专利名称：用于将管子装载在泵送装置中的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体输送系统。特别地，它涉及用于医疗器械的流体输送系统。
背景技术：
一些外科手术器械利用供给的流体冲洗病人的外科手术部位以及用于冷却外科 手术器械。这种类型的外科手术器械的非限制性的例子包括微清创器和耳钻等。对外科手 术器械提供稳定的流体输送的一个常用方法包括借助于诸如蠕动泵的正排量泵通过医用 管子泵送流体。由于许多原因希望用蠕动泵，例如这种泵保持流体无菌度的能力和泵的清 洁度，因为流体流动通过医用管子并且不与泵的部件接触。因为这些原因，蠕动泵也能够用 于通过静脉输送系统输送药物和/或用于其他医疗应用。在各种情况下，一些类型的管子 放置在蠕动泵内，使其滚筒(roller)能够循环接合该管子以提供希望的泵送作用。尽管蠕动泵用于医疗应用具有许多优点，但是还有一些缺点。例如，管子在泵内的 正确放置仍旧存在挑战。在一些常规的泵中，操作者利用他们的手将一段管子喂入到泵内 合适的位置。尽管操作者非常专心致志，但是管子经常不能与泵适当地对准，导致在蠕动泵 的每个循环中不一致的流体流动和/或不足够的流体量的泵送。这种困难的产生部分地由 于用两只手相对于蠕动泵的一个或多个滚筒对准并放置管子的艰难。同时，当管子延伸通 过泵时使用者试图保持管子的适当角度。在仍然保持管子适当定位的同时当操作者试图关 闭泵的门时产生另外的挑战。更糟糕的是，本领域的操作者中对关于什么实际上构成合适 的管子定位和关于合适的技术包括什么通常产生误解。因此，有时候在没有适当地安装管子的情况下操作常规的流体输送系统，因而，削 弱了利用蠕动泵用于向医疗器械供给流体充分地建立的其他优点。
图1是根据本发明的原理用于向医疗器械输送流体的系统的透视图；图2是根据本发明原理的夹持器前部的透视图；图3是图2的夹持器的后部的透视图；图4是沿着4-4线截取的图3的截面图；图5是根据本发明原理的相对于夹持器安装的一段管子的前平面图；图6是图5的夹持器和一段管子的俯视图；图7A是示出根据本发明的原理将一段管子安装在图1-6的夹持器中的方法的截 面图；图7B是示出根据本发明的原理将一段管子安装在图1-6的夹持器中的方法的截 面图；图8是根据本发明的原理用于与图1-6的夹持器一起使用的泵组件的透视图；图9是示出根据本发明的原理将一段管子经由夹持器装载在泵组件中的透视图；图10是示意性地示出根据本发明的原理将一段管子经由夹持器装载在泵组件中之后，但是在封闭泵组件之前的截面图；图11是被装载在泵组件的管子夹紧机构中时一部分管子的侧视图；图12是示意性地示出根据本发明的原理在泵组件封闭之后图10所示的一段管子 的截面图；图13是示意性地示出根据本发明的原理可滑动地安装在泵组件上夹持器的透视 图，该泵组件具有适当地装载在图10的泵组件中的一段管子；图14是示意性地示出根据本发明的原理用于控制泵组件的滚筒旋转位置的机构 的方块图；图15A是示意性地示出根据本发明的原理用于检测泵组件的滚筒旋转位置的机 构的透视图；图15B是示意性地示出根据本发明的原理用于检测泵组件的滚筒旋转位置的传 感器组件的透视具体实施例方式本发明的实施方式涉及确保一致的流体流动通过管子到医疗器械。具体说，这些 实施方式提供医用管子在蠕动泵内适当的定位，从而通过泵使适当的流体量能够移动通过 该管子。为此，提供一种夹持器(holder)，用于将一段或多段管子保持在预定的结构中，使 得当将该夹持器可滑动地配合到泵组件上时，各段管子相对于该泵的内部部件(例如，滚 筒)适当地装载。该夹持器使得能够一只手装载管子。在一些实施方式中，夹持器包括一 对导向器，以确保管子以适当的角度在泵组件内延伸，并且从泵组件中延伸出来。在一些实 施方式中，管子包括在夹持器的导向器之间延伸的固定的管子长度，以确保在泵组件内接 合的这段管子避免不想要的拉伸，并且保持大致恒定的长度。这种设置有助于在泵滚筒的 循环旋转期间管子正确地打开和关闭。一般地说，本发明的实施方式能够用于向经由蠕动泵的作用通过医用管接收流体 的任何医疗器械提供控制的流体输送。因此，本发明的实施方式不限于单单与外科手术器 械一起使用，而且能够与各种医疗器械一起使用。这些和其他实施例在下面结合图1-15更详细地描述。用于向医疗器械供给流体的根据本发明各方面的流体输送系统10示于图1。该系 统10包括流体管理器12(例如，控制台(console))、泵组件14、15以及医疗器械20。储存 在流体容器16和17中的流体通过各自的管子18、19供给泵组件14、15，用于泵送给受流 体管理器12控制的医疗器械20。一方面，管子18、19形成延伸到并流体地连接于医疗器 械20的近端22的一系列管子(tubing array) 26的一部分。泵组件14、15安装在流体管 理器12上并且在一些实施例中可释放地相对于流体管理器12固定，以允许一个或多个泵 组件14、15合适的位移。考虑到系统10的上述一般结构，用于将管子装载在泵组件(例如泵组件14、15) 的夹持器45示于图2-3。一般地说，夹持器45可以采取各种形式并且尺寸和形状做成可滑 动地配合在泵组件14或15 (图1)其中之一上，并与其保持接合，以定位用于与相应的泵组 件14、15的内部部件接合的一段管子。一般地说，夹持器45包括形成凹槽或槽的外壳50， 该凹槽或槽尺寸和形状做成以可滑动地配合在诸如在下面结合图8-9描述的泵组件150的
7泵组件的外部壳体上并且牢固地接合泵组件的外部壳体。在一个实施例中，夹持器45的外 壳50由前壁51、底壁52、顶边缘53和侧壁56形成。此外，在一些实施例中，凸缘70从外 壳50的底壁52和侧壁56向外延伸。另一方面，侧壁56包括后边缘72而底壁52包括后 边缘75。在一些实施例中，外壳50的每个侧壁56包括上部分57和下部分58，其中上部分 57相对于槽50的顶边缘53垂直地向上延伸。在一些实施例中，外壳50的每个侧壁56还包括设置在该上部分57和下部分58 之间的凸肩80，这导致下部分58比上部分57窄。一方面，凸肩80和下部分58 —起便于以 “相对的夹紧”动作(maneuver)将夹持器45夹紧在操作者的拇指和手指之间，这本身又便 于一只手将夹持器45 (和管子)安装在泵组件14、15其中之一上。这种一只手的安装动作 在后面结合图9进行说明。在一些实施例中，(夹持器45的)每个侧壁56的上部分57包 括从上部分57的内表面伸出的垂直肋59，如图2-3和图5所示。这些垂直肋59构造成可 释放地接合泵组件(例如泵组件14、15)的诸如狭槽或凸起的往复式部件，并且该往复式部 件尺寸和形状做成可释放地接合夹持器45的垂直肋59。对于这种设置，当夹持器45可滑 动地安装在泵组件的壳体上(见图9)时，该垂直肋59能够将夹持器45卡接配合在泵组件 的壳体上。因此，这种卡接配合部件在将管子装载在泵组件内期间或之后使夹持器45的位 置稳定，这在后面结合图8-13进一步描述。如图2-4所示，在一些实施例中，夹持器45还包括从外壳50的各自的侧壁56的 上部分57向外延伸的一对导向器62。每个导向器62形成在内端66和外端68之间延伸的 空心细长套筒64。在一些实施例中，内端66和外端68每个形成凸缘。如图4-5所示，在一些实施例中，由每个导向器62相对于夹持器45的各自的侧壁 56形成的细长套筒64形成锐角(α)，其中角度(α)大约在60至80度的范围内。在一些 实施例中，该角度(α)大约70度。为了进入泵组件(例如泵组件14、15)的滚筒_管子接 合区内，侧壁56的高度(图5中示为Hl)和套筒64的角度(α)组合地选择成使延伸通过 该导向器62的任何管子以一个角度垂直地向上延伸，如下面图10和图12更详细地所示。 一方面，当彼此邻近泵组件的滚筒-管子接合区185时，(各导向器62的)每个各自的套 筒64的纵轴线朝着会合取向，如下面图10和12所示。如图5-6进一步所示，在一些实施例中，由夹持器45的导向器62支撑的一系列管 子100包括第一段管子101、第二段管子110和第三段管子111，如图5-6所示。一方面，第 一段管子101设置在第二段管子110和第三段管子111之间并与该第二段管子110和第三 段管子111流体连通。另一方面，第一段管子101在夹持器45的导向器62之间延伸，而第 二段管子110和第三段管子111从夹持器45的导向器62 (并从侧壁56)向外横向地延伸。在一些实施例中，第一段管子101包括管子的分开的和独立的部分，并且经由连 接器130连接于第二段管子110和第三段管子111，这在下面结合图7Α-7Β描述并举例说 明。再参考图5-6，第一段管子101包括一对相对的端部104和中间部分102，而各自 的第二段和第三段管子110、111每个包括内端112。