DE68907576T2

DE68907576T2 - Positive displacement pump.

Info

Publication number: DE68907576T2
Application number: DE89850427T
Authority: DE
Inventors: Stig Lundbaeck
Original assignee: Humanteknik AB
Current assignee: Humanteknik AB
Priority date: 1988-12-08
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2009-12-09
Also published as: AR242113A1; DK603489A; DK603489D0; RU2037652C1; CZ280010B6; FI895853A0; EP0374115B1; IE893843L; DK171584B1; CA2004665A1; NO894891L; GB2226606A; AU641371B2; MX173945B; PT92514A; HUT54900A; ES2044224T3; GB2226606B; EP0374115A1; PT92514B

Description

Background of the invention

Die meisten Verdrängerpumpen - d.h. Pumpen, die eine volumenvariable Pumpenkammer mit einem beweglichen Verdrängerelement umfassen - lassen das Fluid ein und geben es wieder ab durch Durchbrüche, die sich in die Kammer durch eine unbewegliche Kammerwandung öffnen. Die Einlaß- und Auslaßdurchbrüche sind üblicherweise mit Rückschlagventilen versehen, wie Kugelrückschlagventilen oder Klappenventilen. Wegen des für die Durchbrüche zur Verfügung stehenden begrenzten Raumes und der Tatsache, daß der begrenzende Faktor in der Pumpkapazität üblicherweise in der Zu- und Abfuhr von der Pumpe liegt anstatt in der Pumpe selbst, sind die Einlaß- und Auslaßdurchbrüche relativ klein. Die geringe Größe der Durchbrüche begrenzt die Einlaß- und Auslaßströmungsraten, erzeugt pulsierendes Einströmen und Ausströmen und verbraucht Energie in Form von dynamischer Fluidreibung und Turbulenzverlusten. Auch erfordert die relativ geringe Größe in den Einlaßdurchbrüchen der meisten Pumpen eine relativ hohe Druckdifferenz zwischen dem Einlaß und der Pumpenkammer, um das Füllen während des Einlaßhubes sicherzustellen.Most positive displacement pumps - i.e. pumps that comprise a variable volume pumping chamber with a movable displacer - admit and discharge fluid through perforations that open into the chamber through a stationary chamber wall. The inlet and outlet perforations are usually provided with check valves, such as ball check valves or flap valves. Because of the limited space available for the perforations and the fact that the limiting factor in pumping capacity is usually the inlet and outlet flow from the pump rather than the pump itself, the inlet and outlet perforations are relatively small. The small size of the perforations limits the inlet and outlet flow rates, creates pulsating inflow and outflow, and consumes energy in the form of dynamic fluid friction and turbulence losses. Also, the relatively small size of the inlet ports of most pumps requires a relatively high pressure difference between the inlet and the pump chamber to ensure filling during the inlet stroke.

Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat erhebliche Arbeit während mehrerer Jahre in der Entwicklung von Blutpumpen aufgewandt für das Ersetzen oder Unterstützen des anatomischen Herzens beim Pumpen von Blut durch das Gefäßsystem. Es gibt mehrere Kennwerte, die für Blutpumpen erforderlich sind, welche nicht leicht zu erfüllen sind. Zum einen ist es wünschenswert, daß eine mechanische Blutpumpe in der Lage sein soll, Blut im wesentlichen kontinuierlich aufzunehmen, vorzugsweise mit einer Minimalgröße an Pulsation. Zweitens sollte eine mechanische Blutpumpe in der Lage sein, ihren Ausgang automatisch an Änderungen im Eingang über einen ziemlich breiten Bereich anzupassen. Drittens muß eine Blutpumpe einschließlich der Ventile soweit als möglich frei sein von "Toträumen", Räumen, wo keine oder geringe Strömung stattfindet und wo infolgedessen sich Blut sammeln kann und Klumpen bilden kann; das Blut muß durch die gesamte Pumpe jederzeit in Bewegung gehalten werden. Viertens muß eine Blutpumpe steril sein und frei von toxischen Materialien, wenn sie in Betrieb genommen wird, und muß in diesem Zustand bleiben, solange sie in Betrieb ist.The inventor of the present invention has spent considerable work over several years developing blood pumps to replace or assist the anatomical heart in pumping blood through the vascular system. There are several characteristics required of blood pumps which are not easily met. First, it is desirable that a mechanical blood pump should be able to take in blood substantially continuously, preferably with a minimum amount of pulsation. Second, a mechanical blood pump should be able to automatically adjust its output to changes in the input over a fairly wide range. Third, a blood pump, including the valves, must be as free as possible from "dead spaces," spaces where there is little or no flow and where, as a result, blood can collect and form clots; blood must be kept moving throughout the pump at all times. Fourth, A blood pump must be sterile and free of toxic materials when it is put into service and must remain so while it is in service.

Mechanische Blutpumpen für zeitweiligen Einsatz, wie etwa bei chirurgischen Eingriffen am offenen Herzen oder für die Unterstützung eines geschädigten Herzens über eine kurze Zeit während der Heilung, werden zunehmend eingesetzt. Die mechanischen Herzpumpen, die gegenwärtig in Gebrauch sind, erfüllen die erkannten Erfordernisse nur teilweise. Beispielsweise haben sie eine geringe Fähigkeit, automatisch sich an Änderungen der Blutanforderungen des Körpers anzupassen und müssen anstattdessen sorgsam überwacht und gesteuert werden. Gegenwärtige mechanische Blutpumpensysteme erfordern, daß eine relativ große Menge an Patientenblut außerhalb des Körpers strömt und eine Menge an Blut gleich dem, das außerhalb des Patientenkörpers fließt, muß zugesetzt werden, was unerwünscht ist.Mechanical blood pumps for temporary use, such as during open heart surgery or to assist a damaged heart for a short period of time while it heals, are increasingly being used. The mechanical heart pumps currently in use only partially meet the recognized needs. For example, they have little ability to automatically adapt to changes in the body's blood requirements and must instead be carefully monitored and controlled. Current mechanical blood pump systems require a relatively large amount of the patient's blood to flow outside the body and an amount of blood equal to that flowing outside the patient's body must be added, which is undesirable.

Lundbäck's U.S. Patent Nr. 4,648,877 (10. März 1987) beschreibt und zeigt eine Blutpumpe, die sehr wirksam die oben erwähnten Erfordernisse erfüllt. Die Pumpe gemaß jenem Patent hat eine Zufuhr- (Vorhof-)Kammer und eine Pumpen-(Ventrikel-)Kammer, verbunden durch eine kurze Passage, welche ein Rückschlagventil enthält. Die Kammern werden von einem flexiblen, im wesentlichen nicht dehnbarem Material gebildet und können relativ kostengünstig hergestellt werden und demgemäß ersetzt werden im Fall der Benutzung durch unterschiedliche Patienten außerhalb des Körpers. Ein Treiberring wird in eine Richtung angetrieben zum Verringern des Volumens der Pumpenkammer, d.h. um Blut aus der Pumpenkammer zu pumpen, und wird in die entgegengesetzte Richtung bewegt für den Einlaß von Blut im Ansprechen auf das Einströmen von Blut aus der Zufuhrkammer. Die Konstruktion der Pumpe nach dem Lundbäck-Patent ist derart, daß keine toten Räume vorliegen, wo die Strömung relativ ruhig ist und Blut sich sammeln und Klumpen bilden könnte. Während die Strömungsdrosselungen minimiert sind, hat die Pumpe drei relativ kleine Durchbrüche, von denen zwei ein Rückschlagventil haben.Lundbäck's U.S. Patent No. 4,648,877 (March 10, 1987) describes and shows a blood pump which very effectively meets the above-mentioned requirements. The pump according to that patent has a supply (atrium) chamber and a pump (ventricle) chamber connected by a short passage containing a check valve. The chambers are formed of a flexible, substantially non-stretchable material and can be manufactured relatively inexpensively and thus replaced in case of use by different patients outside the body. A drive ring is driven in one direction to reduce the volume of the pump chamber, i.e. to pump blood out of the pump chamber, and is moved in the opposite direction for the admission of blood in response to the inflow of blood from the supply chamber. The design of the pump according to the Lundbäck patent is such that there are no dead spaces where the flow is relatively calm and blood could collect and form clots. While the flow restrictions are minimized, the pump has three relatively small openings, two of which have a check valve.

DE-C-875 142 offenbart eine druckluftgetriebene Membranpumpe mit Mitteln, welche eine Zufuhrkammer begrenzen zur Aufnahme des zu pumpenden Fluids, Mitteln die eine Pumpenkammer variablen Volumens begrenzen, eine Einlaßpassage, durch die das Fluid von der Zufuhrkammer in die Pumpenkammer geführt wird, einen Auslaß, durch den das Fluid aus der Pumpenkammer abgegeben wird, einer Verdrängermembran in Verbindung mit der Pumpenkammer und in entgegengesetzten Richtungen bewegbar derart, daß sie durch eine variable Verdrängerzone der Pumpenkammer bewegt wird zum alternierenden Erhöhen und Verringern des Volumens der Kammer, und mit Einlaßventilmitteln für das Sperren der Einlaßpassage zum Blockieren der Fluidrückströmung aus der Pumpenkammer durch die Einlaßpassage. Die Zufuhrkammer umgibt die Pumpenkammer.DE-C-875 142 discloses a pneumatically driven diaphragm pump with means defining a supply chamber for receiving the pumping fluid, means defining a pumping chamber of variable volume, an inlet passage through which fluid is passed from the supply chamber into the pumping chamber, an outlet through which fluid is discharged from the pumping chamber, a displacer diaphragm in communication with the pumping chamber and movable in opposite directions so as to be moved through a variable displacement zone of the pumping chamber to alternately increase and decrease the volume of the chamber, and inlet valve means for closing the inlet passage to block backflow of fluid from the pumping chamber through the inlet passage. The supply chamber surrounds the pumping chamber.

Diese Pumpe, die speziell ausgebildet ist, um in einen Flüssigkeitskorpus innerhalb eines Reservoirs oder eines anderen Gefäßes eingetaucht zu werden, um dieses zu leeren, hat eine Zufuhrkammer von festgelegter, volumetrischer Kapazität. Die Zufuhrkammer enthält demgemäß immer ein konstantes Volumen der gepumpten Flüssigkeit, so daß die Pumpenkammer nur so schnell gefüllt werden kann, wie das Einströmen in die Zufuhrkammer zuläßt. Darüber hinaus muß die gesamte in der Zufuhrkammer enthaltene Flüssigkeit und in jeglicher Leitung, durch welche die Zufuhrkammer gefüllt wird, in jedem Pumpzyklus beschleunigt und verzögert werden.This pump, which is specially designed to be immersed in a body of liquid within a reservoir or other vessel in order to empty it, has a feed chamber of fixed volumetric capacity. The feed chamber therefore always contains a constant volume of pumped liquid so that the pump chamber can only be filled as fast as the flow into the feed chamber allows. In addition, all of the liquid contained in the feed chamber and in any conduit through which the feed chamber is filled must be accelerated and decelerated in each pumping cycle.

Die in DE-C-875 142 offenbarte Pumpe weist deshalb beinahe alle Beschränkungen und Nachteile auf, die eingangs erwähnt wurden.The pump disclosed in DE-C-875 142 therefore has almost all the limitations and disadvantages mentioned at the beginning.

Summary of the invention

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verdrängerpumpe zu schaffen, die geringe hydraulische Strömungsverluste hat. Ein anderes Ziel ist die Minimierung des Druckabfalls über dem Pumpeneinlaß und dadurch schnelle Einströmung in die Pumpenkammer sicherzustellen, selbst bei Vorliegen eines sehr geringen Druckdifferentials über dem Einlaß zur Pumpenkammer. Unterstützend für das letztere Ziel ist eine Minimierung der Pulsation in der Strömung stromaufwärts der Pumpe sowohl wenn der Einlaß geschlossen wird (eine Rückdruckpulsation) als auch wenn er offen ist (eine induzierte Pulsation). Diesbezüglich ist es wünschenswert, daß Einwegventile vorgesehen sind, die in der Lage sind, zuverlässig zu schließen im wesentlichen ohne daß sie einer Rückströmung ausgesetzt werden müssen und diese auch nicht hervorrufen, so daß Schocks, resultierend von der Rückströmung, vermieden werden. Es ist auch beabsichtigt, die austauschbaren Komponenten einer Pumpe zu vereinfachen und deren Kosten zu minimieren, d.h. alle Leitungen, Kammern und Ventile, durch welche das Blut (oder anderes Fluid) strömt und die aus diesem Grunde vorzugsweise nicht erneut verwendet werden. Noch ein weiteres Ziel besteht darin, eine Pumpe zu schaffen, die ihren Ausgang automatisch an den Eingang anpaßt und eine Minimumquantität an Fluid innerhalb der Pumpe erfordert.One object of the present invention is to provide a positive displacement pump having low hydraulic flow losses. Another object is to minimize the pressure drop across the pump inlet and thereby ensure rapid inflow into the pump chamber even in the presence of a very small pressure differential across the inlet to the pump chamber. Supporting the latter object is to minimize pulsation in the flow upstream of the pump both when the inlet is closed (a back pressure pulsation) and when it is open (an induced pulsation). In this regard, it is desirable to provide one-way valves that are capable of reliably closing substantially without being subject to backflow. It is also intended to simplify and minimize the cost of the replaceable components of a pump, ie all the pipes, chambers and valves through which the blood (or other fluid) flows and which for this reason are preferably not reused. Yet another aim is to create a pump which automatically adapts its output to its input and requires a minimum quantity of fluid within the pump.

