Сцепная муфта гидрораспределителя и содержащее ее дозирующее устройство
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к сцепной муфте гидрораспределителя. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя содержит центральный элемент (100), проходящий вдоль центральной оси (А) и имеющий ведомый соединитель (101) привода, способный воспринимать вращающий момент привода, прикладываемый вокруг центральной оси (А). Сцепная муфта (10) гидрораспределителя также содержит промежуточный элемент (110), имеющий по меньшей мере один промежуточный палец (111), проходящий параллельно центральной оси (А). Сцепная муфта (10) гидрораспределителя также содержит запорный элемент (120), установленный с возможностью поворота вокруг центральной оси (А) между впускным положением и выпускным положением. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя также содержит обойму (130), соединяемую с запорным элементом (120) с фиксацией от проворачивания и имеющую по меньшей мере один зажимной элемент (131). Сцепная муфта (10) гидрораспределителя способна реверсивно переключаться между выключенным состоянием, в котором вращающий момент привода, воспринимаемый центральным элементом (100), не передается на обойму (130), и включенным состоянием, в котором по меньшей мере один промежуточный палец (111) зажат между продолговатым центральным элементом (100) и по меньшей мере одним зажимным элементом (131), что обеспечивает передачу вращающего момента привода, воспринимаемого центральным элементом (100), через обойму (130) на запорный элемент (120). 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к дозирующим устройствам для дозирования жидких лекарственных средств, используемого в контексте инфузии лекарственных средств. Изобретение также относится к сцепным муфтам гидрораспределителей, входящим в конструкцию некоторых дозирующих устройств.
Уровень техники
Из уровня техники широко известны амбулаторные инфузионные аппараты для введения в организм жидких лекарственных средств, используемые, например, при лечении сахарного диабета методом непрерывной подкожной инфузии инсулина, а также при обезболивании или при лечении рака. Амбулаторные инфузионные аппараты поставляются рядом изготовителей, таких как Roche Diagnostics GmbH, Германия, или Medtronic MiniMed Inc., штат Калифорния, США.
В публикации ЕР 1970677 А1 раскрыта система с миниатюризированным поршневым дозирующим насосом, имеющим дозирующий цилиндр, который периодически подключают к резервуару большего объема и заправляют из него с последующим подключением дозирующего цилиндра к месту инфузии и вливанием вытесняемого из дозирующего цилиндра жидкого жидкого лекарственного средства, выполняемым пошагово (дискретными приращениями) в течение длительного периода времени путем перемещения поршня. Для попеременного подключения дозирующего цилиндра к резервуару и месту инфузии предложена система гидрораспределения. Ссылка на публикацию ЕР 1970677 А1 приводится в отношении основ принципа действия и конструкции предлагаемого в изобретении дозирующего устройства.
Вообще, миниатюризированный поршневой дозирующий насос, работающий по принципу, раскрытому в публикации ЕР 1970677 А1, называется в данном описании дозирующим устройством. В частности, такое дозирующее устройство, как правило, является одноразовым гидравлическим модулем, который для его использования подключают к другим компонентам или устройствам инфузионного насоса, например к приводному устройству, которое может содержать один или несколько приводов/двигателей, к электронному блоку управления, к резервуару жидкого лекарственного средства и к инфузионной канюле, а после использования, длительность которого обычно составляет от нескольких дней до двух недель - выбрасывают.
Частные аспекты, а также формы выполнения и функционирования дозирующих устройств, которые, самостоятельно или в сочетании друг с другом, могут найти применение в контексте настоящего изобретения, раскрываются, например, в публикациях ЕР 2510962, ЕР 2510960, ЕР 2696915, ЕР 2457602, WO 2012/069308, WO 2013/029999, ЕР 2753380, ЕР 2163273, ЕР 2361646.
Раскрытие сущности изобретения
Дозирующие устройства вышеупомянутого типа в некоторых вариантах могут быть реализованы с использованием одного привода (обычно двигателя) как для переключения гидрораспределителя, так и для перемещения поршня. Однако в таких случаях критическим аспектом является, в частности, механизм сцепления для выборочного соединения привода с гидрораспределителем и/или поршнем. Целесообразно, чтобы при любом положении поршня в цилиндре гидрораспределитель можно было переключить, просто изменив направление действия привода (силового потока) на противоположное. Кроме того, для минимизации ошибок дозирования процесс переключения гидрораспределителя совсем или почти совсем не должен быть связан с перемещением поршня.
К другим требованиям, которые должны выполняться в максимально возможной мере, относятся обеспечение высокой надежности на протяжении всего периода эксплуатации, небольшие размеры, а также стоимостная эффективность, поскольку механизм сцепления является частью по существу одноразового изделия.
Основной целью настоящего изобретения является усовершенствование известных из уровня техники решений в области дозирующих устройств для дозирования жидких лекарственных средств. При этом желательно устранить или уменьшить некоторые или все недостатки известных решений.
