[发明专利]管式泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种管式泵，该管式泵包括泵元件，该泵元件被插入到管件中，以便产生管件内的流体流动以及防止管件内的自由流和回流。本发明还涉及一种包括这种管式泵的输液泵。

背景技术

已知诸如滚压泵(roller pump)或蠕动泵的不同类型的容积管式泵可用于通过柔性管件或软管泵送流体，并且广泛用于例如医疗应用中，例如用在输液泵系统、透析泵、或用于循环支持的旁路泵中。

使得这种类型的泵在医疗应用中特别有利的一个好处是没有与流体接触的运动零件，因此，这些泵可能相对容易地进行消毒。然而，蠕动泵、滚压泵和管式泵都存在许多缺点。首先，泵送过程包括由滚子、接触板或者闸瓦(shoes)对管件进行完全的或近乎完全的压缩或者挤压，以得到管件内所需的流体流动。这必然导致泵内的管件的某部分的大的磨损。因此，管件经常需要相对于泵移动以将压缩施加到管件的另一部分上或者完全地更换，从而导致过度使用管件材料以及需要更长的管件。管件的额外的长度或者压力区的移动使得已知的管式泵更加昂贵，并且增加了安装和操作该泵所需的时间。此外，大的磨损会大幅增加软管损坏的风险，导致泵送流体的流失和周围环境的污染，并且取决于环境的泵送效果的下降或丧失可能不被接受或甚至是灾难性的。因此，需要对泵和管件进行额外监控以防止这种情况。

此外，对管件或软管的完全或近乎完全的压缩可能导致流体经受过大的压力和剪切力，从而造成对流体分子的损坏或者胶剂和悬浮流体的分离。

已知管式泵的另一个缺点是它们需要大量的空间因此通常有相当大的尺寸，这在许多医疗情况是受限的。

已知管式泵的另一个关注点是要防止管件内任何不希望的回流，否则这些回流将会在确定泵流量时使泵的效率更低并且更不准确。

已知的管式泵的另一个缺点是当它被用在输液泵中时的自由流的内在风险，其中自由流会导致对病人输液的不可控输送。据多个健康组织所说，静脉输液的自由流已经在全国范围内造成数人死亡和“险失事故”。该问题通常发生在以下情况中，管件从泵中移除而输液由于重力流动(自由流)使病人用药过量。在已知的管式泵中，试图通过对泵系统应用添建装置来消除自由流的问题，诸如必须由护士在使用之前打开并且在用完之后关闭的夹子等调节装置。然而，这些系统是不利的，因为操作该系统需要额外的复杂性和时间，并且在泵的操作中人为失误的风险增加。

发明内容

因此，本发明的实施方案的目的是通过提供泵送效率有所改进并且管件材料的磨损有所减轻的管式泵和泵元件，以克服或至少减少已知管式泵和蠕动泵的上述缺点中的一些或全部。本发明的实施方案的另一个目的是提供最小化泄漏风险的泵元件和管式泵。

本发明的实施方案的另一个目的是提供一种不会发生自由流和回流、或者发生自由流和回流的风险有所降低的管式泵，从而提高使用泵的安全性。此外另一个目的是提供一种流量更加稳定和精确的管式泵。

本发明的实施方式的另一个目的是提供一种操作简单直观、而且高效的管式泵。此外本发明的实施方式的另一个目的是提供一种具有最少零件的高效管式泵，并且该管式泵可以通过最少的操作和低的制造成本快速地制造。

根据本发明，上述目标可以通过一种管式泵实现，该管式泵包括至少部分地柔性的管件和插入管件中的泵元件，其中该泵元件包括杆元件、阻流构件和不超过一个止回阀构件。止回阀构件和阻流构件在杆元件上间隔一段距离定位，并且止回阀构件在杆元件上定向成允许流体在管件中在朝向阻流构件的方向上沿着杆元件流动通过止回阀构件。阻流构件在处于关闭构型时设置为通过与管壁以流体密封的方式相接合而阻塞管件，而阻流构件在处于打开构型时构造成由于管件的变形而变形，以便于允许流体在阻流构件和管壁之间经过，阻流构件构造成当其没有通过所述的管件变形而打开时实现其关闭构型。管件包括在阀构件和阻流构件之间的至少部分地柔性管件部分，使得柔性管件部分的重复变形引起阀构件和阻流装置交替地关闭和打开，从而产生经过管件的流体流动。

通过根据上文所述的管式泵可以用非常简单的方法得到用于通过管件泵送流体的高效泵和机构。随着管件的变形，阻流构件打开进而产生流体流动，从而将流体越过阻流构件挤压到管件空间之外。当变形变得松弛时，阻流构件阻塞管件并且在空间内产生负压，从而反过来打开阀构件，从管件的上游引入流体。重复的变形可以重复上述阻流构件和阀构件的交替打开与关闭，从而产生管件内的流体流动。

值得注意的是，尽管阻流构件由于管件的变形打开，但是止回阀构件是由于阀的每侧之间的压力差打开，该压力差随着变形的松弛而创建。阻流构件不能被阻流构件上的压力差打开。