 moldeada en el carro deslizable 18. Un brazo sujetador 259 del sistema de bombeo peristáltico 300, que está conectado mecánicamente con la placa circular rotatoria 274, está cerrado para mantener a la sección de bombeo 10 en el sistema de bombeo 300. Cuando el brazo sujetador 259 se cierra, la placa circular rotatoria 274 gira, y se traslada el movimiento de la placa circular rotatoria 274 a la ranura 74, para hacer que el carro deslizable 18 se mueva a su posición más próxima, a lo largo de la sección de bombeo mecánica 10. En esta posición, se permite el máximo flujo contemplado, excepto donde la sección de bombeo está instalada en una bomba, en cuyo caso uno o más dedos peristálticos ocluirán la trayectoria del flujo corriente abajo. Cuando el carro deslizable se mueve en el sentido próximo, las orejas 82 se mueven bajo las estrías 334 localizadas en ambos lados de la cavidad 199. Las estrías 334 sujetan al carro deslizable 18 y, por tanto, a la sección de bombeo en la cavidad 199, de forma que no pueden ser retirados salvo que se mueva el carro deslizable a su posición de parada de flujo.

Una vez que la sección de bombeo mecánica 10 está posicionada dentro del sistema de bombeo peristáltico 300, dedos de bombeo peristáltico, 230 que se proyectan básicamente perpendiculares respecto de la cavidad de recepción alargada 199, pueden trabajar dentro de la abertura intermedia 57 moldeada en la cubierta 16, y sobre la región plana central 23 de la membrana 12 que recubre la ranura 21. Los dedos de bombeo peristáltico 230 sistemáticamente suben y bajan, en un movimiento perpendicular relativo a la membrana 12 y aprietan partes adyacentes de la membrana 12 contra la ranura 21, para forzar de ese modo al fluido a través de la sección de bombeo mecánica 10.

La medida de la presión también se consigue cuando la sección de bombeo mecánica 10 ha sido situada en el sistema de bombeo peristáltico 300. Para conseguir la medida de la presión, el recipiente a presión con forma de bóveda 36 se lleva en contacto continuo y directo con una región sensible a la presión de un sensor 200, montado dentro de la cavidad de recepción alargada 199, para constituir un interfaz efectivo para medir presiones creadas por el flujo que fluye a través de la sección de bombeo mecánica 10.

Tal como se muestra en la figura 15, en la realización preferida, el recipiente de presión 36 está acoplado a un sensor básicamente plano 200, de forma que las lecturas de la presión del fluido puede ser tomadas del fluido que fluye a través de un interior 37 del recipiente. La configuración estructural del recipiente a presión 36 se selecciona para asegurar una interrelación óptima con el sensor 200, como se describirá con mayor detalle más abajo. En general, se consigue un contorno superior inicial óptimo, del recipiente de presión 36, empleando un nuevo método. Adicionalmente, otro nuevo método se usa para optimizar el desplazamiento de carga previa sensor/bóveda. Realizando la carga previa de un recipiente a presión con forma óptima 36, contra la región sensible a la presión de un sensor con desplazamiento de carga previo óptimo, se asegura una tensión de contacto con el interfaz propia con el sensor 200, asegurándose de ese modo comunicación de la presión desde el recipiente 36 al sensor, incluso en situaciones en las que existe presión negativa en la sección de bombeo 10.

Con referencia de nuevo a la figura 14, se describe la configuración detallada del recipiente de presión con forma de bóveda 36. En la realización preferida, el recipiente a presión con forma de bóveda 36 tiene una corona 122 y una región periférica de membrana 124, que conecta la corona 122 al perímetro 28 y la parte plana de la membrana 12. La corona 122 tiene paredes laterales cilíndricas 126, que se extienden sustancialmente perpendiculares desde las partes planas de la membrana, y que definen una región cerco externo 128. La región de cerco externo 128 está definida por la parte superior de las paredes laterales cilíndricas 126, y es de forma circular. Completando la corona 122 hay una región central de bóveda 130. La región central de bóveda 130 es la tapa del recipiente 36, o la parte del recipiente que cierra un extremo de las paredes laterales cilíndricas 126. Desde su conexión a las paredes laterales 126, la región de bóveda central 130 tiene un contorno superficial arqueado, que se extiende gradualmente más allá de las partes planas de la membrana 12 y constituye un perfil con forma de bóveda.

