CZ2007192A3

CZ2007192A3 - Device for precise proportioning of liquids, particularly infusion solutions

Info

Publication number: CZ2007192A3
Application number: CZ20070192A
Authority: CZ
Inventors: Zavadil@Libor
Original assignee: Sev Litovel, S. R. O.
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2008-09-24

Abstract

Zarízení pro presné dávkování tekutin, zejména infuzí, obsahuje jednak pohonnou jednotku (1), na jejíž pohonnou hrídel (101) je pripevneno peristaltické cerpadlo (2), a jednak ústrojí pro lineární dávkování tekutin pomocí injekcní stríkacky (7). Dávkovací ústrojí je tvoreno kleštinou (6) vybavenou závitovou tycí (601), která je s pohonnou hrídelí (101) spražena prostrednictvím v sérii na sebe navazujících primárního prevodu (3), spojovací hrídele (4) a sekundárního prevodu (5).The device for accurately dispensing fluids, in particular by infusion, comprises, on the one hand, a drive unit (1) on whose peristaltic pump (2) a peristaltic pump (2) is mounted on the drive shaft (101) and on the other hand a device for linear dispensing of liquids by means of a syringe (7). The dosing device is formed by a collet (6) provided with a threaded rod (601) which is coupled to the drive shaft (101) by a series of successive primary gear (3), a connecting shaft (4) and a secondary gear (5).

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález je určen pro oblast lékařské techniky a týká se konstrukce zařízení pro přesné dávkování tekutin, zejména infuzí.The invention is directed to the field of medical technology and relates to the construction of a device for accurate dosing of fluids, in particular by infusion.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V medicínské technice bylo vyvinuto a je používáno mnoho různých druhů zařízení zabezpečujících přesné řízení toku tekutin dávkovaných pacientům. Většina těchto zařízení využívá k čerpání tekutin, například infuzí, peristaltická čerpadla, jejichž příkladná provedení jsou popsána mimo jiné ve spisech US 5269443, US 4936760, US 6752779, US 6764441, WO 2004/058331, WO 2004/058337, WO 2006/008465, RU 2554875, JP 2006255057, US 2006173412, US 7162290, WO 2006/079269 nebo CZ 292594. Peristaltická čerpadla s rotujícím členem dávkují infuzní látku pomocí kladek rotoru, které stejnoměrně doléhají na hadičku zavedenou v okluzní dráze rotoru čerpadla. Čerpadla s lineárním členem dávkují infuzní látku pomocí systémů vaček, jejichž palce postupně naléhají na hadičku, která je vedena v paralelní ose vaček. Rotor nebo vačky čerpadla jsou ovládány pohonnou jednotkou, většinou elektromotorem, a objem dávkovaného množství a časový průběh dávkování se řídí časovým sledem impulzů ovládajících otáčení pohonu. Veškerou snahou nově vyvíjených čerpacích systémů je dosáhnout co nejpřesnějšího lineárního dávkování infuzí či jiných farmak v jednom či více čerpacích cyklech.Many different kinds of devices have been developed and used in medical technology to provide precise control of fluid flow to patients. Most of these devices use peristaltic pumps for pumping fluids, for example by infusion, exemplary embodiments of which are described, inter alia, in US 5269443, US 4936760, US 6752779, US 6764441, WO 2004/058331, WO 2004/058337, WO 2006/008465, RU 2554875, JP 2006255057, US 2006173412, US 7162290, WO 2006/079269 or CZ 292594. Rotating member peristaltic pumps dispense the infusion agent through rotor pulleys that evenly rest on a tube inserted in the occlusion path of the pump rotor. Pumps with a linear member dispense the infusion agent by means of cam systems, whose thumbs gradually urge on a tube that runs along the parallel axis of the cams. The rotor or pump cams are controlled by a drive unit, mostly an electric motor, and the volume of the dosed quantity and the dosing timing are governed by the timing sequence of the pulses controlling the rotation of the drive. All efforts of the newly developed pumping systems are to achieve the most accurate linear dosing of infusions or other pharmaceuticals in one or more pumping cycles.

