Медицинские вакуумные системы предназначены для серьезных хирургических операций, во время которых требуется удаление лишней крови и других жидкостей, также дренаж брюшной и плевральной полостей. Во всех операционных и палатах, где проводится интенсивная терапия должно быть профессиональное оснащение оборудованием для поддержания на должном уровне жизнеспособности больного. Вот почему система правильно установленная и подобранная с учетом потребностей больницы способна оптимизировать процесс выздоровления больных. Медицинские вакуумные станции и системы бывают самых различных видов и масштабов.

Навигация:

Вакуумные системы ВВН

Применяются для очистки в медучреждениях. Используют вакуумные насосы для откачки лишнего воздуха, неагрессивных газов, паров и парогазовых смесей, предварительно очищенных от капельной влаги и механических загрязнений, из герметичных замкнутых объемов в стационарных установках, размещаемых в помещениях при температуре от10 до 30 градусов Цельсия. Вакуумный насос призван поддерживать вакуум и обеспечивать заданный процесс. Его выбор обусловлен его предельным давлением и сферой применения.

Вакуумные медицинские системы

Вакуумные системы могут иметь один, два или три насоса -все зависит от целесообразности использования в той или иной сфере. Вакуумы на базе одного насоса применяются там, где нужно постоянно поддерживать вакуум в процессе. Установленный вакуумный насос обеспечивает 100% необходимой производительности. Насос включается автоматически, в зависимости от изменения уровня в вакууме. Как правило, медицинские вакуумные системы компактны и проще в эксплуатации, ежели промышленные вакуумные системы, но они так же надежны и долговечны при правильном использовании. Могут быть выполнены в стандартном исполнении или иметь более мобильный вид- с ручкой для удобства перемещения медперсоналом и колесиками.

Вакуумные системы на базе трех вакуумных насосов пластинчато-роторного типа применяются в испытательных центрах НПО или обеспечивают центральным вакуумом крупный завод. Главная цель этих устройств- обеспечение потребителей необходимым уровнем вакуума, независимо от условий. Без этих насосов больницы не считались бы современными, немыслимо и существование предприятий и заводов, поскольку сбой в производстве или загрязненность нежелательны ни в какой сфере и могут негативно влиять на работу.

При покупке стоит ориентироваться и на бренд, на рынке очень хорошо зарекомендовал себя немецкий производитель Dräger. Эта фирма занимается производством качественных медицинских вакуумных систем. Они все адаптируются под любые потребности медучреждения и выполнены из высококачественных деталей. Панель управления данных систем обеспечивает множество способов мониторинга и имеет сигнализацию.

Всего в памяти блока управления хранится около 20 параметров, отвечающих за алгоритм работы системы. Все по умолчанию закачано в блок и готово к подключению. Многие параметры по желанию или согласно нормам предприятия могут быть настроены оператором с помощью кнопок на передней панели блока управления. В комплектацию медицинских вакуумных систем входят антибактериальные фильтры с байпассной линией, которая заменяет фильтры не отвлекаясь от технологического процесса. Мощные вакуумные системы – промышленные пылесосы для удаления грязи и пыли у источника их образования.

Все устройства в системе снабжены индивидуальными преобразователями частоты, работающими, в среднем, с производительностью около 65%, и как следствие экономящими энергию по сравнению с отдельными агрегатами или установками без регулирования частоты вращения.

Как применяется медицинская вакуумная система:

газоснабжение систем ИВЛ и наркозных аппаратов;
дренаж ран, полостей, в том числе грудной полости;
очищение эндотрахеальных трубок;
забор лишней крови и жидкостей, а также содержимое желудка и кишечника.

Основные параметры выбора медицинской вакуумной системы:

расход газа должен соответствовать объему ресивера и производительности;
мощность и количество насосов взаимосвязаны;
предельное и остаточное давление - минимальное давление, создаваемое насосом, работающим без откачки;
наименьшее рабочее давление - самый малый уровень давления, при котором функционирует устройство в обычном режиме, т.е. давление при режиме экономии.

Наиболее известные на рынке системы CPA – это известные во всем мире своей надежностью вакуумные установки итальянского производителя DV. Работают они на роторно-пластинчатых насосах и соответствуют всем медицинским стандартам, предъявляемым к медицинскому оборудованию.

Откачные установки используются как центральные вакуумные системы, то есть обеспечивают вакуумом нескольких потребителей или одного потребителя с большой требуемой скоростью откачки.

