RU2111018C1 - Peristaltic apparatus with continuously adjustable medication feeding system - Google Patents

Peristaltic apparatus with continuously adjustable medication feeding system Download PDF

Info

Publication number
RU2111018C1
RU2111018C1 RU95107376A RU95107376A RU2111018C1 RU 2111018 C1 RU2111018 C1 RU 2111018C1 RU 95107376 A RU95107376 A RU 95107376A RU 95107376 A RU95107376 A RU 95107376A RU 2111018 C1 RU2111018 C1 RU 2111018C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cams
pins
working
pipe
tube
Prior art date
Application number
RU95107376A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95107376A (en
Inventor
Ю.Т. Родионов
А.С. Зефиров
В.М. Бедный
Е.Н. Шмаков
М.И. Бутковский
Original Assignee
Центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения filed Critical Центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения
Priority to RU95107376A priority Critical patent/RU2111018C1/en
Publication of RU95107376A publication Critical patent/RU95107376A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2111018C1 publication Critical patent/RU2111018C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)

Abstract

FIELD: medical equipment, in particular, dosed parenteral injection of liquid medication. SUBSTANCE: peristaltic drive has five pressure pins with punches at their working ends. Punch section in plane extending in parallel with longitudinal axis of pipe is made in the form of semicircle with radius making 1.5-2.0 of pipe outer diameter. Punch spacing is 2.5-3.0 of pipe outer diameter. First three pins downstream of liquid flow are forcing. Fourth and fifth pins serve both to force and damp pulsed liquid flow feeding speed, which is due to the fact that fourth and fifth pins move only half the full working stroke. Fourth pin may cover pipe section to the extent ranging between half and full pipe working section and fifth pin may cover pipe section to the extent ranging between 0.55-0.7 of pipe inner diameter and half the working section. Stems are reciprocated by cams which are divided into four sectors, each of 90 deg. Two main opposite sectors of each cam have radii whose difference is equal to required pin stroke. Two other sectors are made in the form of Archimedes' spiral. Cams on shaft are turned one with respect to another for an angle of 90 deg. Maximum radius of first four cams is selected to provide minimum moment on working shaft during the initial full pinching of pipe, i.e. it requires minimum cam radius. Maximum radius of fifth cam is less than maximum radius of first four cams by value equal to half the working stroke of first three cams. Working stroke of cams in working part of pipe ranges between 0.55 and 0.7 of pipe inner diameter before pipe section is overlapped. EFFECT: increased efficiency by reduced pulsation of liquid at apparatus output end without increasing the moment on shaft of actuating engine and provision for employment of polyvinyl chloride pipes without usage of special silicone inserts. 5 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может применяться для дозированных парентеральных инфузий жидких лекарственных препаратов как в условиях стационара, так и во время транспортировки больного. The invention relates to medical equipment and can be used for metered parenteral infusion of liquid drugs both in a hospital and during transportation of the patient.

Изобретение относится к классу аппаратов медицинской техники, используемой для проведения инфузионной терапии и клинического питания, в которых инфузия лекарств происходит не под действием силы тяжести жидкости, а с помощью специального перистальтического механизма, создающего необходимое давление. Такие аппараты позволяют обеспечить длительное, строго дозированное введение лекарственных препаратов, обеспечивая при этом автоматический контроль за процессом инфузии. The invention relates to the class of medical equipment used for infusion therapy and clinical nutrition, in which the infusion of drugs does not occur under the influence of gravity of the liquid, but using a special peristaltic mechanism that creates the necessary pressure. Such devices allow for a long, strictly dosed administration of drugs, while ensuring automatic control of the infusion process.

Несмотря на достаточно высокую стоимость этих аппаратов и их сложность, такие области медицины, как онкология, интенсивная терапия, кабустиология, детская хирургия, имеют большую потребность в подобных технических средствах. Despite the rather high cost of these devices and their complexity, such areas of medicine as oncology, intensive care, cabustiology, pediatric surgery, have a great need for such technical means.

Известен целый ряд устройств, обеспечивающих проведение процесса инфузии за счет перистальтического силового привода (например, патент США N 4867744, кл. A 61 M 5/00, 1989; заявка ЕПВ N 0411543, кл. A 61 M 5/142, 1991; заявка Японии N 1-57584, кл. A 61 M 5/00, 1989; заявка ЕПВ N 0374618, кл. A 61 M 5/142, G 01 B 21/14, 1990; заявка Японии N 1-16507, кл. A 61 M 5/00, 1989; патент ФРГ N 3912405, кл. A 61 M 1/00, 1990). A number of devices are known that ensure the infusion process due to a peristaltic power drive (for example, US patent N 4867744, class A 61 M 5/00, 1989; application EPO N 0411543, class A 61 M 5/142, 1991; application Japan N 1-57584, class A 61 M 5/00, 1989; EPO application N 0374618, class A 61 M 5/142, G 01 B 21/14, 1990; Japanese application N 1-16507, class A 61 M 5/00, 1989; German patent N 3912405, class A 61 M 1/00, 1990).

В указанных устройствах используются два различных принципа подачи жидкости посредством деформации гибкой трубки. These devices use two different principles of fluid supply through the deformation of a flexible tube.

