200302899 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（1) 〔發明所屬之技術領域〕 本發明係關於一種蠕動式的流體幫浦，係關於該幫浦 的組成構件，係關於使用該幫浦的設備及該幫浦的操作方 〔先前技術〕 一蠕動幫浦爲一正位移幫浦的一種形式，用來產生通 過一可變形管的流體流。該管子係利用一連串的壓力施加 元件，如滾子，來加以壓緊，該等滾子沿著管子的長度前 進並推擠在其前方的流體。該等滾子典型地係安裝在一轉 子的邊緣周圍使得在該轉子轉動時每一滾子輪流接觸該流 體管，將流體管壓抵一背板以造成所需之流體收縮。影響 流體流的因子包括安裝在轉子上之管子的數量及介於它們 之間的角度，滾子與流體管之間的接觸角度，每一滾子能 夠施加至該管子上的壓力程度，轉子的轉動速度及管子的 本質（例如，其直徑及其可變形性）。 蠕動幫浦可輸送適度精確的流體流，特別是在相對低 流率下。它們可在不使用流體控制閥下作業，讓它們能夠 用在相對黏稠的流體或具有顆粒內容物的流體上。 傳統的蠕動幫浦的操作會造成明顯的流體震動。輸出 流表現出一連串對應於該循環每一滾子沒有與管子相接觸 部分之凹處。在極端的情況中，一凹處會造成一暫時的液 流中斷，甚或逆流。降低流體變動的一習知方法爲平行地 操作兩蠕動幫浦並將它們的輸出結合使得液流可以在兩幫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 Οχ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 、1Τ -5- 200302899 A7 ___；__ B7 五、發明説明（2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 浦間加以均分。最好是，該二幫浦係以一相位偏差下來操 作使得通過兩幫浦中的一者之流體的高峰至少部分地與另 一者的凹處相一致。一進入的流體流可被分成在兩分立的 管子內，這兩個管子分別由該二幫浦來作用，通過該二管 子的流體最終則再被結合在一起。在此系統的一變化例中 ，該二幫浦被組合成一單一的組件，例如，用兩組被適當 地設置在一單一的轉子上的壓力滾子或用一單組滾子來將 兩根管子壓抵背板上。 來自於此一系統的整體流量輸出表現出隨著時間之正 弦變化。然而，流動變化爲平均流率的一較小的部分，因 爲在一管子內的最大量會部分地被另一管子的最小量所彌 補掉。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在蠕動幫浦中沒有流體控制閥表示爲了要保持流體壓 力，在沿著每一流體管的某些點上，至少某些程度的緊束 是必需在任何時間都被保持。因爲每一滾子都是在前一滾 子離開之前即與管子接觸，所以拉伸是累積性的直到由滾 子所施加的縱向力被滾子的伸展所平衡掉爲止。此伸展會 進一步扭曲流體流，因爲管子口徑在沿著滾子的接觸區上 的變化的關係。 因此，對於可避免或至少可減輕上述的問題之蠕動幫 浦存在著需求。 〔發明內容〕 依據本發明的一第一態樣，一種流體幫浦包含一流體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -6 - 200302899 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ΑΊ _Β7 _五、發明説明（3) 流管子；一壓力件其可操作地施加一變動壓力於該管子的 一接觸區上用以迫使在該管子內的流體流動；及一閥’其 與該管子成流體聯通且位在該接觸區的下游’該閥可操作 用以防止或至少降低該管子的逆向流體流。 在本文中，”上游”及”下游” 一詞係指由於壓力件的作用 而流經該管子的流體流的正常方向。”逆”流係指從下由流向 上游，如從閥朝向管子的接觸區之回流。 該流體幫浦是蠕動式的且在許多方面’如在結構及操 作上，都與習知的蠕動幫浦相類似。然而，依據本發明， 一閥被加入該壓力施加區的流體流下游處’用來減少或防 止回流。就吾人所知，在蠕動幫浦領域中這是從未有人如 此做的。如果逆向流體流被防止的話，則不再需要在該系 統中保持一固定的緊束。如此即可使用一單一壓力件而非 一系列的壓力件，且該流體流管子在接觸時間之間即可完 全不與壓力件接觸。這可讓管子從伸展及變形的狀態回復 ，使得的管子伸展爲非累積的且在流體輸出上的影響可降 低。 使用較少的壓力件通常意味著對於一給定的抽吸流體 體積而言，在流率的變動上會較小。再者，在管子伸展上 的減小可讓該幫浦來輸送更爲精確及可靠的流體體積。 在本發明的內容中，一流體流管子爲流體可流過的導 管且具有足夠的撓曲性及/或變形性，使得可用壓力件來在 管子內產生流體流。