本發(fā)明涉及滾子泵管保持機(jī)構(gòu)。特別地，本發(fā)明涉及用于將管保持在滾子泵系統(tǒng)中的改進(jìn)系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在許多情況下，可以期望在泵送流體時(shí)，避免流體與泵送構(gòu)件等接觸。這可以避免交叉污染并且保持泵送流體是清潔和無(wú)菌的。在諸如對(duì)于進(jìn)行手術(shù)的患者的循環(huán)血液的情況下，這是特別重要的。滾子泵或蠕動(dòng)泵可以用于這些情況。

圖1示出用于泵送諸如血液的流體的示例性現(xiàn)有技術(shù)滾子泵1。滾子泵1利用在殼體3的圓形部分中的撓性管2，殼體3具有容納在轉(zhuǎn)子5上的多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)滾子4。這些滾子4沿著管2以連續(xù)運(yùn)動(dòng)擠壓流體。滾子4在管2上施加力，這要求其被穩(wěn)固地保持在殼體3的入口位置6a和出口位置6b處，以防止管2在連續(xù)使用的過(guò)程中“行進(jìn)”通過(guò)滾子泵1。用于更高泵速度或泵壓力的需要的抑制力增加。轉(zhuǎn)子5順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，如從圖1上方所示，相應(yīng)地，滾子4接觸管2和圍繞管2移動(dòng)。隨著滾子4轉(zhuǎn)動(dòng)，管2被壓縮在滾子4和殼體3之間，這在如箭頭所示的方向上沿著管2移動(dòng)流體。

可以根據(jù)泵的當(dāng)前機(jī)構(gòu)和其泵送的流體選擇管的外直徑。特定的泵可以采用數(shù)個(gè)不同尺寸的管。一些現(xiàn)有泵使用例如夾持器7的特征，所述特征使管變形以?shī)A持管，見(jiàn)圖2。其他特征使用可移除的插入件8、9以能夠夾持不同尺寸的管，見(jiàn)圖3和4。由于不同原因，這些方法是不期望的，一個(gè)方法拉緊管并且還壓縮管中的流體流動(dòng)。另一個(gè)方法要求許多部件能夠配合不同的管尺寸，并且插入件8、9必須被移除和改裝。

因此已經(jīng)針對(duì)前述內(nèi)容設(shè)計(jì)本發(fā)明。本發(fā)明試圖克服或改善現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)缺點(diǎn)，或提供可選的有用方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種夾持裝置以用于在操作泵送流體的滾子泵的過(guò)程中保持撓性管，夾持裝置包括鄰近彼此安裝的一對(duì)可轉(zhuǎn)動(dòng)卷軸，其中每個(gè)卷軸都具有部分地圍繞卷軸的圓柱形表面形成的錐形溝槽，借此卷軸的反向轉(zhuǎn)動(dòng)在卷軸之間將撓性管夾持在錐形溝槽中。這具有如下優(yōu)點(diǎn)，即管被防止隨著滾子泵操作“行進(jìn)”，即移動(dòng)至滾子泵殼體外。此外，不同形狀和直徑的管可以在未使管過(guò)度地變形的情況下被牢固地保持并且因而壓縮流體流動(dòng)，或要求部件被移除和改裝。

一個(gè)卷軸的錐形溝槽的橫截面尺寸可以與另一個(gè)卷軸的錐形溝槽的橫截面尺寸匹配。其優(yōu)點(diǎn)是，在管和溝槽之間沒(méi)有非對(duì)稱間隙的情況下，管被兩個(gè)溝槽平均地夾持。這表示管的圍繞其圓周的一個(gè)部段未被夾持或壓縮超過(guò)管的另一部段。

每個(gè)卷軸的錐形溝槽可以具有半圓形橫截面。這具有如下優(yōu)點(diǎn)，即圓形管可以被圍繞其整個(gè)圓周的溝槽保持。

一個(gè)卷軸的錐形溝槽的直徑可以與另一個(gè)卷軸的錐形溝槽的直徑匹配。

每個(gè)溝槽的直徑可以圍繞卷軸的局部圓周從最大直徑逐漸地減少到最小直徑。其優(yōu)點(diǎn)是卷軸可以被轉(zhuǎn)動(dòng)以容納具有從溝槽的最大直徑到最小直徑的直徑的任何管。

卷軸可以被構(gòu)造成以相同速度反向轉(zhuǎn)動(dòng)以逐漸地減少開口的尺寸。這具有如下優(yōu)點(diǎn)，即管之間的開口的尺寸一直是對(duì)稱的并且用戶可以確定何時(shí)卷軸已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)最優(yōu)量。

