ПЕРФУЗИОННЫЙ НАСОС ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

ПЕРФУЗИОННЫЙ НАСОС ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ


RU (11) 2101034 (13) C1

(51) 6 A61M1/10, F04B43/12 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 95102295/14 
(22) Дата подачи заявки: 1995.02.17 
(45) Опубликовано: 1998.01.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU, авторское свидетельство, 1434138, кл. F 04 B 43/12, 1986. SU, авторское свидетельств, 1686223, кл. F 04 B 43/12, 1987. 
(71) Заявитель(и): Руднев Евгений Васильевич 
(73) Патентообладатель(и): Руднев Евгений Васильевич 

(54) ПЕРФУЗИОННЫЙ НАСОС ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ 

Использование: перфузионный насос относится к насосам перистальтического действия, предназначенным для перекачивания и циркуляции крови, например, в аппаратах искусственного кровообращения. В замкнутой полости насосной камеры (6) с разреженной газовой средой герметично установлены по направлению бегущего магнитного поля, создаваемого блоком (10) электромагнитов, кровеносные шланги (12) плоского сечения с входными и выходными каналами (13, 14), а взаимодействующий с бегущим магнитным полем рабочий орган насоса, отделяющий насосную камеру (6) от приводной камеры (7) с газовой средой под давлением, выполнен в виде пассивной к магнитному полю эластично-гибкой диафрагмы (8) и упруго-гибкого ферромагнитного злемента (9), расположенного между диафрагмой и кровеносными шлангами. Разъемный полый корпус насоса плоской или цилиндрической формы выполнен с возможностью одновременной замены одноразовых кровеносных шлангов (12) с помощью откидных рычагов или дифференциальных резьбовых муфт (19). На полом корпусе насоса имеются выхлопные отверстия (21), соединяющие полость насосной камеры с внешней средой. Полости насосной и приводной камеры (6, 7) могут сообщаться с буферными объемами в виде баллонов с газовой средой. 6 з.п. ф-лы, 7 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к насосам перистальтического действия, применяемым для перекачивания и циркуляции крови, например, в аппаратах искусственного кровообращения (АИК).

Известны шланговые насосы перистальтического действия, широко применяемые в медицине для перекачивания крови. Такие насосы имеют корпус с внутренней цилиндрической поверхностью, к которой посредством планетарно вращающихся роликов прижимаются кровеносные шланги (Галлети П. и Бригер Г. Основы и техника экстракорпорального кровообращения. М. Медицина, 1966, с. 117-123).

Для деформирования используемых в них упруго-эластичных шлангов необходимая величина производимого на них усилия со стороны роликов весьма значительна. Распределение этого усилия неравномерно по сечению шланга в зонах контакта с роликами из-за механических неточностей и неидентичных условий их взаимодействия. Это приводит к травме форменных элементов крови, особенно при длительном процессе функционирования насоса.

Указанные недостатки отсутствуют в насосах перистальтического действия, нагнетание текучей среды в которых осуществлено с помощью пластинчатого упруго-эластичного ферромагнитного рабочего органа путем воздействия на него бегущей магнитной волны и давления газовой среды, превышающего величину давления перекачиваемой текучей среды на выходе насоса.

Объемный корпус такого насоса разделен рабочим органом на насосную и приводную камеру. Для образования бегущего магнитного поля служит блок электромагнитов, последовательно включаемых и выключаемых по заданной программе. Приводная камера заполнена газовой средой под давлением, превышающим давление текучей среды на выходе насосной камеры (авт. св. СССР N 1686223, кл. F 04 B 43/12, 1987).

В этом насосе перекачиваемая текучая среда омывает стенки насосной камеры и одну из поверхностей рабочего органа, поэтому в случае использования такого насоса для перекачивания крови необходима стерильная обработка насосной камеры после каждого его использования.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей при использовании такого насоса как средства искусственного кровообращения.

Указанная цель достигается тем, что в известном насосе герметично замкнутая полость насосной камеры сообщается со средством вакуумной откачки и в ней размещены расположенные по направлению бегущего магнитного поля одноразовые эластично-гибкие кровеносные шланги плоского сечения, для надежного экранирования которых от действия бегущего магнитного поля рабочий орган насоса выполнен в виде пассивной к магнитному полю эластично-гибкой диафрагмы и упруго-гибких ферромагнитных лент, расположенных между диафрагмой и кровеносными шлангами и ориентированных вдоль этих шлангов.

Замена сосредоточенного усилия в зонах деформирования кровеносных шлангов равномерно распределенным давлением газовой среды и возможность поддержания стабильности величины этого давления и точного его регулирования позволяют существенно или полностью устранить причины травмы форменных элементов крови.