傳統的橡膠或塑膠管，如用Santoprene ，EPDM或Viton所製成的矽橡膠所製成的管子，都可被使 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -7- 200302899 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（4) 用。 本發明的幫浦可包含多於一個流體流管子，最好是兩 根或更多根。每一根管子可被提供一分立的壓力件其可操 作用以施加一變動的壓力於該該管子的一接觸區上用以迫 使流體流過該管子，及/或一分立的閥其與該管子成流體聯 通且位在接觸區的下游，用以防止或至少減少逆向的流體 流。此當壓力件及閥最好是被獨立操作以允許獨立的流體 流流經每一管子。 每一管子都可被提供多於一個之相應的壓力件一起操 作用以施加一所想要的壓力輸出，就如同傳統的蠕動幫浦 中安裝在轉子上的滾子所輸出者。然而，如上所述的，提 供閥可讓每一流體流管子只用一壓力件來操作，而不需施 加持續的壓力。 當該幫浦包含兩根或更多的管子時，其流體輸出最好 是在閥的下游處可加以結合。一依據本發明的幫浦最好是 包含一連接器用來將兩個或多個管子在閥下游處的流體輸 出結合起來，以及一流體輸出導管供結合後的流體流之用 〇 該幫浦亦包括一位在該壓力件接觸區上游的連接器且 最好是具有一流體入口導管使得一單一流體流可在該幫浦 的上游處被分成兩份或更多份流體流分別流經該幫浦內的 兩根或多根管子。 每一壓力件都可以是傳統的壓力滾子。典型地，其將 會與流體流管子的一區域相接觸一段時間，在該接觸時間 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8 - 200302899 A7 B7 五、發明説明（5) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 內其對於該管子產生一緊束，而這可限制或防止流體流入 該區域。因爲該壓力件相對於該管子的一縱向運動的關係 ，該緊束在接觸期間會沿著該管子移動於流體流動的方向 上。該緊束的程度，即施加壓力的大小，在接觸期間會有 所變動，例如升高至最大値然後隨著該壓力件因移動而與 不在於管子接觸而降低至最小値。以此方式，一壓力”脈衝” 可被暫時地施加至該管子上，用以產生一相應的流體脈衝 。最好是，該壓力件是可操作的用以施加被適當地且有規 律地間隔開的系列脈衝。 該壓力件可經由一凸輪或其它中間構件而被安裝在一 轉動件（最好是在該轉動件的周邊上，或至少不是在中心位 置）上用以確保在該轉動件旋轉時可獲得所想要的運動模式 〇 當該幫浦包含多於一個的壓力件時（不論其是具有單一 的或多於一根的流體流管子），該等壓力件可被安裝在一共 同的（可轉動的）驅動件上的適當位置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，一壓力件可與多於一根的流體流管子相關連， 管子被設置及支撐的方式可讓壓力件在其運動週期中作用 在每一管子上的適當點處。 壓力件的運動可由任何適當的驅動機構來驅動，如— 電動馬達。它們的操作可以是全自動或半自動控制；該幫 浦因此可包含一控制機構，如一微處理器。如果有多於一 個壓力件的話，壓力件的運動可由一共同的驅動機構來驅 動及/或由一共同的控制機構來控制。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） -9 - 200302899 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（6) 在本發明的幫浦中，每一閥爲一流體流控制閥其最好 是可完全防止逆向流體流，換言之，其最好是一單向閥。 該閥最好是可操作的用以只有在超過一門檻流體壓差（ 即，介於下才會允許一向前的流體流（從上游到下游的方向） 。以此方式，當在該管子內的流體壓力足以打開相關連的 閥時，壓力件抵住與其相關連的流體管的運動可變成對於 整體幫浦輸出的貢獻。 適當的閥具有一被偏動的活動件用以密封地將流體流 的區域封閉起來，一給定的上游流體壓力（典型地被稱爲”崩 潰壓力”）能夠克服該偏動力量並迫使該活動件不與該密封區 接觸。例如，該活動件可以是一球，其受到一彈簧的偏動 與在該流體流區域內的一可變形的墊圏接觸。 或者’該活動件可以是一由彈性物質，如橡膠，所製 成舌件或翼片，其受到偏動而與該閥的一內部流體區形成 密封式接觸。此舌件或翼片可與一彈簧或其它偏動機構相 關連用以提高克服該密封所需的流體壓力。 該活動件可由一可撓曲的隔膜的一個區域來構成，該 隔膜可用來在多於一個區域提供各流體導管一閥密封功能 。該隔膜的局部位移及/或變形會受到流體壓差的影響，藉 以提供在一相關連的流體流導管內之所想要的流體流的控 制。 兩個或更多的閥，特別是加了彈簧的球閥，可被一起 使用藉以達到所想要的整體功能。 最好是，該閥具有一相對低的打開或”崩潰”壓力（如， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·
