Одноразовый поршневой насос и механизм для внутривенного вливания

Одноразовый поршневой насос и механизм для внутривенного вливания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в общем, к системе подачи медицинской жидкости и, в частности, к системе подачи медицинской жидкости с поворотным клапаном.

Уровень техники

Подача жидкостей к телу пациента и от него обычно является частью лечения. Используется множество конструкций автоматизированных систем подачи жидкости. В общем, эти конструкции комбинируют клапанный механизм для создания потока жидкости в одном направлении и насосный механизм для подачи потока в этом направлении. В большинстве конструкций или используется нажимной клапан для нажатия на мембрану и создания потока посредством перемещения потока в одном направлении и насосный механизм для вытеснения требуемого количества жидкости, или используется поворотный клапан для создания потока с помощью «сборника», обеспечивая поток в одном направлении с последующим использованием перекачивающего механизма для подачи требуемого количества жидкости. Требуемое количество жидкости затем подается к пациенту.

В обычной системе с нажимным клапаном удерживание жидкости достигается преимущественно посредством использования упругих свойств мембраны. На практике система с нажимным клапаном имеет некоторые недостатки. Механизм препятствования подаче жидкости посредством нажатия на мембрану вынуждает объем под мембраной направляться в обе стороны линии удерживания. Зависимость действия механизма подачи жидкости от упругих свойств приводит к неточной объемной подаче жидкостей. Кроме того, объем, распределяемый по системе, может быть чувствительным к поднятию насоса и расположению емкости для жидкости и пациента относительно друг друга. Скорость течения в системе подачи жидкости с нажимным клапаном может изменяться до 20% на основе конфигурации емкости и пациента.

В стандартной системе с поворотным клапаном, например, как описано в патенте США №4,605,396, клапан поворачивается для попеременного обеспечения жидкостного сообщения посредством канавки между впуском и камерой насоса или между камерой насоса и выпуском.

На практике система поворотного клапана имеет некоторые недостатки. Например, наполнение такой системы для удаления воздуха из жидкостных каналов требует некоторого количества жидкости за счет включения поворотного клапана и выпуска некоторого количества жидкости из системы подачи для обеспечения удаления воздуха из системы.

Раскрытие изобретения

Существует необходимость в системе подачи жидкости, которая поддерживает высокую точность скорости потока независимо от положения системы относительно емкости с жидкостью и пациента и которая может быть легко наполнена надлежащим количеством жидкости.

Эта и другие задачи решаются с помощью вариантов выполнения настоящего изобретения, которые имеют систему подачи жидкости с поворотным клапаном, обеспечивающую легкое наполнение и сведение к минимуму потери жидкости во время наполнения.

Эта и другие задачи решаются с помощью вариантов выполнения настоящего изобретения, имеющих устройство с клапаном, которое может подавать жидкость за счет поворачивания в одном направлении (или по часовой стрелке или против часовой стрелки), преимущественно используя конфигурацию, в которой наполнение выполняется с нижней стороны клапана по отдельной линии от источника подачи жидкости.

Согласно изобретению устройство подачи жидкости содержит:

впускную трубку, имеющую канал для прохождения жидкости от ближнего конца к дальнему концу;

выпускную трубку, имеющую канал для прохождения жидкости от ближнего конца к дальнему концу;

угловое соединение, образованное посредством соединения дальних концов внутренней трубки и наружной трубки, при этом угловое соединение имеет внутреннюю полость, присоединенную между каналами внутренней трубки и наружной трубки;

первый поршень, сконфигурированный для совершения возвратно-поступательного движения в первом кожухе, имеющем жидкостное соединение с внутренней полостью, при этом первый поршень имеет первую всасывающую полость с первой всасывающей способностью;

и клапан, расположенный с возможностью поворачивания во внутренней полости; клапан сконфигурирован для жидкостного соединения с впускной трубкой и выпускной трубкой в положении наполнения клапана и транспортирования жидкости между впускной трубкой и выпускной трубкой и из первой всасывающей полости, когда клапан поворачивается между первым положением перекачивания и вторым положением перекачивания.

Предпочтительно клапан содержит рукоятку, предназначенную для захватывания и поворачивания клапана в положение наполнения.