Dále jsou známa zařízení, která umožňují dávkování infuzních roztoků přímo injekční stříkačkou nebo zařízení kombinující použití peristaltického čerpadla a injekční stříkačky, jak je popsáno např. ve spise CS 264858 nebo CZ 281789. Používání zařízení podle CZ 281789 je výhodné pro pracoviště, kde mají infuzní čerpadla univerzální využitíFurthermore, devices are known which allow the infusion solutions to be dispensed directly via a syringe or a device combining the use of a peristaltic pump and a syringe, as described, for example, in CS 264858 or CZ 281789. Use of the device according to CZ 281789 is advantageous for workplaces where infusion pumps universal use

-2·«··»*· * ««· »· • · ···« · · · «φ« · ·« «· 4 · « při velkém spektru rozsahu dávek. Pro velké dávky se zapojuje peristaltické čerpadlo a pro velmi malé objemy se používá odnímatelný lineární mechanizmus s injekční stříkačkou. Značnou nevýhodou tohoto zařízení je komplikované programování dávek pro lineární mechanizmus a zejména jeho odnímatelnost a nutnost zpětné instalace, která je závisiá na lidském faktoru a může způsobovat nepřesnosti v nastavování či napojení jednotlivých funkčních dílů. Dalšími nevýhodami popisovaného zařízení je absence bezpečnostních elektronických prvků a použití převodů pomocích ozubených hřebenů, které vykazují nižší přesnost možnosti nastavení dávkování.-2 over a wide range of dose ranges. For large doses, a peristaltic pump is connected and for very small volumes a removable linear mechanism with a syringe is used. A considerable disadvantage of this device is the complicated batch programming for the linear mechanism and, in particular, its removability and the need for reinstallation, which is dependent on the human factor and can cause inaccuracies in the adjustment or connection of the individual functional parts. Further disadvantages of the described device are the absence of safety electronic elements and the use of gears by means of racks, which exhibit lower accuracy in the possibility of dosing adjustment.

Jsou rovněž známy infuzní systémy, například dle spisů WO 2006/015301 nebo US 5057081, kde jsou zařízení koncipována jako kompaktní celek uzavřený ve skříni, opatřené pouze ovládacími prvky, ale jedná se o konstrukčně složitá a výrobně náročná zařízení s omezeným použitím.Infusion systems are also known, for example according to WO 2006/015301 or US 5057081, in which the devices are designed as a compact unit enclosed in a housing, provided only with control elements, but they are constructionally complex and difficult to manufacture with limited use.

Úkolem předkládaného vynálezu je předložit k užívání takové zařízení, které by s využitím výhod kombinace peristaltického čerpadla a lineárního mechanizmu s injekční stříkačkou odstraňovalo nevýhody dosud známých řešení a zaručovalo vysokou funkční spolehlivost a bezpečnost provozu, což je u medicínských zařízení bezpodmínečně nutné.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a device which, using the advantages of a combination of a peristaltic pump and a linear syringe mechanism, eliminates the disadvantages of the prior art solutions and guarantees high functional reliability and operational safety.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedeného cíle je dosaženo předkládaným vynálezem, kterým je zařízení pro přesné dávkování tekutin, zejména infuzí, obsahující jednak pohonnou jednotku, na jejíž pohonnou hřídel je připevněno peristaltické čerpadlo, a jednak ústrojí pro lineární dávkování tekutin pomocí injekční stříkačky, kde podstata vynálezu spočívá v tom, že dávkovači ústrojí je tvořeno kleštinou vybavenou závitovou tyčí, která je s pohonnou hřídelí spřažena prostřednictvím v sérii na sebe navazujících primárního převodu, spojovací hřídele a sekundárního převodu.This object is achieved by the present invention, which is a device for accurately dispensing fluids, in particular by infusion, comprising, on the one hand, a propulsion unit to which a peristaltic pump is attached to the driving shaft and secondly a device for linear dispensing of fluids by syringe. The metering device consists of a collet equipped with a threaded rod which is coupled to the drive shaft by means of a series of successive primary gears, a connecting shaft and a secondary gear.

Další podstatou vynálezu je, že primární převod je tvořen soustavou prvního čelního ozubeného soukolí a kuželového soukolí a sekundární převod je tvořen druhým čelním ozubeným soukolím.It is a further object of the invention that the primary transmission is a system of a first spur gear and a bevel gear and a secondary transmission is a second spur gear.