Die vorstehenden und andere Ziele werden gemäß der Erfindung durch eine Verdrängungspumpe erreicht, die ähnlich der Pumpe nach dem vorerwähnten Lundbäck-Patent eine Speisekammer für die Aufnahme des zu pumpenden Fluids, eine volumenvariable Pumpenkammer, eine Einlaßpassage, durch die das Fluid aus der Speisekammer in die Pumpenkammer geführt wird, und einen Auslaß aufweist, durch den das Fluid abgegeben wird. Ein Verdrängungsglied, das der Pumpenkammer zugeordnet ist, ist in entgegengesetzten Richtungen längs einer vorbestimmten Strecke beweglich, derart, daß es sich durch eine variable Verdrängungszone der Pumpenkammer bewegt zum alternativen Erhöhen und Herabsetzen des Volumens der Kammer. Ein Antriebsmechanismus bewegt das Verdrängungsglied in mindestens eine Richtung zum Verringern des Volumens der Pumpenkammer. Ein Einlaßventil schließt die Einlaßpassage zum Blockieren von Fluidrückströmung aus der Pumpenkammer durch die Einlaßpassage.The foregoing and other objects are achieved according to the invention by a positive displacement pump which, similar to the pump of the aforementioned Lundbäck patent, has a feed chamber for receiving the fluid to be pumped, a variable volume pump chamber, an inlet passage through which the fluid is passed from the feed chamber to the pump chamber, and an outlet through which the fluid is discharged. A displacement member associated with the pump chamber is movable in opposite directions along a predetermined distance such that it moves through a variable displacement zone of the pump chamber to alternately increase and decrease the volume of the chamber. A drive mechanism moves the displacement member in at least one direction to decrease the volume of the pump chamber. An inlet valve closes the inlet passage to block backflow of fluid from the pump chamber through the inlet passage.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Speisekammer generell seitlich der Verdrängungszone der Pumpenkammer angeordnet und umgibt diese im wesentlichen, und die Einlaßpassage ist im wesentlich koextensiv mit der Speisekammer und öffnet sich zur Pumpenkammer durch eine langgestreckte, spaltartige Öffnung in einer Begrenzungswandung der Pumpenkammer, positioniert seitlich der Verdrängungszone, wodurch Fluid in die Pumpenkammer durch die Einlaßpassage im wesentlichen ohne irgendeinen Druckabfall gelangen kann. Vorzugsweise umfaßt die Pumpenkammer ein bewegliches Wandungsglied, das in Eingriff bringbar ist mit dem Verdrängungsglied beim Austraghub und von diesem lösbar ist während des Einlaßhubes, so daß das Hubvolumen der Pumpe etabliert wird durch die Einströmung des Fluids durch die Einlaßpassage. Es ist üblicherweise vorteilhaft, die Pumpenkammer generell rund (kreisrund oder oval) zu machen mit einem Durchmesser, der wesentlich größer ist als die Höhe.According to the present invention, the feed chamber is generally disposed sideways of and substantially surrounds the displacement zone of the pump chamber, and the inlet passage is substantially coextensive with the feed chamber and opens to the pump chamber through an elongated, gap-like opening in a boundary wall of the pump chamber positioned sideways of the displacement zone, whereby fluid can enter the pump chamber through the inlet passage substantially without any pressure drop. Preferably, the pump chamber comprises a movable wall member engageable with the displacement member on the discharge stroke and disengageable therefrom during the intake stroke so that the displacement volume of the pump is established by the Inflow of fluid through the inlet passage. It is usually advantageous to make the pump chamber generally round (circular or oval) with a diameter that is significantly larger than the height.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Wandung der Pumpenkammer quer zu der Bewegungsrichtung des Verdrängungsgliedes aus einem flexiblen Material gebildet und gelangt in Eingriff mit dem Verdrängungsglied und wird von diesem ausgelenkt durch die Verdrängungszone zum Verringern des Volumens der Kammer. Eine Wandung der Einlaßpassage kann ebenfalls aus flexiblem Material bestehen und vorzugsweise einstückig sein mit der Querwandung der Pumpenkammer. Eine Form eines Einlaßventils umfaßt ein bewegliches Klemmventilglied, das in Eingriff gelangt mit der flexiblen Wandung und diese bewegt an der Einlaßpassage und über diese in Eingriff mit der gegenüberliegenden Wandung oder mit einem Klappenventil, wodurch die Öffnung abgesperrt wird. Alternativ kann das Einlaßventil eine Klappe aus flexiblem Material sein, angebracht mit einer ihrer Kanten an einer Wandung der Einlaßpassage und mit dem anderen Ende frei derart, daß sie auf Fluidströmung und/oder Druck anspricht durch Öffnen beim Einlaßhub der Pumpenkammer und Schließen beim Pumpenhub durch Kontakt mit der anderen Wandung der Passage oder durch Kontakt mit einer ähnlichen flexiblen Klappe, angebracht an der anderen Wandung der Einlaßpassage.According to another aspect of the invention, a wall of the pump chamber transverse to the direction of movement of the displacement member is formed of a flexible material and engages and is deflected by the displacement member through the displacement zone to reduce the volume of the chamber. A wall of the inlet passage may also be made of flexible material and preferably be integral with the transverse wall of the pump chamber. One form of inlet valve comprises a movable pinch valve member which engages and moves the flexible wall along the inlet passage and across it into engagement with the opposite wall or with a flap valve, thereby closing off the opening. Alternatively, the inlet valve may be a flap of flexible material, attached with one of its edges to one wall of the inlet passage and with the other end free so as to respond to fluid flow and/or pressure by opening on the inlet stroke of the pumping chamber and closing on the pumping stroke by contact with the other wall of the passage or by contact with a similar flexible flap attached to the other wall of the inlet passage.

In einigen Ausführungsformen hat die Pumpenkammer einen Auslaß in Form eines Durchbruchs, und ein Auslaßventil für den Auslaßdurchbruch macht Gebrauch von der flexiblen Pumpenkammerwandung und einem beweglichen Ventilglied, das die flexible Wandung in Kontakt mit dem Auslaßdurchbruch verlagert, wodurch dieser verschlossen wird. Andere Formen von Ventilen, wie Klappenventile, können im Auslaß von der Pumpenkammer eingesetzt werden. Es ist auch möglich, ein Auslaßventil vollständig wegzulassen.In some embodiments, the pump chamber has an outlet in the form of an aperture, and an outlet valve for the outlet aperture makes use of the flexible pump chamber wall and a movable valve member that displaces the flexible wall into contact with the outlet aperture, thereby closing it. Other forms of valves, such as flap valves, may be used in the outlet from the pump chamber. It is also possible to omit an outlet valve entirely.

Vorteilhafterweise werden die Zufuhrkammer, die Einlaßpassage und die Pumpenkammer begrenzt von zwei Bahnen aus flexiblem Material, abgestützt von derart starren Stützgliedern, wie sie erforderlich sind für das Tragen des Gewichtes und das Standhalten von Kräften infolge Druck. Die Materialbahnen sind vorgeformt zum Begrenzen der Wandungen der Pumpenkammer, der Zufuhrkammer und der Einlaßpassage und werden verbunden in abgedichteter Form an ihren äußeren Konturen. Die starren Stützglieder definieren die Formen bei Maximalvolumina der Kammern und die Form der Einlaßöffnung zu der Pumpenkammer.Advantageously, the feed chamber, the inlet passage and the pump chamber are defined by two sheets of flexible material supported by such rigid support members as are necessary to support the weight and to withstand forces due to pressure. The sheets of material are preformed to define the walls the pump chamber, the feed chamber and the inlet passage and are connected in a sealed manner at their outer contours. The rigid support members define the shapes at maximum volumes of the chambers and the shape of the inlet opening to the pump chamber.

Die bevorzugten runden und kreisrunden Formen der Zufuhrkammer und der Pumpenkammer ermöglichen Auslenkungen der flexiblen Pumpenkammerwandung mit einem Minimum von Faltenbildung und sorgen für eine Gleichförmigkeit der Fluidströmung radial in die Pumpenkammer. Mit einem Auslaß, der axial gegenüber dem Verdrängungsglied angeordnet ist, wird ein gleichförmiges Ausströmen, radial und dann axial, sichergestellt. In der kreisrunden Form erfolgt die Strömung durch die Pumpe bei niedrigen Turbulenzpegeln, jedoch mit relativ hohen Geschwindigkeiten ohne Toträume.The preferred round and circular shapes of the feed chamber and pump chamber allow deflections of the flexible pump chamber wall with a minimum of wrinkling and provide uniformity of fluid flow radially into the pump chamber. With an outlet located axially opposite the displacer, uniform outflow, radially and then axially, is ensured. In the circular shape, flow through the pump occurs at low turbulence levels but at relatively high velocities without dead space.

Die Erfindung umfaßt auch Ausführungsbeispiele mit einer zweiten Stufe einer volumenvariablen Kammer, die Fluid von der Pumpenkammer während des Auslaßhubes der letzteren aufnimmt. Ein Teil des von der Pumpenkammer abgegebenen Fluids während ihres Auslaßhubes passiert durch die Kammer der zweiten Stufe zu einer Auslaßpassage, während der Rest während des Einlaßhubes der Kammer der zweiten Stufe abgegeben wird, die vorzugsweise in Gegenphase zur Pumpenkammer arbeitet. Auf diese Weise wird Fluid von der Pumpe im wesentlichen kontinuierlich abgegeben, d.h. sowohl während des Einlaßhubes als auch des Auslaßhubes der zweiten Stufe, und Pulsationen im Auslaß werden reduziert.The invention also includes embodiments with a second stage of a variable volume chamber which receives fluid from the pump chamber during the discharge stroke of the latter. Part of the fluid discharged from the pump chamber during its discharge stroke passes through the second stage chamber to an outlet passage, while the remainder is discharged during the inlet stroke of the second stage chamber, which preferably operates in antiphase to the pump chamber. In this way, fluid is discharged from the pump essentially continuously, i.e. during both the inlet stroke and the discharge stroke of the second stage, and pulsations in the outlet are reduced.

Das bevorzugte Kammerelement - vorgeformte Bahnen aus flexiblem Material, abgedichtet miteinander verbunden an ihren Umfängen - kann zu niedrigen Kosten hergestellt werden und leicht in einer Supportstruktur installiert werden. Es ist deshalb ökonomisch und praktisch vorteilhaft, daß das Kammerelement eine Einwegkomponente ist.The preferred chamber element - preformed sheets of flexible material sealed together at their peripheries - can be manufactured at low cost and easily installed in a support structure. It is therefore economically and practically advantageous that the chamber element is a disposable component.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die nachfolgende Beschreibung von als Beispiele zu verstehenden Ausführungsformen Bezug genommen, in Verbindung mit den Figuren der beigefügten Zeichnungen.For a better understanding of the invention, reference is made to the following description of embodiments to be understood as examples, in conjunction with the figures of the accompanying drawings.

