真空马达、外科驱动系统和用于操作真空马达的方法技术方案

本发明专利技术涉及真空马达，它包括具有柱形内部空间的壳体、布置在柱形内部空间的柱体轴线的轴向方向上的可移动的工作活塞、布置在内部空间中的第一恢复元件、壳体中的在工作活塞与壳体的后侧之间终止于内部空间中的气体出口和气体入口、可移动成抵靠气体入口以关闭该气体入口的阀体、使阀体转变到关闭位置的第二恢复元件、布置成可在工作活塞与阀体间在壳体内沿轴向方向移动的至少一个杵状件，在工作活塞沿内部空间的后侧的方向运动时，阀体可抵抗第二恢复元件的力而移动，因此可开启气体入口，开启的气体入口的自由横截面在尺寸上至少等于气体出口的自由横截面。本发明专利技术还涉及外科驱动系统、医用灌洗系统、医疗设备和操作真空马达的方法。

Vacuum motors, surgical drive systems and methods for operating vacuum motors

The invention relates to a vacuum motor, which comprises a shell having a cylindrical internal space, a movable working piston arranged in the axial direction of the axis of the cylinder body arranged in the cylindrical internal space, a first recovery element arranged in the internal space, a gas outlet and a gas inlet in the shell terminating in the internal space between the working piston and the rear side of the shell, and a gas inlet movable against the gas inlet The valve body is arranged as at least one pestle like piece which can move in the axial direction in the shell body between the working piston and the valve body. When the working piston moves in the direction of the rear side of the internal space, the valve body can resist the force of the second restoring element, so the gas inlet can be opened, and the opened gas can be opened The free cross section of the inlet is at least equal in size to the free cross section of the gas outlet. The invention also relates to a surgical driving system, a medical irrigation system, a medical device and a method for operating a vacuum motor.

