本實(shí)用新型總體上涉及在可穿戴式藥物輸注貼片中使用的計(jì)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

糖尿病是以胰島素分泌缺陷、胰島素作用障礙、或者兩者共同所導(dǎo)致的高血糖水平為標(biāo)志的一系列疾病。糖尿病能導(dǎo)致嚴(yán)重的健康并發(fā)癥和提早死亡，但存在很多已知的產(chǎn)品幫助糖尿病患者控制疾病和降低并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。

糖尿病人的治療選擇包括特制的飲食、口服藥物和/或胰島素療法。糖尿病治療的首要目標(biāo)是控制患者的血糖(糖)水平，從而提高零并發(fā)癥生活的可能。但在實(shí)現(xiàn)良好的糖尿病管理的同時(shí)平衡好其他生活需求和狀況通常并不容易。

目前，針對(duì)I型糖尿病的日常胰島素療法有兩種主要模式。第一種模式包括每次注射都需要針頭的注射器和胰島素筆，通常每天三至四次。這些裝置簡(jiǎn)單易用且相對(duì)低成本。另一種被廣泛采用且有效的管理糖尿病的治療方法是使用胰島素泵。胰島素泵能根據(jù)個(gè)人需求幫助使用者保持他們的血糖水平在目標(biāo)范圍內(nèi)，通過以變化的速率提供連續(xù)的胰島素輸注更真實(shí)地模擬胰腺的行為。通過使用胰島素泵，使用者能讓他們的胰島素療法去適應(yīng)他們的生活方式，而不是讓他們的生活方式去適應(yīng)胰島素注射如何對(duì)他們起作用。

但是，常規(guī)的胰島素泵有若干缺點(diǎn)。例如，在胰島素泵中典型地被使用的螺桿與活塞式計(jì)量系統(tǒng)通常對(duì)使用者而言是笨重的，它們要求大高度和大占用空間。

常規(guī)胰島素泵典型地還要求大量的零件和運(yùn)動(dòng)部件，因此增大了機(jī)械故障的風(fēng)險(xiǎn)。

常規(guī)胰島素泵典型地還具有依賴于過多因素的過長(zhǎng)的劑量準(zhǔn)確性容差環(huán)，這些因素有時(shí)難以查明。這導(dǎo)致劑量準(zhǔn)確性方面的損失。

常規(guī)胰島素泵典型地還具有過于復(fù)雜的流體路徑。這導(dǎo)致復(fù)雜的或不充分的預(yù)充和空氣排出。

常規(guī)胰島素泵典型地還要求高精度致動(dòng)器，因此增加了常規(guī)貼片泵的成本。

部分胰島素泵還存有在胰島素貼片的容器和插管之間創(chuàng)造直接流體路徑的風(fēng)險(xiǎn)。這能夠?qū)е率褂谜叱瑒┝俊?/p>

常規(guī)的胰島素泵典型地還要求復(fù)雜的監(jiān)測(cè)方案。這能夠?qū)е卤辉龃蟮某杀竞捅唤档偷臏?zhǔn)確性與可靠性。

常規(guī)胰島素泵典型地還具有在升高的系統(tǒng)背壓下容易發(fā)生泄漏的閥。這能夠?qū)е卤唤档偷臏?zhǔn)確性與可靠性。

常規(guī)胰島素泵典型地還要求被暴露給潛在高背壓的大工作容積和大系統(tǒng)體積。這能夠?qū)е卤唤档偷臏?zhǔn)確性與可靠性。

常規(guī)胰島素貼片典型地還具有需要大型電池的低效馬達(dá)，因此增大了胰島素貼片的尺寸。

所以，需要一種相比常規(guī)螺桿與活塞式計(jì)量系統(tǒng)具有降低的高度與占用面積的計(jì)量系統(tǒng)，從而提高使用者的舒適度。

還需要一種相比常規(guī)胰島素泵減少了零件和運(yùn)動(dòng)部件的數(shù)量的計(jì)量系統(tǒng)，從而提高胰島素貼片的機(jī)械安全性。

還需要一種相比常規(guī)計(jì)量泵具有依賴于少量因素的短的劑量準(zhǔn)確性容差環(huán)的計(jì)量系統(tǒng)，由此提高劑量準(zhǔn)確性。

還需要一種相比常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單流體路徑的計(jì)量系統(tǒng)，由此簡(jiǎn)化預(yù)充和空氣排出。

還需要一種相比常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)采用低精度致動(dòng)器的計(jì)量系統(tǒng)，由此降低胰島素貼片的成本。

還需要一種相比常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)在容器和插管之間沒有直接流體路徑的計(jì)量系統(tǒng)，由此更好地保障使用者不超劑量。

還需要一種相比常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單監(jiān)測(cè)方案的計(jì)量系統(tǒng)，由此降低成本并提高胰島素貼片的準(zhǔn)確性與可靠性。

還需要一種相比常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)具有對(duì)于升高的系統(tǒng)背壓下的泄漏而言是強(qiáng)健的閥的計(jì)量系統(tǒng)，由此提高胰島素貼片的準(zhǔn)確性與可靠性。

還需要一種相比常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)具有被暴露給潛在高背壓的小工作容積和小系統(tǒng)體積的計(jì)量系統(tǒng)，由此提高胰島素貼片的準(zhǔn)確性與可靠性。

還需要一種相比常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)要求帶小型電池的高效率馬達(dá)的計(jì)量系統(tǒng)，由此縮小胰島素貼片的尺寸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的一個(gè)方面基本上解決了以上的和其他的問題，并提供一種小型且可靠的計(jì)量系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的一個(gè)方面提供了一種相比常規(guī)的導(dǎo)螺桿與活塞式計(jì)量系統(tǒng)具有被減少的高度和占用面積的計(jì)量系統(tǒng)，從而提高使用者的舒適度。

本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的另一個(gè)方面提供了一種相比常規(guī)胰島素泵減少了零件和運(yùn)動(dòng)部件的數(shù)量的計(jì)量系統(tǒng)，從而提高胰島素貼片的機(jī)械安全性。

本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的另一個(gè)方面提供了一種相比常規(guī)計(jì)量泵具有依賴于少量因素的短的劑量準(zhǔn)確性容差環(huán)的計(jì)量系統(tǒng)，由此提高劑量準(zhǔn)確性。例如，在本實(shí)用新型的示范實(shí)施例中，劑量準(zhǔn)確性容差環(huán)是短的，并只依賴于兩個(gè)容易測(cè)量的維度：泵直徑和螺旋槽的軸向尺寸。

本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的另一個(gè)方面提供了一種相比常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單流體路徑的計(jì)量系統(tǒng)，由此簡(jiǎn)化預(yù)充和空氣排出。

本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的另一個(gè)方面提供了一種相比常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)采用低精度致動(dòng)器的計(jì)量系統(tǒng)，由此降低胰島素貼片的成本。例如，在本實(shí)用新型的示范實(shí)施例中，一種機(jī)構(gòu)能在行程的兩個(gè)終點(diǎn)處超轉(zhuǎn)(over-rotate)，并仍然保持劑量準(zhǔn)確性。

