Инфузионный насос

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в инфузионных насосах для парентерального и энтерального питания. Цель изобретения - повышение равномерности потока биологической жидкости и упрощение устройства. Устройство содержит синхронный многофазный двигатель 1, роликовыйнасос 2, формирователь 3 фазных последовательностей, три блока 4-6 управления источником тока, источник 7 тока, делитель 8 сетевого напряжения , источник 9 сетевого напряжения. 3 ил. § (Л со 4 05 Oi СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„Я0„„1346163 (я)4 A61М1 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3997259/28-14 (22) 30 12.85 (46) 23.10.87. Бюл. № 39 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения (72) Н. А. Ульянов, Л. Н. Радионова, В. Т. Овсянников н С, А. Горелышев (53) 615.470(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1099967, кл. А 61 С 1/03, 1984. (54) ИНФУЗИОННЫЙ НАСОС (57) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в инфузионных насосах для парентерального н энтерального питания. Цель изобретения— повышение равномерности потока биологической жидкости и упрощение устройства.

Устройство содержит синхронный многофазный двигатель 1, роликовый насос 2, формирователь 3 фазных последовательностей, три блока 4 — 6 управления источником тока, источник 7 тока, делитель 8 сетевого напряжения, источник 9 сетевого напряжения.

3 ил.

1346163

25 насоса 2.

Формирователь 3 фазных последовательностей предназначен для формирования трехфазной системы синусоидальных управляющих сигналов. Он содержит усилительинвертор 10 с резисторами Rl, R> и Ra, первый операционный усилитель 11 с резисторами R4, Rs u RC-цепью, второй операционный усилитель 12 с резисторами Rg, R-, и RCцепью, причем переменные резисторы RCцепей выполнены сдвоенными типа СП3-4, а усилитель-инвертор 0 и операционные усилители 11 и 12 выполнены, например, на микросхемах К553УД2. 40

Операционные усилители 11 и 12 включены в цепь обратной связи усилителяинвертора 10 параллельно резистору Rii, причем инвертирующий вход первого из них

11 подключен к выходу усилителя-инвертора 10 непосредственно R4, а неинвертирующий его вход — через RC-цепь. Инвертирующий вход операционного усилителя 12 подключен к выходу усилителя 11 через резистор R6, а неинвертирующий вход его— через RC-цепь. Выходы усилителей 11 и 12 подключены к входу усилителя-инвертора 10

50 через резисторы Rz u Rz соответственно и к первым входам блоков 5 и 6 управления, являясь вторым и третьим выходами формирователя 3 фазных последовательностей, первым выходом которого является выход усилителя-инвертора 10, подключенный к первому входу блока 4 управления.

Операционный усилитель 11 в сочетании с резисторами R4, Rs u Rc-цепью и операИзобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в инфузионных насосах для парентерального и энтерального питания.

Цель изобретения — повышение равномерности потока биологической жидкости на ультранизких расходах и упрощение устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема инфузионного насоса; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы его работы.

Инфузионный насос содержит синхронный многофазный двигатель 1, роликовый насос 2, формирователь 3 фазных последовательностей, три блока 4 — 6 управления источником тока, к первым выходам которых подключен выход отрицательной полярности источника 7 тока, первые входы соединены с выходами формирователя 3 фазных последовательностей, а вторые — с выходом делителя 8 сетевого напряжения, входом подключенного к источнику 9 сетевого напряжения, третьи входы блоков 4 — 6 управления источником тока подключены к выходу положительной полярности источника 7 тока, а вторые их выходы — к обмоткам трехфазного синхронного двигателя 1, механически связанного с роликовым насосом 2.

Синхронный многофазный двигатель 1, например, типа Г 150 или ЩД-6А предназначен для приведения во вращение роликового

20 ционный усилитель 12 в сочетании с резисторами Rq, R7 и RC-цепью выполняют функцию фазосдвигающих каскадов, осуществляя формирование синусоидальных сигналов с фазовым сдвигом относительно сигнала нулевой фазы в 120 в усилителе 11 и в 240 в усилителе 12.

