Инфузионный прибор для управления инъекционными шприцами

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 969274(ЗЗ) осударствеиный комитет СССР о Аелам изобретений и открытий3 ) ЖРА 61 М/204503 Опубликовано 3 53) ЧЪ 4 0,82. Бюлле 6154758,8) Дата опубликования описан 10. 8 Иностранцы дрих Вебер и Хенрик Веб.54) ИНФУЗИОННЫЙ ПРИБОР ДЛЯ УПРАВЛ ИНЪЕКЦИОННЫМИ ШПРИЦАМИИзобретение касается электромеха- . нического инфузионного прибора для управления медицинскими шприцами. Та" кие 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 приборыприменяют в медицине. для внутрисосудистых вливаний терапевтических растворов..Известно применение инфуэионных приборов с электромеханическим приво" 5 дом. Механизм подачи, состоящий из винтовой или реечной передачиперемещает 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 подачипостоянно и точно воспроизводималишь в отдельных ступенях переключения. А исполнительные механизмы долж,ны быть регулируемыми в различныхступенях. подачи в пределах относительно Широкого диапазона, В известныхинфузионных приборах применяют дляэтого выполненные как полупередачиреечные исполнительные механизмы,называемые также меандровыми зубчатыми механизмами. Это относительнопростые передачи с несколькими следующими друг за другом передаточными ступенями. Каждая передаточнаяступень имеет одно и то же передаточ"ное отношение о. Так как отдельныепередаточные отношения умножаются,то общее передаточное число регулируемых передаточных ступеней равно.0 = "., Например; 10-ступенчатыйисполнительный механизм с отдельным передаточным отношением о = 2имеет следующие десять регулируемыхобщих 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 являетсябольшим недостатком таких инфуэион-,ных приборов.Так, например, если ступень 1имеет объемную подачу 1 мп/ч, то объемная подача при переключении каступень 2 увеличизается только на 51 мл/ч, при переключении со ступени,9 на ступень 10 - до 256 мл/ч. Таким образом, первые ступени лежат.. настолько близко друг к другу, чтов такой плотности они почти не требуются. Последние ступени, напротив,слишком удалены друг от друга, чтобыобеспечивать требования инфузионнойтерапии. Известный инфузконный прибор о электромеханическим прйводомпри диапазоне величины подачи 1:1000имеет 10 регулируемых величин подачи:Офб" ,12 ЗкО 60; 12; 30; 60,; 120 е300 и 600 мл/ч. Этот недостатокинфузионных приборов, ограничиваетвозможность их применения.В описании изобретения ЬБ 2033345 описывается инфузионный при"бор, в котором в качестве исполни 7 гтельного механизма применяется тренэельная передача, названная Такжепередачей Нортона. Такой прибор имеет удачную геометрическую последовательность ступеней, обеспечивающуюупорядочение некоторого числа различных по отношению друг к другу переда- ЗОточных отношений,Недостатком данной передачи является, очень ограниченный диапазон регулирования и, как результат ограниченный диапазон подачи инФузйонного 35прибора. Разные передаточные отношения можно получить лишь при разныхпо величине зубчатых колесах, насаженных на вал. Большой диапазон регу-;лирования достигается увеличением 40габаритных размеров передачи. Однако;инфузионные приборы должныбыть небоЛьшимк и удобными в обращении. Кроме того, очень велики экономическиезатраты 45Цель изобретения - создание электромеханического инфузионного прибора,не имеющего перечисленных недостатков, при небольших экономических затратах. 50В основу изобретения положена за"дача точного воспроизведения для ин-,Фузионного прибора регулируемой величины подачи в единицу времени вбольшом диапазоне с большим числомнебольших ступеней применения известных передач. Этот инфуэионный прибордолжен быть простым и надежным посравнению с возможными его вариантами, а также относительно дешевым.Кроме того, подача жидкости долж" 60на производиться непрерывно.