НАСОСНОЕ УСТРОЙСТВО
PUMPING DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
a. Область техники
Настоящее изобретение относится к насосному устройству, в частности к перистальтическому насосу для использования в стерильных средах или условиях чистого помещения и к контейнеру 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°С 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 контейнер для насосного устройства с упрощенной конструкцией.
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; и
на фиг. 16-18 показано насосное устройство в соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения.
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 показана 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, 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. Трубка 4 плотно посажена вокруг соединителя 30, который взаимодействует с соплом 10 для обеспечения соплового узла. Уплотнение соплового узла в головке насоса достигается посредством трубки 4, предпочтительно сформированной из силиконового каучука. Уплотнение соплового узла в головке насоса также достигается посредством трубки 4. 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°С, 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. Таким образом, трубка обеспечения подачи обеспечивает уплотнение поверх этого отверстия для препятствования проникновению текучей среды, когда внутреннее давление в контейнере ниже внешнего (атмосферного) давления
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, которая предоставляет собой место для головки 2 насоса, когда она не находится в эксплуатации. В этом примере конструктивный признак 58 выполнен в крышке 60, которая закрывает отверстие 62.
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 контейнер 20 и подающая трубка 28 могут быть изготовлены и проданы независимо от головки насоса. Соответственно, другой аспект настоящего изобретения предоставляет описанный контейнер. Хотя настоящее изобретение было проиллюстрировано в отношении переносной головки перистальтического насоса конкретной конструкции, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено этим вариантом осуществления, и что головка насоса может принимать любую обычную форму, в частности, ту, в которой трубка обеспечения подачи уплотнена, когда не находится в эксплуатации.
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.