CN109763966A - 一种串联腔体压电驱动的间接式药物输送泵 - Google Patents

Abstract

本发明属于药物输送泵领域，具体涉及一种串联腔体压电驱动的间接式药物输送泵，包括泵壳，泵壳内部设置有盖体、左泵体、中间体、右泵体与端盖且依次相连，端盖安装在泵壳上，柔性囊安装在盖体上，柔性囊中设置有液体介质；第一泵腔由第一压电振子和左泵体构成，第二泵腔由第二压电振子和左泵体构成，第三泵腔由第三压电振子和右泵体构成，三个腔体为串联式；柔性隔膜与药物储存囊紧贴安装，通过串联腔体压电驱动输送柔性囊中液体介质挤压柔性隔膜与药物储存器，间接实现药物的输送；药物储存器为一次性更换部件，通过入口通道与出口通道之间截止阀的设置，可实现药物储存器的快速更换。特色与优势：药物利用率高；易维护；输出压力大。

Description

一种串联腔体压电驱动的间接式药物输送泵

技术领域

本发明属于药物输送泵领域，具体涉及一种串联腔体压电驱动的间接式药物输送泵。

背景技术

压电泵具有结构简单、体积小、功耗低、控制精确以及无电磁干扰等优点，在精确药物输送领域具有广泛的应用前景，受到了国内外研究人员的持续关注。人们在提升压电药物输送泵的输出性能、稳定性以及适用性方面已经取得了显著的进展，如中国发明专利号为CN1807887的《集成式精密药物输送泵》，采用多压电振子方式构成薄膜泵进行药物输送，提高了药物输送泵的输出压力和流量；中国实用新型专利号为CN204402805U的《一种谐振型压电隔膜泵》，采用压电共振效应进行药物输送，结构紧凑且输出能力强。但现有压电药物输送泵大都采用直接输药方式(药物直接通过泵腔)，存在以下缺点：1)药物利用率低：药物会在泵腔内残留，大大降低药物的利用率；2)维护难度大：药物更换过程中，泵腔和流道要经过严格的清洗和消毒维护，此避免药物的交叉污染，维护难度大；3)更换成本高：一次性使用后，丢弃压电泵中的压电驱动部分，其成本高且易产生环境污染。

发明内容

针对现有压电驱动药物输送泵的问题，本发明提出一种串联腔体压电驱动的间接式药物输送泵，以下简称药物输送泵。

本发明采取的技术方案是：如图1、2、3所示，端盖通过螺钉安装在泵壳上，泵壳内部设置有盖体、左泵体、中间体、右泵体与端盖且依次相连，柔性囊安装在盖体上；药物储存器为可拆卸部件，包括药物储存囊和基体，药物储存囊由弹性材料制成，药物储存囊边缘与基体相连，基体上设置有药物储存器和药物出口；所述药物储存器与右泵体相连；所述盖体与左泵体之间、左泵体与中间体之间、中间体与右泵体之间分别安装有第一压电振子、第二压电振子、第三压电振子，第一压电振子、第二压电振子、第三压电振子均由金属基板和压电陶瓷晶片同心粘接而成，且压电陶瓷晶片的直径小于金属基板，第一压电振子、第二压电振子的金属基板边缘与左泵体相连，第三压电振子的金属基板边缘与右泵体相连；所述左泵体在朝向第一压电振子一侧设置有第一泵腔，第一泵腔由第一压电振子和左泵体构成，左泵体设置有第一单向阀和第二单向阀；所述左泵体在朝向第二压电振子一侧设置有第二泵腔，第二泵腔由第二压电振子和左泵体构成；所述右泵体在朝向第三压电振子一侧设置有第三泵腔，第三泵腔由第三压电振子和右泵体构成，右泵体上设置有第三单向阀和第四单向阀；所述第一单向阀控制进口通道往第一泵腔的单向流通，第二单向阀控制第一泵腔往第二泵腔的单向流通，第三单向阀控制第二泵腔往第三泵腔的单向流通，第四单向阀控制第三泵腔往出口通道的单向流通；所述第二泵腔与第三泵腔通过中间通道相连；所述进口通道一端与柔性囊中液体介质连通，另一端分为两分支，一分支与第一泵腔连接、一分支与截止阀连通；所述出口通道一端与第三泵腔连接，另一端分为两分支，一分支与柔性隔膜连通、一分支与截止阀连通；所述截止阀控制入口通道与出口通道的通断，在输药过程中，截止阀为关闭状态，即输药过程中，进口通道与出口通道不连通；所述柔性隔膜边缘与右泵体相连，柔性隔膜与药物储存囊紧贴安装。

