专利名称：供生物医疗使用的泵装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及供生物医疗使用的泵装置，特别是(但不是绝对地)涉及用于将液体静脉输注到人体或动物体内的泵装置。
许多医疗过程都要求在一段时间内将液体有控制地输注到人体或动物体内，例如，当病人应以受控的剂量接受药品、血液制品、盐水或营养品等时，就需要如此。为此应用的现有泵装置包括注射泵、滴注控制器和里蠕动泵，这些部件都具有共同的缺点成本高、组装和操作复杂，而且使用这些泵装置时通常要禁止病人运动。另外还知道，在某些情况下，为了以受控的方式将液体输注到植物中，采用依靠外部电源工作的复杂的泵装置是不方便的。
联邦德国专利DE-2920975中也已经提出了一种泵装置，它具有一个装在一个罩壳中的蠕动泵，罩壳内还装有控制和致动蠕动泵的控制装置，由此使泵装置是独立的和便携的，并且可以连接到接受输注的生物体上。
这种蠕动泵的一个缺点是，泵输出的流体的流率不能被准确地控制。通常，流率是通过计数蠕动滚机构的转数来测定的，这样所测流率的误差一般高达15%。遇到的另一个困难是，当输注流路出现阻塞时，已知的泵，特别是注射泵通常会建立起达到危险程度的液压力。再有就是难于有效地检测到在已知泵中存在的气泡，通常气泡检测器是采用反应空气和泵送的液体之间的折射率的差异的传感器。在输注期间，气泡的存在是极为危险的，而已知泵的一个缺点就是可让气泡容易地穿过泵。
还可从美国专利US4596575中获得，它提供了一种可插入的泵装置，其中泵室具有一个可由压电转换器带动的柔性壁，以及由电磁驱动的提升阀构成的输入和输出阀。
根据本发明，公开了一种泵装置，它包括一个泵体，泵体内限定了一个泵室和与该泵室连通的输入和输出通道;能够通过泵室的一个柔性壁的运动来改变泵室的容积的致动装置;以及分别位于输入和输出通道中的第一和第二阀，这两个阀由止回阀构成，其中每个都包括一个阀件，阀件可响应于由泵室柔性壁的运动而在泵室中产生的压力或吸力，运动到与其阀座相接合或与之分离;本发明的泵装置还包括能将阀件或至少一个阀件偏压到与其阀座接合的位置上的磁性装置。
这种泵装置的一个优点是在正常泵送工作期间，上述的止回阀不需要外部电源的驱动，因为它们是响应于泵室内的压力或吸力而动作的。在泵室内不产生压力或吸力的情况下，由磁性装置提供的偏压能确保将阀保持在关闭位置，因此仅当致动装置被激励时，才可让流体流过泵装置。对于在使用泵装置给病人输注药品以及必须严密地控制药液的流动时，这一点是非常重要的。
泵装置最好还包括可有选择地在一个正常工作状态和一个起动状态之间驱动磁性装置的起动装置。当处于正常工作状态时，磁性装置将阀件或至少一个阀件偏压到与其阀座接合的位置;当处于起动状态时，阀件被运动到与其阀座脱离的位置，以便允许流体注入来起动泵室。
这种起动装置的一个优点是在正常起动工作之前，阀件可被移离阀座，以使得流体自由地流过泵室，从而充分地注满并起动泵装置。
第一和第二阀件中最好各具有一个铁磁性部分，而磁性装置具有第一和第二环形磁铁，使输入和输出通道分别由此穿过。在正常工作状态下，磁铁由起动装置保持在靠近相应阀座的固定位置上;而在起动状态下，磁铁将被释放以运动到另一位置上，此时，阀件不再被偏压到与阀座接合的位置。
这种结构的一个优点是因为磁性装置位于限定流路的泵体核心部分的外部，所以在阀件被带离阀座时，不会产生将空气或其它污染物带入由泵室以及输入和输出通道构成的流路中的危险。
这种泵装置还可以包括一个电子电路装置，它能控制并激励致动装置，这样可使泵装置成为一个独立装置。驱动装置包括一个压电转换器，它能使泵体上的柔性壁变形。其中，电子电路装置设置在一个可从泵体上拆下的罩壳中，这个罩壳由可释放的连接机构连到泵体上。
