Инфузионный прибор для управления инъекционными шприцами

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,,969274 (89) 147604 (ГДР) Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 13. 03. 79 (2l ) 7770494/28-13 (5() M. Кл.

А 61 М 5/00 (23) Приоритет - (32) 31. 03, 78 (3l ) ЖРА61М/204503 (33) ГДР

- Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 615 ° 475 (088. 8) Опубликовано 30.10.82. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30. 10. 82

Иностранцы

Фридрих Вебер и Хенрик Вебер (ГДР) (72) Авторы изобретения

Иностранное предприятие. "ФЕВ Медицинише герэте Карл-Маркс-Штадт" (ГДР) (71) Заявитель (54) ИНФУЗИОННЫЙ ПРИБОР ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ИНЪЕКЦИОННЫМИ ШПРИЦАМИ

Изобретение касается электромеха- . нического инфуэионного прибора для управления медицинскими шприцами. Такие медицинские приборы служат для постоянной подачи точно в течение длительного времени определенных количеств жидкостей, которые необходимо многоступенчато регулировать в большом диапазоне и точно воспроизводить.

Инфузионные приборы применяют в медицине для внутрисосудистых вливаний терапевтических растворов. .Известно применение инфуэионных приборов с электромеханическим приво- 15 дом. Механизм подачи, состоящий из винтовой или реечной передачи,,перемещает поршень шприца. Привод механизма подачи осуществляется непосредственно от регулируемого двигателя или синхронного двигателя с промежуточным включением многоступенчатого исполнительного механизма. Примене:ние регулируемого двигателя требует высоких затрат на средства регулиро- 25 вания которые недостаточно обеспечивают необходимый диапазон подачи и воспроизведения отдельных количеств подаваемой жидкости. Зсли применять синхронный двигатель с исполнительным механизмом, то величина подачи постоянно и точно воспроизводима лишь в отдельных ступенях переключения. A исполнительные механизмы должны быть регулируемыми в различных ступенях. подачи в пределах относитель. но Широкого диапазона. В известных инфузионных приборах применяют для этого выполненные как полупередачи реечные исполнительные механизмы, называемые также меандровыми зубчатыми механизмами. Это относительно простые передачи с несколькими следующими друг за другом передаточными ступенями. Каждая передаточная ступень имеет одно и то же передаточное отношение q . 1ак как отдельные передаточные отношения умножаются, то общее передаточное число регулируемых передаточных ступеней равно

U - =q" Например; 10-ступенчатый исполнительный механизм с отдельным передаточным отношением о = 2 имеет следующие десять регулируемых общих передаточных отношений: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 и 512.

Несмотря на широкий диапазон величины подачи 1:512 принудительный геометрический ряд ступеней является

969274 большим недостатком таких инфузион-, ных приборов.

Так, например, если ступень 1 имеет объемную подачу 1 мп/ч, то объемная подача при переключении ка ступень 2 увеличизается только на

1мл/ч, при переключении со ступени.

9 на ступень 10 - до 256 мл/ч. Таким образом, первые ступени лежат. . настолько близко друг к другу, что в такой плотности они почти не тре- 1О буются. Последние ступени, напротив, слишком удалены друг от друга, чтобы обеспечивать требования инфузионной терапии. Известный инфузионный прибор с электромеханическим прйводом при диапазоне величины подачи 1г1000 имеет 10 регулируемых величин подачи:

0 6 э 1 ° 2 ЗкО 6<0; 12 30 60э 120

300 и 600 мл/ч. Этот недостаток инфузионных приборов, ограничивает возможность их применения.

В описании изобретения ЬЕ-0$

2033345 описывается инфузионный прибор, в котором в качестве исполни7 тельного механизма применяется тренэельная передача, названная Также передачей Нортона. Такой прибор имеет удачную геометрическую последовательность ступеней, обеспечивающую упорядочение некоторого числа различных по отношению друг к другу переда- ЗО точных отношений.

