RU16904U1 - Устройство для дозированной капельной инфузии - Google Patents

Abstract

1. Устройство для дозированной капельной инфузии, включающее проточную камеру и трубопровод вывода, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде гидродинамического капельного указателя, снабженного протяженным проточным каналом, на одном конце имеющего выход во внутреннюю среду или просвет камеры, а на другом конце снабженный гидродинамическим затвором, представляющим собой проточное под определенным гидростатическим давлением щелевидное отверстие или выход с заданным минимальным гидростатическим рабочим уровнем.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гидродинамический затвор выполнен в виде щелевидного (замкнутого или незамкнутого) отверстия в возвратно-деформирующем или эластическом материале на одном из выходов протяженного канала.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть стенки протяженного канала выполнена из проточной под давлением мембраны.4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что гидродинамический капельный указатель выполнен снаружи капельной трубки или трубопровода ввода, снабженного устройством в виде иглы-перфоратора, выход из которого выполнен ниже уровня минимального гидростатического столба жидкости в протяженном канале с заданным значением от одной до пяти капель жидкости, корпус протяженного канала выполнен с уменьшением диаметра канала по направлению к выходу.5. Устройство по пп.1 - 4, отличающееся тем, что часть трубопровода вывода изогнута в виде возвратно-деформируемой фигуры типа спирали.

Description

затвор 10 может быть выполнен в виде щелевидного отверстия 13 в возвратнодеформируемом или эластическом материале на выходе из канала 8, а часть трубопровода вывода 5 изогнута в виде возвратно-деформируемой фигуры тина спирали .

На фиг.1 представлено устройство для дозированной капельной инфузии , на разрезе. На фиг. 2,3 представлены варианты гидродинамического капельного указателя на разрезе. На фиг. 4, 5 показан принцип работы гидродинамического капельного указателя в системе для внутривенных инфузии, на разрезе. На фиг.6 представлен вариант подвижного гидродинамического капельного указателя, выполненного в виде подлавка с поплавковым резервуаром , на разрезе.

Устройство для дозированного капельного введения ( фиг. 1 ) представляет собой проточную камеру 1 или резервуар с трубопроводом ввода 2 выполненного в том числе и в варианте иглы -перфоратора с выдвинутым в просвет 4 камеры 1 капельной трубкой 3 для формирования капли или трубопроводом ввода , с трубопроводом вывода 5 и регулятором потока жидкости 6. Данное устройство является основным элементом систем для внутривенных инфузии и предназначено для визуального контроля скорости капельного введения, фильтрации раствора при введении в просвет камеры соответствующих фильтров.

Для быстрого и точного дозирования в единицу времени скорости капельной инфузии устройство снабжено ( фиг. 1,2,3 ) гидродинамическим капельным указателем 7, выполненным в просвете 4 камеры 1 .Данное устройство предназначено для установки и визуального контроля скорости капельной инфузии в единицу времени по измерительной откалиброванной шкале. Функциональное назначение капельного указателя 7 реализуется путем создания подвижного гидростатического столба жидкости, высота или уровень которого с высокой точностью характеризует количество капель раствора или малые

объемы проточного раствора в единицу времени, в диапазоне от одной капли в минуту и более, до момента струйного введения.

Гидродинамический капельный указатель 7 (фиг. 1,2.3 ) представляет собой подвижный или фиксированный в просвете камеры 1 проточный резервуар с протяженным проточным каналом 8 , открытым на одном конце или на входе 9 в воздушнзто среду ( прямой вариант , когда вход представлен концом с открытым отверстием ) или просвет 4 камеры 1 , а на другом конце или на выходе снабженный гидродинамическим затвором. Протяженный канал 8 характеризует отношение его длинны к диаметру для возможности визуальной регистрации увеличенного уровня или высоты водяного столба в его просвете при введении минимальных и малых объемов жидкости сравнимых с объемом висячей капли. Капельный указатель 7 имеет на одном конце входное отверстие ( прямой вариант ) или вход 9 для подачи раствора и одновременно открывающий просвет канала 8 в воздушную среду или просвет 4 камеры 1. При герметичном соединении входного отверстия 9 с капельной трубкой 3 или иглойперфоратором капельный указатель снабжается (фиг.4,5 ) дополнительным отверстием, сообщающимся с с внутренней средой камеры 1, где в одном из положений будет воздушная среда , а в другом -жидкость , отдельным выходом 14 или отверстием. Во всех случаях необходимым условием является сообщение на входе или с одного конца просвета канала 8 и просвета 4 камеры 1, что обеспечивает независимое движение гидростатического столба жидкости в вертикальном протяженном канале 8.Для визуального контроля высоты столба жидкости ( фиг.2 ) капельный указатель 7 снабжен измерительной откалиброванной шкалой 11 скорости капельной инфузии в единицу времени или регистрация скорости может осуществляться ( фиг.6 ) по уровню подвижного гидродинамического капельного указателя 7 относительно неподвижных

