Способный деформироваться клапанный механизм для управления подачей текучей среды

Группа изобретений относится к медицинской технике. Клапан содержит клапанное седло, имеющее коническое углубление с отверстием с поверхностью, срезанной на конус, и клапанную мембрану, содержащую коническую часть, имеющую основание и верхушку. Коническая часть выполнена с возможностью посадки с натягом внутрь конического углубления клапанного седла. Клапанная мембрана выполнена с возможностью обеспечения прохождения текучей среды от входного отверстия вдоль пути потока между коническим углублением и конической частью к выходному отверстию, когда клапанная мембрана находится в недеформированном состоянии, и блокирования пути потока от входного отверстия к выходному отверстию, когда клапанная мембрана находится в радиально деформированном состоянии. Клапанное седло и клапанная мембрана выполнены так, что коническая часть отделена зазором от поверхности, срезанной на конус, когда клапанная мембрана находится в недеформированном состоянии, и зазор закрыт, когда клапанная мембрана находится в радиально деформированном состоянии. Щель между верхушкой конической части и дном закрыта, что приводит к радиальному деформированию конической части. Раскрыты система и клапан в системе подачи текучей среды. Изобретения направлены на обеспечение простого управления. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее раскрытие относится к подаче текучих сред. Более определенно, настоящее раскрытие относится к клапанному механизму для управления подачей медицинских текучих сред.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Клапанный механизм - это чувствительный элемент, который управляет направлением и объемом потока текучей среды в насосе для внутривенных (ВВ) инъекций. Большинство клапанов действует посредством применения силы нажатия и силы восстановления, при условии, например, что при помощи насосного механизма открывают и закрывают путь текучей среде. В общем, насосный механизм включает в себя элементы для нажатия (например, механические «пальцы»), которые выступают наружу до клапана в части одноразового действия. Элемент нажатия используют, чтобы стянуть вместе две поверхности на пути текучей среды для закрытия клапана. Чтобы открывать клапан, элемент нажатия восстанавливают в первоначальное положение. Для соответствующей работы, включая полное перекрытие потока текучей среды, элемент нажатия нужно сконструировать и изготовить с соблюдением жестких технических требований.

Жесткие требования на образец клапана и элемент нажатия вообще увеличивают стоимость изготовления частей одноразового действия и частей длительного пользования ВВ инъекционного насоса. Следовательно, желательно использовать клапанный механизм, который менее чувствителен к требованиям проектирования и изготовления.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На недостатки, которые обсуждались выше, и другие недостатки обращено внимание в усовершенствованной конструкции клапана.

В одном аспекте раскрывается клапан системы подачи текучей среды. Клапан содержит клапанное седло, выполненное в виде входного отверстия для текучей среды, выходного отверстия для текучей среды, конического углубления, имеющего вход, поверхность, срезанную на конус, и дно. Клапан также включает в себя клапанную мембрану, выполненную в виде конической части, имеющей основание и верхушку. Конической части придают такую форму, чтобы вставляться в коническое углубление клапанного седла. Клапанной мембране придают форму для соединения текучей среды во входном отверстии для текучей среды и выходном отверстии для текучей среды при недеформированном состоянии мембраны и для разъединения текучей среды во входном отверстии для текучей среды и выходном отверстии для текучей среды, когда мембрана радиально деформирована.

В другом аспекте раскрывается система подачи текучей среды для подачи текучей среды от источника текучей среды к пациенту. Система подачи текучей среды содержит часть длительного пользования, выполненную в виде механизма приведения в действие, и часть одноразового действия, выполненную в виде первого клапана, установленного на части длительного пользования, чтобы механизм приведения в действие действовал толкающей силой на часть нажатия первого клапана. Первый клапан связан с первым входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды, так что первый клапан соединяет текучую среду в первом входном отверстии для текучей среды и выходном отверстии для текучей среды, когда толкающая сила не приложена, и радиально деформируется, чтобы разъединить текучую среду в первом входном отверстии для текучей среды и выходном отверстии для текучей среды, когда толкающая сила приложена к области нажатия первого клапана.

В другом аспекте раскрывается клапан для управления подачей текучей среды между входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды. Клапан выполнен в виде первой части, имеющей камеру для соединения текучей среды входного отверстия для текучей среды и выходного отверстия для текучей среды. Далее, клапан выполнен в виде второй части, имеющей выступающую часть, вставляемую внутрь камеры так, что текучая среда может течь от входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды через камеру вокруг выступающей части, когда выступающая часть не деформирована, и текучая среда не может течь от входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды через камеру, когда выступающая часть деформирована так, что касается, по меньшей мере, частично стенки камеры.

Далее следующие и другие признаки, аспекты и преимущества примеров воплощения изобретения настоящего раскрытия станут яснее после следующего подробного описания, сопровождаемого чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1A - это схематическое изображение медицинской системы подачи текучей среды согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 1B - это схематическое изображение клапана согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 2 - это схематическое изображение поперечного сечения клапана согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 3 - это схематическое изображение поперечного сечения клапана согласно некоторым внешним формам настоящего раскрытия.

Фиг. 4 - это схематическое изображение поперечного сечения части клапана согласно некоторым внешним формам настоящего раскрытия.

Фиг. 5 - это схематическое изображение поперечного сечения части клапана согласно некоторым внешним формам настоящего раскрытия.

Фиг. 6 - это схематическое изображение клапанной мембраны согласно некоторым внешним формам настоящего раскрытия.

Фиг. 7 - это схематическое изображение насосного аппарата и устройства одноразового действия согласно некоторым внешним формам настоящего раскрытия.

Фиг. 8 - это схематическое изображение насосного аппарата и устройства одноразового действия согласно некоторым внешним формам настоящего раскрытия.

