一次性泵头的制作方法

专利名称：一次性泵头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种泵头；更具体来说，涉及一种一次性的泵头。
技术背景
本领域中众所周知，在经过一些应用、运行或工艺规程之后，在下一次应用、运行 或工艺规程之前，泵必须要进行清洁和消毒。这些清洁和消毒的步骤会导致不必要的延迟 以及不利的暴露于某些介质，包括潜在的对某些材料的交叉污染。目前，市场已知的技术包 括在一些应用中使用蠕动泵，以及使用隔膜泵，它们在产品批次之间需要清洁和/或消毒 操作。这些已知技术的其它缺点还包括都需要维护时间以及与泵送的流体接触的可能。
有鉴于此，工业生产当中需要一种新技术运用在这些应用、运行或工艺规程中，使 维护变得简单，并允许容易地更换被泵送的材料而不必再进行清洁和/或消毒，使得可以 在更少延迟或更少暴露于被泵送介质的条件下开始下一次应用、运行和工艺规程，并且甚 至可以简单的处理以消除潜在的材料的交叉污染。
本发明提供了与此处描述的相一致的一种新技术。发明内容
本发明提供的泵的特征在于具有一次性泵头组件以及筒。
一次性泵头组件具有输入端口和输出端口，该泵头组件设置为与马达摩擦接合以 使得流体泵送进入输入端口，经由一次性泵头，从输出端口流出。
筒具有外壁部分、盖以及闩锁构件，其中所述外壁部分形成有尺寸能够接收一次 性泵头的内腔，所述盖构造成能关闭并且能够被闩锁构件闩锁在外壁部分以使得一次性泵 头与马达摩擦接合。
盖具有可压缩垫片，其尺寸能够推动一次性泵头的上表面，以使得一次性泵头与 马达摩擦接合。
盖可以安装在铰链上。闩锁构件可包括能够抓住或锁住形成在盖上的边缘。一次 性泵头可以为隔膜泵，包括上壳体、阀壳体、往复运动活塞、隔膜、外活塞板、轴承壳体和与 马达轴相连的凸轮。
在一种详细地实施方式中，一次性泵头组件可以包括轴承壳体，该轴承壳体配置 有外壁，该外壁具有预定形状并且限定了用于接收往复运动活塞的开口。一次性泵头组件 还配置有凸轮，该凸轮配置成与马达相连，以带动往复运动活塞运动，因此一次性泵头组件 能够泵送流体。
在筒内，外壁部分可以配置为限定接收一次性泵头组件的腔。底壁部分可以包括在其内形成且具有相应的预定形状的内壁，该预定形状与轴承壳体的壁的预定形状大体上 类似，以容置一次性泵头组件，隔膜支撑板的下部可以设置为与底壁部分的上部相互接合 或压紧，以防止当凸轮带动往复运动活塞运动时一次性泵头组件相对于筒的旋转运动。底 壁部分还设有使凸轮和马达连接的开口。盖可以设置成可拆卸地连接到外壁部分，用于打 开筒以更换一次性泵头组件以及在更换一次性泵头组件之后关闭筒。
本发明还可以采用这样的形式，即筒本身用于接收具有本文中阐明的特征的一次 性泵头组件。
采用所述的一次性泵头和筒的设计，维护即成为一种简单的拔出丢弃和更换的概 念。其特征在于以下内容
根据本发明的设计，因为不必进行清洁和/或消毒，所以易于更换被泵送材料。技 术人员移去一次性泵头，适当处理，然后装上一个新的泵头并夹紧就位，这样就能开始运 行，几乎没有延迟，也不会暴露于被泵送介质。
本设计经过简单的处理即可消除潜在的材料交叉污染。


附图不必按照比例进行绘制，包括以下附图
图1是根据本发明一些实施方式的一次性泵头和筒组件的分解图。
图Ia是图的分解图，示出根据本发明的一些实施方式布置在筒组件内的一 次性泵头。
图Ib是图^(iv)的分解图，示出根据本发明的一些实施方式从图Ia中的筒内移 出图Ia所示的一次性泵头。
图2是根据本发明的一些实施方式的一次性泵头和筒组件的俯视图。
图3是根据本发明的一些实施方式的图2所示一次性泵头和筒组件的侧视图。
图4是根据本发明的一些实施方式的一次性泵头和筒组件的剖视图。
图5a包括图5a(i)、5a(ii).....5a(vii)，是示出根据本发明的一些实施方式将单元替换为新的单元的一系列视图。