一方面，第一段管子101具有选择成大 于导向器62之间的宽度(图5中用Wl表示)的长度，使得在第一段管子101相对于导向 器62安装时，第一段管子101的中间部分102在导向器62之上延伸一段距离Dl。一方面 该距离Dl选择成使得当夹持器45用于装载时第一段管子101的中间部分102将被定位在泵组件150的最上面的滚筒182之上，这在下面接合图10-12更详细地描述。另一方面，导 向器62的成角度的位置和第一段管子101的选择的固定长度的组合使第一段管子101的 中间部分102在滚筒-管子接合区185内形成弓形形状。一方面，如图5所示，导向器62横向间隔开宽度(W1)，该宽度(Wl)与泵组件150 的外部壳体的宽度(图8中示为W2)基本相同。这种设置有助于相对于泵组件150可滑动 地接合夹持器45。这种设置还使第一段管子101的端部104定位在泵组件150的管子夹紧 机构170之间，这在下面结合图10-12描述并举例说明。在一个实施例中，所有三段各自的管子101、110和111用相同的材料制造。在另 一个实施例中，第一段管子101用不同于第二段管子110和第三段管子111的材料制造。 例如在一个实施例中，第一段管子101用硅氧烷材料制造，而第二段管子110和第三段管子 111用聚氯乙稀(PVC)制造。图7A-7B还示出各段管子101、110和111相对于彼此和相对于夹持器45的导向 器62的关系。在大多数情况下，本领域的操作者希望收到已经组装在一起成为“即用”组 件(package)而不需要组装的一系列管子100和夹持器45。但是，为了突出本发明的重要 原理，将描述各段管子101、110和111相对于彼此并且相对于夹持器45的相互连接的各方面。因此，在一些实施例中，第一段管子101的每端104可滑动地插入并摩擦接合其中 一个各自导向器62的套筒64，以相对于夹持器45的导向器62固定第一段管子101，如图 7A所示。此外，在相对于夹持器45的导向器62安装之前，第二段管子110和第三段管子 111的末端112适于将连接器130安装在其上。一般而言，连接器130提供一种结构，以形 成相对于第一段管子101连接第二段管子110和第三段管子111的机械连接，并且将各段 管子101、110和111相对于导向器62固定。同时，连接器130在各段管子101、110和111 之间形成并保持流体连通通道。因此，连接器130使各段管子101、110和111相对于彼此 并相对于夹持器45固定，从而，使夹持器45能够充当用于相对于泵组件150装载一系列管 子100的工具。虽然连接器130能够采取各种形式，但是在一些实施例中，连接器130形成在第一 端134和第二端136之间延伸的导管132，如图7A所示。一方面，连接器130包括设置在 第一端134和第二端136之间的凸缘137。另一方面，第一端134和第二端136每个包括 倒刺外表面138 (包括一个或多个倒刺)，用于摩擦地接合各自的管子段110、111其中之一 的端部112或第一段管子101的端部104内壁。因此，考虑到这种一般的结构，各自的管子 段110、111其中之一的端部112可滑动地安装在各自连接器130其中之一的第一端134，直 到端部112邻接每个各自的连接器130的凸缘137，如图7A所示。由于各段管子110、111 已经连接于连接器130的第一端134，连接器130的第二端136可滑动地插入并通过导向 器62的套筒64，直到连接器130的第二端136在已经相对于导向器62安装的第一段管子 101的端部104内滑动并且摩擦接合第一段管子101的端部104，如图7B所示。以这种方 式，所有三段管子101、110和111在相对于夹持器45的导向器62同时地固定的同时，通过 连接器130固定在一起。根据本发明的原理，这种设置在导向器62之间提供并保持管子(例如，第一段管子101)固定的长度，以在泵送期间将不想要的管子通过泵组件的滑动减至最低程度，这种 滑动在常规的管子和泵设置的情况下有时候发生。而且，图7B所示的设置确保第一段管子 101的端部104以适当的角度延伸，以将端部104定位成被泵组件150的管子夹紧机构170 适当地接合，这在下面接合图10-12更加详细地描述。此外，对于给定的第一段管子101的 长度，这种设置将第一段管子101的中点102定位在导向器62上方的一定距离处(在图5 中示为Dl)，这个距离选择成将第一段管子101的弓形形状的中点102刚好装载在泵组件的 转子机构的滚筒上方，这结合图10和12进一步描述。在一些实施例中，每个各自的连接器130的端部134的带倒刺的表面138用Iuer 型配件或适合于将管子110、111可释放地装载在夹持器45的相对两侧上的各自连接器130 的端部134上的其他配件代替。这种设置能够相对于夹持器45并相对于第一段管子101 方便地替代或更换管子110、111。在另一个实施例中，第一段管子101不包括分开的管子部分，而是三段各自的管 子101、110、111形成由相同材料制成的一个单个的、连续的一段管子。在这种设置中，不用 连接器130。但是，正如本领域的技术人员所能够理解的，根据本发明的原理，其他固定件将 用于相对于各自导向器62固定该连续管子的第一段管子101，以保持第一段管子101在各 自导向器62之间的固定的长度和弓形的形状。再参考图1，一系列管子100(经由夹持器45)安装在其中的泵组件14、15能够可 以采取许多形式。在一些实施例中，泵组件可以采取图8所示的蠕动泵组件150的形式。如 图8所示，泵组件150包括形成泵组件150的外部部分的壳体151，并且该壳体151包括前 主体部分152、底部分156、一对相对的侧部分154。盖子机构160包括可枢转的门161和包 括接触部分164的接合机构162。泵组件150还包括转子机构180 (在图10、12和14中示 意地示出)，该转子机构180引起多个滚筒沿顺时针方向运动(或反时针方形运动)的旋转 运动，其中每个各自的滚筒顺序地通过第一段管子101的中间部分102，以控制器的方式推 动流体通过一系列管子100。如图8所示，其中一个滚筒(例如滚筒182)处在泵组件150的壳体151内的最高 位置。接合机构162的接触部分164和处在最高位置的滚筒一起(在这个例子中是滚筒 182)形成滚筒-管子接合区185。如图8所示，在一些实施例中，泵组件150还包括设置在该泵组件150的每个侧部 分154上并且横向地定位于该滚筒-管子接合区185的管子夹紧机构170。一般而言，该管 子夹紧机构170用于在滚筒182 (或后面的滚筒)通过重复的蠕动泵送循环对第一段管子 101的中间部分102的滑动压紧作用期间，将第一段管子101的端部104牢固地保持在位。 在一些实施例中，该管子夹紧机构170包括大体上静止的下部174和可滑动地运动的上部 172。一方面，当泵组件150的盖子机构162的门161运动到关闭位置时，接合机构162使 该上部172滑动地向下前进入靠近下部174的位置，从而，对第一段管子101的端部104施 加夹紧力。以这种方式，管子夹紧机构170用来牢固地接合第一段管子101的端部104，以 在泵组件150的滚筒-管子结合区185内保持第一段管子101的稳定定位。这种设置还结 合图11进一步描述并举例说明。如图5和图8所示，泵组件150的各自夹紧机构170之间的宽度W2稍稍小于横向 间隔开的导向器62之间的宽度Wl。对于这种设置，当将夹持器45滑动地安装在泵组件150
