已知形式的泵包括一个壳体，其具有连接到流体源的入口和用于 泵送的流体的出口，其中入口和出口绕着壳体内转子的路径间隔开。 转子包括至少一个表面，其与壳体一起形成封闭室，该封闭室围绕着 壳体延伸以绕壳体传送流体。
在这些泵中，一个问题是要防止在出口和入口之间的直接连通。 在JP-A-60240890中，柔性的薄膜固定到出口和入口之间的分隔壁上 并且与转子上的隔开件相接合。在GB-A-482750中，转子带有密封壳 体的弧形表面的部分。在US-A-3282496中，滑动部件通过压力压靠 在转子的形成室的表面上。在JP-A-60111078中，转子带有由多个可 变形体形成的可移动密封件，其相对于出口和入口之间的壳体进行密 封。在GB-A-1109374中，转子带有密封件，其相对于出口和入口之 间的壳体进行密封。

根据本发明，提供一种泵，包括其中限定出转子通路的壳体，在 所述转子通路上第一位置处在壳体中形成的入口，在与所述第一位置 间隔开的所述转子通路上的第二位置处在壳体中形成的出口，在所述 壳体中可旋转的转子，形成在转子上并且密封所述转子通路的至少两 个顶部，在所述至少两个顶部之间形成所述转子上的至少一个表面， 由至少两个顶部之间的所述至少一个转子表面与壳体形成并在转子旋 转时围绕所述转子通路行进以围绕壳体传送流体的室，由壳体承载且 设置在所述转子通路上的弹性密封件，所述弹性密封件在所述转子的 旋转方向上在出口和入口之间延伸，使得当每个顶部通过出口和入口 之间时，每个顶部与密封件一起密封并且使密封件弹性变形，以防止 流体通过密封件从所述出口流动到所述入口。
附图说明
下面是通过例子对本发明的一些实施例的更详细描述，参见附 图，其中：
图1是穿过泵的示意的横截面，该泵包括设置有入口和出口的壳 体，和在壳体内可旋转并且相对于壳体提供的密封件进行密封的转 子，该转子以第一角位置示出，
图2是与图1相类似的图，但是示出了从图1所示的位置旋转大 约30度的转子，
图3是与图1相类似的图，但是示出了从图1所示的位置旋转大 约60度的转子，
图4是结合有在图1到3中示出类型的壳体和转子的泵的第一形 式的部分截面示意侧视图，其中转子在第一轴向位置，
图5是图4的泵的局部视图，示出了转子在第二轴向位置，
图6与图4相类似，省略了转子和壳体的一部分并且示出了在第 三轴向位置的图4的泵的转子，
图7是与图6相类似的图，但是示出了壳体和转子的可选择的实 施例，
图8是转子的进一步实施例的侧视图，
图9到11类似与图1到3，但是示出了壳体的可选择的形式，
图12与图1相类似，但是示出了壳体的第一改进形式，其中入 口和出口是平行而偏移的，其中密封件由弹性膜片形成，
图13是图12的泵的视图，示出了由加压流体或者凝胶体作用下 的膜片，
图14是图12的泵的视图，示出了由弹簧作用下的膜片，
图15是图12的泵的视图，示出了由一种可调螺钉作用下的膜片，
图16是图12的类似视图，但是示出了壳体的第二改进形式，其 中提供了两个入口和两个出口，每个入口与相关的出口相偏离，并且 两个弹性密封件的每个由相应的弹性膜片形成，和
图17是图16的类似视图，但是示出了壳体的第三改进形式，其 中提供四个入口和四个出口，四个密封件被提供并且转子形成八个 室。

首先参见图1到3，泵由通常用10表示的壳体形成，壳体10可 由诸如聚乙烯或聚丙烯的塑料模制件形成。壳体10形成有连接到流 体源的入口11和用于泵送的流体的出口12。壳体10的内部是圆筒形 的。在出口12和入口11之间的壳体10的内部部分，同时在图1到3 中所观察到的顺时针方向上，携带有在密封件14，其将在下面更详细 的描述。
壳体10包含转子15。转子15可由不锈钢形成，或者为由诸如乙 缩醛的树脂形成的精密注射成型塑料部件。如图所示，转子15通常 具有圆形截面并且包括四个凹面16a，16b，16c和16d，这四个凹面 具有相等的长度且围绕转子以相等角度间隔开，并且通过由转子15 的无变化部分形成的顶部17a，17b 17c和17d相互连接。因此，每 个顶部是圆形的且具有与圆筒形的壳体表面13的曲率相匹配的曲率， 从而使得转子15在圆筒形的壳体表面13内干涉配合。因此，当每个 表面16a，16b，16c，16d围绕该壳体表面13延伸时，每个凹面16a， 16b，16c和16d与圆筒形的壳体表面13形成相应的室18a，18b，18c 和18d。如果壳体10是由在负荷下发生变形的弹性塑料材料形成，该 转子15可以设置为稍微扩张壳体10，从而确保围绕每个表面16a， 16b，16c，16d的液密的密封。