图釙包括图釙(i)、釙(ii)、...、釙(vii)，是对应于图5a中包括图5a(i)、5a(ii).....5a(vii)的一系列视图的一系列剖视图，示出了根据本发明的一些实施方式将单元替换为新的单元的过程。
图6包括图6a和图6b，其中图6a是根据本发明一些实施方式泵单元完全置于马 达内且与马达接合的视图，图6b是根据本发明一些实施方式将泵单元滑动移出的视图。
图7包括图7a、7b、7c、7d，是根据本发明一些实施方式中一次性泵头组件或泵单 元的视图，其中，图7a是泵单元的正视图；图7b是泵单元的侧视图；图7c是泵单元的从后 侧看的透视图；图7d是泵单元的后视图。
图8包括图8adb、8c，是根据本发明一些实施方式中筒外壳的视图，其中图是筒 外壳的从前侧看的透视图；图劝是筒外壳的侧视图；图^是筒外壳的从前侧看的透视图。
具体实施方式
图1、图Ia和图Ib
图1所示的一次性泵头和筒组件整体用附图标记100表示，其包括盖1、垫片2、上 壳体3、上壳体弹性卡片3a、阀壳体4、活塞5、隔膜6、隔膜支撑板7、外活塞板8、轴承壳体 9、凸轮10、夹具11、筒12、垫圈13、装配环14、轴承15和马达适配器16。上壳体3、阀壳体 4、活塞5、隔膜6、隔膜支撑板7、外活塞板8、轴承壳体9和凸轮10组合构成一次性泵头，也 可以作为一次性泵头组件，整体表示为总组件100的IOOa(见图Ia和图lb)；而其余部件 组合构成筒12，并且可以包括盖1、垫片2、夹具11、筒12、垫圈13、装配环14、轴承15和马 达适配器16。以实例说明，本发明显示和描述所涉及到的一次性泵头组件IOOa是采用隔膜 泵的形式，其应当理解为正排量泵，使用橡胶、热塑性塑料或特氟隆隔膜的往复运动和适当 的止回单向阀的组合泵送流体，然而，这并不意味着本发明的范围限定在目前已知或将来 发展的任何特定类型或种类的泵。
图Ia和图Ib示出的一次性泵头组件IOOa作为装配的模块化单元在图Ia中被设 置在筒12内以及在图Ib中被设置在筒12外。在图Ia和图Ib中，一次性泵头组件IOOa和 筒12相对于马达20设置。在图1、图Ia和图Ib中，相同的元件由相同的附图标记表示。
在图Ia和图Ib中，上壳体3被配置成与隔膜支撑板7之间通过多个上壳体弹性 卡片3a相连，弹性卡片3a与隔膜支撑板7的相应结构卡扣配合。以实例说明，本发明所描 述的上壳体3使用卡扣配合方式与隔膜支撑板7相连，然而，这并不意味着本发明的范围限 定在目前已知或将来发展的任何类型或种类的连接技术。例如，泵头组件IOOa的各个元 件，包括上壳体3、阀壳体4、活塞5、隔膜6、隔膜支撑板7、外活塞板8、轴承壳体9、凸轮10 的组装可以采取卡扣、螺纹连接、超声焊接、铆接或目前已知或将来发展的任何连接方法的 形式。进一步地，以实例说明，本发明描述的多个上壳体弹性卡片3a采用了四个上壳体弹 性卡片3a的形式，然而，这并不意味着本发明限定任意特定数目的弹性卡片。
在图Ia和图Ib中，阀壳体4、活塞5和隔膜6被配置成设置在上壳体3与隔膜支 撑板7之间。轴承壳体9被配置成利用四个相应的紧固件将轴承9a和外活塞板8连接到 活塞5，其中一个紧固件被标记为9b (例如，螺钉)。如图所示，凸轮10布置在轴承9a内。
在图Ia和图Ib中，外活塞板8设置有外壁8a，外壁8a具有预定的形状和用于接 收往复运动活塞5的开口。凸轮10设置为与马达20的轴20a相连以带动往复运动活塞5， 因此，一次性泵头组件IOOa能够将流体从输入端北经泵头泵送到输出端口 3c。
