Перфузионный насос (его варианты) Советский патент 1982 года по МПК A61M1/00 

Изобретение относится к медицине кой. технике, в частности к перфузионным насосам, и может применяться в аппаратах искусственного и вспо могательного кровообращения. Известны перфузионные устройства возвратно-поступательного действия, . приводимые в движение высокооборотным электродвигателем через кинематические преобразователи типа кривошипно-шатунный, кулачковый механизмы или передачу типа винт-гайка П. Однако указанные насосные устройства н в полной мере удовлетворяют требованиям по быстродействию, предъ являемым к перфузионным насосам, ра ботающим в составе аппаратов искусственного сердца и аппаратов вспомогательного кровообращения. Наиболее близким к предлагаемому является перфузионный насос возвратно-поступательного действия,.содержащий корпус, вытеснитель соединенный рычажно-центробежным преобразователем с валом высокооборотного электродвигателя, и упругий элемент, установленный аксиально. Рычажно-центробежный преобразователь и упругий элемент выступают в роли кинематического преобразователя вращательного движения в возвратно-поступательное и выполнены подобно центробежному регулятору Уатта 2. Недостатком указанного перфузионного насоса является низкое быстродействие, недостаточное для устройс1 в, рассчитанных на параллельную работу с биологическим сердцем. Принципиально низкая скорость перемещения вытеснителя обусловлена необходимостью при всасывании запасать как кинетическую энергию, определяемую скоростью вращения ротора двигателя и рычагов центробежного механизма, так и потенциальную энергию, накапливаемую в пружине При вытеснении электродвигатель должен отбирать эту 392 накопленную кинетическую и частично потенциальную энергию, развивая значительный тормозной момент. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик-перфузионно го насоса путем уменьшения требуемого диапазона изменений полной энергии системы. Поставленная цель по, первому ва-. рианту достигается тем, то в перфузионном насосе, содержащемкорпус, вытеснитель, соединенный рычажноцентробежным преобразователемхС двигателем, и упругий элемент, последний выполнен в виде магнита, закрепленного на вытеснителе, а корпус выполнен из магнитомягкого материала.. Поставленная цель по второму eapii анту достигается тем, что упругий эл мент выполнен в виде пружины, устано ленной между рымагами рычажно-центрЪ бежного преобразователя перпендику лярно его оси вращения. Поставленная цель по третьему варианту достигается тем, что, упругий элемент выполнен в виде набора пласгин 4атых пружин, установленных между вытеснителем и корпусом. Такие варианты выполнения устройства обеспечивают меньший диапазон изменения полной энергии.системы при работе что позволяет при одинаковых применениях электродвигателях достигать принципиально больших скоростей перемещения вытеснителя, т.е. улучшить динамические характеристики перфузионного насоса, На фиг«1,2 и 3 показаны Т, П и Ш варианты выполнения предлагаемого устройства соответственно. По первому варианту выполнения (фиг,) устройство содержит вытеснитель 1, корпус 2 насоса,, к которому жестко прикреплен статор электродвигатели 3. Внутри корпуса насоса расположен центробежный механизм, состоящий из втулки, закрепленной аксиально радиально упорными подшипниками 5 в поршне насоса, подвижных в радиальном и аксиальном направлении тяг 6, и втулки 7, жестко-укрепленной на валу электродвигателя. К вытеснителю прикреплен постоянный -магнит 8, намагниченный в аксиальном направлении. Для : меньшения трения между корпусом насоса и поршнем и для центровки последнего установлен подшипник качени 9. Чулочным уплотнением 10-осуществляется герметизация пространства под поршнем. Цилиндрические . грузики 11 служат для увеличения -центробежной силы. Пальцы 12,- запрессованные в грузики, позволяют; тягам свободно вращаться, образуя -подшипники скольжения. Втулка 7 жестко .укрепленная на валу электродвигателя муфтой 1, закреплена в корпусе насоса радиально упорными подшипниками 13, центрирующими ее и снимающими осевое усилие, развиваемое центробежным механизмом с подшипников электродвигатег1Я. В устройстве по второму варианту выполнения (фиг,2) упругий элемент 8 выполнен ввиде Пружины, установленной между рычагами t1 рымажноцентробежного преобразователя перпендикулярно его оси вращения, В устройстве по третьему варианту выполнения (фиг.З) упругий элемент выполнен в виде набора пластинчатых пру)кин 8, установленных между вытеснителем; 1 и корпусом 2. Перфузионный насос работае-f следующим образом. За счет ускоряющего момента, развиваемого электродвигателем 3. силы, действующие со стороны рычагов 6 и грузиков 11 на вытеснитель 1, превышают усилие упругого элемента 8 (магнита, пружины или набора пластинчатых пружин) , обеспечивая фазу всасывания, Фаза вытеснения обеспечивается за счет тормозного момента, развиваемого электродвигателем 3 в этом случае усилие упругого элемента 8, действующее на вытеснитель 1, превышает усилие со стороны рычагов 6 и грузиков М, Таким образом, предлагаемое устройство позволяет путем изменения величины и направления момента, развиваемого двигателем, при неизменном направлении вращения в широких преде/1ах и гибко осуществлять регулировку скорости движения поршня как во врейя вытеснения, так и во время всасывания. Работа перфузионного насоса происходит при относительно малом изменении, полной энергии.системы, что обеспечивается особенностями применяемого ynpyrorci элемента 8. Например, в фазе всасывания растет потенциальная энергия, накапливаемая упругим элементом 8, а кинетическая энергия, определяемая скоростью вращения рычагов 6 и грузиков-11, падает. Уменьшение скорости вращени происходит за счет уменьшения аксиальной составляющей усилия,, действу щего на вытеснитель 1, по мере его перемещения со стороны упругого элемента 8 что происходит, несмотря на ускоряющий момент, развиваемый двигателем 3. Из-за малого изменения полной . энергии в процессе работы перфуЗион ного насоса удается на порядок увеличить максимальную скорость перемещения поршня и тем самым существе но улучшить динамические характерис тики насоса. .Формула изобретения 1. Пёрфузионный насос, содержащи корпус, вытеснитель, соединенный рычажно-центробежным лреобразователе с двигателем, и упругий элемент, о т личающийся тем, что, с целью улучшения динамических хаpiaктepиcтик насоса, упругий элемент выполнен в виде магнита, закрепленного на вытеснителе, а корпус выполнен из магнитомягкого материала. 2,Пёрфузионный насос,, содержащий корпус, вытеснитель-, соединенный рычажно-центробежным преобразователем с двигателем, и упругий элемент, о тличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик насоса,-упругий элемент выполнен в виде пружины,установленной между рычагами рычажногцентробежного преобразователя перпендикулярно его оси -вращения. 3.Пёрфузионный насос, содержащий корпус, вытеснитель, соединенный рычажно-центробежным преобразователем с двигателем,-и упругий элемент, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик насоса,-упругий 3neMeHt выполнен в виде набора пластинчатых пружин, установленных между вытеснителем и корпусом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № i 30232, кл. Р О В ijS/OO, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2776517/28-13, кл, А 61 М 1/бЗ, 06,06.79.