Недостатком данной передачи является. очень ограниченный диапазон регулирования и, как результат,, ограниченный диапазон подачи инфузйонного 35 прибора. Разные передаточные отношения можно получить лишь при разных по величине зубчатых колесах, насаженных на вал. Большой диапазон регу лирования достигается увеличением 40 габаритных размеров передачи. Однако инфузионные приборы должны::быть небольшимк и удобными в обращении. Кроме того, очень велики экономические затраты. 45

Цель изобретения — создание электромеханического инфузионного прибора, не имеющего перечисленных недостат» ков, при небольших экономических затратах. 50

В основу изобретения положена задача точного воспроизведения для ин", фузионного прибора регулируемой величины подачи в единицу времени в большом диапазоне с большим числом небольших ступеней применения извест-55 ных передач. Этот инфуэионный прибор должен быть простым и надежным по сравнению с возможными его вариантами, а также относительно дешевым.

Кроме того, подача жидкости долж- 60 на производиться непрерывно.

Поставленная цель достигается тем, что в механизме подачи соосно с ходовым винтом к разъемной маточной гайкой расположен,шлицевой вал и эубч 55 чатое колесо шпицевого вала. Зубчатое колесо шлицевого вала находится в зацеплении с зубчатым колесом разъемной маточной гайки, причем на полом валу смонтирована с воэможностью вращения втулка с несколькими различными по диаметру, жестко связанными с втулкой зубчатыми колесами и многоступенчато (9-10-ступенчато) расположенными ведущими. колесами а смонтиУ рованные в. полых валах .стержни пере- < ключения имеют фиксируемые в полых валах кулачки. Как приводная сторона зубчатой передачи с вытяжной шпонкой в полом валу и стержнем переключения, так и выходная сторона зубчатой передачи имеют вытяжную шпонку со стержнем переключения. На полом валу еще одно зубчатое колесо взаимодействует с зафиксированным на ходовом винте зубчатым колесом, образуя механизм подачи.

Это зубчатое колесо через перебор приводит в движение ходовой винт. Между полым и шлиценым валами расположен перебор шпицевого вала, передаточное отношение которого во много раз (преимущественно в 10 раз1 больше передаточного отношения пере-: бора, расположенного между полым валом и ходовым винтом.

На валу, который приводит правую часть сдвоенной муфты свободного хода и жестко соединен с атой привод. ной частью, смонтирована с воэможностью вращения втулка с несколькими зубчатимк колесами, расположенными главным образом 9-ступенчато и соединенными с втулкой, и жестко соединенной с втулкой приводной частью сдвоенной муфты свободного хода.

На втулку насажена с возможностью вращения левая приводная часть сдвоенной муфты свободного. хода, приводимая посредством перебора муфты, причем зубчатые передачи включены рядом друг с другом, и зубчатое колесо приводит в движение зубчатую передачу. Приводные зубчатые колеса зафиксированы на втулке, которая смонтирована на полом валу.с возможност ью вращения. Приводные колеса на другом полом валу также расположены с . возможностью вращения и могут переключаться при помощи другой вытяжной шпонки стержнем переключения.

Полый вал предохраняет от вращения фиксируемый кулачок. Зубчатые колеса на полом валу через зубчатое колесо взаимодействуют со шпицевым валом, а через зубчатое колесо над перебором муфты — со сдвоенной муф.— той свободного хода.

Более подробно изобретение должно быть пояснень на примерах.

На фиг. 1 изображена схематическая конструкция инфузионного прибо-. ра с двумя последовательно включен- i

969274 ными линейными зубчатыми передачам ;.; на фиг. 2 - то же, с двумя включенными рядом линейными зубчатыми передачами и дифференциальной винтовой передачей как .частью механизма подачи; на фиг, 3 - то же, с двумя включенными рядом зубчатыми передачами и со сдвоенной муфтой свобод.ного хода, включенной между обеими передачами или между синхронны>л ,:игателем с прифланцованным редуктором и одной из двух передач.

Согласно фиг. 1 в верхней части корпуса 1 инфузионного прибора шприц

2 с поршнем 3 смонтирован между опорой шприца 4 и салазками 5. !1еханиэм подачи состоит из салазок 5, разъемной маточной гайки 6 и ходового винта 7. В нижней части корпуса 1 смонтирован синхронный двигатель с прифланцованным редуктором 8, на валу 9 которого расположена 10-сту- пенчатая зубчатая передача 10. Зуб.чатые колеса зубчатой передачи 10 постоянно находятся в зацеплении друг с другом. Выходная сторона зубчатой передачи 10 оснащена вытяжной -i»oHкой 11 и имеет стержень 12 переключения. Поэтому возможно вращение приводных зубчатых колес 13 зубчатой передачи 10, насаженных на полый вал 14. Кроме приводных зубчатых колес 13, на полом валу 14 укреплена приводная сторона другой 3-ступенчатой зубчатой передачи 15. Выходная сторона этой зубчатой передачи имеет вытяжную шпонку 16 со стержнем 17 переключения, причем ведомые зубчатые колеса расположены с возможйостью вращения на полом валу 19. На полый вал 19 насажено другое зубчатое колесо 20, которое зацепляется с зафиксированны>л на ходовом винте

