用于模塑管道和蠕动泵的方法和装置的制作方法

专利名称：用于模塑管道和蠕动泵的方法和装置的制作方法
技术领域：
这项发明一般地涉及泵送系统，更具体地说，涉及蠕动型泵 送系统。
背景技术：
蠕动泵净皮广泛地用于各种不同的应用，除了别的领域之外包 括在饮料和药学领域中的应用。蠕动泵通常是通过用一个或多个 头(或其它的机构)压缩柔性的管道或孔道操作的。所述的一个或 多个头(对着背面或对面的头)挤压一部分管道或孔道并且沿着预 期的方向4,动流体。
在一些应用中，蠕动泵本身被一再地使用，而且管道被频繁 地更换，例如，在饮料系统中饮料浓缩物被耗尽的时候或者在药 学应用中药物被耗尽的时候。在其它应用中， 一根管道可能较长 时间地与同一个泵一起4吏用。在另一些应用中，泵本身可能连同 管道一起是一次性的。
虽然蠕动泵提供某些优势，但是它们在经济上没有考虑到那 种时常需要的可再生产的和4青确流速的方面。在i午多情况下，i吴 差起因于用挤出工艺制作的管道。挤出工艺导致管道内径的变化 以及管壁厚度的变化。因为这些变化，当管道被更换的时候，不 同的流速起因于同一台泵。另外，因为在一次性管道的应用中和 在4交长时间地使用一才艮管道的应用中使用的管道不同，所以一些
变化在泵与泵之间(并因此在系统与系统之间)发生。为了克月良这 些变化对系统进行才交正通常是不实际的。
因此，举例来说，在要以特定的流速泵送饮料浓缩物以便按 给定的比例与水混合的时候，管道的变化导致不精确的混合比， 并因此在管道与管道之间产生质量不同的饮料。这样的饮料系统 (除了其它位置之夕卜)往往被用于餐馆和便利商店，而且这些变化 在々大并+质量方面产生无法4姿受的同一位置上的每一批与每一批 之间的差异和不同位置之间的差异。业已发现在其它应用中也存 在类似的问题，例如，在药学领域中。
采用现有4支术的蠕动泵的另 一个问题是管道的泵入口边往 往附着到管道配件上，这样就限制了向泵的入口的自由流动。
所以，需要克服蠕动泵和管道系统的现有技术系统的局限性。

发明内容
依照本发明的教导，为模塑管道和蠕动泵提供用于消除或实 质上减少与现有^支术的系统有关的问题的方法和装置。
在特定的实施方案中，提供一种用来泵送材料的泵，所述的 泵包括马达、模塑管道和一个或多个与所述马达结合并且适合压 缩所述的才莫塑管道沿着预期的流动方向推动材料的压缩头。在一 个实施方案中，模塑管道包括有第一内径的第一区段，和有大于 第一内径的第二内径的第二区,殳。在另一个实施方案中，配件与 第二区段结合。另外，该管道的排放端可能有大于或小于模塑管 道其它部分的内径。模塑管道可能是注塑成形的管道。
在本发明的另一个实施方案中，冲是供一种流体递送系统，该 系统包括蠕动泵、与所述蠕动泵相结合以允许流体从中流过的模 塑管道、与蠕动泵上游的模塑管道相结合的流体源和与蠕动泵下 游的模塑管道相结合的分送器。在一个实施方案中，该模塑管道 包括有第一内径的第一区段和有大于第一内径的第二内径的第 二区段。在另一个实施方案中，配件与第二区段相结合。另外， 管道的排放端可能有大于或小于模塑管道其它部分的内径。模塑 管道可能是注塑成形的管道。
本发明的4争定应用包括^旦不限于々大并+和药学的应用。
本发明还提供用来形成用于蠕动泵的模塑管道的方法，该方 法包括提供核心和配件、提供适合与所述的核心和配件配对的空 腔、把材料注入空腔以形成包围至少部分所述的核心和配件的模 塑管道、以及使4莫塑管道和配件从所述核心中射出。
在特定的实施方案中，被注射的材料是热固性弹性体。在一 个实施方案中，模塑管道和配件是通过经过核心供应气体被射出 的。在另一个实施方案中，配件是先模塑成形的，然后放在核心 上的。在替代实施方案中，配件是在核心上模塑成形的。在另一 个实施方案中，薄弱区域可能是在模塑管道上形成的，用来除去 管道的末端，而且，如果需要，分离片可能在薄弱区域附近形成。