、1T 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -10- 200302899 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（7 ) 1 OkPa或更低）且以最小的流體運動來在逆方向上有效地密 封。帶有相容的閥座之加了彈簧的球閥特別適用。一具有 低崩潰壓力的閥最好是與一相對剛硬的流體流管子一起使 用’一適合的管子可用一硬度値介於50至60度的蕭式硬度 値的橡膠來製成，其典型地具有一介於丨至5公釐之間的孔 及一介於1至3公釐之間的壁厚。 最好是，該閥被設置成可提供一最小的流體管體積於 該流體管被與其相關連的壓力件釋放的點與該閥之間。這 有助於發動（priming)。在該管子注入一將被抽泵之實質上 不可壓縮的液體之前，其通常是充滿了氣體（如，空氣）。在 該閥的下游處可能會有背壓施加的情形中，或在該閥表現 出很大的崩潰壓力的情形中，此氣體必需被加壓用以打開 該閥。如果該氣體沒有被充分地加壓且該閥沒有被打開來 的話，就不會有淨氣體流因爲該擠壓會在壓力件釋放該流 體流管子時被釋放掉。在此情形中，該氣體無法從該管子 內被排出且流體將無法被泵入。被陷在壓力件束緊處與閥 之間的氣體的擠壓程度與其比例體積改變有關。當該束緊 處沿著管子移動時，該被包圍起來的體積會在該束緊處被 去除之前的一刻被縮小到最小。該閥最好是被設置在靠近 該束緊處被去除的底方，使得該被包圍起來的體積可被作 最大程度的擠壓。 因此，如果V 1爲介該管子的束緊處的第一點與該閥之 間的流體管體積，V2爲介於束緊處離開的點與閥之間的體 積的話，則VI: V2的理想比例是相當大，如是5或更大。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - 200302899 Α7 Β7 五、發明説明（8 ) 該閥最好是本發明的幫浦的整體的一部分，位在該幫 浦的輸出的上游處。 如果該幫浦包含多於一根的流體流管子的話，則每一 根管子都具有各自的壓力件，壓力件是可操作的且彼此相 位不同，最好是以互補的方式操作使得在一管子中之高流 率期間可彌補，至少可部分彌補，在其它滾子內的低流率 期。換言之，每一壓力件/管子對的接觸期，特別是施加最 大及/或最小緊束的點不會暫時相對應。在流體流存在或不 存在各自的管子內的這些期間內可能會有所重疊，雖然理 想情況下壓力件是可操作的使得在流體流被允許流經各自 的管子期間內只有很少的重疊或甚至沒有重疊。 接觸期間的時間長度，及在這些期間所施加的壓力在 每一壓力件/管子對之間是不相同的。 更佳地，對於一具有η個管子的結構而言，壓力件的 操作在它們各自的運動週期之間的相位差爲360° /η。 本發明的一較佳實施例包含第一及第二壓力件其分別 與第一及第二流體流管子相關連，兩個壓力件係可操作， 用以在彼此有相位差下施加壓力於它們各自的管子上，而 最好是在相反相位差下操作（即，在它們各自的運東週期間 有1 80°的相位差）。這可藉由將壓力件安裝到一共同的轉動 件上，最好是徑向彼此相對的位置，來達成。 此一實施例是可操作的用以在第一及第二管子內產生 流體流的期間之間提供很小或沒有重疊。這可藉由使用分 別與地一及第二管子相關連的第一及第二壓力調節閥來達 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） ί---i.---裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 •12- 200302899 A7 B7 五、發明説明（9) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 成。此等閥只在高於一預定的流體壓力下才會打開；第一 閥的開啓時機可被安排成與第二閥的中斷時間相一致，反 之亦然。換言之，第一閥的崩潰壓差最好是與該幫浦的其 它特徵，如流體流管的本質及其支撐件的壓力及其相關連 的壓力件，一起加以選擇用以與第二壓力件釋放該第二流 體流管的壓力相對應。相同地，第二閥的崩潰壓差最好是 被加以選擇用以與第一壓力件釋放該第一流體流管的壓力 相對應。此一流體流模式與傳統的雙管式蠕動幫浦結構不 同處在於，因爲有單向閥存在的關係，所以不需要有周期 重疊或只需要很少的重疊來讓流體流流經該二管子。其結 果爲，在淨幫浦輸出上的流體流變動可被顯著地減少。 