Эта основная цель достигается совокупностью существенных признаков независимых пунктов формулы изобретения. Характерные и/или особенно выгодные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения, а также ниже по тексту описания и на чертежах.
Одним объектом изобретения, обеспечивающим достижение вышеупомянутой основной цели, является сцепная муфта гидрораспределителя. Сцепная муфта гидрораспределителя содержит центральный элемент. Центральный элемент проходит вдоль центральной оси, т.е. вытянут вдоль нее, и имеет ведомый соединитель привода, способный воспринимать вращающий момент привода, действующий вокруг центральной оси.
Сцепная муфта гидрораспределителя также содержит промежуточный элемент. Промежуточный элемент имеет по меньшей мере один промежуточный палец, проходящий параллельно центральной оси.
Сцепная муфта гидрораспределителя также содержит запорный элемент. Запорный элемент установлен с возможностью поворота вокруг центральной оси между впускным положением и выпускным положением.
Сцепная муфта гидрораспределителя также содержит обойму. Обойма выполнена таким образом, чтобы соединяться с запорным элементом с фиксацией от проворачивания относительно него, т.е. с возможностью совместного с ним поворота, и имеет по меньшей мере один зажимной элемент.
Сцепная муфта гидрораспределителя способна реверсивно переключаться между выключенным, или разомкнутым, состоянием, в котором вращающий момент привода, воспринимаемый центральным элементом, не передается на обойму, и включенным, или замкнутым, состоянием, в котором по меньшей мере один промежуточный палец зажат между продолговатым центральным элементом и по меньшей мере одним зажимным элементом, что обеспечивает передачу вращающего момента привода, воспринимаемого центральным элементом, через обойму на запорный элемент.
В некоторых вариантах выполнения сцепной муфты гидрораспределителя по меньшей мере один промежуточный палец находится во фрикционном взаимодействии с центральным элементом.
В некоторых вариантах выполнения сцепной муфты гидрораспределителя фрикционное взаимодействие по меньшей мере одного промежуточного пальца и центрального элемента способно изменять свою форму между трением скольжения и трением сцепления в зависимости от углового положения по меньшей мере одного промежуточного пальца относительно центрального элемента и/или в зависимости от направления вращения центрального элемента вокруг центральной оси. В случае трения сцепления речь может идти о зажатии по меньшей мере одного промежуточного пальца между центральным элементом и зажимным элементом, в результате чего промежуточный палец взаимодействует соответственно с центральным элементом и зажимным элементом за счет трения сцепления.
В некоторых вариантах выполнения сцепной муфты гидрораспределителя она содержит разнесенные в окружном направлении, т.е. расположенные с угловым интервалом друг от друга, упорные поверхности для промежуточных пальцев, причем симметрично в окружном направлении между двумя соседними упорными поверхностями для промежуточных пальцев, т.е. посредине углового интервала между ними, расположен один зажимной элемент.
В некоторых вариантах выполнения сцепной муфты гидрораспределителя упорные поверхности для промежуточных пальцев образованы лапками запорного элемента, проходящими, т.е. вытянутыми, по существу параллельно центральной оси.
В таких вариантах выполнения запорного элемента его лапки выступают, в собранном состоянии, из корпуса запорного элемента в дистальном направлении, причем между лапками имеются промежутки.
В некоторых вариантах выполнения сцепной муфты гидрораспределителя промежуточный элемент имеет несколько промежуточных пальцев, а обойма имеет соответствующее число взаимодействующих с ними зажимных элементов. В одном примере осуществления изобретения предусмотрено три промежуточных пальца и три взаимодействующих с ними зажимных элемента, но может использоваться и другое число зажимных элементов и промежуточных пальцев. Промежуточные пальцы и зажимные элементы, как правило, равномерно распределены в окружном направлении, т.е. расположены осесимметрично.
В некоторых вариантах выполнения сцепной муфты гидрораспределителя центральный элемент имеет резьбовой участок с наружной резьбой, а запорный элемент имеет соответствующую внутреннюю резьбу. Благодаря этому при приложении к центральному элементу вращающего момента привода центральный элемент может совершать винтовое движение относительно запорного элемента.
В некоторых вариантах своего выполнения сцепная муфта гидрораспределителя содержит ограничитель поворота запорного элемента, который при достижении запорным элементом положения впуска или положения выпуска блокирует соответствующее вращательное движение запорного элемента. В одном варианте ограничитель поворота запорного элемента образован продольным выступом, проходящим вдоль запорного элемента параллельно центральной оси, и расположен так, чтобы упираться по выбору в ту или иную из ограничительных кромок неподвижного элемента дозирующего устройства или другие общеизвестные из уровня техники ограничительные элементы, такие как стопорные штифты, приливы и т.п., таким образом взаимодействуя с ними.
