本公開總體上涉及蠕動泵。

背景技術(shù)：

蠕動泵用于在多種應用中、尤其在需要仔細計量液體流動和需要避免液體污染的應用中泵送液體。這廣泛地用于醫(yī)學應用中、例如將靜脈(iv)液體遞送至病人，以及用于食品和飲料應用中、例如分配預定量的飲料或者諸如液體調(diào)味品之類的飲料組成成分。

在傳統(tǒng)的蠕動泵中，柔性管道在轉(zhuǎn)子的按壓構(gòu)件(例如銷或滾子)和定子之間被壓縮，并且隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，液體通過柔性管道被輸送。然而按壓構(gòu)件與柔性管道之間的摩擦會造成許多問題，尤其柔性管道的過早磨損，本公開試圖解決該問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開的第一方面，提供了一種蠕動泵，所述蠕動泵包括：

可驅(qū)動的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有至少一個按壓構(gòu)件；

圓筒形的定子，所述轉(zhuǎn)子能夠在所述定子中轉(zhuǎn)動；

具有入口側(cè)和出口側(cè)的柔性管道，所述柔性管道繞所述定子抵靠內(nèi)壁沿圓周方向延伸；

徑向可變形的環(huán)，所述環(huán)位于所述轉(zhuǎn)子和沿圓周方向延伸的柔性管道之間，當所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時所述環(huán)能夠通過至少一個按壓構(gòu)件被變形以將所述柔性管道壓靠在所述圓筒形的定子的所述內(nèi)壁上，從而沿著所述柔性管道輸送液體；

其中，所述徑向可變形的環(huán)包括環(huán)固定部，所述環(huán)固定部用于阻止在所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的過程中所述徑向可變形的環(huán)的轉(zhuǎn)動。

根據(jù)本公開的第二方面，提供了一種用于組裝根據(jù)第一方面的蠕動泵的方法，所述方法包括：

將所述柔性管道定位成沿圓周方向圍繞所述徑向可變形的環(huán)并且與所述徑向可變形的環(huán)接觸，使得所述柔性管道的所述入口側(cè)和所述出口側(cè)并排地布置在所述環(huán)固定部的兩側(cè)；

將所述柔性管道和所述徑向可變形的環(huán)放置在所述圓筒形的定子中，使得所述柔性管道被布置成抵靠所述圓筒形的定子的所述內(nèi)壁；和

通過同時轉(zhuǎn)動所述轉(zhuǎn)子并將所述轉(zhuǎn)子壓入所述徑向可變形的環(huán)的中央從而將所述轉(zhuǎn)子裝配在所述圓筒形的定子中。

在本說明書中使用的詞語“液體”意在包括液體和半液體產(chǎn)品。

轉(zhuǎn)子可包括多個按壓構(gòu)件并且這些按壓構(gòu)件可以繞轉(zhuǎn)子的圓周等間距地間隔開。轉(zhuǎn)子可以包括主軸。主軸和所述按壓構(gòu)件或每個按壓構(gòu)件可以整體形成。所述按壓構(gòu)件或每個按壓構(gòu)件可以是凸角(lobe)。

在一種實施方式中，所述凸角或每個凸角具有拱形按壓表面，該拱形按壓表面可以被布置成在所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的過程中將所述柔性管道逐步地壓靠在所述圓筒形的定子的內(nèi)壁上。所述凸角或每個凸角可以具有頂點，該拱形按壓表面在所述頂點處終止，并且所述頂點可以被布置成將柔性管道完全壓靠在所述圓筒形的定子的所述內(nèi)壁上。所述轉(zhuǎn)子可包括所述凸角中的位于沿直徑方向相反的位置處的兩個凸角。