大體上，一依據本發明的幫浦的輸出可以比傳統蠕動 幫浦的輸出顯著地均勻許多。理想地，該淨輸出在流體流 率變動上表現出小於平均水平的30%，更佳地小於20%或 10%或 5%。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一依據本發明的幫浦可適當地包含一用來支撐一或多 根流體流管子的支撐件，與流體流管子相關的壓力件及相 關的驅動機構亦可位在該支撐件上。此支撐件可以是搖籃 的形狀用以容納一載負該等壓力件之轉子，並提供一背襯 件，該管子在被該壓力件擠壓時會頂住該背襯件。導引件 ，如在該支撐件及/或與該幫浦的移動部件相關連的導引滾 子上的軌道，亦可被包括在該幫浦內用以確保管子及壓力 件保持在適當的相對位置上° 本發明的一第二態樣提供一幫浦次組件用作爲依據本 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 200302899 A7 B7 五、發明説明（10) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 發明的第一態樣之幫浦的一部分，該次組件包括一活動的 壓力件（最好是具有一驅動機構用來驅動它運動）；一供流體 流管子用的支撐件，該壓力件可操作用以施加一變動壓力 促使在該管子內的流體流經該管子；及一單向閥，其與一 管子成流體流通且位在該壓力件與該管子的接觸區的下游 處。 此一次組件的較佳的特徵可以與本發明的第一態樣之 幫浦中所描述的相同。詳言之，其最好是包含一或多根流 體流管子用的上游及/或下游連接器，及與相關的連接器成 流體流通的入口及/或出口導管。該閥可被提供作爲一下游 連接器的一部分。該次組件在使用前可與一或多個聯體流 管子形成可更換的嵌合。該次組件可以與一或多個管子相 結合的形式被提供。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依據本發明的第三態樣，另一種可與本發明的第一態 樣的幫浦一起使用之幫浦次組件包含一或多個活動的壓力 件（最好是具有相關的驅動機構）；及一供流體流管子用的支 撐件，該壓力件可操作用以施加一變動壓力，其中對於每 一被支撐的管子而言，與其相關聯的壓力件不多於一個， 其可操作用以施加壓力於該管子上。 此一次組件的較佳的特徵可以與本發明的第一態樣之 幫浦及第二態樣的次組件中所描述的相同。該次組件最好 是包含一供兩流體流管子用的支撐件，及兩壓力件。該次 組件可包含一或多個單向閥。 依據本發明的第四態樣，一種與本發明的第一態樣之 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐1 " 一 一 -14 - 200302899 A 7 _________B7_ 五、發明説明（11) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 幫浦及/或與第二或第三態樣的幫浦次組件一起使用之流體 流管組件被提供。該流體流管子組件包含一可用在一蠕動 幫浦中的流體流管子，及一單向閥其與該管子成流體聯通 。該閥最好是在高於一門檻流體壓力時才讓該流體流通過 〇 此一次組件的較佳的特徵可以與本發明的第一態樣、 第二態樣及第三態樣中所描述的相同。詳言之，該管子組 件最好是包含多於一根（最好是多於兩根）的流體流管子。該 管子組件亦包含多於一個（最好是多於兩個）的單向閥，其分 別與一管子相關連使得流經該等管子的流體可分別以它們 各自的閥來加以個別地控制。 當該管子組件具有多於一根管子時，其亦包含將來自 於兩根或多根管子的流體流加以結合在一單一的出口的機 構。該管子組件亦包含一流體入口及用來將流體流在該入 口處分割成相應於兩根或多根管子的流體流之機構。該流 體入口及/或出口可以是能夠與外部的流體導管相連接之連 接器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的第五態樣提供一種可與第一態樣的幫浦，第 二及第三態樣的幫祖次組件或第四態樣的流體管子組件一 起使用的設備。 本發明的第六態樣提供一種用來操作以上所述之蠕動 幫浦的方法，其中該流體流管子不會受到來自於與其相關 連的壓力件之連續的緊束，而是在壓力件接觸期間之間有 一或多個”恢復”期。此方法的較佳態樣是在該幫浦包含多於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 200302899 A7 B7 五、發明説明（12) 一個流體流管子及/或壓力件時，其可與本發明之上述各態 樣中所述者相同。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔實施方式〕 首先參照第1圖，流體經由一入口導管1進入依據本發 明的幫浦中，然後被分割進入兩根平行的管子2A及2B中。 