10的壳体151外部上时，第一段管子101的端部104变成适当地与夹紧机构170的上部分172 和下部分174对齐并定位成被夹紧机构170的上部分172和下部分174接合。在一些实施 例中，夹紧机构170的下部分174也用作泵组件150的壳体的伸出部件，以能够通过垂直肋 59将夹持器45卡接配合在壳体151的外部上。在一个实施例中，泵组件150包括具有如可以从Watson-Marlow Bredel Pump Limited of Cornwall, United Kingdom得到的系列313或314蠕动泵基本相同特征的 正排量泵。图9是操作者仅仅利用一只手190抓住夹持器45 ( 一系列管子100安装在其 中)并且将第一段管子101装载在泵组件150中的示意图。根据本发明的原理，夹持器 45形成槽形状的外壳，该外壳的尺寸和形状做成与泵组件150的壳体的尺寸和形状互补 (reciprocate)。因此，通过利用单只手，操作者能够将夹持器45操作成滑动接合在泵组件 150上，同时并自动地将第一段管子101的中间部分102装载在滚筒-管子接合区185内。 同时，正如在前面结合图5-8所识别的，通过简单地将夹持器45滑动配合在泵壳体151上， 夹持器45的结构也将第一段管子101的端部104自动对齐在设置于泵壳体151的相对两 侧部分154上的各自的夹紧机构107内。因此，夹持器45能够方便地并精确地将一系列管 子100装载在泵组件150内。关于这种装载方法的进一步的细节将结合图10-15进行描述 并举例说明。图10是图9的横断面视图，示出在关闭封闭机构160的门161之前相对于泵部件 150装载的一系列管子100。如图10所示，泵组件150包括转子机构180，该转子机构180 构造成沿着顺时针方向转动(如方向箭头R所示)，以使滚筒182、183和184围绕转子机 构180的中心181以圆图形运动(如方向箭头C所示)。以本领域的技术人员能够很好地 理解的方式，对于转子机构180的每个循环的旋转，每个相应的滚筒182、183、184顺序地运 动到最高位置(当前由滚筒182占据)，以在泵壳体151的滚筒-管子结合区185内延伸， 以挤压第一段管子101的中间部分102接触部分164。但是，正如前面已经提到的，另一方 面，转子机构180还构造成沿着反时针方向运动，使滚筒182、183、184沿着于图10所示方 向相反的方向运动。在一些实施例中，滚筒阵列包括相对于彼此以90度间隔设置的四个滚 筒，而不是图10和图12所示的以120度间隔设置的三个滚筒182、183和184。因此，通过以结合图9所描述的一只手的方法利用夹持器45，第一段管子101的 中间部分102被自动装载在刚好在最上面滚筒(在这个例子中是182)上方合适的位置，并 且第一段管子101的端部104变成适当地对准在泵组件150每侧上的各自的夹紧结构170 内。具体说，正如图11进一步示出的，夹持器45的结构使第一段管子101的每端104定位 在夹紧机构170的下部174的V形形状的凹槽173内。具体说，由于第一段管子101的端 部104由夹持器45的导向器62保持，以保持在与第一段管子101的中间部分102基本在 同一个平面内(如图6的直线A所示)，夹持器45放置在泵组件150的壳体151上，以将第 一段管子101的中间部分102装载在最上面的滚筒(如图10所示的滚筒182)的上方，必 然导致第一段管子101的端部104适当地对准在夹紧机构170的下部174的V形凹槽173 内。如果没有根据本发明原理设置的这种自动定位，根据常规技术的手动安装管子经 常导致管子相对于泵组件的内部元件错误对准，因为许多任务用操作者的双手同时完成。 这些任务的一些包括相对于泵的滚筒之一定位管子、将管子手动对准在侧面夹紧机构内以及在关闭泵组件的门的同时手动保持定位的管子。如图10所示，对于相对于泵组件150适 当地装载一系列管子100，泵组件150的门能够被关闭。如图12进一步所示，门161的关 闭使接合部件162向下滑动地移动(如方向箭头Z所示)，直到接触部分将第一段管子101 的中间部分102用力压紧在泵组件150内的最高旋转位置中的滚筒(在这种情况下是滚筒 182)上。这中作用有效地关闭第一段管子101的中间部分102内的通道，并且当通过转子 机构180的旋转起动蠕动泵作用时，使泵组件150准备用于将下一个滚筒(例如，滚筒183) 旋转入最高位置。一方面，通过垂直肋59 (例如，见图2-3和图5)提供的夹持器45的卡接配合部 件，在门的161的关闭期间将外壳50的前部分51以可靠接触的方式保持在泵组件150的 壳体151的前部分152上，而没有将夹持器45在泵组件150上保持在位。因此，在将夹持 器45用便利的一只手安装在泵组件150上之后，操作者能够自由放开夹持器45，并且然后 用同一只手关闭泵组件150的门161。由夹持器45的卡接配合部件保持的这种定位关系反 过来又使第一段管子101的端部104在门161的关闭期间在管子夹紧机构170的V形下部 174内和上部172内保持合适的对准。此外，由夹持器45的卡接配合部件提供的紧配合定 位关系也使管子101的中间部分102在其最高位置的滚筒182上保持在位。图12还示出夹紧机构170的夹紧作用(如方向箭头A所示)，该夹紧作用将第一 段管子101的端部104刚好固定在在夹持器45的导向器62的内侧的夹紧机构170的上部 172和下部174之间。图13是示意地示出装载在泵组件150中的一系列管子101的透视图，其中为了泵 组件150的运行门161完全关闭。如图13所示，夹持器45的导向器62将各自的第二段和 第三段管子110、111以适当的角度保持，同时将第一段管子101的端部104在泵组件150 内保持适当的角度，以优化第一段管子101的中间部分102与处于泵壳体151内的最高位 置的滚筒182、183、184其中之一的接合(如前面图12所示)。有助于优化由诸如泵组件150的蠕动泵产生的流体流动的因素之一，包括在装载 管子期间将泵的其中一个滚筒放置在最高位置(或其他一致的位置)。但是，在同时，在装 载管子之前或在装载管子期间，当用其手指操作(maneuver)滚筒到适当的位置时操作者 必需小心。因此，正如在下面接合图14-15B所描述的，根据本发明的原理提供定位系统以 在装载管子期间确保泵部件的滚筒的合适定位。图14是根据本发明原理示意性示出光学传感系统250的方块图。如图14所示， 系统250包括流体管理器或控制台260，其构造成以基本上类似于对图1所示的控制台12 和泵组件14、15所描述的方式支撑泵组件262。一般而言，控制台260能够机械地安装泵 组件262，同时还提供直接操作泵组件262的控制电路。因此，在一些实施例中，控制台260 包括控制器276，控制器276控制用于泵组件262的转子机构174的马达272的运行。控制 器276利用存储在其存储器277中的算法，以起动、中止和调节转子机构274的旋转运动， 以经由滚筒275与医用管子的接合引起想要的泵送作用。一般而言，在将管子装载在泵组件262内之前和/或期间，根据本发明的原理将管 子装载在泵组件262内包括利用定位机构280以将滚筒275之一以自动定位在泵组件262 内的最高位置中。在一些实施例中，定位机构280包括传感器281和设置在由马达272驱 动的轴284上的识别器282。在一些实施例中，轴284直接从马达272延伸，而在另一些实施例中，轴284连接于从马达272直接延伸出的轴。为了将管子装载在泵组件150内，控制器276起动马达272，以运动转子机构274， 直到滚筒275之一处于最高位置。为此，识别器282设置在轴284上，使得识别器282与传 感器281的对准对应于滚筒275之一处于最高位置。一般地说，识别器282可以采取导致 该识别器282标记轴284的独特旋转位置的许多形式。在一个实施例中，识别器282包括 在轴284上的可光学检测的标记，如图14所示。在另一些实施例中，传感器281和识别器282不限于光学技术，而是可以包括电容 传感、磁传感或其他传感技术。但是，基于光学的定位系统280的识别器282和传感器281可以采取其他形式，如 图15A-15B所示。为此，图15A示出安装在轴284上的盘290，其中该盘290在盘290的相 邻部分291之间形成有狭缝292的图形。以这种特有的设置，每个狭缝292的位置对应于 各自的滚筒275之一(或图12中滚筒182、183、184之一)的位置。另一方面，盘290形成 连接于轴284的安装部件288的一部分，并且还形成从盘290向外伸出的叶片294。叶片 294构造成可滑动地接合转子机构274的狭槽279。以这种方式，安装部件288的叶片294 能够将转子机构274连接于由马达272驱动的轴284，同时有图形的盘290能够检测各滚筒 的位置。如图15B所示，设置传感器部件295，以用光学方式检测盘290的狭槽292的位置。 传感器部件295包括发射器297和接受器298，它们设置成跨立于盘29。当盘290旋转时 (如图15A的方向箭头X所示)，在狭槽292之一在发射器297和接收器298之间通过时传 感器部件295进行检测。因此，通过监控盘290的狭槽292的位置，控制器276能够操作图 14所示滚筒275 (或图12所示的滚筒182、183、184)，以确保在将一系列管子100装载在泵 组件内之前，各自的滚筒之一处于最高位置。本发明的实施例提供适当地将管子定位在泵组件中的方便的、可靠的、能重复的 装置。装载能够用一只手进行，并且知道利用蠕动泵的充分潜力为期望的医疗器械提供流 体。虽然已经参考优选实施例描述肋本发明，但是本领域的技术人员将会认识到，能够在形 式和细节上进行变化而不脱离本发明的精神实质和范围。
1权利要求
