Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung mit Infusionspumpe mit einem zum Vorschub eines Pumpenkolbens in einem Druckzylinder dienenden Synchronoder Schrittmotor, einem Impulsgenerator zur Steuerung dieses Motors und mit Anzeigemitteln für die Vorschubgeschwindigkeit.
Solche Infusionspumpen sind an sich bekannt. Dabei wird üblicherweise der Synchron- oder Schrittmotor von einem Impulsgenerator über einen Transistorschalter angesteuert. Die Drehzahl des Motors und damit die Vorschubgeschwindigkeit sind dann von der Impulsfrequenz des Generators abhängig. Frequenzbestimmender Teil ist meist eine Widerstands-Kondensator-Kombination. Die Frequenz, und damit die Drehzahl des Motors, wird dann durch die Winkelstellung eines Drehwiderstandes angezeigt. Für die stufenweise Grobeinstellung der Frequenz wird die Kapazität des Widerstands-Kondensator-Gliedes umgeschaltet.
Diese Einrichtung hat in der Praxis einige Nachteile. Die Lade- oder Entladekurve des frequenzbestimmenden Kondensators ist nicht linear und damit ist auch die Eichung des für die Frequenzeinstellung verantwortlichen Drehwiderstandes nicht linear. Ferner müssen sehr zeitkonstante Kondensatoren verwendet werden, damit die Eichung über lange Zeit erhalten bleibt. Für lange Impulszeiten benötigt man grosse Kapazitäten, die sehr aufwendig sind. Damit die Eichung des Drehwiderstandes auch bei der stufenweisen Grobeinstellung erhalten bleibt, müssen die Kondensatoren einander genau angeglichen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung mit Infusionspumpe, bei der die oben erwähnten Schwierigkeiten auf einfache Art vermieden werden.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Anzeigemittel einen Impulsintegrator oder -zähler aufweisen.
Vorteilhafterweise ist der Impulsintegrator dem Impulsgenerator nachgeschaltet und weist ein linear anzeigendes Amperemeter auf, welches eine nach der Vorschubgeschwindigkeit geeichte Skala trägt. Zweckmässigerweise erfolgt die Grobeinstellung nicht durch Umschalten von frequenzbestim- menden Elementen, sondern durch Frequenzteiler aus integrierten Schaltkreisen, die eine hohe Genauigkeit gewährleisten.
Nachfolgend wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Einrichtung mit Infusionspumpe näher beschrieben. Es zeigen: die Fig. 1 das Blockschaltbild der erfindungsgemässen Einrichtung mit einer Infusionspumpe, die Fig. 2 ein detailliertes Schaltschema derselben, die Fig. 3 eine etwas vereinfachte Darstellung des mechanischen Aufbaus der Infusionspumpe und die Fig. 4 einen Schnitt nach der in der Fig. 3 bezeichneten Linie IV-IV.
In der Fig. 1 folgt auf einen frequenzbestimmenden Impulsgenerator 1 ein Impulsformer und -integrator 2, darauf zwei Frequenzuntersetzer 3a und 3b. Die über den Wechselschalter 28 an die Ausgänge des Impulsformers und -integrators 2 oder eines der Frequenzuntersetzer 3a bzw. 3b angeschlossene Diodenlogik 4 steuert zwei Flip-Flops 5 und 6, welche die Transistorschalter 7a, 7b und 8a, 8b betätigen. Parallel zu einer Wicklung des Schrittmotors 9 ist die Alarmvorrichtung 10 geschaltet, die bei Netzausfall, bei Versagen der Steuerelektronik oder bei Betätigung eines Endschalters Alarm gibt. Anstelle des Schrittmotors könnte auch ein Synchronmotor verwendet werden, jedoch liesse dieser nur eine begrenzte Drehzahlvariation zu, wogegen mit dem Schrittmo- tor praktisch jede beliebige Drehzahl eingestellt werden kann.
Die Fig. 2 und 2a zeigen eine spezielle Ausführungsform des elektronischen Teils der Einrichtung. Der Impulsgenerator 1 arbeitet als Oszillator mit der Unijunction-Diode 11.
