专利名称：一种全自动灌流装置的制作方法灌流技术是医学实验研究常用的实验技术之一，其基础是在一定条件下，人为的摸似在体环境，保持组织器官(如心肌、冠状动脉、血管、大肠等)在相当长的时间内具有正常的生理活性，以便对其进行生理、生化、药理和病理等方面的实验研究。传统的灌流实验是将组织器官置于灌流槽中，然后通过人工进行一系列的操作来完成实验的，这是ー个操作步骤繁琐，很费时费事的工作(需要向灌流槽中反复加入灌流液和不同试剂)。
针对上述现有技术，本发明提供了一种全自动灌流装置，可以根据不同实验的需求，自动完成由人工完成的工作，这样可以把实验人员从繁琐的操作过程中解脱出来，去干其他更重要的工作，在提高工作效率的同时也提高了实验结果的精确性。本发明是通过以下技术方案实现的一种全自动灌流装置，包括控制系统、气动系统、储液瓶和至少一条灌流回路，其中，灌流回路的结构为包括气动式定量注液器、灌流槽、废液瓶、弹性气囊式气动泵和至少ー个注射器，其中，气动式定量注液器的液体出入ロ端与储液瓶的出液ロ端管路连接，并与灌流槽管路连接；灌流槽与废液瓶管路连接；弹性气囊式气动泵的液体出入口端与灌流槽通过管路连接，中间并联设有两个气囊式气动阀门(其中一个气囊式气动阀门作用是为弹性气囊式气动泵的储液腔排空提供通路)，并与注射器的进液端管路连接；注射器的出液端与灌流槽管路连接；所述储液瓶包括瓶体，瓶体上设有充放气口和出液ロ，瓶体开ロ处设有密封盖；所述气动式定量注液器与储液瓶连接的管路上、气动式定量注液器与灌流槽连接的管路上、灌流槽与废液瓶连接的管路上、弾性气囊式气动泵与灌流槽连接的管路上、弾性气囊式气动泵与注射器连接的管路上均设有气囊式气动阀门；所述气动系统上设有两个输出端ロ A输出口和B输出口；所述A输出口与灌流槽管路连接，连接的管路上设有过滤器和单向阀；所述储液瓶的充放气ロ端通过换向电磁阀与气动系统的B输出ロ管路连接；所述气动式定量注液器的充放气ロ端通过换向电磁阀与气动系统的B输出口管路连接；所述弹性气囊式气动泵的充放气ロ端通过换向电磁阀与气动系统的B输出口管路连接；所述气囊式气动阀门通过换向电磁阀与气动系统的B输出ロ管路连接；所述气动系统、换向电磁阀分别与控制系统电路连接。所述气动式定量注液器的结构为包括壳体,壳体内形成ー个空腔,壳体内设有柔性隔膜，将空腔分为充气腔和储液腔，壳体上端设有充放气ロ，充放气ロ与充气腔连通，壳体下端设有液体出入口，液体出入口与储液腔连通。所述弹性气囊式气动泵的结构为包括壳体，壳体内形成一个空腔——储液腔，储液腔内设有弹性气囊，壳体上端设有充放气ロ，充放气ロ与弾性气囊连通，壳体的下端设有液体出入口，液体出入口与储液腔连通。所述气动式定量注液器以及弹性气囊式气动泵的壳体均是由通过螺栓连接的上下两部分构成。优选的，所述注射器为液推式微量注射器。所述液推式微量注射器的结构为包括管体，管体内设有毛细管，毛细管上端设有注液ロ(也是接ロ)，毛细管下端设有出液ロ(也是接头)。 优选的，所述注射器有三个，三个注射器的进液端分别与弹性气囊式气动泵的液体出入口端管路连接。优选的，所述储液瓶的密封盖为充气式密封盖，结构为包括盖体、充气密封圈和充气管道，其中，充气密封圈设在盖体内，充气管道一端与充气密封圈连接，另一端伸出盖体，充气管道上设有充气口和放气ロ，放气ロ处设有充放气开关(可以是旋钮式开关)；充气ロ与气动系统的B输出ロ管路连接。