Первый (заявка ЕПВ N 0374618) - так называемый "роликовый насос", в котором выталкивание жидкости обеспечивается "обкаткой" по окружности гибкой трубки роликовым механизмом, содержащим от одного до четырех роликов. The first (application EPO N 0374618) is the so-called "roller pump" in which the ejection of the liquid is ensured by "rolling" around the circumference of the flexible tube with a roller mechanism containing from one to four rollers.

Такие устройства не экономичны, так как требуют существенного увеличения мощности приводного двигателя и тем самым габаритов всего устройства ввиду того, что в таком насосе производится непрерывная (перекатывающаяся) деформация до пережатия по всей рабочей длине трубки в нескольких местах одновременно. Such devices are not economical, since they require a significant increase in the power of the drive motor and, therefore, the dimensions of the entire device due to the fact that in such a pump a continuous (rolling) deformation is performed until it is clamped along the entire working length of the tube in several places simultaneously.

Использование таких насосов оправдано при больших удельных объемах перекачиваемых жидкостей (> 1000 мл/ч). В большинстве же случаев при объемах от 1 до 400 мл/ч применяются насосы с возвратно-поступательным многоштифтовым либо винтовым принципом перистальтического пережатия гибкой трубки с выдавливанием жидкости. The use of such pumps is justified for large specific volumes of pumped fluids (> 1000 ml / h). In most cases, with volumes from 1 to 400 ml / h, pumps are used with reciprocating multi-pin or screw principle of peristaltic clamping of a flexible tube with extrusion of liquid.

Такие устройства имеют значительно меньшее энергопотребление, габариты, однако требуют наличия специальной силиконовой вставки (рабочий участок трубки) и характеризуются существенной нерегулярностью (наличием пульсаций) выходного потока жидкости по типу синусоиды, что ухудшает медико-лечебный эффект, особенно при введении больному высокотоксичных препаратов. Such devices have significantly lower power consumption, dimensions, however, they require a special silicone insert (working section of the tube) and are characterized by significant irregularity (pulsations) of the output fluid flow as a sinusoid, which worsens the medical-therapeutic effect, especially when highly toxic drugs are introduced to the patient.

Наиболее близким к изобретению является устройство по заявке ЕПВ N 0411543, содержащее перистальтический привод, состоящий из 11-12 кулачков, близко расположенных друг к другу и установленных на едином валу, которые приводят к возвратно-поступательному движению штифты, пережимающие трубку по типу "бегущей волны" и инициируя движение жидкости вперед, продвигая ее по синусоидальному закону. Closest to the invention is a device according to the application EPO N 0411543, containing a peristaltic drive, consisting of 11-12 cams, closely spaced to each other and mounted on a single shaft, which lead to reciprocating motion pins pinching the tube according to the type of "traveling wave "and initiating the movement of the fluid forward, promoting it in a sinusoidal manner.

Цель предлагаемого изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик, заключающееся в существенном уменьшении пульсаций жидкости на выходе насоса и возможности использования гибких трубок на основе ПВХ без специальной силиконовой вставки на рабочей части. The purpose of the invention is the improvement of operational characteristics, consisting in a significant reduction in pulsations of the liquid at the pump outlet and the possibility of using flexible pipes based on PVC without a special silicone insert on the working part.

