一种大容量连续注射系统及其控制方法
一种大容量连续注射系统及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及注射累技术领域，特别设及一种能够大容量连续注射的注射系统及其 控制方法。
【背景技术】
[0002] 注射累由步进电机及其驱动器、丝杆和支架等构成，具有往复移动的丝杆、螺母， 因此也称为丝杆累。螺母与注射器的活塞相连，注射器里盛放药液，实现高精度，平稳无脉 动的液体传输。
[0003] 蠕动累是一种能够连续地进行液体投料的装置，但其精度不高，投料过程中会产 生较大的脉动，从而影响投料的过程。虽然注射累精度很高，但是一般注射累只能注射固定 容量的液体，一些带有抽取功能的注射累在注射完成后，需要进行抽取，才能进行下一次注 射，抽取的时候，注射就要暂停，影响整体注射进程。常规的解决方案是使用容量较大的注 射累，但容量越大精度也会相应的降低。因此急需提供一种既使注射累容量较小W满足精 度要求又能够连续注射的装置。
【发明内容】
[0004] 本发明设计开发了一种大容量连续注射系统，克服了现有技术中蠕动累精度差和 一般注射累不能连续工作的缺陷，采用了两个注射累串联的方式实现了连续工作并保证高 精度。
[0005] 本发明提供的技术方案为：
[0006] 一种大容量连续注射系统，包括：
[0007] 储液罐，其用于储存待注射液体；
[000引输液管，其设置有进口端和出口端，所述输液管的出口端连接到所述储液罐内，W将所述储液罐内液体从所述输液管的进口端输送到所述输液管的出口端，所述输液管的入 口端插入到所述储液罐的底部；
[0009] 第一注射累，其具有向内吸取和向外注射的功能，所述第一注射累与所述输液管 连接，且位于所述输液管的进口端和出口端之间；
[0010] 第二注射累，其与所述第一注射累结构相同，所述第二注射累与所述输液管连接， 且位于所述第一注射累与所述输液管出口端之间；
[0011] 第一电控阀，其设置于所述输液管上且位于所述输液管的进口端与所述第一注射 累之间；
[0012] 第二电控阀，其设置于所述输液管上且位于所述第一注射累之间与所述第二注射 累之间；
[0013] 控制器，其与所述第一注射累、第二注射累、第一电控阀、第二电控阀连接，W控制 所述第一电控阀和第二电控阀的开启或关闭，W及控制所述第一注射累、第二注射累吸取 或注射。
[0014] 优选的是，所述第一注射累包括
[0015] 累筒，其设置成空屯、圆柱体，所述累筒前端设置有累嘴，所述累嘴与所述输液管连 接；
[0016] 活塞巧杆，其与所述累筒相配合，所述活塞巧杆通过推拉实现所述注射累的吸取 或注射；
[0017] 活塞驱动装置，其与所述活塞巧杆连接，能够带动所述活塞巧杆前后推拉运动。 [001引优选的是，所述活塞驱动装置包括：
[0019]电机；
[0020] 丝杠，其与所述电机连接，在所述电机驱动下旋转；
[0021] 导轨，所述导轨设置为2个，分别位于所述丝杠左右两侧，且与所述丝杠平行布 置；
[0022] 移动座，其上设置有丝杠配合孔和导轨配合孔，所述丝杠配合孔与所述丝杠相配 合，所述导轨配合孔与所述导轨相配合，所述移动座能够在所述电机的驱动下前后移动；
[0023] 其中，所述移动座上还设置有夹持部，所述夹持部能够与所述活塞巧杆的尾端相 固定。
[0024] 优选的是，所述活塞驱动装置还包括直线位移传感器，所述直线位移传感器与所 述移动座相连接，W检测所述移动座运动的位移。
[0025] 优选的是，在所述输液管上位于所述第二注射累和所述输液管出口端之间设置有 第二电控阀。
[0026] 优选的是，所述储液罐内设置有液位传感器，W检测所述储液罐内液体的高度。
[0027] 优选的是，所述输液管的出口端处设置有流量传感器，W检测所述输液管的出口 端流出液体的流量。
[002引一种大容量连续注射系统的控制方法，上述的大容量连续注射系统，并包括W下 步骤：
[0029] 步骤一、将第一电控阀打开、第二电控阀关闭，控制第一注射累从储液罐中吸取液 体药剂直至第一注射累吸满；
[0030] 步骤二、将第一电控阀关闭、第二电控阀打开，控制第一注射累W流量Qi向外注射 液体药剂，同时控制第二注射累W流量Q2吸取液体药剂，且流量Q1逐渐增大，流量Q2也逐 渐增大，并使流量Qi与流量Q2之差等于目标流量QDW;
[0031] 步骤S、将第一注射累的注射流量Qi和第二注射累吸取流量Q2逐渐降低，同时保 证流量Qi与流量Q2之差等于目标流量Qobj，直到流量降至为0 ;
[0032] 步骤四、使第二注射累W流量Qs向外注射液体，并且所述流量Q3从0开始逐渐增 大，同时使第一注射累的注射流量Qi逐渐减小，并保证流量Q3与流量Q1之和等于目标流量 Q"bj，直到流量Qi降至为0;
[0033] 步骤五、将第一电控阀打开、第二电控阀关闭，控制第一注射累快速从储液罐中吸 取液体药剂，同时控制第二注射累W恒定目标流量向外注射液体药剂，直到第一注射累 130吸满；
[0034] 步骤六、将第一电控阀关闭、第二电控阀打开，并使第一注射累W流量Qi向外注射 液体，并且所述流量Qi从0开始逐渐增大，同时控制第二注射累140向外注射的流量Q3从 Q"w开始逐渐减小，并保证流量Q1与流量Q3之和等于目标流量Qdw，直到流量Qs等于0 ;
[0035] 步骤走、重复步骤二至步骤六，使注射过程不断循环，W实现出口端此直定的目标 流量Q"w连续注射，直到从出口端流出的液体药剂的总容积满足设定要求时，使第一注射累 和第二注射累停止工作，完成注射过程。
[0036] 优选的是，从步骤二到步骤六中，每个步骤持续的时间均为t。；
[0037] 第一注射累向外注射的流量Qi满足
[00%]
[0039] 第二注射累向内吸取的流量满足
[0040]
[0041] 第二注射累向外注射的流量Qs满足
[0042]
[0043]其中，Ai为第一流量增量，A2为第二流量增量，所述第一流量增量A1和第二流量增 量As均为恒定数值，t为任意时刻；
[0044] 第一流量增量Ai和第二流量增量A2满足如下关系：
[0045]
[0046]优选的是，在步骤^;：中，当目标时间*。^满足
[0047]
[0048] 时，即使第一注射累和第二注射累停止工作，从而完成整个注射过程；其中，Vdw为 需求的液体药剂的总体。
[0049] 本发明的有益效果是：本发明提供的大容量连续注射系统采用两个注射累串联的 技术方案，通过该两个注射累的协调工作，能够实现W恒定的目标流量就行连续注射，能够 实现大容量的注射过程，并且充分利用了注射累高精度的优点。
【附图说明】
[0化0] 图1为本发明所述的大容量连续注射系统的总体结构示意图。
[0化1] 图2为本发明所述的注射累结构示意图。
[0052] 图3为本发明所述的累筒和活塞巧杆装配图。
[0化3] 图4为本发明所述的移动座结构示意图。
[0化4] 图5为本发明所述的大容量连续注射系统的控制方法流程图。