在另一个实施方案中，配4牛有配件内径，而且该配4牛内4圣大 于或等于并非在该配件周围形成的模塑管道的部分内径。在另外 一个实施方案中，模塑管道有排放端，其内径不同于并非在配件 周围形成的模塑管道部分。
本发明的一个重要的技术优势是它包括与现有技术的系统 相比，允许来自蠕动型泵送系统的流速更精确和更可重复的才莫塑
管道。本发明的一个实施方案的另一个重要的4支术优势是它包括 可能与配件组合成形的模塑管道。本发明的又 一 个重要的技术优 势是它包括可能与使改善进入蠕动泵送系统的流速变得比较容 易的直径增大部分一起形成的模塑管道。
附图i兌明
在描述中提及下面简要描述的图画，其中同类参考数字指的 是对应的元件
图l是依照本发明教导的蠕动泵和管道的一个实施方案的方 框图2举例说明依照本发明的教导用于蠕动泵的管道的 一 个实 施方案；
图3是依照本发明的教导用来制造管道的模子的 一个实施方 案的等角图4举例i兌明依照本发明的教导用于蠕动泵的管道的另一个 实施方案；
图5是依照本发明的教导用来制造组合的配件和模塑管道的 才莫塑成型系统的一个实施方案的剖-现图；以及
图6是图5的模塑成型系统在打开位置的剖视图。
具体实施例方式
如

图1所示，蠕动泵10是以方框图形式展示的，它包括马达 12、轴14和一个(或多个)头16。 一个或多个头16与才莫塑管道184妄合。
一个或多个头16(对着背面或对面的一个或多个头)挤压管道 18并且沿着预期的方向推动流体。在图l举例il明的特定的例子 中，流体来自补给源20,它可能是一袋流体，例如，用于盒装饮 料系统中的袋子的塑料袋，或用于药物或其它流体的药物袋。补 给源20通常包括补给配件22，所述的补给配件22通过任一已知方 法与管道配件24相结合。管道配件24可以通过任一已知方法或如 同下面描述的那样作为模塑工艺的部分与管道18结合。在泵10的 下游，管道18与分送器26结合。分送器26可能是，举例来说，但 不限于，饮料分送器或用来给患者注射的针，或任何其它的分发 装置，而且可能只是管道18的开口端。人们还应该理解管道18或 管道配件24可能直接地或通过一些中间结合装置与补给源20(或
补给配件22)和分送器26结合。当然，泵可能与分送器或补给源 整合在一起。
虽然举例i兌明的是有马达、轴和头的蠕动泵，但是可能使用 任何蠕动泵机构，包括但不限于，用一个或多个滚筒头、滑动头、 履带机构、波动机构、凸轮、盘片或其它装置挤压管道和移动管 道中的流体的那些。特定的蠕动泵例子是在通过引证在此将其全 部并入的美国专利第5,413，252和5,558,507号中描述的。这些例子 的并入仅仅是说明性的，而不是作为限制，并因此意味着不限制 本发明的范围和不把任何其它类型的蠕动泵机构排除在外。为了 易于描述任一各种不同的蠕动泵机构，挤压机构在此可能被表示
成压缩头。另外，虽然^卜给源20是作为柔性袋子举例-说明的，但> 是任何补给源都可能被使用。本发明的管道18是模塑成形的，而不是如同现有技术的管道 那样挤出成形的。在特定的实施方案中，模塑成形工艺是注塑成 形工艺。因为模塑成形工艺考虑到非常精确的容许偏差，所以在 现有技术的管道中发现的那些类型的变化被本发明的模塑管道 实质上或完全地消除。人们应该理解，任何其它适当的4莫塑成形 工艺也可能被使用，包括但不限于压塑成形。图2举例说明在用于分发系统(例如，图l所示的分发系统)之 前与管道配件24组合的特定管道18。在图2所示的特定实施方案 中，管道18包括末端30和大直径区段32。末端30是管道18的密封 端(或以别的方式封闭的末端)，而且保证管道18在使用之前(在末 端3O被拆除之前)保持清洁。人们应该理解该末端并非必须封闭。虽然大直径区段3 2并非是本发明所有的实施方案必不可少 的，但是它提供超越现有技术管道的重大优势。