一种装载蠕动泵的方法，该方法包括提供具有一对导向器的夹持器，所述导向器彼此横向地间隔开并且从所述夹持器的相对两侧壁垂直地向上延伸；将第一段管子设置成从其中一个各自的导向器延伸到另一个各自的导向器，并且在所述夹持器的顶边缘的上方垂直地间隔开；将所述夹持器滑动地接合在所述泵的壳体的外部上，以将各自的导向器外部地定位在所述壳体的每个相对侧上，使得第一段管子的中间部分定位在所述泵的壳体内，垂直地在所述泵的第一滚筒的上方，其中所述第一滚筒处在所述泵内的最高旋转位置；以及朝着所述第一滚筒推进所述泵的接触部分，以在所述接触部分和所述第一滚筒之间压紧地接合所述第一段管子的中间部分。
2.权利要求1所述的方法，包括设置所述导向器以在与第一段管子共同的平面内延伸，使得当所述夹持器滑动地安装 在泵壳体的外部上并且所述第一段管子的中间部分定位在所述第一滚筒上方时，所述第一 段管子的一对外端定位在设置于所述泵的壳体的相对两侧的每侧的一对管子夹紧机构内， 并且每个各自的导向器密切接近地定位于所述各自的管子夹紧机构的外部。
3.权利要求1所述的方法，其中可滑动地接合所述夹持器以定位所述第一段管子的中 间部分包括沿着大致垂直于所述第一段管子在其装载位置延伸的平面的第一方向推进所述夹持 器和第一段管子。
4.权利要求2所述的方法，其中每个管子夹紧机构包括凹形上部和V形下部，并且其中 推进所述泵的接触部分还包括将可转动的门操作到关闭位置，以迫使管子夹紧机构的每个 各自的凹形上部相对于所述管子夹紧机构各自的V形下部压紧接合在所述第一段管子的 一个各自的端部上。
5.权利要求4所述的方法，其中将所述夹持器滑动地接合在所述泵壳体的外部上包括相对于所述泵壳体的侧部卡接配合所述夹持器的侧壁，以保持所述夹持器的前部可靠 地接触在所述泵壳体上，从而在朝着第一滚筒推进所述泵的接触部分期间和在第一段管子 的中间部分压紧接合期间，保持所述第一段管子的各自的端部在所述管子夹紧机构的V形 下部内适当的对准。
6.权利要求2所述的方法，其中所述第一段管子具有大于在所述夹持器的两个间隔开 的各自的导向器之间所述夹持器宽度的固定的长度，并且其中所述两个各自的导向器彼此 间隔开基本等于所述泵的壳体宽度的距离。
7.权利要求6所述的方法，其中每个各自的导向器限定了相对于所述夹持器的各自的 侧壁形成锐角的长套筒，使得所述各自的长套筒的纵轴朝着彼此邻近所述第一滚筒的会聚 点取向。
8.权利要求1所述的方法，包括在将所述第一段管子滑动地插入所述泵的内部期间，仅仅利用一只手夹紧并保持所述 夹持器，而不单独地接触所述第一段管子。
9.权利要求1所述的方法，包括通过一个各自的导向器将第二段管子可释放地连接于所述第一段管子的一个各自端， 以使其之间能够流体连通；并且通过另一个各自的导向器将第三段管子可释放地连接于所述第一段管子的另一个各 自端，以使其之间能够流体连通，其中所述各自的第二段和第三段管子沿着相反的方向从所述第一段管子横向地向外 延伸。
10.权利要求9所述的方法，其中所述第一段管子用不同于第二段和第三段管子的所 用材料不同的材料制造。
11.权利要求1所述的方法，包括设置泵以包括蠕动旋转机构，所述蠕动旋转机构构造成运动滚筒阵列，所述滚筒阵列 包括圆图形的第一滚筒，使得各自的滚筒顺序地可滑动地接合所述第一段管子的中间部 分；并且在将所述第一段管子的中间部分垂直地定位在所述第一滚筒的上方之前，将所述第一 滚筒自动定位在最高旋转位置中。
12.权利要求11所述的方法，其中所述自动定位所述第一滚筒包括通过检测连接于支撑所述蠕动旋转机构的轴的识别器的旋转位置相对于所述最高旋 转位置确定所述第一滚筒的位置。
13.一种用于将管子装载在蠕动泵中的管子定位系统，所述系统包括夹持器，所述夹持器包括构造成可滑动地配合在泵的壳体外部上的外壳；和从所述外壳的相对的两侧壁向上延伸的一对导向器，其中所述导向器彼此横向地间隔 开基本等于所述泵的壳体宽度的距离；在所述的一对导向器之间延伸的第一段管子，所述第一段管子一对端部和中间部分， 其中所述第一段管子具有固定的长度，使得当各自端部的每一个可拆卸地固定在其中一个 各自的导向器内时，所述中间部分在各自的导向器之间形成弓形形状。
14.权利要求13所述的管子定位系统，其中所述外壳形成槽，其尺寸和形状做成相互 地并可靠地接合所述泵的壳体的尺寸和形状，以相对于所述泵的壳体将所述外壳保持在可 释放地固定的位置。
15.权利要求14所述的管子定位系统，其中所述槽包括一对彼此横向间隔开的相对侧 部，其中每个侧部包括垂直肋，所述垂直肋构造成卡接配合地接合所述泵的壳体的每个侧 部上的往复式部件。
16.权利要求14所述的管子定位系统，其中每个各自的导向器相对于所述外壳的各 自的侧壁之一形成以锐角延伸的长套筒，使得所述各自的导向器的套筒的纵轴朝着彼此会 聚，其中每个套筒尺寸和形状做成可滑动地接纳所述第一段管子的一个各自的端部。
17.权利要求16所述的管子定位系统，包括第二段管子，其通过一个各自的导向器被可拆卸地固成与所述第一段管子的其中一个 各自的端部流体地连通，和第三段管子，其通过另一个各自的导向器被可拆卸地固成与所述第一段管子的另一个 各自的端部流体地连通。
18.权利要求17所述的管子定位系统，还包括流体输送系统，所述流体输送系统包括 泵主体，包括接触部分；用于旋转地运动滚筒阵列的转子机构，所述滚筒阵列包括圆形路径中的第一滚筒，使 得当所述第一滚筒处于最高位置时，所述第一段管子的中间部分位于在由所述接触部分和 所述第一滚筒形成的滚筒_管子结合区内，其中，所述套筒的角度和所述第一段管子的固定长度选择成使第一段管子的中间部分 取向成在滚筒_管子接合区内延伸。
19.权利要求18所述的管子定位系统，还包括构造成将泵的壳体可拆卸地接纳在安装位置并包括转子定位系统的控制台，所述控制 台包括 控制器；包括连接于所述转子机构的轴的马达，以使所述转子机构旋转； 连接于所述轴的识别器；传感器，与所述控制器电连通并对准以检测所述识别器，其中所述控制器构造成在将第一段管子装载在所述泵的滚筒_管子接合区之前引起 所述轴的旋转，以定位所述转子机构，直到所述第一滚筒位于在由所述识别器相对于传感 器的位置所表示的所述泵主体内的最高位置。
20.一种流体输送系统，包括装置，其用于通过一只手操作应用将第一段管子自动地装载在蠕动泵的滚筒_管子接 合区内，同将所述第一段管子的相对两端保持在所述蠕动泵的外部的外部位置并且在所述 蠕动泵的外部的相对两侧位置，使得所述第一段管子在装载在所述滚筒-管子接合区内期 间保持固定的长度并且形成弓形形状；以及装置，其在装载所述第一段管子之前，自动将滚筒阵列的一个滚筒定位在所述泵头的 滚筒-管子接合区。
21.权利要求20的流体供给装置，其中用于自动装载的装置包括构造成可滑动地配合在所述泵的外部上的外壳，其中所述外壳形成槽，所述槽的尺寸 和形状做成相互地并可靠地接合所述泵的外部的尺寸和形状，以相对于所述泵的外部将所 述壳保持在可释放地固定的位置，所述外壳包括从所述外壳的相对的两侧壁向上延伸的一 对导向器，其中每个导向器相对于所述外壳的各自的侧壁形成以锐角延伸的长套筒；以及在所述外壳的所述的一对导向器之间延伸的第一段管子，所述第一段管子在包括一对 端部和中间部分，其中所述第一段管子具有固定的长度，使得当各自的端部可拆卸地固定 在其中一个各自的套筒内时所述中间部分形成弓形形状。
22.权利要求21所述的流体输送系统，其中用于自动定位的装置包括滚筒-管子接合区，其包括接触部分的和用于旋转地运动滚筒阵列的转子机构，所述 滚筒阵列包括圆形路径中的第一滚筒，使得当所述第一滚筒处于最高位置时，所述第一段 管子的中间部分被对准，以在接触部分和所述第一滚筒之间压紧地接合，其中，所述套筒的角度和所述第一段管子的固定长度选择成使第一段管子的中间部分 取向成在第一滚筒和接触部分之间延伸；构造成用于将所述泵可拆卸地接纳在安装位置并且包括转子定位系统的控制台，所述 控制台包括 控制器；经过轴连接于转子机构的马达，以使所述转子机构旋转； 连接于所述轴的识别器；传感器，与所述控制器电连通并对准以检测所述识别器，其中所述控制器构造成在将第一段管子装载在所述泵主体之前引起所述轴的旋转，以 定位所述转子机构，直到所述第一滚筒位于在由所述传感器检测所述识别器的位置所表示 的所述泵主体内的最高位置中。
全文摘要
本发明公开一种用于将管子装载在蠕动泵中的管子定位系统，该系统包括夹持器和第一段管子。该夹持器包括构造成可滑动地配合在泵的外部的外壳和从该外壳的相对的两侧壁向上延伸的一对导向器。该第一段管子具有固定的长度并且在该对导向器之间延伸，其中该第一段管子的每个端部固定在一个各自的导向器内。
文档编号F04B43/00GK101978166SQ200980110575
公开日2011年2月16日 申请日期2009年2月18日 优先权日2008年2月22日
发明者C·L·德拉格, G·W·诺曼, M·L·克尔兹 申请人:麦德托尼克艾克斯欧麦德股份有限公司
