Результат интеллектуальной деятельности: Способ регулирования перистальтического насоса

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в аппаратах искусственного кровообращения.

Известен перистальтический насос, содержащий корпус, в полости которого размещена эластичная рабочая камера, перемещаемая роликами, установленными в корпусе, который выполнен в виде двух вертикальных щек со вставкой между ними, щеки выполнены со сквозными отверстиями круглой формы, в одной из щек выполнена кольцевая проточка, в которой свободно посажен венец с внутренними зубьями, взаимодействующий с планетарными роликами, выполненными с шестернями на концах, ролики расположены вокруг ротора и входят в зацепление с шестернями на концах ротора, на хвостовике последнего установлена дополнительная шестерня, входящая в зацепление с шестерней привода, между щеками установлены кассеты с трубчатыми эластичными камерами, каждая кассета выполнена в виде П-образной рамки с подвижной скобой на ее вертикальных стойках, последние имеют продольные прорези для прохода шланга, при этом каждая кассета выполнена с устройством регулирования силы пережатия шланга (Патент РФ №2011008, MПК F04B 43/12, опубл. 15.04.1994 г.).

Возможность регулирования положения роликов не гарантирует предотвращения, полного пережатия эластичной рабочей камеры, которое приводит к гибели клеток органических жидкостей.

Технический результат изобретения заключается в исключении режимов работы насоса, при которых происходит травмирование клеток крови и других органических жидкостей.

Поставленная задача достигается тем, что при реализации способа регулирования перистальтического насоса для перекачивания жидких сред организма, содержащего эластичную трубку, установленную внутри круговой упорной стенки и контактирующую с роликами, вращающимися на осях, закрепленных на рычагах, шарнирно связанных с приводным валом и вращающихся вместе с последним, заключающегося в том, что регулируют объемную подачу насоса путем изменения радиального положения оси вращения роликов относительно оси вращения приводного вала, согласно изобретению, перед началом перекачивания подводят оси вращения роликов до касания с эластичной трубкой, устанавливают полученное положение роликов и заводят в память системы управления насоса как положение роликов при нулевой подаче насоса, после чего начинают вращение приводного вала с перемещением роликов в положение их осей вращения, находящееся на большем расстоянии от оси вращения приводного вала, постепенно увеличивают подачу насоса, доводя ее до требуемой величины, при этом задают такую частоту вращения приводного вала, которая при положении осей вращения роликов на предельном расстоянии от оси вращения приводного вала обеспечивает производительность насоса выше предельно допустимой, гарантируя таким образом работу насоса при положении, не допускающем полное пережатие роликами эластичной трубки при контролировании системой управления производительности насоса.

Изобретение поясняется при помощи чертежей.

На фиг. 1 показаны продольный разрез и внешние виды насоса, реализующего описываемый способ;

на фиг. 2 показан продольный разрез насоса в изометрии;

на фиг. 3 показан механизм изменения положения роликов в изометрии;

на фиг. 4 - вид на механизм на фиг. 3.

Описываемый способ реализуется в насосе, основой которого является качающая головка 1 изменяемой производительности, которая вращается в неподвижном корпусе 2 и приводится от приводного вала основного электродвигателя 3. Перистальтическое движение жидкости внутри эластичной трубки 4 осуществляется за счет прокатывания роликов 5 ротора по этой трубке, находящейся между роликами 5 и круговой упорной стенкой корпуса 6. Ролики 5 установлены с возможностью вращения на осях, закрепленных на рычагах 7 второго рода. Рычаги 7 закреплены шарнирно во вращающейся головке 1 приводного вала.

Таким образом на конце одного плеча установлена ось вращения ролика 5, а другое плечо рычага 7 второго рода опирается на регулирующий кулачок 8, который вращается вместе с головкой 1, но при этом может проворачиваться на некоторый угол относительно нее. Для обеспечения постоянного контакта рычагов 7 с кулачком 8 рычаги 7 поджаты к нему пружинами 9.

При повороте кулачка 8 относительно корпуса головки 1 меняется положение вращающихся роликов 5 относительно стенки неподвижного корпуса 6. Это позволяет регулировать расстояние между роликами 5 и круговой упорной стенкой корпуса 6 и таким образом менять подачу насоса.

Для управления поворотом кулачка 8 относительно корпуса головки 1 во время их совместного вращения в кулачке 8 выполнены спиральные пазы, в которые установлены шлицы 10 промежуточного вала 11. Линейное перемещение промежуточного вала 11 вдоль оси поворота кулачка 8 приводит к его повороту и установке в заданное угловое положение относительно головки 1 приводного вала во время совместного вращения головки 1 приводного вала и рычагов 7 с роликами 5.

Управление линейным положением промежуточного вала 11 осуществляется вспомогательным электродвигателем 12, который осуществляет перемещение промежуточного вала 11 вдоль его продольной оси и его удержание в заданном положении. Осевые силы, возникающие в спиральных шлицах 10 при работе насоса под нагрузкой и пытающиеся развернуть кулачок в положение наименьшей производительности, воспринимаются упорным подшипником 13 на конце промежуточного вала 11, связанным с выходным звеном вспомогательного электродвигателя 12. Фиксация промежуточного вала 11 в заданном положении для обеспечения требуемой на данный момент подачи насоса осуществляется удержанием ротора и выходного звена вспомогательного электродвигателя 12 в заданном положении.

Для точного управления производительностью насоса, а также обеспечения высокого КПД основного электродвигателя 3, используется энкодер 14, задействованный в цепи обратной связи электронного блока управления насосом (не показан).

В случае применения описанного устройства в медицинских целях основной задачей управления перистальтическим насосом является недопущение полного пережатия стенок эластичной трубки 4 роликами 5, а также обратного движения жидкости при его работе (противоток). Для этого осуществления указанных задач насос регулируют следующим образом.

Скорость вращения качающей головки 1 приводного вала задается заранее, исходя из того, чтобы производительность насоса на данных оборотах, при максимально разжатых роликах (до положения максимально допустимой подачи, при которой не происходит травмирование органической жидкости в процессе перекачки), была гарантированно больше нужной, это нужно для того, чтобы ролики 5 во время работы не пережали трубку 4 полностью. Ролики 5 в начальный момент полностью сведены в положение минимальной (нулевой) производительности. В таком положении заправляется трубка 4. При активации основного электродвигателя 3 управляющий электронный блок системы управления начинает постепенно выдвигать промежуточный вал 11 в положение, при котором величина разведения роликов 5 (расстояние от осей роликов 5 до оси вращения головки 1 приводного вала) начнет обеспечивать необходимую производительность насоса. Орган, контролирующий производительность насоса, при заданном ее значении дает команду на фиксацию положения кулачка 8 в заданном положении путем удержания ротора и выходного звена вспомогательного электродвигателя 12.

Таким образом использование заявленного изобретения позволяет осуществлять перекачку органических жидкостей с гарантией недопущения их травмирования. При этом процесс в большой степени автоматизирован.