應被瞭解的是，在本文中”平行” 一詞與電路中所用的”平行” 一詞意義相同，其係表示流體圖案而非實際的硬體形狀安 排。來自於兩個平行的管子的流體在幫浦的下游端被結合 成爲出口導管3。 該幫浦包括兩個壓力滾子4A及4B其分別與管子2A及 2B相關連且在使用時提供一移動的緊束於每一管子上來迫 使流體流在管子內流動於如所示的方向上。壓力管子的安 排及操作與傳統的蠕動幫浦相同。在第1圖中，管子2A及 2B爲了淸楚起見係以”未被滾壓”的形式示出，而在依據本 發明的幫浦中，管子將被安排在一載負該二壓力滾子之轉 子的周邊上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 單向閥5A，5B被設置在該二管子內，位在與壓力滾子 接觸區的下言處，但在共同的出口導管3的上游處。在本發 明的較佳實施例中，這些閥只有在上游流體壓力超過下游 流體壓力一小的數量時才會讓流體流過。 第2至5圖所示的蠕動幫浦包含兩流體流管子1 〇 ’ 11其 中一.者被設置在另一之後且只有前面的一個可在這些圖中 被看到。這些管子可藉由一上游連接器12而被連接至一主 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 200302899 A7 B7 五、發明説明（13) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 要流體入口導管及藉由一下游連接器13而被連接至一主要 的流體出口導管，如第1圖所示。該二管子被支撐成爲一 u 形的”搖籃” 14，其半圓形的下部被作成可容納一下文中所述 的轉子且具有一中心其與該轉子相對應。該二管子順著該 轉子的周邊且相對於轉子的角運動具有相同的位置。 在管子10，11內的流體流是分別由壓力滾子15，16引動 的。滾子15，16是分別藉由擺動板17，18而安裝於轉子板19 上且朝向轉子板19的周邊。一穿過該轉子板的中心之彈黃 20將兩片擺動板連接起來，並在壓力滾子運動期間將其偏 動成與流體流管子相接觸在適的的點。用以此方式將擺動 板結合在以起有助於確保施加在兩壓力滾子上的力量是相 等的。 擺動板子在形狀上是相同的且被設置在轉子板上彼此 徑向相對的位置處。 惰滾子21，22亦被安裝在該轉子板上，其導弓丨（但不壓 擠）管子10，11來幫助其達到操作的一致性並避免”糾纏”。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 擺動板17，18的形狀可確保當轉子板轉動時壓力滾子 15，16可週期地與其各自的流體流管子相接觸，將管子”擠 壓”抵住搖籃14藉以造成週期性的流體流脈衝。 例如，在第2圖所示的位置中，管子沒有緊束所以在” 前”管14中就沒有引動流體流。當轉子轉動（如圖所示的逆時 鐘轉動）時，第3圖所示的位置的壓力滾子15開始將管子10緊 束。該滾子持續沿著管子移動而該緊束亦隨之移動至第4圖 所示的位置，然後到達第5圖所示的位置。在此進程期間， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 200302899 A7 B7 五、發明説明（14) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 擺動板17的形狀及位置造成滾子移動更加靠近該搖籃14， 藉以施加愈來愈大的壓力於管子10上，直到在第5圖所示之 最大的束緊位置爲止。 滾子15作用在管子10上的壓緊效果造成管子的孔口在 某些轉子位置處會閉合，如第3圖所示。擺動板及經由它們 所施加來自於彈簧的壓力被安排成可提供一致的閉合效果（ 及流體流）而不論該管子的材質，尺寸上的不同，及不論因 幫浦操作，溫度變動，磨損或老化所造成在其特性上的改 變爲何。利用在該搖籃14的入口處的一陡峭斜坡可達到一 可被高度預測的閉合位置，但這這亦會造成不利的轉子扭 力矩及管子磨損，因此必需對入口斜坡的陡峭程度有所限 制。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當該轉子板達到如第3圖所示的約180度的位置時，在 管子上的緊束即被解除。一可預測的解除位置是所想要的 ，因爲如此即可輕易地達到均勻的流體流。在搖籃14的半 圓形部分的出口處，一較陡峭的斜坡（ramp)是可被接受的因 爲對與扭力矩的影向是有助於轉動而非阻礙轉動。因爲必 需有足夠的扭力矩施加至該轉子板上來克服摩擦力以及彈 簧20的作用，所以可幫助轉動之額外的扭力矩通常是刻接 受的（這與在牙籃入口處一較陡峭的斜坡之阻礙轉動的作用 是相反的）。