АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН
AUTOMATIC GATE VALVE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к соединительному устройству для потока текучей среды; более конкретно, настоящее изобретение относится к соединительному устройству для потока текучей среды, имеющему встроенный в него обратный клапан.
Уровень техники
В процессе выполнения медицинских процедур с использованием различных текучих сред, таких как витреоретинальные хирургические операции, является весьма обычным использовать различные газы и жидкости. Например, в витреоретинальной хирургии может возникнуть необходимость заменить текучую среду из внутренней части глаза на воздух.
В витреоретинальных хирургических системах предшествующего уровня техники замена текучей среды из внутренней части глаза воздухом обычно выполняется путем ручного переключения положения запорного клапана. Ручное переключение запорного клапана останавливает поток первичной текучей среды, такой как хирургический инфузионный раствор (например, BSS PLUS внутриглазной раствор для промывания от компании Alcon Laboratories, Inc, Форт-Уорт, Техас), и запускает поток другой текучей среды, такой как воздух. Когда наступает время остановить поток хирургического инфузионного раствора и начать подачу воздуха, хирургу приходится устно просить ассистента, коллегу, операционную медсестру или младший медицинский персонал в операционной изменить положение запорного клапана. Такой порядок может затянуть хирургические процедуры и привести к ошибкам. Если запорный клапан будет по неосторожности повернут в нерабочее положение, то поток текучей среды к глазу будет прерван, и глаз может обмякнуть, что еще больше усложняет и без того сложную хирургическую процедуру. Альтернативно, неправильное управление запорным клапаном может привести к нежелательному обратному току текучих сред.
Соответственно, сохраняется потребность в системе и способе, которые позволят витреоретинальному хирургу непосредственно управлять переключением между потоком хирургического инфузионного раствора и потоком воздуха или другого газа, и при этом исключат возможность обратного тока и устранят потребность в посторонней помощи. Кроме того, сохраняется потребность в системе и способе, которые устранят возможность осложнения в форме обмякания глаза во время хирургического вмешательства из-за того, что клапан установлен в нерабочее положение.
Раскрытие изобретения
В соответствии с раскрытым изобретением обеспечивается система и способ, позволяющий витреоретинальному хирургу производить переключение между хирургическим инфузионным раствором и воздухом или другим газом, не прибегая к посторонней помощи и не создавая возможности обмякания глаза из-за прерывания потока текучих сред.
В одном аспекте раскрытое изобретение представляет собой систему управления потоком, включающую в себя источник потока первой текучей среды, источник потока второй текучей среды, средство переключения между потоком первой текучей среды и потоком второй текучей среды, первый канал для потока первой текучей среды, второй канал для потока второй текучей среды; и соединительное устройство. Соединительное устройство включает в себя первое входное отверстие для первого канала, второе входное отверстие для второго канала, выходное отверстие для первой текучей среды или для второй текучей среды; нормально закрытый обратный клапан и приемную часть. Обратный клапан выполнен с возможностью открывания, когда средство переключения переключает поток первой текучей среды на поток второй текучей среды. Приемная часть имеет внутреннюю поверхность, точно подогнанную к наружной поверхности обратного клапана, чтобы минимизировать объем зазора между приемной частью и наружной поверхностью. Такая система управления потоком уменьшает до минимума или устраняет формирование воздушных или газовых пузырьков в первой текучей среде, что является особенно полезным при использовании в витреоретинальной хирургии или в других областях медицины.
Краткое описание чертежей
Еще лучшее понимание автоматического запорного клапана настоящего изобретения можно получить при обращении к описанным ниже чертежам совместно с нижеследующим описанием вариантов осуществления, причем подобные номера позиций используются для подобных и соответствующих деталей на различных чертежах.
Фиг.1 - схема системы потока текучей среды, известной из уровня техники, использующей запорный клапан, который связан с витреоретинальной хирургической системой;
Фиг.2 - схема системы потока текучей среды, использующая автоматический запорный клапан по настоящему изобретению;
Фиг.3 - вид сбоку в частичном разрезе предпочтительного варианта осуществления автоматической системы запорного клапана по настоящему изобретению;
Фиг.4 - вид сбоку в частичном разрезе второго предпочтительного варианта осуществления автоматической системы запорного клапана по настоящему изобретению; и
Фиг.5 - вид в разрезе по линии А-А автоматической системы запорного клапана, изображенной на Фиг.4.
