PL176898B1 - Układ przesuwny do regulowanej infuzji cieczy z pojemnika - Google Patents

Abstract

1. Uklad przesuwny do regulowanej infuzji cieczy z po- jemnika, zawierajacy cylindryczne naczynie majace przedni koniec oraz tylny koniec zamkniety przez tlok polaczony z tloczyskiem przemieszczajacym tlok do srodka naczynia wzdluz osi naczynia dla wypchniecia cieczy przez wylot umieszczony na przednim koncu naczynia, przy czym tloczysko jest gietka, niescisliwa konstrukcja, która w miejs- cu poza tylnym zakonczeniem pojemnika jest odgieta od osi pojemnika przez prowadnice tloczyska usytuowana za tyl- nym koncem pojemnika i odginajaca tloczysko o 180° tak, ze równolegle czesci tloczyska znajduja sie po jednej stronie prowadnicy tloczyska, przy czym prowadnica tloczyska za- wiera kanal prowadzacy, majacy górna zakrzywiona czesc i dolna, liniowa czesc na kazdym koncu zakrzywionej czesci, z n a m i e n n y ty m , ze wysokosc ( a ) kanalu prowadzacego mierzona od konca prowadnicy (9) tloczyska (8), z którego wystaja równolegle czesci tloczyska (8) do srodka tloczy- ska (8) na górze wygietej czesci, odpowiadajaca sumie linio- wej wysokosci ( d ) kanalu prowadzacego 1 promienia za- krzywionej czesci, jest równa lub wieksza niz odleglosc (b ) miedzy osiami dwóch wystajacych równoleglych czesci tloczyska (8) PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazkujest układ przesuwny do regulowanej infuzji cieczy z pojemnika

Skonstruowane jako pompy takie układy przesuwne są stosowane do terapeutycznych infuzji lekarstw, np. insuliny dla diabetyków', dla których w ten sposób symuluje się naturalną produkcję insuliny.

Zwykle stosowana konstrukcja pompy zawiera obudowę z wnęką mieszczącą pojemnik strzykawki infuzyjnej zawierający tłok i tłoczysko, przy pomocy którego tłok może być wepchnięty do środka pojemnika dla wypchnięcia lekarstwa znajdującego się w pojemniku przez wylot na końcu poj emnika, przeciwnym do tłoka. Takie pompy infuzyjne, oparte na technice znanej ze strzykawek, w których można regulować z dużą dokładnością dawkę lekarstwa, mająwiele zalet. Mają prostą konstrukcję, a precyzyjne wskazanie ilości pozostałego w strzykawce lekarstwa może być uzyskane poprzez obserwowanie pozycji tłoka w pojemniku. W ten sam sposób ilość wstrzykniętego lekarstwa może być bardzo dokładnie określona poprzez kontrolowanie odległości, o którą przesunął się tłok w pojemniku.

W pompach typu pojemnik/tłok co najmniej jeden wymiar pompy musi być większy od co najmniej dwukrotnej odległości całkowitego przesuwu tłoka w pojemniku, gdyż pojemnik musi być przynajmniej nieco dłuższy niż ten przesuw, a jednocześnie musi być zarezerwowana odpowiednia odległość dla tłoczyska za pojemnikiem, kiedy tłok w nowym pojemniku jest w krańcowym, tylnym położeniu. Dlatego istnieje granica miniaturyzacji, wynikającej z potrzeby zapewnienia wygody przy noszeniu pompy podczas normalnych zajęć codziennych.

Z niemieckiego opisu patentowego nr 33 31 424 znane jest przenoszenie siły z urządzenia napędowego na tłok w ampułce w celu prowadzenia tłoka w dwóch przeciwnych kierunkach. Napęd obejmuje giętki element przenoszący składający się z podłużnego ciasno zwiniętego elementu spiralnego uformowanego z drutu. Wymieniony element przenoszący jest przystosowany do przemieszczania się po nieliniowej drodze, a średnica spirali i grubość drutu podłużnego elementu są takie, że nie jest potrzebne żadne wewnętrzne ani zewnętrzne prowadzenie elementu na jego prostej długości w celu uniknięcia jego wykrzywienia na boki, gdy przykładana jest siła ściskająca dla przemieszczenia elementu. Poza ampułką giętkie tłoczysko jest odchylane o 180° poprzez element prowadzący podpierający nieliniową część tłoka tak, że równoległe części tłoczyska wystają z jednej strony wymienionej prowadnicy tłoczyska.

