一种用于提高柱塞泵精度的入液缓冲罐.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103083744 A (43)申请公布日 2013.05.08 CN 103083744 A *CN103083744A* (21)申请号 201310020310.5 (22)申请日 2013.01.21 A61M 1/14(2006.01) (71)申请人 北京大德海纳医疗科技有限公司 地址 100081 北京市海淀区永丰产业基地永 捷北路 3 号综合楼 3 层 307 室 (72)发明人 石炳毅 周春华 李平 李洋 (74)专利代理机构 北京市盈科律师事务所 11344 代理人 王柱 (54) 发明名称 一种用于提高柱塞泵精度的入液缓冲罐 (57) 摘要 本发。

2、明公开了一种用于提高柱塞泵精度的入 液缓冲罐， 主要由罐体、 中间的硅胶膜组成， 罐体 为中空的密封结构， 硅胶膜位于罐体中部， 将罐体 分为两部分罐体 a 和罐体 b， 罐体 a 上设有进水口 和出水口， 进水口与液袋的输入管相连， 出水口与 柱塞泵的入口相连。 在增加缓冲罐后， 在最大流速 时的误差降低为原来的 13， 误差减少了 80以 上， 极大地改善了柱塞泵的入液精度。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103083744。

3、 A CN 103083744 A *CN103083744A* 1/1 页 2 1. 一种用于提高柱塞泵精度的入液缓冲罐， 主要由罐体、 中间的硅胶膜组成， 其特征在 于 ： 所述的罐体为中空的密封结构， 硅胶膜位于罐体中部， 将罐体分为两部分罐体 a 和罐体 b， 罐体 a 上设有进水口和出水口， 进水口与液袋的输入管相连， 出水口与柱塞泵的入口相 连。 2. 根据权利要求 1 所述的用于提高柱塞泵精度的入液缓冲罐， 其特征在于 ： 所述的罐 体 b 上设有放气阀。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的用于提高柱塞泵精度的入液缓冲罐， 其特征在于 ： 所述 的罐体 b 上设有压力传感器。。

4、 权 利 要 求 书 CN 103083744 A 2 1/4 页 3 一种用于提高柱塞泵精度的入液缓冲罐 技术领域 0001 本发明涉及一种新型的机械装置， 尤其是一种在摇摆振动野外战地条件下用于提 高柱塞泵精度的入液缓冲罐。 背景技术 0002 在现有便携式透析机中， 由于考虑便携， 所以会有一定的摇晃和振动， 使得在现有 透析机上普遍采用的称重传感器无法使用， 为了提高补液精度， 各个透析机厂家普遍采用 高精度流量泵作为补液泵， 依靠流量泵动作频率 ( 即转速 ) 作为计量方法， 计量公式为 ： 0003 Qb n*T ( 公式 1) 0004 注 ： Qb 补液量， T 柱塞泵一次所排。

5、出的液体体积， 即排量， n 柱塞泵动作次数 0005 由公式 1 可得， 补液量的准确与否取决于柱塞泵排量的精确度和次数计量的准确 与否， 柱塞泵现在普遍使用的陶瓷活塞的旋转柱塞泵， 排量误差经过计量后精度可以达到 千分之一以下， 次数计量使用计数器也可以做得无误差， 所以理论上补液精度可以很高 ； 但 是公式 1 有一个问题， 就是柱塞泵的容积是否和每次的实际排量相等， 如果不相等就会造 成误差的产生。 0006 如图 1 所示， 柱塞泵的工作原理为， 首先， 活塞 1 向上移动， 在压力作用下， 出液阀 2 关闭， 入液阀 3 打开， 在大气压力作用下， 液体有入液口进入柱塞泵， 然后当。

6、活塞 1 到底最 高位置时， 液体充满柱塞泵， 然后活塞 1 向下运动， 入液阀 3 关闭， 出液阀 2 打开， 液体被排 出泵外， 往复运动， 则液体被不断有入液口抽到出液口。由柱塞泵的原理可以知道， 影响精 度的主要是两个方面 ： 0007 1、 入液精度， 即每次是否液体能够充满柱塞泵 ； 0008 2、 出液精度， 每次液体是否全部排出泵外 ； 0009 现有精度的补偿方法和存在问题 ： 0010 1、 人们为了提高柱塞泵的精度， 现在透析机使用的柱塞泵普遍有步进电机驱动， 步进电机在使用范围内， 转速与阻力无关， 可以很高的客服由于排液阻力加大所造成的误 差。 0011 2、 随着陶。