筒12设置有外壁部分12a、盖1和底壁部分12b。外壁部分1 设置为限定腔部 分12d以接收一次性泵头组件IOOa的至少一部分。底壁部分12b设有内壁12e，内壁1 在底壁部分12b内部形成并具有与外活塞板8的外壁8a的预定形状大致类似的相应的预 定形状，以接收外活塞板8。盖1被闩锁以推动隔膜支撑板7的下部7a与上部12b’压紧 (图Ib和图4)以防止当凸轮10带动往复运动活塞5运动时一次性泵头组件IOOa相对于 筒12的旋转运动。特别地，垫片2可以为可压缩构件，其尺寸设置为当盖1被关闭时能够与 上壳体3的顶部!Be相接触，从而推动或压迫一次性泵头进入腔部分12d并与马达20摩擦 接合。如图所示，顶部3e可以设有从中央部分向外辐射并延伸到环圈上的构件，然而，在本 发明的精神范围内可使用顶部3e上的其它种类或类型的结构。如图4最清楚所示的，垫片 的一部分被上壳体3的顶部!Be压缩并进入到顶部!Be内，如图4标示的箭头C所示。垫片 2可以由弹性体材料、或泡沫状材料、或目前已知或将来发展的其它种类或类型的可压缩材 料制成。在还可以想到的实施方式中，可压缩构件也可以采用弹簧状元件的形式。根据本发明特定的实施方式对可压缩构件的设计选择，本领域技术人员无须过多的实验即能确定 出垫片的合适尺寸，以在盖1被关闭时使得垫片与上壳体3的顶部3e相接触，从而推动或 迫使一次性泵头进入腔部分12d并与马达20摩擦接合。
底壁部分12b同样设有开口(未标记)以使得凸轮10与马达20的轴20a相连。 盖1设置为与外壁部分1 可拆卸地相连，以便打开筒12以更换一次性泵头组件IOOa以 及在更换一次性泵头组件IOOa之后关闭筒12。筒12同样设有开口 12f、12g，其形状构造 为分别接收泵头组件IOOa的端口 ;3b、3c。
在图Ia和图Ib中，马达适配器16被配置为通过四个相应的紧固件与马达20相 连，其中一个紧固件由附图标记16a指示。马达适配器16还设置为接收轴承15并且通过 四个相应的紧固件抵靠并连接筒12的底壁部分12b，其中一个紧固件由附图标记16b指示， 因此轴承15相对于凸轮10布置。马达20具有轴20a，该轴被配置成穿过轴承15并与一 次性泵头组件IOOa的凸轮10相连。筒12可以采取独立单元的形式，或者可以通过例如将 机壳与垫圈13 —起夹持在筒12和装配环14之间将筒12组装到机壳或其它适合的结构的 壁30上(参见图Ia和图lb)。如图所示，在安装到壁30时，装配环14设置为相对马达适 配器16布置，并通过四个相应的紧固件与筒12的底壁部分12b和壁30或其它合适的结构 连接在一起，其中一个紧固件由附图标记Ha指示。垫圈13是可选的，可布置在装配环14 和筒12的底壁部分12b之间，如图所示。
泵头组件IOOa可以由与泵头组件IOOa使用的特定应用、运行或工艺规程相容的 材料制成。例如，应用在生物科技领域的泵头组件IOOa可由可承受辐射的材料制成。在其 它种类或类型的应用、运行或工艺规程中，泵头组件IOOa的制造材料取决于这些种类或类 型的应用、运行或工艺规程中的某些特定的特征或需求，或与之特别相关。这不意味着本发 明的范围仅仅限定在目前已知或将来发展的种类或类型的材料。
泵头组件IOOa可以设有多种不同种类或类型的端口 3b，包括例如卫生设备用三 管钳端口(sanitary tri clamp port)、螺纹端口、快速连接端口、或目前已知或将来发展 的任何其它端口结构。
图2至图3:筒12
图2至图3显示了筒12的其它视图，其中一次性泵头组件IOOa设置在筒12内并 通过使用夹具11将盖1锁闭而保持就位。夹具11包括以下部分夹具手柄11a、枢转地铰 接到枢轴杆Ilc的中间部分lib、以及设置为与盖1上的相应结构Ia可拆卸连接的闩锁部 分lid。闩锁部分Ild还通过枢轴杆lie与中间部分lib铰接。还可以想到的实施方式中 夹具11包括弹簧状构件，用于在张力作用下锁闭盖。
图 4
