CN113389716B - 隔膜泵和压力调节设备 - Google Patents

Abstract

一种隔膜泵包括通向隔膜泵的外部的流体入口、流体排出端口和流体排放端口。该隔膜泵还包括：由隔膜形成的泵室；使泵室与流体入口连通的抽吸通道；打开/关闭抽吸通道的抽吸阀；使泵室与流体排出端口连通的排出通道；打开/关闭排出通道的排出阀；以及使排出通道与流体排放端口连通的排放通道。

Description

隔膜泵和压力调节设备

技术领域

本发明涉及一种能够调节排出的流体的压力的隔膜泵以及一种使用该隔膜泵的压力调节设备。

背景技术

使用空气作为介质对加压目标对象加压以及降低加压目标对象的压力的压力调节设备用于将空气供应到例如电子血压计的袖带。日本专利公开No.2015-70969(文献1)公开了这种类型的压力调节设备。压力调节设备包括：向电子血压计的袖带供应空气的泵，以及在血压测量期间以恒定速度逐渐地排出填充在袖带中的空气的慢排放阀。

日本专利公开No.2018-112127(文献2)公开了作为能够向电子血压计的袖带供应空气的泵的示例的隔膜泵。隔膜泵被构造成将马达的旋转转换为往复运动，将往复运动传递到隔膜的泵部，在泵部扩张的过程中将空气吸入泵部，以及在泵部收缩的过程中排出空气。

文献1中公开的压力调节设备使用慢排放阀来调节压力。这增加了零件数量和制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在不在排气***中使用慢排放阀的情况下调节压力的隔膜泵和压力调节设备。

为了实现该目的，根据本发明，提供一种隔膜泵，该隔膜泵包括：隔膜，其包括杯状泵部；泵室，其包括壁，该壁包括所述泵部；驱动装置，其连接到泵部的底部，并被构造成将旋转转换为往复运动以及增大/减小泵室的容量；流体入口、流体排出端口和流体排放端口，其通向隔膜泵的外部；抽吸通道，其被构造成使泵室与流体入口连通；抽吸阀，其被构造成打开/关闭抽吸通道，以在泵室的容量增大的过程中使流体从流体入口向泵室流动；排出通道，其被构造成使泵室与流体排出端口连通；排出阀，其被构造成打开/关闭排出通道，以在泵室的容量减小的过程中使流体从泵室向流体排出端口流动；以及排放通道，其被构造成使排出通道与流体排放端口连通。

排放通道可以总是打开的。

排放通道可以与排出通道中位于排放阀的下游侧的区域连接。

流体排放端口的宽度可以小于流体排出端口的宽度。

隔膜泵还可以包括：隔膜壳体，其与隔膜一起形成泵室；以及盖，其附接到隔膜壳体；排放通道可以包括形成在盖中的通孔。

隔膜泵还可以包括：隔膜壳体，其与隔膜一起形成泵室；以及盖，其附接到隔膜壳体。盖可以包括排出管。流体入口、流体排出端口和流体排放端口可以形成在盖的外表面中。抽吸通道可以包括：抽吸流体室，其形成在隔膜壳体和盖之间；第一通孔，其形成在隔膜壳体中并被构造成使抽吸流体室与泵室连通；以及第二通孔，其形成在盖中并被构造成使流体入口与抽吸流体室连通。排出通道可以包括：排出流体室，其形成在隔膜壳体和盖之间；第三通孔，其形成在隔膜壳体中并被构造成使排放流体室与泵室连通；以及排出管的中空部，其被构造成使流体排出端口与排出流体室连通。排出通道可以包括第四通孔，该第四通孔形成在盖中并被构造成使流体排出端口与排出流体室连通。

根据本发明，提供一种压力调节设备，该压力调节设备包括：上述隔膜泵；马达，其被构造成向驱动装置施加旋转力；以及控制装置，其被构造成控制马达的操作，其中，控制装置被构造成控制马达的转速以及调节从流体排出端口排出的流体的压力。

压力调节设备还可以包括：流体通道，其被构造成使排出通道与加压目标对象连通；以及排放阀，其被构造成选择性地排放流体通道中的流体。

压力调节设备还可以包括压力传感器，该压力传感器被构造成检测流体通道中的压力，并且控制装置可以被构造成基于由压力传感器检测到的压力来控制转速。

控制装置可以被构造成不仅在压力增大时而且在压力减小时控制转速以及调节压力。

根据本发明，提供一种压力调节设备，该压力调节设备包括：隔膜，其包括杯状泵部；泵室，其包括壁，该壁包括所述泵部；驱动装置，其连接到泵部的底部，并被构造成将旋转转换为往复运动以及增大/减小泵室的容量；马达，其被构造成向驱动装置施加旋转力；流体入口、流体排出端口和第一排放端口，其通向隔膜泵的外部；抽吸通道，其被构造成使泵室与流体入口连通；抽吸阀，其被构造成打开/关闭抽吸通道，以在泵室的容量增大的过程中使流体从流体入口向泵室流动；排出通道，其被构造成使泵室与流体排出端口连通；排出阀，其被构造成打开/关闭排出通道，以在泵室的容量减小的过程中使流体从泵室向流体排出端口流动；第一排放通道，其被构造成使第一排放端口与排出通道中位于排出阀的流体出口和流体排出端口之间的区域连通；差压调节阀，其被构造成在排出通道中位于排出阀的流体出口的上游侧的压力高于第一排放通道中的压力时关闭第一排放通道，以及在排出通道中位于排出阀的流体出口的上游侧的压力不高于第一排放通道中的压力时打开第一排放通道；以及控制装置，其被构造成控制马达的操作，其中，控制装置被构造成控制马达的转速以及调节从流体排出端口排出的流体的压力。

