ВАКУУМНЫЙ СТОЛ ЦЕНТРИФУГИ

Полезная модель относится к области медицинской техники, в частности к аутотрансфузерам - устройствам для сбора и обработки раневой крови пациента во время операции с целью ее возвращения в кровяное русло пациента, что значительно снижает потребность в донорской крови, а в ряде случаев позволяет и вовсе от нее отказаться.
Большинство подобных устройств имеет в своем составе сепаратор для разделения фракций крови. Это разделение осуществляется методом высокоскоростного центрифугирования (сепарирования) крови в специальном колоколе, закрепленном на столе центрифуги.
Предлагаемая полезная модель может быть использована для надежного удержания колокола на столе центрифуги, вращающегося с большой скоростью.
Известна используемая в клинической практике центрифуга отечественного устройства сбора и обработки раневой крови «Агат» [1].
Также известна центрифуга сбора и обработки раневой крови, описанная в патенте №114610, выбранная в качестве прототипа [2].
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении эффективности функционирования вакуумного стола центрифуги, за счет создания таких условий закрепления колокола на вакуумном столе центрифуги, при которых исключается возможность перекоса (неправильной установки) и слабого удержания колокола.
Технический результат полезной модели, заключается в повышении эффективности функционирования вакуумного стола центрифуги, за счет закрепления колокола на столе центрифуги с помощью создания вакуума под колоколом, при отсутствии механической фиксации колокола.
Еще один технический результат предлагаемой полезной модели заключается в простоте конструкции стола, снижении требований к его предварительной балансировке, простоте и надежности закрепления колбы (расчетное усилие удержания при площади дна колокола кв. см и среднем разрежении вакуума - 49 кПа, составляет приблизительно 50 кг).
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображена функциональная блок-схема вакуумного стола центрифуги.
На фигуре 1 представлена схема заявляемого устройства.
1 - вакуумный стол центрифуги
2 - уплотнительное кольцо
3 - ротор
4 - подшипник
5 - статор
6 - колокол
7 - воздушный фильтр
8 - датчик давления
9 - воздушный насос
10 - магистраль
Вакуумный стол центрифуги работает следующим образом.
Перед началом работы колокол 6 предварительно устанавливают на вакуумный стол центрифуги 1, по внешнему радиусу которого проточена бороздка, в которую уложено уплотнительное кольцо 2. В центре вакуумного стола 1 предусмотрено отверстие, совпадающее с отверстием в роторе 3. Это отверстие пересекает перпендикулярно просверленное сквозное отверстие в роторе 3, которое в свою очередь совмещено по горизонтали с отверстием в подшипнике 4 и отверстием в статоре 5. По магистрали 10 с помощью воздушного насоса 9 происходит откачивание воздуха из-под колокола 6, установленного на вращающемся столе с резиновым уплотнительным кольцом 2. Уплотнительное кольцо герметизирует пространство между колоколом и вакуумным столом. Магистраль 10 выполнена из силиконового материала. По магистрали 10 воздух проходит через воздушный фильтр 7, очищаясь от мелких частиц. Создается вакуум, датчик давления 8 показывает, что нарушений установки колокола 6 нет, колокол 6 прижимается к вакуумному столу 1, запускается вращение ротора 3 и вакуумный стол центрифуги с колоколом 6 раскручивается до необходимых оборотов. Вакуум делает фиксацию колокола более надежной.
Таким образом, можно осуществлять откачивание воздуха из-под установленного на стол колокола, прижимая его к столу и раскручивая его до необходимых оборотов в центрифуге, не используя при этом механических фиксаторов.
Более того, установленный на линии вакуума датчик давления информирует о возможных проблемах с фиксацией колокола на вакуумном столе и не срабатывает, если вакуум не достигает заданного значения, тем самым указывая на неисправность или возможный перекос установки колокола. При этом происходит аварийная остановка центрифуги или ее запуск не разрешается.
Датчик давления позволяет судить об отсутствии нарушений установки колокола, срабатывать при утечке воздуха и не позволяет запустить центрифугу без установленного колокола.
Датчик давления отслеживает постоянное давление в системе и срабатывает при утечке воздуха, например через прорванную магистраль, или неплотное соединение компонентов системы. С помощью указанного датчика давления можно регулировать мощность насоса. Например, когда вакуум под колоколом уже образовался, а натекания воздуха под колокол практически нет (магистраль достаточно герметична), тогда нет необходимости насосу работать с той же начальной мощностью, с которой он работал при создании вакуума и эту мощность можно значительно снизить. Датчик давления так же не позволит запускать центрифугу без установленного колокола.
Вакуумный стол центрифуги гораздо легче балансировать по сравнению со столом с механическими фиксаторами, которые требуют своего подбора по весу, размеру и форме для исключения дисбаланса при вращении стола. При отсутствии механических фиксаторов так же снижается акустический шум работы центрифуги.
Предлагается решение, при котором подача вакуума (откачивание воздуха) осуществляется через отверстия в роторе, отверстие в подшипнике и отверстие в статоре центрифуги. Вакуум создается перед началом вращения ротора и поддерживается далее постоянно для надежного удержания колокола во всем диапазоне изменения вращения центрифуги.
Воздушный фильтр защищает вакуумный насос от мелких частиц пыли, капель и т.п., которые попав в насос, могут вывести его из строя.
Заявляемый вакуумный стол центрифуги осуществляет работу с помощью вакуума, для чего в нем предусмотрена магистраль для откачивания воздуха. Это приводит к более надежному креплению колокола к вакуумному столу центрифуги. Кроме того, снижаются требования к балансировке стола.
В заявленной полезной модели для откачивания воздуха через вращающийся ротор центрифуги и большего срока использования вакуумного стола применен подшипник 4 из сапфира - монокристалла с высокой степенью твердости. За счет своих качеств и высокоточной огранки поверхности (до 1 мкм) он уменьшает трение между ротором и статором, не требует смазки и обладает необходимой герметичностью для откачиваемого воздуха и высокой стойкостью к механическим воздействиям.
Промышленная применимость заявленного вакуумного стола центрифуги определяется возможностью его изготовления в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологий.
Список литературы:
1. Патент РФ на полезную модель №114610 от 22.09.2011 г.
2. Патент РФ на изобретение №2284194 от 29.03.2005 г.