ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ГАЗОВОГО ПОТОКА

Изобретение относится к устройствам для переключения газовых потоков малых расходов и может найти применение в газовых системах различных приборов, в частности в медицинских озонаторах.

Известно устройство для переключения газовых потоков, опубликованное в бюллетене изобретений №15, 28.06.1968 г., кл. МПК G 01 F 11/12, авторское свидетельство №302613, содержащее корпус с входным и выходным штуцерами, запирающие пружины, шток и шесть клапанов, включающие в себя общий плунжер и шесть седел, работающих попарно.

Конструкция данного устройства не позволяет применять его в медицинских аппаратах, например озонаторах, позволяющих использовать различные методики озонотерапии, в частности с применением инъекций.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является двухпозиционный распределитель, опубликованный в бюллетене изобретений №23 от 20.08.2000 г., МПК F16K 11/048, патент №2154763, содержащий корпус с входным патрубком и первым и вторым выходными патрубками, шток и два клапана, седла которых выполнены в корпусе.

В прототипе поджим левого плунжера к седлу ни чем не осуществляется, поэтому в клапане могут возникать протечки, что снижет надежность распределителя. Для переключения клапанов требуется дополнительное устройство, например электромагнит, а это усложняет конструкцию и также понижает ее надежность. Введение в конструкцию электромагнита добавляет дополнительную операцию - включения, а это создает дополнительные неудобства, например при заполнении медицинского шприца. Конструкция выходных патрубков не позволяет герметично подсоединить нагрузку, что не дает возможности использовать данный переключатель в ряде медицинских приборов, например озонаторах, которые применяются в методиках, где требуются инъекции.

Известный распределитель ограничивает его применение в приборостроении из-за больших габаритных размеров.

При создании заявляемого устройства решалась задача: разработка переключателя газового потока для использования его в газовой системе различных приборов.

Техническим результатом при решении данной задачи являлось расширение функциональных возможностей переключателя газового потока и улучшение условий его эксплуатации. В частности появилась возможность подсоединения медицинского шприца к штуцеру переключателя. Заявляемое устройство может использоваться в газовых системах, где рабочим телом являются агрессивные газы, например озон.

Указанный технический результат достигается тем, что по сравнению с известным переключателем газового потока, содержащим корпус с входным штуцером и первым и вторым выходными штуцерами, шток и два клапана, седла которых выполнены в корпусе, новым является то, что он содержит управляющий орган, расположенный во втором выходном штуцере и связанный с общим плунжером клапанов, закрепленным в штоке, а также мембрану, через которую проходит шток, при этом в упор мембраны с одной стороны установлена запирающая пружина, по другую сторону мембраны расположены оба клапана, а во втором выходном штуцере размещены уплотнительное и стопорное кольца. При этом стопорное кольцо, может быть выполнено из материала, разлагающего озон, например медьсодержащего материала.

Конструкция второго выходного штуцера позволяет герметично подсоединить к нему как медицинский шприц, так и переходной штуцер. Это достигается с помощью уплотнительного и стопорного колец, расположенных в одном из выходных штуцеров.

Если переключатель используется в озоновой смеси, то попадание озона в окружающую среду недопустимо, а после отсоединения шприца от устройства в полости второго выходного штуцера остается небольшое количество озоно-кислородной смеси. Известно, что при взаимодействии озона с медьсодержащими материалами происходит разложение озона. Поэтому стопорное кольцо в штуцере выполнено из латуни. Озон выходит из штуцера и взаимодействует с латунью. Происходит разложение озона. Введение в конструкцию латунного стопорного кольца дало возможность избежать попадания озона в окружающую среду и тем самым повысило надежность переключателя.

Наличие управляющего органа, связанного с плунжером клапанов, позволяет при подсоединении шприца к выходному штуцеру автоматически переключить клапаны устройства. Это повышает надежность и улучшает условия эксплуатации устройства переключателя и прибора в целом.

Конструкция второго выходного штуцера и управляющего органа позволяет забирать озон в шприц практически из самого потока. При этом “мертвая озоновая зона” сведена к минимуму. Т.е. объем воздуха, расположенный между носиком шприца и потоком озона в переключателе пренебрежительно мал по сравнению с объемом шприца. Введение в переключатель газового потока регулировочной гайки и мембраны, относительно которой по обе стороны от нее расположены запирающая пружина и клапаны, дало возможность регулировать усилие прижима плунжера к седлу клапана, при этом мембрана обеспечивает ход штока с плунжером и создает герметичность газового объема, что улучшает условия эксплуатации и повышает надежность. Конструкция предлагаемого переключателя газового потока позволяет применять данный переключатель в медицинских озонаторах, которые используют в методиках, где требуются инъекции.

На фиг.1 изображен заявляемый переключатель потока газа.

На фиг.2 изображен вид сверху, на котором указано взаимное расположение входного и первого выходного штуцеров.

На фиг.3 изображен переключатель потока газа с подсоединенным к нему медицинским шприцом.

На фиг.4 изображен переходной штуцер, подключенный ко второму выходному штуцеру переключателя потока газа.

Заявляемый переключатель газового потока представляет собой составной цилиндрический корпус 1 с входным 2 и выходными первым 3 и вторым 4 штуцерами. Внутри корпуса 1 вдоль центральной оси расположен шток 5. Входная А и выходная Б полости корпуса 1 сообщаются друг с другом через зазоры, образованные цилиндрической поверхностью центрального отверстия корпуса 1 и лысками, выполненными вдоль оси штока 5. Указанный шток центруется по поверхности центрального отверстия корпуса 1. В верхней части штока 5 крепится плунжер 6. Седлами 7 и 8 клапанов являются два бурта, выполненных в корпусе 1.