进ー步地，所述A输出ロ与灌流槽连接的管路上还设有手动换向阀，手动换向阀上设有氧气注入接ロ。所述气囊式气动阀门的结构为包括阀体，阀体内形成ー个空腔，空腔两侧为液体通道，空腔内设有弹性气囊，弾性气囊上设有充放气ロ ；弹性气囊通过换向电磁阀与气动系统的B输出口管路连接。进ー步地，所述储液瓶和灌流槽均与恒温水浴相连。所述灌流回路可以根据需要而设置多条，2条、3条、4条、5条……均可。所述控制系统、气动系统、恒温水浴装置均是现有技术中的常规装置，为常规技术，对所属领域技术人员而言是容易实现的，本发明对此无改进之处，不再赘述。所述全自动灌流装置是利用气压传动，并且在控制器的控制下按预先给定的程序实现自动灌流的，工作过程如下(I)首先关闭与注射器连接的气囊式气动阀门，过程为控制系统控制相关的电路接通，气动系统通过相应的换向电磁阀，向气囊式气动阀门中的弹性气囊充气使气囊式气动阀门关闭(注换向电磁阀通电时气源通过它向气动元件充气，断电时气动元件通过它放气)。(2)排空气动式定量注液器和气囊式气动泵中的储液腔中的空气，为吸液准备，过程为控制系统控制相关的电路接通，气动系统通过相应的换向电磁阀，向气动式定量注液器中的充气腔和弹性气囊式气动泵中的弹性气囊充气，把储液腔中的气体排挤出去(通过与之相连的气囊式气动阀门排出)。(3)向气动式定量注液器注入灌流液，过程为控制系统控制相关的电路接通，气动系统通过相应的换向电磁阀向气动式定量注液器与灌流槽连接的管路上的气囊式气动阀门充气，使该气囊式气动阀门关闭，同时相关的电路断开，气动式定量注液器的充气腔通过对应的电磁阀放气，在同时相关的电路接通，气动系统通过相应的换向电磁阀向储液瓶充气，把储液瓶中的灌流液压入气动式定量注液器的储液腔中。(4)向灌流槽中注入灌流液，过程为控制系统控制相关的电路断开(使储液瓶停止加压)，同时相应的电路断开，使气动式定量注液器与灌流槽连接的管路上的气囊式气动阀门开通，同时相应的电路接通，使灌流槽与废液瓶连接的管路上的气囊式气动阀门关闭，在同时相关的电路接通，气动系统通过相应的换向电磁阀，向气动式定量注液器中的充气腔充气，气动式定量注液器的储液腔中的灌流液在气压作用下流入相应的灌流槽中。(5)弾性气囊式气动泵吸入灌流液，过程为控制系统控制相关的电路接通，使弹性气囊式气动泵与灌流槽连接的两条管路上的其中一个气囊式气动阀门关闭，同时相关的电路断开，弾性气囊式气动泵中的弾性气囊通过相应的换向电磁阀收缩放气，同时储液腔吸入灌流液(从灌流槽中吸取)。(6)向灌流槽14中注入试剂过程为控制系统控制相关的电路断开，使与其中一 个注射器连接的气囊式气动阀门开通，同时相关的电路接通，气动系统通过相应的换向电磁阀，向弾性气囊式气动泵中的弹性气囊充气，把储液腔中的灌流液注入液推式微量注射器的毛细管中，用灌流液把液推式微量注射器毛细管中的试剂(预先注入试剂)推入灌流槽中。(7)放掉灌流槽中的液体(为加入另ー种试剂做准备)，过程为控制系统控制相关的电路断开，使灌流槽与废液瓶连接的管路上的气囊式气动阀门开通，灌流液流入废液瓶中。(8)用灌流液冲洗灌流槽过程为重复步骤(3)、(4)、(7)(反复4遍，以保证冲洗干净，无残留的试剂)。(9)向灌流槽中注入新的灌流液过程为重复步骤(3)、(4)。(10)向灌流槽中注入另ー种试剂过程为重复步骤(5) (6)。注第三种试剂的加入过程重复步骤(7)、(8)、(9)、(10)。