RU2054952C1

RU2054952C1 - Metering device

Info

Publication number: RU2054952C1
Application number: RU92009090A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Абрамович Фридман; Виктор Анатольевич Сагатович; Иосиф Борисович Топоровский; Ефим Абрамович Крейдин
Original assignee: Анатолий Абрамович Фридман; Виктор Анатольевич Сагатович; Иосиф Борисович Топоровский; Ефим Абрамович Крейдин
Priority date: 1992-11-30
Filing date: 1992-11-30
Publication date: 1996-02-27

Abstract

FIELD: medical equipment. SUBSTANCE: metering device has flexible vessel connected with pipeline for supply of metered liquid and pipeline for discharge of metered dose; electromagnetic valve installed on pipelines for their alternate shutoff and control unit connected with its output to electric input of valve. Introduced into metering device is means for detection of the preset level of measured liquid, whose output is connected with input of control unit and rigid measuring vessel accommodating flexible vessel. Rigid measuring vessel is filled up to mark of initial level with measured liquid. Measured liquid in the invention version is conducting. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской и лабораторной технике и предназначено для автоматизированного приготовления растворов, жидких лекарственных препаратов, а более конкретно для приготовления диализирующего раствора в аппаратах перитонеального давления, где приготовление диализирующего раствора производится путем смешивания в определенных пропорциях жидких концентратов диализных солей и глюкозы с водой и залива такого раствора через катетер в брюшную полость пациента. The invention relates to medical and laboratory equipment and is intended for the automated preparation of solutions, liquid drugs, and more specifically for the preparation of a dialysis solution in peritoneal pressure devices, where the preparation of the dialysis solution is made by mixing in certain proportions of liquid concentrates of dialysis salts and glucose with water and gulf such a solution through a catheter into the abdominal cavity of the patient.

Известно дозирующее устройство (патент США N 4618343, кл. 604-29, 1986), в котором предусмотрен блок приготовления диализирующего раствора. Блок посредством трубопроводов соединен с сосудом, содержащим концентрат электролитов или с сосудом, содержащим концентрат осмотически активного вещества. В магистралях предусмотрены насосы, которые действуют поочередно (попеременно), подавая концентраты дозами (порциями). A metering device is known (US Pat. No. 4,618,343, CL 604-29, 1986), in which a dialysis solution preparation unit is provided. The unit is connected via pipelines to a vessel containing an electrolyte concentrate or to a vessel containing an osmotically active substance concentrate. Pumps are provided in the highways, which operate alternately (alternately), supplying concentrates in doses (portions).

Недостатком этого устройства является необходимость применения насосов трущиеся части, подвижные детали, низкая надежность, акустические шумы. The disadvantage of this device is the need for pumps, rubbing parts, moving parts, low reliability, acoustic noise.

Известно также дозирующее устройство (патент США N 3783866, кл. 604-29), в котором перемещение дозируемой жидкости осуществляется за счет силы тяготения. Контейнер с дозируемой жидкостью помещается выше приемной емкости. Последняя может соединяться с верхним и нижним контейнерами посредством тройника, соответствующих трубопроводов и клапана, управляемого электродвигателем. Верхний контейнер непрерывно взвешивается электронными весами, которые при уменьшении веса контейнера на заданную величину (дозу) выдают сигнал управления мотором, который управляет клапаном перекрытия трубопроводов. A metering device is also known (US Pat. No. 3,783,866, CL 604-29), in which the metering fluid is moved by gravity. The container with the dosed liquid is placed above the receiving tank. The latter can be connected to the upper and lower containers by means of a tee, corresponding pipelines and a valve controlled by an electric motor. The upper container is continuously weighed by electronic scales, which, when the container weight is reduced by a predetermined amount (dose), give a motor control signal that controls the pipeline shut-off valve.

