ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Номер

02-016-06

Наименование проекта

Устройство ультразвуковой герметизации и сегментации трансфузионных систем

Назначение

Для ультразвуковой герметизации и сегментации трансфузионных систем (пластиковых контейнеров), предназначенных для сбора, хранения и переработки крови в стационарных и полевых условиях

Рекомендуемая область применения

Для создания современной материально-технической базы станций и отделений переливания крови.

Описание

            Результат выполнения конструкторской разработки.

Изобретение относится к области медицинской техники, связанной со сбором, хранением и переработкой крови, а именно к устройствам ультразвуковой герметизации и сегментации трансфузионных систем (пластиковых контейнеров), предназначенных для сбора, хранения и переработки крови, и может быть использовано для создания современной материально-технической базы станций и отделений переливания крови.

Суть предлагаемого технического решения заключается в том, что в известном устройстве ультразвуковой герметизации и сегментации трансфузионных систем, включающем размещенные в корпусе источник энергетического воздействия на полимерную трубку, заканчивающийся рабочим окончанием, и прижимную планку, механически соединенную с рычажно-кулисным механизмом, имеющим ручку для приведения планки в движение по направлению к рабочему окончанию мускульной силой оператора, в качестве источника энергетического воздействия используется пьезоэлектрический преобразователь, размещенный между резонансной частотно-понижающей накладкой и концентрирующей накладкой. Рабочее окончание концентрирующей накладки имеет режущую пластину, а рычажно-кулисный механизм выполнен таким образом, что обеспечивает при максимальном перемещении планки зазор, соответствующий высоте режущей пластины.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется фиг.1, на которой схематично показано устройство ультразвуковой герметизации и сегментации трансфузионных систем.

На фиг.1 приняты следующие обозначения: 1 - пьезоэлектрический преобразователь, состоящий из двух пьезоэлектрических кольцевых элементов; 2 - резонансная концентрирующая накладка, рабочее окончание которой имеет режущую пластину; 3 - резонансная частотно-понижающая накладка; 4 - изолирующее кольцо, обеспечивающее акустическую изоляцию пьезоэлектрического преобразователя от корпуса; 5 - корпус; 6 - прижимной фланец; 7 - ось; 8 - пружина; 9 - прижимная планка; 10 - ручка для приведения прижимной планки в движение; 11 - упор; 12 - фиксатор трубки; 13 - кнопка включения энергетического воздействия; 14 - разъем для электрического подключения к генератору; 15 - светодиод.

Устройство ультразвуковой герметизации и сегментации трансфузионных систем работает следующим образом. Оператор размещает устройство в кисти руки, держась за ручку корпуса 5. Полимерная трубка для герметизации и сегментации помещается в фиксатор 12. Далее посредством нажатия на ручку 10, используя мускульную силу кисти руки, оператор осуществляет сжатие трубки путем перемещения прижимной планки 9 в движение по направлению к рабочему окончанию концентрирующей накладки. Нажатие на ручку 10 осуществляется до упора 11. При этом осуществляется нажатие на кнопку 13, которая включает генератор электрических колебаний ультразвуковой частоты (подачу электрической энергии к пьезоэлектрическому преобразователю). Пьезоэлектрический преобразователь вместе с частотно-понижающими накладками образует резонансную ультразвуковую колебательную систему, обеспечивающую преобразование электрических колебаний ультразвуковой частоты в механические такой же частоты и ввод их в полимерную трубку. Ультразвуковые колебания высокой интенсивности поглощаются материалом полимерной трубки (особенно интенсивное выделение энергии происходит в месте механического контакта внутренних поверхностей стенок трубки), происходит разогрев, перевод материала в вязкопластичное состояние и герметичное соединение двух противоположных стенок полимерной трубки. Таким образом, формируется герметизирующий шов.

Индикатором осуществления ультразвукового воздействия является свечение светодиода 15. По истечении времени, достаточного для термостабилизации получаемого шва, светодиод 15 гаснет. Оператор, используя мускульную силу кисти руки, снимает усилие сжатия с ручки 10. Прижимная планка 9 возвращается в исходное состояние и освобождает участок полимерной трубки с полученным герметичным швом.

Рабочее окончание концентрирующей накладки имеет режущую пластину, которая на получаемом шве формирует надрез для разделения полимерной трубки на два герметичных участка. Рычажно-кулисный механизм, образованный прижимным фланцем 6, осью 7, пружиной 8, прижимной планкой 9 и ручкой для приведения прижимной планки в движение 10, выполнен таким образом, что обеспечивает при максимальном перемещении планки зазор, соответствующий высоте режущей пластины.

Основными достоинствами предложенного ручного устройства герметизации и сегментации является практическая реализация ультразвуковой сварки, что обеспечило качественную герметизацию путем формирования широкого герметизирующего шва, с одновременным формированием надреза для разделения герметизирующего шва и, соответственно, полимерной трубки на два герметичных участка. При этом за счет поглощения УЗ энергии в материале трубки [6] удалось снизить необходимые для сжатия трубки усилия, т.е. облегчить труд оператора. Кроме того, предложенное устройство не является источником помеховых высокочастотных излучений.

Массогабаритные размеры устройства удалось уменьшить за счет выполнения колебательной системы по полуволновой схеме. Выбранная конструктивная схема позволила создать колебательную систему на рабочую частоту 44 кГц длиной 53 мм и диаметром 20 мм, обеспечивающую на рабочем окончании амплитуду колебаний не менее 40 мкм. Все устройство имеет вес 160 г в сборе.

Для питания пьезоэлектрического преобразователя ультразвуковой колебательной системы используется ультразвуковой генератор электрических колебаний, преобразующий электрическую энергию промышленной частоты (50 Гц) в электрическую энергию электрических колебаний ультразвуковой частоты (44 кГц). Мощность, потребляемая от источника питания, менее 10 Вт.

Предложенное устройство было реализовано в практической конструкции, представленной на фиг.2, и исследовано в лабораторных и производственных условиях.

Проведенные исследования функциональных возможностей созданного устройства позволили установить:

1. Созданное устройство ультразвуковой герметизации и сегментации трансфузионных систем обеспечивает надежную герметизацию всех типов существующих гемоконтейнеров отечественного и зарубежного производства.

2. Созданное устройство обеспечивает герметизацию не менее 10 гемоконтейнеров в минуту, что позволяет удовлетворить потребности станций и отделений переливания крови.

Преимущества перед известными аналогами

Обеспеч. качественную герметизацию с одновременным формированием надреза для разделения герметизирующего шва и полимерной трубки на два герметичных участка. Предложенное устройство не является источником помеховых высокочастотных излучений

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Соответствует технической характеристике изделия (устройства)

Технико-экономический эффект

Снижение брака при заготовке крови и ее препаратов, увеличение производительности процесса герметизации за счет увеличения скорости сварки и возможности проведения герметизаций без перемещения контейнеров. Снижение трудозатрат оператора в 2 раза.

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

27.09.2006