專利名稱：均勻流動的容積式泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用來分析稀薄流體試樣內(nèi)顆粒的方法和系統(tǒng)，更具體地說是涉及被這種系統(tǒng)用來操作該流體試樣的泵。
背景技術：
如同在美國專利4,338,024和4,393,466中披露的那樣，用來分析顆粒尤其是沉淀物的方法和系統(tǒng)在該技術中眾所周知，現(xiàn)將該專利收編于此作為參考。這種系統(tǒng)利用使試樣通過的流動小室以及顆粒分析器，該分析器用來俘獲通過流動小室的靜止畫面圖象。因此，該流動小室定位和顯示含有對分析有意義顆粒的試樣流體。試樣流體被流動小室定位越精確，能進行的內(nèi)在顆粒分析就越好。
典型的流動小室形成試樣流體和減緩試樣流體的外層復蓋流體，以便一起從大入口腔流入小橫截面檢查面積或區(qū)域。從進口或者說入口腔到檢查區(qū)域的轉(zhuǎn)移形成流體透鏡，它擠壓按比例進入該較小空間的試樣流體和外層復蓋流體兩者。此處有意義的顆粒是極小的顆粒，被該試樣流體占領的最后所得橫截面空間必需被定位在該分析器，例如光學系統(tǒng)或激光系統(tǒng)的場深度內(nèi)，以便得到最佳的分析信息。對于最佳的流體聚焦而言，大面積外層復蓋流動必需在沒有任何旋渦或者說渦流的情況下包圍該小面積試樣流體。因此，試樣和外層復蓋流體通過流動小室的均勻流動對于顆粒分析的最佳操作而言是必需的。
多種容積式泵(例如多種管式或者說蠕動泵)在該項技術中眾所周知并且已被用來泵送多種流體試樣和外層復蓋流體通過流動小室。傳統(tǒng)的蠕動泵包括多個滾子，它們沿著含有流體的軟管滾動。滾子沿著該管長度推動該流體，從而將流體吸入該管的入口端并迫使流體從該管出口端流出。一種共同的結(jié)構(gòu)包括在圓周上具有多個滾子的轉(zhuǎn)動轂，以及環(huán)形殼體，管使其壓靠。隨著轂的每次轉(zhuǎn)動，每個滾子沿著管的長度滾動，并與該管接合和分離。在所有時間內(nèi)至少有滾子處于與管接觸狀態(tài)，因此流體不能通過該管回流。
傳統(tǒng)蠕動泵具有種種缺點。例如，多個滾子與軟管的接合和分離在通過該泵的流體流動中造成脈動，這對于流動小室的適當工作可能是成問題的。而且，由轉(zhuǎn)動n度的泵遞送的流體數(shù)量取決于多個滾子的開始角。大多數(shù)泵設計只是在管端處保持住該管，因而依靠與管接合的多個滾子來保持該管處于其沿著殼體的圓形通道。于是，該管在多個滾子運動經(jīng)過其長度時會伸長和縮短，這又會造成變化的流動以及被滾子搬動容積的不限定性。最后，當泵關閉時，多個滾子被留在與管接觸的狀態(tài)，從而造成該管的壓縮下沉(平點)，這在泵再次起動后有害地影響流體的均勻流動。
因此需要一種容積式泵，它提供已知和可重復數(shù)量的均勻流體流動，并且不使用期間在管上不產(chǎn)生平點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種泵，它包括壓縮表面；固定在該壓縮表面上的中空壓縮管；以及壓縮裝置，它用來增量地壓靠該壓縮表面的壓縮管以便形成均勻地推動流體通過該壓縮管的壓縮管活動阻塞，其特征為該壓縮裝置具有至少一個靜置位置，在該靜置位置該壓縮裝置不壓縮該壓縮管。
按照本發(fā)明的另一方面，一種泵包括泵組件和盒組件。泵組件包括限定空腔的泵殼，布置在該空腔內(nèi)的滾子，以及用來相對于該殼運動該滾子的馬達。盒組件可拆卸地布置在該空腔內(nèi)并包括具有壓縮表面的盒殼體，以及固定在該壓縮表面的中空壓縮管。當馬達運動該滾子時，滾子將壓縮管壓靠壓縮表面，以便形成用來推動流體通過該壓縮管的壓縮管活動阻塞。
通過閱讀本說明書、權(quán)利要求和附圖，會使本發(fā)明的其它目的和特征變得更加明了。


圖1A是本發(fā)明泵組件的分解圖。
圖1B是本發(fā)明泵組件的透視圖。
圖2A是本發(fā)明盒組件的分解圖。
圖2B是本發(fā)明盒組件(不帶壓縮管)的透視圖。