压力调节设备还可以包括：第二排放端口，其通向隔膜泵的外部；以及第二排放通道，其被构造成使第二排放端口与排出通道中位于排出阀的流体出口和流体排出端口之间的区域连通。

第二排放通道可以总是打开的。

第二排放端口的宽度可以小于流体排出端口的宽度。

压力调节设备还可以包括：第三排放端口，其通向隔膜泵的外部；以及第三排放通道，其被构造成使第三排放端口与排出通道中位于排出阀的流体出口的上游侧的区域连通。

压力调节设备还可以包括：流体通道，其被构造成使排出通道与加压目标对象连通；以及压力传感器，其被构造成检测流体通道中的压力，并且控制装置可以被构造成基于由压力传感器检测到的压力来控制转速。

控制装置可以被构造成不仅在压力增大时而且在压力减小时控制转速以及调节压力。

排出通道可以包括输入侧空间，该输入侧空间被布置在排出阀的流体出口的上游侧，而输出侧空间可以居于第一排放通道与下述区域之间：该区域在排出通道中位于排出阀的流体出口和流体排出端口之间。输入侧空间可以由隔板与输出侧空间分开，该隔板包括压差调节阀。

隔膜泵还可以包括：隔膜壳体，其与隔膜的泵部一起形成泵室；盖，其附接到隔膜壳体；以及隔板，其被夹在隔膜壳体和盖之间。输入侧空间形成在隔膜壳体和隔板之间，输出侧空间形成在盖和隔板之间。输入侧空间是排出通道的一部分，并且被布置在排出阀的流体出口的上游侧。输出侧空间居于第一排放通道与下述区域之间：该区域在排出通道中位于排出阀的流体出口和流体排出端口之间。隔板包括压差调节阀。

流体入口、流体排出端口、第一排放端口、抽吸通道、排出通道和第一排放通道可以形成在盖中。第二排放端口和第二排放通道可以形成在盖中。第三排放端口和第三排放通道可以形成在盖中。隔板可以包括通孔，该通孔被构造成使输入侧空间与第三排放通道连通。第三排放通道/通孔可以总是打开的。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的压力调节设备的框图；

图2是隔膜泵的剖视图；

图3是示出马达的转速与隔膜泵的排出压力之间的关系的曲线图；

图4是示出排出压力随时间变化的曲线图；

图5是本发明的第二实施例的压力调节设备的框图；

图6是隔膜泵的剖视图；

图7是用于说明差压调节阀的操作的剖视图；

图8是用于说明差压调节阀的操作的剖视图；

图9是示出马达的转速与隔膜泵的排出压力之间的关系的曲线图；以及

图10是示出排出压力随时间变化的曲线图。

具体实施方式

【第一实施例】

将参照图1至图4详细描述根据本发明的第一实施例的隔膜泵和压力调节设备。

图1所示的压力调节设备1可以用作将空气供应到例如电子血压计的袖带A(加压目标对象)的装置。压力调节设备1包括泵驱动马达2、控制泵驱动马达2的操作的控制装置3、连接到控制装置3的操作开关4、压力传感器5以及排放阀6。控制装置3包括泵控制单元7和排放阀控制单元8。

泵驱动马达2从控制装置3的泵控制单元7接收电力，以旋转并驱动隔膜泵11(稍后描述)。隔膜泵11由泵驱动马达2驱动，以向电子血压计的袖带A供应空气，其详细情况将稍后描述。压力传感器5检测在隔膜泵11和袖带A之间的空气通道B(流体通道)中的压力，并将检测到的压力作为信号发送到控制装置3。排放阀6由电磁阀形成，并且选择性地将空气通道B中的空气排放到大气中。排放阀6的操作由控制装置3的排放阀控制单元8控制。

控制装置3的泵控制单元7基于由压力传感器5检测到的压力来控制泵驱动马达2的转速。控制装置3的排放阀控制单元8控制排放阀6，以在袖带A中排放剩余压力时打开排放阀6，并在其他时间将其关闭。稍后将描述控制装置3的操作。操作开关4是被手动操作以在开和关之间切换控制装置3的开关。

如图2所示，隔膜泵11附接到位于图2中最下部位置的泵驱动马达2。隔膜泵11包括固定到泵驱动马达2的驱动单元12和附接到驱动单元12的阀单元13。

<驱动单元的结构>

驱动单元12包括固定到泵驱动马达2的驱动单元壳体14，以及容纳在壳体14中的驱动机构15(驱动装置)。壳体14形成为有底的筒形形状并通过固定螺栓(未示出)固定到泵驱动马达2。驱动机构15包括附接到泵驱动马达2的旋转轴16的曲柄体17和经由驱动轴18连接到曲柄体17的驱动体19。

驱动轴18以其相对于旋转轴16沿预定方向倾斜的状态附接到曲柄体17。驱动体19包括柱状轴部20和从轴部20沿径向向外突出的多个臂部21。轴部20具有中心孔-驱动轴18***该中心孔中-并由驱动轴18可旋转地支撑。臂部21分别设置为用于隔膜31的相应泵部32(稍后描述)且从轴部20沿径向向外延伸。在每个臂部21上形成有通孔21a。隔膜31的连接件33***通孔21a中。连接件33延伸穿过臂部21并且在该状态下固定到臂部21。