Недостатком устройства является то, что происходит не объемное дозирование, а дозирование по массе. Кроме того, устройство обладает значительной погрешностью дозирования, связанной с инерционностью весов. The disadvantage of this device is that there is not volumetric dosing, but dosing by weight. In addition, the device has a significant dosing error associated with the inertia of the balance.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство (авт. св. СССР N 1593660, кл. А 61 М 1/28, 23.09.90), в котором блок приготовления диализирующего раствора также содержит дозирующие устройства, соединенные магистралями с сосудами, содержащими катетеры. В качестве дозатора использован пластиковый мешочек со спадающимиcя стенками (например, типа "Комопласт"), помещенный между двумя жесткими ограничительными пластинами. С помощью электромагнитных клапанов, работающих в противофазе, мешочек подключается либо к сосуду с концентратом, либо к сосуду, в котором осуществляется смешивание концентрата с диализной водой. Сосуд с концентратом располагается выше дозирующего мешочка, а сосуд для смешивания ниже, так что затекание концентрата в дозатор и его вытекание осуществляется самотеком. Для изменения дозы концентрата предусмотрена возможность изменения расстояния между ограничительными пластинами. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device (ed. St. USSR N 1593660, class A 61 M 1/28, 09/23/90), in which the dialysis solution preparation unit also contains dosing devices connected by vessels to vessels containing catheters. As a dispenser, a plastic bag with falling walls (for example, such as "Komoplast") is used, placed between two rigid restrictive plates. Using electromagnetic valves operating in antiphase, the bag is connected either to a vessel with concentrate or to a vessel in which the concentrate is mixed with dialysis water. The vessel with the concentrate is located above the dosing bag, and the mixing vessel is lower, so that the concentrate flows into the dispenser and flows out by gravity. To change the dose of the concentrate, it is possible to change the distance between the restriction plates.

Устройство имеет следующие недостатки:
низкая точность дозирования, связанная с тем, что объем затекшей в мешочек дозы концентрата зависит от уровня концентрата в сосуде с концентратом, который изменяется по мере расхода последнего, а также от температуры жидкости;
для изменения концентрации диализирующего раствора в процессе диализа необходимо либо вручную изменять расстояние между пластинами, либо применять какой-то электромеханический привод для изменения этого расстояния автоматически, например электродвигатель, приводящий во вращение ходовой винт, сопряженный посредством гайки с подвижной пластиной дозирующего устройства.The device has the following disadvantages:
low dosing accuracy due to the fact that the volume of the dose of concentrate flowed into the bag depends on the level of concentrate in the vessel with the concentrate, which changes as the latter flows, as well as on the temperature of the liquid;
To change the concentration of the dialysis fluid during dialysis, you must either manually change the distance between the plates, or use some kind of electromechanical drive to change this distance automatically, for example, an electric motor that rotates the spindle, coupled by means of a nut to the movable plate of the metering device.

Задачей изобретения является повышение точности и надежности дозирования при уменьшении габаритов, массы и энергопотребления устройства. The objective of the invention is to improve the accuracy and reliability of dosing while reducing the size, weight and power consumption of the device.

Для этого в дозирующем устройстве, содержащем эластичную емкость, трубопровод подвода дозируемой жидкости к эластичной емкости и трубопровод отвода от нее дозированной жидкости, установленный на трубопроводах с возможностью их поперечного перекрытия электромагнитный клапан и соединенный выходом с электрическим входом клапана блок управления, введены средство обнаружения заданного уровня мерной жидкости, выход которого соединен с входом блока управления, и жесткий мерный сосуд, внутри которого размещена эластичная емкость, при этом жесткий мерный сосуд заполнен мерной жидкостью до отметки начального уровня. To do this, in a dosing device containing an elastic tank, a pipeline for supplying a dosed liquid to an elastic tank and a pipe for draining a dosed liquid from it, installed on the pipelines with the possibility of their transverse overlapping solenoid valve and a control unit connected by an output to the electrical input of the valve, a set level detection means measuring fluid, the output of which is connected to the input of the control unit, and a hard measuring vessel, inside of which an elastic container is placed, while a hard measuring vessel is filled with a measuring liquid to the level of the initial level.

Согласно частному случаю выполнения изобретения мерная жидкость является токопроводящей, средство обнаружения заданного уровня выполнено в виде ряда размещенных по высоте сосуда с возможностью контакта с токопроводящей жидкостью дозирующих электродов и общего электрода, размещенного ниже метки начального уровня. Кроме того, предусмотрено соответствующее выполнение блока управления. According to a particular embodiment of the invention, the measured liquid is conductive, the set level detection means is made in the form of a series of vessels placed along the height with the possibility of contact with the conductive liquid of the metering electrodes and the common electrode located below the initial level mark. In addition, the corresponding implementation of the control unit.

Средство обнаружения заданного уровня может быть электрическим, оптическим, магнитным и т.д. The predetermined level detection means may be electric, optical, magnetic, etc.

Ниже приведен пример реализации устройства с электрическими средствами обнаружения уровня, при котором мерная жидкость является токопроводящей. The following is an example implementation of a device with electrical means for detecting a level at which the measured fluid is conductive.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство. The drawing schematically shows the proposed device.

Устройство содержит емкость 1 с жидким концентратом, выполненную в виде пластикового мешка, расположенную выше мерного сосуда дозатора; RS-триггер 2, электромагнитный клапан 3 со штоком 4, жесткий мерный сосуд 5, эластичный сосуд (мешочек) для приема дозируемого концентрата. Расположенный внутри мерного сосуда 5 эластичный сосуд (мешочек) 6 выполнен из пластика или резины по типу мешочков со спадающимися стенками. Объем заполненного эластичного сосуда 6 несколько больше максимальной необходимой дозы. Устройство также содержит тройник 7 для подключения эластичного сосуда 6 к емкости 1 посредством эластичной трубки 8 и вывода дозы концентрата посредством трубки 9. Трубки 8 и 9 сопрягаются со штоком 4 электромагнитного клапана 3, обеспечивая возможность открывания и закрывания трубок 8 и 9. The device comprises a container 1 with liquid concentrate made in the form of a plastic bag located above the measuring vessel of the dispenser; RS-trigger 2, solenoid valve 3 with a stem 4, hard measuring vessel 5, an elastic vessel (bag) for receiving a dosed concentrate. Located inside the measuring vessel 5, the elastic vessel (bag) 6 is made of plastic or rubber, like bags with falling walls. The volume of the filled elastic vessel 6 is slightly larger than the maximum required dose. The device also contains a tee 7 for connecting the elastic vessel 6 to the tank 1 by means of an elastic tube 8 and a dose of the concentrate through the tube 9. The tubes 8 and 9 are connected to the rod 4 of the electromagnetic valve 3, making it possible to open and close the tubes 8 and 9.

Жесткий мерный сосуд 5 снабжен сообщающейся с ним шкалой 10, выполненной, например, в виде мерного цилиндра с вмонтированными в него дозирующими электродами 11. Электроды 11 установлены на уровнях, соответствующих желаемому набору доз. The rigid measuring vessel 5 is provided with a scale 10 connected to it, made, for example, in the form of a measuring cylinder with metering electrodes 11 mounted thereon. Electrodes 11 are installed at levels corresponding to the desired set of doses.

Каждый из дозирующих электродов 11 соединен с соответствующим информационным входом 12 (Х0.Х7) электронного коммутатора 13, выход 14 которого подключен к источнику 15 напряжения сброса RS-триггера 2. Напряжение источника 15 может быть постоянным или импульсным. Адресные входы 16 (А0.А3) коммутатора 13 подключены к источнику кода дозы (задатчик дозы не показан). Выбор одного из дозирующих электродов 11 производится заданием соответствующего внешнего кода на адресных входах 16 коммутатора 13. Each of the metering electrodes 11 is connected to the corresponding information input 12 (X0.X7) of the electronic switch 13, the output of which 14 is connected to the source 15 of the reset voltage of the RS-trigger 2. The voltage of the source 15 can be constant or pulsed. The address inputs 16 (A0.A3) of the switch 13 are connected to the source of the dose code (dose dial is not shown). The selection of one of the metering electrodes 11 is made by setting the corresponding external code on the address inputs 16 of the switch 13.

Кроме того, в сосуде 5 предусмотрен один общий электрод 17, расположенный ниже метки и начального уровня мерного сосуда 5, количество дозирующих электродов 11 и количество входов коммутатора 13 может отличаться от приведенного на чертеже. In addition, in the vessel 5 there is one common electrode 17 located below the mark and the initial level of the measuring vessel 5, the number of metering electrodes 11 and the number of inputs of the switch 13 may differ from that shown in the drawing.

Внутрь жесткого мерного сосуда 5 залита токопроводящая жидкость 19 до метки начального уровня 18 при пустом эластичном сосуде 6. Inside the rigid measuring vessel 5, the conductive liquid 19 is filled to the mark of the initial level 18 with the elastic vessel 6 empty.

Поскольку жидкость 19 является нерасходуемой и постоянно находится в мерном сосуде 5, назовем ее мерной жидкостью (МЖ). Since the liquid 19 is non-expendable and is constantly located in the measuring vessel 5, we will call it a measured liquid (MF).

Мерный сосуд 5 и шкала 10 сообщаются с атмосферой через малое отверстие 20 (жиклер), предусмотренное в верхней части шкалы. Отверстие выполнено малым для сведения к минимуму испарениям МЖ в окружающее пространство. Через отверстие 20 с помощью медицинского шприца можно корректировать метки начального уровня (нуль) дозатора. The measuring vessel 5 and the scale 10 communicate with the atmosphere through a small hole 20 (nozzle) provided in the upper part of the scale. The hole is made small to minimize the evaporation of the breast in the surrounding space. Through the hole 20 with the help of a medical syringe, you can adjust the marks of the initial level (zero) of the dispenser.

Для исключения испарения МЖ связь с атмосферой может быть выполнена не непосредственно, а через паронепроницаемую эластичную пленку. Например, шкала может быть соединена с эластичным мешочком, аналогичным эластичному сосуду 6. При перемещении МЖ вытесненный ею воздух переходит в этот дополнительный мешочек, при обратном движении МЖ переходит из мешочка в шкалу дозатора. To exclude MF evaporation, the connection with the atmosphere can be performed not directly, but through a vapor-proof elastic film. For example, the scale can be connected to an elastic bag similar to the elastic vessel 6. When the MF is moved, the air displaced by it passes into this additional bag, when the MF moves backward, it passes from the bag to the dispenser scale.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

В исходном состоянии электромагнит 3 обесточен, RS-триггер 2 находится в состоянии Q 0, шток 4 перекрывает трубку 8, трубка 9 открыта. Дозирующая эластичная емкость пуста, МЖ в сосуде 5 находится на начальной отметке 18 шкалы 10. In the initial state, the electromagnet 3 is de-energized, the RS-trigger 2 is in the state Q 0, the rod 4 overlaps the tube 8, the tube 9 is open. The dosing elastic capacity is empty, the MF in the vessel 5 is at the initial mark 18 of the scale 10.

На R-входе триггера 2 имеется нулевой потенциал, так как ни один из дозирующих электродов 11 не имеет электрической связи с общим электродом 17. Такое состояние схемы устойчиво и может сохраняться сколь угодно долго. At the R-input of trigger 2 there is a zero potential, since none of the metering electrodes 11 has an electrical connection with the common electrode 17. This state of the circuit is stable and can persist for an arbitrarily long time.

Для запуска дозатора на S-вход триггера 2 подают запускающий импульс, триггер переходит в состояние Q 1, срабатывает электромагнитный клапан 3 и шток 4 открывает трубку 8, одновременно закрыв трубку 9. Поскольку емкость 1 с дозируемой жидкостью расположена выше сосуда 5, жидкость через тройник 7 начинает поступать в эластичный сосуд 6. Заполняясь, последний вытесняет такое же количество МЖ, которая начинает подниматься по шкале 10. To start the dispenser, a trigger pulse is applied to the S-input of trigger 2, the trigger goes into state Q 1, the electromagnetic valve 3 is activated and the rod 4 opens the tube 8, while closing the tube 9. Since the container 1 with the dosed liquid is located above the vessel 5, the liquid through the tee 7 begins to flow into the elastic vessel 6. Filling, the latter displaces the same amount of MF, which begins to rise on a scale of 10.

В соответствии с поданным на адресные входы 16 коммутатора 13 кодом, один из дозирующих электродов 11 через соединенный с ним информационный вход 12 замкнут с выходом 14 коммутатора 13, т.е. соединен с источником 15 напряжения сброса RS-триггера 2. Когда МЖ поднимается до выбранного электрода, напряжение сброса через нее поступает на общий электрод 17 и далее на R-вход (сброс) RS-триггера 2. RS-триггер 2 возвращается в исходное состояние Q 0, электромагнит 3 обесточивается и соответствующий клапан перекрывает трубку 8, благодаря чему поступление дозируемой жидкости в эластичный сосуд 6 из емкости 1 прекращается. Одновременно шток 4 электромагнита 3 приводит в действие второй клапан, который открывает трубку 9 и доза жидкости под действием силы тяжести сливается из сосуда 6. После полного вытекания дозы жидкости из эластичного сосуда 6 МЖ вновь опускается до начальной отметки 18 и дозирующее устройство готово к приему следующего пускового импульса. Для выпуска дозы жидкости может использоваться и отдельный клапан, синхронизированный соответствующим образом дозирующим устройством. In accordance with the code submitted to the address inputs 16 of the switch 13, one of the metering electrodes 11 is closed through the information input 12 connected to the output 14 of the switch 13, i.e. connected to the source 15 of the reset voltage of the RS-trigger 2. When the MF rises to the selected electrode, the reset voltage through it is supplied to the common electrode 17 and then to the R-input (reset) of the RS-trigger 2. RS-trigger 2 returns to the initial state Q 0, the electromagnet 3 is de-energized and the corresponding valve closes the tube 8, so that the flow of the dosed liquid into the elastic vessel 6 from the tank 1 is stopped. At the same time, the rod 4 of the electromagnet 3 actuates the second valve, which opens the tube 9 and the dose of liquid is drained from the vessel under the action of gravity 6. After the dose of liquid has completely drained out, the MF 6 is lowered again to the initial mark 18 and the metering device is ready to receive the next trigger pulse. A separate valve synchronized with an appropriate metering device can also be used to release a dose of liquid.

Очевидно, что объем полученной дозы равен объему шкалы 10, заключенному между меткой начального уровня 18 и выбранным электродом, так как именно такой объем вытеснен из сосуда 5 в шкалу 10 дозируемой жидкостью, попавшей в эластичный сосуд 6. Форма и размеры эластичного сосуда 6 при этом не влияют на объем дозы. Obviously, the volume of the dose received is equal to the volume of the scale 10, enclosed between the initial level label 18 and the selected electrode, since it is such a volume that has been displaced from the vessel 5 into the scale 10 by the dosed liquid entering the elastic vessel 6. The shape and dimensions of the elastic vessel 6 are do not affect the dose volume.

Для изменения дозы жидкости необходимо изменить код дозы на адресных входах 16 коммутатора 13. To change the dose of fluid, you must change the dose code at the address inputs 16 of the switch 13.

Таким образом, выполнение дозирующего устройства в соответствии с изобретением позволяет выполнять объемное дозирование жидкостей с высокой точностью без применения насосов, а автоматическое изменение дозы производится без применения каких-либо приводных механизмов. Высокая точность дозирования обеспечивается тем, что дозирование фактически производится с использованием жесткого мерного сосуда, так что эластичные свойства, форма и размеры дозирующего мешочка не влияют на точность дозирования. Исключена также погрешность дозирования, связанная с изменением уровня дозируемой жидкости в емкости 1, тем самым решается поставленная задача. Thus, the implementation of the metering device in accordance with the invention allows for volumetric dosing of liquids with high accuracy without the use of pumps, and automatic dose changes are made without the use of any drive mechanisms. High dosing accuracy is ensured by the fact that dosing is actually carried out using a rigid measuring vessel, so that the elastic properties, shape and dimensions of the dosing bag do not affect the dosing accuracy. The dosing error associated with a change in the level of the dosed liquid in the tank 1 is also excluded, thereby solving the problem.

Claims

1. DOSING DEVICE, comprising an elastic container, a metered fluid supply pipe connected to it and a metered dose removal pipe installed on the pipelines with the possibility of alternating overlapping of the electromagnetic valve and a control unit connected to the output to the electrical input of the valve, characterized in that the means are introduced into it detecting a given level of the measured liquid, the output of which is connected to the input of the control unit, and a hard measuring vessel, inside which an elastic container is placed, at om hard measuring vessel filled with measuring liquid to the level of the initial reference level.

2. The device according to claim 1, characterized in that the measured liquid is conductive, a predetermined level detection means is made in the form of a series of vessels placed along the height with the possibility of contact with the conductive liquid of the metering electrodes and a common electrode located below the initial level mark, and the control unit contains an RS-trigger, an RS-trigger reset voltage source and an electronic switch having information and address inputs and an output, the output of an RS-trigger reset voltage source being connected to an electronic output of the first switch, the information inputs of the latter are connected to the corresponding metering electrodes, the common electrode is connected to the R-input of the RS-trigger, and the output of the RS-trigger is connected to the electrical input of the electromagnetic valve.