具体地说，通过 形成内径比管道18的主要部分的内径大的大直径区段32，管道配 件24(或补给配件，如杲该管道直接与补给源结合)可以有等于或 大于管道18的主要部分内径的内径，而且能很容易地与管道18结 合(管道也可能如同下面描述的那样是在配件上形成的)。采用这 样的配件，流向管道的泵入口边的流动不受限制(由于该直径未 被减少)，因此该蠕动泵不会被"饿死"而且其性能不会因此受 到限制。在一些现有技术系统中，管道配件引起入口泵流动限制， 因为在宽的管道配件上伸展挤压管道是困难的。流动限制问题在 泵送粘度比4交高的流体(例如， <旦不限于，橘汁浓缩物)时是特别 重要的，其中入口流动限制能对预期的流速产生重大影响。
大直径区段32也可能是采用其它工艺形成的，例如，但不限
于，把膨胀心轴插进管道18。此外，大直径区段可能与某些部件 (例如，^旦不限于，肩台、凹槽或唇)一起形成，以适应管道配件 24(或者补给配件)和增强它们之间的配合。然而，人们应该理解， 任何方式都可能用来使管道与配件结合。
图3是依照本发明的教导用来形成模塑管道18的模塑成形系 统的一个实施方案的分解图。如图3所示，插塞(或核心)40是在底 部42上形成的。有空月空46的空腔块44与斗亥心40西己^"。注射材#+(例 如，但不限于，可注塑成形等级的热固性弹性体，举例来说，"液 体硅氧烷"橡胶)被注入空腔46并且在核心40的周围固化，形成 图3所示的模塑管道18。人们应该理解，其它的注射材料(例如， 但不限于，热塑性弹性体)也可能被使用。
图3所示的特定的核心包^fe用来形成大直径区^更32的底部 48。然而，人们应该理解，虽然是令人想要的，但是这样的底部 或大直径区段作为本发明的 一 部份并非是必不可少的。依照前面 的讨论，封闭管道18的顶端也是令人想要的，并因此管道18是与 密封端30—起展示的(该密封端可能有也可能没有与管道的主要 区段相同的直径)。然而，人们应该理解，这样的密封作为本发 明的一部份并非是必不可少的。另外，人们应该理解，模塑管道 18与区4殳32相对的末端(排;改端)可能是才莫塑成形的，为的是形成 适合与下游装置结合的任何形状，并因此可能有增大或减小的直 径。在一些应用中，举例来i兌，-f旦不限于，采用高流速或直径比 寿交大的管道的那些，滴漏是通过形成内径小于管道18的主要部分 内径的排》文端减少的。
如图4所示，为了使拆除末端30变得容易，管道18可能是(但 并非必须是)与薄弱区域50—起形成的。另外，分离片52可能是 在薄弱区域50附近形成的，以允许使用者在使用该管道之前撕掉 该末端30。管道18可以用任何适当的方式从才莫子系统中射出。 一种方 式，并非作为限制，是将通过气体口54注射气体，这允许气体(例 如，但不限于，空气)通过核心40的末端流动把模塑管道18射出。图5和图6是依照本发明的教导用来模塑管道18的系统的另 一个实施方案的剖视图。在图5和图6所示的特定的实施方案中， 管道18是在配件2 4周围模塑成形的。图5展示该模塑成形系统处 于闭合位置，而图6举例说明它处于打开位置，管道18已准备好 被射出。配件24可能采用任何适当的材料，包括，但不限于，塑 料或金属。配件24可能是用另 一种工艺形成的并且在合模之前被 插进模子，或者是在考虑到配件材料的注射和管道材料的注射的 往返式模具系统中模塑成形的。如果需要,虽然不是必需的，这些 材料可以这样选择，以致它们可以以化学方式相互粘合。采用图 5和图6的实施方案，组合的管道和配件净皮生产出来，把管道和管 道配件结合起来的附加步骤不再是必不可少的。空气注射针56在注射工艺期间被完全插入，以防止注射材料 58进入喷射孔道60。喷射孔道60从核心40的末端延伸到气体口 54。当空气注射针56缩回的时候，如图6所示，孔道60被打开， 于是气体可以吹到口 54之中然后经过核心40把管道18从模子上 射出。所示形式的4巴管道射出的4几构可以与图3所示的实施方案 一起使用。