Осуществление изобретения
Хотя раскрытое изобретение описывается в отношении его применения в витреоретинальной хирургической системе, обычному специалисту в данной области техники должно быть понятно, что раскрытое изобретение может применяться с другим оборудованием как медицинским, так и немедицинским, которое требует оператора для переключения между потоками различных текучих сред во время выполнения установленной процедуры. Кроме того, хотя раскрытое изобретение описывается в отношении переключения от потока жидкости к потоку газа и наоборот, оно может также использоваться в отношении переключения от потока первой жидкости к потоку второй жидкости и наоборот.
Как показано на Фиг.1, системы для потока текучей среды, известные из предшествующего уровня техники, которые используются витреоретинальными хирургами, обычно включают в себя запорный клапан 900, приводимый в действие вручную для замены текучих сред, подаваемых к глазу пациента через инфузионную канюлю 904 при хирургическом вмешательстве. Во время обычной операции инфузионный канал 902 открыт, а воздушный канал 906 закрыт, что позволяет управляемому потоку хирургического инфузионного раствора течь в инфузионную канюлю 904. Когда возникает потребность переключить поток с хирургического инфузионного раствора на воздух, положение запорного клапана 900 изменяют вручную. Как было указано ранее, если запорный клапан 900 по неосторожности передвигается в положение, блокирующее потоки и хирургического инфузионного раствора и воздуха, может произойти обмякание глаза, что еще больше осложняет и без того сложную процедуру.
В соответствии с настоящим изобретением витреоретинальным хирургам будет предоставлен новый уровень управления потоком текучих сред во время витреоретинальных хирургических вмешательств за счет возможности автоматического переключения текучих сред, таких как хирургический инфузионный раствор и воздух. Такой поток текучей среды от источника хирургического инфузионного раствора или сжатого воздуха может быть изменен с помощью электрического переключателя на ножном выключателе или с помощью ввода, предоставляемого элементом управления на GUI (графический пользовательский интерфейс).
Как показано на Фиг.2, система 10, включающая в себя настоящее изобретение, заменяет запорный клапан 900 ручного управления предыдущего уровня техники на автоматический запорный клапан или обратный клапан 20, который выполнен с возможностью обеспечения переключения между текучими средами, такими как хирургический инфузионный раствор и воздух или другой газ, самому витреоретинальному хирургу, без необходимости вручную изменять положение запорного клапана 900 предшествующего уровня техники. Устранение необходимости вручную изменять положение запорного клапана 900 предшествующего уровня техники позволяет уменьшить зависимость хирурга от ассистентов, коллег, операционных медсестер и/или младшего медицинского персонала, и избежать возможной проблемы прерывания потока из-за переключения запорного клапана 900 предшествующего уровня техники вручную в нерабочее положение.
Как показано на Фиг.3, предпочтительный вариант осуществления 300 автоматического запорного клапана 20 настоящего изобретения находится внутри Т-образного соединительного устройства 302. Т-образное соединительное устройство 302 располагается между инфузионным каналом 902 и воздушным или газовым каналом 906. Когда хирургический инфузионный раствор течет через инфузионный канал 902 к инфузионной канюле 904, хирургический инфузионный раствор течет через прямой участок 304 Т-образного соединительного устройства 302. Когда течение хирургического инфузионного раствора прекращают, а источник воздуха или газа подключают, воздух протекает через ножку 306 Т-образного соединительного устройства 302 и открывает нормально закрытый клапан 320 типа "утиный клюв". Обычно закрытый клапан типа "утиный клюв" удерживается на месте с помощью соединительной детали 322, которая соединена резьбой 334 с Т-образным соединительным устройством 302. Два клювовидных участка 323, 324 клапана 320 типа "утиный клюв" остаются отделенными от друг друга до тех пор, пока есть достаточная сила, создаваемая потоком воздуха через ножку 306 Т-образного соединительного устройства 302 для преодоления собственного смещения при сопротивлении изгибу двух клювовидных участков 323, 324 из-за эластичности резины или гибкого материала, из которого сделан клапан типа 320 "утиный нос". Когда давления воздуха становится недостаточно для удержания двух клювовидных участков 323, 324 отделенными от друг друга, два клювовидных участка 323, 324 соединяются, как показано на Фиг.3, блокируя таким образом поток текучей среды через ножку 306 соединительного устройства 302.
