CN105041381A - 用于洗涤系统操作的压缩气体马达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于洗涤系统操作的压缩气体马达，所述压缩气体马达（1）包括振动本体（10）和柱塞（12），所述振动本体（10）能够通过被引导通过所述压缩气体马达（1）的压缩气体而迫使来振动，以及所述柱塞（12）由恢复元件（14）以弹簧式的方式如在轴承中一样被支撑，其中所述振动本体（10）和所述柱塞（12）被合适地定位且如在轴承中一样被支撑，使得所述振动本体（10）在振动期间反复地撞击所述柱塞（12）并且使所述柱塞（12）抵靠所述恢复元件（14）位移，由此所述柱塞（12）能够由所述恢复元件（14）转移至一位置，在该位置中所述振动本体（10）在其振动期间撞击所述柱塞（12），使得所述振动本体（10）在所述振动期间反复地撞击所述柱塞（12），且由此所述柱塞（12）的运动能够用作所述压缩气体马达（1）的驱动。本发明还涉及包括至少一个此类压缩气体马达（1）的洗涤系统，以及还涉及用于产生周期性运动和周期性喷吹的方法。

Description

用于洗涤系统操作的压缩气体马达

技术领域

本发明涉及包括柱塞和恢复元件的压缩气体马达。本发明还涉及包括此类型的压缩气体马达的洗涤系统。

此外，本发明涉及对所述类型的压缩气体马达的使用，并涉及借助于压缩气体用于产生周期性运动的方法，以及还涉及借助于所述类型的方法产生喷吹（spray puff）的方法。

因此，本发明的目的是能够制造一种简化的压缩气体马达，其部分地可由便宜的塑料材料制造并且非常适合作为医用清洗装置的泵送驱动器。另外，描述了由压缩气体马达驱动的液体泵。此外，本发明提出使用压缩气体马达来驱动泵用于为医用清洗装置（即，用于洗涤系统）分配清洗液体。但是压缩气体马达同样能够用于其它用途。

背景技术

医用清洗系统广泛用在手术中以清洁组织区域。所述清洗系统称为洗涤系统。洗涤系统和清洗液体被使用来产生喷雾喷射，该喷雾喷射在待清洁的组织区域上产生冲击且在该组织区域上施加机械清洁效果。特别地，在移植关节人工假体期间和在脓毒症修正期间，洗涤系统具有重要的意义（R. M. Sherman以及其他人: The role of lavage in preventing hemodynamic and blood-gas changes during cemented arthroplasty；J. Bone Joint. Surg. 1983; 65-A: 500-506；S. J. Breusch以及其他人:Zementierte Hüftendoprothetik: Verminderung des Fettembolierisikos in der zementierten Hüftendoprothetik mittels gepulster Druckspülung；Orthopädie 2000; 29: 578-586；S. J. Breusch以及其他人: Lavage technique in THA: Jet-lavage Produces Better Cement Penetration Than Syringe-Lavage in the Proximal Femur；J. Arthroplasty. 200; 15(7): 921-927；R. J. Byrick以及其他人: High-volume, high pressure pulsatile lavage during cemented arthroplasty；J. Bone Joint Surg. 1989; 81-A: 1331-1336；J. Christie以及其他人: Medullary lavage reduces embolic phenomena and cardiopulmonary changes during cemented hemiarthroplasty；J. Bone Joint Surg. 1995; 77-B: 456-459）。

脉冲式洗涤系统已经久为人知（例如，从US 4,583,531 A、US 4,278,078 A和US 5,542,918 A中的脉冲式洗涤系统）。当前市场上的洗涤系统借助于电动马达来驱动（例如，由Stryker GmbH & Co. KG制造的InterPulse® Jet lavage）或者压缩空气（例如，由Heraeus Medical GmbH制造的PALAVAGE®）。手持的、电驱动的洗涤系统也已证明是有用的。然而，需要总是携带大电池块或可再充电电池块，这是由于其性质而仅具有有限的充电容量。电池块和可再充电电池块就其对于环境的影响而言被批判性地看待。压缩气体驱动的洗涤系统是有利的在于在手术室中通常有不限量的压缩空气可用，且因此允许喷射清洗液体持续任何期望的时间而能量供应不受限。

然而，利用压缩空气驱动的洗涤系统需要使用双管系统，其中未经灭菌的压缩空气通过一个管来供应，而第二管用于排放未经灭菌的空气，该未经灭菌的空气在驱动压缩气体马达之后部分地膨胀。然而，由压缩空气或者其它任何压缩气体驱动的系统通常利用压缩气体马达作为驱动器。大多数用于洗涤系统的压缩气体马达是层状的压缩气体马达。压缩气体马达产生旋转运动，该旋转运动然后转换为振荡的直线运动。利用振荡的直线运动将动量转移到小体积的清洗介质。在此背景下，通常在驱动器和清洗液体的入口之间布置至少一个膜，以便于能够将脉冲传输到清洗液体。这产生每分钟2000到3000脉冲的高脉冲频率的喷吹。这意味着压缩气体马达需要以高精度制造以便于经受住如此高的旋转速率。另外，充分稳定的存储必须是可用的。出于这些原因，压缩气体马达是一般的压缩气体驱动的洗涤系统中最昂贵的部件。因此，压缩气体马达一般布置在由金属或者其它耐久的材料制成的把手中，以使得该部件能够在合适的再加工和灭菌之后能够多次使用。压缩气体马达利用用于驱动马达的压缩气体和大气环境的压力之间的压差。理论上，它们还能够借助于施加于气体出口的负压来操作，因为在此背景下仅压差是重要的。

从DE 10 2010 046 057 B3中可得知一种压缩气体马达，其中柱塞系统产生周期性运动，该周期性运动也能够用来泵送液体。

在DE 10 2011 018 708 A1中描述了与产生脉冲式液体喷射相关的提议。在此背景下，柱塞振动器周期性作用在膜上。膜和中空空间共同形成泵。

然而，所有具有膜的泵的一个缺点是，制造具有能跟上柱塞振动器和/或振动本体的高脉冲频率的具有高恢复力的合适的膜是非常困难的。因此，只有通过极大的努力才能实现高脉冲频率。另外，由于膜的轴向的可变形性，所述系统易受到影响，因为振动本体会在轴向上运动过远到膜的方向中并且由此会停止。所述系统不够稳健。

其它压缩气体马达能够由柱塞锁定，该柱塞嵌入且由此锁定。此外，柱塞可呈现这样一种位置，在该位置中压缩气体马达不自己毫不费力地重新启动。

压缩气体马达不仅非常适于用于洗涤系统，并且还能够用于其中压缩气体是可利用的并且便宜的驱动器是有利的所有应用中。此类需求在（例如）振筛器设备中是明显的，在其中散装物品或者粉末需要传输、填充到容器中和/或配量。同样，所述压缩气体马达能够使用来有益于作为提供润滑剂的泵。

发明内容

因此，本发明的目的是克服现有技术的缺点。具体地，该目的是发现能够使用于前述用途的便宜且可靠的压缩气体马达。因此，本发明基于该目的来研发一种能产生脉冲式液体喷射的、稳健的、最大化简化的医用清洗装置，由此脉冲频率将超过（特别地）每分钟1000脉冲。大部分由便宜材料制造该装置且由压缩气体驱动该装置将是可行的。待研发的医用清洗装置能够旨在用于单一用途。该清洗装置将非常适于使用来自固定压缩空气供应系统的压缩空气的操作和适合于使用来自可移动压缩气体瓶或气体筒的压缩气体的操作。

本发明的一个目的是研发一种能产生周期性直线柱塞运动的最大化简化的配备柱塞的压缩气体马达。使用来自医院中常见的固定压缩气体设备的压缩气体来操作压缩气体马达将是可行的。另外，开发一种用于产生直线的周期性运动的方法，在该方法中来使用研发的压缩气体马达或者研发的压缩气体马达至少是可用的。在此背景下，下述方面是重要的：压缩气体马达在没有复杂昂贵的阀系统的情况下工作，并且其被简化到一定的程度使得压缩气体马达的尽可能多的部件能够通过塑料材料的注塑模制或者通过容易加工的金属体的车削来便宜地制造。压缩气体马达将能用于驱动医用清洗装置。需要避免占据大体积和需要与压缩气体马达分开定位的阀系统。因此，必不可少的阀功能将以节省空间的方式集成到压缩气体马达中，以便于能够将压缩气体马达用作在洗涤系统的手持件（hand-piece）中的驱动器。理想地，应当合适地实施对阀功能的时间控制，使得在柱塞运动的任意点处没有“死中心（dead centre）”。此外，与压缩气体马达一起研发一种用于集成至手持式洗涤系统中的简化泵。由压缩气体马达驱动的泵将被简化到一定程度使其能够足够便宜地制造以使其也能够用于旨在仅单一用途的洗涤系统中。

本发明的多个目的由压缩气体马达实现，其包括振动本体和柱塞，该振动本体能够通过被引导经过压缩气体马达的压缩气体来迫使其振动，以及柱塞由恢复元件以类似弹簧的方式如在轴承中被支撑，其中振动本体和柱塞合适地定位且支撑在轴承中，使得振动本体在振动期间反复地撞击柱塞并且使其抵靠恢复元件位移，由此柱塞能够被恢复元件转移到一位置，在该位置时振动本体在其振动期间撞击柱塞，使得振动本体在振动期间反复地撞击柱塞，并且由此柱塞的运动能够用作压缩气体马达的驱动。

在本发明的范围内，压缩气体马达应被理解为能够借助第一气体（压缩气体）和具有较低压力的第二气体（例如，周围环境的气体）之间的压差来做功的马达。在此背景下，优选地使用压缩气体作为工作介质，且将其排放到压缩气体马达的周围环境中。压缩气体经过压缩气体马达的流动使振动本体且由此使柱塞进行周期性运动。

能够合适地设置根据本发明的压缩气体马达，使得恢复元件在柱塞上施加的力沿振动本体的方向作用，至少持续在压缩气体马达操作期间的部分时间。

优选地，当柱塞处于不是柱塞的起始位置或柱塞的静止位置的任何位置时，恢复元件沿振动本体的方向施加力。

这确保振动本体在振动期间能够反复地撞击柱塞且因此引导柱塞来实施振动，该振动能够用作压缩气体马达的驱动。

本发明还提出压缩气体马达包括内部空间，其中振动本体和柱塞布置在内部空间中，以（比如）沿直线方向运动，并且其中内部空间以前侧、闭合后侧和周向侧壁作为边界，由此柱塞布置在前侧和振动本体之间。

内部空间的两个区域的横截面取向垂直于振动本体运动的直线方向并且优选地还垂直于柱塞运动的直线方向。

根据优选实施例，本发明能够将内部空间的前部区域和后部区域设置为具有带有圆形基座表面的圆柱状几何形状。在此背景下，内部空间的两个区域优选地借助于它们的基座表面在几何上彼此连接。优选地，内部空间的圆柱状对称区域的圆柱体轴线位于相同轴线上。为此目的，柱塞具有带有圆形基座表面的圆柱对称性，其中柱塞的半径经选择以在大小上相等于或者略小于内部空间的前部区域的直径，和/或柱塞的半径经选择以匹配内部空间的内部半径。根据本发明，优选地使振动本体由具有圆形基座表面和不同半径的两个圆柱状本体组装成。在此背景下，合适地选择半径使得振动本体的两个圆柱状部分（本体）装配到内部空间的前部区域和后部区域中。柱塞和振动本体将在内部空间中可移动，但是也借助于它们的外圆周密封内部空间。

这种类型的内部空间大体上相对于外部闭合压缩气体马达。这对于操作安全性是有利的，但也提供了将压缩气体用作驱动的许多选择。例如，能够利用气浮支承以产生振动本体的周期性运动，并且通过压缩气体在内部空间中膨胀能够以柱塞的方式利用振动本体。

能够合适地设置根据本发明的压缩气体马达，使得内部空间包括具有小横截面的前部区域和具有大横截面的后部区域，其中大横截面大于小横截面，其中柱塞布置在前侧和振动本体之间的内部空间的前部区域中，使得能沿直线方向运动。

因此，能够获得振动本体的强力运动使得柱塞能够由大动量来驱动。

在此背景下，本发明还能够设置振动本体以包括前部部分，该前部部分具有的小横截面与内部空间的前部区域的小横截面相匹配，使得振动本体的前部部分在面向后侧的一侧上闭合内部空间的前部区域，持续在压缩气体马达操作期间的至少部分时间，并且设置振动本体以包括后部部分，该后部部分具有的大横截面与内部空间的后部区域的大横截面相匹配，使得振动本体的后部部分将内部空间的后部区域分为两部分。

因此，这实现了沿与柱塞相反的方向作用的对于振动本体的气浮支承。如果振动本体的前部部分在面向后侧的一侧上闭合内部空间的前部区域仅持续在压缩气体马达操作期间的部分时间，即如果其有时打开，或者如果在振动本体运动期间通过其它方式将新鲜气体供应至所述间隙中，则能够确保总是存在对于振动本体的悬浮的充足的气体压力。

此外，本发明提出在内部空间的后部区域中的侧壁中设置气体输入开口，用于将气体供应至内部空间中，且在内部空间的前部区域中的侧壁中设置气体输出开口，用于将气体从内部空间排出。

本发明能够设置成使气体输入开口能够连接至压缩气体源。在此情况下，压缩气体马达能够借助于来自压缩机或者压缩气体瓶或者液化气体筒（例如，二氧化碳筒等）的压缩气体来操作。然后从压缩气体马达离开的排放空气通过气体输出开口能够排放到周围环境。

这确保压缩气体被引导经过或者通过振动本体且由此能够被用来驱动振动本体。

本发明的一个优选的改良提出，除了气体输入开口和气体输出开口，使柱塞和内部空间的后侧之间的内部空间闭合。

这防止压缩气体马达由于逃逸的压缩气体而释放功率。

本发明的一个改良提出，在振动本体中设置至少一个引导气体的通道，其中取决于振动本体在内部空间中的位置，一个或者多个通道将在振动本体和内部空间的后侧之间的后内部空间的后部区域连接到气体输入开口或者气体输出开口。

因此，实现了压缩气体马达的紧凑的并且对故障不敏感的设计。为此目的，一个或者多个通道设计成气体可透过的。

本发明的尤其优选的实施例能够将振动本体设置成在第一位置借助于至少一个通道将在振动本体和内部空间的后侧之间的内部空间的后部区域连接到气体输入开口，且使其与气体输出开口分离，并且，在第二位置中借助于至少一个通道将在振动本体和内部空间的后侧之间的内部空间的后部区域连接到气体输出开口且使其与气体输入开口分离。

此设计确保不存在短路（short-circuit）位置，在短路位置中气体输入开口借助于至少一个通道连接到气体输出开口并且其中压缩气体马达因此将停止。另外，在振动本体的所述位置中，其不能被再次起动。

此外，本发明能够设置振动本体在第一位置和第二位置之间的第三位置中来覆盖气体输入开口和气体输出开口两者。

如前所述，此措施的目的是为了确保压缩气体马达可靠地运行而没有停止。

为了本发明的执行，提出使至少一个气体可透过的通道从振动本体的面向后侧的一侧延伸到振动本体的后部部分的侧向套体表面，以及使相同的或者其它任意的气体可透过的通道从振动本体的面向后侧的一侧延伸到振动本体的前部部分的侧向套体表面。优选地，振动本体仅包括一个气体可透过的通道，其被设计为T字形并且其从振动本体的面向后侧的一侧延伸到振动本体的后部部分的侧向套体表面和振动本体的前部部分的侧向套体表面。

因此，实现了压缩气体马达的尤其简单的且易于执行的设计。

本发明的一个改良也能够在内部空间的前部区域中在内部空间的侧壁中设置液体输入开口且在内部空间的前侧中设置气体输出开口，其中优选在液体开口中的至少一个上（尤其优选地在两个液体开口上）布置阀（优选唇阀）。

在此背景下，本发明能够设置液体输入开口以连接到液体供应和/或液体源。液体优选医用清洗液体。

所述实施例也能够设置阀以将其布置在液体输入开口上且其在由于柱塞远离前侧的运动在内部空间的前部区域中出现低压时打开，并且设置阀以将其布置在液体喷射开口上，且其在由于柱塞朝向前侧的运动在内部空间的前部区域中出现高压时打开。

由于所述措施的结果，压缩气体马达能够直接且容易地用作泵和用作医用清洗系统，尤其用作洗涤系统。

根据本发明的一个改良，提出在压缩气体马达操作时使液体输入开口不被柱塞覆盖至少部分时间，并使在不被覆盖状态中的液体输入开口布置在柱塞和内部体积的前侧之间。

这确保良好的泵送效果。

此外，本发明能够设置具有止回阀的管或者软管来连接到液体输入开口，且当在柱塞和内部空间的前侧之间的内部空间的前部区域中存在负压时使止回阀打开，且由此使得液体供应到内部空间的前部区域中。