Клапан может содержать маленькую наполнительную трубку для жидкостного соединения впускной трубки и выпускной трубки, когда клапан находится в положении наполнения, и клиновидное отверстие, предназначенное для жидкостного соединения впускной трубки с первой всасывающей полостью, когда клапан находится в первом положении перекачивания, и жидкостного соединения выпускной трубки с первой всасывающей полостью, когда клапан находится во втором положении перекачивания.

Предпочтительно клапан содержит

выемку канала наполнения, предназначенную для жидкостного соединения впускной трубки, выпускной трубки и первой всасывающей полости, когда клапан находится в положении наполнения; и

выемку перекачивания, предназначенную для жидкостного соединения впускной трубки с первой всасывающей полостью, когда клапан находится в первом положении перекачивания, и жидкостного соединения выпускной трубки с первой всасывающей полостью, когда клапан находится во втором положении перекачивания;

выемка канала наполнения и выемка перекачивания расположены на периферии клапана и, по существу, вертикально выровнены друг с другом.

Клапан может содержать

выемку канала наполнения, предназначенную для жидкостного соединения впускной трубки, выпускной трубки и первой всасывающей полости, когда клапан находится в положении наполнения; и

множество выемок перекачивания, предназначенных для соединения впускной трубки с первой всасывающей полостью, когда клапан находится в первом положении перекачивания, и жидкостного соединения выпускной трубки с первой всасывающей полостью, когда клапан находится во втором положении перекачивания;

выемка канала наполнения и множество выемок перекачивания расположены на периферии клапана; и

выемка канала наполнения и выемки перекачивания вертикально не выровнены друг с другом.

Предпочтительно устройство также содержит второй поршень, предназначенный для совершения возвратно-поступательного движения во втором кожухе, имеющем жидкостное соединение с выпускной трубкой, при этом второй поршень имеет второе всасывающее пространство.

Второе всасывающее пространство может быть меньше первого всасывающего пространства.

Предпочтительно второе всасывающее пространство равно половине первого всасывающего пространства.

В описанном устройстве клапан предназначен для транспортирования жидкости от впускной трубки к выпускной трубке, когда он поворачивается в направлении по часовой стрелке, и транспортирования жидкости от выпускной трубки к впускной трубке, когда он поворачивается в направлении против часовой стрелки.

Клапан может быть установлен с возможностью поворачивания из первого положения перекачивания во второе положение перекачивания, при этом одновременно уменьшается объем первой всасывающей полости.

Другим объектом изобретения является способ подачи жидкости от впускной трубки, соединенной с емкостью для жидкости, к выпускной трубке во время цикла перекачивания, включающий:

поворотное позиционирование клапана в положении перекачивания для установления жидкостного контакта между впускной трубкой и выпускной трубкой,

поворотное позиционирование клапана во время фазы поступления жидкости в цикле перекачивания, в первом положении перекачивания для установления жидкостного контакта между впускной трубкой и первой всасывающей полостью без жидкостной связи между первой всасывающей полостью и выпускной трубкой,

перемещение во время фазы поступления жидкости первого поршня, соединенного с первой всасывающей полостью, для увеличения объема первой всасывающей полости,

поворотное позиционирование во время фазы выпуска жидкости в цикле перекачивания клапана во втором положении перекачивания для установления жидкостного контакта между первой всасывающей полостью и выпускной трубкой без жидкостного соединения между впускной трубкой и первой всасывающей полостью,

перемещение во время фазы выпуска жидкости первого поршня для уменьшения объема первой всасывающей полости.

Предпочтительно этап перемещения первого поршня для уменьшения объема первой всасывающей полости дополнительно содержит одновременное перемещение клапана во второе положение перекачивания, где устанавливается жидкостной контакт между первой всасывающей полостью и выпускной трубкой.

Дополнительно способ включает использование второго поршня, соединенного с выпускной трубкой, для отвода во вторую всасывающую полость части жидкости в выпускной трубке во время фазы выпуска; и

подачу из второй всасывающей полости в выпускную трубку отведенной части жидкости во время фазы выпуска.

Объем второй всасывающей полости может быть меньше объема первой всасывающей полости.

Предпочтительно объем второй всасывающей полости равен половине объема первой всасывающей полости.

Также объектом изобретения является клапан для использования в системе подачи жидкости, имеющей впускную трубку и выпускную трубку, содержащий:

цилиндрический нижний участок, имеющий верхний конец и нижний конец, при этом нижний конец имеет выемку канала наполнения и первую и вторую выемки канала перекачивания; и

цилиндрический верхний участок, имеющий ближний конец, соединенный с верхним концом нижнего участка, и дальний конец, имеющий рукоятку;

первая и вторая выемки канала перекачивания расположены на периферии и на некотором расстоянии друг от друга, так что когда одна из выемок, к которым относятся первая и вторая выемки канала перекачивания, позиционируется для создания жидкостного контакта между всасывающей полостью и или впускной трубкой, или выпускной трубкой, другая выемка канала перекачивания не создает жидкостной контакт между всасывающей полостью и впускной трубкой или выпускной трубкой, и

первая и вторая выемки канала перекачивания вертикально смещены от выемки канала наполнения, так что:

если выемка канала наполнения находится в жидкостном контакте с впускной трубкой и выпускной трубкой, первая и вторая выемки канала перекачивания не находятся в жидкостном контакте с впускной трубкой и выпускной трубкой, и

если первая и вторая выемки канала перекачивания находятся в жидкостном контакте с впускной трубкой или выпускной трубкой, выемка канала наполнения не находится в контакте с впускной трубкой и выпускной трубкой, и

выемка канала наполнения имеет ширину, которая, по меньшей мере, перекрывает впускную трубку и выпускную трубку.

Предпочтительно глубина выемки канала наполнения увеличивается на периферии от одного конца к другому концу выемки канала наполнения.

Клапан может содержать:

третью выемку канала перекачивания;

первая, вторая и третья выемки канала перекачивания расположены под углом 120° на периферии нижнего участка.

Нижний участок содержит мягкий уплотняющий материал, и верхний участок содержит твердый износостойкий материал.

Нижний участок отлит под давлением на верхнем участке.

Предпочтительно клапан содержит:

полый канал, имеющий верхнее отверстие и нижнее отверстие.

Предпочтительно клапан содержит:

мембрану, установленную на верхнем отверстии; мембрана сконфигурирована для измерения давления жидкости.

Предпочтительно клапан содержит:

место доступа к жидкости, расположенное у верхнего отверстия.

Предпочтительно клапан содержит:

вентиляционное отверстие у верхнего отверстия.

Краткое описание чертежей

На приложенных чертежах, которые включены в это описание и составляют его часть, представлены различные варианты выполнения и аспекты настоящего изобретения. На чертежах показано следующее:

Фиг.1 - вид в разрезе участка системы подачи жидкости, показывающий клапан в положении наполнения по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.2 - вид в разрезе клапана из Фиг.1, показывающий клапан в первом положении перекачивания по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.3 - вид в разрезе системы подачи жидкости, показывающий клапан во втором положении перекачивания по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.4 - вид в разрезе системы подачи жидкости, показывающий конструкцию с двумя поршнями по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.5 - перспективный вид клапана, показывающий выемку перекачивания по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.6 - перспективный вид клапана из Фиг.5, показывающий выемку наполнения по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.7 - вид в плане клапана из Фиг.5 и 6, показывающий нижнюю сторону клапана, по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.8 - вид в разрезе системы подачи жидкости, показывающий клапан из Фиг.5 в положении наполнения по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.9 - вид в разрезе системы подачи жидкости, показывающий клапан из Фиг.5 в первом положении перекачивания по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.10 - вид в разрезе системы подачи жидкости, показывающий клапан из Фиг.5 во втором положении перекачивания по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.11 - перспективный вид клапана по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.12 - перспективный вид клапана из Фиг.11, показывающий первую выемку перекачивания по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.13 - перспективный вид нижнего участка клапана из Фиг.11, показывающий вторую выемку перекачивания по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.14 - вид в плане клапана из Фиг.11, показывающий нижнюю сторону клапана, по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.15 - вид в разрезе системы подачи жидкости, включающей в себя клапан из Фиг.11, на котором показан клапан, вытянутый в положение наполнения, по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.16 - вид в разрезе системы подачи жидкости, включающей в себя клапан из Фиг.11, на котором показан клапан, задвинутый в положение перекачивания, по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.17 - вид в разрезе системы подачи жидкости, включающей в себя поворотный клапан из Фиг.11, на котором показан клапан в положении наполнения, по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.18 - вид в разрезе системы подачи жидкости, включающей в себя поворотный клапан из Фиг.11, на котором показан клапан в первом положении перекачивания, по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.19 - вид в разрезе системы подачи жидкости, включающей в себя поворотный клапан из Фиг.11, на котором показан клапан во втором положении перекачивания, по вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг.20 - перспективный вид клапана по вариантам выполнения настоящего изобретения, показывающий центральное трубчатое отверстие.