Ze szwedzkiego opisu patentowego SE 449 776 znane jest urządzenie, w którym tłok jest przesuwany przez przenoszenie siły ciągnącej lub pchającej przez elastyczną spiralę. Podczas pracy urządzenia, elastyczne tłoczysko jest wykorzystywane do wywierania siły ciągnącej na tłok dla bardzo wolnego zasysania płynu, korzystnie powietrza, do cylindrycznego pojemnika dla uzyskania reprezentatywnej próbki otaczającego powietrza w określonym czasie. Tłoczysko może być dalej stosowane dla wypchnięcia próbki powietrza z cylindrycznego pojemnika. Stwierdzono, że zastosowany drut i sprężyna muszą być tak zwymiarowane, aby prosta część tłoczyska nie wyginała się podczas przenoszenia siły pchania i żeby zwoje me były rozciągane, wywołując trwałą deformację sprężyny, kiedy przenoszona jest siła ciągnąca.

Celem wynalazku jest układ przesuwny do regulowanej infuzji cieczy z pojemnika.

Układ przesuwny do regulowanej infuzji cieczy z pojemnika zawierający cylindryczne naczynie mające przedni koniec oraz tylny koniec zamknięty przez tłok połączony z tłoczyskiem przemieszczającym tłok do środka naczynia wzdłuż osi naczynia dla wypchnięcia cieczy przez wylot umieszczony na przednim końcu naczynia, przy czym tłoczysko jest giętką, nieściśliwą konstrukcją, która w miejscu poza tylnym zakończeniem pojemnika jest odgięta od osi pojemnika przez prowadnicę tłoczyska usytuowaną za tylnym końcem pojemnika i odginającą tłoczysko o 180° tak, że równoległe części tłoczyska znajdują się po jednej stronie prowadnicy tłoczyska, przy czym prowadnica tłoczyska zawiera kanał prowadzący, mający górną, zakrzywioną część i dolną, liniową część na każdym końcu zakrzywionej części, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wysokość kanału prowadzącego mierzona od końca prowadnicy tłoczyska, z którego wystają równoległe części tłoczyska do środka tłoczyska na górze wygiętej części, odpowiadająca sumie liniowej wysokości kanału prowadzącego i promienia zakrzywionej części, jest równa lub większa niż odległość między osiami dwóch wystających równoległych części tłoczyska.

176 898

Korzystnie krzywizna kanału prowadzącego ma kształt odpowiadający kształtowi zakrzywionej części tłoczyska przy równoległym ułożeniu jego końców.

Korzystnie tłoczysko jest giętkim cięgnem o łukowatym przekroju poprzecznym.

Korzystnie tłoczysko składa się z dwóch giętkich cięgien o łukowatych przekrojach poprzecznych, które stykają się ze sobą swoimi wypukłymi powierzchniami na odcinku między tłokiem a punktem wygięcia.

Korzystnie tłoczysko jest giętką sprężyną z ciasno nawiniętymi uzwojeniami.

Korzystnie giętka sprężyna posiada zewnętrzną średnicę d_Sp_r i jest zwijana z drutu o średnicy ^drutu oraz stosunek uzwojenia r_uzw (dspr - ddrutu)/d(jrutu <5.0.

Korzystnie co najmniej jedna krawędź boczna cięgna jest wyposażona w zębatkę.

Korzystnie uzwojenia sprężyny stanowią zewnętrzny gwint.

Korzystnie układ zawiera mechanizm napędowy tłoczyska połączony z zębnikiem, współpracującym z zębatką tłoczyska.