В некоторых вариантах выполнения сцепной муфты гидрораспределителя промежуточный элемент имеет основу, которая расположена с возможностью поворота вокруг центрального элемента и из которой выступает по меньшей мере один промежуточный палец. Основа промежуточного элемента может быть выполнена, в частности, дискообразной и может иметь отверстие, например отверстие круглой формы, в которое, в собранном состоянии, проходит центральный элемент.
В некоторых вариантах выполнения сцепной муфты гидрораспределителя центральный элемент, промежуточный элемент, обойма и запорный элемент расположены соосно относительно центральной оси.
В некоторых вариантах выполнения сцепной муфты гидрораспределителя центральный элемент установлен с возможностью скользящего перемещения и с образованием уплотнения внутри запорного элемента, вследствие чего центральный элемент служит поршневым элементом.
В некоторых вариантах выполнения сцепной муфты гидрораспределителя ведомый соединитель привода выполнен для размещения в нем ведущего соединителя привода с возможностью скольжения вдоль центральной оси и по существу с жесткой фиксацией от проворачивания относительно центральной оси. Могут использоваться и другие виды разъемных соединений элементов привода, например зубчатые соединения.
В некоторых вариантах выполнения сцепной муфты гидрораспределителя запорный элемент имеет цилиндр и проходное отверстие, сообщающееся с внутренним объемом цилиндра.
Еще одним объектом изобретения, обеспечивающим достижение вышеупомянутой основной цели, является дозирующее устройство для дозирования жидкого лекарственного средства. Дозирующее устройство содержит описанную выше сцепную муфту гидрораспределителя. Дозирующее устройство также содержит неподвижный элемент. В неподвижном элементе плотно и с возможностью поворота вокруг центральной оси установлен запорный элемент. Неподвижный элемент имеет впускное отверстие, с которым проходное отверстие запорного элемента сообщается при нахождении запорного элемента в положении впуска, и выпускное отверстие, с которым проходное отверстие запорного элемента сообщается при нахождении запорного элемента в положении выпуска, альтернативном положению впуска.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 приведен вид в перспективе предлагаемого в изобретении дозирующего устройства.
На фиг. 2 приведен вид в перспективе отдельно взятого неподвижного элемента.
На фиг. 3 приведен вид в перспективе отдельно взятого запорного элемента.
На фиг. 4 приведен вид в перспективе отдельно взятого центрального элемента.
На фиг. 5 приведен вид в перспективе отдельно взятого поводка.
На фиг. 6 приведен вид в перспективе отдельно взятого промежуточного элемента.
На фиг. 7 приведено схематическое изображение отдельно взятой обоймы.
На фиг. 8 сцепная муфта гидрораспределителя показана в сборе при помощи поперечного разреза, на котором видны некоторые компоненты сцепной муфты.
На фиг. 9а-9д иллюстрируется последовательность этапов переключения гидрораспределителя.
Осуществление изобретения
Осуществление изобретения сначала поясняется на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 изображено в перспективе предлагаемое в изобретении дозирующее устройство 1. Дозирующее устройство 1 содержит предлагаемую в изобретении сцепную муфту 10 гидрораспределителя и неподвижный элемент 20. Неподвижный элемент в отдельности изображен в перспективе на фиг. 2.
В данном описании термины "проксимальное" и "дистальное" используются для определения направлений или ориентации следующим образом: перемещение поршня дозирующего устройства вдоль центральной оси, приводящее к уменьшению заполненного жидкостью объема дозирующего устройства, является перемещением в направлении от дистального крайнего положения к проксимальному крайнему положению, т.е. перемещением в проксимальном направлении. Аналогично, перемещение поршня, приводящее к увеличению заполняемого жидкостью объема, является перемещением в направлении от проксимального крайнего положения к дистальному крайнему положению, т.е. перемещением в дистальном направлении. Перемещение поршня в проксимальном направлении также называется его выдвижением, а перемещение поршня в дистальном направлении также называется его отводом. На фиг. 1 проксимальное и дистальное направления обозначены соответственно символами "p" и "d". На других чертежах, где показаны отдельные компоненты дозирующего устройства 1, используется тот же ракурс.
В отношении чертежей также отмечается, что признаки, представленные на них одинаково или в основном одинаково более одного раза, обозначены на чертежах только один раз. Кроме того, признаки, которые видны более чем на одном чертеже, могут быть не обозначены на всех этих чертежах.
Неподвижный элемент 20 имеет корпус 200, в котором образован проем 201. Проем 201 в неподвижном элементе имеет в основном цилиндрический внутренний контур, и в собранном состоянии дозирующего устройства в нем расположен запорный элемент 120, установленный плотно, т.е. с образованием уплотнения, и с возможностью поворота вокруг центральной оси А. Неподвижный элемент 200 имеет две ограничительные кромки 202а, 202b, а запорный элемент 20 имеет продольный выступ 125, который может упираться в одну или другую ограничительную кромку 202а, 202b. Как подробнее поясняется ниже, продольный выступ 125 также обеспечивает соединение запорного элемента 120 с обоймой 130.