Осуществление изобретения

Варианты выполнения настоящего изобретения предназначены для решения проблем, связанных с системами подачи медицинских жидкостей. В частности, варианты выполнения изобретения устраняют ограничения, присущие существующим насосам для подачи жидкостей. Описанные варианты выполнения позволяют устранить указанные проблемы, по меньшей мере частично, за счет использования клапана, который подает жидкость от впускной трубки к выпускной трубке. Например, в некоторых вариантах выполнения пользователь может установить клапан в положение наполнения. Когда клапан находится в этом положении наполнения, выемка наполнительного канала обеспечивает прохождение жидкости от впускной трубки к выпускной трубке. Затем пользователь перемещает клапан в положение перекачивания. После того как пользователь переместит клапан в положение перекачивания, пользователь может привести в действие наружный электромеханический насос, который соединен с клапаном. Наружный электромеханический насос поворачивает клапан между двумя положениями перекачивания. В первом положении выемка перекачивающего канала клапана соединяет впускную трубку с всасывающей полостью. Во втором положении выемка перекачивающего канала находится в жидкостном контакте с выпускной трубкой. За счет переключения положения поворотного клапана электромеханический насос может перемещать жидкость от впускной трубки к всасывающей полости и затем от всасывающей полости к выпускной трубке. На обоих этапах перемещение жидкости облегчается за счет возвратно-поступательного движения поршня, соединенного с всасывающей полостью. В некоторых вариантах выполнения клапан имеет выемку наполнительного канала, смещенную вертикально от выемок каналов перекачивания. В таких вариантах выполнения пользователь может устанавливать клапан, который должен находиться в положении наполнения или перекачивания, посредством толкания/вытягивания клапана.

На Фиг.1 представлен вид в разрезе устройства 100 подачи жидкости, на котором показана впускная трубка 102 и выпускная трубка 104, при этом каждая из них имеет ближний конец 124, 130 и дальний конец 126, 134; эти трубки соединены друг с другом под углом у дальних концов 126, 134, образуя угловое соединение 106. Угловое соединение 106 имеет внутреннюю полость 132, в которую вставлен поворотный клапан 108. Рукоятка 110, установленная на клапане 108, доступна снаружи стенки 134 углового соединения 106, т.е. без непосредственного контакта с жидкостью, протекающей по впускной и выпускной трубкам. Пользователь может поворачивать рукоятку 110 для установки клапана в положение наполнения, как описано ниже. Клапан 108 снабжен клиновидной выемкой 112 и маленькой наполнительной трубкой 114. Рукоятка 110 может перемещаться в одно из трех положений (на Фиг.1 показаны не все положения): Р (для наполнения), I (для удерживания жидкости) и О (для выпуска жидкости). На Фиг.1 рукоятка 110 показана в положении Р.