这种结构的一个优点是泵体可被制成为一次性使用的物品，而罩壳却是可重新使用的。因此，电子电路可保持在罩壳内并可反复使用，而泵装置的其它部件，如与待泵送的液体接触的泵室和止回阀都是一次性使用的。另一个优点是在泵体使用之前，可利用常规的灭菌技术对其进行消毒，而装在罩壳内的电子元件却可以不经过此工序。
压电转换器最好设置在罩壳中这样的位置上，使得在罩壳与泵体工作连接时，压电转换器能盖在泵体柔性壁的上面。泵装置中还有用于将泵体柔性壁偏压到与压电转换器工作接触的偏压装置。
这样，泵体柔性壁就能同压电转换器一致地弯曲，因此压电转换器的运动能被感知并被测定，以便给出每次泵致动幅度的准确测量值。
偏压装置可以包括泵体柔性壁上的一个环形薄膜部分，它沿周边连接在此柔性壁的刚性部分上，并且具有形状记忆性，使得当泵体与罩壳工作连接时，将所述刚性部分偏压到与压电转换器相接触。
泵体上也可整体成形出一个盛装流体(用作为输液瓶)的贮液池，贮液池与输入通道连通。
这种结构的一个优点是泵体和盛装待输流体的贮液池能做为一个可更换的物品被整体供给。
罩壳最好包括一个贮液仓，在罩壳和泵体连接时，用来装纳贮液池，罩壳还具有一个用来封闭贮液仓的封闭装置。起动装置由装在罩壳上的手柄人工致动，当手柄位于一个对应于起动装置使磁性装置处于正常工作状态的位置时，手柄和封闭装置互锁，以防止触及到贮液仓。
根据本发明的另一方面，还公开了这样一种泵装置，它包括一个限定泵室的泵体，一条连通泵室和输液源的输入通道，一条连通泵室用于传送泵出的液体的输出通道，借助于泵室的一个柔性壁的运动来改变泵室容积以泵出液体的致动装置。致动装置包括一个复合压电元件，此元件包括至少一个传感泵室变形幅度的传感电极，和能以脉冲方式激励压电元件的电子电路装置。其中电子电路装置包括检测装置，它用来将传感来的变形幅度与至少一个门限值加以比较，以便当泵装置中出现阻塞或在泵室以及输入和输出通道内的液体中产生气泡时，发出一个表示异常情况的指示。
检测装置最好包括阻塞检测器，它能将传感来的变形幅度与一个低的门限值进行比较，并且当发现此变形幅度比这个低的门限值小时，就发出表明存在阻塞的指示。
这种结构的一个优点是一出现阻塞，就能被马上检测到，发出的报警信号通常要产生听得到或看得见的报警，以便将泵装置关掉。
电子电路装置最好包括气泡检测器，它能将传感来的压电转换器的动作幅度与一个高的门限值进行比较，并且当发现此动作幅度比这个高的门限值高时，就发出表明存在气泡的指示。
由于受压下气泡的破灭将导致泵室的柔性壁以及压电转换器的变形行程超出其正常工作范围，所以利用这种方式能立刻检测到泵室中存在的气泡。
这种泵装置最好包括连接到电子电路装置的流率传感器，这个电路装置以一个可变的频率激励压电转换器，以便将传感来的流率保持在预定水平。
下面结合附图，以举例的方式说明本发明的几个优选实施例。
附图中;
图1为本发明的泵装置的侧剖视图;
图2为图1所示泵装置的平面剖视图;
图3为图1所示泵装置的端面剖视图;
图4为一个可替换的泵装置的部分侧剖视图，表示了压电转换器的细节;
图5为图4所示的压电转换器的放大图;
图6为图4和图5所示的压电转换器的平面图;
图7为图4至图6所示的压电转换器的底面图;
图8为另一个可供选择的泵装置的平面图，此装置具有控制板和显示器;
图9为另一个可供选用的泵装置的侧视图，表示在输注之前正将罩壳安装在一次性使用的泵座上;
图10为图9所示泵装置的侧视图，表示此泵装置与供液瓶和软管相连;
图11为另一个可选择的泵装置的侧剖视图;
图12为图11所示泵装置的平面图;
图13为图11和图12所示泵装置的部分端剖视图;
图14为另一种带有整体贮液池的泵装置的透视图;
图15为图14所示泵装置的分解透视图。