根据驱动机构15，从泵驱动马达2的旋转轴16施加旋转力，以使曲柄体17和驱动轴18旋转。驱动体19摆动，并且隔膜31的每个泵部32重复地收缩和扩张。即，驱动机构15将曲柄体17的旋转转换为往复运动以增大/减小泵部32中的泵室34的容量。

<阀单元的结构>

阀单元13包括连接到驱动体19的隔膜31、附接到驱动单元壳体14的开口部的隔膜保持器35、经由隔膜31附接到隔膜保持器35的隔膜壳体36以及附接到隔膜壳体36的盖37。隔膜31被夹在隔膜保持器35和隔膜壳体36之间。当从泵驱动马达2的轴向方向观察时，隔膜保持器35、隔膜壳体36和盖37分别形成为圆形形状。

隔膜保持器35形成为可连接到驱动单元壳体14的筒形形状，并且包括多个筒形孔38，隔膜31的泵部32(稍后将描述)***该筒形孔中。

隔膜31包括朝隔膜壳体36开口的多个杯状泵部32。泵部32设置在隔膜31沿筒形隔膜保持器35的周向方向被分成多个部分的位置处。每个泵部32***形成在隔膜保持器35中的筒形孔38中。泵部32的开口部被隔膜壳体36封闭。使用泵部32作为壁的一部分的泵室34形成在泵部32和隔膜壳体36之间。

活塞39设置在杯状泵部32的底部上。连接件33从活塞39沿着与泵室34相反的方向突出。如上所述，连接件33连接到驱动机构15的驱动体19。驱动机构15连接到泵部32的底部。当驱动机构15的驱动体19摆动时，泵部32的底部(活塞39)与隔膜壳体36接触或移动远离隔膜壳体，以增大/减小泵室34的容量。

隔膜壳体36形成为盘形形状。在隔膜壳体36与盖37之间的外周部形成有环形抽吸流体室43。在隔膜壳体36与盖37之间的中心侧形成有排出流体室45。抽吸流体室43和排出流体室45由筒形壁44隔开。

多个第一通孔46形成在隔膜壳体36的外周侧上并且设置为用于相应泵室34。第一通孔46使抽吸流体室43与泵室34连通。流体入口48形成在盖37的外表面中并且通向隔膜泵11的外部。第二通孔47进一步形成在盖37中，并且使流体入口48与抽吸流体室43连通。抽吸流体室43经由第二通孔47与大气连通。在本实施例中，设置为用于相应泵室34的第一通孔46、抽吸流体室43、第二通孔47等形成使泵室34与泵外部的流体入口48连通的抽吸通道49。即，抽吸通道49的一端连接到泵室34，抽吸通道49的另一端连接到流体入口48。

隔膜壳体36在其外周侧支撑设置为用于相应泵室34的多个抽吸阀41。每个抽吸阀41打开/关闭抽吸通道49，并且由橡胶材料形成为预定形状。抽吸阀41包括：轴部41a，其延伸穿过隔膜壳体36并固定到隔膜壳体36；以及阀元件41b，其在轴部41a的远端形成为盘形形状。阀元件41b布置在其与泵室34中的第一通孔46的开口部重叠的位置。阀元件41b在隔膜31的泵部32扩张以增大泵室34的容量的过程中打开第一通孔46的开口部，以及在泵部32收缩以减小泵室34的容量的过程中关闭第一通孔46的开口部。即，抽吸阀41打开/关闭抽吸通道49，使得在泵室34的容量增大的过程中，流体从流体入口48向泵室34流动。

多个第三通孔51形成在隔膜壳体36的中心侧，并设置为用于相应泵室34。第三通孔51使排出流体室45与泵室34连通。排出管52从盖37的中心部突出。流体排出端口53形成在排出管52的远端(盖37的外表面)，并且通向隔膜泵11的外部。排出管52的中空部52a从流体排出端口53延伸到排出流体室45。因此，排出流体室45经由排出管52与大气连通。在本实施例中，设置为用于相应泵室的第三通孔51、排出流体室45、排出管52的中空部52a等构成使泵室34与流体排出端口53连通的排出通道54。即，排出通道54的一端连接到泵室34，排出通道54的另一端连接到泵外部的流体排出端口53。

排出管52经由构成空气通道B的空气软管连接到例如电子血压计的袖带A。上述压力传感器5布置在使排出通道54与袖带A连通的空气通道B中，并检测空气通道B中的压力。上述排放阀6也设置在空气通道B中。

隔膜壳体36在中心部支撑排出阀42。排出阀42由橡胶材料形成并且包括阀元件42a，该阀元件42a与隔膜壳体36的在排出流体室45侧的壁表面紧密接触。阀元件42a布置在其与第三通孔51的开口部重叠的位置。阀元件42a在隔膜31的泵部32扩张以增大泵室34的容量的过程中关闭第三通孔51的开口部，以及在泵部32收缩以减小泵室34的容量的过程中打开第三通孔51的开口部。即，排出阀42打开/关闭排出通道54，使得在泵室34的容量减小的过程中，流体从泵室34向流体排出端口53流动。

流体排放端口63形成在盖37的外表面中位于盖37覆盖排出流体室45的部分处，并且通向隔膜泵11的外部。第四通孔61进一步形成在该部分处，并使流体排放端口63与排出流体室45连通。第四通孔61总是打开的。排出流体室45是排出通道54的一部分。在本实施例中，第四通孔61构成使排出通道54与流体排放端口63连通的排放通道62。即，排放通道62的一端连接到排出通道54(更具体地，连接到排出通道54中的排放阀42的下游侧的区域)，排放通道62的另一端连接到泵外部的流体排放端口63。注意，可以在盖37中形成多个流体排放端口63和多个第四通孔61(排放通道62)。