因此，該搖籃的形狀在其入口斜坡與出口斜坡 之間是不對稱的。當該轉子板移動超過該管子緊束處的解 除點時，滾子15移離開管子10因爲相應的擺動板17達到其 運動的極限。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -18- 200302899 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（15) 壓力滾子16抵壓該”背”管11的運動與前滾子15相同，但 落後180度。滾子16是在滾子15沒有與管子10接觸的期間緊 壓管子11。轉子板的每一完整的轉動都會造成一單一的壓 力脈衝用以造成在每一管子內的流體流的單一脈衝。 搖籃14的內表面被提供軌道用來供管子10及11定爲及 幫助引導滾子的運動。該搖籃必需被作成適當的形狀用以 確保壓力滾子在適當的點壓緊管子，確保在該幫浦的下游 處（即，在連接器13處）之整體流體的波動最小化。在轉子板 19的一單一轉動期間，一壓力滾子進入其相關的搖籃軌道 中且當其沿著該軌道移動時，其將促使一固定的流體體積 通過與其相關連的流體管。當此壓力滾子到達該軌道的終 端時，另一壓力滾子則進入其軌道的開始處並促使在另一 流體管內的流體移動。這將可造成一連續的淨抽泵動作。 因此，在該操作循環的任何時間點通常只有一壓力滾 子”壓緊”一流體流管子。然而，當兩壓力滾子與其各自的管 子接觸且將該抽泵動作”交接”時，仍有一相當短的重疊期， 此重疊期的長短受到搖籃的形狀及管子的直徑的影響。 搖籃14的內表面具有額外的彎曲的切面部分（第6圖中的 23及24處）位在管子支撐軌道的作用長度的導入端及導出端 處。這些部分具有一比該軌道的主要部分稍大的半徑，因 而有助於將用來驅動該轉子板的馬達所需的扭力矩峰値最 小化。 轉子板可在一電子電路的控制下被驅動。一或多個感 應器（如，可與轉子板上的特徵，如槽口，對齊之光學的位 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） — -19- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝· 訂 200302899 A7 B7 五、發明説明（16) 置感應器）可被提供’用以監視幫浦構件的運動及/或幫浦輸 出，及提供回饋給幫浦控制器。此等感應器亦可讓運動於 該週期的任何一點被停止，例如在兩根管子都被緊束達至 少某些程度時，用以在該幫浦沒有操作時將流體滲漏減至 最低。 連接器12及13提供提流體可流動於管子10，11與幫浦外 部之間的導管。下游連接器13亦包括兩單向閥（未示於第25 至5圖中），其與各自的管子10，11的輸出相關連的。這可消 除在一壓力滾子沒有與其相應的管子接觸時所造成的流體 回流。該等單向閥只有在流體壓力高於一門檻壓力時來會 讓流體向前流動。單向閥的適合形式將於下文中參照第9至 13圖加以說明。 第6圖爲一與第2至5圖中所示的幫浦相似（但爲其鏡面影 像）的幫浦的示意平面圖’其中相同的構件被標以相同的標 號。某些構件爲了淸楚起見被加以省略。在第6圖中，擺動 板17的位置及壓力滾子15，16在其運動週期中的不同位置 點被彼此疊在一起。可被看出來的是’擺動板能夠繞著銷 3 0轉動，該銷將擺動板固定到轉子板19上，及擺動板被提 供一槽道3 1用以在其轉動時容納該惰滾子2 1的訂位銷3 6。 轉子板與每一擺動板之間都設有軸承用以降低它們之間的 摩擦。 擺動板17具有兩個標爲32及33之非對稱的臂狀部分， 每一臂狀部分都具有一銷（分別標爲34及35)。壓力滾子15被 可轉動地安裝在銷3 4上。銷3 5是用來安裝一彈簧（如第2至5 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20 - 200302899 A7 ΒΊ_____ 五、發明説明（17) 圖的彈簧20)用的。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 轉子板亦具有固定銷36，37，惰滾子21，22分別被可轉 動地安裝在固定銷上。 該轉子板被驅動轉動的中心軸被標爲3 8 ;扭力矩典型 地是由一步進馬達的轉子軸所提供，如第7圖所示。 第7圖示意地顯示該搖籃14，該轉子板19，該擺動板18 ，壓力滾子15，16及它們各自的定位銷34，40及惰滾子21， 22中的一個。第7圖亦顯示一步進馬達41，該馬達的驅動軸 42施加扭力矩至該轉子板。兩根可撓曲的管子1 0，1 1在此 抽泵循環中的此特定的時點都至少部分地被與其相關連的 壓力滾子所擠壓。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 從第7圖可看到的是，惰滾子22具有一適當的W形截面 輪廓其結合兩個徑向凹槽來容納兩根流體管。