Цель достигается тем, что устройство, содержащее контейнер с лекарственной жидкостью, соединенный с гибкой деформируемой трубкой, блок управления насосом и перистальтический механизм, содержащий кулачки, установленные на валу и соединенные со штифтами, на рабочих концах которых расположены пуансоны, и прижимное приспособление, препятствующее смещению трубки в направлении нажима, выполнено с перистальтическим механизмом, состоящим из пяти кулачков, развернутых друг относительно друга на 90o и соединенных со штифтами, два из которых являются демпфирующими, а каждый кулачок разделен на четыре равных сектора, причем два противоположных сектора трех первых кулачков выполнены с радиусами, разность которых необходима для рабочего хода штифтов, обеспечивающих полное пережатие и открывание трубки до величины 0,55-0,7 от ее внутреннего диаметра и двух кулачков с радиусами, разность которых необходима для обеспечения половины рабочего хода двух других штифтов, а два других сектора всех кулачков выполнены с профилем в виде спирали Архимеда, соединяющей сектора с разными радиусами. Максимальный радиус первых четырех кулачков одинаков и выбран из условия обеспечения минимального момента на валу двигателя при максимально вытесненном объеме жидкости, а максимальный радиус пятого кулачка уменьшен на величину, равную половине рабочего хода первых трех кулачков, обеспечивая ход штифта, перекрывающего трубку от 0,55-0,7 внутреннего диаметра до половины ее рабочей части. Пуансоны выполнены с профилями в плоскости параллельной продольной оси трубки в виде полуокружностей, радиусы которых равны 1,5-2 внешнего диаметра трубки, а расстояние между ними 2,5-3 внешнего диаметра трубки.The goal is achieved in that a device containing a container with medicinal fluid connected to a flexible deformable tube, a pump control unit and a peristaltic mechanism containing cams mounted on a shaft and connected to pins, at the working ends of which punches are located, and a clamping device that prevents displacement tube in the direction of pressure, adapted to a peristaltic mechanism consisting of five cams unfolded from each other by 90 o and connected with the pins, two of which yavl are damping, and each cam is divided into four equal sectors, and two opposite sectors of the first three cams are made with radii, the difference of which is necessary for the working stroke of the pins, ensuring full clamping and opening of the tube to a value of 0.55-0.7 from its inner diameter and two cams with radii, the difference of which is necessary to ensure half the working stroke of the other two pins, and two other sectors of all cams are made with a profile in the form of an Archimedes spiral connecting sectors with different radii. The maximum radius of the first four cams is the same and is selected from the condition of ensuring the minimum torque on the motor shaft with the maximum displaced fluid volume, and the maximum radius of the fifth cam is reduced by an amount equal to half the working stroke of the first three cams, providing a pin travel that covers the tube from 0.55- 0.7 internal diameter to half of its working part. The punches are made with profiles in the plane parallel to the longitudinal axis of the tube in the form of semicircles, the radii of which are equal to 1.5-2 of the outer diameter of the tube, and the distance between them is 2.5-3 of the outer diameter of the tube.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма режимов работы штифтов; на фиг. 3 - экспериментальная кривая зависимости объема вытесняемой жидкости от величины перемещения штифта для выбранного профиля пуансона; на фиг. 4 - профиль кулачка; на фиг. 5 - конструкция перистальтического механизма. In FIG. 1 shows a block diagram of a device; in FIG. 2 is a diagram of the operating modes of the pins; in FIG. 3 is an experimental curve of the displacement fluid volume versus pin displacement for a selected punch profile; in FIG. 4 - cam profile; in FIG. 5 - the design of the peristaltic mechanism.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) содержит контейнер 1 с жидкостью и присоединенной к нему деформируемой полимерной трубкой 2 с иглой на конце. Любой участок трубки заправляется в перистальтический механизм 3, в котором осуществляется ее циклическое пережатие, приводящее к принудительному движению жидкости. Выбор режима и управление работой перистальтического механизма осуществляется с помощью блока управления 4, соединенного с ним линией передачи 5. Перистальтический механизм 3 состоит из кулачков 6, установленных на валу 7 и приводящих в действие прижатые к кулачкам пружиной 8 штифты 9 посредством двигателя 10. На концах штифтов 8 расположены профильные пуансоны 11, которые осуществляют непосредственный контакт с трубкой 2 в процессе ее пережатия относительно прижимного приспособления 12 с эластичной прокладкой 13, препятствующего перемещению трубки 2 в направлении нажима. The proposed device (Fig. 1) contains a container 1 with a liquid and a deformable polymer tube 2 attached to it with a needle at the end. Any part of the tube is refilled in the peristaltic mechanism 3, in which it is cyclic clamping, leading to forced movement of the fluid. The choice of mode and the operation of the peristaltic mechanism is carried out using the control unit 4 connected to it by the transmission line 5. The peristaltic mechanism 3 consists of cams 6 mounted on the shaft 7 and actuating the pins 9 pressed against the cams by the spring 8 by means of the engine 10. At the ends pins 8 are profile punches 11, which make direct contact with the tube 2 in the process of clamping it relative to the clamping device 12 with an elastic gasket 13 that prevents movement tube 2 in the direction of pressure.

Профиль пуансонов существенно влияет на усилие прижатия и зависит от диаметра полимерной трубки 2. В табл. 1 приведены результаты экспериментальных исследований по выбору оптимального профиля кулачка по критерию: "минимальное усилие прижатия при максимально-возможном выталкиваемом объеме жидкости" для широко распространенной полимерной трубки, предназначенной для переливания инфузионных растворов, с наружным диаметром Dн = 4,6 мм и внутренним диаметром Dв = 3,3 мм.The profile of the punches significantly affects the pressing force and depends on the diameter of the polymer tube 2. In table. 1 shows the results of experimental studies on the selection of the optimal cam profile according to the criterion: "minimum pressing force at the maximum possible ejected volume of fluid" for a widespread polymer tube designed for transfusion of infusion solutions with an outer diameter of D n = 4.6 mm and an inner diameter D in = 3.3 mm.

Из экспериментальных исследований установлено, что оптимальное сечение профиля пуансона должно быть в виде полуокружности с радиусом, равным 1,5-2 внешнего диаметра трубки. Для обеспечения плавности подачи жидкости по мере поступательного движения штока необходимо обеспечение линейной зависимости объема V вытесняемой жидкости от величины перемещения X, то есть эта зависимость должна максимально приближаться к виду V = KX, где K = const. From experimental studies it was found that the optimal cross section of the punch profile should be in the form of a semicircle with a radius equal to 1.5-2 of the outer diameter of the tube. To ensure a smooth fluid supply as the rod moves forward, it is necessary to ensure a linear dependence of the displacement fluid volume V on the displacement value X, i.e., this dependence should be as close as possible to the form V = KX, where K = const.

При выбранном профиле пуансона в виде цилиндра экспериментальная зависимость V = f(x) представляет кривую (фиг. 2), на которой отчетливо виден линейный участок, в пределах которого и должно осуществляться движение пуансонов, деформирующих трубку. Это обстоятельство позволяет использовать в аппарате трубки с широким диапазоном наружных диаметров при сохранении постоянной скорости вытекания вытесняемого объема жидкости. Чтобы сохранить эту линейность при работе двух соседних пуансонов, расстояние между ними в вертикальной плоскости не должно быть меньше по крайней мере одного диаметра их профиля. With the selected profile of the punch in the form of a cylinder, the experimental dependence V = f (x) represents a curve (Fig. 2), on which the linear section is clearly visible, within which the movement of the punches deforming the tube should be carried out. This circumstance makes it possible to use tubes with a wide range of outer diameters in the apparatus while maintaining a constant flow rate of the displaced volume of liquid. To maintain this linearity when two adjacent punches are used, the distance between them in the vertical plane should not be less than at least one diameter of their profile.