Фиг. 9 - это схематическое изображение поперечного сечения насосного аппарата и устройства одноразового действия согласно некоторым внешним формам настоящего раскрытия.

Фиг. 10 - это схематическое изображение устройства одноразового действия согласно некоторым внешним формам настоящего раскрытия.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Раскрытые варианты осуществления рассматривают и решают задачи, относящиеся к вышеупомянутым трудностям проектирования клапанов. Варианты осуществления решают эти задачи, по меньшей мере, частично, путем создания конструкции клапана, которая может работать без необходимости точно управляемого выдвижения элемента нажатия клапана. Раскрытые варианты, более того, решают эти задачи, по меньшей мере, частично, путем применения пластического материала, чтобы обеспечить силу восстановления, которая открывает клапан после прекращения действия силы нажатия. С одной точки зрения, некоторые раскрываемые варианты осуществления устраняют потребность иметь в насосе возвратный механизм, уменьшая тем число частей при сборке насоса путем упрощения механизма приведения в действие клапана. Путем уменьшения числа частей при сборке насоса можно добиться увеличения надежности и уменьшения стоимости.

Потребности, сформулированные ранее, и другие потребности можно удовлетворить еще иными раскрытыми вариантами осуществления, которые дают клапан, у которого пластическая клапанная мембрана имеет такую форму, чтобы работать внутри жесткого клапанного седла для соединения и разъединения текучей среды между входным и выходным отверстиями для текучей среды. Если клапанная мембрана находится в недеформированном состоянии, то текучая среда проходит из входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды через зазор между клапанной мембраной и стенкой клапанного седла. Нажатие на часть клапанной мембраны с помощью внешней силы заставляет клапанную мембрану деформироваться в направлении по радиусу наружу, закрывая тем зазор между клапанной мембраной и стенкой клапанного седла и разъединяя текучую среду между входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды. Если убрать внешнюю силу, клапанная мембрана отскакивает в недеформированное состояние, открывая зазор между клапанной мембраной и стенкой клапанного седла и тем еще раз позволяя текучей среде проходить между входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды.

В некоторых вариантах осуществления клапанная мембрана имеет форму плоской части с углублением конической формы в центре плоской части. Углубление конической формы оканчивается цилиндрическим выступом на вершине конуса. Клапанное седло имеет поверхность, срезанную на конус, которая соответствует конической форме клапанной мембраны. Когда клапанная мембрана находится в недеформированном состоянии, щель между стенкой конической формы клапанной мембраны и поверхностью усеченного конуса клапанного седла позволяет текучей среде проходить между входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды. Когда клапанную мембрану заставляют деформироваться, клапанная мембрана деформируется радиально, закрывая тем щель между конической формой и поверхностью клапанного седла формы усеченного конуса, приводя к разъединению текучей среды входного отверстия для текучей среды и выходного отверстия для текучей среды.

Согласно некоторым вариантам осуществления плоская часть клапанной мембраны содержит поддающуюся деформации часть, которая является гофрированной и имеет углубление конической формы, которое оканчивается цилиндрическим выступом на вершине конуса. Гофрированная форма плоской части клапанной мембраны предпочтительно способствует радиальной деформации и отскакиванию клапанной мембраны.

Фиг. 1A показывает систему ухода за больным для подачи текучей среды от источника 150 текучей среды к пациенту 156, использующую систему 103 подачи текучей среды. Система 103 подачи текучей среды содержит часть 101 длительного пользования (например, жидкостной насос) и часть 103 одноразового действия (например, комплект одноразового действия для внутривенного вливания текучей среды) для подачи текучей среды от источника 150 текучей среды через линию 105 текучей среды к пациенту 156. Часть 103 одноразового действия включает в себя клапан 100. В процессе эксплуатации, механизм приведения в действие (не показан на фиг. 1A) на части 101 длительного пользования действует на клапан 100, чтобы соединять или разъединять текучую среду между входным 106 отверстием для текучей среды и выходным 108 отверстием для текучей среды для управления подачей текучей среды пациенту 156.

Фиг. 1B - это развернутый в перспективе вид клапана 100 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия. В конструкции, показанной на фиг. 1B, клапан 100 выполнен в виде клапанной мембраны 102 и клапанного седла 104. Клапанное седло 104 выполнено в виде двух отверстий: входного отверстия 106 для текучей среды и выходного отверстия 108 для текучей среды. В некоторых вариантах осуществления клапан 100 можно также выполнить в виде колпачка 126. С некоторой точки зрения, колпачок 126 полезен для надежного удерживания на месте клапанной мембраны 102 во время действия клапана 100. Колпачок 126 сделан из жесткого материала, такого как твердая пластмасса, чтобы гарантировать прочность конструкции клапана 100 и надежно удерживать на месте клапанную мембрану 102 в процессе эксплуатации для предотвращения нежелательных утечек текучей среды из клапанной мембраны 102.

Еще относительно фиг. 1B, клапанная мембрана 102 содержит плоскую 110 часть и коническую 112 часть. В конструкции, показанной на фиг. 1B, плоская 110 часть имеет форму круга. Однако возможны и многие другие варианты формы плоской части. Например, в некоторых конструкциях плоская 110 часть может быть овальной. В некоторых конструкциях, когда главная ось овальной части направлена вдоль канала текучей среды, а вспомогательная ось поперек канала текучей среды, овальная плоская 110 часть может обеспечить более обтекаемое соответствие клапана 100 внутри части 103 одноразового действия (не показана на фиг. 1B).

