Ручное насосное устройство

Ручное насосное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

a. Область техники

Настоящее изобретение относится к ручному насосному устройству, в частности к перистальтическому насосу для использования в стерильных средах или условиях чистого помещения и к головке насоса для использования в насосном устройстве.

b. Уровень техники

Перистальтический насос является поршневым насосом прямого вытеснения, используемым для подачи текучей среды из контейнера через гибкую трубку обеспечения подачи. Ручные перистальтические насосы обычно используют для подачи различных текучих сред, таких как чистая или стерильная текучая среда, где существует необходимость, чтобы насос не загрязнял эту текучую среду, или для подачи агрессивных текучих сред, таких как адгезивы, таким образом, что эта текучая среда не может загрязнять насос. Перистальтический насос обеспечивает возможность доставки указанного объема текучей среды заданным движением приведения в действие независимо от вязкости этой текучей среды.

US 2010/0313996 описывает ручное перистальтическое насосное устройство для подачи текучей среды из жесткого контейнера. Это устройство содержит перистальтический насос с ручным управлением. Насос удерживает жесткий контейнер, содержащий текучую среду, подлежащую подаче. Отдельная трубка обеспечения подачи, также как и вентиляционная трубка, проходят от контейнера через насос.

Перистальтический насос приводится в действие пользователем посредством захвата головки насоса одной рукой и использованием по меньшей мере одного пальца для нажатия на пусковое устройство, управляющее поворотным элементом, который плотно прилегает к трубке обеспечения подачи и вентиляционной трубке. Работа насоса вызывает откачку текучей среды из этого контейнера через трубку обеспечения подачи и накачку воздуха в контейнер через вентиляционную трубку таким образом, чтобы выравнивать давление в этом контейнере.

Проблема использования ручного перистальтического насоса в стерильных средах или условиях чистого помещения состоит в том, что не все пальцы пользователя обычно располагаются на пусковом устройстве. Палец пользователя, не находящийся на пусковом устройстве, уязвим для защемления между пусковым устройством и смежной поверхностью головки насоса. Это может вызывать повреждение перчатки, надетой пользователем, и загрязнение стерильной или чистой среды. Длительное использование также может способствовать травме, возникающей из-за постоянной нагрузки (RSI, repetitive strain injury).

Когда необходимо стерилизовать жидкость в контейнере посредством облучения гамма-излучением или другим излучением, это вызывает нагрев жидкости до примерно 55°C и создает внутреннее давление. Такое давление не стравливается посредством вентиляционной трубки, которая проходит через головку насоса, поскольку подобно трубке обеспечения подачи вентиляционная трубка уплотнена давлением перистальтического поворотного элемента. В этом случае, вентиляционная трубка вместо этого может быть открыта в окружающую среду с помощью клапана одностороннего действия, такого как клапан типа "утиный нос", хотя такая конфигурация вентиляции/ клапана не позволяет накачку воздуха в контейнер для замещения откачиваемой жидкости. Использование контейнера, который может деформироваться, вместо жесткого контейнера обеспечивает возможность регулировки внутреннего давления посредством уменьшения внутреннего объема контейнера по мере откачки жидкости. Однако, желательно снизить сложность насоса.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Аспекты настоящего изобретения определены в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные признаки определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Настоящее изобретение предоставляет насосное устройство и головку насоса, которые могут работать без риска разрыва перчатки или повреждения пальца или со сниженным риском этого, а также являются эргономически предпочтительными.

Настоящее изобретение будет описано в отношении перистальтического насосного устройства; однако следует понимать, что оно применимо для других типов ручных насосных устройств, общая схема и работа которых будут, по сути, известны специалистам в области производства ручных насосов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Теперь настоящее изобретение будет дополнительно описано в качестве примера со ссылкой на следующие чертежи, на которых:

на фиг. 1 показана головка насоса для использования в ручном перистальтическом насосном устройстве в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 изображена головка насоса, показанная на фиг. 1, в эксплуатации;

на фиг. 3 показан вариант осуществления ручного перистальтического насосного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 4 показано изображение в разобранном виде головки насоса, показанной на фиг. 1;

на фиг. 5 показан другой вариант осуществления насосного устройства в соответствии с настоящим изобретением в конфигурации для хранения;

на фиг. 6 показано насосное устройство, изображенное на фиг. 5, в эксплуатации, и альтернативные варианты осуществления контейнера для использования в этом насосном устройстве;

на фиг. 7 изображено насосное устройство, показанное на фиг. 5, в стерильном упакованном состоянии;

на фиг. 8 показано местоположение клапана в варианте осуществления насосного устройства;

на фиг. 9-11 изображено расположение обратного клапана насосного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 12-14 изображены дополнительные варианты насосного устройства в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 15 показаны крюки для использования с вариантами осуществления, изображенными на фиг. 12-14;