这实现了没有液体能够从压缩气体马达被推到贮液器中。这是重要的，尤其当使用压缩气体马达以喷射无菌医用液体时。

此外，本发明能够将恢复元件设置为弹性压缩弹簧，其优选地布置在柱塞和内部空间的前侧之间的内部空间的前部区域中。

此设计对于实施是尤其容易且便宜的。

优选实施例的特征描述能够在于：内部空间，至少其的区域，是圆柱状的，或者在振动本体和/或柱塞的工作空间的区域中或者在柱塞和振动本体的整个波及体积中是圆柱状的。

由于所述设计的结果，压缩气体马达对于构建是尤其容易且便宜的。避免了边缘和拐角能够防止压缩气体马达被锁定。此外，圆柱状形状对于制造来说是尤其容易且便宜的。

本发明提出，振动本体具有的密度大于柱塞密度。

对于根据本发明的压缩气体马达，振动本体具有至少为4g/cm³的密度能够是必需的，优选地至少7g/cm³的密度。

根据本发明的尤其必要的所述改良确保了振动本体获得足够高的动能和/或足够高的动量，以利用需要的动量和/或动能沿内部空间的前侧的方向撞击柱塞和/或使其加速。能量和/或动量应当是充足的以克服压缩弹簧的弹簧力和/或恢复元件的弹力到使其大部分变得压缩和/或弯曲的程度。

为此目的，振动本体优选地设计成由金属或者高密度塑料材料制成（优选地，黄铜、钢或者任何其它容易加工的金属或者填充有重晶石或钨的塑料材料）。根据本发明，除了恢复元件之外的其余的压缩气体马达能够由塑料材料（比如，聚乙烯）制造能够以通过例如注塑模制方法来制造。

此外，本发明能够设置恢复元件来将柱塞移动到某一位置，在该位置中振动本体的前部部分的前侧在振动本体的最大的偏移处以沿内部空间的前侧的方向撞击柱塞的面对内部空间的后侧的一侧，以沿内部空间的前侧的方向使其加速。

根据本发明，在此背景下，优选地，振动本体使柱塞沿内部空间的前侧的方向转移最多3mm，尤其优选地1mm到3mm。

在压缩气体马达的操作中，柱塞和振动本体能够占据的位置沿振动本体运动的方向略微重叠，优选地最多3mm，尤其优选地1mm到3mm。这是来确保振动本体能将其动量转移到柱塞。

本发明的改进提出，当振动本体的前部部分布置在内部空间的前部区域中时，振动本体的前部部分将内部空间的前部区域与内部空间的后部区域分开。

这产生振动本体相对于后部内部空间的面对内部空间的前侧的部分的气浮支承，借助于此形成振动本体的面向后侧上的内部空间的前侧的后部部分的基座表面的边界。所述气浮支承沿内部空间的后侧的方向驱动振动本体且由此回到其起始位置。

在此背景下，本发明能够优选地设置使振动本体合适地成形且合适地如在轴承中一样被支撑在振动本体中，使得在振动本体的任意位置，振动本体的前部部分布置在内部空间的前部区域中。因此，在柱塞和振动本体之间的内部空间的前部区域始终与气浮支承分离，即，与后内部空间的面对内部空间的前侧的部分分离，且在后侧上以振动本体的面对内部空间的前侧的后部部分的基座表面作为边界。

根据另一实施例，本发明也能够设置成柱塞由其整个圆周触碰抵靠内部空间的前部区域的内壁，优选地以气密的方式和压力密封的方式由其整个圆周触碰抵靠内部空间的前部区域的内壁，和/或设置振动本体由其整个圆周触碰抵靠内部空间的后部区域的内壁，优选地以气密的方式和压力密封的方式由其整个圆周接触抵靠内部空间的后部区域的内壁。

因此，由于所有尽可能的压缩气体都能够被使用来驱动振动本体且由此做功，因此能够实现具有高度效率的压缩气体马达。

根据本发明，优选地，在此背景下不使用任何的橡胶弹性密封圈。避免橡胶弹性密封件是有利的在于在压缩气体马达中产生较小的摩擦且由此压缩气体马达能够明显更快和/或以更高的频率运行。

本发明也能够设置振动本体由其整个圆周触碰抵靠内部空间的前部区域的内壁，优选地以气密和压力密封的方式由其整个圆周接触抵靠内部空间的前部区域的内壁。因此，内部空间的后部部分能够与内部空间的前部部分分开。

本发明也能够在柱塞的外圆周上的设置周向的刮擦唇部（wiper lip）来密封内部空间。优选地，该刮擦唇部布置在柱塞的面对内部空间的前侧的一侧上。

尤其稳定运行的压缩气体马达的特征能够在于：振动本体包括垂直于振动本体的直线运动方向的两个不同尺寸的横截面，该两个横截面适合于内部空间的前部区域和内部空间的后部区域的横截面，以及还在于，振动本体的面向后侧的一侧上的横截面至少是振动本体的相对的前侧的横截面的100%，优选地，振动本体的面向后侧的一侧上的横截面至少是振动本体的相对的前侧的横截面尺寸的四倍。

本发明还提出，内部空间的前部区域借助于过渡部分连接到内部空间的后部区域。在此背景下，本发明能够优选地将过渡部分设置成取向与振动本体的运动方向垂直的内部空间的壁。

压缩气体马达能够包括阀元件，用于调节进入压缩气体马达（特别地，经过压缩气体马达的气体输入开口）的压缩气体流。所述阀元件优选地是可手动操作的。

因此，除了振动本体和恢复元件之外，本发明还能够设置压缩气体马达由热塑性材料制造，其中热塑性材料特别优选地是聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺-6和聚酰胺-8。此外，本技术中所有常见的塑料材料都是很合适的。

根据本发明的压缩气体马达优选地以每分钟500到2000个循环的频率（尤其优选地以每分钟1000到1500个循环的频率）做功。

为了使得压缩气体马达的柱塞的运动是机械上有用的，柱塞（尤其是背离振动本体的一侧）能够具有以可移动方式连接到柱塞的柱塞杆或者以固定方式连接到柱塞的杆。优选地，杆或者柱塞杆能够延伸通过柱塞和内部空间的前侧之间的压缩弹簧且进入内部空间的前侧中的开口内。

本发明有关于洗涤系统的目标由包括至少一个根据本发明的压缩气体马达的洗涤系统来实现，其中一个或者多个压缩气体马达能够用于产生液体的周期性喷吹。

本发明的目标还由对根据本发明的压缩气体马达的使用来实现，该压缩气体马达用作洗涤系统的马达、振打马达、振动马达，用作定量装置的驱动器，用作振筛马达（shaker motor）或用作泵（特别地，用作润滑泵）。

本发明的根本目标还通过借助于压缩气体产生周期性运动的方法来实现，特别地，涉及使用根据本发明的压缩气体马达，其中通过引导压缩气体通过压缩气体马达来迫使压缩气体马达的振动本体振动，由此振动本体在振动期间反复地撞击柱塞且使其抵靠恢复元件移动，且恢复元件反复地将柱塞转移到一位置，在该位置中振动本体在其振动期间撞击柱塞，并且由此柱塞的运动被用于驱动压缩气体马达，特别地，以产生液体的喷吹。

本发明的根本目标还通过借助于压缩气体用于产生周期性运动的方法来实现，特别地，通过使用根据本发明的压缩气体马达，该方法包括下述步骤：

A）在内部空间中的振动本体的第一位置中，通过振动本体中的第一通道将在振动本体和内部空间的后侧之间的内部空间的后部区域连接到气体输入开口，并且通过气体输入开口和第一通道将压缩气体供应至在振动本体和内部空间的内部空间中的后侧之间的后部区域内；

B）在振动本体和内部空间的后侧之间的内部空间的后部区域中的较高压力和施加在振动本体的相对侧上的较低压力使振动本体沿内部空间的前侧方向加速；

C）振动本体沿内部空间的前侧方向的运动使在振动本体和内部空间的后侧之间的内部空间的后部区域到气体输入开口的连接分离；

D）沿内部空间的前侧方向的运动使得振动本体以振动本体的前部部分撞击在内部空间的前部区域中的柱塞，且使其沿内部空间的前侧的方向加速，由此恢复元件吸收并存储由于柱塞的偏移的能量；

E）振动本体沿内部空间的前侧方向的运动借助于振动本体中的第一通道或者第二通道将在振动本体和内部空间的后侧之间的内部空间的后部区域连接到气体输出开口；

F）气体从在振动本体和内部空间的后侧之间的内部空间的后部区域流动通过第一通道或者第二通道且通过气体输出开口，优选地气体被分送到周围环境；

G）通过恢复元件的能量释放，使柱塞沿内部空间的后侧的方向加速；

H）通过柱塞的冲击和/或通过气体弹簧和/或第二恢复元件，使振动本体沿内部空间的后侧方向加速；

I）振动本体沿内部空间的后侧的方向的相反的运动使在振动本体和内部空间的后侧之间的内部空间的后部区域到气体输出开口的连接分离；以及

J）振动本体沿内部空间后侧的方向的相反的运动借助于第一通道将在振动本体和内部空间的后侧之间的内部空间的后部区域连接到气体输入开口，且振动本体被转移到第二位置中。

这些步骤优选地以合逻辑的和/或按时间先后的顺序进行，其中进行根据本发明的步骤的时间周期能够部分地且适时地重叠。

根据本发明的方法能够在更续的压缩气体供给进入到振动本体和内部空间的后侧之间的内部空间的后部区域中时来重复循环。

本发明还能够设置内部空间的后部区域的部分（所述部分面对内部空间的前侧并在内部空间的所述部分面向后侧的一侧上由振动本体的后部部分闭合）被用作气体弹簧以沿内部空间的后侧的方向使振动本体加速。