Frequenzbestimmende Elemente sind dabei der variable Widerstand 12 und der Kondensator 13. Der Widerstand 14 bewirkt eine Strombegrenzung und Temperaturstabilisation.
Die Impulse werden über dem Widerstand 15 abgenommen und über die Diode 16 dem Impulsformer 2 zugeführt. Dort bilden die Transistoren 17 und 18 mit den Widerständen 19, 20, 21 und 22 sowie dem Kondensator 23 einen monostabilen Multivibrator. Der Widerstand 19, der Kondensator 24 und das Amperemeter 25 bilden zusammen den Impulsintegrator. Durch den Widerstand 19 werden Stromimpulse gleichbleibender Form mit einer der Generatorfrequenz entsprechenden Folge an den Kondensator 24 und das Amperemeter 25 geleitet, welche die Impulse integrieren. Die Diode 26 dient zur Temperaturstabilisation der Frequenzanzeige.
Die Rechteckimpulse werden über den Widerstand 27 den Frequenzteilern 3a und 3b zugeführt. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich um integrierte Dekadenuntersetzer.
Durch den Wechselschalter 28 können nun entweder die Grundfrequenz oder die um den Faktor 10 resp. 100 unterteilte Frequenz abgegriffen und über die Kondensatoren 31, 32, 33 und 34 sowie über die Diodenlogik 4 den Flip-Flops 5 und 6 zugeführt werden.
Die Diodenlogik 4 besteht aus den Dioden 35, 36, 37 und 38 sowie den Widerständen 39, 40, 41 und 42. Sie bewirkt, dass je nach den an den Dioden liegenden Vorspannungen durch die vom Impulsgenerator resp. den Frequenzteilern gelieferten positiven Impulse abwechslungsweise der Flip-Flop 5 5 oder der Flip-Flop 6 umgeschaltet wird. Der Flip-Flop 5 besteht aus den Transistoren 43 und 44 sowie aus den Widerständen 45, 46, 47, 48, 49 und 50. Der Flip-Flop 6 ist gleich wie 5 aufgebaut und besteht aus den Transistoren 51 und 52 sowie aus den Widerständen 53, 54, 55, 56, 57 und 58. Über die Kollektorspannungsteiler 47 und 49 sowie 48 und 50 bzw. 55 und 57 sowie 56 und 58 werden die Transistorschalter 7a und 7b bzw. 8a und 8b, bestehend aus den Transistoren 59 und 60 bzw. 61 und 62, sowie den Dioden 63, 64 bzw.
65, 66, angesteuert. Je ein Ende der Wicklungen des Schrittmotors 9 ist an einem Kollektor der Transistorschalter 7a, 7b und 8a, 8b angeschlossen, nämlich an den Punkten A, B, C und D. Die anderen Enden der Wicklungen kommen gemeinsam an den Punkt E, so dass der Motorstrom vom Pluspol der Motorstromquelle über E und die Motorwicklungen zu den Punkten A, B, C und D sowie zu den Kollektoren der Schalttransistoren 59, 60, 61 und 62 und über den Schalter 67 zum Minuspol der Motorstromquelle fliesst. Die Dioden 63, 64, 65 und 66 haben die Aufgabe, induktive Abschaltspitzen über den Motorwicklungen kurzzuschliessen.
Die Alarmeinrichtung 10 hat zwei Funktionen. Erstens gibt sie Alarm bei Betätigung des Mikroschalters 67. Dadurch wird der Kondensator 13 des Impulsgenerators an Masse gelegt, wodurch keine Impulse mehr entstehen und somit der Motor stillgelegt ist. Der durch die Motorwicklungen fliessende Strom kann nun nicht mehr über den Schalter 67, sondern muss über die Diode 68 und den Transistorsummer 69 zum Minuspol der Stromversorgung fliessen. Der Transistorsummer 69 gibt dadurch ein akustisches Alarmsignal. Anstelle des Transistorsummers könnte natürlich auch ir- gendein anderer Schallerzeuger eingesetzt werden.
