РУКАВНЫЙ НАСОС С НАПРАВЛЯЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ ВЫВОДА
FLEXIBLE-HOSE PUMP WITH GUIDING OUTLET DEVICE

Область техники
Изобретение относится к рукавному насосу по ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
Такие рукавные насосы известны, например, из патентных документов DE 102010000594 В4, DE 3326784 А1 и DE 102007020573 А1. Эти известные рукавные насосы имеют направляющие устройства ввода и вывода для автоматического введения и выведения рукава насоса. В патентном документе DE 3326784 А1 показан роликовый насос, работающий по перистальтическому принципу, со станиной насоса, с ротором, выполненным с возможностью вращения, несущим на своей окружности ролики, выполненные с возможностью вращения, и с рукавом насоса, расположенным радиально между соединением на стороне нагнетания и соединением на стороне всасывания, снаружи роликов, вдоль внутренней опорной стенки станины насоса и прижимаемым в области роликов к опорной стенке и таким образом пережимаемым. Для введения рукава в станину насоса и выведения его из станины насоса ротор имеет прижим в области его окружности между двумя соседними роликами, направленный радиально наружу, для введения рукава прижим прижимает его к станине насоса, а для выведения рукава отводит его от станины насоса.
Из патентного документа DE 102007020573 А1 известен также рукавный роликовый насос с направляющим устройством ввода, снабженный направляющими ребрами для рукава, которые служат для автоматического введения рукава в насос и выведения из него. Однако известные направляющие устройства ввода и вывода на практике оказываются подверженными сбоям. Кроме того, эти направляющие устройства ввода и вывода не способны обеспечить полностью автоматизированное введение или выведение рукава.
Из патентного документа DE 102010000594 В4 известен рукавный насос с полностью автоматизированным направляющим устройством ввода и вывода, содержащим червячный вал, приводимый в движение с помощью привода вала. Это направляющее устройство ввода и вывода делает возможным полностью автоматизированный ввод или вывод рукава. Однако для этого требуется использование привода вала для червячного вала, что повышает издержки производства насоса.
Раскрытие изобретения
Исходя из этого, в основе изобретения лежит задача оборудовать обычный рукавный насос полностью автоматизированным направляющим устройством вывода, которое обеспечивало бы возможность простого и быстрого выведения рукава из рукавного насоса, причем такое направляющее устройство вывода не должно значительно увеличивать издержки производства рукавного насоса.
Эта задача решена рукавным насосом, с признаками пункта 1. Предпочтительные варианты исполнения такого рукавного насоса описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Рукавный насос согласно изобретению имеет станину рукава с входом рукава, выходом рукава, направляющей поверхностью и вспомогательной опорой, а также несколькими прижимными элементами, которые в процессе эксплуатации рукавного насоса прижимают рукав, помещенный в станину рукава, лежащий на направляющей поверхности, к вспомогательной опоре, перемещаясь в направлении транспортировки, чтобы транспортировать проводимую по рукаву жидкость.
Рукавный насос согласно изобретению имеет направляющее устройство вывода для выведения рукава из станины рукава, с помощью которого при работе рукавного насоса в направлении, противоположном направлению транспортировки, вставленный рукав автоматически выводят из станины рукава. Для этого направляющее устройство вывода имеет расположенное (стационарно) на выходе рукава станины рукава возвышение, которое выступает из направляющей поверхности станины рукава. При этом направляющее устройство вывода расположено стационарно у выхода рукава станины рукава. При работе рукавного насоса в направлении, противоположном направлению транспортировки, рукав с помощью прижимных элементов вытягивают на выходе рукава станины рукава над возвышением и вследствие этого поднимают вверх. В результате подъема рукава на выходе рукава при работе рукавного насоса в направлении, противоположном направлению транспортировки, он поднимается из выхода рукава, начиная от станины рукава за прижимной элемент, таким образом, рукав выводят из рукавного насоса до тех пор, пока он при дальнейшей работе рукавного насоса в направлении, противоположном направлению транспортировки, не будет полностью выведен из станины рукава, а прижимные элементы не прекратят осуществлять зацепление рукава с вспомогательной опорой.
