Перистальтический насос Российский патент 2024 года по МПК F04B43/12 A61M60/00 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к перистальтическим насосам, и может быть использовано в качестве мобильного устройства, заменяющего желудочек сердца, для перекачивания крови и поддержания жизнедеятельности человека на длительный срок.

Из существующего уровня техники известен перистальтический насос (патент РФ на изобретение №2312252, МПК F04B 43/12, опубл. 10.12.2007), который состоит из эластичной трубки круглого сечения с всасывающим и нагнетающим штуцерами, корпуса и упорного диска, шаровой опоры, вращающегося ротора с жестко закрепленным бегунком, воздействующим на упорный диск, создающий перистальтический эффект.

Недостатками данного насоса является отсутствие возможности поменять эластичную трубку после истечения срока ее эксплуатации на новую без останова кровотока пациента или необходимости подключения пациента к аппарату искусственного кровообращения, а также сложность соблюдения минимального и максимального зазора по всей длине поперечного сечения эластичной трубки, т.к. упорный диск пережимает ее под наклоном.

Известен мембранный насос (патент CN на изобретение №106567822, МПК F04B 43/12, опубл. 19.04.2017), который снабжен корпусом, внутри которого образована цилиндрическая внутренняя полость. В боковой стенке цилиндрической внутренней полости сформировано множество дугообразных трубопроводных полостей. В каждой из множества полостей, содержащих трубопроводы, расположена эластичная трубка. Два конца каждой эластичной трубки соединены с патрубком для ввода жидкости и патрубком для вывода жидкости соответственно. На двух концах каждого эластичного шланга расположены односторонние клапаны. В корпусе насоса расположен наклонный смещенный вал. Наружная часть наклонного смещенного вала соединена с поворотными колесами через подшипники. Фланец расположен на внешней стороне каждого поворотного колеса и находится в положении между эластичными трубками. Когда наклонный смещенный вал приводится во вращение двигателем, поворотные колеса так же начинают вращаться, эластичные трубки экструдируются и высвобождаются благодаря воздействию фланцев поворотных колес, а жидкость выводится и всасывается в одном направлении через односторонние клапаны.

Недостатком данного насоса в качестве устройства для перекачивания крови является одновременное воздействие фланца поворотного колеса на эластичные трубки с двух сторон, т.к. для кровообеспечения пациента нужен поток крови только из одной эластичной трубки, а воздействие на не участвующие в кровообеспечении эластичные трубки нужно исключить, чтобы не изнашивать их без пользы.

Так же известен насос для применения в медицине и в пищевой промышленности (патент РФ на изобретение №2702201, МПК F04B 43/12, опубл. 04.10.2019), содержащий приводной ротор, имеющий по меньшей мере один сдавливающий элемент, цилиндрический статор, эластичную трубку, имеющую входную и выходную стороны, радиально деформируемое кольцо, расположенное между ротором и проходящей в окружном направлении гибкой трубкой, кольцо выполнено с возможностью деформации посредством сдавливающего элемента при вращении ротора для придавливания эластичной трубки к внутренней стенке цилиндрического статора, радиально деформируемое кольцо включает в себя анкер для предотвращения вращения радиально деформируемого кольца во время вращения ротора.

Недостатком данного насоса является отсутствие реальной пользы наличия радиально деформируемого кольца для применения данного насоса в медицине, так как в связи с нюансами взаимодействия клеток крови с неидеально ровными поверхностями возрастает риск тромбообразования из-за чего лучше чаще менять участок эластичной трубки, деформируемый посредством сдавливающего элемента, а не продлевать его срок эксплуатации.

Известен перистальтический насос (патент РФ на полезную модель №7454, МПК F04B 43/12, опубл. 16.08.1998), содержащий корпус с установленным в нем по дуге окружности эластичной трубкой, взаимодействующей с рабочими роликами, установленными на роторе, закрепленном на валу привода в корпусе, ротор установлен с эксцентриситетом относительно осей окружности расположения эластичной трубки в сторону выхода насоса, ролики имеют возможность радиального перемещения.

Недостатками данного насоса является невозможность соблюдения одинакового зазора по всей длине участка эластичной трубки, взаимодействующего с рабочими роликами, из-за ротора, установленного с эксцентриситетом относительно осей окружности расположения эластичной трубки в сторону выхода насоса.

Сущность изобретения объясняется ниже.

Задачей изобретения является создание перистальтического насоса для перекачивания крови и поддержания жизнедеятельности человека с преодолением перечисленных выше недостатков.