7、瓷活塞的使用， 现在活塞的耐磨越来越好， 活塞与腔体的间隙也越来越 小， 由于排液阻力大， 造成活塞后部溢液的情况也越来越少， 排液的精度影响越来越高， 现 在柱塞泵的精度主要取决于入液精度。 0012 3、 入液为了减少阻力， 加大入液口和入液管路直径， 现在普遍旋转柱塞泵的出入 液口之间大于 7mm， 管路厂家也要求使用 5mm 内径以上的胶管连接， 但是由于现在补液方式 主要是液袋 4 补液， 所以医院一般采用输液管作为补液管， 将输液针头 5 插入液袋， 输液管 直径一般内径为 2.5mm， 所以加大了入口阻力， 又由于采用输入针插入液袋取液， 在输液针 入口会有一个瓶颈效应， 进一步。

8、加大了入液阻力(如图2所示)。 所以由于有入液阻力的增 加， 使得入液精度受到影响， 速度越快， 影响越大， 下表1为加输液管和输入针头后于5mm管 的对比试验结果 ： 说 明 书 CN 103083744 A 3 2/4 页 4 0013 表 1 输液管和输入针头后于 5mm 管的对比试验结果 0014 0015 影响精度的原因 ： 0016 为了知道影响精度的原因， 必须对入液与出液分别进行分析 0017 1、 入液影响精度原因 ： 入液是在活塞想后运动时， 有大气压力将液体由泵外压人 泵内， 大气压力 1.01*105 帕斯卡， 即每平方厘米大约 1 公斤压力， 所以液体流入泵的速 度 。

9、： 0018 V Fp/f(Fp ： 大气压力， f ： 阻力 ) 0019 流入泵的时间则 t T/V， 当时间 t 远远下于泵的入液时间时， 则可保证流量的精 度， 当 t 接近或大于泵的入液时间时， 则产生误差。由此可得入液误差产生的影响主要来自 两个方面， 一个是入液阻力 f， 另一个影响来自于柱塞泵的转速， 速度越快， 误差越大。 0020 2、 出液影响精度原因 ： 出液时活塞向下运动， 活塞阻力加大， 电机的阻力加大， 如 果是普通电机， 速度会降低 ； 再有当出液阻力过大时， 液体会有活塞与腔体的缝隙处溢出， 也会影响精度。 发明内容 0021 为了提高补液精度， 本专利提出了。

10、一种新的入液缓冲罐， 以提高入液精度。 0022 本发明提供一种用于提高柱塞泵精度的入液缓冲罐， 主要由罐体、 中间的硅胶膜 组成， 罐体为中空的密封结构， 硅胶膜位于罐体中部， 将罐体分为两部分罐体 a 和罐体 b， 罐 体 a 上设有进水口和出水口， 进水口与液袋的输入管相连， 出水口与柱塞泵的入口相连。 0023 优选的方案为罐体 b 上设有放气阀。 0024 优选的方案为罐体 b 上设有压力传感器。 说 明 书 CN 103083744 A 4 3/4 页 5 0025 在增加缓冲罐后， 在最大流速时的误差降低为原来的 13， 误差减少了 80以 上， 极大地改善了柱塞泵的入液精度。 。

11、附图说明 0026 图 1 为本发明背景技术中柱塞泵原理示意图 ； 0027 图 2 为本发明背景技术中输液管工作示意图 ； 0028 图 3 为本发明的结构示意图 ； 0029 图 4 为不加本发明的入液缓冲罐时的压力变化曲线图 ； 0030 图 5 为加本发明的入液缓冲罐时的压力变化曲线图。 具体实施方式 0031 下面结合附图及具体实施方式， 对本发明作进一步详细的说明， 但该具体实施方 式并不用于限定本发明的保护范围。 0032 实施例 1 ： 0033 本发明提供一种用于提高柱塞泵精度的入液缓冲罐， 主要由罐体、 中间的硅胶膜 8 组成， 罐体为中空的密封结构， 硅胶膜 8 位于罐体。