Die zweite Funktion der Alarmeinrichtung 10 besteht in der Überwachung der Funktionstüchtigkeit der Steuerelektro- nik und der Netzspannung. Dazu werden die Rechteckimpulse über der Motorwicklung A-E durch den Kondensator 71, die Diode 73 und den Widerstand 72 dem Kondensator 74 zugeführt. Dadurch lädt sich dieser auf eine Spannung auf, die positiver ist als diejenige des in der Emitterleitung des Transistors 78 liegenden Akkumulators 79. Dies führt zur Sperrung des Transistors 78. Falls die Steuerelektronik aus irgendeinem Grund ausfällt, z.
B. auch bei Netzausfall, fehlen die Rechteckimpulse über der Wicklung A-E, der Kondensator 74 wird nicht mehr aufgeladen, sondern entlädt sich über den Widerstand 75 sowie über den Widerstand 76 und die Basis-Emitterstrecke des Transistors 78, so dass die Spannung an der Basis gegenüber derjenigen am Emitter negativ wird. Dadurch wird der pnp-Transistor 78 leitend und somit kann der Strom des Akkumulators 79 über den Transistor 78, den Transistorsummer 69 und den Schalter 67 resp.
die Diode 70 fliessen und Alarm auslösen. Die Batterie 79 wird über den Widerstand 80 an den Pluspol der Ladestromquelle angeschlossen und ist daher dauernd aufgeladen und immer betriebsbereit.
Die Stromversorgung erfolgt durch einen Netzteil 81, welcher aus dem Netztransformator 82 mit dem Netzschalter 89 und zwei Sekundärwicklungen, den beiden Gleichrichterbrücken 89 und zwei Sekundärwicklungen, den beiden Gleich richterbrücken 83 und 84, den zwei Ladekondensatoren 85 und 86 und dem Widerstand 87 sowie der Zenerdiode 88 als Stabilisierglieder besteht. Die eine Gleichrichterbrücke 83 lie- fert den durch den Kondensator 85 geglätteten Betriebsstrom für den Schrittmotor, während die andere Brücke 84 als Ladestromquelle für den Akkumulator 79 fungiert und nach Stabilisierung durch den Widerstand 87 und die Zenerdiode 88 die gesamte elektronische Einrichtung versorgt.
Der grosse Vorteil dieser Schaltung ergibt sich daraus, dass die frequenzbestimmenden Elemente des Impulsgenerators nicht gleichzeitig zur Anzeige der eingestellten Frequenz herangezogen werden, sondern die Frequenz durch einen dem Generator nachgeschalteten, linear arbeitenden Impulsintegrator angezeigt wird. Selbstverständlich könnte man anstelle eines Impulsgenerators mit dem Amperemeter auch einen digital anzeigenden Impulszähler einsetzen. Man könnte dadurch den Bedienungskomfort noch vergrössern, müsste aber einen etwas grösseren Aufwand in Kauf nehmen. Die Grobeinstellung der Frequenz erfolgt nicht durch Umschalten von frequenzbestimmenden Elementen, sondern durch dem Generator nachgeschaltete Frequenzteiler. Dadurch arbeitet der Impulsgenerator nur in seinem Grundbereich, ohne Umschaltungen für die Grobeinstellung der Frequenz.
Die durch alternde Komponenten im Generator verur sachten Frequenzänderungen können sich also nicht auf die Eichung auswirken und die Frequenzanzeige bzw. Geschwindigkeitsanzeige erfolgt linear.
Ein Vorteil dieser Schaltung ist es unter anderem auch, dass der Transistorsummer 69 zwei verschiedene Töne abgibt, je nach dem, ob er durch Betätigen des Motorschalters 67 oder durch Ausfall der Motorspannung in Gang gesetzt wird, da in jedem der beiden Fälle eine andere Betriebsspannung an ihm angelegt ist. Dadurch kann die Bedienungsperson auch sofort unterscheiden, ob es sich bloss um eine mechanische Blockierung oder um einen Ausfall der Netzspannung oder der Steuerelektronik handelt.