技术领域：
本发明涉及流体输送系统。特别地，它涉及用于医疗器械的流体输送系统。
背景技术：
一些外科手术器械利用供给的流体冲洗病人的外科手术部位以及用于冷却外科 手术器械。这种类型的外科手术器械的非限制性的例子包括微清创器和耳钻等。对外科手 术器械提供稳定的流体输送的一个常用方法包括借助于诸如蠕动泵的正排量泵通过医用 管子泵送流体。由于许多原因希望用蠕动泵，例如这种泵保持流体无菌度的能力和泵的清 洁度，因为流体流动通过医用管子并且不与泵的部件接触。因为这些原因，蠕动泵也能够用 于通过静脉输送系统输送药物和/或用于其他医疗应用。在各种情况下，一些类型的管子 放置在蠕动泵内，使其滚筒(roller)能够循环接合该管子以提供希望的泵送作用。尽管蠕动泵用于医疗应用具有许多优点，但是还有一些缺点。例如，管子在泵内的 正确放置仍旧存在挑战。在一些常规的泵中，操作者利用他们的手将一段管子喂入到泵内 合适的位置。尽管操作者非常专心致志，但是管子经常不能与泵适当地对准，导致在蠕动泵 的每个循环中不一致的流体流动和/或不足够的流体量的泵送。这种困难的产生部分地由 于用两只手相对于蠕动泵的一个或多个滚筒对准并放置管子的艰难。同时，当管子延伸通 过泵时使用者试图保持管子的适当角度。在仍然保持管子适当定位的同时当操作者试图关 闭泵的门时产生另外的挑战。更糟糕的是，本领域的操作者中对关于什么实际上构成合适 的管子定位和关于合适的技术包括什么通常产生误解。因此，有时候在没有适当地安装管子的情况下操作常规的流体输送系统，因而，削 弱了利用蠕动泵用于向医疗器械供给流体充分地建立的其他优点。
图1是根据本发明的原理用于向医疗器械输送流体的系统的透视图；图2是根据本发明原理的夹持器前部的透视图；图3是图2的夹持器的后部的透视图；图4是沿着4-4线截取的图3的截面图；图5是根据本发明原理的相对于夹持器安装的一段管子的前平面图；图6是图5的夹持器和一段管子的俯视图；图7A是示出根据本发明的原理将一段管子安装在图1-6的夹持器中的方法的截 面图；图7B是示出根据本发明的原理将一段管子安装在图1-6的夹持器中的方法的截 面图；图8是根据本发明的原理用于与图1-6的夹持器一起使用的泵组件的透视图；图9是示出根据本发明的原理将一段管子经由夹持器装载在泵组件中的透视图；图10是示意性地示出根据本发明的原理将一段管子经由夹持器装载在泵组件中之后，但是在封闭泵组件之前的截面图；图11是被装载在泵组件的管子夹紧机构中时一部分管子的侧视图；图12是示意性地示出根据本发明的原理在泵组件封闭之后图10所示的一段管子 的截面图；图13是示意性地示出根据本发明的原理可滑动地安装在泵组件上夹持器的透视 图，该泵组件具有适当地装载在图10的泵组件中的一段管子；图14是示意性地示出根据本发明的原理用于控制泵组件的滚筒旋转位置的机构 的方块图；图15A是示意性地示出根据本发明的原理用于检测泵组件的滚筒旋转位置的机 构的透视图；图15B是示意性地示出根据本发明的原理用于检测泵组件的滚筒旋转位置的传 感器组件的透视具体实施例方式本发明的实施方式涉及确保一致的流体流动通过管子到医疗器械。具体说，这些 实施方式提供医用管子在蠕动泵内适当的定位，从而通过泵使适当的流体量能够移动通过 该管子。为此，提供一种夹持器(holder)，用于将一段或多段管子保持在预定的结构中，使 得当将该夹持器可滑动地配合到泵组件上时，各段管子相对于该泵的内部部件(例如，滚 筒)适当地装载。该夹持器使得能够一只手装载管子。在一些实施方式中，夹持器包括一 对导向器，以确保管子以适当的角度在泵组件内延伸，并且从泵组件中延伸出来。在一些实 施方式中，管子包括在夹持器的导向器之间延伸的固定的管子长度，以确保在泵组件内接 合的这段管子避免不想要的拉伸，并且保持大致恒定的长度。这种设置有助于在泵滚筒的 循环旋转期间管子正确地打开和关闭。一般地说，本发明的实施方式能够用于向经由蠕动泵的作用通过医用管接收流体 的任何医疗器械提供控制的流体输送。因此，本发明的实施方式不限于单单与外科手术器 械一起使用，而且能够与各种医疗器械一起使用。这些和其他实施例在下面结合图1-15更详细地描述。用于向医疗器械供给流体的根据本发明各方面的流体输送系统10示于图1。该系 统10包括流体管理器12(例如，控制台(console))、泵组件14、15以及医疗器械20。储存 在流体容器16和17中的流体通过各自的管子18、19供给泵组件14、15，用于泵送给受流 体管理器12控制的医疗器械20。一方面，管子18、19形成延伸到并流体地连接于医疗器 械20的近端22的一系列管子(tubing array) 26的一部分。泵组件14、15安装在流体管 理器12上并且在一些实施例中可释放地相对于流体管理器12固定，以允许一个或多个泵 组件14、15合适的位移。考虑到系统10的上述一般结构，用于将管子装载在泵组件(例如泵组件14、15) 的夹持器45示于图2-3。一般地说，夹持器45可以采取各种形式并且尺寸和形状做成可滑 动地配合在泵组件14或15 (图1)其中之一上，并与其保持接合，以定位用于与相应的泵组 件14、15的内部部件接合的一段管子。一般地说，夹持器45包括形成凹槽或槽的外壳50， 该凹槽或槽尺寸和形状做成以可滑动地配合在诸如在下面结合图8-9描述的泵组件150的
7泵组件的外部壳体上并且牢固地接合泵组件的外部壳体。在一个实施例中，夹持器45的外 壳50由前壁51、底壁52、顶边缘53和侧壁56形成。此外，在一些实施例中，凸缘70从外 壳50的底壁52和侧壁56向外延伸。另一方面，侧壁56包括后边缘72而底壁52包括后 边缘75。在一些实施例中，外壳50的每个侧壁56包括上部分57和下部分58，其中上部分 57相对于槽50的顶边缘53垂直地向上延伸。在一些实施例中，外壳50的每个侧壁56还包括设置在该上部分57和下部分58 之间的凸肩80，这导致下部分58比上部分57窄。一方面，凸肩80和下部分58 —起便于以 “相对的夹紧”动作(maneuver)将夹持器45夹紧在操作者的拇指和手指之间，这本身又便 于一只手将夹持器45 (和管子)安装在泵组件14、15其中之一上。这种一只手的安装动作 在后面结合图9进行说明。在一些实施例中，(夹持器45的)每个侧壁56的上部分57包 括从上部分57的内表面伸出的垂直肋59，如图2-3和图5所示。这些垂直肋59构造成可 释放地接合泵组件(例如泵组件14、15)的诸如狭槽或凸起的往复式部件，并且该往复式部 件尺寸和形状做成可释放地接合夹持器45的垂直肋59。对于这种设置，当夹持器45可滑 动地安装在泵组件的壳体上(见图9)时，该垂直肋59能够将夹持器45卡接配合在泵组件 的壳体上。因此，这种卡接配合部件在将管子装载在泵组件内期间或之后使夹持器45的位 置稳定，这在后面结合图8-13进一步描述。如图2-4所示，在一些实施例中，夹持器45还包括从外壳50的各自的侧壁56的 上部分57向外延伸的一对导向器62。每个导向器62形成在内端66和外端68之间延伸的 空心细长套筒64。在一些实施例中，内端66和外端68每个形成凸缘。如图4-5所示，在一些实施例中，由每个导向器62相对于夹持器45的各自的侧壁 56形成的细长套筒64形成锐角(α)，其中角度(α)大约在60至80度的范围内。在一些 实施例中，该角度(α)大约70度。为了进入泵组件(例如泵组件14、15)的滚筒_管子接 合区内，侧壁56的高度(图5中示为Hl)和套筒64的角度(α)组合地选择成使延伸通过 该导向器62的任何管子以一个角度垂直地向上延伸，如下面图10和图12更详细地所示。 一方面，当彼此邻近泵组件的滚筒-管子接合区185时，(各导向器62的)每个各自的套 筒64的纵轴线朝着会合取向，如下面图10和12所示。如图5-6进一步所示，在一些实施例中，由夹持器45的导向器62支撑的一系列管 子100包括第一段管子101、第二段管子110和第三段管子111，如图5-6所示。一方面，第 一段管子101设置在第二段管子110和第三段管子111之间并与该第二段管子110和第三 段管子111流体连通。另一方面，第一段管子101在夹持器45的导向器62之间延伸，而第 二段管子110和第三段管子111从夹持器45的导向器62 (并从侧壁56)向外横向地延伸。在一些实施例中，第一段管子101包括管子的分开的和独立的部分，并且经由连 接器130连接于第二段管子110和第三段管子111，这在下面结合图7Α-7Β描述并举例说 明。再参考图5-6，第一段管子101包括一对相对的端部104和中间部分102，而各自 的第二段和第三段管子110、111每个包括内端112。