Description of the drawings

Fig. 1A bis 7A sind generell diagrammartige Querschnittsdarstellungen von sieben Ausführungsformen von einstufigen Pumpen in ihrer Konfiguration während des Ansaugens;Fig. 1A to 7A are generally diagrammatic cross-sectional representations of seven embodiments of single-stage pumps in their configuration during suction;

Fig. 1B bis 7B sind generell diagrammartige Querschnittsdar- Stellungen der entsprechenden Ausführungsformen nach Fig. 1A bis 7A während des Auslasses;Figs. 1B to 7B are generally diagrammatic cross-sectional views of the respective embodiments of Figs. 1A to 7A during exhaust;

Fig. 6C ist eine Draufsicht auf das Kammerelement der Ausführungsform nach Fig. 6A und 6B;Fig. 6C is a plan view of the chamber element of the embodiment of Figs. 6A and 6B;

Fig. 7C ist eine diagrammartige Querschnittsdarstellung der Ausführungsform nach Fig. 7A und 7B am Ende des Einlaßhubes;Fig. 7C is a diagrammatic cross-sectional view of the embodiment of Figs. 7A and 7B at the end of the intake stroke;

Fig. 8A und 8B sind diagrammartige Querschnittsdarstellungen einer zweistufigen Pumpe gemäß der Erfindung bei unterschiedlichen Betriebsphasen;Figs. 8A and 8B are diagrammatic cross-sectional views of a two-stage pump according to the invention at different phases of operation;

Fig. 9A und 9B sind Darstellungen ähnlich Fig. 8A beziehungsweise 8B und zeigen eine modifizierte zweistufige Pumpe;Fig. 9A and 9B are views similar to Fig. 8A and 8B, respectively, and show a modified two-stage pump;

Fig. 10A und 10B sind diagrammartige Querschnittsdarstellungen einer weiteren zweistufigen Pumpe gemäß der Erfindung in unterschiedlichen Betriebsphasen entsprechend den in Fig. 8A, 9A beziehungsweise 8B, 9B dargestellten Phasen; undFig. 10A and 10B are diagrammatic cross-sectional views of another two-stage pump according to the invention in different operating phases corresponding to the phases shown in Fig. 8A, 9A and 8B, 9B respectively; and

Fig. 10C ist eine Draufsicht auf das Kammerelement der Ausführungsform nach Fig. 10A, 10B.Fig. 10C is a plan view of the chamber element of the embodiment of Figs. 10A, 10B.

Einander entsprechende Teile aller Ausführungsformen sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, gefolgt von einem Bindestrich (-) und einer Zahl dahinter, entsprechend der Figurenbezifferung, was das gesamte Bezugszeichen der jeweiligen Ausführungsform zuordnet.Corresponding parts of all embodiments are provided with the same reference numerals, followed by a hyphen (-) and a number after it, corresponding to the figure numbering, which assigns the entire reference numeral to the respective embodiment.

Description of the embodiments

In allen Ausführungsformen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, sind die mit der Flüssigkeit, die zu pumpen ist, in Kontakt tretenden Oberflächen die Innenoberflächen einer scheibenartigen, generell kreisrunden oder teilkreisrunden, wegwerfbaren Kammer mit einem Einlaß und einem Auslaß und hergestellt aus einem flexiblen, jedoch im wesentlichen nicht dehnbarem Material, wie Polyethylen, Polyurethan oder anderer Kunststoff-Folie. In anderen hier nicht gezeigten Ausführungsformen können jedoch einige oder alle dieser Oberflächen die Oberflächen von stationären und bewegbaren Pumpenelementen aus beispielsweise Metall sein, die permanent Teile der Pumpe darstellen. Auch brauchen die Kammerelemente nicht kreisrund zu sein.In all embodiments shown in the drawings, the surfaces contacting the liquid to be pumped are the inner surfaces of a disc-like, generally circular or part-circular, disposable chamber having an inlet and an outlet and made of a flexible but substantially non-stretchable material such as polyethylene, polyurethane or other plastic film. However, in other embodiments not shown here, some or all of these surfaces may be the surfaces of stationary and movable pumping elements made of, for example, metal which are permanent parts of the pump. The chamber elements also do not have to be circular.

Wie in Fig. 1A, 1B gezeigt, hat die Pumpe ein Gehäuse, umfassend ein festes Basisteil 10-1, und ein abnehmbares oder angelenktes Deckelteil 11-1. Das scheibenartige Kammerelement ist mit 12-1 bezeichnet und ist eingefügt zwischen dem Basisteil und dem Deckelteil. An ihrem Umfang hat das Kammerelement 12-1 eine Einlaßverbindung 13-1 und in ihrem Zentrum hat es einen hochstehenden, axialen Auslaßanschluß 14-1.As shown in Fig. 1A, 1B, the pump has a housing comprising a fixed base part 10-1 and a removable or hinged cover part 11-1. The disc-like chamber element is designated 12-1 and is interposed between the base part and the cover part. At its periphery the chamber element 12-1 has an inlet connection 13-1 and at its center it has an upstanding axial outlet connection 14-1.

Das Element 12-1 hat eine ringförmige Zufuhrkammer 15-1, in die sich der Einlaßanschluß 13-1 öffnet. Innerhalb der Zufuhrkammer befindet sich eine Pumpenkammer 16-1, die über ihren seitlichen Begrenzungswandungsabschnitt mit der Zufuhrkammer 15-1 durch eine Einlaßpassage 17-1 in Form einer in sich geschlossenen, ringförmigen, spaltartigen Öffnung zwischen den einander gegenüberliegenden Elementwandungen kommuniziert. Die Pumpenkammer 16-1 kommuniziert mit der zentralen Auslaßverbindung 14-1 über eine Auslaßpassage 18-1, die ebenfalls von einem in sich geschlossenen, ringförmigen Spalt- gebildet wird.The element 12-1 has an annular supply chamber 15-1 into which the inlet connection 13-1 opens. Within the supply chamber there is a pump chamber 16-1 which communicates via its lateral boundary wall section with the supply chamber 15-1 through an inlet passage 17-1 in the form of a self-contained, annular, gap-like opening between the opposing element walls. The pump chamber 16-1 communicates with the central outlet connection 14-1 via an outlet passage 18-1 which is also formed by a self-contained, annular gap-like opening.

Das Element 12-1 kann aus irgendeinem flexiblen Material hergestellt sein, das die Eigenschaften besitzt erforderlich für den jeweiligen Gebrauch der Pumpe in jedem Einzelfall. Natürlich sollte das Material kompatibel sein mit der zu pumpenden Flüssigkeit und hinreichend flexibel, dauerhaft und schwierig zu recken, um dem Druck und der mechanischen und, je nachdem, thermischen Belastung standzuhalten, die auf es einwirken.The element 12-1 can be made of any flexible material having the properties required for the specific use of the pump in each particular case. Of course, the material should be compatible with the liquid to be pumped and sufficiently flexible, durable and difficult to stretch in order to withstand the pressure and the mechanical and, as the case may be, thermal stresses acting on it.

Das Gehäusebasisteil 10-1 stützt verschiedene bewegliche Komponenten, auf denen das Element 12-1 ruht, und die die Pumpwirkung hervorrufen durch ihre wiederholten oder zyklischen Bewegungen. Diese Komponenten umfassen ein zentralpositioniertes Auslaßventilglied 20-1, das dazu dient, die Auslaßpassage 18-1 zu öffnen beziehungsweise zu schließen zum Ermöglichen der Strömung zwischen der Pumpenkammer 16-1 und der Auslaßverbindung 14-1. Das Auslaßventilglied ist vertikal beweglich parallel zur zentralen Pumpenachse 21-1, um so bei seiner Aufwärtsbewegung die gegenüberliegenden Elementwandungen gegen das Gehäusedeckelteil 11-1 zu klemmen und damit die Auslaßpassage 18-1 zu verschließen und so, daß bei seiner Abwärtsbewegung die Elementwandungen sich wegbewegen können, so daß die Auslaßpassage geöffnet wird. Die Bewegungen des Auslaßventilglieds 20-1 werden abgeleitet von einem Hebel 22-1, der seinerseits betätigt wird durch einen Nocken oder ein anderes geeignetes Antriebsglied (nicht dargestellt) mit zugeordnetem Motor.The housing base portion 10-1 supports various movable components on which the element 12-1 rests and which produce the pumping action by their repeated or cyclical movements. These components include a centrally positioned outlet valve member 20-1 which serves to open or close the outlet passage 18-1 to permit flow between the pump chamber 16-1 and the outlet connection 14-1. The outlet valve member is vertically movable parallel to the central pump axis 21-1 so as to press the opposing element walls against the housing cover portion as it moves upwards. 11-1 and thereby close the outlet passage 18-1 and so that during its downward movement the element walls can move away so that the outlet passage is opened. The movements of the outlet valve member 20-1 are derived from a lever 22-1 which in turn is actuated by a cam or other suitable drive member (not shown) with associated motor.

Es gibt auch ein Einlaßklemmventilglied 23-1, das in einer Weise arbeitet ähnlich der des Auslaßventilgliedes 22-1 zum Öffnen und Schließen der Einlaßpassage 17-1. Das Einlaßventilglied 23-1 ist ringförmig und seine Aufwärts- und Abwärtsbewegungen werden abgeleitet von einem Hebel 24-1, der seinerseits synchron mit dem Hebel 22-1 durch einen motorgetriebenen Nocken (nicht dargestellt) betätigt wird.There is also an intake pinch valve member 23-1 which operates in a manner similar to that of the exhaust valve member 22-1 for opening and closing the intake passage 17-1. The intake valve member 23-1 is annular and its upward and downward movements are derived from a lever 24-1 which in turn is operated in synchronism with the lever 22-1 by a motor-driven cam (not shown).

Zwischen den Ventilgliedern 20-1 und 23-1 und gegenüber der Pumpenkammer 16-1 ist ein ringförmiges Verdrängerglied 25-1 vorgesehen, das vertikal auf und ab bewegt wird mittels eines Hebels 26-1 und eines motorgetriebenen (nicht dargestellten) Nockens in einer Weise ähnlich der der Ventilglieder und synchron mit diesen. Das Verdrängerglied 25-1 dient bei seiner Aufwärtsbewegung dazu, die untere Pumpenkammerwandung zu verdrängen, um dadurch das Volumen der Pumpenkammer 16-1 zu verringern, und bei seiner Abwärtsbewegung ermöglicht er der Pumpenkammer zu expandieren, wenn Fluid in die Pumpenkammer einströmt.Between the valve members 20-1 and 23-1 and opposite the pump chamber 16-1 there is provided an annular displacer member 25-1 which is moved vertically up and down by means of a lever 26-1 and a motor-driven cam (not shown) in a manner similar to that of the valve members and in synchronism therewith. The displacer member 25-1 serves, during its upward movement, to displace the lower pump chamber wall to thereby reduce the volume of the pump chamber 16-1 and, during its downward movement, to allow the pump chamber to expand as fluid flows into the pump chamber.

In den Ausführungsformen nach Fig. 1A und 1B gibt es auch ein Paar von Rollen 27-1, die unter der Zufuhrkammer 15-1 des Elements 12-1 angeordnet sind und in Kontakt mit dieser stehen. Im Betrieb der Pumpe laufen diese Rollen, von denen mehr als zwei vorliegen können, längs des Umfangs auf der Zufuhrkammer durch nicht dargestellte Mittel, um die gesamte Flüssigkeit in der Zufuhrkammer in konstanter Bewegung zu halten. Eine solche Bewegung der Flüssigkeit kann notwendig oder vorteilhaft in bestimmten Anwendungsfällen sein, beispielsweise wenn die Flüssigkeit Blut ist.In the embodiments of Figures 1A and 1B there is also a pair of rollers 27-1 disposed beneath and in contact with the feed chamber 15-1 of the element 12-1. During operation of the pump these rollers, of which there may be more than two, run circumferentially on the feed chamber by means not shown to keep all the liquid in the feed chamber in constant motion. Such movement of the liquid may be necessary or advantageous in certain applications, for example when the liquid is blood.