Кроме обеспечения линейности вытесняемого объема жидкости при равномерном движении пуансона, для плавной непрерывной подачи жидкости необходим определенный режим работы штифтов. На фиг. 2,а условно показаны режимы работы каждого из штифтов за один цикл рабочего вала с кулачками. Этот цикл разделен на четыре равных такта, каждый из которых соответствует 90o поворота рабочего вала. Нумерация штифтов, расположенных последовательно в ряд вдоль трубки 2, начинается со штифта, установленного на входе насоса. Штифты перекрывают трубку поочередно. Пятый штифт является демпфирующим, исключающим прерывание потока при перекрывании трубки четвертым штифтом. Положению штифтов на фиг. 2 соответствует размер сечения, через которое в данный момент проходит жидкость. Особенностью конструкции перистальтического механизма является также то обстоятельство, что штифты четыре и пять перемещаются только на половину рабочего хода остальных штифтов, причем штифт четыре перекрывает трубку от половины ее рабочей части до полного закрытия, а пятый штифт от 0,55-0,7 внутреннего диаметра трубки до половины ее рабочей части. Штриховкой условно показана часть жидкости, участвующая в ее рабочем движении, то есть выталкиваемая. Для осуществления такого режима перемещения штоков требуются соответствующие профили кулачков, фиг. 4.In addition to ensuring the linearity of the displaced volume of fluid with uniform movement of the punch, a certain operating mode of the pins is necessary for a smooth continuous supply of fluid. In FIG. 2, and conditionally shows the operating modes of each of the pins for one cycle of the working shaft with the cams. This cycle is divided into four equal cycles, each of which corresponds to 90 o rotation of the working shaft. The numbering of the pins arranged sequentially in a row along the tube 2 begins with a pin mounted at the pump inlet. The pins overlap the tube alternately. The fifth pin is damping, eliminating the interruption of flow when the fourth pin overlaps the tube. The position of the pins in FIG. 2 corresponds to the size of the cross section through which the fluid is currently passing. The design feature of the peristaltic mechanism is also the fact that the pins four and five move only half the working stroke of the remaining pins, and the four pins overlap the tube from half of its working part to full closure, and the fifth pin from 0.55-0.7 internal diameter tube to half of its working part. The hatching conventionally shows the part of the liquid participating in its working movement, that is, it is pushed out. To implement this mode of movement of the rods, corresponding cam profiles are required, FIG. 4.

Каждый из кулачков разделен на четыре равных сектора (I, II, III и IV на фиг. 4). Два противоположных сектора I и III имеют профиль в виде частей окружностей с радиусами R1 и R2, причем ΔR = R1-R2 этих окружностей равна необходимому ходу штифта. Два других сектора II и IV имеют профиль в виде спирали Архимеда, соединяющей указанные окружности, как условно показано на фиг. 4. С целью упрощения технологии изготовления эти участки спирали с погрешностью не более 5% от линейной зависимости можно заменить частями окружности с радиусом R3, центр которой смещен относительно центра окружностей двух других секторов на величину ΔX и ΔY , где ΔX ≅ ΔY; ΔY = (R1-R2)/2. .Each of the cams is divided into four equal sectors (I, II, III and IV in Fig. 4). Two opposite sectors I and III have a profile in the form of parts of circles with radii R 1 and R 2 , and ΔR = R 1 -R 2 of these circles is equal to the required stroke of the pin. The other two sectors II and IV have a profile in the form of an Archimedes spiral connecting these circles, as conventionally shown in FIG. 4. In order to simplify the manufacturing technology, these sections of the spiral with an error of no more than 5% of the linear dependence can be replaced by parts of a circle with radius R 3 , the center of which is offset from the center of the circles of two other sectors by ΔX and ΔY, where ΔX ≅ ΔY; ΔY = (R 1 -R 2 ) / 2. .

Например, для трубки с внутренним диаметром Dв = 3,3 мм и наружным Dн = 4,6 мм, исходя из стремления минимальной потребляемой мощности двигателя и обеспечения технологических требований при изготовлении кулачков с минимальными размерами, приняты размеры, указанные в табл. 2.For example, for a tube with an inner diameter of D in = 3.3 mm and an outer D of n = 4.6 mm, based on the desire for minimum power consumption of the engine and ensuring technological requirements in the manufacture of cams with minimum dimensions, the dimensions indicated in Table 1 are accepted. 2.

Наибольший потребляемый момент на рабочем валу имеет место во время начала полного пережатия трубки. Это происходит в конце каждого такта (фиг. 2). Предыдущий (перед закрывающим) штифт создает давление на подшипники рабочего вала, передаваемое через кулачок, обкатываемый по неизменной (максимальной) окружности, то есть потребный для этого момент - преодолевает только трение качения в подшипниках вала и трение скольжения в осях роликов, прижимающихся к кулачкам. Момент, необходимый для пережатия трубки движущимися пуансонами, можно рассчитать по формулам
Mp = PRtgα