La región de membrana periférica 124 es una parte curva de la membrana 12, que se extiende a lo lejos desde las paredes laterales 126, para proporcionar una transición a las paredes laterales superior e inferior 29, 30, moldeadas en el extremo terminal distante 25 de la membrana, así como una transición a la región plana central 23 (no mostrada en la figura 14) que se extiende hacia el extremo terminal próximo 26 de la membrana. La región periférica de membrana 124 funciona como un resorte de arandela plana. Según será desarrollado, la región periférica de membrana 124 proporciona dureza elástica, mientras que permite a la región de bóveda central 130 ser aplastada, y a la región de cerco 128 llevar a efecto la carga previa contra el sensor 200.

También se contempla que la altura, grosor y módulo de elasticidad de la corona, se seleccionen para proporcionar unas características de transferencia de presión aceptables. Igualmente, el grosor y el módulo de elasticidad de la pared lateral 126, así como los de la región periférica de membrana 124, se seleccionarán teniendo tales características en mente. En concreto, las características físicas de la región periférica de membrana 124 pueden elegirse para impedir que la bóveda/sensor de despeguen bajo condiciones de presión de fluido IV negativa. Adicionalmente, se contempla que el diámetro de la región de bóveda central 130 sea mayor que el doble de la dimensión más larga de la parte de medida 231 del sensor de presión 200, minimizando de ese modo el efecto de errores de posición lateral en la precisión del sensor.

En la realización preferida, el grosor de la pared de la corona 122 y la región de bóveda central 130 varían, desde 0,033 a 0,035 pulgadas. El radio de la parte de la corona desde el exterior de las paredes laterales 126 hasta un eje longitudinal que corra desde la corona, es de 0,107 a 0,109 pulgadas. La altura de las paredes laterales cilíndricas 126, desde un punto cercano a donde la región periférica de membrana 124 se encuentra con la pared lateral superior 29, es 0,105 a 0,107 pulgadas. La curvatura del lado superior 26 de la región periférica de membrana 124 donde se encuentra con las paredes laterales cilíndricas 126, tiene un radio de aproximadamente 0,032 pulgadas, mientras que la curvatura del lado inferior 27 tiene un radio de aproximadamente 0,072 pulgadas. Por consiguiente, el grosor de la pared de la región periférica de membrana 124 se incrementa, desde entre 0,038 y 0,040 pulgadas, hasta aproximadamente 0,065 pulgadas. La región de bóveda central 130 se inclina gradualmente, hasta una altura de 0,011 a 0,013 pulgadas sobre la región del cerco externo 128. Se resume más abajo una descripción de un contorno de región de bóveda central preferida 130, en términos de posición radial y altura sobre la región de cerco externo 128.

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\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
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1

El recipiente de presión con forma de bóveda 36, tiene un contorno de superficie superior inicial desacoplada tal que, tras acoplarse a una cara del sensor, se producirá una distribución de tensión de contacto de la región de bóveda central relativamente uniforme, en un interfaz entre el sensor 200 y la bóveda 130, para cualquier presión interna de fluido dada. Aproximando una distribución de tensión de contacto uniforme, se consigue una transferencia de información de presión de fluido más precisa, de la bóveda 130 al sensor 200, puesto que toda la parte de bóveda 130 está presentando al sensor 200 la misma información. Esta característica compensa las diversas tolerancias de fabricación. Por ejemplo, si el sensor de presión fuera a ser montado en una posición desplazada respecto de su posición de diseño, durante la fabricación de una bomba, las ocasiones en las que el sistema de medida de la presión funciona de forma precisa se incrementan, debido a la distribución de tensión de contacto uniforme proporcionada por el recipiente. Igualmente, el recipiente de presión se puede montar en el sensor de presión en una posición desplazada, respecto de su posición de diseño y seguir funcionando con precisión, debido a la distribución de tensión de contacto uniforme, proporcionada por el contorno en forma de bóveda del recipiente.