частей устройства. Фиксированный к стенке , капельной трубке или игле-перфоратору камеры 1 , капельный указатель 7 выполнен из прозрачного податливого или жесткого материала ( стекло, пластик, полимер ) и может иметь гидрофобное покрытие для увеличения чувствительности устройства. Сам корпус протяженного канала 8 капельного указателя 7 может быть вьшолнен как гидродинамическое устройство , где различие в диаметре канала 8 на протяжении соответственно непропорционально изменяют высоту водяного столба в просвете канала от одинаковых по объему капель раствора , что уменьшает до разумных пределов протяженность канала 8 и длину самого капельного указателя 7, а также изменяет чувствительность метода в каком-либо диапазоне скорости капельной подачи. Одним из вариантов подобного гидродинамического устройства выступает капельный указатель 7 часть стенки которого на выходе выполнена из проточной только под давлением пористой мембраны с различиями в диаметре на протяжении канала 8. Это также дает не прямо пропорциональную зависимость из-за различий в площади фильтрующей мембраны, причем сама мембрана с компрессионными порами выступает как гидродинамический затвор 10.

Рабочим элементом устройства 7, обеспечивающим возникновение и изменение уровня или высоты водяного столба в протяженном канале 8 (фиг.2,4,5 ) капельного указателя 7 является гидродинамический затвор 10, вьшолненный на выходе из канала 8 .Данный элемент устройства обеспечивает образование подвижного гидростатического столба жидкости в канале 8 и прямз о высокочувствительнз о зависимость его уровня или высоты к малым объемам в виде капли или малым объемам при непрерывном потоке жидкости попадающих или проходящих через капельный указатель 7.Это дает возможность количественной регистрации скорости капельной инфузии по системе. Простым устройством является проточный резервуар с открытым входом, дном и

гидродинамическим затвором , выполнеиным как череда отверстий в стенке протяженного резервуара, причем возможно с различным диаметром, где минимум одно из отверстий создает минимальный гидростатический уровень жидкости .При нарастающей скорости инфузии увеличения высоты водяного столба жидкости в резервуаре слив или выход жидкости будет происходить последовательно из отверстий , вьшолненных на различном уровне до того момента, когда суммарная площадь отверстий будет соответствовать поступающему объему жидкости .Этот откалиброванный в виде шкалы уровень водяного столба и будет грубо отражать скорость потока жидкости.

Для точной регистрации малых объемов жидкости с учетом сил поверхностного натяжения при таких малых объемах , гидродинамический затвор 10 ( фиг. 2,4,5 ) выполнен в виде раздвижного ( замкнутого или незамкнутого ) отверстия или выхода в эластическом или возвратно-деформируемом материале со свойством удерживать минимальный определенный уровень водяного столба ( уровень гидростатического давления ) за счет сил поверхностного натяжения при несомкнутом отверстии , эластических свойств материала при сомкнутых краях отверстия. Этот столб жидкости и представляет собой минимальный гидростатический рабочий уровень затвора 10 , величину которого можно задать изменяя характер отверстия или свойства материала в котором выполнено отверстие, которое становится проточным при увеличении минимального гидростатического рабочего уровня, например при подаче небольшого объема жидкости.Характеристика гидродинамического барьера с видимым минимальным гидростатическим рабочим уровнем позволяет с высокой точностью, минимум до 1-5 капель в минуту, задавать скорость капельной инфузии .Сам объем минимального гидростатического уровня может составлять 1-3 капли раствора, которые создают видимый столб жидкости в протяженном канале. Это то сопротивление барьера ,которое

не пропускает данный обьем жидкости .