Im Betrieb der Pumpe wirkt die Zufuhrkammer 15-1 als ein Reservoir, dessen Volumen sich ändert in Abhängigkeit von dem Einstrom, und das kontinuierlich Flüssigkeit unter relativ niedrigem Druck durch die Einlaßverbindung 13-1 erhält. In der Phase des Pumpzyklus gemäß fig. 1A, wo die Einlaßpassage 17-1 offen ist und das Verdrängerglied 25-1 sich nach unten bewegt oder gerade seine unterste Position erreicht hat, fließt Flüssigkeit aus der Zufuhrkammer 15-1 in die Pumpenkammer 16-1 durch die Einlaßpassage 17-1. Das Füllen der Pumpenkammer kann sehr schnell erfolgen, da die Einlaßpassage sehr lang ist, d.h. eine sehr große Umfangserstreckung aufweist und ohne weiteres über eine relativ erhebliche Höhe geöffnet werden kann. Mit anderen Worten kann die Einlaßpassage ohne weiteres geöffnet werden, um eine sehr große Querschnittsfläche für die Strömung zu präsentieren. Weil die Zufuhrkammer und die Einlaßpassage das meiste oder den gesamten Umfang der Pumpenkammer umschließen, tritt das Fluid auch radial von allen Richtungen ein, wobei die Füll-Länge, d.h. die Distanz, über die die Flüssigkeit zu strömen hat, um die Pumpenkammer zu füllen, kurz und gerade ist, wodurch die Strömung in die Pumpenkammer sehr schnell erfolgen kann und mit nahezu keinem Druckabfall. Pumpen mit Ringkammern können große Kapazitäten aufweisen und trotzdem kurze Füllzeiten aufweisen wegen der großen Fläche der Einlaßpassage und der kurzen Füll-Länge.During operation of the pump, the supply chamber 15-1 acts as a reservoir whose volume varies depending on the inflow and which continuously receives liquid under relatively low pressure through the inlet connection 13-1. In the phase of the pumping cycle according to fig. 1A, where the inlet passage 17-1 is open and the displacer 25-1 is moving downwards or has just reached its lowermost position, liquid flows from the supply chamber 15-1 into the pump chamber 16-1 through the inlet passage 17-1. Filling of the pump chamber can take place very quickly because the inlet passage is very long, i.e. has a very large circumferential extent, and can readily be opened over a relatively considerable height. In other words, the inlet passage can readily be opened to present a very large cross-sectional area for flow. Because the supply chamber and the inlet passage enclose most or all of the circumference of the pump chamber, fluid also enters radially from all directions, the fill length, i.e. the distance over which the liquid has to flow to fill the pump chamber, is short and straight, whereby flow into the pump chamber can take place very quickly and with almost no pressure drop. Pumps with annular chambers can have large capacities and still have short filling times because of the large area of the inlet passage and the short filling length.

Das Füllen der Pumpenkammer 16-1 erfolgt im wesentlichen "passiv", es erfolgt im wesentlichen nur unter der Wirkung des hydrostatischen Kopfdrucks, der in der Zufuhrkammer 15-1 an der Einlaßpassage 17-1 vorliegt, weil innerhalb der Pumpenkammer kein Sog erzeugt wird als direkte Konsequenz der Abwärtsbewegung des Verdrängergliedes 25-1; das Verdrängungsglied hat keine kraftübertragende Verbindung mit dem Element 12-1, die wirksam ist in Richtung der Expansion der Pumpenkammer (abwärts).The filling of the pump chamber 16-1 is essentially "passive", it occurs essentially only under the effect of the hydrostatic head pressure present in the supply chamber 15-1 at the inlet passage 17-1, because no suction is generated within the pump chamber as a direct consequence of the downward movement of the displacer member 25-1; the displacer member has no force-transmitting connection with the element 12-1 which is effective in the direction of expansion of the pump chamber (downward).

Es liegt innerhalb des Rahmens der Erfindung, einen Einfluß auf das Füllen auszuüben, indem ein Druck erzeugt wird innerhalb eines Gaskorpus, der die Pumpenkammer umgibt, um in einer bestimmten Weise sich während des Pumpzyklus zu verändern. Es ist auch möglich, einen Einfluß auf das Füllen auszuüben, indem der Einlaß oder die Zufuhrkammer einem äußeren Druck ausgesetzt werden.It is within the scope of the invention to influence the filling by creating a pressure within a gas body surrounding the pump chamber to change in a certain way during the pumping cycle. It is also possible to influence the filling by subjecting the inlet or the supply chamber to an external pressure.

Wie in Fig. 1B gezeigt, wird die Einlaßpassage 17-1 dann geschlossen durch eine Aufwärtsbewegung des Einlaßventilgliedes 23-1, und die Auslaßpassage 18-1 wird geöffnet durch eine Abwärtsbewegung des Ventilgliedes 20-1. Dann wird das Verdrängerglied 25-1 aufwärts bewegt zum Verlagern der unteren Wandung der Pumpenkammer nach oben und daraus resultierendes Ausstoßen der Flüssigkeit in der Pumpenkammer 16-1 durch die Auslaßpassage 18-1 und in die Auslaßverbindung 14-1. In der Zwischenzeit wird die Zufuhrkammer 15-1 wieder aufgefüllt von der Einlaßverbindung 13-1. Die Auslaßpassage 18-1 wird dann geschlossen, das Verdrängerglied 25-1 wird nach unten zurückgezogen und die Einlaßpassage 17-1 wird wieder geöffnet, so daß ein anderer Pumpzyklus ausgeführt werden kann.As shown in Fig. 1B, the intake passage 17-1 is then closed by an upward movement of the intake valve member 23-1, and the exhaust passage 18-1 is opened by a downward movement of the valve member 20-1. Then the displacer member 25-1 is moved upwards to displace the lower wall of the pump chamber upwards and resultant ejection of the liquid in the pump chamber 16-1 through the outlet passage 18-1 and into the outlet connection 14-1. In the meantime, the supply chamber 15-1 is refilled from the inlet connection 13-1. The outlet passage 18-1 is then closed, the displacer member 25-1 is retracted downwards and the inlet passage 17-1 is reopened so that another pumping cycle can be carried out.

Ein Merkmal der beschriebenen Pumpe liegt in der Kombination der ringförmigen Einlaßpassage 17-1, der ringförmigen Auslaßpassage 18-1 und der kurzen Füll-Länge, die ein sehr schnelles Füllen der Pumpenkammer ermöglicht selbst dann, wenn der Druck auf der Einlaßseite sehr niedrig ist, und einem sehr schnellen Entleeren der Pumpenkammer. Die Pumpe kann deshalb ein großes Volumen an Flüssigkeit pro Zeiteinheit pumpen mit geringen internen Verlusten und demgemäß mit sehr hohem Wirkungsgrad. Solange der Einstrom in die Pumpe nicht die Strömungsrate übersteigt, welche dem Produkt aus maximalem Hubvolumen und der Hubrate entspricht, paßt die Pumpe dank ihrer Selbstregulierung das gepumpte Volumen für jeden Hub dem Einstrom an. Innerhalb eines ziemlich weiten Bereiches von Einstromraten durch die Einlaßverbindung 13-1 nimmt die Pumpe demgemäß kontinuierlichen Einstrom frei von Druckimpulsen und Unterbrechungen auf. Wenn der Einstrom die Strömungsrate überschreiten sollte entsprechend dem vorgenannten Produkt, kann die Geschwindigkeit oder die Hubrate der Pumpe erhöht werden. Während wegen der geringen internen Verluste kann die Hubrate auf hohe Niveaus angehoben werden.A feature of the pump described lies in the combination of the annular inlet passage 17-1, the annular outlet passage 18-1 and the short filling length, which enables very rapid filling of the pump chamber even when the pressure on the inlet side is very low, and very rapid emptying of the pump chamber. The pump can therefore pump a large volume of liquid per unit of time with low internal losses and thus with very high efficiency. As long as the inflow into the pump does not exceed the flow rate, which corresponds to the product of the maximum stroke volume and the stroke rate, the pump, thanks to its self-regulation, adapts the pumped volume for each stroke to the inflow. Within a fairly wide range of inflow rates through the inlet connection 13-1, the pump thus receives continuous inflow free of pressure pulses and interruptions. If the inflow exceeds the flow rate according to the above product, the speed or the stroke rate of the pump can be increased. While because of the low internal losses, the stroke rate can be raised to high levels.

Ein weiteres Merkmal, das in der beschriebenen Pumpe wie auch in den noch zu beschreibenden Pumpen vorliegt und zum schnellen Füllen der Pumpenkammer 16-1 beiträgt, liegt im Vorsehen einer volumetrischen Kapazität der Zufuhrkammer 15-1, die hinreichend groß ist - vorzugsweise erheblich größer als die der Pumpenkammer 16-1 -, um das Füllen der Pumpenkammer 16-1 ohne irgendeine Notwendigkeit für ein erhebliches Wiederauffüllen der Zufuhrkammer 15-1 während des Füllens der Pumpenkammer sicherzustellen. Demgemäß steht die gesamte Flüssigkeit, die in die Pumpenkammer 16-1 während der Füllungsphase des Pumpenzyklus eintritt, unmittelbar nahe der Einlaßpassage 17-1 zur Verfügung, wenn die Füllphase beginnt.Another feature present in the pump described as well as in the pumps to be described which contributes to the rapid filling of the pump chamber 16-1 is the provision of a volumetric capacity of the supply chamber 15-1 which is sufficiently large - preferably considerably larger than that of the pump chamber 16-1 - to ensure filling of the pump chamber 16-1 without any need for significant refilling of the supply chamber 15-1 during filling of the pump chamber. Accordingly, all the liquid which enters the Pump chamber 16-1 during the filling phase of the pump cycle is available immediately adjacent to the inlet passage 17-1 when the filling phase begins.

Das Element 12-1 ist in dem Pumpengehäuse 10-1/11-1 in einer solchen Weise angeordnet, daß die Zufuhrkammer 15-1 expandieren und kontrahieren kann frei innerhalb weiter Grenzen in Abhängigkeit von dem Einstrom an Flüssigkeit zur Zufuhrkammer beziehungsweise Abstrom von Flüssigkeit aus der Zufuhrkammer zur Pumpenkammer 16-1.The element 12-1 is arranged in the pump housing 10-1/11-1 in such a way that the supply chamber 15-1 can expand and contract freely within wide limits depending on the inflow of liquid to the supply chamber or outflow of liquid from the supply chamber to the pump chamber 16-1.

Die Ausführungsform nach Fig. 2A und 2B unterscheidet sich von der nach Fig. 1A beziehungsweise 1B nur dadurch, daß die Rollen 27-1 weggelassen sind und die Zufuhrkammer 15-2 zur Atmosphäre offen ist. Demgemäß wird der Druck, unter dem die Füllung der Pumpenkammer 16-2 erfolgt, bestimmt durch die Pegeldifferenz zwischen der Einlaßpassage 17-2 und der freien Flüssigkeitsoberfläche in der Zufuhrkammer.The embodiment according to Fig. 2A and 2B differs from that according to Fig. 1A or 1B only in that the rollers 27-1 are omitted and the feed chamber 15-2 is open to the atmosphere. Accordingly, the pressure under which the filling of the pump chamber 16-2 takes place is determined by the level difference between the inlet passage 17-2 and the free liquid surface in the feed chamber.

In der Ausführungsform nach Fig. 3A und 3B ist die Zufuhrkammer 15-3 offen, wie in Fig. 2A beziehungsweise 2B. Rückschlag- oder Einweg-Klappen- oder Lippenventile 23-3 und 20-3 sind in der Einlaßpassage 17-3 beziehungsweise Auslaßpassage 18-3 vorgesehen. Demgemäß werden die beweglichen Klemmventilglieder aus den ersten beiden Ausführungsformen ersetzt durch Abschnitte des Gehäuseteils 10-3, das das Kammerelement abstützt und die Passagen 17-3 und 18-3 definiert. Jedes Ventil 23-3, 20-3 wird von einem Paar von ringförmigen, axial einander gegenüberliegenden Klappen aus flexiblem Material (beispielsweise Kunststoff) gebildet, die auch geringfügig elastisch sein können und deren äußere Kanten abdichtend befestigt sind (beispielsweise durch Verschweißung) an den entsprechenden gegenüberliegenden Elementwandungen in der Einlaßpassage 17-3 und die sich frei deformieren und dadurch nach oben und unten an ihren inneren Kanten verlagerbar sind.In the embodiment of Figs. 3A and 3B, the supply chamber 15-3 is open, as in Figs. 2A and 2B, respectively. Check or one-way flap or lip valves 23-3 and 20-3 are provided in the inlet passage 17-3 and outlet passage 18-3, respectively. Accordingly, the movable pinch valve members of the first two embodiments are replaced by portions of the housing part 10-3 which supports the chamber element and defines the passages 17-3 and 18-3. Each valve 23-3, 20-3 is formed by a pair of annular, axially opposed flaps made of flexible material (e.g. plastic), which may also be slightly elastic, and whose outer edges are sealingly attached (e.g. by welding) to the corresponding opposite element walls in the inlet passage 17-3 and which are freely deformable and thus displaceable upwards and downwards at their inner edges.