Разреженное состояние газа в насосной камере позволяет применять более эластичные кровеносные шланги, т.к. их форма при заполнении кровью восстанавливается благодаря разности давлений на их внешнюю и внутреннюю поверхности, а не за счет упругости шланга. При этом повышается точность регулирования самого процесса искусственного кровообращения.

Изобретение поясняется фиг. 1-7.

Разъемный полый корпус насоса (фиг. 1-5) выполнен в виде базовой панели 1 и съемной панели 2, герметично соединенных с помощью откидных рычагов 3 с установленными на них прижимными валиками 4 и запорными кольцами 5.

Рабочий орган насоса, разделяющий полый корпус на насосную камеру 6, заполненную разряженной газовой средой, и приводную камеру 7, заполненную газовой средой под давлением, превышающим давление на выходе насоса, выполнен в виде эластично-гибкой пассивной к магнитному полю диафрагмы 8 и упруго-гибкого ферромагнитного элемента в виде объединенных общим пояском лент 9, ориентированных по направлению бегущего магнитного поля, создаваемого блоком электромагнитов 10, укрепленных на базовой панели 1, в которую герметично встроены сквозные полюсные наконечники 11.

В насосной камере 6 герметично установлены сменные одноразовые кровеносные шланги 12 плоского сечения с входными каналами 13 и выходными каналами 14 на концах. Для сообщения насосной камеры с внешним средством вакуумной откачки и с буферным объемом в виде баллона с разреженной газовой средой (не показан) на съемной панели 2 имеются штуцеры 15, а для сообщения приводной камеры 7 с источником газовой среды под давлением и с буферным объемом в виде баллона с газовой средой под давлением (не показан) на базовой панели 1 имеются штуцеры 16.

Разъемный полый корпус насоса с большим числом кровеносных шлангов (фиг. 6, 7) выполнен в виде полого цилиндра 17 и герметично установленных на нем торцевых фланцев 18 с дифференциальными резьбовыми соединениями 19 на каждом их них и кольцевыми уплотняющими прокладками 20 клиновидного сечения. Блок электромагнитов 10 выполнен в виде соосно установленных внутри полого цилиндра 17 электромагнитов цилиндрической формы. Кровеносные шланги 12 с входными каналами 13 и выходными каналами 14 на концах герметично укреплены на внутренней поверхности полого цилиндра 17 вдоль ее образующей.

Эластично-гибкая диафрагма 8 имеет в этом случае форму цилиндрического рукава, герметично закрепленного краями на торцевых фланцах 18, а ферромагнитный элемент выполнен в виде юбочки из упруго-гибких лент 9, объединенных общим пояском, плотно опоясывающим край диафрагмы 8 в зоне расположения входных каналов 13. На полом корпусном цилиндре 17 в зоне расположения выходных каналов 14 имеются отверстия 21, соединяющие полость насосной камеры 6 с внешней средой, герметично закрытые с внешней стороны упруго-эластичным кольцом 22, выполняющим роль выхлопного клапана.

Подготовка к работе насоса, выполненного по первому варианту, происходит следующим образом. Стерильно подготовленные кровеносные шланги с входными и выходными каналами на концах герметично укрепляют на съемной панели. После этого с помощью откидных рычагов, прижимных валиков и запорных колец герметично прижимают съемную панель с кровеносными шлангами к базовой панели так, чтобы эластично-гибкая диафрагма оказалась плотно зажатой по периметру обеих панелей, а упруго-гибкие ленты зажатыми одним из своих коцов, объединенных общим пояском, в зоне входных каналов кровеносных шлангов. Затем с помощью штуцеров, расположенных на базовой съемной панелях, соединяют полости насосной и приводной камеры с баллонами, выполняющими роль буферных объемов, и со средствами разрежения и нагнетания газовой среды. Наконец, соединяют входные и выходные каналы кровеносных шлангов с артериальными, коронарными и другими шлангами кровеносной системы АИК, оставляя по меньшей мере один резервный шланг для аварийной замены или для увеличения числа действующих кровеносных шлангов.

Подготовка к работе насоса, выполненного по второму варианту, происходит аналогичным образом, только стерильно подготовленные кровеносные шланги герметично укрепляют в этом случае на внутренней поверхности полого корпусного цилиндра, после чего герметично соединяют корпусной цилиндр с разборными торцевыми фланцами с помощью дифференциальных резьбовых соединений и уплотняющих кольцевых прокладок клиновидного сечения.

Перед включением насоса давление газовой среды, заполняющей приводную камеру, должно обеспечивать плотное поджатие эластично-гибкой диафрагмы и упруго-гибких лент вместе с кровеносными шлангами к внутренней стенке съемной панели или внутренней стенке полого корпусного цилиндра, вследствие чего внутренний объем кровеносных шлангов, расположенных в полости насосной камеры, становится исчезающе малым.