7 зубчатым колесом 21.

Десять пар зубчатых колес зубчатой передачи 10 имеют десять передаточных отношений Пл..... U 10, которйе по отношению друг к другу линейнн 1:2:3: . . . 10 (Ц 1 = 1:3;

Ц 2= 2:3; U 40 =,10:3) . Если вал 9 . синхронного двигателя 8 с прифланцованньм редуктором вращается со скоростью 3 об/мин., то с помощью

10-ступенчатой зубчатой передачи 10 согласно положению стержня 12 переключения может быть установлено выходное число оборотов 1, 2

10 об/мин °

Следующая зубчатая передача 15 позволяет согласно положению стержня 12 переключения устанавливать передаточные отношения Ц> = 1г1, И 2= 1:5 или Б 3= 1:10. Так как зубчатые передачи 10 и 15 вклр>чены последовательно, то передаточные отношения умножаются.. Благодаря различно выбираемым зацеплениям вытяжной.шпонки 11 и. 16 может быть установлено большое число по-разному действующих на механизм подачи число бборотов привода.

В верхней части корпуса 1 инфузионного прибора смонтирован шприц 2 (фиг. 2). В данном случае механизм подачи состоит из,салазок 5, разъемной маточной гайки б, ходового винта 7, шлицевого .вала 22 и зубчатого

10 колеса 23 шлицевого вала. В нижней части корпуса 1 инфузионного прибора расположен синхронный двигатель 8 с прифланцованным редуктором, вал 9 которого является опорой для 9-сту15 пенчатой зубчатой передачи 24. Зубчатые колеса постоянно находятся в зацеплении друг с другом. Выходная сторона зубчатой передачи 24 имеет вытяжную шпонку 25 со стержнем 26 переключения, Кроме того, предусмотрена нулевая ступень переключения при которой ни одно иэ девяти привод. ных зубчатых колес 27 не соединено с.полым валом 28.

При нулевой ступени переключения полый вал 28 предохраняется от. вращения фиксируемым кулачком 29. Приводные зубчатые колеса 27 расположены на полом валу 28 с возможностью вразо

На вал 9 синхронного двигателя 8 с прифланцованным редуктором насажено другое зубчатое колесо 30, которое входит в зацепление с зубчатым колесом другой зубчатой передачи 31.

Ее приводные зубчатые колеса соединены с втулкой 32, которая смонтирована на полом валу 28 с воэможностью вращения. Ведомые зубчатые колеса зубчатой передачи 31 благодаря вытяж40 ной шпонке 33 расположены с возможностью включения посредством стержня 34 переключения и с возможностью вращения на полом валу 35. Зубчатая передача также имеет. одну, выполнен45 ную, как и в зубчатой передаче 24, нулевую ступень переключения. Зубчатое колесо 36 перебора шлицевого вала, насаженное на полый вал 35, взаимодействует с зубчатым колесом 37

gg шлицевого вала 22 механизма подачи.

На полый вал 28 выходной стороны зубчатой йередачи 24 насажено другое зубчатое колесо 38, которое через передаточнь>й механизм 39 приводит в

55.движение ходовой винт 7. На шлицевой вал насажено зубчатое колесо шлицевого вала 23, которое входит в зацепление с зубчатым колесом 40 маточной гайки б., приводящей в движение са®,,лазки 5. При такой форме исполнения подачу салазок вызывает дифференциальная винтовая передача..Зубчатая передача 24 имеет 9 пар зчбчатых колес с передаточным отношением П л ...U< 9, которые находятся в линейной зависимости (1:2: 3 ... 9) . Передаточ969274