Korzystnie układ zawiera mechanizm napędowy tłoczyska połączony z nakrętką, mającą wewnętrzny gwint, współpracujący z zewnętrznym gwintem tłoczyska.

Korzystnie mechanizm napędowyjest podłączony do tłoczyska w liniowej części tłoczyska.

Korzystnie mechanizm napędowy jest podłączony do tłoczyska w części tłoczyska znajdującej się między tylnym zakończeniem pojemnika a prowadnicą tłoczyska.

Korzystnie mechanizm napędowy jest podłączony na wolnym, wygiętym końcu tłoczyska wzdłuż osi zakończenia tłoczyska.

Jest istotne, że tłoczysko przylega do wygiętej powierzchni prowadzącej na całej długości tak, ze efekt sprężynujący tłoczyska nie powoduje luzu w prowadnicy, który mógłby wywołać niedokładne dozowanie leku. Ciągłe przyleganie jest uzyskane przez wykonanie wygiętej części prowadnicy zgodnie z kształtem, jaki wygięta część tłoczyska przyjmuje spontanicznie, kiedy jego krańcowe części są trzymane równolegle.

Elastyczne tłoczysko może być wykonane w różny sposób. W przypadku giętkiego cięgna, usztywnionego dzięki łukowatemu przekrojowi poprzecznemu, tłoczysko ma jeden preferowany kierunek wygięcia, gdyż ma tendencję do wyginania się w kierunku wklęsłej strony łukowatego przekroju poprzecznego. Szczególnie sztywne tłoczysko może być uzyskane, kiedy dwa takie cięgna stykają się swoimi wypukłymi stronami na odległości między tłokiem a punktem wygięcia. Kiedy tłoczysko jest odchylane, oba cięgna są odchylane w różnych kierunkach od siebie, gdyż każde cięgno jest odchylane w kierunku wklęsłej strony swojego przekroju poprzecznego. Prowadnica tłoczyska musi być odpowiednio zaprojektowana, dla umożliwienia takiego rozszczepienia elastycznego tłoczyska.

Alternatywnie, tłoczysko może być giętką sprężyną z małymi odległościami między zwojami. Takie tłoczysko nie ma preferowanego kierunku wygięcia i może być prowadzone w dowolnym kierunku przez prowadnicę tłoczyska.

Kiedy tłoczysko według wynalazku jest giętką sprężyną, trzeba starannie zwymiarować sprężynę tak, aby mogła przenosić osiową siłę nacisku bez ściskania i wyginania się, gdyz każde wygięcie oznacza nieprecyzyjne dozowanie. Można tego uniknąć, utrzymując w określonych granicach stosunek uzwojeń, tj. stosunek zewnętrznej średnicy sprężyny pomniejszonej o średnicę drutu do średnicy drutu, z którego sprężyna jest nawinięta.

Również początkowe napięcie, które powoduje, że uzwojenia sprężyny stykają się ze sobą nawet kiedy sprężyna przenosi siłę ciągnącą, jest ważne dla ściśliwości sprężyny. Im większe jest początkowe napięcie, tym mniejsza tendencja pojedynczego zwoju do przesunięcia się na sąsiedni zwój, co może rozpocząć wyginanie. W konsekwencji, początkowe napięcie powinno być jak największe.

Problemy te zostały rozwiązane w tłoczysku nawiniętym jak sprężyna, ze stosunkiem uzwojenia ruzw '( (^spr · ddtutuydr uutu < 5.0, gdzie dspr jest zewnętrzną średnicą uzwojeń sprężyny, zaś d_dr_utu jest średnicą drutu.

176 898

Kiedy tłoczysko jest giętkim cięgnem, może mieć występy wzdłuż jednego lub obu boków dla uzyskania zębatki, która może współpracować z zębnikiem dla przesuwania tłoczyska i w konsekwencji tłoka do wnętrza naczynia dla wypchnięcia porcji lekarstwa z pojemnika.