Второй важной характеристикой затвора 10 является отверстие ,вьшолненное в виде щели 13 или продольное отверстие в эластическом материале, в варианте замкнутого отверстия удерживающего столб жидкости за счет эластических свойств краев отверстия или незамкнутое щелевидное отверстие, где уровень жидкости поддерживается силой поверхностного натяжения на границе раздела сред. Так при щелевидном незамкнутом отверстии гидростатическое давление распределяется на большую площадь удерживаемой пленки поверхностного натяжения и тем самым увеличивая уровень минимального гидростатического рабочего столба. Следующей характеристикой щелевидного отверстия в эластическом материале выступает свойство увеличивать размер отверстия за счет эластических свойств краев в зависимости от оказываемого гидростатического давления столба жидкости, что увеличивает пропускную способность выхода при нарастании потока жидкости.

Таким образом, вариант гидродинамического затвора в виде щелевидного отверстия 13 ( замкнутое, незамкнутое ) в эластическом материале со свойствами раздвижного отверстия позволяет с высокой точностью регистрировать различные режимы и скорости капельной инфузии в единицу времени и в широком диапазоне, используя удерживающие силы поверхностного натяжения, эластические свойства материала, характер отверстия, его геометрическую форму , перераспределяющая давление по площади пленки поверхностного натяжения. Кроме того, 5 vIeньшaeтcя ударный эффект от падающей капли за счет эластических свойств затвора 10. Для полного исключения данного эффекта ( фиг.4 ) капельный указатель 7 может быть выполнен снаружи от продолженной капельной трубки 3 или подающего трубопровода в виде иглы- перфоратора на входе, выход из которых может находится ниже уровня

минимального гидростатического рабочего уровня указателя . Принцип работы устройства состоит в следующем ( фиг.4,5 ).Устройство 1 подключается к емкости 15с исходным раствором 16 через иглу- перфоратор , открывается регулятор 6 и жидкость начинает поступать через трубопровод ввода 2 или капельную трубку 3 в протяженный канал 8 капельного указателя Т.После заполнения системы и выравнивания давления в просвете 4 в протяженном канале 8 капельного указателя 7 остается только тот видимый уровень водяного столба 17 который удерживается гидродинамическим затвором 10. Эти несколько капель ( оптимальным является 1-3 капли ) раствора и составляют минимальный гидростатический рабочий уровень затвора 17 , которые удерживаются либо силой поверхностного натяжения при незамкнутом щелевидном отверстии или эластическими свойствами краев при замкнутом отверстии. После начала инфузии и введении очередной капли жидкости или небольшого объема при непрерывной инфузии в случае применения внутреннего трубопровода, пропорционально введенному объему возрастает и уровень водяного столба , последовательно и гидростатическое давление на затвор 10. При этом либо преодолевается сила поверхностного натяжения , либо раскрывается щелевидное отверстие 13 в эластическом затворе и жидкость начинает проходить через капельный указатель 7.После выхода с определенным интервалом времени части объема жидкости из резервуара 7 гидростатическое давление снижается и затвор вновь становится непроточным до следующего введения. При увеличенной скорости капельной инфузии нарастающий уровень водяного столба оказывает большее давление на стенки щелевидного отверстия или эластического затвора увеличивая степень раскрытия отверстия для возросшего потока жидкости. При этом всегда сохраняется несоответствие пропускной способности отверстия и объему потока жидкости, что удерживает на определенном уровне водяной столб. При небольшой скорости капельной

инфузии ведущим является ускорение потока через отверстие в связи с увеличением давления , не меняя при этом размеры отверстия. После установления равновесия эта величина гидростатического столба жидкости в канале 8 и составляет условную величину скорости капельной инфузии или скорости потока малых объемов жидкости, откалиброванную в виде измерительной шкалы. Щелевидное отверстие в эластическом материале позволяет быстро и относительно устойчиво уравновесить пропускную способность выхода и соответствующую скорость потока жидкости за счет автономной заданной саморегуляции с использованием нескольких физических факторов.

При снижении скорости инфузии з еньшается гидростатическое давление и соответственно размеры раздвижного щелевидного отверстия, далее снижается скорость потока по отверстию и наконец гидростатический затвор закрывается по достижению минимального рабочего уровня. Аналогичен принцип работы и мембранного капельного указателя , где одним из факторов выступает увеличение площади фильтрующей мембраны при увеличении столба жидкости, что хорошо компенсирует возрастание потока жидкости.