на фиг. 16-18 показано насосное устройство в соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения; и

на фиг. 19 изображено манипулирование пользователем головкой насоса, показанной на фиг. 1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Со ссылкой на фиг. 1, головка 2 насоса вмещает выполненный с возможностью вращения перистальтический насосный элемент 6 и гибкую трубку 4 обеспечения подачи, проходящую сквозь головку 2 насоса. Головка 2 насоса содержит приводимое в действие с помощью пальца пусковое устройство 12, которое снабжено по меньшей мере одной собачкой 52. Приведение в действие пускового устройства 12 вызывает поворот насосного элемента 6 только в одном направлении посредством взаимодействия между собачкой 52 и компонентами 50 храпового механизма на насосном элементе 6. По меньшей мере один рабочий элемент 36 (наилучшим образом показан на фиг. 4) воздействует на трубку 4 для того, чтобы придавить трубку 4 к внутренней поверхности головки насоса. По мере того, как поворачивается насосный элемент 6, рабочий элемент 36 приводит в движение текучую среду перед ним с проходом через трубку обеспечения подачи и наружу через сопло 10.

Объем, выдавливаемый посредством рабочего элемента 36, не зависит от вязкости текучей среды в трубке 4. Трубка 4 является эластомерной, по меньшей мере на том своем участке, на который действует рабочий элемент 36, для обеспечения того, что эта трубка возвращает свою первоначальную форму в поперечном сечении, когда на нее не действует рабочий элемент. В предпочтительном варианте осуществления трубка 4 является эластомерной по всей своей длине. В этом варианте осуществления трубка 4 является единой конструкцией и сформирована из силиконового каучука.

Головка 2 насоса снабжена отверстием 8 для большого пальца, расположенным в области, вокруг которой поворачивается перистальтический насосный элемент 6, когда приведен в действие. Такое расположение позволяет руке 14 пользователя захватывать головку 2 насоса посредством расположения большого пальца 16 в отверстии 8 для большого пальца и всех остальных пальцев 18 пользователя на пусковом устройстве 12. Это дает преимущество, заключающееся в том, что никакая часть пальца пользователя не будет защемлена между пусковым устройством 12 и корпусом (22, 24) головки 2 насоса (фиг. 4). Такое защемление может вызвать разрыв перчатки пользователя и загрязнение стерильной среды или условий чистого помещения, в которых используют головку насоса, а также и потенциальное повреждение пальца. Указанное расположение позволяет головке насоса иметь достаточный размер для того, чтобы вмещать поворотный элемент перистальтического насоса достаточно большого диаметра, не вызывающего перегиб или сплющивание трубки обеспечения подачи в результате ее приспособления к кривизне этого насосного элемента. Расположение всех пальцев на пусковом устройстве 12 также является эргономичным и помогает снижать RSI, возникающую из-за многократного приведения в действие пускового устройства по сравнению с обычным разбрызгивателем с пусковым устройством, в котором на это пусковое устройство действуют не все пальцы. В этом примере отверстие для большого пальца имеет центральную ось, которая по существу совпадает с осью вращения перистальтического насосного элемента 6.

Вариант осуществления ручного перистальтического насосного устройства 1, или разбрызгивателя с пусковым устройством, показанный на фиг. 3, содержит жесткий контейнер 20, прикрепленный к головке 2 насоса и содержащий жидкость, подлежащую подаче. Трубка 4 сообщается по текучей среде с указанной жидкостью, которая будет распределена через сопло 10, когда пользователь сдавит пусковое устройство.

Со ссылкой на фиг. 4, приведенную в качестве примера головку 2 насоса собирают из противоположных частей 22, 24, объединенных для задания корпуса насоса, на котором смонтировано с возможностью поворота и смещено посредством возвратной пружины 26 пусковое устройство 12. Перистальтический насосный элемент сформирован из противоположных ведущих колес 32, 34, соединенных вместе посредством рабочих элементов 36 и смонтированных с возможностью вращения с корпусом насоса. Трубка 4 расположена вокруг насосного элемента и соединена на одном конце с соплом 10 с помощью соединителя 30, а на другом конце с подающей трубкой 28, как будет дополнительно описано более подробно. В этом примере заключительное уплотнение сварено с помощью ультразвука после присоединения подающей трубки 28. Следует понимать, что могут быть использованы другие способы для достижения заключительного уплотнения; подходящие способы будут известны специалистам в данной области техники.

