КОМПЕНСАТОР С ИЗМЕНЯЕМЫМ ОБЪЕМОМ ДЛЯ ОЧИСТКИ КРОВИ Российский патент 2013 года по МПК A61M1/14 

Область техники

Изобретение относится к компоненту оборудования очистки крови и, в частности, к компенсатору с изменяемым объемом, который обеспечивает поток диализата в единицу времени, а также смешивание диализата и удаление влаги из тела.

Предпосылки изобретения

Гемодиализ (ГД) представляет собой основной способ очистки крови, который на данное время является основным лечением при уремии, острой и хронической почечной недостаточности. Таким образом, почки пациентов, страдающих уремией, частично или полностью утратившие функцию уринации, нуждаются в проведении лечения гемодиализом. ГД обладает двумя основными функциями:

1) Удаление токсинов из тела или регулирование кислотно-щелочного баланса реализовано посредством диффузионого принципа установки определенного количества диализата и крови в единицу времени.

2) Лишняя вода может быть удалена посредством ультрафильтрации из крови и тканевой жидкости посредством ультрафильтрационной системы.

Для пациента, страдающего уремией, один сеанс лечения ГД занимает 4-5 часов, при этом количество диализата для обмена с кровью составляет 120-150 л. С кровью обменивается настолько большое количество диализата, что объем диализата, поступающий в диализатор, должен быть равен объему отработанной жидкости, выпускаемой из диализатора в единицу времени, в противном случае не удается реализовать удаление влаги из тела, что может привести к опасному для жизни пациента жидкостному дисбалансу.

В китайском патенте ZL 200610054252.8 от 3 декабря 2008 года раскрыт компенсирующий объем и ультрафильтрующий инструмент для очистки крови, который использует рабочий способ комбинирования компонента компенсатора объема и ультрафильтрующих насосов. Компенсатор объема обеспечивает то, чтобы объем диализата в единицу времени, поступающий в компенсатор объема, и объем отработанной жидкости, выпускаемой из компенсатора, были равны. Каждый электромагнитный клапан электрически соединяется со схемой управления соответственно. Схема управления используется для согласования восьми электромагнитных клапанов, открываемых и закрываемых посредством одночипных схем. Восемь электромагнитных клапанов открываются и закрываются поочередно, при этом мембраны в каждой пустой полости компенсатора объема перемещаются по направлению влево или вправо посредством давления, производимого двумя зубчатыми насосами, таким образом, осуществляя наполнение и опорожнение камеры. Вышеописанный инструмент использует датчик давления для приема пневмосигнала и регулирует круговую скорость посредством схемы управления. Однако имеются следующие недостатки:

1. Для осуществления удаления влаги из тела человека должны применяться другие высокоточные ультрафильтрующие насосы, работающие согласованно, таким образом система получается сложной и имеет низкую надежность.

2. Для осуществления управления водой обратного осмоса и концентрированной аммиачной водой должны также применяться высокоточные дозирующие насосы, таким образом система получается дорогостоящей.

Подробности изобретения

Данное изобретение предоставляет компенсатор с изменяемым объемом для очистки крови, при этом проблемы смешивания диализата, управления потоком диализата и удаления влаги из тела человека могут быть решены посредством одного компонента.

Ниже указаны технические решения изобретения:

Компенсатор с изменяемым объемом для очистки крови содержит держатель, полость и мембраны, при этом полость, устанавливаемая в держателе, характеризуется тем, что: две мембраны установлены во внутреннем пространстве указанной полости на определенном интервале друг от друга, при этом внутреннее пространство полости разделено на первую полость и вторую полость посредством первой мембраны и второй мембраны, причем полость для силиконового масла сформирована между двумя мембранами и указанная полость для силиконового масла сообщается с внутренним пространством поршневого насоса посредством трубы для силиконового масла, причем поршневой насос закреплен на держателе. Проводящие сквозные отверстия выполнены в стенке полости первой полости и посредством труб соединяются с входными соединениями первого трехходового электромагнитного клапана, при этом проводящие сквозные отверстия также выполнены в стенке полости второй полости и соединяются с входными соединениями второго трехходового электромагнитного клапана посредством труб.

