ГОЛОВКА НАСОСА С НЕЗАВИСИМОЙ ПОДВЕСКОЙ ПРОСТРАНСТВЕННО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ РОЛИКОВ С ОСЕВЫМ СМЕЩЕНИЕМ
PUMP HEAD WITH INDEPENDENTLY SPRUNG OFFSET PIVOTING ROLLERS

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом относится к насосам. Более конкретно, но не ограничиваясь этим, настоящее изобретение относится к перистальтическим насосам.
Перистальтические насосы могут быть использованы для многих различных приложений, включая доставку жидкости во время хирургических применений (например, глазных хирургических процедур). Перистальтические насосы могут работать путем сжатия трубки по длине с целью перемещения жидкости в трубке или сжатия канала потока, сформированного между эластомерным листом и жесткой подложкой с целью перемещения жидкости между эластомерным листом и жесткой подложкой. Вращающиеся роликовые головки, прижимаемые к трубке или эластомерному листу, могут быть использованы для сжатия трубки или эластомерного листа. В то время как перистальтические насосы могут обеспечивать предсказуемые свойства потока, они могут также придавать потоку и давлению нежелательные пульсации. Кроме того, вращающиеся роликовые головки могут не вполне должным образом сжимать трубку или эластомерный лист. Было бы желательно иметь такой роликовый узел перистальтического насоса, который позволяет решить эти проблемы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном варианте реализации настоящего изобретения, роликовый узел содержит центральный участок со ступицей; множество кронштейнов, соединенных с центральным участком, каждый кронштейн имеет радиальный участок, дугообразный участок, и изогнутый участок; и множество роликов, по одному ролику присоединено к изогнутому участку каждого кронштейна. Кронштейны могут быть гибкими настолько, что ролики способны двигаться по отношению к центральной части, когда кронштейны сгибаются. Ролик может быть присоединен к изогнутому участку штифтом. Кронштейны и ролики распределены вокруг ступицы. Поверхность качения роликов, как правило, параллельна плоской поверхности центрального участка. Поверхность качения роликов приспособлена к возможности охвата площади полимерного листа или гибкой трубки по всей области перемещения кронштейна. Центральный участок и кронштейны могут быть вырезаны из одного листа материала. Кроме того, центральный участок может содержать первую плоскую поверхность, радиальный участок кронштейна может содержать вторую плоскую поверхность, и осевой участок кронштейна может содержать четвертую плоскую поверхность, у которых первая плоская поверхность, как правило, параллельна второй и третьей плоским поверхностям. Кроме того, изогнутый участок может содержать четвертую плоскую поверхность, четвертая плоская поверхность расположена под углом от 900 до 140 градусов по отношению к первой, второй и третьей плоским поверхностям. Ролик может быть присоединен к изогнутому участку с помощью штифта и колпачка штифта.
В другом варианте реализации настоящего изобретения, роликовый узел для использования в системе перистальтического насоса, содержит центральный участок со ступицей; множество кронштейнов, присоединенных к центральному участку, каждый кронштейн имеет радиальный участок, дугообразный участок и изогнутый участок; множество роликов, по одному ролику присоединено к изогнутой секции каждого кронштейна; при этом центральный участок содержит первую плоскую поверхность, радиальный участок кронштейна содержит вторую плоскую поверхность, а осевой участок кронштейна содержит четвертую плоскую поверхность, первая плоская поверхность, как правило, параллельна второй и третьей плоским поверхностям, и, кроме того, при этом изогнутый участок содержит четвертую плоскую поверхность, четвертая плоская поверхность расположена под углом по отношению к первой, второй и третьей плоским поверхностям.
В другом варианте реализации настоящего изобретения, роликовый узел содержит центральный участок со ступицей; множество гибких кронштейнов, соединенных с центральным участком; множество пружинных штифтов, по одному пружинному штифту, присоединенному к каждому из множества гибких кронштейнов; множество кронштейнов, присоединенных к центральному участку так, что каждый кронштейн способен независимо друг от друга поворачиваться относительно центрального участка; и множество роликов, по одному ролику присоединено к каждому из множества кронштейнов. Ролик может быть присоединен к кронштейну штифтом. Кронштейны и ролики могут быть распределены вокруг ступицы. Поверхность качения роликов, как правило, параллельна плоской поверхности центрального участка. Кронштейн имеет стопор, расположенный на конце кронштейна, стопор входит в зацепление с центральным участком, чтобы ограничить диапазон качательных движений кронштейна. Кронштейн может быть соединен с шарниром, шарнир расположен вблизи стопора. Каждый из множества кронштейнов может иметь грани, которые находится в контакте с множеством пружинных штифтов. Пружинный штифт прикладывает усилие к грани, усилие обеспечивается гибким кронштейном. Пружинный штифт давит на грань для смещения кронштейна в неповоротное положение, когда стопор упирается в центральный участок. Множество гибких кронштейнов и верхняя поверхность центрального участка могут быть образованы из одного листа материала. Поверхность качения роликов приспособлена к возможности охвата площади полимерного листа или гибкой трубки по всей области перемещения кронштейна.
В другом варианте реализации настоящего изобретения, роликовый узел содержит центральный участок со ступицей; множество гибких кронштейнов, присоединенных к центральному участку; множество пружинных штифтов, по одному пружинному штифту присоединено к каждому из множества гибких кронштейнов; множество кронштейнов, присоединенных к центральному участку таким образом, что каждый кронштейн способен независимо друг от друга поворачиваться относительно центрального участка, каждый кронштейн имеет шарнир, расположенный вблизи стопора; и множество роликов, по одному ролику присоединено к каждому из множества кронштейнов; при этом каждый пружинный штифт прикладывает усилие к соответствующему кронштейну, усилие обеспечивается соответствующим гибким кронштейном с тем, чтобы сместить кронштейн в неповоротное положение.