In den Fig. 3 und 4 ist der mechanische Aufbau der Infusionspumpe etwas vereinfacht unter Weglassung der für den
Funktionsablauf unwesentlichen Teile dargestellt.
In einem Lager- und Haltebügel 101 sowie in einem Gegenlager 102 ist ein Achsbolzen 103 gelagert und mittels seines erweiterten Kopfendes 103a einerseits und einer Gegenmutter 103b andererseits festgehalten. Über dem Achsbolzen 103 ist eine Gewindespindel 104 koaxial und drehbar angebracht. Sie ist nicht ganz so lange wie der Abstand zwischen dem Lager 101 und dem Gegenlager 102. Am Lagerbügel 101 ist eine Blattfeder 105 befestigt, die etwas gegen das Gegenlager 102 hin geneigt ist und eine Durchbohrung aufweist, durch welche der Achsbolzen 103 verläuft. Diese Blatt- feder 105 drückt gegen die freie Stirnseite der Gewindespindel und sichert diese so gegen axiale Verschiebung.
An dem der Feder zugewandten Ende weist die Gewindespindel 104 ein konzentrisches Ritzel 104a auf, das mit einem weiteren Ritzel 106 in Eingriff steht, welches von einem in dieser Figur nicht dargestellten Motor 9 angetrieben wird.
Das Gewinde 104b der Gewindespindel 104 steht mit einem Kupplungsstück 107 in Eingriff, welches zwei Teile 107a und 107b aufweist und die Verbindung zur Kolbenschubstange 108 herstellt. Die beiden Teile 107a und 107b liegen seitlich an der Gewindespindel auf und werden mittels einer abgefederten Schraube 107c gegeneinander und gegen die Spindeloberfläche gedrückt. Der Teil 107b besitzt eine Nase 107d, welche in das Gewinde eingreift, und ist mittels zweier Schrauben starr mit der Kolbenschubstange 108 verbunden.
Der andere Teil 107a dagegen ist durch nur eine Schraube mit Spiel derart an der Schubstange befestigt, dass er um deren Achse entgegen der Federkraft der abgefederten Schraube 107c verschwenkbar ist.
Umgekehrt ist es dadurch möglich, durch Verschwenken der Schubstange 108 den Teil 107b mit der Nase 107d ausser Eingriff mit dem Gewinde 104b zu bringen, ohne dabei den Kontakt mit der Gewindespindel 104 zu verlieren, da ja dann der Teil 107a noch fest anliegt. Auf diese Weise ist eine rasche Verschiebung der Kolbenschubstange in die gewünschte Ausgangsposition möglich.
Die Schubstange 108 drückt mit ihrer tellerförmig erweiterten Stirnseite auf den Stössel 109 des Kolbens 110, welcher im Druckzylinder 111 verschiebbar gelagert ist. Die Halterung für den Druckzylinder 111 ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
In der Nähe des freien Endes der Blattfeder 105 ist ein Mikroschalter 67 am Lagerbügel 101 angebracht, dessen Betätigungshebel 67a mit dem freien Ende der Blattfeder in Berührung steht.
Falls nun aus irgendeinem Grund, zum Beispiel wegen Erreichen der Endposition oder wegen einer Verstopfung in der an den Druckzylinder anzuschliessenden Leitung, der Kolben und damit die Schubstange 108 bzw. das Kupplungsstück 107 in seiner Längsbewegung blockiert wird, verschiebt sich die Gewindespindel 104 auf den Lagerbügel 101 zu entgegen der Kraft der Blattfeder 105, da sich ja der Motor und somit auch die Spindel 104 weiterdrehen. Dadurch wird das freie Ende der Blattfeder gegen den Betätigungshebel des Mikroschalters 67 gedrückt und letzterer betätigt, wodurch einerseits der Motor abgestellt und andererseits die Alarmvorrichtung in Gang gesetzt wird.
