專利名稱：一種脈動(dòng)生物反應(yīng)器中的差壓調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓系統(tǒng)中的差壓調(diào)節(jié)器，特別涉及一種脈動(dòng)生物反 應(yīng)器中的差壓調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
在日常生活和科學(xué)試驗(yàn)中，經(jīng)常遇到根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)壓力差的問(wèn) 題，如人身體的血液循環(huán)系統(tǒng)中，通常動(dòng)脈血流對(duì)血管壁的壓力在
70—110mmHg之間按照一定規(guī)律周期性變化，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò) 仿生學(xué)系統(tǒng)來(lái)培養(yǎng)或者生長(zhǎng)細(xì)胞等以滿足醫(yī)療疾病過(guò)程中的需求，己經(jīng)基 本具備條件，把目前心臟瓣膜上細(xì)胞培養(yǎng)由靜態(tài)環(huán)境改進(jìn)成模擬人身體中 的血液循環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)培養(yǎng)，則將會(huì)極大的提高植入人體內(nèi)的心臟辨膜上細(xì) 胞的成活率。所以研制模擬人心臟血液循環(huán)系統(tǒng)具有很大的實(shí)用意義。
截至目前報(bào)道的幾個(gè)仿生脈動(dòng)生物反應(yīng)器樣機(jī)中都是通過(guò)具有一定 彈性的軟管在壓力增大時(shí)的形變來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)人造心臟收縮時(shí)培養(yǎng)液差壓的 調(diào)節(jié)等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)差壓調(diào)節(jié)的。雖然這些方法基本上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓的調(diào) 節(jié)功能，但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)差壓數(shù)據(jù)根據(jù)實(shí)際需要的調(diào)整以及按壓力曲線的調(diào) 整等更復(fù)雜的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，不但能夠根據(jù)實(shí)際 需要實(shí)現(xiàn)壓力差調(diào)節(jié)，而且能夠按照所設(shè)計(jì)的壓力曲線隨時(shí)間進(jìn)行變化的 脈動(dòng)生物反應(yīng)器中的差壓調(diào)節(jié)器。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括殼體以及設(shè)置在殼 體上端的與殼體的空腔相連通的風(fēng)箱式折疊囊，在殼體內(nèi)設(shè)置有軟負(fù)載， 殼體與風(fēng)箱式折疊囊形成一個(gè)密閉的腔體，在該密閉的腔體內(nèi)下部填充有
液面高度大于軟負(fù)載的液體，上部為體積可壓縮的空氣，殼體的上端還設(shè) 置有支架，支架的上端螺紋連接有絲杠，絲杠與風(fēng)箱式折疊囊之間設(shè)置有 彈簧，軟負(fù)載通過(guò)進(jìn)液口和出液口分別與系統(tǒng)回路中的培養(yǎng)腔及電動(dòng)閥相 連通。
本發(fā)明的絲杠上還設(shè)置有調(diào)節(jié)手柄。
本發(fā)明釆用軟負(fù)載來(lái)模擬血管，而且軟負(fù)載一直處于液壓體的包圍之 中，例如將動(dòng)脈血流對(duì)血管壁的壓力在70—110mniHg之間的變化量分解成 了 90mmHg的恒定壓力的基礎(chǔ)上再疊加一個(gè)幅度為20mmHg隨時(shí)間按照要求 做周期性變化的壓力；而本發(fā)明就是通過(guò)風(fēng)箱式折疊囊和彈簧與絲杠構(gòu)成 自動(dòng)差壓調(diào)節(jié)器，通過(guò)對(duì)軟負(fù)載實(shí)施有效控制而獲得一個(gè)幅度為20mmHg 隨時(shí)間按照要求做周期性變化的壓力，不但可完全根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)壓力 差調(diào)節(jié)，而且能夠按照所設(shè)計(jì)的壓力曲線隨吋間進(jìn)行變化的功能。通過(guò)風(fēng) 箱式折疊囊和彈簧與絲杠組成的可調(diào)節(jié)容積和壓力的液壓體和氣體二部 分構(gòu)成自動(dòng)差壓調(diào)節(jié)器；對(duì)軟負(fù)載再疊加一個(gè)幅度為20mniHg而且隨時(shí)間 按照要求做周期性變化的壓力，不但可完全根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)壓力差調(diào) 節(jié)，而且能夠按照所設(shè)計(jì)的壓力曲線隨吋間進(jìn)行變化的功能。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