转子15在图1到3中通过驱动装置(在图中未示出)以顺时针 方向进行旋转。
密封件14由一块弹性体材料形成，其是柔顺的、柔性的和弹性 的，诸如在商标Hytrel下销售的。密封件14连接到壳体10以防止 流体在密封件14和壳体10之间通过。这可通过使用粘结剂。可选择 的，密封件14可以以二次注射成型过程与壳体10一起成型。在这后 者的情况下，密封件14的材料必须使得其焊接在壳体上以防止渗漏。 密封件14具有邻近入口11的第一轴向边缘19和邻近出口12的第二 轴向边缘20。密封件14具有转子接合表面21，该表面21具有在第 一和第二边缘19，20之间的长度，该长度通常等于在相关的顶部17a， 17b，17c，17d之间的每个凹面16a，16b，16c和16d的长度并且被 成形以匹配每个凹面16a，16b，16c，16d的形状。密封件14的轴向 长度至少与凹面16a，16b，16c，16d的轴向长度相同。密封件14伸 出到由在入口11和出口12之间的圆柱面13的延续所描述的假想圆 筒定义的空间内。密封件14可在第一和第二轴向边缘19，20之间弯 曲，从而使得相对于密封件14朝向转子15的轴向方向上在凹面16a， 16b，16c，16d是凹形的位置向外弯曲。
在被转子15变形之后，该材料的固有弹性将引起密封件14返回 到其未变形的情况，并且这可通过作用在密封件14的径向外端的弹 簧(未示出)得到帮助。
现在将参见图1到3对上述泵的运行进行描述。入口11连接到 泵送的流体源上，并且出口12连接到泵送流体的目的地。如图1到3 所示，转子15以顺时针方向旋转。如在图1中所示的位置中，转子 表面16a弹性接合密封件表面21。如此，在壳体10和转子15之间的 空间在该区域中被封闭，并且从出口12到入口11的流体的流通被阻 止。在这个位置上，顶部17a与入口11对齐，同时转子表面16b，16c， 16d与圆筒形的壳体表面13一起形成相应的密封室18b，18c，18d。 作为转子15的先前旋转的结果，这些室18b，18c和18d以将在下面 进行描述的方式充满着流体。
接着参见图2，转子15旋转大约30度，现在，室18d连接到出 口12。相关的顶部17d与密封表面21接触并且相对该表面密封。因 此，旋转的转子15迫使流体从室18d流出到出口12。此外，先前与 入口11对齐的顶部17a离开入口11并且允许转子表面16a与密封表 面21隔开，以与圆筒形的壳体表面13一起开始形成室18a(图3)， 并且其中顶部17d靠着密封表面21。
接着参见图3，转子15从图1的位置进一步旋转大约60度，导 致先前邻近出口12形成室18d的转子表面16d开始与密封表面21接 触并且相对表面21密封。因此，室18d容积减少，直到其不再存在， 并且该室的流体被迫通过出口12。同时，以前与密封表面21接触的 转子表面16a现在离开表面21并且与圆筒形的壳体表面13一起形成 室18a，并且该室18a接收从入口11来的流体。在表面16a和16d之 间的顶部17d从与密封表面21的接触中移出，并且开始与入口11对 齐。
然后，转子15移动到相当于图1的位置，并且泵送继续。如此， 在入口11和出口12之间进行流体泵送。
需要理解的是流体的流率与转子15的转速和室18a，18b，18c 和18d的容积成比例。虽然示出的转子15具有四个表面16a，16b，16c， 16d，其可具有任意个表面，诸如一个或两个或者三个表面，或者多 于四个表面。表面16a，16b，16c，16d可以为平坦的，或者可以为， 例如，凸的或者凹的曲面。优选地，它们被成形为凹入，该凹入轴线 相对于转子的轴线成90度并且偏向转子轴的一侧的假想圆筒与转子15 相交形成。如上所述，密封件14的转子接合表面21可以成形以与表 面16a，16b，16c，16d的形状互补。