Усилитель-инвертор 10 в сочетании с резисторами Ri, R> и Rz осуществляет функции суммирования синусоидальных сигналов, сдвинутых по фазе между собой на 120, и инвертирования суммарного сигнала для получения синусоидального сигнала нулевой фазы.

Блоки 4 — 6 управления выполнены идентично и содержат каждый последовательно соединенные компаратор 13, электронный коммутатор 14, к первому выходу которого подключен электронный ключ 15 анодной группы, к второму выходу — электронный ключ 16 катодной группы, второй вход которого подключен к выходу электронного ключа 15, а выход — к « — » источника 7 тока.

Второй вход электронного ключа 15 подключен к «+» источника 7 тока, а его выход также соединен с одной из обмоток двигателя 1.

Компараторы 13 предназначены для формирования бинарных сигналов, управляющих работой электройных коммутаторов 14, путем выделения положительных и отрицательных значений промодулированных сигналов. Они выполнены по известной схеме.

Электронные коммутаторы 14 предназначены для выработки двух разнополярных сигналов, управляющих работой электронных ключей 15 и 16 анодной и катодной групп, и выполнены по известной схеме.

Электронные ключи 15 и 16 предназначены для подключения источника 7 тока к обмоткам двигателя 1 в периоды их открытого состояния. В качестве электронных ключей используются транзисторы, например, типа КТ809А.

Источник 7 тока предназначен для питания током обмоток двигателя 1 через ключи 15 и 16 согласно поступающим на их входы управляющим сигналам. Он выполнен по известной схеме.

Устройство работает следующим образом.

Необходимую частоту колебаний в замкнутом контуре усилителя-инвертора задают положением сдвоенного резистора R u RCцепей усилителей 11 и ) 2.

После подачи пита ния в формирователь 3 в замкнутом контуре автогенератора, составленном из усилителя-инвертора, 10 и охват ывающей его цепи положительной обратной связи, устанавливаются колебания

U, U, Ua определенной частоты, для которой коэффициент усиления в контуре равен 1, а изменение фазы после полного обхода контура равно 360 .

Коэффициент усиления в замкнутом контуре, равный 1, определяется коэффициентами усиления усилителей 10 — 12, также

1346163

3 равными 1, что обеспечивается выбором резисторов Ri, Rz и Рз для усилителя 10, R4 и Rs для усилителя 11 и Rs и Ят для усилителя 12.

По сравнению с известными схемами автогенераторов в предлагаемом устройстве цепь положительной обратной связи сдвигает фазу выходного сигнала не на 180 по отношению к входному, а формирует два синусоидальных сигнала Uz и Us, сдвинутых по фазе относительно входного сигнала 1 соответственно на 120 и 240 и между собой на 120 . Фазовые сдвиги 120 для сигналов

U и Uq на выходах усилителей 11 и 12 по отношению к входным сигналам задаются переменным сдвоенным резистором R одновременно в каждой из идентичных RC-цепей, являющихся перестраиваемыми.

На входных резисторах Rz u Ra усилителя 0 синусоидальные сигналы U> иУз суммируются, в результате чего формируется синусоидальный сигнал U, который инвертируется усилителем 10 для получения сигнала U =Ut, имеющего фазу О и опережающего сигналы Uq u Uq соответственно на 120 и на 240 . При этом при полном обходе замкнутого контура, начиная с выхода усилителя 10, колебания на частоте автогенерации по фазе изменяются на 360 . Любые другие колебания на частотах, на которых фазовый сдвиг между сигналами U и Уз отличается от 120, после суммирования и инвертирования имеют полный фазовый сдвиг, отличный от 360 . Для таких колебаний баланс амйлитуды и фазы не выполняется и они подавляются.

Трехфазная система синусоидальных сигналов ! ь U и Uq, жестко засинхронизирован ная по фазе в диапазоне рабочих частот, поступает на первые входы компараторов 13 блоков 4 — 6 управления источником 7 тока, на вторые входы которых поступает модулирующий сигнал U< частотой 50 Гц и амплитудой, задаваемой делителем 9 сетевого напряжения, вдвое превышающий амплитуду сигналов Ui, Uz и Уз.