圖2C是本發(fā)明盒組件的透視圖。
圖3是本發(fā)明替代實施例的頂視圖。
圖4是本發(fā)明第二替代實施例的頂視圖。
圖5是本發(fā)明第三替代實施例的側(cè)視圖。
具體實施例方式
圖1A-1B和2A-2C中描述本發(fā)明均勻流動容積式泵，它包括泵組件10和盒組件12。
圖1A-1B描述泵組件10，它包括分別具有上和下殼部20a/20b的外殼20，所述殼部用鉸鏈22和鉸鏈托架24相互鉸接在一起。當上殼20a封蓋在下蓋20b上時，就限定環(huán)形空腔26。在空腔26內(nèi)部布置最好是彈簧加載的滾子臂28。滾子臂28具有位于空腔26中心的近端，以及具有向外面對安裝在上面的壓縮滾子29的遠端。馬達30具有驅(qū)動軸32，該軸伸入空腔26并連接在滾子臂28的近端上，以便圍繞著空腔26的周邊轉(zhuǎn)動滾子29。傳感器組件34安裝在下殼20b上并包括傳感器開關36，它用來檢測出來自上殼20a的閉合銷38，從而指示上殼20a處于在下殼20b上方的閉合位置。傳感器組件36還包括傳感器開關37以及傳感器40，開關37檢測出在空腔26內(nèi)存在盒組件12，而傳感器40檢測并校驗滾子臂28的位置。
圖2A-2C描述盒組件12，它包括分別具有上和下盒殼體部分46a/46b的盒殼體46。所述上、下殼體部分通過多個接合突片48卡扣在一起，突片48從上盒殼體46a伸出并與下盒殼體46b接合。下盒殼體46b包括環(huán)形側(cè)壁50，該側(cè)壁帶有從側(cè)壁50內(nèi)表面伸出的肩部52。上盒殼體46a包括環(huán)形側(cè)壁54。當上/下盒殼體46a/46b卡扣在一起時，上盒側(cè)壁54配合在下盒側(cè)壁50內(nèi)側(cè)，此處側(cè)壁54和側(cè)壁50的肩部一起構(gòu)成向內(nèi)朝向的環(huán)形壓縮表面56。上盒側(cè)壁54被定位成離開肩部52固定距離從而在環(huán)形壓縮表面56內(nèi)形成溝道58。
沿著壓縮表面56可拆卸地布置中空壓縮管60。該壓縮管60包括粘附于此處或與此整體地形成的凸緣62。凸緣62以一種平穩(wěn)地保證壓縮管60貼靠壓縮表面56的摩擦配合方式適當?shù)夭迦霚系?8。最好是，凸緣62為一種整體地成形為壓縮管60一部分的實心管狀構(gòu)件，而且具有相當于溝道58寬度的厚度。壓縮管60具有入口端60a和出口端60b。
為了組裝泵1，將上和下盒殼體46a/46b卡扣在一起，而且使壓縮管60通過凸緣62(保持在溝道58內(nèi))固定貼靠壓縮表面56。轉(zhuǎn)動開啟上泵殼20a(離開下泵殼20b)，并將盒組件12嵌入下泵殼20b。然后閉合上泵殼20a，從而將盒組件12可靠地保持在空腔26中。
當馬達起動時，滾子臂28在空腔26內(nèi)轉(zhuǎn)動，因此滾子29與壓縮管60接合并使其壓靠壓縮表面56。彈簧加載的滾子臂28保證滾子29以所需的力壓靠壓縮管60，以致于滾子29在壓縮管60內(nèi)形成阻塞，當滾子臂28在空腔26內(nèi)轉(zhuǎn)一單圈時該阻塞沿著管60的長度運動。該活動管阻塞推動已知數(shù)量的流體以一種均勻方式通過壓縮管60。到滾子臂28完成其單圈運動時，滾子29已經(jīng)沿著布置在壓縮表面56上的壓縮管部分整個長度運動，并且已經(jīng)脫離壓縮管60。附圖所示泵在滾子臂28的285°轉(zhuǎn)動持續(xù)過程中(或者說達285°)阻塞該壓縮管，從而剩下75°轉(zhuǎn)動滾子29不壓縮管60。
理想的是，壓縮管60的直徑這樣選定，以致用于單獨過程步驟(例如經(jīng)過流動小室的圖象采集)而言的所需流體數(shù)量能由滾子臂28的單次轉(zhuǎn)動產(chǎn)生，從而避免由滾子29與壓縮管60的重復接合和脫離造成的任何脈動。借助于將壓縮管60連續(xù)壓靠壓縮表面(也就是說使用接合在連續(xù)溝道58中的連續(xù)凸緣62)，管扭曲以及由此造成的流體流量變化得以避免。均勻遞送的流體容積起因于滾子臂28每個逐漸增大的轉(zhuǎn)動度數(shù)。當該泵靜止時，滾子29最好被安頓在圖1A所示的缺席或者說靜置位置，其中滾子29不接觸壓縮管60，從而防止由于其中形成多個平點的過早管失效。然而，滾子29能被臨時安頓在壓縮管60上，因而該(停住的)管阻塞對于壓縮管60內(nèi)的流體而言，起到臨時節(jié)流閥的作用。