一种较佳工作状态可分为初始状态、第一工作状态、第二工作状态，初始状态：截止阀关闭，第一压电振子、第二压电振子、第三压电振子处于不变形状态；第一工作状态：第一压电振子、第三压电振子施加与压电陶瓷晶片极化方向相反的电压，第二压电振子施加与压电陶瓷晶片极化方向相同的电压，第一压电振子、第三压电振子向泵腔外弯曲，第二压电振子向泵腔内弯曲，第一泵腔、第三泵腔容积增加，第二泵腔容积减小，在泵腔内的压力作用下，第一单向阀、第三单向阀开启，第二单向阀、第四单向阀关闭，柔性囊内液体介质进入第一泵腔、第二泵腔内液体介质进入第三泵腔；第二工作状态：第一压电振子、第三压电振子施加与压电陶瓷晶片极化方向相同的电压，第二压电振子施加与压电陶瓷晶片极化方向相反的电压，第一压电振子、第三压电振子向泵腔内弯曲，第二压电振子向泵腔外弯曲，第一泵腔、第三泵腔容积减小，第二泵腔容积增大，在泵腔内的压力作用下，第一单向阀、第三单向阀关闭，第二单向阀、第四单向阀开启，第一泵腔内液体介质进入第二泵腔、第三泵腔内液体介质排出，挤压柔性隔膜和药物储存器，药物开始输出；在交变电压信号驱动下，第一、第二工作状态依次重复可实现药物的连续注射。在药物储存器中药物用尽后，药物储存器一次性整体更换，整体更换过程中，将截止阀打开，出口通道与进口通道连通，在挤压作用下液体介质重回柔性囊中，安装完毕后，将截止阀关闭，药物输送泵重回初始状态。

本发明的特色及优势在于：①药物利用率高：采用间接式药物输送方式，药物不经过泵腔，不会出现药物在泵腔内滞留的情况，药物得到充分的利用；②易维护：在药物储存器中药物用尽后，配合截止阀(常闭)，可对药物储存容器(一次性)整体进行更换，无需对泵腔和流道进行其他处理，使用者易于维护；③输出压力大：由串联腔体压电振子驱动，故可获得高压力输出。

附图说明

图1是本发明一种较佳实施例中药物输送泵的结构及其剖面示意图；

图2是本发明一种较佳实施例中药物输送泵第一工作状态示意图；

图3是本发明一种较佳实施例中药物输送泵第二工作状态示意图；

图标：1-柔性囊；2-泵壳；31-第一压电振子；32-第二压电振子；33-第三压电振子；300-压电陶瓷晶片；301-金属基板；4-第二单向阀；5-第四单向阀；6-出口通道；7-柔性隔膜；8-端盖；9-药物储存器；91-柔性药物囊；92-基体；920-药物储存腔；921-药物出口；10-右泵体；11-截止阀；12-第三单向阀；13-第四泵腔；14-中间通道；15-中间体；16-第二泵腔；17-左泵体；18-进口通道；19-第一单向阀；20-第一泵腔；21-盖体。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体化连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

请参阅图1、图2、图3，下面将结合附图对本发明实施的药物输送泵作详细说明。

端盖8通过螺钉安装在泵壳2上，泵壳2内部设置有盖体21、左泵体17、中间体15、右泵体10与端盖8且依次相连，柔性囊1安装在盖体21上；药物储存器9为可拆卸部件，包括药物储存囊91和基体92，药物储存囊91为弹性材料制成，药物储存囊91边缘与基体92相连，基体92上设置有药物储存器920和药物出口921；所述药物储存器9与右泵体10相连；所述盖体21与左泵体17之间、左泵体17与中间体15之间、中间体15与右泵体10之间分别安装有第一压电振子31、第二压电振子32、第三压电振子33，第一压电振子31、第二压电振子32、第三压电振子33均由金属基板301和压电陶瓷晶片300同心粘接而成，且压电陶瓷晶片300的直径小于金属基板301，第一压电振子31、第二压电振子32的金属基板301边缘与左泵体17相连，第三压电振子33的金属基板301边缘与右泵体10相连；所述左泵体17在朝向第一压电振子31一侧设置有第一泵腔20，第一泵腔20由第一压电振子31和左泵体17构成，左泵体17设置有第一单向阀19和第二单向阀4；所述左泵体17在朝向第二压电振子32一侧设置有第二泵腔16，第二泵腔16由第二压电振子32和左泵体17构成；所述右泵体10在朝向第三压电振子33一侧设置有第三泵腔13，第三泵腔13由第三压电振子33和右泵体10构成，右泵体10上设置有第三单向阀12和第四单向阀5；所述第一单向阀19控制进口通道18往第一泵腔20的单向流通，第二单向阀4控制第一泵腔20往第二泵腔16的单向流通，第三单向阀12控制第二泵腔16往第三泵腔13的单向流通，第四单向阀5控制第三泵腔13往出口通道6的单向流通；所述第二泵腔16与第三泵腔12通过中间通道14相连；所述进口通道18一端与柔性囊1中液体介质连通，另一端分为两分支，一分支与第一泵腔20连接、一分支与截止阀11连通；所述出口通道6一端与第三泵腔13连接，另一端分为两分支，一分支与柔性隔膜7连通、一分支与截止阀11连通；所述截止阀11控制入口通道18与出口通道6的通断，在输药过程中，截止阀11为关闭状态，即入口通道18与出口通道6不连通；所述柔性隔膜7边缘与右泵体10相连，柔性隔膜7与药物储存囊91紧贴安装。