流体排放端口63的宽度小于流体排出端口53的宽度，第四通孔61的宽度小于排出管52的中空部52a的宽度。换句话说，排放通道62的宽度小于排出通道54的最窄部分的宽度。

<操作说明>

在具有这种结构的隔膜泵11中，当隔膜31的泵部32扩张以增大泵室34的容量时，抽吸阀41打开以经由抽吸通道49将大气抽吸到泵室34中。相反，当隔膜31的泵部32收缩以减小泵室34的容量时，排出阀42打开以将泵室34中的空气经由第三通孔51供应到排出流体室45。流入排出流体室45的空气的大部分经由排出管52的中空部52a(排出通道54)从流体排出端口53排出，并经由空气软管(空气通道B)被输送到袖带A。

流入排出流体室45的空气的一部分经由排放通道62排放到大气中。可以通过控制马达2的转速来容易地调节从流体排出端口53排出的空气的排出压力，以调整排出量和排放量之间的平衡。

当袖带A经由空气软管连接到排出管52时，通过确定泵驱动马达2的转速，唯一地确定排出流体室45中的压力和经由排放通道62从流体排放端口63排出的空气的排放量。如果泵驱动马达2的转速变化，则排出流体室45中的压力和排放量也随着转速的变化而变化。排出流体室45中的压力几乎与从流体排出端口53排出的空气的排出压力(即，隔膜泵11的排出压力)一致。隔膜泵11的排出压力随着泵驱动马达2的转速而变化，例如图3的曲线图所示。可以通过由控制装置3的泵控制单元7控制泵驱动马达2的转速，将排出压力调节至期望值。

泵驱动马达2的转速与隔膜泵11的排出压力之间的对应关系不仅在排出压力增大时而且在排出压力减小时建立。根据本实施例，能够不仅在排出压力增大时而且在排出压力减小时仅通过控制泵驱动马达2的转速来将排出压力调节至期望值。

在本实施例中，控制装置3的泵控制单元7基于由压力传感器5检测到的空气通道B中的压力来控制泵驱动马达2的转速。更具体地，泵控制单元7获得目标压力和检测到的压力之间的差，在目标压力较高时增加转速，并且在目标压力较低时减小转速，从而将检测到的压力调整为接近目标压力。注意，如图3所示，泵控制单元7可以预先保持表示泵驱动马达2的转速与隔膜泵11的排出压力之间的对应关系的数据，并基于该数据(而不使用由压力传感器5检测到的压力)控制泵驱动马达2的转速。

当将根据本实施例的压力调节设备1安装在电子血压计中时，控制装置3的泵控制单元7控制泵驱动马达2的转速，使得隔膜泵11的排出压力以适合血压测量的模式变化。即，如图4所示，泵控制单元7增大泵驱动马达2的转速，使得袖带A的压力达到规定的初始压力P1，然后逐渐减小泵驱动马达2的转速。当泵驱动马达2的转速减小时，由于空气总是经由排放通道62从排出流体室45排放，所以排出压力逐渐降低。

在排出压力逐渐降低的过程中，当排出压力减小至P2时，电子血压计开始进行血压测量。当血压测量结束后排出压力达到P3时，泵控制单元7使泵驱动马达2停止。即使在泵驱动马达2停止后，排出流体室45中的空气也仍从排放通道62排放到大气中。当排出压力达到P3时，排放阀控制单元8控制排放阀6打开。当排放阀6打开时，空气通道B中的空气被排放到大气中，并且袖带A收缩至初始形状。

根据第一实施例，可以通过改变隔膜泵11的驱动机构15(驱动装置)的转速来调节排出通道54中的压力，而无需在隔膜泵11的排出通道54中使用慢排放阀。由于不需要慢排放阀，所以可以降低隔膜泵和压力调节设备的制造成本。可以提供能够在不使用慢排放阀的情况下调节压力的低成本的隔膜泵和压力调节设备。

【第二实施例】

将参照图5至图10详细描述根据本发明的第二实施例的压力调节设备。

图5所示的压力调节设备101可以用作将空气供应到例如电子血压计的袖带A(加压目标对象)的装置。压力调节设备101包括泵驱动马达102、控制泵驱动马达102的操作的控制装置103、连接到控制装置103的操作开关104以及压力传感器105。控制装置103包括泵控制单元106。

泵驱动马达102从控制装置103的泵控制单元106接收电力，以旋转并驱动隔膜泵111(稍后描述)。隔膜泵111由泵驱动马达102驱动，以向电子血压计的袖带A供应空气，其详细情况将稍后描述。压力传感器105检测在隔膜泵111和袖带A之间的空气通道B(流体通道)中的压力，并将检测到的压力作为信号发送到控制装置103。

控制装置103的泵控制单元106基于由压力传感器105检测到的压力来控制泵驱动马达102的转速。稍后将描述控制装置103的操作。操作开关104是被手动操作以在开和关之间切换控制装置103的开关。

如图6所示，隔膜泵111附接到位于图6中最下部位置的泵驱动马达102。隔膜泵111包括固定泵驱动马达102上的驱动单元112和附接到驱动单元112的阀元件113。