在傳統(tǒng)的蠕動泵中，由于在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的過程中通過按壓構(gòu)件施加的摩擦力，柔性管道受到高磨損率。因此通常需要使用能夠承受高摩擦力以避免柔性管道過早磨損的昂貴的高等級的柔性管道。在根據(jù)本公開的蠕動泵中，徑向可變形的環(huán)阻止按壓構(gòu)件和柔性管道之間的直接接觸，反而，徑向壓縮力通過徑向可變形的環(huán)施加至柔性管道。因此，柔性管道在蠕動泵的運行過程中不會磨損。另外，由于徑向可變形的環(huán)被環(huán)固定部保持為靜止的，柔性管道不會被拉伸或收縮。這意味著通常可以使用較低等級的(因此較便宜的)柔性管道。

轉(zhuǎn)子能夠與外部轉(zhuǎn)動驅(qū)動件接合。通過該布置，蠕動泵能容易且便宜地制造并且能夠容易地設置成一次性系統(tǒng)。特別地，因為轉(zhuǎn)動驅(qū)動件是與蠕動泵的轉(zhuǎn)子接合的單獨部件，因而蠕動泵具有簡單且便宜的構(gòu)造，該構(gòu)造例如能夠與液體容器整體形成或者被附接至液體容器，并且該構(gòu)造能夠與液體容器一起被處理，例如當容器空了的情況下。

柔性管道的入口側(cè)和出口側(cè)可以在圓筒形的定子上的沿圓周方向相鄰的位置處并排地布置為使得柔性管道可以從圓筒形的定子離開沿基本徑向方向向外伸出。環(huán)固定部可以從可變形的環(huán)徑向向外伸出并且可以定位在柔性管道的入口側(cè)和出口側(cè)之間。環(huán)固定部可以被夾緊在柔性管道的入口側(cè)和出口側(cè)之間。環(huán)固定部可包括從徑向可變形的環(huán)徑向向外伸出的指部。該布置提供了用以阻止徑向可變形的環(huán)轉(zhuǎn)動的方便的方法。

徑向可變形的環(huán)可具有比柔性管道的外直徑大的軸向深度。

徑向可變形的環(huán)可包括位于第一軸向邊緣上的沿圓周方向間隔開的多個徑向伸出部，所述多個徑向伸出部沿徑向向外的方向朝向圓筒形的定子的內(nèi)壁伸出。徑向伸出部可以幫助將柔性管道軸向地保持在徑向可變形的環(huán)上、尤其當柔性管道和徑向可變形的環(huán)在蠕動泵的組裝過程中被放置在圓筒形的定子中時。

轉(zhuǎn)子可包括環(huán)形凸緣，該環(huán)形凸緣可以將柔性管道和徑向可變形的環(huán)軸向地保持在圓筒形的定子中。在一實施方式中，徑向可變形的環(huán)可以被布置在定子中，使得徑向伸出部與環(huán)形凸緣接觸。在該實施方式中，徑向伸出部用作平面支承構(gòu)件并且將柔性管道與轉(zhuǎn)動的環(huán)形凸緣的軸向內(nèi)表面間隔開。這減小了當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)動的環(huán)形凸緣和靜止的柔性管道之間的摩擦力，并且防止了在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的過程中柔性管道被環(huán)形凸緣夾緊和拉伸。

徑向可變形的環(huán)可包括定位結(jié)構(gòu)。定位結(jié)構(gòu)可以設置在第二軸向邊緣上。定位結(jié)構(gòu)可以從環(huán)固定部延伸到柔性管道的入口側(cè)和出口側(cè)的上方。定位結(jié)構(gòu)可包括定位凸緣或者可以替代地包括一對反向延伸的定位伸出部。

徑向可變形的環(huán)可包括定位構(gòu)件，定位構(gòu)件可以提供柔性管道在徑向可變形的環(huán)上的軸向定位。定位構(gòu)件可以設置在位于徑向可變形的環(huán)的軸向相反的端部處的第一邊緣和第二邊緣上。定位構(gòu)件保證柔性管道被軸向地保持在徑向可變形的環(huán)上、尤其當柔性管道和徑向可變形的環(huán)在蠕動泵的組裝過程中被放置在圓筒形的定子中時。