Соответственно, во время обычного введения в инфузионную канюлю 904, как показано на Фиг.2, имеет место управляемый поток хирургического инфузионного раствора. Воздушный канал 906 закрыт. Как показано на Фиг.3, запорный клапан 20, клапан 320 типа "утиный нос" в предпочтительном варианте осуществления 300, предотвращает любой обратный ток хирургического инфузионного раствора в воздушный канал 906. Когда витреоретинальный хирург хочет выполнить переключение с введения хирургического инфузионного раствора на введение воздуха или другого газа, хирург приводит в действие электрический выключатель или прикасается к GUI. Давление хирургического инфузионного раствора уменьшается до давления, меньшего, чем давление воздуха или газа, и/или давление воздуха или газа увеличивается до давления, большего, чем давление хирургического инфузионного раствора. Это вызывает прекращение тока хирургического инфузионного раствора через инфузионный канал 902, и начало тока воздуха или газа через канал 906. Давление воздуха или газа открывает запорный клапан 20, что позволяет нагнетать воздух в глаз через третий канал 903, соединенный с инфузионной канюлей 904. Если требуется, переключение текучей среды можно изменить на противоположное, позволяя таким образом витреоретинальному хирургу выполнить переключение от воздуха или газа обратно к инфузионному раствору в инфузионном канале 902. Кроме того, чтобы еще больше расширить возможности переключения между потоком инфузионного раствора и воздушным или газовым потоком в инфузионном канале 902 и в воздушном или газовом канале 906 могут также быть расположены клапаны, приводимые в действие вручную, электрически, механически или пневматически. Предпочтительно клапан является пережимным клапаном.
Специалистам в данной области техники понятно, что хотя в предпочтительном варианте осуществления 300 показан клапан 320 типа "утиный нос", могут использоваться и другие типы обратных клапанов без отступления от настоящего изобретения.
Как показано на Фиг.3, ножка 306 образована приемной частью 400, имеющей внутреннюю поверхность 402, точно подогнанную к наружной поверхности 404 клапана 320. Кроме того, кончик или раскрывающаяся поверхность 406 клапана 320 расположена как можно близко к просвету 408 прямого участка 304 без захода клапана 320 внутрь русла потока текучей среды. Такое расположение приемной части 400 и положение клапана 320 сводит к минимуму или устраняет зазор 410 между приемной частью 400 и наружной поверхностью 404, что в свою очередь предотвращает образование воздушных или газовых пузырьков внутри потока инфузионного раствора на участке 304. Предотвращение образования таких воздушных или газовых пузырьков максимально увеличивает безопасность пациента.
На Фиг. 4, 5 показан второй предпочтительный вариант осуществления 500 автоматического запорного клапана 20 настоящего изобретения, встроенного в Т-образное соединительное устройство 502. В предпочтительном варианте осуществления 500 используется ножка 306 с приемной частью 501 для помещения в нее клапана 520 типа "утиный нос". Предпочтительный вариант осуществления 500 по существу идентичен по структуре и функции предпочтительному варианту осуществления 300 за исключением того, что соединительная деталь 322 с помощью ультразвуковой сварки присоединена к ножке 306, клапан 520 типа "утиный нос" повернут вокруг своей оси на девяносто градусов внутри соединительного устройства 502 по сравнению с положением клапана 320 типа "утиный нос" внутри соединительного устройства 302, и были немного изменены конфигурация приемной части 501 и клапана 520 типа "утиный нос". Более конкретно, поворот клапана 520 типа "утиный нос" на девяносто градусов предотвращает нежелательное турбулентное движение и связанные с ним воздушные или газовые пузырьки внутри потока инфузионного раствора на участке 304. Подобно предпочтительному варианту осуществления 300 приемная часть 501 имеет внутреннюю поверхность 503, точно подогнанную к наружной поверхности 505 клапана 520. Кроме того, кончик или раскрывающаяся поверхность 507 клапана 520 расположены как можно ближе к просвету 408 прямого участка 304 без захода клапана 520 внутрь русла потока текучей среды. Такая конфигурация приемной части 501 и положение клапана 520 сводит к минимуму или устраняет зазор 510 между приемной частью 501 и наружной поверхностью 505, что в свою очередь предотвращает образование воздушных или газовых пузырьков внутри потока инфузионного раствора на участке 304. Предотвращение образования таких воздушных или газовых пузырьков максимально увеличивает безопасность пациента.
Хотя настоящее изобретение показано и описано в соответствии с его предпочтительным и альтернативным вариантами осуществления, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что вышеприведенное описание делает возможными и другие варианты осуществления. Такие другие варианты осуществления должны находиться в пределах объема и смысла прилагаемой формулы изобретения.