滾子21具有 相同的形狀。每一壓力滾子在其一面呈現一大致圓柱形的 輪廓其可”緊束”相關聯的流體管，且在其另一面則被提供一 適當的V形徑向凹槽用來容納另一根不會受到該壓力滾子 施加壓力的流體管。壓力滾子以彼此方向相對的方式被安 裝，在惰滾子上的徑向凹槽及在壓力滾子上的徑向凹槽可 確保每一根管子只在適當的時間被緊束。 兩根管子10，11被放在該搖籃14內，彼此相距一固定 的距離，與滾子的V形凹槽相對齊用以確保每一壓力滾子 只作用在一根管子上。 壓力滾子的數目及安排，特別是它們相對的運動及時 機，可被用來影響來自於該幫浦之總流體流輸出。依照第2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐)~— -21 - 200302899 A7 B7 五、發明説明（18) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 至5圖及第7圖所描述的幫浦最好是如第8圖所述地來加以操 作，第8圖顯示在管子10(第8A圖），11(第8B圖）及在連接器 13的下游處之一共同的出口導管（第8C圖）內流體流率隨著 時間的變化。在管子1 0，11內的流體流是在與其相關連的 單向閥的下游被量測的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此處，與傳統的雙管蠕動幫浦情況相反的是，在兩 管子內之流體流週期之間的重疊情況非常地少。一壓力滾 子沿著一管子的運動只有當在該管子內的壓力足以打開與 其相關的閥時才會對整體的幫浦輸出有貢獻。如果接觸角 度（即，在運動週期中滾子與管子接觸的角度）被適當地安排 的話，第一根管子的釋放可達到與在第二管子內的閥的開 啓精確地同步的程度。此閥的開啓典型地將在壓力滾子已 將第二管子封閉之後不久立即發生。然而，在高出口壓力 下，該滾子可能需要進一步沿著第二管子移動用以建力足 夠的壓力來打開第二管子的閥。因此，一適當的接觸角度 與所想要的總出口壓力及管子的本質（特別是彈性與直徑）是 相關連的。在較高的出口壓力時，在重疊點處的流體流較 小，而在較低的出口壓力時，在重疊點處的流體流較大。 第8C圖顯示當以此方式操作時該幫浦的總輸出，與傳 統的蠕動幫浦設計比較起來，本發明的幫浦表現出小很多 之隨時間的變動。 第9至1 3圖顯示適於使用在依據本發明的幫浦上，如在 第2至5圖中所示的幫浦中的連接器13中，之單向閥。 第9圖所不的閥包含一聞門5 0其具有一 0形環密封件5 1 ^氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ~— -22- 200302899 A7 B7 五、發明説明（19) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 。該閘門及密封件受到彈簧52的偏動而與該閥的一”頸部”區 53形成密封式的接觸並藉以防止流體流動。足夠的上游流 體壓力，如箭頭所標示的，可克服此彈簧力進而迫數該閘 門不與該頸部區接觸並允許流體流動。標號54爲閥體及標 號55爲彈簧固持件。在此類的閥中，密封件（在此例子中爲 51)可有活動件所攜載（在此例子中爲閘門）或其可如該閥體 上的一固定件般被提供。 第10及11圖所示的閥包含一可撓曲的橡膠膜60其位在 流體入口導管61，62的開放端，流體入口導管係被提供在 一下塊體63中。該橡膠膜分別在每一導管上方提供切面翼 片64，65，如第11圖所示，第11圖爲該橡膠膜60的一平面圖 其中該下塊體及入口導管係以虛線來表示。 膜翼片分別受到彈簧66，67的迫擠而與塊體63的上表 面形在入口導管的區域處成密封式接觸。只有當在導管內 的流體壓力大到足以克服彈簧力時該膜翼片才會從塊體63 被舉升起來並允許流體流入被界定在閥塊69中的中央穴室 68中，進而流到共同的出口導管70。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此種形式的閥可被用來控制在兩個連接至導管6 1及62 之分立的管子中的流體流，並將來自兩根管子的輸出加以 結合。 第1 2圖顯示第1 0圖的閥結構的一個變化例，其中塊體 63的表面在入口導管6 1的區域處被特別地加以造形，用以 提供一徑向高起的”凸緣”71其與橡膠膜翼片64接觸。此結構 在通過該閥的流體是含有顆粒時可提供更佳的性能。此結 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -23- 200302899 A7 B7 ___ 五、發明説明（20) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 構在低彈簧力時亦可提供較佳的密封效果，因爲彈簧力被 集中在一較小的膜面積上，該閥因而可在一相對低的崩潰 壓力下仍能提供有效的密封。 