图1表示了给病人进行静脉输药时所用的泵装置1。泵装置1包括一个由塑料模制而成的细长泵体2。泵体2具有矩形的横截面和一个底面3，底面3中成形有一个圆柱形凹坑4。一个螺旋塞子5密封地拧入到凹坑4中，从而在凹坑中构成一个泵室6。塞子5由含有40%玻璃纤维的聚苯乙烯模制而成。
泵体2还具有一个顶面7，顶面7中形成第二个圆柱形凹坑8，使得在第一和第二凹坑4和8之间形成一片薄膜9，而薄膜9构成泵室6的柔性壁。
一片压电薄膜10放置在柔性薄膜9上面，薄膜9和10如此紧密地接合，以致于压电薄膜10的任何弯曲都会引起薄膜9共形的弯曲。
在泵体2的第一端12中，成形有第一纵向孔11，孔11中装有第一止回阀13和圆柱形的第一连接头14，连接头14中有一条与泵室6连通的输入通道15。
在泵体2的第二端17中，纵向成形有第二孔16，孔16中装有第二止回阀18和管形的第二连接头19，连接头19中有一条与泵6连通的输出通道20。
第一止回阀13包括一个圆环形阀座21和一个由特氟隆(PTFE)涂覆的钢制的球形阀件22。输入通道15穿过阀座21延伸。阀件22可在输入通道中沿着离开阀座21的方向纵向运动，其运动范围由向着输入通道内部径向伸出的凸挡23加以限制。
类似地，第二止回阀18也具有一个阀座24、一个球形阀件25和凸挡26。第一和第二止回阀13和18布置成这样的形式，使得在任何情况下都借助于相应的阀件21、25与相应的阀座21，24的密封接合，来阻止流体沿着从输出通道到输入通道的方向流动。
第一止回阀13具有一个圆柱形的阀体27，阀体27贯穿第一孔洞28，孔洞28从泵体2的右侧面29横向延伸到泵体2中(如图2所示)。第一环形磁铁30同轴安装在第一阀体27上，并可相对于阀体27在一个图1所示的正常位置和一个由虚线所示的泵的起动位置之间作轴向滑动。在其正常位置，磁铁30的中心位于阀座21和泵体2的第一端12之间;在其起动位置，磁铁30的中心位于阀座21邻接凸挡23的一侧。一块滑板31安装成与泵体的右侧面29相接触，可相对于泵体2轴向滑动，并且由第一臂32连接到第一环形磁铁30上。在滑板31上，利用卡配连接件34连接一个手柄33。
类似地，第二止回阀18具有一个圆柱形的阀体35，第二环形磁铁36可在阀体35上轴向滑动且由第二臂37连到滑板31上。这样，第一和第二磁铁30和36就可以在手柄33的带动下，在相应的正常和起动位置之间运动。
一个罩壳38由卡配连接件39可拆卸地连接到泵体2上，用以罩住泵体的顶面7。罩壳38内装入控制装置40，该装置在罩壳中的位置由虚线示意性地表示出来。
控制装置40包括可释放的连接机构(未示出)，连接机构能与压电薄膜10实现电连接。控制装置40还包括电池(未示出)和用于激发压电薄膜10的程序电路，因此泵装置1是独立的。
在使用中，将第一连接头14连到供液源，用手将滑板31推到泵的起动位置(即图1中的左侧位置)。此时，阀件22和25分别在磁铁30和36的作用下脱离相应的阀座21和24。这样流体就能通过输入通道15、泵室6和输出通道20流动，以便使泵装置1起动。
当滑板31被推回到其正常位置(图1中的右侧位置)时，阀件22和25就分别在，磁铁30和36的作用下保持与相应的阀座21和24接合，从而阻止流体流过泵装置。
为了开始输注，要将第二连接头19以一定方式连到充有适用流体的套管中，以防止空气进入到套管或泵装置1。
通过接通控制装置40来开始输注工作，控制装备40是受程序控制的，以便将激励电脉冲序列输送到压电薄膜10。每个激励脉冲序列由一个正脉冲和随后的一个具有同样幅度和持续时间的负脉冲组成，脉冲序列的发生频率是由控制装置40根据所需的流率，加以改变的。
在每个正的激励脉冲产生期间，压电薄膜10朝向柔性薄膜9弯曲，从而使薄膜9相应地弯曲，结果是使泵室6的容积减小。这样，泵室6中的流体受到压缩，则第二止回阀18在流体压力的作用下被打开，也即阀件25脱离其阀座24并由凸挡26阻挡在允许流体从泵室6流过输出通道20的位置上。