Ограничительные кромки 202а, 202b и продольный выступ 125 совместно образуют ограничитель поворота запорного элемента, ограничивающий вращательное движение запорного элемента 120 угловым расстоянием между его впускным положением и выпускным положением, которое в рассматриваемом примере составляет 180°.
На своем проксимальном конце запорный элемент 120 имеет проходное отверстие (на чертежах не видно). При нахождении запорного элемента в положении впуска проходное отверстие в запорном элементе совмещено с впускным отверстием (на чертежах не видно) в корпусе 200 неподвижного элемента и таким образом сообщается с этим впускным отверстием. При нахождении запорного элемента в положении выпуска проходное отверстие в запорном элементе совмещено с выпускным отверстием (на чертежах не видно) в корпусе 200 неподвижного элемента и таким образом сообщается с этим выпускным отверстием. При угловом положении запорного элемента, находящемся между положением впуска и положением выпуска, проходное отверстие в запорном элементе по существу разобщено как с впускным отверстием, так и с выпускным отверстием.
В эксплуатации дозирующего устройства к впускному отверстию подключен резервуар для лекарственного средства, например инсулина, а с выпускным отверстием сообщается инфузионная канюля, подключенная либо напрямую, либо по инфузионной линии, такой как трубка.
Неподвижный элемент 20 также имеет факультативную платформу 202 с каналами для жидкости. Платформа 202 содержит датчик давления жидкости, функционально связанный с выпускным отверстием и расположенный между выпускным отверстием и инфузионной канюлей. Дополнительные сведения о датчике давления подобного рода можно найти в публикации ЕР 2295096. Вместе с тем, применение такого датчика давления, не является обязательным. В качестве дополнения или альтернативы могут использоваться другие типы датчиков давления, а также другие датчики, например датчики расхода. В других вариантах осуществления изобретения датчики не используются. Внутри запорного элемента 120 находится центральный элемент 100 (на фиг. 1 не виден), расположенный соосно с запорным элементом и образующий с ним винтовую пару, как это подробнее поясняется ниже. Вокруг запорного элемента 120 и соосно с ним расположена обойма 130.
Далее осуществление изобретения описывается дополнительно со ссылкой на фиг. 3 и 4, где в перспективе изображены в отдельности запорный элемент 120 и центральный элемент 100. На фиг. 3 показан отдельно взятый запорный элемент 120, а на фиг. 4 - отдельно взятый центральный элемент 100. Запорный элемент 120 выполнен в целом продолговатой формы и имеет полый цилиндрический корпус 121, установленный плотно (герметично) с возможностью поворота в проеме 201 неподвижного элемента, как это пояснялось выше. Из корпуса 121 запорного элемента выходит в дистальном направлении несколько лапок 122, в данном случае - три лапки.
На заднем, или дистальном, концевом участке три лапки 122 имеют внутреннюю резьбу 123. Внутренняя резьба 123 выполнена для зацепления, предпочтительно - беззазорного или безлюфтового зацепления, с соответствующей наружной резьбой 102 центрального элемента 100. Целесообразно, чтобы лапки 122 создавали небольшие направленные внутрь радиальные усилия, тем самым нагружая винтовую пару.
На своих задних, или дистальных, концах лапки 122 имеют выступы 124, выдающиеся радиально наружу. Функция этих выступов 124 обсуждается ниже в контексте работы гидрораспределителя. Боковые поверхности лапок 122 также служат упорными поверхностями 122а для промежуточных пальцев, рассматриваемыми ниже в контексте работы гидрораспределителя.
На переднем, или проксимальном, концевом участке запорный элемент 120 имеет головку 126 в основном цилиндрической формы, выполненную для зацепления с неподвижным элементом 200, например посредством защелкивающегося замка (см. также фиг. 1).
Центральный элемент 100 имеет продолговатый корпус (на чертежах не обозначен), имеющий на заднем, или дистальном, участке вышеупомянутую наружную резьбу 102. Проксимальнее наружной резьбы 102 центральный элемент 100 имеет выступающий наружу и проходящий в окружном направлении уплотнитель 103, обеспечивающий скользящее уплотнение центрального элемента в полом цилиндре запорного элемента 120.
Благодаря зацеплению наружной резьбы 102 с участками внутренней резьбы 123 центральный элемент 100 может совершать винтовое движение относительно запорного элемента 120, перемещаясь вдоль центральной оси А между своими крайним отведенным и крайним выдвинутым положениями. Длина наружной резьбы 102 соответствует ходу центрального элемента между его крайним отведенным и крайним выдвинутым положениями или несколько превышает его.