Контейнер 20 не обязательно должен быть жестко соединен с головкой 2 насоса. Разумеется, предпочтительно, что контейнер 20 соединен с головкой 2 насоса только посредством трубки 4 обеспечения подачи и, опционально, посредством подающей трубки 28. Это обеспечивает возможность удержания контейнера с помощью других средств, чем удержание пользователем, и освобождает пользователя от удержания веса этого контейнера. Со ссылкой на фиг. 5, контейнер 20 является пакетом, который может деформироваться, и снабжен конструктивным признаком 42 для обеспечения возможности подвешивания его на балку или другую опорную конструкцию 40. Примером конструктивного признака 42 является отверстие, сквозь которое проходит крюк 44. Головка 2 насоса также может быть подвешена, когда не находится в эксплуатации, например, посредством крюка 38 сквозь отверстие 8 для большого пальца.

Когда насосное устройство находится в эксплуатации, трубка 28, соединяющая контейнер 20 с головкой 2 насоса, обеспечивает пользователю возможность выполнения операций подачи текучей среды на некотором расстоянии от контейнера, который может удерживаться различными способами. Со ссылкой на фиг. 6, показана полностью развернутая трубка 28, которая может иметь любую требуемую длину, например, длину в диапазоне 1-3 метра, предпочтительно, около 1,5 метров. Могут быть использованы контейнеры 20 различной емкости, как показано на левом и центральном изображениях на фиг. 6, которые имеют емкости 1 литр и 3 литра, соответственно. Ближний конец подающей трубки 28 расположен внутри контейнера 20 и сообщается по текучей среде с жидкостью в этом контейнере. Вблизи дальнего конца 48 подающей трубки 28 стенка этой подающей трубки имеет отверстие 46, проходящее сквозь эту стенку.

Когда насосное устройство 1 должно использоваться в стерильной среде, его помещают в тройной пакет 54 и облучают гамма-излучением для уничтожения любых патогенных факторов. Процесс облучения гамма-излучением вызывает значительный нагрев жидкости в контейнере 20, например, до приблизительно 55°C, что создает внутреннее давление. Для стравливания этого давления требуется обратный клапан, в этом примере он обеспечен с помощью перекрытия подающей трубки 28 и трубки 4 обеспечения подачи внутри головки 2 насоса при помощи наложенной детали 56, показанной на фиг. 8.

На фиг. 9-11 показана конфигурация обратного клапана, сформированная соединением трубки 4 обеспечения подачи и подающей трубки 28. В этом примере подающая трубка выполнена из ПВХ, а трубка обеспечения подачи выполнена из силиконового каучука. Дальний конец 48 подающей трубки расположен внутри трубки 4 обеспечения подачи и туго посажен в нее. Отверстие 46 также находится внутри трубки 4. Наложенная деталь 56 зажимает трубку 4 обеспечения подачи с подающей трубкой 28 внутри головки 2 насоса, но отверстие 46 не зажато и свободно для стравливания. Когда от контейнера 20 с жидкостью из подающей трубки 28 приложено давление (фиг. 10), трубка обеспечения подачи оттягивается от отверстия 46, позволяя газу вытекать наружу и стравливать давление. Когда жидкость в контейнере охлаждается, и давление стравливается (фиг. 11), каучуковая стенка трубки обеспечения подачи засасывается поверх отверстия 46 и создает уплотнение.

Такая конфигурация устраняет потребность в отдельной вентиляционной трубке и предоставляет насосное устройство упрощенной конструкции.

При эксплуатации контейнер 20 может быть помещен на поверхность земли (фиг. 12) или подвешен на крюк 44 (фиг. 13), на котором также может быть подвешена головка 2 насоса, когда не находится в эксплуатации (фиг. 14). Крюк 44 может быть снабжен присоской 56 для прикрепления к любой подходящей гладкой поверхности; крюк 44 может быть выполнен с возможностью поворота между прикрепляющим положением и прикрепленным положением, которые показаны на левом и правом изображении на фиг. 15.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 16-18, контейнер 20 выполнен с возможностью сминания и заключен по существу в жесткий корпус 64 контейнера, в этом примере кувшин. Контейнер 20 помещают в кувшин через отверстие 62, а в этом примере подающая трубка 28 проходит сквозь отверстие в основании кувшина. Кувшин 64 имеет сформованный конструктивный признак 58, который предоставляет собой место для головки 2 насоса, когда она не находится в эксплуатации. В этом примере конструктивная признак 58 выполнен в крышке 60, которая закрывает отверстие 62.

Обеспечение отверстия 6 для большого пальца в головке 2 насоса обеспечивает возможность надежного подвешивания ее на большой палец 16 пользователя без ограничения других движений пальцев пользователя, как показано на фиг. 19, способом, аналогичным подвешиванию ее на крюк. При выполнении этого пальцы пользователя свободны для выполнения другой деятельности, включая совместные действия с другой рукой, а головкой насоса можно с легкостью манипулировать и маневрировать, используя только большой палец. В помещении небольшого размера положение и форма рук в резиновых перчатках, перемещение внутри изоляторного блока очень ограничены. Если пользователю приходится поставить на пол разбрызгиватель с пусковым устройством, его часто опрокидывают; отсутствие необходимости часто ставить на пол головку насоса способствует производственной эффективности и удобству для пользователя.

