Устройство для резания биологических тканей
Полезная модель относится к области медицины и может быть использована во всех ее областях, особенно при хирургических операциях и при изготовлении трансплантантов. Техническая реализация предложенного устройства осуществляется на базе существующих технических средств современного машиностроения и современной промышленной электроники. Для этого в устройство, содержащее мультипликатор, состоящий из гильзы, поршневой группы со штоком, двух крышек, в каждой из которых выполнены два отверстия, струйный режущий инструмент, дозатор, бункер для абразива, резервуар для рабочей жидкости, два нагнетательных и два всасывающих клапана, блок подготовки введены сжатого воздуха и трехпозиционный пневмораспределитель дополнительно введены блок пропорциональной регулировки давления, магнитное кольцо, первый и второй датчики конечных положений, два клапана быстрого выпуска сжатого воздуха, первое и второе ныряло, первый и второй осевые каналы, ресивер и давления, причем поршневая группа снабжена магнитным кольцом и образует две пневматические полости между поверхностями крышки и поршня. Каждая полость через клапаны быстрого выхлопа сообщена с пневмораспределителем. Шток выполнен двухсторонним и с каждой из сторон снабжен расточкой, где размещены неподвижные ныряла с осевыми каналами, которые прифланцованы соответственно к крышкам с образованием двух гидравлических камер, которые сообщают через всасывающие и нагнетательные клапаны с резервуаром для рабочей жидкости и первым входом струйного режущего инструмента, куда также подключают ресивер и блок контроля давления, при этом блок подготовки сжатого воздуха через пропорциональный регулятор давления сообщен с первым входом пневмораспределителя, второй и третий входы которого соответственно соединены с выходами первого и второго датчиков конечных положений.
Полезная модель относится к области медицины и может быть использована во всех ее областях, особенно при хирургических операциях и при изготовлении трансплантантов.
Известно устройство для резания биологической ткани содержащее струйный скальпель с соплом и систему подачи рабочего вещества со средствами управления, которая включает в себя силовой цилиндр с подпоршневой областью под рабочее вещество, соединенный с газораспределителем. (Патент РФ №2069986 кл. А 61 В 17/32, 1996 г.)
Наиболее близким техническим решением, т.е. прототипом является устройство для резания биологической ткани, содержащее пневмогидравлический мультипликатор, состоящий из гильзы, поршневой группы со штоком, двух крышек, в каждой из которых выполнены два отверстия, струйный режущий инструмент, дозатор, бункер для абразива, резервуар для рабочей жидкости, два нагнетательных и два всасывающих клапана, блок подготовки сжатого воздуха и трехпозиционный пневмораспределитель. /Патент США 3811795 от 21.05. 1974 г. кл. 417/53/.
Недостатками известных устройств являются следующие:
отсутствие стабильности и регулировки создаваемого давления, узкий диапазон рабочих давлений, а также низкая надежность.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности, стабильности и обеспечение дистанционной регулировки создаваемого давления, а также увеличение эффективности работы устройства.
Сущность заявленного в полезной модели устройства заключается в том, в устройство для резания биологической ткани, содержащее пневмогидравлический мультипликатор, состоящий из гильзы, поршневой группы со штоком, двух крышек, в каждой из которых выполнены два
отверстия, струйный режущий инструмент, дозатор, бункер для абразива, резервуар для рабочей жидкости, два нагнетательных и два всасывающих клапана, блок подготовки сжатого воздуха и трехпозиционный пневмораспределитель дополнительно введены блок пропорциональной регулировки давления, магнитное кольцо, первый и второй датчики конечных положений, два клапана быстрого выпуска сжатого воздуха, первое и второе ныряло, первый и второй осевые каналы, ресивер и датчик давления, причем поршневая группа выполнена из двух симметричных относительно поперечной оси цилиндров с пазом в торце между ними, в котором располагают магнитное кольцо, с образованием двух пневматических полостей между торцевыми поверхностями крышки и поршня и каждое из которых через дополнительно установленные клапаны быстрого выхлопа сообщают с соответствующим выходом трехпозиционного пневмораспределителя, а шток выполнен двухсторонним и с каждой из сторон снабжен расточкой, где размещены неподвижные ныряла, которые прифланцованы соответственно к крышкам с образованием двух гидравлических камер, каждое из которых через выполненный в ныряле осевой канал одновременно сообщают с надклапанным пространством соответствующего всасывающего клапана, подклапанные пространства которых одновременно подключают к выходу резервуара для рабочей жидкости и с подклапанным пространством соответствующего нагнетательного клапана, надклапанные пространства которых одновременно с ресивером и первым входом блока контроля давления подключают к первому входу струйного режущего инструмента при этом выход блока контроля давления соединяют с вторым входом блока пропорциональной регулировки давления, а последовательно соединенные бункер для абразива и дозатор соединяют с вторым входом струйного режущего инструмента, при этом блок подготовки сжатого воздуха через пропорциональный регулятор давления сообщен с первым входом трехпозиционного