Таким образом , эластический гидродинамический затвор является устройством , которое хорошо стабилизирует соотношение притока и оттока при любых режимах инфузии в зависимости от высоты гидростатического столба жидкости. Как вариант капельный указатель может быть подвижным ( фиг. 6 ) в виде поплавка со свойствами плавучести даже при максимальном заполнении резервуара. Подвижный капельный указатель 7 , выполненный в виде поплавка снабжен поплавковой камерой, которая заполняется до верхнего края через выход капельного указателя и поддерживается на этом уровне постоянно. Принцип действия подвижного указателя такой же , с той лишь разницей , что з величенный водяной столб в канале 8 з еличивает массу устройства и

/зд

капельный указатель больше погружается в жидкость., при этом , за счет плавучести и выталкивающей силы, всегда сохраняется гидростатический уровень водяного столба в канале 8 в сравнении с уровнем жидкости в поплавковой камере. Этот рабочий гидростатический уровень является тем фактором который и раскрывает затвор и стремится выровнять уровни жидкости по типу сообщающихся сосудов . Степень погружения капельного указателя и используется в качестве условной шкалы скорости капельной инфузии.

Одним из вариантов использования капельного указателя является применение его на выходе проточной емкости с изменяющимся объемом до строго заданной рабочей величины типа пластикового мешка, снабженного проточным резервуаром с сухим лекарственным препаратом. .Данное устройство, предназначенное для одновременного получения и введения растворов, снабжается гидродинамическим капельным указателем и составляет неотьемлимую часть устройства как капельного приспособление. При этом , капельный указатель, в отличии от других устройств , может быть выполнен в этом устройстве и в обратном варианте с погруженным в просвет пластикового мешка частью капельного указателя, включающего гидродинамический затвор, который будет входом, а противоположная часть капельного указателя будет выходом . При работе данного устройства раствор из пластикового мешка постзтзает через гидродинамический затвор в просвет протяженного канала 8 и далее через выход 9 поступает во внутреннюю среду камеры 1 .Принцип работы данного устройства такой же, как и при первом варианте, с той лишь разницей , что через канал одновременно в противоположных направлениях поступает воздух и жидкость. Дополнительным устройством, создающим удобства в работе и предупреждающим осложнения , связанные с отсоединением системы от больного является изогнутая в виде возвратно-деформируемой фигуры типа спирали

часть трубопровода вьшода. В непреднамеренного натяжения системы изогнутый трубопровод вывода растягивается за счет возвратно-деформируемого изгиба и предупреждает отсоединение системы . Особенно это является важным при транспортировке больного. Данное устройство в виде системы с гидродинамическим капельным указателем и трубопроводом вывода изогнутым в виде спирали является простым техническим устройством , удобным в применении для оценки скорости капельной инфузии в широком диапазоне и с высокой точностью, что может быть широко использовано в клинической практике.

Claims (5)

1. Устройство для дозированной капельной инфузии, включающее проточную камеру и трубопровод вывода, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде гидродинамического капельного указателя, снабженного протяженным проточным каналом, на одном конце имеющего выход во внутреннюю среду или просвет камеры, а на другом конце снабженный гидродинамическим затвором, представляющим собой проточное под определенным гидростатическим давлением щелевидное отверстие или выход с заданным минимальным гидростатическим рабочим уровнем.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гидродинамический затвор выполнен в виде щелевидного (замкнутого или незамкнутого) отверстия в возвратно-деформирующем или эластическом материале на одном из выходов протяженного канала.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть стенки протяженного канала выполнена из проточной под давлением мембраны.

4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что гидродинамический капельный указатель выполнен снаружи капельной трубки или трубопровода ввода, снабженного устройством в виде иглы-перфоратора, выход из которого выполнен ниже уровня минимального гидростатического столба жидкости в протяженном канале с заданным значением от одной до пяти капель жидкости, корпус протяженного канала выполнен с уменьшением диаметра канала по направлению к выходу.

5. Устройство по пп.1 - 4, отличающееся тем, что часть трубопровода вывода изогнута в виде возвратно-деформируемой фигуры типа спирали.