Для определенного положения центрального элемента 100 относительно запорного элемента 120 внутри запорного элемента корпус 121 существует некоторый объем, который обычно герметично изолирован, но может сообщаться через проходное отверстие в запорном элементе, как пояснялось выше, с впускным отверстием гидрораспределителя при нахождении запорного элемента в положении впуска или, соответственно, с выпускным отверстием гидрораспределителя при нахождении запорного элемента в положении выпуска. Соответственно, запорный элемент 120 служит цилиндром, а центральный элемент 100 служит поршнем. Втягивание жидкости в цилиндр может осуществляться путем перемещения центрального элемента/поршня 100 в направлении его отвода (в дистальном направлении), когда проходное отверстие в запорном элементе сообщается с впускным отверстием. Аналогичным образом, вытеснение жидкости из цилиндра может осуществляться путем перемещения центрального элемента/поршня 100 в направлении его выдвижения (в проксимальном направлении), когда проходное отверстие в запорном элементе сообщается с выпускным отверстием.
На своем проксимальном конце центральный элемент имеет головку 104 в основном цилиндрической формы с наружным диаметром, уменьшенным по сравнению с корпусом центрального элемента. В крайнем выдвинутом (крайнем проксимальном) положении центрального элемента 100 относительно запорного элемента 120, головка 104 центрального элемента расположена внутри головки 126 запорного элемента. Вместе с тем, следует отметить, что наличие головки 126 запорного элемента и головки 104 центрального элемента не является обязательным. В качестве альтернативы наличию головки, проксимальная торцевая поверхность центрального элемента 100 и внутренняя торцевая поверхность корпуса 121 запорного элемента могут быть плоскими или могут иметь другую подходящую форму.
На своем заднем, или дистальном, участке, где расположена наружная резьба 102, центральный элемент 100 также имеет ведомый соединитель 101 привода, перекрывающийся в продольном направлении с наружной резьбой. Ведомый соединитель 101 привода в рассматриваемом примере выполнен в виде удлиненной выемки 101, проходящей вдоль центральной оси А и имеющей некруглое (в данном случае крестообразное) поперечное сечение.
Далее осуществление изобретения описывается дополнительно со ссылкой на фиг. 5. На фиг. 5 изображен в перспективе отдельно взятый поводок 3. Поводок 3 выполнен в целом удлиненной формы и имеет продолговатый ведущий соединитель 30 привода некруглого поперечного сечения. Ведущий соединитель 30 привода выполнен такой формы и размеров, чтобы входить со скольжением в выемку 101 и помещаться в ней практически без люфта. На своем дистальном конце поводок 3 имеет соединитель 32 для подключения к двигателю, который в рассматриваемом примере выполнен в виде некруглой выемки, имеющей, например, звездообразное поперечное сечение. Во время работы поводок 3 воспринимает посредством соединителя 32 для подключения к двигателю вращающий момент привода, который передается на центральный элемент 100 и/или запорный элемент 120, как подробнее поясняется ниже. Соединитель 32 для подключения к двигателю расположен на цилиндрическом дистальном участке 33 поводка 3.
Далее осуществление изобретения описывается дополнительно со ссылкой на фиг. 6. На фиг. 6 изображен в перспективе отдельно взятый промежуточный элемент 110 сцепной муфты 10 гидрораспределителя. Промежуточный элемент 110 имеет основу 112 дискообразной формы с центральным сквозным отверстием 113, подобным высверленному каналу. Сквозное отверстие 113 выполнено такого размера, чтобы в него входил со скольжением дистальный участок 33 поводка 3, вследствие чего основа 112 промежуточного элемента установлена с возможностью поворота вокруг сопряженного с центральным элементом поводка 3. В собранном состоянии промежуточный элемент 110 расположен проксимальнее поводка 3.
Из основы 112 промежуточного элемента в проксимальном направлении выступает несколько промежуточных пальцев 111, в рассматриваемом примере - три промежуточных пальца. В собранном состоянии промежуточные пальцы проходят параллельно резьбовому участку 102 центрального элемента, располагаясь вокруг него, и контактируют с резьбовым участком 102 центрального элемента, находясь во фрикционном взаимодействии с ним.
Далее осуществление изобретения описывается дополнительно со ссылкой на фиг. 7. На фиг. 7 изображена в перспективе отдельно взятая обойма 130 сцепной муфты 10. Обойма 130 имеет корпус 133 в основном трубчатой формы. Обойма 130 имеет продольные пазы 132, число которых соответствует числу лапок 122 запорного элемента 120. В собранном состоянии обойма 130 расположена вокруг промежуточного элемента 110 и центрального элемента 100, т.е. окружает их. При этом в собранном состоянии выступы 124 лапок запорного элемента радиально входят в пазы 132 обоймы. Расположение этих выступов 124 в пазах обоймы, наряду с расположением продольного выступа 125 в желобке 134 обоймы обеспечивает соединение запорного элемента 120 и обоймы 130 с фиксацией от взаимного проворачивания, т.е. с возможностью совместного поворота.
