技术领域
[0001] 本
发明涉及
蠕动泵，并且具体但不是唯一地涉及具有减少脉动的设置的蠕动泵。
背景技术
[0002] 在蠕动泵中，泵送的
流体仅与管的孔
接触，从而消除泵污染流体的
风险。因此蠕动泵通常用于泵送无菌流体，因此特别适用于
生物制药行业。
[0003] 在蠕动泵中，在圆的圆弧上，可压缩的管在辊子和轨道之间被
挤压，在接触点处形成密封。随着辊子沿着管前进，密封也在前进。辊子通过后，管恢复到初始的形状，形成局部
真空，从吸入口
抽取的流体填充该局部真空。
[0004] 在辊子到达轨道的末端之前，第二辊子在轨道的始端压缩管，隔离压缩点之间的流体枕。当第一辊子离开轨道时，第二辊子继续前进，通过泵的排出口排出流体枕。同时，在第二辊子后形成新的局部真空，更多的流体从吸入口被抽取进入该新的局部真空。
[0005] 由蠕动泵排出的流体表现出由泵送方法形成的在压
力中的特征脉动。一些应用对脉动的流体流动很敏感。因此应当采取措施来减少脉动。例如，可以使用彼此异相并且在泵的排出侧上彼此
歧管的两个通道来减小脉动幅度。这可以使用具有两个偏移部分或一对偏移轨道的
转子来实现。众所周知，只有在系统压力高达2巴时，才能实现净减小的脉动幅度和增加的脉动
频率。系统压力为2巴到4巴时，脉动幅度显著增长，并且如果没有额外的系统脉动阻尼装置，则很难控制到小于0.5巴。
发明内容
[0006] 因此期望提供一种表现出改进的脉动特性的蠕动泵。
[0007] 根据本发明的一个方面，提供了一种蠕动泵，该蠕动泵包括：转子、轨道组件，该轨道组件与转子间隔开以在轨道组件和转子之间接纳n个管，其中n = 2m且正整数m≥2，管在排出口处彼此歧管，其中转子和轨道组件中的一个包括用于n个管中的每一个的咬合表面；其中咬合表面位于n个不同的
角位置，咬合表面之间的角偏移抵消了与每一个管相关联的脉动，以便减小在排出口处的总脉动。
[0008] n个管可以包括m对管，其中一对中的每一个管具有大体上相同的直径，并且其中成对的管中的至少两对具有不同的直径。
[0009] 成对的管可以被布置，使得对于较小的管对和较大的管对，相应的咬合表面的角位置交错。
[0010] 每个咬合表面之间的角偏移θ可以大体上等于v / n，其中v是咬合表面的容积
排量。
[0011] 轨道组件可以包括n个轨道部分，该n个轨道部分各自限定其中一个咬合表面，其中轨道部分彼此角偏移。
[0013] 为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地显示它如何被实施，现在将通过举例的方式来参照附图，其中：图1是根据本发明
实施例的蠕动泵的泵头的立体图；
图2是单个大的通道的排出压力相对于时间的曲线图;
图3是两个大的、异相的通道的排出压力相对于时间的曲线图；
图4是两个小的、异相的通道的排出压力相对于时间的曲线图；和
图5是两个大的、异相的通道和两个小的、异相的通道的合成排出压力相对于时间的曲线图。
具体实施方式
[0014] 图1示出了根据本发明实施例的泵头2。泵头包括可旋转地安装在泵头体（未示出）内的转子4。转子4设置有中
心轴（不可见）和在一对端盖8之间延伸的三个圆柱辊子6。中心轴位于端盖8的中心，并且辊子6从中心轴径向偏移，但与中心轴平行。辊子6被各自设置在距离中心轴相同的径向距离处，但沿圆周方向彼此偏移。具体而言，辊子6彼此偏移120°，使得它们沿圆周方向均匀地间隔开。
[0015] 端盖8的至少一个设置有驱动部分，该驱动部分可连接至驱动单元的互补部分（例如
花键轴或键轴），用于使转子4围绕中心轴旋转。辊子6通过
滚珠轴承可旋转地安装到端盖8上，使得它们可以相对于端盖8围绕它们的纵向轴线旋转。
[0016] 泵头2进一步包括轨道组件，该轨道组件包括四个圆弧轨道10a、10b、10c、10d（统称为轨道10）。轨道10沿着转子4的长度在端盖8之间轴向地间隔开。轨道10围绕转子4的圆周部分地延伸。具体而言，轨道10各自具有120°的圆弧。轨道10的长度因此对应于辊子6的间距（容积排量）。轨道10彼此偏移。具体而言，参照轨道10a（其在0°处），轨道10b偏移60°，轨道10c偏移30°，轨道10d偏移90°，使得总体上轨道10围绕210°的圆弧延伸。因此，每一个轨道10从每个其他轨道10偏移。
[0017] 轨道组件设置为泵头2的封盖部分（未示出）的部分。封盖部分与泵头体和转子4分离，使得轨道10可与辊子6间隔开。