Wenn Flüssigkeit in die Einlaßpassage oder die Auslaßpassage einströmt, werden die Klappen im Abstand voneinander gehalten, ohne merkbar der Flüssigkeitsströmung Widerstand zu leisten, sobald jedoch eine Tendenz besteht, daß die Flüssigkeit in entgegengesetzter Richtung fließt, schließen die Klappen die Passage zum Blockieren der Strömung. Soweit die Klappen elastisch sind, ist ihre Elastizität nicht so groß, daß sie nicht in der Lage wären, zuverlässig den auftretenden Drücken zu widerstehen, und deshalb besteht keine Gefahr, daß die Klappen in der falschen Richtung umschlagen. Wenn der Betriebsdruck der Pumpe hoch ist, können die Klappen mit einem geeigneten Material, wie Glasfasern, verstärkt werden, um ihr Umschlagen zu verhindern.When liquid flows into the inlet passage or the outlet passage, the flaps are kept at a distance from each other without appreciably resisting the liquid flow, but as soon as there is a tendency for the liquid to flow in the opposite direction, the flaps close the passage to block the flow. As far as the flaps are elastic, their elasticity is not so great that that they would not be able to reliably withstand the pressures involved and therefore there is no danger of the flaps turning in the wrong direction. If the operating pressure of the pump is high, the flaps can be reinforced with a suitable material, such as glass fibre, to prevent them from turning.

Die Klappen können so konstruiert werden, daß sie dank ihrer Elastizität, ursprünglichen Form oder in anderer Weise dazu beitragen, die Flüssigkeitsströmung zu beschleunigen, wenn sie sich öffnen. Darüber hinaus können sie etwas in Richtung der geschlossenen oder offenen Position vorgespannt sein.The flaps can be designed so that they help to accelerate the flow of fluid when they open, thanks to their elasticity, original shape or in some other way. In addition, they can be slightly biased towards the closed or open position.

In einer nicht dargestellten modifizierten Ausführungsform kann eines der Ventile oder beide ein Klemmventil des Typs nach Fig. 1 und 2 mit einer Klappe kombinieren. In einem solchen Fall ist das Klemmventil vorzugsweise so ausgebildet, daß es die zugeordnete Passage nur unvollständig schließt und das vollständige Schließen der Klappe überläßt.In a modified embodiment not shown, one or both of the valves may combine a clamp valve of the type shown in Fig. 1 and 2 with a flap. In such a case, the clamp valve is preferably designed to only partially close the associated passage and leave the complete closure to the flap.

Wie in Fig. 3A und 3B gezeigt, werden die Klappventile gebildet von einem Klappenelement, das getrennt ist von den Kammerelementwandungen. Die Klappen können jedoch vorteilhafterweise auch aus einer Falte in der Bahn oder dem Folienmaterial gebildet werden, aus dem das Element gefertigt ist, wobei das Formen dieser Falte bei der Fabrikation des Kammerelements erfolgt. Die letztgenannte Konstruktion bietet sich an für die Produktion mittels bekannter Techniken bei der Herstellung von Elementen und anderen Gegenständen aus Kunststoff (Vakuumverformung und Blasformen). Dieselbe Konstruktion kann auch bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen übernommen werden.As shown in Figs. 3A and 3B, the flap valves are formed by a flap element separate from the chamber element walls. However, the flaps may also advantageously be formed from a fold in the web or film material from which the element is made, the forming of this fold being carried out during the manufacture of the chamber element. The latter construction lends itself to production by means of known techniques in the manufacture of elements and other articles from plastic (vacuum forming and blow molding). The same construction can also be adopted in the embodiments described below.

Die Ausführungsform nach Fig. 4A und 4B ist ähnlich der nach Fig. 1A und 1B mit der Ausnahme, daß das Auslaßventil in der Form eines Rückschlag- oder Einwegventils 20-4 vom Klappen- oder Lippentyp ausgebildet ist, angeordnet in der Auslaßverbindung 14-4, und daß das Verdrängerglied 25-4 scheibenförmig oder plattenförmig (Pilzform) ist. In diesem Falle hat die Pumpenkammer 16-4 in Draufsicht Scheibenform anstatt ringförmig, wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen. Auch wird die Auslaßpassage 18-4 (Fig. 4B) nur nahe dem Ende des Pumpenhubs gebildet, was in Form und Funktion von den vorhergehenden Ausführungsformen etwas abweichend ist.The embodiment of Figs. 4A and 4B is similar to that of Figs. 1A and 1B except that the outlet valve is in the form of a flap or lip type check or one-way valve 20-4 located in the outlet connection 14-4 and that the displacer member 25-4 is disk-shaped or plate-shaped (mushroom-shaped). In this case, the pump chamber 16-4 is disk-shaped in plan view rather than annular as in the previous embodiments. Also, the outlet passage 18-4 (Fig. 4B) is only opened near the end of the pump stroke. which differs slightly in form and function from the previous embodiments.

Die Ausführungsform nach Fig. 5A und 5B unterscheidet sich von der nach Fig. 4A beziehungsweise 4B dadurch, daß die Rollen für die Bewegung der Flüssigkeit in der Zufuhrkammer 15-5 weggelassen sind, daß das Einlaßventil 23-5 eine einzige ringförmige Klappe aus flexiblem Material umfaßt, die längs ihrer Außenkante an der unteren Elementwandung befestigt ist und beweglich ist in eine Position in dichtender Anlage an der oberen Elementwandung unter der Wirkung von Druck innerhalb der Pumpenkammer 16-5, und daß das Ventil in der Auslaßleitung weggelassen ist.The embodiment of Figs. 5A and 5B differs from that of Figs. 4A and 4B, respectively, in that the rollers for moving the liquid in the feed chamber 15-5 are omitted, that the inlet valve 23-5 comprises a single annular flap of flexible material which is fixed along its outer edge to the lower element wall and is movable into a position in sealing engagement with the upper element wall under the action of pressure within the pump chamber 16-5, and that the valve in the outlet line is omitted.

Es hat sich gezeigt, daß ein Ventil, das sich schließt zum Blockieren des Rückströmens in der Auslaßleitung in bestimmten Fällen nicht erforderlich ist, nämlich dann, wenn die Pumpe mit hohen Hubraten arbeitet. In solchen Fällen genügt das Moment des abgehenden Flüssigkeitsstromes, um das Füllen der Pumpenkammer 16-5 durch die Einlaßpassage 17-5 zu ermöglichen, obwohl die Pumpenkammer auf der Auslaßseite während des Einlasses offen ist.It has been found that a valve which closes to block backflow in the outlet line is not necessary in certain cases, namely when the pump operates at high stroke rates. In such cases, the momentum of the outgoing liquid flow is sufficient to enable the filling of the pump chamber 16-5 through the inlet passage 17-5, even though the pump chamber on the outlet side is open during the inlet.

Fig. 6A, 6B zeigen eine Ausführungsform, die ähnlich der nach Fig. 5A, 5B ist, ausgenommen bezüglich der Positionierung und Konstruktion der Auslaßpassage 18-6, der Auslaßverbindung 14-6 und dem zugeordneten Auslaßventil 20-6.Fig. 6A, 6B show an embodiment similar to that of Fig. 5A, 5B, except for the positioning and construction of the exhaust passage 18-6, the exhaust connection 14-6 and the associated exhaust valve 20-6.

Die Auslaßverbindung 14-6 ist in diesem Fall radial und diametral gegenüber der Einlaßverbindung 13-6 angeordnet. Demgemäß liegt ihr stromaufliegendes Ende am Umfang der Pumpenkammer 16-6, und wie die Einlaßverbindung 13-6, erstreckt sie sich radial nach außen. Infolge dessen wird ein Abschnitt, jedoch nur ein Abschnitt, des Umfangs des Elementes nicht verwendet für die Zufuhrkammer 15-6 und die Einlaßpassage 17-6, doch kann die letztere immer noch sehr lang sein.The outlet connection 14-6 is in this case arranged radially and diametrically opposite the inlet connection 13-6. Accordingly, its upstream end is located at the periphery of the pump chamber 16-6 and, like the inlet connection 13-6, it extends radially outward. As a result, a portion, but only a portion, of the periphery of the element is not used for the supply chamber 15-6 and the inlet passage 17-6, but the latter can still be very long.

In dieser Ausführungsform ist das Auslaßventil 20-6 eine Klappe oder Lippe ähnlich dem Einlaßventil 26-3 und ähnlich dem letzteren ist diese an einer Wandung der Auslaßpassage 18-6 befestigt, die sich an der Stoßstelle zwischen der Pumpenkammer 16-6 und der Zufuhrkammer 15-6 befindet (siehe Fig. 6C, die eine Draufsicht auf das Kammerelement 12-6 darstellt).In this embodiment, the outlet valve 20-6 is a flap or lip similar to the inlet valve 26-3 and, like the latter, is attached to a wall of the outlet passage 18-6 located at the junction between the pump chamber 16-6 and the supply chamber 15-6 (see Fig. 6C which is a plan view of the chamber element 12-6).

In der Ausführungsform, die in Fig. 6A, 6B, 6C gezeigt ist, kann es vorteilhaft sein, den Bereich der Zufuhrkammer 15-6 nahe der Auslaßverbindung zu blockieren oder zu schließen. Die Wandung der Zufuhrkammer sollte dann so geformt sein, daß sich keine Taschen bilden, in denen die gepumpte Flüssigkeit stagnieren kann oder gezwungen wird, abrupten Änderungen der Strömungsrichtung unterworfen zu werden, um die Auslaßpassage zu erreichen.In the embodiment shown in Fig. 6A, 6B, 6C, it may be advantageous to block or close the area of the feed chamber 15-6 near the outlet connection. The wall of the feed chamber should then be shaped so that no pockets are formed in which the pumped liquid can stagnate or be forced to undergo abrupt changes in flow direction in order to reach the outlet passage.

Die Auslaßverbindung 14-6 der Ausführungsform nach Fig. 6A, 6B, 6C braucht nicht unbedingt ausgefluchtet zu sein mit der Einlaßverbindung, kann jedoch mit dieser einen größeren oder kleineren Winkel einschließen. Falls erwünscht, können die beiden Verbindungen sogar nebeneinander angeordnet sein und im wesentlichen parallel sein. Es ist jedoch wichtig, daß die Einlaßpassage 17-6 und ihr Ventil sich über den größten Teil des Umfangs der Pumpenkammer erstrecken.The outlet connection 14-6 of the embodiment according to Fig. 6A, 6B, 6C need not necessarily be aligned with the inlet connection, but may form a larger or smaller angle with it. If desired, the two connections may even be arranged side by side and be substantially parallel. It is important, however, that the inlet passage 17-6 and its valve extend over most of the circumference of the pump chamber.

Fig. 7A, 7B und 7C zeigen eine Ausführungsform, bei der ein Teil der ringförmigen Zufuhrkammer 15-7 dichter am Zentrum des Elementes liegt als die spaltartige Einlaßpassage 17-7. In diesem Fall ist der Antriebsmechanismus für das Verdrängerglied 25-7 ein Kugelumlaufspindelmechanismus - nicht dargestellt im Detail -, dessen Spindel eine drehfeste Verbindung mit dem Rotor 28-7 eines Elektromotors hat, der im Basisteil 10-7 des Pumpengehäuses angeordnet ist.Fig. 7A, 7B and 7C show an embodiment in which a part of the annular supply chamber 15-7 is located closer to the center of the element than the gap-like inlet passage 17-7. In this case, the drive mechanism for the displacer member 25-7 is a ball screw mechanism - not shown in detail - whose spindle has a rotationally fixed connection with the rotor 28-7 of an electric motor which is arranged in the base part 10-7 of the pump housing.

Wie ein Vergleich der Fig. 7A, 7B, 7C miteinander verdeutlicht, hat die Bewegung des Verdrängergliedes 25-7 dieser Ausführungsform einen direkten Einfluß auf die Form und das Volumen der Zufuhrkammer. Wenn sich das Verdrängerglied abwärts bewegt ("fällt"), siehe Fig. 7A, nimmt demgemäß das Volumen der Zufuhrkammer ab, da das Verdrängungsglied die Zufuhrkammer kollabieren läßt, siehe Fig. 7C. Die Flüssigkeit in der Zufuhrkammer strömt dann in die Pumpenkammer 16-7 zusammen mit der Flüssigkeit, die in die Pumpe durch die Einlaßverbindung 13-7 gelangt. Wenn das Verdrängerglied nach oben angetrieben wird und dadurch das Volumen der Pumpenkammer verringert, siehe Fig. 7B, wird die Zufuhrkammer vergrößert und gleichzeitig das Einlaßventil 23-7 geschlossen. Die Flüssigkeit, die dann über die Einlaßverbindung eintritt, wird in der Zufuhrkammer aufgenommen und dann, bei der folgenden Abwärtsbewegung des Verdrängergliedes, strömt sie in die Pumpenkammer, wie beschrieben.As can be seen by comparing Figs. 7A, 7B, 7C, the movement of the displacer 25-7 of this embodiment has a direct influence on the shape and volume of the supply chamber. When the displacer moves downwards ("falls"), see Fig. 7A, the volume of the supply chamber decreases accordingly, since the displacer collapses the supply chamber, see Fig. 7C. The liquid in the supply chamber then flows into the pump chamber 16-7 together with the liquid entering the pump through the inlet connection 13-7. When the displacer is driven upwards, thereby reducing the volume of the pump chamber, see Fig. 7B, the supply chamber is enlarged and at the same time the inlet valve 23-7 is closed. The liquid then entering via the inlet connection, is received in the supply chamber and then, during the subsequent downward movement of the displacer, it flows into the pump chamber, as described.