пневмораспределителя, второй и третий входы которого соответственно соединены с выходами первого и второго датчиков конечных положений
На фиг.1 представлена пневмогидравлическая схема устройства, где блок подготовки сжатого воздуха - 1, блок пропорциональной регулировки давления 2, пневмораспределитель 3, первый клапан быстрого выпуска сжатого воздуха - 4, второй клапан быстрого выпуска сжатого воздуха - 5, пневмогидравлический мультипликатор - 6, гильза 7, первая крышка - 8, вторая крышка - 9, первое входное отверстие в крышке 10, второе входное отверстие в крышке - 11, поршневая группа - 12, магнитное кольцо - 13, двухсторонний шток - 14, первый датчик конечного положения -15, второй датчик конечного положения -16, первая гидравлическая камера - 17, вторая гидравлическая камера - 18, первое ныряло - 19, второе ныряло - 20, первая пневматическая полость - 21, вторая пневматическая полость - 22, первый осевой канал - 23, второй осевой канал - 24, первый всасывающий клапан - 25, второй всасывающий клапан - 26, первый нагнетательный клапан - 27, второй нагнетательный клапан - 28, ресивер - 29, блок контроля давления 30, струйный режущий инструмент - 31, бункер для абразива - 32, дозатор - 33, резервуар для рабочей жидкости - 34.
Устройство состоит из блока подготовки сжатого воздуха 1, выход которого через блок пропорциональной регулировки давления 2 сообщен с входом трехпозиционного пневмораспределителя 3, первый и второй выходы которого соответственно соединены с входами 1-го и 2-го клапанов выпуска сжатого воздуха 4 и 5, которые обеспечивают снятие за короткое время контрдавления в соответствующей пневматической полости и тем самым существенно снижают неравномерность подачи рабочей жидкости при реверсе.
Пневмогидравлический мультипликатор 6 состоит из гильзы 7, первой и второй крышек 8 и 9 соответственно с отверстиями 10 и 11, поршневой группы 12 с магнитным кольцом 13 между ними и двухстороннего штока 14.
На гильзе 7 размещают датчики конечных положений 15 и 16 выходы которых подключают к второму и третьему входам пневмораспределителя 3.
Поршневая группа 12 выполнена из двух симметричных относительно поперечной оси цилиндров с пазом в торце между ними, в котором располагают магнитное кольцо 13, с образованием двух пневматических полостей 21 и 22 между торцевыми поверхностями крышки и поршня. Каждая пневматическая камера через отверстия в крышках и дополнительно установленные клапаны быстрого выхлопа 4 и 5 сообщена трубопроводом с соответствующим выходом трехпозиционного пневмораспределителя 3. В штоке 14 выполнены две расточки, где соответственно размещены с возможностью взаимного перемещения первое и второе ныряло 19 и 20, которые прифланцованы к крышкам 8 и 9 с образованием соответственно первой и второй гидравлических камер 17 и 18.
В первом и втором нырялах 19 и 20 выполнены осевые каналы 23 и 24, сообщающие соответственно первую и вторую гидравлические камеры 17 и 18 с первым и вторым всасывающими клапанами 25 и 26 и первым и вторым нагнетательным клапанами 27 и 28 таким образом, что надклапанные пространства первого и второго нагнетательных клапанов 27 и 28 с помощью трубопроводов одновременно соединены с ресивером 29 и входом блока контроля давления 30 и через выходной трубопровод подключены к первому входу струйного режущего инструмента 31, второй вход которого предназначен для ввода абразива, который подают через последовательно соединенные бункер для абразива 32 и дозатор 33.
Выход блока контроля давления 30 подключен к второму входу блока пропорциональной регулировки давления 2.
Подклапанные пространства всасывающих клапанов 25 и 26 с помощью трубопроводов объединены и одновременно подключены к выходу резервуара для рабочей жидкости 34.
Работает устройство следующим образом.
При подаче давления от блока подготовки сжатого воздуха 1 сжатый воздух поступает для поддержания постоянства давления в режиме резания вне зависимости от величины расхода сжатого воздуха через блок пропорциональной регулировки давления 2 (с пропорциональным электроуправлением и обратной связью) на вход пневмораспределителя 3. При подаче электрического сигнала заданного уровня (на черт. не показан) на управляющий вход блока пропорциональной регулировки давления 2 устанавливают требуемое рабочее давление на входе пневмораспределителя 3, который в своем среднем положении обе пневматические камеры сообщает с атмосферой.