本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的另一個(gè)方面提供了一種相比常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)在容器和插管之間沒有直接流體路徑的計(jì)量系統(tǒng)，由此更好地保障使用者不超劑量。

本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的另一個(gè)方面是提供了一種相比常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單監(jiān)測(cè)方案的計(jì)量系統(tǒng)，由此降低成本并提高胰島素貼片的準(zhǔn)確性與可靠性。例如，在本實(shí)用新型的示范實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)方案基于接觸式開關(guān)。

本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的另一個(gè)方面提供了一種計(jì)量系統(tǒng)，其中泵的機(jī)械行程允許插管插入機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)易觸發(fā)。

本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的另一個(gè)方面提供了一種相比常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)具有對(duì)于升高的系統(tǒng)背壓下的泄漏而言是強(qiáng)健的閥的計(jì)量系統(tǒng)，由此提高胰島素貼片的準(zhǔn)確性與可靠性。例如，在本實(shí)用新型的示范實(shí)施例中，當(dāng)閥在不同狀態(tài)間移動(dòng)時(shí)沒有容積變化。

本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的另一個(gè)方面提供了一種相比常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)具有被暴露給潛在高背壓的小工作容積和小系統(tǒng)體積的計(jì)量系統(tǒng)，由此提高胰島素貼片的準(zhǔn)確性與可靠性。

本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的另一個(gè)方面提供了一種相比常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)使用帶小型電池的高效率馬達(dá)的計(jì)量系統(tǒng)，由此縮小胰島素貼片的尺寸。

本實(shí)用新型的以上和/或其他的方面通過提供一種在可穿戴式胰島素輸注貼片中使用的計(jì)量系統(tǒng)被實(shí)現(xiàn)。例如，在本實(shí)用新型的示范實(shí)施例中，計(jì)量系統(tǒng)是包含用于存儲(chǔ)胰島素的柔性容器和用于將胰島素輸入皮下組織的插管組件的較大流體子系統(tǒng)的一部分。計(jì)量系統(tǒng)從容器中吸出小劑量的流體，然后順著插管線路將其推入患者體內(nèi)。流體劑量相對(duì)容器容積是小的，從而需要很多次泵行程以徹底排空容器。

本實(shí)用新型的額外和/或其他的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中被給出，或者通過下面的描述而顯見，或者可以通過實(shí)踐本實(shí)用新型被領(lǐng)會(huì)。本實(shí)用新型可以包括具有以上方面的一個(gè)或多個(gè)、和/或特征的一個(gè)或多個(gè)、以及它們的組合的方法或設(shè)備或系統(tǒng)。例如，在后附權(quán)利要求中，本實(shí)用新型可以包括特征的一個(gè)或多個(gè)和/或以上所述的方面的組合。

附圖說明

本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的多種目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)和新穎特征將通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)描述變得更容易理解，其中：

圖1畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的架構(gòu)圖；

圖2畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的流體和計(jì)量系統(tǒng)部件的布置圖；

圖3畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)的示意性分解圖；

圖4畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖；

圖5畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)的示意性剖視圖；

圖6畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在開始位置的多個(gè)視圖；

圖7畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在吸入行程中的多個(gè)視圖；

圖8畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在吸入行程后的閥狀態(tài)改變期間的多個(gè)視圖；

圖9畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在吸入行程停止位置的多個(gè)視圖；

圖10畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在排出行程期間的多個(gè)視圖；

圖11畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在排出行程后的閥狀態(tài)改變期間的多個(gè)視圖；

圖12畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在泵循環(huán)完成后的多個(gè)視圖；

圖13畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)的分解圖；

圖14畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的計(jì)量泵的示范實(shí)施例的泵組件的示意性分解圖；

圖15畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的計(jì)量泵的示范實(shí)施例的馬達(dá)與齒輪箱組件的示意性分解圖；

圖16畫出了展示根據(jù)本實(shí)用新型將活塞組裝到套筒內(nèi)的方法的多個(gè)示意圖；

圖17畫出了展示根據(jù)本實(shí)用新型將塞子組裝到套筒內(nèi)的方法的多個(gè)示意圖；

圖18畫出了展示根據(jù)本實(shí)用新型將套筒組裝到歧管內(nèi)的方法的多個(gè)示意圖；

圖19畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的泵組件的示意性剖視圖；

圖20畫出了展示根據(jù)本實(shí)用新型的閥狀態(tài)改變的方法的多個(gè)示意性剖視圖；

圖21畫出了針對(duì)根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)中用于泵與套筒轉(zhuǎn)動(dòng)的限位開關(guān)的多個(gè)圖；

圖22畫出了展示根據(jù)本實(shí)用新型的將泵組裝到齒輪箱內(nèi)的方法的多個(gè)示意性剖視圖；

圖23畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在開始位置的多個(gè)圖；

圖24畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在排出行程期間的多個(gè)圖；

圖25畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在排出行程后的閥狀態(tài)改變期間的多個(gè)圖；

圖26畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在排出旋轉(zhuǎn)停止位置的多個(gè)圖；

圖27畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在吸入行程期間的多個(gè)圖；

圖28畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在吸入行程后的閥狀態(tài)改變期間的多個(gè)圖；

圖29畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在吸入旋轉(zhuǎn)停止位置的多個(gè)圖；

圖30畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)在泵循環(huán)結(jié)束后的多個(gè)圖；

圖31畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的計(jì)量組件的示范實(shí)施例的馬達(dá)與齒輪箱組件以及改良泵組件的多個(gè)圖；

圖32畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的計(jì)量組件的示范實(shí)施例的泵組件的分解圖；

圖33畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的活塞到套筒內(nèi)的組裝；

圖34畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的套筒到歧管內(nèi)的組裝；

圖35畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的套筒和歧管組件的剖視圖；

圖36畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的閥狀態(tài)改變的多個(gè)剖視圖；

圖37畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的套筒旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)；

圖38畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的具有分別被包覆模制到歧管和泵活塞上的彈性體端口和活塞密封件的泵組件的分解圖；

圖39畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的示范實(shí)施例的具有替代旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)設(shè)計(jì)的泵組件的分解圖。

具體實(shí)施方式

如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解那樣，有大量實(shí)現(xiàn)在本文中被公開的根據(jù)本實(shí)用新型的計(jì)量系統(tǒng)的示例、改進(jìn)、以及布置的方式。盡管將參考在附圖和下面的描述中被描繪的示范實(shí)施例，但是本文中所公開的實(shí)施例不意味著窮盡了本實(shí)用新型所涵蓋的各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型的前提下能做出各種改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。

盡管很多人，包括但不限于患者或醫(yī)療專業(yè)人員，都能操作或使用本實(shí)用新型的示范實(shí)施例，但操作者或使用者在后文中都將被簡(jiǎn)稱為“使用者”。