可拆卸盒12考慮到由使用者方便地更換壓縮管60。將凸緣62插入溝道58是便利的并且提供管60貼靠壓縮表面56的可重復定位。當管60老化時，管60和/或盒組件12能以其整體方式被使用者更換，而且理想地不必使用任何工具。上殼20a在下殼20b上的閉合壓緊盒組件12從而保證壓縮管60和壓縮表面56就位(相對于泵組件10尤其是滾子29)。盒組件12和泵組件10的夾緊特性提供該泵的可重復和方便的組裝以及性能。該泵最好使用具有對稱橫截面的管60，這使得更加均一的管制造以及更加可重復的泵性能成為可能，并且對于盒組件12的夾緊特性而言是理想的。
應該理解，本發(fā)明不受上文介紹和此處描述實施例的限制，而是包含落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的任何和所有變化。例如，在泵殼體部分20a/20b被顯示為鉸接的同時，它們也能代替為以被顯示用于盒外殼部分46a/46b的方式卡扣在一起，反之亦然。臂28不必需是彈簧加載的。壓縮表面56不是必需為圓形，只要彈簧加載滾子臂28能保持對于壓縮壓縮管60而言所需的最小力即可。例如，壓縮表面可以是橢圓的，其中轉(zhuǎn)動的彈簧加載滾子臂具有足夠的縱向行程(沿著臂28的長度)，以便在臂轉(zhuǎn)動期間保持以足夠的力與壓縮管60接觸，如同圖3所描述。作為替代，轉(zhuǎn)動臂縱向行程的數(shù)值或許能更多地加以限制，其中滾子29在通過其轉(zhuǎn)動運動的多個位置處終止壓縮壓縮管，并且甚至可能失去與后者的接觸，如同在圖4中所描述的那樣。在這種情況下，滾子29與壓縮管60兩次失去接觸，因此臂28的每個完全轉(zhuǎn)動使該泵產(chǎn)生兩個分離的流體流動脈沖。實際上，滾子29不是必需圍繞固定點轉(zhuǎn)動，而是能包括平移運動，如圖5所示。在這個實施例中，彈簧加載臂28被連接在沿著平壓縮表面56運動滾子29的活動傳送帶或者說環(huán)帶64上。或更多藍另外的滾子臂28(帶有滾子29)能被附加到帶/環(huán)帶64上，只要在任何給定時間僅有滾子與壓縮管60接觸即可。
權(quán)利要求
1.一種泵，它包括壓縮表面；固定在壓縮表面上的中空壓縮管；以及壓縮裝置，它用來增量地壓靠壓縮表面的壓縮管以便形成均勻地推動流體通過壓縮管的壓縮管活動阻塞，其中壓縮裝置具有至少一個靜置位置，在靜置位置壓縮裝置不壓縮壓縮管。
2.如權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，壓縮裝置是沿著壓縮管滾動的單個滾子。
3.如權(quán)利要求2所述的泵，其特征在于，壓縮表面被成形為環(huán)狀；以及單個滾子圍繞固定點轉(zhuǎn)動。
4.如權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，壓縮表面被成形為橢圓狀；以及單個滾子安裝在圍繞固定點轉(zhuǎn)動的彈簧加載臂上。
5.如權(quán)利要求4所述的泵，其特征在于，當彈簧加載臂圍繞固定點轉(zhuǎn)動通過整圈時，單個滾子至少兩次脫離壓縮管。
6.如權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，壓縮裝置是多個沿著壓縮管滾動的滾子；以及在任何給定時間多個滾子的只有一個滾子壓縮壓縮管。
7.如權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，在壓縮表面內(nèi)形成溝道；中空壓縮管包括沿其長度延伸的凸緣；以及凸緣與溝道接合，以便將壓縮管固定在壓縮表面上。
8.如權(quán)利要求7所述的泵，其特征在于，凸緣被成形為管狀并與壓縮管整體地形成。
