專利名稱：帶有柔韌泵室的流體泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種改進的流體泵，尤其是用于與生物血液循環(huán)系統(tǒng)連接的流體泵。
因此，本發(fā)明的泵主要研制來用作體外血液泵，用于例如在進行外科手術時，在進行滲析時，在對肺部功能衰弱的病人的血液進行充氧時，用以維持心機能不全病人的血液循環(huán)，或者用于心臟或肺部受傷的意外事故的傷者，等等。不過，也可以設想本發(fā)明的泵可構造成能夠植入病人體內(nèi)用作人造心臟。本發(fā)明的泵還可能有利地用于其它方面，例如用于局部器官灌注和/或體外器官灌注。
目前用于上述用途的體外血液泵在大多數(shù)情況下是蠕動的所謂滾子泵，血液在泵中是借助滾子壓擠管子同時沿管子滾動的作用通過管子輸送。近來，一種脈動型的泵也已在一些范圍內(nèi)開始用于上述用途中，該泵主要由一個具有柔韌彈性壁的泵囊所構成，該泵囊具有配置了止回閥的進液口和排液口，并且包裹在一個剛性外層液室內(nèi)，該液室內(nèi)產(chǎn)生有周期性變化的壓力，以便使泵囊交替地受到壓擠和膨脹。
蠕動的滾子泵具有嚴重的缺陷，這種泵要避免在被泵送的血液中的血細胞由于在泵中受到擠壓和剪切力的作用而出現(xiàn)大量損傷是相當困難的。
上述類型的蠕動滾子泵以及脈動泵還具有一種共同的缺陷這兩種泵在運轉(zhuǎn)過程中，如果流向泵的進液口處的血液流量與泵的正常泵流量不相符并且小于該值的話，就將會在泵的進液口處，以及在脈動泵的情況下還會在泵囊內(nèi)造成相當大的負壓。這種情況比較容易出現(xiàn)，例如在將泵連到血管去的導液管的端頭由于貼靠著血管的管壁而發(fā)生堵塞時就會出現(xiàn)。在這些情況下，在迄今所使用的泵的進液口一側(cè)和在泵囊內(nèi)自動產(chǎn)生的負壓，可能會導致一些相當棘手的問題。例如，負壓可能會給病人血管造成嚴重的機械損傷。此外，負壓可能會造成空氣通過液泵系統(tǒng)的各部分之間的非氣密連接件滲入液泵系統(tǒng)中，并且如果負壓足夠大，也有可能導致氣體從泵送的血液中逸出。在這兩種情況下，都有可能出現(xiàn)嚴重的氣栓現(xiàn)象。因此，在所討論的各種類型的現(xiàn)有技術的血液泵中，有必要監(jiān)測在泵的進液口一側(cè)出現(xiàn)的壓力，并且在負壓情況下干預泵的運行，以便避免出現(xiàn)嚴重的情況。當然，這種監(jiān)測和控制系統(tǒng)將是復雜的，它會使泵的價格升高，而且其本身構成了可能出現(xiàn)故障的另一個故障源。
避免在滾子泵和脈動泵中出現(xiàn)上述問題的嘗試公開在聯(lián)邦德國專利DE-C-342086中，它描述了一種由柔軟的韌性材料制成的泵管，因此，在稍有過壓情況下，該泵管即會呈現(xiàn)允許流體流通的形狀，而在相對于環(huán)境壓力的負壓情況下，該泵管則會即刻出現(xiàn)凹癟。
本發(fā)明所涉及的這種類型液壓泵的基本構造和原理在文獻WO 87/03492(該文獻所公開內(nèi)容通過引用結合在本申請文件內(nèi))中作了描述。
由此可見，本發(fā)明涉及一種流體泵，尤其是用于與生物血液循環(huán)系統(tǒng)連接的流體泵。這種類型的流體泵包括一個在一端具有一個進液口而在另一端具有一個排液口的泵室。一個第一止回閥連接到進液口上，它只允許流體在流入泵室的方向上流過進液口;一個第二止回閥連接到排液口上，它只允許流體在流出泵室的方向上流過排液口。進液口和排液口在它們之間的泵室延伸方向上可彼此相對地運動，并且兩者都連接到可控制的驅(qū)動裝置上，以便兩者在延伸方向上交替地產(chǎn)生相互朝著和相互背離的周期性運動，泵室內(nèi)進液口和排液口之間的內(nèi)腔容積可與在它們之間的延伸方向上的相對距離一致地變化。
就血液泵而論，這種泵可以很容易地構造成這樣的形式，使其不會對泵送血液中的血細胞造成機械損傷。本發(fā)明還基于這樣的發(fā)現(xiàn)，即在這種泵中，有可能自動地確保在泵的進液口或泵自身內(nèi)不會產(chǎn)生負壓，而不需要任何特殊的監(jiān)測和控制系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，這可以通過構造一種上面所述類型的流體泵的方式來實現(xiàn)，這種流體泵的泵室在其外側(cè)受到周圍壓力(例如可能是大氣壓力或者，如果病人在壓力室接受治療時是壓力室的環(huán)境壓力)的作用，泵室有一個至少部分地由一種柔韌材料構成的囊壁，因此在壓力差的影響下(該壓力差是由超過泵室內(nèi)部壓力的周圍壓力引起的并且大于與進液口連接的第一止回閥所要求的開啟壓力差)，該囊壁可以一種受控的方式產(chǎn)生凹癟，其縮小的泵室容積至少相當于在進液口和排液口相互背離運動時泵室內(nèi)部容積的最大增量。
以下將參照附圖對本發(fā)明進行詳細的描述，附圖是作為例子來描述本發(fā)明血液泵的某些最佳實施例，其中

圖1示意性地示出了本發(fā)明的血液泵的實施例在泵室的充填沖程結束時的軸向截面;
圖2示意性地示出了與圖1對應但卻是在泵室排放沖程結束時的軸向截面;
圖3示出了泵室自身的一個有益實施例的更加詳細的軸向截面;
圖4示出了圖3所示泵室從圖3中箭頭Ⅳ所示方向看到的端部視圖;
圖5示意性地示出了該血液泵的一種變更型實施例在泵室充填沖程結束時的軸向截面;
圖6示意性地示出了與圖5對應但卻是泵室排放沖程結束時的軸向截面;
圖7示出了本發(fā)明的血液泵的另一實施例在泵室充填沖程結束時的軸向截面;
圖8示出了與圖7對應但卻是在泵室排放沖程結束時的軸向截面;
圖9示出了本發(fā)明的血液泵的又一實施例在泵室充填沖程結束時的軸向截面;
圖10示出了與圖9對應但卻是在泵室排放沖程結束時的軸向截面。
在圖1和2中作為例子示意性地示出的本發(fā)明的泵包括一個具有一個進液口2和一個與進液口2相對設置的排液口3的泵室1。止回閥4、5分別與進液口2和排液口3連接。該兩閥應安排成使進液閥4只允許流體流入泵室1內(nèi)，使排液閥5只允許流體流出泵室1。在圖示說明的實施例中，兩個止回閥是示意性地示出，它們是由可動閥體組成的，該些閥體在其密封地貼壓一個相關閥座的方向上受到一個閉合力的作用，因此，為了開啟閥門就必須克服該閉合力。例如，作用在閥體上的閉合力可能是一彈簧力，或者，如果閥體的比重大于泵送的血液液流的比重，則是閥體的重量，或者，如在泵送的血液液流中的閥體的浮力的圖解說明的實施例中那樣，是閥體由于其比重小于泵送的血液液流的比重的結果而具有的浮力，最后，或者是由分別在心臟的收縮(壓縮)和舒張(松弛)過程中沿流動方向作用在閥上的血壓導致的壓力。
在圖示的實施例中，假定帶有進液閥4的進液口2固定地裝在一個不能動的支持器4a內(nèi)，而帶有排液閥5的排液口3裝在一個支持器5a內(nèi)，當支持器5a受到以一合適方式構成的驅(qū)動部件6驅(qū)動時，它可沿泵室1的軸向作如箭頭7所示的往復運動，驅(qū)動部件6僅僅是示意性地示出而沒有作任何細節(jié)的描述。
在圖示的實施例中，泵室1構造成一種大至成球形且具有柔韌囊壁的泵囊，該泵囊在下面將會給予更加詳細地描述，它是以這樣一種形式構造的，使得其囊壁的一部分在排液口3借助驅(qū)動裝置6，在距進液口2最大距離(如圖1所示)和距進液口2最小距離(如圖2所示)之間運動時，可以從圖1所示狀態(tài)套疊地疊合成圖2所示狀態(tài)。這樣，泵室或泵囊1的內(nèi)部容積就隨進液口2和排液口3之間的相對距離的變化相應地變化。
泵送作用是通過由驅(qū)動裝置6驅(qū)使排液口3沿箭頭7的方向作周期性往復運動產(chǎn)生的。在充填沖程過程中，即當排液口3背離進液口2運動到圖1所示位置時，泵室1的容積增加，血液從連接在病人血液循環(huán)系統(tǒng)上的進液管8，通過進液閥2流入泵室中。泵室的充填壓力(它必須大于泵室必要的開啟壓力)顯然可以通過改變泵室相對于病人的水平位置的方式進行調(diào)節(jié)。在隨后的排放沖程過程中，即當排液口3在向著進液口2的方向上運動到圖2所示位置時，會使泵室1的容積減小，致使血液被壓出，通過排液閥5流入與病人的血液循環(huán)系統(tǒng)連接的排液管9中。不言而喻，每單位時間的血液泵送量，可以借助排液口3往復運動的頻率和/或通過排液口3運動距離的長短分別確定和改變。還有一點也是顯然的，即，使排液口3固定不動，而使進液口2在泵室1的軸向作周期性的往復運動，也可以獲得完全同樣的功能。另一種可替換的方法是，進液口2和排液口3兩者都可以在泵室1的軸向上作周期性的往復運動，使得每單位時間內(nèi)泵送的血液液量可以通過改變這兩個周期性運動的相對相位的方式來改變，當兩個運動處于相反相位時，可獲得最大的泵流量，而當兩個運動相互同相位時，則完全沒有泵流量。
以上面所述可以看出，假如在泵以所描述的方式工作時，通過進液管8的血液供給出現(xiàn)中斷或者血液供給量低于泵由于運轉(zhuǎn)的結果而試圖傳輸?shù)膯挝粫r間輸液量的話，則不僅將會在進液管8中而且也會在泵室1內(nèi)產(chǎn)生逐漸增加的負壓。上面所提到的這種負壓可能會導致一些非常嚴重的問題。
在本發(fā)明的泵中，可以自動地避免這種負壓的出現(xiàn)，而完全不必去干擾泵的運行。這可以通過以這樣一種方式構造的泵室來實現(xiàn)，即，如果泵室內(nèi)出現(xiàn)的壓力低于作用在泵室外部的環(huán)境壓力，且其差值超過了泵室1的進液管8和泵室1的內(nèi)部之間的壓差，泵室將會凹癟，即凹陷，使得內(nèi)部容積減少。在這方面，泵室1是以這樣一種形式構造的，即，其可能出現(xiàn)的凹癟以及所導致的容積減少至少應該與充填沖程過程中，即排液口3從圖2所示位置運動到圖1所示位置的過程中容積的最大增量一樣大。不言而喻，由于泵室1具有這種凹癟性，所以泵室1內(nèi)的壓力以及進液管8中的壓力低于周圍(通常是大氣)壓力的數(shù)值不可能大于相當于進液閥4的必要開啟壓力的數(shù)值。
盡管泵是連續(xù)地沒有變化地工作，即排液口3的周期性往復運動沒有發(fā)生任何變化，但泵所力圖泵送的血液流量不會多于通過進液管8所提供的血液流量。
為了使泵室1能夠在排液口3的周期性往復運動過程中，通過其囊壁套疊式疊合的方式改變其內(nèi)部容積，并且還使其能夠以上面所述方式凹癟到必要的程度，而無需以這樣一種無法重新恢復其原有構形的或者以希望的方式連續(xù)起作用的方法改變泵室構形，以圖3和圖4所示的方法構造泵室可能較有利。
在圖3和4所示泵室的較優(yōu)的實施例中，泵室被構造成一種大至成球形且分別具有經(jīng)向?qū)χ玫倪M液、排液連接管接頭2、3，用于安裝圖3和圖4中未示出的進液閥和排液閥。泵囊1的囊壁由一種柔韌的但實質(zhì)上不能伸延的材料構成。在進液口2和排液口3之間的中央直徑平面靠近排液閥3的一側(cè)，泵囊1的囊壁具有一環(huán)形部分10，它與泵囊的中心軸線同軸并且具有薄得多的壁厚和一種以雙波浪形式稍稍偏離球狀外形的構形。在此環(huán)形部分10的范圍內(nèi)，泵囊1的囊壁可以在排液口3的往復運動過程中，以圖2所示方式套疊地疊合起來，而無需使泵囊構形在其它方面有明顯的變化。在所述中央直徑平面的另一側(cè)，即靠近進液口2的一側(cè)，泵囊1的囊壁構造有多個大致為圓形的壁部11，在圖示的實施例中有5個這樣的部分(圖4)，這些壁部具有薄得多的壁厚。如果泵囊內(nèi)的壓力低于周圍的大氣壓力，且其差值大于進液閥的必要開啟壓力的話，在這些圓形部分11的范圍內(nèi)，泵囊的囊壁可以很容易地從圖3中實線所示位置彎曲，即凹陷到虛線所示位置。在這種情況下，囊壁部分11是以這樣一種方式調(diào)節(jié)的，即泵囊1因其凹癟所造成的內(nèi)部容積的減少量至少要與在排液口3從圖2所示位置運動到圖1所示位置時，也即在泵囊的充填沖程過程中泵囊容積的最大增量一樣大。泵囊囊壁部分11的這種凹癟并不影響泵囊其它方面的構形和功能。
但是，從上面所述應該理解到，泵囊的其它一些構形也是可以想象得到的，這些構形允許泵囊出現(xiàn)必要的凹癟以及允許泵囊的內(nèi)部容積的必要變化與泵室的進液口和排液口的相對運動有關。因此，可凹癟的囊壁部分可以具有其它的構形并且也可以布置得不同，例如布置在泵囊的相對部分或者布滿泵囊的整個部分或主要部分上。
應當進一步理解到，兩個止回閥沒有必要分別放置在緊接泵室的進液口和排液口處，而可以安放在距泵室一定距離處，例如分別設在進液管8和排液管9中。
在輸血泵的一個變更的較優(yōu)的實施例中，驅(qū)動裝置被構造成進一步確保在泵的排液口處或者在泵自身內(nèi)的不會產(chǎn)生不允許的過壓。一種防止不允許的過壓和不允許的負壓出現(xiàn)(采用的不是可凹癟的泵室而是其它裝置)的驅(qū)動裝置機構在我們申請的、名稱為“帶有輔助驅(qū)動裝置的流體泵”(Flaid pump with assiciated drive means)并且與本案同時提交的專利申請中作了描述(該專利申請所公開內(nèi)容通過引用結合在本申請文件內(nèi))。其與本發(fā)明的結合，主要涉及正在論述的這種類型的泵中泵室的凹癟性，示出在圖5和圖6中，其中與圖1至圖4所示部分對應的部分采用同樣的標號。
如在圖1和圖2所示實施例中那樣，帶有進液閥4的進液口2和帶有排液閥5的排液口3可以在圖5所示最分離的位置和圖6所示最靠近的位置之間通過一個驅(qū)動裝置彼此相對著作往復運動。在泵的驅(qū)動裝置的圖5和圖6所示實施例的情況下，帶有進液閥4的進液口2裝在一個環(huán)形支持器12內(nèi)，該支持器以一種未詳細示出的合適的方法固定式地安裝。帶有進液閥4的進液口2可以相對于支持器12沿軸向移動一段限定的距離，該距離的長短與在進液口2和排液口3之間所要求的最大相對運動的長度范圍相當。此外，一個只是示意性示出并且其彈簧力最好是可調(diào)的彈簧裝置13裝在支持器12和帶有進液閥4的進液口2之間。帶有排液閥5的排液口3類似地裝在一個環(huán)形支持器14內(nèi)，它可相對于支持器14沿軸向運動一段距離，該距離的長短與在進液口2和排液口3之間所要求的最大相對運動的長度范圍相當。支持器14可在泵室1的軸向移動并且與一個適合的驅(qū)動機構15相連接，該驅(qū)動機構僅僅是示意性地示出而沒有作任何細節(jié)的描述，通過這個驅(qū)動機構，支持器14就可以由一個適合的驅(qū)動馬達驅(qū)使著，按箭頭14所示的方向、以要求的頻率，作強制的往復運動，其運動距離相當于進液口2和排液口3之間要求的最大相對位移。
所描述的泵的驅(qū)動裝置按下述方式工作當支持器14在泵室1的充填沖程過程中，由驅(qū)動機構15驅(qū)使強制地在向下的方向上，從圖6所示位置移動到圖5所示位置時，帶有排液閥5的排液口3將會在其自身重量以及位于泵室1中血液的重量的影響下，正常地隨支持器14向下移動。此總重量可以任選地由以下將會更加詳細描述的附加的和預先確定的彈簧力加大，該總重量不可以超過進液閥4的必要開啟壓力太多。進液閥4會相應地開啟，血液從進液管8流入泵室1中，使得泵室1的容積得到增加，而且?guī)в信乓洪y5的排液口3會隨支持器14向下運動。但是，應該認識到，當通過進液口8提供血液時，血液以這樣的方式流入和充填泵室1只能達到一定的程度。如果通過進液管的血液供給太少，帶有排液閥5的排液口3就不能隨支持器14向下運動達到最大程度。如果通過進液管8的血液供給完全停止，帶有排液閥5的排液口3將處在圖6所示位置，而支持器14則由驅(qū)動機構15驅(qū)使向下運動。應該理解到，可能會在進液管8中出現(xiàn)的相對于環(huán)境(通常是大氣)壓力的負壓決不可能超過相當于帶有排液閥5的排液閥3的重量和存在于圖6所示泵室1中血液液量的重量的壓力值。因此，泵不可能泵送多于通過進液管8輸送的血液液量，而且，如果這一血液供給完全中斷的話，有效的泵送作用也將自動中止，而沒有必要借助驅(qū)動機構15去設法影響支持器14的驅(qū)動，并且不能允許在進液管8或泵室1中產(chǎn)生任何不能控制的相當大的負壓。如果通過進液管8的血液供給完全中斷的話，帶有排液閥5的排液口3和泵室1將處在圖6所示狀態(tài)，而支持器14則可以借助驅(qū)動機構15作往復運動。當然，防止負壓的另一安全措施將可由上面參照圖1至圖4所描述的泵室1的凹癟性來確保實現(xiàn)。
在進液口2和排液口3之間的相應的分離力，在所述實施例中是由帶有排液閥5的排液口3的重量和泵室1內(nèi)的血液的重量產(chǎn)生的，它自然也可以完全等價地借助作用在進液口2和排液口3之間的彈簧構件產(chǎn)生。這尤其適合于泵朝著另一方向，例如水平方向，而不是處在所示實施例中的方位的情況。當然，如果適合的話，也有可能用反向作用的彈簧完全或部分地平衡上述的重力。泵的這種實施例的例子示于圖7至圖10中，并且將進一步描述。
當支持器14在泵室1的排放沖程過程中，由驅(qū)動機構15從圖5所示位置向上驅(qū)動到圖6所示位置的時候，帶有進液閥4的進液口2，由于彈簧13的經(jīng)適當調(diào)節(jié)的偏壓的作用，所以通常處在靜止狀態(tài)，而泵室1的容積因此會從圖5所示大小減小到圖6所示大小，并且血液會從泵室1中壓出，通過排液閥5流入排液管9。假如血液通過排液管9流動時受到的阻力很大，使得泵室1中的壓力趨向于超過彈簧裝置13的偏壓的話，此彈簧裝置將開始受壓，因此，帶有進液閥4的進液口2將會開始相對于固定的支持器12向上運動。所以，泵室1中的壓力，以及由此在泵室的排放沖程過程中排液管9內(nèi)存在的壓力，決不可能超過相當于彈簧裝置13的彈力的壓力值。如果血液在排液管9中的流動完全填塞的話，帶有進液閥4的進液口2會在帶有排液閥5的排液口3受到驅(qū)動機15驅(qū)動的同時，隨著排液口3運動，借此，使有效的泵送作用完全停止，而沒有必要借助驅(qū)動機構15影響支持器14的驅(qū)動作用，而且泵室中的過壓以及排液管9中的過壓不會超過相當于彈簧裝置13在最大壓縮狀態(tài)下的彈力的壓力值。這樣，彈簧裝置13適合于以這樣一種方式構造，即，使其在未受壓狀態(tài)下的偏壓與通常在排液管9中存在的最高壓力相當，而使其在最大壓縮狀態(tài)下的最大彈力與在排液管9中可以允許的最大過壓相當。應當理解到，彈簧裝置13可以這樣的方式構造，使其偏壓和其最大彈力兩者以及那兩個閥之間的特性參數(shù)，可以根據(jù)泵的使用情況，例如根據(jù)與泵相連接的某個病人的血液循環(huán)系統(tǒng)變化或設定。值得注意的是，彈簧13的圖示位置只是例示性的，以便利于圖示，而且，如果彈簧裝置按另一種方式布置，例如布置在實際的驅(qū)動機構中，將可獲得同樣的功能。
現(xiàn)參見圖7至圖10，其中對應的部分依舊采用同樣的標號表示。圖7和圖8示出了對應于圖5和圖6所示的、經(jīng)過變更的泵，其變更之處在于增加了一個在支持器14和一個加接在泵室的伸出的排液口部分19上的支承件18之間起作用的彈簧裝置17。支承件18最好是一個與排液口部分19螺接式嚙合的螺母構件，以便允許該彈簧裝置受到適當?shù)募虞d。當支持器14從圖8所示位置向下運動到圖7所示位置時，帶有排液閥5的排液口3通常將隨支持器14向下運動。但是，假如，比如說由于流入進液口2的血液流量減少或者出現(xiàn)堵塞而使泵室1內(nèi)趨向于產(chǎn)生負壓的話，彈簧裝置17將會受壓而排液口3則保持靜止不動。因此，泵室內(nèi)可能產(chǎn)生的最大負壓就取決于彈簧裝置17處在最大受壓狀態(tài)時，即當支持器14位于其最低位置時的彈力。此彈力可以通過調(diào)節(jié)螺母構件18的垂直位置給予適當?shù)脑O定。
圖9和圖10示出了圖7和圖8中所示實施例的變異型，其中作用于泵室的排液口部分的分離力完全與支持器14的運動無關。在此實施例中，彈簧裝置20以其上端加接到泵室1的排液口部分3上，以其下端加接到一個環(huán)繞在伸出的排液口部分19的環(huán)形支承件21上，并且可以相對于排液口部分19自由地運動。支承件21本身則固裝到一個與一個螺桿23螺接式嚙合的螺母構件22上，而該螺桿23可轉(zhuǎn)動地裝在一個固定的托架24中。通過轉(zhuǎn)動螺桿23的螺頭25對螺母構件22進行垂直調(diào)節(jié)，彈簧裝置20就可受到所要求的加載。當支持器14從圖10所示位置向下運動到圖9所示位置時，彈簧裝置20將會象圖中所受到的調(diào)節(jié)那樣，逐漸地收縮并在進液口2和排液口3之間施加一個受到限定的分離力。由此在泵室中所產(chǎn)生的最大負壓將相當于最大的彈力，而泵室中要求的最大負壓水平就可以通過調(diào)節(jié)支承件21的垂直位置來設定。不言而喻，如果需要的話，也可以對彈簧裝置20進行調(diào)節(jié)，以便部分地或完全地平衡帶有排液閥5的排液口3的重力和泵室1中具有的血液液量的重力。
了解了上面所述并在附圖中示出的所有實施例后，就應當理解到，如果用于支持帶有排液閥5的排液口3的支持器14是固定的，而用于支持帶有進液閥4的進液口2的支持器12借助驅(qū)動機構13作強制的往復運動時，泵也將獲得所述的功能。如果兩個支持器12和14都是可動的，并且借助一個共同的驅(qū)動機構或者兩個獨立的驅(qū)動機構作往復運動時，也可以獲得同樣的功能形式，兩個支持器運動距離之和相當于泵室1的進液口2和排液口3之間要求的最大相對位移。每個支持器的運動距離可能，例如，相當于進液口和排液口之間要求的最大位移的一半。在驅(qū)動裝置的這種構造情況下，泵流流量多少不僅可以通過改變驅(qū)動頻率和沖程長度來改變，而且可以通過改變兩個支持器12、14的相對驅(qū)動相位來改變。當支持器12、14以反相位運動時，可以獲得最大的泵流量，而當驅(qū)動支持器12、14相互同相位地運動時，有效的泵送將為零。