В варианте осуществления, показанном на фиг. 1B, коническая 112 часть находится в центре плоской 110 части. Однако варианты размещения конической 112 части по отношению к плоской 110 части, возможно, согласуются с конструкциями настоящего раскрытия. Например, в некоторых конструкциях коническую 112 часть можно не совмещать по центру относительно плоской 110 части. В конструкции, показанной на фиг. 1B, коническая 112 часть имеет поперечное сечение в форме круга. Однако возможны и многие другие варианты формы поперечного сечения конической 112 части. Например, в некоторых вариантах осуществления коническая 112 часть может иметь эллиптическое поперечное сечение, например, чтобы соответствовать эллиптической форме плоской 110 части. Форму поперечного сечения конической 112 части можно выбрать такой, чтобы она соответствовала форме внешнего элемента нажатия, используемого для деформации или отскока клапанной мембраны 102.

Еще относительно фиг. 1B, коническая 112 часть - это углубление, имеющее отверстие 116 в основании конической 112 части. В некоторых отношениях, полостной характер конической 112 части обеспечивает способность к деформации клапанной мембране 102, чтобы клапанная мембрана 102 могла деформироваться радиально во внешнем направлении, когда внешняя сила приложена к области 114 (область нажатия) плоской 110 части. Область 114 нажатия - это область, ближайшая к отверстию 116 в основании конической 112 части, и предназначенная для того, чтобы внешний элемент нажатия прилагал толкающую силу к конической 112 части, заставляя коническую 112 часть деформироваться радиально во внешнем направлении, как показано далее.

Коническая 112 часть конусно выступает из плоской 110 части и оканчивается в цилиндрической оконечности 118 на вершине конуса. В некоторых устройствах клапанная мембрана 102 сделана из упругого, высокоэластичного материала, такого как силикон, так что клапанная мембрана 102 растягивается или деформируется под воздействием внешней силы и отскакивает обратно к первоначальной форме, когда внешнюю силу убрали.

Еще относительно фиг. 1B, клапанное седло 104 выполнено в виде отверстия 120 на верхней стороне 128 клапанного седла 104. Отверстие 120 находится в углублении и имеет форму, согласованную с плоской 110 частью. Во время эксплуатации, плоская 110 часть клапанной мембраны 102 плотно подходит, образуя непроницаемый для текучей среды контакт с верхней стороной 128. Внутренний диаметр отверстия 120 меньше, чем внешний диаметр плоской 110 части, так что когда клапанная мембрана 102 прилегает к верхней стороне 128 клапанного седла 104, текучая среда может протекать в промежутке 238 (не виден на фиг. 1B) между плоской 110 частью на верхней и узкой 122 поверхности клапанного седла 104 внизу промежутка. Узкая 122 поверхность углублена из вершины 126 клапанного седла 104 на глубину меньше, чем высота конической 112 части, так что когда клапанная мембрана 102 прилегает к верхней стороне 128 клапанного седла 104, цилиндрическая оконечность 118 входит в клапанное седло 104 через узкое отверстие 124.

Фиг. 2 - это схематическое изображение клапана 100 согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 2 показан вид поперечного сечения клапана 100, когда клапанная мембрана 102 находится в недеформированном состоянии. В недеформированном состоянии клапанной мембраны 102 текучая среда может течь в направлении стрелки 107 от входного отверстия 106 для текучей среды в промежуток 238. Из промежутка 238 текучая среда может течь через зазор 236 между срезанной на конус 234 поверхностью конического углубления 232 клапанного седла 104 и конической 112 частью клапанной мембраны 102 (в направлении стрелки 113) к камере 226, образованный путем разъединения между конической 112 частью и клапанным седлом 104. Текучая среда может продолжать течь в направлении стрелки 109 через камеру 226 и щель 228 между дном 230 конического углубления 232 и оконечностью конической 112 части к выходному отверстию 108 для текучей среды. Следовательно, текучие среды во входном отверстии 106 для текучей среды и выходном отверстии 108 для текучей среды соединены, когда клапанная мембрана 102 находится в недеформированном состоянии, как видно на фиг. 2. Коническое углубление 232 имеет срезанную на конус 234 поверхность, соответствующую форме конической 112 части. В недеформированном состоянии, показанном на фиг. 2, коническая оконечность 118 изображена находящейся ниже узкого отверстия 124.

Фиг. 3 - это схематический вид клапана 100 согласно некоторым внешним формам настоящего раскрытия. Фиг. 3 показывает трехмерный вид в перспективе клапана 100 в сечении плоскостью, проходящей через оба как входное отверстие 106 для текучей среды, так и выходное отверстие 108 для текучей среды. В некоторых внешних формах входное отверстие 106 для текучей среды и выходное отверстие 108 для текучей среды могут располагаться под углом, отличающимся от 180° в разные стороны окружности вокруг клапана 100 (например, не считая 90°). На изображении, показанном на фиг. 3, клапанная мембрана 102 находится в недеформированном состоянии, видны зазор 236, камера 226 и щель 228. Зазор 236 может расширяться по контуру дна 230. Как описано ранее, текучая среда, входящая во входное отверстие 106 для текучей среды, следует в направлении стрелки 107 в промежуток 238. Затем текучая среда течет в камеру 226 через зазор 236 в направлении стрелки 113. Текучая среда течет также через щель 228. Затем текучая среда течет из камеры 226 к выходному отверстию 108 для текучей среды в направлении стрелки 109.

Фиг. 4 - это схематическое изображение части клапана 100 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Часть клапана 100, показанная на фиг. 4, включает в себя зазор 236 между срезанной на конус 234 поверхностью и конической частью 112. Фиг. 4 показывает клапанную мембрану 102 и коническую 112 часть в недеформированном состоянии. В недеформированном состоянии конической 112 части существует зазор 236 между срезанной на конус 234 поверхностью и конической частью 112. Зазор 236 позволяет текучей среде течь между промежутком 238 и камерой 22 6. В варианте осуществления, показанном на фиг.4, видна только часть камеры 226 между щелью 228 и узким отверстием 124, включая часть камеры вокруг цилиндрической оконечности 118.