Die Ausführungsform nach Fig. 7A, 7B, 7C hat auch ein Auslaßventil 20-7, welches den Rückstrom in die Pumpenkammer 16-7 von der Auslaßverbindung 14-7 verhindert. Wie in den Figuren gezeigt, liegt die Auslaßverbindung parallel zu der Einlaßverbindung und dieser diametral gegenüber, doch andere Orientierungen und Positionen können ins Auge gefaßt werden.The embodiment of Fig. 7A, 7B, 7C also has an outlet valve 20-7 which prevents backflow into the pump chamber 16-7 from the outlet connection 14-7. As shown in the figures, the outlet connection is parallel to and diametrically opposite the inlet connection, but other orientations and positions can be envisaged.

Das Auslaßventil 20-7 ist ein ringförmiges Klappenventil, von dem eine Umfangskante an dem oberen Glied 11-7 des Pumpengehäuses festgelegt ist und die andere freie Umfangskante mit einem Rollring 29-7 versehen ist. Dieser Rollring verfestigt die freie Klappenkante und kontaktiert in der Schließposition des Ventils (Fig. 7C) abdichtend die Innenwandung des oberen Gliedes 11-7 des Gehäuses. Als eine Alternative zu der dargestellten Konstruktion des Auslaßventils kann ein federvorgespanntes, vertikal bewegliches Ventilglied vorgesehen sein, das gegen einen ringförmigen Wandungsabschnitt abdichtet, wo die Pumpenkammer sich mit der horizontalen Auslaßverbindung trifft.The outlet valve 20-7 is an annular flap valve, one peripheral edge of which is fixed to the upper member 11-7 of the pump housing and the other free peripheral edge is provided with a rolling ring 29-7. This rolling ring solidifies the free flap edge and in the closed position of the valve (Fig. 7C) sealingly contacts the inner wall of the upper member 11-7 of the housing. As an alternative to the illustrated design of the outlet valve, a spring-loaded, vertically movable valve member may be provided which seals against an annular wall section where the pump chamber meets the horizontal outlet connection.

Das Einlaßventil 23-7 der Ausführungform nach Fig. 7A, 7B, 7C ist ebenfalls ein ringförmiges Klappenventil, das an dem Verdrängerglied angebracht ist und sich demgemäß zusammen mit diesem bewegt. Diese Anordnung führt zu einem günstigen Strömungsmuster der Flüssigkeit, die aus der Zufuhrkammer in die Pumpenkammer strömt, doch liegt es im Rahmen der Erfindung, die Klappe an dem Pumpengehäuse festzulegen und ihren beweglichen Abschnitt mit dem Verdrängerglied zusammenwirken zu lassen.The inlet valve 23-7 of the embodiment according to Fig. 7A, 7B, 7C is also an annular flap valve which is attached to the displacer and thus moves together with it. This arrangement results in a favorable flow pattern of the liquid flowing from the supply chamber into the pump chamber, but it is within the scope of the invention to fix the flap to the pump housing and to have its movable portion cooperate with the displacer.

Wie bei den anderen dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen, bei denen das Einlaßventil ein Lippen- oder Klappenventil ist, wird die Einlaßpassage 17-7 geöffnet, um den Einstrom in die Pumpenkammer mit sehr kleinem Druckabfall zu ermöglichen, sobald der Druck stromauf des Ventils auch nur geringfügig den Druck auf der stromabliegenden Seite übersteigt. In ähnlicher Weise wird die Einlaßpassage unmittelbar geschlossen, wenn der Druck in der Pumpenkammer auch nur geringfügig den Druck auf der stromaufliegenden Seite des Ventils übersteigt. Das schnelle Öffnen und Schließen der Klappenventile ist der ringförmigen Konfiguration und der daraus resultierenden großen Durchtrittsfläche des Ventils, über der der Druck wirkt, zuzuschreiben. Aus demselben Grunde werden das Auslaßventil 20-7 und demgemäß die Auslaßpassage 18-7 unmittelbar abgesperrt, wenn der Druck in der Auslaßverbindung 14-7 den Druck in der Pumpenkammer zu Beginn des Einlaßhubes übersteigt.As with the other embodiments shown and described where the inlet valve is a lip or flap valve, the inlet passage 17-7 is opened to allow inflow into the pump chamber with very little pressure drop as soon as the pressure upstream of the valve exceeds even slightly the pressure on the downstream side. Similarly, the inlet passage is immediately closed as soon as the pressure in the pump chamber exceeds even slightly the pressure on the upstream side of the valve. The rapid opening and closing of the flap valves is due to the annular configuration and the resulting large area of the valve over which the pressure acts. For the same reason, the outlet valve 20-7 and hence the outlet passage 18-7 are immediately shut off when the pressure in the outlet connection 14-7 exceeds the pressure in the pump chamber at the beginning of the intake stroke.

Fig. 8A, 8B zeigen eine Pumpe, bei der zwei Verdrängerglieder 25-8A, 25-8B vorgesehen sind, die in Gegenphase arbeiten zum Verringern der Volumina von unterschiedlichen Abschnitten der Pumpenkammer zu unterschiedlichen Zeiträumen.Fig. 8A, 8B show a pump in which two displacer elements 25-8A, 25-8B are provided, which operate in antiphase to reduce the volumes of different sections of the pump chamber at different times.

Ein Verdrängerglied 25-8A erinnert an das in Fig. 4 bis 6 dargestellte Verdrängerglied und dient dazu, das Volumen einer zentralen Zweitstufenkammersektion 16-8A zu verringern, die ähnlich ist der Pumpenkammer nach Fig. 4 bis 6 und mit einer zentralen Auslaßverbindung 14-8 kommuniziert.A displacer 25-8A is reminiscent of the displacer shown in Figs. 4 to 6 and serves to reduce the volume of a central second stage chamber section 16-8A which is similar to the pump chamber of Figs. 4 to 6 and communicates with a central outlet connection 14-8.

Das andere Verdrängerglied 25-8B ist ringförmig und konzentrisch zu dem ersterwähnten zentralen Glied. Dieses ringförmige äußere Glied dient dazu, das Volumen einer ringförmigen äußeren, volumenvariablen Pumpenkammersektion 16-8B zu verringern, das konzentrisch liegt zu der zentralen, volumenvariablen Zweitstufenkammersektion 16-8A.The other displacer member 25-8B is annular and concentric with the first-mentioned central member. This annular outer member serves to reduce the volume of an annular outer, volume-variable pump chamber section 16-8B which is concentric with the central, volume-variable second-stage chamber section 16-8A.

Auf der radial inneren Seite kommuniziert die äußere Pumpenkammersektion 16-8B mit der zentralen Zweitstufenkammersektion 16-8A über eine ringförmige Passage 30-8, in der ein Einwegklappenventil 31-8 ähnlich dem Klappenventil nach Fig. 3 und 5 vorgesehen ist, um beim Öffnen den Einstrom in die Pumpenkammersektion 16-8A zuzulassen. Diese Passage bildet sowohl eine Einlaßpassage für die zentrale Pumpenkammersektion 16-8A als auch eine Auslaßpassage der äußeren Pumpenkammersektion 16-8B.On the radially inner side, the outer pump chamber section 16-8B communicates with the central second stage chamber section 16-8A via an annular passage 30-8 in which a one-way flap valve 31-8 similar to the flap valve of Figs. 3 and 5 is provided to allow inflow into the pump chamber section 16-8A when opened. This passage forms both an inlet passage for the central pump chamber section 16-8A and an outlet passage of the outer pump chamber section 16-8B.

An ihrer radial äußeren Seite kommuniziert die äußere Pumpenkammersektion 16-8B mit einer ringförmigen Zufuhrkammer 15-8, die ähnlich ist der Zufuhrkammer nach Fig. 2 und 3, und zwar über eine ringförmige Einlaßpassage 17-8 mit einem Einwegklappenventil 23-8, das sich öffnet zum Ermöglichen des Einstrams in die äußere Pumpenkammersektion 16-8B und das ebenfalls dem Klappenventil 23-3 und 23-5 der Fig. 3 beziehungsweise 5 ähnelt.On its radially outer side, the outer pump chamber section 16-8B communicates with an annular supply chamber 15-8, which is similar to the supply chamber of Figs. 2 and 3, via an annular inlet passage 17-8 with a one-way flap valve 23-8 which opens to allow inflow into the outer pump chamber section 16-8B and which also resembles the flap valve 23-3 and 23-5 of Fig. 3 and 5 respectively.

Die beiden Verdrängerglieder 25-8A und 25-8B werden im wesentlichen in Gegenphase betätigt mittels Mechanismen ähnlich denen, die für die Betätigung des Verdrängergliedes und Klemmventils nach Fig. 4 benutzt wurden. Die Maximalvolumina der Pumpenkammersektionen und die Bewegungen der beiden Verdrängerglieder werden so gewählt, daß das Hubvolumen der äußeren Pumpenkammersektion 16-8B etwa das Doppelte jener der zentralen Pumpenkammersektion 16-8A beträgt.The two displacers 25-8A and 25-8B are operated essentially in antiphase by mechanisms similar to those used for operating the displacer and clamp valve of Fig. 4. The maximum volumes of the pump chamber sections and the movements of the two displacers are selected so that the displacement volume of the outer pump chamber section 16-8B is approximately twice that of the central pump chamber section 16-8A.

Fig. 8A zeigt eine Phase des Betriebszyklus der Pumpe, bei der sich das äußere Verdrängerglied 25-8B nach unten bewegt und die äußere Pumpenkammersektion 16-8B von der Zufuhrkammer 15-8 über die Einlaßpassage 17-8 ohne merkbaren Druckabfall über der letzteren füllt, während das zentrale Zweitstufenverdrängerglied 25-8A sich aufwärts bewegt zum Austreiben von Flüssigkeit aus der zentralen Zweitstufenkammersektion 16-8A, wobei das Klappenventil 31-8 in geschlossenem Zustand gehalten wird durch den Druck in der zentralen Kammersektion.Fig. 8A shows a phase of the operating cycle of the pump in which the outer displacer member 25-8B moves downwardly and fills the outer pump chamber section 16-8B from the supply chamber 15-8 via the inlet passage 17-8 without any appreciable pressure drop across the latter, while the central second stage displacer member 25-8A moves upwardly to expel liquid from the central second stage chamber section 16-8A, the flap valve 31-8 being held in the closed condition by the pressure in the central chamber section.

In der in Fig. 8 dargestellten Phase ist die Situation umgekehrt. Demgemäß bewegt sich das äußere Verdrängerglied 25-8B nach oben zum Austreiben von Flüssigkeit aus der äußeren Pumpenkammersektion 16-8B in die zentrale Zweitstufenkammersektion 16-8A über die Passage 30-8, während das zentrale Verdrängerglied 25-8A sich nach unten bewegt und der zentralen Kammersektion 16-8A ermöglicht, unter der Wirkung des Druckes zu expandieren, den die Flüssigkeit auf ihre Wandungen ausübt.In the phase shown in Fig. 8, the situation is reversed. Accordingly, the outer displacer member 25-8B moves upwards to expel liquid from the outer pump chamber section 16-8B into the central second stage chamber section 16-8A via the passage 30-8, while the central displacer member 25-8A moves downwards and allows the central chamber section 16-8A to expand under the effect of the pressure exerted by the liquid on its walls.