盡管在本實(shí)用新型的示范實(shí)施例中能采用多種流體，但注射裝置中的所述液體在后文中都將被簡(jiǎn)稱為“流體”。

根據(jù)本實(shí)用新型的示范實(shí)施例在圖1-30中描繪。在按照本實(shí)用新型的示范實(shí)施例中，提供一種在可穿戴式胰島素輸注貼片中使用的計(jì)量系統(tǒng)。例如，在本實(shí)用新型的示范實(shí)施例中，計(jì)量系統(tǒng)是包含用于存儲(chǔ)胰島素的柔性容器和用于將胰島素輸入皮下組織的插管組件的較大流體子系統(tǒng)的一部分。計(jì)量系統(tǒng)從容器中吸出小劑量的流體，然后順著插管線路將其推入患者體內(nèi)。流體劑量相對(duì)容器容積是小的，從而需要很多次泵行程以徹底排空容器。

圖1畫出了根據(jù)本實(shí)用新型示范實(shí)施例的貼片泵100的架構(gòu)圖。貼片泵100包括流體子系統(tǒng)120、電子元件子系統(tǒng)140以及功率存儲(chǔ)子系統(tǒng)160。

流體子系統(tǒng)120包括與容器124流體連通的加注端口122。容器124適合于經(jīng)加注端口接收來自注射器的流體。

流體子系統(tǒng)120還包括被機(jī)械地連接到容器124的體積傳感器126。體積傳感器126適合于探測(cè)或確定容器內(nèi)的流體體積。

流體子系統(tǒng)120還包括計(jì)量子系統(tǒng)130，計(jì)量子系統(tǒng)包括被機(jī)械地連接到泵與閥致動(dòng)器134的集成式泵與閥系統(tǒng)132。集成式泵與閥系統(tǒng)132與流體子系統(tǒng)120的容器124流體連通，且由泵與閥致動(dòng)器134致動(dòng)。

流體子系統(tǒng)120還包括具有被機(jī)械地連接到插管129的展開致動(dòng)器128的插管機(jī)構(gòu)。展開致動(dòng)器128適合于將插管129插入到使用者體內(nèi)。插管129與計(jì)量子系統(tǒng)130的集成式泵與閥系統(tǒng)132流體連通。

流體子系統(tǒng)120還包括被機(jī)械地連接到在插管129和集成式泵與閥系統(tǒng)132之間的流體路徑上的堵塞傳感器136。堵塞傳感器136適合于探測(cè)或確定在插管129和集成式泵與閥系統(tǒng)132之間的通路上的堵塞。

電子元件子系統(tǒng)140包括被電連接到流體子系統(tǒng)120的體積傳感器126的體積感測(cè)電子元件142、被電連接到計(jì)量子系統(tǒng)130的泵與閥致動(dòng)器134的泵與閥控制器144、被電連接到流體子系統(tǒng)120的堵塞傳感器136的堵塞感測(cè)電子元件146、以及可選的被電連接到流體子系統(tǒng)的插管129的展開電子元件148。電子元件子系統(tǒng)140還包括被電連接到體積感測(cè)電子元件142、泵與閥控制器144、堵塞感測(cè)電子元件146、以及展開電子元件148的微控制器149。

功率存儲(chǔ)子系統(tǒng)160包括電池162或現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何其他電功率源。電池162適合于給貼片泵100的任意元件或電子部件供電。

圖2畫出了根據(jù)本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的貼片泵200的流體和計(jì)量系統(tǒng)部件的布置圖。貼片泵200包括計(jì)量子系統(tǒng)230、控制電子元件240、電池260、容器222、加注端口224以及插管機(jī)構(gòu)226。貼片泵200的元件基本上類似于以相似的附圖標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)示的示范貼片泵100的元件，并且基本類似于示范貼片泵100的元件互動(dòng)。

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的貼片泵的計(jì)量子系統(tǒng)300的分解圖。計(jì)量子系統(tǒng)300包括被機(jī)械地連接到泵殼306內(nèi)的泵活塞304的DC齒輪馬達(dá)302。泵活塞304通過連接銷310被機(jī)械地連接到泵體308。計(jì)量子系統(tǒng)300還包括在泵活塞304和泵體308之間的泵密封件312。計(jì)量子系統(tǒng)200還包括在被設(shè)置在閥殼318內(nèi)的密封件托架316上的端口密封件314。

在本實(shí)用新型的示范實(shí)施例中，DC齒輪馬達(dá)的輸出軸320能沿任一方向旋轉(zhuǎn)360°。泵活塞304能沿任一方向旋轉(zhuǎn)360°，并能平移大約0.050英寸。泵體308能沿任一方向旋轉(zhuǎn)180°。泵殼306、端口密封件314、密封件托架316和閥殼318優(yōu)選地是固定的。

計(jì)量子系統(tǒng)300包括帶有整體式流動(dòng)控制閥&機(jī)械致動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的容積泵。泵包括活塞304和旋轉(zhuǎn)致動(dòng)的選擇器閥。計(jì)量子系統(tǒng)將精確的胰島素體積從柔性容器抽入活塞304和泵體308之間的泵容積320(參見圖5)，然后將胰島素體積經(jīng)插管推入患者皮下組織，從而以不連續(xù)的小劑量給予胰島素。泵行程在流體路徑內(nèi)創(chuàng)造了正壓和負(fù)壓梯度，從而引起流動(dòng)。行程和泵容積的內(nèi)徑?jīng)Q定了劑量的名義大小和準(zhǔn)確性。流體控制閥主動(dòng)地在泵行程的每個(gè)終點(diǎn)處的容器和插管流體端口之間往返，從而交替地阻塞和打開該端口以確保流體流動(dòng)的單向性(從容器到患者)，以及確保在容器和患者之間沒有零流動(dòng)的可能性。

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的計(jì)量子系統(tǒng)300的組裝圖。還畫出了馬達(dá)到活塞連接件322、活塞到泵殼連接件324、容器端口326和插管端口328。

圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的示范實(shí)施例的計(jì)量系統(tǒng)300的剖視圖。如圖所示，泵容積320被形成在活塞和泵體308之間。泵體包括在馬達(dá)302往復(fù)驅(qū)動(dòng)所述泵時(shí)在容器端口326和插管端口328之間改變定向的側(cè)面端口330，如將在下面詳細(xì)描述那樣。

在操作中，根據(jù)本實(shí)用新型的計(jì)量系統(tǒng)的示范循環(huán)包括4個(gè)步驟：180°泵吸入(逆時(shí)針)(從泵朝馬達(dá)觀察)；180°閥狀態(tài)改變(逆時(shí)針)；180°泵排出(順時(shí)針)(從泵朝馬達(dá)觀察)；180°閥狀態(tài)改變(順時(shí)針)。完整的循環(huán)要求沿每個(gè)方向的完整旋轉(zhuǎn)(360°)。