Para determinar un contorno inicial adecuado, se proporciona una realización preferida de la invención en la tabla de arriba, donde se emplea un nuevo método para proporcionar un contorno superior óptimo, al recipiente de presión con forma de bóveda 36. Lo que sigue es una descripción de este método.

Para determinar un contorno óptimo inicial (véase la figura 16), se apreciará que se aplica una primera tensión de contacto uniforme P_{r} 134 (representada por flechas), y una segunda tensión de contacto uniforme P_{c} 136 (representada por flechas), a la región de cerco 128 y a la región de bóveda central 130, respectivamente. Las tensiones de contacto uniforme P_{r} 134 y P_{c} 136 estimulan las fuerzas aplicadas al recipiente de presión con forma de bóveda 36, al acoplarse con un sensor 200. Las tensiones P_{r} 134 y P_{c} 136 son necesariamente diferentes, debido a diferencias en la dureza o rigidez de las regiones del cerco 128 y la bóveda central 130, y P_{r} 134 es sustancialmente mayor debido a la mayor rigidez del cerco 128. Además, es importante que las tensiones sean uniformes, especialmente para la tensión de bóveda central P_{c} 136, debido a que se desea contactar al sensor 200 con una distribución de tensión uniforme. Tras la aplicación de suficientes tensiones, o tras el acoplamiento al sensor 200, la parte superior del recipiente a presión con forma de bóveda 36 se aplanará sustancialmente contra la cara del sensor. Debe entenderse que acoplar simplemente una superficie deformable de perfil irregular, contra una superficie de sensor plana, para aplanar la superficie de perfil irregular, no tiene necesariamente como resultado una distribución de tensión uniforme a través de la superficie deformable de perfil irregular. Una superficie de un perfil semejante, probablemente tiene áreas de distribución de tensión variada a través de su superficie, puesto que seguramente necesitaría diversas tensiones para aplanar diferentes áreas de la superficie. Adicionalmente, acoplar una superficie plana, soportada por paredes laterales que se proyectan perpendicularmente desde esta, contra una superficie de sensor plana, tendrá probablemente como resultado que las secciones de la superficie plana cerca de las paredes laterales tengan una distribución de tensión diferente que las de la parte central de la superficie plana. Por consiguiente, el método de optimizar el contorno de superficie superior inicial del recipiente a presión con forma de bóveda 36, tiene como resultado proveer la sección de bombeo mecánica 10 con medios superiores para transferir información de presión a un sensor.