定位構(gòu)件可包括位于第一邊緣上的沿圓周方向間隔開的多個定位伸出部，多個定位伸出部可以沿徑向向外的方向伸出。這些定位伸出部可以繞第一邊緣等間距地間隔開。定位構(gòu)件可以包括位于第二邊緣上的定位凸緣，定位凸緣從環(huán)固定部延伸到柔性管道的入口側(cè)和出口側(cè)的上方。

附圖說明

圖1a和圖1b是根據(jù)本公開的第一實施方式的蠕動泵的橫截面視圖，其中轉(zhuǎn)子處于不同的轉(zhuǎn)動位置；

圖2a和圖2b是示出了在圖1a和圖1b中示出的徑向可變形的環(huán)的細節(jié)的立體圖；

圖3是示出了在被放置到圓筒形的定子中之前圍繞徑向可變形的環(huán)定位的柔性管道的立體圖；

圖4是示出了在轉(zhuǎn)子被裝配到圓筒形的定子中之前柔性管道和徑向可變形的環(huán)被放置在圓筒形的定子中的立體圖；

圖5是轉(zhuǎn)子的細節(jié)圖；

圖6a和圖6b是根據(jù)本公開的第二實施方式的蠕動泵的橫截面視圖，其中轉(zhuǎn)子處于不同的轉(zhuǎn)動位置；

圖7a和圖7b是示出了在圖6a和圖6b中示出的徑向可變形的環(huán)的細節(jié)的立體圖；

圖8是圖7a和圖7b中的徑向可變形的環(huán)的立體視圖，其中柔性管道定位成圍繞徑向可變形的環(huán)；

圖9是示出了在被放置到圓筒形的定子之前圍繞徑向可變形的環(huán)定位的柔性管道的立體圖；

圖10是示出了在轉(zhuǎn)子被裝配到圓筒形的定子之前柔性管道和徑向可變形的環(huán)被放置在圓筒形的定子中的立體圖；

圖11是轉(zhuǎn)子的細節(jié)圖；和

圖12a和圖12b是其中轉(zhuǎn)子處于不同的轉(zhuǎn)動位置的第二實施方式的橫截面視圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將僅通過示例并且參照附圖描述本公開的實施方式。

蠕動泵10、50包括圓筒形的定子12。盡管未示出，圓筒形的定子12能夠例如作為一件式模制件整體形成有液體容器或者能夠可移除地安裝在液體容器上，液體是從液體容器被分配的。

圖1至圖5示出了蠕動泵10的第一實施方式，蠕動泵10包括通常由模制的基本上剛性的塑性材料形成的轉(zhuǎn)子14(在圖5中最好地示出)。轉(zhuǎn)子14包括呈凸角16形式的多個按壓構(gòu)件15，凸角16與主軸18整體形成并且從主軸18徑向向外伸出，凸角16繞主軸18的圓周等間距地間隔開。在示出的實施方式中，轉(zhuǎn)子14包括三個凸角16，然而要理解的是轉(zhuǎn)子14可包括任何適當數(shù)量的凸角16。主軸18包括中央驅(qū)動孔口20，中央驅(qū)動孔口20能夠與諸如電馬達的驅(qū)動軸之類的外部轉(zhuǎn)動驅(qū)動件(未示出)接合。