图4是一次性泵头组件IOOa放置在筒12内的剖视图。如图所示，盖1被放置就 位、关闭并通过夹具11夹紧就位。这种结构压住或推动一次性泵头组件IOOa并允许一次 性泵头组件或单元IOOa获得压力，以在特定应用中运行。
图 5
当不再需要泵头组件IOOa时，例如应用、运行或工艺规程结束时，盖1可以打开， 可以将泵头组件IOOa从筒12中取出进行处理。
图5示出将一次性泵头组件IOOa更换为新的一次性泵头组件(如新单元100a)的步骤。
在图fe⑴和^3(i)，夹具11就位，筒单元12保持锁闭。图Ia是图恥⑴的分解 图，也可以参见与图Ia相关的描述来获得图中所示部件的更多细节，包括包含一次 性泵头组件IOOa在内的元件的进一步的细节。
在图5a(ii)和5b (ii)中，夹具11被打开。
在图5a(iii)和^D(iii)中，盖1被打开。
在图fe(iv)和^(iv)中，从筒12中滑动移出一次性泵头组件100a。图Ib是图 5b (iv)的分解图，也可以参见与图Ib相关的描述来获得图^(iv)中所示部件的更多细节， 包括包含一次性泵头组件IOOa在内的元件的进一步的细节。
在图和^3(V)中，新的一次性泵头组件、如新的单元IOOa滑入到筒12中。
在图5a(vi)和5b (vi)中，盖1被关闭。
在图fe(vii)中，夹具11被锁定就位，并且筒单元12被锁定。
由于图5a(i) M5a(vii)和图恥⑴至图5b(vii)的特征相似，只有涉及到打开、 替换和关闭筒12的图⑴、5a(iv)和5b(iv)的相关特征标有附图标记，以此不至 于使得图5整体上变得杂乱。
本发明的优点在于易于装配/拆卸，并且由于不用对整个系统进行消毒而免除维 护；作为替代的是，从筒12中简单的移走一次性泵头组件IOOa并更换一个新的泵头组件或单元。
图 6
图6是一次性泵头组件IOOa的凸轮10 (见图1、la、lb)与马达20接合的放大图。 如图所示，例如，这种接合使用“D”驱动进行，而无需紧固件。如图所示的“D”驱动是本领 域已知的，这并不意味着本发明的范围限定在目前已知或将来发展的任何特定类型或种类 的驱动方式。另外，也不意味着本发明的范围仅仅限定在使用D驱动接合，因为其它已知的 或将来发展的种类或类型的马达接合方法也能够被使用。
图6a示出泵单元完全置于马达内且与马达接合。图6b示出泵单元滑动移出。泵 单元可容易地滑入和滑出，无需紧固。
图 7
图7是根据本发明的一次性泵头单元IOOa的其它视图，其附图标记可以理解为与 包括图1、图la、图Ib在内的其它图相关并且与此处表示和描述的相一致。
图 8
图8是根据本发明的筒12的其它视图，其附图标记可以理解为与包括图1、图la、 图Ib在内的其它图相关并且与此处表示和描述的相一致。
可能的应用
本发明可能应用在包括至少以下领域生物科技、食品处理、饮料、工业以及任何 流体变换应用。
发明的范围
可以理解的是，除非此处另有说明，就特定实施方式描述的任何特点、特征、替换 或变更也可以应用到、使用到、或者结合到此处描述的任何其它实施方式。同时，本发明的 附图也没有按照比例进行绘制。
尽管本发明是根据示例性的实施方式进行描述和示出，但是在不背离本发明的精 神和范围的条件下可以进行前述的和多种其它的增加和省略。
权利要求
1.一种泵，包括一次性泵头，所述一次性泵头具有输入端口和输出端口，并且设置为与马达摩擦接合 以使得流体泵送进入所述输入端口、经由所述一次性泵头并从所述输出端口流出；筒，所述筒具有外壁部分、盖和R锁构件，所述外壁部分被配置成形成有尺寸能够接收 所述一次性泵头的内腔，所述盖能关闭并且能够被所述闩锁构件闩锁在所述外壁部分以使 得所述一次性泵头与所述马达摩擦接合。
2.如权利要求1所述的泵，其中，所述盖具有可压缩构件，包括可压缩垫片，所述可压 缩构件的尺寸设定成推动所述一次性泵头的上表面，使所述一次性泵头与所述马达摩擦接合。