密封件14始终进行作用，以防止在转子15的方向上出口12和 入口11之间的室的形成。密封件14的弹性允许其始终填充入口11 和出口12之间的空间和在这个区域内转子15的部分。当入口11和 出口12之间的压差增加时，流体在密封件14和转子15之间流过存 在增加的趋势。如上所述，作用在密封件14上的弹簧的利用将减小 该趋势并且因此允许泵运行在更高压力下。因此，弹簧施加的作用力 确定最大的泵压力。该泵是已知的，其中出口和入口由从壳体延伸出 并且接触转子的薄叶片所分隔。在这种泵中，具有在出口和入口之间 的流体的体积和通过该叶片的大的压力梯度，该梯度随着转子的转速 将增加。因此，在此存在通过叶片的渗漏的增加倾向。参见附图中上 述的泵，虽然在入口和出口之间存在压差，由于流体逐渐从室18a， 18b，18c和18d压出到出口12然后在转子15的进一步旋转之后，流 体逐渐的引入到入口侧的室18a，18b，18c和18d中，所以存在缓和 得多的压力梯度。这减少了泄漏的可能性并且允许泵提供准确的计量 流量。密封件14作为排出器，其排出在入口11和出口12之间的流 体。
接着参见图4，该图示出了在参见图1到3所述原理下运行的泵。 与图1到3相同的部件图4给出相同的附图标记，并且将不再详细描 述。
在该实施例中，转子15以两个部件形成：外部圆筒形套筒25和 内部杆26。该杆26提供有径向延伸的销27，其与提供在套筒25中 的螺旋状的狭槽28接合。
套筒25提供有参见图1到3如上所述的第一组表面16a，16b，16c， 16d，它们与具有入口11和出口12的壳体10协作，该壳体也参见图 1到4如上所述。
另外，当是，套筒25还设置有第二组凹面29a，29b，29c，29d， 它们在套筒25上处于相对于所述的第一表面16a，16b，16c，16d轴 向间隔的位置。这些第二表面29a，29b，29c，29d具有比所述的第 一表面16a，16b，16c，16d更小的圆周长度。另外，套筒25还形成 有圆周槽30，其与所述的第一表面16a，16b，16c，16d轴向间隔并 且相对第二表面29a，29b，29c，29d在表面16a，16b，16c，16d的 另一侧。
使用时，在图4中所示方向上的转子15的旋转导致泵如参见图1 到3上述的方式运行。但是，如果转子驱动反向，其中杆26相对于 壳体10保持在固定的轴向位置，则销27将沿着狭槽28移动，并且 相对于杆26轴向地移动套筒25到其中第二表面29a，29b，29c，29d 与入口11和出口12相对齐的位置上。然后，杆26的反向旋转将导 致第二表面29a，29b，29c，29d来泵送流体，如同参见图1到3所 述的那样。在这种情况下，但是，因为第二表面29a，29b，29c，29d 具有较小角范围，泵送体积将较小，从而允许更低的流率。
需要理解的是，由于泵围绕包括转子轴并且在入口11和出口12 中间的平面对称，该泵将运行在转子15的反向旋转下，以将流体从 出口12中吸出并且将其输送到入口11中。还需要理解的是，表面16a， 16b，16c和16d需要具有类似于密封件14上的曲率的相应部分的曲 率，但是因为这些表面较小，密封件具有总是弓形的布置。
远离转子驱动装置的套筒25的末端32从壳体10中突出。有可 能手动的推动该末端32，以移动套筒25到壳体10中，直到凹槽30 与入口11和出口12对齐。如图6所示，在该位置处时，在入口11 和出口12之间允许直接连通。
一种可选择的方案在图7中示出，其中壳体10包括两个入口11a 和11b，以及两个出口12a和12b。所述第一转子表面16a，16b，16c， 16d与第一入口11a和第一出口12a对齐，并且第二转子表面29a，29b， 29c，29d与第二入口11b和第二出口12b对齐。如此，当转子旋转时， 额外的容积被泵送，以增加流率。如图7所示，在这种情况下，第二 表面29a，29b，29c，29d设计为具有类似于第一表面16a，16b，16c， 16d的尺寸。当然，第二表面29a，29b，29c，29d不必设计为具有类 似于第一表面16a，16b，16c，16d的尺寸；它们可以具有任意的相 对尺寸。需要理解的是，通过相对于壳体10轴向地移动转子15，所 述第一转子表面16a，16b，16c和16d能够与第二入口11b和第二出 口12b对齐，其中第二转子表面29a，29b，29c和29d不起作用的并 且由壳体10覆盖，并且第一入口11a和第一出口12a被关闭。可选 择的，转子15可相对于壳体在相反的方向上移动，从而使得第二转 子表面29a，29b，29c和29d能够与第一入口11a和第一出口12a对 齐，其中所述第一转子表面16a，16b，16c，16d不起作用并且由壳 体10覆盖，并且第二入口11b和第二出口12b关闭。