圖6A是計(jì)量子系統(tǒng)處于開始位置的等視圖，圖6B是剖視圖。在開始位置，泵活塞302被完全伸出，泵體將插管端口328處的插管端口流動(dòng)路徑堵住，容器端口326連通泵體308的側(cè)面端口330，旋轉(zhuǎn)限位傳感器332被接合。泵體308包括接收連接銷310的螺旋槽334?；钊?04與泵體308滑動(dòng)接合，從而當(dāng)活塞304在泵體308內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)(通過馬達(dá)302的旋轉(zhuǎn)力)，連接銷310沿螺旋槽334滑動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)活塞304關(guān)于泵體308軸向地平移。在該實(shí)施例中，螺旋槽334被形成在泵體308上，且為連接銷310提供180°的轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖7A是計(jì)量子系統(tǒng)300在吸入行程期間的等視圖，圖7B是剖視圖。DC馬達(dá)302轉(zhuǎn)動(dòng)泵活塞304，活塞通過連接銷310沿泵體308的螺旋槽334被驅(qū)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)和平移)。泵活塞304朝著DC馬達(dá)302平移，將流體吸入不斷增大的泵容積320內(nèi)。在吸入行程期間，密封件和泵體308的外徑之間的摩擦力優(yōu)選地足夠高，從而保證泵體308不轉(zhuǎn)動(dòng)。泵體308是固定的，但泵容積320在增大。插管端口328被堵住，同時(shí)容器端口326對(duì)流入不斷增大的泵容積320內(nèi)的流體打開。在馬達(dá)302和泵活塞304之間是滑動(dòng)接合。

圖8A是貼片泵在吸入行程后的閥狀態(tài)改變期間的組裝圖，圖8B是細(xì)節(jié)圖，圖8C是剖視圖。轉(zhuǎn)矩從馬達(dá)302的驅(qū)動(dòng)軸被傳遞到泵活塞304，然后通過連接銷310傳遞到泵體308。當(dāng)連接銷310旋轉(zhuǎn)到螺旋槽334的端部后，馬達(dá)302的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)使得連接銷310在沒有相對(duì)軸向平移的情況下將泵體308和泵活塞304作為一個(gè)整體一起轉(zhuǎn)動(dòng)。泵體308上的側(cè)面端口330在容器端口326和插管端口328之間旋轉(zhuǎn)。泵體308側(cè)面端口330的表面張力將流體保持在泵容積320內(nèi)。在馬達(dá)302的180°旋轉(zhuǎn)后，泵殼側(cè)面端口330與容器端口326脫離對(duì)準(zhǔn)并與插管端口328對(duì)準(zhǔn)。在這期間，插管端口328和容器端口326都被堵住。連接銷310在螺旋槽334的端部處并將轉(zhuǎn)矩傳遞到泵體308。連接銷310將泵活塞304和泵體308一起鎖定，從而防止兩個(gè)部件之間的相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)。因此，泵活塞304和泵體308作為一個(gè)整體而旋轉(zhuǎn)，且不相對(duì)彼此平移。在泵容積230固定的同時(shí),泵體308旋轉(zhuǎn)，且泵活塞304旋轉(zhuǎn)。密封件314、密封件托架和閥殼318優(yōu)選地是固定的。

圖9A是計(jì)量系統(tǒng)在吸入行程停止位置準(zhǔn)備輸注的組裝圖，圖9B是剖視圖。如圖所示，泵體308的側(cè)面端口330與插管端口328對(duì)準(zhǔn)，泵容積320被增大，容器端口326被堵塞。旋轉(zhuǎn)限位傳感器332通過旋轉(zhuǎn)泵體308上的特征被接合。馬達(dá)302、泵活塞304、以及泵體308是固定的。

圖10A是計(jì)量子系統(tǒng)300在排出行程期間的組裝圖，圖10B是剖視圖。在吸入行程的終點(diǎn)，泵體308接合限位開關(guān)332，這導(dǎo)致DC馬達(dá)302改變轉(zhuǎn)向。所以，馬達(dá)302轉(zhuǎn)動(dòng)活塞304，并沿著泵體308的螺旋槽334驅(qū)動(dòng)連接銷310，使活塞304軸向平移。泵活塞304軸向平移離開DC馬達(dá)302，將流體從泵容積320推出插管端口328到達(dá)插管。在排出行程期間，密封件314和泵體308的外徑之間的摩擦優(yōu)選地足夠高，從而保證泵體308不轉(zhuǎn)動(dòng)。插管端口328對(duì)流出不斷縮小的泵容積320的流體開放。容器端口326被堵塞。在泵容積320不斷縮小的同時(shí)，泵體308是固定的，且泵活塞304以螺旋運(yùn)動(dòng)的方式轉(zhuǎn)動(dòng)和平移。馬達(dá)被滑動(dòng)地連接到活塞304，從而在活塞在螺旋槽334內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)提供活塞的平移運(yùn)動(dòng)。

圖11A是計(jì)量子系統(tǒng)300在排出行程后的閥狀態(tài)改變期間的組裝圖，圖11B是細(xì)節(jié)圖，圖11C是剖視圖。轉(zhuǎn)矩從馬達(dá)302的驅(qū)動(dòng)軸被傳遞到泵活塞304，然后經(jīng)連接銷310被傳遞到泵體308。泵體308和泵活塞304在沒有相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)的前提下，作為一個(gè)整體轉(zhuǎn)動(dòng)。泵體308的側(cè)面端口330在容器端口326和插管端口328之間轉(zhuǎn)動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)期間它們都被堵塞。泵體308側(cè)面端口330的表面張力將流體保持在泵容積320中。連接銷310將泵活塞304和泵體308鎖定在一起，從而防止兩個(gè)部件之間的相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)。因此，泵活塞304和泵體308作為一個(gè)整體而旋轉(zhuǎn)，且不會(huì)相對(duì)彼此平移。泵體308旋轉(zhuǎn)但泵容積是固定的。密封件314、密封件托架以及閥殼318優(yōu)選是固定的。

圖12A是計(jì)量子系統(tǒng)300在泵循環(huán)完成后的組裝圖，圖12B是剖視圖。泵機(jī)構(gòu)(活塞304)完全伸出，從而完成泵循環(huán)。旋轉(zhuǎn)限位傳感器332被接合以使馬達(dá)302倒轉(zhuǎn)并再次開始泵循環(huán)。插管端口328被堵塞，同時(shí)容器端口326對(duì)來自容器的流動(dòng)路徑打開。

在前面的示范實(shí)施例中，泵活塞既旋轉(zhuǎn)又平移，泵體轉(zhuǎn)動(dòng)，閥殼靜止。但是，應(yīng)當(dāng)明白在其他實(shí)施例中，系統(tǒng)可以被配置，從而使得泵活塞轉(zhuǎn)動(dòng)，泵體轉(zhuǎn)動(dòng)且平移，閥殼平移，或者使得泵容積增大和縮小的任意其他的組合，以及使得與泵容積連通的端口從與容器端口對(duì)準(zhǔn)移動(dòng)到與插管端口對(duì)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)。

在前面的示范實(shí)施例中，泵行程和閥狀態(tài)改變被配置為具有來自馬達(dá)的180°旋轉(zhuǎn)致動(dòng)。但是，應(yīng)當(dāng)明白可以為泵循環(huán)的區(qū)間段選擇任意合適的角度。

在前面的示范實(shí)施例中，在閥狀態(tài)改變期間在插管端口和容器端口之間存在漏氣(atmospheric break)。但是，應(yīng)當(dāng)明白在其他實(shí)施例中，密封件可以被配置，或者額外的密封件可以被添加，從而消除所述漏氣并在狀態(tài)改變期間密封泵與閥系統(tǒng)。