В другом варианте реализации настоящего изобретения, роликовый узел содержит центральный участок со ступицей; множество амортизаторов, присоединенных к центральному участку; множество кронштейнов, присоединенных к центральному участку таким образом, что каждый кронштейн способен независимо друг от друга поворачиваться относительно центрального участка; и множество роликов, по одному ролику присоединено к каждому из множества кронштейнов. Каждый ролик может быть присоединен к каждому кронштейну штифтом. Кронштейны и ролики могут быть распределены вокруг ступицы. Поверхность качения роликов, как правило, параллельна плоской поверхности центрального участка. Каждый из множества кронштейнов может иметь стопор, расположенный на конце каждого кронштейна, каждый стопор находится в зацеплении с центральным участком, чтобы ограничить диапазон качательных движений каждого кронштейна. Каждый из множества кронштейнов может быть соединен с шарниром, шарнир расположен вблизи стопора. Каждый амортизатор дополнительно содержит пружинный штифт. Каждый из множества кронштейнов может иметь грани, которые находится в контакте с множеством пружинных штифтов. Каждый пружинный штифт прикладывает усилие к каждой грани с силой, предоставленной каждым амортизатором. Каждый пружинный штифт прикладывает усилие к каждой грани для смещения каждого кронштейна в неповоротное положение, в котором каждый стопор находится в контакте с центральным участком. Поверхность качения роликов приспособлена к возможности охвата площади полимерного листа или гибкой трубки по всей области перемещения кронштейна.
В другом варианте реализации настоящего изобретения, роликовый узел содержит центральный участок со ступицей; множество амортизаторов, присоединенных к центральному участку; множество пружинных штифтов, по одному пружинному штифту присоединено к каждому из множества амортизаторов; множество кронштейнов присоединено к центральному участку таким образом, что каждый кронштейн способен независимо друг от друга поворачиваться относительно центрального участка, каждый кронштейн имеет шарнир, расположенный вблизи стопера; и множество роликов, по одному ролику, присоединено к каждому из множества кронштейнов; при этом каждый пружинный штифт прикладывает усилие к соответствующему кронштейну, усилие обеспечивается соответствующим амортизатором таким образом, чтобы сместить кронштейн в неповоротное положение.
В другом варианте реализации настоящего изобретения, роликовый узел содержит центральный участок со ступицей; множество кронштейнов, присоединенных к центральному участку таким образом, что каждый кронштейн способен независимо друг от друга перемещаться относительно центрального участка; множество пружинных штифтов, по одному пружинному штифту связано с каждым кронштейном; множество удерживающих штифтов, по одному удерживающему штифту связано с каждым кронштейном; и множество роликов, по одному ролику присоединено к каждому кронштейну. Ролик может быть присоединен к кронштейну посредством оси и штифта. Кронштейны и ролики могут быть распределены вокруг ступицы. Поверхность качения роликов, как правило, может быть параллельна плоской поверхности центрального участка. Множество пружин может быть расположено вокруг множества пружинных штифтов, каждая пружина расположена между каждым кронштейном и центральным участком. Пружинный штифт может быть расположен в первом отверстии в центральном участке, удерживающий штифт может быть расположен во втором отверстии в центральном участке, пружинный штифт может быть прикреплен к кронштейну, и удерживающий штифт может быть прикреплен к центральному участку. Движение ролика вдоль оси, определенной удерживающим штифтом, может быть ограничено с помощью удерживающего штифта и пружинного штифта. Пружина прикладывает усилие к каждому кронштейну, тем самым смещая каждый кронштейн в сторону от центрального участка. Один конец пружины может быть расположен в выемке в центральном участке и другой конец пружины может быть расположен в выемке в кронштейне. Поверхность качения роликов может быть приспособлена к возможности охвата полимерного листа или гибкой трубки по всей области перемещения кронштейна.
В другом варианте реализации настоящего изобретения, роликовый узел содержит центральный участок со ступицей; множество кронштейнов, присоединенных с центральному участку таким образом, что каждый кронштейн способен независимо друг от друга перемещаться относительно центрального участка; множество пружинных штифтов расположено во множестве первых отверстий в центральном участке, по одному пружинному штифту закреплено на каждом кронштейне; множество удерживающих штифтов расположено во множестве вторых отверстий в центральном участке и прикреплено к центральному участку, по одному удерживающему штифту связано с каждым кронштейном; и множество роликов, по одному ролику присоединено к каждому кронштейну; при этом движение роликов вдоль оси, определенной удерживающими штифтами, может быть ограничено с помощью удерживающих штифтов и пружинных штифтов.
