具有保守泵作用力的泵膜的擴(kuò)張彈性的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及隔膜泵領(lǐng)域。本發(fā)明尤其涉及病人監(jiān)測(cè)、呼吸監(jiān)測(cè)、麻醉監(jiān)測(cè) 設(shè)備中，特別是監(jiān)測(cè)病人呼吸氣體成分的醫(yī)學(xué)通氣監(jiān)測(cè)和氣體分析儀中，當(dāng)做采樣泵使用 的隔膜泵。
【背景技術(shù)】
[0002] 隔膜泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊及密封性好的優(yōu)點(diǎn)。因此，隔膜泵作為流體分析的采 樣泵廣泛應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備和生化分析。在醫(yī)學(xué)通氣監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，氣體測(cè)量模塊分析隔膜泵從 病人呼吸回路中采集的氣體，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病人呼吸回路中氣體的組成成分以獲取病人的狀 態(tài)。目前，氣體測(cè)量模塊趨向于小型化并具有更好的穩(wěn)定性及更低的能耗。因此，對(duì)有關(guān)膜 泵的尺寸、壽命和能量損失的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。
[0003] 檢測(cè)氣體的氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備，例如感應(yīng)器，通常為精密元件，對(duì)降低測(cè)量準(zhǔn)度的振動(dòng) 干擾很敏感。在正常情況下，采樣泵是監(jiān)測(cè)模塊主要振動(dòng)來(lái)源，如此可能導(dǎo)致影響測(cè)量精度 的噪音產(chǎn)生。因此，采樣泵需要提供更加穩(wěn)定的采樣樣本。
[0004] 常規(guī)設(shè)計(jì)的隔膜泵具有平薄膜以及呈球形凹面或具有平底面的圓柱形狀的泵腔 體。托馬斯隔膜泵和Xavitcch*泵均屬于這類隔膜泵。此外，這類隔膜泵的薄膜通常是外 部邊緣固定以形成泵區(qū)。這樣的設(shè)計(jì)限制了薄膜的彈性形變能力，同時(shí)也限制了薄膜的沖 程長(zhǎng)度。而泵區(qū)則限制了隔膜泵的最大泵壓力（因?yàn)楸脜^(qū)與泵作用力會(huì)共同限制最大泵壓 力）以及疲勞壽命。另一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)平薄膜匹配于腔體的凹面或平表面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生噪聲， 與此同時(shí)，沖程將立即停止產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。
[0005] 因此，有必要提供一種改進(jìn)的隔膜泵。特別是提供一種比現(xiàn)有隔膜泵更小型的且 在提供更高壓力的同時(shí)具有更小振動(dòng)和更安靜的隔膜泵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 相應(yīng)地，優(yōu)選地本發(fā)明實(shí)施例的目的在于減少或消除現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)不 足、缺點(diǎn)或問(wèn)題，例如通過(guò)提供根據(jù)附屬的具有保守泵力的泵膜的擴(kuò)張彈性的權(quán)利要求形 成的裝置或方法來(lái)減少或消除上述提出的單個(gè)問(wèn)題或多個(gè)問(wèn)題的任何結(jié)合，例如通過(guò)用于 病人監(jiān)測(cè)、呼吸監(jiān)測(cè)、麻醉監(jiān)測(cè)的裝置，尤其用于醫(yī)學(xué)通氣監(jiān)測(cè)的裝置，以及用于監(jiān)測(cè)病人 呼吸時(shí)的氣體成分的氣體分析儀。
[0007] 這里所揭露的是提供具有保守泵力的泵膜的擴(kuò)張彈性的裝置、系統(tǒng)和方法。
[0008] 根據(jù)揭露的一方面，包括泵殼、隔膜元件及第二泵殼的泵被揭露。泵殼包括腔體， 腔體包括壁及具有第一區(qū)域的開口端。泵殼包括環(huán)繞腔體開口端的延展表面。隔膜元件具 有第二區(qū)域。泵殼包括環(huán)繞腔體的開口端的延展表面。隔膜元件具有第二區(qū)域。隔膜元件 包括具有第三區(qū)域的第一中間部，第三區(qū)域的尺寸等于腔體的開口端的第一區(qū)域的尺寸。 隔膜元件設(shè)置于泵殼之上且第一中間部位于開口端之上，以形成密封腔體。隔膜元件的一 部分滑動(dòng)地夾持于延展表面及第二泵殼之間，在有作用力施加時(shí)夾持部分做徑向移動(dòng)及伸 展。
[0009] 這個(gè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于保持隔膜元件滑動(dòng)地固定在比實(shí)際工作區(qū)域的直徑大的區(qū) 域，因此隔膜可自由地做徑向移動(dòng)及擴(kuò)張。更大的區(qū)域使得隔膜可擴(kuò)張更多，因此可實(shí)現(xiàn)較 長(zhǎng)的沖程（例如每次沖程輸出的量大）。并且，由于徑向運(yùn)動(dòng)，在擴(kuò)張較小的情況下，可保持 相同的泵輸出量，由于較低的疲勞應(yīng)力等級(jí)，隔膜的疲勞負(fù)荷壽命顯著增加，例如為具有較 長(zhǎng)的壽命。隔膜的彈性阻力消耗較少的可用作用力，因此可用泵作用力可被更有效率地利 用。
