Инфузионный насос

 

Изобретение может быть использовано в медицинской промышленности в аппаратах искусственного кровообращения. Цель изобретения - повышение надежности работы инфузионного насоса. Задачник 3 режима, управляемый генератор 4 и формирователь 5 фазных последовательностей соединены последовательно. Управляемый генератор 6 модуляции подключен к выходу задатчика 3. Блок /Б/ 7 преобразователя, вход к-рого подключен к выходу задатчика 3, последовательно соединен с управляемым делителем 8. Второй вход делителя 8 связан с выходом генератора 6, выход подключен к первым входам Б 9,10,11 управления источником /И/ 12 тока. Вторые входы Б 9,10,11 соединены с выходами формирователя 5. И 12 подключен к электронным ключам Б 9,10,11. Отрицательный полюс И 13 опорного напряжения соединен с положительным полюсом И 12, положительный полюс подключен к третьим входам Б 9,10, 11. Выход каждого из Б 9,10,11 связан с соответствующей обмоткой двигателя 1, механически связанного с роликовой головкой 2. Возможность корректировки тока двигателя 1 по задаваемой частоте вращения исключает необходимость размещения элементов в высоковольтных цепях его и снижает общее число элементов насоса. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COLIHAËÈÑTÈ×ÅCHÈÕ

1- ЕСПУБЛИН (51) 5 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (6!) 1279635 (2!) 4359914/25-29 (22) 05.01.88 (46) 15.03.90. Бюл. № 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения (72) Н. А. Ульянов, В. Т. Овсянников и С. A. Горелышев (53) 621.689 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1279635, кл. А 61 М I/10, 1986. (54) ИНФУЗИОННЫ 1 НАСОС (57) Изобретение м. б. использовано в медицинской промышленности в аппаратах искусственного кровообра щения. Цель изобретения — повышение надежности работы инфузионного насоса. Задатчик 3 режима, управляемый генератор 4 и формирователь 5 фазных последовательностей соединены .последовательно. Управляемый генератор 6 модуляции подключен к выходу задатчика 3.

„„SU„„1549542 А 2

Блок (Б) 7 преобразователя, вход к-рого подключен к выходу задатчика 3, последовательно соединен с управляемым делителем 8.

Второй вход делителя 8 связан с выходом генератора 6, выход подключен к первым входам Б 9, 10, II управления источником (И) !2 тока. Вторые входы Б 9. !0, 11, соединены с выходами формирователя 5. И 12 подключен к электронным ключам Б 9 — I!.

Отрицательный полюс И !3 опорного напряжения соединен с положительным полюсом И 12, положителъный полюс подключен к третьим входам Б 9 — 11. Выход каждого из

Б 9 — 11 связан с соответствующей обмоткой двигателя 1, механически связанного с роликовой головкой 2. Возможность корректировки тока двигателя по задаваемой частоте вращения исключает необходимость Я размещения элементов в высоковольтных цепях его и снижает общее число элементов насоса. 4 ил.

1549542

Изобретение относится к медицинскому приборостроению, а именно к инфузионной технике, и может быть использовано в аппаратах искусственного кровообращения для подачи крови пациенту.

Целью изобретении является повышение надежности работы инфузионного насоса.

На фиг, 1 показана блок-схема насоса; на фиг. 2 — блок-схема формирователя фазных последовательностей; на фиг. 3 — схема блока преобразователя и управляемого делителя; на фиг. 4 — схема блока управления источником тока.

Инфузионный насос содержит многофазный синхронный двигатель 1, роликовую головку 2, последовательно соединенные задатчик 3 режима, управляемый генератор 4 и формирователь 5 фазных последовательностей, управляемый генератор 6 модуляции, подключенный к выходу задатчика 3 режима, последовательно соединенные блок 7 преобразователя, вход которого подключен к выходу задатчика 3 режима, и управляемый делитель 8, второй вход которого связан с выходом управляемого генератора 6 модуляции, а выход подключен к первым входам блоков управления 9 — 11 источником тока 12, вторые входы которых соединены с выходами формирователя 5 фазных последовательностей, источник тока 12, подключенный к электронным ключам блоков 9 — 11 управления исто ником тока 12, и источник 13 опорного напряжения, отрицательный полюс которого соединен с положительным полюсом источника тока 12, а положительный полюс подключен к третьим входам блоков

9 — 11 управления источником 12 тока. Выход каждого из блоков 9 — 1! управления источником 12 тока связан с соответствующей обмоткой двигателя 1,механически связанного с роликовой головкой 2.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства электронный ключ 16 закрыт, а ключ 17 открыт. В зависимости от необходимого расхода жидкости задатчик 3 режима устанавливают на выработку сигналов определенного постоянного уровня Ui. Сигнал Ui поступает на входы управляемого генератора 4, управляемого генератора 6 модуляции и блока 7 преобразователя. В зависимости от величины сигнала (фиг. 1 и 6) управляемый генератор 4 вырабатывает импульсы с частотой, соответ- ствующей величине сигнала Ui в данный момент времени. Формирователь 5 фазных последовательностей преобразует импульсы Uz в трехфазную систему синусоидальных сигналов 1!з, U4, U, жестко засинхронизированных по фазе и амплитуде. Сигналы Uq U4, 14 поступают на вторые входы компараторов 14 блоков 9 — 11 управления источником тока 12, на первые входы которых поступает сигнал Uq с генератора 6 модуляции через управляемый делитель 8 в виде преобразованного по амплитуде сигнала U7. Частота модулирующего сигнала 14, вырабатываемого генератором 6 модуляции под воздействием сигнала U, изменяется в диапазоне

50 — 200 Гц, причем минимальная частота модуляции соответствует малым расходам насоса.