«· ·«· ·

-3« ··«··· · * · ♦ ♦ * ♦ «*· ··· ·· ·· ·· *-3 · · * ♦ * * * * * * * * * * * * * *

Konečně je podstatou vynálezu, že pohonná jednotka, převody a kleština jsou rozebíratelně připevněny k nosníkům nosného rámu tak, že tvoří samonosnou konstrukci vyjímatelně uložitelnou ve skříni.Finally, it is an object of the invention that the drive unit, the gears and the collet are detachably attached to the support frame beams so as to form a self-supporting structure removably storable in the housing.

Konstrukcí zařízení podle vynálezu se dosahuje vyššího účinku v tom, že při poměrně jednoduché konstrukci s využitím klasických mechanických komponent zajišťuje přesné dávkování infuzí či jiných farmak v širokém rozsahu množství dávek, je provozně spolehlivé a při odmontování čerpadla je možno jej alternativně použít jako klasický lineární dávkovač. Další předností zařízeni je, že tvoři samonosnou konstrukci vloženou do skříně, což usnadňuje manipulaci při případných opravách nebo pravidelných revizích funkčnosti jednotlivých konstrukčních uzlů.The construction of the device according to the invention achieves a higher effect in that, with a relatively simple construction using classical mechanical components, it ensures accurate dosing of infusions or other pharmaceuticals over a wide range of doses, is operationally reliable and can be used as a conventional linear dispenser . Another advantage of the device is that it forms a self-supporting structure inserted into the housing, which facilitates handling during possible repairs or regular revisions of the functionality of individual construction nodes.

Popis obrázků na připojených výkresechDescription of the figures in the attached drawings

Konkrétní příklad provedení vynálezu je schématicky znázorněn na připojených výkresech, kde obr.1 je vertikální podélný řez zařízením umístěným ve skříni obr.2 je spodní pohled na část zařízení bez pohonné jednotky a peristaltického čerpadla s částečným řezem v místě uložení sekundárního převodu obr.3 je bokorysný pohled na zařízení z obr.1 vyjmuté ze skříně s částečným řezem v místě uložení primárního převodu.A particular embodiment of the invention is schematically shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a vertical longitudinal section through a device placed in a housing. Fig. 2 is a bottom view of a part of the device without a power unit and partially cut peristaltic pump; 1 is a side elevational view of the device of FIG. 1 removed from the partial section housing at the location of the primary transmission.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Základem zařízení podle vynálezu je pohonná jednotka 1, tvořená s výhodou krokovým elektromotorem, která je rozebíratelně připevněna, například přišroubována, k bočnímu nosníku 201 základového rámu 2. Na jednom konci pohonné hřídele 101 pohonné jednotky 1 je upevněno peristaltické čerpadlo 2 a druhý konec je v záběru s primárním převodem 3 tvořeným soustavou prvního čelního ozubeného soukolí 301 a kuželového soukolí 302. Na výstupu primárního převodu 3 je uchycena spojovací hřídel 4, • » · · * »··· · ♦ · ·«··· • · ···· ··· ··· · ·· ·· ·♦ ·The device according to the invention is based on a drive unit 1, preferably formed by a stepper motor, which is detachably attached, for example screwed, to a side beam 201 of the base frame 2. At one end of the drive shaft 101 of the drive unit 1 is a peristaltic pump 2 and engaging the primary gear 3 formed by the assembly of the first spur gear 301 and bevel gear 302. The output shaft of the primary gear 3 is fitted with a propeller shaft 4. · ··· ··· · ·· ·· · ♦ ·

