161957. lajstromszámú szabadalom • Önszabályozó perisztaltikus szivattyú
161957 Ugyancsak a legáltalánosabb esetben a szívócső belsejében a nyomás kisebb, mint a külső nyomás, és a cső nyugalma állapotban körkéresztmetszetű henger. Ilyen körülmények között van egy nyamásfeülöriibségi szakasz (úgynevezett érzékeny szakasz), amelyben a cső szabad (vagy belső) keresztmetszete köriből fokozatosan egyre laposabb ellipszisbe megy át. A 3. ábrán látható, hogy hogyan változik egy állandó kerületű ellipszis S felülete az A rövid tengely hosszával. Az S = liO0% és A = l határértékek körnek felelnek meg. Egy cső szabad keresztmetszete közelítőleg követi ezt a szabályt, és csak akkor tér el tőle, ha jelentősen deformálódott, ekkor a cső egy 8-as vagy súlyzó jellegzetes alakját veszi fel, azaz a cső egymáshoz szoruló falú középső részének két oldalán két szűk csatorna marad szabadon. Ezek a megmaradt csatornák sokkal kevésbé érzékenyek a nyomásra, mint a teljes cső, és az ábrán szaggatott vonallal jelezzük, hogy hogyan változik ténylegesen a cső szabad keresztmetszete a legnagyobb ellaposodásnak ebben a szakaszában. Nyugakrá állapotban elliptikus vagy orsó alakú keresztmetszetű cső is készíthető. Ebben az esetben a szabad keresztmetszet változhat mind belső nyomáscsökkenés, mind belső túlnyomás hatására. Minidkét esetben a szabad keresztmetszet változása a csőfalak hajlásáriak következménye. A szalbad keresztmetszet a fal rugalmas nyúlásának következtében is változhat, amikor a oső átmérője megváltozik belső nyomás hatására. Ilyen megnyúláshoz azonban sokkal nagyobb nyomáskülönbségre van szükség, és az nem követkeaik be hajlítható, de nem nyújtható csövek esetében. Ezért előnyösek az olyan szivatytyúk, amelyek csöveinek keresztmetszete a csőfal hajlása következtében változik, ezáltal a vér ítárfogatsebessége jelentősen megváltozik kis (nyomásváltozás hatásaira, ellentétben azzal a kis sebességváltozással, amelyet a keresztmetszet •nyúlás okozta változása okoznia. . :•. Ic, hogy a oső ellaposodásának foj ... .krll lennáie, és a fokozódó és csök• = i nal (oda-vissza) felvett két nyomás.j*bének egyrészt nem lehet függőmásrészt nem duplázódhatnak vagy két stabil helyzet jele), ellenke:;- _• ,„en kétféle keresztmetszet, tehát kétféle téríogatselbesség tartoznék ugyanahhoz a nyomáshoz, ami nyilvánvalóan összeférhetetlen a szabályozhatóság követelményével. A csövek érzékeny szakasza ismert paraméterek (belső átmérő, falvastagság, rugalmassági modulus) szerint változik, és így könnyen megállapítható, akár empirikus próbával, akár számítással, hogy melyik cső alkalmas egy adott célra. Egyszer s minden/korra bekalilbrálhatunk egy csősorozatot, megmérve a deformálódásukat különböző mértékű szívás hatására. A 2. ábrán három szíiikonguirnilból készült 9/112, 10/12,6 és 12/114 mm átmérőjű cső kalibrálása látható. Az ordináták a csövek vastagságát (külső kis ten! 3ges meg gelyit), az abszcisszák a vízoszlopmagasságban kifejezett belső szívást mutatják mm-ben. A görbe elágazása megfelel a 8 alakú keresztmetszet megjelenésének, a szemben levő falak a közép-5 vonal mentén érintik egymást (ez nem a hiszterézisre jellemző megduplázódás). A szivattyútól megkívánt közepes teljesítmény ismeretében könnyen megállatpítható az alkalmas csőkeresztmetszet a szivattyú mecha-10 mikai jellemzőinek (frekvencia, távolság a két punkciós pont között) függvényében. Eszerint vagy magát a csövet választjuk az érzékeny szakaszhoz, vagy fordítva. A 4. ábra azt mutatja, hogy hogyan változik egy szivattyú maximális 15 teljesítménye adott fordulatszám esetén a szívócsőben levő szívás és a szállítónyomás (vérnyomás) függvényeiként. Eszerint adott sebességre és szálhitónyomáara a közepes teljesítmény egyszerűen a szivattyú magasságának változtatásá-20 val szabályozható, a perisztaltikus csöveit az érzékeny szakasz középső részébe beállítva. A perisztalitikus cső belső nyomása a szivattyú bemeneténél három nyomás összege: a szivattyúzandó folyadék nyomása (a ki-25 vétel helyén mérve), magasságkülönbség a szivattyú és a szivattyúzandó folyadék között, és nyomásveszteség a szivattyú előtt (nevezetesen az állandó vagy szabályozható szűkületek-30 ben, mint például a punkciós tű, csap stb.). Ha a belső nyomás az érzékeny szakaszba esik, a szivattyúzott folyadék nyomásának minden változására változik a nyomás a perisztaltikus csőben, ezáltal megváltozik annak kemeszt-35 metszete és a folyadék ténfogatselbessége, ily módon a térfogatsebesség automatikusan szalbályozódik, szükséges és elégséges mértékben ahhoz, hogy a szivattyú előtt közelítőleg állandó maradjon a nyomás. 40 Ez a szabályozás nem tökéletes (mint általában a szervomeohaniizmiusok esetében), de kielégítő az esetek többségében. Mégis figyelembe kell venni, hogy a nyomiásveszteség a szivattyú 45 előtt adott folyadék és csővezeték esetében a térfogatsebességtől függ, ennélfogva a térfogatsebesség szabályozása annál tökéletesebib, minél kevésbé változik és miinél kisebb a nyomásveszteség. 50 A italáknány szeriniti szivattyú különösen alkalmas folyadékszfotszaihályozásira, mert egy szivattyúzott folyadék szintjének emelkedése és süllyedése a szivattyú teljesítményének növeke-55 dését, illetve csökkentését váltja ki. Hasonlóképpen nagyon alkalmas vénnek a testen kívüli keringetésére, például hemodialízis céljából, különösen olyan vénából, amelyet egy anterdovenózus sipoly táplál: ismeretes, hogy a közepes 60 nyomás az ilyen vénáiban a vérkivételii tű helyén változhat. Ennek a nyomásnak a csökkenése esetén a találmány szeriniti szávattyú teljesítménye magától csökken. Ezáltal elkerülhető az érnek teljes ellaposodásig való kiürülése, ami az 65 említett baleseteket válthatná ki. 1