Das Volumen an Flüssigkeit, das aus der äußeren Pumpenkammersektion während der Aufwärtsbewegung des äußeren Verdrängergliedes ausgetrieben wird, ist größer als die Volumenzunahme der zentralen Zweitstufenkammersektion. Infolgedessen wird Flüssigkeit durch die Auslaßverbindung 14-8 auch in dieser Phase (fig. 8B) des Betriebszyklus der Pumpe abgegeben. Während der Einstrom in die Pumpenkammer nur in der Phase stattfindet, in der die äußere Pumpenkammersektion expandiert, erfolgt die Abgabe aus der Pumpe im wesentlichen kontinuierlich, wenn auch mit einer gewissen Pulsation.The volume of fluid expelled from the outer pump chamber section during the upward movement of the outer displacer is greater than the volume increase of the central second stage chamber section. As a result, fluid is discharged through the outlet connection 14-8 also during this phase (Fig. 8B) of the pump's operating cycle. While the inflow into the pump chamber only takes place during the phase in which the outer pump chamber section is expanding, the discharge from the pump is essentially continuous, albeit with some pulsation.

Die Ausführungsform nach Fig. 9A, 9B ist ähnlich in Aufbau und Betrieb zu der in Fig. 8A, 8B mit der Ausnahme, daß der extern gespeiste Mechanismus für die Betätigung des inneren Verdrängergliedes 25-9A in Aufwärtsrichtung ersetzt ist durch einen einstellbaren Federmechanismus 26-9A, der dieses Verdrängerglied dauernd nach oben drückt. Während der Aufwärtsbewegung des äußeren Verdrängergliedes 25-9A wird das zentrale Zweitstufenverdrängerglied 25-9A nach unten bewegt unter der Wirkung des Fluiddrucks innerhalb der zentralen Zweitstufenkammersektion 16-9A, wodurch der Federmechanismus 26-9A komprimiert wird, wie in Fig. 9B gezeigt. Während der Abwärtsbewegung des äußeren Verdrängergliedes 26-9B bewegt die in dem Federmechanismus gespeicherte Energie das zentrale Verdrängerglied nach oben, wie in Fig. 9A gezeigt.The embodiment according to Fig. 9A, 9B is similar in structure and Operation is similar to that shown in Fig. 8A, 8B except that the externally powered mechanism for actuating the inner displacer 25-9A in the upward direction is replaced by an adjustable spring mechanism 26-9A which continuously urges that displacer upward. During upward movement of the outer displacer 25-9A, the central second stage displacer 25-9A is moved downward under the action of fluid pressure within the central second stage chamber section 16-9A, thereby compressing the spring mechanism 26-9A as shown in Fig. 9B. During downward movement of the outer displacer 26-9B, the energy stored in the spring mechanism moves the central displacer upward as shown in Fig. 9A.

Fig. 10A, 10B sind Querschnittsdarstellungen entsprechend Fig. 8A, 8B beziehungsweise 9A, 9B einer weiteren Ausführungsform einer zweistufigen Pumpe gemäß der Erfindung und Fig. 10C ist eine Draufsicht auf das Kammerelement dieser weiteren Ausführungsform.Fig. 10A, 10B are cross-sectional views corresponding to Fig. 8A, 8B and 9A, 9B respectively of another embodiment of a two-stage pump according to the invention and Fig. 10C is a plan view of the chamber element of this another embodiment.

Die in Fig. 10A, 10B, 10C dargestellte Pumpe umfaßt zwei Verdrängerglieder 25-10A und 25-10B, die wie unter Bezugnahme auf Fig. 9A, 9B beschrieben arbeiten. Demgemäß ist dem Verdrängerglied 25-10B ein extern mit Leistung versorgter Antriebsmechanismus zugeordnet für die geführte oder im wesentlichen geführte Betätigung desselben in Aufwärtsrichtung, während das Verdrängerglied 25-10A einen einstellbaren Federmechanismus 26-10A zugeordnet aufweist, der es konstant nach oben vorspannt.The pump shown in Fig. 10A, 10B, 10C comprises two displacement members 25-10A and 25-10B which operate as described with reference to Fig. 9A, 9B. Accordingly, the displacer member 25-10B has an externally powered drive mechanism associated with it for the guided or substantially guided actuation thereof in an upward direction, while the displacer member 25-10A has an adjustable spring mechanism 26-10A associated with it which constantly biases it upwardly.

Die beiden Verdrängerglieder 25-10A und 25-10B und die zugeordneten Pumpenkammersektionen 16-10A und 16-10B des Kammerelements 12-10 sind horizontal zueinander versetzt und das Einlaßventil 23-10 und das Ventil 31-10 zwischen den Pumpenkammersektionen sind Klappenventile ähnlich den Ventilen 23-6 und 20-6 nach Fig. 6A, 6B, 6C. Darüber hinaus sind, wie in Fig. 10C dargestellt, die Einlaßverbindung 13-10 und die Auslaßverbindung 14-10 nebeneinander und im wesentlichen parallel angeordnet.The two displacer members 25-10A and 25-10B and the associated pump chamber sections 16-10A and 16-10B of the chamber element 12-10 are horizontally offset from one another and the inlet valve 23-10 and the valve 31-10 between the pump chamber sections are flap valves similar to the valves 23-6 and 20-6 according to Fig. 6A, 6B, 6C. In addition, as shown in Fig. 10C, the inlet connection 13-10 and the outlet connection 14-10 are arranged next to one another and essentially parallel.

Mit Ausnahme des abweichenden Strömungsmusters, herrührend von der horizontal versetzten Anordnung der Kammersektionen, arbeitet die Pumpe nach Fig. 10A, 10B, 10C im wesentlichen in derselben Weise wie die Pumpe nach Fig. 9A, 9B.With the exception of the different flow pattern resulting from the horizontally offset arrangement of the chamber sections, the pump according to Fig. 10A, 10B, 10C operates essentially in the same way as the pump according to Fig. 9A, 9B.

In den oben als Beispielen dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen sind die Pumpenkammer 16 und die Zufuhrkammer 15 des Kammerelements kreisrund oder als Kreisring geformt, und wie man ohne weiteres erkennt, haben die mechanischen Pumpenkomponenten eine entsprechende Form. Diese Form ist normalerweise bevorzugt im Hinblick sowohl auf die Fluidströmung als auch Herstellungsaspekte, doch liegt es im Rahmen der Erfindung, daß die Pumpe abweichende Konfiguration haben kann, wie mehr oder weniger oval oder eine andere langgestreckte Konfiguration. Eine langgestreckte Konfiguration kann insbesondere in dem Fall gemäß Fig. 6A, 6B, 6C vorgesehen werden, wo Einlaß und Auslaß ausgefluchtet sind.In the embodiments shown and described above as examples, the pump chamber 16 and the feed chamber 15 of the chamber element are circular or annular in shape and, as will be readily appreciated, the mechanical pump components have a corresponding shape. This shape is normally preferred in view of both fluid flow and manufacturing aspects, but it is within the scope of the invention that the pump may have a different configuration, such as more or less oval or another elongated configuration. An elongated configuration may be provided in particular in the case according to Figs. 6A, 6B, 6C where inlet and outlet are aligned.

Darüber hinaus können in den Ausführungsformen nach Fig. 8A, 8B und Fig. 9A, 9B die zentralen Verdrängerglieder 25-8A, 25-9A kreisförmig sein ähnlich den äußeren Gliedern 25-8B, 25-9B. Der offene Raum innerhalb des zentralen ringförmigen Verdrängergliedes kann dann Elemente des Pumpenantriebsmechanismus aufnehmen beispielsweise oder kann für andere Zwecke benutzt werden. Falls in einem solchen Fall der Antriebsmechanismus für die beiden Verdrängerglieder 25-8A, 25-8B der Fig. 8A, 8B so konstruiert ist, daß die Glieder im Gleichklang betätigt werden können mit einer ausgewählten Phasenverschiebung (beispielsweise in Gegenphase oder in Hubzugart) oder individuell (nur eines der Glieder wird betätigt), je nach Wunsch, bieten sich interessante Möglichkeiten für die Abänderung der Merkmale der Pumpe bezüglich des Hubvolumens und der Ausströmcharakteristiken an.Furthermore, in the embodiments of Fig. 8A, 8B and Fig. 9A, 9B, the central displacer members 25-8A, 25-9A may be circular similar to the outer members 25-8B, 25-9B. The open space within the central annular displacer member may then accommodate elements of the pump drive mechanism, for example, or may be used for other purposes. If in such a case the drive mechanism for the two displacer members 25-8A, 25-8B of Fig. 8A, 8B is designed so that the members can be actuated in unison with a selected phase shift (for example in antiphase or in stroke-pull mode) or individually (only one of the members is actuated), as desired, interesting possibilities are offered for modifying the characteristics of the pump with regard to displacement and discharge characteristics.

In einigen Fällen, etwa dann, wenn die Pumpe als Blutpumpe verwendet wird, kann das Verdrängerglied in geeigneter Weise mit dem Pumpenmechanismus derart verbunden werden, daß ein gewisses federndes Nachgeben des Verdrängergliedes relativ zu dem Pumpenmechanismus unter Wirkung des Druckes in der Pumpenkammer möglich ist, so daß eine gewisse "Verzögerung" des Verdrängergliedes während des Druck- oder Abgabehubes vorliegt. Die Bewegung des Verdrängergliedes, die zu Anfang verlorengeht als eine Konsequenz des "Nacheilens", wird am Ende des Druckhubes "wiedergewonnen" und kann verwendet werden um sicherzustellen, daß die Flüssigkeit nicht in der Pumpenkammer zum Stagnieren kommt, beispielsweise unter der Ventilklappe 31-8 der Fig. 8A, 8B. Eine solche Anordnung kann auch verwendet werden zum Unterdrücken jeglicher Druckwellen, die sich tendenziell am Ende des Abgabehubes entwickeln.In some cases, such as when the pump is used as a blood pump, the displacer may be suitably connected to the pump mechanism to allow some resilient yielding of the displacer relative to the pump mechanism under the action of the pressure in the pump chamber, so that there is some "lag" of the displacer during the pressure or discharge stroke. The movement of the displacer which is initially lost as a consequence of the "lag" is "regained" at the end of the pressure stroke and can be used to ensure that the liquid does not stagnate in the pump chamber, for example under the valve flap 31-8 of Fig. 8A, 8B. Such an arrangement can also be used to suppress any pressure waves which tend to develop at the end of the discharge stroke.

Eine Pumpe der Bauart nach Fig. 8A, 8B mit zwei oder mehr Verdrängergliedern und Pumpenkammersektionen, die vorzugsweise ringförmig sind, ist auch brauchbar als ein zweistufiger (mehrstufiger) Kompressor, insbesondere für den Zweck der Kompression großer Luftmengen unter relativ geringem Druck. Ein Merkmal von Kompressoren, die in dieser Weise aufgebaut sind, besteht darin, daß nur ein einziges Ventil erforderlich ist zwischen den Stufen; jedes Ventil arbeitet sowohl als ein Auslaßventil einer radial weiter außen liegenden oder niedrigeren Stufe und als ein Einlaßventil einer radial inneren oder höheren Stufe. Die anderen Ausführungsformen sind ebenfalls brauchbar als Kompressoren für Luftpumpen (oder andere Gase), doch wird angenommen, daß sie in der Praxis am besten als Flüssigkeitspumpen geeignet sind.A pump of the type shown in Fig. 8A, 8B, having two or more displacers and pump chamber sections, preferably annular, is also useful as a two-stage (multi-stage) compressor, particularly for the purpose of compressing large quantities of air under relatively low pressure. A feature of compressors constructed in this way is that only a single valve is required between stages; each valve functions both as an outlet valve of a radially outer or lower stage and as an inlet valve of a radially inner or higher stage. The other embodiments are also useful as compressors for air (or other gases), but are believed to be most suitable in practice as liquid pumps.

Wie man aus den Zeichnungen erkennt, besteht ein Merkmal der erfindungsgemäßen Pumpe darin, daß die gepumpte Flüssigkeit ein vorteilhaftes Strömungsmuster aufweist, weil sie durch die Pumpe ohne abrupte Richtungsänderungen passiert, die ihr aufgezwungen würden. Insbesondere vorteilhaft sind diesbezüglich die Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 6 und 8 bis 10, wo die Höhe der Pumpenkammer sehr klein ist im Vergleich mit dem Durchmesser und die Flüssigkeit demgemäß im wesentlichen horizontal zu der Auslaßverbindung strömt. Die generell niedrige oder flache Form der Pumpenkammer ermöglicht auch eine kurze Hublänge, was bedeutet, daß die Hubrate hoch sein kann. In Verbindung mit dem großen Strömungsquerschnitt, den die Einlaßpassage und die Auslaßpassage haben können, stellt dieses Merkmal einen sehr niedrigen internen Strömungswiderstand der Pumpe sicher.As can be seen from the drawings, a feature of the pump according to the invention is that the pumped liquid has an advantageous flow pattern because it passes through the pump without abrupt changes in direction being imposed on it. Particularly advantageous in this respect are the embodiments according to Figs. 1 to 6 and 8 to 10, where the height of the pump chamber is very small compared to the diameter and the liquid accordingly flows substantially horizontally to the outlet connection. The generally low or flat shape of the pump chamber also enables a short stroke length, which means that the stroke rate can be high. In conjunction with the large flow cross-section that the inlet passage and the outlet passage can have, this feature ensures a very low internal flow resistance of the pump.