[0化5] 图6为本发明所述的第一注射累和第二注射累工作流量函数图。
【具体实施方式】
[0056] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，W令本领域技术人员参照说明书文 字能够据W实施。
[0化7]如图1所示，本发明提供了一种大容量连续注射系统，包括储液罐110、输液管 120、第一注射累130、第二注射累140、第一电控阀150、第二电控阀160、W及控制器170。 [0化引储液罐110设置成上方敞开的空屯、圆柱状，所述储液罐110盛放待注射的液体药 剂。输液管120两端分别设置有进口端121和出口端122,所述进口端121插入到储液罐 110内，输液管120中间形成有液体药剂流通的通道，可使液体药剂从储液罐110内经输液 管120的进口端121流通到出口端122处。
[0化9] 第一注射累130和第二注射累140依次连接到输液管120上，第一注射累130靠 近进口端121，第二注射累140靠近出口端122。第一注射累130和第二注射累140具有相 同的结构，它们都具有向内吸取液体药剂和向外注射液体药剂的功能。
[0060] 第一电控阀150和第二电控阀160均设置在输液管120上，第一电控阀150位于 进口端121与第一注射累130之间，第二电控阀160位于第一注射累130和第二注射累140 之间，第一电控阀150和第二电控阀160能够开启或关闭，从而使输液管120截止或导通。
[0061] 控制器170分别与第一注射累130、第二注射累140、第一电控阀150、第二电控阀 160连接，W控制所述第一电控阀150和第二电控阀160的开启或关闭，W及控制所述第一 注射累130、第二注射累140进行吸取或注射，同时控制第一注射累130、第二注射累140吸 取或注射的流量。
[0062] 通过该种布置，能够使第一注射累130、第二注射累140相互配合，持续的进行注 射。具体的在第一注射累130吸取满液体药剂后，关闭第一电控阀150,打开第二电控阀 160,第一注射累130向外注射液体药剂，同时第二注射累140向内吸取液体药剂，使从第一 注射累130流出的液体药剂一部分被第二注射累 140吸取，另一部分从出口端122流出，而 当第一注射累130内液体注射出一大部分或全部注射出去时，打开第一电控阀150,关闭第 二电控阀160,使第一注射累130从储液罐110吸取液体药剂，而第二注射累140向外注射 液体药剂，该样实现了在出口端122处持续的有液体药剂流过，实现了连续的注射过程。
[0063] 在另一实施例中，在所述输液管120上位于所述第二注射累140和出口端122之 间设置有第=电控阀180。第=电控阀180与控制器170连接，在控制器170的控制下实 现开启或关闭。当所述大容量连续注射系统正常工作时，需使第=电控阀180处于开启状 态，从而使液体药剂能够从出口端122流出；当所述大容量连续注射系统停止工作时，需使 第=电控阀180处于关闭状态，从而确保液体药剂不会从出口端122流出，防止由于故障或 人为失误使注射剂量增加。
[0064] 如图2、图3所示，在另一实施例中，所述第一注射累130包括累筒131、活塞巧杆 132W及活塞驱动装置。累筒131设置成空屯、的圆柱体，在累筒131的前端设置有累嘴133， 所述累嘴133与所述输液管120连接。活塞巧杆132与所述累筒131相配合，它们共同组 成了注射针筒。活塞巧杆132通过推拉实现了注射累130的吸取或注射。活塞驱动装置与 活塞巧杆132连接，活塞驱动装置能够带动活塞巧杆132前后推拉运动，从而实现了注射累 130的吸取或注射。
[00化]一并参阅图4,在另一实施例中，所述活塞驱动装置包括电机134、丝杠135a、导轨 136a、W及移动座137。其中电机134采用步进电机或伺服电机。丝杠135a采用梯形丝杠 或滚珠丝杠，电机134与丝杠135a同轴固定连接，丝杠135a在电机134的驱动下能够绕旋 转轴旋转。导轨136a设置成圆柱形的光轴，导轨136a设置有2个，分别位于丝杠135a左右 两侧，且与丝杠135a平行布置。移动座137上设置有丝杠配合孔13化和导轨配合孔13化， 丝杠配合孔13化与所述丝杠135a相配合，导轨配合孔13化与所述导轨136a相配合，使移 动座137能够在电机134的驱动下前后直线移动。在移动座137的上方设置有夹持部138， 夹持部138设置成两个U型槽，夹持部138能够与活塞巧杆132的尾端相固定，从而实现了 通过移动座137的直线移动来带动活塞巧杆132进行吸取或注射。作为一种优选的，移动 座137上连接有直线位移传感器139,W测量移动座137移动的位移。直线位移传感器139 可W采用光栅尺。将测量得到的移动座137的位移信号，作为一个反馈信号，来控制电机的 转动，实现了一个全闭环的控制，使移动座137的移动位移更为精确。
[0066] 在另一实施例中，在所述储液罐110内设置有液位传感器111，W检测所述储液罐 110内液体的高度，当储液罐110内液体的高度低于警戒值时需要报警提醒操作人员及时 补液。
[0067] 在另一实施例中，在出口端122处设置有流量传感器190, W检测从出口端122流 出的液体药剂的流量，通过测量得到的流量值，可W验证液体药剂从出口端122流出过程 是否存在脉动，W及检测流量的准确度。
[0068] 在另一实施例中，入口端121插入到所述储液罐110的底部，从而使吸取液体药剂 的过程达到更好的效果。
[0069] 在另一实施例中，在累筒131内还设置有压力传感器和气泡传感器。通过压力传 感器来实时检测累筒内内液体药剂的压力，防止因压力过大造成的累筒131或输液管120 被压裂。通过设置在累筒131内的气泡传感器来检测是否有气泡的存在，若有气泡则需要 及时将气泡排出，W免影响注射精度。
[0070] 如图5所示，本发明还提供了一种大容量连续注射系统的控制方法，包括如下步 骤：
[0071] 步骤一S210 ;将第一电控阀150打开、第二电控阀160关闭，并控制第一注射累 130从储液罐110中吸取液体药剂直至第一注射累130吸满。
[007引步骤二S220 ;在第一注射累130吸满后，将第一电控阀150关闭、第二电控阀160 打开，并控制第一注射累130W流量Qi向外注射液体药剂，同时控制第二注射累140W流量 Q2吸取液体药剂，且流量Q1逐渐增大，流量Q2也逐渐增大，即从第一注射累130流出的液体 药剂一部分被第二注射累140吸取，另一部分出口端122流出，实现了为第二注射累140充 液。第一注射累130注射的流量Qi逐渐增大，第二注射累140的吸取流量Q2也逐渐增大， 但需保证流量Qi与流量Q2之差等于目标流量Qobj，即出口端122W恒定的目标流量值Qabj 进行供液。
[0073] 步骤=S230;当第二注射累140吸取一定容量的液体药剂后，将第一注射累130 的注射流量Qi和第二注射累140吸取流量Q2逐渐降低，同时保证流量Q1与流量Q2之差等 于目标流量Q"w，直到流量Q2降至为0,即第二注射累140不再吸取液体药剂。