Фиг. 5 - это схематическое изображение части клапана 100 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Фиг. 4 и 5 показывают одну и ту же часть клапана 100. В противоположность внешней форме, показанной на фиг. 4, где клапанная мембрана 102 находится в недеформированном состоянии, фиг. 5 показывает клапанную мембрану 102, радиально деформированную внешней силой (указанной стрелкой 502),

приложенной к области 114 нажатия клапанной мембраны 102 в направлении конической части 112. В некоторых вариантах осуществления, приложение силы 502 может сначала вызвать толчок конической 112 части вниз (в направлении силы 502), в первую очередь, закрывая тем щель 228 (не показана на фиг. 5) между цилиндрической оконечностью 118 и дном 230 (не показано на фиг. 5). Продолжающееся приложение силы 502 затем приводит к радиальной деформации (или растяжению) конической 112 части в зазор 236 между конической 112 частью и срезанной на конус 234 поверхностью (в направлении стрелки 504), вызывая закрытие зазора 236. Из-за закрытия зазора 236, теперь нет контакта текучей среды между промежутком 238 и камерой 226. Следовательно, текучие среды входного отверстия 106 для текучей среды и выходного отверстия 108 для текучей среды теперь разъединены. Таким образом, используя внешнюю силу 502 (например, используя элементы нажатия, расположенные на части 101 длительного пользования), клапан 100 можно применять для перекрытия подачи текучей среды между входным отверстием 106 для текучей среды и выходным отверстием 108 для текучей среды. В некоторых вариантах осуществления клапанную мембрану 102 и коническую 112 часть делают из высокоэластичного материала (т.е. способного к упругой деформации под действием силы), заставляя тем коническую 112 часть деформироваться и растягиваться в радиальном направлении под действием внешней силы 502, закрывая тем клапан 100.

Еще относительно фиг. 5, когда внешняя сила 502 прекращает свое действие на область 114 нажатия, способность клапанной мембраны 102 к восстановлению заставляет клапанную мембрану 102 восстановиться к ее недеформированному состоянию (например, как показано на фиг. 3). Другими словами, энергия, требуемая для восстановления «открытого» состояния клапана 100, запасена в клапанной мембране 102 в радиально деформированном состоянии. Эта возвращающаяся энергия затем освобождается, когда внешняя сила 502 прекращает свое действие, заставляя клапанную мембрану 102 восстановиться к недеформированному состоянию. Как обсуждалось ранее, когда клапанная мембрана 102 находится в недеформированном состоянии, текучая среда может течь между входным 106 отверстием для текучей среды и выходным 108 отверстием для текучей среды. Следовательно, прилагая и устраняя внешнюю силу нажатия, можно воздействовать на клапан 100, выключая или включая поток текучей среды через клапан 100.

Фиг. 6 - это вид в перспективе и частично в разрезе клапанной мембраны 600 согласно иным конкретным вариантам осуществления настоящего раскрытия. По сравнению с вариантами осуществления, показанными на фигурах от 1B до 5, где клапанная мембрана 102 показана имеющей плоскую 110 часть, клапанная мембрана 600 имеет часть складывающегося диска 111, выполненного в виде, по меньшей мере, одного гребня 602 и, по меньшей мере, одной впадины 604. В некоторых конструкциях гребень 602 и впадина 604 простираются кругами по всей протяженности (360°) части складывающегося диска 111, чтобы позволить клапанной мембране 600 растягиваться или деформироваться равномерно во всех направлениях. В общем, часть складывающегося диска 111 может быть круглой, эллиптической или может иметь другую форму, как обсуждалось ранее по отношению к плоской 110 части. Клапанная мембрана 600 далее выполнена из конической 606 части (функционально аналогичной конической 112 части), которая заостряется цилиндрическим наконечником 118 на вершине конуса.

Еще относительно фиг. 6, в процессе эксплуатации клапан, выполненный в виде клапанной мембраны 600, действует аналогично вариантам выполнения клапана, описанным согласно фигурам от 1B до 5. При отсутствии внешней силы клапанная мембрана 600 находится в недеформированном состоянии, позволяя тем текучей среде следовать от входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды (не показаны на фиг. 6) через зазор между конической 112 частью и клапанным седлом аналогично клапанному седлу 104 (не показано на фиг. 6). Когда внешней силой воздействуют возле области 608 в направлении стрелки 610, клапанная мембрана 600 проталкивается внутрь (в направлении стрелки 610). Приложение силы в центре части складывающегося диска 111 заставляет коническую 112 часть двигаться вниз (в направлении стрелки 610) и затем заставляет часть складывающегося диска 111 вытянуться в радиальном направлении. Деформация растяжения клапанной мембраны 600 закрывает разделительную часть между клапанной мембраной 600 и клапанным седлом (не показано на фиг. 6). В радиально деформированном состоянии, гребни и впадины клапанной мембраны 600 (например, элементы 603, 604) будут расплющиваться (или становиться более плоскими) и давать возможность радиального расширения клапанной мембраны 600.

Еще относительно фиг. 6, с некоторых точек зрения, полностью деформированная клапанная мембрана 600 оказывается больше, чем сопоставимого размера полностью деформированная клапанная мембрана 102. Другими словами, клапанная мембрана 600 способна радиально деформироваться дальше, чем сопоставимого размера клапанная мембрана 102. Следовательно, в конструкциях клапана, обеспечивающего более высокие скорости потока, в большинстве случаев, благодаря большему разъединению между конической 112 частью и срезанной на конус 234 поверхностью, клапанную мембрану 600 можно считать более подходящим выбором. В некоторых конструкциях клапанную мембрану 600 и клапанную мембрану 102 можно взаимозаменяемо использовать с одним и тем же клапанным седлом 104. Другими словами, не требуются никакие изменения конструкции клапанного седла 104, чтобы существовала возможность работы с каждой из клапанных мембран 102, 600.