Para establecer el contorno superior óptimo, se selecciona un contorno inicial h(d_{c}, d_{r}) 140 (representado por los puntos conectados en la figura 16), donde d_{c} 142 y d_{r} 144 (ambos descritos como flechas en la figura 16) representan las coordenadas de desviación del centro de bóveda 130 y el cerco de bóveda 128, respectivamente. En este método, y(d_{c}, d_{r}) 141 representa la respuesta de desplazamiento absoluto de h(d_{c}, d_{r}) 140, a la aplicación de tensiones uniformes P_{r} 134 y P_{c} 136. Para comprender la relación entre y(d_{c}, d_{r}) 141 y h(d_{c}, d_{r}) 140, se debe volver a trazar conceptualmente h(d_{c}, d_{r}) 140 como una línea recta 143, donde tanto d_{c} 142 como d_{r} 141 son cero, y visualizar la respuesta de desplazamiento y(d_{c}, d_{r}) 141, como una expresión de los cambios en las coordenadas de desviación d_{c} 142 y d_{r} 144 a tensiones aplicadas. Se desea que, en respuesta a tensiones aplicadas, el contorno inicial h(d_{c}, d_{r}) 140 iguale la respuesta de desplazamiento relativa y(d_{c}, d_{r}) 652, de forma que la región de bóveda central 130 está sustancialmente aplanada. Después de observar una respuesta relativa y(d_{c}, d_{r}) 141 (representada por flechas en la figura 16) de la parte superior de tensiones uniformes P_{r} 134 y P_{c} 136, puede ser necesario determinar un contorno revisado h(d_{c}, d_{r})'. Esto es, puede ser necesario el contorno inicial revisado h(d_{c}, d_{r})', allá donde y(d_{c}, d_{r}) 141 no sea la respuesta relativa deseada, de la parte superior del recipiente a presión a las tensiones uniformes aplicadas P_{r} 134 y P_{c} 136. Una vez que h(d_{c}, d_{r}) 140, o más precisamente alguna estimación revisada h(d_{c}, d_{r})' de h(d_{c}, d_{r}) 140, iguala a y(d_{c}, d_{r}) 652, se ha conseguido el contorno óptimo de la parte superior del recipiente 36.

Tras acoplar el sensor 200, o a través de la aplicación de tensiones de contacto uniformes P_{r} 134 y P_{c} 136, la parte superior perfilada óptimamente se desviará lo suficientemente para aplanar la región de bóveda central 130 (véase la figura 15). Además, la región periférica de la membrana 124, en su desempeño como un resorte de arandela plana, deforma una cantidad que corresponde a la desviación de la región de cerco 128, absorbiendo de ese modo las fuerzas aplicadas a la región de cerco 128, y permitiendo a las paredes laterales 126 permanecer sustancialmente derechas. En general, en un recipiente a presión con forma de bóveda perfilado de forma óptima 36, donde la región de bóveda central 130 está lo suficientemente aplanada en respuesta a tensiones uniformes, existe una distribución de tensión relativamente uniforme a través de la región de bóveda central 130. Por lo tanto, tras el acoplamiento, la bóveda 130 transfiere una presión uniforme y precisa, a la parte de medida 131 del sensor 200.

Para incrementar la precisión, es deseable proporcionar un recipiente a presión que interactúe con un sensor de presión, de forma que las tensiones de contacto entre el recipiente y el sensor sean lineales, a través de todo el rango de diseño de presiones internas del recipiente. La presente invención también incluye un método para optimizar el desplazamiento de carga previo del recipiente a presión con forma de bóveda 36, de forma que, cuando está acoplado al sensor 200 (véase las figuras 15 y 16), la región de cerco 128 aísla la región de bóveda central 130 respecto de las condiciones externas, y de forma que existe un interfaz adecuado para todas las desviaciones de tolerancia mecánica esperadas, y para las peores condiciones de presión negativa, es decir -4 psi. Para llegar a un desplazamiento de carga previa óptimo, se asume un desplazamiento de carga previa nominal inicial, bajo condiciones de presión inicial cero, y las tensiones resultantes entre las regiones del cerco y de bóveda central 128, 130 y el sensor 200, se determinan para el peor caso esperado de condiciones de presión negativa. Si se calcula tensiones resultantes compresivas lo suficientemente positivas, el desplazamiento de carga previa nominal asumido se considera optimizado. Por otra parte, si las tensiones resultantes no son lo suficientemente positivas, se hace una nueva asunción del desplazamiento nominal inicial, y de nuevo se controla que las tensiones resultantes sean suficientes. Para obtener otras asunciones para el desplazamiento nominal inicial, puede ser necesario modificar la dureza de la membrana añadiendo material o cambiando su composición.