-4otočně uložená ve středovém nosníku 202 rámu 2. Druhý konec spojovací hřídele 4 je v záběru se sekundárním převodem 5, provedeným ve formě druhého čelního ozubeného soukolí 501, jehož výstup je vyveden na závitovou tyč 601 kleštiny 6 uchycené k hlavnímu nosníku 203 rámu 2. Závitová tyč 601 je vedena v čelistech 602, které jsou spojeny táhlem 603 s tlačným palcem 604. Součástí kleštiny 6 je rovněž otočné nosné rameno 605 injekční stříkačky 7. Kleština 6 je pak opatřena vypínacím mechanizmem 606 a celé zařízení je vybaveno neznázorněnými pojistnými, signalizačními prvky a ovládacími prvky standardního provedení, které nemají vliv na podstatu vynálezu. Veškeré funkční uzly zařízení jsou pak uloženy ve skříni 8, z jejíhož pláště jsou pouze vyvedeny členy 604 a 605 pro upevnění injekční stříkačky 7 a již zmiňované neznázorněné ovládací prvky.The other end of the propeller shaft 4 engages the secondary gear 5, in the form of a second spur gear 501, whose output is led to a threaded rod 601 of the collet 6 attached to the main beam 203 of the frame 2. The threaded rod 601 is guided in the jaws 602, which are connected by a drawbar 603 to the thrust finger 604. The collet 6 also includes a pivotable support arm 605 of the syringe 7. The collet 6 is then provided with a shut-off mechanism 606 and the entire device is provided with safety devices and standard design controls that do not affect the spirit of the invention. All of the functional nodes of the device are then housed in a housing 8, from whose housing only the members 604 and 605 are mounted to receive the syringe 7 and the aforementioned controls (not shown).

Během činnosti zařízení se otáčivý pohyb pohonné hřídele 101 přenáší přes primární převod 3, spojovací hřídel 4 a sekundární převod 5 na závitovou tyč 601 kleštiny 6. Rotační pohyb závitové tyče 601 je přes tlačný palec 604 přenášen na lineární pohyb pístu 701 injekční stříkačky 7, z níž je dávkována tekutina, například infuze, v předem nastaveném množství. Po vyprázdnění injekční stříkačky 7, tedy po ukončení dávkování, dojde k rozevření čelistí 602 kleštiny 6 a je možno injekční stříkačku 7 vyměnit a nastavit nové parametry činnosti zařízení. Pohonná hřídel 101 pak i po rozpojení čelistí 602 pohání peristaltické čerpadlo 2.During operation of the drive, the rotational movement of the drive shaft 101 is transmitted via the primary gear 3, the propeller shaft 4, and the secondary gear 5 to the threaded rod 601 of the collet 6. The rotary motion of the threaded rod 601 is transmitted via the thumb thumb 604 to the linear movement of the plunger wherein a fluid, such as an infusion, is dispensed in a preset amount. After the syringe 7 has been emptied, i.e. after the dosing is completed, the jaws 602 of the collet 6 are opened and the syringe 7 can be replaced and new device operation parameters can be set. The drive shaft 101 then drives the peristaltic pump 2 even after the jaws 602 have been disconnected.

Popsané provedení není jediným možným konstrukčním řešením podle vynálezu, ale bez vlivu na jeho podstatu je možno ozubená soukolí 301, 302 a 501 převodů 3 a 5 nahradit jinými technicky ekvivalentními převodovými členy nebo tlačný palec 604 či nosné rameno 605 injekční stříkačky 7 mohou být jinak tvarovány či odlišně řešeny z hlediska konstrukčního.The described embodiment is not the only possible design according to the invention, but without affecting its nature, the gears 301, 302 and 501 of the gears 3 and 5 can be replaced by other technically equivalent gear members or the pusher 604 or the support arm 605 of the syringe 7 or different design solutions.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zařízení pro přesné dávkování tekutin podle vynálezu je určeno zejména pro využití v oblasti lékařské a zdravotnické techniky, ale je možné jej využít pro přesné dávkování tekutin či chemikálií v chemickém průmyslu.The precision fluid dispensing device of the present invention is particularly intended for use in the medical and medical technology field, but can be used to accurately dispense fluids or chemicals in the chemical industry.

Claims

PATENT CLAIMS

An apparatus for accurately dispensing fluids, in particular infusion, comprising, on the one hand, a drive unit (1) on whose drive shaft (101) a peristaltic pump (2) is attached, and on the other hand a linear fluid dispensing device by syringe (7), in that the metering device consists of a collet (6) equipped with a threaded rod (601) which is coupled to the drive shaft (101) by means of a series of successive primary gears (3), connecting shafts (4) and secondary gears (5) .

Apparatus according to claim 1, characterized in that the primary gear (3) is a system of a first spur gear (301) and a bevel gear (302) and a secondary gear is a second spur gear (501).

Device according to claims 1 and 2, characterized in that the drive unit (1), the gears (3),

5) and the collet (6) are detachably attached to the beams (201, 202, 203) of the support frame (2) so as to form a self-supporting structure removably storable in the housing (8).