В другом варианте реализации настоящего изобретения, роликовый узел содержит центральный участок со ступицей, центральный участок, имеющий множество шарниров, расположенных вокруг центрального участка; множество кронштейнов, каждый кронштейн имеет роликовый конец и шарнирный конец, шарнирные концы присоединены к центральному участку с помощью множества шарниров таким образом, что каждый кронштейн способен поворачиваться независимо по отношению к центральному участку, роликовые концы и шарнирные концы каждого кронштейна расположены друг от друга на расстоянии по меньшей мере одной ширины ролика; множество роликов, по одному ролику присоединено к каждому из роликовых концов множества кронштейнов; при этом множество роликов и кронштейнов расположено вокруг центрального участка таким образом, чтобы шарнир был расположен на удалении от ролика. Каждый ролик может быть присоединен к каждому кронштейну с помощью оси и штифта. Поверхность качения роликов может быть, как правило, параллельна плоской поверхности центрального участка. Множество пружин может быть расположено вблизи каждого ролика. множество пружин может быть расположено во множестве пружинных отверстий центрального участка. Каждый кронштейн дополнительно содержит пару шарнирных штифтов, пара шарнирных штифтов присоединяет кронштейн в центральном участке к шарниру. Каждый кронштейн дополнительно соединен с упорной поверхностью ступицы и с поверхностью присоединения пружины, расположенных вблизи роликового конца кронштейна. Пружина сцепляется с поверхностью присоединения пружины. Упорная поверхность ступицы сцепляется со ступицей таким образом, что ступица оставляет кронштейн примыкающим к центральному участку. При повороте кронштейна, поверхность качения ролика, соединенного с кронштейном, как правило, параллельна поверхности центрального участка. Множество шарниров может быть расположено вокруг периметра центрального участка. Ролики расположены внутри периметра центрального участка. Поверхность качения роликов приспособлена к возможности охвата полимерного листа или гибкой трубки по всей области перемещения кронштейнов.
В другом варианте реализации настоящего изобретения, роликовый узел содержит центральный участок со ступицей, центральный участок, имеющий множество шарниров, расположенных вокруг центрального участка; множество кронштейнов, каждый кронштейн имеет роликовый конец кронштейна и шарнирный конец, шарнирные концы присоединены к центральному участку с помощью множества шарниров таким образом, что каждый кронштейн способен поворачиваться независимо друг от друга по отношению к центральному участку, роликовые концы кронштейна и шарнирные концы каждого кронштейна расположены друг от друга на расстоянии по меньшей мере одной ширины ролика; удерживающая поверхность ступицы и поверхность присоединения пружины расположены на кронштейне вблизи роликового конца кронштейна; множество роликов, по одному ролику присоединено к каждому из роликовых концов множества кронштейнов; и множество пружин, по одной пружине расположено вблизи каждого ролика; при этом множество роликов и кронштейнов расположены вокруг центрального участка таким образом, чтобы шарнир был расположен на удалении от ролика, поверхность присоединения пружины сцепляется с пружинной, а упорная поверхность ступицы сцепляется со ступицей таким образом, что ступица оставляет кронштейн примыкающим к центральному участку.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Прилагаемые чертежи, которые включены и составляют часть данного описания, иллюстрируют несколько вариантов реализации настоящего изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципов изобретения.
Фиг.1a представляет собой вид спереди эластомерного листа с двумя сегментами насоса, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
Фиг.1b представляет собой вид сзади эластомерного листа с двумя сегментами насоса, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
Фиг.1c представляет собой вид спереди подложки для двух сегментов насоса, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
Фиг.1d представляет собой вид сзади подложки для двух сегментов насоса, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
Фиг.2а представляет собой вид сверху роликовой головки, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
Фиг.2b представляет собой вид снизу роликовой головки, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
Фиг.3а и 3b представляют собой увеличенные изометрические виды кассетной сборки, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
Фиг.3c представляет собой вид сбоку роликовой головки и двигателя, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
Фиг.3d представляет собой схематическое изображение роликовой головки, сцепленной с листом, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
Фиг.4a представляет собой изометрический вид роликового узла, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.4b представляет собой разрез вида сбоку роликового узла на Фиг.4а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.4c представляет собой вид сверху роликового узла на Фиг.4а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.5а представляет собой изометрический вид роликового узла, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.5b представляет собой разрез вида сбоку роликового узла на Фиг.5а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.6а представляет собой изометрический вид роликового узла, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.6b представляет собой разрез вида сбоку роликового узла на Фиг.6а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.7а представляет собой вид сбоку кронштейна роликового узла на Фиг.6а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.7b представляет собой вид торца кронштейна роликового узла на Фиг.6а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.8а представляет собой изометрический вид роликового узла, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.8b представляет собой вид сбоку роликового узла на Фиг.8а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.8c представляет собой разрез вида сбоку роликового узла на Фиг.8а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.9 представляет собой разрез вида сбоку однороликовой головки и узла кронштейна роликового узла на Фиг.8а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.10 представляет собой вид сбоку кронштейна роликового узла на Фиг.8а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.11а представляет собой изометрический вид роликового узла, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.11b представляет собой частичный изометрический вид роликового узла на Фиг.11а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.11с представляет собой частичный изометрический вид роликового узла на Фиг.11а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.11d представляет собой увеличенный изометрический вид роликового узла на Фиг.11а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.12a представляет собой изометрический вид кронштейна роликового узла на Фиг.11а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.12b представляет собой изометрический вид кронштейна роликового узла на Фиг.11а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.12с представляет собой изометрический вид кронштейна роликового узла на Фиг.11а, в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Следует понимать, что как предшествующее общее описание, так и последующее подробное описание являются только иллюстративными и пояснительными, и предназначены для предоставления дополнительных разъяснений по настоящему изобретению, как и заявлено.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Обратимся теперь к подробному описанию иллюстративных вариантов реализации изобретения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Везде, где возможно, одинаковые ссылочные номера будут использоваться на всех чертежах для обозначения одинаковых или подобных частей.