При включении пневмораспределителя 3 в левое положение он сообщает первое входное отверстие 10 через первый клапан быстрого выпуска сжатого воздуха 4 с выходом регулятора давления 2 и поршневая группа 12 со штоком 14 начинает перемещаться вправо под действием давления поступающего сжатого воздуха. При этом первая гидравлическая камера 17 через осевой канал 23 в ныряле 19 и открывающийся всасывающий клапан 25 заполняется по трубопроводу рабочей жидкостью из резервуара для рабочей жидкости 33, а рабочая жидкость из второй гидравлической камеры 18 через осевой канал 24 в ныряле 20 открывает второй нагнетательный клапан 28 и по трубопроводу через ресивер 29, установленный для дополнительного сглаживания пульсаций при реверсе, поступает в струйный режущий инструмент 31, где и создает требуемое давление, которое измеряют и контролируют блоком контроля давления 30. Движение вправо продолжается до тех пор, пока поршневая группа 12 с магнитным кольцом 13 не попадет в зону, контролируемую вторым датчиком конечного положения 16, который выполняют, например, на герконе. В результате воздействия на него магнитного поля от магнитного кольца 13 на выходе датчика формируют электрический сигнал, который подают на третий вход пневмораспределителя 3, осуществляют его реверс и соответственно изменяют направление движения штока 14 влево.
При включении пневмораспределителя 3 в левое положение он сообщает второе входное отверстие 11 через второй клапан быстрого выпуска сжатого воздуха 5 с выходом регулятора давления 2, снимает контрдавление в пневматической камере 22 и поршневая группа 12 со штоком 14 начинает перемещаться влево действием давления поступающего сжатого воздуха. При этом рабочая жидкость из второй гидравлической камеры 18 через осевой канал 24 в ныряле 20 открывает второй нагнетательный клапан 28 и по трубопроводу через ресивер 29 поступает в струйный режущий инструмент 31, а открывающийся всасывающий клапан 25 заполняется по трубопроводу рабочей жидкостью из резервуара для рабочей жидкости 33. Движение влево продолжается до тех пор, пока поршневая группа 12 с магнитным кольцом 13 не попадет в зону, контролируемую первым датчиком конечного положения 15. В результате воздействия на него магнитного поля от магнитного кольца 13 на выходе датчика формируют электрический сигнал, который подают на второй вход пневмораспределителя 3, осуществляют его реверс и соответственно вновь изменяют направление движения штока 14 и цикл повторяется до тех пор, пока не подают внешнюю команду на отключение пневмораспределителя 3.
Использование полезной модели позволит увеличить эффективность работы устройства, повысит его надежность т.к. позволяет разделить рабочую жидкость и рабочее тело от окружающей среды, а также стабилизировать давление в сочетании с простотой настройки и контроля.
Устройство для резания биологической ткани, содержащее пневмогидравлический мультипликатор, состоящий из гильзы, поршневой группы со штоком, двух крышек, в каждой из которых выполнены два отверстия, струйный режущий инструмент, дозатор, бункер для абразива, резервуар для рабочей жидкости, два нагнетательных и два всасывающих клапана, блок подготовки сжатого воздуха и трехпозиционный пневмораспределитель, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок пропорциональной регулировки давления, магнитное кольцо, первый и второй датчики конечных положений, два клапана быстрого выпуска сжатого воздуха, первое и второе ныряло, первый и второй осевые каналы, ресивер и датчик давления, причем поршневая группа выполнена из двух симметричных относительно поперечной оси цилиндров с пазом в торце между ними, в котором располагают магнитное кольцо, с образованием двух пневматических полостей между торцевыми поверхностями крышки и поршня и каждое из которых через дополнительно установленные клапаны быстрого выхлопа сообщают с соответствующим выходом трехпозиционного пневмораспределителя, а шток выполнен двухсторонним и с каждой из сторон снабжен расточкой, где размещены неподвижные ныряла, которые прифланцованы соответственно к крышкам с образованием двух гидравлических камер, каждое из которых через выполненный в ныряле осевой канал одновременно сообщают с надклапанным пространством соответствующего всасывающего клапана, подклапанные пространства которых одновременно подключают к выходу резервуара для рабочей жидкости и с подклапанным пространством соответствующего нагнетательного клапана, надклапанные пространства которых одновременно с ресивером и первым входом блока контроля давления подключают к первому входу струйного режущего инструмента при этом выход блока контроля давления соединяют с вторым входом блока пропорциональной регулировки давления, а последовательно соединенные бункер для абразива и дозатор соединяют с вторым входом струйного режущего инструмента, при этом блок подготовки сжатого воздуха через пропорциональный регулятор давления сообщен с первым входом трехпозиционного пневмораспределителя, второй и третий входы которого соответственно соединены с выходами первого и второго датчиков конечных положений.