[0074] 步骤四S240 ;第二注射累140转为注射状态，即第二注射累140W流量Qs向外注 射液体，并且所述流量Qs从0开始逐渐增大，同时使第一注射累的注射流量Q1逐渐减小，并 保证流量Qs与流量Q义和等于目标流量Q。^，直到流量Qi降至为0,即第一注射累130不再 向外注射液体药剂，此时第二注射累140向外注射的流量Qs等于目标流量QDW。
[0075] 步骤五S250 ;将第一电控阀150打开、第二电控阀160关闭，控制第一注射累130 快速从储液罐110中吸取液体药剂直至第一注射累130吸满，同时控制第二注射累140W 恒定目标流量向外注射液体药剂，直到第一注射累130吸满。
[0076] 步骤六S260 ;当第一注射累130吸满后，将第一电控阀150关闭、第二电控阀160 打开，并使第一注射累130W流量Qi向外注射液体，并且所述流量Q1从0开始逐渐增大，同 时控制第二注射累140向外注射的流量从Qobj开始逐渐减小，并保证流量Q1与流量Q3之 和等于目标流量Q"w，直到流量Qs等于0,即第二注射累140完成向外的注射过程。
[0077] 步骤走：重复步骤二S220至步骤六S260,使注射过程不断循环，W实现出口端122 W恒定的目标流量连续注射，直到从出口端122流出的液体药剂的总容积满足设定要 求时，使第一注射累130和第二注射累140停止工作，完成注射过程。同时需将第=电控阀 180关闭，避免因故障等原因造成液体药剂误流入到出口端122处。
[007引在另一实施例中，在步骤走中，可W根据时间来判断从出口端122流出液体药剂 的总体积已达到设定值，令步骤二S220第一次开始的时刻为0时刻，即在0时刻出口端122 开始W恒定的目标流量向外注射液体药剂，设定液体药剂的总体积为V。^，则当目标时 间满足
[0079]
[0080] 时，立即使第一注射累130和第二注射累140停止工作，从而完成整个注射过程。
[0081] 在另一实施例中，从步骤二S220到步骤六S260中，每个步骤持续的时间均为t。， 如图6所示，实线线条表示第一注射累130的工作流量，虚线线条表示第二注射累140的工 作流量。
[0082] 步骤二S220从0时刻开始，并且在步骤二S220中，第一注射累130向外注射的流 量Qi满足
[008引 Qi=Q0bj'+Ait，tG[0，t0]
[0084] 其中，Ai为第一流量增量，表示为单位时间内流量的增加值，所述第一流量增量A1 为恒定数值；t为任意时刻。
[0085] 第二注射累140吸取的流量Q2满足
[0086] Q2=Alt,tG[0,t0]〇
[0087] 图6中，流量Q2在纵轴的负向，表示流量Q2为向内吸取的流量。由上式可知，由于 第一流量增量Ai为常数，第一注射累130向外注射的流量Qi和第二注射累140向内吸取的 流量Q2均是平稳的增加，该样可W减少液体流动过程中的脉动，有利于液体的平稳流动。并 且第一注射累130向外注射的流量Qi与第二注射累140向内吸取的流量Q2之差等于目标 流量化^。
[008引步骤=S230从t=t。时刻开始，并且在步骤=S230中，第一注射累130向外注 射的流量Qi满足
[0089] Qi=Q化j+2Ait〇-Ait，tG[t0, 2tJ
[0090] 第二注射累140吸取的流量Q2满足
[00川 Q2= 2Ait0-Ait，tG[t0, 2tJ。
[0092] 由上式可知，第一注射累130向外注射的流量Qi和第二注射累140向内吸取的流 量Q2均是平稳的降低，该样可W减少液体流动过程中的脉动，有利于液体的平稳流动。同 时又保证了第一注射累130向外注射的流量Qi与第二注射累140向内吸取的流量Q2之差 等于目标流量QaW。
[0093] 步骤四S240从t= 2t。时刻开始，并且在步骤四S240中，第一注射累130向外注 射的流量Qi满足
[0094] Qi=Qobj-Ag(t-2t〇)，tG巧1:〇, 3tJ，
[0095] 其中A2为第二流量增量，表示为单位时间内流量的增加值，所述第二流量增量A2 为恒定数值；由于在t= 3t。的时刻，第一注射累130向外注射的流量Q1为0,故可得到
[0096]
[0097] 第二注射累140向外注射的流量Qs满足
[0098] 〇3= A 2 (t-2t。），t G巧t。，3t J。
[0099] 由上式可知，在步骤四S240中，第一注射累130和第二注射累140同 时向外注射 液体药剂，由于第二流量增量A2为常数，所W第一注射累130向外注射的流量Q1是平稳的 降低，第二注射累140向外注射的流量Qs是平稳的增加，该样可W减少液体流动过程中的 脉动，有利于液体的平稳流动。同时又保证了第一注射累130向外注射的流量Qi与第二注 射累140向外注射的流量Qs之和等于目标流量Q。《。
[0100] 步骤五S250从t= 3tn时刻开始，在步骤五S250从t= 3tn到t= 4tn的时间段 内，第二注射累140始终W流量〇3=Qdw向外注射液体药剂，而第一注射累130在该端时间 内从储液罐110内吸取液体药剂。
[OW] 步骤六S260从t= 4t。时刻开始，并且在步骤六S260中，第一注射累130向外注 射的流量Qi满足
[0102] Qi=A2(t-4t〇),tG[4t0, 5t0],
[0103] 第二注射累140向外注射的流量Q3满足
[0104] 〇3=Qobj-Ag(t-4t〇)，tG[4t0, 5tJ。
[01化]由上式可知，在步骤六S260中，第一注射累130已经充满了液体药剂，第一注射累 130从t= 4t。时刻开始流量Q1从0开始逐渐增大，由于第二流量增量A2为常数，所W第一 注射累130向外注射的流量Qi是平稳的增加，第二注射累140向外注射的流量Q3是平稳的 降低，该样可W减少液体流动过程中的脉动，有利于液体的平稳流动。同时又保证了第一注 射累130向外注射的流量Qi与第二注射累140向外注射的流量Q3之和等于目标流量QDW。
[0106] 在另一实施例中，所述第一流量增量Ai满足如下关系：
[0107]
[0108] 通过使第一流量增量Ai满足上述关系式，可W计算得到在步骤二S220和步骤= S230中，第二注射累140向内吸取的液体药剂的总容积Vi为
[0109]
[0110] 在步骤四S240至步骤六S260中，第二注射累140向外注射的液体药剂的总容积 、为
[0111]
[0112] 由计算得到的Vi和V2可知，在步骤二S220和步骤SS230中第二注射累140向内 吸取的液体药剂的总容积Vi，与在步骤四S240至步骤六S260中第二注射累140向外注射 的液体药剂的总容积V2相等。