一方面，第一段管子101具有选择成大 于导向器62之间的宽度(图5中用Wl表示)的长度，使得在第一段管子101相对于导向 器62安装时，第一段管子101的中间部分102在导向器62之上延伸一段距离Dl。一方面 该距离Dl选择成使得当夹持器45用于装载时第一段管子101的中间部分102将被定位在泵组件150的最上面的滚筒182之上，这在下面接合图10-12更详细地描述。另一方面，导 向器62的成角度的位置和第一段管子101的选择的固定长度的组合使第一段管子101的 中间部分102在滚筒-管子接合区185内形成弓形形状。一方面，如图5所示，导向器62横向间隔开宽度(W1)，该宽度(Wl)与泵组件150 的外部壳体的宽度(图8中示为W2)基本相同。这种设置有助于相对于泵组件150可滑动 地接合夹持器45。这种设置还使第一段管子101的端部104定位在泵组件150的管子夹紧 机构170之间，这在下面结合图10-12描述并举例说明。在一个实施例中，所有三段各自的管子101、110和111用相同的材料制造。在另 一个实施例中，第一段管子101用不同于第二段管子110和第三段管子111的材料制造。 例如在一个实施例中，第一段管子101用硅氧烷材料制造，而第二段管子110和第三段管子 111用聚氯乙稀(PVC)制造。图7A-7B还示出各段管子101、110和111相对于彼此和相对于夹持器45的导向 器62的关系。在大多数情况下，本领域的操作者希望收到已经组装在一起成为“即用”组 件(package)而不需要组装的一系列管子100和夹持器45。但是，为了突出本发明的重要 原理，将描述各段管子101、110和111相对于彼此并且相对于夹持器45的相互连接的各方面。因此，在一些实施例中，第一段管子101的每端104可滑动地插入并摩擦接合其中 一个各自导向器62的套筒64，以相对于夹持器45的导向器62固定第一段管子101，如图 7A所示。此外，在相对于夹持器45的导向器62安装之前，第二段管子110和第三段管子 111的末端112适于将连接器130安装在其上。一般而言，连接器130提供一种结构，以形 成相对于第一段管子101连接第二段管子110和第三段管子111的机械连接，并且将各段 管子101、110和111相对于导向器62固定。同时，连接器130在各段管子101、110和111 之间形成并保持流体连通通道。因此，连接器130使各段管子101、110和111相对于彼此 并相对于夹持器45固定，从而，使夹持器45能够充当用于相对于泵组件150装载一系列管 子100的工具。虽然连接器130能够采取各种形式，但是在一些实施例中，连接器130形成在第一 端134和第二端136之间延伸的导管132，如图7A所示。一方面，连接器130包括设置在 第一端134和第二端136之间的凸缘137。另一方面，第一端134和第二端136每个包括 倒刺外表面138 (包括一个或多个倒刺)，用于摩擦地接合各自的管子段110、111其中之一 的端部112或第一段管子101的端部104内壁。因此，考虑到这种一般的结构，各自的管子 段110、111其中之一的端部112可滑动地安装在各自连接器130其中之一的第一端134，直 到端部112邻接每个各自的连接器130的凸缘137，如图7A所示。由于各段管子110、111 已经连接于连接器130的第一端134，连接器130的第二端136可滑动地插入并通过导向 器62的套筒64，直到连接器130的第二端136在已经相对于导向器62安装的第一段管子 101的端部104内滑动并且摩擦接合第一段管子101的端部104，如图7B所示。以这种方 式，所有三段管子101、110和111在相对于夹持器45的导向器62同时地固定的同时，通过 连接器130固定在一起。根据本发明的原理，这种设置在导向器62之间提供并保持管子(例如，第一段管子101)固定的长度，以在泵送期间将不想要的管子通过泵组件的滑动减至最低程度，这种 滑动在常规的管子和泵设置的情况下有时候发生。而且，图7B所示的设置确保第一段管子 101的端部104以适当的角度延伸，以将端部104定位成被泵组件150的管子夹紧机构170 适当地接合，这在下面接合图10-12更加详细地描述。此外，对于给定的第一段管子101的 长度，这种设置将第一段管子101的中点102定位在导向器62上方的一定距离处(在图5 中示为Dl)，这个距离选择成将第一段管子101的弓形形状的中点102刚好装载在泵组件的 转子机构的滚筒上方，这结合图10和12进一步描述。在一些实施例中，每个各自的连接器130的端部134的带倒刺的表面138用Iuer 型配件或适合于将管子110、111可释放地装载在夹持器45的相对两侧上的各自连接器130 的端部134上的其他配件代替。这种设置能够相对于夹持器45并相对于第一段管子101 方便地替代或更换管子110、111。在另一个实施例中，第一段管子101不包括分开的管子部分，而是三段各自的管 子101、110、111形成由相同材料制成的一个单个的、连续的一段管子。在这种设置中，不用 连接器130。但是，正如本领域的技术人员所能够理解的，根据本发明的原理，其他固定件将 用于相对于各自导向器62固定该连续管子的第一段管子101，以保持第一段管子101在各 自导向器62之间的固定的长度和弓形的形状。再参考图1，一系列管子100(经由夹持器45)安装在其中的泵组件14、15能够可 以采取许多形式。在一些实施例中，泵组件可以采取图8所示的蠕动泵组件150的形式。如 图8所示，泵组件150包括形成泵组件150的外部部分的壳体151，并且该壳体151包括前 主体部分152、底部分156、一对相对的侧部分154。盖子机构160包括可枢转的门161和包 括接触部分164的接合机构162。泵组件150还包括转子机构180 (在图10、12和14中示 意地示出)，该转子机构180引起多个滚筒沿顺时针方向运动(或反时针方形运动)的旋转 运动，其中每个各自的滚筒顺序地通过第一段管子101的中间部分102，以控制器的方式推 动流体通过一系列管子100。如图8所示，其中一个滚筒(例如滚筒182)处在泵组件150的壳体151内的最高 位置。接合机构162的接触部分164和处在最高位置的滚筒一起(在这个例子中是滚筒 182)形成滚筒-管子接合区185。如图8所示，在一些实施例中，泵组件150还包括设置在该泵组件150的每个侧部 分154上并且横向地定位于该滚筒-管子接合区185的管子夹紧机构170。一般而言，该管 子夹紧机构170用于在滚筒182 (或后面的滚筒)通过重复的蠕动泵送循环对第一段管子 101的中间部分102的滑动压紧作用期间，将第一段管子101的端部104牢固地保持在位。 在一些实施例中，该管子夹紧机构170包括大体上静止的下部174和可滑动地运动的上部 172。一方面，当泵组件150的盖子机构162的门161运动到关闭位置时，接合机构162使 该上部172滑动地向下前进入靠近下部174的位置，从而，对第一段管子101的端部104施 加夹紧力。以这种方式，管子夹紧机构170用来牢固地接合第一段管子101的端部104，以 在泵组件150的滚筒-管子结合区185内保持第一段管子101的稳定定位。这种设置还结 合图11进一步描述并举例说明。如图5和图8所示，泵组件150的各自夹紧机构170之间的宽度W2稍稍小于横向 间隔开的导向器62之间的宽度Wl。对于这种设置，当将夹持器45滑动地安装在泵组件150
10的壳体151外部上时，第一段管子101的端部104变成适当地与夹紧机构170的上部分172 和下部分174对齐并定位成被夹紧机构170的上部分172和下部分174接合。在一些实施 例中，夹紧机构170的下部分174也用作泵组件150的壳体的伸出部件，以能够通过垂直肋 59将夹持器45卡接配合在壳体151的外部上。在一个实施例中，泵组件150包括具有如可以从Watson-Marlow Bredel Pump Limited of Cornwall, United Kingdom得到的系列313或314蠕动泵基本相同特征的 正排量泵。图9是操作者仅仅利用一只手190抓住夹持器45 ( 一系列管子100安装在其 中)并且将第一段管子101装载在泵组件150中的示意图。根据本发明的原理，夹持器 45形成槽形状的外壳，该外壳的尺寸和形状做成与泵组件150的壳体的尺寸和形状互补 (reciprocate)。因此，通过利用单只手，操作者能够将夹持器45操作成滑动接合在泵组件 150上，同时并自动地将第一段管子101的中间部分102装载在滚筒-管子接合区185内。 同时，正如在前面结合图5-8所识别的，通过简单地将夹持器45滑动配合在泵壳体151上， 夹持器45的结构也将第一段管子101的端部104自动对齐在设置于泵壳体151的相对两 侧部分154上的各自的夹紧机构107内。