另外，根据本发明的方法能够设置使得振动本体在压缩气体马达中的周期性直线运动通过压缩气体的作用独立地触发，而没有外部阀的任何动作。

根据本发明的方法优选地以每分钟500到2000个循环的频率重复，特别优选地，以每分钟1000到1500个循环的频率重复。

本发明的根本目标还通过包括根据本发明的前述过程步骤的产生喷吹的方法来实现，其中在柱塞远离内部空间的后侧的运动时，清洗液体或者液体-气体混合物从在柱塞和内部空间的前侧之间的内部空间的前部区域被挤压通过在内部空间的前侧上的液体输出开口，并且在柱塞朝向内部空间的后侧的运动时，液体或者液体-气体混合物即通过液体输入开口被推入或者引入在柱塞和内部空间的前侧之间的内部空间的前部区域。

在此方法中，本发明能够设置，在柱塞朝向内部空间的前侧的运动时，在柱塞和内部空间的前侧之间的内部空间的前部区域中的压力使在液体输出开口上的阀打开和/或保持打开，且使连接到液体输入开口的阀关闭和/或保持关闭，以及，在柱塞朝向内部空间的后侧的运动时，在柱塞和内部空间的前侧之间的内部空间的前部区域中的较低压力使在液体输出开口上的阀关闭和/或保持关闭，且使连接到液体输入开口的阀打开和/或保持打开。

本发明是基于这样的惊人的发现：根据本发明的设计使得能够使振动本体周期性地撞击柱塞，且由此能够实现柱塞的周期性运动以高频率稳定运行。此背景下的设计对于实施非常容易且很便宜，并且对于故障不敏感。在此背景下，压缩气体驱动的振动器优选地基于抵靠气垫和/或第二恢复元件的振动本体的由压缩气体引发的振动。

根据本发明的压缩气体马达相比于常规压缩气体马达的一个重要优势是，柱塞的振动旨在来做功，且尤其是柱塞振动的频率，独立于压缩气体在其上做功的振动本体的振动。因此，柱塞能够以不同的频率（特别是比振动本体高的频率）运行。因此，相比于由振动本体直接驱动泵送功率的情形，在洗涤系统中能够实现显著更高的泵送频率（两倍、三倍、四倍或者更多倍）。这显然同样良好地适于其它周期性驱动器，即，适于压缩气体马达的应用而不是泵。在此类使用中，不需要用于改变柱塞工作频率的传动装置。反之，每个单独振动的力和工作频率的准确性也受损害，这取决于制造压缩气体马达的精心度。然而，此选项能够用于其中这不是过度重要的应用中。

本发明基于这样的基本原理：使沿轴向方向自由振动的压缩气体驱动的振动本体作用在也可沿轴向方向移动并连接到恢复元件（例如能够沿轴向方向变形的弹簧元件）的柱塞上。柱塞和恢复元件（或者视情形而定的弹簧）一起形成能够振动的第二系统。使所述系统在接触到振动本体时迫使其振动。振动本体撞击柱塞以转移动量，由此柱塞抵靠恢复元件移动。在此背景下，弹性弹簧元件弹性地变形和/或恢复元件吸收能量。随后，弹簧元件伸张并将柱塞推回到起始位置。柱塞和弹簧元件一起形成沿轴向方向振动的系统。

压缩气体马达能够利用存在于许多区域（特别地在手术室中）中的以任何方式存在的压缩气体源，以驱动压缩气体马达和/或振动本体。然后，不需要驱动压缩气体马达的额外的能量源。同时，在此设定中，实际上可得到不限量的压缩气体。可替代地，压缩气体马达也能够利用压缩气体筒（例如，二氧化碳筒等）来进行操作。

使用根据本发明的洗涤系统或清洗系统，以每分钟1000到2500脉冲的脉冲频率产生脉冲式液体喷射是可行的。

根据本发明的医用清洗系统（洗涤系统）能够包括，例如：

a）具有气体输入开口的第一中空圆柱体（内部空间的后部区域）；

b）具有气体输出开口、液体输入开口和液体输出开口的第二中空圆柱体（内部空间的前部区域），其中第二中空圆柱体具有的内部直径比第一中空圆柱体的内部直径小；

c）将第一中空圆柱体连接到第二中空圆柱体的过渡部分；

d）具有密度大于4g/cm³的振动本体，其包括布置在第一中空圆柱体中以能沿轴向方向移动的第一圆柱状部分（振动本体的后部部分），以及布置在第二中空圆柱体中以能沿轴向方向移动的第二圆柱状部分（振动本体的前部部分），其中振动本体的第一部分的外部直径小于第一中空圆柱体的内部直径，且振动本体第二部分的外部直径小于第二中空圆柱体的内部直径；

e）布置在第二中空圆柱体以能沿轴向方向移动的柱塞；

f）布置在第二中空圆柱体的窄侧和能沿轴向方向运动的柱塞之间的弹簧元件；

g）压缩气体供给线；

h）用于调节压缩气体流的阀元件；

i）连接到液体输入开口的液体供给线；

j）连接到液体输出开口的液体分配管，并且其中在弹簧元件处于最大伸张时的柱塞与振动本体沿柱塞方向的最大偏移时的振动本体之间的距离使得振动本体接触柱塞并且使得柱塞沿轴向方向振动，而振动本体不被停止。

根据本发明的用于喷射液体的洗涤系统和/或根据本发明的压缩气体马达能够设置成使得柱塞的与振动本体相对的前侧和第二中空圆柱体一起形成泵。为此目的，液体输入开口和液体输出开口布置在第二中空圆柱体中。液体输入开口连接到具有定向效果的阀，例如连接到唇阀。这意味着该阀仅在液体沿中空圆柱体的方向流动时才打开。具有定向效果的阀也用在液体输出开口上，但是如果液体流从第二中空圆柱体离开则该阀向相反方向打开。由第二中空圆柱体和柱塞的前侧形成的空间包含支撑抵靠中空圆柱体的前侧（内部空间的前侧）的弹簧元件。在柱塞轴向振动的同时，由中空圆柱体和柱塞的前表面形成的中空空间的体积周期性地增加和减小。因此，周期性地产生正压和负压。在出现负压时，液体通过液体输入开口被吸入，而在出现正压时，液体从中空空间被挤压通过液体输出开口。

能够将除菌过滤器（如果使用任意的）布置在压缩气体马达的气体输入开口的上游以过滤未灭菌的压缩气体，以便于防止手术区域的微生物污染。在气体输出开口的下游布置除菌过滤器，以对至少部分膨胀的压缩气体进行除菌过滤也是可行的。

使柱塞合适地布置使得振动本体能够在其轴向振动期间将动量转移到柱塞而振动本体不达到停止对于本发明是重要的。已经是显而易见的，柱塞能够最大偏移3mm而振动本体不达到停止。因此，本发明能够设置振动本体来使柱塞沿内部空间的前侧的方向和/或沿弹簧的方向最多位移3mm。

在本发明的范围内也显而易见的是，用于密封内部空间的前部区域的内侧和柱塞的外部直径之间的空间的弹性橡胶密封圈是不适合的，因为这些密封圈由于它们在内部空间的前部区域的内侧上的摩擦力仅容许低脉冲频率。因此，优选的是布置刮擦唇部以密封内部空间的前部区域的内侧与柱塞的外部直径之间的空间。与常规密封圈相比，所述刮擦唇部施加较低的摩擦阻力。因此，超过每分钟1000脉冲的脉冲频率是可行的。

对于本发明而言重要的还有，振动本体优选地具有大于4g/cm³的密度，且尤其优选地大于7g/cm³。需要振动本体的高密度以便能够给柱塞转移大的动量。振动本体能够由高密度塑料材料制造，例如重晶石或者钨填充的塑料材料，或者振动本体也可由钢或黄铜或其它金属合金制造。

振动本体优选地具有至少一个气体可透过的通道，其从与柱塞相对的纵向侧沿柱塞的方向延伸，由此至少两个气体可透过的通道连接到纵向通道和振动本体的套体表面且由此所述通道布置在沿振动本体的纵向轴线的支管处。