<驱动单元>

驱动单元112包括固定到泵驱动马达102的驱动单元壳体114，以及容纳在壳体114中的驱动机构115(驱动装置)。壳体114形成为有底的筒形形状并通过固定螺栓(未示出)固定到泵驱动马达102。驱动机构115包括附接到泵驱动马达102的旋转轴116的曲柄体117和连接到曲柄体117的驱动体118。

驱动体118包括相对于旋转轴116沿预定方向倾斜的轴部118a和从轴部118a的中部沿径向向外突出的多个臂部118b。轴部118a的一端与曲柄体117可旋转地且可摆动地接合，使得轴部118a能够与曲柄体117一起绕旋转轴116旋转。轴部118a的另一端由附接到壳体114的开口部的隔膜保持器121可旋转地支撑。

臂部118b被设置为用于隔膜131的相应泵部132(将在后面描述)，并且从轴部118a沿径向方向径向地向外延伸。虽然图6仅示出了一个臂部118b，但是实际上设置了数量等于泵部132的臂部118b。在每个臂部118b上形成有通孔122。隔膜131的连接件133***通孔122中。连接件133在该状态下延伸穿过臂部118b并固定到臂部118b。

根据驱动机构115，从泵驱动马达102的旋转轴116施加旋转力以使曲柄体117旋转。驱动体118摆动，并且隔膜131的每个泵部132重复地收缩和扩张。即，驱动机构115将曲柄体117的旋转转换为往复运动，以增大/减小泵部132中的泵室134的容量。

<阀单元>

阀单元113包括：隔膜131，其连接到驱动体118；隔膜保持器121，其附接到驱动单元壳体114的开口部；隔膜壳体135，其经由隔膜131附接到隔膜保持器121；以及盖137，其经由隔膜131附接到隔膜壳体135。隔膜131被夹在隔膜保持器121和隔膜壳体135之间。当从泵驱动马达102的轴向方向观察时，隔膜保持器121、隔膜壳体135、隔板136和盖137分别形成为圆形形状。

<隔膜保持器>

隔膜保持器121形成为可连接到驱动单元壳体114的筒形形状，并且包括：多个筒形孔138，隔膜131的泵部132(稍后将描述)***该筒形孔中；以及凹部139，其朝隔膜131开口。

<隔膜>

隔膜131包括：杯状泵部132，其朝隔膜壳体135开口；板状抽吸阀141，每个板状抽吸阀从对应的泵部132的开口部的周缘部向内突出；以及筒形阀元件142，其***隔膜保持器121的凹部139中。泵部132、抽吸阀141和筒形阀元件142设置在隔膜131沿筒形隔膜保持器121的周向方向被分成多个部分的位置处。

每个泵部132***形成在隔膜保持器121中的筒形孔138中。泵部132的开口部被隔膜壳体135封闭。使用对应的泵部132作为壁的一部分的泵室134形成在泵部132和隔膜壳体135之间。活塞143形成在杯状泵部132的底部上。连接件133从活塞143沿着与泵室134相反的方向突出。如上所述，连接件133连接到驱动机构115的驱动体118。驱动机构115连接到泵部132的底部。当驱动机构115的驱动体118摆动时，泵部132的底部(活塞143)与隔膜壳体135接触或移动远离隔膜壳体，以增大/减小泵室134的容量。

抽吸阀141打开/关闭形成在隔膜壳体135中的抽吸通道144。抽吸通道144由隔膜壳体135中形成在隔膜131与隔膜保持器121之间的配合表面中的第一凹槽145构成。抽吸通道144的一端经由抽吸阀141连接到泵室134，抽吸通道144的另一端连接到在隔膜壳体135的外表面中(隔膜泵111外部)开口的流体入口146。即，抽吸通道144使泵室134经由抽吸阀141与流体入口146连通。

抽吸阀141在隔膜131的泵部132扩张以增大泵室134的容量的过程中打开抽吸通道144的一端的开口部，并且在泵部132收缩以减小泵室134的容量的过程中关闭该开口部。即，抽吸阀141打开/关闭抽吸通道144，使得在泵室34的容量增大的过程中，流体从流体入口146向泵室134流动。

筒形阀元件142与隔膜壳体135的柱147一起构成第一止回阀148。柱147构成第一止回阀148的阀座。筒形阀元件142形成为覆盖柱147的外周表面的筒形形状。第一止回阀148居于第二凹槽149和隔膜保持器121的凹部139之间。第二凹槽149形成在与隔膜壳体135中的隔膜131配合的表面中。第二凹槽149的一端通向泵室134。第一止回阀148构成为使得空气从第二凹槽149向凹部139流动。

凹部139的内部经由形成在隔膜保持器121和隔膜131之间的上游侧空间150、形成在隔膜13中的第一通孔151和形成在隔膜壳体135中的第二通孔152连接到输入侧空间153(稍后描述)。输入侧空间153形成在隔膜壳体135和隔板136(稍后描述)之间，并经由从第二凹槽149到第二通孔152的连续空间与泵室134连通。注意，输入侧空间153与每个泵室134连通。

<隔膜壳体>

隔膜壳体135形成为板状，与隔膜131重叠以覆盖每个泵部132的开口部，并且与泵部132一起形成泵室134。

<隔板>

隔板136由弹性构件(诸如包括合成橡胶的橡胶材料)形成为板状。隔板136被夹在并保持在隔膜壳体135和盖137之间，并且将隔膜壳体135和盖137分开。上述输入侧空间153形成在隔板136和隔膜壳体135之间，输出侧空间154形成在隔板136和盖137之间。