本实施例的具体工作原理，叙述如下：

一种较佳工作状态可分为初始状态、第一工作状态、第二工作状态，初始状态：截止阀11关闭，第一压电振子31、第二压电振子32、第三压电振子33处于不变形状态；第一工作状态：第一压电振子31、第三压电振子33施加与压电陶瓷晶片300极化方向相反的电压，第二压电振子32施加与压电陶瓷晶片300极化方向相同的电压，第一压电振子31、第三压电振子33向泵腔外弯曲，第二压电振子32向泵腔内弯曲，第一泵腔20、第三泵腔13容积增加，第二泵腔16容积减小，在泵腔内的压力作用下，第一单向阀19、第三单向阀12开启，第二单向阀4、第四单向阀5关闭，柔性囊1内液体介质进入第一泵腔20、第二泵腔16内液体介质进入第三泵腔13；第二工作状态：第一压电振子31、第三压电振子33施加与压电陶瓷晶片300极化方向相同的电压，第二压电振子32施加与压电陶瓷晶片300极化方向相反的电压，第一压电振子31、第三压电振子33向泵腔内弯曲，第二压电振子32向泵腔外弯曲，第一泵腔20、第三泵腔13容积减小，第二泵腔16容积增大，在泵腔内的压力作用下，第一单向阀19、第三单向阀12关闭，第二单向阀4、第四单向阀5开启，第一泵腔20内液体介质进入第二泵腔16、第三泵腔13内液体介质排出，挤压柔性隔膜7和药物储存器9，药物开始输出；在交变电压信号驱动下，第一、第二工作状态依次重复可实现药物的连续注射。在药物储存器9中药物用尽后，药物储存器一次性整体更换，整体更换过程中，将截止阀11打开，出口通道6与进口通道18连通，在挤压作用下液体介质重回柔性囊1中，安装完毕后，将截止阀11关闭，药物输送泵重回初始状态。

Claims (2)

1.一种串联腔体压电驱动的间接式药物输送泵，其特征在于：端盖通过螺钉安装在泵壳上，泵壳内部设置有盖体、左泵体、中间体、右泵体与端盖且依次相连，柔性囊安装在盖体上；药物储存器为可拆卸部件，包括药物储存囊和基体，药物储存囊由弹性材料制成，药物储存囊边缘与基体相连，基体上设置有药物储存器和药物出口；所述药物储存器与右泵体相连；所述盖体与左泵体之间、左泵体与中间体之间、中间体与右泵体之间分别安装有第一压电振子、第二压电振子、第三压电振子；所述第一压电振子、第二压电振子、第三压电振子均由金属基板和压电陶瓷晶片同心粘接而成，且压电陶瓷晶片的直径小于金属基板；所述第一压电振子、第二压电振子的金属基板边缘与左泵体相连，第三压电振子的金属基板边缘与右泵体相连；所述左泵体在朝向第一压电振子一侧设置有第一泵腔，左泵体设置有第一单向阀和第二单向阀；所述左泵体在朝向第二压电振子一侧设置有第二泵腔；所述右泵体在朝向第三压电振子一侧设置有第三泵腔，右泵体上设置有第三单向阀和第四单向阀；所述进口通道一端与柔性囊中液体介质连通，另一端分为两分支，一分支与第一泵腔连接、一分支与截止阀连通；所述出口通道一端与第三泵腔连接，另一端分为两分支，一分支与柔性隔膜连通、一分支与截止阀连通；所述截止阀控制入口通道与出口通道的通断，在输药过程中，截止阀为关闭状态；所述柔性隔膜边缘与右泵体相连，柔性隔膜与药物储存囊紧贴安装。

2.根据权利要求1所述的串联腔体压电驱动的间接式药物输送泵，其特征在于：药物储存器为一次性整体更换部件。