Фиг.1a-b иллюстрируют лист 107 (такой, как эластомерный лист) для присоединения к подложке 105 (например, любая из подложек 105а-с - как правило, именуется при этом как подложка 105), чтобы определить два или более сегментов насоса (например, любой из сегментов насоса 103a-b - как правило, именуется при этом как сегмент насоса 103) в кассете 100 (например, любая из кассет 100a-b - как правило, именуется при этом как кассета 100). Кассета 100 может использовать сегменты насоса 103, чтобы обеспечить всасывание и/или вливание жидкости 155 (см. например, Фиг.5с) для хирургической консоли (например, офтальмологической хирургической консоли 701, как проиллюстрировано на Фиг.7). Фиг.1c-d иллюстрируют вариант выполнения подложки 105а (другие варианты выполнения подложки 105 также предусмотрены). В различных вариантах реализации два или более сегментов насоса 103 могут быть образованы между листом 107 и подложкой 105 кассеты 100. Лист 107 может быть выполнен из гибкого, формуемого материала, такого как силиконовый каучук или термопластичный эластомер. Другие материалы рассматриваются также. Подложка 105 может быть изготовлена из материала, который является жестким по отношению к листу 107, такого, как жесткий термопласт, и может быть выполнена любым подходящим способом, таким как механическая обработка или литье под давлением. В некоторых вариантах, лист 107 может быть объединен или механически прикреплен к подложке 105 (например, с помощью клея, сплавления, механического обжатия, заклепок и т.д.). В некоторых вариантах реализации выступы 151a-n на внешнем периметре и/или внутренней части листа 107 могут совмещаться с соответствующими выемками 153a-n на подложке 105, для присоединения листа 107 к подложке 105 с целью предотвратить вращение листа 107 при воздействии на него роликами (см. например, ролики 201a-n на Фиг.2b) (ролики 201a-n - как правило, именуются при этом как ролики 201). Как используется в настоящем документе, метка "a-n" употребляется для обозначения различных элементов в представленных вариантах для этого элемента. Например, "ролики 201a-n" используется для обозначения роликов, проиллюстрированных, например, на Фиг.2b (на Фиг 2b приведены 5 роликов - два ролика на Фиг 2b помечены 201а и 201n, хотя некоторые из роликов на каждой из этих Фиг. могут не иметь специфические метки). В некоторых вариантах реализации выступы 117a-b (которые схематически нанесены на соответствующие сегменты насоса 103) могут сочетаться с соответствующими выемками 119a-b (см. Фиг.3а). Выступы 117a-b (и/или 151a-n) могут быть закреплены в соответствующих углублениях 119a-b (и/или 153a-n), чтобы удержать лист 107 с подложкой 105. В некоторых вариантах реализации выступы 117a,b (и/или 151a-n) могут быть закреплены в соответствующих углублениях 119a-b (и/или 153a-n) с помощью механической подгонки/трения, клея, сплавления и т.п. В некоторых вариантах реализации выступы 117a-b могут быть закреплены в соответствующих углублениях 119a-b с целью создания герметического уплотнения для предотвращения утечки насосной жидкости 155 (например, такой как BSS™ (сбалансированный солевой раствор)) через сегменты насоса 103.
В различных вариантах реализации, жидкость 155 может быть закачена через кассету 100, когда ряд роликов 201 задействован в двух или более сегментах насоса 103 кассеты 100. Фиг.2a-b иллюстрируют роликовую головку 203 с роликами 201. Фиг.3a-b иллюстрируют изометрический увеличенный вид кассетной сборки по варианту реализации, иллюстрирующий ролики 201, лист 107 и подложку 105. Фиг.3c иллюстрирует вариант реализации роликовой головки 203 и соответствующего двигателя перистальтического насоса 205. В некоторых вариантах реализации, ролики 201 роликовой головки 203 могут быть установлены радиально относительно оси вращения 207 двигателя перистальтического насоса 205 (например, шаговый или постоянного тока (DC) серводвигатель, или другой двигатель (например, двигатель переменного тока (AC))) и может быть сконфигурирован для сжатия сегментов насоса 103 напротив нижележащей подложки 105. Ролики 201 могут быть установлены на двигатель насоса 205 с помощью роликовой головки 203 и вала 223 таким образом, что двигатель насоса 205 может повернуть роликовую головку 203 в плоскости, как правило, нормальной или перпендикулярной к оси 207 вала 223 (см. также сплошную окружность 207 на Фиг.3d, показывающей, где ось 207 перпендикулярна плоскости роликов 201), а продольные оси роликов 201 могут быть в целом радиальными по отношению к оси вала 223. Фиг.3d иллюстрирует вариант реализации сцепления роликов 201 с двумя насосными сегментами 103a,b на листе 107 (проиллюстрировано пунктирными линиями). Два или более насосных сегмента 103 на кассете 100 могут произвести дополнительный поток (например, приблизительно в два раза больше потока от двух сегментов по сравнению с одним), чем, если бы кассета 100 имела только один насосный сегмент в сцеплении с роликовой головкой 203.