Согласно вышеописанному техническому решению, при полном заполнении силиконовым маслом полости для силиконового масла, когда жидкость поступает в первую полость через первый трехходовой электромагнитный клапан, первая мембрана вместе со второй мембраной перемещаются в направлении второй полости посредством гидродинамического давления, что обеспечивает вытеснение жидкости из второй полости через второй трехходовой электромагнитный клапан. Подобным образом, когда жидкость поступает во вторую полость через второй трехходовой электромагнитный клапан, первая мембрана вместе со второй мембраной перемещаются в направлении первой полости посредством гидродинамического давления, что обеспечивает вытеснение жидкости из первой полости через первый трехходовой электромагнитный клапан. Во время перемещения влево или вправо первой мембраны и второй мембраны, входной или выходной объемы жидкости первой и второй полостей равны в том случае, если объем полости для силиконового масла остается неизменным. Когда первая мембрана или вторая мембрана приближается к стенке полости, объем полости для силиконового масла может изменяться посредством качания силиконового масла поршневым насосом, таким образом, объем первой и второй полостей может изменяться. Данное изобретение имеет простую конструкция, легкую в разборке и установке, а также имеет хорошую надежность. Посредством взаимодействия с электромагнитными клапанами и зубчатыми насосами при осуществлении лечения диализом, где силиконовое масло качается поршневым насосом для осуществления удаления влаги из тела и смешивания диализата, данное изобретение обеспечивает гораздо более простую и надежную водяную систему и оборудование для диализа в целом.

Вышеуказанная полость сформирована посредством скрепления левого полутела и правого полутела, при этом два полутела скреплены друг с другом посредством винтов. Обжимное кольцо расположено между фланцами указанной первой мембраны и второй мембраны, при этом указанное обжимное кольцо и фланцы первой мембраны и второй мембраны закреплены жестко посредством двух полутел. Соединитель обжимного кольца закреплен на верхней части обжимного кольца посредством прижимной пластины и соединяется с трубой для силиконового масла, при этом внутренний канал соединителя обжимного кольца сообщается с полостью для силиконового масла в верхней части обжимного кольца. Вышеописанная конструкция является простой и практичной, а также удобна для установки, при этом обеспечивает то, что силиконовое масло, диализат, а также отработанная жидкость не образуют утечки при давлении, что повышает надежность.

Для обеспечения повышения эффективности уплотнения уплотнительное кольцо установлено между указанным соединителем обжимного кольца и обжимным кольцом.

Проводящие сквозные отверстия выполнены на верхней и нижней частях стенки полости указанной первой полости, при этом соединения установлены на внешних портах каждого проводящего сквозного отверстия, причем два соединения - верхнее и нижнее соединены с двумя портами трехходовой резиновой трубы, соответственно, причем третий порт трехходовой резиновой трубы соединен с входным соединением первого трехходового электромагнитного клапана. Посредством комбинирования трехходовой резиновой трубы и верхнего и нижнего проводящих сквозных отверстий жидкость подается в или вытесняется из верхней и нижней частей первой полости одновременно, таким образом, жидкость течет равномерно и стабильно, и может быть обеспечен поток точного количества жидкости, проходящей через полость в единицу времени.

Подобным образом проводящие сквозные отверстия выполнены на верхней и нижней частях стенки полости указанной второй полости, при этом соединения установлены на внешних портах каждого проводящего сквозного отверстия, причем два соединения - верхнее и нижнее соединены с двумя портами трехходовой резиновой трубы соответственно, причем третий порт трехходовой резиновой трубы соединен с входным соединением второго трехходового электромагнитного клапана.

Для того чтобы сделать конструкцию гораздо более компактной и более простой в разборке, вышеуказанные первый и второй трехходовые электромагнитные клапаны установлены бок о бок и закреплены на держателе посредством винтов.

Данное изобретение обладает следующими положительными свойствами:

1. Конструкция является простой и практичной, ее легко и быстро собирать и она стабильно работает, что обеспечивает поток точного количества жидкости, проходящей через полость в единицу времени, а также обеспечивает баланс диализата и отработанной жидкости.

2. Данное изобретение может обеспечить функции ультрафильтрующих насосов и насосов для концентрированной жидкости, что обеспечивает экономичность оборудования для диализа, причем ультрафильтрующие насосы и насосы для концентрированной жидкости настроены на диализат, при этом изобретение обеспечивает простоту и уменьшает стоимость всей водяной системы.