【技术实现步骤摘要】
真空马达、外科驱动系统和用于操作真空马达的方法
本专利技术涉及一种真空马达、一种包括所述真空马达的外科驱动系统、一种包括所述真空马达并用于软组织和/或骨组织的清创的医用灌洗系统、一种包括所述真空马达并用于软组织和/或骨组织的刷洗、锉磨或锯切的医疗设备以及一种用于操作真空马达的方法。该真空马达适于驱动用于软组织和骨组织的灌洗和清创的医疗设备。由真空马达驱动的医疗设备优选地出于卫生原因而一次性使用。此外，提出了一种用于产生摆动线性运动的方法。
技术介绍
遗憾的是，在整形外科手术中需要在一定程度上进行被微生物感染的关节内假体的败血症修复。在这种情况下，移出感染的关节内假体并移除感染的和/或坏死的组织。去除感染/坏死组织称为清创。清创可以通过用所谓的灌洗系统冲洗伤口以及通过切削、锉磨、锯切和刷洗来进行。用于清创的设备在清创后被组织残留物和微生物细菌污染。为了重复使用，需要彻底清洁这些仪器，然后进行消毒。在这种情况下，需要保护医务人员以免在清洁工作期间通过微生物细菌的传播而被污染和/或感染。因此，希望提供一种廉价的设备，它具有用于锉磨、锯切和刷洗以进行败血症修复的马达驱动器，它可以在使用一次后与普通的OR废物一起丢弃，而不涉及费力和有害的清洁步骤。因此，出于资源和环境保护的原因，而且还出于成本原因，如果驱动器不需要任何电池、蓄电池和电动马达将是明智的。在灌洗系统中，使用冲洗液来产生喷射射流，喷射射流撞击在待清洁的组织区域上并对所述组织区域施加机械清洁效果。特别是在关节内假体的植入期间和在败血症修复期间，灌洗系统具有重要意义(R.M.Sherman等人：Theroleoflavageinpreventinghemodynamicandblood-gaschangesduringcementedarthroplasty(灌洗在人工关节置换术期间预防血液动力学和血气变化的作用)，J.BoneJoint.Surg.1983；65-A：500-506；SJBreusch等人：LavagetechniqueinTHA:Jet-lavageProducesBetterCementPenetrationThanSyringe-LavageintheProximalFemur(THA中的灌洗技术：喷射灌洗产生比近侧股骨中的注射器灌洗更好的水泥渗透)，J.Arthroplasty.200；15(7)：921-927；R.J.Byrick等：High-volume,highpressurepulsatilelavageduringcementedarthroplasty(人工关节置换术期间的高容高压脉动灌洗)，J.BoneJointSurg.1989；81-A：1331-1336；J.Christie等人：Medullarylavagereducesembolicphenomenaandcardiopulmonarychangesduringcementedhemiarthroplasty(髓质灌洗减少人工半关节置换术期间的栓塞现象和心肺变化)，J.BoneJointSurg.1995；77-B：456-459)。很久以来，例如从US4583531A、US4278078A和US5542918A获知脉冲灌洗系统。然而，使用压缩空气驱动式灌洗系统需要使用双管系统，其中通过一个管供应非无菌压缩空气，并第二管用于排出非无菌空气，非无菌空气在它驱动压缩空气马达之后部分地膨胀。由压缩空气或其它压缩气体驱动的系统通常使用压缩气体马达作为驱动器。从WO2012/038003A1获知这种类型的压缩气体马达。该参考文献中描述的压缩气体马达具有两件式活塞，该活塞具有居间空间和贯穿其中一个活塞部件的通路。这使得电动马达的结构特别简单且便宜。从DE3724110A1获知一种用于喷雾罐的压缩气体马达。从US4993924A获知一种由压缩气体驱动的往复泵。从EP2873856A1获知一种用于灌洗系统的压缩气体马达。在该压缩气体马达中，通过工作活塞借助于捕获元件来移动控制活塞，并且通过这种方式，在压缩气体马达运转期间气体入口和气体出口周期性地开启和关闭。许多外科手术需要抽吸渗出液和血液。使用通过负压操作的抽吸设备来抽吸所述流体。为了操作这些设备，大多数手术室(OR)配备有固定真空系统，它通常提供0.8巴至0.9巴的负压。除了这些设备之外，还普遍使用移动式真空系统和/或负压生成抽吸系统。但总是希望有一种更便宜地设计的马达。此外，还需要提供一种能够以更高的频率和/或更大的力运转的马达。US5554011A公开了一种具有真空马达的泵，其中通过隔膜的运动来控制阀元件。隔膜上的工作由驱动泵的交替气体压力完成。所述真空马达的设计相对复杂，并且由于隔膜和所需的隔膜拉伸，相同设计的真空马达的摆动行为可能不同。此外，阀元件与存在死点的风险相关联，在没有辅助的情况下，在死点之外真空马达可能无法运行。从US5542918A获知一种用于灌洗系统的液体泵，其通过负压驱动，并且其中隔膜由中空形状的线性移动且弹性加载的活塞驱动，该活塞具有同样弹性加载的阀体，用于开启和关闭布置在其中的用于供应空气的气体入口。该系统的缺点在于，阀元件在打开状态下仅能提供小的自由流动横截面。结果，泵可以产生的力受到限制，并且存在死点的风险，在没有辅助的情况下泵在死点之外不能再次起动。此外，空气可以从外部经壳体中的通孔进入，所述通孔设置用于将活塞连接到隔膜的杆，由此杆穿过连接到负压源的空间，并且这可以进一步降低泵功率，除非杆以密封的方式被支承，这种方式很复杂并且变得越来越困难，并且在泵的高工作频率下甚至更复杂。而且，缺乏引导的阀体可能导致阀体的横向运动，从而导致活塞的不规则振动。US2005/0084395A1公开了一种与两个缸一起工作的真空驱动式灌洗系统。通过真空在缸中驱动彼此联接的两个活塞。专利EP2910270B1和US9861770B2描述了一种用于驱动灌洗系统的泵的真空马达。该真空马达包括可在中空空间中轴向移动的工作活塞，以及布置在其下游的恢复元件。工作活塞具有捕获元件，该捕获元件在设备操作期间移动控制活塞。控制活塞是中空圆筒，并且可以借助于其关闭的护套表面覆盖气体出口开口和气体入口开口。负压源如真空泵连接到气体出口开口。这意味着在马达运行期间气体出口开口和气体入口开口被周期性地覆盖。当气体出口开口开启时，空气被吸出真空马达，由此工作活塞抵靠恢复元件移动。同时，进气开口由控制活塞关闭。恢复元件拉伸。然后，捕获元件将动量传递给控制活塞。控制活塞远离工作活塞移动并打开气体入口开口并同时关闭气体出口开口。真空塌陷并且恢复元件将工作活塞移动到其起始位置。在这种情况下，捕获元件将动量传递给控制活塞。控制活塞沿工作活塞的方向移动。气体入口开口通过控制活塞的护套表面关闭，并且气体出口开口开启。然后循环再次启动。所述真空马达设计用于每分钟大约2,000个脉冲的高脉冲速率，用于灌洗系统的泵的运转。行程长度相对较短，介于2到5mm之间。对于刷洗、锉磨或锯切，需要更大的行程长度和更低的脉冲速率。专利EP29102本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空马达，它包括：/n具有柱形内部空间(4)的壳体(1，2)，其中所述壳体(1，2)和内部空间(4)各自具有前侧和与所述前侧相对的后侧，其中所述内部空间(4)的前侧面向所述壳体(1，2)的前侧；/n工作活塞(5)，该工作活塞布置在柱形内部空间(4)的柱体轴线的轴向方向上，以便能通过在所述内部空间(4)的前侧和后侧之间线性摆动而移动；/n第一恢复元件(6)，该第一恢复元件布置在所述内部空间(4)中，并且至少暂时地在所述工作活塞(5)上施加沿所述内部空间(4)的前侧的方向作用的力；/n壳体(1，2)中的用于从所述内部空间(4)排出气体的气体出口(7)，其中所述气体出口(7)能连接负压源或者已连接负压源；/n壳体(1，2)中的用于将环境空气或加压气体供应到所述内部空间(4)中的气体入口(8)，其中所述气体出口(7)和所述气体入口(8)在所述壳体(1，2)的后侧与所述工作活塞(5)之间终止于所述内部空间(4)中，以及其中，所述工作活塞(5)在该工作活塞的任何位置都不会完全或甚至部分地覆盖所述气体出口(7)和所述气体入口(8)；/n阀体(10)，该阀体能移动成抵靠所述气体入口(8)以便关闭所述气体入口(8)；/n第二恢复元件(11)，该第二恢复元件使所述阀体(10)转变到关闭位置，以使所述阀体(10)关闭所述气体入口(8)；/n至少一个杵状件(12)，该杵状件布置成能在所述工作活塞(5)与所述阀体(10)之间在所述壳体(1，2)内沿轴向方向移动，其中/n当所述工作活塞(5)沿所述内部空间(4)的后侧的方向运动时，动量能从所述工作活塞(5)经由所述至少一个杵状件(12)传递到所述阀体(10)，使得该阀体(10)能抵抗所述第二恢复元件(11)的力而移动，从而能开启所述气体入口(8)，以及其中，开启的气体入口(8)的自由横截面在尺寸上至少等于所述气体出口(7)的自由横截面。/n...