[0113] 在上述技术方案中，在步骤二S220与步骤=S230中，第二注射累140吸取的液体 药剂的总容积Vi，等于在步骤二S240-步骤六S260中第二注射累140注射的液体药剂的总 容积V2。若第二注射累140在步骤二S220和步骤SS230中吸取的液体药剂的总体积，小 于在步骤二S240-步骤六S260中第二注射累140注射的液体药剂的总体积，则使在步骤二 S240-步骤六S260中第二注射累140还没有完成注射过程，第二注射累140内的液体药剂 已用光，不能继续注射，会使整个注射循环不能继续下去。若第二注射累140在步骤二S220 和步骤SS230中吸取的液体药剂的总体积，大于在步骤二S240-步骤六S260中第二注射 累140注射的液体药剂的总体积，则在一个第二注射累140的吸取注射循环结束后，第二注 射累140内会残留一些液体药剂，在多个循环之后，第二注射累140内残留的液体药剂会不 断累积，直至超过第二注射累140的总容积后，上述技术方案也不能继续下去。
[0114] 作为一种优选的，选用容积为25ml的累筒，设定目标流量Aw=2ml/s，从步骤二 S220到步骤六S260中，每个步骤持续的时间*。=2s，第一流量增量Ai=2ml/s2,第二流量 增量Aa=Iml/s2。
[0115] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可W被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和该里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种大容量连续注射系统，其特征在于，包括： 储液罐，其用于储存待注射液体； 输液管，其设置有进口端和出口端，所述输液管的出口端连接到所述储液罐内，以将所 述储液罐内液体从所述输液管的进口端输送到所述输液管的出口端，所述输液管的入口端 插入到所述储液罐的底部； 第一注射泵，其具有向内吸取和向外注射的功能，所述第一注射泵与所述输液管连接， 且位于所述输液管的进口端和出口端之间； 第二注射泵，其具有向内吸取和向外注射的功能，所述第二注射泵与所述输液管连接， 且位于所述第一注射泵与所述输液管出口端之间； 第一电控阀，其设置于所述输液管上且位于所述输液管的进口端与所述第一注射泵之 间； 第二电控阀，其设置于所述输液管上且位于所述第一注射泵之间与所述第二注射泵之 间； 控制器，其与所述第一注射泵、第二注射泵、第一电控阀、第二电控阀连接，以控制所述 第一电控阀和第二电控阀的开启或关闭，以及控制所述第一注射泵、第二注射泵吸取或注 射。2. 根据权利要求1所述的大容量连续注射系统，其特征在于，所述第一注射泵包括： 泵筒，其设置成空心圆柱体，所述泵筒前端设置有泵嘴，所述泵嘴与所述输液管连接； 活塞芯杆，其与所述泵筒相配合，所述活塞芯杆通过推拉实现所述注射泵的吸取或注 射； 活塞驱动装置，其与所述活塞芯杆连接，能够带动所述活塞芯杆前后推拉运动。3. 据权利要求2所述的大容量连续注射系统，其特征在于，所述活塞驱动装置包括： 电机； 丝杠，其与所述电机连接，在所述电机驱动下旋转； 导轨，所述导轨设置为2个，分别位于所述丝杠左右两侧，且与所述丝杠平行布置； 移动座，其上设置有丝杠配合孔和导轨配合孔，所述丝杠配合孔与所述丝杠相配合，所 述导轨配合孔与所述导轨相配合，所述移动座能够在所述电机的驱动下前后移动； 其中，所述移动座上还设置有夹持部，所述夹持部能够与所述活塞芯杆的尾端相固定。4. 据权利要求3所述的大容量连续注射系统，其特征在于，所述活塞驱动装置还包括 直线位移传感器，所述直线位移传感器与所述移动座相连接，以检测所述移动座运动的位 移。5. 根据权利要求1所述的大容量连续注射系统，其特征在于，在所述输液管上位于所 述第二注射泵和所述输液管出口端之间设置有第三电控阀。6. 根据权利要求1所述的大容量连续注射系统，其特征在于，所述储液罐内设置有液 位传感器，以检测所述储液罐内液体的高度。7. 根据权利要求1所述的大容量连续注射系统，其特征在于，所述输液管的出口端处 设置有流量传感器，以检测所述输液管的出口端流出液体的流量。8. -种大容量连续注射系统的控制方法，其特征在于，使用权利要求1-7中任一项所 述的大容量连续注射系统，并包括以下步骤： 步骤一、将第一电控阀打开、第二电控阀关闭，控制第一注射泵从储液罐中吸取液体药 剂直至第一注射泵吸满； 步骤二、将第一电控阀关闭、第二电控阀打开，控制第一注射泵以流量％向外注射液体 药剂，同时控制第二注射泵以流量Q2吸取液体药剂，且流量Q:逐渐增大，流量Q2也逐渐增 大，并使流量％与流量Q2之差等于目标流量Q 步骤三、将第一注射泵的注射流量％和第二注射泵吸取流量Q2逐渐降低，同时保证流 量％与流量Q2之差等于目标流量Q_，直到流量％降至为〇 ; 步骤四、使第二注射泵以流量Q3向外注射液体，并且所述流量Q3从〇开始逐渐增大，同 时使第一注射泵的注射流量％逐渐减小，并保证流量Q3与流量Q:之和等于目标流量Q_， 直到流量％降至为〇 ; 步骤五、将第一电控阀打开、第二电控阀关闭，控制第一注射泵快速从储液罐中吸取液 体药剂，同时控制第二注射泵以恒定目标流量向外注射液体药剂，直到第一注射泵吸 满； 步骤六、将第一电控阀关闭、第二电控阀打开，并使第一注射泵以流量％向外注射液 体，并且所述流量％从0开始逐渐增大，同时控制第二注射泵向外注射的流量Q3从Q_开 始逐渐减小，并保证流量％与流量Q3之和等于目标流量Q_，直到流量Q3等于0 ; 步骤七、重复步骤二至步骤六，使注射过程不断循环，以实现出口端以恒定的目标流量 9_连续注射，直到从出口端流出的液体药剂的总容积满足设定要求时，使第一注射泵和第 二注射泵停止工作，完成注射过程。9.根据权利要求8所述的大容量连续注射系统的控制方法，其特征在于， 从步骤二到步骤六中，每个步骤持续的时间均为 第一注射泵向外注射的流量％满足第二注射泵向内吸取的流量Q2满足第二注射泵向外注射的流量Q3满足其中，4为第一流量增量，A2为第二流量增量，所述第一流量增量Ai和第二流量增量A2 均为恒定数值，t为任意时刻； 第一流量增量Al和第二流量增量A2满足如下关系：10.根据权利要求9所述的大容量连续注射系统的控制方法，其特征在于，在步骤七 中，当目标时间满足时，即使第一注射泵和第二注射泵停止工作，从而完成整个注射过程；其中，为需求 的液体药剂的总体。
【专利摘要】本发明公开了一种大容量连续注射系统，包括储液罐、输液管、第一注射泵、第二注射泵、第一电控阀、第二电控阀以及控制器。输液管设置有进口端和出口端，输液管的出口端连接到所述储液罐内。第一电控阀、第一注射泵、第二电控阀和第二注射泵依次连接到输液管上，通过这两个注射泵的协调工作，能够实现以恒定的目标流量进行连续注射，能够进行大容量的注射，并且充分利用了注射泵高精度的优点。
【IPC分类】A61M5/145, A61M5/172
【公开号】CN104906658
【申请号】CN201510296776
【发明人】宋维业
【申请人】长春微纪元科技有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月3日