В некоторых конструкциях клапанная мембрана 102 может содержать высокоэластичный материала, такой как коммерчески доступный силикон, имеющий по шкале Шора A твердость по дюрометру в диапазоне 30-60 (например, 40). В некоторых конструкциях материал, используемый для клапанной мембраны 102, имеет модуль упругости меньше, чем 1,50 МПа или 230 фунтов на квадратный дюйм (Psi). Модуль упругости может, например, быть равен 200 Psi (1,20 МПа). В некоторых конструкциях клапанные мембраны 102, 600 могут быть сделаны из коммерчески доступного материала LIM 6040 компании GE silicone.

Многоканальные системы подачи текучей среды можно использовать в некоторых применениях для подачи одновременно нескольких текучих сред, используя несколько жидкостных каналов. Например, двухканальная система подачи текучей среды содержит два канала подачи текучей среды, которые могут работать независимо друг от друга. В некоторых конструкциях один лист высокоэластичного материала можно превратить в несколько клапанных мембран, которые можно использовать для работы нескольких клапанов многоканальной системы подачи текучей среды. С помощью чертежей и без ограничений далее раскрывается работа части одноразового действия, выполненной в виде двух входных и одного выходного каналов подачи текучей среды.

Фиг. 7 - это схематический вид насоса 702 подачи текучей среды и блока 708 одноразового действия, согласно некоторым конструкциям настоящего раскрытия. Насос 702 выполнен в виде дисплейного экрана 704, чтобы показывать пользователю информацию состояния, и клавиатуры 706, чтобы дать возможность пользователю вводить команды насосу 702. Насос 702 согласован с кассетой или с блоком 708 одноразового действия. В некоторых конструкциях, блок 708 одноразового действия располагают на той же панели, что и дисплейный экран 704, чтобы дать возможность пользователю легкого доступа и непрерывного обзора работы блока 708 одноразового действия.

Блок 708 одноразового действия выполнен в виде двух трубопроводов 714, 716 для текучей среды на входном 710 конце и единственного выходного 718 трубопровода, соединенного с выходным 712 концом. В процессе эксплуатации насос 702 управляет подачей текучей среды от входных трубопроводов 714, 716 к выходному трубопроводу 718. Например, насос 702 может так управлять подачей текучей среды, что текучая среда в выходной 718 трубопровод поступает только из входного 714 трубопровода, или только из входного 716 трубопровода, или в сочетании текучих сред из трубопроводов 714, 716. В некоторых конструкциях насос 702 может смешивать текучие среды от входных трубопроводов 714, 716 в заранее определенных пропорциях, управляя продолжительностью открытия и закрытия входных трубопроводов 714, 716 текучей среды. Насос 702 может управлять подачей текучей среды, используя конструкцию клапанов, раскрытую согласно фиг. 1-6 настоящих раскрытий.

Фиг. 8 - это схематический вид насоса 702 и блока 708 одноразового действия согласно некоторым конструкциям настоящего раскрытия. По сравнению с видом, показанным на фиг. 7, где блок одноразового действия подключен к насосу 702, блок 708 одноразового действия на фиг. 8 отключен от насоса 702. Отключение блока 708 одноразового действия выставило два механизма 802, 804 приведения в действие клапанов в области 806 насоса 702. В некоторых конструкциях в области 806 сделано углубление, чтобы сделать возможным надежное прилегание блока 708 одноразового действия во время работы насоса 702. В некоторых конструкциях механизмы 802, 804 приведения в действие клапанов имеют форму цилиндров или конических выступов («пальцев»), которые могут перемещаться взад-вперед в корпусе блока 708 одноразового действия, чтобы толкать клапан, расположенный внутри блока 708 одноразового действия, заставляя клапан закрываться или открываться.

Фиг. 9 - это схематический вид в разрезе насосного 702 аппарата и блока 708 одноразового действия согласно некоторым конструкциям настоящего раскрытия. Вид в разрезе, показанный на фиг. 9, рассматривают насос 702 и блок 708 одноразового действия в направлении стрелки 720 на фиг. 7. Прямая 902 обозначает границу между насосом 702 со стороны 904 и блока 708 одноразового действия со стороны 906. Насос 702 выполнен в виде двух элементов 908, 910 нажатия для толчков в сторону клапанных мембран 912 и 914. Проходы 922 и 916 соответствуют входному и выходному отверстиям для текучей среды первого клапана, управляющего подачей текучей среды из трубопровода 714. Проходы 932 и 920 соответствуют входному и выходному отверстиям для текучей среды второго клапана, управляющего подачей текучей среды из трубопровода 716. Выходы 916 и 920 соединяют текучую среду с каналом 918, который распространяется до выходного 712 конца блока 708 одноразового действия. Дно 926 клапанного седла первого клапана и дно 928 второго клапана действуют аналогично дну 230, описанному в связи с конструкциями клапана, показанными на фиг. от 1B до 6. Зазоры 924 и 930 работают аналогично зазору 236, описанному в связи с фигурами от 1B до 6. Конструкции, показанные на фиг. 9, иллюстрируют клапанные мембраны 912 и 914, сделанные из сплошного листа материала. В некоторых отношениях, используя единственный лист, можно прибегнуть к самостоятельному экономичному и надежному производству клапанов.