输出侧空间154通过隔板136与输入侧空间153分开。输出侧空间154连接到排出管161中从盖137的中心部突出的出口通道162、形成在盖137的一个侧部(图6中的左侧部)中的第一排放通道163以及在形成在盖137的中心部内部的凹部164中开口的第二排放通道165。第三排放通道166形成在盖137中，以与输出侧空间154相邻。

排出管161中的出口通道162使盖137的凹部164的内部与形成在排出管161的远端处的流体排出端口162a连通。流体排出端口162a通向排出管161的外表面(隔膜泵111外部)。排出管161经由构成空气通道B的空气软管连接到例如电子血压计的袖带A。

第一排放通道163的一端连接到输出侧空间154，第一排放通道163的另一端连接到通向盖137的外表面(隔膜泵111外部)的第一排放端口163a。即，第一排放通道163使第一排放端口163a与排出通道174(稍后描述)中位于流体排出端口162a与排出阀191(稍后描述)的流体出口191a之间的区域连通。

第二排放通道165的一端连接到盖137的凹部164(输出侧空间154)，第二排放通道165的另一端连接到通向盖137的外表面(隔膜泵111外部)的第二排放端口165a。即，第二排放通道165使第二排放端口165a与排出通道174(稍后描述)中位于流体排出端口162a与排出阀191(稍后描述)的流体出口191a之间的区域连通。第二排放通道165总是打开的。第二排放端口165a的孔径(宽度)小于第一排放端口163a的孔径。第二排放端口165a的宽度小于流体排出端口162a的宽度，第二排放通道165的宽度小于排出管161中的出口通道162的宽度。

第三排放通道166的一端通向与盖137中的隔板136配合的表面，第三排放通道166的另一端连接到通向盖137的外表面(隔膜泵111外部)的第三排放端口166a。

筒形阀元件171形成在隔板136中，并向盖137的凹部164突出。筒形阀元件171与隔膜壳体135的柱172一起构成第二止回阀173。第二止回阀173使输入侧空间153中的空气流入盖137的凹部164(输出侧空间154)。柱172构成第二止回阀173的阀座。筒形阀元件171形成为覆盖柱172的外周表面的筒形形状。筒形阀元件171的突出端在整个周向方向上与柱172的外周表面接触。筒形阀元件171的基部端部的内径大于柱172的外径。筒形阀元件171的基部端部和柱172之间的空间是输入侧空间的一部分，并且构成隔膜泵111的排出通道174的一部分。

排出通道174是使泵室134与排出管161的流体排出端口162a连通的通道。在本实施例中，排出通道174由与泵室134连通的第二凹槽149、隔膜保持器121的凹部139中的空间、上游侧空间150、第一通孔151和第二通孔152、输入侧空间153、盖137的凹部164中的空间、排出管161中的出口通道162等构成。上述第一止回阀148和第二止回阀173设置在排出通道174中，并且空气从泵室134向出口通道162流动。

在本实施例中，第一止回阀148和第二止回阀173构成隔膜泵111的排出阀191。排出阀191在隔膜131的泵部132扩张以增大泵室134的容量的过程中关闭排出通道174，以及在泵部132收缩以减小泵室134的容量的过程中打开排出通道174。即，排出阀191打开/关闭排出通道174，使得在泵室134的容量减小的过程中，流体从泵室134向流体排出端口162a流动。

筒形阀元件171的突出端和柱172的外周表面构成排出阀191的流体出口191a。第一排放通道163的一端经由输出侧空间154连接到排出通道174中位于排出阀191的流体出口191a和排出管161的流体排出端口162a之间的区域，第二排放通道165的一端也如此连接。输入侧空间153布置在排出阀191的流体出口191a的上游侧。排出阀191的流体出口191a的下游侧的压力几乎等于输出侧空间154中的压力，流体出口191a的上游侧的压力几乎等于输入侧空间153中的压力。

差压调节阀181(稍后描述)的阀元件182和接收隔膜壳体135的柱状突起183的第三通孔184形成在隔板136中。第三排放通道166使第三排放端口166a与排出通道174中位于排出阀191的流体出口191a的上游侧的区域(输入侧空间153)连通。

差压调节阀181由阀元件182和阀座185构成，第一排放通道163在该阀座中开口。阀元件182利用输入侧空间153与输出侧空间154之间的压力差来移动，以打开/关闭第一排放通道163。如图6所示，当输入侧空间153中的压力等于或低于输出侧空间154中的压力时，阀元件182与隔膜壳体135接触。当输入侧空间153中的压力变得高于输出侧空间154中的压力并且压力差超过预定值时，阀元件182移动远离隔膜壳体135并且座置在阀座185上。当阀元件182座置在阀座185上时，第一排放通道163关闭。即，压差调节阀181在排出通道174中的排出阀191的流体出口191a的上游侧的压力高于第一排放通道163中的压力时关闭第一排放通道163，并且在排出通道174中的排出阀191的流体出口191a的上游侧的压力等于或低于第一排放通道163中的压力时打开排出通道174。

隔板136的第三通孔184的内径略大于柱状突起183的外径。当将柱状突起183***第三通孔184中时，在第三通孔184的孔壁表面和柱状突起183的外周表面间形成小间隙。输入侧空间153经由柱状突起183与第三通孔184之间的小间隙以及盖137的第三排放通道166通向大气。