В различных вариантах реализации, два (или более) активных насосных сегмента 103 на листе 107 могут быть задействованы с помощью одноступичного роликового узла (например, включая ролики 201 и роликовую головку 203). Как только ролики 201 накатываются на насосные сегменты 103, каждый ролик может сначала перекатиться через переходную область (например, переходные области 115a-d - как правило, именуются при этом как переходная область 115) с нижележащим переходным каналом (например, переходные каналы 157а-d - как правило, именуются при этом как переходной канал 157). В некоторых вариантах реализации, лист 107 может не включать в себя переходные области 115, и подложка 105 может не включать в себя переходные каналы 157. Как только ролики 201 скатываются с переходной области 115 (и, соответственно, с переходного канала 157), ролики 201 могут образовывать внутреннее герметическое уплотнение в пределах насосного сегмента 103 (например, в точке 161, указанной пунктирными линиями на насосном сегменте 103а, и в точке 169 на насосном сегменте 103b), с помощью нажатия на лист 107 в точности напротив подложки 105 в точке герметического уплотнения (при отсутствии переходных областей и переходных каналов, ролик 201 может образовывать герметическое уплотнение в начале сцепления ролика с листом 107).
Фиг.4a представляет собой изометрический вид роликового узла, в соответствии с принципами настоящего изобретения. В роликовом узле 400 на Фиг.4а, ролики 410a-n присоединены к кронштейнам 430a-n с помощью штифтов 420a-n. Ролики 410a-n способны вращаться вокруг штифтов 420a-n. Кронштейны 430a-n присоединены к центральному участку 455. Ступица 450 расположена в центральном участке 455 и образует центр вращения. Кроме того, в ступице 450 предусмотрено отверстие для подключения роликового узла 400 к двигателю или другому устройству, способному вращать роликовый узел 400 вокруг ступицы 450. Роликовый узел 400 вращается вокруг ступицы 450.
Фиг.4b представляет собой разрез вида сбоку роликового узла на Фиг.4а в соответствии с принципами настоящего изобретения. На Фиг.4b, изображена внутренняя часть ролика 410. Ролик 410a-n имеет полое отверстие, в которое входит штифт 420a. Штифт 420a также прикреплен к кронштейну 430. Ролик 410 вращается вокруг штифта 420а. Колпачок штифта 440а удерживает ролик 410 на штифте 420а. Кронштейны 430a-n согнуты под углом более 90 градусов, так что нижняя поверхность ролика 410a-n (поверхность ролика 410a-n, которая сцеплена с эластомерным листом или трубкой), как правило, параллельна той части кронштейна 430a-n, которая соединена со ступицей 450. Ролик 410a-n, как правило, конической формы (и, более конкретно, ролик 410a-n имеет форму части конуса). Как таковые, поверхности качения ролика 410a-n не параллельны (или расположены под углом по отношению к) штифту 420a-n и колпачку штифта 440a-n.
Фиг.4c представляет собой вид сверху роликового узла на Фиг.4а, в соответствии с принципами настоящего изобретения. На Фиг.4с, конфигурация кронштейнов 430a-n изображена более понятно. В качестве примера, один кронштейн (430b) содержит три участка: радиальный участок 460b, дугообразный участок 470b, и изогнутый участок 480b. Изогнутый участок 480b содержит отверстие 490b для размещения штифта 420b. Радиальный участок 460b соединяет дугообразный участок 470b с центральным участком 455. Все верхние поверхности дугообразного участка 470b, радиального участка 460b и центрального участка 455 в основном параллельны. Дугообразный участок 470b присоединяется к радиальному участку 460b с помощью изогнутого участка 480b. Изогнутый участок 480b изгибается под углом по отношению к дугообразному участку 470b. В этом примере величина угла больше 90 градусов, так что поверхность качения ролика 410b, как правило, параллельна поверхности дугообразного участка 470b (как проиллюстрировано на Фиг.4b для ролика 410а). В отверстие 490b на изогнутом участке 480b входит штифт, который и закрепляет ролик 410b.
Центральный участок 455, радиальный участок 460, дугообразный участок 470 и изогнутый участок 480 - все могут быть отштампованы или сформированы из одного листа материала. В таком случае, дугообразный участок 470 способен изгибаться вверх и вниз по отношению к центральному участку 455. Соответственно, дугообразный участок 470 обладает связанной с ним жесткостью пружины. Когда роликовый узел 400 входит в сцепление с гибкой трубкой или кассетой, дугообразный участок 470 нажимает на ролик 410 в точности напротив гибкой трубки или кассеты. Жесткость пружины, связанная с дугообразным участком 470, может быть рассчитана таким образом, что желаемое усилие прикладывается роликом 410 к гибкой трубке или кассете. Например, когда дугообразный участок 470 сформирован из листа стали, тонкий лист может быть использован, чтобы обеспечить небольшую жесткость пружины, а лист потолще может быть использован, чтобы обеспечить бóльшую жесткость пружины. Кроме того, усилие, прикладываемое дугообразным участком 470 к ролику 410, поддерживает ролик 410 в сцеплении с гибкой трубкой или кассетой (например, когда гибкая трубка или кассета нестабильна из-за жидкости и материала в ней).
Фиг.5а представляет собой изометрический вид роликового узла, в соответствии с принципами настоящего изобретения. Фиг.5b представляет собой разрез вида сбоку роликового узла на Фиг.5а, в соответствии с принципами настоящего изобретения. Структура и функционирование роликового узла на Фиг.5a-5b подобно изображенному на Фиг.4a-c. В роликовом узле 500 на Фиг.5а-5b, с помощью штифтов 520a-n ролики 510a-n присоединены к кронштейнам 525a-n с возможностью вращения. Соответственно, для роликов 510a-n существует возможность вращения вокруг штифтов 520a-n. Кронштейны 525a-n соединены с центральным участком 555 с помощью шарниров 545a-n. Ступица 550 расположена в центральном участке 555 и образует центр вращения. Кроме того, в ступице 550 предусмотрено отверстие для подключения роликового узла 500 к двигателю или другому устройству, способному вращать роликовый узел 500 вокруг ступицы 550. Роликовый узел 500 вращается вокруг ступицы 550. Структура и конфигурации роликов 510a-n такая же, как и у роликов 410a-n.