因此，夹持器45能够方便地并精确地将一系列管 子100装载在泵组件150内。关于这种装载方法的进一步的细节将结合图10-15进行描述 并举例说明。图10是图9的横断面视图，示出在关闭封闭机构160的门161之前相对于泵部件 150装载的一系列管子100。如图10所示，泵组件150包括转子机构180，该转子机构180 构造成沿着顺时针方向转动(如方向箭头R所示)，以使滚筒182、183和184围绕转子机 构180的中心181以圆图形运动(如方向箭头C所示)。以本领域的技术人员能够很好地 理解的方式，对于转子机构180的每个循环的旋转，每个相应的滚筒182、183、184顺序地运 动到最高位置(当前由滚筒182占据)，以在泵壳体151的滚筒-管子结合区185内延伸， 以挤压第一段管子101的中间部分102接触部分164。但是，正如前面已经提到的，另一方 面，转子机构180还构造成沿着反时针方向运动，使滚筒182、183、184沿着于图10所示方 向相反的方向运动。在一些实施例中，滚筒阵列包括相对于彼此以90度间隔设置的四个滚 筒，而不是图10和图12所示的以120度间隔设置的三个滚筒182、183和184。因此，通过以结合图9所描述的一只手的方法利用夹持器45，第一段管子101的 中间部分102被自动装载在刚好在最上面滚筒(在这个例子中是182)上方合适的位置，并 且第一段管子101的端部104变成适当地对准在泵组件150每侧上的各自的夹紧结构170 内。具体说，正如图11进一步示出的，夹持器45的结构使第一段管子101的每端104定位 在夹紧机构170的下部174的V形形状的凹槽173内。具体说，由于第一段管子101的端 部104由夹持器45的导向器62保持，以保持在与第一段管子101的中间部分102基本在 同一个平面内(如图6的直线A所示)，夹持器45放置在泵组件150的壳体151上，以将第 一段管子101的中间部分102装载在最上面的滚筒(如图10所示的滚筒182)的上方，必 然导致第一段管子101的端部104适当地对准在夹紧机构170的下部174的V形凹槽173 内。如果没有根据本发明原理设置的这种自动定位，根据常规技术的手动安装管子经 常导致管子相对于泵组件的内部元件错误对准，因为许多任务用操作者的双手同时完成。 这些任务的一些包括相对于泵的滚筒之一定位管子、将管子手动对准在侧面夹紧机构内以及在关闭泵组件的门的同时手动保持定位的管子。如图10所示，对于相对于泵组件150适 当地装载一系列管子100，泵组件150的门能够被关闭。如图12进一步所示，门161的关 闭使接合部件162向下滑动地移动(如方向箭头Z所示)，直到接触部分将第一段管子101 的中间部分102用力压紧在泵组件150内的最高旋转位置中的滚筒(在这种情况下是滚筒 182)上。这中作用有效地关闭第一段管子101的中间部分102内的通道，并且当通过转子 机构180的旋转起动蠕动泵作用时，使泵组件150准备用于将下一个滚筒(例如，滚筒183) 旋转入最高位置。一方面，通过垂直肋59 (例如，见图2-3和图5)提供的夹持器45的卡接配合部 件，在门的161的关闭期间将外壳50的前部分51以可靠接触的方式保持在泵组件150的 壳体151的前部分152上，而没有将夹持器45在泵组件150上保持在位。因此，在将夹持 器45用便利的一只手安装在泵组件150上之后，操作者能够自由放开夹持器45，并且然后 用同一只手关闭泵组件150的门161。由夹持器45的卡接配合部件保持的这种定位关系反 过来又使第一段管子101的端部104在门161的关闭期间在管子夹紧机构170的V形下部 174内和上部172内保持合适的对准。此外，由夹持器45的卡接配合部件提供的紧配合定 位关系也使管子101的中间部分102在其最高位置的滚筒182上保持在位。图12还示出夹紧机构170的夹紧作用(如方向箭头A所示)，该夹紧作用将第一 段管子101的端部104刚好固定在在夹持器45的导向器62的内侧的夹紧机构170的上部 172和下部174之间。图13是示意地示出装载在泵组件150中的一系列管子101的透视图，其中为了泵 组件150的运行门161完全关闭。如图13所示，夹持器45的导向器62将各自的第二段和 第三段管子110、111以适当的角度保持，同时将第一段管子101的端部104在泵组件150 内保持适当的角度，以优化第一段管子101的中间部分102与处于泵壳体151内的最高位 置的滚筒182、183、184其中之一的接合(如前面图12所示)。有助于优化由诸如泵组件150的蠕动泵产生的流体流动的因素之一，包括在装载 管子期间将泵的其中一个滚筒放置在最高位置(或其他一致的位置)。但是，在同时，在装 载管子之前或在装载管子期间，当用其手指操作(maneuver)滚筒到适当的位置时操作者 必需小心。因此，正如在下面接合图14-15B所描述的，根据本发明的原理提供定位系统以 在装载管子期间确保泵部件的滚筒的合适定位。图14是根据本发明原理示意性示出光学传感系统250的方块图。如图14所示， 系统250包括流体管理器或控制台260，其构造成以基本上类似于对图1所示的控制台12 和泵组件14、15所描述的方式支撑泵组件262。一般而言，控制台260能够机械地安装泵 组件262，同时还提供直接操作泵组件262的控制电路。因此，在一些实施例中，控制台260 包括控制器276，控制器276控制用于泵组件262的转子机构174的马达272的运行。控制 器276利用存储在其存储器277中的算法，以起动、中止和调节转子机构274的旋转运动， 以经由滚筒275与医用管子的接合引起想要的泵送作用。一般而言，在将管子装载在泵组件262内之前和/或期间，根据本发明的原理将管 子装载在泵组件262内包括利用定位机构280以将滚筒275之一以自动定位在泵组件262 内的最高位置中。在一些实施例中，定位机构280包括传感器281和设置在由马达272驱 动的轴284上的识别器282。在一些实施例中，轴284直接从马达272延伸，而在另一些实施例中，轴284连接于从马达272直接延伸出的轴。为了将管子装载在泵组件150内，控制器276起动马达272，以运动转子机构274， 直到滚筒275之一处于最高位置。为此，识别器282设置在轴284上，使得识别器282与传 感器281的对准对应于滚筒275之一处于最高位置。一般地说，识别器282可以采取导致 该识别器282标记轴284的独特旋转位置的许多形式。在一个实施例中，识别器282包括 在轴284上的可光学检测的标记，如图14所示。在另一些实施例中，传感器281和识别器282不限于光学技术，而是可以包括电容 传感、磁传感或其他传感技术。但是，基于光学的定位系统280的识别器282和传感器281可以采取其他形式，如 图15A-15B所示。为此，图15A示出安装在轴284上的盘290，其中该盘290在盘290的相 邻部分291之间形成有狭缝292的图形。以这种特有的设置，每个狭缝292的位置对应于 各自的滚筒275之一(或图12中滚筒182、183、184之一)的位置。另一方面，盘290形成 连接于轴284的安装部件288的一部分，并且还形成从盘290向外伸出的叶片294。叶片 294构造成可滑动地接合转子机构274的狭槽279。以这种方式，安装部件288的叶片294 能够将转子机构274连接于由马达272驱动的轴284，同时有图形的盘290能够检测各滚筒 的位置。如图15B所示，设置传感器部件295，以用光学方式检测盘290的狭槽292的位置。 传感器部件295包括发射器297和接受器298，它们设置成跨立于盘29。当盘290旋转时 (如图15A的方向箭头X所示)，在狭槽292之一在发射器297和接收器298之间通过时传 感器部件295进行检测。因此，通过监控盘290的狭槽292的位置，控制器276能够操作图 14所示滚筒275 (或图12所示的滚筒182、183、184)，以确保在将一系列管子100装载在泵 组件内之前，各自的滚筒之一处于最高位置。本发明的实施例提供适当地将管子定位在泵组件中的方便的、可靠的、能重复的 装置。装载能够用一只手进行，并且知道利用蠕动泵的充分潜力为期望的医疗器械提供流 体。虽然已经参考优选实施例描述肋本发明，但是本领域的技术人员将会认识到，能够在形 式和细节上进行变化而不脱离本发明的精神实质和范围。
1权利要求