<操作说明>

在具有这种结构的隔膜泵111中，当隔膜131的泵部132扩张以增大泵室134的容量时，抽吸阀141打开以通过抽吸通道144将大气抽吸到泵室134中。

相反，当隔膜131的泵部132收缩以减小泵室134的容量时，泵室134中的空气经由第二凹槽149、第一止回阀148、凹部139、上游侧空间150以及第一通孔151和第二通孔152被输送到输入侧空间153。此时，泵室134的量减小以对输入侧空间153加压并在输入侧空间153和输出侧空间154之间产生压力差。当压力差超过预定值时，差压调节阀181操作。将参照图7和图8详细描述差压调节阀181的操作。

图7和图8是用于说明差压调节阀的操作的剖视图。在图7和图8中，相同的附图标记表示与参照图6描述的部件相同或相似的部件，并且将适当省略其详细描述。

如图7所示，当输入侧空间153中的压力Pin变得比输出侧空间154中的压力Pout高预定压力差时，差压调节阀181的阀元件182座置于阀座185上，并关闭第一排放通道163。如图7中的箭头所示，通过第二止回阀173的空气的大部分从流体排出端口162a排出，并且通过第二止回阀173的空气的一部分从第二排放端口165a排放到大气中。当将空气软管连接到排出管161时，从流体排出端口162a排出的空气经由空气软管(空气通道B)被输送到袖带A。此时，输入侧空间153中的空气的一部分经由第三通孔184和第三排放通道166被排放到大气中。

即使马达102停止，输入侧空间153中的空气也经由第三排放通道166排放到大气中。结果，输入侧空间153中的压力Pin变得等于或小于输出侧空间154中的压力Pout，从而打开差压调节阀。当差压调节阀181打开时，输出侧空间154中的空气经由第一排放通道163排放到大气中。此时，在排出通道174中位于排出阀191的流体出口191a与流体排出端口162a之间的空气经由第二排放通道165排放到大气中。

在根据本实施例的隔膜泵111中，已经通过第二止回阀173的空气的一部分经由第二排放通道165排放到大气中。输入侧空间153中的空气的一部分经由第三通孔184和第三排放通道166排放到大气中。可以通过控制马达102的转速来容易地调节从流体排出端口162a排出的空气的排出压力，以调节排出量和排放量之间的平衡。

当袖带A经由空气软管连接到排出管161时，通过确定泵驱动马达102的转速来唯一地确定排出通道174中的压力、经由第二排出通道165从第二排放端口165a排放的空气的排放量以及经由第三排放通道166从第三排放端口166a排放的空气的排放量。如果泵驱动马达102的转速变化，则排出通道174中的压力以及两个排放量也随着转速的变化而变化。排出通道174中的压力几乎与从流体排出端口162a排出的空气的排出压力(即，隔膜泵111的排出压力)一致。例如图9的曲线图所示，隔膜泵111的排出压力随着泵驱动马达102的转速而变化。可以通过由控制装置103的泵控制单元106控制泵驱动马达102的转速，将排出压力调节至期望值。

泵驱动马达102的转速与隔膜泵111的排出压力之间的对应关系不仅在排出压力增大时而且在排出压力减小时建立。根据本实施例，能够不仅在排出压力增大时而且在排出压力减小时仅通过控制泵驱动马达102的转速来将排出压力调节至期望值。

在本实施例中，控制装置103的泵控制单元106基于由压力传感器105检测到的空气通道B中的压力来控制泵驱动马达102的转速。更具体地，泵控制单元107获得目标压力和检测到的压力之间的差，在目标压力较高时增加转速，并且在目标压力较低时减小转速，从而将检测到的压力调整为接近目标压力。注意，如图9所示，泵控制单元106可以预先保持表示泵驱动马达102的转速与隔膜泵111的排出压力之间的对应关系的数据，并基于该数据控制泵驱动马达102的转速，而不使用由压力传感器105检测到的压力。

当将根据本实施例的压力调节设备101安装在电子血压计中时，控制装置103的泵控制单元106控制泵驱动马达102的转速，使得隔膜泵111的排出压力以适合血压测量的模式变化。即，如图10所示，泵控制单元106增加泵驱动马达102的转速，使得袖带A的压力达到规定的初始压力P1，然后逐渐减小泵驱动马达102的转速。当泵驱动马达102的转速减小时，由于空气总是经由第二排放通道165从输出侧空间154排放，所以排出压力逐渐降低。

在排出压力逐渐降低的过程中，当排出压力减小至压力P2时，电子血压计开始进行血压测量。当血压测量结束后排出压力从压力P2达到压力P3时，泵控制单元106使泵驱动马达102停止。当泵驱动马达102停止时，差压调节阀181打开以将输出侧空间154中的空气从第一排放通道163排放到大气中。而且，输出侧空间154中的空气从第二排放通道165排放到大气中，输入侧空间153中的空气从第三排放通道166排放到大气中。因此，袖带A收缩至初始形状。

根据第二实施例，可以通过改变隔膜泵111的驱动机构115(驱动装置)的转速来调节排出通道174中的压力，而无需在隔膜泵111和袖带A之间的空气通道B(隔膜泵111的排放***)中使用慢排放阀。由于不需要慢排放阀，所以可以降低压力调节设备的制造成本。可以提供能够在不在排放***中使用慢排放阀的情况下调节压力的低成本的压力调节设备。

