[发明专利]泵

说明书

技术领域

本发明涉及泵，以及如何形成用于分配少量流体的低廓形的泵。

背景技术

注射泵提供了一种机构来控制活塞在筒状物内的运动，并因而控制流体在注射器内的移位。泵所采用的注射器可以与泵本身一起构成，或者如常用的那样，是一次性的，可以更换使用，而且可以是能手动操作的注射器。从理论上讲，注射泵可基于活塞在筒状物内移动的距离而直接确定泵送流体的量。

传统注射器和注射泵的操作方式借助于柱塞在筒状物内的运动。在使柱塞在筒状物内从一端开始运动时，就使得筒状物内的流体从另一端流出。另一方面，在从一端将柱塞拔出筒状物时，流体就通过另一端进入到筒状物内。为了使这一泵送操作正常进行，需要相对于筒状物密封柱塞，这样流体就不会例如流到柱塞外。

注射泵可包括附连到活塞柱塞端部上的致动器，以将柱塞推入和/或拉出注射器筒状物。在这样的情形中，需要使致动器随着活塞一起运动，从而需要为此提供空间。而且，需要设置用于使致动器运动的驱动机构。于是，与其驱动的注射器相比，注射泵通常需要占用较多的空间。例如，注射泵的总体长度/高度包括注射器的长度、致动器的长度以及驱动机构的长度。

其他的注射泵不直接将致动器连接到注射器柱塞上。相反地，可驱动致动器使其接触并推动注射器柱塞，但是不与注射器相连。这使得可通过泵来清空注射器，而不是填充注射器。在这样的情形下，在清空或手动填充时，可更换注射器。这样的泵的另一个问题在于，在致动器移位时，使用者不能始终确认是否在分送流体，这是因为致动器在开始运动时可能不与注射器柱塞接触。

传统的注射泵还受一个问题的不利影响，即，注射器柱塞与注射器筒状物形成的密封。

在一次性注射器中，一种相对于筒状物密封柱塞的常用方法是使用弹性密封圈，例如O型圈。这样的O型圈设置在柱塞外侧周围，靠近柱塞驱动筒状物内流体的那一端。该O型圈形成可相对变形的表面，从而可使其形状与筒状物适配，并形成紧密的密封。这样，该O型圈位于柱塞与筒状物之间，并与筒状物内的流体接触。

另一种相对于筒状物密封柱塞的方法是用弹性材料制作整个柱塞头部，这样，柱塞的头部作为一个整体发生变形，从而在筒状物内形成密封。

在这两种方式中，筒状物内的流体均与用来产生密封的弹性材料接触。这带来流体可能会被污染/受到影响的问题。在流控和微流控的应用场合，特别是在生物流控的应用场合，将可能与流体发生反应或会向工质流体泄露污染的材料引入到注射器或注射泵是不利的，这样总会意外地和/或不定量地影响正进行的试验。

而且，在开始移动柱塞时，采用的弹性密封材料会产生固有的阻延/滑移跳顿。这是因为弹性密封材料与筒状物之间存在较大的静摩擦力，必须要克服该静摩擦力材料来使柱塞运动。这一较大的静摩擦力意味着要施加相应较大的力来使柱塞开始运动，一旦向柱塞施加了足够大的力来克服该静摩擦力，就会产生固有的冲顿，之后柱塞才进行平滑的运动。即使在已经克服该静摩擦力之后，由于存在弹性O型圈，从而也会产生相对较大的动摩擦力(从而需要相应的较大驱动力)，要保持柱塞运动，也需要克服该动摩擦力。这种情况下，难以精细控制注射器，特别是在开始移动柱塞时更是如此。

此外，传统注射器和注射泵通常依赖活塞密封件(不管是O型圈还是整个活塞头部)周围的外围筒状物的变形来实现良好的密封。即，筒状物在密封区域内会稍向外变形，这样，在活塞运动的同时保持了作用在密封上的压力。

一种替代弹性材料的方式是使(例如由金属制成的)注射器与筒状物完全适配，其中筒状物例如由玻璃制成。然而，由于筒状物与注射器之间的误差精度要求较高，从而这一方式成本较高，不适合用来大规模生产一次性注射器。采用金属也会带来流体污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种注射泵，其至少能部分地解决或者全部解决以上问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种泵，该泵包括：筒状物，该筒状物用于保持流体；以及活塞，该活塞用于将流体吸入所述筒状物以及将流体排出所述筒状物，其中，所述活塞包括柱塞和外壳，该柱塞构造成在所述筒状物内运动，该外壳构造成环绕所述筒状物的外表面运动；其中，所述外壳的内表面和所述筒状物的所述外表面具有互补的螺纹，从而在使用中，使所述活塞旋转会导致所述活塞沿着所述筒状物行进。即，使所述活塞旋转会导致所述柱塞和所述外壳沿着所述筒状物行进。