第1 3圖的閥組件將兩個示於第9圖中的閥（以標號80及81 來表示）結合於一共同的歧管82中。分別具有相關連的密封 件85，86的入口連接器83及84讓該組件能夠連接至兩個流體 管，如第2圖的幫浦中之管子10及11。出口連接器87讓流經 兩個閥的流體能夠結合成爲該幫浦的單一流體導管下游。 該組件因而可用作爲第2圖中的幫浦的連接器13。 一種如上所述的幫浦可以一次組件的形式被提供，其 包括搖籃，馬達及活動件如轉子板及滾子。一依據本發明 的第四態樣之管子組件（結合了流體流管子及其連接器，及 整合的單向閥）可在使用之前被組裝於該次組件中，且在需 要時加以移除並更換。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的幫浦可被使用在廣泛的系統中且可被結合到 一流體必需被抽泵之任何適當的設備中，特別是在需要精 確的流體流率及一致性的設備中。本發明的幫浦特別適合 用來輸送相對低流率當具有相對高精確性，一致性及控制 性的工作上。 本發明的幫浦特別適用於用來實施流體相態化學定量 分析的設備上，如描述在申請人的國際專利申請案第 PCT/GB01/05 1 58號案的設備上。 〔圖式簡單說明〕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 200302899 A7 B7 五、發明説明（21) 本發明現將以舉例的方式參照附圖所示的較佳實施例 來加以詳細的說明，其中： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1圖顯示流過依據本發明的幫浦之流體流； 第2至5圖爲依據本發明的幫浦的平面圖，其顯示該幫 浦在不同操作階段時的情形； 第6圖爲一與第2至5圖所示的幫浦相似的幫浦的平面圖 ， 第7圖爲沿著第3圖的線VII-VII所取之剖面，但在其抽 泵週期上多180度； 第8A至8C圖顯示流體流率隨著時間在流經該幫浦如第 2至5圖所示的不同部分時的變化； 第9及1 0圖爲使用在本發明的幫浦中之閥的剖面圖； 第ίΐ圖爲第10圖所示的閥的一部分的平面圖； 第1 2圖爲通過與第10圖所示的閥類似之另一閥的一部 分的剖面；及 第1 3圖爲通過使用在依據本發明的幫浦中的閥組件的 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 剖面圖 〇 主要元件對照 1 入口導管 2Α 管子 2Β 管子 3 出口導管 4Α 壓力滾子 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -25- 200302899 A7 B7 五、發明説明（22) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4B 壓力滾子 5A 單向閥 5B 單向閥 10 流體流管子 11 流體流管子 12 上游連接器 13 下游連接器 14 搖籃 15 壓力滾子 16 壓力滾子 17 擺動板 18 擺動板 19 轉子板 20 彈簧 21 惰滾子 22 惰滾子 23 切面部分 24 切面部分 30 銷 31 槽口 36 定位銷 32 臂狀部分 33 臂狀部分 34 銷 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -26- 200302899 A7 B7 五、發明説明（23) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 35 銷 37 固定相 38 中心軸位置 40 定位銷 41 步進馬達 42 驅動軸 50 閘門 51 〇形環密封件 52 彈簧 53 頸部 54 閥體 55 彈簧固持件 60 橡膠膜 61 入口導管 62 入口導管 63 下塊體 . 64 切面翼片 65 切面翼片 66 彈簧 67 彈簧 68 中央穴室 69 上閥塊 70 出口導管 80 閥 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -27- 200302899 A7 五、發明説明（24) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 81 閥 82 岐管 83 入口連接器 84 入口連接器 85 密封件 86 密封件 87 出口連接器 71 凸緣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -28-