Anstelle der Spindel-Schubstangenkombination lässt sich zum Beispiel auch eine über ein vom Motor angetriebenes Ritzel verschiebbare Zahnstange verwenden, welche mittels einer Feder in Eingriff mit dem Ritzel gehalten wird und zur raschen Verschiebung in die gewünschte Ausgangsstellung entgegen der Kraft dieser Feder ausser Eingriff mit dem Ritzel gebracht werden kann. Der Motor wäre dabei um seine Rotorachse ebenfalls entgegen der Kraft einer weiteren Feder kippbar gelagert. Bei einer Blockierung der Zahnstange würde er dann etwas kippen, wodurch analog wie im zeichnerisch dargestellten Beispiel ein Schalter betätigt würde. Desgleichen gibt es noch weitere Möglichkeiten, die jedoch alle auf dem selben Prinzip, nämlich der Ausnutzung der gegenläufigen Relativbewegung zwischen treibendem und getriebenen Teil bei einer Blockierung des Kolbenvorschubs beruhen.
Mit der so beschriebenen erfindungsgemässen Einrichtung mit Infusionspumpe wird nicht nur praktisches und zeitsparendes Arbeiten ermöglicht, sondern auch ein Maximum an Sicherheit für den zu behandelnden Patienten erreicht.
Es kann die Infusionsgeschwindigkeit direkt am Amperemeter abgelesen und mit dem durch den Wechselschalter ge wählten Faktor multipliziert werden. Falls sich aus irgendeinem Grunde eine Änderung in den elektronischen Teilen ergeben sollte, wird dies sofort am Messinstrument sichtbar, da die Infusionsgeschwindigkeit ja nicht durch die Einstellung eines Einstellknopfes auf eine Marke sondern durch eine von diesem Knopf unabhängige Messung angezeigt wird. Durch die Anwendung integrierter Schaltkreise als Frequenzuntersetzer ist die Eichgenauigkeit optimal.
Die Alarmeinrichtung ist ständig betriebsbereit, wodurch sich ein weiterer Vorteil ergibt. Es kann zum Beispiel nicht mehr passieren, dass man das Gerät einschaltet, ohne zu bemerken, ob es vorher an das Netz angeschlossen wurde oder nicht. Ein Netzausfall wird sofort angezeigt, und was be sonders hervorzuheben ist, auch ein Defekt in der elektronischen Steuereinrichtung. Dies ist besonders wichtig, da gerade solche Fehler wegen der in Betracht kommenden äusserst langsamen Vorschubgeschwindigkeiten leicht übersehen werden können und deshalb gefährlich sind.
Bei einer Verstopfung der Infusionsleitungen oder bei Erreichen der Endposition des Kolbens oder des Kupplungsteils ertönt ebenfalls ein Alarmsignal.
Schliesslich ist auch die besondere Konstruktion des Kupplungsteils zu erwähnen, die ein problemloses Verschieben der Schubstange längs der Gewindespindel in die gewünschte Position ermöglicht.
Alle die vorgenannten Vorteile bieten die Möglichkeit einer fast automatischen Patientenbetreuung. Ist die Pumpe einmal eingestellt, kann man sie sich selbst überlassen, jede eventuelle Störung würde sofort durch ein Alarmsignal angezeigt werden. Dass dadurch Bedienungspersonal eingespart werden kann, liegt auf der Hand.
The present invention relates to a device with an infusion pump with a synchronous or stepping motor serving to advance a pump piston in a pressure cylinder, a pulse generator for controlling this motor and display means for the advance rate.
Such infusion pumps are known per se. The synchronous or stepper motor is usually controlled by a pulse generator via a transistor switch. The speed of the motor and thus the feed rate are then dependent on the pulse frequency of the generator. The frequency-determining part is usually a resistor-capacitor combination. The frequency, and thus the speed of the motor, is then indicated by the angular position of a rotary resistor. The capacitance of the resistor-capacitor element is switched over for the gradual, coarse adjustment of the frequency.