В предпочтительном варианте исполнения расположенное на стороне выхода станины рукава возвышение имеет, по меньшей мере, по существу выпуклую поверхность, например полуцилиндрическую поверхность. Возможно также выполнение возвышения в форме уступа. В предпочтительном случае возвышение, по меньшей мере, на стороне выхода станины рукава имеет выпуклую поверхность, понижающуюся в направлении транспортировки к направляющей поверхности. Особенно целесообразным показало себя исполнение, при котором градиент возвышения на стороне входа, понижающийся к направляющей поверхности в направлении транспортировки (в направлении транспортировки, то есть в направлении от входа рукава к выходу рукава) более пологий, чем градиент на стороне выхода. Благодаря такой конфигурации возвышения при работе рукавного насоса в направлении транспортировки, когда находящаяся в рукаве жидкость транспортируется в направлении от входа рукава к выходу рукава, возвышение не является помехой для рукава, находящегося в станине рукава, и он лишь несущественно поднимается из станины рукава. Кроме того, благодаря соответствующей форме возвышения при работе рукавного насоса в направлении, противоположном направлению транспортировки, обеспечивается достаточно большое расстояние, на которое рукав отводится от направляющей поверхности станины рукава, чтобы оказаться над прижимными элементами, в результате чего при работе рукавного насоса в направлении, противоположном направлению транспортировки, рукав не контактирует с прижимными элементами, и, следовательно, имеется возможность надежного и полного выведения его из станины рукава.
В предпочтительном варианте исполнения рукав зафиксирован на стороне входа, перед входом рукава и/или на стороне выхода, после выхода рукава станины рукава, в первом или втором месте фиксации. Это особенно целесообразно в случае, когда первое и второе места фиксации образованы корпусом кассеты, в которой рукав зажат, в частности залит. При этом целесообразно, если участок рукава, выступающий из корпуса кассеты, выгнут петлей, например, в форме полукруга или полуэллипса. Целесообразно, чтобы кассета была расположена в корпусе рукавного насоса с возможностью ее замены и предпочтительно зафиксирована с возможностью съема.
Прижимные элементы рукавного насоса могут быть выполнены, например, в виде нескольких прижимных роликов, которые установлены с опорой на несущем диске, выполненном с возможностью поворота. При этом поверхность несущего диска образует направляющую поверхность станины рукава, на которой расположен рукав, вставленный в станину рукава. При этом несущий диск соединен с приводом, вращающим его во время работы рукавного насоса. Таким образом, прижимные ролики, расположенные на несущем диске, приводят в движение относительно рукава, зафиксированного в станине рукава. В результате движения прижимных роликов относительно неподвижного рукава последний прижимается прижимными роликами к вспомогательной опоре и таким образом сдавливается, при этом находящаяся в рукаве жидкость транспортируется в направлении транспортировки. Таким образом, прижимные ролики установлены с опорой на несущий диск с возможностью вращения и, таким образом, при вращении несущего диска могут проходить своими внешними окружностями по поверхности рукава.
В предпочтительном варианте исполнения между соседними прижимными роликами на несущем диске расположен направляющий ролик. Направляющие ролики могут быть установлены с опорой на несущем диске с возможностью поворота, как и прижимные ролики, либо закреплены на нем неподвижно. Предпочтительно направляющие ролики содержат на внешней окружности направляющий паз, предпочтительно совпадающий по форме с рукавом и имеющий полукруглое поперечное сечение. Благодаря форме направляющего паза по внешней окружности направляющих роликов, последние во время работы рукавного насоса соприкасаются с поверхностью рукава, не сжимая его. Вследствие этого обеспечено надежное и равномерное проведение рукава в станине рукава во время работы рукавного насоса.
Наряду с направляющим устройством вывода рукавный насос предпочтительно имеет также направляющее устройство ввода, предназначенное для автоматического введения рукава в станину рукава, причем направляющее устройство ввода во время эксплуатации рукавного насоса в направлении транспортировки предпочтительно автоматически вводит рукав в станину рукава между прижимными элементами и вспомогательной опорой. При этом направляющее устройство ввода в предпочтительном варианте осуществления выполнено с по меньшей мере одним расположенным на стороне входа, перед входом рукава в станину, прижимом, который при введении и при эксплуатации рукавного насоса в направлении транспортировки прижимает рукав к контактной поверхности. Целесообразно расположение прижима на внутренней стороне крышки корпуса, выполненной с возможностью поворота. При закрытии поворотной крышки корпуса прижим прижимает рукав к контактной поверхности, в результате чего при эксплуатации рукавного насоса в направлении транспортировки рукав, прежде всего, входит во взаимодействие с направляющим роликом и вспомогательной опорой, либо также с прижимным элементом и вспомогательной опорой и, таким образом, непрерывно затягивается в станину рукава, начиная от входа рукава до выхода рукава, где размещается на направляющей поверхности станины рукава. Это позволяет автоматически, без производимых вручную действий пользователя, вводить рукав в рукавный насос.
Краткое описание чертежей
Эти и другие преимущества и признаки рукавного насоса согласно изобретению вытекают из описанного ниже в подробностях варианта осуществления, с учетом прилагаемых чертежей.
На чертежах показаны:
фигура 1: аксонометрическое изображение рукавного насоса согласно изобретению, со снятой (для большей наглядности) крышкой корпуса;
фигура 2: фрагмент станины рукава рукавного насоса в соответствии с фигурой 1 со снятой крышкой корпуса;
фигура 3: детальное изображение области выхода станины рукава в соответствии с фигурой 2;
фигура 4: разрез области выхода станины рукава с фигуры 3;
фигура 5: аксонометрическое детальное изображение области входа станины рукава в соответствии с фигурой 2 при открытой крышке корпуса (фигура 5а) и разрез этой области входа при закрытой крышке корпуса (фигура 5b).
Осуществление изобретения
На фигуре 1 и фигуре 2 рукавный насос согласно изобретению показан в аксонометрическом изображении. Рукавный насос 1 служит для транспортировки жидкости, заполняющей рукав, например жидкости для медицинских инъекций. Рукавный насос 1 расположен в корпусе 14 насоса, к которому посредством крепежного устройства 18 присоединена с возможностью поворота крышка 17 корпуса. На изображениях фигур 1 и 2 крышка 17 корпуса для наглядности представлена снятой. На фигуре 5 крышка 17 корпуса представлена в открытом положении (фигура 5а) и в закрытом положении (фигура 5b).
Рукавный насос 1 включает в себя несущий диск 8, который с помощью расположенного в центре несущего диска 8 приводного вала 10 связан с приводом 7. Привод 7 может представлять собой, например, электродвигатель. Несущий диск 8 выполнен с возможностью вращения при включенном приводе 7 посредством приводного вала, неподвижно связанного с несущим диском 8.
Рукавный насос 1 включает в себя, кроме того, станину 2 рукава с входом 2а рукава, выходом 2b рукава и вспомогательной опорой 4. Вспомогательная опора 4 образована внутренней окружностью кругового сегмента, который в области входа 2а рукава и выхода 2b рукава станины 2 рукава открыт для ввода рукава 6. Поверхность несущего диска 8 образует направляющую поверхность 2с станины 2 рукава. Станина 2 рукава служит для удержания рукава 6, по которому проводят жидкость, например жидкость для инъекций, впрыскиваемую в кровеносную систему пациента.
На поверхности несущего диска 8, вблизи его внешней окружности, расположены несколько прижимных элементов 3. В приведенном здесь графическом представлении варианта исполнения рукавного насоса согласно изобретению прижимные элементы 3 образованы цилиндрическими прижимными роликами, которые имеют внешнюю окружность 3а. В графическом представлении варианта исполнения три таких прижимных ролика равномерно распределены по окружности несущего диска 8. Между соседними прижимными элементами 3 (прижимными роликами) на несущем диске 8 расположен направляющий ролик 11. Направляющие ролики 11 имеют проходящий по их внешней окружности направляющий паз 11а. Как прижимные ролики 3, так и направляющие ролики 11 установлены с опорой с возможностью вращения на несущем диске 8, причем оси 9 вращения прижимных роликов 3 и оси 9' вращения направляющих роликов 11 проходят параллельно приводному валу 10. При этом прижимные ролики 3 и направляющие ролики 11 могут быть либо установлены с опорой на несущем диске 8 с возможностью свободного вращения, либо связаны с приводом 7 посредством соединения. Если прижимные ролики 3 и/или направляющие ролики 11 связаны с приводом 7 посредством соединения, то при работе привода 7 они приводятся им во вращение в том же направлении, что и несущий диск 8.