【技术特征摘要】
20180530 DE 102018208567.61.一种真空马达，它包括：
具有柱形内部空间(4)的壳体(1，2)，其中所述壳体(1，2)和内部空间(4)各自具有前侧和与所述前侧相对的后侧，其中所述内部空间(4)的前侧面向所述壳体(1，2)的前侧；
工作活塞(5)，该工作活塞布置在柱形内部空间(4)的柱体轴线的轴向方向上，以便能通过在所述内部空间(4)的前侧和后侧之间线性摆动而移动；
第一恢复元件(6)，该第一恢复元件布置在所述内部空间(4)中，并且至少暂时地在所述工作活塞(5)上施加沿所述内部空间(4)的前侧的方向作用的力；
壳体(1，2)中的用于从所述内部空间(4)排出气体的气体出口(7)，其中所述气体出口(7)能连接负压源或者已连接负压源；
壳体(1，2)中的用于将环境空气或加压气体供应到所述内部空间(4)中的气体入口(8)，其中所述气体出口(7)和所述气体入口(8)在所述壳体(1，2)的后侧与所述工作活塞(5)之间终止于所述内部空间(4)中，以及其中，所述工作活塞(5)在该工作活塞的任何位置都不会完全或甚至部分地覆盖所述气体出口(7)和所述气体入口(8)；
阀体(10)，该阀体能移动成抵靠所述气体入口(8)以便关闭所述气体入口(8)；
第二恢复元件(11)，该第二恢复元件使所述阀体(10)转变到关闭位置，以使所述阀体(10)关闭所述气体入口(8)；
至少一个杵状件(12)，该杵状件布置成能在所述工作活塞(5)与所述阀体(10)之间在所述壳体(1，2)内沿轴向方向移动，其中
当所述工作活塞(5)沿所述内部空间(4)的后侧的方向运动时，动量能从所述工作活塞(5)经由所述至少一个杵状件(12)传递到所述阀体(10)，使得该阀体(10)能抵抗所述第二恢复元件(11)的力而移动，从而能开启所述气体入口(8)，以及其中，开启的气体入口(8)的自由横截面在尺寸上至少等于所述气体出口(7)的自由横截面。