12、中部， 将罐体分为两部分罐体 a11 和罐体 b12， 罐体 a11 上设有进水口 6 和出水口 7， 进水口 6 与液袋的输入管相连， 出水口 7 与柱塞 泵的入口相连， 罐体 b12 上设有放气阀 9 和压力传感器 10。 0034 使用方法 ： (1) 连接 ： 将入液缓冲罐的进水口 6 与液袋的输入管相连， 出水口 7 与 柱塞泵的入口相连 ； (2) 排气 ： 启动柱塞泵， 柱塞泵将缓冲罐内的气体排出， 在缓冲罐内产 生负压， 液体在大气压力作用下进入缓冲罐直至充满， 这是硅胶膜 8 在水的重力作用下向 下凸出 ； (3)运行 ： 缓冲罐注满后， 泵继续运行， 当泵抽液时， 在大气压。

13、的作用下， 硅胶膜8向 上运动， 液体由缓冲罐进入泵内 ； 当泵排液时， 缓冲罐内的液体在重力作用下硅胶膜向下运 动， 行成负压， 液体由液袋进入缓冲罐。 0035 由于缓冲罐的存在， 使得液体进入设备的入液时间有以前只有在入液时间补液变 为全部时间补液， 所以在输液针头出产生的负压会降低， 能够提高入液精度。 0036 实施例 2 压力检测 0037 为了验证缓冲罐是否对压力起到平衡作用， 在柱塞泵的入口加装了压力传感器， 检测在入液时的压力变化， 通过检测， 在不加缓冲罐时压力的变化曲线为图 4 所示， 由图可 以看到， 在泵的入液开始的一瞬间， 压力的负压最大， 在排液器件， 由于重力的。

14、影响， 入液口 会有很低的正压， 试验发现， 当泵速越快， 压力的最大值越高， 试验测得最大的负压 0.23 个 大气压， 即 2.3*104 帕斯卡， 所以验证了前面的推论， 入液的瞬间负压影响了入液精度。 0038 在加装入液缓冲罐以后， 有柱塞泵入口的压力传感器检测入液压力， 曲线如图 5 所示， 发现泵入口压力明显减少， 对泵的运行环境有了极大地改善， 通过理论计算可得， 现 在柱塞泵的容积一般小于1ml， 缓冲罐的直径为50mm， 缓冲罐的截面积为25平方厘米， 计算 可得硅胶膜的运行距离 ： L 1/25*10 0.4mm 4*10-4 米， 压力的变化为 P gh 4 帕斯卡， 。

15、理论最大负压减少了数千倍， 实际由于缓冲罐到柱塞泵的管道有一定的阻力， 减少 的压力小于理论倍数， 但是仍然可以大幅度的减少入口负压值。 实际使用 ： 在缓冲罐与柱塞 泵之间采用 5mm 内径胶管， 在缓冲罐与液袋之间使用 2.5mm 内径的输液管， 加输液针头， 再 说 明 书 CN 103083744 A 5 4/4 页 6 次以原设定泵速试验， 测量时间为 6 分钟， 通过试验再次验证缓冲罐的实际效果， 表 2 为加 装缓冲罐后的补液泵运行数据 ： 0039 表 2 加装缓冲罐后的补液泵运行数据 0040 0041 对比表1和表2， ， 在增加缓冲罐后， 在最大流速时的误差降低为原来的1。

16、3， 误差 减少了 80以上， 极大地改善了柱塞泵的入液精度。 0042 以上内容是结合本发明的结构和工作过程对其所作的进一步详细说明， 不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说， 在 不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干简单推演或替换， 都应当视为属于本发明的 保护范围。 说 明 书 CN 103083744 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103083744 A 7 2/3 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103083744 A 8 3/3 页 9 图 5 说 明 书 附 图 CN 103083744 A 9 。