На проксимальном участке, находящемся проксимальнее пазов 132 обоймы, обойма 130 также имеет желобок 134, проходящий в осевом направлении на внутренней стороне обоймы 130. В собранном состоянии в желобок 134 входит продольный выступ 125 запорного элемента 120, таким образом соединяя запорный элемент 120 и обойму 130 с фиксацией от взаимного проворачивания.
Обойма 130 также имеет несколько зажимных элементов 131, выполненных в виде выступов, расположенных на проксимальном участке обоймы 130 и выдающихся радиально внутрь из корпуса обоймы 130, как это наглядно показано на следующих чертежах. Зажимные элементы 131 имеют выпуклое поперечное сечение и выполнены таким образом, чтобы по выбору прижимать промежуточные пальцы 111 к резьбовому участку центрального элемента 102.
Далее описывается работа дозирующего устройства 1, в частности сцепной муфты 10 его гидрораспределителя, для чего дополнительно приводится ссылка на фиг. 8 и фиг. 9а-9д. Как поясняется ниже, ключевыми элементами сцепной муфты 10 гидрораспределителя в этом варианте ее выполнения являются, в частности, промежуточный элемент 110 и обойма 130. В первом состоянии (конфигурации) сцепной муфты приложение вращающего момента привода обеспечивает совершение центральным элементом 100, находящимся внутри запорного элемента 120, винтового движения относительно запорного элемента 120, который остается неподвижным. Соответствующее состояние (конфигурация) сцепной муфты 10 гидрораспределителя называется "выключенным состоянием". При нахождении сцепной муфты гидрораспределителя в выключенном состоянии жидкость можно втягивать в дозирующее устройство 1, перемещая центральный элемент 100 - который служит поршнем - в дистальном направлении. Аналогичным образом, жидкость можно вытеснять из дозирующего устройства 1, перемещая центральный элемент 100 в проксимальном направлении.
При нахождении сцепной муфты гидрораспределителя во включенном состоянии, альтернативном выключенному состоянию, центральный элемент 100 и запорный элемент 120 соединены между собой с фиксацией от взаимного проворачивания посредством промежуточного элемента 110 и обоймы 130. При нахождении сцепной муфты гидрораспределителя во включенном состоянии вращающий момент привода, прикладываемый к центральному элементу 100, передается на запорный элемент 120. Следовательно, центральный элемент 100 и запорный элемент 120 поворачиваются внутри неподвижного элемента 20 и относительно него между положением впуска и положением выпуска. Во включенном состоянии сцепной муфты гидрораспределителя относительное движение между центральным элементом 100 и запорным элементом 120 отсутствует.
На фиг. 8 показаны в перспективе центральный элемент 100, обойма 130 и промежуточные пальцы 111 промежуточного элемента 110 в собранном состоянии с использованием поперечного разреза, плоскость которого обозначена на фиг. 1. На фиг. 8 компоненты сцепной муфты 10 гидрораспределителя показаны в ее включенном состоянии.
Во включенном состоянии сцепной муфты гидрораспределителя зажимные элементы 131 прижимают промежуточные пальцы 111 к центральному элементу 100 (в частности к резьбовому участку 102 центрального элемента), в результате чего между центральным элементом 100 и промежуточными пальцами 111, а также между промежуточными пальцами 111 и обоймой 130 действует трение сцепления. Соответственно, в этом включенном состоянии сцепной муфты гидрораспределителя взаимное перемещение между центральным элементом 100, промежуточным элементом 110 и обоймой 130 невозможно. Во включенном состоянии сцепной муфты гидрораспределителя приложение вращающего момента привода к центральному элементу 100 соответственно вызывает совместное вращательное движение центрального элемента 100, промежуточного элемента 110 и обоймы 130. Кроме того, поскольку за счет взаимодействия продольного выступа 125 и желобка 134 с обоймой 120 сцеплен в окружном направлении, т.е. с фиксацией от взаимного проворачивания, запорный элемент 120, во включенном состоянии сцепной муфты гидрораспределителя запорный элемент 120 также движется вместе с обоймой 130.
В выключенном же состоянии сцепной муфты гидрораспределителя центральный элемент 100, промежуточные пальцы 111 и обойма 130 имеют возможность поворота относительно друг друга. В частности, промежуточные пальцы 111 не зажаты зажимными элементами 131 и соответственно не могут передавать вращающий момент привода с центрального элемента 100 на обойму 130. Соответственно, в выключенном состоянии сцепной муфты гидрораспределителя центральный элемент 100 может вращаться независимо от обоймы 130 и запорного элемента 120.
Выполненные в разрезе чертежи на фиг. 9а-9д иллюстрируют работу сцепной муфты 10 гидрораспределителя при переводе ее запорного элемента между положениями впуска и выпуска.