[0010] 第一中間部和腔體都為環(huán)形。
[0011] 在某些例子中壁為傾斜內(nèi)壁。傾斜內(nèi)壁為直的，或凸起的，或凹陷的，或具有兩個(gè) 或多個(gè)半徑，或?yàn)檎也ㄐ涡螤?，或?yàn)楦唠A多項(xiàng)式波形形狀。
[0012] 隔膜元件的第一中間部的第三區(qū)域可為有效泵區(qū)域。
[0013] 泵殼的延展表面包括尺寸至少與隔膜元件相等的區(qū)域。
[0014] 在某些例子中，隔膜元件包括凸出邊緣。凸出邊緣的作用如同0型圈，用于增強(qiáng)密 封效果。
[0015] 延展表面包括凹槽，以安裝隔膜元件的凸出邊緣。這個(gè)可用于將隔膜元件固定于 泵殼。
[0016] 在某些例子中，隔膜元件包括具有第四區(qū)域的第二中間部。第二中間部為隔膜元 件的中心部分。第二中間部比隔膜元件的其他部分厚。第二元件的其他部分可以考慮為環(huán) 繞第二中間部的外圍部。并且，第二中間部的第四區(qū)域小于腔體的開口端的第一區(qū)域。
[0017] 這里揭露的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于因?yàn)闆_程以漸進(jìn)式地方式減速，可以阻止沖程碰撞腔 體的底部，不僅可以使沖程無(wú)聲停止，而且可將機(jī)械噪音降至最低。進(jìn)一步，在接近沖程的 結(jié)束時(shí)，減速可降低隔膜的有效泵區(qū)域。因?yàn)闆_程作用力是不變的，在接近沖程的結(jié)束時(shí)， 泵變得更強(qiáng)。
[0018] 第二中間部可為環(huán)形。
[0019] 在某些例子中，隔膜由彈性材料制作而成。材料可為橡膠及/或?yàn)橄铝胁牧系囊?種：氯丁二烯、三元乙丙橡膠、氟橡膠、硅、熱塑性彈性體或腈。
[0020] 在某些例子中，第二中間部與隔膜元件的其他部分的厚度比例范圍為2-15。
[0021] 在進(jìn)一步的某些例子中，隔膜元件的第二區(qū)域與第一中間部的第三區(qū)域的比例范 圍為 1. 5-10。
[0022] 在某些例子中，第二中間部包括傾斜外壁，如截頭錐體，傾斜外壁具有大于頂部的 基部。
[0023] 在某些例子中，第二泵殼包括邊緣，邊緣為圓錐形，或者包括朝向所述開口端的一 個(gè)或多個(gè)半徑。
[0024] 根據(jù)揭露的另一方面，一種用于泵膜的擴(kuò)張彈性的方法被揭露。該方法包括提供 這里所描述的泵。向隔膜元件的第一中間部施加往復(fù)式?jīng)_程運(yùn)動(dòng)，因此隔膜元件的一部分 滑動(dòng)地夾持于泵殼的延展表面及第二泵殼之間，因此夾持部分可自由地做徑向移動(dòng)以及伸 展。
[0025] 需要強(qiáng)調(diào)的是本說(shuō)明書中使用的單詞"包括"是用于詳述特征、整數(shù)、步驟或元件 的存在，而不是排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、元件或分組的存在或增加。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 揭露的例子中的這些和其他方面、特征以及優(yōu)點(diǎn)是明顯的，并由以下對(duì)本發(fā)明揭 露的實(shí)施例的描述以及對(duì)附圖的參考進(jìn)行闡述，其中：
[0027] 圖1為一個(gè)例子中泵殼以及隔膜的剖視圖。
[0028] 圖2為一個(gè)例子中泵殼以及隔膜的剖視圖。
[0029] 圖3為隔膜泵的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 結(jié)合附圖對(duì)揭露的具體實(shí)施例進(jìn)行描述。然而，揭露的內(nèi)容可有多種不同的表現(xiàn) 方式，并不限于這里所揭露的表現(xiàn)形式。當(dāng)然地，提供的這些實(shí)施例可使得揭露的內(nèi)容是全 面的、完整的，以及將本發(fā)明的保護(hù)范圍完全地傳達(dá)至本領(lǐng)域的技術(shù)人員。附圖解釋的實(shí)施 例的詳細(xì)描述中的專用名詞并不用于對(duì)揭露的內(nèi)容進(jìn)行限制。在圖示中，同樣的標(biāo)號(hào)指代 同樣的元件。
[0031] 下面的描述致力于描述本發(fā)明揭露的實(shí)施例中的隔膜元件及隔膜泵。隔膜泵作為 裝置的采樣泵，這些裝置用于病人監(jiān)測(cè)、呼吸監(jiān)測(cè)、麻醉監(jiān)測(cè)，尤其是醫(yī)學(xué)通氣監(jiān)測(cè)以及為 用于監(jiān)測(cè)病人呼吸時(shí)的氣體成分的氣體分析儀。然而，可以理解地本發(fā)明并不限制于這些 應(yīng)用，而是可以應(yīng)用于需要流體泵的許多其他系統(tǒng)。
[0032] 圖1揭露的隔膜泵100,在一個(gè)例子中包括泵殼1及隔膜元件6。泵殼包括具有開 口端的腔體21，開口端包括第一區(qū)域。隔膜元件6設(shè)置于腔體21的開口端之上以密封腔體 21〇
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