Para conseguir un desplazamiento de carga previa óptimo, para todas las presiones de fluido interno esperadas, se selecciona un desplazamiento de carga previa inicial, para la región de cerco 130 y la región de bóveda central 128, bajo condiciones de presión interna cero. A continuación se determina las tensiones que existen en las regiones de cerco y de bóveda central, para este desplazamiento de carga previa inicial. A continuación se desarrolla una expresión, que representa la relación entre tensiones de contacto resultante P_{c} 134 y P_{r} 136 para todas las presiones internas esperadas, y valores de tensión de contacto para presión interna P_{\infty} y P_{ro} cero y coeficientes de transferencia de presión C_{c} y C_{r}. Finalmente, se evalúa si son suficientes las tensiones resultantes.

Los valores de tensión P_{\infty} y P_{ro} son aproximados inicialmente a partir de las siguientes ecuaciones, que representan estimaciones lineales de las tensiones de la bóveda central 130 y la región de cerco 128, bajo condiciones de presión interna cero, para pequeñas desviaciones de desplazamiento d_{c}, d_{r}, desde el nominal.

P_{\infty} = P_{\infty, \ nom} + (dP_{\infty}/dd_{c}) \ x \ (d_{c} - d_{c, \ nom})

P_{ro} = P_{ro, \ nom} + (dP_{ro}/dd_{c}) \ x \ (d_{r} - d_{r, \ nom})

En las anteriores dos ecuaciones, las desviaciones de carga previa inicial asumidas, d_{c, \ nom} y d_{r, \ nom} bajo condiciones de presión interna cero, son conocidas. Se determinan conociendo el contorno de superficie superior inicial óptima, a las que se ha llegado usando el método anterior, y observando el cambio en el contorno de superficie superior inicial óptima tras acoplar el sensor 200 en el grado asumido. Para tal desviación de carga previa nominal inicial asumida, hay tensiones nominales asociadas de bóveda central y de cerco P_{\infty, \ nom} y P_{r, \ nom} conocidas. Debido a desviaciones de tolerancia mecánica, sin embargo, las verdaderas tensiones de contacto entre el recipiente a presión con forma de bóveda 36, y el sensor 200, P_{co} y P_{ro}, no igualarán los valores nominales. Las anteriores ecuaciones son utilizadas para tener en cuenta pequeñas desviaciones de desplazamiento respecto del nominal, que se producirán probablemente en las tensiones de contacto de la región de cerco P_{ro} y la región de bóveda central P_{\infty}, bajo condiciones de presión interna cero. Esto se consigue añadiendo a los valores de tensión de contacto nominal, las pequeñas desviaciones efectivas en el desplazamiento, que respecto del nominal tienen en los valores de tensión de contacto. Las verdaderas tensiones de contacto de la región de bóveda central y la región de cerco P_{\infty} y P_{ro}, son entonces calculadas para algunas desviaciones de desplazamiento, d_{c} y d_{r}, desde el nominal, que son representativas de desviaciones esperadas, y para algún cambio conocido asociado en las verdaderas tensiones de contacto de la bóveda central y el cerco, con respecto a las desviaciones esperadas en los desplazamientos de bóveda central y cerco, dP_{\infty}/dd_{c} y dP_{ro}/dd_{r}. Debe notarse que dP_{\infty}/dd_{c} y dP_{ro}/dd_{r} se conocen observando el cambio en las tensiones de contacto de las regiones de bóveda central y de cerco, bajo condiciones internas cero para diversos desplazamientos de las regiones de bóveda central y cerco 130, 128. Por lo tanto, a donde se ha llegado es a una aproximación más realista, y mejor, de las verdaderas tensiones de contacto bajo condiciones de presión interna cero.

Una vez que se ha estimado P_{\infty} y P_{ro}, se utilizan para calcular las tensiones de contacto resultante P_{r} 134 y P_{c} 136, para cada presión de recipiente interna esperada P_{int}, a partir de las siguientes relaciones.