На фиг. 9а показана ситуация, в которой направление вращательного действия привода, т.е. направление вращающего момента привода, прикладываемого к центральному элементу 100, изменяется на противоположное. Предполагается, что до ситуации, показанной на фиг. 9а, центральный элемент 100 вращался в направлении против часовой стрелки (против стрелки R), а теперь начинает вращаться в направлении по часовой стрелке (по стрелке R). В ситуации, показанной на фиг. 9а, проходное отверстие в запорном элементе совмещено с впускным отверстием и сообщается с ним, как это пояснялось выше.
Принимая допущение, что наружная резьба 102 и внутренняя резьба 123 являются правыми, центральный элемент 100 до ситуации, показанной на фиг. 9а, соответственно перемещался в дистальном направлении, таким образом увеличивая заполняемый жидкостью объем дозирующего устройства 1, как пояснялось выше. На фиг. 9а также видно, что промежуточные пальцы 111 прилегают к соответствующим упорным поверхностям 122а. Ситуация на фиг. 9а также соответствует ситуации, показанной на фиг. 1, где продольный выступ 125 упирается в верхнюю ограничительную кромку 202а.
Приложение вращающего момента привода в направлении R, как показано на фиг. 9а, приводит к тому, что центральный элемент начинает винтовое движение с перемещением в проксимальном направлении. Благодаря фрикционному взаимодействию промежуточных пальцев 111 с центральным элементом 100, как пояснялось выше, соответствующее движение совершается и промежуточным элементом 110, промежуточные пальцы 111 которого прилегают к резьбовому участку 102 центрального элемента, находясь в состоянии трения сцепления с ним. Обойма 130 и запорный элемент 120, в отличие центрального и промежуточного элементов, неподвижны и сохраняют свое положение.
При дальнейшем приложении вращающего момента привода в направлении R промежуточные пальцы 111 входят в контакт с зажимными элементами 131. Эта ситуация показана на фиг. 9б.
При дальнейшем приложении вращающего момента привода в направлении R промежуточные пальцы 111 совмещаются с зажимными элементами 131 и соответственно зажимаются между зажимными элементами 131 и центральным элементом 100, в результате чего промежуточные пальцы 111 оказываются в состоянии трения сцепления как с зажимными элементами 131 (а соответственно, с обоймой 130 в целом), так и с центральным элементом 100. Эта ситуация показана на фиг. 9в. Изменение от ситуации на фиг. 9б к ситуации на фиг. 9в соответствует переключению сцепной муфты гидрораспределителя из выключенного (разомкнутого) во включенное (замкнутое) состояние.
При дальнейшем приложении вращающего момента привода в направлении R центральный элемент 100, промежуточный элемент 110 и обойма 130, благодаря описанному выше зажатию, совместно поворачиваются в направлении R. Поскольку запорный элемент 120, благодаря нахождению продольного выступа 125 в желобке 134, а также нахождению выступов 124 в пазах 132 обоймы, сцеплен с обоймой 130, запорный элемент совершает такое же вращательное движение и соответственно поворачивается в проеме 201 неподвижного элемента. При страгивании запорного элемента 120 продольный выступ 125 выходит из контакта с ограничительной кромкой 202а.
При дальнейшем приложении вращающего момента привода в направлении R продольный выступ 125, повернувшись примерно на 180°, упрется в нижнюю ограничительную кромку 202b, тем самым препятствуя дальнейшему совместному движению запорного элемента 120 и обоймы 130. Эта ситуация показана на фиг. 9г. В этой ситуации проходное отверстие в запорном элементе совмещено с выпускным отверстием.
При дальнейшем приложении вращающего момента привода в направлении R промежуточные пальцы 111 освободятся от зажатия, и центральный элемент 100 вместе с промежуточным элементом 110 продолжат совместное вращение, находясь в состоянии трения сцепления, а обойма 130 и запорный элемент 120 останутся на месте. Снятия зажатия промежуточных пальцев соответствует переключению сцепной муфты гидрораспределителя из включенного в выключенное состояние.
Наконец, промежуточные пальцы 111 дойдут до своих упорных поверхностей 122а и снова упрутся в них, как показано на фиг. 9д. С достижением промежуточными пальцами 111 своих упорных поверхностей 122а переключение гидрораспределителя завершается. Сравнивая ситуацию на фиг. 9д с ситуацией на фиг. 9а, можно увидеть, что соответствующие состояния (конфигурации) гидрораспределителя в основном идентичны, за исключением того, что обойма 130 (и запорный элемент 120) повернулась на 180°, а промежуточные пальцы 111 прилегают к другим упорным поверхностям 122а.
При дальнейшем приложении вращающего момента привода в направлении R винтовое движение будет совершать только центральный элемент, который при этом будет перемещаться в проксимальном направлении, уменьшая заполненный жидкостью объем дозирующего устройства 1, как это пояснялось выше. Во время этого продолжающегося винтового движения центрального элемента 100 промежуточные пальцы 111, будучи заблокированы от совместного с центральным элементом поворота упорными поверхностями 122а, находятся в состоянии трения скольжения по центральному элементу 100.