Фиг. 10 - это схематическое изображение блока 708 одноразового действия, согласно некоторым конструкциям настоящего раскрытия. Фиг. 10 показывает заднюю сторону блока 708 одноразового действия. Задняя сторона обращена к насосу 702 во время выполнения подачи текучей среды. Задняя сторона включает в себя отверстия 1002 и 1004 на входном конце 710. Отверстия 1002 и 1004 обнажают клапанные мембраны клапанов, управляющих передачей текучей среды через каналы текучей среды, выполненные в виде входов 716 и 714 текучей среды соответственно. Во время работы внешние элементы нажатия, расположенные в насосе 702, воздействуют толкающей силой на клапанные мембраны, расположенные внутри отверстий 1002 и 1004, чтобы как надо открывать и закрывать соответствующие клапаны. Области 1006 и 1010 показывают мембраны, которые связаны с сенсорными датчиками давления (не показаны на фиг. 10), чтобы давать показания давлений текучей среды верхнего и нижнего потоков. Фиксирующее устройство 1008 используют для крепления блока 708 одноразового действия к насосу 702.

Следует признать, что различные здесь описанные клапанные механизмы, можно превратить в часть блока одноразового действия для внутривенных (ВВ) инъекций. Различные клапанные конструкции можно тоже использовать в механизме насоса или других системах подачи текучей среды. Например, клапанные конструкции настоящего раскрытия можно использовать в насосе объемного типа, отличающемся тем, что первую клапанную конструкцию используют на впускной стороне насоса объемного типа, а вторую клапанную конструкцию используют на выпускной стороне насоса объемного типа. С некоторой точки зрения, насос объемного типа, выполненный в виде клапанной конструкции настоящего раскрытия на входной и/или выходной стороне текучей среды можно использовать для управления направлением потока текучей среды через насос объемного типа.

Далее следует признать, что некоторые части клапанной конструкции настоящего раскрытия можно в масштабе увеличить или уменьшить, чтобы обеспечить определенную площадь поперечного сечения потока, тем управляя скоростью потока через клапан. Далее следует признать, что коэффициент упругости материала клапанной мембраны может влиять на выбор механизма, обеспечивающего внешнюю силу для деформации клапана, и наоборот. Например, если клапанная мембрана выполнена из материала, имеющего меньший коэффициент упругости, может потребоваться относительно большая сила, чтобы вызвать радиальную деформацию клапанной мембраны. В таком случае, для работы такой клапанной конструкции можно обеспечить большую область 114 нажатия и/или можно использовать внешний электромеханический элемент нажатия большей мощности. Далее следует признать, что на скорость подачи текучей среды через клапанную конструкцию влияет выбор различных параметров конструкции, таких как физические размеры щели 228, зазора 236, и т.п.

С некоторой точки зрения, конструкции настоящего раскрытия дают клапанный механизм, пригодный в системе подачи текучей среды для соединения и разъединения текучей среды во входном и выходном отверстиях для текучей среды. С некоторой точки зрения, конструкции настоящего раскрытия включают в себя клапанную мембрану, вставленную внутри клапанного седла. Клапанная мембрана содержит коническую часть и клапанное седло, выполненное в виде соответствующей поверхности, срезанной на конус. Во время работы, когда клапан находится в открытом состоянии, клапанная мембрана не деформирована, что позволяет текучей среде проходить через зазор между конической частью и поверхностью, срезанной на конус. Внешняя сила, толкающая основание конической части в направлении конической части, заставляет клапанную мембрану деформироваться радиально во внешнем направлении, тем закрывая область раздела между конической частью и поверхностью, срезанной на конус (т.е., клапан находится в закрытом состоянии). Если устранить внешнюю силу, клапанная мембрана отскакивает назад в недеформированное состояние, заставляя клапан вернуться в открытое состояние и еще раз позволяя текучей среде проходить между входным отверстием и выходным отверстием. С некоторой точки зрения, клапанные механизмы настоящего раскрытия дают преимущество в том, что из-за запасания энергии для открытия клапана в самом материале клапана, клапанам не требуются другие восстановительные части, такие как спиральная пружина, и, следовательно, клапаны можно выпускать с меньшим числом частей.

В то время как различные варианты осуществления, описанные ранее, относятся к коническому выступу на клапанной мембране 102 (или 111), в общем случае варианты осуществления могут использовать и многие другие формы. Например, в некоторых вариантах осуществления, клапан для управления подачей текучей среды между входным и выходным отверстиями для текучей среды можно выполнить в виде первой части (например, клапанного седла 104), имеющей камеру, связывающую текучую среду во входном и выходном отверстиях для текучей среды, и второй части (например, клапанной мембраны 102), имеющей часть, срезанную на конус, вставленную внутри камеры так, что текучая среда может течь от входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды через камеру вокруг части, срезанной на конус, когда часть, срезанная на конус, не деформирована, и текучая среда не может течь от входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды через камеру, когда часть, срезанная на конус, деформирована так, что касается, по меньшей мере, части стенки камеры. Часть, срезанная на конус, может быть конической или может иметь форму, подобную пирамиде или обелиску, или какую-нибудь другую форму такую, что приложение внешней силы заставляет часть, срезанную на конус, деформироваться и касаться части стенки камеры, чтобы выключить передачу текучей среды между входным и выходным отверстиями для текучей среды. Как обсуждалось ранее, когда часть, срезанная на конус, имеет коническую форму, соответствующую поверхность, срезанную на конус, можно использовать на первой части, чтобы вызвать такое закрытие под действием внешней силы. В некоторых вариантах осуществления первая часть содержит жесткий материал, а вторая часть содержит высокоэластичный материал, чтобы дать возможность части, срезанной на конус, деформироваться под действием силы и отскакивать, когда силу убрали прочь.

Хотя варианты осуществления настоящего раскрытия были подробно описаны и проиллюстрированы, следует ясно понимать, что то же самое есть только в форме иллюстраций и примера, и его не следует брать в форме ограничений, область настоящего изобретения ограничена только пунктами прилагаемой формулы изобретения.