在前面的實(shí)施例中，DC齒輪馬達(dá)被用于驅(qū)動(dòng)泵與閥。但是，在其他實(shí)施例中，任意合適的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以被提供，從而驅(qū)動(dòng)泵與閥。例如，螺線管、鎳鈦諾絲、音圈致動(dòng)器、壓電馬達(dá)、蠟馬達(dá)、和/或任意其他類型的現(xiàn)有技術(shù)已知馬達(dá)能被用于驅(qū)動(dòng)泵。

在前面的示范實(shí)施例中，泵采用了完全排出行程。但是，應(yīng)當(dāng)明白在其他實(shí)施例中，具有順序遞增排出行程的系統(tǒng)可以被用于分配更精細(xì)的劑量。

在前面的示范實(shí)施例中，泵采用開/關(guān)式限位開關(guān)以確定系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)行程的極限處的狀態(tài)。但是，應(yīng)當(dāng)明白在其他實(shí)施例中，其他能確定中間狀態(tài)的傳感器(比如編碼輪和光學(xué)傳感器)可以被用于提高感測(cè)方案的分辨率。

應(yīng)當(dāng)明白泵的內(nèi)徑可以被調(diào)整以改變每次循環(huán)的名義輸出。

在前面的示范實(shí)施例中，泵采用彈性體O環(huán)密封件。但是，應(yīng)當(dāng)明白其他方案也可以被采用。例如，流體密封件可以被直接模制到密封件托架上，可以使用其他的彈性體密封件比如星形環(huán)，或者可以使用其他密封材料比如特氟龍或聚乙烯唇狀密封件。

在本實(shí)用新型的替代實(shí)施例中，泵的運(yùn)動(dòng)被用于啟動(dòng)或者觸發(fā)插管的展開。

在前面的示范中，系統(tǒng)有利地采用雙向致動(dòng)。馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)被逆轉(zhuǎn)，從而在吸入和排出行程之間交替。這提供了在馬達(dá)故障事件中防止失控的保險(xiǎn)特征。馬達(dá)必須往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使泵能持續(xù)地輸送來自容器的藥物。但是，應(yīng)當(dāng)明白在其他實(shí)施例中，計(jì)量系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為采用單向致動(dòng)器。

在前面的示范實(shí)施例中，系統(tǒng)采用具有兩個(gè)柔性壁的袋式容器。但是，在其他實(shí)施例中，容器能以任何合適的形式被形成，包括一個(gè)剛性壁一個(gè)柔性壁。

圖13是根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)示范實(shí)施例的貼片泵的計(jì)量子系統(tǒng)1300的分解圖。計(jì)量子系統(tǒng)1300包括馬達(dá)與齒輪箱組件1302，以及泵組件1304。

圖14是泵組件1304的分解圖。泵組件1304包括通過連接銷1310被機(jī)械地連接到套筒1308的在泵歧管1312內(nèi)的活塞1306。泵組件1304還包括端口密封件1314、塞子1316、套筒旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)1318和輸出齒輪旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)1320。

活塞1306沿任一方向總共旋轉(zhuǎn)196°并能平移大約0.038英寸。套筒1308和塞子1316沿任一方向一起(作為一對(duì))旋轉(zhuǎn)56°。泵歧管1312和端口密封件1314是靜止的。

圖15是馬達(dá)與齒輪箱組件1302的分解圖。馬達(dá)與齒輪箱組件1302包括齒輪箱蓋1322、組合齒輪1324、輸出齒輪1326、軸1328、齒輪箱基部1330、馬達(dá)小齒輪1322和DC馬達(dá)1334。

圖16A-16D展示了活塞1306、套筒1308和連接銷1310的組裝和操作。圖16A展示了活塞1306，它包括接收連接銷1310的壓配孔1338以及緊密地將活塞密封在套筒1308內(nèi)的活塞密封件1340。套筒1308包括螺旋槽1342。活塞1306被軸向地壓入套筒1308內(nèi)，然后連接銷1310穿過螺旋槽1342被壓入孔1338內(nèi)。這提供了類似于之前所描述的實(shí)施例的操作，其中，由于連接銷1310和螺旋槽1342的相互作用，活塞1306的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致活塞1306相對(duì)于套筒1308的軸向平移。圖16B展示了被組裝的活塞1306、套筒1308和連接銷1310，此時(shí)連接銷1310被畫出位于螺旋槽1342的下端處。圖16C展示了由于螺旋槽1342所導(dǎo)致的活塞1306相對(duì)于套筒1308的軸向行程長(zhǎng)度1344。圖16D展示了優(yōu)選被設(shè)置在螺旋槽1342的端部處的錐形面，從而使連接銷1310位于槽1342的中心。

圖17A展示了塞子1316與套筒1308的組裝。如圖所示，塞子1316包括鍵1346以及密封件1348。密封件1348在套筒1308內(nèi)為塞子提供緊配合。套筒1308具有適合于接收鍵1346的凹槽1350。鍵1346將塞子1316鎖定在與套筒1308旋轉(zhuǎn)接合的狀態(tài)。在組裝期間，塞子1316被壓在(在前的)活塞1306的端面上，從而使泵腔中的空氣最少化。密封件1348和套筒1308的內(nèi)表面之間的摩擦軸向地保持塞子1316。通過對(duì)密封件直徑、擠壓度、和材料的恰當(dāng)選擇，塞子1316也能夠作為堵塞或超壓傳感器。泵壓力大于閾值將會(huì)導(dǎo)致塞子1316軸向移動(dòng)并與套筒旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)1318脫離。所述摩擦抵抗低于期望閾值的壓力將塞子1316保持就位。圖17B和17C展示了活塞1306在套筒1308內(nèi)的軸向運(yùn)動(dòng)。圖17B展示了活塞1306處于第一狀態(tài)，且活塞1306和塞子1316之間的泵容積為最小或?yàn)榱?。如圖所示，連接銷1310鄰靠在螺旋槽1342的最低端上。圖17C展示了活塞1306處于第二狀態(tài)，且活塞1306和塞子1316之間的泵容積1352為最大。如圖所示，連接銷1310鄰靠在螺旋槽1342的最高端上。

圖18A-18D展示了套筒1308到歧管1312內(nèi)的組裝。如圖18A所示，歧管1312包括端口密封件1314以分別密封容器端口1354和插管端口1356。套筒上的小側(cè)孔1358(參見圖17B)在間隔56度的所述兩個(gè)端口之間旋轉(zhuǎn)地前后往返。如圖18B中所示,套筒1308包括凸起1360，歧管1312包括對(duì)應(yīng)的槽1362以允許套筒1308被組裝到歧管1312內(nèi)。圖18C展示了被設(shè)置在歧管上的歧管窗口1364。在套筒1308被組裝到歧管1312內(nèi)后，凸起1360被容納在窗口1364內(nèi)并在其中行進(jìn)。凸起1360和窗口1364相互作用以允許套筒1308在兩個(gè)位置之間旋轉(zhuǎn)，同時(shí)防止套筒1308相對(duì)于歧管1312的軸向平移。套筒1308在第一位置和第二位置之間旋轉(zhuǎn)，在第一位置時(shí)側(cè)孔1358與容器端口1354對(duì)準(zhǔn)，在第二位置時(shí)側(cè)孔1358與插管端口1358對(duì)準(zhǔn)。圖18D展示了被組裝到歧管1312內(nèi)的套筒1308，此時(shí)凸起1360位于歧管窗口1364內(nèi)。

