ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2254877

ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКИЙ НАСОС

ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКИЙ НАСОС

Имя изобретателя: Кондратьев А.С. (RU); Поварков В.Н. (RU); Велитченко С.В. (RU); Богданов Д.А. (RU); Сенчик К.Ю. (RU); Митренин В.Б. (RU); Кириченко В.В. (RU)
Имя патентообладателя: Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и кибернетики (ЦНИИ РТК) (RU)
Адрес для переписки: 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., 21, ЦНИИ РТК, отд.91
Дата начала действия патента: 2004.02.24

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для транспортировки крови и биологических жидкостей в аппаратах для экстракорпоральной детоксикации, гемосорбции, ликворосорбции, ликворофильтрации, плазмафереза и т.д. Насос содержит статор с примыкающей к его внутренней поверхности эластичной трубкой, ротор, размещенный в полости статора, ролики, контактирующие с эластичной трубкой, регулировочный винт и привод. Ротор выполнен в виде двух коаксиально расположенных валов. Внутри внутреннего вала установлен подпружиненный толкатель, ось которого совмещена с осью ротора. Толкатель имеет возможность перемещения по копирам, выполненным в валах. Регулировочный винт выполнен с возможностью взаимодействия с толкателем и закреплен в дверце, установленной на статоре посредством шарнира с возможностью фиксации в закрытом положении. Ролики смонтированы на осях эксцентриков кривошипно-кулисного механизма. Технический результат заключается в регулировке окклюзии как при неподвижном, так и при вращающемся роторе.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для транспортировки крови и биологических жидкостей в аппаратах для экстракорпоральной детоксикации, гемосорбции, ликворосорбции, ликворофильтрации, плазмафереза и т.д.

Известен перистальтический насос, содержащий статор с примыкающей к его внутренней поверхности эластичной трубкой, установленное на валу привода и размещенное в полости статора водило с двумя роликами, оси которых смонтированы на подпружиненных рычагах (заявка Франции N2555057).

Недостаток данного насоса состоит в том, что настройка на требуемую величину окклюзии эластичной трубки сопряжена с необходимостью регулировки вылета каждого ролика, что снижает точность настройки.

Известен перистальтический насос, содержащий статор, эластичную трубку, размещенный в полости статора ротор, ролики, оси которых размещены на ползушках, распорный элемент, выполненный в виде кулачка с выступами (патент РФ №2014092).

Недостатком данного насоса является невозможность изменения окклюзии во время работы насоса.

За прототип выбран перистальтический насос (патент РФ №2012356). Он содержит статор с примыкающей к его внутренней поверхности эластичной трубкой, ротор, размещенный в полости статора и установленный на валу привода, контактирующие с эластичной трубкой ролики, оси которых закреплены на подвижных ползушках, контактирующий с ползушками распорный элемент, выполненный виде кулачка с упорами, установленный с возможностью углового перемещения вокруг собственной оси и связанный с валом ротора посредством пружины кручения, который расположен между кулачком и ступицей ротора, эксцентрик, выполненный заодно с регулировочным винтом, установленным в жестко связанном со ступицей ротора диске.

Недостаток известного перистальтического насоса заключается в том, что для настройки требуемой величины окклюзии необходимо остановить насос, открыть крышку, произвести регулировку, закрыть крышку, запустить насос. При этом полностью прекращается процесс транспортировки жидкости, что отрицательно сказывается на состоянии больного и увеличивает непроизводительные потери времени во время проведения операций.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение эксплуатационных свойств насоса и расширение возможности применения медицинских методик.

Поставленная цель достигается тем, что предложен перистальтический насос, который содержит статор с примыкающей к его внутренней поверхности эластичной трубкой, ротор, размещенный в полости статора, ролики, контактирующие с эластичной трубкой, оси которых закреплены на механизме перемещения, регулировочный винт, электродвигатель, датчик угла поворота. Ротор выполнен в виде двух коаксиально расположенных валов, внутри одного из них установлен с возможностью перемещения вдоль копиров подпружиненный толкатель, ось которого совмещена с осью ротора. В валах ротора выполнены копиры, а регулировочный винт закреплен в дверце, установленной на статоре посредством шарнира с возможностью фиксации в закрытом положении. Механизм перемещения роликов может быть, например, кривошипно-кулисным или в виде прямозубой передачи. В данной конструкции он представляет собой кривошипно-кулисный механизм.

Форма копиров может быть различной, отчего зависит закон, по которому изменяются величины окклюзии. Наиболее простой вариант формы копиров, с точки зрения изготовления, может быть, например, прямой на внутреннем валу и винтовой паз с постоянным шагом на наружном.

Толкатель может быть выполнен в виде стержня с закрепленным на нем штифтом, скользящим по копирам, или в виде стержня с закрепленными на оси роликами в виде втулок, перекатывающихся по поверхности копира и скользящих по оси.

В данной конструкции применен толкатель, выполненный в виде стержня с роликами в виде подшипников качения, что снижает потери на трение и повышает износостойкость механизма.

На одном из концов толкателя может быть установлен подшипник с бандажом, который служит для уменьшения сил трения в паре винт-толкатель при вращающемся роторе и неподвижном винте.