一种装载蠕动泵的方法，该方法包括提供具有一对导向器的夹持器，所述导向器彼此横向地间隔开并且从所述夹持器的相对两侧壁垂直地向上延伸；将第一段管子设置成从其中一个各自的导向器延伸到另一个各自的导向器，并且在所述夹持器的顶边缘的上方垂直地间隔开；将所述夹持器滑动地接合在所述泵的壳体的外部上，以将各自的导向器外部地定位在所述壳体的每个相对侧上，使得第一段管子的中间部分定位在所述泵的壳体内，垂直地在所述泵的第一滚筒的上方，其中所述第一滚筒处在所述泵内的最高旋转位置；以及朝着所述第一滚筒推进所述泵的接触部分，以在所述接触部分和所述第一滚筒之间压紧地接合所述第一段管子的中间部分。
2.权利要求1所述的方法，包括设置所述导向器以在与第一段管子共同的平面内延伸，使得当所述夹持器滑动地安装 在泵壳体的外部上并且所述第一段管子的中间部分定位在所述第一滚筒上方时，所述第一 段管子的一对外端定位在设置于所述泵的壳体的相对两侧的每侧的一对管子夹紧机构内， 并且每个各自的导向器密切接近地定位于所述各自的管子夹紧机构的外部。
3.权利要求1所述的方法，其中可滑动地接合所述夹持器以定位所述第一段管子的中 间部分包括沿着大致垂直于所述第一段管子在其装载位置延伸的平面的第一方向推进所述夹持 器和第一段管子。
4.权利要求2所述的方法，其中每个管子夹紧机构包括凹形上部和V形下部，并且其中 推进所述泵的接触部分还包括将可转动的门操作到关闭位置，以迫使管子夹紧机构的每个 各自的凹形上部相对于所述管子夹紧机构各自的V形下部压紧接合在所述第一段管子的 一个各自的端部上。
5.权利要求4所述的方法，其中将所述夹持器滑动地接合在所述泵壳体的外部上包括相对于所述泵壳体的侧部卡接配合所述夹持器的侧壁，以保持所述夹持器的前部可靠 地接触在所述泵壳体上，从而在朝着第一滚筒推进所述泵的接触部分期间和在第一段管子 的中间部分压紧接合期间，保持所述第一段管子的各自的端部在所述管子夹紧机构的V形 下部内适当的对准。
6.权利要求2所述的方法，其中所述第一段管子具有大于在所述夹持器的两个间隔开 的各自的导向器之间所述夹持器宽度的固定的长度，并且其中所述两个各自的导向器彼此 间隔开基本等于所述泵的壳体宽度的距离。
7.权利要求6所述的方法，其中每个各自的导向器限定了相对于所述夹持器的各自的 侧壁形成锐角的长套筒，使得所述各自的长套筒的纵轴朝着彼此邻近所述第一滚筒的会聚 点取向。
8.权利要求1所述的方法，包括在将所述第一段管子滑动地插入所述泵的内部期间，仅仅利用一只手夹紧并保持所述 夹持器，而不单独地接触所述第一段管子。
9.权利要求1所述的方法，包括通过一个各自的导向器将第二段管子可释放地连接于所述第一段管子的一个各自端， 以使其之间能够流体连通；并且通过另一个各自的导向器将第三段管子可释放地连接于所述第一段管子的另一个各 自端，以使其之间能够流体连通，其中所述各自的第二段和第三段管子沿着相反的方向从所述第一段管子横向地向外 延伸。
10.权利要求9所述的方法，其中所述第一段管子用不同于第二段和第三段管子的所 用材料不同的材料制造。
11.权利要求1所述的方法，包括设置泵以包括蠕动旋转机构，所述蠕动旋转机构构造成运动滚筒阵列，所述滚筒阵列 包括圆图形的第一滚筒，使得各自的滚筒顺序地可滑动地接合所述第一段管子的中间部 分；并且在将所述第一段管子的中间部分垂直地定位在所述第一滚筒的上方之前，将所述第一 滚筒自动定位在最高旋转位置中。
12.权利要求11所述的方法，其中所述自动定位所述第一滚筒包括通过检测连接于支撑所述蠕动旋转机构的轴的识别器的旋转位置相对于所述最高旋 转位置确定所述第一滚筒的位置。
13.一种用于将管子装载在蠕动泵中的管子定位系统，所述系统包括夹持器，所述夹持器包括构造成可滑动地配合在泵的壳体外部上的外壳；和从所述外壳的相对的两侧壁向上延伸的一对导向器，其中所述导向器彼此横向地间隔 开基本等于所述泵的壳体宽度的距离；在所述的一对导向器之间延伸的第一段管子，所述第一段管子一对端部和中间部分， 其中所述第一段管子具有固定的长度，使得当各自端部的每一个可拆卸地固定在其中一个 各自的导向器内时，所述中间部分在各自的导向器之间形成弓形形状。
14.权利要求13所述的管子定位系统，其中所述外壳形成槽，其尺寸和形状做成相互 地并可靠地接合所述泵的壳体的尺寸和形状，以相对于所述泵的壳体将所述外壳保持在可 释放地固定的位置。
15.权利要求14所述的管子定位系统，其中所述槽包括一对彼此横向间隔开的相对侧 部，其中每个侧部包括垂直肋，所述垂直肋构造成卡接配合地接合所述泵的壳体的每个侧 部上的往复式部件。
16.权利要求14所述的管子定位系统，其中每个各自的导向器相对于所述外壳的各 自的侧壁之一形成以锐角延伸的长套筒，使得所述各自的导向器的套筒的纵轴朝着彼此会 聚，其中每个套筒尺寸和形状做成可滑动地接纳所述第一段管子的一个各自的端部。
17.权利要求16所述的管子定位系统，包括第二段管子，其通过一个各自的导向器被可拆卸地固成与所述第一段管子的其中一个 各自的端部流体地连通，和第三段管子，其通过另一个各自的导向器被可拆卸地固成与所述第一段管子的另一个 各自的端部流体地连通。
18.权利要求17所述的管子定位系统，还包括流体输送系统，所述流体输送系统包括 泵主体，包括接触部分；用于旋转地运动滚筒阵列的转子机构，所述滚筒阵列包括圆形路径中的第一滚筒，使 得当所述第一滚筒处于最高位置时，所述第一段管子的中间部分位于在由所述接触部分和 所述第一滚筒形成的滚筒_管子结合区内，其中，所述套筒的角度和所述第一段管子的固定长度选择成使第一段管子的中间部分 取向成在滚筒_管子接合区内延伸。
19.权利要求18所述的管子定位系统，还包括构造成将泵的壳体可拆卸地接纳在安装位置并包括转子定位系统的控制台，所述控制 台包括 控制器；包括连接于所述转子机构的轴的马达，以使所述转子机构旋转； 连接于所述轴的识别器；传感器，与所述控制器电连通并对准以检测所述识别器，其中所述控制器构造成在将第一段管子装载在所述泵的滚筒_管子接合区之前引起 所述轴的旋转，以定位所述转子机构，直到所述第一滚筒位于在由所述识别器相对于传感 器的位置所表示的所述泵主体内的最高位置。
20.一种流体输送系统，包括装置，其用于通过一只手操作应用将第一段管子自动地装载在蠕动泵的滚筒_管子接 合区内，同将所述第一段管子的相对两端保持在所述蠕动泵的外部的外部位置并且在所述 蠕动泵的外部的相对两侧位置，使得所述第一段管子在装载在所述滚筒-管子接合区内期 间保持固定的长度并且形成弓形形状；以及装置，其在装载所述第一段管子之前，自动将滚筒阵列的一个滚筒定位在所述泵头的 滚筒-管子接合区。
21.权利要求20的流体供给装置，其中用于自动装载的装置包括构造成可滑动地配合在所述泵的外部上的外壳，其中所述外壳形成槽，所述槽的尺寸 和形状做成相互地并可靠地接合所述泵的外部的尺寸和形状，以相对于所述泵的外部将所 述壳保持在可释放地固定的位置，所述外壳包括从所述外壳的相对的两侧壁向上延伸的一 对导向器，其中每个导向器相对于所述外壳的各自的侧壁形成以锐角延伸的长套筒；以及在所述外壳的所述的一对导向器之间延伸的第一段管子，所述第一段管子在包括一对 端部和中间部分，其中所述第一段管子具有固定的长度，使得当各自的端部可拆卸地固定 在其中一个各自的套筒内时所述中间部分形成弓形形状。
22.权利要求21所述的流体输送系统，其中用于自动定位的装置包括滚筒-管子接合区，其包括接触部分的和用于旋转地运动滚筒阵列的转子机构，所述 滚筒阵列包括圆形路径中的第一滚筒，使得当所述第一滚筒处于最高位置时，所述第一段 管子的中间部分被对准，以在接触部分和所述第一滚筒之间压紧地接合，其中，所述套筒的角度和所述第一段管子的固定长度选择成使第一段管子的中间部分 取向成在第一滚筒和接触部分之间延伸；构造成用于将所述泵可拆卸地接纳在安装位置并且包括转子定位系统的控制台，所述 控制台包括 控制器；经过轴连接于转子机构的马达，以使所述转子机构旋转； 连接于所述轴的识别器；传感器，与所述控制器电连通并对准以检测所述识别器，其中所述控制器构造成在将第一段管子装载在所述泵主体之前引起所述轴的旋转，以 定位所述转子机构，直到所述第一滚筒位于在由所述传感器检测所述识别器的位置所表示 的所述泵主体内的最高位置中。
全文摘要
本发明公开一种用于将管子装载在蠕动泵中的管子定位系统，该系统包括夹持器和第一段管子。该夹持器包括构造成可滑动地配合在泵的外部的外壳和从该外壳的相对的两侧壁向上延伸的一对导向器。该第一段管子具有固定的长度并且在该对导向器之间延伸，其中该第一段管子的每个端部固定在一个各自的导向器内。
文档编号F04B43/00GK101978166SQ200980110575
公开日2011年2月16日 申请日期2009年2月18日 优先权日2008年2月22日
发明者C·L·德拉格, G·W·诺曼, M·L·克尔兹 申请人:麦德托尼克艾克斯欧麦德股份有限公司
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