Когда рукоятка 110 находится в положении Р, как показано на Фиг.1, клиновидная выемка 112 соединена с жидкостным каналом 116 впускной трубки 102, и маленькая наполнительная трубка 114 выровнена с жидкостным каналом 118 выпускной трубки 104, позволяя жидкости протекать из емкости 103, соединенной с впускной трубкой 102, для протекания по маленькой наполнительной трубке 114 клапана 108 к пациенту или оборудованию 105, соединенному с выпускной трубкой 104. Хорошо известно, что линия подачи жидкости должна быть заполнена для удаления воздуха из линии, прежде чем будет начата подача жидкости к пациенту. С этой целью пользователь поворачивает рукоятку 110 (или другое предусмотренное средство) в положение Р наполнения для наполнения жидкостного насоса 100. В некоторых вариантах выполнения положение Р наполнения для рукоятки 110 может быть обозначено на наружной стороне жидкостного насоса 100 с помощью наружной отметки для удобства пользователя, который может просто повернуть рукоятку 110 таким образом, чтобы она совпала с наружной отметкой. В некоторых вариантах выполнения пользователь может наполнять жидкостной насос 100 так, чтобы он наполнялся самотеком. Для осуществления наполнения пользователь поворачивает рукоятку 110 в положение Р, и за счет самотека жидкость из емкости 103 перетекает в выпускную трубку 104. По завершении наполнения пользователь может повернуть рукоятку 110 в положение перекачивания (I или О, предпочтительно I). Как описано ниже, когда рукоятка 110 поворачивается в положение перекачивания, прямое соединение впускной трубки 102 и выпускной трубки 104 нарушается, и подача жидкости может выполняться только за счет поворачивания между положениями I или О перекачивания, как подробно описано ниже.

На Фиг.2 представлен вид в разрезе жидкостного насоса 100, на котором показана работа жидкостного насоса 100 с рукояткой 110 в положении I, и насос 100 уже наполнен пользователем, как описано выше. Когда рукоятка 110 находится в положении I, клиновидная выемка 112 все еще выровнена с впускной трубкой 102. Ширина клиновидной выемки 112 выбирается таким образом, чтобы она находилась в контакте как с впускной трубкой 102, так и с камерой 120, когда рукоятка 110 находится в положении I. Поршень 122 вытягивается наружу в направлении стрелки 109 с помощью наружного электромеханического насоса 107, благодаря чему объем камеры 120 увеличивается. Поскольку клиновидная выемка 112 находится в контакте как с впускной трубкой 102, так и с камерой 120, в результате расширения объема камеры 120 жидкость из емкости (на фигуре не показано) будет поступать в камеру 120. Следует отметить, что поскольку рукоятка 110 находится в положении I, маленькая наполнительная трубка 114 повернута в положение, в котором она не соединена с выпускной трубкой 104. Следовательно, жидкость не вытекает из клиновидной выемки 112 и камеры 120 через маленькую наполнительную трубку 114. После того как поршень 122 достигнет максимального выдвинутого положения, наружный насос 107 начинает перемещать поршень 122 в направлении стрелки 111 и, будучи синхронизированным с ним, наружный насос 107 электромеханическим образом поворачивает клапан 108 так, что рукоятка 110 перемещается в положение О.

Наружный насос 107 может соединяться с различными подвижными частями, описанными выше (например, поршнем 122, клапаном 108), разными способами. Некоторые примеры перечислены здесь только с пояснительной целью, и конфигурации, описанные в настоящем изобретении, могут комбинироваться с другими известными или будущими механизмами. В некоторых вариантах выполнения в наружном насосе 107 может использоваться конструкция в виде лапы с захватами, которую пользователь подвешивает под рукояткой поршня 122. В некоторых вариантах выполнения наружный насос 107 может встраиваться в поршень 122 за счет установки штифта в отверстие в поршне 122 по прессовой посадке и стопорения наружного насоса 107 на поршне 122. В некоторых вариантах выполнения пользователь может опускать устройство 100 подачи жидкости в насос 107, и затем насос 107 может обнаруживать поршень 122 и соединяться с ним.

В некоторых вариантах выполнения пользователь может поворачивать клапан 108 в конкретное положение и загружать устройство 100 подачи жидкости в наружный насос 107. Например, в некоторых вариантах выполнения наружный насос 107 может содержать перекачивающую полость, сконфигурированную таким образом, что рукоятка 110 вставляется в наружный насос 107 только одним способом, поэтому наружный насос 107 не может быть неправильно нагружен. В некоторых других вариантах выполнения наружный насос 107 может «находить» рукоятку 110 с помощью поворотного штифта, который в конечном итоге сталкивается с рукояткой 110 и устанавливает клапан 108 в исходное положение. В некоторых вариантах выполнения элемент, имеющийся на рукоятке 110 (например, шлиц под отвертку или отверстие под штифт), используется как элемент базирования наружного насоса 107. Для поворачивания клапана могут использоваться многие другие варианты выполнения наружного насоса 107 и клапана 108.