Поставленная цель достигается тем,что в механизме подачи соосно с ходовым винтом к разъемной маточнойгайкой расположен,шлицевой вал и эубч 5 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 к многоступенчато (9-10-ступенчато) располженными ведущими. колесами а смонтиУрованные в. полых валах стержни пере-ключения имеют Фиксируемые в полыхвалах кулачки. Как приводная стороназубчатой передачи с вытяжной шпонкойв полом валу и стержнем переключения,так и выходная сторона зубчатой передачи имеют вытяжную шпонку со стержнемпереключения. На полом валу еще одно зубчатое колесо взаимодействует с зафиксированным на ходовом винте зубчатым колесом, образуя механизмподачи,Это зубчатое колесо через перебор приводит в движение ходовойвинт. Между полым и шлиценым валами расположен перебор шпицевого вала, передаточное отношение которого во много раз (преимущественно в 10 раз 1 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 зубчатцмк 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 возможностью вращения. Приводные колеса надругом полом валу также расположены с . возможностью вращения и могут переключаться при помощи другой вытяжнойшпонки стержнем переключения.Полый вал предохраняет от вращения фиксируемый кулачок. Зубчатые колеса на полом валу через зубчатое колесо взаимодействуют со шпицевымвалом, 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 прибора с двумя последовательно включен-;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 синхронным ,., игателем с прифланцованным редуктором и одной из двух передач.Согласно фиг. 1 в верхней частикорпуса 1 инфузионного прибора шприц2 с поршнем 3 смонтирован между опорой шприца 4 и салазками 5. 1 еханиэмподачи состоит из салазок 5, разъемной маточной гайки 6 и ходовоговинта 7. В нижней части корпуса 1 смонтирован синхронный двигатель с прифланцованным редуктором 8, навалу 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 японкой 11 и имеет стержень 12 переключения. Поэтому возможно вращение приводных зубчатых колес 13 зубчатой передачи 10, насаженных на полый вал 14. Кроме приводных зубчатых ко" лес 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 зафиксированным на ходовом винте 7 зубчатым колесом 21.Десять пар зубчатых колес зубчатой передачи 10 имеют десять передаточных отношений П П 10, которйе по отношению друг к другу линейнн 1:2:3: . . . 10(Ц 1 = 1:3; Ц 2=2:3; Ц,10 =,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 положениюстержня 12 переключения может быть установлено выходное число оборотов 1, 2 10 об/минСледующая зубчатая передача 15 позволяет согласно положению стержня 12 переключения устанавливать передаточные отношения Ц = 1:1, И 2= 1:5 или Б 3= 1:10. Так как зубчатые передачи 10 и 15 включены последовательно, то передаточные отно" щения 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 механизмподачи состоит из,салазок 5, разъемной маточной гайки б, ходового винта 7, шлицевого .вала 22 и зубчатого10 колеса 23 шлицевого вала. В нижнейчасти корпуса 1 инфузионного приборарасположен синхронный двигатель 8с прифланцованным редуктором, вал 9которого является опорой для 9-сту 15 пенчатой зубчатой передачи 24. Зубчатые колеса постоянно находятся взацеплении друг с другом, Выходнаясторона зубчатой передачи 24 имеетвытяжную шпонку 25 со стержнем 26переключения, Кроме того, предусмотрена нулевая ступень переключенияпри которой ни одноиэ девяти привод.ных зубчатых колес 27 не соединенос.полым валом 28,При нулевой ступени переключенияполый вал 28 предохраняется от. вращения фиксируемым кулачком 29. Приводные зубчатые колеса 27 расположенына полом валу 28 с возможностью вра 3 О щенНа вал 9 синхронного двигателя 8с прифланцованным редуктором насажено другое зубчатое колесо 30, которое входит в зацепление с зубчатымколесом другой зубчатой передачи 31.Ее приводные зубчатые колеса соединены с втулкой 32, которая смонтирована на полом валу 28 с воэможностьювращения. Ведомые зубчатые колесазубчатой передачи 31 благодаря вытяж 40 ной шпонке ЗЗ расположены с возможностью включения посредством стержня 34 переключения и с возможностьювращения на полом валу 35. Зубчатаяпередача также имеет. одну, выполнен 45 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 375 О шлицевого вала 22 механизма подачи.