9.如權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，還包括限定空腔的泵殼，其中壓縮裝置布置在空腔內(nèi)；以及可拆卸地布置在空腔內(nèi)的盒組件，其中盒組件包括壓縮表面和中空壓縮管。
10.如權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，壓縮裝置包括第二靜置位置，在其中壓縮裝置借助于臨時停住壓縮管的活動阻塞而形成臨時節(jié)流閥。
11.一種泵，它包括泵組件，包括限定空腔的泵殼，布置在空腔內(nèi)的滾子，以及用來相對于殼運動滾子的馬達；可拆卸地布置在空腔內(nèi)的盒組件，它包括具有壓縮表面的盒殼體，以及固定在壓縮表面的中空壓縮管；其中，當馬達運動滾子時，滾子將壓縮管壓靠壓縮表面，以便形成用來推動流體通過壓縮管的壓縮管活動阻塞。
12.如權(quán)利要求11所述的泵，其特征在于，還包括臂，它被布置在空腔內(nèi)并包括近端和遠端，其中滾子被連接到臂的遠端上，而且馬達被連接到臂的近端上。
13.如權(quán)利要求12所述的泵，其特征在于，為了用滾子在壓縮管上施加壓力，臂被彈簧加載。
14.如權(quán)利要求12所述的泵，其特征在于，臂具有滾子不接觸壓縮管的靜置轉(zhuǎn)動位置。
15.如權(quán)利要求11所述的泵，其特征在于，在壓縮表面內(nèi)形成溝道。中空壓縮管包括沿其長度延伸的凸緣；以及凸緣與溝道可拆卸地接合從而將壓縮管固定在壓縮平面上。
16.如權(quán)利要求15所述的泵，其特征在于，凸緣被成形為管狀并與壓縮管整體地形成。
17.如權(quán)利要求11所述的泵，其特征在于，泵殼包括下泵殼部分；可拆卸地連接在下泵殼部分上的上泵殼部分。
18.如權(quán)利要求17所述的泵，其特征在于，上泵殼部分鉸接在下泵殼部分上。
19.如權(quán)利要求17所述的泵，其特征在于，還包括傳感器，它用來檢測上泵殼部分被定位在相對于下泵殼部分的閉合位置。
20.如權(quán)利要求11所述的泵，其特征在于，還包括傳感器，它用來檢測盒組件被布置在空腔中。
21.如權(quán)利要求15所述的泵，其特征在于，盒殼體包括下盒殼體部分；可拆卸地連接在下盒殼體部分上的上盒殼體部分。
22.如權(quán)利要求21所述的泵，其特征在于，下盒殼體部分包括環(huán)形側(cè)壁和從環(huán)形側(cè)壁伸出的肩部；上盒殼體部分包括環(huán)形側(cè)壁；以及下和上盒殼體部分的環(huán)形側(cè)壁配合在一起從而形成壓縮表面，其中上盒殼體部分側(cè)壁被定位成離開肩部固定距離從而限定溝道。
23.如權(quán)利要求21所述的泵，其特征在于，下和上盒殼體部分之一包括多個突片，突片用來接合下和上盒殼體部分的另一部分。
24.如權(quán)利要求14所述的泵，其特征在于，臂具有第二靜置轉(zhuǎn)動位置，其中滾子借助于臨時停住壓縮管的活動阻塞而形成臨時的節(jié)流閥。
全文摘要
一種容積式泵包括泵組件和盒組件。該泵組件包括限定空腔的上和下殼部分，布置在該空腔內(nèi)的臂，連接在該臂遠端的滾子，以及連接在該臂近端并用來轉(zhuǎn)動該臂的馬達。盒組件被可拆卸地布置在該空腔內(nèi)，并包括上和下盒殼體部分，上和下盒殼體部分形成內(nèi)帶溝道的環(huán)形壓縮表面。中空壓縮管具有沿其長度的凸緣，并借助于該凸緣與該溝道的接合而被固定在壓縮表面上。當該馬達轉(zhuǎn)動該滾子臂時，滾子將壓縮管壓靠壓縮表面，從而形成該壓縮管的活動阻塞來推動流體通過該壓縮管。
文檔編號F04B43/12GK1711420SQ200380103511
公開日2005年12月21日 申請日期2003年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月18日
發(fā)明者J·P·佩爾穆爾德, C·O·迪亞茨 申請人:國際遙距成象系統(tǒng)公司