Включение насоса производится путем подачи электропитания на блок электромагнитов посредством коммутирующего устройства (не показано) по заданной программе, в заданной последовательности, в результате чего создается бегущее магнитное поле, вызывающее волну деформации рабочего органа, преодолевая действие на эластично-гибкую диафрагму давления газовой среды, заполняющей приводную камеру. При этом замыкание бегущего магнитного поля происходит в локальных участках упруго-гибких лент в зонах расположения полюсов электромагнитов.

Это приводит к нарастающему увеличению объема насосной камеры с разреженной газовой средой, вследствие чего внутренний объем участков кровеносных шлангов, находящихся в зонах действия на рабочий орган бегущего магнитного поля, увеличивается, вызывая всасывание в них крови через входные каналы.

После заполнения кровью каждого из действующих кровеносных шлангов электромагниты в той же последовательности выключаются, создавая перистальтическое перемещение дозированной порции крови внутри каждого кровеносного шланга, определяемой числом одновременно включенных электромагнитов.

Регулирование объемной производительности насоса сводится к изменению скорости действия коммутирующего устройства, а остановка к выключению электропитания блока электромагнитов, в результате чего давление газовой среды, заполняющей приводную камеру, плотно прижимает эластично-гибкую диафрагму и упруго-гибкие ленты вместе с кровеносными шлангами к внутренней стенке съемной панели или к внутренней стенке полого корпусного цилиндра, надежно перекрывая кровеносные шланги.

Использование для перистальтического деформирования кровеносных шлангов равномерно распределенного усилия, создаваемого давлением газовой среды в приводной камере и возможность точного регулирования и стабилизации величины этого давления позволяют устранить главные причины травмы форменных элементов крови. Повышаются надежность и точность регулирования процесса искусственного кровообращения, оперативность одновременной замены всех кровеносных шлангов одноразового использования, возможность различной пространственной ориентации действующего насоса. Исключается необходимость использования запорных устройств при остановке насоса, в том числе аварийной. Улучшаются весовые и габаритные характеристики. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Перфузионный насос перистальтического действия, содержащий разъемный полый корпус, в котором с образованием насосной камеры и приводной камеры, заполненной газовой средой под давлением, превышающим давление на выходе насоса, установлен с возможностью взаимодействия с источником бегущего магнитного поля эластично-гибкий ферромагнитный рабочий орган, при этом источник бегущего магнитного поля выполнен в виде блока электромагнитов, отличающийся тем, что герметично замкнутая полость насосной камеры выполнена с возможностью сообщения с внешним средством вакуумной откачки, при этом в полости насосной камеры размещены расположенные по направлению бегущего магнитного поля один или несколько сменных одноразовых эластично-гибких кровеносных шлангов плоского сечения с входными и выходными каналами на их концах.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что рабочий орган насоса выполнен в виде эластично-гибкой пассивной к магнитному полю диафрагмы с упругогибким ферромагнитным элементом в виде одной или нескольких объединенных общим пояском лент, расположенных между диафрагмой и кровеносными шлангами и ориентированных вдоль кровеносных шлангов.

3. Насос по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что корпус насоса выполнен в виде базовой панели с укрепленным на ней блоком электромагнитов и съемной панели с герметично укрепленными на ней кровеносными шлангами с входными и выходными каналами, при этом базовая и съемная панель герметично соединены между собой с помощью укрепленных на базовой панели откидных рычагов с прижимными валиками и запорными кольцами.

4. Насос по пп.1 и 2, отличающийся тем, что корпус насоса выполнен в виде полого цилиндра и герметично установленных на нем торцевых фланцев, а блок электромагнитов выполнен в виде соосно установленных внутри полого цилиндра электромагнитов цилиндрической формы, при этом рабочий орган имеет форму цилиндрического рукава, герметично разделяющего полость корпусного цилиндра на насосную камеру кольцевого сечения и приводную камеру круглого сечения.

5. Насос по пп.1, 2 и 4, отличающийся тем, что торцевые фланцы корпуса насоса выполнены с дифференциальным резьбовым соединением на каждом из них и кольцевыми уплотняющими прокладками клиновидного сечения и возможностью разъединения.

6. Насос по пп.1, 2, 4 и 5, отличающийся тем, что на корпусном цилиндре имеются отверстия, соединяющие полость насосной камеры с внешней средой, герметично закрытые с внешней стороны упругоэластичным элементом, выполненным в виде выхлопного клапана.

7. Насос по пп.1 6, отличающийся тем, что полости приводной и насосной камеры соединены с буферными объемами, выполненными в виде баллонов с газовой средой.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru