Молокоотсос с синхронизированной диафрагмой и с системой регулирования давления в цикле откачки
Группа изобретений относится к медицине и используется при сцеживании грудного молока вручную или с использованием электропривода. Молокоотсос содержит узел грудного экрана и вакуумный насос, сообщающиеся с узлом грудного экрана. Дополнительный механизм связан с камерой грудного экрана и отделен от вакуумного насоса, чтобы поддерживать по меньшей мере минимальное отрицательное давление внутри грудного экрана в течение по меньшей мере некоторых повторных циклов в сеансе молокоотсоса. Раскрыты варианты молокоотсоса, отличающиеся конструктивным выполнением, способ эксплуатации молокоотсоса, варианты способа молокоотсоса и устройство для создания минимального отрицательного давления в области тела человека. Технический результат состоит в поддержании минимального отрицательного давления внутри грудного экрана в течение повторных циклов молокоотсоса. 10 н. и 55 з.п. ф-лы, 22 ил.
Область применения изобретения
Настоящее изобретение в общем имеет отношение к молокоотсосам для сцеживания грудного молока, а более конкретно, к молокоотсосам, которые приспособлены для работы вручную или для работы с электроприводом и снабжены системой регулировки давления, чтобы регулировать давление, которое фактически приложено к груди внутри камеры грудного экрана во время цикла откачки, и чтобы изменять давление в цикле таким образом, чтобы поддерживать минимальный вакуум.
Предпосылки к созданию изобретения
Молокоотсосы, предназначенные для использования кормящими матерями, хорошо известны. Они позволяют кормящей женщине сцеживать молоко по мере необходимости или когда это удобно, и дополнительно накапливать грудное молоко для дальнейшего использования. Для некоторых матерей молокоотсосы могут быть необходимы, когда ребенок имеет проблемы сосания, или если мать имеет проблемы, связанные с избыточным или недостаточным выделением молока, или же болезненную чувствительность, деформацию или повреждение грудного соска, или другие проблемы, не позволяющие сосать грудь.
Существуют три основных класса молокоотсосов: ручные молокоотсосы, в которых отсасывание производят вручную; работающие на батарейках молокоотсосы с небольшими двигателями, которые производят отсасывание за счет энергии от батареек; и электрические молокоотсосы, которые производят отсасывание за счет электродвигателей, которые питаются от бытовой электросети. В некоторых молокоотсосах совместно используют характеристики этих классов.
Существуют различные типы ручных молокоотсосов. Примеры таких ручных молокоотсосов приведены в патенте США No. 6497677.
Работающие на батарейках молокоотсосы описаны, например, в патенте США No. 4964851. Этот молокоотсос является небольшим, имеет малый вес и позволяет обеспечивать хорошую регулировку вакуума (то есть отрицательного давления) в предпочтительных пределах. Молокоотсос LACTINA, выпускаемый фирмой Medela, Inc., представляет собой молокоотсос, который может работать как на батарейках, так и от бытовой электросети. Этот молокоотсос описан в патенте США No. 5007899.
Все эти молокоотсосы предназначены для циклического изменения давления, а типично отрицательного давления (или вакуума), которое прикладывают к груди и к соску внутри грудного экрана. Обычные молокоотсосы как правило представляют собой молокоотсосы объемного типа или накопительного типа. В объемных молокоотсосах используют механизм для расширения объема, за счет чего создают вакуум, как в известных молокоотсосах поршневого типа. В конце обратного хода происходит возврат к атмосферному давлению. Максимальный (или иной) вакуум получают за счет длины хода. После возврата грудного экрана к атмосферному давлению однопутевой клапан может быть открыт для удаления накопленного воздуха утечки, избытка воздуха за счет изменения положения грудной ткани, а также для удаления сцеженного молока, находящегося внутри грудного экрана. Удаление происходит в находящуюся под атмосферным давлением бутылку для сбора молока или в мягкий резервуар. Альтернативно, может быть произведена регулируемая добавка воздуха во время хода фиксированной длины (например, за счет регулируемого возврата в атмосферу), чтобы грубо установить желательный уровень вакуума.
Накопительные молокоотсосы накапливают вакуум за счет повторной откачки небольших порций исходного количества газа в системе. Когда количество газа (воздуха) в фиксированном объеме снижается, то снижается давление, что создает повышение вакуума. Накопительные молокоотсосы позволяют регулировать максимальный вакуум за счет времени, в течение которого молокоотсос включен или работает, например, за счет числа ходов возвратно-поступательного движения в данном цикле. Вакуум также можно регулировать при помощи регулятора, например, аналогично тому, как это делают в портативном молокоотсосе на батарейках, описанном в патенте США No. 4964851.
Проблемой обычных молокоотсосов является то, что "системный" объем внутри грудного экрана изменяется за счет объема груди кормящей матери, находящегося в грудном экране, а также в ответ на изменение объема груди под вакуумом. Например, кормящая мать с налитыми грудями будет иметь плотную ткань груди и соска, которая может занимать другой объем грудного экрана, чем ткань груди и соска с высокой упругостью. Кроме того, небольшая грудь или сосок могут заполнять грудной экран и реагировать по-иному, чем большая грудь или сосок. Системный объем может изменяться от одной груди к другой груди и даже время от времени для одной и той же груди.
Этот "переменный системный объем", который иногда называют "мертвым" объемом, создает проблему в цикле создания вакуума. Положим, что грудь/ сосок имеют высокую упругость. В начале цикла создания вакуума грудь и сосок занимают некоторую часть объема системы грудного экрана. Это фиксирует исходное количество воздуха в системе. При повышении вакуума ткань груди/ соска втягивается в грудной экран, за счет чего вакуум частично снижается. Таким образом, созданный в цикле вакуум будет меньше того, который может быть получен в случае менее упругих груди/ соска.
В том случае, когда в известных молокоотсосах объемного типа или накопительного типа пытаются использовать фактические контрольные точки для создания желательного вакуума, это делают только за счет аппроксимации. Уставка вакуума "250 мм рт. ст." для таких молокоотсосов является справедливой, например, только для груди стандартного размера, так как она основана на ожидаемом уровне, полученном за счет объема или накопления, созданного в процессе работы. Таким образом, нет контроля способа или механизма, при помощи которого регулируют вакуум, за счет фактического измерения давления в грудном экране.
В некоторых известных патентах описана регулировка давления за счет измерения давления. В патенте США No. 5902267 раскрыт регулятор в центральной вакуумной системе, который прикладывает регулируемый вакуум к "фланцу" на груди, и затем возвращается в цикле к давлению окружающей среды.
В патенте США No. 6383163 раскрыт датчик вакуума, позволяющий измерять вакуум в воронке для груди и открывать клапан при измерении (обнаружении) максимального вакуума, чтобы снизить давление и возвратить давление в воронке для груди к давлению окружающей среды. После достижения в воронке для груди давления окружающей среды клапан закрывается и начинается новый цикл.
В отличие от настоящего изобретения в известных молокоотсосах не регулируют вакуум под грудным экраном, чтобы получить максимальное отрицательное давление, а затем желательное минимальное отрицательное давление, которое все еще меньше чем давление окружающей среды, без необходимости возврата к атмосферному давлению для успешного сцеживания молока. Возврат к давлению окружающей среды внутри камеры грудного экрана может не потребоваться и преимущества могут быть получены за счет поддержания минимального уровня вакуума, приложенного к груди в течение по меньшей мере части сеанса откачки. Эти преимущества включают в себя, например, снижение количества энергии, необходимой для того, чтобы впоследствии достичь максимального вакуума. Кроме того, "упругая отдача" соска при снятии вакуума также может быть сведена к минимуму. Другие преимущества возникают за счет возможности контроля данного вакуумного цикла между желательными контрольными точками фактически измеренных и поэтому фактически приложенных давлений, причем число указанных контрольных точек может быть увеличено для получения более сложных, но все еще точно контролируемых кривых отсоса. Настоящее изобретение также позволяет повысить комфорт кормящей матери за счет снижения до минимума возвратно-поступательного движения груди или соска внутри грудного экрана.
В заявке US No. 11/486,364 "Способ и устройство для регулировки минимального отрицательного давления, в особенности для молокоотсоса с системой контроля давления в грудном экране," описано использование накопительного молокоотсоса с датчиками для точного контроля вакуумного цикла, имеющего минимальный вакуум. В этой заявке описан грудной экран, который при контакте с грудью имеет внутреннее давление, регулируемое при помощи системы управления, а когда внутреннее давление грудного экрана сообщается с бутылкой для сбора молока, тогда регулируют минимальный вакуум в бутылке. Небольшие циклические изменения в сторону большего вакуума происходят внутри бутылки в каждом цикле откачки. Бутылка для сбора молока герметизирована от атмосферы. Отверстие однопутевого клапана способствует созданию более высокого вакуума в бутылке, когда давление в грудном экране при регулировке приближается к минимальному, более низкому вакууму.
Сущность изобретения
Основной задачей настоящего изобретения является создание молокоотсоса, с ручным управлением или с электроприводом, который содержит механизм, который может быть использован для регулировки изменения давления, например, вакуума, внутри камеры грудного экрана, и даже для точной регулировки должным образом этого давления в одной из предпочтительных форм.
В соответствии с другим существенным аспектом настоящего изобретения молокоотсос работает в цикле откачки, при поддержании минимального уровня вакуума внутри камеры грудного экрана в течение по меньшей мере некоторых, если не всех, сеансов откачки. Может быть достигнут минимальный уровень, при котором сосок не доходит до ослабленного (ненапряженного) состояния. Минимальный вакуум в диапазоне ориентировочно от 20 мм рт. ст. до 60 мм рт. ст. считают наиболее желательным.
В одном из вариантов используют регулятор совместно с молокоотосом с электроприводом, который регулирует вакуум внутри камеры грудного экрана по команде контроллера с использованием результатов фактического измерения вакуума, приложенного к груди, а также с использованием предварительно заданных инструкций или введенных пользователем параметров, и может автоматически совершать переход между различными рабочими режимами в соответствии с предварительно заданными инструкциями (например, совершать последовательность снижения давления с последующей последовательностью сцеживания молока), или работать в соответствии с введенными пользователем параметрами, или в соответствии с тем и другим.
Другим существенным преимуществом настоящего изобретения является возможность точной регулировки изменений давления внутри камеры грудного экрана, так чтобы контролировать давление во время цикла откачки за счет использования множества желательных контрольных точек, в том числе в некоторых случаях при изменении до давления ниже давления окружающей среды в течение части цикла и затем назад к максимальному отрицательному давлению.
Задачей настоящего изобретения является контроль минимального и максимального уровней вакуума под грудным экраном, чтобы избежать проблем, связанных с объемом системы, то есть с объемом воздуха в системе. Другой и связанной задачей настоящего изобретения является создание продвинутой системы молокоотсоса, имеющей минимальные размеры и минимальное потребление энергии за счет уменьшения количества работы в каждом цикле отсоса, что приводит к снижению затрат энергии; чем меньше работы, тем больше срок службы батарей в случае молокоотсоса на батарейках. Кроме того, может быть использован двигатель меньшего объема с пониженной скоростью (создающий меньше шума).
Поддержание минимального (или частичного) вакуума также позволяет свести к минимуму обратный ход соска, который имеется в обычных системах с возвратом к атмосферному давлению. Когда грудь или сосок втягиваются внутрь грудного экрана, изменяется объем системы. Настоящее изобретение позволяет получить более стабильный объем, на который может воздействовать молокоотсос. Более стабильный объем также позволяет исключить дискомфорт и раздражение за счет снижения до минимума числа возвратно-поступательных движений груди или соска внутри грудного экрана. Молоко также можно непрерывно удалять во время базового вакуума.
Кроме того, время приложения вакуума к груди для активного удаления молока можно точно контролировать. Интеллектуальная система или "продвинутый молокоотсос" могут воспроизводить желательную кривую (картину или последовательность отсоса) во время каждого цикла.
Другой задачей настоящего изобретения является поддержание минимального вакуума, чтобы удерживать грудной экран или помогать удержанию грудного экрана на груди за счет присоса, что позволяет использовать молокоотсос "со свободными руками" или с частично свободными руками в некоторых случаях.
Еще одной задачей настоящего изобретения является использование клапана, который открывается в камеру сбора («захвата») молока за счет перепада давления на клапане, причем этот перепад давления содействует открыванию клапана. Клапан открывается для того, чтобы позволить накопленному выше клапана молоку поступать в контейнер сбора, В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения молоко фактически принудительно всасывается через клапан в контейнер за счет вакуума, имеющегося в контейнере. Это позволяет использовать более надежные клапаны для пропускания молока через клапан с использованием вакуума в контейнере сбора. Перепад давления позволяет использовать стопорные клапаны, например клапан "с качающейся головкой", с более высокими силами открывания, а также с более широким диапазоном сил открывания, чтобы обеспечивать надежную работу и более длительный срок службы.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения наличие регулируемого давления внутри камеры грудного экрана молокоотсоса позволяет обеспечивать согласованность: от одного цикла откачки к другому; от одной матери к другой; от одного сеанса откачки к другому, которые могут изменять за счет изменения объема груди или изменения объема системы внутри грудного экрана (при перемещении соска в грудном экране в направлении внутрь и наружу во время цикла откачки).
При наличии датчика давления не только может быть получена очень точная кривая давления, но она может быть подогнана по желанию, и затем воспроизведена в более позднем сеансе откачки.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения молокоотсос содержит систему регулирования давления, имеющую клапаны, расположенные скорее в вакуумном насосе, а не в узле грудного экрана. В одной из разновидностей этого варианта используют три однопутевых клапана, два из которых представляют собой комбинацию зонтичного клапана и клапана с качающейся головкой, а третий представляет собой шарнирный клапан или пластинчатый клапан, который используют для продувки избытка воздуха из системы. Все клапаны статически закрыты и открываются за счет перепада давления через клапан.
Кроме использования в молокоотсосах, варианты настоящего изобретения могут найти применение в терапии ран с отрицательным давлением, которая описана, например, в публикациях BlueSky Medical Group, Inc. Chariker-Jeter or Wooding-Scott drainage kits, and Chariker, M. et al., Effective Management of hicisional and Cutaneous Fistulae with Closed Suction Wound Drainage," Contemporary Surgery, vol. 34, p.59-63 (June 1989). Было показано, что пониженное давление, которое может быть приложено периодически, оказывает терапевтически благоприятное воздействие на очистку ран и способствует их заживлению.
Указанные ранее и другие характеристики и преимущества настоящего изобретения будут более ясны из последующего детального описания вариантов изобретения, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вид в перспективе варианта ручного молокоотсоса в соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения.
На фиг.2 показан вид сбоку молокоотсоса, показанного на фиг.1.
На фиг.3 показан разрез с пространственным разделением деталей молокоотсоса, показанного на фиг.1.
На фиг.4 показаны с увеличением детали одного клапанного механизма молокоотсоса, показанного на фиг.1.
На фиг.5 показан вид сбоку с пространственным разделением деталей клапанного механизма, показанного на фиг.3, и регулятора.
На фиг.6 схематично показан вид сбоку, с частичным вырывом, другого варианта молокоотсоса с электроприводом в соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения.
На фиг.7 схематично показано другое устройство для регулировки давления в молокоотсосе, показанном на фиг.6.
На фиг.8 показано схематическое изображение различных компонентов молокоотсоса с компьютерным управлением в соответствии с другим вариантом настоящего изобретения.
На фиг.9-12 показаны различные кривые работы молокоотсоса между отличающимися максимальным и минимальным уровнями вакуума за счет регулировки давления.
На фиг.13 показаны с увеличением детали альтернативного варианта клапанного механизма, который может быть использован в молокоотсосе, показанном на фиг.1.
На фиг.14 показан вид сбоку альтернативного варианта другого регулятора.
На фиг.15 показан вид в перспективе варианта "со свободными руками" грудного экрана в соответствии с аспектом настоящего изобретения.
На фиг.16 показан вид в перспективе другого варианта настоящего изобретения с использованием двух клапанов с качающейся головкой.
На фиг.17 показан вид с нижнего торца варианта, показанного на фиг.16.
На фиг.18 показан еще один вариант, аналогичный показанному на фиг.6.
На фиг.19 показан еще один вариант осуществления настоящего изобретения. Этот вариант приспособлен для работы с источником 216 вакуума, который доводит вакуум до желательного минимума, но без необходимости создания связи некоторых частей системы с окружающей средой (что делают в некоторых других вариантах).
На фиг.20 показан другой вариант регулятора давления.
На фиг.21 показано поперечное сечение грудного экрана и бутылки сбора молока, сопряженных с системой без перегородки (мембраны).
На фиг.22 показан вариант, аналогичный показанному на фиг.21, для системы с перегородкой.
Подробное описание вариантов изобретения
На фиг.1-3 показан вариант ручного молокоотсоса в соответствии с настоящим изобретением, который относится к типу молокоотсоса, описанному в заявке на патент США No. 2004/0039330, которая включена в данное описание в качестве ссылки. Этот тип молокоотсоса является просто пояснительным и не служит для ограничения настоящего изобретения.
Комплект 110 молокоотсоса содержит экран 112 для контакта с грудью. Экран 112 соединен с проводящей структурой 114. Механизм 116 вакуумного насоса, в этом случае ручка (рукоятка) 117, которой можно управлять рукой, соединена с проводящей структурой 114. Проводящая структура 114 передает вакуум, созданный в механизме 116 вакуумного насоса, к экрану 112 и пропускает сцеженное грудное молоко от экрана 112 в прикрепленный контейнер 118.
Экран 112 обычно имеет участок 120 воронки, форма и размер которого выбраны так, чтобы воронку можно было надеть на грудь. Экран 112 переходит в рукав 122 ниже по течению от участка 120 в виде воронки. Рукав или сосковый туннель 122 пропускает сцеженное молоко в проводящую структуру 114. Для решения задач настоящего изобретения форма экрана 112 и его соединение с проводящей структурой 114 обычно не являются существенными, так что специфическое построение и детали этих элементов не имеют ограничительного характера.
Проводящая структура 114 прикреплена к экрану 112 через держатель 124 экрана, размер и форма которого позволяют вводит в него рукав 122. Проводящая структура 114 обычно представляет собой корпус (основание), который обеспечивает взаимосоединение частей узла 110 молокоотсоса и пропускание между ними потока, который представляет собой не только поток молока, но и поток воздуха для создания давления (например, вакуума). В данном случае проводящая структура 114 соединена с рукавом 122 при помощи держателя 124 экрана на своем верхнем конце и заканчивается клапанным механизмом (не показан на фиг.3), известным сам по себе (см. указанную выше заявку на патент) на своем конце 126 прикрепления контейнера. Конец 126 прикрепления контейнера может иметь резьбу 128 (как это показано на фиг.3) или может иметь любой другой подходящий механизм для прикрепления контейнера 118 с возможностью отсоединения, который может иметь, например, вид бутылки для молока. На фиг.3 показана проводящая структура 114, которая содержит канал 130 для пропускания сцеженного грудного молока от держателя 124 экрана в контейнер 118. Проводящая структура 114 также содержит приемник или углубление 134 для приема механизма 116 насоса и передачи изменения воздушного давления (в данном случае вакуума), созданного за счет движения ручки 117 насоса, связанной с растяжимой камерой (см. указанную выше заявку на патент).
Регулятор 160 давления (показан схематично, но хорошо известен сам по себе) позволяет регулировать давление внутри грудного экрана 112, так чтобы контролировать давление во время цикла откачки. Предусмотрен регулятор 160 с очень удобным ручным управлением, который работает так, что задавать специфический уровень вакуума, чтобы поддерживать минимальный уровень вакуума внутри грудного экрана при сцеживании грудного молока. В данном случае используют регулятор 160 с ручным управлением, который описан в патенте США No. 4964851. Кроме регулировки вручную, может быть использована автоматическая регулировка, которая описана более подробно при обсуждении альтернативных вариантов, или же механизм регулятора может быть дополнительно сделан не регулируемым в некоторых вариантах, как это описано далее более подробно.
Как это показано на фиг.3, регулятор 160 работает совместно с клапанным механизмом, чтобы сцеженное из груди молоко могло поступать в контейнер 118 сбора, при поддержании минимального вакуума в грудном экране. Более конкретно, как это показано на фиг.4 и 5, клапанный механизм обычно содержит жесткую стенку или основание 172 и тонкую гибкую мембрану 174 (или заслонку), изготовленную из каучука или силиконового каучука. Это детально показано в патенте США No. 4929229, который включен в данное описание в качестве ссылки. Стенка 172 имеет форму круга (выполнена в виде диска) и может быть выполнена в виде единого целого с держателем 124 экрана или введена в зацепление с ним. Стенка 172 содержит четыре отверстия 180, 182, 184, 186. Отверстие 184 расположено ориентировочно в центре стенки 172. Отверстия 180 и 182 образованы в стенке 172 вдоль основания стенки 172.
Отверстие 186 служит для входа в зацепление с мембраной 174. Тонкая гибкая мембрана 174 обычно имеет форму круга (выполнена в виде диска) и прикреплена к стенке 172 при помощи выступа 176 с головкой, который с защелкиванием входит в отверстие 186. Диаметр мембраны 174 достаточен для того, чтобы полностью закрывать стенку 172 и отверстия 180, 182, 184. Клапанный механизм 172, 174 расположен внутри держателя 124 экрана выше по течению от канала 130.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.3 и фиг.5, на которых показан регулятор 160, который содержит механизм 162 с ручной регулировкой, расположенный в трубопроводе 164 регулировки давления. Регулятор 160 расположен внутри держателя 124 экрана, таким образом, что механизм 162 регулировки доступен для ручной регулировки снаружи от системы молокоотсоса. Трубопровод 164 регулировки давления проходит снаружи от держателя 124 экрана и его второй конец соединен с каналом 130. Более конкретно, второй конец трубопровода 164 регулировки давления сообщается с зазором 132, который ведет в канал 130. Само собой разумеется, что канал (трубопровод) 164 может быть выполнен внутри боковой стенки держателя экрана или выполнен иным образом для создания прохода воздуха между расположенными выше по течению и ниже по течению сторонами клапана 172, 174.
Регулятор 160 давления обеспечивает простое ручное управление для создания и регулировки отрицательного давления. Теперь кормящая мать может поддерживать желательный уровень минимального отрицательного давления (вакуума) следующим образом.
Регулятор 160 устанавливают на желательный уровень. Так как цикл идет к давлению окружающей среды (или по меньшей мере в этом направлении), заслонка 174 клапана входит в зацепление со стенкой 172, отсекая грудной экран от остальной части молокоотсоса. Однако отрицательное давление внутри грудного экрана 112 продолжает падать, так как система совершает цикл назад в направлении давления окружающей среды от максимального отрицательного давления, и более высокое давление воздуха проходит через трубопровод 164 регулировки давления.
Вакуум в грудном экране 112 поддерживается на регулируемом минимуме, в то время как кормящая мать перемещает ручку 117 насоса в течение времени, пока атмосферное давление или даже небольшое положительное давление существует в трубопроводе 130. Стандартный клапан (не показан) между бутылкой 118 и камерой 168 сбора молока, которая сообщается с трубопроводом 130, открывается для пропускания молока в бутылку.
Как это показано на фиг.5, когда отрицательное давление достигает заданного минимума, регулятор 160 закрывается или отсекает воздушный поток, что позволяет поддерживать желательное отрицательное давление внутри экрана 112. Когда уровень вакуума ниже по течению после этого превышает заданный (например, желательный, выбранный или определенный иным образом) минимум в следующем цикле, клапан 172, 174 открывается.
Следует иметь в виду, что минимальный вакуум, поддерживаемый в грудном экране, может быть сброшен через редукционный элемент, например, через редукционный клапан, расположенный на самом грудном экране. Мать также может просто переместить часть груди, чтобы нарушить вакуум, или просто снять грудной экран со своей груди.
Альтернативный вариант тонкой гибкой мембраны 274 показан на фиг.13. Этот вариант содержит щель 277 и выступ 276 с утолщением для соединения с защелкиванием (при вводе в основание 172). Щель 277 расположена главным образом в центре мембраны 274, однако может быть предусмотрено и любое другое положение щели, когда она открывается и закрывается при желательном давлении. В показанном на фиг.13 варианте размер щели выбран с учетом природной упругости (эластичности) мембраны, так что она закрывается при желательном минимальном вакууме (например, при давлении минус 50 мм рт. ст.). Пользователь не может регулировать минимальный вакуум (так как в этом варианте нет соответствующего регулятора), однако при этом будет создан очень простой механизм поддержания желательного давления. Однако этот механизм все же можно подстраивать (за счет длины щели при изготовлении на заводе), например, ориентировочно на желательный минимальный вакуум, который поддерживают достаточно надежно. Существуют и другие возможности реализации этой щелевой концепции, например, с использованием одного или нескольких отверстий малого диаметра, которые остаются открытыми до тех пор, пока давление не доходит до уровня, при котором естественная упругость материала вокруг отверстия (отверстий) не заставляет его закрыться.
Другой вариант простого, но надежного регулятора давления показан на фиг.14. Как это показано на фиг.14, регулятор 500 содержит жесткий штифт 502, имеющий соответствующие диски 503 и 504 на каждом его конце. Регулятор 500 выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси штифта 502 внутри колпака 506. Колпак 506 прикреплен к гибкой мембране 508, как это было описано для заслонки 174, или, как это показано, выполнен в виде единого целого с ней. Таким образом, колпак 506 является гибким и главным образом образует элемент с пружинными свойствами. При этом размер колпака 506 и штифта 502 выбраны так, что колпак 506 отжимает диск 503 от мембраны 508 и одновременно вводит (втягивает) диск 504 в герметичное зацепление с уплотнительным кольцом 505. Величину усилия, оказываемого колпаком 506 на штифт 502, выбирают так, чтобы создавать желательный минимальный вакуум. Отверстие 507 в колпаке позволяет воздуху проходить с одной стороны мембраны на другую. Альтернативно, отверстие 509, через которое проходит штифт, может быть приспособлено для указанного пропускания воздуха. Как уже было указано здесь выше, регулятор 500 настроен так, чтобы закрываться при минимальном вакууме. Когда отрицательное давление внутри остальной части молокоотсоса падает в направлении давления окружающей среды, заслонка 508 прижимается к основанию и закрывает его, как уже было указано здесь выше. Вакуум внутри грудного экрана затем побуждает диск 504 выходить из зацепления с основанием, что позволяет передавать более высокое давление воздуха в грудной экран через отверстие 507. Минимальное давление достигается внутри грудного экрана, когда перепад давления больше не может преодолеть силу сжатия пружины, приложенную к диску 503 за счет упругости колпака 506, и диск 504 садится на основание. Следует иметь в виду, что и другие виды простого, но надежного регулятора могут быть приспособлены для использования в соответствии с настоящим изобретением, например, с использованием зонтичного клапана, клапана с качающейся головкой или комбинации зонтичного клапана и клапана с качающейся головкой в редукционном клапане, как это описано в патенте США No. 3159176.
На фиг.16 и 17 показан еще один вариант с использованием двух клапанов с качающейся головкой для создания и поддержания минимального желательного вакуума. В этом случае используют монолитный грудной экран, изготовленный из гибкого силикона, как это описано в заявке на патент США No. 2005/0222536, поданной 31 марта 2005 г. Само собой разумеется, что природа грудного экрана не является существенной в соответствии с настоящим изобретением, как уже было указано здесь выше. Грудной экран 360 имеет отверстие 362 для приема соска и некоторого прилегающего участка груди. Ниже по течению от отверстия 362 расположен первый клапан 364 с качающейся головкой, который уплотняет расположенный ниже по течению конец 366 грудного экрана. Первый клапан 364 с качающейся головкой, который имеет обычную конструкцию, также изготовлен из гибкого материала и имеет расположенное ниже по течению отверстие 368.
Второй клапан 370 с качающейся головкой расположен в канале или сквозном отверстии 372, образованном через выше по течению от фланца 374 первого клапана 364 с качающейся головкой. Обычно этот клапан относится к такому же типу, что и первый клапан 364 с качающейся головкой, однако он намного меньше. Нижний конец канала 372 заканчивается отверстием 378, которое сообщается с вакуумом, создаваемым для всего грудного экрана. Верхний конец канала 372 имеет связь с внутренней частью меньшего клапана 370 с качающейся головкой. Меньший клапан 370 с качающейся головкой предназначен для закрывания при минимальном давлении (вакууме), которое желательно поддерживать внутри грудного экрана в течение цикла откачки.
Далее описано, как работает указанный вариант с двумя клапанами с качающейся головкой. Когда последовательность откачки идет в направлении создания давления окружающей среды внутри системы, первый клапан 364 с качающейся головкой закрывается (теперь имеется более высокое давление ниже по течению, чем внутри грудного экрана). Тем не менее, перепад давления заставляет воздух проходить через меньший клапан 370 с качающейся головкой внутрь грудного экрана, пока естественная (и заранее выбранная) упругость меньшего клапана 370 с качающейся головкой не вызовет его закрывания, при минимальном желательном вакууме, который следует поддерживать.
Само собой разумеется, что настоящее изобретение может быть использовано и в случае молокоотсоса с электроприводом. Молокоотсос может иметь ручную регулировку для простого создания вакуума и частоты цикла внутри грудного экрана или может быть программируемым пользователем, как это описано, например, в патенте США No. 6547756, для создания более сложных циклов или кривых откачки, или же может иметь обе эти возможности.
Как уже было указано здесь выше, настоящее изобретение может быть использовано не только в области молокоотсоса. Например, показанный на фиг.16 и 17 вариант может быть приспособлен для использования в терапии ран при приложении отрицательного давления. Например, отверстие 362 может быть расширено, а идущий по оси участок 380 может быть сделан намного короче. В остальной части могут быть сделаны небольшие изменения, или же она может быть использована вообще без изменений, чтобы использовать этот вариант для применения в терапии.
Как это показано на фиг.6, этот комплект 210 молокоотсоса содержит экран 212, размер и форма которого выбраны так, чтобы его можно было надеть на грудь. Экран 212 соединен с проводящей структурой 214. Механизм 216 вакуумного насоса соединен с комплектом 210 через воздухопровод 218. Насосом 216 управляют при помощи контроллера 220. Воздухопровод 218 передает вакуум, созданный при помощи вакуумного насоса 216, к экрану 212. Воздухопровод 218 содержит регулятор давления 260, который позволяет регулировать уровень вакуума внутри грудного экрана 212, когда клапан 280 открыт.
Проводящая структура 214 позволяет пропускать сцеженное грудное молоко из грудного экрана 212 через клапанный механизм 270 с качающейся головкой в контейнер 228 для молока. Вентиляционный канал 275, как это описано далее более подробно, используют совместно с клапаном 270.
Электромагнитный клапан 280, который открывается при помощи контроллера 220, включен последовательно с регулятором 260 в воздухопроводе 290 окружающего воздуха.
Регулятор 260 с ручным управлением позволяет регулировать минимальное отрицательное давление внутри грудного экрана 212 (как это уже было описано здесь выше со ссылкой на регулятор 160). В этом случае, он соединяет вакуумную магистраль 218 и магистраль 290 давления окружающей среды.
Как уже было указано здесь выше, электромагнитный клапан 280 срабатывает по команде контроллера 220, который управляет циклом откачки. В качестве контроллера 220 могут быть использованы устройства различного типа, начиная от простого механического устройства, которое позволяет включать электромагнитный клапан в заданное время или при заданном давлении в цикле, и заканчивая микропроцессором, позволяющим делать то же самое. Когда электромагнитный клапан 280 закрыт (и насос работает), вакуум повышается в грудном экране 212 до желательного максимума, после чего электромагнитный клапан 280 открывается, при этом вакуум снижается в грудном экране 212 в направлении давления окружающей среды. Когда отрицательное давление внутри магистрали 218 доходит до заданного минимума регулятора 260, регулятор закрывается и магистраль 290 отключается от магистрали 218. Это позволяет поддерживать минимальный уровень отрицательного давления (вакуума) в грудном экране 212. Электромагнитный клапан затем закрывается, чтобы начать следующий цикл.
В случае молокоотсоса с электроприводом комплект 210 сначала находится под атмосферным давлением (или под отрицательным давлением около 0 мм рт. ст.), при этом электромагнитный клапан 280 и клапан 270 с качающейся головкой закрыты, что начать создавать вакуум. Регулятор 260 установлен на заданное значение (например, на отрицательное давление 50 мм рт. ст.). Вакуум в грудном экране 212 возрастает до максимальной величины, например, до величины, которую используют для сцеживания молока, обычно около отрицательного давления 250 мм рт. ст. Как только достигнута максимальная величина, насос 216 перестает создавать вакуум и электромагнитный клапан 280 открывается, так что комплект 210 переключается в направлении атмосферного давления, что вызывает снижение вакуума в грудном экране 212. Однако, когда будет достигнут заданный минимальный вакуум, регулятор 260 отключает магистраль 290, удерживая систему при минимальном вакууме.
Сцеженное молоко собирают внутри камеры 221 сбора молока над клапаном 270. Следует иметь в виду, что в контейнере 228 также создан вакуум. Это происходит за счет использования вентиляционного канала 275. Вакуум в контейнере 228 возрастает, когда воздух из контейнера 228 протекает в проводящую структуру 214 грудного экрана через вентиляционный канал 275. Это некоторое повышение отрицательного давления внутри бутылки 228 в конечном счете используют для открывания клапана 270 и пропускания молока в контейнер 228. Последующие циклы после этого создают перепад давления через клапан 270, так что молоко затем проходит через клапан 270 в контейнер 228 во время каждого последующего цикла за счет того, что вакуум в контейнере 228 больше, чем вакуум в грудном экране 212.
Более конкретно, на фиг.11 показаны графики, иллюстрирующие такой способ эксплуатации молокоотсоса между отличающимися максимальным и минимальным уровнями вакуума, за счет регулирования и подстройки давлений внутри проводящей структуры грудного экрана и соответствующего давления внутри контейнера сбора. Давление внутри системы первоначально возрастает от 0 мм рт. ст. (то есть от давления окружающей среды). Показано, что циклы (циклы колебания давления) осуществляются между минимальным давлением около -50 мм рт. ст. и максимальным давлением около -240 мм рт. ст. Кривая 700 отображает давление внутри грудного экрана, в то время как кривая 600 отображает соответствующее давление внутри бутылки. В случае автоматического насоса, такого как показанный на фиг.6, система находится под атмосферным давлением в начале работы молокоотсоса. Электромагнитный клапан 280 и клапан 270 с качающейся головкой (после начала создания вакуума) закрываются. Регулятор 260 установлен на минимальное давление, -50 мм рт. ст. в этом примере. Когда вакуум в грудном экране 212 повышается, что показано сегментом 702 на фиг.11, вакуум в бутылке 228 возрастает в направлении минимального давления (сегмент 602). Несмотря на то, что это и не показано на фиг.11, может пройти несколько циклов, пока вакуум в грудном экране не достигнет максимального уровня, по причине необходимости первоначального удаления воздуха из бутылки. После достижения максимального уровня, например. -240 мм рт. ст., электромагнитный клапан 280 открывается и грудной экран (и его передающая внутренняя структура) возвращаются назад к минимальному давлению. Когда система возвращается назад к минимальному давлению (которое все еще меньше чем атмосферное давление), вакуум в грудном экране 212 снижается (сегмент 704 графика на фиг.11), в то время как вакуум в бутылке 228 продолжает возрастать. В конце цикла откачки достигается минимальное давление в грудном экране 212, что побуждает регулятор 260 закрывать магистраль 290. Вакуум в грудном экране 212 поддерживает минимальное давление в течение промежутка времени (сегмент 706 графика на фиг.11), когда вакуум в бутылке 228 продолжает медленно возрастать (становится более отрицательным) за счет потока через вентиляционный канал 275. Описанный здесь выше цикл откачки повторяется несколько раз, в конечном счете создавая отрицательное давление в бутылке 228 (сегмент 608, а особенно сегмент 610 графика на фиг.11) за счет дополнительного вакуума, что побуждает открываться клапан 270 с качающейся головкой, так что молоко из грудного экрана 212 втекает в контейнер 228 сбора. Следовательно, это позволяет использовать более надежные клапаны между проводящей структурой и контейнером для молока. Перепад давления, созданный между бутылкой и камерой 221 для сбора молока, главным образом используют для проталкивания молока через клапан.
Более конкретно, на фиг.19 показан обычный экран 612 и туннель 622 соска. Камера 621 сбора молока расположена ниже по течению от него и имеет клапанный механизм 632, очень похожий на описанный в патенте США No. 4929229 (детали построения которого можно узнать из описания этого патента). Однако в нем используют мембрану 274, которая был описана здесь выше со ссылкой на фиг.13, совместно с основанием 172, описанным, например, со ссылкой на фиг.4.
Этот показанный на фиг.19 вариант может быть использован как с ручным молокоотсосом, так и с молокоотсосом 216 с электроприводом. В данном случае описано использование для молокоотсоса с электроприводом. Показан переходник 634, который имеет штуцер 636 для подключения воздухопровода 218 от источника 216 вакуума. Этот штуцер 636 переходит во внутреннюю трубку 638, которую вставляют в канал 646, как это описано далее более подробно.
Переходник 634 сопряжен с кольцом 640 молокоотсоса при помощи внешней резьбы 642 на переходнике 634, которая соответствует внутренней резьбы 644 в кольце 640. Кольцо 640 открыто в канал 646, который сообщается с грудным экраном 612.
Следует иметь в виду, что в этом случае, как и в других вариантах настоящего изобретения, могут быть дополнительно использованы различные средства для разделения источника вакуума от грудного экрана, по гигиеническим соображениям, а также для того, чтобы защитить источник вакуума от влаги. Различные такие средства разделения описаны, например, в патенте США (например, как это показано на фиг.20 этого патента), в патенте США 5941847 и в заявке на патент США 11/591,276.
Вновь обратимся к рассмотрению фиг.19, на которой показан вариант с использованием вакуумной последовательности без возврата к давлению окружающей среды, но вместо этого с изменением вакуума от максимального значения (например, около -250 мм рт. ст.) до желательного минимального значения (например, около -50 мм рт. ст.), с последующим возвратом к максимальному значению. Такая система является главным образом системой с замкнутой обратной связью. Сцеженное молоко собирают в камере 62.1, пока созданный в бутылке 628 вакуум не будет превышать минимальный вакуум в остальной части системы. За счет использования мембраны с щелью (274, 277) вакуум, созданный в бутылке на максимальном конце цикла, не полностью возвращается к минимуму (за счет выбора соответствующей частоты циклов и размера щели 277). После нескольких начальных циклов нарастающий в бутылке вакуум позволяет мембране 274 выйти из зацепления, так что накопленное в камере молоко будет протекать через нее.
В то время как регулятор с ручным управлением показан на фиг.6, автоматическая система регулировки давления показана на фиг.7. Механизм 416 вакуумного насоса содержит вакуумную магистраль 418 и электромагнитный клапан 480 в воздухопроводе 490 воздуха окружающей среды. Управление насосом 416 осуществляется при помощи контроллера 420 на базе микропроцессора, который дополнительно управляет электромагнитным клапаном 480 и соединен с датчиком 460 давления.
Значения диапазона давления (максимальное, минимальное и любое промежуточное между ними) могут быть предварительно запрограммированы или запрограммированы пользователем. Например, как это показано на фиг.8, в молокоотсосе использована система 300 на базе микропроцессора, которая позволяет пользователю производить вводы с использованием множества плат 301 с установленными ИС. Каждая такая плата содержит одну или несколько заданных программ, позволяющих изменять уровни давления или поддерживать специфический уровень давления внутри грудного экрана, записанных в электронно-перепрограммируемой постоянной памяти (EEPROM). Например, каждая такая плата может содержать специфический тип кривой изменения вакуума, или комбинацию кривых, которые могут быть реализованы внутри грудного экрана. Более подробно детали этого типа последовательности программирования описаны в патенте США No. 6547756. В нем также указано, что многие другие механизмы ввода могут быть использованы для того, чтобы задавать или регулировать кривую (кривые) откачки. Могут быть использованы и другие средства ввода, такие как функциональные кнопки, такие как кнопка 307 для последовательности снижения вакуума и кнопка 310 для предварительного задания базового вакуума в грудном экране, каждая из которых воздействует на данный уровень давления или диапазон в микропроцессоре 300 и, в свою очередь, в грудном экране. Цифровая клавиатура может быть предусмотрена для ввода кода в специфический цикл программы, а также контрольных точек уровня желательного вакуума.
Специфическая выбранная программа затем поступает в микропроцессор 300. Микропроцессор 300 объединен с узлом 303 привода для насоса, чтобы регулировать давление в соответствии с выбранной программой, при поступлении электроэнергии от общего источника (308 или 305) питания.
Таким образом, пользователь может задавать или предварительно программировать различные максимальные, минимальные и промежуточные точки изменения давления. Как это показано на фиг.7, датчик 460 давления при этом может относительно точно определять созданное давление и посылать соответствующий сигнал в контроллер 420 для управления работой. В этом варианте реализации электромагнитный клапан 480 служит для регулировки вакуума между точками давления, за счет переменного открывания и закрывания клапана в последовательности управления. Для работы молокоотсоса таким образом, чтобы поддерживать желательное минимальное давление, такое как минус 50 мм рт. ст. в цикле, клапан необходимо открывать при заданном максимальном отрицательном давлении, чтобы создавать связь системы с окружающей средой (частота открывания позволяет обеспечивать некоторый контроль создаваемой кривой). В точке, в которой датчик 460 давления обнаруживает желательный минимум (или предполагает его достижение), клапан закрывается, отсекает окружающий воздух и поддерживает вакуум в грудном экране. При этом микропроцессор позволяет автоматически изменять давление внутри грудного экрана от максимального давления до минимального давления (или давления окружающей среды), и, возможно, до промежуточного давления (давлений).
Следует иметь в виду, что известны различные электромеханические клапаны, которые могут быть приспособлены и использованы, например, вместо клапана 270.
Следует иметь в виду, что для регулировки давления в соответствии с графиком, показанным на фиг.11, описанная система может быть использована для первоначальной регулировки минимального давления начальных циклов, для фактического согласования с ростом давления в бутылке, так чтобы молоко могло сразу поступать в нее, а не после нескольких циклов. Таким образом, точку 706 графика на фиг.11 необходимо сместить вниз к точке 606 графика (за счет использования первоначально меньшего давления (то есть вакуума), чем показанное давление -50 мм рт. ст.), с последующей подстройкой "минимумов" для повышения до достижения желательного давления -50 мм рт. ст.
На фиг.18 показан еще один вариант устройства в соответствии с настоящим изобретением. В этом варианте, контроллер 220 используют для управления двумя отдельными вакуумными магистралями VE, VM от источника 216 вакуума, VE представляет собой магистраль для цикла сцеживания молока. VM представляет собой магистраль для передачи и поддержания минимального базового вакуума внутри грудного экрана. Следует иметь в виду, что источник 216 также может быть выполнен в виде двух отдельных источников вакуума, которые могут быть независимыми друг от друга и могут иметь раздельное управление.
Таким образом, теперь множество различных, но точно заданных фактических давлений, а также скоростей их изменения, могут быть созданы внутри грудного экрана, причем все уровни давления будут меньше давления окружающей среды для большей части сеанса откачки, если это желательно. Примеры кривых регулирования давления в грудном экране за счет последовательности различных давлений меньше давления окружающей среды дополнительно показаны на фиг.9, 10 и 12.
Как это показано на графиках на фиг.9, 10 и 12, отрицательное давление отложено по оси y (мм. рт. ст.), а время (сек) отложено по оси x. Давление, показанное на графике, соответствует ожидаемому давлению в грудном экране комплекта молокоотсоса. Что касается специфического цикла или последовательности, показанных на фиг.9, то уровень давления составляет меньше чем 0 мм рт. ст., а более конкретно, лежит между минимальным и максимальным значениями давления, например, -50 мм рт. ст. и -150 мм рт. ст. Регулятор поддерживает вакуум внутри грудного экрана между минимальным и максимальным значениями давления в соответствии с относительно гладкой последовательностью повышения и снижения давления. В то время как в описании изобретения при обсуждении принято "минимальное" давление -50 мм рт. ст., авторы настоящего изобретения полагают, что может быть использован желательный диапазон отрицательного давления ориентировочно от -20 мм рт. ст. до 60 мм рт. ст. Например, в соответствии с одним из вариантов использования настоящего изобретения, может быть желательно поддерживать минимальный вакуум на уровне, который позволяет удерживать грудной экран (и соответствующую структуру, которую он несет) на месте за счет присасывания, в виде использования "со свободными руками". Следует иметь в виду, что в случае осуществления полной подвески грудного экрана в виде использования "со свободными руками", использование минимального вакуума позволяет удерживать грудной экран расположенным у соска. Отсутствие центровки соска в грудном экране является нежелательным, поэтому изобретение в данном отношении является весьма предпочтительным.
Например, на фиг.15 показан вариант грудного экрана, конструкция внутренней части поверхности воронки которого способствует использованию "со свободными руками". Воронка 350 относится к тому типу, который уже обсуждался здесь выше со ссылкой на экраны 112, 212. Однако на ее внутренней поверхности предусмотрены множество каналов 354 присасывания (всасывания), идущих концентрически относительно оси воронки 350/ туннеля 352 соска. Каналы присасывания периодически разрываются (в областях 356). Каналы 354 присасывания открыты внутрь (то есть в сторону груди).
Группы вакуумных каналов 358 связаны с каналами 354 присасывания. Эти вакуумные каналы идут вниз в туннель 352 соска до точки, в которой они заходят за любую ткань груди и соска, так что они открыты для вакуума, создаваемого в грудном экране на этом расположенном ниже по течению конце. Таким образом, легко понять, что вакуум, такой как минимальный вакуум, поддерживаемый в грудном экране, будет передаваться за счет вакуумных каналов 358 в каналы 354 присасывания. За счет этого создается весьма широкая область присасывания между воронкой 350 и грудью, которая служит для установки в заданное положение и для существенной поддержки в заданном положении грудного экрана. Само собой разумеется, что многие другие конструкции могут быть использованы для присасывания, для создания указанного использования "со свободными руками".
В соответствии с другим способом эксплуатации, как это показано на графиках на фиг.10, уровень отрицательного давления задают в соответствии с более сложной кривой изменения давления во времени. Более конкретно, регулятор может регулировать давление таким образом, чтобы поддерживать средний вакуум в течение некоторого промежутка времени между минимальным вакуумом и максимальным вакуумом, например, средний вакуум -175 мм рт. ст. (точка 708 на графике) между -150 мм рт. ст. и -250 мм рт. ст. На фиг.12 показан еще один возможный вариант, в котором в серии циклов максимального и минимального вакуума вводят возврат к давлению окружающей среды. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением может быть осуществлен широкий выбор точно контролируемых и подстраиваемых последовательностей откачки.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.20, на которой показан другой вариант регулятора давления, который используют для того, чтобы поддерживать минимальный вакуум. В этом варианте используют клапанный механизм, который удален из собственно узла молокоотсоса и расположен намного ближе к вакуумному насосу. В данном случае используют диафрагменный насос, такой как используемый в молокоотсосе SYMPHONY фирмы Medela, Inc. Этот вариант позволяет частично решить две проблемы, одной из которых является необходимость удаления из системы воздуха, который поступает в грудной экран за счет утечки через зазоры между поверхностью грудного экрана и грудью, а другой является необходимость удаления воздуха, который входит в область между гибкой мембраной и колпаком, внутри которого она совершает возвратно-поступательное движение.
На фиг.20 показан диафрагменный насос 801. Он создает вакуум за счет использования мембраны 803, которая совершает возвратно-поступательное движение (известным образом, поэтому механизм создания движения не показан) относительно колпака 805 насоса. Когда мембрана 803 отходит от колпака 805, увеличенный объем между внутренней поверхностью колпака и мембраной создает отрицательное давление, которое первоначально передается через канал 804 в колпаке 805 в трубопровод 811. В этом случае, указанная проводящая структура объединена с колпаком 805, несмотря на то, что это не обязательно. Сам колпак 805 может быть соединен с защелкиванием или за счет посадки с натягом с основанием (не показано), к которому прикреплена мембрана 803.
Ниже по течению от трубопровода 811 расположен клапанный механизм, который используют для создания и поддержания минимального вакуума. Трубопровод или канал 811 открыт в камеру 812, образованную в корпусе 814 клапанного механизма. Клапанный механизм содержит зонтичный клапан 817, объединенный с клапаном 813 с качающейся головкой, которые установлены в общем канале. Клапанный механизм 813/ 817 плотно установлен на поверхности заплечика 821, который имеет проход 819 между расположенными выше по течению и ниже по течению сторонами зонтичного клапана 817. Зонтичный клапан 817 плотно установлен своей обратной стороной на поверхности 815. Клапан 813 с качающейся головкой заходит в камеру 812.
Заплечик 821 представляет собой часть установочного узла 818, который выполнен с возможностью плотной установки и скольжения внутри корпуса 814, для облегчения ввода и удаления клапанного механизма. Для этого предусмотрено уплотнение 823 (уплотнительное кольцо), установленное в кольцевом канале 820 заплечика, позволяющее уплотнять две детали при их совместной посадке.
Указанный корпус и установочный узел соединены с узлом грудного экрана (не показан, но расположен ниже по течению) при помощи шланга 829. Шланг 829 установлен с прессовой посадкой на имеющий посадочные зазубрины патрубке 827, который является частью втулки с фланцами, имеющими уплотнительные выступы 825. Канал 830 проходит через патрубок и втулку.
Этот клапанный механизм содержит однопутевой пластинчатый клапан 807 (клапан противодавления), который установлен при помощи наклонного шарнира 806 на колпаке, чтобы открывать и закрывать отверстие 809, проходящее через колпак 805 в пространстве между внутренней поверхностью колпака и мембраной.
При работе, когда вакуум создается при помощи диафрагменного насоса 801, зонтичный клапан 817 герметично закрывается, а клапан 813 с качающейся головкой открывается. Однако зонтичный клапан 817 закрывается при минимальном вакууме, в ходе (такте) снижения вакуума. Любой избыточный воздух при обратном ходе диафрагмы удаляется через вентиляционный канал, связанный с отверстием 809.
На фиг.21 показан узел бутылки для сбора молока и камеры сбора молока клапанного узла, предназначенный для использования с клапанным механизмом, описанным со ссылкой на фиг.20. Камера 621 сбора молока узла грудного экрана соединяет грудь с узлом насоса обычным образом, причем бутылка 628 также соединена обычным образом с кольцом узла молокоотсоса (в данном случае с использованием резьбы 834). В бутылке 628 для сбора молока также используют уплотнительную прокладку 833, однако она может быть исключена при наличии соответствующей посадки с натягом. Что является типичным для некоторых описанных здесь выше узлов, это то, что клапан 174 плотно установлен, с возможностью отсоединения, на поверхности 172, чтобы открывать и закрывать камеру сбора молока. Для регулировки давления или вакуума в бутылке сбора молока используют канал 835, который позволяет проходить небольшому потоку воздуха из бутылки сбора молока в проводящую структуру грудного насоса. Когда грудной экран совершает циклы для достижения более высокого вакуума, увеличивая поток воздуха через канал 835, что повышает вакуум в бутылке сбора молока. Вакуум в камере 621 сбора молока будет больше чем минимальный контрольный вакуум, заданный за счет зонтичного клапана 817. Однопутевой клапан 174 будет открываться, чтобы исключить снижение вакуума в грудном экране до уровня ниже чем в бутылке сбора молока. Сцеженное молоко будет принудительно проходить через клапан 174, и уровни вакуума между камерой 621 и бутылкой будут оба завершать цикл и уравниваться, доходя до контрольного вакуума, заданного за счет зонтичного клапана 817.
Устройство, показанное на фиг.22, имеет все характеристики устройства, показанного на фиг.21, но дополнительно содержит другой клапан 838. Этот клапан 838 представляет собой однопутевой пластинчатый клапан, аналогичный клапану 807 (но установленный с использованием объединенного с ним штифта 839). Заслонка пластинчатого клапана закрывает отверстие или канал 840. Только в том случае, когда контрольный вакуум доходит до атмосферного давления или превышает его, однопутевой клапан 838 открывается для сброса воздуха.
Несмотря на то, что были описаны некоторые предпочтительные варианты осуществления изобретения, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят за рамки формулы изобретения.
1. Молокоотсос для сцеживания материнского молока, который содержит узел грудного экрана и вакуумный насос, сообщающиеся с узлом грудного экрана, дополнительно содержащий механизм, связанный с камерой грудного экрана, и отдельный от вакуумного насоса, чтобы поддерживать по меньшей мере минимальное отрицательное давление внутри грудного экрана в течение по меньшей мере некоторых повторных циклов в сеансе молокоотсоса.
2. Молокоотсос по п.1, в котором указанный механизм приспособлен для работы вручную.
3. Молокоотсос по п.1, в котором указанный механизм приспособлен для работы с электроприводом.
4. Молокоотсос по п.1, в котором указанное минимальное давление находится в диапазоне ориентировочно от -20 до -60 мм рт. ст.
5. Молокоотсос по п.1, в котором указанный механизм расположен на грудном экране.
6. Молокоотсос по п.1, в котором указанный механизм расположен на удалении от грудного экрана.
7. Молокоотсос для сцеживания материнского молока, который содержит узел грудного экрана, вакуумный насос и однопутевой клапан, расположенный в трубе, идущей к узлу грудного экрана или в узле грудного экрана в нисходящем направлении от вакуумного насоса, сообщающийся с камерой грудного экрана, чтобы поддерживать по меньшей мере минимальное отрицательное давление внутри указанного грудного экрана в ходе повторных циклов в сеансе молокоотсоса.
8. Молокоотсос по п.7, в котором указанный молокоотсос приспособлен для работы вручную.
9. Молокоотсос по п.7, в котором указанное минимальное давление находится в диапазоне ориентировочно от -20 до -60 мм рт. ст.
10. Молокоотсос по п.7, в котором узел грудного экрана имеет участок воронки для приема груди, содержащий туннель соска, однопутевой клапан, расположенный внутри туннеля соска, для регулировки потока сцеженного молока из узла грудного экрана через канал в камеру сбора.
11. Молокоотсос по п.10, в котором указанный однопутевой клапан содержит основание и гибкую мембрану, введенную в рабочее зацепление с основанием.
12. Молокоотсос по п.11, в котором основание содержит по меньшей мере одно отверстие для пропускания через него сцеженного молока.
13. Молокоотсос по п.1, в котором указанный механизм дополнительно содержит регулятор давления.
14. Молокоотсос по п.13, в котором регулятор давления содержит устройство регулировки вручную, расположенное в канале давления, который сообщается с противоположными сторонами основания.
15. Молокоотсос по п.14, который снабжен гибкой мембраной, расположенной ниже по течению от указанного основания, причем гибкая мембрана закрывает отверстие основания и герметизирует основание, когда вакуум присутствует в грудном экране выше по течению от указанного основания, который является относительно более высоким, чем давление ниже по течению от указанного основания.
16. Молокоотсос по п.13, который снабжен гибкой мембраной, которая имеет образованное в ней отверстие для прохода воздуха и приспособлена для закрывания и уплотнения указанного основания при заданном отрицательном давлении внутри узла грудного экрана.
17. Молокоотсос по п.16, в котором указанное отверстие представляет собой щель.
18. Молокоотсос по п.13, в котором регулятор давления содержит штифт, имеющий диски на каждом своем конце, и колпак, имеющий отверстие на верхнем конце указанного колпака, через которое проходит указанный штифт, причем колпак образован на гибкой мембране, при этом колпак смещает указанный штифт так, чтобы ввести один из указанных дисков в герметичное зацепление с отверстием основания колпака при заданном отрицательном давлении внутри узла грудного экрана.
19. Молокоотсос по п.18, в котором колпак дополнительно содержит уплотнительное кольцо у отверстия основания колпака, на которое садится один из дисков штифта.
20. Молокоотсос по п.19, в котором колпак дополнительно содержит отверстие для пропускания воздуха с одной стороны колпака на другую сторону, пока не будет достигнуто заданное отрицательное давление.
21. Молокоотсос по п.13, в котором регулятор давления содержит клапан с качающейся головкой, который создает поток в одну сторону в направлении камеры грудного экрана и закрывается при сообщении с камерой грудного экрана при заданном отрицательном давлении внутри камеры грудного экрана.
22. Молокоотсос по п.21, который дополнительно содержит второй клапан с качающейся головкой, который имеет связь с камерой грудного экрана для создания потока молока и воздуха, и создает поток в одну сторону в направлении вакуумного насоса.
23. Молокоотсос по п.1, в котором отрицательное давление создает уровень присасывания между грудью и узлом грудного экрана, позволяющий удерживать узел грудного экрана на месте на груди.
24. Молокоотсос по п.23, в котором камера грудного экрана имеет множество всасывающих каналов по внутренней поверхности воронки, грудного экрана, за счет чего создается увеличенная область присасывания между указанной внутренней поверхностью и грудью.
25. Молокоотсос по п.24, содержащий группы вакуумных каналов по внутренней поверхности воронки грудного экрана, причем указанные вакуумные каналы соединены с указанными всасывающими каналами.
26. Молокоотсос по п.25, в котором всасывающие каналы образованы концентрически относительно продольной оси воронки грудного экрана.
27. Молокоотсос по п.26, в котором всасывающие каналы периодически разрываются вдоль внутренней поверхности воронки грудного экрана.
28. Молокоотсос по п.23, в котором минимальное отрицательное давление достаточно для удержания узла грудного экрана на месте при сцеживании молока, без каких-либо других средств удержания.
29. Способ молокоотсоса, который включает в себя следующие операции:
использование грудного экрана, имеющего участок, внутрь которого входит женская грудь, и внутри которого может быть создано отрицательное давление для втягивания груди;
обеспечение источника отрицательного давления в грудном экране между указанным участком грудного экрана и контейнером, с проводящей структурой, которая перемещает молоко от участка грудного экрана к контейнеру, а клапанное устройство закрывается при минимальном отрицательном давлении в указанном участке грудного экрана;
использование источника отрицательного давления, сообщающегося с указанным участком грудного экрана;
включение в работу указанного источника отрицательного давления для повторного втягивания груди; и
поддержание минимального отрицательного давления внутри указанного участка грудного экрана в течение по меньшей мере части работы источника отрицательного давления.
30. Способ по п.29, в котором осуществляют повторные циклы увеличения и затем снижения вакуума, причем минимальное отрицательное давление поддерживают во время по меньшей мере некоторых последовательных циклов.
31. Способ по п.30, в котором минимальное отрицательное давление варьируется между некоторыми циклами.
32. Способ молокоотсоса, который включает в себя следующие операции: использование регулятора на узле грудного экрана, имеющего связь с грудным экраном и клапаном между внутренней поверхностью грудного экрана и окружающим воздухом;
использование источника отрицательного давления, сообщающегося с указанным грудным экраном;
включение указанного регулятора для закрывания указанного клапана при желательном минимальном отрицательном давлении, чтобы поддерживать отрицательное давление внутри грудного экрана в течение по меньшей мере части протекания повторных циклов откачки в сеансе молокоотсоса.
33. Молокоотсос для сцеживания материнского молока, содержащий узел грудного экрана и клапанное устройство, реагирующее на давление, связанное с узлом грудного экрана и ниже по течению к источнику отрицательного давления, который удален от узла грудного экрана и соединен с ним вакуумной линией, причем данное клапанное устройство снабжено взаимодействующими элементами, которые закрывают при минимальном отрицательном давлении, которое поддерживается в течение повторных циклов в сеансе молокоотсоса.
34. Молокоотсос по п.33, в котором узел грудного экрана имеет внутренний участок, в который входит женская грудь, и первый клапан на противоположном конце указанного участка, для регулирования потока сцеживаемого молока из узла грудного экрана в контейнер сбора и закрывания указанного внутреннего участка.
35. Молокоотсос по п.33, в котором грудной экран снабжен проводящей структурой, которая шунтирует первый клапан и образует связь между внутренним участком грудного экрана и точкой ниже по течению от первого клапана.
36. Молокоотсос по п.35, в котором регулятор давления расположен внутри указанной проводящей структуры.
37. Молокоотсос по п.36, который дополнительно содержит второй клапан, который представляет собой регулятор давления, причем каждый из указанных первого и второго клапанов представляет собой однопутевой клапан.
38. Молокоотсос по п.37, в котором каждый клапан представляет собой клапан с качающейся головкой.
39. Способ эксплуатации молокоотсоса для сцеживания материнского молока, который предусматривает поддержание минимального уровня вакуума внутри грудного экрана и регулировку давления внутри контейнера сбора, чтобы включать клапан, регулирующий поток молока из камеры сбора в контейнер сбора, где перепад давления между камерой сбора молока над уровнем молока в нем и внутри контейнера сбора примерно равен, и чтобы поддерживать минимальный уровень вакуума в грудном экране.
