Инфузионный насос Советский патент 1984 года по МПК A61M1/03 

Изобретение относится к медицинс кой технике, а именно к инфузионным роликовым насосам для прямого переливания крови, кровезаменителей и лекарственных веществ. Известен инфузионный насос, содержащий роликовый насос, электродвигатель со сменным редуктором и систему управленияtl 1 Однако из-за наличия сменных ро,ликовых головок в роликовом насосе или редукторов требуется перестройка насоса на выбранный рабочий поддиапазон, что усложняет эксплуатаци и затрудняет процесс инфузии в расширенном диапазоне вливаний, Известен также инфузионный насос содержащий синхронный электродвигатель, роликовый насос, источник тока, задатчик режимов, управляемый генератор и электронные ключи, формирователь фазных последовательностейС2 1 . Недостатком известного инфузионного насоса является низкая равномерность потока биологической жидкости из-за неравномерности вращений синхронного электродвигателя. Цель изобретения - повышение рав номерности потока биологической жид кости путем уменьшения неравномерност вращения ротора синхронного электро двигателя. Поставленная цель достигается те что инфузионный насос, содержащий синхронный электродвигатель, роликовый насос, источник тока, задатчи режимов, управляемый генератор, фор рователь фазных последовательностей и электронные ключи, дополнительно снабжен компараторами, электронными коммутаторами, дифференциальными усилителями, устройствами деле ния и баланса сигнала, датчиками тока функциональными преобразовател ми, управляемыми делителями напряжения, компараторами фазировки и реверса, управляемыми инверторами, фазирующим устройством и интеграторами, причем к одному из входов каждого компаратора подключен выход формирователя фазных последовательн тей, а к другому входу через последовательно соединенные устройства деления, баланса и дифференциальный усилитель подсоединен выход дат чика тока, выход каждого компаратор .через электронный коммутатор подсое динен к входу электронного ключа. при этом источник тока через датчиктока и электронный ключ подсоединен к обмотке синхронного электродвигателя, а выход функционального преобразователя и управляемого делителя напряжения соединен с входами управляемого генератора, при этом один из входов управляемого инвертора соединен с выходом задатчика режимов, а другой - через электронный ключ с выходом фазирующего устройства, входы которого подсоединены к выходам компараторов фазировки и реверса, входы компаратора фазировки соединены с выхбдом управляемого генератора, а входы компаратора реверса подсоединены к выходу интегратора, вход которого подсоединен к выходу управляемого инвертора. На фиг.1 представлена блок-схема инфузионного насоса; на фиг,2 - временные диаграммы сигналов управления в точках блок-схемы. Инфузиоиньй насос содержит задатчик 1 режимов, управляемый генератор 2, формирователь 3 фазных последовательностей, электронные ключи 4, синхронный электродвигатель 5, роликовьй насос 6 и источник 7 тока. Насос дополнительно снабжен по числу каналов компараторами 8, электронными коммутаторами 9, устройствами 10 деления и баланса сигнала, дифференциальными усилителями 11 и датчиками 12 тока. Формирователь 3 фазных последовательностей вьтолнен в виде управляемого инвертора 13, интегратора 14, электронного ключа 15, компаратора 16 фазировки, компаратора 17 реверса, фазирующего устройства 18, функциональных преобразователей 19 и управляемых делителей 20 напряжения и предназначен для формирования на своих выходах синусоидальных, сигналов, сдвинутых между собой по фазе на 120 Устройство работает следующим образом, С помощью задатчика 1 режимов устанавливается частота сигналов U. вырабатываемых управляемым генератором 2. Формирователь 3 фазных последовательностей на каждом своем выходе имеет синусоидальные сигналы, сдвинутые между собой на такой фазовый угол (90-180 ), при котором обеспечивается плавное без остановок вращение синхронного электродвигателя 5. При этом в формирователе 3 фазных последовательностей реализуется независимость фазового сдвига от частоты сигналов управления, благодаря синхрониз ции работы трех генераторов одинаковой частоты, из которых управляемый генератор 2 является ведущим, а генераторы в формирователе 3 - ведомыми , Сигналы и с управляемого генератора 2 поступают по двум каналам на один нз входов компаратора .16 фазировки, на другой вход которого подается потенциал, определяемый фазовым сдвигом между сигналами U (или и и и). Передний фронт сигнаи, зырабатывалов синхронизации U и ется на выходе компаратора 1& фазировки в момент равенства сигнала U(-t) и потенциала к Uj, , где в данном случаекоэффициент к О и опре-; деляется фазовым сдвигом. Фазирующее устройство 18 по сигналу с компаратора 17 реверса переключает с помощью электронного ключа 15 полярность напряжения на выходе