2.根据权利要求1所述的真空马达，其特征在于：
所述阀体(10)能在该阀体的任何位置都不关闭气体出口(7)。


3.根据权利要求1或2所述的真空马达，其特征在于：
所述内部空间(4)的前部部分借助于壳体(1，2)中的至少一个通风口(32)连接到所述壳体(1，2)的周围环境，其中，所述内部空间(4)的前部部分在所述工作活塞(5)的任何位置都通过所述工作活塞(5)与所述气体出口(7)分开。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的真空马达，其特征在于：
所述第二恢复元件(11)是弹性弹簧(11)，借助于该弹性弹簧，能线性移动的该阀体(10)以弹簧加载的方式被支承抵靠该气体入口(8)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的真空马达，其特征在于：
所述气体入口(8)布置在所述内部空间(4)的后侧上；所述气体入口(8)包括阀元件，该阀元件具有柱形阀空间(20)和贯通部(22)，所述贯通部能由所述阀体(10)关闭并且在开启状态下使所述内部空间(4)与所述柱形阀空间(20)连接，其中，所述阀体(10)在所述柱形阀空间(20)中在所述柱形阀空间(20)的轴向方向上被引导并且由此能移动，并且所述柱形阀空间(20)包括用于供应环境空气或加压气体的气体入口开口(9)，其中，所述第二恢复元件(11)优选是布置在所述阀空间(20)的背离所述内部空间(4)的后侧与所述阀体(10)之间的弹性弹簧(11)。


6.根据权利要求5所述的真空马达，其特征在于：
所述贯通部(22)的自由横截面减去所述至少一个杵状件(12)的或所有杵状件(12)的横截面积在尺寸上至少等于所述气体出口(7)的自由横截面。


7.根据权利要求5或6所述的真空马达，其特征在于：
所述贯通部(22)具有比所述阀空间(20)小的横截面积；所述贯通部(22)终止于所述阀空间(20)中面向所述内部空间(4)的一侧，使得所述阀空间(20)在面向所述内部空间(4)的所述侧形成阀座；所述阀体(10)在关闭位置通过面向所述内部空间(4)的前侧搁靠在该阀座上，其中，至少一个通路(18)布置在所述阀体(10)中并且使所述阀体(10)的前侧连接到所述阀体(10)的与该前侧相对的后侧，使得当所述阀体(10)被所述第二恢复元件(11)推到所述阀座上时，所述至少一个通路(18)以及因此所述气体入口(8)被该阀座关闭。


8.根据权利要求5至7中任一项所述的真空马达，其特征在于：
所述壳体(1，2)包括前部部分(1)和后部部分(2)，所述前部部分至少界定所述内部空间(4)的前侧，所述后部部分(2)至少界定所述阀空间(20)，其中所述壳体(1，2)的前部部分(1)和所述壳体(1，2)的后部部分(2)彼此紧固，其中，优选地，所述阀空间(20)的背离所述内部空间(4)的后侧由所述壳体(1，2)的后部部分(2)的盖(3)界定，其中，特别优选地，在所述盖(3)中布置有气体入口开口(9)。


9.根据权利要求5至8中任一项所述的真空马达，其特征在于：
所述阀体(10)能通过所述工作活塞(5)的作用在所述阀空间(20)中移动0.1mm至6mm。


10.根据权利要求1至3中任一项所述的真空马达，其特征在于：
所述阀体被支承抵靠在所述气体入口(8)上，使得该阀体能够旋转；所述第二恢复元件是弹性弹簧或螺旋弹簧，被可旋转地支承的所述阀体借助于所述弹性弹簧或螺旋弹簧以可旋转且弹簧加载的方式被支承抵靠在所述气体入口(8)上。


11.根据前述权利要求中任一项所述的真空马达，其特征在于：
在所述工作活塞(5)的前侧布置有杆(14)，其中所述工作活塞(5)的所述前侧面向所述内部空间(4)的前侧，其中所述杆(14)穿过所述壳体(1，2)的前侧从所述壳体(1，2)突出，所述杆(14)被支承在所述壳体(1，2)的前侧中的引导部中以便能够移动。


12.根据权利要求11所述的真空马达，其特征在于：
在所述杆(14)的前侧布置有紧固元件(26)、特别是螺纹(26)，借助于该紧固元件，能将具有与所述紧固元件(26)匹配的相对的紧固元件、特别是与所述螺纹(26)匹配的相对的螺纹的工具(36，56，58)例如锯(36)、锉刀(58)或刷(56)紧固到所述杆(14)上。


13.根据前述权利要求中任一项所述的真空马达，其特征在于：
所述至少一个杵状件(12)紧固在所述工作活塞(5)的与所述壳体(1，2)的后侧面对的后侧，或紧固在所述阀体(10)的与所述内部空间(4)面对的前侧，或者
所述至少一个杵状件(12)作为单独的部件以可移动的方式被支承在所述壳体(1，2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·沃格特，T·克鲁格，
申请(专利权)人：贺利氏医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE