具有自清潔模式的透析控制閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及閥系統(tǒng)和用以清潔閥的方法，尤其涉及機電擋板閥。
【背景技術(shù)】
[0002] 包括許多透析機在內(nèi)的許多機器都具有使用氣動閥來執(zhí)行的氣動控制功能，這里 將該氣動閥稱為氣體閥或空氣閥。在氣動控制透析機中，可以使用加壓空氣來控制透析液 的流動、關(guān)閉安全夾以及執(zhí)行其它重要功能。將包括由機電螺線管控制的擋板機構(gòu)的空氣 閥稱為擋板閥并且在一些氣動透析機中使用該空氣閥。
[0003] 為了確?；颊叩陌踩?，經(jīng)常檢查氣動控制透析機中的壓力以查看是否發(fā)生了任何 壓力泄漏。例如經(jīng)由閥中的橡膠和塑料材料的氣體擴散可以引起恒定的低水平的泄漏率。 因而，一些安全系統(tǒng)在這種恒定泄漏率與更為擔憂的泄漏率之間進行辨別。警報系統(tǒng)必須 設(shè)置在剛好在這種恒定泄漏率以上的閾值處，但即使是恒定泄漏率也可以根據(jù)不同的閥而 變化。此外，針對任何給定值，例如由于溫度波動和高度波動，因而恒定泄漏率可以隨時間 經(jīng)過而變化。
[0004] 在微小外來顆粒落在擋板閥的擋板和塑料殼體之間的情況下，也可以發(fā)生小泄 漏。盡管使用空氣過濾器來防止外來顆粒進入氣動系統(tǒng)及其氣體閥，但一些外來顆粒仍進 入系統(tǒng)。如100微米或小于100微米、或者50微米或小于50微米那樣小的顆?？梢赃M入 氣體閥，粘貼在擋板上，并且引起泄漏。顆粒有時還可以嵌入在構(gòu)成擋板的彈性體材料中， 尤其是在擋板由軟橡膠制成的情況下。
[0005] 盡管由外來顆粒污染導(dǎo)致的空氣閥輕微泄漏可能不會對患者造成危險，但如果透 析機無法在這種泄漏和真正危險的泄漏之間進行區(qū)分，則該機器可能認為泄漏較嚴重從而 不必要地關(guān)機。
[0006] 存在對于可以檢測由外來顆粒污染所引起的閥泄漏并且自動采取措施以修理該 泄露的氣動操作透析機的閥系統(tǒng)的需要。還存在對于包括用以清潔具有外來顆粒的閥擋板 的自清潔模式的擋板閥系統(tǒng)和方法的需要。還存在對于可以自動檢測由外來顆粒污染引起 的泄漏并且執(zhí)行自清潔模式以試圖清潔閥擋板的擋板閥系統(tǒng)和方法的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)本發(fā)明，針對氣動操作透析機提供可以檢測由外來顆粒污染所引起的閥泄 漏、并且自動采取措施以修理該泄漏的閥系統(tǒng)。提供包括用以清潔具有外來顆粒的閥擋板 的自清潔模式的擋板閥系統(tǒng)和方法。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種閥系統(tǒng)，該閥系統(tǒng)包括：機電螺線管；包括磁擋板的氣體 閥；與機電螺線管電氣連通的電源；以及控制器?？刂破骺刂齐娫匆怨┙o用于使機電螺線 管移動至默認位置與完全啟動位置之間的中立位置的中間電壓。通過這樣，使磁擋板維持 在兩個氣體口之間的中立位置，并且可以使用口之間的氣流來清潔磁擋板的異物?？刂破?還可以在處于中立位置的情況下向機電螺線管提供變化電壓以使磁擋板振動，并且進一步 幫助移除外來顆粒。
[0009] 閥系統(tǒng)還可以包括與氣體閥的出口可操作地連通的壓力傳感器，并且傳感器可以 被配置為對出入出口的流體的壓力進行感測。可以包括被配置為將表示壓力傳感器所感測 到的壓力的反饋信號傳送至控制器的電路?？刂破骺梢员慌渲脼榭刂齐娫匆曰诜答佇盘?升高、降低或維持電壓，使得出入出口的流體的壓力維持在可接受的壓力范圍內(nèi)?？梢允褂?反饋信號來確保機電螺線管將擋板維持在兩個氣體口之間的中立位置。
[0010] 閥系統(tǒng)可以包括與機電螺線管電氣連通的集成電路（IC)和主供電器。在一些情 況下，可以使用第一電源和第二電源來分別向機電螺線管提供直流（DC)供電和交流（AC) 供電?？梢栽O(shè)置與IC或第二電源電氣連通并且還與機電螺線管電氣連通的開關(guān)?？梢允?用控制器來啟動開關(guān)以在清潔模式位置和正常工作模式位置之間改變。在將開關(guān)切換至清 潔模式位置的情況下，開關(guān)可以使IC或其它電路形成用于控制機電螺線管的不同的電路。 例如，在使用兩個電源的情況下，清潔模式位置可以形成使得從第二電源供給的電力能夠 激活機電螺線管的電路。從而在一些情況下，可以施加并且使用交流電流在擋板維持在中 立位置的同時振動擋板。振動可以使顆粒從擋板去除。在正常操作模式中，開關(guān)可以被配 置為經(jīng)由IC形成不同的電路，或者關(guān)斷從第二電源至機電螺線管的電氣連接。
[0011] 本發(fā)明還提供用于清潔例如透析機的氣動系統(tǒng)中的擋板閥的磁擋板的方法。方法 可以包括對包含磁擋板的氣體閥的機電螺線管施加激活電壓。激活電壓可以具有足夠的強 度以激活機電螺線管，并且將擋板從擋板關(guān)閉第一氣動口的第一位置移動至磁擋板維持在 第一氣動口與不同的第二氣動口之間的中立位置。機電螺線管可以被配置為使得在施加大 于激活電壓的第二電壓時將磁擋板移動至關(guān)閉第二氣動口的第二位置。方法還可以需要維 持激活電壓以將磁擋板維持在第一氣動口與第二氣動口之間的中立位置。在磁擋板維持在 中立位置的情況下，氣體可以繞磁擋板流動。氣流可以來自例如作為壓加的第二氣動口， 并且流至例如作為真空口的第一氣動口。在將擋板維持在中立位置的情況下，氣流可以例 如通過去除粘貼于擋板的外來顆粒來影響磁擋板的清潔。對螺線管施加交流電壓或變化的 直流電壓，這可以通過使擋板振動和/或壓力變化來進一步加強清潔操作。
【附圖說明】
[0012] 并入并且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的具體實施例，并且與具體實 施例的詳細說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0013] 圖IA是可以根據(jù)本發(fā)明來控制的擋板閥的前右側(cè)視立體圖，該圖示出在未對各 螺線管線圈施加電壓的情況下?lián)醢逄幱陉P(guān)閉真空入口（inlet vacuum port)的第一位置。
[0014] 圖IB是沿圖IA中的50-50線截取的圖IA所示的擋板閥的前視截面圖，該圖示出 在未對螺線管線圈施加電壓的情況下?lián)醢逄幱陉P(guān)閉真空入口的第一位置。
[0015] 圖IC是圖IB所示的閥擋板的前視截面圖，但其中在對螺線管線圈施加激活電壓 的情況下?lián)醢逄幱陉P(guān)閉壓力入口的第二位置。
[0016] 圖ID是圖IB和IC所示的擋板閥20的前視截面圖，但其中對螺線管線圈施加中 間電壓并且擋板具有在真空入口與壓力入口之間的中立位置。在擋板處于中立位置的情況 下不關(guān)閉任一口，并且空氣可以繞擋板流動以去除粘貼于擋板的顆粒。
[0017] 圖2是可以根據(jù)本發(fā)明來控制的其它擋板閥的側(cè)視截面圖，其中對螺線管線圈施 加中間直流電壓，擋板具有在真空入口和壓力入口之間的中立位置，并且同時對螺線管線 圈施加交流電壓以振動擋板并且去除粘貼于擋板的顆粒。
[0018] 圖3是可以在根據(jù)本發(fā)明的閥系統(tǒng)中使用的擋板的側(cè)視圖。
[0019] 圖4是包括圖3所示的擋板并且可以在根據(jù)本發(fā)明的閥系統(tǒng)中使用的空氣閥的側(cè) 視立體圖，其中已經(jīng)移除了空氣閥的外殼以使得可以看見擋板的定位。
[0020] 圖5是圖3所示的擋板的放大圖并且示出粘貼于擋板的封閉盤的外來顆粒。
[0021] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的微控制器自動閥驅(qū)動器的示意電路圖并且可以使用該微控 制器自動閥驅(qū)動器來控制擋板閥執(zhí)行自清潔操作。
[0022] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的閉環(huán)系統(tǒng)的示意電路圖，其中可以使用該閉環(huán)系統(tǒng)來自動確 定要施加于螺線管線圈的用以將擋板維持在中立位置的適當?shù)闹虚g直流電壓。閉環(huán)系統(tǒng)還 包括圖6所示的微控制器自動閥驅(qū)動器，并且使用來自與圖6所示的氣動閥裝置的出口可 操作地連接的壓力傳感器的信號作為反饋信號。
【具體實施方式】
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，提供用以清潔氣體閥的方法，并且可以使用該方法來清潔氣動操作 透析機中的空氣閥。盡管這里參考透析機來詳細說明本發(fā)明，但應(yīng)當理解，本發(fā)明還包含使 用這里所述的系統(tǒng)和方法來清潔除透析機外的其它環(huán)境中的氣體閥。然而，為了便于充分 理解本發(fā)明，參考氣動操作透析機。
[0024] 在氣動操作透析機中，在檢測到可能由氣體閥擋板的外來顆粒污染引起的小泄漏 的情況下，可以停止透析機的工作并且可以執(zhí)行擋板清潔操作。擋板清潔操作可以是非自 動的、半自動的或全自動的。為了去除或移除可能引起所檢測到的泄漏的外來顆粒，清潔操 作需要對擋板進行操作。然后清潔操作涉及復(fù)查壓力以查看是否修理了泄漏，如果修理了 泄漏，則可以恢復(fù)透析機的正常使用。
[0025] 清潔操作或自清潔模式可以涉及用于從氣體閥擋板去除外來顆粒的各種操作技 術(shù)中的任何技術(shù)。在第一技術(shù)中，擋板可以在關(guān)閉第一閥口的第一位置與關(guān)閉第二閥口的 第二位置之間來回切換?？梢酝ㄟ^對連接至擋板的機電螺線管間歇地施加激活電壓來實現(xiàn) 擋板的來回切換。激活電壓可以具有足夠的強度以克服諸如將擋板正常地維持在關(guān)閉其中 一個閥口的第一位置的彈簧力等的偏置。激活電壓可以具有足夠的強度以完全啟動螺線管 并且將擋板移動至其關(guān)閉不同的閥口的完全延伸的第二位置。通過移除所施加的電壓，偏 置力可以具有足夠的強度以將擋板移動回至其原本的第一位置。在三次、五次、十次、二十 次或更多次來回之后，可以去除擋板上的外來顆粒，由此修理泄漏。在清潔操作之后，則可 以檢查閥、或者來自閥的壓力或真空，以判斷清潔擋板的過程是否成功。
[0026] 在另一清潔操作中，對閥進行操作以將擋板在中立位置上維持例如預(yù)定時間段的 一段時間?？梢詫β菥€管線圈施加對作用在擋板上的力進行平衡的電壓，以使得擋板可以 維持在兩個閥口之間的中間位置。該電壓可以是直流電壓、交流電壓或它們的組合。作用 力可以包括例如由螺線管彈簧與來自閥口的氣體壓力和真空力一起提供的偏置力。通過將 擋板置于中立位置，氣體將能夠繞擋板移動并且例如通過從真空口吸出在擋板上存在的外 來顆粒來將其從擋板吹走并且移除。施加于螺線管的激活電壓可以變化以使得擋板來回移 動，以更接近、再遠離開兩個相對的氣動口。在一些情況下，可以在不接觸任一口的情況下 執(zhí)行擋板向著和遠離口的脈動。例如可以使用表示所感測到的壓力的反饋信號來判斷在清 潔操作期間擋板是否維持在中立位置。在清潔操作之后，則可以檢查閥、或者來自閥的壓力 或真空以判斷清潔擋板的過程是否成功。
[0027] 在另一清潔操作中，對閥進行操作以將閥在中立位置上維持一段時間，對螺線管 線圈施加對作用在擋板上的力進行平衡的第一電壓以使得擋板維持在兩個閥口之間的中 間或中立位置。可以設(shè)置集成電路以使得還施加交流電壓以振動擋板。第一電壓可以是直 流電壓、交流電壓或它們的組合。與交流電壓組合的第一電壓可以引起交流信號的直流偏 移。作用力可以包括偏置力和來自閥口的氣體壓力和真空力。偏置力例如可以包括螺線管 彈簧、磁體、吸引螺線管磁體的鐵或金屬件、排斥螺線管磁體的鐵或金屬件、或電磁體等。通 過將擋板置于中立位置，氣體將能夠繞擋板移動并且使從擋板振落的外來顆粒經(jīng)由真空口 從閥吸出。例如可以使用表示所感測到的壓力的反饋信號來判斷在清潔操作期間擋板是否 維持在中立位置。在清潔操作之后，則可以檢查閥、或者來自閥的壓力或真空以判斷清潔擋 板的過程是否成功。
[0028] 在這里所公開的清潔操作中的任一清潔操作中，可以設(shè)置反饋電路來控制施加于 機電螺線管的電壓。可以通過感測進入或排出氣體閥的口的氣體的壓力來生成反饋信號。 可以使用壓力變送器來感測閥口處的壓力，并且可以設(shè)置電路來生成表示所感測到的壓力 的反饋信號并且將該反饋信號發(fā)送至控制器?？刂破骺梢允褂迷摲答佇盘杹碚{(diào)整發(fā)送至機 電螺線管的激活電