Преобразование по амплитуде сигнала U6 с генератора 6 модуляции сигнал U7 осуществляет блоком 7 преобразователя и управляемым делителем 8, выполненным известным образом в виде усилителя с аттенюатором, управляемым сигналом U>. Коэффициент ослабления выходного сигнала UT делителя 8 зависит от амплитуды управляющего сигнала Ui и характеристики аттенюатора, которая представляет собой зависимость импеданса обмоток двигателя 1 от частоты вращения, задаваемой с задатчика 3 режима. Схемное решение аттенюатора, представленное на фиг. 3, на основе логарифмической характеристики полевого транзистора и нелинейной характеристики диодов позволяет подобрать требуемый вид зависимости коэффициента ослабления выходного сигнала от управляющего сигнала UT.

Компараторы 14 могут находиться в двух различных устойчивых состояниях в зависимости от полярности суммы сигналов U7, 1- 4, 1-4 И Ut.

С выхода компаратора 14 сигнал Us поступает на интегрирующую цепочку 15 (фиг. 4), постоянная времени которой г=

=CR в 50 — 100 раз меньше постоянной времени т — обмотки двигателя 1 с индукl.

R тивностью L и активным сопротивлением R.

Интегрированный сигнал 1.4 при положительном уровне открывает ключ 16 катодной группы. С момента включения устройства до открытия ключа 16 базовая цепь транзистора элемента 19, подключенного по схеме составного транзистора к ключевому транзистору электронного ключа 17, подключена к источнику 13 опорного напряжения и ключ 17 анодной группы открыт, а через него первая обмотка двигателя 1 подключена к положительному полюсу источника 12 тока. Сигнал Us изменяет ток ключа 16 от нуля до его максимального значения, соответствующего состоянию полного открытия со скоростью, задаваемой постоянной времени интегрирующей цепочки 15. При этом базовая цепь транзистора элемента 19 шунтируется по току открытым ключом 16, а заряженная емкость С цепочки 18 разряжается током на вход ключевого транзистора 17, задерживая

его закрытие. Такой процесс переключения позволяет рабочий ток обмотки плавно через ключ 17 уменьшить до нуля (без скачков и разрывов) и подключить обмотку для разряда к отрицательному полюсу источника 12 тока через диод Д. В моменты. нахождения ключей 16 и 17 в открытом состоянии диод Дг запирается отрицатель1549542 ным полюсом ЭДС первой обмотки двигателя 1, исключая сквозной ток через ключи 16 и 17.

Интегрированный сигнал 14 при нулевом уровне плавно закрывает ключ 16, прекращая шунтирование базовой цепи транзистора элемента 19. Через интегрирующую цепочку 18 (PC) плавно нарастает ток в ключе

17, к которому подключен «+» источника

12 тока.

Так как соотношение между длительностями нулевого и положительного уровней сигнала Ue изменяется по синусоидальному закону, обусловленному формой сигнала с формирователя 5, то и источник 12 тока будет подключаться ключами 16 и 17 блока

9 управления к соответствующим зажимам обмоток двигателя 1 с временными соотношениями, изменяющимися по синусоидальному закону.

Аналогично работают блоки 10 и 11 управления источником 12 тока, причем временные соотношения при подключении соответствующих зажимов II u III обмоток двигателя 1 к источнику 12 тока задаются сигналами U>o и Uii.

При одновременной работе блоков 9 — 11 управления благодаря фазовому сдвигу сигналов Бз, U, U5 между собой на 120 моменты подключения источника 12 тока к каждой обмотке двигателя во временном отношении также сдвинуты на 120 .

Таким образом, заявленное решение по сравнению с прототипом имеет три низковольтных канала управления электронными ключами вместо шести каналов; возмож-. ность корректировки тока двигателя по задаваемой частоте вращения, что исключает необходимость размещения элементов в высоковольтных цепях двигателя и снижает общее число элементов насоса; меньшие коммутационные тепловые потери на электронных ключах.

Формула изобретения

Инфузионный насос по авт. св. № 1279635, отличающийся тем, что, с целью повышения

5 надежности работы насоса, он снабжен блоком преобразователя, делителем, источником опорного напряжения, двумя парами диодов и интегрирующей цепочкой, при этом блок управления снабжен интегрирующей цепочкой, токозадающим элементом, двумя диодами и второй интегрирующей цепочкой, причем блок преобразователя подключен к выходу задатчика режима и входу управления делителем, второй вход которого подключен к генератору модуляции, выпол15 ненному управляемым сигналом задатчика режима, источник опорного напряжения отрицательным полюсом подключен к положительному полюсу источника тока, интегрирующая цепочка блока управления установлена между выходом компаратора и управляющим входом электронного ключа катодной группы, токозадающий элемент установлен на управляющем входе электронного ключа анодной группы, токовыи выход которого связан с токовым входом электрон25 ного ключа катодной группы через два последовательно включенных в прямом направлении диода, при этом токовый выход электронного ключа катодной группы соединен через два последовательно включенных в обратном направлении диода с токовым вхо30 дом электронного ключа анодной группы, а средние точки пар диодов, соединенные между собой, подключены к соответствующей обмотке двигателя, вход токозадающего элемента подключен к положительному полюсу источника опорного напряжения, второй выход токозадающего элемента подключен к токовому входу электронного ключа катодной группы, а между токовым выходом и управляющим входом электронного ключа анодной группы подключена вторая интег4р рирующая цепочка.

1549542

11

Составитель В. Дульнева

Редактор Н. Горват Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 225 Тираж 473 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101