蠕動泵10包括可以由諸如聚氯乙烯之類的任何適當?shù)膹椥运芰闲纬伞Ｈ嵝怨艿?2具有入口側(cè)24和出口側(cè)26，液體通過入口側(cè)24被遞送至蠕動泵10，并且液體通過出口側(cè)26從蠕動泵10被遞送出。入口側(cè)24和出口側(cè)26是關(guān)于轉(zhuǎn)子14的轉(zhuǎn)動(在附圖中為順時針方向)的法線方向來選定的。入口側(cè)24通常被連接至液體容器(未示出)的液體流出口，并且出口側(cè)26被布置成將液體遞送至期望的位置。柔性管道22繞圓筒形的定子12抵靠內(nèi)壁12a沿圓周方向延伸，并且入口側(cè)24和出口側(cè)26在繞圓筒形的定子12的沿圓周方向相鄰的位置處并排地布置。入口側(cè)24和出口側(cè)26沿基本徑向方向從圓筒形的定子12離開向外延伸。

包括適當?shù)膹椥钥勺冃尾牧?通常為塑性材料)的徑向可變形的環(huán)28位于轉(zhuǎn)子14和沿圓周方向延伸的柔性管道22之間。如在圖1a和圖1b中最好地示出的，可變形的環(huán)28與轉(zhuǎn)子14的凸角16接觸并且通過凸角16被徑向向外變形?？勺冃蔚沫h(huán)28的徑向向外變形將柔性管道22壓靠在圓筒形的定子12的內(nèi)壁12a上，因此當轉(zhuǎn)子14被外部轉(zhuǎn)動驅(qū)動件轉(zhuǎn)動時，柔性管道22在可變形的環(huán)28和內(nèi)壁12a之間的壓縮通過蠕動作用將液體沿著柔性管道22在入口側(cè)24和出口側(cè)26之間輸送。盡管液體通常從柔性管道的入口側(cè)24輸送至出口側(cè)26(如圖1a和1b所示通過沿順時針方向轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子14)，然而流動方向能夠被容易地反向，并且能夠理解的是能夠通過簡單地選擇針對外部轉(zhuǎn)動驅(qū)動件的順時針轉(zhuǎn)動方向或逆時針轉(zhuǎn)動方向來選擇期望的流動方向。

可變形的環(huán)28包括從可變形的環(huán)22徑向向外伸出的呈指部28形式的環(huán)固定部30。環(huán)固定部30被定位在柔性管道22的入口側(cè)24和出口側(cè)26之間并且具有足夠的長度(沿徑向向外的方向)和寬度(沿圓周方向)，使得環(huán)固定部30不能移出其位于入口側(cè)24和出口側(cè)26之間的位置。因此，能夠理解的是當轉(zhuǎn)子14在圓筒形的定子12中轉(zhuǎn)動時環(huán)固定部30阻止可變形的環(huán)28被轉(zhuǎn)子14轉(zhuǎn)動。如果不設置環(huán)固定部30，將使得可變形的環(huán)28被轉(zhuǎn)子14轉(zhuǎn)動并且這將造成柔性管道22在可變形的環(huán)28和圓筒形的定子12的內(nèi)壁12a之間的不希望的拉伸和磨損。

如在圖3中最好地示出的，可變形的環(huán)28具有比柔性管道22的外直徑大的軸向深度。為了輔助蠕動泵10的組裝，可變形的環(huán)28包括多個定位構(gòu)件34，多個定位構(gòu)件34幫助將柔性管道22定位成圍繞可變形的環(huán)28并且阻止柔性管道22軸向滑動離開可變形的環(huán)28。

在示出的實施方式中，定位構(gòu)件34包括位于可變形的環(huán)28的第一邊緣28a上的多個定位伸出部36。定位伸出部36在使用中朝向圓筒形的定子12的內(nèi)壁12a從可變形的環(huán)28徑向向外伸出較小的距離，并且通常被設置在圍繞第一邊緣28a的圓周的等間隔的位置處。定位構(gòu)件34還包括位于第二邊緣28b上的定位凸緣38，定位凸緣38從環(huán)固定部30側(cè)向延伸到柔性管道22的入口側(cè)24和出口側(cè)26的上方。因此，要理解的是定位伸出部36阻止柔性管道22軸向滑動離開可變形的環(huán)22的第一邊緣28a，并且定位凸緣38幫助阻止柔性管道22沿相反方向軸向滑動離開第二邊緣28b。