Как более ясно видно на Фиг.5b, кронштейн 525n поворачивается вокруг оси 545n. Штифт пружины 535n присоединен к гибкому кронштейну 530n. Гибкий кронштейн 530n прикладывает усилие к кронштейну 525n с помощью штифта пружины 535n. Упор 565n расположен на одном конце рычага 525n и упирается в часть центрального участка 555. Усилие, вызванное гибким кронштейном 530n, удерживает упор 565n напротив центрального участка 555, и, таким образом, удерживает кронштейн 525n в первом, неповоротном положении. Как только ролик 510n вступает во взаимодействие с полимерным листом или трубкой, кронштейны 525n могут повернуться вверх, отклоняя гибкий кронштейн 530n. Таким образом, поскольку усилие приложено к ролику 510n, кронштейн 525n поворачивается вокруг шарнира 545n. Поскольку кронштейн 525n поворачивается, он надавливает на штифт пружины 535n и отклоняет гибкий кронштейн 530n. Гибкий кронштейн 530n может быть сконструирован так, чтобы обеспечить соответствующее усилие прилагаемое к кронштейну 525n с помощью штифта пружины 535n. Таким образом, гибкий кронштейн 530n может обладать жесткостью пружины, достаточной для удержания ролика 510n надежно нажатым напротив полимерного листа или гибкой трубки.
Фиг.6а представляет собой изометрический вид роликового узла, в соответствии с принципами настоящего изобретения. Фиг.6b представляет собой разрез вида сбоку роликового узла на Фиг.6а, в соответствии с принципами настоящего изобретения. Структура и функционирование роликового узла на Фиг.6а-6b подобно изображенному на Фиг.4а-4с и 5а-5b. В роликовом узле 600 на Фиг.6а-6b, с помощью штифтов 620a-n ролики 610a-n присоединены к кронштейнам 625a-n с возможностью вращения. Соответственно, для роликов 610a-n существует возможность вращения вокруг штифтов 620a-n. Кронштейны 625a-n соединены с центральным участком 655 с помощью шарнира 645a-n. Ступица 650 находится в центральном участке 655 и образует центр вращения. Кроме того, в ступице 650 предусмотрено отверстие для подключения роликового узла 600 к двигателю или другому устройству, способному вращать роликовый узел 600 вокруг ступицы 650. Роликовый узел 600 вращается вокруг ступицы 650. Структура и конфигурации роликов 610a-n такая же, как и у роликов 410a-n.
Как более ясно видно на Фиг.6b, кронштейн 625n поворачивается вокруг оси 645n. Штифт пружины 635n прикладывает усилие к кронштейну 625n. Упор 665n расположен на одном конце рычага 625n и упирается в часть центрального участка 655. Усилие, вызванное амортизатором 630n, удерживает стопор 665n напротив центрального участка 655, и, таким образом, удерживает кронштейн 625n в первом, неповоротном положении. Как только ролик 610n вступает во взаимодействие с полимерным листом или трубкой, кронштейны 625n могут повернуться вверх, отклоняя амортизатор 630n. Таким образом, поскольку усилие приложено к ролику 610n, кронштейн 625n поворачивается вокруг шарнира 645n. Поскольку кронштейн 625n поворачивается, он надавливает на амортизатор 630n. Амортизатор 630n может быть сконструирован так, чтобы обеспечить соответствующее усилие, прилагаемое к кронштейну 625n. Таким образом, амортизатор 630n может обладать жесткостью пружины, достаточной для удержания ролика 610n надежно нажатым напротив полимерного листа или гибкой трубки.
Фиг.7а представляет собой вид сбоку кронштейна роликового узла на Фиг.5а-5b и 6a-6b, в соответствии с принципами настоящего изобретения. Фиг.7b представляет собой вид торца кронштейна роликового узла на Фиг.5а-5b и 6a-6b, в соответствии с принципами настоящего изобретения. Кронштейн 725 содержит отверстие 749n для размещения штифта, который закрепляет ролик. В шарнирном отверстии 745 располагается штифт, который позволяет кронштейну 725 поворачиваться вокруг шарнирного отверстия 745. Упор 765 расположен на одном конце кронштейна 725. Грань 759 расположена на верхнем конце кронштейна 725. Грань 759 предоставляет поверхность для зацепления с пружинным штифтом (как на Фиг.5a-5b) или амортизатором (как на Фиг.6a-6b). Фиг.7b более ясно показывает отверстие 749, в котором размещается штифт, чтобы задействовать ролик.