圖19是組裝后的計(jì)量系統(tǒng)的剖視圖。如圖所示，端口密封件1314是被壓縮在套筒1308的外徑和歧管1312上的凹窩之間的面密封件。還如圖所示，凸起1360被定位在歧管窗口1364內(nèi)，側(cè)孔1358被畫出在容器端口1354和插管端口1356之間的過渡部分中。輸出齒輪1326包括接合旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)1320的凸輪特征1366，從而指示活塞1306和套筒1308沿任一方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)。

圖20A-20E是畫出了套筒1308在歧管1312內(nèi)旋轉(zhuǎn)從而將側(cè)孔從與容器端口1354對(duì)準(zhǔn)移動(dòng)到與插管端口1356對(duì)準(zhǔn)的剖視圖。圖20A展示了與容器端口1354對(duì)準(zhǔn)的側(cè)孔1358。同時(shí)在該位置，活塞1306離開塞子1316從而用來自容器的流體裝填容積1352。圖20B展示了開始朝著插管端口1356轉(zhuǎn)動(dòng)的套筒1308。在這個(gè)位置，側(cè)孔1358被容器端口1354上的密封件1314密封。因此，密封件1314和側(cè)孔1358的直徑優(yōu)選地被選擇以使得密封件1314覆蓋側(cè)孔1358的開度。圖20C展示了在容器端口1354的密封件1314和插管端口1356的密封件1314之間的套筒1308的側(cè)孔1358。在這個(gè)位置，沒有密封件1314堵塞側(cè)孔1358，但液體的表面張力將液體保持在泵腔中。圖20D展示了側(cè)孔1358繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到插管端口1356的密封件1314覆蓋側(cè)孔1358的開度的位置。最后，圖20E展示了側(cè)孔1358旋轉(zhuǎn)到與插管端口1356對(duì)準(zhǔn)。在這個(gè)位置，活塞1306軸向平移以縮小容積1352，迫使流體離開插管端口1356和插管。

圖21A-21C展示了限位開關(guān)的操作。如圖21A中所示，塞子1316包括與限位開關(guān)1318相互作用的凸輪特征1368。當(dāng)套筒1308和塞子1316旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪特征1368導(dǎo)致限位開關(guān)1318的彈片彼此接觸，直到塞子1316徹底地旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)位置為止。當(dāng)塞子1316處于塞子旋轉(zhuǎn)的任一終點(diǎn)時(shí)，在彈片之一上的隆起1370靠在凸輪特征1368上，如圖21C所示。每個(gè)旋轉(zhuǎn)周期的限位開關(guān)1318打開和關(guān)閉指示了塞子1316保持與限位開關(guān)1318的正確對(duì)準(zhǔn)。在超壓或堵塞條件下，增大的壓力將導(dǎo)致塞子1316滑出套筒1308，并脫離與限位開關(guān)1318的對(duì)準(zhǔn)。因此，超壓條件被探測(cè)到。限位開關(guān)1320在旋轉(zhuǎn)周期的每個(gè)終點(diǎn)處被輸出齒輪1326的凸輪特征1366接合。這告知馬達(dá)1344要改變轉(zhuǎn)向。如圖所示，利用兩個(gè)金屬?gòu)椘豢赡芡ㄟ^限位開關(guān)確定哪一種旋轉(zhuǎn)周期被完成。但是，將明白的是，第三彈片將允許確定接合的方向。

圖22A-22C展示了馬達(dá)與齒輪箱1302和泵組件1304的組裝。如圖22A和22B所示，馬達(dá)與齒輪箱1302包括接收旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)1320的開口1372。通過這種方式，齒輪箱殼體內(nèi)的輸出齒輪1326能接近并接合限位開關(guān)1320的彈片。馬達(dá)與齒輪箱1302還包括軸向保持卡扣1374，從而使泵組件1304可以被扣到馬達(dá)與齒輪箱1302上。馬達(dá)與齒輪箱1302包括在泵接收插槽1378內(nèi)的旋轉(zhuǎn)鍵1376，從而接收泵組件1304，并防止泵組件1304相對(duì)馬達(dá)與齒輪箱1302轉(zhuǎn)動(dòng)。輸出齒輪1326包括適合于接收活塞1306上的凸塊1382(圖22C)的槽1380(圖22B)。在組裝后，凸塊1382被接收在槽1380內(nèi)，所以輸出齒輪1326能給活塞1306傳遞轉(zhuǎn)矩。當(dāng)輸出齒輪1326旋轉(zhuǎn)時(shí)，泵活塞凸塊1382在槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)且軸向滑動(dòng)。馬達(dá)連接件和限位開關(guān)上的金屬?gòu)椈蓮椘挥糜谠谧罱K組裝期間與電路板上的墊片形成電接觸。

在操作中，前述實(shí)施例的泵循環(huán)包括五個(gè)步驟。首先，大約120°泵排出(從泵朝齒輪箱觀察是逆時(shí)針)；56°閥狀態(tài)改變(逆時(shí)針)；140°泵吸入(順時(shí)針)；56°閥狀態(tài)改變(順時(shí)針)；以及大約20°手動(dòng)調(diào)節(jié)(jog)以重置限位開關(guān)。總泵循環(huán)需要輸出齒輪沿每個(gè)方向旋轉(zhuǎn)196度。

圖23A-23C展示了泵循環(huán)。為了清晰，只有齒輪箱組件1302 的輸出齒輪1326在圖中被畫出。

圖23A展示了開始位置。如圖所示，輸出齒輪1326的凸輪1366沒有接觸旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)1320，從而使彈片不彼此接觸。泵活塞1306被收縮，如圖22C中連接銷1310在螺旋槽1342內(nèi)的位置所示。在這個(gè)位置，套筒1308堵塞容器流動(dòng)路徑，插管端口1356對(duì)套筒1308的側(cè)孔1358打開，旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)1320和套筒傳感器1318(參見圖23B)都打開。

圖24A和24B展示了在排出行程期間的計(jì)量子系統(tǒng)。輸出齒輪1326沿第一旋轉(zhuǎn)方向(參見圖24B中的箭頭)轉(zhuǎn)動(dòng)泵活塞1306，活塞通過連接銷1310沿著套筒1308上的螺旋槽1342的螺旋路徑被驅(qū)動(dòng)(參見圖24A)。泵活塞1306平移離開齒輪箱，同時(shí)旋轉(zhuǎn)，以將來自泵腔1352流體排出插管端口1356。在排出行程期間，端口密封件1314和套筒1308的外徑之間的摩擦應(yīng)當(dāng)足夠高，以保證套筒1308在這段循環(huán)期間不轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖25A-25C展示了在排出行程后的閥狀態(tài)改變期間的計(jì)量子系統(tǒng)。如圖25A所示，在連接銷1310到達(dá)螺旋槽1342的遠(yuǎn)端后，轉(zhuǎn)矩繼續(xù)從輸出齒輪1326被傳遞到泵活塞1306，然后通過連接銷1310傳遞到套筒1308。套筒1308和泵活塞1306作為沒有相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)的整體被轉(zhuǎn)動(dòng)。套筒1308上的側(cè)孔1358(圖25A-25C中未畫出)在容器端口1354和插管端口1356之間移動(dòng)。凸塊1360沿箭頭所示方向在歧管1312的窗口1364內(nèi)移動(dòng)。如圖25B所示，套筒限位開關(guān)1318被塞子1316的凸輪表面閉合。