управляемого инвертора 13, но той же амплитуды, которая устанавливается задатчиком 1 режимов. Процесс формирования полупериода треугольного сигнала интегратором 14 продолжается до момента равенства на входах компаратора 17 реверса сигнала Ll4{-tl илииД 1и потенциала - UQ , после чего на выходе компаратора 17 реверса вырабатывается задний фронт сигнала U (или (J . Фазирующим устройством 18 переключается во втором полупериоде полярность напряж ния на выходе управляемого инвертора 13 и реверсируется направление изменения сигналаУ (или (Jj | на выхо де интегратора 14. При срабатывании компаратора 16 фазировки генерация периода колебаний в формирователе 3 фазных последовательностей повторяетс Треугольные сигналы U с генерат ра 2Ux и Ur поступают в функционал ный преобразователи 19, работа которых основана на преобразовании сигна лов треугольной формы в синусоидальн (Ол I U-, и Ug методом кусочно-нелинейной аппроксимации. Затем сигналы и, I U-7 и Up поступают на управляемы делитель 20 напряжения, коэффициент деления которого одновременно с частотой изменяется задатчиком 1 режимов. В результате изменения с частотой токового режима синхронного элек.тродвигателя 5 его момент согласуется с нагрузкой насоса, что позволяет исключить избыточные токи и, .следовательйо, перегрев двигателя. С помощью компаратора 8, коммутатора 9, электронных ключей 4, устройства 10 деления и баланса, Дифференциального усилителя 11 и датчика 12 тока фазированные синусоидальные сигналы по каждому из трех каналов создают в обмотках синхронного электродвигателя 5 средние токи, изменяющиеся по синусоидальным законам. При этом информация о токе в синхронном электродвигателе5 поступает по обратной связи с датчика 12 тока на один из входов компаратора 8, на другой вход которого поступает задание по току U или U или Ug. Компаратор 8 вырабатывает сигналы управления со средней частотой (порядка 5 кГц), зависящей от гистерезиса компаратора и от разности между токами текущим и заданным. Элект- . ронный коммутатор 9 при изменении полярности напряжения задания U и , Ug переключает импульсы от компаратора 8 с одного электронного ключа 4 на другой, тем самым подсоединяя -положительный Или отрицательный полюс источника 7 тока через датчика 12 тока к синхронному электродвигателю 5. . Чтобы исключить шунтирование сихронного электродвигателя 5 датчиками 12 тока при съеме с них сигнала, подключение к дифференциальным усилителям 11 осуществляется через высокоемные делители напряжения в устройство 10 деления и баланса сигнала. Появление в сигнале обратной связи постоянной составляющей, связанное с неодинаковостью токов противоположной лярности в датчиках 12 тока, а также вредное влияние гистерезиса в компараторе 8 компенсируются балансом сигнала в том же устройстве 10 деления и баланса, обеспечивающим временное соответствие сигналов задания и обратной связи. В результате обеспечивается постоянство и независимость от частоты фазового сдвига между токами в двигателе, создается круговое вращающее ротор магнитное поле, и роликовая головка насоса во всем диапазоне инфузии формирует непрерывный поток жидкости.

ИНФУЗИОННЫЙ HACOC, содержащий синхронный электродвигатель, роликовый насос, источник тока, задатчик режимов, управляемый генератор, формирователь фазньгх последовательностей и электронные ключи, отличающийс я тем, что, с целью повышения равномерности потока биологической жидкости путем уменьшения неравномерности, вращения ротора синхронного электродвигателя, ИНФУЗИОННЫЙ насос дополнительно снабжен компараторами, электронными коммутаторами, дифференциальными усилителями, устройствами деления и баланса сигнала, датчиками тока, функциональными преобразователями, управляемыми делителями напряжения. / компараторами фазировки и реверса, управляемыми инверторами, фазирующим устройством и интеграторами, причем к одному из входов каждого компаратора подключен выход формирователя фазных последовательностей, а к другому входу через последовательно соединенные устройства деления, баланса и дифференциальный усилитель подсоединен выход датчика тока, выход каждого компаратора через электронный коммутатор подсоединен к входу электронного ключа, при этом источник тока через датчик тока и электронный ключ подсоединен к обмотке § синхронного электродвигателя, а выход функционального преобразователя и (Л управляемого делителя напряжения соединен с входами управляемого генератора, при этом один из входов управляемого инвертора соединен с выходом задатчика режимов, а другой через электронный ключ с выходом фази руницего устройства, входы которого подсоединены к выходам компараторов со со со о: фазировки и реверса, входы компаратора фазировки соединены с выходом управляемого генератора, а входы компаратора реверса подсоединены к выхо 1 ду интегратора, вход которого подсоединен к Ьыходу управляемого инвертора.