This arrangement has some disadvantages in practice. The charging or discharging curve of the frequency-determining capacitor is not linear and therefore the calibration of the rotary resistance responsible for the frequency setting is not linear either. Furthermore, very time-constant capacitors must be used so that the calibration is maintained over a long period of time. For long pulse times, you need large capacities, which are very expensive. To ensure that the calibration of the rotary resistance is retained even with the gradual coarse adjustment, the capacitors must be precisely matched to one another.
The object of the present invention is to provide a device with an infusion pump in which the above-mentioned difficulties are avoided in a simple manner.
According to the invention, this is achieved in that the display means have a pulse integrator or counter.
The pulse integrator is advantageously connected downstream of the pulse generator and has a linearly indicating ammeter which has a scale calibrated according to the feed rate. The coarse adjustment is expediently carried out not by switching over frequency-determining elements, but by frequency dividers from integrated circuits which ensure high accuracy.
An exemplary embodiment of a device according to the invention with an infusion pump is described in more detail below with reference to the accompanying drawing. 1 shows the block diagram of the device according to the invention with an infusion pump, FIG. 2 shows a detailed circuit diagram of the same, FIG. 3 shows a somewhat simplified representation of the mechanical structure of the infusion pump and FIG. 4 shows a section according to the one shown in FIG 3 designated line IV-IV.
In FIG. 1, a frequency-determining pulse generator 1 is followed by a pulse shaper and integrator 2, followed by two frequency dividers 3a and 3b. The diode logic 4 connected via the changeover switch 28 to the outputs of the pulse shaper and integrator 2 or one of the frequency dividers 3a or 3b controls two flip-flops 5 and 6 which operate the transistor switches 7a, 7b and 8a, 8b. The alarm device 10 is connected in parallel to a winding of the stepping motor 9 and gives an alarm in the event of a power failure, failure of the control electronics or actuation of a limit switch. A synchronous motor could also be used instead of the stepper motor, but this would only allow a limited speed variation, whereas practically any speed can be set with the stepper motor.
Figures 2 and 2a show a specific embodiment of the electronic part of the device. The pulse generator 1 works as an oscillator with the unijunction diode 11.
The frequency-determining elements are the variable resistor 12 and the capacitor 13. The resistor 14 limits the current and stabilizes the temperature.
The pulses are picked up via the resistor 15 and fed to the pulse shaper 2 via the diode 16. There the transistors 17 and 18 with the resistors 19, 20, 21 and 22 and the capacitor 23 form a monostable multivibrator. The resistor 19, the capacitor 24 and the ammeter 25 together form the pulse integrator. Current pulses of constant shape with a sequence corresponding to the generator frequency are passed through the resistor 19 to the capacitor 24 and the ammeter 25, which integrate the pulses. The diode 26 is used to stabilize the temperature of the frequency display.
The square-wave pulses are fed to the frequency dividers 3a and 3b via the resistor 27. In the present example, it is about integrated decade coasters.
With the changeover switch 28, either the base frequency or the by a factor of 10, respectively. 100 subdivided frequency are tapped and supplied via the capacitors 31, 32, 33 and 34 and via the diode logic 4 to the flip-flops 5 and 6.
The diode logic 4 consists of the diodes 35, 36, 37 and 38 and the resistors 39, 40, 41 and 42. It has the effect that, depending on the bias voltages applied to the diodes, by the pulse generator resp. the frequency dividers supplied positive pulses alternately the flip-flop 5 5 or the flip-flop 6 is switched. The flip-flop 5 consists of the transistors 43 and 44 and of the resistors 45, 46, 47, 48, 49 and 50. The flip-flop 6 has the same structure as 5 and consists of the transistors 51 and 52 as well as the resistors 53, 54, 55, 56, 57 and 58. The transistor switches 7a and 7b or 8a and 8b, consisting of the transistors 59 and 60, are connected via the collector voltage dividers 47 and 49 as well as 48 and 50 or 55 and 57 and 56 and 58 or 61 and 62, as well as the diodes 63, 64 and
65, 66 controlled. One end of the windings of the stepping motor 9 is connected to a collector of the transistor switches 7a, 7b and 8a, 8b, namely at points A, B, C and D. The other ends of the windings come together at point E, so that the Motor current flows from the positive pole of the motor power source via E and the motor windings to points A, B, C and D as well as to the collectors of the switching transistors 59, 60, 61 and 62 and via the switch 67 to the negative pole of the motor power source. The diodes 63, 64, 65 and 66 have the task of short-circuiting inductive switch-off peaks across the motor windings.