Figure 00000002

где
Mр - момент силы нормальной к поверхности кулачка;
P - сила пережатия трубки;
R - максимальный радиус кулачка (R1 на фиг. 4);
Mтр - момент силы трения скольжения оси ролика;
μ - коэффициент трения скольжения;
α - угол скоса поверхности кулачка;
Mк - момент силы, передаваемый кулачку валом для пережатия трубки;
tgα = 2h/R , где h - полный ход штифта.The greatest consumed moment on the working shaft takes place during the beginning of the complete clamping of the tube. This occurs at the end of each measure (FIG. 2). The previous (in front of the closing) pin creates pressure on the bearings of the working shaft, transmitted through the cam, rolled around in an unchanged (maximum) circle, that is, the time required for this - overcomes only rolling friction in the shaft bearings and sliding friction in the axes of the rollers pressed against the cams. The moment necessary for clamping the tube with moving punches can be calculated by the formulas
Mp = PRtgα
Figure 00000002

Where
M p - moment of force normal to the surface of the cam;
P is the clamping force of the tube;
R is the maximum radius of the cam (R 1 in Fig. 4);
M Tr - the moment of friction force of the sliding axis of the roller;
μ is the coefficient of sliding friction;
α is the bevel angle of the cam surface;
M to - the moment of force transmitted to the cam shaft for clamping the tube;
tgα = 2h / R, where h is the full stroke of the pin.

С учетом вышеприведенного и данных табл. 1, а также принимая μ = 0,04, имеем Mк ≅ 300 Гсм. Для учета дополнительных факторов (трение в подшипниках рабочего вала, трение осей роликов стальных штифтов, трение при движении штифтов и т. п.) вводится коэффициент запаса Kз = 2. Отсюда потребный расчетный момент на рабочем валу составит Mраб.вал = 2Mк = 600 Гсм. Такой момент можно создать достаточно малогабаритным электродвигателем, соединенным непосредственно с рабочим валом, без редукции. Наиболее подходящими типами электродвигателей для этой цели являются шаговые двигатели, которые обладают широкой и точной регулировкой скорости вращения и обеспечивающие требуемый момент без использования редуктора.Given the above and the data table. 1, and also taking μ = 0.04, we have M k ≅ 300 Gcm. To take into account additional factors (friction in the bearings of the working shaft, the friction of the axes of the rollers of the steel pins, friction when the pins move, etc.), a safety factor K s = 2 is introduced. From here, the required calculated moment on the working shaft will be M slave shaft = 2M to = 600 gsm. Such a moment can be created with a sufficiently small-sized electric motor connected directly to the working shaft without reduction. The most suitable types of electric motors for this purpose are stepper motors, which have wide and precise speed control and provide the required torque without using a gearbox.

Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.

После расположения контейнера 1 с лекарством и "прогона" воздушного столба через инфузионную трубку 2, которая вставляется в соответствующие направляющие перистальтического механизма и прижимается с помощью прижимного приспособления 12 к рабочим пуансонам 11 штифтов 9, посредством блока управления 4 задается необходимая скорость подачи жидкости и включается в работу двигатель 10, приводя в действие перистальтический механизм 3, который осуществляет подачу жидкости согласно диаграммы на фиг. 2,а. В первом такте первый штифт перекрывает поток жидкости, а второй штифт выдавливает полный объем, имеющейся под ним, однако четвертый штифт открывается наполовину, т. е. втягивает половину выталкиваемого вторым штифтом объема жидкости. Таким образом, происходит линейное выталкивание половины полного объема с постоянной скоростью. Во втором такте в момент полного закрытия трубки вторым штифтом начинает двигаться третий штифт, а пятый штифт втягивает половину аналогично работе второго и четвертого штифтов в предыдущем такте. При этом происходит продолжение выталкивания жидкости с той же скоростью, что и в первом такте. В третьем такте выталкивание производит четвертый штифт, однако, поскольку его ход в два раза меньше, чем ход второго и третьего штифтов, то скорость выталкиваемой жидкости не изменяется. Аналогично работает и пятый штифт, продолжая выталкивание с той же скоростью. В конце цикла положение штифтов соответствует началу первого такта, что позволяет повторять циклы без прерывания потока. Кроме того, во втором, третьем и четвертом тактах одновременно происходит втягивание жидкости в трубку со стороны ее входа, заполняя неработающую ее часть и подготавливая ее к очередному циклу, при этом по входу имеет место неравномерная скорость заполнения, например, в первом такте жидкость не втягивается, однако это никак не отражается на линейности подачи на выходе насоса. Максимальная нагрузка на двигатель будет только в моменты полного пережатия двигающимся штифтом, т.е. в моменты, соответствующие границам между тактами, так как предыдущий штифт не перемещается и, следовательно, двигатель преодолевает только момент трения, создаваемый в подшипниках от силы реакции прижимаемой трубки. After the location of the container 1 with the medicine and the "run" of the air column through the infusion tube 2, which is inserted into the corresponding guides of the peristaltic mechanism and pressed with the clamping device 12 to the working punches 11 of the pins 9, the required fluid flow rate is set by the control unit 4 and included in operation of the engine 10, driving the peristaltic mechanism 3, which delivers the fluid according to the diagram in FIG. 2 a. In the first stroke, the first pin blocks the fluid flow, and the second pin squeezes out the full volume available underneath, however, the fourth pin opens halfway, that is, it draws in half the fluid volume pushed out by the second pin. Thus, linear ejection of half of the full volume occurs at a constant speed. In the second step, at the moment the tube is completely closed with the second pin, the third pin begins to move, and the fifth pin retracts half, similarly to the work of the second and fourth pins in the previous cycle. In this case, the liquid is continued to be ejected at the same speed as in the first step. In the third step, the fourth pin pushes out, however, since its stroke is half that of the second and third pins, the speed of the pushed fluid does not change. The fifth pin works similarly, continuing to push at the same speed. At the end of the cycle, the position of the pins corresponds to the beginning of the first measure, which allows repeating cycles without interrupting the flow. In addition, in the second, third, and fourth cycles, fluid is simultaneously drawn into the tube from the side of its inlet, filling its non-working part and preparing it for the next cycle, while at the entrance there is an uneven filling speed, for example, in the first cycle, the liquid is not drawn However, this does not affect the linearity of the flow at the pump outlet. The maximum load on the engine will be only at moments of complete clamping by a moving pin, i.e. at moments corresponding to the boundaries between measures, since the previous pin does not move and, therefore, the engine overcomes only the friction moment created in the bearings from the reaction force of the pressed tube.