圖26A和26B畫出了在排出旋轉(zhuǎn)停止位置的計(jì)量子系統(tǒng)。套筒的側(cè)孔1358(在圖26A或26B中未畫出)與容器端口1354對(duì)準(zhǔn)，泵容積1352被縮小，插管端口1356被堵塞。塞子1316在停止位置，套筒限位開關(guān)1318被打開。輸出齒輪凸輪1366接觸旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)1320以指示旋轉(zhuǎn)的終點(diǎn)，從而輸出齒輪1326停止以改變方向。

圖27A和27B畫出了在吸入行程期間的計(jì)量子系統(tǒng)。輸出齒輪1326沿圖27B中箭頭所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)泵活塞1306。由于在螺旋槽1364 內(nèi)的連接銷1310的相互作用，活塞1306相對(duì)于套筒1308軸向平移。泵活塞1306朝著齒輪箱平移，將流體從容器吸入泵腔1352內(nèi)。在吸入行程期間，密封件和套筒1308的外徑之間的摩擦應(yīng)當(dāng)足夠高，以保證套筒1308相對(duì)歧管1312不轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖28A至28C畫出了在吸入行程后的閥狀態(tài)改變期間的計(jì)量子系統(tǒng)。連接銷1310到達(dá)螺旋槽1342的上端，馬達(dá)1302繼續(xù)輸送轉(zhuǎn)矩，從而導(dǎo)致套筒1308和活塞1306一起旋轉(zhuǎn)。套筒1308上的凸塊1360沿圖28A中所示的方向在歧管1312的窗口1364內(nèi)移動(dòng)。當(dāng)塞子1316隨套筒1308一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，塞子1316的凸輪表面1368使套筒限位開關(guān)1318閉合。套筒1308和泵活塞1306作為沒有相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)的整體轉(zhuǎn)動(dòng)。在所述轉(zhuǎn)動(dòng)期間，套筒1308的側(cè)孔1358在容器端口1354和插管端口1356之間移動(dòng)。

圖29A和29B畫出了處于吸入旋轉(zhuǎn)停止位置的計(jì)量子系統(tǒng)。在這個(gè)位置，套筒1308的側(cè)孔1358與插管端口1356對(duì)準(zhǔn)，泵容積1352增大，容器端口1354被堵塞。輸出齒輪1326的凸輪1366接合旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)1320以指示旋轉(zhuǎn)結(jié)束。馬達(dá)1302停止以改變方向。套筒限位開關(guān)1318被打開。

圖30A-30C畫出了在泵循環(huán)完成后的計(jì)量子系統(tǒng)。輸出齒輪凸輪1366被手動(dòng)調(diào)節(jié)離開旋轉(zhuǎn)開關(guān)1320并準(zhǔn)備另一次循環(huán)。

圖31A-31C展示了根據(jù)本實(shí)用新型示范實(shí)施例的另一種計(jì)量系統(tǒng)3100a。圖31A畫出了馬達(dá)與齒輪箱組件3101以及改進(jìn)的泵組件3100。馬達(dá)與齒輪箱組件3101基本上類似于之前結(jié)合圖13-30C被展示和描述的馬達(dá)與齒輪箱組件。

圖32是泵組件3100的分解圖。泵組件3100包括泵歧管3102、端口密封件3104、密封件保持器3106、能轉(zhuǎn)動(dòng)±196°和軸向平移±0.038″的活塞3108、連接銷3110、帶有導(dǎo)電片的套筒3112、以及具有彈片臂3128的套筒旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)3114。帶有導(dǎo)電片的套筒3112能旋轉(zhuǎn)±56°，如圖所示。

泵組件3100包括作為旋轉(zhuǎn)行程限位開關(guān)3114被操作的三個(gè)彈片臂3128。旋轉(zhuǎn)行程限位開關(guān)3114將在下面被更詳細(xì)地描述。旋轉(zhuǎn)行程限位開關(guān)3114直接感測(cè)套筒3112的位置，而不是感測(cè)輸出齒輪的位置。這允許套筒3112關(guān)于歧管3102和插管端口的更精確的角對(duì)準(zhǔn)。

圖33A-33B展示了活塞3108到套筒3112內(nèi)的組裝。在該實(shí)施例中，套筒3112的內(nèi)壁3113形成泵腔的端面。活塞套筒上的特征被設(shè)計(jì)為具有容差，從而使活塞3108的端面和套筒內(nèi)壁3113的面之間的間隙最小。

圖34A-34E展示了套筒3108到歧管3102內(nèi)的組裝。如圖所示，端口密封件3104、密封件保持器3106、以及套筒3112被插入到歧管3102內(nèi)。套筒3112上的小側(cè)孔3115(參見圖34E)在優(yōu)選間隔56度的容器端口和插管端口之間旋轉(zhuǎn)往返。套筒3112被插入越過歧管3102上的保持凸塊3116(參見圖34D)，然后被旋入就位，從而防止軸向移動(dòng)。因?yàn)樵搶?shí)施例防止或最小化塞子的軸向位移，所以通常不提供塞子的位移所引起的堵塞感測(cè)。

圖35展示了穿過端口密封件3104且穿過歧管3102的側(cè)端口的軸線的套筒3112與歧管3102組件的剖視圖。到歧管3102的側(cè)端口包括插管端口3118和容器端口3120。端口密封件3104是面密封件，它被壓縮在套筒3112外徑和歧管3102上的凹窩之間。

圖36A-36C是套筒3112從容器端口3120旋轉(zhuǎn)到插管端口3118時(shí)穿過側(cè)端口的軸線的剖視圖，從而展示了閥狀態(tài)改變。在圖36A所示的初始位置，套筒側(cè)孔3115對(duì)容器端口3120打開。在該位置，插管端口3118被堵塞。在圖36B所示的中間位置，套筒側(cè)孔3115在過渡期間被端口密封件3104堵塞。在圖36C所示的最終位置，套筒側(cè)孔3115對(duì)插管端口3118打開。在該位置，容器端口3120被堵塞。