Фиг.8a, 8b и 8c представляют собой изометрический вид, вид сбоку и разрез вида сбоку (соответственно) роликового узла, в соответствии с принципами настоящего изобретения. Роликовый узел 800 имеет центральный участок 855 со ступицей 850, ролики 810a-n, штифты 820a-n, кронштейны 825a-n, пружинные штифты 830a-n, удерживающие штифты 833a-n, пружины 837a-n, и оси 823a-n. Ступица 850 расположена в центре центрального участка 855. Роликовый узел 800 вращается вокруг ступицы 850. Ролики 810a-n прикреплены к кронштейнам 825a-n с помощью штифтов 820a-n. Каждый кронштейн 825a-n соединен с пружинным штифтом 830a-n и удерживающим штифтом 833a-n. Один конец пружинного штифта 830a-n прикреплен к кронштейну 825a-n, и другой конец пружинного штифта 830a-n заканчивается в колпачке, который располагается в верхней части центрального участка 855. Пружинный штифт 830a-n находится в и может перемещаться вверх и вниз в отверстии в центральном участке 855. Подобным же образом, один конец удерживающего штифта 833a-n прикреплен к кронштейну 825a-n, и другой конец удерживающего штифта 833-n заканчивается наверху центрального участка 855. Удерживающий штифт 833a-n находится в и может перемещаться вверх и вниз внутри отверстия в центральной части 855. Движение кронштейна 825a-n ограничивается удерживающим штифтом 833a-n. Кронштейн 825a-n может двигаться только вверх и вниз вдоль удерживающего штифта 833a-n. Пружина 837a-n расположена между кронштейном 825a-n и центральным участком 855. Один конец пружины 837a-n находится в отверстии в центральном участке 855, а другой конец пружины 837a-n находится в отверстии в кронштейне 825a-n. Таким образом, пружина 837a-n прикладывает усилие, которое отделяет центральный участок 855 от кронштейна 825a-n.
Ролик 810a-n размещается таким образом, что поверхность ролика 810a-n, которая соприкасается с полимерным листом или трубкой, как правило параллельна поверхности центрального участка 855. Таким образом, по существу, вся поверхность качения ролика 810a-n соприкасается с полимерным листом или трубкой поскольку ролик 810a-n движется. Из-за удерживающего штифта 833a-n, ролик 810a-n движется только вверх и вниз по отношению к центральному участку 855. Поскольку ролик 810a-n движется вверх и вниз, удерживающий штифт 833a-n скользит внутри отверстия в центральном участке 855. Пружина 837a-n надавливает на кронштейн 825a-n (и прикрепленный ролик 810a-n). Таким образом, пружина 837a-n смещает кронштейн 825a-n подальше от центрального участка 855. Структура и конфигурация роликов 810a-n такие же, как и у роликов 410a-n.
Фиг.9 представляет собой разрез вида сбоку однороликовой головки и узла кронштейна в роликовом узле на Фиг.8а, в соответствии с принципами настоящего изобретения. На Фиг.9, удерживающий кронштейн 833a-n прикреплен к кронштейну 825a-n. Ось 823a-n также прикреплена к кронштейну 825a-n. Ролик 810a-n прикреплен к оси 823a-n с помощью штифта 820a-n, и вращается вокруг оси 823a-n. Местоположение пружины 837a-n также проиллюстрировано по отношению к кронштейну 825a-n. Углубление 843a-n содержит пружинный штифт 830a-n.
Фиг.10 представляет собой вид сбоку кронштейна роликового узла на Фиг.8а, в соответствии с принципами настоящего изобретения. На Фиг.10 кронштейн 825a-n имеет отверстие 842a-n для установки оси 823a-n, отверстие 844a-n для установки удерживающего штифта 833a-n и углубление 843a-n для установки пружинного штифта 833a-n.
Фиг.11а-11d представляют собой различные изометрические виды роликового узла, в соответствии с принципами настоящего изобретения. На Фиг.11а-11d роликовый узел 900 имеет центральный участок 955. Ступица 950, ролики 910a-n, штифты 920a-n, кронштейны 925a-n, шарниры 930a-n, оси 923a-n, пружины 937a-n, шарнирные штифты 942a-n и 944a-n, роликовые концы кронштейна 926a-n, отверстие в ступице 957 и отверстия пружин 956a-n. На Фиг.11а, ролики 910a-n приделаны к кронштейнам 925a-n штифтами 920a-n. Кронштейны 825a-n присоединяются к центральному участку 955 таким образом, что кронштейны 925a-n могут поворачиваться относительно центрального участка 955. Ступица 950 расположена по центру центрального участка 955. Роликовый узел 900 вращается вокруг ступицы 950. Ролики 910a-n ориентированы таким образом, что поверхность качения роликов 910a-n касается полимерного листа или гибкой трубки во время работы перистальтического насоса.
Как более ясно проиллюстрировано на Фиг.11b, ролики 910a-n присоединены к кронштейнам 925a-n с помощью осей 923a-n и штифтов 920a-n. Пружины 937a-n расположены в центральном участке 955 ниже роликов 910a-n (точнее, ниже кронштейнов 925a-n, которые прикреплены к роликам 910a-n). Шарниры 930a-n обеспечивают места крепления для кронштейнов 925a-n. Кронштейны 925a-n прикрепляются к центральному участку 955 на шарнирах 930a-n. Кронштейны 925a-n поворачиваются относительно центрального участка 955 на шарнирах 930a-n. Структура и конфигурация роликов 910a-n такая же, как и у роликов 410a-n.
Фиг.11с более ясно показывает конструкцию кронштейнов 925a-n и расположение пружин 937a-n. На Фиг.11с каждый кронштейн 925a-n имеет два шарнирных штифта 942a-n и 944a-n. Шарнирные штифты, 942a-n и 944a-n, подходят по размерами шарнирам 930a-n центрального участка 955. Таким образом, шарнирные штифты, 942a-n и 944a-n, каждый подходит по размерам углублениям, которые определяют шарниры 930a-n в центральном участке 955. Шарнирные штифты 942a-n и 944a-n, кронштейны 910a-n, прикреплены к центральному участку 955. Пружины 937a-n размещаются под кронштейнами 925a-n и обеспечивают усилие пружины, которое смещает кронштейны 925a-n вверх. Ступица 950 сцепляется с поверхностью сцепления ступицы 968a-n (на Фиг.12а), которая удерживает кронштейны 925a-n.