在此提供的特定的实施方案和描述仅仅是说明性的例子，而 且每个例子的特4正和优势可以与本文中其它的实施方案和例子 的特征和优势交换或添加到本文中其它的实施方案和例子的特 征和优势上。此外，作为例子，它们不意味着把本发明的范围局 限于任何具体描述的细节，而且本发明的范围比任何例子都宽。 举例来说，但不限于，虽然饮料和药学的应用已被举例说明，但 是本发明可能用于任〗可其它的流体递送系统。而且， 一般的i兌， 虽然本发明已被详细地描述，但是人们应该理解，各种不同的变 化、变更、替换、附加和4奮正可以在不脱离本发明用权利要求书 限定的范围的情况下完成。
权利要求
1. 为泵送材料的泵，其中包括-.马达；才莫塑的管道；以及一个或多个压缩头，所述的压缩头与所述马达结合而且 适合压缩所述模塑管道沿着预期的流动方向推动材料。
2. 根据权利要求l所述的泵，其中模塑的管道包括有第一内径 的第一区段和有大于所述第一内径的第二内径的第二区段。
3. 根据权利要求2所述的泵,件。
4. 根据权利要求2所述的泵， 排》文端。
5. 根据权利要求1所述的泵，进一步包括与第二区段结合的配 其中所述第一区段是模塑管道的 其中所述模塑管道包括注塑管道。
6. —种流体递送系统，其中包凌舌蠕动泵；与所述蠕动泵结合并允许流体通过它流动的模塑管道； 与蠕动泵模塑管道上游结合的流体源；以及 与蠕动泵模塑管道下游结合的分送器。
7. 根据权利要求6所述的系统，其中所述模塑管道包括有第一 内径的第一区段和有大于第一内径的第二内径的第二区段。
8. 根据权利要求7所述的系统，A^;西己^f牛。
9. 根据权利要求7所述的系统, 的排方文端。
10. 根据权利要求6所述的系统，管道。
11. 根据权利要求6所述的系统，
12. 根据权利要求6所述的系统，进一步包^^与所述第二区^殳结 其中所述第一区段是模塑管道 其中所述模塑管道包括注塑的其中所述流体是浓缩饮料。 其中所述流体是药物。
13. —种用来形成用于蠕动泵的模塑管道的方法，其中包括提供核心和配件；提供适合与所述的核心和配件配对的空腔；把才才料注入空腔用来形成包围所述核心和配4牛的至少一 部分的模塑管道；以及使模塑管道和配件从所述核心中射出。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中被注射的材料包括热固性 弹性体。
15. 根据权利要求13所述的方法，其中所述射出包括通过经过所 述核心供应气体使模塑管道和配件射出。
16. 根据权利要求13所述的方法，其中提供配件包括形成配件和 把该配件方文在所述核心上。 17. 根据权利要求13所述的方法，其中提供配件包括在所述核心 上适当的位置才莫塑所述配件。18. 根据权利要求13所述的方法，进一步包括在所述的模塑管道 上形成用来除去管道末端的薄弱区域。19. 根据权利要求18所述的方法，进一步包括形成接近薄弱区域 的分离片。20. 才艮据^L利要求13所述的方法，其中所述配件有配件内径，而 且该配件内径大于或等于所述4莫塑管道并非在所述配件周 围成形的部分的内径。21. 根据权利要求13所述的方法，其中所述模塑管道有一个排放 端，其内径不同于并非在所述配件周围成形的才莫塑管道部分。
全文摘要
本发明提供一种蠕动泵(10)和管道(18)系统。蠕动泵(10)操作以便挤压管道(18)和沿着预期的方向推动管道(18)中的液体。管道(18)是模塑的，并因此考虑到可预期的和一致的流速。
文档编号F04B43/12GK101124073SQ200580002342
公开日2008年2月13日 申请日期2005年1月13日 优先权日2004年1月16日
发明者迈克尔·T·罗曼伊斯泽恩, 阿尔弗雷德·A·施罗伊尔 申请人:岚瑟股份有限公司