Рассмотренный режим работы насоса позволяет получить непрерывный и равномерный поток выдавливаемой жидкости (фиг. 2,б), что выгодно отличает предлагаемое устройство от существующих аналогов, которые в лучшем случае обеспечивают синусоидальный характер движения жидкости, что при малых скоростях подачи жидкости (< 50 мл/ч) может привести к закупорке иглы на выходе инфузионной трубки при длительной задержке движения жидкости из-за неравномерной ее подачи. Профиль кулачков и режим их работы обеспечивают незначительный момент на валу двигателя, что позволяет отказаться от специальных дорогих силиконовых вставок и использовать серийные инфузионные системы для переливания лекарств. The considered operating mode of the pump allows to obtain a continuous and uniform flow of extruded fluid (Fig. 2, b), which compares the proposed device from existing analogues, which in the best case provide a sinusoidal character of fluid movement, which at low flow rates (<50 ml / h) may lead to blockage of the needle at the exit of the infusion tube with a long delay in the movement of fluid due to its uneven supply. The profile of the cams and their operating mode provide an insignificant moment on the motor shaft, which allows you to abandon the special expensive silicone inserts and use serial infusion systems for transfusion of drugs.

Конструкция перистальтического механизма с положением пуансонов, соответствующем исходному состоянию цикла (0 на фиг. 2), приведена на фиг. 5. The design of the peristaltic mechanism with the position of the punches corresponding to the initial state of the cycle (0 in FIG. 2) is shown in FIG. 5.

Claims (1)

Аппарат перистальтического действия с системой плавной подачи лекарств, содержащий контейнер с лекарственной жидкостью, соединенный гибкой деформируемой трубкой с иглой, блок управления и перистальтический механизм с кулачками, установленными на валу, соединенном с электродвигателем, и приводящими в действие штифты, на рабочих концах которых расположены пуансоны, а также прижимное приспособление, препятствующее смещению трубки в направлении нажима, отличающийся тем, что перистальтический механизм содержит пять кулачков, развернутых друг относительно друга на 90o, со штифтами, два из которых являются демпфирующими, и пуансонами с профилями в плоскости, параллельной продольной оси трубки, выполненными в виде полуокружностей, радиусы которых равны 1,5 - 2 внешнего диаметра трубки, а расстояние между ними составляет 2,5 - 3 внешнего диаметра, причем каждый кулачок разделен на четыре равных сектора, два противоположных сектора трех кулачков имеют разные радиусы для обеспечения рабочего хода штифтов с возможностью пережатия трубки до величины 0,55 - 0,7 внутреннего ее размера и открывания, остальные два кулачка имеют по два противоположных сектора с разными радиусами для обеспечения половины рабочего хода штифтов, а два других сектора всех пяти кулачков выполнены с профилем в виде спирали Архимеда, соединяющей разные радиусы двух противоположных секторов.A peristaltic apparatus with a smooth drug delivery system comprising a container with medicinal fluid connected by a flexible deformable tube with a needle, a control unit and a peristaltic mechanism with cams mounted on a shaft connected to an electric motor, and actuating pins with punches at their working ends as well as a clamping device that prevents the tube from moving in the direction of pressure, characterized in that the peristaltic mechanism contains five cams, are deployed relative to each other at 90 o, with the pins, two of which are damped and punches with profiles in a plane parallel to the longitudinal axis of the tube, are designed as semicircles whose radii are equal to 1.5 - 2 external tube diameter and the distance between them is 2.5 - 3 external diameters, each cam divided into four equal sectors, two opposite sectors of the three cams have different radii to ensure the working stroke of the pins with the possibility of clamping the tube to a value of 0.55 - 0.7 of its internal size and kryvaniya remaining two cams each have two opposite sectors with different radii to provide half of the working stroke of pins, and the other two sectors of five cams formed with a profile in the form of a spiral of Archimedes connecting different radii of two opposing sectors.
RU95107376A 1995-05-06 1995-05-06 Peristaltic apparatus with continuously adjustable medication feeding system RU2111018C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95107376A RU2111018C1 (en) 1995-05-06 1995-05-06 Peristaltic apparatus with continuously adjustable medication feeding system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95107376A RU2111018C1 (en) 1995-05-06 1995-05-06 Peristaltic apparatus with continuously adjustable medication feeding system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95107376A RU95107376A (en) 1997-02-10
RU2111018C1 true RU2111018C1 (en) 1998-05-20