Предусмотрено, что головка 2 насоса и корпус 64 контейнера будут использованы повторно, а контейнер 20 является повторно наполняемым компонентом, который будет заменен по мере необходимости.

Следует понимать, что головка 2 насоса может быть изготовлена и продана независимо от контейнера. Соответственно, другой аспект настоящего изобретения предоставляет описанную головку насоса.

Следует понимать, что некоторые признаки настоящего изобретения, которые для ясности описаны в контексте отдельных вариантов осуществления, также могут быть представлены в комбинации в одном варианте осуществления. Наоборот, различные признаки настоящего изобретения, которые для краткости описаны в контексте одного варианта осуществления, также могут быть представлены отдельно или в любой подходящей комбинации.

1. Ручное насосное устройство, содержащее головку перистальтического насоса и контейнер для жидкости, подлежащей подаче;

причем головка насоса содержит:

выполненный с возможностью вращения перистальтический насосный элемент и

гибкую трубку обеспечения подачи, сообщающуюся по текучей среде с внутренней частью указанного контейнера, и приводимое в действие с помощью пальца пусковое устройство, расположенное с возможностью приведения в движение перистальтического насосного элемента, когда оно приведено в действие, таким образом, что побуждает перистальтический насосный элемент поворачиваться и перекачивать текучую среду через трубку обеспечения подачи; при этом

головка насоса содержит отверстие для большого пальца, проходящее сквозь нее и расположенное в области, вокруг которой перистальтический насосный элемент поворачивается при приведении в действие.

2. Насосное устройство по п. 1, в котором сообщение по текучей среде между трубкой обеспечения подачи и внутренней частью контейнера обеспечено посредством подающей трубки, которая взаимодействует с трубкой обеспечения подачи для обеспечения функции обратного клапана.

3. Насосное устройство по п. 2, в котором конец подающей трубки расположен внутри конца трубки обеспечения подачи, а функция обратного клапана обеспечена при помощи отверстия в боковой стенке подающей трубки на том участке, где трубка обеспечения подачи перекрывает подающую трубку.

4. Насосное устройство по пп. 1-3, в котором трубка обеспечения подачи сформирована из силиконового каучука.

5. Насосное устройство по пп. 1-3, в котором отверстие для большого пальца имеет центральную ось, которая по существу совпадает с осью вращения перистальтического насосного элемента.

6. Насосное устройство по п. 1, в котором контейнер соединен с головкой насоса только посредством трубки обеспечения подачи.

7. Насосное устройство по п. 2, в котором контейнер соединен с головкой насоса только посредством трубки обеспечения подачи и/или подающей трубки.

8. Насосное устройство по п. 6 или п. 7, в котором длина трубки, соединяющей головку насоса с контейнером, находится в диапазоне 1-3 метра.

9. Насосное устройство по любому из пп. 6-7, в котором контейнер имеет конструктивный признак, обеспечивающий возможности его подвешивания на опорной конструкции.

10. Насосное устройство по п. 9, в котором указанным конструктивным признаком является отверстие или крюк.

11. Насосное устройство по пп. 1-3, 6-7 и 10, в котором контейнер выполнен с возможностью сминания и заключен в по существу жесткий корпус контейнера.

12. Насосное устройство по п. 11, в котором корпус контейнера снабжен посадочным местом для приема головки насоса, когда она не находится в эксплуатации.

13. Головка насоса для подачи текучей среды из контейнера, имеющая отверстие для большого пальца, проходящее сквозь нее, и содержащая выполненный с возможностью вращения перистальтический насосный элемент, гибкую трубку обеспечения подачи для сообщения по текучей среде с внутренней частью контейнера, приводимое в действие с помощью пальца пусковое устройство, расположенное с возможностью приведения в движение указанного насосного элемента, когда оно приведено в действие, таким образом, что побуждает перистальтический насосный элемент поворачиваться и перекачивать текучую среду через трубку обеспечения подачи; при этом

отверстие для большого пальца расположено в области, вокруг которой перистальтический насосный элемент поворачивается при приведении в действие.

14. Способ стерилизации насосного устройства по п. 2, когда контейнер содержит жидкость, подлежащую подаче, включающий облучение этого устройства гамма-излучением и обеспечение возможности снижения давления газа, созданного нагревом указанной жидкости, посредством выхода газа через функцию обратного клапана.