10

Инфузионные приборы предлагаемой конструкции в отношении числа устанавливаемых подач в единицу Ьрвмени,,промежутков между ступенями этих по дач и диапазона подач удовлетворяют всем встречающимся в инфузионной те,рапии случаям применения. ный механизм 39 имеет передаточное отношение 1:10. Вал 9 синхронного двигателя 8 с прифланцованным редуктором приводится во вращение со ско- . ростью 30 об/мин. На зубчатой передаче 24 можно установить число оборотов привода 10, 20, ... 90 об/мин., на ходовом винте 7 - число оборотов

1, 2, ... 9 об/мин. Зубчатая передача 31 рассчитана для передаточных отношений U = 1:1, 1: ... 5. Передаточные отношения между зубчатым колесом 30 и зубчатой передачей 31 перебора.шлицевого вала, а также между зубчатым колесом шлицевого вала

23 и маточной гайкой б - 1г1. В ре — .15

I зультате пять ступеней зубчатой передачи 31 дают 10, 20, ... 50 об/мия на маточной гайке 6. Так как в этом примере зубчатые передачи 24 и 31 включены рядом, их передаточные отно- 20 шения суммируются. Кроме того, суммируются также установленные числа оборртов ходового винта 7 и маточной гайки 6. Инфуэионный прибор такой конструкции, имеющий только 14 ки- 25 нематических пар зубчатых колес, позволяет устанавливать 59 подач при диапазоне 1:59 и имеет 59 линейно расположенных ступеней перекгпочения.. В примере исполнения согласно фиг. 3 привод и передача также расположены в нижней части корпуса 1. Синхронный двигатель 8 с прифланцованным редуктором, как и на фиг. 2, приводт дифференцйальую винтовую пере- 35 дачу механизма подачи через двЕ расположенные рядом зубчатые передачи 41 и 42. Зубчатая передача 41 по конструкции и своей функции соответствует зубчатой передаче 24 (фиг. 2). Только девять приводных зубчатых колес 43 не соединены с валом 9 жестко. Они насажены на втулку 44, которая омон« тирована на валу 9 с возможностью вращения. Вал 9 захватывает втулку 44: через муфту 45 свободного хода. Кроме того, на валу 9 расположено зубчадое колесо 46, которое приводит зуб-: чатую передачу 42. Приводные зубчатые колеса 47 зубчатой передачи 42 укреп; лены на втулке 49, которая смонтиро- 50 вана на полом валу 48 с возможностью вращения. Выходные зубчатые колеса

51 зубчатой передачи 42 расположены с воэможностью вращения на полом валу 54 и переключаются с помощью вы- 55 . тяжной шпонки 52 стержнем 53. Зубчатая передача 42, кроме того, имеет нулевую ступень переКлючения. В этой ступени переключения полый вал 54 предохраняется.от вращения фиксиру- О емым кулачком 50 ° Кроме того, .на полом валу 54 укреплены зубчатые колеса 55 и 56, Зубчатое колесо 55 через перебор шлицевого вала 57 находится в зацеплении с сидящим на. шли цевом валу 58 зубчатым колесом 59.

Зубчатое колесо 56 приводит во вращение муфту 45 свободного хода через пррббор муфты 60. Зубчатая передача

42, кроме нулевого положения, имеет три ступени переключения с передаточными отношениями U5 = 1:1, 1:3, 1:9, которые передают на маточную -гайку б числа оборотов 10, 30 и 90 o6/мин при числе оборотов синхронного двигателя 830 об/мин. Передаточное отношение зубчатого колеса 46 по отношению к зубчатой передаче 42 выбрано 3:1, а перебора шлицевого вала

57 - 1:3. Кроме того, зубчатая передача 42 йередает через перебор муфты 60 с передаточным отношением 2:1 числа оборотов 60, 180, 540 об/мин на муфту 45 свободного хода. При нулевой ступени переключения зубчатой передачи 42 синхронный двигатель 8 приводит зубчатую передачу 41 через вал 9, муфту 45 свободного хода. Если включены ступени 1, 2 или 3, то вращающий момент синхронного двигателя 8 в соответствии с установленной ступенью переключения передается на зубчатую передачу 41 через зубчатую передачу 42, передаточный механизм муфты 60 и муфту 45 свободного хода.