一個(gè)卷軸可以具有在順時(shí)針?lè)较蛏现饾u變細(xì)的錐形溝槽并且另一個(gè)卷軸可以具有在逆時(shí)針?lè)较蛏现饾u變細(xì)的錐形溝槽。這具有如下優(yōu)點(diǎn)，即隨著卷軸被反向轉(zhuǎn)動(dòng)，溝槽之間的開口根據(jù)需要被增加或減少。

夾持裝置可以進(jìn)一步包括鎖定機(jī)構(gòu)，鎖定機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成停止卷軸在增大開口的方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是，在夾持已經(jīng)圍繞管擰緊和鎖定的情況下，管不能被無(wú)意地釋放或松開。

鎖定機(jī)構(gòu)可以包括棘輪或鎖定手柄。

卷軸可以被構(gòu)造成當(dāng)管在來(lái)自滾子泵的張力下時(shí)圍繞管擰緊。這具有如下優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)滾子泵工作時(shí)管未被拉動(dòng)通過(guò)夾持。

夾持裝置可以進(jìn)一步包括另一對(duì)所述卷軸。其優(yōu)點(diǎn)是管至殼體外的拉伸被防止，并且流體流動(dòng)可以在管中被反向，并且管仍然被卷軸牢固地保持。

在進(jìn)入滾子泵的殼體中之前，管可以穿過(guò)一對(duì)卷軸，并且在離開殼體時(shí)可以穿過(guò)另一對(duì)卷軸。這具有如下優(yōu)點(diǎn)，即管被保持在從殼體突出的兩個(gè)端部處，這表示管的運(yùn)動(dòng)和拉伸與具有單獨(dú)一對(duì)卷軸的情況相比較降至最低。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供包括如上所述的夾持裝置的用于圍繞撓性管泵送流體的滾子泵。這具有如下優(yōu)點(diǎn)，即在未不適當(dāng)?shù)叵拗屏鲃?dòng)和導(dǎo)致?lián)闲怨艿倪^(guò)大退化的情況下，滾子泵能夠配合許多管直徑。并且，系統(tǒng)可以快速地改變以容納不同尺寸的管，而未增加或移除部件，這減少時(shí)間和相關(guān)聯(lián)的成本。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參照附圖僅通過(guò)示例方式描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中：

圖1示出已知的滾子泵設(shè)計(jì)的頂視示意圖；

圖2示出已知的滾子泵的頂視圖；

圖3示出另一已知的滾子泵的頂視圖；

圖4示出另一已知的滾子泵的頂視圖；

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有夾持系統(tǒng)的滾子泵的透視圖；

圖6示出根據(jù)圖5的實(shí)施例的夾持系統(tǒng)的正視圖；

圖7示出根據(jù)圖5的實(shí)施例的夾持系統(tǒng)的透視圖；

圖8示出根據(jù)圖5的實(shí)施例的具有更大管直徑的夾持系統(tǒng)的正視圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D5，示出包括殼體12、轉(zhuǎn)子14和滾子16的滾子泵10。轉(zhuǎn)子14定位在殼體12中并且撓性管18圍繞轉(zhuǎn)子14在殼體12和轉(zhuǎn)子14之間進(jìn)送。轉(zhuǎn)子14是大致圓柱形的并且縱向延伸，為了便于描述，縱向稱為豎直方向。殼體12具有大致平行于轉(zhuǎn)子14的縱向側(cè)面的豎直延伸壁。管18大約在殼體12的豎直中點(diǎn)處圍繞殼體12定位。連接至轉(zhuǎn)子14的臂20用于將管18定位到位。殼體12包括部分圓形部22，部分圓形部22符合轉(zhuǎn)子14的曲率，并且因而在殼體12的內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子14的側(cè)面之間保持近似相同的距離。這允許滾子16也保持到殼體12的內(nèi)壁的近似相同的距離，這能使轉(zhuǎn)子14和滾子16隨著其轉(zhuǎn)動(dòng)而相對(duì)地一致地壓縮撓性管18。

在管18進(jìn)入和離開滾子泵10的情況下，提供兩對(duì)卷軸24a、24b、26a、26b。第一對(duì)卷軸24a、24b彼此接觸或幾乎彼此接觸并且第二對(duì)卷軸26a、26b彼此接觸或幾乎彼此接觸。管18穿過(guò)由一對(duì)大致地半圓形狹槽或溝槽30構(gòu)成的開口28a，一個(gè)狹槽或溝槽在第一對(duì)卷軸24a、24b中的一個(gè)中。溝槽30具有半圓形橫截面。這將通常稱為入口，即當(dāng)流體被泵送時(shí)，例如血液的流體的方向在這一點(diǎn)處朝向滾子泵10。在第二對(duì)卷軸26a、26b中，管18還穿過(guò)類似的開口28b。這將通常稱為出口，即當(dāng)流體被泵送時(shí)，例如血液的流體的方向在這一點(diǎn)處離開向滾子泵10。一對(duì)卷軸24a、24b形成lhs夾具25，并且一對(duì)卷軸26a、26b形成rhs夾具27。夾具25、27工作以將管18保持到位，這將在下文更詳細(xì)地描述。