參見圖1,本發(fā)明包括殼體8以及設(shè)置在殼體8上端的與殼體8的空 腔相連通的風(fēng)箱式折疊囊2,在殼體8內(nèi)設(shè)置有軟負(fù)載1，殼體8與風(fēng)箱 式折疊囊2形成一個(gè)密閉的腔體，在該密閉的腔體內(nèi)下部填充有液面高度 大于軟負(fù)載1的液體5，上部為體積可壓縮的空氣11，殼體8的上端還設(shè) 置有支架9，支架9的上端螺紋連接有帶有調(diào)節(jié)手柄10的絲杠4，絲杠4 與風(fēng)箱式折疊囊2之間設(shè)置有彈簧3，軟負(fù)載1通過(guò)進(jìn)液口 7和出液口 6 分別與系統(tǒng)回路中的培養(yǎng)腔及電動(dòng)閥相連通。
又由于高壓的高低與軟負(fù)載容積的增大程度近似成反比，所以當(dāng)模擬 心臟每—次收縮時(shí)培養(yǎng)液沖流過(guò)來(lái)后導(dǎo)致軟負(fù)載容積增大的程度決定了 高端壓力的升高幅度，而軟性負(fù)載容積增大的多少取決于其周圍液壓體對(duì) 其施加的壓力，這樣就可以通過(guò)調(diào)節(jié)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠的方法來(lái)調(diào)節(jié)彈簧對(duì)液 壓體的壓力的基礎(chǔ)上，通過(guò)氣體的可壓縮性和氣體所占整個(gè)空間的比例二 種方式改善培養(yǎng)液壓力曲線的上升及下降特性，保證其調(diào)節(jié)壓力的功能進(jìn) 一步變"軟"。并通過(guò)液壓體將該壓力傳送并均勻施加給軟負(fù)載，保證了 軟負(fù)載體積的增加處于受控狀態(tài)，從而有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)差壓的調(diào)節(jié)和控制。
由于風(fēng)箱式折疊囊外輪廓為圓柱形的在直徑方向上是恒定不變的，所 以其內(nèi)部形成的液壓體容積的變化僅取決于風(fēng)箱式折疊囊在縱向高度上 的變化，在大范圍調(diào)整時(shí)通過(guò)選擇不同彈性模量的彈簧，在小范圍調(diào)整時(shí) 通過(guò)柄轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠二種方式，根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)對(duì)包圍軟負(fù)載的液壓體壓力 的有效控制的基礎(chǔ)上(粗調(diào))；再通過(guò)氣體的可壓縮性和裝入液體水的多 少來(lái)調(diào)整氣體所占整個(gè)空間的比例二種方式改善培養(yǎng)液壓力曲線的上升 及下降特性(細(xì)調(diào))，保證其調(diào)節(jié)壓力的功能進(jìn)一步變化。并進(jìn)而根據(jù)液 體不可壓縮及等壓傳遞的原理，把該壓力均勻的施加給軟性負(fù)載，從而實(shí)
現(xiàn)當(dāng)模擬心臟收縮時(shí)沖流過(guò)來(lái)的培養(yǎng)液導(dǎo)致軟性負(fù)載體積膨脹時(shí)對(duì)其體 積增大部分的有效控制也即達(dá)到了控制高壓量的目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種脈動(dòng)生物反應(yīng)器中的差壓調(diào)節(jié)器，其特征在于包括殼體(8)以及設(shè)置在殼體(8)上端的與殼體(8)的空腔相連通的風(fēng)箱式折疊囊(2)，在殼體(8)內(nèi)設(shè)置有軟負(fù)載(1)，殼體(8)與風(fēng)箱式折疊囊(2)形成一個(gè)密閉的腔體，在該密閉的腔體內(nèi)下部填充有液面高度大于軟負(fù)載(1)的液體(5)，上部為體積可壓縮的空氣(11)，殼體(8)的上端還設(shè)置有支架(9)，支架(9)的上端螺紋連接有絲杠(4)，絲杠(4)與風(fēng)箱式折疊囊(2)之間設(shè)置有彈簧(3)，軟負(fù)載(1)通過(guò)進(jìn)液口(7)和出液口(6)分別與系統(tǒng)回路中的培養(yǎng)腔及電動(dòng)閥相連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈動(dòng)生物反應(yīng)器中的差壓調(diào)節(jié)器，其特征 在于所說(shuō)的絲杠(4)上還設(shè)置有調(diào)節(jié)手柄(10)。
全文摘要
一種脈動(dòng)生物反應(yīng)器中的差壓調(diào)節(jié)器，包括殼體以及設(shè)置在殼體上端的與風(fēng)箱式折疊囊，在殼體內(nèi)設(shè)置有軟負(fù)載，殼體與風(fēng)箱式折疊囊形成一個(gè)密閉的腔體，在該密閉的腔體內(nèi)部填充有液體和空氣，殼體的上端還設(shè)置有支架，支架的上端螺紋連接有絲杠，絲杠與風(fēng)箱式折疊囊之間設(shè)置有彈簧，軟負(fù)載通過(guò)進(jìn)液口和出液口分別與系統(tǒng)回路中的培養(yǎng)腔及電動(dòng)閥相連通。例如將動(dòng)脈血流對(duì)血管壁的壓力70-110mmHg之間的變化分解成了90mmHg的恒定壓力，再通過(guò)風(fēng)箱式折疊囊和彈簧與絲杠構(gòu)成自動(dòng)差壓調(diào)節(jié)器，對(duì)軟負(fù)載實(shí)施有效控制而獲得一個(gè)幅度為20mmHg隨時(shí)間做周期性變化的壓力，不但可完全根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)壓力差調(diào)節(jié)，而且能夠按照所設(shè)計(jì)的壓力曲線隨時(shí)間進(jìn)行變化的功能。
文檔編號(hào)C12M1/36GK101368156SQ20081015118
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者劉飛航, 鐸 寧, 董小超, 郝鵬飛, 郭飛飛, 顧春虎, 馬建中, 魏旭峰, 黃建兵 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)