На Фиг.3 представлен вид в разрезе жидкостного насоса 100 из Фиг.1 с клапаном 108 в положении О. В этом положении О камера 120 заполнена жидкостью. Поскольку клапан 108 повернут, впускная трубка 102 перекрыта и не может находиться в жидкостном контакте с камерой 120. Однако благодаря поворачиванию клапана 108 клиновидная выемка 112 находится в жидкостном контакте с выпускной трубкой 104 и камерой 120. Следовательно, когда поршень 122 перемещается вниз по стрелке 111, накопленная жидкость выталкивается из камеры 120 в жидкостной канал 118 выпускной трубки 104. В этом положении О маленькая наполнительная трубка 114 не находится в жидкостном контакте с впускной трубкой 102, камерой 120 или выпускной трубкой 104, таким образом, не вызывая никаких утечек жидкости из маленькой наполнительной трубки 114.

Когда поршень 122 достигнет максимального нижнего положения, показанного на Фиг.3, по существу, вся жидкость из камеры 120 будет вытолкнута в жидкостной канал 118 выпускной трубки 104. Затем наружный электромеханический насос 107 начинает перемещать поршень наружу в направлении стрелки 109 и одновременно поворачивает клапан 108 в положение I, показанное на Фиг.2, тем самым повторяя процесс наполнения камеры 120 жидкостью из впускной трубки 102.

Сразу же после того как пользователь наполнит жидкостной насос 100, клапан 108 может переключаться наружным насосом 107 для возвратно-поступательного перемещения между положениями I и О для перекачивания жидкости из впускной трубки 102 в выпускную трубку 104. Эта операция переключения может быть описана с точки зрения цикла перекачивания. Цикл перекачивания начинается с момента, когда клапан 108 находится в положении I, и заканчивается, когда клапан из положения I перемещается в положение О во время цикла перекачивания. Специалистам в этой области техники понятно, что за один цикл перекачивания насос подает жидкость в объеме, приблизительно равном объему, вытесняемому поршнем 122, также носящему название всасывающая способность поршня, от впускной трубки 102 к выпускной трубке 104. Продолжительность цикла перекачивания управляется наружным насосом 107, который управляет скоростью возвратно-поступательного движения клапана 108 между положениями I и О. Специалистам в этой области техники понятно, что этот механизм подает фиксированный объем жидкости на цикл перекачивания, по существу равный всасывающей способности поршня 122. Кроме того, поскольку перемещение жидкости или от впускной трубки 102 к камере 120 или от камеры 120 к выпускной трубке 104 выполняется в случае, когда другая сторона перекрыта и не может находиться в жидкостном контакте с камерой 120, объем жидкости, подаваемый за цикл перекачивания, по существу, не зависит от изменений давления во впускной трубке 102 или выпускной трубке 104, обуславливаемых, в частности, изменением высоты емкости относительно положения пациента.

На Фиг.4 представлен вид в разрезе другого варианта устройства 400 жидкостного насоса. По сравнению с жидкостным насосом 100 этот вариант выполнения включает в себя дополнительный поршень 402, установленный в кожухе, соединенном с выпускной трубкой 104. Поршень 402 образует камеру 404 в жидкостном контакте с жидкостным каналом 118 выпускной трубки 104. Наружный электромеханический насос 107 может регулировать во времени толкание/вытягивание поршня 402, который должен быть «дефазирован» в отношении толкания/вытягивания поршня 122. Следовательно, когда поршень 122 выталкивает жидкость из камеры 120 в выпускную трубку 104, поршень 402 вытягивается наружу, тем самым увеличивая объем камеры 404. Это позволяет получить объем жидкости, равный всасывающей способности поршня 402, которая обычно меньше всасывающей способности поршня 22, и накапливающийся в камере 404 вместо подачи из камеры 120 к пациенту.