40. Способ по п.41, в котором используют вакуум в указанном контейнере сбора для открывания указанного клапана для потока молока, когда вакуум внутри указанного контейнера превышает минимальный вакуум, поддерживаемый внутри грудного экрана.
41. Способ по п.39, в котором уровень минимального вакуума для грудного экрана постепенно повышают для согласования с повышающимся вакуумом в контейнере, до тех пор, пока не будет достигнута желательная верхняя граница уровня вакуума.
42. Молокоотсос по п.1, в котором указанный механизм представляет собой клапан, расположенный в воздуховоде, имеющем связь с камерой грудного экрана, и служащий для закрывания указанного воздухопровода при желательном минимальном отрицательном давлении, чтобы за счет этого поддерживать минимальное отрицательное давление внутри грудного экрана.
43. Молокоотсос по п.42, в котором указанный клапан представляет собой подстраиваемый регулятор давления.
44. Молокоотсос по п.43, в котором указанный регулятор давления выполнен регулируемым вручную пользователем.
45. Молокоотсос по п.42, который содержит электромагнитный клапан, расположенный в воздухопроводе, имеющем связь с окружающей средой, и служащий для открывания и закрывания воздухопровода, и датчик давления, имеющий связь с камерой грудного экрана и измеряющий фактическое давление внутри грудного экрана и подающий сигнал для закрывания указанного электромагнитного клапана, когда достигнуто минимальное отрицательное давление внутри камеры грудного экрана.
46. Молокоотсос по п.1, который является частью комплекта, который содержит источник вакуума, управляемый при помощи контроллера, а указанный механизм содержит датчик давления, имеющий связь с камерой грудного экрана, и измеряющий фактическое давление внутри указанного грудного экрана и подающий сигнал на контроллер для включения в работу источника вакуума, чтобы поддерживать желательное минимальное отрицательное давление внутри камеры грудного экрана.
47. Молокоотсос по п.46, в котором контроллер представляет собой микропроцессор, который программируют для включения в работу источника вакуума.
48. Молокоотсос по п.47, в котором контроллер программируют для различных отличающихся последовательностей откачки и различных отличающихся установок минимального отрицательного давления.
49. Молокоотсос по п.1, который содержит первый и второй воздухопроводы, при этом первый воздухопровод создает отрицательное давление для сцеживания молока, а второй воздухопровод имеет связь с грудным экраном и поддерживает минимальное отрицательное давление.
50. Молокоотсос по п.7, в котором указанная камера грудного экрана имеет множество всасывающих каналов на внутренней поверхности воронки указанного грудного экрана, так чтобы создать увеличенную область присасывания между указанной внутренней поверхностью и грудью.
51. Молокоотсос по п.50, дополнительно содержащий группы вакуумных каналов на указанной внутренней поверхности воронки грудного экрана, причем указанные вакуумные каналы взаимосвязаны с указанными всасывающими каналами.
52. Молокоотсос по п.51, в котором указанные всасывающие каналы образованы концентрически относительно продольной оси воронки указанного грудного экрана.
53. Молокоотсос по п.52, в котором указанные всасывающие каналы периодически разрываются вдоль указанной внутренней поверхности воронки указанного грудного экрана.
54. Молокоотсос по п.7, в котором указанное минимальное отрицательное давление достаточно для удержания указанного грудного экрана на месте при сцеживании молока, без каких-либо других средств удержания.
55. Молокоотсос для сцеживания материнского молока, который содержит: грудной экран, имеющий внутреннюю часть, внутрь которой вводят по меньшей мере часть женской груди, которая содержит сосок;
контейнер для молока, имеющий связь с указанной внутренней частью грудного экрана, чтобы получать молоко из нее;
механизм, связанный с указанной внутренней частью грудного экрана, который поддерживает по меньшей мере минимальное отрицательное давление внутри грудного экрана в течение по меньшей мере некоторых последовательных циклов в сеансе молокоотсоса, причем данный механизм расположен выше по течению любой камеры сбора, используемой, чтобы позволить молоку поступать в контейнер сбора;
источник вакуума, который содержит указанный механизм и имеет связь с указанной внутренней частью грудного экрана и с указанным контейнером для молока, причем указанный источник вакуума выполнен с возможностью создания указанного минимального отрицательного давления в указанном грудном экране, с использованием цикла изменения давления, которое не возвращается к давлению окружающей среды в течение по меньшей мере части сеанса молокоотсоса;
механизм, включающий клапан, разделяющий указанную внутреннюю часть грудного экрана и указанный контейнер, причем указанный клапанный механизм выполнен с возможностью открывания и закрывания молочного прохода и воздушного прохода в указанный контейнер, который в других отношениях закрыт при использовании для любого воздушного потока.
56. Молокоотсос по п.55, в котором указанный механизм, включающий клапан, содержит основание и гибкую мембрану, введенную в рабочее зацепление с указанным основанием, причем указанное основание имеет по меньшей мере одно сквозное отверстие для пропускания потока сцеживаемого молока, при этом указанная гибкая мембрана расположена ниже по течению от указанного основания, причем указанная гибкая мембрана закрывает указанное отверстие основания и герметизирует указанное основание, когда имеется вакуум в указанном грудном экране выше по течению от указанного основания, который является относительно более высоким (более отрицательным), чем давление ниже по течению от указанного основания, при этом указанная гибкая мембрана имеет сквозное отверстие для прохода воздуха, которое может закрываться и герметизировать указанное основание при заданном отрицательном давлении внутри указанного грудного экрана.
57. Молокоотсос по п.56, в котором указанное отверстие представляет собой щель.
58. Устройство для создания минимального отрицательного давления в области тела человека, которое содержит:
напорную камеру, имеющую внутреннюю часть и периметр, размер которого выбран так, чтобы окружать указанную область и герметично входить в зацепление с ней;
воздухопровод, идущий от указанной внутренней части камеры к источнику отрицательного давления; и
клапанный механизм, имеющий связь с указанным воздухопроводом;
причем указанный источник отрицательного давления позволяет создавать повторные циклы повышающегося и снижающегося давления;
при этом указанный клапанный механизм содержит три взаимодействующих однопутевых клапана и расположен поблизости от указанной напорной камеры и имеет объединенный с ним участок, который закрывается при желательном минимальном отрицательном давлении, за счет чего закрывается указанный воздухопровод и поддерживается желательное минимальное отрицательное давление.
59. Устройство по п.58, в котором указанные три клапана представляют собой соответственно зонтичный клапан, клапан с качающийся головкой и пластинчатый клапан.
60. Устройство по п.59, в котором клапан с качающейся головкой расположен между зонтичным клапаном и пластинчатым клапаном.
61. Молокоотсос для сцеживания материнского молока, который содержит: грудной экран, внутрь которого вводят женскую грудь, данный экран имеет по меньшей мере внутреннюю часть, способную по существу формировать воздухонепроницаемое уплотнение вокруг груди, помещаемой внутрь, и часть, расположенную ниже по течению в области соска груди, помещаемой внутрь;
проводящую структуру, сообщающуюся с частью грудного экрана ниже по течению, причем проводящая структура передает периодическое отрицательное давление от источника отрицательного давления; и клапан, соединенный с частью грудного экрана ниже по течению в указанном грудном экране и в проводящей структуре, причем клапан способен закрываться при желаемом уровне отрицательного давления внутри части грудного экрана ниже по течению, и таким образом поддерживать по меньшей мере минимальное отрицательное давление внутри грудного экрана в течение по меньшей мере некоторых повторных циклов в сеансе молокоотсоса.
62. Молокоотсос для сцеживания материнского молока, который содержит: грудной экран, внутрь которого вводят женскую грудь, данный экран имеет внутреннюю часть, способную в основном формировать воздухонепроницаемое пространство по меньшей мере вокруг соска груди, помещаемой внутрь;
проводящую структуру, сообщающуюся с частью грудного экрана, причем проводящая структура передает периодическое отрицательное давление от источника отрицательного давления; и
клапан вблизи пространства грудного экрана и в проводящей структуре, причем клапан способен закрываться при желаемом уровне отрицательного давления внутри пространства грудного экрана, и таким образом поддерживать по меньшей мере минимальное отрицательное давление внутри грудного экрана в течение по меньшей мере некоторых повторных циклов в сеансе молокоотсоса.
63. Молокоотсос по п.62, в котором клапан представляет из себя гибкий элемент, открывающий и закрывающий проводящую структуру, причем данный гибкий элемент имеет структуру с щелями, образованную в нем, которая герметически закрывается при предварительно заданном уровне отрицательного давления внутри пространства грудного экрана.
64. Молокоотсос по п.63, в котором клапан представляет собой клапан с качающейся головкой.
65. Молокоотсос по п.63, в котором гибкий элемент представляет собой мембрану, установленную на основании, причем данная мембрана имеет щель, образованную в ней, которая располагается сверху отверстия в основании, данное отверстие дает возможность проходить через него молоку и воздуху, насколько это позволяет мембрана.