The alarm device 10 has two functions. Firstly, it gives an alarm when the microswitch 67 is actuated. As a result, the capacitor 13 of the pulse generator is connected to ground, which means that no more pulses are generated and the engine is therefore shut down. The current flowing through the motor windings can no longer flow through the switch 67, but must flow through the diode 68 and the transistor number 69 to the negative pole of the power supply. The transistor number 69 thereby gives an acoustic alarm signal. Instead of the transistor buzzer, any other sound generator could of course also be used.
The second function of the alarm device 10 is to monitor the functionality of the control electronics and the mains voltage. For this purpose, the square-wave pulses are fed to the capacitor 74 via the motor winding A-E through the capacitor 71, the diode 73 and the resistor 72. As a result, the latter is charged to a voltage which is more positive than that of the accumulator 79 located in the emitter line of transistor 78. This leads to the blocking of transistor 78. If the control electronics fail for any reason, e.g.
B. also in the event of a power failure, the square-wave pulses across the winding AE are missing, the capacitor 74 is no longer charged, but discharges through the resistor 75 and the resistor 76 and the base-emitter path of the transistor 78, so that the voltage at the base becomes negative compared to that at the emitter. As a result, the pnp transistor 78 is conductive and thus the current of the accumulator 79 via the transistor 78, the transistor number 69 and the switch 67, respectively.
the diode 70 flow and trigger an alarm. The battery 79 is connected to the positive pole of the charging current source via the resistor 80 and is therefore continuously charged and always ready for operation.
The power is supplied by a power supply unit 81, which consists of the mains transformer 82 with the mains switch 89 and two secondary windings, the two rectifier bridges 89 and two secondary windings, the two rectifier bridges 83 and 84, the two charging capacitors 85 and 86 and the resistor 87 and the Zener diode 88 exists as stabilizing members. One rectifier bridge 83 supplies the operating current for the stepper motor, smoothed by the capacitor 85, while the other bridge 84 functions as a charging current source for the accumulator 79 and, after stabilization by the resistor 87 and the Zener diode 88, supplies the entire electronic device.
The great advantage of this circuit results from the fact that the frequency-determining elements of the pulse generator are not used at the same time to display the set frequency, but rather the frequency is displayed by a linear pulse integrator connected downstream of the generator. Of course, instead of a pulse generator with the ammeter, you could also use a digitally displaying pulse counter. This could increase the ease of use, but would have to accept a little more effort. The coarse adjustment of the frequency is not done by switching frequency-determining elements, but by frequency dividers connected downstream of the generator. As a result, the pulse generator only works in its basic range, without switching for the coarse setting of the frequency.
The frequency changes caused by aging components in the generator can therefore not affect the calibration and the frequency display or speed display is linear.
One advantage of this circuit is, among other things, that the transistor buzzer 69 emits two different tones, depending on whether it is started by operating the motor switch 67 or by failure of the motor voltage, since a different operating voltage is applied in each of the two cases is created for him. As a result, the operator can immediately distinguish whether it is just a mechanical blockage or a failure of the mains voltage or the control electronics.
In Figs. 3 and 4, the mechanical structure of the infusion pump is somewhat simplified, omitting the for the
Functional sequence of insignificant parts shown.
An axle bolt 103 is mounted in a bearing and retaining bracket 101 and in a counter bearing 102 and is held in place by means of its enlarged head end 103a on the one hand and a lock nut 103b on the other. A threaded spindle 104 is mounted coaxially and rotatably above the axle bolt 103. It is not quite as long as the distance between the bearing 101 and the counter bearing 102. A leaf spring 105 is attached to the bearing bracket 101, which is inclined slightly towards the counter bearing 102 and has a through-hole through which the axle bolt 103 runs. This leaf spring 105 presses against the free end face of the threaded spindle and thus secures it against axial displacement.