Все элементы, части и ступени, описанные в этом документе, преимущественно включены. Понятно, что любые из этих элементов, частей и ступеней можно заменить другими элементами, частями и ступенями или удалить все вместе, насколько будет понятно тем, кто специалист в данной области техники.

Этот документ разглашает, по меньшей мере, следующее: клапан для управления подачи текучей среды включает в себя клапанное седло, выполненное в виде входного отверстия для текучей среды, выходного отверстия для текучей среды и конического углубления, имеющего отверстие, поверхность, срезанную на конус, и дно, и клапанную мембрану, выполненную в виде конической части, имеющей основание и верхушку. Конической части придана форма, чтобы вставляться внутри конического углубления клапанного седла.

Клапанной мембране придана форма, чтобы соединять текучую среду во входном отверстии для текучей среды и выходном отверстии для текучей среды, когда мембрана находится в недеформированном состоянии, и разъединять текучую среду во входном отверстии для текучей среды и выходном отверстии для текучей среды, когда мембрана радиально деформирована.

ПРИНЦИПЫ

Этот документ раскрывает, по меньшей мере, следующие принципы.

Принцип 1. Клапан в системе подачи текучей среды, выполненный в виде:

клапанного седла, выполненного в виде входного отверстия для текучей среды, выходного отверстия для текучей среды и конического углубления, имеющего отверстие, поверхность, срезанную на конус, и дно; и

клапанной мембраны, выполненной в виде конической части, имеющей основание и верхушку, конической части, которой придана такая форма, чтобы вставляться внутрь конического углубления клапанного седла, клапанной мембраны, которой придана форма, чтобы соединять текучую среду во входном отверстии для текучей среды и выходном отверстии для текучей среды, когда мембрана находится в недеформированном состоянии, и разъединять текучую среду во входном отверстии для текучей среды и выходном отверстии для текучей среды, когда мембрана радиально деформирована.

Принцип 2. Клапан по принципу 1, в котором:

верхушка конической части отделена щелью от дна конического углубления, когда мембрана находится в недеформированном состоянии; и

отличающийся тем, что верхушка клапанной мембраны касается дна конического углубления, когда клапан находится в радиально деформированном состоянии.

Принцип 3. Клапан по принципу 2, в котором клапанная мембрана содержит толкаемую часть такую, что толкание внешней силой в направлении толкаемой части приводит клапан в радиально деформированное состояние.

Принцип 4. Клапан по принципу 2, в котором коническая часть отделена от конического углубления зазором, когда клапанная мембрана находится в недеформированном состоянии, и коническая часть касается конического углубления, когда клапанная мембрана находится в радиально деформированном состоянии.

Принцип 5. Клапан по принципу 1, в котором:

клапанное седло выполнено из жесткого материала; а клапанная мембрана выполнена из высокоэластичного материала.

Принцип 6. Клапан по принципу 5, в котором высокоэластичный материал выполнен из силикона.

Принцип 7. Клапан по принципу 1, в котором часть одноразового действия насоса для внутривенной текучей среды содержит клапан.

Принцип 8. Клапан по принципу 1, в котором насос объемного типа выполнен в виде

первой части клапана на впускной стороне насоса и второй части клапана на стороне подачи текучей среды.

Принцип 9. Клапан по принципу 1, выполненный также в виде колпачка, колпачок предназначен для установки через клапанное седло, чтобы зафиксировать на месте клапанную мембрану во время работы клапана.

Принцип 10. Система подачи текучей среды для подачи текучей среды от источника текучей среды к пациенту, выполненная в виде:

части длительного пользования, выполненной в виде механизма приведения в действие;

части одноразового действия, выполненной в виде первого клапана, смонтированного на части длительного пользования, чтобы механизму приведения в действие дать возможность действовать толкающей силой на область приведения в действие первого клапана;

первого клапана, связанного с первым входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием, так что первый клапан соединяет текучую среду первого входного отверстия для текучей среды и выходного отверстия для текучей среды, когда не приложена толкающая сила, и деформируется в радиальном направлении, чтобы разъединить текучую среду в первом входном отверстии для текучей среды и выходном отверстии для текучей среды, когда толкающая сила приложена к области нажатия первого клапана.

Принцип 11. Система подачи текучей среды по принципу 10, выполненная также в виде:

второго клапана, связанного со вторым входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды, так что второй клапан соединяет текучую среду второго входного отверстия для текучей среды и выходного отверстия для текучей среды, когда не приложена толкающая сила, и деформируется в радиальном направлении, чтобы разъединить текучую среду во втором входном отверстии и выходном отверстии для текучей среды, когда толкающая сила приложена к области нажатия второго клапана.

Принцип 12. Система подачи текучей среды по принципу 11, в которой механизму приведения в действие придают такую форму, чтобы управлять отношением текучей среды, подаваемой из первого входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды, и из второго входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды, путем управления временем приложения толкающей силы к первому клапану и ко второму клапану.

Принцип 13. Клапан для управления подачей текучей среды между входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды, выполненный в виде:

первой части, имеющей камеру, соединяющую текучую среду во входном отверстии для текучей среды и выходном отверстии для текучей среды;

второй части, имеющей выступающую часть, вставленную внутрь камеры, так что текучая среда может течь через камеру вокруг выступающей части от входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды, когда выступающая часть не деформирована, и текучая среда не может течь через камеру от входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды, когда выступающая часть деформирована так, что касается, по меньшей мере, части стенки камеры.

Принцип 14. Клапан по принципу 13, отличающийся тем, что выступающей части придают коническую форму, и отличающийся тем, что часть стенки камеры имеет поверхность, срезанную на конус, соответствующую выступающей части, которой придают коническую форму.