在这个正的激励脉冲结束时，压电薄膜10以及柔性薄膜9都恢复到如图1所示的初始位置，从而使泵室6也恢复到其原始容积，并在泵室6中产生吸力。在此吸力作用下，随着阀件25抵靠在阀座24上而将第二止回阀18关闭，同时第一止回阀13打开，即阀件22脱离其阀座21并由凸挡23阻挡在允许流体从输入通道15流入泵室6的位置上。
随后当接收到一个负的激励脉冲时，压电薄膜10朝着离开柔性薄膜9的方向弯曲，从而使薄膜9产生相应的弯曲，其结果是使泵室6的容积增大。这样就在泵室6中产生了吸力，此吸力将流体通过第一止回阀13吸到泵室6中。在此负的激励脉冲结束时，压电薄膜10和柔性薄膜9都恢复到图1所示的初始位置，从而使泵室6也恢复到其原始容积，并在泵室6中产生压力。此压力导致第一止回阀13关闭而第二止回阀18打开，这样流体就由此压力从泵室6泵送到第二止回阀18并经过输出通道20流出。在接连的激励脉冲序列之间的间隔期，第一和第二止回阀13和18在第一和第二磁铁30和36的作用下都被关闭，两磁铁恒定地将阀件21和25朝向它们各自的阀座21和24进行偏压。
在泵装置1进行上述的每个工作循环期间，泵送出体积基本恒定的液体，因此，输注进行过程中的流率是由受到控制装置40控制的激励脉冲的频率所确定的。
下面参照附图4，对泵装置1的一种变型进行说明。对于泵装置中的相应部分，图4中采用了和图1至3中相同的标号。
在图4中，一个复合的压电薄膜50设置在罩壳38中，并连接到构成该罩壳外表面的柔性薄膜51上。
罩壳38可拆卸地连接到泵体2上，泵体2分别通过第一和第二止回阀13和18(图4中示意性地示出)连接一条输入通道15和一条输出通道18。
泵体2具有一片构成泵室6柔性壁的薄膜9，泵体薄膜9具有一个拱形外表面52，外表面52上有一个与罩壳上的平薄膜51恒定接触的拱顶53。
从泵体2周边的间隔位置上，相对于柔性的泵体薄膜9伸出三个定位凸片54，与罩壳薄膜51相连的罩壳38的环形外表面55倚靠在凸片54上，以便将罩壳薄膜51相对于泵体2呈固定距离地支承在泵体周边上。
在图5中，放大地表示了复合压电薄膜50的结构。复合压电薄膜50包括上和下陶瓷片56和57，它们由一黄铜片58隔开。在上和下陶瓷片56和57的上和下表面上，分别成形有上和下金属驱动电极59和60，这两个电极与控制装置40电连接，以便接收激励脉冲，通过陶瓷片56和57的电极化而使压电薄膜50弯曲。
上和下驱动电极59和60分别具有一个切口61和62，从图6和图7来看，两切口相隔90°。分别在切口61和62中，设置了径向延伸的上和下传感电极63和64，以便使传感电极与驱动电极电绝缘。
上和下传感电极63和64与控制装置40连接，用于提供有关压电薄膜50的变形程度也即有关泵体薄膜9的相应变形程度的反馈信号。控制装置40装备有产生表示薄膜50和9的变形幅度的信号和将此信号与最大和最小门限值加以比较的电路(未示出)，若此信号不处在此上、下限之内，则电路就发出报警信号。以这种方式，泵装置1就能指示由于在泵室6中存在气泡或泵室6的下游输注通道发生阻塞而引起的不正常状态。
在泵室6内形成气泡的后果是，薄膜9朝减小泵室容积的方向弯曲时，将使气泡的体积减小，这是因为空气易被压缩而周围的液体却是不能压缩的。因此，薄膜9弯曲的行程将比没有气泡时的正常工作状态下的要大，这样，由传感电极63和64发出的信号幅度也将大于正常情况，这个信号幅度可通过与预定的上门限值比较而被检测出来。
类似地，当泵室6的下游，例如在输出通道20中发生阻塞时，将导致受到薄膜9弯曲而压缩的流体不能流出泵室6，这样液体的不可压缩性将限制薄膜9的弯曲，使之小于正常状态。因此，传感电极63和64产生的信号幅度将比正常情况的要小，此信号幅度可通过与预定的下门限值比较而被测定出来。