At the end facing the spring, the threaded spindle 104 has a concentric pinion 104a which is in engagement with a further pinion 106 which is driven by a motor 9 not shown in this figure.
The thread 104b of the threaded spindle 104 is in engagement with a coupling piece 107 which has two parts 107a and 107b and which establishes the connection to the piston push rod 108. The two parts 107a and 107b lie laterally on the threaded spindle and are pressed against one another and against the spindle surface by means of a spring-loaded screw 107c. The part 107b has a nose 107d which engages in the thread and is rigidly connected to the piston push rod 108 by means of two screws.
The other part 107a, on the other hand, is fastened to the push rod by only one screw with play in such a way that it can be pivoted about its axis against the spring force of the spring-loaded screw 107c.
Conversely, by pivoting the push rod 108, it is possible to bring the part 107b with the nose 107d out of engagement with the thread 104b without losing contact with the threaded spindle 104, since the part 107a then still rests firmly. In this way, the piston push rod can be quickly moved into the desired starting position.
The push rod 108 presses with its plate-shaped enlarged end face on the plunger 109 of the piston 110, which is slidably mounted in the pressure cylinder 111. The holder for the printing cylinder 111 is not shown in the drawing.
In the vicinity of the free end of the leaf spring 105, a microswitch 67 is attached to the bearing bracket 101, the actuating lever 67a of which is in contact with the free end of the leaf spring.
If for any reason, for example because of reaching the end position or because of a blockage in the line to be connected to the pressure cylinder, the piston and thus the push rod 108 or the coupling piece 107 is blocked in its longitudinal movement, the threaded spindle 104 moves on the bearing bracket 101 against the force of the leaf spring 105, since the motor and thus also the spindle 104 continue to rotate. As a result, the free end of the leaf spring is pressed against the actuating lever of the microswitch 67 and the latter is actuated, whereby on the one hand the engine is switched off and on the other hand the alarm device is started.
Instead of the spindle-push rod combination, a toothed rack that can be displaced via a pinion driven by the motor can also be used, which is held in engagement with the pinion by means of a spring and disengaged from the pinion for rapid displacement into the desired starting position against the force of this spring can be brought. The motor would also be mounted tiltable about its rotor axis against the force of a further spring. If the rack were blocked, it would then tilt slightly, which would actuate a switch in the same way as in the example shown in the drawing. There are also other possibilities, but they are all based on the same principle, namely the utilization of the opposing relative movement between the driving and driven parts when the piston feed is blocked.
The device according to the invention with infusion pump described in this way not only enables practical and time-saving work, but also achieves maximum safety for the patient to be treated.
The infusion rate can be read directly from the ammeter and multiplied by the factor selected by the toggle switch. If there should be a change in the electronic parts for any reason, this is immediately visible on the measuring instrument, since the infusion rate is not indicated by setting a setting knob to a mark but by a measurement independent of this button. The calibration accuracy is optimal through the use of integrated circuits as frequency divider.
The alarm device is always ready for operation, which results in a further advantage. For example, it can no longer happen that the device is switched on without noticing whether it was previously connected to the mains or not. A power failure is displayed immediately, and what should be particularly emphasized is a defect in the electronic control device. This is particularly important because precisely such errors can easily be overlooked because of the extremely slow feed rates involved and are therefore dangerous.
If the infusion lines are blocked or the piston or coupling part reaches the end position, an alarm signal also sounds.
Finally, the special construction of the coupling part should also be mentioned, which enables the push rod to be easily moved along the threaded spindle into the desired position.
All of the aforementioned advantages offer the possibility of almost automatic patient care. Once the pump has been set, it can be left to its own devices, any malfunction would be indicated immediately by an alarm signal. It is obvious that this can save operating personnel.