3. Силиконовое масло, подаваемое в полость для силиконового масла обладает стабильными химическими свойствами и хорошими биологическими свойствами, что может эффективным образом улучшить точность перемешивания жидкости и точность ультрафильтрации при использовании в оборудовании для диализа.

Краткое описание графического материала

Фиг.1 - вид спереди изобретения.

Фиг.2 - вид слева согласно фиг.1.

Фиг.3 - вид сверху согласно фиг.1.

Фиг.4 - сечение А-А согласно фиг.1.

Фиг.5 - вспомогательная фигура данного изобретения в состоянии использовании.

Варианты осуществления:

Данное изобретение далее раскрыто посредством фигур и вариантов осуществления.

Согласно фиг.1, 2, 3 и 4, данное изобретение выполнено из следующих деталей: зажима 1, полости 2, первой мембраны 3, второй мембраны 4, трубы 8 для силиконового масла, поршневого насоса 9, первого трехходового электромагнитного клапана 10, второго трехходового электромагнитного клапана 11, обжимного кольца 12, соединителя 13 обжимного кольца, прижимной пластины 14, соединения 15, а также трехходовых резиновых труб 16 и т.п. Полость 2, поршневой насос 9, первый трехходовой электромагнитный клапан 10 и второй трехходовой электромагнитный клапан 11 закреплены на держателе 1 посредством винтов. При этом поршневой насос 9 расположен на верхней части держателя 1, а первый трехходовой электромагнитный клапан 10 и второй трехходовой электромагнитный клапан 11 находятся на одной стороне держателя 1, при этом полость 2 расположена на другой стороне держателя 1, причем первый трехходовой электромагнитный клапан 10 и второй трехходовой электромагнитный клапан 11 установлены параллельно. Указанная полость сформирована посредством скрепления левого полутела 2a и правого полутела 2b, которые скреплены друг с другом посредством винтов с целью образования внутреннего пространства полости 2. В верхней части левого полутела 2a и правого полутела 2b, форма и размер которых совпадает друг с другом, предусмотрена канавка, соответственно, вдоль направления их осей. После скрепления левого полутела 2a и правого полутела 2b, две канавки формируют прорезь в верхней части полости 2. Переходная поверхность в нижней части верхней прорези не выше чем верхняя поверхность обжимного кольца 12. Первая мембрана 3 и вторая мембрана 4 установлены во внутреннем пространстве полости 2, при этом обжимное кольцо 12 расположено между фланцами первой мембраны 3 и второй мембраны 4, причем указанное обжимное кольцо 12 и фланцы первой мембраны 3 и второй мембраны 4 жестко закреплены посредством левого полутела 2a и правого полутела 2b.

Согласно фиг.1, 2 и 4, внутреннее пространство полости 2 разделено на первую полость 5 и вторую полость 6 посредством первой мембраны 3 и второй мембраны 4, при этом полость 7 для силиконового масла сформирована между первой мембраной 3 и второй мембраной 4. Проводящие сквозные отверстия 2c выполнены на верхней и нижней частях стенки полости указанной первой полости 5, при этом соединения 15 установлены на внешних портах каждого проводящего сквозного отверстия 2c, причем два соединения 15 - верхнее и нижнее соединены с двумя портами трехходовой резиновой трубы 16, соответственно, причем третий порт трехходовой резиновой трубы 16 первой полости 5 соединен с входным соединением первого трехходового электромагнитного клапана 10. Подобным образом проводящие сквозные отверстия 2d выполнены на верхней и нижней частях стенки полости указанной второй полости 6, при этом соединения установлены на внешних портах каждого проводящего сквозного отверстия 2d, причем два соединения - верхнее и нижнее соединены с двумя портами другой трехходовой резиновой трубы 16, соответственно, причем третий порт трехходовой резиновой трубы 16 второй полости соединен с входным соединением второго трехходового электромагнитного клапана 11.