Когда клапан 108 находится в положении I, и поршень 122 всасывает жидкость из впускной трубки 102 в камеру 120, никакая жидкость не переносится из камеры 120 в жидкостной канал 118 впускной трубки 104. Наружный насос 107 толкает поршень 402 в направлении стрелки 113, так чтобы жидкость, всасываемая в камеру 404, выталкивалась в жидкостной канал 118 для подачи к пациенту. В результате этого перемещения поршня 402, синхронизированного с перемещением поршня 122, жидкость из камеры 120 подается к пациенту в два этапа. На первом этапе (когда клапан 108 находится в положении О) жидкость подается к пациенту в объеме, равном всасывающей способности поршня 122 за вычетом всасывающей способности поршня 402. На втором этапе (когда клапан 108 находится в положении I) жидкость подается к пациенту в объеме, равном всасывающей способности поршня 402. Как будет понятно специалистам в этой области техники, добавление поршня 402 в жидкостной насос 400 приводит к уменьшению пульсации скорости подачи жидкости. Такое уменьшение пульсации может быть достигнуто за счет выбора всасывающей способности поршня 402, которая должна быть меньше всасывающей способности поршня 122. Это обеспечивает, что не вся жидкость из камеры 120 направляется в камеру 404 во время первой фазы цикла перекачивания. В предпочтительном варианте выполнения всасывающая способность насоса 402 составляет 50% всасывающей способности поршня 122. Такая способность приводит к примерно равному количеству жидкости, подаваемой во время каждой фазы цикла перекачивания, тем самым позволяя получить почти постоянную скорость протекания на протяжении цикла перекачивания. Специалисты в этой области техники должны понимать, что с внедрением второго поршня 402 время, необходимое для поворачивания клапана 108 и повторного наполнения первого поршня 122, больше не является фактором процесса подачи, поскольку второй поршень 402 может обеспечивать подачу жидкости к пациенту, в то время как будет выполняться повторное наполнение первого поршня 122.

Опять же ссылаясь на Фиг.4, наружный насос 107 может синхронизировать поршни 122, 402 следующим образом. В исходном положении оба поршня касаются дна в соответствующих камерах 120, 404. Сначала наполняется устройство 100 подачи жидкости с клапаном 108 в положении Р. Затем клапан 108 поворачивается в положение I, в то время как первый поршень 122 перемещается наружу в направлении стрелки 109. Далее клапан 108 переводится в положение О, и одновременно первый поршень 122 толкается в направлении стрелки 111, в то время как второй поршень 402 одновременно вытягивается назад. В некоторых вариантах выполнения камера 404 второго поршня имеет размер, составляющий половину размера первой камеры, и второй поршень 402 фактически удаляет половину объема, подаваемого первым поршнем 122, и сохраняет его для последующей подачи. Клапан 108 поворачивается в положение I. Второй поршень 402 перемещается внутрь в направлении стрелки 113 для подачи удаленной жидкости, и первый поршень 122 перемещается по стрелке 111 для всасывания следующей порции жидкости. Клапан 108 поворачивается в положение О, и первый поршень 122 снова подает жидкость к пациенту, в то время как второй поршень 402 отводится назад с целью хранения половины объема, который должен быть подан во время следующего цикла наполнения для первого поршня 122. Такая работа двух поршней 122, 402 оказывает менее пульсирующее действие на пациента и выравнивает процесс подачи жидкости, поскольку «время ожидания» для клапана 108 для поворачивания назад и вперед между импульсами не влияет на протекание жидкости.

Специалистам в этой области техники понятно, что простота вариантов выполнения жидкостного насоса, описанных со ссылкой на Фиг.1-4, позволяет осуществить их с применением относительно небольшого количества компонентов. В предпочтительном варианте выполнения жидкостной насос 100 может быть получен с помощью четырех компонентов. Первый компонент является каналом, содержащим впуск и выпуск для соединяющих их трубок, и две камеры между впуском и выпуском для поршней (отдельная камера для варианта выполнения с пульсирующим потоком). Этот компонент также содержит место, где может быть установлен клапан. Второй компонент является клапаном, который предназначен для управления направлением протекания за счет переключения клапана в направлении назад и вперед. Третий компонент является поршнем, который устанавливается в угловом соединении. В предпочтительном варианте выполнения поршень является поршнем двукратного действия с соответствующей поверхностью, который перемещается внутри цилиндра и имеет жесткую рукоятку, которая может захватываться с помощью электромеханического интерфейса (не показано на Фиг.1-4). Четвертый компонент является дополнительной второй комбинацией поршень/цилиндр и предназначен для того, чтобы насос мог обеспечивать непрерывное протекание. Вышеописанные варианты выполнения не исключают объединение устройства жидкостного насоса с самоуплотняющимся инжекционным элементом, таким как безыгольчатый клапан SmartSite™ или охватываемый люэр Texium™ производства Cardinal Health Incorporated.