Компараторы 13 могут находиться в двух различных устойчивых состояниях в зависимости от полярности суммирования сигналов

U4 и Ui, Uz, (/з Например, в течение времени ti (эпюра Us фиг. 2 и 3) суммарный сигнал С/ +- U4 на входе компаратора 13 блока 4 положительный, что формирует на его выходе положительный сигнал Us. Ha интервале 4 суммарный сигнал Ui+U4 отрицательный и на выходе нулевой уровень

Us. Причем соотношение между длительностями нулевого и положительного уровней сигнала Us на выходе компаратора 13 блока 4 изменяется по синусоидальному закону, а пределы изменения этого соотношения определяются амплитудами сигналов Ui и U4. Сигнал U„- поступает на вход электронного коммутатора 14, который при положительном уровне этого сигнала открывает ключ 15 анодной группы, а при нулевом

Формула изобретения

Инфузионный насос, содержащий роликовый насос, механически связанный с синхронным двигателем, формирователь фазных последовательностей, выходы которого подключены к трем блокам управления источником тока, включающим каждый последовательно соединенные компаратор, электронный коммутатор и два электронных ключа, и источник тока, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерости потока биологической жидкости на ультранизких расходах и упрощения устройства, насос снабжен делителем сетевого напряжения, вход которого подключен к источнику сетевого напряжения, выход — к вторым входам блоков управления источником тока, а формирователь фазных последовательностей выполнен в виде усилителя-инвертора, в цепь обратной связи которого включены парал5 !

О !

55 уровне сигнала — ключ 16 катодной группы.

Электронные ключи 15 и 16 блока 4 управления в открытом состоянии по сигналу Us подключают соответствующие зажимы обмоток двигателя 1 к «+» или « — » источника 7 тока (в зависимости от того, открыт ключ 15 анодной или ключ 16 катодной группы).

Так как соотношение между длительностями нулевого и положительного уровней сигнала Us изменяется по синусоидальному закону, то и источник 7 тока будет подключаться ключами 15 и 16 блока 4 управления к соответствующим зажимам обмоток двигателя 1 с временным соотношением, изменяющимся по синусоидальному закону.

Аналогично работают блоки 5 и 6 управления, причем временные соотношения при подключении соответствующих зажимов обмоток к источнику 7 задаются сигналами Us

И (/6.

При одновременной работе блоков 4 — 6 управления благодаря фазовому сдвигу сигналов Us, Us u Uy между собой на 120 длительности подключения источника 7 тока к каждой обмотке двигателя во временном отношении также сдвинуты на 120 (фиг. 2).

В увеличенном масштабе эпюры сигналов (l, Us u Uz для интервалов ti и 4 представлены на фиг. 3. В момент времени ts, когда уровни сигналов Us, (/6 и U положительны, первый, второй и третий зажимы двигателя 1 подключены к «+» источника 7 тока. В момент ts при нулевом уровне сигналов Us, Vs u U7 обмотки двигателя подключены к

« — » источника 7 тока, в результате чего в эти моменты происходит индуктивный разряд обмоток. В момент f, зажимы первый и третий и второй и третий (попарно) обмоток двигателя 1 подключены к разноименным полюсам источника 7 тока и происходит индуктивный заряд обмоток двигателя I.

В результате таких зарядно-разрядных процессов средний ток в обмотках двигателя 1 изменяется по синусоидальному закону.

1346163 первого, а неинвертирующий вход — через

RC-цепь, выходы операционных усилителей подключены к входу усилителя-инвертора и являются вторым и третьим выходами формирователя фазных последовательностей, а выход усилителя-инвертора является его первым выходом.

5 лельно резистор и два последовательно включенных усилителя, причем инвертирующий вход первого из усилителей подключен к выходу усилителя-инвертора непосредственно, а неинвертирующий вход — через RCцепь, инвертирующий вход второго операционного усилителя подключен к выходу и, Pia.2

О7

tg tq tg

Фиг,5

Составитель Д. Николаев

Реда кто р С. Пе ка р ь Техред И. Верес Корректор A. Обручар

Заказ 4637/6 Тираж 594 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4