当通过控制泵驱动马达102的转速来打开/关闭差压调节阀181时，差压调节阀181可能振动而产生空气波纹。然而，在根据第二实施例的隔膜泵111中，空气总是从第二排放通道165排放，压力在排出阀191的流体出口191a的下游侧被平滑，从而可以抑制波纹的产生。即使隔膜泵111不包括第二排放通道165，它也包括第三排放通道166，并且可以通过由控制装置103的泵控制单元106控制泵驱动马达102的转速来调节排出压力。

上述实施例已经描述了将本发明应用于电子血压计的示例。然而，本发明不限于此，并且可以应用于任何装置，只要该装置通过供应和排放气体或液体来调节压力即可。

Claims (12)

1.一种隔膜泵(11)，包括：

隔膜(31)，其包括杯状泵部(32)；

泵室(34)，其包括壁，所述壁包括所述泵部；

驱动装置(15)，其连接到所述泵部的底部，并被构造成将旋转转换为往复运动以及增大/减小所述泵室(34)的容量；

流体入口(48)、流体排出端口(53)和流体排放端口(63)，其通向所述隔膜泵的外部；

抽吸通道(49)，其被构造成使所述泵室与所述流体入口连通；

抽吸阀(41)，其被构造成打开/关闭所述抽吸通道，以在所述泵室的容量增大的过程中使流体从所述流体入口向所述泵室流动；

排出通道(54)，其被构造成使所述泵室与所述流体排出端口连通；

排出阀(42)，其被构造成打开/关闭所述排出通道，以在所述泵室的容量减小的过程中使流体从所述泵室向所述流体排出端口流动；以及

排放通道(62)，其被构造成使所述排出通道与所述流体排放端口连通，其中，所述排放通道总是打开的。

2.根据权利要求1所述的泵，其中，所述排放通道连接到所述排出通道中位于所述排出阀的下游侧的区域。

3.根据权利要求1所述的泵，其中，所述流体排放端口的宽度小于所述流体排出端口的宽度。

4.一种压力调节设备(1)，包括：

根据权利要求1至3中任一项所述的隔膜泵；

马达(2)，其被构造成向所述驱动装置施加旋转力；以及

控制装置(3)，其被构造成控制所述马达的操作，

其中，所述控制装置被构造成控制所述马达的转速以及调节从所述流体排出端口排出的流体的压力。

5.根据权利要求4所述的设备，还包括：

流体通道(B)，其被构造成使所述排出通道与加压目标对象(A)连通；以及

排放阀(6)，其被构造成选择性地排放所述流体通道中的流体。

6.根据权利要求5所述的设备，还包括压力传感器(5)，所述压力传感器被构造成检测所述流体通道中的压力，

其中，所述控制装置被构造成基于由所述压力传感器检测到的压力来控制所述转速。

7.根据权利要求4所述的设备，其中，所述控制装置被构造成不仅在所述压力增大时而且在所述压力减小时控制所述转速以及调节所述压力。

8.一种压力调节设备(101)，包括：

隔膜(131)，其包括杯状泵部(132)；

泵室(134)，其包括壁，所述壁包括所述泵部；

驱动装置(115)，其连接到所述泵部的底部，并被构造成将旋转转换为往复运动以及增大/减小所述泵室(134)的容量；

马达(102)，其被构造成向所述驱动装置施加旋转力；

流体入口(146)、流体排出端口(162a)和第一排放端口(163a)，其通向隔膜泵的外部；

抽吸通道(144)，其被构造成使所述泵室与所述流体入口连通；

抽吸阀(141)，其被构造成打开/关闭所述抽吸通道，以在所述泵室的容量增大的过程中使流体从所述流体入口向所述泵室流动；

排出通道(174)，其被构造成使所述泵室与所述流体排出端口连通；

排出阀(191)，其被构造成打开/关闭所述排出通道，以在所述泵室的容量减小的过程中使流体从所述泵室向所述流体排出端口流动；

第一排放通道(163)，其被构造成使第一排放端口与所述排出通道中位于所述排出阀的流体出口(191a)与所述流体排出端口之间的区域连通；

差压调节阀(181)，其被构造成在所述排出通道中位于所述排出阀的流体出口的上游侧的压力高于所述第一排放通道中的压力时关闭所述第一排放通道，以及在所述排出通道中位于所述排出阀的流体出口的上游侧的压力不高于所述第一排放通道中的压力时打开所述第一排放通道；

控制装置(103)，其被构造成控制所述马达的操作，

第二排放端口(165a)，其通向所述隔膜泵的外部；以及

第二排放通道(165)，其被构造成使所述第二排放端口与所述排出通道中位于所述排出阀的流体出口与所述流体排出端口之间的区域连通，其中，所述第二排放通道总是打开的；

其中，所述控制装置被构造成控制所述马达的转速以及调节从所述流体排出端口排出的流体的压力。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述第二排放端口的宽度小于所述流体排出端口的宽度。

10.根据权利要求8至9中任一项所述的设备，还包括：

第三排放端口(166a)，其通向所述隔膜泵的外部；以及

第三排放通道(166)，其被构造成使所述第三排放端口与所述排出通道中位于所述排出阀的流体出口的上游侧的区域连通。

11.根据权利要求8至9中任一项所述的设备，还包括：

流体通道(B)，其被构造成使所述排出通道与加压目标对象(A)连通；以及

压力传感器(105)，所述压力传感器被构造成检测所述流体通道中的压力，

其中，所述控制装置被构造成基于由所述压力传感器检测到的压力来控制所述转速。

12.根据权利要求8至9中任一项所述的设备，其中，所述控制装置被构造成不仅在所述压力增大时而且在所述压力减小时控制所述转速以及调节所述压力。

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