在参见附图的上述的实施例中，示出的转子15是实心的圆柱体， 其中凹面16a，16b，16c和16d在该表面中形成。其实不必如此。如 图8所示，转子15可形成具有中央的圆筒形的环岸30，其中凹面16a， 16b，16c，16d形成有两个环形肋31，它们设置在环岸30的相应的 相对侧上。环岸30和和肋31利用壳体10的弹性密封壳体10，以确 保液密的密封。在肋31和环岸30之间的径向地免载的区域可减少摩 擦力。
在图1到3中，入口11和出口12示为在密封件14的相对的轴 向端。作为可选择的，入口11或者出口可形成在密封件14中。
这在图9到11中示出。图9到11的泵具有与图1到3的泵相同 的部件。这些相同的部件将不会详细描述，并且如在图1到3中所示 的，在图9到11中将给出相同的附图标记。参见图9到11，在该实 施例中，入口11和出口12形成在密封件14中。在入口11和出口12 之间的角间隔仍然与图1到3中相同，但是密封件14的宽度将增加。 图9到11的泵如图1到3上述的方式运行。但是，在密封件14中的 入口11和出口12的结构具有以下优点，即转子15的顶部能够在出 口12之前保持与密封件14的接触，并且提供在相关的室18a，18b， 18c，18d中的流体体积的更加精确的输送。另一个优点是出口12的 边缘20与密封件14的端部重合，这允许当转子表面16a，16b，16c， 16d呈现与密封件14面对面接触时，所有的流体被排出(清除)。
参见附图，如上所述的泵能够使用来泵送任何流体，优选不包含 微粒。但是，这些泵可以在医药流体的泵送中特别有用，并且可以与 静脉注射给药装置一起使用。这些泵允许无菌的泵送以及高容量精度 的流体的计量。在这种情况下，在壳体10和转子15装置连接到驱动 装置之前，入口11和出口12对齐连接。壳体10和转子装置15可提 供有与凹槽30对齐的入口11和出口12，从而使得该装置的输送管处 于自由流动情况，并且一旦壳体10和转子15对齐连接时能够被灌注。 当转子15连接到驱动装置时，该连接可移动转子15到一个位置上， 其中转子表面16a，16b，16c，16d与入口11和出口12对齐，从而 使得泵10准备用于计量的运行。因此，当转子15连接到驱动装置时， 转子15处于自由流动位置是不可能的，从而使得如果驱动装置失效， 自由流动是不可能的。
接着参见图12，与图1到11相同的部件在图12中将不再详细描 述，并且将给出相同的附图标记。图12的壳体10具有由管35形成 的入口11，该管35在与转子15所限定的圆周轨迹大致相切的方向上 延伸。此外，出口12由管36形成，其也在与转子15所限定的圆周 轨迹大致相切的方向上延伸。因此，入口管35和出口管36的方向是 平行的，但是，如图12所示，也是偏移的。这样的效果是入口11围 绕壳体10与出口12相隔一段距离，从而使得在入口11打开之前(因 此入口11被顶部17a关闭)，室18a中的流体通过出口12被完全排 出。这样具有减少在出口12和入口11之间泄漏的可能性，并且确保 室18完全排空。
在图12所示的装置中，出口12被示出比入口11更接近于密封 件13的中点。该装置能够被反向，使得入口11更接近于密封件14 的中间点。
在该实施例中，密封件14由膜片37形成，该膜片延伸在壳体10 的第一和第二轴向边缘19，20之间并且在出口12和入口11之间。 膜片37由部件38支撑，该部件38施加弹性力到膜片37上。该部件 38能够具有多种形式。一些例子在图13，14和15中示出。与图12 相同的部件在图13，14，15中给出相同的附图标记并且将不详细描 述。首先，参见图13，部件38由凝胶或者其它流体或者气体的弹性 容器40形成，凝胶或其它流体或者气体或者通过在制造时装满该容 器而保持在压力下。其次参见图14，可移动盖41在弹簧42的作用下 靠着膜片27。再次，参见图15，盖41通过由螺钉的调节确定的作用 力承靠着膜片27。