在正常工作期间，由传感电极63和64传送的输出信号提供了一个在泵装置1每次致动时测定的液体流量的测量值。控制装置40受到程序控制，以输出一个预定的流率并调节工作脉冲频率，从而根据所述信号幅度，实现所需的流率。在上述例子中，正常工作期间的工作脉冲频率的范围是25-50Hz，而泵室的容积是1微升。
罩壳38可具有任何方便的外部形状，只要它能与泵体2相配即可，例如它也可以带有如图8所示的控制板70和显示器71，控制板70具有一个泵送钮72、一个确认钮73、一个增高钮74和一个降低钮75，用于向控制装置40提供数据输入。
显示器71为液晶式的，它还具有多个发光二极管指示器76-84。在罩壳38上，还装有一个能发出报警声的电子发声器85。
罩壳38中还有一个用于插入启动钥匙的钥匙孔86。
如上所述，使用时，使用者在将泵体2连到罩壳38之前，先使泵装置1起动。然后将罩壳38卡在泵体2上，此后控制装置40自动地进行一系列自检程序，以确认与泵体2的接触是否良好，电池电压是否充足，并确认显示器71和报警发声器85处于待命状态，泵室6中没有气泡，以及在泵装置1中不存在阻塞(后几项检查需要先将压电薄膜10启动几次)。
对于显示器71和发声器85的自检，是通过点亮控制装置上的所有指示器76-84并使发声器85发声而进行的，此时，使用者应按下确认钮73以做出反应。当收到此确认信号后，控制装置40就熄灭指示器76-84，并关掉发声器85。然后，被设计成程序指示器的指示器76就-亮-灭的闪光，向使用者表示控制装置40已做好接收程序指令的准备。此后，使用者将钥匙插到钥匙孔86中，以启动一个钥匙开关(未示出)，以便允许输入程序数据。此时，被用来以毫升为单位表示液体体积的指示器82点亮，使用者通过按动增高钮74或降低钮75并观察数字显示器71，将所要求的输注体积的数据输入。当所需的数值由显示器71显示出来时，就按下确认钮73，这样数据就输进去了。
依此类推，用来以每小时的毫升数表示流率的指示器83、用于表示液滴(bolus)的指示器81和用于表示时间间隔的指示器84将先后点亮，这样按与上述相同的方式，就可输入其它数据。
因此，使用者就能对输注的持续时间、流率以及所需的最大体积进行程序控制。液滴设定表示了一种在输注期间，按需要输送的预先设定的液滴体积，也就是如果在输注期间需要提高输注量，即例如当需要将止痛药以增加的剂量在短期内以较高的流率输注时，就可实施这种设定。
在完全制订好程序后，拔出钥匙，并按下泵送钮72，以便开始输注。拔掉钥匙可防止病人改变任何程序设定。在输注完成前的5分钟时，发声器85发出报警声，以警告操作者输注即将完成。当所需体积的液体输注完成时，控制装置40上用作为泵送指示器的指示器79熄灭，并由发声器85发出报警声。
指示器77用来表示气泡，若检测到气泡，它就将点亮，同时也由发声器85发出报警声。类似地，如果指示器78点亮，就表示装置1中出现阻塞。发声器85发出的报警声可通过操作者按下确认钮73而被停息。
指示器76用作为弱电池指示器。
输注完成后，将罩壳38从泵体2上卸下，并将泵体2作为废物处置。本发明的泵装置在医疗应用中的一个重要优点是，罩壳38中的电子控制装置是可重复使用的，而泵体2却是可一次性使用且成本较低的，因此泵体2能被反复经常地更新。这一点是非常重要的，因为输液治疗带来的微生物危害和按照治疗过程的需要都要求定期地更换输注装置。
控制装置40另外还带有可充电的电池，以便在控制装置未与其正常的动力电池相连期间，利用这个电池保持住所贮存的程序。这样也可以给控制装置制订这样的程序，以便在泵装置每次使用后的一段时间内，保留一个使用记录。控制装置还可被编程，以便根据需要显示出一个具体的一次性泵体2已被使用的总时间。
图9和图10表示了具有另一种外部形状的泵装置90，其中相同的标号表示与泵装置1相同的部件。
图9表示了在输注之前正将罩壳38安装在一次性泵体2上的情形。
图10表示了在输注期间已将罩壳38连在泵体2上的情形，其中供液瓶91被连接到第一连接头14。第二连接头19通过一根软管92接到一个套管(未示出)上，在软管92上装有一个截流阀93和一个路厄(luer)连接头94。
泵装置由一个电池供电，电池可设置在罩壳或泵体中。若电池装在泵体中，则具有这样一个优点如果泵体是一次性使用的物品，则对于一个给定的罩壳来说，每次都被供给一个新的电池。
制作泵体的材料必须选成与待泵送的液体相兼容。特别是在医用时，必须采用那些已经过医学验证的塑料。
泵装置还可以带有这样的机构，它只能允许罩壳与经鉴定的泵体进行工作连接，从而排除使用由其它竞争者复制的泵体或品质低劣的泵体。例如，这种机构可以包括一个位于泵体上的表面起伏的全息元件，它可由罩壳中的光探测头扫描。当然也可以采用简单的机械互锁机构。
泵装置还可被进一步修改，以便再包括一个已知类型的气泡检测器，例如一个敏感于输入通道中物质的光学折射的传感器。这将附加地提供一种防止气泡进入泵装置的防护措施。而且它能象装置在控制装置40中并敏感于压电薄膜的弯曲的气泡检测电路一样，发出报警信号。
图11-图13表示了另一个可选择的泵装置100，它和上面描述过的泵装置具有许多共同之处，因此用相同的标号来表示相同的部件。泵装置100具有一个由医学鉴定过的透明塑料制成的泵体2。泵体2适于作为一次性使用物品，它与一个非一次性使用的罩壳38相连(如图11上部所示)，而如图11下部的轮廓线所示，它是与罩壳分离的。
泵体2具有一个底面3，底面上有一个圆形的中央部分101。该中央部分由径向延伸的加强肋102加固。在中央部分101的上面，在泵体2中形成一个泵室6，泵室6的容积是随着构成其一个柔性壁的薄膜9的弯曲而变化的。柔性薄膜9包括一个具有半圆形横截面的环形柔性部分103，此柔性部分连接在一个外支承环104和一个中心刚性圆盘105之间。一个星形件106与圆盘105整体成形，使得星形件和圆盘一起构成一个刚性组件，这个组件可随着环形柔性部分103的弯曲相对于支承环104垂直运动。
从图12清楚可见，星形件106具有三个径向延伸的臂107，每个臂都有一个侧面看为三角形的垂直凸起108。在臂107之间还有三个臂109，臂109与臂107类似，只是没有凸起108。
支承环104连接在泵体2上，由此将泵室6密封，支承环104还具有向外伸出的环形凸边110。
罩壳38可连接在泵体2上，使得一个环形凸缘111围绕着凸边110。罩壳38具有一片位于凸缘111内的薄膜51，薄膜51具有如图11所示的形状，它与星形件106上的凸起108可靠地接触。在罩壳薄膜51的上面，设置了一片压电薄膜10，使得薄膜51可和压电薄膜10一致地弯曲。
环形柔性部分103具有形状记忆性，使得泵体2一和罩壳38工作连接，星形件106就被偏压到与薄膜51接触，其偏压力等于500克的重力。因此，圆盘105就和压电薄膜10一致地运动。
泵体2带有第一和第二管形连接头14和19，它们分别通过第一和第二止回阀13和18(与图1所示的类似)与泵室6连通。泵装置100还具有连接在罩壳38上的气泡检测器112，使得当泵体2接到罩壳38上时，让第一管形连接头14穿过该气泡检测器。气泡检测器112是已知类型的，它包括一个位于管形连接头14一侧的光源和一个位于该连接头另一相对侧的光传感器，光传感器敏感于由管形连接头14限定的通道15内的物质的折射率的改变。检测器112补充了上述泵装置1中的气泡检测装置。
罩壳38包括一个装在印刷电路板113上的控制装置40，和一个内装有可更换的电池115的电池仓114。控制装置40也与一个辅助电池(未示出)相连，在更换电池115期间，辅助电池用于保持控制装置的记忆功能。
罩壳38还包括一个液晶显示器116，通过透明窗口117可看到显示的内容。