至此完成ー个工作循环。本发明的全自动灌流装置，其主要元件的作用和特点如下气动式定量注液器的作用是把灌流液按需要的量注入灌流槽中(起量杯的作用，其容积由灌流槽容积确定，是本发明的独创部件)，它结构常非简单紧凑(由一个柔性隔膜和空腔构成)，椭圆形的形体能使柔性隔膜伸缩自如，(柔性隔膜的形状为半个椭圆，可看成ー个柔性活塞)，这样就能确保液体充满整个空腔，同时也能确保可靠排空，从而保证了定量准确。需要的传动压カ很低(小功率的微型气泵就能满足要求)。可根据灌流槽容积的大小，选配相应的容量，耐腐蚀，成本很低，可以一次性使用，可免去清洗工作。弾性气囊式气动泵的作用是把灌流液注入液推式微量注射器中，同时兼有搅匀试剂的作用(弾性气囊式气动泵是本发明的独创部件)，当向弾性气囊充气时，储液腔的液体被泵出，当弾性气囊弹性收缩时，从外部吸入液体，液体流向由与之相配合的气囊式气动阀门确定，由于结构非常简单紧凑(由一个气囊和空腔构成)，体积可以做的很小，(可直接串接在管路中)，非常方便于管路系统的设置和连接。需要的传动压カ很低，耐腐蚀，成本很低可以一次性使用，可免去清洗工作。气囊式气动阀门的作用是在控制系统作用下控制流体通断(气囊式气动阀门是本发明的独创部件)，特点是开闭可靠迅速，对流体的阻力可以忽略不计，特别适合在低压管路中使用，与机械结构的阀门相比，结构非常简单，可以和管子做成一体使管路连接更简单方便，尺寸可以做的很小，耐腐蚀，成本很低，可以一次性使用，可免去清洗工作。液推式微量注射器的作用是把微量的试剂推入灌流槽中(是本发明的独创部件)，它是利用灌流液在毛细管中形成的液柱作“推栓”把毛细管中的微量试剂(在毛细管中的形状是ー个很短的液柱)全部不剩的推入灌流槽中，非常简单可靠的就实现了对微量试剂(最小5ul)的自动加注(如果采用活塞式微量注射器来实现自动加注,则结构要复杂很多，而且很难保证把微量试剂全部注入灌流槽中)。当试剂量大时换一个毛细管直径大ー些的管子即可，试剂的加入也很方便，拔开注液ロ(同时也是接ロ)处的接头，用常规微量注射器按需要的量从注液ロ直接注入即可(针头插入到毛细管部分，以避免液滴留在毛细管端部，不易与灌流液混合)。储液瓶的作用是在气压作用下把灌流液压入气动式定量注液器中。其密封盖采用充气的方式来密封(是本发明的独创部件)，不但结构简单(不用在设置固定和锁紧机构了)，密封可靠，而且开关也很方便(通过旋转充放气开关，充气就可以封上，放气就可以打开)，同时充气密封圈兼有储气瓶的作用。手动换向阀的作用是根据实验要求选择给灌流槽中供气的气源(或用氧气瓶中氧气或接A输出ロ用一般空气)。灌流槽的作用是为组织器官具有正常的生理活性提供条件(存放灌流液保持恒温等)，是现有技术中的常规装置，本发明对此无改进之处，不再赘述。换向电磁阀的作用是在控制系统作用下控制气动系统与气动式定量注液器、弹性气囊式气动泵、气囊式气动阀门等气动元件联通完成相应的动作，以完成自动注液的过程，这对所属领域技术人员而言是常规的，容易实现的。本发明的特点有以下几点I.因采用的是气压传动加上独特的气动元件的有机配合(气动式定量注液器、弹性气囊式气动泵、气囊式气动阀门等)，所以使得整个自动装置的结构非常简单紧凑，重量很轻(充分体现了气压传动的优势)。2.自动化程度高，设定好程序按下启动键，整个灌流过程就不用人管了。3.