In den Ausführungsformen nach Fig. 5 bis 10 ist die Anwendung von Einzelklappenventilen, die an der unteren Wandung des Kammerelements 12 angebracht sind und die sich nach oben bewegen in Richtung der Fluidaustreibbewegung des Verdrängergliedes in eine Position in Dichtungskontakt mit der oberen Wandung, vorteilhaft insofern, daß die Fluidströmung, erzeugt durch das Verdrängerglied, die untere Seite der Klappen spült. Diese Spülströmung minimiert die Gefahr, daß irgendein Teil des gepumpten Fluids unter oder hinter den Ventilklappen stagniert. Demgemäß sind diese Ausführungsbeispiele besonders vorteilhaft für das Pumpen von Blut, da sie die sehr wichtige Beschränkung bei Blutpumpen der Freiheit von stagnierenden Regionen erfüllen.In the embodiments according to Figs. 5 to 10, the use of individual flap valves which are attached to the lower wall of the chamber element 12 and which move upwards in the direction of the fluid expulsion movement of the displacer to a position in sealing contact with the upper wall is advantageous in that the fluid flow, generated by the displacer flushes the lower side of the valves. This flushing flow minimizes the risk of any part of the pumped fluid stagnating under or behind the valve flaps. Accordingly, these embodiments are particularly advantageous for pumping blood since they satisfy the very important constraint in blood pumping of freedom from stagnant regions.

In den Ausführungsformen, durch die die Erfindung in den Zeichnungen als Beispiele dargestellt wurden, befinden sich das Verdrängerglied und sein Antriebsmechanismus unter der Pumpenkammer. Diese Position ist in den meisten Fällen bevorzugt, insbesondere wenn, wie in den dargestellten Ausführungsformen, ein separates, leicht ersetzbares Kammerelement aus Kunststoff-Folie oder -Bahn die Oberfläche bildet, mit der das gepumpte Fluid in Kontakt gelangt während seines Durchströmens der Pumpe. In einigen Fällen kann es jedoch bevorzugt sein, daß das Verdrängerglied die obere Wandung der Pumpenkammer bildet oder auf diese einwirkt und daß der Antriebsmechanismus oberhalb der Pumpenkammer positioniert wird. Darüber hinaus ist vorstellbar, einen gemeinsamen Antriebsmechanismus für zwei einander gegenüberliegende Pumpen vorzusehen, die übereinander als Stapel angeordnet sind und in Gegenphase arbeiten. Es ist auch möglich, zwei Antriebsmechanismen für eine einzige Pumpenkammer vorzusehen, einen Antriebsmechanismus auf jeder Seite, welche in Gegenrichtung arbeiten.In the embodiments by which the invention has been illustrated as examples in the drawings, the displacer and its drive mechanism are located below the pump chamber. This position is preferred in most cases, especially when, as in the embodiments shown, a separate, easily replaceable chamber element made of plastic film or sheet forms the surface with which the pumped fluid comes into contact during its flow through the pump. In some cases, however, it may be preferred that the displacer forms or acts on the upper wall of the pump chamber and that the drive mechanism is positioned above the pump chamber. Furthermore, it is conceivable to provide a common drive mechanism for two opposite pumps, arranged one above the other in a stack and operating in antiphase. It is also possible to provide two drive mechanisms for a single pump chamber, one drive mechanism on each side, operating in antiphase.

Die Kammer 16-10A und das federvorgespannte Verdrängerglied 25-10A der Ausführungsform nach Fig. 10A, 10B, 10C kann in Verbindung mit den Auslässen einer einstufigen Pumpe anderer Konstruktion verwandt werden als Einwegventil und als eine Einrichtung für die Glättung der pulsierenden Ausströmung aus der Pumpe. Im Falle von Blutpumpen schafft eine solche Anordnung ein Einwegauslaßventil, das frei ist von stagnierenden Regionen und ein Füllungsvolumen stromab von dem Ventil.The chamber 16-10A and spring-loaded displacer 25-10A of the embodiment of Figs. 10A, 10B, 10C may be used in conjunction with the outlets of a single-stage pump of other design as a one-way valve and as a means for smoothing the pulsatile outflow from the pump. In the case of blood pumps, such an arrangement provides a one-way outlet valve free of stagnant regions and a filling volume downstream of the valve.

Claims

1. A positive displacement pump with means for defining a supply chamber (15) for receiving the fluid to be pumped, means (12) for defining a volume-variable pump chamber (16), an inlet passage (17) through which the fluid is guided from the supply chamber (15) to the pump chamber (16), an outlet (14) through which the fluid is discharged from the pump chamber, a displacer member (25) associated with the pump chamber (16) and movable in mutually opposite directions along a predetermined path such that it moves through a variable displacement zone of the pump chamber (16) for alternately increasing and reducing the chamber volume, drive means (22) for moving the displacer member (25) in at least one direction for reducing the volume of the pump chamber, and inlet valve means (23) for Closing the inlet passage (13) to block fluid backflow from the pump chamber (16) through the inlet passage (17), characterized in that the supply chamber (15) is a reservoir capable of receiving variable volumes of fluid to be pumped and is arranged generally laterally of the displacement zone of the pump chamber (16) and substantially enclosing it, and in that the inlet passage (17) is substantially coextensive with the supply chamber (15) and opens to the pump chamber (16) through an elongated, gap-like opening in a boundary wall of the pump chamber (16), positioned generally laterally of the displacement zone, whereby fluid can flow from the supply chamber (15) into the pump chamber (16) through the inlet passage (17) substantially without any pressure drop.

2. A pump according to claim 1, characterized in that the pump chamber (16) comprises a movable wall member which can be contacted by the displacer element (25) during the outlet stroke and can be detached from the displacer member during the inlet stroke, so that the stroke volume of the pump is determined by the supply of fluid from the supply chamber (15).

3. A pump according to claim 1 or 2, characterized in that the pump chamber (16) is generally round.

4. A pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the dimensions of the pump chamber (16) transverse to the direction of movement of the displacement member (25) are substantially larger than the dimensions in said direction of movement.

5. A pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outlet (14) is positioned substantially in the center of a stationary transverse wall of the pump chamber (16) opposite the displacer (25).

6. A pump according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the supply chamber (13) is designed to receive a continuous inflow of the fluid to be pumped and to discharge at least a portion of its contents into the pump chamber (16) through the inlet passage (17) when the inlet valve means (23) is open, while collecting a reservoir of the fluid when the inlet valve means is closed.

7. A pump according to claim 2, characterized in that the movable wall member of the pump chamber (16) is formed of a flexible material and is deformed and displaced by the displacer member (25) during at least part of the discharge stroke of the pump.

8. A pump according to claim 7, characterized in that the movable wall part forms part of the lateral boundary wall of the pump chamber (16) and delimits a wall of the inlet passage (17) and in which the valve means comprises a clamping valve member (23-1, 23-2) which comes into contact with the lateral boundary wall part and is movable so that this boundary wall part is moved over the opening and thereby closes off the inlet passage, and drive means (24-1, 24-2) for periodically moving the clamping valve member over the opening.

9. A pump according to claim 3, characterized in that the inlet valve means comprises a substantially annular flap (23) of flexible material, secured along one edge to a wall of the inlet passage (17) and with its other edge free for movement into an open position to allow the inflow of fluid into the pump chamber (16) or a closed position in abutment on the other wall of the inlet passage to block backflow of fluid from the pump chamber through the inlet passage.

10. A pump according to claim 3, characterized in that the inlet valve means (23-3) comprises a first annular flap of flexible material secured along one edge to one wall of the inlet passage (17-3) and a second annular flap of flexible material secured along one edge to the other wall of the inlet passage, both flaps being free at their other edges to move into an open position allowing the inflow of fluid into the pump chamber (16-3) and a closed position in abutment with each other to block the backflow of fluid from the pump chamber (16-3) through the inlet passage (17-3), respectively.

11. A pump according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the supply chamber (15) and pump chamber (16) are delimited by first and second spaced and superimposed wall parts, respectively, at least one of the wall parts being made of a flexible material and comprising a first portion which can be brought into contact with and displaced by the displacer member (25) to change the volume of the pump chamber (16), and a second portion which delimits a wall of the inlet passage (17).

12. A pump according to claim 11, characterized in that the valve means comprises a pinch valve member contacting the second portion of said one wall portion, drive means for cyclically moving the pinch valve member only a portion of the way transverse to the inlet passage, and a flexible flap valve strip attached to the other wall of the inlet passage and having a free edge movable for engagement with the second portion of said one wall portion in response to fluid pressure in the pump chamber.

13. A pump according to claim 11, characterized in that the lateral boundary wall of the pump chamber (16) is generally round and the supply chamber (15) is generally annular and completely encloses the pump chamber.

14. A pump according to claim 11, characterized in that both the supply chamber (13-1,13-2,13-3) and the pump chamber (16-1,16-2,16-3) are annular, and the outlet from the pump chamber is an annular opening ((18-1,18-2,18-3) positioned at an internal boundary of the pump chamber generally lateral to the displacement zone.

15. A pump according to claim 14, characterized by an outlet valve comprising a movable valve member (20-1, 20-2) which can be brought into contact with a third section of the flexible wall part, and drive means (22-1, 22-2) for moving the valve member reciprocally to displace the third section of the flexible wall part into and out of contact with an opposite edge of the outlet opening (18-1, 18-2) to close and open the same, respectively.

16. A pump according to claim 11, characterized in that the lower of said spaced and superimposed wall parts is flexible, and in that the pump further comprises means (10,27) for supporting an additional portion of the flexible wall part, which additional portion forms the lower wall of the supply chamber (15).

17. A pump according to claim 16, characterized in that the means for supporting the additional portion of the flexible wall part comprises one or more rollers (27-1,27-4) and means for rotating the rollers in an orbital path along the supply chamber (15-1,15-4) to continuously move the fluid in the supply chamber.

18. A pump according to claim 16, characterized in that the means for supporting the additional portion of the lower wall part is a rigid, stationary member (10).

19. A pump according to any one of claims 1 to 18, characterized in that an outlet valve means (20) is provided in the outlet (14).

20. A pump according to any one of claims 1 to 19, characterized by a variable volume secondary piston chamber (16-8A, 16-9A, 16-10A) in communication with the outlet (14-8, 14-9, 14-10) from the pump chamber (16-8B, 16-9B, 16-10B) so as to receive fluid discharged from the pump chamber. receiving fluid through a one-way valve (31-8,31-9,31-10) in the outlet from the pump chamber for blocking backflow of fluid from the second stage chamber into the pump chamber through an outlet passage leading away from the second stage chamber, a second stage displacer member (25-8A,25-9A,25-10A) movable for alternately increasing and decreasing the volume of the second stage chamber, and drive means (26-8A,26-9A,26-10A) for moving the second stage displacer member in at least one direction for decreasing the volume in the second stage chamber.

21. A pump according to claim 20, characterized in that the drive means comprise a source of external energy.

22. A pump according to claim 20, characterized in that the drive means for the second stage displacer is a spring which stores energy when the volume of the second stage chamber is increased by the inflow of fluid from the pump chamber and releases the stored energy when there is no inflow from the pump chamber into the second stage chamber.

23. A pump according to one of claims 20 to 22, characterized in that the displacement volume of the pump chamber (16-8B, 16-9B, 16-10B) is approximately twice the displacement volume of the second stage chamber (16-8A, 16-9A, 16-10A).

24. A pump according to any one of claims 20 to 23, characterized in that the pump chamber (16-8B, 16-9B) is substantially annular and the second stage chamber (16-8A, 16-9A) is substantially circular and is generally laterally disposed and surrounded by the pump chamber.

25. A pump according to any one of claims 20 to 24, characterized in that the supply chamber (15-10) is substantially annular, the pumping chamber (16-10B) is substantially circular, the outlet is a passage leading generally laterally from the pumping chamber, and the second stage chamber (16-10A) is substantially circular and is disposed laterally from and adjacent to the pumping chamber.

26. A pump according to any one of claims 1 to 25, characterized in that the volumetric capacity of the supply chamber (15) is at least as large as that of the pump chamber (16).