圖37A-37D展示了套筒旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)3114的操作。三接觸開關(guān)式設(shè)計(jì)允許貼片泵系統(tǒng)通過切換輸入信號(hào)來辨別兩個(gè)旋轉(zhuǎn)限位，而不是通過軟件跟蹤套筒的角方位進(jìn)行。歧管3102優(yōu)選地包括歧管安裝柱3122。開關(guān)觸點(diǎn)3114利用粘合劑、超聲波焊接、熱熔柱、或者任意其他合適的結(jié)合方法被結(jié)合到柱3122上。套筒3112包括在套筒3112的端部上的導(dǎo)電片3124。這些可以是打印或包圍注模金屬插件，或者可以通過任意其他合適的手段來提供。套筒旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)3114包括用于彈片的間隔與安裝結(jié)構(gòu)的塑料包覆模制件

3126。套筒旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)3114還包括三個(gè)金屬?gòu)椘?128。歧管3102具有接收彈片3128的對(duì)準(zhǔn)槽3130。在第一位置，圖37B中所示，套筒3112上的側(cè)孔3115對(duì)準(zhǔn)插管端口3118。在該位置，套筒3112上的導(dǎo)電片3124橋接中間與右側(cè)觸點(diǎn)3128a，3128b。在中間位置，圖37C中所示，套筒3112上的側(cè)孔3115位于端口3118和3120之間。在該位置，開關(guān)3114的兩側(cè)都打開。在最終位置，圖37D所示，套筒3112上的側(cè)孔3115對(duì)準(zhǔn)容器端口3120。在該位置，套筒3112上的導(dǎo)電片3124橋接中間與左側(cè)觸點(diǎn)3128b，3128c。

以上所描述的泵具有改進(jìn)的操作順序。操作順序基本上與之前所描述的一樣，除了不再需要手動(dòng)回調(diào)20°。利用三觸點(diǎn)開關(guān)設(shè)計(jì)不需要手動(dòng)回調(diào)，完整的泵循環(huán)由四個(gè)步驟構(gòu)成。首先，是大約140°泵排出，從泵朝齒輪箱觀察是逆時(shí)針方向。其次，是56°閥狀態(tài)改變，也是逆時(shí)針。第三，140°順時(shí)針泵吸入。第四，56°順時(shí)針閥狀態(tài)改變?？偟谋醚h(huán)要求輸出齒輪沿每個(gè)方向旋轉(zhuǎn)196度。

圖38A和38B展示了泵組件的另一種類型的分解圖，其具有被分別包覆模制到歧管和泵活塞上的彈性體端口和活塞密封件。這種類型的泵以一種基本上與之前所述的泵相同的方式工作，但是具有更少的獨(dú)立部件且更容易組裝。將密封件直接包覆模制到歧管和活塞上減少了影響密封壓縮的因素的數(shù)量，允許密封性能上更緊密的控制和更少的變動(dòng)。

圖39A展示了具有替代性旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)設(shè)計(jì)的泵組件3900的分解圖。這種類型的泵組件包括套筒旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)的兩觸點(diǎn)設(shè)計(jì)。利用這種設(shè)計(jì)，泵將在泵循環(huán)的終點(diǎn)處正確地手動(dòng)回調(diào)，所以接觸開關(guān)3902將在休息狀態(tài)中打開。如圖39B中所示，在第一位置，套筒上的側(cè)孔3115對(duì)準(zhǔn)插管端口。在該位置，套筒上的第一肋3904強(qiáng)迫觸點(diǎn)閉合。在圖39C中所示的中間位置，套筒上的側(cè)孔3115在端口中間，肋3904,3096都不接觸所述接觸開關(guān)3902，所以開關(guān)打開。在圖39D中所示的第三位置，套筒上的側(cè)孔3115對(duì)準(zhǔn)容器端口。在該位置，套筒上的第二肋3906又強(qiáng)迫接觸開關(guān)3902閉合。

圖40是計(jì)量組件4000的另一種示范實(shí)施例的分解圖。該實(shí)施例中與之前所描述的實(shí)施例基本相似，所以下面的描述著重于區(qū)別。計(jì)量組件4000包括具有螺旋槽4004的套筒4002、塞子4006、密封件4008、柱塞4010、連接銷4012、歧管4014、端口密封件4016、以及柔性互鎖件4018。圖41展示了在組裝形式下的計(jì)量組件。密封件4008優(yōu)選地由彈性體材料形成，且在結(jié)構(gòu)上是整體的。一個(gè)密封件4008被安裝到塞子4006上，另一個(gè)密封件4008被安裝到柱塞4010上。塞子4006優(yōu)選地通過膠合、熔焊、或任意其他合適的手段被固定到套筒4002內(nèi)。塞子的端面形成泵容積的一個(gè)表面。柱塞4010被插入套筒4002，連接銷4012被壓配到柱塞4010內(nèi)并伸入螺旋槽4004，從而在柱塞被馬達(dá)(未示出)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)提供柱塞4010的軸向平移。柱塞4010的端面形成泵容積的對(duì)置表面。端口密封件4016優(yōu)選地是單個(gè)的彈性體材料模制件。該實(shí)施例減少了零件的數(shù)量，并提高了可生產(chǎn)性。圖42是組裝后的計(jì)量組件的剖視圖。

圖43A-43C展示了互鎖件4018與套筒4002的相互作用。如圖41中所示，互鎖件4018在互鎖件4018的任何一端被安裝到歧管4014上。如圖43A中所示，套筒4002的端面包括當(dāng)計(jì)量組件處于第一位置時(shí)(側(cè)孔與容器泵對(duì)準(zhǔn))在互鎖件4018的隆起4022附近的棘突4020。在某些條件下，比如背壓，柱塞4010與套筒4008之間的摩擦可能足以在柱塞4010和連接銷4012到達(dá)螺旋槽4004的任何端部之前引起套筒旋轉(zhuǎn)。這能夠?qū)е旅看涡谐瘫槐贸鲆后w體積的不完整。為了防止這種情況，互鎖件4018阻止套筒4002旋轉(zhuǎn)，直到轉(zhuǎn)矩超過預(yù)定閾值。這確保了柱塞4010在套筒4008內(nèi)充分地旋轉(zhuǎn)，直到連接銷4012到達(dá)螺旋槽4004的端部。一旦連接銷到達(dá)螺旋槽4004的端部，馬達(dá)的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)使套筒上的轉(zhuǎn)矩增加到閾值以上，導(dǎo)致互鎖件彎曲并允許棘突4020經(jīng)過隆起4022。這在圖43B中被展示。在套筒4008的旋轉(zhuǎn)完成從而側(cè)孔與插管端口定向時(shí)，棘突4020移動(dòng)越過互鎖件4018上的隆起4022。這在圖43C中被展示。

圖44展示了計(jì)量系統(tǒng)4400的另一種示范實(shí)施例的剖視圖。計(jì)量系統(tǒng)4400包括具有構(gòu)成泵容積的一個(gè)表面的面4404的改進(jìn)套筒4402。該實(shí)施例中消除了之前實(shí)施例中對(duì)塞子的需要，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)。

盡管本實(shí)用新型的示例示范實(shí)施例已經(jīng)在前面被詳細(xì)地描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，在不實(shí)質(zhì)地脫離本實(shí)用新型的新穎教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)的前提下，在示范實(shí)施例中的很多改動(dòng)是可行的，示范實(shí)施例的各種組合是可行的。所以，所有的這些修改都被包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。