李文婷 馬才
摘要:針對臨床靜脈輸液,醫(yī)院往往會選擇集中輸液與配藥的方式,為了能夠提升配藥的效率和速度,就需要考慮到對手持式電動配藥器的設計。本文通過對電動配藥器改進設計的探討,希望能夠讓配藥的效率和速度都得到明顯的提升。
關鍵詞:電動配藥器;改進;設計
【中圖分類號】R-01【文獻標識碼】A【文章編號】2107-2306(2019)05-168-02
就當前的臨床靜脈輸液而言,如何能夠提升配藥的效率和速度,就成為當前需要重點研究的問題。通過具體的分析,了解當前電動配藥器現(xiàn)狀,并且找到合理有效的改進設計措施,這樣就可以滿足電動配藥器的實際使用要求。
一、電動配藥器的現(xiàn)狀
下圖1為當前市場中所使用的醫(yī)用手持式電動配藥器,其利用可拆卸的注射器和本體組成。主注射器采用的是無菌設計,但是重復使用配藥器無法滿足無菌化的要求,所以,選擇分離式的電動配套器設計。在每一次配藥處理之后都需要進行注射器的更換處理,并且選擇透明護罩,就可以滿足對當前狀態(tài)的合理觀察。
就電動配藥器的動力分析,其主要是利用三相永磁無刷直流電機,配合上行星齒輪減速方式的利用。對于其機械傳動,其本身就是無刷電機驅動行星齒輪減速系統(tǒng),然后與絲杠相互的連接,將異性螺母安裝完畢,直接卡住注射器活塞尾端。利用電動機的轉動,可以推動加速系統(tǒng)的運動,然后,配合上螺母的轉動,亦或是將活塞前進與后退運動卡住的運動模式[1]。
二、電動配藥器的改進設計
針對電動配藥器的改進設計,本章節(jié)主要是探討的負壓抽取技術改進方案。
(一)注射器針頭的改進
在研究負壓抽取現(xiàn)象之后,認為出現(xiàn)負壓以及對應的問題,主要是因為容器密封、無法進氣造成的,所以,針對這一個問題需要利用平衡式透氣針加以處理,針對其實物圖見圖2所示。套管的設計,其主要是利用金屬的針頭,磨尖其首端,直接穿刺進入橡膠瓶塞,基于外層的套管,主要是考慮到PVC塑料的使用,依舊是進行穿刺處理,只不過相比之前,其長度要短一些。對于內層套管的尾部,
與注射器的針筒直接連接,以此來抽取藥液;對于外層的套管,其尾部的實際開口直接連接到大氣,在配合上過濾棉芯、透氣孔,實現(xiàn)對空氣雜質的有效剔除。
在使用針頭之后,雖然解決抽取式進氣的問題,但是只能夠緩慢的進行。一旦加速,就會導致進氣速度無法匹配,導致負壓的出現(xiàn)。因此,還需要確保設計的合理性,方可將問題解決掉。當抽取處于恒速度狀態(tài)下,就可以考慮到低速抽取,而進氣速度則要比注射器抽取速度大。因此,低速下的針筒以及西林瓶之中的氣壓就與大氣壓相互接近,而空氣體系則能夠保持標準的狀態(tài)下;在實施高速抽取的時候,活塞移動與實際的進氣速度不匹配,會導致針筒之中的空氣體積出現(xiàn)膨脹,雖然可以緩慢的降低其鵬展高速度,但是其體積并不會穩(wěn)定[2]。
基于實際的分析來看,進氣速度直接關聯(lián)到透氣針頭。在實施生產中,需要將兩者的設計分開來實施,并且對于兩者的配合也沒有國家的標準定義。在設計環(huán)節(jié),如果存在固定的電動配藥器參數,這樣就和市場的參數標準存在一定的差異,就算是配藥器設計帶有PWM調速,但是依舊需要反復的進行調節(jié),才能夠真正的實現(xiàn)匹配。其主要是因為活塞移動和進氣速度之間無法相互的匹配,再加上其活塞動力來源屬于電動機。如果是利用恒力矩來進行活塞的拉動處理,這樣就會導致其空氣體積膨脹,在負壓和力矩出現(xiàn)相互抵消的時候,就不會出現(xiàn)空氣體積膨脹的問題,可以一直保持原有的狀態(tài),紙質抽取完成。因此,在設計恒力矩的時候,就可以有效的控制空氣體積的膨脹,并且在針筒之中,系統(tǒng)穩(wěn)定的壓力差也能夠實現(xiàn)與電機輸出力矩之間的相互平衡,對于具體的使用原理,見圖3所示。
(二)三相永磁無刷電動機的恒轉矩驅動設計
針對直流永磁電動機,基于恒定的磁場,轉子電流與轉矩之間屬于正比例的關系,在三相永磁無刷電動機之中使用,就可以通過相電流,就可以有效的調整期力矩效果。
在設計的進程中,可以利用恒轉矩的抽取處理,也可以按照粘稠度、濃度等來做好抽取力矩的選擇,這樣才可以讓其擁有良好的適應性,并且讓抽取藥液能夠擁有較高的準確度。針對直流電動機,其實際的輸出力矩直接關聯(lián)到勵磁與轉子,其公式如下:
其中,CT屬于常數,Φ屬于電機磁場,Ia屬于轉子電流。輸出電磁轉矩與電機磁場強度以及轉子的電流呈現(xiàn)正比。對于永磁無刷電動機而言,其電力轉矩和轉子的電流是正比關系。對于直流永磁無刷電機,其本身的轉子是永磁體。所以,其本身的磁場就屬于一個常數值,并且三相定子繞組之中的電流和輸出電磁轉矩本身也是呈現(xiàn)出正比的。
在電機驅動行星齒輪減速機構屬于注射器活塞的動力結構,其行星齒輪連接絲桿螺母機構,而螺母將注射器的活塞尾端勾住,這樣就可以實現(xiàn)動力的傳遞。所以,在實際其恒力矩的時候,就是需要將永磁無刷電機的定子電流穩(wěn)定的加以控制,并且其穩(wěn)定的轉矩就成為活塞最為穩(wěn)定的動力支持[3]。
三、結語
總而言之,考慮到手持式電動配藥器基本的性質,在抽取空氣與液體中,就需要考慮到對應的要求,并且能夠分析各種負債的變化情況。所以,基于實際的特性分析處理,就可以通過各種合理的改進設計,最終讓產品更加的實用。
參考文獻
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