可同时进行多个灌流实验(并且可随时进行扩充)，这不仅很大的提高了工作效率，也把实验人员从繁琐的操作过程中解脱出来，去干其他更重要的工作，还有利于保证实验的一致性，使实验更加规范和精确。4.功率低，噪声小，所用的气动元件工作压カ都不高，因此一般的低噪声微型气泵就能满足要求(如自动血压计中的气泵)。5.因为传动压カ低，管路中的管子用一般的塑料软管就能满要求(或用医用硅胶管)，这大大方便了管路的架设，使得管路变的非常简洁。6.操作简单，使用方便，少维护，性能稳定可靠，节省灌流液，电气隔离性能好，使用安全，制做容易，成本低。
图I为本发明的全自动灌流装置的结构示意图。
图2为本发明的气动式定量注液器的结构示意图。图3为本发明的弾性气囊式气动泵的结构示意图。图4为本发明的气囊式气动阀门的结构示意图。图5为本发明的液推式微量注射器的结构示意图。图6为本发明的储液瓶的结构示意图。其中，I、气动系统；2、氧气注入接ロ ；3、手动换向阀；4、换向电磁阀；5、控制系统；6、按键输入模块；7、过滤器；8、弾性气囊式气动泵；9、气囊式气动阀门；10、液推式微量注射器；11、气动式定量注液器；12、储液瓶；13、单向阀；14、灌流槽；15、恒温循环水出ロ(接恒温水浴的入口)；16、废液瓶；17、恒温循环水入口(接恒温水浴的出ロ)；18、充放气ロ ；19、壳体；20、充气腔；21、柔性隔膜；22、储液腔；23、液体出入口 ；24、弹性气囊；25、注液ロ(也是接ロ);26、管体；27、毛细管；28、出液ロ(也是接头);29、放气ロ ;30、充气ロ ;31、充放气开 关；32、盖体；33、充气密封圈；34、瓶体。A表示A输出端ロ ；B表示B输出端ロ ；小写字母a、b、c、d……h、i表示电路连接，如图中有两处a，则表示此两处电路连接。大写字母Q、R、T表示气路连接，如图中有两处Q，表示此两处气路连接。

所述气动式定量注液器11的结构为包括壳体19,壳体19内形成ー个空腔,壳体19内设有柔性隔膜21，将空腔分为充气腔20和储液腔22，壳体19上端设有充放气ロ 18，充放气ロ 18与充气腔20连通，壳体19下端设有液体出入口 23，液体出入口 23与储液腔22连通,如图2所示。所述弹性气囊式气动泵8的结构为包括壳体19，壳体19内形成一个空腔——储液腔22，储液腔22内设有弹性气囊24，壳体19上端设有充放气ロ 18，充放气ロ 18与弹性气囊24连通，壳体19的下端设有液体出入口 23，液体出入口 23与储液腔22连通，如图3所示。所述气动式定量注液器11以及弹性气囊式气动泵8的壳体19均是由通过螺栓连接的上下两部分构成。所述注射器为液推式微量注射器10，结构为包括管体26，管体26内设有毛细管27，毛细管27上端设有注液ロ 25，毛细管27下端设有出液ロ 28，如图5所示。所述气囊式气动阀门9的结构为包括壳体19，壳体19内形成ー个空腔，空腔两侧为液体通道，空腔内设有弹性气囊24，弹性气囊24上设有充放气ロ 18 ;弹性气囊24通过换向电磁阀4与气动系统I的B输出路管路连接，如图4所示。所述全自动灌流装置的使用方法，步骤如下(I)首先关闭与液推式微量注射器10连接的气囊式气动阀门9 (9f、9g、9h)，过程为控制系统5控制相关的电路(f、g、h)接通，气动系统I通过相应的换向电磁阀4 (4f、4g、4h)，向气囊式气动阀门9中的弹性气囊24充气使气囊式气动阀门(9f、9g、9h)关闭(注换向电磁阀通电时气源通过它向气动兀件充气，断电时气动兀件通过它放气)。