罩壳38还包括一个手柄33，手柄33分别与第一和第二环形磁铁30和36相连，并安装成可在一个图11所示的正常位置和一个起动位置(未示出)之间沿罩壳的纵向滑动。在起动位置时，所述两磁铁运动到图11的左侧，以便在起动操作期间使阀件22和25脱离各自的阀座。
图14和图15表示了另一种可选用的泵装置120，其中相同的标号表示与前述泵装置中相同的部件。
泵装置120具有一个罩壳58，在罩壳的第一端122处，有一个贮液仓121。电池仓114位于罩壳的第二端123。
一个滑动手柄124可纵向滑动地安装在罩壳58上，手柄的横截面大致呈U形，它具有向内弯折的边部125和126，每个边部都有伸出的凸片127，凸片盖在并由此安装就位在一次性的泵体2上。
图14和图15所示的泵装置120与以前附图所示的泵装置的方位是不同的，即此处的泵体2是位于最上方的。
从图15可见，泵体2具有侧向伸出的凸片128，相应的凸边127和128在纵向是分开的，以便在泵体2和罩壳58连接时呈现交插的指状。贮液池129由一个可收缩的塑料囊构成，它连接到输入通道15上。当一次性泵体2连接在罩壳58上时，贮液池129被隐藏在贮液仓121中，通过可侧向滑动的池盖130便可触及到贮液仓121。池盖130具有侧向伸出的凸片131，在手柄124处于正常工作位置时，凸片131被凸边127盖住，使得无法将池盖拿掉。
为了将一个新的一次性泵体2装到罩壳58内，首先须将手柄124朝着罩壳第二端123充分移动，以取下池盖130。然后就可以将一次性泵体2和贮液池129装到罩壳58中，并将池盖130重新复位。之后，将手柄124朝着罩壳58的第一端120充分移动，使凸边127盖住泵体2上的凸边128，并同时盖住池盖的凸边131。这样，泵体2和池盖130就被固定就位了。
在进行上述操作期间，手柄124的初始位置是使磁铁30和36处于起动位置(如结合图1所述的那样)。在手柄朝着罩壳第一端120运动之后，磁铁30和36被运动到正常工作位置，在此位置，第一和第二止回阀13和18根据流体压力打开和关闭。
在一个可选择的实施例中，球形阀件可由弹头形的阀件取代。
止回阀可由一个电磁铁交替地运动到它们的起动位置。
贮液池可携带一个识别编码，它可由罩壳上的适当检测器读出，以便当带有药物贮液池129的新泵体2装到罩壳中时，自动地向控制装置40提供数据。控制装置40可根据收到的数据进行编程，以便在不需要操作者参与的情况下，根据预定的参数输送药液。控制装置40也可以记录和显示由一个给定的贮液池输出的药液的总剂量，并且在药液即将排完时发出警报。
权利要求
1.一种泵装置(1，100，200)，包括一个泵体(2)，它限定一个泵室(6)以及与此泵室连通的输入和输出通道(15，20)，致动装置(10)，它能通过所述泵室的一个柔性壁(9)的运动来改变泵室的容积，分别设置在所述输入和输出通道中的第一和第二阀(13，18)其中每个阀都包括一个止回阀，止回阀各具有一个阀件(22，25)，阀件可响应于由所述柔性壁的运动而在泵室内产生的压力或吸力运动到与对应的阀座相接合和与之相脱离，所述泵装置还包括能将阀件或至少一个阀件偏压到与其阀座相接合的位置上的磁性装置(30，36)。
2.根据权利要求1的泵装置，其特征是还包括一个起动装置(33)，起动装置能有选择地使磁性装置在一个正常工作状态和一个起动状态之间动作，在正常工作状态时，磁性装置将阀件或至少一个阀件偏压到与其阀座相接合的位置上，而在起动状态时，阀件可被运动到脱离其阀座的位置上，以便允许流体注入来起动泵室。
3.根据权利要求2的泵装置，其特征是第一和第二阀各具有一个铁磁性部分，而磁性装置包括可分别让输入和输出通道穿过的第一和第二环形磁铁(30，36)，在所述正常工作状态时，磁铁由起动装置分别保持在邻近相应阀座的固定位置上，而在所述起动状态时，磁铁从所述固定位置释放，以便运动到各自的另一位置上，此时阀件不再被偏压到与阀座相接合的位置。
