Устройство для испытания искусственных клапанов сердца

Устройство для испытания искусственных клапанов сердца

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„ЯУ„„1243722 (511 4 А 61 F 2/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13,, 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3777641/28-14 (22) 09.08.84 (46) 15.07.86. Бюл. № 26 (72) И.И.Юрченко, С.В.Гоголев, В.M.Êàðòîøêèí и 10.А.Перимов (53) 615,475(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 655102, кл. А 61 F 1/22, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 1045451, кл. А 61 F 1/22, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

ИСКУССТВЕННЫХ КЛАПАНОВ СЕРДЦА, ..содержащее пневмогидроаккумулятор, диафрагменный насос с обоймой для установки в ней испытуемого клапана и управляемым клапаном, блок управления работой насоса и источник давления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения сроков службы устройства, блок управления содержит эжектор с соплом в виде постоянного дросселя и диффузором и переменный дроссель с соплом и регулируемым кулачком, причем диффузор эжектора является соплом переменного дросселя, а пневматический вход диафрагменного насоса соединен с выходом .постоянного дросселя.

1243722

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для испытания искусственных клапанов сердца.

Целью изобретения является увеличение срока службы за счет конструктивных особенностей устройства.

На чертеже представлена пневмогидравлическая схема устройства для испытания искусственных клапанов сердца.

Устройство содержит пневмогидроаккумулятор 1, диафрагменный насос 2 с обоймой для установки в ней испытуемого клапана 3 и управляемым клапаном 4, источник 5 давления, блок 6 управления работой насоса, стабилизаторы 7, 8 и 9 давления, а также блок

10 контроля параметров испытаний.

Блок 6 управления состоит из регулируемого плоского кулачка 11, кинеметически связанного с приводом 12, у которого регулируется частота вращения, постоянного дросселя 13 и сопла 14, причем дроссель 13 является соплом эжектора 15, Рабочая поверхность 16 кулачка 11 и сопло 14 образуют переменный дроссель сопло — заслонка. Размеры кулачка выбирают, исходя из соображений, что радиус кривизны рабочей поверхности 16 кулачка должен быть таким, чтобы при нулевом зазоре между соплом 14 и рабоI чей поверхностью 16 кулачка 11 давление на выходе постоянного цросселя 13 было меньше давления на его входе не более, чем на 25 7. Источник 5 давления, стабилизатор 9 давления, постоянный дроссель 13 и переменный дросссль сопло — заслонка соединены последовательно, а приемный патрубок 17 (выход дросселя 13) эжектора 15 соединен с пневматическим входом насоса 2 и блоком 10 контроля ° Кроме этого, эжектор 15 снабжен устройством для изменения начального (максимальногo) зазора между соплом 14 и кулачком 11 (не показано). При этом минимальный зазор между указанными поверхностями регулируется за счет изменения величины хода кулачка 11. Величины максимального и минимального зазоров определяют давление в фазах .всасывания и нагнетания насоса 2 соответственно, от которых в свою очередь зависят скорости нарастания давления на входе и выходе клапана

5D

3 (скорости всасывания и нагнетания рабочей жидкости).

Диафрагменный насос 2 состоит из мембранной камеры 18, разделенной мембраной 19 на рабочую 20 и пневматическую 21 полости, и обоймы 22 для установки испытуемого клапана 3.

Стенки обоймы 22 выполнены из оптически прозрачного материала. Это позволяет производить визуальную оценку работоспособности искусственных клапанов сердца.

Управляемый клапан 4 представляет собой одномембранный элемент с соплом 23, проточной 24 и глухой 25 камерами, разделенные мембраной 26.

Мембрана 26 и сопло 23 образуют гидравлический контакт клапана 4. Геометрические размеры клапана 4, ход и масса мембраны 26 выбираются из расчета обеспечения его высокого быстродействия и минимального перепада давления на мембране 26, при котором происходит замыкание (размыкание) гидравлического контакта клапана 4.

Рабочая полость 20 камеры 18 подсоединена к выходу клапана 3 и к проточной камере 24. Вход испытуемого клапана 3 и сопло 23 соединены с гидравлическим входом. пневмогидроаккумулятора 1. Пневматический вход пневмогидроаккумулятора 1 подключен к источнику 5 давления через стабилизатор 7 давления. Пневмогидроаккумулятор 1 и стабилизатор 7 давления выполняют функцию задатчика давления открытия клапана 3. Глухая камера 25 клапана 4 соединена с источником 5 давления через стабилизатор 8 давления. Управляемый клапан 4 и стабилизатор 8 давления являются задатчиком давления закрытия клапана 3. Выходы стабилизатора давления 7 и 8 подсоединены к блоку 10 контроля. Блок 10 контроля предназначен для измерения давлений открытия и закрытия клапана

3., а также для измерения экстремальных значений пульсирующего давления в полости 21 насоса 2. Для исключения влияния инерционных свойств коммуникационных каналов на динамику системы "насос 2 — эжектор 15" длина канала, соединяющего приемный патрубок 17 и полость 21, и его объем должны быть минимальными, С помощью соответствующих задатчиков давления устанавливаются необхо!