Family

ID=20167534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95107376A RU2111018C1 (en) 1995-05-06 1995-05-06 Peristaltic apparatus with continuously adjustable medication feeding system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2111018C1 (en)

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8113244B2 (en) 2006-02-09 2012-02-14 Deka Products Limited Partnership Adhesive and peripheral systems and methods for medical devices
RU2447905C2 (en) * 2006-02-09 2012-04-20 Дека Продактс Лимитед Партнершип Pump systems for fluid delivery and methods for using stress application devices
US8414563B2 (en) 2007-12-31 2013-04-09 Deka Products Limited Partnership Pump assembly with switch
US8496646B2 (en) 2007-02-09 2013-07-30 Deka Products Limited Partnership Infusion pump assembly
RU2494770C1 (en) * 2009-06-25 2013-10-10 Нестек С.А. Assembled grip for infusion cartridge
US11364335B2 (en) 2006-02-09 2022-06-21 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
US11395877B2 (en) 2006-02-09 2022-07-26 Deka Products Limited Partnership Systems and methods for fluid delivery
US11404776B2 (en) 2007-12-31 2022-08-02 Deka Products Limited Partnership Split ring resonator antenna adapted for use in wirelessly controlled medical device
US11426512B2 (en) 2006-02-09 2022-08-30 Deka Products Limited Partnership Apparatus, systems and methods for an infusion pump assembly
US11478623B2 (en) 2006-02-09 2022-10-25 Deka Products Limited Partnership Infusion pump assembly
US11497686B2 (en) 2007-12-31 2022-11-15 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
US11497846B2 (en) 2006-02-09 2022-11-15 Deka Products Limited Partnership Patch-sized fluid delivery systems and methods
US11524151B2 (en) 2012-03-07 2022-12-13 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
US11523972B2 (en) 2018-04-24 2022-12-13 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
US11534542B2 (en) 2007-12-31 2022-12-27 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
US11597541B2 (en) 2013-07-03 2023-03-07 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
US11642283B2 (en) 2007-12-31 2023-05-09 Deka Products Limited Partnership Method for fluid delivery
US11723841B2 (en) 2007-12-31 2023-08-15 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
US11890448B2 (en) 2006-02-09 2024-02-06 Deka Products Limited Partnership Method and system for shape-memory alloy wire control
US11964126B2 (en) 2006-02-09 2024-04-23 Deka Products Limited Partnership Infusion pump assembly
US12064590B2 (en) 2006-02-09 2024-08-20 Deka Products Limited Partnership Patch-sized fluid delivery systems and methods
US12070574B2 (en) 2006-02-09 2024-08-27 Deka Products Limited Partnership Apparatus, systems and methods for an infusion pump assembly

