190171. lajstromszámú szabadalom • Perisztaltikus pumpa
1 2 190 171 .. A találmány tárgya perisztaltikus pumpa folyadékok továbbítására kémiai vagy fizikai méréseket végző analitikai mérőberendezésekhez vagy készülékekhez. Ismeretesek már berendezések folyadékok továbbítására a laboratóriumi és egészségügyi gyakorlatban, amelyek kis nyomáskülönbséggel, tartályból, rugalmas falú cső előzetes összenyomása utáni kitágulás szívóhatásával folyadékot szívnak fel, majd a szívó csőszakasz egy pontján a csövet a folyadék visszaáramlásának megakadályozására elszorítják, és görgő hengerlő mozgatásával, vagy szorosan egymás mellett elhelyezett lemezek egymás után soronkövetkező lenyomásával a folyadékoszlopot az éppen működésben lévő továbbító- ~ elem maga elmozdítja. Ez ismert megoldások jellemzője, hogy a folyadékvisszaáramlást megakadályozó elszorítás helye a működésben résztvevő csőszakasz hossztengelye mentén a folyadékoszloppal együtt elmozdul. A működésben résztvevő csőszakasz hossza ezért alá van vetve a folyadéktovábbítást biztosító teljes elszorításnak, tehát a (maximális) deformációs igénybevételnek. Az elszorítás utáni relaxáció meghatározó az időegység alatt felszívott folyadékmennyiségre; a szállított folyadék- 25 mennyiséget ezért döntően befolyásolja a relaxáció sebességének változása, ebben az esetben az anyag kifáradásából származó sebesség csökkenés. A pumpák optimális működtetése azt a gyakorlati rugalmasságot követelné meg a szállítócső 30 anyagától, hogy a folyadékvisszaáramlást megakadályozó funkcionálisan maximálisan deformált állapotból felengedve pillanatszerűen vegye fel az eredeti keresztmetszetét. A perisztaltikus pumpák használatában üzemszerű jelenség a szállított folya- 35 dék mennyiségének időbeni megváltozására, amelyet cső cserével szoktak visszaállítani névleges értékre. A folyadékszállítás megváltozása egyértelműen a rendszeres deformáció okozta anyagfáradásra vezethető vissza. Az igénybevétel miatt csak 40 nagymértékű összetett rugalmas alakváltozásra képes, külölegesen rugalmas anyagból és technológiával készült müanyagcsövek megfelelőek, korlátozott idejű élettartalommal. Ezen működési elven alapuló berendezéseket, 45 vagy hengerszimmetrikusan vagy síkban elrendezett görgősor vagy pedig szorosan egymás mellett elhelyezett lemezkötegek alkotják. Ezen megoldások a már említett hátránnyal rendelkeznek. A találmány célja a perisztaltikus pumpa előnyé- 50 nek megtartása mellett a felsorolt hiányosságok kiküszöbölése, azaz a csövek élettartamának és az adagolás pontosságának növelése. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a fenti célnak eleget tehetünk, ha a folyadéktováb- 55 bítást egyetlen deformáló elemre bízzuk és a megfelelő irányú szállítást a deformáló elem előtt és utáni szelepeléssel biztosítjuk. így a folyadéktovábbítás és a szelepelés funkciója térben és időben szét van választva. A cső élettartamának növelése szem- 60 pontjából még fontos, hogy a deformáló elem löketét úgy állítsuk be, hogy az a működésben résztvevő csőszakasz deformáció igénybevételét csökkentse. A találmány tehát perisztaltikus pumpa, amelynek flexibilis csövet vagy csöveket radiálisán defor- 65 máló, periodikusan mozgatott deformáló eleme és a deformáló elemhez rendelt támasztóeleme van. A találmány lényege, hogy áramlási irányban a deformáló elem előtt és után, ellenkező fázisban működtetett két szelepe van és a deformáló elemnek a cső belső átmérőjénél kisebb lökete van, amely löket egyik véghelyzete a cső külső átmérőjénél kisebb távolságban van a támasztóelemtől, míg másik véghelyzete a cső kétszeres falvastagságánál távolabb van a támasztóelemtől. A találmány előnyös kivitele szerint a szelepeket szintén, a támasztóelemmel együttműködő, de külön-külön elrendezett deformáló elemek alkotják. A találmány szerinti perisztaltikus pumpa tehát lényegesen csökkenti a működésben résztvevő csőszakasz deformációs igénybevételét, növeli a cső vagy a pumpa élettartamát és emellett fokozza az adagolás pontosságát. Lehetővé válik különböző csövek alkalmazása és ugyanilyen méretű csövekkel változtatható a folyadékszállítás. A találmány szerinti pumpa előnye továbbá, hogy sérülékeny szerkezetű folyadékok, mint például vér kíméletes szállítását teszi lehetővé. A találmány szerinti pumpánál a csöveket az eddigi maximális igénybevétel csupán a szelepelési helyeken éri. Maga a deformálóelem a csövet nem nyomja teljesen össze, de nem is engedi teljesen kitágulni. A cső korlátozott összenyomása, azaz deformációs igénybevétele és az elhúzódó idejű teljes kitágulás utolsó szakaszának kiiktatása a már elmondottakhoz hozzájárulva, növeli a perisztaltikus pumpa kedvező tulajdonságait. A találmányt részletesen kiviteli példa kapcsán, a rajz alapján ismertetjük, ahol az ábra a találmány szerinti perisztaltikus pumpa sematikus képe. Az ábrán az egyszerűség kedvéért csak egy csőből álló perisztaltikus pumpát szemléltetünk. Az 1 flexibilis cső 2 támasztóelemen van elhelyezve. A 2 támasztóelemmel szemben a cső fölött egyetlen 3 deformáló elem van elhelyezve, míg a 3 deformáló elem előtt és mögött, de nem közvetlenül mellette és ugyancsak a 2 támasztóelemmel szemben egyegy további deformáló elem van, melyek 4 szelepeket alkotnak. A deformálóelemekből alkotott 4 szelepek helyett természetesen más szelepmegoldás is szóba jöhet. A kiviteli példánál a 4 szelepek nem ábrázolt működtető szerkezete olyan, hogy a szelepek éppen ellentétesen működnek, azaz az egyik 4 szelep nyitásakor a másik zár, illetve fordítva. A találmány szerinti perisztaltikus pumpa lényege továbbá, hogy a 3 deformáló elem lökete úgy van meghatározva, hogy a 2 támasztóelemre felfekvő 1 flexibilis csövet kis mértékben nyomja felső holtponti helyzetében, míg alsó holtponti helyzetében, amely éppen az ábrán látható, a cső nincs teljesen lezárva. Ez pontosan megfogalmazva úgy jön létre, hogy a 3 defomáló elem lökete kisebb mint a cső belső átmérője és a löket egyik véghelyzete az 1 flexibilis cső külső átmérőjénél kisebb távolságban van a 2 támasztóelemtől, míg a másik véghelyzete a cső kétszeres falvastagságánál nagyobb távolságban van a 2 támasztóelemtől. A találmány szerinti perisztaltikus pumpa működése a következő. Feltételezve, hogy az áramlás az ábrán balról jobbra történik, kiindulóhelyzetben a 2