【技术领域】
[0001] 本发明设及注射累技术领域，特别设及一种能够大容量连续注射的注射系统及其 控制方法。
【背景技术】
[0002] 注射累由步进电机及其驱动器、丝杆和支架等构成，具有往复移动的丝杆、螺母， 因此也称为丝杆累。螺母与注射器的活塞相连，注射器里盛放药液，实现高精度，平稳无脉 动的液体传输。
[0003] 蠕动累是一种能够连续地进行液体投料的装置，但其精度不高，投料过程中会产 生较大的脉动，从而影响投料的过程。虽然注射累精度很高，但是一般注射累只能注射固定 容量的液体，一些带有抽取功能的注射累在注射完成后，需要进行抽取，才能进行下一次注 射，抽取的时候，注射就要暂停，影响整体注射进程。常规的解决方案是使用容量较大的注 射累，但容量越大精度也会相应的降低。因此急需提供一种既使注射累容量较小W满足精 度要求又能够连续注射的装置。
【发明内容】
[0004] 本发明设计开发了一种大容量连续注射系统，克服了现有技术中蠕动累精度差和 一般注射累不能连续工作的缺陷，采用了两个注射累串联的方式实现了连续工作并保证高 精度。
[0005] 本发明提供的技术方案为：
[0006] 一种大容量连续注射系统，包括：
[0007] 储液罐，其用于储存待注射液体；
[000引输液管，其设置有进口端和出口端，所述输液管的出口端连接到所述储液罐内，W将所述储液罐内液体从所述输液管的进口端输送到所述输液管的出口端，所述输液管的入 口端插入到所述储液罐的底部；
[0009] 第一注射累，其具有向内吸取和向外注射的功能，所述第一注射累与所述输液管 连接，且位于所述输液管的进口端和出口端之间；
[0010] 第二注射累，其与所述第一注射累结构相同，所述第二注射累与所述输液管连接， 且位于所述第一注射累与所述输液管出口端之间；
[0011] 第一电控阀，其设置于所述输液管上且位于所述输液管的进口端与所述第一注射 累之间；
[0012] 第二电控阀，其设置于所述输液管上且位于所述第一注射累之间与所述第二注射 累之间；
[0013] 控制器，其与所述第一注射累、第二注射累、第一电控阀、第二电控阀连接，W控制 所述第一电控阀和第二电控阀的开启或关闭，W及控制所述第一注射累、第二注射累吸取 或注射。
[0014] 优选的是，所述第一注射累包括
[0015] 累筒，其设置成空屯、圆柱体，所述累筒前端设置有累嘴，所述累嘴与所述输液管连 接；
[0016] 活塞巧杆，其与所述累筒相配合，所述活塞巧杆通过推拉实现所述注射累的吸取 或注射；
[0017] 活塞驱动装置，其与所述活塞巧杆连接，能够带动所述活塞巧杆前后推拉运动。 [001引优选的是，所述活塞驱动装置包括：
[0019]电机；
[0020] 丝杠，其与所述电机连接，在所述电机驱动下旋转；
[0021] 导轨，所述导轨设置为2个，分别位于所述丝杠左右两侧，且与所述丝杠平行布 置；
[0022] 移动座，其上设置有丝杠配合孔和导轨配合孔，所述丝杠配合孔与所述丝杠相配 合，所述导轨配合孔与所述导轨相配合，所述移动座能够在所述电机的驱动下前后移动；
[0023] 其中，所述移动座上还设置有夹持部，所述夹持部能够与所述活塞巧杆的尾端相 固定。
[0024] 优选的是，所述活塞驱动装置还包括直线位移传感器，所述直线位移传感器与所 述移动座相连接，W检测所述移动座运动的位移。
[0025] 优选的是，在所述输液管上位于所述第二注射累和所述输液管出口端之间设置有 第二电控阀。
[0026] 优选的是，所述储液罐内设置有液位传感器，W检测所述储液罐内液体的高度。
[0027] 优选的是，所述输液管的出口端处设置有流量传感器，W检测所述输液管的出口 端流出液体的流量。
[002引一种大容量连续注射系统的控制方法，上述的大容量连续注射系统，并包括W下 步骤：
[0029] 步骤一、将第一电控阀打开、第二电控阀关闭，控制第一注射累从储液罐中吸取液 体药剂直至第一注射累吸满；
[0030] 步骤二、将第一电控阀关闭、第二电控阀打开，控制第一注射累W流量Qi向外注射 液体药剂，同时控制第二注射累W流量Q2吸取液体药剂，且流量Q1逐渐增大，流量Q2也逐 渐增大，并使流量Qi与流量Q2之差等于目标流量QDW;
[0031] 步骤S、将第一注射累的注射流量Qi和第二注射累吸取流量Q2逐渐降低，同时保 证流量Qi与流量Q2之差等于目标流量Qobj，直到流量降至为0 ;
[0032] 步骤四、使第二注射累W流量Qs向外注射液体，并且所述流量Q3从0开始逐渐增 大，同时使第一注射累的注射流量Qi逐渐减小，并保证流量Q3与流量Q1之和等于目标流量 Q"bj，直到流量Qi降至为0;
[0033] 步骤五、将第一电控阀打开、第二电控阀关闭，控制第一注射累快速从储液罐中吸 取液体药剂，同时控制第二注射累W恒定目标流量向外注射液体药剂，直到第一注射累 130吸满；
[0034] 步骤六、将第一电控阀关闭、第二电控阀打开，并使第一注射累W流量Qi向外注射 液体，并且所述流量Qi从0开始逐渐增大，同时控制第二注射累140向外注射的流量Q3从 Q"w开始逐渐减小，并保证流量Q1与流量Q3之和等于目标流量Qdw，直到流量Qs等于0 ;
[0035] 步骤走、重复步骤二至步骤六，使注射过程不断循环，W实现出口端此直定的目标 流量Q"w连续注射，直到从出口端流出的液体药剂的总容积满足设定要求时，使第一注射累 和第二注射累停止工作，完成注射过程。
[0036] 优选的是，从步骤二到步骤六中，每个步骤持续的时间均为t。；
[0037] 第一注射累向外注射的流量Qi满足
[00%]
[0039] 第二注射累向内吸取的流量满足
[0040]
[0041] 第二注射累向外注射的流量Qs满足
[0042]
[0043]其中，Ai为第一流量增量，A2为第二流量增量，所述第一流量增量A1和第二流量增 量As均为恒定数值，t为任意时刻；
[0044] 第一流量增量Ai和第二流量增量A2满足如下关系：
[0045]
[0046]优选的是，在步骤^;：中，当目标时间*。^满足
[0047]
[0048] 时，即使第一注射累和第二注射累停止工作，从而完成整个注射过程；其中，Vdw为 需求的液体药剂的总体。
[0049] 本发明的有益效果是：本发明提供的大容量连续注射系统采用两个注射累串联的 技术方案，通过该两个注射累的协调工作，能够实现W恒定的目标流量就行连续注射，能够 实现大容量的注射过程，并且充分利用了注射累高精度的优点。
【附图说明】
[0化0] 图1为本发明所述的大容量连续注射系统的总体结构示意图。
[0化1] 图2为本发明所述的注射累结构示意图。
[0052] 图3为本发明所述的累筒和活塞巧杆装配图。
[0化3] 图4为本发明所述的移动座结构示意图。
[0化4] 图5为本发明所述的大容量连续注射系统的控制方法流程图。
[0化5] 图6为本发明所述的第一注射累和第二注射累工作流量函数图。
【具体实施方式】
[0056] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，W令本领域技术人员参照说明书文 字能够据W实施。
[0化7]如图1所示，本发明提供了一种大容量连续注射系统，包括储液罐110、输液管 120、第一注射累130、第二注射累140、第一电控阀150、第二电控阀160、W及控制器170。 [0化引储液罐110设置成上方敞开的空屯、圆柱状，所述储液罐110盛放待注射的液体药 剂。输液管120两端分别设置有进口端121和出口端122,所述进口端121插入到储液罐 110内，输液管120中间形成有液体药剂流通的通道，可使液体药剂从储液罐110内经输液 管120的进口端121流通到出口端122处。
[0化9] 第一注射累130和第二注射累140依次连接到输液管120上，第一注射累130靠 近进口端121，第二注射累140靠近出口端122。第一注射累130和第二注射累140具有相 同的结构，它们都具有向内吸取液体药剂和向外注射液体药剂的功能。
[0060] 第一电控阀150和第二电控阀160均设置在输液管120上，第一电控阀150位于 进口端121与第一注射累130之间，第二电控阀160位于第一注射累130和第二注射累140 之间，第一电控阀150和第二电控阀160能够开启或关闭，从而使输液管120截止或导通。
[0061] 控制器170分别与第一注射累130、第二注射累140、第一电控阀150、第二电控阀 160连接，W控制所述第一电控阀150和第二电控阀160的开启或关闭，W及控制所述第一 注射累130、第二注射累140进行吸取或注射，同时控制第一注射累130、第二注射累140吸 取或注射的流量。
[0062] 通过该种布置，能够使第一注射累130、第二注射累140相互配合，持续的进行注 射。具体的在第一注射累130吸取满液体药剂后，关闭第一电控阀150,打开第二电控阀 160,第一注射累130向外注射液体药剂，同时第二注射累140向内吸取液体药剂，使从第一 注射累130流出的液体药剂一部分被第二注射累 140吸取，另一部分从出口端122流出，而 当第一注射累130内液体注射出一大部分或全部注射出去时，打开第一电控阀150,关闭第 二电控阀160,使第一注射累130从储液罐110吸取液体药剂，而第二注射累140向外注射 液体药剂，该样实现了在出口端122处持续的有液体药剂流过，实现了连续的注射过程。
[0063] 在另一实施例中，在所述输液管120上位于所述第二注射累140和出口端122之 间设置有第=电控阀180。第=电控阀180与控制器170连接，在控制器170的控制下实 现开启或关闭。当所述大容量连续注射系统正常工作时，需使第=电控阀180处于开启状 态，从而使液体药剂能够从出口端122流出；当所述大容量连续注射系统停止工作时，需使 第=电控阀180处于关闭状态，从而确保液体药剂不会从出口端122流出，防止由于故障或 人为失误使注射剂量增加。
[0064] 如图2、图3所示，在另一实施例中，所述第一注射累130包括累筒131、活塞巧杆 132W及活塞驱动装置。累筒131设置成空屯、的圆柱体，在累筒131的前端设置有累嘴133， 所述累嘴133与所述输液管120连接。活塞巧杆132与所述累筒131相配合，它们共同组 成了注射针筒。活塞巧杆132通过推拉实现了注射累130的吸取或注射。活塞驱动装置与 活塞巧杆132连接，活塞驱动装置能够带动活塞巧杆132前后推拉运动，从而实现了注射累 130的吸取或注射。
[00化]一并参阅图4,在另一实施例中，所述活塞驱动装置包括电机134、丝杠135a、导轨 136a、W及移动座137。其中电机134采用步进电机或伺服电机。丝杠135a采用梯形丝杠 或滚珠丝杠，电机134与丝杠135a同轴固定连接，丝杠135a在电机134的驱动下能够绕旋 转轴旋转。导轨136a设置成圆柱形的光轴，导轨136a设置有2个，分别位于丝杠135a左右 两侧，且与丝杠135a平行布置。移动座137上设置有丝杠配合孔13化和导轨配合孔13化， 丝杠配合孔13化与所述丝杠135a相配合，导轨配合孔13化与所述导轨136a相配合，使移 动座137能够在电机134的驱动下前后直线移动。在移动座137的上方设置有夹持部138， 夹持部138设置成两个U型槽，夹持部138能够与活塞巧杆132的尾端相固定，从而实现了 通过移动座137的直线移动来带动活塞巧杆132进行吸取或注射。作为一种优选的，移动 座137上连接有直线位移传感器139,W测量移动座137移动的位移。直线位移传感器139 可W采用光栅尺。将测量得到的移动座137的位移信号，作为一个反馈信号，来控制电机的 转动，实现了一个全闭环的控制，使移动座137的移动位移更为精确。
[0066] 在另一实施例中，在所述储液罐110内设置有液位传感器111，W检测所述储液罐 110内液体的高度，当储液罐110内液体的高度低于警戒值时需要报警提醒操作人员及时 补液。
[0067] 在另一实施例中，在出口端122处设置有流量传感器190, W检测从出口端122流 出的液体药剂的流量，通过测量得到的流量值，可W验证液体药剂从出口端122流出过程 是否存在脉动，W及检测流量的准确度。
[0068] 在另一实施例中，入口端121插入到所述储液罐110的底部，从而使吸取液体药剂 的过程达到更好的效果。
[0069] 在另一实施例中，在累筒131内还设置有压力传感器和气泡传感器。通过压力传 感器来实时检测累筒内内液体药剂的压力，防止因压力过大造成的累筒131或输液管120 被压裂。通过设置在累筒131内的气泡传感器来检测是否有气泡的存在，若有气泡则需要 及时将气泡排出，W免影响注射精度。
[0070] 如图5所示，本发明还提供了一种大容量连续注射系统的控制方法，包括如下步 骤：
[0071] 步骤一S210 ;将第一电控阀150打开、第二电控阀160关闭，并控制第一注射累 130从储液罐110中吸取液体药剂直至第一注射累130吸满。
[007引步骤二S220 ;在第一注射累130吸满后，将第一电控阀150关闭、第二电控阀160 打开，并控制第一注射累130W流量Qi向外注射液体药剂，同时控制第二注射累140W流量 Q2吸取液体药剂，且流量Q1逐渐增大，流量Q2也逐渐增大，即从第一注射累130流出的液体 药剂一部分被第二注射累140吸取，另一部分出口端122流出，实现了为第二注射累140充 液。第一注射累130注射的流量Qi逐渐增大，第二注射累140的吸取流量Q2也逐渐增大， 但需保证流量Qi与流量Q2之差等于目标流量Qobj，即出口端122W恒定的目标流量值Qabj 进行供液。
[0073] 步骤=S230;当第二注射累140吸取一定容量的液体药剂后，将第一注射累130 的注射流量Qi和第二注射累140吸取流量Q2逐渐降低，同时保证流量Q1与流量Q2之差等 于目标流量Q"w，直到流量Q2降至为0,即第二注射累140不再吸取液体药剂。