根據(jù)前述應當理解到，如果由于通過進液管8的血液供應受到阻塞或者通過排液管9流出的血液受到阻塞而使有效泵送作用以上面所述的方式處于基本上停止的狀態(tài)，則盡管有效泵送已停止，但由于泵借助于驅(qū)動機構15而連續(xù)運轉(zhuǎn)的結果，存在于泵室1中的血液和止回閥仍會處在某種運動狀態(tài)中。這一點對防止出現(xiàn)血液凝聚是非常重要的。還應當理解到，本發(fā)明的泵還具有一個非常重要的優(yōu)點，即當泵使用時，例如與外科手術配合使用時，任何時候都可以通過用鑷子夾緊進液管8或排液管9的方式使有效泵送中斷，然后通過撤去鑷子而使泵送再次開始，而不用借助其驅(qū)動裝置使泵的運行受到任何影響，并且不會有產(chǎn)生不允許的負壓或不允許的過壓的這種危險。
當然，本發(fā)明并非限制于上面特別描述的和在附圖中示出的實施例，而是在由權利要求書定義的本發(fā)明概念范圍內(nèi)可以作出一些變化和變更。
權利要求
1.一種流體泵，尤其是用于與生物血液循環(huán)系統(tǒng)連接的流體泵，它包括一個在其一端具有一個進液口(2)而在其另一端具有一個排液口(3)的泵室(1)，一個連接到進液口上并且只允許流體在流入泵室(1)方向上流過進液口的第一止回閥(4)和一個連接到排液口上并且只允許流體在流出泵室(1)方向上流過排液口的第二止回閥(5)，進液口和排液口(2，3)在它們之間的泵室(1)的延伸方向上可彼此相對地運動并且兩者都連接到可控制的驅(qū)動裝置(6，12，13，14，15)上，以便兩者在上述延伸方向上交替地產(chǎn)生相互朝著和相互背離的周期性運動，泵室(1)的進液口(2)和排液口(3)之間的內(nèi)腔容積可與在它們之間的延伸方向上的相對距離一致地變化，其特征在于泵室(1)在其外側(cè)受到周圍壓力的作用，泵室有一個至少部分地由一種柔韌材料構成的囊壁，因此，在壓力差的影響下，該壓力差是由超過泵室(1)內(nèi)部壓力的周圍壓力引起的并且大于與進液口(2)連接的第一止回閥(4)所要求的開啟壓力差，該囊壁可以產(chǎn)生凹癟，其減少的泵室容積至少相當于在進液口(2)和排液口(3)相互背離運動時泵室的所述內(nèi)部容積的最大增量。
2.如權利要求1所述的泵，其特征在于泵室(1)的囊壁實質(zhì)上是不能伸延的。
3.如權利要求1或2所述的泵，其特征在于所述的凹癟性是由一個或一個以上具有的壁厚薄些的限定的囊壁部分(11)提供的。
4.如權利要求3所述的泵，其特征在于所述可凹癟的囊壁部分(11)是大體上均勻分布在泵室(1)的至少一部分上。
5.如權利要求1至4中任一項所述的泵，其特征在于泵室(1)具有一種大致成球形且?guī)в袕较驅(qū)χ玫倪M液口和排液口(2，3)的構形，泵室(1)的柔韌囊壁在大體位于進液口和排液口之間徑向平面的右方一側(cè)構造有一個與所述徑向平面大致平行并具有一定壁厚的環(huán)形部分(10)，以便使這部分范圍內(nèi)的囊壁在進液口和排液口在相互朝著的方向上運動時套疊地疊合，該柔韌囊壁在所述徑向平面的另一側(cè)構造有多個，最好是大至為圓形的并且壁厚薄些的輔助部分(11)，它們大體上均勻地繞泵室分布，在囊壁外側(cè)相對于其內(nèi)側(cè)壓力的微小過壓的影響下，其囊壁部分能夠很容易地彎曲，從而為泵囊(1)提供了必要的凹癟性。
6.如權利要求1至5中任一項所述的泵，其特征在于所述驅(qū)動裝置(12，13，14，15)具有這樣一種機械構造，即當排液口(3)和進液口(2)在泵室(1)的排放沖程過程中沿著相互趨近的方向運動時，在泵室(1)的進液口(2)和排液口(3)之間施加的收縮力不可以超過相當于泵室(1)的外側(cè)預定的最大許可壓力的預定的最大值。