Управляющий орган 9, связанный с плунжером 6 клапанов, крепится к верхней части штока 5. Удлиненная головка данного управляющего органа расположена внутри второго выходного штуцера 4.

Нижний конец штока 5 проходит через центр мембраны 10 и внутри запирающей пружины 11, которая установлена в упор нижней стороны мембраны 10.

Герметичность штуцера 4 достигается с помощью уплотнительного кольца 12. В торец выходного штуцера 4 впрессовано стопорное латунное кольцо 13, предотвращающее выпадение уплотнительного кольца 12.

Запирающая пружина 11с регулировочной гайкой 14 расположены в нижней части мембраны 10, а клапаны расположены по другую сторону мембраны. Регулировочная гайка 14 навернута на корпус 1 и устанавливает с помощью запирающей пружины 11 мембрану 10 и шток 5 в крайнее верхнее положение. При этом плунжер 6 клапана перемещается вместе с управляющим органом 9 также в верхнее положение. Плунжер 6 состоит из двух уплотнителей 15 и шайбы 16. Сжатая пружина 11 передает через шток 5 усилие на верхний уплотнитель 15, шайбу 16 и верхнее седло 8. Таким образом, выход из переключателя газовых потоков через второй выходной штуцер 4 закрыт.

В упоре со штоком 5 расположен микровыключатель 17. Данный микровыключатель крепится к регулирующей гайке 14 с помощью уголка 18, прижимных планок 19, 20 и винтов 21, 22.

Зазор между кнопкой микровыключателя 17 и штоком 5 выбирается с помощью резьбовой втулки 23, перемещающейся по резьбе штока 5. Переключатель потока также включает в себя стопорный винт 24, кольцо 25, прокладку 26, шайбы 27, 29, гайку 28, винты 30.

Переключатель газового потока работает следующим образом. Рабочая среда - озон - поступает из газовой магистрали во входную полость А через входной штуцер 2. Далее газ следует через зазоры, образованные лысками штока 5 и цилиндрической поверхностью отверстия в корпусе 1. Озон заполняет выходную полость Б и выходит в газовую магистраль через первый выходной штуцер 3. При этом верхний клапан закрыт, и доступа озона во второй выходной штуцер 4 нет. Плунжер 6 находится в крайнем верхнем положении. Значение усилия, при котором его верхний уплотнитель 15 герметично прилегает к седлу 8, задается запирающей пружиной 11 с помощью вращения гайки 14 по резьбовой поверхности корпуса 1. Величина усилия устанавливается в диапазоне Р=(0,8-1,2) кг/см². Таким образом, верхний клапан закрыт, а нижний открыт. При подключении ко второму выходному штуцеру 4 газовой нагрузки, в частности стандартного медицинского шприца 31, происходит изменение движения газового потока в переключателе.

На шприц, вставленный в переключатель, прикладывается усилие. Носик шприца 31 упирается в торец управляющего органа 9 и воздействует на шток 5. Шток 5 преодолевает усилие пружины 11 и перемещается в крайнее нижнее положение. При этом плунжер, состоящий из шайбы 16 и уплотнителей 15, перемещается вниз. Нижний уплотнитель 15 герметично прилегает к нижнему седлу 7, а между верхним уплотнителем 15 и верхним седлом 8 образуется зазор. Таким образом, нижний клапан закрывается, а верхний клапан открывается. Озон проходит через образовавшийся зазор в верхнем клапане и устремляется через второй выходной штуцер 4 в шприц 31.

Для подключения переключателя к постоянному потребителю используется переходной штуцер 32. При подключении переходного штуцера 32 к переключателю потока, усилие на управляющий орган осуществляется с помощью накидной гайки 33.

Заявляемый переключатель потока газа реализован с использованием управляющего органа, расположенного во втором выходном штуцере и связанного с общим плунжером клапанов, закрепленного в штоке, а также мембраны, через которую проходит шток, при этом в упор мембраны с одной стороны установлена запирающая пружина, по другую сторону мембраны расположены оба клапана, а во втором выходном штуцере размещены уплотнительное и стопорное кольца. А также стопорное кольцо, выполнено из материала, разлагающего озон, в частности латуни.

Переключатель газового потока представляет собой камеру диаметром 30 мм, длиной 68 мм с выходящими из нее входным и выходными штуцерами. Корпус выполнен из нержавеющей стали. В качестве мембраны применен эластичный, озоностойкий материал “Витур”. Прокладка в выходном штуцере обеспечивает герметичное подсоединение медицинского шприца. Материал, из которого изготовлена прокладка, - озоностойкая резина.

Для предотвращения утечек озона из штуцера 4 запрессованное в его торец кольцо 13 выполнено из латуни.

В переключателе потока газа использован микровыключатель 17. Его наличие позволяет подключить к переключателю газового потока электрическую схему, с помощью которой возможно получать информацию о переключении газового потока. Информация может передаваться в виде звукового или светового сигнала.

Таким образом, заявляемый переключатель потока позволяет расширить функциональные возможности устройства, что дает возможность использовать его в озонотерапевтическом аппарате, с большим количеством используемых медицинских методик, а также улучшить условия эксплуатации заявляемого устройства.