24 з димые давления на входе и выходе клапана 3. С помощью соответствующих устройств устанавливаются необходимые давления в пневматической полости 21 насоса 2 в фазах всасывания (положение кулачка 11, соответствующее максимальному зазору между соплом 14 и его рабочей поверхностью

16) и нагнетания (положение кулачка

11, соответствующее минимальному за- 10 зору между соплом 14 и его рабочей поверхностью 16).. При этом давление на входе клапана 3 определяется как разность давлений в пневмогидроаккумуляторе I и полости 20 в фазе всасы-15 вания, а давление на выходе клапана

3 — как разность давлений в камере

25 клапана 4 и пневмогидроаккумуляторе 1. Иэ расчета обеспечения необходимой скорости нарастания давления 20 на входе клапана 3 давление в полости 21 в фазе нагнетания должно превышать давление в камере 25 на 30—

100 мм рт.ст. Для исключения возможности возникновения кавитации в рабо-25 чей полости 20 насоса 2 при высокой частоте испытаний мичимальное значение пульсирующего давления в полости

21 должно быть выше атмосферного и может быть увеличено за счет уменьше-з0 ния величины начального зазора между соплом 14 и рабочей поверхностью 16 кулачка Il. А так как в этом случае давление в полости 20 в фазе всасывания будет также вьппе атмосферного, то величины давлений открытия и закрытия клапана 3 необходимо увеличить на величину превьппения давлечия в полости 20 над атмосферным. Необходимая частота испытаний устанавли- 40 вается с помощью привода 12. Испыта,ния на безотказность проводятся на частоте 25 Гц и выше. Превьппение давления в полости 20 над атмосферным должно составлять при этом не 4S менее 0,6 кг/см . Во время испыта2 ний на безотказность можно периодически проводить оценку работоспособности клапана 3 на физиологической частоте (объем полости 20 составля- S0 ет 100 смз).

Устройство для испытания искусственных клапанов сердца работает следующим образом.

При вращении кулачка II с рабо- s5 чей частотой зазор между торцовой и ,рабочей 16 поверхностями сопла 14 и кулачка Il периодически изменяется.

3722

При уменьшении величины указанного зазора (фаза нагнетания) истечение газа через дроссель 13 и из полости 21 в атмосферу уменьшается, а давление в полостях 20 и 21 нарастает. При повьппении давления газа до величины, равной или превышающей давление в пневмогидроаккумуляторе

1, клапан 3 закрывается, а при давлении газа, равном или превьппающем давление в глухой камере 25, гидравлический контакт клапана 4 замыкается, а жидкость из рабочей полости

20 переливается в пневмогидроаккумулятор 1 через проточную камеру 24 и сопло 23. В этот момент давление в полости 21 равно делению на выходе стабилизатора 8 давления. Происходит повьппение уровня жидкости в пневь|огидроаккумуляторе 1. В конце фазы нагнетания (минимальный зазор) давление в полости 21 равно максимальному значению и определяется величиной указанного зазора. При увеличении величины зазора (фаза всасывания) между соплом 14 и рабочей поверхностью 16 кулачка скорость газа, истекающего через дроссель 13 и сопло 14 в атмосферу, увеличивается, происходит интенсивный переход потенциальной энергии сжатого газа в кинетическую. Давление в полостях 20 и

21 резко .падает. При величине давления в полости 21, равной или меньшей величины давления в камере 25, гидравлический контакт клапана 4 размыкается, а при давлении газа, равном или меньшем давления в пневмогидроаккумуляторе 1, открывается клапан

3, а жидкость из пневмогидроаккумулятора 1 через клапан 3 переливается в полость 20. В этот момент давление в полости 20 равно давлению в пневмогидроаккумуляторе 1. Происходит понижение уровня жидкости в пневмогидроаккумуляторе 1. В конце фазы всасывания (максимальный зазор) давление в полости 21 равно минимальному значению и определяется величиной зазора. При уменьшении величины зазора между соплом 14 и рабочей поверхностью 16 кулачка 11 цикл работы устройства повторяется °

Предложенное устройство по сравнению с известными обладает большим сроком службы при испытаниях искусственных клапанов на безотказность.

Кроме того, устройство позволяет проСоставитель Л.Попов

Техред N.Ìîpãåíòàä

Корректор С вверни

Редактор М.Келемеш

Заказ 3735/5

Тираж 660

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

„Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, В 12437 водить оценку работоспособности клапанов на физиологической частоте и определять ударный объем при условиях, близких к физиологическим, а привод насоса исключает кавитацию при ресурсных испытаниях искусственных клапанов сердца на высоких частотах

22 d и обеспечивает возможность одновре- менно испытывать несколько клапанов, так как рабочая поверхность кулачка может служить заслонкой для нескольких сопел и управлять соот- ) ветственно несколькими насоса—