P_{c} = P_{\infty} + C_{c} \ x \ P_{int}

P_{r} = P_{ro} + C_{r} \ x \ P_{int}

Para llevar a cabo un cálculo semejante, se estima los coeficientes de transferencia de presión C_{c} y C_{r}, en base a la respuesta del recipiente 36 a la aplicación de tensiones P_{r} 134 y P_{c} 136, empleando un análisis de tensión de elemento finito, por ejemplo el programa de análisis de tensión de elemento finito de la Corporación de Investigación de Análisis MARC, Palo Alto, California, para un desplazamiento de carga previa dado. Para cualquier presión interna P_{int}, por lo tanto, se puede determinar P_{c} 136 y P_{r} 134.

Si se calcula tensiones de contacto compresivo lo suficientemente positivas P_{c} 136 y P_{r} 134, esto es, a través de la aplicación de tensiones de contacto la región de bóveda central 130 está lo suficientemente aislada por la región de cerco 128 bajo el pero caso esperado de condiciones de presión negativas, entonces el desplazamiento asumido del recipiente a presión 36 utilizado en el análisis, es óptimo. En otro caso, puede incrementarse el grosor (o dureza) de la membrana de la región adyacente a la bóveda, y ser utilizado un valor de desplazamiento de carga previo mayor. En tal caso, todo el análisis de optimización se llevaría a cabo de nuevo, empleando las nuevas asunciones con las tensiones P_{c} y P_{r} siendo de nuevo controladas para su adecuación.

Debe notarse que el contorno óptimo descrito previamente, y los métodos de desplazamiento de carga previa, son dependientes de la aplicación específica y las características físicas del elemento de transferencia sujeto a presión. Aunque distintas aplicaciones tendrán resultados diferentes, el método esbozado proporcionará medios para optimizar el rendimiento de un elemento de transferencia de presión.

Nuestra atención se vuelve ahora hacia otra función básica de la sección de bombeo 10, a saber la regulación del flujo de fluido. Brevemente, en referencia a la figura 13, para regular velocidades de flujo a través de la sección de bombeo 10, la sección de bombeo 10 debe retirarse del sistema de bombeo 300, y el carro deslizable 18 debe ser manipulado a mano. Como podrá recordarse, cuando el brazo sujetador 259 se cierra para retener la sección de bombeo 10 dentro del sistema de bombeo 300, el carro deslizable 18 se mueve a su posición más próxima, donde el flujo de fluido a través de la sección de bombeo 10 está en su máximo. Además, podrá recordarse que para situar el carro deslizable 18 dentro del sistema de bombeo 300, el carro deslizable 18 debe estar en su posición más distante, o en su posición de detención de flujo, solo para después ser movido a su posición de máximo flujo, cuando el brazo sujetador 259 se cierra. Por lo tanto, puesto que la posición del carro deslizable 18 está limitada a su posición de máximo flujo cuando se mantiene contra el sistema de bombeo 300, el carro deslizable 18 debe ser retirado del sistema de bombeo 300 y manipulado a mano, si se desea regular el flujo. Bajo tales condiciones, la gravedad hace que el fluido que viene del depósito (no mostrado), pase a través de la sección de bombeo 10, a través del cual se determina la velocidad de flujo de fluido mediante el carro deslizable 18.

En referencia ahora a la figura 17, se muestra el perfil de un dedo peristáltico 342, que se puede usar con la sección de bombeo 10 presentada. Como se muestra, el dedo 342 tiene una curva compleja en su extremo distante, por compresión de la membrana 12. Mientras que la punta consta de una curva convexa, las partes de la punta del dedo entre el centro y los bordes 344, constan de curvas cóncavas. Se ha encontrado que esta forma del dedo 342, tiene como resultado menos desgaste en la membrana durante la acción de bombeo.

De lo precedente, se apreciará que la presente invención proporciona una sección de bombeo mecánica 10, que tiene un diseño sencillo y que en un solo dispositivo facilita el bombeo eficiente, y preciso, de fluido durante largos periodos de tiempo, que proporciona un interfaz efectivo para medir la presión del fluido bajo todas las condiciones de presión en línea, y que proporciona la regulación del flujo de fluido minimizando a la vez las imprecisiones del sistema.