膜片37与转子15之间具有低的摩擦系数，但是在通过顶部17 向外变形时，其充分延伸以防止起皱。膜片37紧密的相对转子15密 封，以排出在室18中的流体，并且防止在出口12和入口11之间的 泄漏。
在出口和邻近的入口之间流通的问题不限于在上述公开的情况， 其中设置单个入口和单个出口，流体在单个入口和单个出口之间传 送。还可能围绕壳体10提供间隔开的两个或者更多的入口和两个或 者更多的出口。在这种情况下，防止在出口和在转子旋转的方向上随 后的入口之间的流体连通的问题仍然存在，但是出口和入口不会与相 同的流体通道相关。这样的例子将参见图16进行描述。
接着参见图16，与图12相同的部件在图16中将不再详细描述， 并且将给出相同的附图标记。与图12的装置相比，图16的壳体10 具有第二入口11a和第二出口11b。第二入口11a由第二入口管35a 形成并且第二出口由第二出口管36a形成。第二入口11a与第一入口 11径向相对地设置在壳体10上，并且所述第一和第二入口管35，35a 平行。第二出口12a与第一出口12径向相对地设置在壳体10上，并 且所述第一和第二出口管36，36a平行。提供第二膜片37a和弹性容 器38a，以上述参见图12任意的形式。第二膜片37a径向相对所述第 一膜片37。
在使用时，随着转子15旋转，从图16所示的转子位置开始，顶 部17a，17b，17c和17d能够覆盖相关的入口和出口11，12a，11a 和12。室18d中的流体通到第二出口12a，并且在室18b中的流体通 到第一出口12。第四顶部17d相对第一膜片37密封，并且第二顶部 17b相对第二膜片37a密封。然后，第一室18a连接到第一入口11， 同时第三室18b连接到第二入口11a。当转子已经旋转90度时，泵的 结构再次在图16中示出，并且上述步骤被重复，因此旋转持续泵送 第一入口11和第一出口12之间和第二入口11a和第二出口12a之间 的流体。
需要理解的是，在此结构中，密封由膜片37和37a形成，它们 不是用于防止流体在入口11和相关的出口12之间，以及第二入口11a 和相关的出口12a之间流动，而是防止液体在第一出口12和第二入 口11a之间以及在第二出口12a和第一入口11之间流动。但是，该 问题的克服与参照图1至11所述的方法相同，即防止出口和在转子 旋转方向上密封件后的入口之间的流体流动。
需要理解的是，参见图16的上述泵能够用来泵送两种不同的流 体，使得两种流体能够以相同的速率精确的泵送。可选择的，该泵可 用于以图12中所述的泵的速率的两倍的速率来泵送单种流体。
需要理解的是，以参见附图所述的任何泵可具有比四个室18a， 18b，18c，18d更多或者更少的室。单个室是可能的，但是当转子15 每一次旋转仅仅给出一次输出。具有一个大室的总体积的多个较小的 室可以在每转提供更加平稳(更少脉动)的输出流。与图16的实施 例相关，可存在超过两个入口和出口的情况，其中可以提供一个或多 个室。入口和出口以及密封件的径向位置和数目能够进行选择以与转 子上的室的数目非同步的(例如，如果在转子上存在3个等间距的室， 则存在2个直径相对的入口、出口和密封件)，从而提供更平稳的流。 这种泵的例子在图17中示出，其中与图16相同的部件在图17中用 相同的附图标记表示并且不再详细描述。在图17的实施例中，转子15 与壳体10一起形成8个室。提供四对入口和出口11，11a，11b，11c 和12，12a，12b，12c。提供四个密封件，每个形成有与相应部件38， 38a，38b，38c支撑的对应的膜片37，37a，37b，37c。部件38，38a， 38b，38c能够具有图13到15中上述的任何形式。与图16中一样， 每个膜片37，37a，37b，37c设置在紧相随的一对入口和出口中的一 对出口12c，12，12a，12b和入口11，11a，11b，11c之间。图17 的泵与图16上述的泵相同的运行，但是其进一步增加两对入口和出 口。
需要理解的是，参见附图所述的泵由较少的部件，壳体10，转子 15和密封件14有效的形成。有可能以二次注射成型过程形成壳体10 和密封件14。可选择的，所有的三个部件能够在单个的装配注射成型 过程中形成，其中转子15首先模制形成，然后壳体10围绕转子15 模制，最后密封件14模制到壳体上。这样的模制过程的使用允许泵 便宜和简单的制造，达到允许泵可作为一次性泵使用的程度。