當(dāng)前的實(shí)施例具有兩對(duì)卷軸24a、24b、26a、26b，這作用以停止管18圍繞滾子泵10“行進(jìn)”并且拉伸到殼體12外。這還表示流體流動(dòng)可以在管18中反向并且管18仍然可以保持在滾子泵10中。然而，在其它的實(shí)施例中，僅一對(duì)卷軸可以用于夾持管18。

卷軸24a、24b、26a、26b被容納在座架32上，座架32保持卷軸24a、24b、26a、26b到位并且允許其自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。座架32連接到殼體12的前部。卷軸24a、24b、26a、26b定位在一個(gè)線路上，所述線路垂直于血液流入和流出滾子泵10的方向。兩個(gè)卷軸24a、24b互連使得其相對(duì)于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)。兩個(gè)卷軸26a、26b類似地互連。

卷軸24a、24b、26a、26b中的溝槽30形成輪廓以允許容納具有不同尺寸的一系列管18。圖6和7示出的輪廓使得半圓形溝槽30具有圍繞卷軸24a、24b、26a、26b的圓周形成的逐漸地減小的直徑。當(dāng)從上方觀察時(shí)，卷軸24a、26a具有在順時(shí)針?lè)较蛏蠌淖畲笾睆綔p小至最小直徑的半圓形溝槽30。當(dāng)從上方觀察時(shí)，卷軸24b、26b具有在逆時(shí)針?lè)较蛏蠌淖畲笾睆綔p小至最小直徑的半圓形溝槽30。

卷軸24a、24b定向成使得其最靠近彼此；狹槽具有相同尺寸。除了卷軸24a、24b，彼此接觸或幾乎彼此接觸表示由溝槽30形成的開口28a總是圓形的。對(duì)于卷軸26a、26b和開口28b，狀態(tài)是相同的。

在半圓形溝槽30具有最大直徑的部分和半圓形溝槽30具有最小直徑的部分之間，具有卷軸24a、24b、26a、26b的圓周的較小部分，其中不具有尺寸的逐漸改變而是具有突變部。該突變部是以更靠近卷軸24a、24b、26a、26b的大直徑定位的扁平段31的形式。

座架32包括鏈輪齒32a和32b以轉(zhuǎn)動(dòng)卷軸24a、24b、26a、26b，以及鎖定手柄34a、34b，鎖定手柄可以被轉(zhuǎn)動(dòng)以將卷軸24a、24b、26a、26b保持在需要的位置處。用戶手動(dòng)地確定何時(shí)卷軸24a、24b、26a、26b已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)足以緊密地保持管18，并且鎖定手柄34a、34b可以轉(zhuǎn)動(dòng)以鎖定或釋放卷軸24a、24b、26a、26b。在其它的實(shí)施例中，包括傳感器的自動(dòng)化系統(tǒng)可以用于檢測(cè)管18何時(shí)已經(jīng)被夾持足夠地密封，這然后自動(dòng)地鎖定卷軸。

管18必須保持在入口點(diǎn)和出口點(diǎn)處，否則隨著轉(zhuǎn)子14旋轉(zhuǎn)和滾子16壓縮管18以泵送流體，管18將移動(dòng)或圍繞殼體12“行進(jìn)”，這是不期望的。這可以導(dǎo)致管18被拉出附隨的構(gòu)件或?qū)е鹿?8的堵塞。本發(fā)明克服用于滾子泵中的現(xiàn)有技術(shù)夾具的一些限制，并且提供改進(jìn)的系統(tǒng)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D7，示出管18可以在對(duì)應(yīng)的卷軸24a、24b、26a、26b之間被通過(guò)孔28a、28b引入。特別地，參照l(shuí)hs夾具25的卷軸24a、24b，它們被示出在其完全打開位置處，即半圓形溝槽30在其最大直徑處直接地面向彼此的位置。這在兩個(gè)卷軸24a、24b之間施加最大間隔。卷軸24a、24b完全地轉(zhuǎn)動(dòng)以獲得該位置，即卷軸24a完全地逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)并且卷軸24b完全地順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。由于卷軸24a、24b互連，它們分別轉(zhuǎn)動(dòng)相同量并且因此具有面向彼此的相同尺寸的半圓形溝槽30。在其它的實(shí)施例中，由于管18的外直徑足夠小到裝置進(jìn)入在卷軸24a、24b之間的較小的開口28a、28b，卷軸24a、24b不需要完全地轉(zhuǎn)動(dòng)以配合管18。