Вследствие этого число оборотов на входе зубчатой передачи 41 не является, как на фиг. 2, постоянным, а в соответствии со ступенями переключения составляет, например, 30, 60, 180 и 540 об/мин.

В четырех комбинациях число оборотов ходового винта 7 различно и составляет 1, 2, ;.. 9; 2, 4, ;.. 18;

6, 12, ° .. 54 и 18, 36, .... 162 об/мин.

Благодаря такой конструкции инфуэион.ного прибора посредством 12 пар колес передачи можно устанавливать 39 раз-. личных подач в диапазоне величины педачи 1:251. Диапазон величины подачи можно расширять описанным образом без увеличения числа пар или ступеней передачи. Зубчатую передачу 42 в отношении числа и передаточного отношения зубчатых пар можно варьировать. в широких пределах. Благодаря-такой форме исполнения в широких пределах могут также варьироваться число, величина устанавливаемых подач, их ди апазон.

Экономические затраты на осуществление изобретейия согласно фиг.

1-3 относительно небольшие, так как для всех ступеней передачи могут применяться зубчатые пары линейной основной передачи.

9 969274 10

Формула изобретения

1..Инфузионный прибор для управ ления инъекционными шприцами, содер. жащий корпус, опору для шприца, механизм подачи, синхронный двигатель .и передачу, отличающийся тем, что механизм подачи содержит расположенный соосно с ходовым винтом 7 и разъемной гайкой 6 шлицевл вал 22 с зубчатым колесом 23, 10 разъемную гайку 6 с зубчатым колесом 40, взаимодействующую с зубчатым колесом 23, валя 28, 48, на которых с возможностью вращения смонтированы втулки 32, 49 с зубчатыми колесами, 15 и несколькими, преимущественно 9-10, ступенчато расположенными ведомыми колесами 13 и 27, установленные на полых валах 28, 35, 48, 54 стержни

26, 34.,53, переключения, которые име-, ют фиксируемые;в валах;>кулачки 29, 50, при этом выходная часть зубчатых передач 10, 24 снабжена вытяжными шпонками 11, 25 со стержнями переклю-. чения 12, 26, устаиорленными в полых 25 валах 14, 28, вЫходная часть зубчатой .передачи 15 снабжена вытяжными шпонками 16, 33 со стержнями переключения 17, .34, а на полом валу 19 установлено зубчатое колесо 20, взаимодействующее со смонтированным на ходовом винте 7 зубчатым колесом 21.

2. Прибор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что зубчатое колесо соединено с ходовым винтом 7 посредством передаточного механизма 39. З5

3. Прибор по и. 1,.о т л и ч аю шийся .тем, что.между валом 35 и шлицевым валом 22,а также между валом 28 и ходовыи механизмом установлены передаточные механизмы, при этом передаточное отнсиаение первого механизма больше предпочтительно в

10 раз передаточного отношения второго механизма.

4. Прибор по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что на валу 9 механизма передачи, соединенном с правой приводной частью муфты свободного хода 45,.смонтирована .втулка 44 с несколькими, преимущественно с девятью ступенчато расположенными жест=; ко связанными с втулкой 44 зубчатыми колесами 43; левая приводная часть муфты 45 через передаточный механизм муфты 60 жестко соединена с втулкой

I44 зубчатые передачи. 41, 42 расположены рядом одна с другой, зубчатое колесо 46 взаимодействует с зубчатой передачей 42, приводные зубчатые ко:леса 47 укреплены на втулке 49, смонтированной на.полом валу 48, ведомые колеса 51 расположены с воэможностью вращения на полом валу 54 и переклю чейни с помощью вытяжной шпонки 52 стержнем 53 переключения. . 5. Прибор по и. 4:, о т л и ч аю шийся тем,,что полый вал 54 имеет предохранительный фиксирующий кулачек 50 и зубчатые колеса 55, 56, которые через зубчатое колесо

59 взаимодействуют со .шлицевым валом 58, а через зубчатое колесо 56 с передаточным механизмом муфты 60 со сдвоенной муфтой свободного хода 45.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной ведомством по иэобретательству Германской Демократической Республики.

969274

Составитель Р. Станина

Редактор H. Кешеля Техред М.Тепер Корректор Н. Бурях

Заказ 8242/5 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",. r. Ужгород, ул. Проектная, 4