[0074] 步骤四S240 ;第二注射累140转为注射状态，即第二注射累140W流量Qs向外注 射液体，并且所述流量Qs从0开始逐渐增大，同时使第一注射累的注射流量Q1逐渐减小，并 保证流量Qs与流量Q义和等于目标流量Q。^，直到流量Qi降至为0,即第一注射累130不再 向外注射液体药剂，此时第二注射累140向外注射的流量Qs等于目标流量QDW。
[0075] 步骤五S250 ;将第一电控阀150打开、第二电控阀160关闭，控制第一注射累130 快速从储液罐110中吸取液体药剂直至第一注射累130吸满，同时控制第二注射累140W 恒定目标流量向外注射液体药剂，直到第一注射累130吸满。
[0076] 步骤六S260 ;当第一注射累130吸满后，将第一电控阀150关闭、第二电控阀160 打开，并使第一注射累130W流量Qi向外注射液体，并且所述流量Q1从0开始逐渐增大，同 时控制第二注射累140向外注射的流量从Qobj开始逐渐减小，并保证流量Q1与流量Q3之 和等于目标流量Q"w，直到流量Qs等于0,即第二注射累140完成向外的注射过程。
[0077] 步骤走：重复步骤二S220至步骤六S260,使注射过程不断循环，W实现出口端122 W恒定的目标流量连续注射，直到从出口端122流出的液体药剂的总容积满足设定要 求时，使第一注射累130和第二注射累140停止工作，完成注射过程。同时需将第=电控阀 180关闭，避免因故障等原因造成液体药剂误流入到出口端122处。
[007引在另一实施例中，在步骤走中，可W根据时间来判断从出口端122流出液体药剂 的总体积已达到设定值，令步骤二S220第一次开始的时刻为0时刻，即在0时刻出口端122 开始W恒定的目标流量向外注射液体药剂，设定液体药剂的总体积为V。^，则当目标时 间满足
[0079]
[0080] 时，立即使第一注射累130和第二注射累140停止工作，从而完成整个注射过程。
[0081] 在另一实施例中，从步骤二S220到步骤六S260中，每个步骤持续的时间均为t。， 如图6所示，实线线条表示第一注射累130的工作流量，虚线线条表示第二注射累140的工 作流量。
[0082] 步骤二S220从0时刻开始，并且在步骤二S220中，第一注射累130向外注射的流 量Qi满足
[008引 Qi=Q0bj'+Ait，tG[0，t0]
[0084] 其中，Ai为第一流量增量，表示为单位时间内流量的增加值，所述第一流量增量A1 为恒定数值；t为任意时刻。
[0085] 第二注射累140吸取的流量Q2满足
[0086] Q2=Alt,tG[0,t0]〇
[0087] 图6中，流量Q2在纵轴的负向，表示流量Q2为向内吸取的流量。由上式可知，由于 第一流量增量Ai为常数，第一注射累130向外注射的流量Qi和第二注射累140向内吸取的 流量Q2均是平稳的增加，该样可W减少液体流动过程中的脉动，有利于液体的平稳流动。并 且第一注射累130向外注射的流量Qi与第二注射累140向内吸取的流量Q2之差等于目标 流量化^。
[008引步骤=S230从t=t。时刻开始，并且在步骤=S230中，第一注射累130向外注 射的流量Qi满足
[0089] Qi=Q化j+2Ait〇-Ait，tG[t0, 2tJ
[0090] 第二注射累140吸取的流量Q2满足
[00川 Q2= 2Ait0-Ait，tG[t0, 2tJ。
[0092] 由上式可知，第一注射累130向外注射的流量Qi和第二注射累140向内吸取的流 量Q2均是平稳的降低，该样可W减少液体流动过程中的脉动，有利于液体的平稳流动。同 时又保证了第一注射累130向外注射的流量Qi与第二注射累140向内吸取的流量Q2之差 等于目标流量QaW。
[0093] 步骤四S240从t= 2t。时刻开始，并且在步骤四S240中，第一注射累130向外注 射的流量Qi满足
[0094] Qi=Qobj-Ag(t-2t〇)，tG巧1:〇, 3tJ，
[0095] 其中A2为第二流量增量，表示为单位时间内流量的增加值，所述第二流量增量A2 为恒定数值；由于在t= 3t。的时刻，第一注射累130向外注射的流量Q1为0,故可得到
[0096]
[0097] 第二注射累140向外注射的流量Qs满足
[0098] 〇3= A 2 (t-2t。），t G巧t。，3t J。
[0099] 由上式可知，在步骤四S240中，第一注射累130和第二注射累140同 时向外注射 液体药剂，由于第二流量增量A2为常数，所W第一注射累130向外注射的流量Q1是平稳的 降低，第二注射累140向外注射的流量Qs是平稳的增加，该样可W减少液体流动过程中的 脉动，有利于液体的平稳流动。同时又保证了第一注射累130向外注射的流量Qi与第二注 射累140向外注射的流量Qs之和等于目标流量Q。《。
[0100] 步骤五S250从t= 3tn时刻开始，在步骤五S250从t= 3tn到t= 4tn的时间段 内，第二注射累140始终W流量〇3=Qdw向外注射液体药剂，而第一注射累130在该端时间 内从储液罐110内吸取液体药剂。
[OW] 步骤六S260从t= 4t。时刻开始，并且在步骤六S260中，第一注射累130向外注 射的流量Qi满足
[0102] Qi=A2(t-4t〇),tG[4t0, 5t0],
[0103] 第二注射累140向外注射的流量Q3满足
[0104] 〇3=Qobj-Ag(t-4t〇)，tG[4t0, 5tJ。
[01化]由上式可知，在步骤六S260中，第一注射累130已经充满了液体药剂，第一注射累 130从t= 4t。时刻开始流量Q1从0开始逐渐增大，由于第二流量增量A2为常数，所W第一 注射累130向外注射的流量Qi是平稳的增加，第二注射累140向外注射的流量Q3是平稳的 降低，该样可W减少液体流动过程中的脉动，有利于液体的平稳流动。同时又保证了第一注 射累130向外注射的流量Qi与第二注射累140向外注射的流量Q3之和等于目标流量QDW。
[0106] 在另一实施例中，所述第一流量增量Ai满足如下关系：
[0107]
[0108] 通过使第一流量增量Ai满足上述关系式，可W计算得到在步骤二S220和步骤= S230中，第二注射累140向内吸取的液体药剂的总容积Vi为
[0109]
[0110] 在步骤四S240至步骤六S260中，第二注射累140向外注射的液体药剂的总容积 、为
[0111]
[0112] 由计算得到的Vi和V2可知，在步骤二S220和步骤SS230中第二注射累140向内 吸取的液体药剂的总容积Vi，与在步骤四S240至步骤六S260中第二注射累140向外注射 的液体药剂的总容积V2相等。
[0113] 在上述技术方案中，在步骤二S220与步骤=S230中，第二注射累140吸取的液体 药剂的总容积Vi，等于在步骤二S240-步骤六S260中第二注射累140注射的液体药剂的总 容积V2。若第二注射累140在步骤二S220和步骤SS230中吸取的液体药剂的总体积，小 于在步骤二S240-步骤六S260中第二注射累140注射的液体药剂的总体积，则使在步骤二 S240-步骤六S260中第二注射累140还没有完成注射过程，第二注射累140内的液体药剂 已用光，不能继续注射，会使整个注射循环不能继续下去。若第二注射累140在步骤二S220 和步骤SS230中吸取的液体药剂的总体积，大于在步骤二S240-步骤六S260中第二注射 累140注射的液体药剂的总体积，则在一个第二注射累140的吸取注射循环结束后，第二注 射累140内会残留一些液体药剂，在多个循环之后，第二注射累140内残留的液体药剂会不 断累积，直至超过第二注射累140的总容积后，上述技术方案也不能继续下去。
[0114] 作为一种优选的，选用容积为25ml的累筒，设定目标流量Aw=2ml/s，从步骤二 S220到步骤六S260中，每个步骤持续的时间*。=2s，第一流量增量Ai=2ml/s2,第二流量 增量Aa=Iml/s2。
[0115] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可W被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和该里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种大容量连续注射系统，其特征在于，包括： 储液罐，其用于储存待注射液体； 输液管，其设置有进口端和出口端，所述输液管的出口端连接到所述储液罐内，以将所 述储液罐内液体从所述输液管的进口端输送到所述输液管的出口端，所述输液管的入口端 插入到所述储液罐的底部； 第一注射泵，其具有向内吸取和向外注射的功能，所述第一注射泵与所述输液管连接， 且位于所述输液管的进口端和出口端之间； 第二注射泵，其具有向内吸取和向外注射的功能，所述第二注射泵与所述输液管连接， 且位于所述第一注射泵与所述输液管出口端之间； 第一电控阀，其设置于所述输液管上且位于所述输液管的进口端与所述第一注射泵之 间； 第二电控阀，其设置于所述输液管上且位于所述第一注射泵之间与所述第二注射泵之 间； 控制器，其与所述第一注射泵、第二注射泵、第一电控阀、第二电控阀连接，以控制所述 第一电控阀和第二电控阀的开启或关闭，以及控制所述第一注射泵、第二注射泵吸取或注 射。2. 根据权利要求1所述的大容量连续注射系统，其特征在于，所述第一注射泵包括： 泵筒，其设置成空心圆柱体，所述泵筒前端设置有泵嘴，所述泵嘴与所述输液管连接； 活塞芯杆，其与所述泵筒相配合，所述活塞芯杆通过推拉实现所述注射泵的吸取或注 射； 活塞驱动装置，其与所述活塞芯杆连接，能够带动所述活塞芯杆前后推拉运动。3. 据权利要求2所述的大容量连续注射系统，其特征在于，所述活塞驱动装置包括： 电机； 丝杠，其与所述电机连接，在所述电机驱动下旋转； 导轨，所述导轨设置为2个，分别位于所述丝杠左右两侧，且与所述丝杠平行布置； 移动座，其上设置有丝杠配合孔和导轨配合孔，所述丝杠配合孔与所述丝杠相配合，所 述导轨配合孔与所述导轨相配合，所述移动座能够在所述电机的驱动下前后移动； 其中，所述移动座上还设置有夹持部，所述夹持部能够与所述活塞芯杆的尾端相固定。4. 据权利要求3所述的大容量连续注射系统，其特征在于，所述活塞驱动装置还包括 直线位移传感器，所述直线位移传感器与所述移动座相连接，以检测所述移动座运动的位 移。5. 根据权利要求1所述的大容量连续注射系统，其特征在于，在所述输液管上位于所 述第二注射泵和所述输液管出口端之间设置有第三电控阀。6. 根据权利要求1所述的大容量连续注射系统，其特征在于，所述储液罐内设置有液 位传感器，以检测所述储液罐内液体的高度。7. 根据权利要求1所述的大容量连续注射系统，其特征在于，所述输液管的出口端处 设置有流量传感器，以检测所述输液管的出口端流出液体的流量。8. -种大容量连续注射系统的控制方法，其特征在于，使用权利要求1-7中任一项所 述的大容量连续注射系统，并包括以下步骤： 步骤一、将第一电控阀打开、第二电控阀关闭，控制第一注射泵从储液罐中吸取液体药 剂直至第一注射泵吸满； 步骤二、将第一电控阀关闭、第二电控阀打开，控制第一注射泵以流量％向外注射液体 药剂，同时控制第二注射泵以流量Q2吸取液体药剂，且流量Q:逐渐增大，流量Q2也逐渐增 大，并使流量％与流量Q2之差等于目标流量Q 步骤三、将第一注射泵的注射流量％和第二注射泵吸取流量Q2逐渐降低，同时保证流 量％与流量Q2之差等于目标流量Q_，直到流量％降至为〇 ; 步骤四、使第二注射泵以流量Q3向外注射液体，并且所述流量Q3从〇开始逐渐增大，同 时使第一注射泵的注射流量％逐渐减小，并保证流量Q3与流量Q:之和等于目标流量Q_， 直到流量％降至为〇 ; 步骤五、将第一电控阀打开、第二电控阀关闭，控制第一注射泵快速从储液罐中吸取液 体药剂，同时控制第二注射泵以恒定目标流量向外注射液体药剂，直到第一注射泵吸 满； 步骤六、将第一电控阀关闭、第二电控阀打开，并使第一注射泵以流量％向外注射液 体，并且所述流量％从0开始逐渐增大，同时控制第二注射泵向外注射的流量Q3从Q_开 始逐渐减小，并保证流量％与流量Q3之和等于目标流量Q_，直到流量Q3等于0 ; 步骤七、重复步骤二至步骤六，使注射过程不断循环，以实现出口端以恒定的目标流量 9_连续注射，直到从出口端流出的液体药剂的总容积满足设定要求时，使第一注射泵和第 二注射泵停止工作，完成注射过程。9.根据权利要求8所述的大容量连续注射系统的控制方法，其特征在于， 从步骤二到步骤六中，每个步骤持续的时间均为 第一注射泵向外注射的流量％满足第二注射泵向内吸取的流量Q2满足第二注射泵向外注射的流量Q3满足其中，4为第一流量增量，A2为第二流量增量，所述第一流量增量Ai和第二流量增量A2 均为恒定数值，t为任意时刻； 第一流量增量Al和第二流量增量A2满足如下关系：10.根据权利要求9所述的大容量连续注射系统的控制方法，其特征在于，在步骤七 中，当目标时间满足时，即使第一注射泵和第二注射泵停止工作，从而完成整个注射过程；其中，为需求 的液体药剂的总体。
【专利摘要】本发明公开了一种大容量连续注射系统，包括储液罐、输液管、第一注射泵、第二注射泵、第一电控阀、第二电控阀以及控制器。输液管设置有进口端和出口端，输液管的出口端连接到所述储液罐内。第一电控阀、第一注射泵、第二电控阀和第二注射泵依次连接到输液管上，通过这两个注射泵的协调工作，能够实现以恒定的目标流量进行连续注射，能够进行大容量的注射，并且充分利用了注射泵高精度的优点。
【IPC分类】A61M5/145, A61M5/172
【公开号】CN104906658
【申请号】CN201510296776
【发明人】宋维业
【申请人】长春微纪元科技有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月3日
最新回复(0)