一旦管18被中心地定位在卷軸24a、24b之間，卷軸在相反方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。即，卷軸24a順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)并且卷軸24b逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。如上所述，該轉(zhuǎn)動(dòng)和卷軸24a、24b的輪廓的形狀表示開口28a在有效直徑方面減少。成防轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪(未示出)的形式的鎖定機(jī)構(gòu)被提供以防止卷軸24a、24b反向轉(zhuǎn)動(dòng)并且因而避免管18被釋放。鎖定手柄34a必須被釋放以允許卷軸24a、24b轉(zhuǎn)動(dòng)以釋放管18。在其它的實(shí)施例中，一旦管18被圓形開口28a夾持，即夾持在兩個(gè)卷軸24a、24b之間時(shí)，鎖定機(jī)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鎖定手柄34a而被接合。rhs夾具27示出夾持到位的管18。可以看到卷軸26a、26b已經(jīng)如上所述轉(zhuǎn)動(dòng)，使得在將管18牢固地保持到位的卷軸26a、26b之間具有較小的圓形開口28a。在這種情況下，卷軸26a、26b還沒(méi)有完全地轉(zhuǎn)動(dòng)以使最小直徑的溝槽30彼此面對(duì)。而是，由于用于保持管18的沒(méi)有不適當(dāng)?shù)淖冃蔚淖顑?yōu)位置已經(jīng)被達(dá)到，所以已經(jīng)使用鎖定機(jī)構(gòu)停止卷軸。這與圖2的現(xiàn)有技術(shù)滾子管夾持器相反，圖2可以看到可視地使管變形。

圖8示出更大直徑的管18被按照關(guān)于圖7所述的相同的過(guò)程夾持。這圖示了可以在沒(méi)有使其不適當(dāng)?shù)刈冃位驔](méi)有通過(guò)添加和移除管尺寸特定的部件而改變夾具的情況下容納不同尺寸的管18。

當(dāng)滾子泵10被操作時(shí)，滾子16將管18置于張力下并且嘗試通過(guò)卷軸夾具25、27拉動(dòng)管18。這將圍繞管18更緊地拉動(dòng)夾具25、27并且防止管18運(yùn)動(dòng)。這是因?yàn)?，卷軸24a、24b的定向和其相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)使得作用以將管18從入口點(diǎn)進(jìn)一步地移動(dòng)進(jìn)入滾子泵10中的管10上的張力逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)卷軸24a和順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)卷軸24b，這使得卷軸24a、24b之間的開口28a稍微地更小。然而，因?yàn)楣?8總是被夾持在圓形開口28a中，所以管18不被夾住，這可以發(fā)生在現(xiàn)有技術(shù)的夾持裝置中。該情況類似于夾具27，然而，這是作用以將管18從滾子泵14的出口點(diǎn)進(jìn)一步移動(dòng)到滾子泵14中的張力，這提供卷軸26a、26b的擰緊開口28b的轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)榧词规i定機(jī)構(gòu)如上所述到位，該鎖定機(jī)構(gòu)僅作用以停止卷軸24a、24b、26a、26b的生成更大開口28a、28b的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以卷軸24a、24b、26a、26b的由于張力而成該擰緊方式的運(yùn)動(dòng)是可以的。

上文清楚描述了本發(fā)明提供如下系統(tǒng)，所述系統(tǒng)能夠適合許多種管直徑，而沒(méi)有不適當(dāng)?shù)叵拗屏鲃?dòng)和導(dǎo)致?lián)闲怨艿倪^(guò)大退化。并且，系統(tǒng)可以快速地改變以容納不同尺寸的管，而未增加或移除部件，這減少時(shí)間和相關(guān)聯(lián)的成本。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以在沒(méi)有脫離權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍的情況下對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種修改。例如，盡管上文已經(jīng)涉及圍繞用于外科手術(shù)的管泵送血液，但是本發(fā)明同樣適用于泵送諸如水泥、化學(xué)制品或危險(xiǎn)物質(zhì)的其它流體。

另外，盡管上文已經(jīng)描述了圓形管的更可能的情況，但是非圓形管也可以用于本發(fā)明的實(shí)施例。例如，橢圓形管可以被使用并且卷軸的溝槽可以成形為容納橢圓形管并且執(zhí)行與上述功能類似的保持功能。