Существенными признаками предлагаемого изобретения являются: выполнение ротора в виде двух коаксиально расположенных валов, в которых выполнены копиры разной формы, толкатель, представляющий собой стержень с роликами, которые осуществляют движение по копирам, закрепление регулировочного винта в дверце насоса. В рабочем состоянии толкатель с одной стороны подпружинен возвратной пружиной, а с другой соприкасается с регулировочным винтом. Это обеспечивает возможность возвратно-поступательного перемещения роликов не только во время остановки, но и во время вращения ротора и тем самым позволяет корректировать величину окклюзии, не прерывая процесс перекачивания жидкости. Для этого достаточно повернуть регулировочный винт, расположенный на внешней стороне дверцы, в ту или иную сторону. Для смены эластичной трубки достаточно открыть дверцу, на которой установлен регулировочный винт. При этом ролики, создающие окклюзию, автоматически при помощи возвратной пружины перемещаются к центру ротора, давая возможность быстро заменить трубку. В процессе закрывания дверцы регулировочный винт возвращает толкатель в то положение, в котором он был до замены трубки, что исключает необходимость повторной настройки величины окклюзии.

общий вид перистальтического насоса

Указанные признаки являются существенными, т.к. только их совокупность позволяет достичь технического результата.

На фиг.1 изображен общий вид перистальтического насоса; на фиг.2 - разрез М-М; на фиг.3 - разрез Р-Р; на фиг.4 - разрез Т-Т; на фиг.5 - вариант исполнения механизма перемещения роликов в виде прямозубой передачи.

Перистальтический насос содержит статор 1 с примыкающей к его внутренней поверхности эластичной трубкой 2, ротор 3, размещенный в полости статора, шаговый электродвигатель 4, датчик угла поворота 5, дверцу 6 с закрепленным на ней регулировочным винтом 7, два коаксиально расположенных вала 8 и 9, толкатель 10 с роликами 11, которые имеют возможность перемещения по поверхности копиров, кривошипно-кулисный механизм, содержащий эксцентрики 12 со смонтированными на их осях роликами 13, которые контактируют с эластичной трубкой. На валах эксцентриков закреплены кривошипы 14, которые находятся в контакте с пазами кулисы внешнего вала. На статоре закреплен фиксатор 15, обеспечивающий фиксацию дверцы в закрытом положении. Передача крутящего момента от электродвигателя к ротору осуществляется через зубчатые колеса 16 и 17. В полости внутреннего вала установлена пружина 18, обеспечивающая возврат толкателя в исходное положение.

В данном насосе привод включает в себя шаговый двигатель 4 с датчиком угла поворота 5, систему управления.

Насос работает следующим образом.

Перед пуском насоса в полости статора 1 устанавливают эластичную трубку 2. Для этого открывают дверцу 6, при этом ролики автоматически смещаются к центру ротора, позволяя легко установить трубку в полость статора. После закрепления трубки в зажимах необходимо закрыть дверцу 6. При этом регулировочный винт 7, нажимая на толкатель 10, приведет в действие кривошипно-кулисный механизм.

Регулировочный винт 7 перемещает толкатель 10 вдоль оси ротора, при этом ролики толкателя 11, перемещаясь по копирам, обработанным на валах 8 и 9, обеспечивают вращение одного вала относительно другого по требуемому закону. Это приводит к повороту эксцентриков 12 посредством кривошипов 14 относительно собственной оси, что приводит к перемещению роликов 13 в радиальном направлении и сужению или увеличению просвета трубки (изменению окклюзии).

Выходящие из статора концы эластичной трубки при помощи специального устройства, например гемосорбционной колонки, подсоединяются к пациенту. При пуске электродвигателя 4 начинает вращаться ротор 3, при этом скорость вращения ротора контролируется датчиком угла поворота 5 и может меняться при помощи системы управления приводом. Ролики, контактирующие с эластичной трубкой, вращаются совместно с ротором и в результате в трубке создаются области повышенного давления и разрежения и происходит процесс перекачивания жидкости.

После завершения процедуры электродвигатель останавливают, открывают дверцу, при этом ролики, смещаясь к центру ротора, освобождают трубку, что позволяет быстро заменить ее и, закрыв дверцу, подготовить насос для следующей операции.

Величину окклюзии можно изменять как на неподвижном, так и при вращающемся роторе. Для этого необходимо повернуть регулировочный винт 7 по часовой стрелке для увеличения окклюзии или против часовой стрелки для уменьшения.

Таким образом, операции, связанные со снятием, установкой эластичной трубки, а также настройкой требуемой величины окклюзии, характеризуются быстродействием, что способствует улучшению эксплуатационных свойств насоса. Кроме того, величину окклюзии можно менять как на работающем насосе, так и на остановленном, что расширяет применение медицинских методик.

разрез перистальтического насоса М-М
вариант исполнения механизма перемещения роликов в виде прямозубой передачи.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Перистальтический насос, содержащий статор с примыкающей к его внутренней поверхности эластичной трубкой, ротор, размещенный в полости статора, ролики, контактирующие с эластичной трубкой, регулировочный винт для установки величины окклюзии эластичной трубки и привод, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде двух коаксиально расположенных валов, внутри внутреннего вала установлен подпружиненный толкатель, ось которого совмещена с осью ротора, толкатель имеет возможность перемещения по копирам, выполненным в валах, регулировочный винт выполнен с возможностью взаимодействия с толкателем и закреплен в дверце, установленной на статоре посредством шарнира с возможностью фиксации в закрытом положении, а ролики смонтированы на осях эксцентриков кривошипно-кулисного механизма.

Версия для печати


вверх