Kiedy tłoczysko jest wykonane jako ciasno zwinięta sprężyna, uzwojenia sprężyny mogą stanowić zewnętrzny gwint, na który może być nakręcona nakrętka z gwintem wewnętrznym. Obracanie nakrętki będzie powodowało wprowadzanie tłoczyska do pojemnika, przy czym nakrętka nie może przemieszczać się osiowo w obudowie zawierającej pojemnik, prowadnicę tłoczyska i mechanizm napędowy.

Siła napędowa jest korzystnie przenoszona do tłoczyska w jego liniowej części, gdyż zęby zębatki lub gwint są wyraźnie zdefiniowane w takich częściach liniowych

Korzystnie siła napędowa jest przenoszona do tłoczyska natychmiast za pojemnikiem w miejscu między pojemnikiem a prowadnicą tłoczyska. Dzięki temu unika się przenoszenia siły przez nieliniową część tłoczyska.

Alternatywnie, siła napędowa może być przyłożona przez mechanizm przesuwający, znajdujący się na wolnym końcu tłoczyska i wymuszający siłę nacisku wzdłuż osi wolnego końca. W ten sposób wyeliminowane sąewentualne niedokładności wywołane przez ściśliwość tłoczyska.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest pokazany na rysunku, który przedstawia schematycznie układ przesuwny z giętkim tłoczyskiem.

Pojemnik 1 jest na jednym końcu zamknięty przez element, umożliwiający zamontowanie cewnika 2, połączonego z płynnym lekarstwem w pojemniku 1. Po drugiej stronie, pojemnik 1 jest zamknięty przez tłok 3, który przy pomocy tłoczyska 8 może być wciśnięty do środka pojemnika 1 dla wypchnięcia płynnego lekarstwa poprzez cewnik 2. Nacisk poruszający tłok 3 w pojemniku 1 jest przenoszony do końca tłoczyska 8 poprzez tłocznik 5, przesuwany przez gwintowany obrotowy trzpień napędowy 6 poprzez otwór z wewnętrznym gwintem, zazębiającym się z gwintem trzpienia napędowego 6. Trzpień napędowy 6, jak pokazano łukową strzałką 7, jest obracany przez niepokazany mechanizm napędowy, kontrolujący szybkość, zjaką lekarstwo jest wypychane przez cewnik.

Tłoczysko 8 jest elastyczne, zaś prowadnica 9 tłoczyska 8 jest wyposażona w kanał prowadzący, wyginający tłoczysko 8 zaraz za otwartym zakończeniem pojemnika 1.

Tłoczysko 8 jest wygięte o mniej więcej 180° tak, że zewnętrzne zakończenie elastycznego tłoczyska 8 jest równoległe do pojemnika 1, natomiast całkowita długość urządzenia może być zredukowana do wielkości, odpowiadającej niemal długości pojemnika 1 i wyginającej tłoczysko 8 prowadnicy 9.

Prowadnica 9 tłoczyska 8 jest wyposażona w kanał prowadzący, wygięty zgodnie z zewnętrznym profilem wygiętego tłoczyska 8 tak, że wygięcie jest prowadzone i nie jest możliwe inne wygięcie tłoczyska 8 niż wygięcie zdefiniowane przez prowadnicę 9.

Kanał prowadzący prowadzi tłoczysko 8 na długości a, która wzdłuż osi równoległych zakończeń tłoczyska 8 jest równie długa lub dłuższa niż odległość b między dwoma osiami równoległych, prostych części tłoczyska 8, wystających z prowadnicy 9 tłoczyska 8. Każde zakończenie kanału prowadzącego jest liniowe na długości d, czym zapewnione jest, że na tłoczysko 8 nie jest wywierana żadna siła wyginająca poza prowadnicą 9 tłoczyska 8.

Siła napędowa jest wywierana na zewnętrzne zakończenie tłoczyska 8. Siła jest wywierana wzdłuż osi zewnętrznego zakończenia, a ponieważ tłoczysko 8 jest nieściśliwe, a kanał prowadzący odpowiada profilowi elastycznego tłoczyska 8, tłoczysko 8 jest przesuwane wzdłuż swojej osi po wygięciu prowadnicy 9 dla wpychania tłoka 3 do środka pojemnika 1. Mechanizm napędowy, zawierający tłocznik 5, działający na wolny koniec tłoczyska 8 i nagwintowany obrotowy trzpień napędowy 6 oddziaływujący na wewnętrzny gwint w otworze w tłoczniku 5 mogą być dowolnego typu, dając obrót w kierunku wskazywanym przez wygiętą strzałkę 7.