Корпус 14 насоса 1 содержит держатель кассеты для вставки сменной кассеты 13. Рукав 6 встроен в кассету 13, и дугообразный участок рукава 6 выступает из кассеты 13. Места, в которых выгнутый петлей участок рукава 6 выступает из кассеты 13, образуют первое место 12а фиксации и второе место 12b фиксации. При вставленной в корпус 14 кассете 13 эти места 12а, 12b фиксации обеспечивают фиксацию концов участка рукава 6, выступающего из кассеты 13.
В области выхода 2b рукава станины 2 рукава расположено направляющее устройство вывода. Оно включает в себя возвышение 5, которое выступает из направляющей поверхности 2с. Возвышение 5 подробно представлено на фигуре 3 в аксонометрическом изображении, вид сбоку. Возвышение 5 имеет поверхность, по меньшей мере, по существу выпуклую. Возможно, например, выполнение поверхности возвышения 5 в форме полуцилиндра. В этом случае возвышение имеет на стороне входа (в направлении транспортировки, то есть в направлении от входа рукава к выходу рукава) наклон, равный противоположному наклону на выходе. Предпочтительна, однако, форма поверхности возвышения 5, показанная на фигурах 3 и 4. В приведенном здесь графическом представлении варианта исполнения возвышение имеет входной наклон 5а и выходной наклон 5b, причем входной наклон 5а более пологий, чем выходной наклон 5b.
Для эксплуатации рукавного насоса 1 участок рукава 6, выступающий из кассеты 3, вложен в станину 2 рукава, причем рукав 6 лежит при этом на направляющей поверхности 2с, располагаясь между внешней поверхностью прижимных элементов 3 и вспомогательной опорой 4, а также между направляющим пазом 11а направляющих роликов 11 и вспомогательной опорой 4. Вложенный в станину 2 рукава рукав 6 в области выхода 2b рукава проходит за возвышение 5, как показано на фигуре 2. При эксплуатации рукавного насоса в направлении транспортировки несущий диск 8 (а также, в случае их перемещения посредством приводного механизма, и расположенные на ней прижимные элементы 3 и направляющие ролики 11) приводят во вращение посредством привода 7. В варианте осуществления, представленном на фигуре 1, при эксплуатации рукавного насоса в направлении транспортировки несущий диск 8 с помощью привода 7 приводится во вращение по часовой стрелке. При этом участок рукава 6, находящийся в станине 2 рукава, прижимается прижимными элементами к вспомогательной опоре 4, при этом рукав периодически сжимается, а находящаяся в рукаве 6 жидкость транспортируется в направлении от входа 2а рукава к выходу 2b рукава. При этом направляющие ролики 11 обеспечивают надежное и неизменное положение участка рукава 6 в станине 2 рукава благодаря тому, что рукав 6 попадает в имеющий преимущественно полукруглое сечение направляющий паз 11а направляющих роликов 11 и проходит по нему.
Направляющее устройство вывода, расположенное в области выхода 2b рукава, служит для автоматического выведения рукава 6 из рукавного насоса 1 после окончания процесса перекачки. Для этого рукавный насос приводят в движение в направлении, противоположном направлению транспортировки, как, например, на показанном графическом представлении варианта исполнения, где несущий диск 8 приводят во вращение против часовой стрелки приводом 7. Таким образом, в результате зацепления рукава 6 между прижимными элементами 3 и вспомогательной опорой 4 на рукав 6 действует растягивающая сила, направленная против направления транспортировки (т.е. против часовой стрелки). В результате действия этой растягивающей силы на рукав 6, последний поднимается над возвышением 5 от направляющей поверхности 2с вверх. При этом участок рукава, расположенный на выпуклой поверхности возвышения 5, скользит, продвигаясь, в частности, вверх вдоль выходного наклона 5b. При этом крутой выходной наклон 5b возвышения 5 обуславливает подъем участка рукава 6, находящегося в станине 2 рукава, вверх от направляющей поверхности 2с настолько, что рукав ложится выше прижимного элемента 3, расположенного непосредственно у выхода 2b рукава, либо поверх расположенного там направляющего ролика 11. В результате нарушается взаимодействие между этим прижимным элементом 3 либо этим направляющим роликом 11 и вспомогательной опорой 4. При дополнительном вращении несущего диска 8 в направлении, противоположном направлению транспортировки рукавного насоса 1, рукав таким же образом высвобождается из положения между другими прижимными элементами 3 и направляющими роликами 11 и вспомогательной опорой 4, а участок рукава 6 поднимается таким образом из станины 2 рукава, до тех пор пока участок рукава 6, выступающий из кассеты 13, окончательно не выйдет из станины 2 рукава. В этом положении рукава 6 возможно выключение привода 7, извлечение кассеты 13 из корпуса 14 рукавного насоса 1 и его замена на новую кассету с еще не использованным рукавом.