Дополнительно, согласно фиг.1, 3 и 4 известен соединитель 13 обжимного кольца, закрепленный в верхней прорези полости 2 посредством прижимной пластины 14, при этом внутренний канал соединителя 13 обжимного кольца сообщается с полостью 7 для силиконового масла через сквозное отверстие в верхней части обжимного кольца 12, при этом уплотнительное кольцо 25 установлено между соединителем 13 обжимного кольца и обжимным кольцом. Конец трубы 8 для силиконового масла соединен с указанным соединителем 13 обжимного кольца, а другой конец трубы 8 для силиконового масла соединен со стыком трубы поршневого насоса 9. При этом внутреннее пространство поршневого насоса 9 сообщается с полостью 7 для силиконового масла посредством трубы 8 для силиконового масла, внутреннего канала соединителя 13 обжимного кольца и сквозного отверстия в верхней части обжимного кольца.

Ниже показан рабочий процесс данного изобретения:

Как показано на фиг.1 и 4, полость для силиконового масла полностью заполняется силиконовым маслом, при этом, когда жидкость поступает в первую полость 5 через первый трехходовой электромагнитный клапан 10, трехходовую резиновую трубу 16 и верхнее и нижнее два проводящих сквозных отверстия 2c, первая мембрана 3 и вторая мембрана 4 вместе перемещаются в направлении направо посредством гидродинамического давления, что обеспечивает вытеснение жидкости из второй полости 6 через второй трехходовой электромагнитный клапан 11. Подобным образом, когда жидкость поступает во вторую полость 6 через второй трехходовой электромагнитный клапан 11, трехходовую резиновую трубу и верхнее и нижнее два проводящих сквозных отверстия 2d, первая мембрана 3 и вторая мембрана 4 вместе перемещаются влево, что обеспечивает вытеснение жидкости из первой полости 5 через первый трехходовой электромагнитный клапан 10. Во время перемещения влево или вправо первой мембраны 3 и второй мембраны 4, входной или выходной объемы жидкости первой полости 5 и второй полости 6 равны всегда, если объем полости 7 для силиконового масла остается неизменным. Когда первая мембрана 3 или вторая мембрана 4 вплотную приближается к стенке полости, объем полости 7 для силиконового масла может изменяться посредством качания силиконового масла поршневым насосом 9, таким образом, объем первой полости 5 и второй полости 6 может изменяться соответственно.

Как показано на фиг.5, два компенсатора и четыре трехходовых электромагнитных клапана могут использоваться вместе, когда данное изобретение используется в оборудовании для диализа. Верхний канал первого трехходового электромагнитного клапана 10 первого компенсатора 17 соединяется с нижним каналом второго трехходового электромагнитного клапана 11 второго компенсатора 18 посредством трубы, при этом данная труба соединена с трубой 19 отработанной жидкости, а труба 19 отработанной жидкости сообщается с накопителем отработанной жидкости посредством трехходового электромагнитного клапана V4. Нижний канал первого трехходового электромагнитного клапана 10 первого компенсатора 17 соединяется с верхним каналом второго трехходового электромагнитного клапана 11 второго компенсатора 18 посредством трубы, при этом данная труба соединена с входной трубой 20 для жидкости, при этом труба 20 для жидкости сообщается с верхним портом диализатора 21 посредством зубчатого насоса FQ.

Соответственно верхний канал второго трехходового электромагнитного клапана 11 первого компенсатора 17 соединяется с нижним каналом первого трехходового электромагнитного клапана 10 второго компенсатора 18 посредством трубы, при этом данная труба соединена с трубой 22 для диализата, а труба 22 для диализата соединяется с трехходовым электромагнитным клапаном V4 и зубчатым насосом TQ последовательно, причем вода RO подается к зубчатому насосу TQ. При этом труба 23 для жидкости А и труба 24 для жидкости В вместе соединяются с трубой 22 для диализата, причем труба 23 для жидкости А соединяется с контейнером для жидкости А посредством электромагнитного клапана V4, а труба 24 для жидкости В соединяется с контейнером для жидкости В посредством электромагнитного клапана V2. Нижний канал второго трехходового электромагнитного клапана 11 первого компенсатора 17 и верхний канал первого трехходового электромагнитного клапана 10 второго компенсатора 18 - оба соединяются с нижним портом диализатора 21 посредством труб.

Как показано на фиг.4 и 5, первый рабочий процесс оборудования для диализа выглядит следующим образом: Когда электромагнитный клапан V3 и электромагнитный клапан V4 открыты, верхний канал третьего трехходового электромагнитного клапана 11 первого компенсатора 17 сообщается с входным портом, а его нижний канал закрыт, при этом верхний канал первого трехходового электромагнитного клапана 10 второго компенсатора 18 сообщается с входным портом, а его нижний канал закрыт, при этом верхний канал второго трехходового электромагнитного клапана 11 второго компенсатора 18 сообщается с входным портом, а его нижний канал закрыт, при этом верхний канал первого трехходового электромагнитного клапана 10 первого компенсатора 17 сообщается с входным портом, а его нижний канал закрыт. При приведении в действие первого зубчатого насоса FQ отработанная жидкость диализатора 21 течет в первую полость 5 левой стороны полости 2 второго компенсатора 18 через верхний канал второго трехходового электромагнитного клапана 11 второго компенсатора 18, при этом в то же время диализат откачивается из второй полости 6 с правой стороны полости 2 через верхний канал первого трехходового электромагнитного клапана 10 второго компенсатора 18 в диализатор 21 до того момента, пока мембрана не закроет плотно стенку полости. Затем используется поршневой насос 9 второго компенсатора 18 для извлечения некоторого количества силиконового масла из полости 7 для силиконового масла, что увеличивает количество отработанной жидкости из диализатора 21 в первую полость 5 полости 2 второго компенсатора 18, при этом увеличенное количество является объемом извлеченного силиконового масла, то есть объемом удаленной влаги, при этом нагретая вода RO течет во вторую полость 6 в правой стороне полости 2 первого компенсатора 17 через верхний канал второго трехходового электромагнитного клапана 11 первого компенсатора 17 при приведении в действие второго зубчатого насоса TQ, при этом в то же время отработанная жидкость откачивается из левой первой полости 5 через верхний канал первого трехходового электромагнитного клапана 10 первого компенсатора 17 до того момента, пока мембрана не закроет плотно стенку полости.

При процессе смешивания диализата во второй полости 6 полости 2 первого компенсатора 17 электромагнитный клапан V3 закрывается, при этом также закрывается электромагнитный клапан V4, при этом электромагнитный клапан V1 открывается, причем некоторое количество силиконового масла извлекается поршневым насосом 9 первого компенсатора 17, и вследствие того, что электромагнитный клапан V3 и нижний канал второго трехходового электромагнитного клапана 11 второй полости 6 полости 2 первого компенсатора 17 оба закрыты, жидкость А такого же объема, что и объем извлекаемого силиконового масла, может поступать во вторую полость 6 полости 2 первого компенсатора 17. Также, электромагнитный клапан V1 закрывается, а электромагнитный клапан V2 открывается, при этом некоторое другое количество силиконового масла дополнительно извлекается поршневым насосом 9 первого компенсатора 17 таким образом, что жидкость В такого объема, как объем дополнительно извлеченного силиконового масла, может поступать во вторую полость 6 полости 2 первого компенсатора 17, при этом данный процесс может осуществить смешивание диализата. После вышеописанного процесса, электромагнитный клапан V3 и электромагнитный клапан V4 открываются и два поршневых насоса первого компенсатора 17 и второго компенсатора 18 возвращаются в первоначальное положение и готовятся к следующему процессу.

Второй процесс полностью противоположен первому процессу, но также использует смешивание диализата и ультрафильтрацию с удалением влаги. Первый и второй процессы повторяются, что может обеспечить смешивание диализата, управление потоком диализата в единицу времени и ультрафильтрацию с удалением влаги из тела.

Следует понимать, что вышеупомянутые конкретные варианты осуществления позволяют специалистам в данной области более полно понять данное изобретение, однако они ни коим образом не ограничивают данное изобретение. Таким образом, хотя данное описание и приводит подробное объяснение в сочетании с фигурами и вариантами осуществления, специалисты в данной области понимают, что изобретение может быть модифицировано или заменено эквивалентом. Кратко - все технические решения и их модификации, которые не выходят за рамки сущности и объема данного изобретения, входят в объем охраны данного изобретения.