Принцип 15. Клапан по принципу 14, отличающийся тем, что первая часть выполнена из жесткого материала, а вторая часть выполнена из высокоэластичного материала.

1. Клапан в системе подачи текучей среды, содержащий:
клапанное седло, содержащее входное отверстие для текучей среды, выходное отверстие для текучей среды, коническое углубление, имеющее отверстие с поверхностью, срезанной на конус, и дно, и путь потока, проходящий от входного отверстия для текучей среды через коническое углубление клапанного седла к выходному отверстию для текучей среды; и
клапанную мембрану, содержащую коническую часть, имеющую основание и верхушку, причем коническая часть выполнена с возможностью посадки с натягом внутрь конического углубления клапанного седла, и клапанная мембрана выполнена с возможностью обеспечения прохождения текучей среды от входного отверстия для текучей среды вдоль пути потока между коническим углублением и конической частью к выходному отверстию для текучей среды, когда клапанная мембрана находится в недеформированном состоянии, и блокирования пути потока от входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды, когда клапанная мембрана находится в радиально деформированном состоянии;
причем клапанное седло и клапанная мембрана выполнены так, что коническая часть отделена зазором от поверхности, срезанной на конус, когда клапанная мембрана находится в недеформированном состоянии, и зазор закрыт, когда клапанная мембрана находится в радиально деформированном состоянии, причем любая щель между верхушкой конической части и дном закрыта, что приводит к радиальному деформированию конической части в зазор.

2. Клапан по п. 1, в котором клапанная мембрана содержит толкаемую часть так, что толкание внешней силой в направлении толкаемой части приводит клапан в радиально деформированное состояние.

3. Клапан по п. 1, в котором коническая часть касается конического углубления, когда клапанная мембрана находится в радиально деформированном состоянии.

4. Клапан по п. 1, в котором клапанное седло содержит жесткий материал, а клапанная мембрана содержит высокоэластичный материал.

5. Клапан по п. 4, в котором высокоэластичный материал содержит силикон.

6. Клапан по любому из пп. 1-5, в котором одноразовая часть насоса для внутривенной текучей среды содержит клапан.

7. Клапан по любому из пп. 1-5, в котором насос объемного типа содержит первую часть клапана на впускной стороне и вторую часть клапана на стороне подачи текучей среды.

8. Клапан по любому из пп. 1-5, дополнительно содержащий колпачок распылителя, причем колпачок распылителя предназначен для посадки на клапанное седло, чтобы зафиксировать на месте клапанную мембрану во время работы клапана.

9. Система подачи текучей среды для подачи текучей среды от источника текучей среды к пациенту, содержащая:
часть длительного пользования, содержащую механизм приведения в действие;
одноразовую часть, содержащую первый клапан, установленный на часть длительного пользования, чтобы дать возможность механизму приведения в действие действовать толкающей силой на область приведения в действие первого клапана;
причем первый клапан связан с первым входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды, так что первый клапан соединяет по текучей среде первое входное отверстие и выходное отверстие, когда не приложена толкающая сила, и деформируется в радиальном направлении, чтобы разъединить по текучей среде первое входное отверстие для текучей среды и выходное отверстие для текучей среды, когда толкающая сила приложена к области приведения в действие первого клапана.

10. Система по п. 9, дополнительно содержащая:
второй клапан, связанный со вторым входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды, так что второй клапан соединяет по текучей среде второе входное отверстие для текучей среды и выходное отверстие, когда не приложена толкающая сила, и деформируется в радиальном направлении, чтобы разъединить по текучей среде второе входное отверстие для текучей среды и выходное отверстие для текучей среды, когда толкающая сила приложена к области приведения в действие второго клапана.

11. Система по п. 10, в которой механизм приведения в действие выполнен с возможностью управления отношением текучей среды, подаваемой из первого входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды и из второго входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды, путем управления временем приложения толкающей силы к первому клапану и ко второму клапану.

12. Клапан в системе подачи текучей среды, содержащий: клапанное седло, содержащее коническое углубление, имеющее
коническую поверхность и дно, причем коническое углубление расположено вдоль пути потока, который продолжается от входного отверстия для текучей среды клапанного седла до выходного отверстия для текучей среды клапанного седла через коническое углубление; и
клапанную мембрану, содержащую коническую часть, имеющую верхушку, причем коническая часть выполнена с возможностью приема в коническое углубление, причем клапанная мембрана имеет недеформированную конфигурацию и радиально деформированную конфигурацию, причем движение верхушки конической части клапанной мембраны ко дну конического углубления приводит к сжатию клапанной мембраны в осевом направлении и радиальному расширению конической части клапанной мембраны в радиально деформированной конфигурации;
причем коническая часть отделена от конической поверхности щелью, когда клапанная мембрана находится в недеформированной конфигурации, так что текучая среда может быть проведена через коническое углубление, причем коническая часть контактирует с конической поверхностью, когда мембрана находится в радиально деформированной конфигурации, так чтобы блокировать прохождение текучей среды от входного отверстия для текучей среды до выходного отверстия для текучей среды.

13. Клапан по п. 12, в котором клапанная мембрана содержит толкаемую часть так, что толкание внешней силой в направлении толкаемой части приводит клапанную мембрану в радиально деформированную конфигурацию.

14. Клапан по п. 12, в котором коническая часть отделена от конического углубления зазором, когда клапанная мембрана находится в недеформированной конфигурации, и коническая часть касается конического углубления, когда клапанная мембрана находится в радиально деформированной конфигурации.

15. Клапан по п. 1 или 12, в котором клапанное седло содержит жесткий материал, а клапанная мембрана содержит высокоэластичный материал.

16. Клапан по п. 15, в котором высокоэластичный материал содержит силикон.