Cited By (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11786651B2 (en) 2006-02-09 2023-10-17 Deka Products Limited Partnership Patch-sized fluid delivery system
US8113244B2 (en) 2006-02-09 2012-02-14 Deka Products Limited Partnership Adhesive and peripheral systems and methods for medical devices
US12070574B2 (en) 2006-02-09 2024-08-27 Deka Products Limited Partnership Apparatus, systems and methods for an infusion pump assembly
US12064590B2 (en) 2006-02-09 2024-08-20 Deka Products Limited Partnership Patch-sized fluid delivery systems and methods
US11534543B2 (en) 2006-02-09 2022-12-27 Deka Products Limited Partnership Method for making patch-sized fluid delivery systems
US12036387B2 (en) 2006-02-09 2024-07-16 Deka Products Limited Partnership Device to determine volume of fluid dispensed
US8545445B2 (en) 2006-02-09 2013-10-01 Deka Products Limited Partnership Patch-sized fluid delivery systems and methods
US11992650B2 (en) 2006-02-09 2024-05-28 Deka Products Limited Partnership Adhesive and peripheral systems and methods for medical devices
US8585377B2 (en) 2006-02-09 2013-11-19 Deka Products Limited Partnership Pumping fluid delivery systems and methods using force application assembly
US11964126B2 (en) 2006-02-09 2024-04-23 Deka Products Limited Partnership Infusion pump assembly
US11339774B2 (en) 2006-02-09 2022-05-24 Deka Products Limited Partnership Adhesive and peripheral systems and methods for medical devices
US11364335B2 (en) 2006-02-09 2022-06-21 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
US11391273B2 (en) 2006-02-09 2022-07-19 Deka Products Limited Partnership Adhesive and peripheral systems and methods for medical devices
US11395877B2 (en) 2006-02-09 2022-07-26 Deka Products Limited Partnership Systems and methods for fluid delivery
US11904134B2 (en) 2006-02-09 2024-02-20 Deka Products Limited Partnership Patch-sized fluid delivery systems and methods
US11890448B2 (en) 2006-02-09 2024-02-06 Deka Products Limited Partnership Method and system for shape-memory alloy wire control
US11408414B2 (en) 2006-02-09 2022-08-09 Deka Products Limited Partnership Adhesive and peripheral systems and methods for medical devices
US11413391B2 (en) 2006-02-09 2022-08-16 Deka Products Limited Partnership Patch-sized fluid delivery systems and methods
US11426512B2 (en) 2006-02-09 2022-08-30 Deka Products Limited Partnership Apparatus, systems and methods for an infusion pump assembly
US11478623B2 (en) 2006-02-09 2022-10-25 Deka Products Limited Partnership Infusion pump assembly
US11491273B2 (en) 2006-02-09 2022-11-08 Deka Products Limited Partnership Adhesive and peripheral systems and methods for medical devices
US11844926B2 (en) 2006-02-09 2023-12-19 Deka Products Limited Partnership Adhesive and peripheral systems and methods for medical devices
US11497846B2 (en) 2006-02-09 2022-11-15 Deka Products Limited Partnership Patch-sized fluid delivery systems and methods
RU2447905C2 (en) * 2006-02-09 2012-04-20 Дека Продактс Лимитед Партнершип Pump systems for fluid delivery and methods for using stress application devices
US8414522B2 (en) 2006-02-09 2013-04-09 Deka Products Limited Partnership Fluid delivery systems and methods
US11738139B2 (en) 2006-02-09 2023-08-29 Deka Products Limited Partnership Patch-sized fluid delivery systems and methods
US11406753B2 (en) 2006-02-09 2022-08-09 Deka Products Limited Partnership Adhesive and peripheral systems and methods for medical devices
US11559625B2 (en) 2006-02-09 2023-01-24 Deka Products Limited Partnership Patch-sized fluid delivery systems and methods
US11717609B2 (en) 2006-02-09 2023-08-08 Deka Products Limited Partnership Adhesive and peripheral systems and methods for medical devices
US11617826B2 (en) 2006-02-09 2023-04-04 Deka Products Limited Partnership Patch-sized fluid delivery systems and methods
US11712513B2 (en) 2006-02-09 2023-08-01 Deka Products Limited Partnership Adhesive and peripheral systems and methods for medical devices
US11690952B2 (en) 2006-02-09 2023-07-04 Deka Products Limited Partnership Pumping fluid delivery systems and methods using force application assembly
US8496646B2 (en) 2007-02-09 2013-07-30 Deka Products Limited Partnership Infusion pump assembly
US12128006B2 (en) 2007-12-31 2024-10-29 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
US8414563B2 (en) 2007-12-31 2013-04-09 Deka Products Limited Partnership Pump assembly with switch
US9526830B2 (en) 2007-12-31 2016-12-27 Deka Products Limited Partnership Wearable pump assembly
US8491570B2 (en) 2007-12-31 2013-07-23 Deka Products Limited Partnership Infusion pump assembly
US11404776B2 (en) 2007-12-31 2022-08-02 Deka Products Limited Partnership Split ring resonator antenna adapted for use in wirelessly controlled medical device
US11497686B2 (en) 2007-12-31 2022-11-15 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
US11642283B2 (en) 2007-12-31 2023-05-09 Deka Products Limited Partnership Method for fluid delivery
US11894609B2 (en) 2007-12-31 2024-02-06 Deka Products Limited Partnership Split ring resonator antenna adapted for use in wirelessly controlled medical device
US11723841B2 (en) 2007-12-31 2023-08-15 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
US12121497B2 (en) 2007-12-31 2024-10-22 Deka Products Limited Partnership Method for fluid delivery
US11701300B2 (en) 2007-12-31 2023-07-18 Deka Products Limited Partnership Method for fluid delivery
US11534542B2 (en) 2007-12-31 2022-12-27 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
RU2494770C1 (en) * 2009-06-25 2013-10-10 Нестек С.А. Assembled grip for infusion cartridge
US11524151B2 (en) 2012-03-07 2022-12-13 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
US12012241B2 (en) 2013-07-03 2024-06-18 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
US11597541B2 (en) 2013-07-03 2023-03-07 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery
US11523972B2 (en) 2018-04-24 2022-12-13 Deka Products Limited Partnership Apparatus, system and method for fluid delivery

Also Published As

Publication number Publication date
RU95107376A (en) 1997-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2111018C1 (en) Peristaltic apparatus with continuously adjustable medication feeding system
US8944780B2 (en) Pumping devices, systems including multiple pistons and methods for use with medical fluids
US11040146B2 (en) Dosing apparatus for dispensing a fluid under aseptic conditions
US20170043083A1 (en) Pumping devices, systems and methods for use with medical fluids including compensation for variations in pressure or flow rate
US5322422A (en) Volumetric pump tube reshaper and method
EP0796396B1 (en) Linear peristaltic pump with reshaping fingers interdigitated with pumping elements
JP5543216B2 (en) Capacity pump
US5158437A (en) Volumetric pump with spring-biased cracking valves
US9022755B2 (en) Volumetric pump and its driving mechanism
MX2011009516A (en) Peristaltic infusion pump having mechanism for reshaping the flexible tube.
US9095650B2 (en) Precision fluid delivery systems
CN109310817A (en) Measurement instrument and injection device
CN109011000A (en) A kind of pump installation of infusion pump
CN1178704C (en) Measure apparatus for medical liquid
US6610030B1 (en) Bilateral syringe tethered remote micro-pump
CN117695476A (en) Micro-liquid medicine injection structure
WO2015041980A1 (en) Pump device and method therefor of conveying fluid, and method of manufacturing the pump device
US12083313B2 (en) Pump
CN219595450U (en) Drug delivery system, patch pump and drug delivery device
CN217761221U (en) Continuous injection pump
EP4029544A1 (en) Linear activated drug dosing pump system
CN213191754U (en) High-precision circulating injection pump
US11867162B2 (en) Precision, constant-flow reciprocating pump
JP2000120549A (en) Chemical transferring device
EP0044217A1 (en) Volumetric pump