附图说明

本发明的其它示例实施例将基于六幅示意图在下文中说明，但是这些图不限制本发明的范围，在这些图中：

图1：示出根据本发明的具有振动本体的压缩气体马达的示意性的截面图，其中气体输入开口打开并连接到内部空间的后侧；

图2：示出根据本发明的根据图1的压缩气体马达的示意性的截面图，其中压缩气体或者压差使得振动本体撞击柱塞并且气体输出开口连接到内部空间的后侧；

图3：示出根据本发明的根据图1的压缩气体马达的示意性的截面图，其中柱塞被移动到前侧并且振动本体处在其中气体输入开口和气体输出开口是闭合的位置中；

图4：示出根据本发明的根据图1的压缩气体马达的示意性的截面图，其中振动本体几乎接触抵靠内部空间的后侧并且压缩气体流入内部空间的后部区域；

图5：示出根据本发明的具有两个通道的可替代的压缩气体马达的示意性的截面图；以及

图6：示出根据本发明的具有根据本发明的压缩气体马达的洗涤系统的示意性的截面图。

具体实施方式

相同或相似的部件在附图中在一定程度上通过相同的附图标记标示，即使涉及到不同的压缩气体马达。

图1到图4示出根据本发明的压缩气体马达1在工作循环期间按时间先后顺序的示意性的截面图。横截面包含压缩气体马达1的部件的对称轴线，即横截面穿过中间。压缩气体马达1包括由塑料材料制成的壳体2、3、4、5、6且具有两部分式圆柱状内部空间7、8。壳体2、3、4、5、6和/或内部空间7、8在前侧5上由盖板5且在后侧6上由后板6闭合。盖板5和后板6均是圆盘。圆柱状内部空间的前部区域8在套体表面由以圆柱状管构成的前壁2为边界。圆柱状内部空间的后部区域7在套体表面由也以圆柱状管构成的后壁3为边界。内部空间的后部区域7具有的直径是内部空间的前部区域8的直径的接近3倍。从内部空间的前部区域8到内部空间的后部区域7的过渡由过渡壁4形成，过渡壁4将前壁2连接到后壁3并且平行于盖板5和后板6和/或圆柱状内部空间7、8的前侧5和后侧6布置。过渡壁4设计成具有中央圆形凹部的圆盘。中央圆形凹部和/或过渡壁4的平面形成内部空间的前部区域8和内部空间的后部区域7之间的边界。中央圆形凹部和内部空间的前部区域8具有相同的直径。

振动本体10布置在内部空间7、8的内侧上。振动本体10由黄铜制造并且呈两个圆柱体的形状，该两个圆柱体沿对称轴线借助于它们的基底表面相互抵靠放置。振动本体10布置在内部空间7、8中，使得可沿其圆柱对称轴线在内部空间7、8的前侧5和后侧6的方向上以直线方向移动。振动本体10的面对前侧5的前部部分通过其外圆周配合到内部空间的前部区域8的内圆周中。同样地，振动本体10的面向后侧的后部部分通过其外圆周配合到内部空间的后部区域7的内圆周中。因此，振动本体10的前部部分也能够在内部空间的前部区域8中移动。

由坚固并且硬质的塑料材料制成的柱塞12布置在前侧5和振动本体10之间，在内部空间的前部区域8中，并且其被用作此处示出的压缩气体马达1中的泵柱塞12。柱塞12呈圆柱状形状，使得柱塞12的套体表面接触抵靠壳体2的内壁。柱塞12如在轴承中一般由压缩弹簧14支撑在内部空间的前部区域8中以便能够振动，其中该压缩弹簧14由钢或合适弹性的塑料材料制成。为此目的，压缩弹簧14布置在柱塞12和前侧5之间的内部空间的前部区域8中并且接触抵靠柱塞12和前侧5。

液体输入开口16设置在内部空间的前部区域8的圆柱体套体的壳体壁2中。液体输入开口16适当地定位使得在压缩气体马达1工作时在柱塞12的任意位置中柱塞12不能布置在液体输入开口16和内部体积的前侧5之间。这是为了确保没有液体能够进入柱塞12和振动本体10之间的间隙8中。为了尽可能容易和完全地使得柱塞12和前侧5之间的泵送空间8被液体填充，液体输入开口16布置得尽可能接近内部空间8的前侧5。液体输入开口16也能够布置在前侧5中。

用于排出液体喷射的液体输出开口18设置在前侧5中。因此，压缩气体马达1很适于且被设计用于从液体输出开口18产生清洗液体的脉冲式喷射。

内部空间的前部区域8的侧壁2具有设置在该侧壁中的气体输出开口20，供应至压缩气体马达1中的压缩气体和在压缩气体马达1中膨胀的压缩气体能够通过该气体输出开口20逃逸。为此目的，气体输出开口20布置在沿后侧6的方向和/或沿振动本体10的方向柱塞12的最大偏移时的柱塞12与过渡壁4的平面之间。这是为了确保气体输出开口20由振动本体10覆盖或者布置在振动本体10和柱塞12之间，并且然后将内部体积的位于振动本体10和活塞12之间的前部区域8连接到外部环境。

气体输入开口22设置在内部空间的后部区域的圆柱体套体表面上，压缩气体通过其供应至压缩气体马达1中。

内部空间的后部区域7垂直于圆柱轴线的直径是内部空间的前部区域8的直径的接近3倍，且因此横截面积是内部空间的前部区域8的横截面积的接近9倍。因此，后部内部空间7在前部中包括前壁4（过渡壁4）且在后部中（在后侧）包括后壁6，该前壁4将后部内部空间的壁3连接到前部内部空间8的壁2。可借助于多个垫片（未示出）使振动本体10的后部部分位于距离后部内部空间7的过渡壁4一定距离处，所述多个垫片确保振动本体10不能接触抵靠后部内部空间7的过渡壁4。由于在振动本体10的后部部分和过渡壁4之间的间隙7中的气体完全不能或者不能很快地逸出，且因此在振动本体10朝着过渡壁4运动时其将被压缩，所述间隙7用作气浮支承。因此，垫片不是确实需要的。

唇阀24布置在液体输出开口18的上游，且被用于当在前侧5和柱塞12之间的内部空间的前部区域8中的压力低时关闭液体输出开口18。当液体从前部内部空间8被喷射时，即当在柱塞12和前部5之间的内部空间的前部区域8中的压力充足时，唇阀24打开。这意味着，在内部空间的前部区域8中的压力高于大气压力和唇阀24的弹性力。

唇阀26也布置在液体输入开口16的上游，使得只有在内部空间的前部区域8中的压力足够低时液体才能够被吸入内部空间的前部区域8中。这在当柱塞12沿着振动本体10的方向运动时实现，且由此液体输出开口18上游的唇阀24被关闭。当唇阀26打开，在压缩气体马达1作为泵送设备的操作中，液体流动通过液体输入开口16进入内部空间的前部区域8中。

后侧壁6以气密和压力密封的方式闭合后侧，即闭合在振动本体10和后侧6之间内部空间的后部区域7。所述后侧空间7能够称为工作空间7。

T字形形式的通道28设置在振动本体10中。此外，周向凹槽30、32中的每一个都设置在振动本体10的两个圆柱状部分的侧向圆柱体套体中。所述T字形通道28离开进入振动本体10的后侧的基座表面和到两个凹槽30、32中。通道28能够包括沿振动本体10的圆柱体轴线的中央钻孔和若干个或者多个径向钻孔，其将中央钻孔连接到振动本体10的两个圆柱状部分的圆柱体套体中的凹槽30、32。圆柱体套体中（即，在振动本体10的后部部分中的）具有较大直径的周向凹槽30的目的是来将通道28连接到气体输入开口22。圆柱体套体中（即，在振动本体10的前部部分中的）具有较小直径的周向凹槽32的目的是来将通道28连接到气体输出开口20。周向凹槽30、32确保气体输入开口22和气体输出开口20能够独立于振动本体10绕其对称轴线的旋转而连接到通道28。通道28不延伸到振动本体10的前侧。

突起部34布置在振动本体10的前侧上且设置用于使柱塞撞击它。这是为了防止封闭在柱塞12和振动本体10之间的内部空间的前部区域8中的气体过早地沿前侧5的方向推动柱塞12，且由此防止振动本体10撞击柱塞12以及从而防止强动量的转移。突起部34也能够布置在柱塞12的后侧上。

气体输入开口22和气体输出开口20以及凹槽30、32和通道28一起在振动本体10中形成压缩气体马达1的阀，其能够抵靠开口20、22被移动，从而所述阀由振动本体10的运动来自动地控制。压缩气体通过振动本体10的通道28供应至在振动本体10和后侧之间的内部空间中的后部区域7中。此情形在图1中示出。压缩气体在此区域中膨胀，沿柱塞12的方向驱动振动本体10，且由此做功。

气体输入开口22通过控制柱塞10的运动与通道28分离。此外，通道26和/或前部凹槽32与内部空间的在振动本体10和过渡壁4之间的后部区域7之间的连接将被分离，并且所述后部区域7将被闭合。在振动本体10和后侧10之间的内部空间的后部区域7中的压缩气体继续膨胀。同时，在振动本体10和过渡壁4之间的内部空间的后部区域7中的气体正被压缩且吸收能量。

随后，振动本体10撞击柱塞12且将其动量经由突起部34转移到柱塞12。此情形在图2中示出。

从振动本体10到柱塞12的动量转移沿前侧5的方向使柱塞12加速，并且在该过程中压缩弹簧14被压缩。同时，在柱塞12和前侧5之间的内部空间的前部区域8的内容物通过液体输出开口18和唇阀24被喷射。由于由柱塞12施加在柱塞12和前侧5之间的内部空间的前部区域8的内容物上的压力，唇阀24保持关闭。这防止内容物通过液体输入开口16被向后推回到液体供给中。

由于动量的转移和由于气浮支承（即，在振动本体10和过渡壁4之间的内部空间的后部区域7的尺寸的极大减小），振动本体10沿内部空间7、8的后侧6的方向被加速。由于内部空间的面向后侧6的后部区域7的部分借助于通道28连接到气体输出开口20，所以在该区域中的压力减小并且膨胀的压缩气体通过气体输出开口20被释放到周围环境中。振动本体10沿内部空间7、8的后侧6的方向运动。因此，通道28到气体输出开口20的连接被再次分离。

由于被压缩的压缩弹簧14，柱塞12沿振动本体10的方向往回被加速。最终，柱塞12到达反向点并且柱塞12沿振动本体10的方向往回运动。此情形在图3中示出。

由于气浮支承和其惯性，具有后部凹槽30的振动本体10在气体输出开口22上面行进，使得压缩气体再次通过通道28流入在振动本体10和后侧6之间的内部空间的后部区域7中。同时，气体也流入在振动本体10和过渡壁4之间的内部空间的后部区域7中。这是有利的在于在后者区域中形成的气浮支承中的气体损失在每个循环期间被平衡，使得该设计不需要在该区域中进行特别好的密封。由于振动本体10的在内部空间的面对过渡壁4的后部区域7的部分中气压施加在上面的表面积小于内部空间的面向后侧6的后部区域的部分的表面积，因此在振动本体10的这两侧之间产生压差并且沿柱塞12的方向使振动本体10加速。此压差也可以这样解释：压缩气体的正压在内部空间的前部区域8中未施加到振动本体10的前侧，而是大气压力借助于气体输出开口20施加到振动本体10的前侧，这通过在振动本体10的前侧和后侧之间的表面积差值来引起所述压差。

同时，柱塞12沿振动本体10的方向运动。在此过程期间，前部区域8在柱塞12和前侧5之间的空间增加。然后，因此出现的负压闭合在液体输出开口上的唇阀24且打开液体输入开口16上的唇阀26。因此，所述空间再次由液体（未示出）或者液体-气体混合物填充。

当振动本体10再次沿柱塞12的方向运动时（图1），压缩气体马达1的工作周期重新开始。

柱塞12的振动和振动本体10的振动没有必要同步发生。使振动本体10连续地撞击柱塞12引发柱塞来振动就足够了。因此，柱塞12和弹簧14组成的系统的频率能够高于正在振动的振动本体10的频率。为此目的，压缩弹簧14能够附接到内部空间8的前侧5和附接到柱塞12。然后，压缩弹簧14还在柱塞12振动期间作为拉簧作用在柱塞12上。借助于此，与振动本体10或者常规的压缩气体马达的可能的频率相比，柱塞12能够实现显著更高的频率。

本发明能够设置（例如）柱塞12以振动本体10的频率的整数倍的频率振动。例如，振动本体10（例如）在每第二次或者第三次振动时撞击柱塞12。在此背景下，频率偏差是不重要的，因为更密实和更重的振动本体10的动量转移（倘若存疑）将其谐振频率强加于柱塞12的振动上。因此，振动的频率之间任何的合理或者不合理的关系都能够用于实施根据本发明的压缩气体马达1。

如果弹簧14不附接至柱塞12和前侧5上，则柱塞12在某个时间点由其面向后侧6的表面在时间的某个点撞击振动本体10。根据在所述时间点振动本体10运动的方向，其不同程度地反弹振动本体10，其从驱动柱塞12的振动的振动本体10沿前侧5的方向接收一些动量。

因此，即使压缩气体马达1没有被精心设计（即如果柱塞12和振动本体10的谐振频率不相互匹配）压缩气体马达1也仍将良好地工作。因此，压缩气体马达1也能够借助于不同压力的压缩气体来操作。

图5示出根据本发明的替代的压缩气体马达1的示意性的截面图。除了通道28、凹槽30、32、还有内部空间7、8和柱塞12以及振动本体10（参见图1到图4）的对称性之外，所述压缩气体马达1的设计类似于根据图1到图4的压缩气体马达。不同于呈T字形的通道，根据图5的振动本体10的内侧上设置有两个通道36、38。第一通道36的目的是来将在振动本体10和闭合后侧6之间的内部空间的后部区域7连接到在振动本体10和过渡壁4之间的内部空间的后部区域7，或者连接到气体输出开口20。第二通道38的目的是来将在振动本体10和闭合后侧6之间的内部空间的后部区域7连接到气体输入开口22。

在此实施例中，内部空间7、8的，振动本体10的以及柱塞12的形状选择来相互匹配，但是不旋转对称。具有圆的但不是圆形对称的基座表面（例如，具有椭圆形基座表面）的圆柱状形状是优选的。在制造时，这需要更多一些的努力。然而，通过这种方法能够防止振动本体10在内部空间的后部区域7中旋转。准确地说，仅使内部空间的后部区域7和振动本体10的后部部分不是旋转对称的是足够的。在此情形中，柱塞12和内部空间的前部区域8也能够具有圆形的圆柱对称性。

由于在此改进中的振动本体10不再可能在内部空间7、8中旋转，振动本体10的套体表面中的侧向钻孔能够确保通道36、38的出口40、42与气体输入开口22和气体输出开口20会合。为了使在振动期间能进行稍微更长的时间周期内的气体交换，出口40、42沿纵向方向加宽。但是这对于压缩气体马达1进行工作来说不是必须的。

根据图5的压缩气体马达1的机能原理和工作循环与根据图1到图4的压缩气体马达1的机能原理和工作循环相同。

代替通过液体输出开口18喷射液体，根据图1到图5的压缩气体马达1能够具有稳固地连接到柱塞12的前侧的杆（未示出），或者具有借助于接头连接到到柱塞12的前侧的活塞杆（未示出），其向前延伸出压缩气体马达1。所述杆或者柱塞杆能够通过类似于液体输出开口18的中央开口从压缩气体马达1延伸出去。所述杆或者柱塞杆能够用作例如用于飞轮或者用作振抖设备的驱动器。

图6示出根据本发明的洗涤系统50的示意性的截面图，该洗涤系统50能够由一只手握持并具有根据本发明的在图1到图4中所示类型的压缩气体马达1。因为所述压缩气体马达被设计与根据图1到图4中的压缩气体马达1相似，所以在所述设计的各个方面，将参考所述示例性实施例。可替代地，也可以并入根据附图5的压缩气体马达1或者根据本发明的任何其它压缩气体马达。

洗涤系统50包括由塑料材料制成的壳体52，在其中布置有压缩气体马达。由壳体52形成手枪式握把54，且允许洗涤系统能由单手握持。液体输出开口18经由唇阀24离开进入管56，管56依次离开进入漏斗部58。脉冲式液体喷射经由漏斗部58分送。

压缩气体马达的气体输入开口22连接到压缩气体供给线60，其依次连接到压缩气体源（未示出）。液体输入开口16连接到液体供给线62，医用清洗液体借助于液体供给线62被供应至压缩气体马达中。可手动操作的旋转阀元件64布置在压缩气体供给线60中，并且可借助于触发器66利用通过手枪式握把54握持洗涤系统50的同一只手来手动地进行操作。压缩弹簧68用于使触发器66旋离手枪式握把54并且因此使旋转阀元件64旋到闭合位置。

气体排放线70布置在气体输出开口20上并且朝向外侧侧向延伸且将气体输出开口20连接到洗涤系统50的周围环境。过滤器72和/或除菌过滤器72布置在通向周围环境的出口中或者布置在气体排放线70中。这防止任何会引起妨碍的颗粒通过气体排放线70和气体输出开口20进入到压缩气体马达中，且优选地还防止对手术区域的污染。

压缩气体经由压缩气体供给线60供应到阀元件64。阀元件64能够借助于触发器66以手枪的方式手动地操作。气体馈送线60从可手动操作的控制阀64朝下游延续并连接到压缩气体马达的气体输出开口26。因此，压缩气体马达和/或洗涤系统50能够通过触发器66控制。

作为唇阀26的替代，也能够将止回阀（未示出）布置在清洗液体供给线62中。压缩气体供给线60和液体供给线62被引导进入在底侧上的手枪式握把54中。

在此类型的洗涤系统50中，优选地设置吸取设备（未示出），借助于该吸取设备过量液体以及与液体一起移除的部分通过单独的漏斗部和单独的管（未示出）来被吸入并排出。为此目的，优选地，连接到吸取设备的吸入线也被引导通过手枪式握把54的底侧。吸入管能够以同轴的方式围绕管56。

当借助于触发器66操作阀元件64时，压缩气体供给线60变得贯通并且压缩气体被供应至压缩气体马达中和/或供应至内部空间的后部区域7中。在振动本体10的前侧（图6中的左侧）和振动本体10的后侧（图6中的右侧）之间产生的压差使得振动本体10运动，并且压缩气体马达如上面关于图1到图4所描述的进行工作。同时，从外部贮液器通过液体供给线62传输的清洗液体周期性地流入到压缩气体马达的泵柱塞12和前壁5之间的间隙8中。

只要压缩气体被施加到气体输入开口22并且压缩空气或者压缩气体流过气体输入开口22进入并通过压缩气体马达1，清洗液体就通过唇阀24和管56以及液体输出开口18以周期性的喷吹从压缩气体马达1被喷射。当不再操作控制阀64并且因此气体排放线60中断和/或关闭时终止该过程。旋转阀元件64借助于弹性弹簧68来复位。然后，弹簧元件14使得柱塞12在压缩气体马达中运动，并且在内部空间7的后部区域中振动本体10的前侧上的气浮支承使得柱塞12和振动本体10运动到所示起始位置，并且洗涤系统50立即准备好用于再次使用。

代替仅一个压缩气体马达1，洗涤系统50也能够包括两个或者更多个压缩气体马达1，其的压缩气体连接器彼此平行布置。这实现由此产生的喷雾喷射的加强或者获得更高的脉冲频率，例如，清洗液体的双倍频率的喷射。

压缩气体马达的所有实施例能够设置额外的弹簧元件（未示出），例如，设置另一压缩弹簧，用于支撑在振动本体和过渡壁4之间的内部空间的后部区域7中的气浮支承或者其的替代物。借助于所述额外的弹簧元件，振动本体10沿着内部空间的后侧6的方向被推动。此外，所述第二弹簧元件还能够用于设置振动本体10的工作频率且由此对压缩气体马达1进行精调。

本发明的在前述描述和权利要求、附图以及示例性实施例中公开的特征（单独地或者以任意组合两者）能够对于本发明的各种实施例来说是必需的。

附图标记列表

1 压缩气体马达

2 壳体/内部空间的前部区域的侧壁

3 壳体/内部空间的后部区域的侧壁

4 壳体/内部空间的前部区域和后部区域之间的过渡壁

5 壳体/内部空间的盖板和前侧

6 壳体/内部空间的后板和后侧

7 内部空间的后部区域

8 内部空间的前部区域

10 振动本体

12 柱塞

14 弹簧元件/压缩弹簧

16 液体输入开口

18 液体输出开口

20气体输出开口

22 气体输入开口

24 唇阀

26 唇阀

28 通道

30 周向凹槽

32 周向凹槽

34 突起部

36 通道

38 通道

40 出口

42 出口

50 洗涤系统

52 壳体

54 手枪式握把

56 管

58 漏斗部

60 压缩气体供给线

62 液体供给线

64 阀元件/旋转阀元件

66 触发器

68 弹簧

70 气体排出线

72 过滤器

Claims (26)

1.一种压缩气体马达（1），其包括振动本体（10）和柱塞（12），所述振动本体（10）能够通过被引导通过所述压缩气体马达（1）的压缩气体而迫使来振动，以及所述柱塞（12）由恢复元件（14）以弹簧式的方式如在轴承中一样被支撑，其中所述振动本体（10）和所述柱塞（12）被合适地定位且如在轴承中一样被支撑，使得所述振动本体（10）在振动期间反复地撞击所述柱塞（12）并且使所述柱塞（12）抵靠所述恢复元件（14）移位，由此所述柱塞（12）能够由所述恢复元件（14）转移至一位置，在所述位置中所述振动本体（10）在其振动期间撞击所述柱塞（12），使得所述振动本体（10）在所述振动期间反复地撞击所述柱塞（12），且由此所述柱塞（12）的运动能够用作所述压缩气体马达（1）的驱动。

2.根据权利要求1所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

所述恢复元件（14）在所述柱塞（12）上施加沿所述振动本体（10）的方向作用的力，至少持续在所述压缩气体马达（1）操作期间的部分时间。

3.根据权利要求1或2所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

所述压缩气体马达（1）包括内部空间（7、8），其中所述振动本体（10）和所述柱塞（11）布置在所述内部空间（7、8）中，以便能沿直线方向移动，并且在于所述内部空间以前侧（5）、闭合的后侧（6）和周向侧壁（2、3、4）作为边界，从而所述柱塞（12）布置在所述前侧（5）和所述振动本体（10）之间。

4.根据权利要求3所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

所述内部空间（7、8）包括具有小横截面的前部区域（8）和具有大于所述小横截面的大横截面的后部区域（7），其中所述柱塞（12）布置在所述前侧（5）和所述振动本体（10）之间的所述内部空间的所述前部区域（8）中，以便能沿直线方向运动。

5.根据权利要求4所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

所述振动本体（10）包括前部部分，所述前部部分具有与所述内部空间的所述前部区域（8）的所述小横截面相匹配的小横截面，使得所述振动本体（10）的所述前部部分在所述内部空间的面对所述后侧（6）的一侧上闭合所述前部区域（8），至少持续在所述压缩气体马达（1）操作期间的部分时间，并且在于，所述振动本体（10）包括后部部分，所述后部部分具有与所述内部空间的所述后部区域（7）的所述大横截面相匹配的大横截面，使得所述本体（10）的所述后部部分将所述内部空间的所述后部区域（7）分隔成两个部分。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

用于将气体供应至所述内部空间中的气体输入开口（22）设置在所述内部空间的所述后部区域（7）中的所述侧壁（3）中，并且在于，用于将气体从所述内部空间（7、8）排出的气体输出开口（20）设置在所述内部空间的所述前部区域（8）中的所述侧壁（2）中。

7.根据权利要求6所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

除了所述气体输入开口（22）和所述气体输出开口（20）之外，在所述柱塞（12）和所述内部空间（7、8）的所述后侧（6）之间的所述内部空间（7、8）被闭合。

8.根据任意权利要求6或7所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

引导气体的至少一个通道（28、36、38）设置在所述振动本体（10）中，其中，根据所述振动本体（10）在所述内部空间（7、8）中的位置，一个通道（28）或者多个通道（36、38）将后部的内部空间（7）在所述振动本体（10）和所述内部空间（7、8）的所述后侧（6）之间的所述后部区域（7）连接到所述气体输入开口（22）或者所述气体输出开口（20）。

9.根据权利要求8所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

所述振动本体（10）在第一位置借助于所述至少一个通道（28、38）将所述内部空间的和所述内部空间的所述后侧（6）之间的所述振动本体（10）的所述后部区域（7）连接到所述气体输入开口，以及使其从所述气体输出开口（20）分离，并且，所述振动本体（10）在第二位置借助于所述至少一个通道（28、36）将在所述振动本体（10）和所述内部空间的所述后侧（6）之间的所述内部空间的所述后部区域（7）连接到所述气体输出开口（20），以及使其与所述气体输入开口（22）分离。

10.根据权利要求9所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

所述振动本体（10）在所述第一位置与所述第二位置之间的第三位置中覆盖所述气体输入开口（22）和所述气体输出开口（20）两者。

11.根据权利要求8到10中任一项所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

至少一个气体可透过的通道（28、38）从所述振动本体（10）的面对所述后侧（6）的一侧延伸到所述振动本体（10）的所述后部部分的侧向套体表面，并且同一个或者任何其它的气体可透过的通道（36）从所述振动本体（10）的面对所述后侧（6）的一侧延伸到所述振动本体（10）的所述前部部分的侧向套体表面，其中，所述振动本体（10）优选地仅包括一个气体可透过的通道（28），其被设计为T字形且其从所述振动本体（10）的面对所述后侧（6）的一侧延伸到所述振动本体（10）的所述后部部分的所述侧向套体表面以及延伸到所述振动本体（10）的所述前部部分的所述侧向套体表面。

12.根据权利要求3到11中任一项所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

在所述内部空间的所述前部区域（8）中在所述内部空间（8）的所述侧壁（2）中设置有液体输入开口（16），并且，在所述内部空间（8）的所述前侧（5）中设置有气体输出开口（18），其中优选在所述液体开口（16、18）的至少一个上布置阀（24、26），特别地布置唇阀（24、26）。

13.根据权利要求12所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

阀（26）布置在所述液体输入开口（16）上，且当由于所述柱塞（12）远离所述前侧（5）的运动使得低压出现在所述内部空间的所述前部区域（8）中时所述阀（26）打开，且阀（24）布置在所述液体输出开口（18）上，且当由于所述柱塞（12）朝向所述前侧（5）的运动使得高压出现在所述内部空间的所述前部区域（8）时所述阀（24）打开。

14.根据权利要求12或13所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

所述液体输入开口（16）在所述压缩气体马达（1）操作中不被所述柱塞（12）覆盖至少持续部分时间，且所述液体输入开口（16）在不被覆盖的状态时布置在所述柱塞（12）和所述内部空间（8）的所述前侧（5）之间。

15.根据权利要求12到14中任一项所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

具有止回阀的管或软管（62）连接到所述液体输入开口（16），并且当在所述柱塞（12）和所述内部空间（8）的所述前侧（5）之间的所述内部空间的所述前部区域（8）中存在负压时所述管或软管（62）打开，且由此使得液体能供应到所述内部空间的所述前部区域（8）中。

16.根据前述权利要求中任一项所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

所述恢复元件（14）为弹性压缩弹簧（14），其优选地布置在工作的所述柱塞（12）和所述内部空间（7、8）的所述前侧（5）之间的所述内部空间的所述前部区域（8）中。

17.根据权利要求3到16中任一项所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

所述内部空间（7、8），至少是其中的区域，是圆柱状的或者在所述振动本体（10）和/或所述柱塞（12）的工作空间（7）的区域中或者在所述柱塞（12）和振动本体（10）的整个波及体积中是圆柱状的。

18.根据前述权利要求中任一项所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

所述振动本体（10）具有至少为4g/cm³的密度，优选地，至少为7g/cm³的密度。

19.根据前述权利要求中任一项所述的压缩气体马达（1），其特征在于，

所述恢复元件（14）将所述柱塞（12）移动到某一位置，在该位置中所述振动本体（10）的面对所述柱塞（12）的一侧，以所述振动本体（10）的沿所述柱塞（12）的方向的最大的偏移，撞击所述柱塞（12）的面对所述振动本体（10）的一侧，以沿远离所述振动本体（10）的方向使其加速。

20.一种洗涤系统（50），其包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的压缩气体马达（1），其中一个所述压缩气体马达（1）或者多个所述压缩气体马达（1）能够使用来产生液体的周期性喷吹。

21.一种根据权利要求1到19中任一项所述的压缩气体马达（1）的使用，所述压缩气体马达（1）用作洗涤系统（50）的马达、振打马达、振动马达，用作定量设备的驱动器、用作振筛马达或用作泵（1），特别地用作润滑泵。

22.一种使用压缩气体产生周期性运动的方法，其中特别地涉及对于根据权利要求1到19中任一项所述的压缩气体马达（1）的使用，其特征在于

通过引导压缩气体通过所述压缩气体马达（1）来迫使所述压缩气体马达（1）的振动本体（10）振动，其中所述振动本体（10）在振动期间反复地撞击所述柱塞（12）并使其抵靠所述恢复元件（14）移动，且所述恢复元件（14）反复地将所述柱塞（12）转移到一位置，在该位置中所述振动本体（12）在其振动期间撞击所述柱塞（12），并且由此所述柱塞（12）的运动被使用来驱动所述压缩气体马达（1），特别地来产生液体的喷吹。

23.一种使用压缩气体产生周期性运动的方法，其中特别地涉及对于根据权利要求1到19中任一项所述的压缩气体马达（1）的使用，其特征在于

在内部空间（7、8）中的振动本体（10）的第一位置中，通过在所述振动本体（10）中的第一通道（28、38）将在所述振动本体（10）和所述内部空间（7、8）的后侧（6）之间的在所述内部空间的后部区域（8）连接到气体输入开口（22），并且将压缩气体通过气体输入开口（22）和所述第一通道（28、38）供应至在所述振动本体（10）和所述内部空间（7、8）的所述后侧（6）之间的在所述内部空间的所述后部区域（7）中；

在所述振动本体（10）和所述内部空间（7、8）的所述后侧（6）之间的所述内部空间的所述后部区域（7）中的较高压力和施加在所述振动本体（10）的相对侧上的较低压力沿所述内部空间（7、8）的前侧（5）的方向使所述振动本体（10）加速；

所述振动本体（10）沿所述内部空间（7、8）的所述前侧（5）的方向的运动使在所述振动本体（10）和所述内部空间的所述后侧（6）之间的在所述内部空间的所述后部区域（7）到所述气体输入开口（22）的连接分离；

沿所述内部空间（7、8）的所述前侧（5）的方向的运动使得所述振动本体（10）以所述振动本体（10）的前部部分撞击在所述内部空间（7、8）的前部区域（8）中的柱塞（12），并沿所述内部空间（7、8）的所述前侧（5）的方向使其加速，其中恢复元件（14）由于所述柱塞（12）的偏移吸收并存储能量；

所述振动本体（10）沿所述内部空间（7、8）的所述前侧（5）的方向的运动借助于所述振动本体（10）中的所述第一通道（28）或者第二通道（36）将在所述振动本体（10）和所述内部空间的所述后侧（6）之间的所述内部空间的所述后部区域（7）连接到气体输出开口（20）；

气体从在所述振动本体（10）和所述内部空间（7、8）的所述后侧（6）之间的所述内部空间的所述后部区域（7）流动通过所述第一通道（28）或者所述第二通道（36）并且通过所述气体输出开口（20），优选地气体被分配到周围环境；

通过所述恢复元件的能量释放，使所述柱塞（12）沿所述内部空间（7、8）的所述后侧（6）的方向加速；

通过所述柱塞（12）的冲击和/或通过气体弹簧和/或第二恢复元件，使所述振动本体（10）沿所述内部空间（7、8）的所述后侧（6）的方向加速；

所述振动本体（10）沿所述内部空间（7、8）的所述后侧（6）的方向的反向运动使在所述振动本体（10）和所述内部空间（7、8）的所述后侧（6）之间的所述内部空间的所述后部区域（7）到所述气体输出开口（20）的连接分离；以及

所述振动本体（10）沿所述内部空间（7、8）的所述后侧（6）的方向的反向运动借助于所述第一通道（28、38）将在所述振动本体（10）和所述内部空间（7、8）的所述后侧（6）之间的所述内部空间的所述后部区域（7）连接到所述气体输出开口（20），并且所述振动本体（10）被转移至所述第一位置中。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，

所述内部空间的所述后部区域（7）的部分，其面对所述内部空间（7、8）的所述前侧（5），且在所述内部空间的面对所述后侧（6）的所述部分的一侧上由所述振动本体（10）的所述后部部分闭合，所述部分用作气体弹簧以使所述振动本体（10）沿所述内部空间的所述后侧（6）的方向加速。

25.一种用于产生喷吹的方法，其包括根据权利要求23或24中任一项所述的工艺步骤，其特征在于，

在所述柱塞（12）远离所述内部空间（7、8）的所述后侧（6）运动时，清洗液体或者液体-气体混合物从在所述柱塞（12）和所述内部空间（8）的所述前侧（5）之间的所述内部空间的所述前部区域（8）被挤压通过在所述内部空间（7、8）的所述前侧（5）上的液体输出开口（18），以及，

在所述柱塞（12）朝向所述内部空间（7、8）的所述后侧（6）运动时，液体或者液体-气体混合物被推动或者吸取通过液体输入开口（16）进入在所述柱塞（12）和所述内部空间（8）的所述前侧（5）之间的所述内部空间的所述前部区域（8）中。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，

在所述柱塞（12）朝向所述内部空间（7、8）的所述前侧（5）运动时，在所述柱塞（12）和所述内部空间（7、8）的所述前侧（5）之间的所述内部空间的所述前部区域（8）中的压力使在所述液体输出开口（18）上的阀（24）打开和/或保持打开，并使连接到所述液体输入开口（16）的止回阀（26）闭合和/或保持闭合，以及，

在所述柱塞（12）朝向所述内部空间（7、8）的所述后侧（6）运动时，在工作的所述柱塞（12）和所述内部空间（7、8）的所述前侧（5）之间的所述内部空间的所述前部区域（8）中的较低压力使在所述液体输出开口（18）上的所述阀（24）闭合和/或保持闭合，并使连接到所述液体输入开口（16）的所述止回阀（26）打开和/或保持打开。