Фиг.11d иллюстрирует сборку вместе кронштейнов 925a-n, пружин 937a-n и центрального участка 955. Центральный участок 955 имеет отверстие ступицы 957 для размещения ступицы 950, и отверстия пружин 956a-n, в которых размещаются пружины 937a-n. Кроме того, центральный участок 955 также имеет по паре шарниров 930a-n для каждого кронштейна 925a-n. Каждый кронштейн 925a-n имеет связанную с ним пружину 937. Пружины 937a-n размещаются в отверстиях пружин 956a-n. Пружины 937a-n удерживаются отверстиях пружин 956a-n тыльной поверхностью центрального участка 955 (проиллюстрированного на Фиг.11c) и ступицы 950 (которая прижимает кронштейны 925a-n против действия пружин 937a-n и служит для удержания кронштейнов 937a-n). Шарнирные штифты 942a-n и 944a-n вписываются в шарниры 930a-n центрального участка 955.
Фиг.12а-12с представляют собой различные изометрические виды кронштейна роликового узла на Фиг.11а-11d, в соответствии с принципами настоящего изобретения. Кронштейны 925a-n имеют пару шарнирных штифтов 942a-n и 944a-n, поверхность сцепления пружины 967a-n, удерживающую поверхность ступицы 968a-n, и роликовый конец кронштейна 926a-n. Ролики 910a-n присоединены к кронштейну 925a-n роликовыми концами 926a-n. Оси 923a-n крепятся к роликовому концу кронштейна 926a-n. Ролики 910a-n удерживаются на осях 923a-n с помощью штифтов 920a-n. Каждый кронштейн 925a-n имеет шарнирный конец, который закрепляет кронштейн в центральном участке 955. Кронштейн 925a-n имеет, как правило изогнутый или дугообразный профиль так, что роликовый конец 926a-n и шарнирный конец (конец, на котором располагаются шарниры 942a-n и 944a-n) размещены для присоединения кронштейна 925a-n к центральному участку 955, и для обеспечения надлежащего выравнивания ролика 910a-n. Как правило, шарнирный конец кронштейна 925a-n находится по меньшей мере на расстоянии одной ширины ролика от роликового конца 926a-n кронштейна 925a-n. Кроме того, роликовый конец 926a-n кронштейна 925a-n расположен на некотором расстоянии от шарнирного конца кронштейна 925a-n - по двум разным направлениям. Таким образом, кронштейн 925a-n изогнут относительно двух разных плоскостей. В то время как шарнирный конец прикреплен по периметру центрального участка 955, роликовый конец 926a-n кронштейна 925a-n расположен внутри периметра центрального участка 955 и над центральным участком 955.
Каждый рычаг 925a-n имеет пружинную соединительную поверхность 967a-n, связанную с ним. Пружинная соединительная поверхность 967a-n находится напротив пружины 937a-n. Пружинная соединительная поверхность 967a-n имеет губу для зацепления концом пружины 937a-n. Кронштейны 925a-n сконфигурированы таким образом, что поверхность качения 910a-n сцепляется с полимерным листом или гибкой трубкой в течение всего хода кронштейна 925a-n (поскольку кронштейн 925a-n поворачивается относительно центрального участка 955). Пружины 937a-n смещают кронштейн 925a-n от центрального участка 955. Поскольку ролики 910a-n сталкиваются с вариациями толщины полимерного листа или гибкой трубки, ролики 925a-n прижимаются к центральному участку 955, таким образом, сжимая пружину 937a-n. Таким образом, ролики 910a-n плотно прижимаются к полимерному листу или гибкой трубке пружинами 937a-n. Из-за формы кронштейнов 925a-n и расстояния между роликами 910a-n и шарнирами 930a-n, ролики 910a-n опираются на полимерный лист или гибкую трубку таким образом, что поверхность роликов 910a-n сильно надавливает на полимерный лист или гибкую трубку. Поверхность качения роликов 910a-n остается в целом параллельной полимерному листу или гибкой трубке при всех перемещениях кронштейна 925a-n.
Независимо от варианта реализации, описанного выше, ролики смещены относительно полимерного листа или гибкой трубки таким образом, что поверхность качения роликов прижимается к полимерному листу или гибкой трубке. Поверхность качения роликов (т.е. поверхность, которая находится в контакте с полимерным листом или гибкой трубкой), как правило, параллельна полимерному листу или гибкой трубке таким образом, чтобы надавливать на нее. Относительно полимерного листа или гибкой трубки ролики поддерживаются с помощью силы пружины так, чтобы обеспечить перистальтическое перекачивание, поскольку роликовый узел вращается.
Исходя из вышеизложенного, это может быть оценено так, что настоящее изобретение обеспечивает усовершенствованную систему перистальтического насоса. Настоящее изобретение предусматривает независимые роликовые головки для использования системой перистальтического насоса. Настоящее изобретение иллюстрируется здесь с помощью примера, и специалистом в данной области техники могут быть сделаны различные модификации.
Другие варианты реализации изобретения будут очевидны для специалистов в данной области из рассмотрения описания и практического применения изобретения, раскрытого здесь. Предполагается, что описание и примеры будут рассмотрены только в качестве иллюстрации, истинная сущность и объем изобретения обозначены прилагаемой формулой изобретения.