Данная задача решается благодаря использованию предлагаемого изобретения, состоящего из статора, в нижней части которого выполнены отверстия для ввода внутрь насоса и вывода из него эластичных трубок, являющихся разветвлениями одной эластичной трубки. Каждое ответвление имеет по два крана и обратному клапану. Внутри статора расположены два ротора, на каждом из которых закреплено по одному ролику таким образом, чтобы при сжатии эластичной трубки соблюдался зазор. Внутри статора предусмотрены ложбинки, в каждой располагается ответвление эластичной трубки. Ложбинки статора и ротор выполнены таким образом, чтобы обеспечивать одинаковый зазор на протяжении всего пережимаемого участка эластичной трубки. Данная конструкция обеспечивает возможность использования эластичных трубок попеременно в рабочем процессе, а соблюдение одинакового зазора предотвращает травму крови.

На фиг. 1 представлен перистальтический насосный агрегат (с двумя сменяемыми частями трубки);

На фиг. 2 представлен вид со стороны отверстия для входа и выхода эластичных трубок перистальтического насосного агрегата (без самих трубок);

на фиг. 3 изображен разрез А-А перистальтического насосного агрегата;

на фиг. 4 изображен разрез Б-Б перистальтического насосного агрегата;

на фиг. 5 изображена гидравлическая схема эластичной трубки.

Внешняя оболочка насоса состоит из следующих элементов: нижней (1) и верхней (2) частей статора, скрепленных при помощи винтов (3), и крышек (4) и (5), соединенных со статором винтами (6), в нижней части статора (1) есть отверстие для ввода эластичной трубки внутрь насоса и вывода из него, внутри насоса расположены два ротора, скрепленные из двух одинаковых частей (7) каждый четырьмя винтами (8), при этом между двумя частями каждого ротора закреплено по одному ролику (9) таким образом, чтобы обеспечивался зазор при сжатии эластичной трубки, а каждый ролик (9) вращается на подшипнике (10), который закреплен винтом (11), каждый ротор расположен на консольно-закрепленном в муфте (12) валу (13), муфта (12) соединяет вал насоса (13) с валом мотора, так же эластичная трубка имеет нестандартное строение: она разветвляется на две части, которые имеют такие же внутренний и внешний диаметры, каждое из ответвлений имеет по два крана (14) и по одному обратному клапану (15).

Принцип работы перистальтического насоса заключается в том, что ролик вращается при постоянном контакте с эластичной трубкой насоса, находящейся в ложбинке статора, этот ролик пережимает эластичную трубку и проталкивает жидкость, находящуюся внутри эластичной трубки, вперед. Насос сконструирован так, чтобы пережимать эластичную трубку по всей окружности. Эластичная трубка выполнена таким образом, что перед входом в насос она раздваивается, чтобы в каждой стороне насоса в ложбинке статора располагалось одно из ответвлений эластичной трубки. Каждое ответвление снабжено двумя кранами и обратным клапаном, позволяющими отделить его от кровеносной системы пациента для осуществления замены пережимающейся части эластичной трубки на новую.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к насосам перистальтическим. Насос содержит статор, вал с ротором, две рабочие эластичные трубки с обратным клапаном. Статор выполнен из верхней и нижней частей. Две рабочие эластичные трубки являются разветвлением одной эластичной трубки перед входом в насос и имеют по два крана и одному обратному клапану. В нижней части статора выполнены отверстия для ввода рабочих трубок внутрь насоса и вывода из него. Внутри статора расположены два ротора, выполненные из двух одинаковых частей 7. Между двумя частями 7 каждого ротора закреплено по одному ролику 9 с обеспечением зазора при сжатии эластичной трубки. Каждый ролик 9 установлен с возможностью вращения на подшипнике. Каждый ротор расположен на консольно закрепленном в муфте 12 валу 13. Изобретение направлено на создание перистальтического насоса для перекачивания крови и поддержания жизнедеятельности человека на длительный срок. 5 ил.

Насос перистальтический, содержащий статор, вал с ротором, две рабочие эластичные трубки с обратным клапаном, отличающийся тем, что статор выполнен из верхней и нижней частей, две рабочие эластичные трубки являются разветвлением одной эластичной трубки перед входом в насос и имеют по два крана и одному обратному клапану, в нижней части статора выполнены отверстия для ввода рабочих трубок внутрь насоса и вывода из него, внутри статора расположены два ротора, выполненные из двух одинаковых частей, при этом между двумя частями каждого ротора закреплено по одному ролику с обеспечением зазора при сжатии эластичной трубки, каждый ролик установлен с возможностью вращения на подшипнике, а каждый ротор расположен на консольно закрепленном в муфте валу.