4.根据权利要求3的泵装置，其特征是包括一个电子电路装置(40)，电子电路装置能控制和激励致动装置，由此使泵装置成为一个可独立工作的装置，其中致动装置包括一个能使所述泵体的柔性壁发生变形的压电转换器(10，50)，电子电路装置设置在一个可从泵体上卸下的罩壳(38)内，在使用时，罩壳由可释放的连接装置(39)连接在泵体上。
5.根据前述任意一个权利要求的泵装置，其特征是压电转换器设置在罩壳中的这样一个位置上，使得在使用中当将罩壳和泵体工作连接时，压电转换器能盖在泵体柔性壁的上面，所述泵装置还包括用来将泵体柔性壁偏压到与压电转换器工作接触的偏压装置(103)。
6.根据权利要求5的泵装置，其特征是偏压装置包括泵体柔性壁的一个环形薄膜部分(103)，此薄膜部分沿周边连接到所述柔性壁的一个刚性部分(105)上，且具有形状记忆性，以便当泵体工作连接到罩壳上时，可将所述刚性部分偏压到与压电转换器相接触。
7.根据权利要求6的泵装置，其特征是所述泵体上整体上成形有一个用作供液源的贮液池(129)，贮液池与所述输入通道连通。
8.根据权利要求7的泵装置，其特征是所述罩壳包括一个贮液仓(121)和一个用于该贮液仓的封闭装置，贮液仓在罩壳与泵体工作连接时用于装纳所述贮液池，起动装置由一个安装在罩壳上的手柄人工致动，当手柄处在对应于起动装置使磁性装置处于正常工作状态的位置时，手柄和封闭装置互锁，以防止触及到贮液仓。
9.一种泵装置(1，100，120)，包括一个泵体(2)，它限定一个泵室(6)，一条连通泵室和一个液体源(129)的输入通道(15)，一条与泵室连通用于输送泵出的流体的输出通道(20)，致动装置(10，50)，它能够通过泵室的一个柔性壁(9)的运动来改变泵室的容积，以便从泵室中泵出流体，致动装置包括一个复合压电元件(10，50)和一个能以脉冲方式激励此复合压电元件的电子电路装置(40)，复合压电元件具有至少一个敏感于所述柔性壁的变形幅度的传感电极(63，64)，其中电子电路装置包括检测装置，检测装置将传感来的变形幅度与至少一个门限值加以比较，以便当泵装置中存在阻塞或在泵室以及输入和输出通道内的流体中出现气泡时，发出表示泵装置处于异常状态的指示。
10.根据权利要求9的泵装置，其特征是所述检测装置包括阻塞检测器，阻塞检测器可将传感来的变形幅度与一个低的门限值进行比较，并且当发现此变形幅度比这个低的门限值小时，就发出表示存在阻塞的指示。
11.根据权利要求9或10的泵装置，其特征是所述检测装置包括气泡检测器，气泡检测器能将传感来的变形幅度与一个高的门限值进行比较，并且当发现此变形幅度比这个高的门限值大时，就发出表示存在气泡的指示。
12.根据权利要求9至11中任意一项的泵装置，其特征是包括与电子电路装置相连的流率传感器，其中电子电路装置以可变的频率激励复合压电元件，以便将传感来的流率保持在预定水平。
全文摘要
泵装置1包括泵体2，泵体限定泵室6以及与泵室连通的输入和输出通道15和20，还包括能通过泵室的柔性壁的运动来改变泵室容积的压电薄膜10，以及分别设在输入和输出通道中的第一和第二止回阀13和18。阀各有一个阀件22和25，阀件可响应于由柔性壁运动而在泵室内产生的压或吸力与阀座接合和脱离。磁铁30和36将阀件偏压到关闭位置。带有阀的泵体是一次性使用的。起动装置驱动磁铁，以打开阀而起动泵室。压电薄膜带有阻塞和气泡传感电极。
文档编号F04B43/04GK1047368SQ9010273
公开日1990年11月28日 申请日期1990年5月11日 优先权日1989年5月11日
发明者罗斯·卡尔文·约翰, 休姆伯斯顿·维克托·凯里, 沃彼·理查德·约翰 申请人:比斯帕克公共有限公司