[0018] 四个可压缩的管12a、12b、12c、12d（统称为管12）分别配置在轨道10a、10b、10c、10d和辊子6之间。管12通过歧管（未示出）在转子4的上游和下游（泵的吸入侧和排出侧）彼此流体地连接，使得泵头2具有单个吸入口（入口）和单个排出口（出口）。
[0019] 尽管没有示出，管12和歧管可以作为统一的盒体而提供，该统一的盒体将管12保持在适当的位置，并且因此有助于管12的安装，防止管12扭结或扭曲。盒体可将管密封在柔性（
聚合物）膜内，以便容纳来自管12的任何可能以其他方式进入处理区域的微粒（碎片）。盒体可以是C形的，其轮廓符合轨道10的210°圆弧。盒体可以是弹性地柔性，以便允许其被接纳在转子4上。可选地，盒体可以形成为两个铰接（或可分离）的部分，其在安装之后可以被
锁定就位。在某些应用中，特别是生物制药应用中，盒体可以是一次性使用后或使用周期后丢弃的一次性使用即弃物品。盒体可以在伽
马辐照循环期间保护管并且能够并入辅助物品，该辅助物品诸如压力
传感器和
射频识别标签。
[0020] 转子4的旋转使管12在辊子6和轨道10之间依次地咬合。具体而言，转子4（在如图1中的逆
时针方向上）的旋转通过其中一个辊子6使管12a抵着轨道10a而被压缩，从而咬合管12a并在下游方向沿着管12a驱使泵送的流体（假设它已经准备好灌注）。当转子4进一步旋转30°时，相同的辊子6则压缩管12c抵着轨道10c。进一步旋转30°（总共60°），然后使相同的辊子6压缩管12b抵着轨道10b，并且进一步旋转30°（总共90°）使相同的辊子6压缩管12d抵着轨道10d。在120°的旋转时，辊子6释放管12a，仅为了使其被开始灌注管12a的下一个辊子
6压缩。
[0021] 应该理解的是，在排出口处，来自每一个管12的脉动
叠加。每一个轨道10的偏移引起脉动异相，使得它们相消地干涉，由此减小脉动的幅度。
[0022] 在示出的示例中，管12a和管12b具有第一较大的直径，并且管12c和管12d具有第二较小的直径。较大直径的管12a、管12b因此彼此偏移60°，并且较小直径的管12c、管12d彼此偏移60°。已发现这种较小直径的管和较大直径的管的组合对于减小脉动幅度特别有效。
[0023] 图2示出了单个较大直径的管12的排出压力，并说明了在单通道泵中表现出的脉动。相比之下，图3示出了异相60°的两个较大直径的管12的排出压力（注意，仅为了比较目的，上部轨迹线显示类似的泵的脉动）。所产生的脉动的频率较高（可能会被认为是显示出较低的脉动），但并不是显著地减少脉动幅度。 根据图3，图4示出了异相60°的两个较小直径的管12的排出压力。与大的管相比，较小的管表现出较高的频率，但较小的幅度脉动。图5示出了参照图1描述的泵头2的排出压力，该泵头2包括两个较大的管和两个较小的管，其可以被认为是图3和图4的叠加。如图所示，添加来自较小的管的较低幅度脉动显著地减少由较大的管所产生的脉动的幅度。已发现这种组合在4巴（RMS）的排出压力下提供±0.1巴的脉动幅度。
[0024] 应该理解的是，之前描述的概念可以扩展到具有不同数量的辊子和不同数量的通道的泵。
[0025] 例如，转子4可以具有彼此间隔开90°的四个辊子6。在这种情况下，轨道也具有90°的圆弧。为了抑制由四辊子转子产生的较高的频率脉动，每一个轨道10之间的角偏移减少。具体而言，对于具有容积排量v的泵，每一个轨道之间的角偏移θ可以被定义为θ= v / n，其中n是通道（即管）的数量。因此，对于具有90°的容积排量和四个通道的四辊子转子，每一个轨道10之间的偏移将被设为22.5°。轨道10的
定位可以具有与其相关联的±5°的容差，使得角度稍微偏离以上
指定的那些。
[0026] 如果需要，还可以使用额外的通道。然而，应该使用偶数个通道（即n = 2m，其中m是≥2的正整数）来实现以上描述的抑制效果。在使用不同尺寸的管的情况下，这些管应与2θ的角偏移
配对。因此，对于具有120°的容积排量的六通道泵，成对的等直径管12应该彼此偏移40°。等直径管应成对设置或为二的倍数。因此，对于六通道泵，有必要使用三种不同尺寸的管。
[0027] 管12和它们各自的轨道10可以从所示出和所描述的那些中重新排序。 例如，较小的管和较大的管可以彼此交错。
[0028] 尽管泵已被描述为具有偏移轨道，但应该理解的是，使用具有偏移凸角的转子可以实现相同的效果。
[0029] 本发明不限于在此描述的实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行
修改或改造。