При изменении направления вращающего момента привода на противоположное рассмотренные выше этапы будут выполняться в обратном порядке, а дозирующее устройство переключится из режима выпуска в режим впуска.
1. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя, содержащая:
- центральный элемент (100), проходящий вдоль центральной оси (А) и имеющий ведомый соединитель (101) привода, способный воспринимать вращающий момент привода, действующий вокруг центральной оси (А);
- промежуточный элемент (110), имеющий по меньшей мере один промежуточный палец (111), проходящий параллельно центральной оси (А);
- запорный элемент (120), установленный с возможностью поворота вокруг центральной оси (А) между впускным положением и выпускным положением;
- обойму (130), выполненную таким образом, чтобы соединяться с запорным элементом (120) с фиксацией от проворачивания относительно него и имеющую по меньшей мере один зажимной элемент (131);
причем сцепная муфта (10) гидрораспределителя способна реверсивно переключаться между выключенным состоянием, в котором вращающий момент привода, воспринимаемый центральным элементом (100), не передается на обойму (130), и включенным состоянием, в котором по меньшей мере один промежуточный палец (111) зажат между продолговатым центральным элементом (100) и по меньшей мере одним зажимным элементом (131), что обеспечивает передачу вращающего момента привода, воспринимаемого центральным элементом (100), через обойму (130) на запорный элемент (120).
2. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя по п. 1, в которой по меньшей мере один промежуточный палец (111) находится во фрикционном взаимодействии с центральным элементом (100).
3. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя по п. 2, в которой фрикционное взаимодействие по меньшей мере одного промежуточного пальца (111) и центрального элемента (100) способно изменять свою форму между трением скольжения и трением сцепления в зависимости от углового положения по меньшей мере одного промежуточного пальца (111) относительно центрального элемента (100) и/или в зависимости от направления вращения центрального элемента (100) вокруг центральной оси (А).
4. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя по любому из предыдущих пунктов, также содержащая разнесенные в окружном направлении упорные поверхности (122а) для промежуточных пальцев, причем симметрично в окружном направлении между двумя соседними упорными поверхностями (122а) для промежуточных пальцев расположен один зажимной элемент (131).
5. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя по п. 4, в которой упорные поверхности (122а) для промежуточных пальцев образованы лапками (122) запорного элемента (120), проходящими по существу параллельно центральной оси (А).
6. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя по любому из предыдущих пунктов, в которой промежуточный элемент (110) имеет несколько промежуточных пальцев (111), а обойма (130) имеет соответствующее число взаимодействующих с ними зажимных элементов (131).
7. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя по любому из предыдущих пунктов, в которой центральный элемент (100) имеет резьбовой участок (102) с наружной резьбой, а запорный элемент (120) имеет соответствующую внутреннюю резьбу (123).
8. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя по любому из предыдущих пунктов, также содержащая ограничитель (125) поворота запорного элемента, который при достижении запорным элементом положения впуска или положения выпуска блокирует соответствующее вращательное движение запорного элемента (120).
9. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя по любому из предыдущих пунктов, в которой промежуточный элемент (110) имеет основу (112), которая расположена с возможностью поворота вокруг центрального элемента (100) и из которой выступает по меньшей мере один промежуточный палец (111).
10. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя по любому из предыдущих пунктов, в которой центральный элемент (100), промежуточный элемент (110), обойма (130) и запорный элемент расположены соосно относительно центральной оси (А).
11. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя по любому из предыдущих пунктов, в которой центральный элемент (100) установлен с возможностью скользящего перемещения и с образованием уплотнения внутри запорного элемента (120), вследствие чего центральный элемент (100) служит поршневым элементом.
12. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя по любому из предыдущих пунктов, в которой ведомый соединитель (101) привода выполнен для размещения в нем ведущего соединителя (30) привода с возможностью скольжения вдоль центральной оси (А) и по существу с жесткой фиксацией от проворачивания относительно центральной оси (А).
13. Сцепная муфта (10) гидрораспределителя по любому из предыдущих пунктов, в которой запорный элемент (120) имеет цилиндр и проходное отверстие, сообщающееся с внутренним объемом цилиндра.
14. Дозирующее устройство (1) для дозирования жидкого лекарственного средства, содержащее:
- сцепную муфту (10) гидрораспределителя по п. 13;
- неподвижный элемент (20), в котором плотно и с возможностью поворота вокруг центральной оси (А) установлен запорный элемент (120), причем неподвижный элемент (20) имеет впускное отверстие, с которым проходное отверстие запорного элемента сообщается при нахождении запорного элемента в положении впуска, и выпускное отверстие, с которым проходное отверстие запорного элемента сообщается при нахождении запорного элемента в положении выпуска, альтернативном положению впуска.