現(xiàn)在將參照圖3和圖4描述組裝蠕動泵10的方法。首先，將柔性管道22定位成圍繞可變形的環(huán)28使得其徑向接觸可變形的環(huán)28的外表面，并且使得柔性管道22的入口側(cè)24和出口側(cè)26被并排地布置在環(huán)固定部30的兩側(cè)。將要理解的是，定位伸出部36和定位凸緣38幫助使用者將柔性管道22定位成圍繞可變形的環(huán)28并且阻止在組裝的過程中柔性管道22軸向滑動離開可變形的環(huán)28。組裝在一起的柔性管道22和可變形的環(huán)28然后被壓縮——例如通過由箭頭a示意性示出的擠壓——至足以使組裝在一起的柔性管道22和可變形的環(huán)28能夠沿箭頭b的方向被推到圓筒形的定子12中的尺寸。

一旦柔性管道22和可變形的環(huán)28已經(jīng)位于圓筒形的定子12中，如圖4所示，轉(zhuǎn)子14就能夠被裝配，并且該裝配是通過如由箭頭c示意性地示出的將轉(zhuǎn)子14推入可變形的環(huán)28的中央并且同時如由箭頭d示意性示出的使轉(zhuǎn)子14少量轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)的。一旦轉(zhuǎn)子14已經(jīng)被裝配至可變形的環(huán)28的中央中，環(huán)形凸緣14a就可以幫助將柔性管道22保持在圓筒形的定子12內(nèi)部的正確的位置。一旦被組裝，中央驅(qū)動孔口20能夠與可被操作以使轉(zhuǎn)子14轉(zhuǎn)動的外部轉(zhuǎn)動驅(qū)動件接合。

現(xiàn)在參照圖6至圖12，示出了蠕動泵50的第二實施方式。蠕動泵50與圖1至圖5中示出的蠕動泵10具有許多共同的特征，并且相應的特征使用相應的附圖標記表示。現(xiàn)在將說明蠕動泵10和50之間的不同之處。

蠕動泵50包括轉(zhuǎn)子52(在圖11中最好地示出)，轉(zhuǎn)子52包括沿直徑方向相反的兩個凸角54，兩個凸角54與主軸18整體形成并且從主軸18徑向向外伸出。如在圖6a和6b中最好地示出的，各個凸角54具有彎曲的或拱形的按壓表面54a，按壓表面54a相對于主軸軸線的半徑逐漸地且平順地增大。當轉(zhuǎn)子52在圓筒形的定子12中沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，按壓表面54a逐步地將柔性管道22壓靠在圓筒形的定子12的內(nèi)壁12a上。各個凸角54還具有頂點54b，按壓表面54a在頂點54b處終止，并且從圖6a和6b中顯而易見的是各個頂點54b被布置成將柔性管道22完全壓靠在圓筒形的定子12的內(nèi)壁12a上以實現(xiàn)所需要的蠕動泵送作用。

參照圖7和圖8，蠕動泵50包括徑向可變形的環(huán)56，徑向可變形的環(huán)56具有在第一軸向邊緣56a上沿圓周方向間隔開的多個徑向伸出部58。徑向伸出部58在使用中朝向圓筒形的定子12的內(nèi)壁12a沿徑向向外的方向伸出。轉(zhuǎn)子52包括環(huán)形凸緣52a，環(huán)形凸緣52a將柔性管道22和徑向可變形的環(huán)56軸向地保持在圓筒形的定子12中。如在圖12a和12b中最好地示出的，徑向可變形的環(huán)56布置在蠕動泵50的圓筒形的定子12中，使得徑向伸出部58與環(huán)形凸緣52a接觸。徑向伸出部58用作平面支承構(gòu)件或支承凸緣，并且將柔性管道22與環(huán)形凸緣52a的軸向內(nèi)表面間隔開。如上文指出的，這減少或消除了當轉(zhuǎn)子52轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)動的環(huán)形凸緣52a與柔性管道22之間的摩擦力并且防止柔性管道22被環(huán)形凸緣52a夾緊和拉伸。