Для ввода участка рукава 6, который выступает из нового кассеты 13, целесообразно наличие направляющего устройства ввода, предусмотренного в области входа 2а рукава. Это направляющее устройство ввода может представлять собой приводимый в действие двигателем червячный вал, известный из патентного документа DE 102010000594 В4. Более дешевое направляющее устройство ввода, не требующее применения червячного вала, приводимого в действие двигателем, показано на фигуре 5. В этом варианте направляющее устройство ввода включает в себя прижим 15, который прижимает выступающий из кассеты 13 участок рукава 6 вниз к контактной поверхности 16, чтобы обеспечить его введение в станину 2 рукава. При этом контактная поверхность 16 расположена на стороне входа станины рукава, еще перед входом 2а рукава, и находится, по меньшей мере, по существу, на том же уровне, что и направляющая поверхность 2с станины 2 рукава, либо слегка приподнята относительно этой направляющей поверхности 2с. Прижим 15 в варианте осуществления, графически представленном на фигуре 4, образован двумя расположенными на внутренней стороне поворачиваемой крышки 17 корпуса выступами 15' и 15'', на концах которых предпочтительно присутствуют круглые или овальные выемки, в которые может заходить рукав 6 при закрытой крышке 17 корпуса. Если крышку 17 корпуса, на фигуре 5а показанную в открытом положении, приводят в закрытое положение (фигура 5b), то расположенный на внутренней стороне крышки 17 корпуса прижим 15 прижимает рукав 6 в области входа 2а рукава к контактной поверхности 16. Если рукавный насос при таком положении рукава 6 приводят в движение в направлении транспортировки, когда привод 7 приводит в действие несущий диск 8 в направлении транспортировки (в показанном здесь варианте осуществления это вращение по часовой стрелке), рукав 6 автоматически входит в станину 2 рукава. При этом рукав 6, начиная с области входа 2а рукава, зацепляется прижимным элементом 3 или направляющим роликом 11 и вспомогательной опорой 4 и вводится в станину 2 рукава, располагаясь на направляющей поверхности 2с. При дальнейшем повороте несущего диска 8 в направлении транспортировки участок рукава 6, выступающий из кассеты 13, продвигается дальше в направлении транспортировки вдоль станины 2 рукава, входя в нее до тех пор, пока весь участок рукава 6, выступающий из кассеты 13, полностью не расположится в станине 2 рукава и предпочтительно не ляжет там на направляющей поверхности 2с. На выходе 2b рукава выходной участок рукава 6 проводят за возвышением 5, как показано на фигурах 3 и 4. Плавная линия входного наклона 5а возвышения 5 обуславливает такое положение рукава 6 в станине 2 рукава, на которое не влияет возвышение 5, в частности, оно не препятствует зацеплению выходного участка рукава между прижимными элементами 3 либо направляющим роликам 11 и вспомогательной опорой 4.
После ввода участка рукава 6, выступающего из кассеты 13, в станину 2 рукава описанным способом возможно использование насоса для транспортировки находящейся в рукаве 6 жидкости в направлении транспортировки. Для этого несущий диск 8 в графически представленном здесь варианте исполнения приводят во вращение по часовой стрелке приводом 7, вследствие чего прижимные элементы 3, сжимая рукав, 6 прижимают его к вспомогательной опоре 4, и в результате этого находящуюся в рукаве жидкость транспортируют в направлении транспортировки.
Изобретение не ограничивается графически представленным здесь вариантом исполнения. Так, например, прижимные элементы 3 могут иметь иную форму, например, прямоугольную. Кроме того, возможна также иная форма возвышения 5, например, форма уступа. Наличие направляющих роликов является опциональным и служит только для улучшенного проведения и расположения рукава в станине рукава при работе насоса. Однако использование предпочтительной формы внешней окружности направляющих роликов с окружным направляющим пазом способствует надежности введения и выведения рукава посредством направляющего устройства ввода или, соответственно, направляющего устройства вывода.