3.如权利要求1所述的泵，其中，所述闩锁构件包括用于锁住所述盖的边缘的部件。
4.如权利要求1所述的泵，其中，所述一次性泵头为隔膜泵，所述隔膜泵包括上壳体、 阀壳体、往复运动活塞、隔膜、外活塞板、轴承壳体和与所述马达的轴相连的凸轮。
5.如权利要求1所述的泵，其中，所述筒具有外壁部分，所述外壁部分设有用于接收所 述一次性泵头的所述输入端口和所述输出端口的开口。
6.如权利要求1所述的泵，其中，所述一次性泵头通过使用“D”驱动与所述马达摩擦接 合而不需要紧固件。
7.一种筒，用于接收一次性泵头组件，所述一次性泵头组件具有轴承壳体构件和凸轮， 所述轴承壳体构件具有预定形状的壁，所述凸轮用于与马达相连从而驱动所述一次性泵头 组件来泵送流体，所述筒包括外壁部分，所述外壁部分构造为限定用于在所述筒内部接收所述一次性泵头组件的腔；底壁部分，所述底壁部分构造为具有开口，使得所述一次性泵头组件的所述凸轮能够 与所述马达相连，所述底壁部分中还形成有内壁，所述内壁具有与所述轴承壳体构件的壁 的预定形状对应的形状，以接收所述一次性泵头组件的轴承壳体构件，所述底壁部分的一 部分设置为与隔膜支撑板的下部接合以阻止所述一次性泵头组件相对于所述筒的旋转运 动；和盖部分，所述盖部分构造为可拆卸地连接到所述外壁部分，以打开所述筒更换所述一 次性泵头组件，在所述一次性泵头组件被更换完之后将所述筒关闭，并使所述底壁部分的 所述一部分与所述隔膜支撑板的所述下部接合，推动或促动所述一次性泵头组件与所述马 达摩擦接合。
8.如权利要求7所述的筒，其中，所述内壁构造为从所述外壁部分向内延伸的弧形壁。
9.如权利要求7所述的筒，其中，所述内壁构造为形成瓣状的腔，用于接收轴承壳体， 所述轴承壳体设有形成隔膜泵的一部分的往复运动活塞。
10.如权利要求7所述的筒，其中，所述凸轮被构造成带动形成隔膜泵的一部分的往复运动活塞。
11.如权利要求7所述的筒，其中，所述隔膜支撑板为构造成接收形成隔膜泵的一部分 的往复运动活塞的支撑板。
12.—种隔膜泵，包括一次性泵头组件，所述一次性泵头组件包括设有壁的轴承壳体，所述壁具有一形状并限定开口以接收往复运动活塞，所述一次性泵头组件还设有与马达相连的凸轮，用于带动 所述往复运动活塞相对于隔膜运动；和筒，所述筒具有外壁部分、盖部分、后壁部分和夹具装置，所述外壁部分限定用于接收 所述一次性泵头组件的腔，所述后壁部分中形成有内壁，所述内壁具有与所述轴承壳体的 壁的形状相对应的形状，以接收和接合支撑板，并在所述凸轮带动所述往复运动活塞相对 于所述隔膜运动时阻止所述一次性泵头组件相对于所述筒的旋转运动，所述后壁部分还具 有开口以使所述凸轮与所述马达相连，所述夹具装置设置为与所述盖部分和所述外壁部分 可拆卸地连接在一起，用于打开所述筒以更换所述一次性泵头组件并在更换完所述一次性 泵头组件之后关闭所述筒。
全文摘要
本发明提供一种一次性泵头和一种泵。所述泵包括一次性泵头，该一次性泵头具有输入端口和输出端口，其设置为与马达摩擦接合并使得流体泵送进入输入端口、经由一次性泵头从输出端口流出；和筒，所述筒具有盖和闩锁构件，筒设有尺寸足以接收一次性泵头的内腔，盖能够被关闭并使一次性泵头和马达摩擦接合。盖具有可压缩构件，例如垫片，其尺寸能够推动一次性泵头的上表面，以使得一次性泵头与马达摩擦接合。盖可以安装在铰链上。闩锁构件可包括用于锁住盖的边缘的部件。一次性泵头可以为隔膜泵，隔膜泵包括上壳体、阀壳体、往复运动活塞、隔膜、外活塞板、轴承壳体和与马达的轴相连的凸轮。
文档编号F04B53/16GK102032153SQ20101054602
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月25日 优先权日2009年9月24日
发明者A·哈特, H·V·梅扎, M·小维拉戈梅兹 申请人:Itt制造企业公司