盡管在第二實施方式中徑向伸出部58的主要作用是用作支承構(gòu)件或支承凸緣，但將理解的是徑向伸出部58以與第一實施方式中的定位伸出部36相同的方式輔助柔性管道22在徑向可變形的環(huán)56上的軸向定位和保持。

為了進一步輔助柔性管道22的軸向定位和保持，徑向可變形的環(huán)56可以可選地包括位于第二軸向邊緣56b上的定位結(jié)構(gòu)60(在圖7和圖8中最好地示出)。定位結(jié)構(gòu)60包括一對反向延伸的定位伸出部62，該一對反向延伸的定位伸出部62從環(huán)固定部30延伸到柔性管道22的入口側(cè)24和出口側(cè)26的上方。

組裝蠕動泵50的方法與上文參照圖3和圖4說明的組裝方法大致相同。也就是說，首先將柔性管道22定位成圍繞可變形的環(huán)56，如圖9所示，使得柔性管道22接觸可變形的環(huán)56的徑向外表面，并且使得柔性管道22的入口側(cè)24和出口側(cè)26并排地布置在環(huán)固定部30的兩側(cè)。在該實施方式中，徑向伸出部58和定位伸出部62可以幫助使用者將柔性管道22定位成圍繞可變形的環(huán)56并且?guī)椭乐乖诮M裝的過程中柔性管道22軸向滑動離開可變形的環(huán)56。組裝在一起的柔性管道22和可變形的環(huán)56然后被壓縮——例如通過由箭頭a示意性示出的擠壓——至足以使組裝在一起的柔性管道22和可變形的環(huán)56能夠以徑向伸出部58位于最上方的方式沿箭頭b的方向被推到圓筒形的定子12中的尺寸。

一旦柔性管道22和可變形的環(huán)56已經(jīng)位于圓筒形的定子12中，如圖10所示，轉(zhuǎn)子52就能夠被裝配，并且該裝配是通過如由箭頭c示意性地示出的將轉(zhuǎn)子52推入可變形的環(huán)56的中央并且同時如由箭頭d示意性示出的使轉(zhuǎn)子52少量轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)的。一旦轉(zhuǎn)子52已經(jīng)被裝配至可變形的環(huán)56的中央中，環(huán)形凸緣52a接觸徑向伸出部58，如上所述，徑向伸出部58用作將柔性管道22與環(huán)形凸緣52a間隔開的支承凸緣。一旦被組裝，中央驅(qū)動孔口20能夠與可被操作以使轉(zhuǎn)子52轉(zhuǎn)動的外部轉(zhuǎn)動驅(qū)動件接合。

盡管在前面的段落中已經(jīng)描述了示例性的實施方式，然而應該理解的是可以在不脫離所附的權(quán)利要求的范圍的情況下對這些實施方式做出各種改型。因此，權(quán)利要求的寬度和范圍不應局限于上述示例性的實施方式。在說明書、包括權(quán)利要求和附圖中公開的各個特征可以由替代的特征替換，從而用于相同、相等或類似的目的，除非另有明確說明。

例如，轉(zhuǎn)子14、52可以包括替代中央驅(qū)動孔口20的伸出部，該伸出部可以接合外部轉(zhuǎn)動驅(qū)動件的驅(qū)動軸中的孔口。

除非文中明確要求，否則，在整個說明書和權(quán)利要求中，詞語“包括”“包含”等要被理解為包含的而不是排他的或窮舉的含義；也就是“包括而不限于”的意思。

上述特征在其可能的所有變型中的組合均被包含在本發(fā)明中，除非另外指出或者與上下文明顯矛盾。