На Фиг.5 представлен перспективный вид другого варианта 500 выполнения клапана 108, показанный отдельно от жидкостного насоса 100. В этом варианте выполнения клапан 500 содержит нижний участок 502 и верхний участок 504. Клапан 108 снабжен рукояткой 110, которая используется для поворачивания клапана 108, как описано выше. Вариант выполнения клапана 500 отличается от вышеописанного варианта выполнения клапана 108 тем, что в этом варианте выполнения не предусмотрено никаких маленьких наполнительных трубок 114. Вместо этого наполнение и перекачивание выполняются с помощью выемок для наполнения и перекачивания, расположенных по периферии нижнего участка 502, как описано ниже. Нижний участок 502 снабжен выемкой 506 для перекачивания по периметру. Нижний участок 502 также снабжен выемкой 512 канала наполнения, показанной на Фиг.5 пунктиром, поскольку она находится на этом виде с обратной стороны. Как выемка 506 для перекачивания, так и выемка 512 канала наполнения находятся на конце нижнего участка 502, который находится в удалении от верхнего участка 504. Угловая ширина выемки 506 для перекачивания меньше угловой ширины выемки 512 канала наполнения. Угловая ширина выемки 506 для перекачивания выбирается таким образом, чтобы она была достаточно длинной для соединения жидкостного канала 116 или 118 с камерой 120, но не соединяла жидкостные каналы 116 и 118 друг с другом. В отличие от этого угловая ширина выемки 512 канала наполнения является достаточно длинной для соединения жидкостных каналов 116 и 118 друг с другом, так чтобы во время наполнения жидкость могла проходить от впускной трубки 102 к выпускной трубке 104.

Опять же со ссылкой на Фиг.5, верхний участок 504, в общем, имеет цилиндрическую форму, при этом ближний конец 510 находится в контакте с нижним участком 502, и дальний конец 508 имеет выемку 514, в которую может быть установлен наружный механизм, например электромеханический двигатель (не показано на Фиг.5) для поворачивания клапана 500. Когда клапан 500 поворачивается, нижний участок 502 поворачивается, находясь в контакте с жидкостью и камерой 120, и верхний участок 504 поворачивается, не находясь в контакте с корпусом камеры 120 для уменьшения трения во время перекачивания. Таким образом, износ и разрыв, которым подвергаются участки 502, 504, являются разными. Для устранения износа и разрыва эти участки могут быть выполнены из различных материалов. В некоторых вариантах выполнения нижний участок 502 выполняется из мягкого уплотняющего материала, который отливается под давлением на верхнем участке 504, изготавливаемом из жесткого износостойкого материала. Мягкий уплотняющий материал затем может быть залит под давлением поверх жесткого материала, тем самым позволяя получить простую и надежную конфигурацию клапана.

На Фиг.6 представлен перспективный вид 600 поворотного клапана 500, повернутый на 180 градусов относительно вида из Фиг.5. Выемка 512 канала наполнения показана спереди с двумя концами 602 и 604. Выемка 506 для перекачивания показана пунктиром на задней стороне.

На Фиг.7 показан вид снизу на клапан 500 по стрелке VII из Фиг.5. Выемка 512 канала наполнения и выемка 506 для перекачивания расположены на периферии нижнего участка 502. В некоторых вариантах выполнения глубины обеих этих выемок 506 и 512 могут быть идентичными. В некоторых вариантах выполнения выемки 506 и 512 могут иметь различные глубины, соответствующие свойствам текучести жидкости, подлежащей перекачиванию с помощью насоса 100. Например, в жидкостном насосе 100, предназначенном для перекачивания жидкостей с более высокой вязкостью, может быть предусмотрена более широкая и более мелкая выемка 506 для перекачивания для преодоления поверхностной адгезии жидкости. Другое преимущество регулирования высоты выемки состоит в увеличении или уменьшении скорости протекания в клинически применяемом диапазоне. Проще говоря, более глубокая или более широкая выемка