7.如權利要求1至6中任一項所述的泵，其特征在于所述驅(qū)動裝置(12，13，14，15)具有這樣一種機械構造，即當排液口(3)和進液口(2)在泵室(1)的充填沖程過程中沿著相互背離的方向運動時，在泵室(1)的排液口(3)和進液口(2)之間施加的分離力不能超過相當于在周圍壓力和泵室(1)的內(nèi)部壓力之間預定的最大許可壓力差的數(shù)值，因此，避免了在泵室(1)內(nèi)部產(chǎn)生任何不受控制的超負壓。
8.如權利要求7所述的泵，其特征在于泵室的進液口(2)和排液口(3)由一個相對的分離力作用，該分離力與驅(qū)動裝置(12，13，14，15)的相對運動和運轉(zhuǎn)無關。
9.如權利要求8所述的泵，其特征在于所述分離力是重力。
10.如權利要求8所述的泵，其特征在于所述分離力是或者包括彈簧力。
11.如權利要求7所述的泵，其特征在于在泵室(1)的充填沖程過程中施加在泵室進液口(2)和排液口(3)之間的分離力是由經(jīng)一個中間的壓簧裝置(17)作用在泵室的排液口部分(3，18，19)上的所述驅(qū)動裝置14提供的，致使可能施加的最大分離力受限于上述彈簧裝置的彈簧力。
12.如權利要求1至11中任一項所述的泵，其特征在于所述驅(qū)動裝置包括兩個可在泵室(1)的延伸方向上彼此相對地作強制的往復運動的驅(qū)動元件(12，14)，上述驅(qū)動元件移動的相對距離相當于在泵室的進液口(2)和排液口(3)之間要求的最大相對位移，所述兩個驅(qū)動元件(12，14)以這樣的方式分別與泵室的進液口(2)和排液口(3)連接，即進液口和排液口可分別相對于各自的驅(qū)動元件受限制地運動一段距離，該距離的長度相當于在進液口和排液口之間要求的最大相對距離;而彈簧裝置(13)被安裝，最好是套裝在所述驅(qū)動元件中的一個元件(12)和與泵室(1)連接的部分(2)之間的力的傳遞路徑上，彈簧裝置(13)是以這樣一種方式安裝的，即如果在泵室的排放沖程過程中施加在泵室的進液口(2)和排液口(3)之間的收縮力趨于超過預定的數(shù)值時，所述彈簧裝置即受到壓縮，由此限制所述收縮力與所述彈簧裝置(13)的彈簧力相當。
13.如權利要求12所述的泵，其特征在于一個驅(qū)動元件(12)是固定的，而另一個驅(qū)動元件(14)可以作強制的往復運動，往復運動所通過的一段距離相當于泵室的進液口(2)和排液口(3)之間要求的最大相對位移。
14.如權利要求12所述的泵，其特征在于驅(qū)動元件(12、14)兩者都是可動的并可作強制的往復運動，兩個驅(qū)動元件的運動距離之和相當于在泵室的進液口(2)和排液口(3)之間要求的最大相對位移。
全文摘要
一種液體泵，尤其是一種體外血液泵，包括一具有一進液口和一排液口的泵室，每一液口與相應的止回閥連接。兩液口可彼此相對運動且與驅(qū)動裝置連接以交替產(chǎn)生彼此朝著和背離的周期運動，泵室容積可隨兩液口之間相對距離相應變化。泵室外側(cè)受到周圍壓力影響，它有柔韌材料的囊壁，其構成使泵室在內(nèi)部壓力低于周圍壓力的數(shù)值大于與進液口連接的止回閥要求的開啟壓差時，即會凹癟，所導致的容積減少量至少要與背離運動時容積最大增量相當。
文檔編號A61M1/10GK1050251SQ90107819
公開日1991年3月27日 申請日期1990年9月15日 優(yōu)先權日1989年9月15日
發(fā)明者埃林·洛夫斯約加德 申請人:法馬西亞制藥公司