(2)排空气动式定量注液器11和气囊式气动泵8中的储液腔22中的空气，为吸液准备，过程为控制系统5控制相关的电路(b、d)接通，气动系统I通过相应的换向电磁阀4 (4b、4d)，向气动式定量注液器11中的充气腔20和弹性气囊式气动泵中的弹性气囊24充气，把储液腔22中的气体排挤出去(通过与之相连的气囊式气动阀门9a、9c排出)。(3)向气动式定量注液器11注入灌流液，过程为控制系统5控制相关的电路(a)接通，气动系统I通过相应的换向电磁阀(4a)向气囊式气动阀门(9a)充气，使气囊式气动阀门(9a)关闭，同时相关的电路(b)断开，气动式定量注液器11的充气腔20通过对应的电磁阀4b放气，再同时相关的电路(e)接通，气动系统I通过相应的换向电磁阀(4e)向储液瓶12充气，把储液瓶12中的灌流液压入气动式定量注液器11的储液腔22中。(4)向灌流槽14中注入灌流液，过程为控制系统5控制相关的电路(e)断开(使储液瓶12停止加压)，同时相应的电路(a)断开，使气囊式气动阀门(9a)开通，同时相应的电路(i)接通，使气囊式气动阀门(9i)关闭，在同时相关的电路(b)接通，气动系统I通过相应的换向电磁阀(4b),向气动式定量注液器11中的充气腔20充气,气动式定量注液器11的储液腔22中的灌流液在气压作用下流入相应的灌流槽14中。(5)弾性气囊式气动泵8吸入灌流液，过程为控制系统5控制相关的电路(C)接通，使气囊式气动阀门(9c)关闭，同时相关的电路(d)断开，弾性气囊式气动泵8中的弾性气囊24通过相应的换向电磁阀(4d)收缩放气，同时储液腔22吸入灌流液(从灌流槽中吸取)。(6)向灌流槽14中注入试剂过程为控制系统控5制相关的电路(f)断开，使气囊式气动阀门(9f)开通，同时相关的电路(d)接通，气动系统I通过相应的换向电磁阀(4d)，向弾性气囊式气动泵8中的弾性气囊24充气，把储液腔22中的灌流液注入液推式微量注射器10的毛细管27中，用灌流液把液推式微量注射器10毛细管27中的试剂(预先注入试剂)推入灌流槽14中。(7)放掉灌流槽14中的液体(为加入另ー种试剂做准备)，过程为控制系统控5制 相关的电路(i)断开，使气囊式气动阀门(9i)开通，灌流液流入废液瓶16中。(8)用灌流液冲洗灌流槽14 :过程为重复步骤(3)、(4)、(7)(反复4適，以保证冲洗干净，无残留的试剂)。(9)向灌流槽14中注入新的灌流液过程为重复步骤(3)、(4)。(10)向灌流槽14中注入另ー种试剂过程为重复步骤(5) (6)。注第三种试剂的加入过程重复步骤(7)、(8)、(9)、(10)。至此完成ー个工作循环。


本发明公开了一种全自动灌流装置，包括控制系统、气动系统、储液瓶和灌流回路，其中，灌流回路的结构为包括气动式定量注液器、灌流槽、废液瓶、弹性气囊式气动泵和至少一个注射器，其中，气动式定量注液器的液体出入口端与储液瓶的出液口端管路连接，并与灌流槽管路连接；灌流槽与废液瓶管路连接；弹性气囊式气动泵的液体出入口端与灌流槽通过管路连接，并与注射器的进液端管路连接；注射器的出液端与灌流槽管路连接。本发明可同时进行多个灌流实验，这不仅很大的提高了工作效率，也把实验人员从繁琐的操作过程中解脱出来，具有操作简单，使用方便，少维护，性能稳定可靠，节省灌流液，电气隔离性能好，使用安全，制做容易，成本低等优点。