Si bien se ha ilustrado y descrito diversas formas concretas de la invención, será evidente que puede hacerse diversas modificaciones sin apartarse del alcance de la invención. Por consiguiente, no se pretende que la invención esté limitada sino por las reivindicaciones anexas.

Claims (11)

1. Una sección de conducción de fluido (10), para su uso con una bomba de fluido (300) que actúa en la sección (10), para el flujo controlado de fluido a un lugar de entrega; sección (10) que comprende un cuerpo rígido (14, 16) que tiene una abertura de entrada (44) y una abertura de salida (45), estando las mencionadas aberturas de entrada (44) y salida (45), dispuestas en el mencionado cuerpo rígido (14, 16) de forma que se oponen una a la otra; caracterizado porque:

el cuerpo rígido incluye una base (14), una cubierta (16) y una membrana (12), estando la membrana (12) dispuesta entre la base (14) y la cubierta (16), definiendo la base (14) y la membrana (12) un recorrido para el flujo de fluido;

una estructura de regulación de fluido (12, 14, 18) dispuesta en el mencionado cuerpo rígido (14, 16), estructura de regulación de fluido (12, 14, 18) que comprende la membrana (12), la base (14), y un carro deslizable (18) que engrana la membrana (12), para controlar flujo a través de la sección de conducción de fluido (10), y está configurado para deslizarse a lo largo de la sección de conducción de fluido (10), con un movimiento paralelo al eje longitudinal (111) de la sección de conducción de fluido (1); y

una estructura de interrelación del sensor de presión (36), que comprende una superficie (26) de la membrana (12), y dispuesta para transferir información de presión relacionada con el flujo de fluido a través de la sección (10), a un sensor (200).

2. La sección de la reivindicación 1, donde la mencionada estructura de regulación del fluido (12, 14, 18) incluye topes con chasquido (80).

3. La sección de la reivindicación 1, donde la mencionada base (14) incluye una pestaña (62), teniendo la mencionada pestaña (62) muescas rectangulares (63) moldeadas.

4. La sección de la reivindicación 1, donde el mencionado carro deslizable (18) incluye orejas (82) para constreñir al mencionado carro deslizable (18) dentro de la bomba de fluido (300).

5. La sección de la reivindicación 1, donde la mencionada membrana (12) está hecha de un material elastomérico elástico, y tiene una pared lateral (29, 30) que se proyecta de modo sustancialmente perpendicular alrededor del perímetro (28) de esta, estando la mencionada pared lateral (29, 30) configurada para constituir un sellado auto-activador, con la mencionada base (14) y la mencionada cubierta (16).

6. La sección de la reivindicación 1, donde un extremo próximo (15) de la sección (10) tiene un perfil diferente, desde un extremo distante (17) de la sección (10), para controlar la sección (10) en una orientación adecuada.

7. La sección de la reivindicación 1, donde la mencionada abertura de entrada (44) y la mencionada abertura de salida (45) están en alineamiento axial.

8. La sección de la reivindicación 1, donde el mencionado carro deslizable (18) incluye un dispositivo de acoplamiento al dedo (79), para el control manual de la posición del mencionado carro deslizable (18).

9. La sección de la reivindicación 1, donde el mencionado carro deslizable (18) incluye una proyección (20), funcionando la mencionada proyección (20) para engranar con la mencionada membrana (12), y para controlar el recorrido del fluido, definido por la mencionada membrana (12) y la mencionada base (14).

10. La sección de la reivindicación 9, donde la mencionada membrana (12) incluye una concavidad para recibir la mencionada proyección (20), cuando el mencionado carro deslizable (18) está situado en una posición de flujo máximo.

11. La sección de la reivindicación 1, donde el mencionado carro deslizable (18) está configurado para viajar longitudinalmente a lo largo de la mencionada sección (10).