Изобретение относится к медицинской технике. Компенсатор содержит держатель, полость и мембраны. Полость 2 установлена на держателе 1. Первая 3 и вторая 4 мембраны установлены в полости 2 на интервале друг от друга. Внутреннее пространство полости 2 разделено на первую полость 5, вторую полость 6 и полость 7 для силиконового масла посредством мембран. Полость 7 для силиконового масла расположена между первой 3 и второй 4 мембранами и сообщается с поршневым насосом 9. Сквозные отверстия 2 с выполнены в стенке первой полости 5 и соединяются с входными соединениями первого трехходового электромагнитного клапана 10. Проводящие сквозные отверстия 2d выполнены в стенке второй полости 6 и соединяются с входными соединениями второго трехходового электромагнитного клапана 11. Полость 2 сформирована посредством скрепления левого 2а и правого полутел. Обжимное кольцо 12 со сквозным отверстием на верхнем конце расположено между фланцами мембран 3 и 4. Обжимное кольцо 12 и фланцы мембран 3 и 4 жестко закреплены посредством полутел 2а и 2b. Соединитель 13 закреплен на верхней части обжимного кольца 12 посредством прижимной пластины 14. Насос 9, внутренний канал соединителя 13, сквозное отверстие и полость 7 для силиконового масла соединены последовательно. Технический результат состоит в повышении надежности и экономичности. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Компенсатор с изменяемым объемом для очистки крови, содержащий держатель, полость и мембраны, при этом полость (2) установлена на держателе (1), отличающийся тем, что:
первая мембрана (3) и вторая мембрана (4) установлены во внутреннем пространстве указанной полости (2) на определенном интервале друг от друга, при этом внутреннее пространство полости (2) разделено на три полости, на первую полость (5), вторую полость (6) и на полость (7) для силиконового масла посредством первой мембраны (3) и второй мембраны (4), при этом полость (7) для силиконового масла расположена между первой мембраной (3) и второй мембраной (4) и сообщается с поршневым насосом (9), причем проводящие сквозные отверстия (2c) выполнены в стенке полости указанной первой полости (5) и соединяются с входными соединениями первого трехходового электромагнитного клапана (10), причем проводящие сквозные отверстия (2d) также выполнены в стенке полости указанной второй полости (6) и соединяются с входными соединениями второго трехходового электромагнитного клапана (11);
указанная полость (2) сформирована посредством скрепления левого полутела (2a) и правого полутела (2b), при этом обжимное кольцо (12) со сквозным отверстием на его верхнем конце расположено между фланцами указанной первой мембраны (3) и второй мембраны (4) для разделения первой мембраны (3) и второй мембраны (4), причем указанное обжимное кольцо (12) и фланцы первой мембраны (3) и второй мембраны (4) жестко закреплены посредством левого полутела (2a) и правого полутела (2b);
соединитель (13) обжимного кольца закреплен на верхней части обжимного кольца (12) посредством прижимной пластины (14), при этом поршневой насос (9), внутренний канал соединителя (13) обжимного кольца, сквозное отверстие в верхней части обжимного кольца (12) и полость (7) для силиконового масла соединены последовательно.

2. Компенсатор по п.1, отличающийся тем, что
уплотнительное кольцо (25) установлено между указанным соединителем (13) обжимного кольца и обжимным кольцом (12).

3. Компенсатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что
проводящие сквозные отверстия (2c) выполнены на верхней и нижней частях стенки полости указанной первой полости (5), при этом соединения (15) установлены на внешних портах каждого проводящего сквозного отверстия (2c), причем два соединения - верхнее и нижнее соединены с двумя портами трехходовой резиновой трубы (16) соответственно, причем третий порт трехходовой резиновой трубы (16) соединен с входным соединением первого трехходового электромагнитного клапана (10).

4. Компенсатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что проводящие сквозные отверстия (2d) выполнены на верхней и нижней частях стенки полости указанной второй полости (6), при этом соединения установлены на внешних портах каждого проводящего сквозного отверстия (2d), причем два соединения - верхнее и нижнее соединены с двумя портами трехходовой резиновой трубы соответственно, причем третий порт трехходовой резиновой трубы соединен с входным соединением второго трехходового электромагнитного клапана (11).

5. Компенсатор по п.1, отличающийся тем, что
первый трехходовой электромагнитный клапан (10) и второй электромагнитный клапан (11) установлены параллельно и на одной стороне держателя (1), при этом указанная полость (2) расположена на другой стороне держателя (1).

6. Компенсатор по п.1 или 5, отличающийся тем, что указанный поршневой насос (9) закреплен на верхней части держателя (1).