Elastyczne tłoczysko 8 może być przesuwane innym mechanizmem, zaś siła napędowa może być przykładana do elastycznego tłoczyska 8 w dowolnym miejscu na jego długości, nie wychodząc poza ramy, zakreślone przez niniejszy wynalazek.

176 898 b

Ue-

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (13)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ przesuwny do regulowanej infuzji cieczy z pojemnika, zawierający cylindryczne naczynie mające przedni koniec oraz tylny koniec zamknięty przez tłok połączony z tłoczyskiem przemieszczającym tłok do środka naczynia wzdłuż osi naczynia dla wypchnięcia cieczy przez wylot umieszczony na przednim końcu naczynia, przy czym tłoczysko jest giętką, nieściśliwą konstrukcją, która w miejscu poza tylnym zakończeniem pojemnika jest odgięta od osi pojemnika przez prowadnicę tłoczyska usytuowaną za tylnym końcem pojemnika i odginającą tłoczysko 0 180° tak, że równoległe części tłoczyska znajdują się po jednej stronie prowadnicy tłoczyska, przy czym prowadnica tłoczyska zawiera kanał prowadzący, mający górną, zakrzywioną część i dolną, liniową część na każdym końcu zakrzywionej części, znamienny tym, że wysokość (a) kanału prowadzącego mierzona od końca prowadnicy (9) tłoczyska (8), z którego wystają równoległe części tłoczyska (8) do środka tłoczyska (8) na górze wygiętej części, odpowiadająca sumie liniowej wysokości (d) kanału prowadzącego i promienia zakrzywionej części, jest równa lub większa niż odległość (b) między osiami dwóch wystających równoległych części tłoczyska (8).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że krzywizna kanału prowadzącego ma kształt odpowiadający kształtowi zakrzywionej części tłoczyska (8) przy równoległym ułożeniu jego końców.
3. 3. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że tłoczysko (8) jest giętkim cięgnem o łukowatym przekroju poprzecznym.
4. 4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że tłoczysko (8) składa się z dwóch giętkich cięgien o łukowatych przekrojach poprzecznych, które stykają się ze sobą swoimi wypukłymi powierzchniami na odcinku między tłokiem (3) a punktem wygięcia.
5. 5. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że tłoczysko (8) jest giętką sprężyną z ciasno nawiniętymi uzwojeniami.
6. 6. Układ według zastrz 5, znamienny tym, że giętka sprężyna posiada zewnętrzną średnicę d_sprijest zwijana z drutu o średnicy d_drutu oraz stosunek uzwojenia r_uzw = (d_spr - d_drutu)/d_drutu<5,0.
7. 7. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że co najmniej jedna krawędź boczna cięgna jest wyposażona w zębatkę.
8. 8. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że uzwojenia sprężyny stanowią zewnętrzny gwint.
9. 9. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że zawiera mechanizm napędowy tłoczyska (8) połączony z zębnikiem, współpracującym z zębatką tłoczyska (8).
10. 10. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że zawiera mechanizm napędowy tłoczyska (8) połączony z nakrętką, mającą wewnętrzny gwint, współpracujący z zewnętrznym gwintem tłoczyska (8).
11. 11. Układ według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że mechanizm napędowy jest podłączony do tłoczyska (8) w liniowej części tłoczyska (8).
12. 12. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że mechanizm napędowy jest podłączony do tłoczyska (8) w części tłoczyska (8) znajdującej się między tylnym zakończeniem pojemnika (1) a prowadnicą (9) tłoczyska (8).
13. 13. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że mechanizm napędowyjest podłączony na wolnym, wygiętym końcu tłoczyska (8) wzdłuż osi zakończenia tłoczyska (8).

    176 898