На полый вал 28 выходной стороны зубчатой йередачи 24 насажено другоезубчатое колесо 38, которое черезпередаточный механизм 39 приводит вдвижение ходовой винт 7. На шлицевойвал насажено зубчатое колесо шлицевого вала 23, которое входит в зацепление с зубчатым колесом 40 маточнойгайки б, приводящей в движение салазки 5. При такой форме исполненияподачу салазок вызывает дифференциальная винтовая передачаЗубчатаяпередача 24 имеет 9 пар зубчатых колес с передаточным отношением П 4Ц 9, которые находятся в линейнойзависимости (1:2:39). Передаточ5 10 чина устанавливаемых подач, их диапазон.Экономические затраты на осуществление изобретейия согласно фиг.1-3 относительно небольшие, так какдля всех ступеней передачи могут применяться зубчатые пары линейной основной передачи. Инфузионные приборы предлагаемой конструкции в отношении числа устанавливаемых подач в единицу Ьрвмени, ,промежутков между ступенями этих подач 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 0 = 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 6 - 1:1. В ре - .151 1зультате 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 шения суммируются. Кроме того, суммируются также установленные числа оборртов ходового винта 7 и маточной гайки 6. Инфуэионный прибор такой конструкции, имеющий только 14 ки нематических пар зубчатых колес, позволяет устанавливать 59 подач при диапазоне 1:59 и имеет 59 линейно расположенных ступеней перекгпоченияВ 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, приводит дифференцйальную винтовую пере дачу механизма подачи через двЕ расположенные рядом зубчатые передачи 41 и 42. Зубчатая передача 41 по конструкции и своей Функции соответствует зубчатой передаче 24 1 фиг. 2). Только .девять приводных зубчатых колес 43не 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. Кро ме того, на валу 9 расположено зубчатое колесо 46, которое приводит зубчатую передачу 42. Приводные зубчатые колеса 47 зубчатой передачи 42 укреп; лены на втулке 49, которая смонтиро 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 . 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-емым кулачком 50Кроме 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 враще" ние муфту 45 свободного хода через пдрббор муфты 60, Зубчатая передача 42, кроме нулевого положения, имеет три ступени переключения с передаточными отношениями У 5 = 1:1, 1:3, 1:9, которые передают на маточную -гайку 6 числа оборотов 10, 30 и 90 об/мин при числе оборотов синхронного дви-. гателя 830 об/мин. Передаточное отношение зубчатого колеса 46 по отношению к зубчатой передаче 42 выбрано 3:1, и перебора шпицевого 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 гюдачи 1 г 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, велиформула изобретения 1.,Инфузионный прибор для управления инъекционными шприцами, содер жащий корпус, опору для шприца, механизм подачи, синхронный двигатель ,и передачу, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что механизм подачи содержит расположенный соосно с ходовым винтом 7 и разъемной гайкой 6 шлицев,л 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 щ и й с я тем, что зубчатое колесо соединено с ходовым винтом 7 посредством передаточного механизма 39. З 53. Прибор по и. 1,.о т л и ч аю щ и й с я .тем, что,между валом 35 и шлицевым валом 22,а также между валом 28 и ходовьюмеханизмом установлены передаточные механизмы, приэтом передаточное отношение первогомеханизма больше предпочтительно в10 раз передаточного отношения второго механизма. 4. Прибор по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я 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 144, зубчатые передачи. 41, 42 расположены рядом одна с другой, зубчатое колесо 46 взаимодействует с зубчатой передачей 42, приводные зубчатые колеса 47 укреплены на втулке .49, смонтированной на.полом валу 48, ведомые колеса 51 расположены с воэможностью вращения на полом валу 54 и переклю. чейия с помощью вытяжной шпонки 52 стержнем 53 переключения.. 5. Прибор по п, 4:, о т л и ч аю щ и й с я 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 резуль" татам экспертизы, осуществленной ведомством по иэобретательству Германской Демократической Республики.969274 танин Составитель Р, С аРедактор Н. Квделя Техред М.тепер Коррект Бурях а Филиал ППП "Патент",. г. Ужгород, ул. Проектная 8242/5 Тираж 714ВНИИПИ Государственного комитпо делам иэобретений и откр 113035, Москва, Ж, Рауюская Подписноеа СССРийб., д. 4/5