Системы центрального вакуума

Централизованная система упрощает работу персонала, снижает энергозатраты и увеличивает срок службы вакуумных насосов, причем снижает затраты на обеспечение оборудования.

Системы централизованного вакуума используются в тех случаях, когда есть режим многозадачности и нужно применять вакуум в пределах одного здания. Такие системы оснащены централизованными контроллерами и другими приборами, управляющими вакуумом.

Они включают в себя насос и трубопроводы. До того, как применяться в медучреждениях, у них должны быть установлены антибактериальные фильтры ABFG. Сильная фильтрация частиц предотвращает образование и большое скопление микроэлементов в вакуумном ресивере. Одними из самых лучших медицинских систем являются DVP TRIPLEX, они бесперебойно работают и зарекомендовали себя во всем мире. У них тройная система откачки и двукратная система управления, а также есть программа системы безопасности.

Из чего состоит вакуумная станция

Стандартная сборка включает в себя три насоса, сборник вакуума, очистительные фильтры, ресивер и блок управления для контроля доступа и конфигурации работы. Это удобный и простой в работе блок, медперсоналу легко переключать компрессоры и следить за показателями работы устройства.

Вакуумная станция прежде всего нужна для реанимации и хирургии. Основными задачами являются:

обеспечение круглосуточной работы медоборудования:наркозных аппаратов, комплексов ИВЛ, аспираторов;
станции помогают своевременно провести операцию;
стерильность и безопасность;
антибактериальный эффект.

Вакуумная станция, по сути, вспомогательный прибор, прикрепленный к медицинскому вакууму. Она распределяет поток в медицинском вакууме.

Загрязненный воздух, что выбрасывает насос, проходит через сеть антибактериальных фильтров. В поршневом компрессоре, происходит сжатие воздуха при движении поршней, а его нагнетание обеспечено винтом. Именно винтовые компрессоры подготавливают чистый воздух и сглаживают его ресивером. Поток воздуха должен проходить мягко. Состоит ресивер из одного или нескольких моторов.

Его объем может быть разным, все зависит от выходного давления и компрессора. применяемого к нему. Обработка воздуха и то как протекает очистительный процесс являются важными факторами при выборе техники и антибактериальные фильтры и осушитель обязаны соответствовать стандартам качества и иметь все сертификаты. Выражаясь точнее, насосы разлагают газы и различные вещества, удаляют их. При этом камеры систем полностью герметичны, что способствует изоляции бактерий. По мере удаления посторонних веществ, п объем полостей устройства изменяется, вследствие чего перекачиваемые насосом вещества распределяются в необходимом направлении. Но стоит помнить, что принцип работы вакуумных систем еще и напрямую зависит от назначения вакуумной системы.

Для проверки различных вакуумов используется тестер вакуумных систем. Стоит также упомянуть, ведь тестер измеряет степень разреженности в вакуумах, помогает выявить неисправности клапанов и установку УОЗ, измеряет работоспособность устройств, управляемыми вакуумом, проверяет датчики давления и прокачки тормозов. Такое диагностическое оборудование является обязательным требованиям при покупке медицинской техники, поскольку проверка её безопасности и работоспособности должна проводиться регулярно и систематически.

Широкий диапазон имеющихся типов форвакуумных и двухроторных насосов предоставляет конструктору возможность оптимизации в соответствии с требованиями потребителя. Ниже приведены некоторые интересные примеры систем, разработанных для конкретных видов применения.

Многоступенчатые насосные системы

Многоступенчатые насосные системы, как правило, используются в тех случаях, когда необходимо откачать большие объемы в относительно короткое время. Часто используются вакуумные компрессорные системы. Так же в вакуумных системах используют вакуумный насос с ресивером для вакуума. Вакуум ресивер - это уравнительные вакуумные баллоны для применения со всевозможными вакуумными насосами и вакуумными напылительнымми установками. Мы предлагаем вакуумные ресиверы для использования в разных условиях. При начале откачки с уровня атмосферного давления для поддержания допустимой степени сжатия на каждой ступени используется несколько ступеней. В качестве примера приводим трехступенчатую систему последовательно и параллельно соединенных (рис. 13), спроектированную для откачки камеры объемом 1308 м 3 от давления 760 Торр до 0,01 Торр за 2 ч. с утечкой воздуха 20 Торр л/с. Начиная с последней, каждая ступень последовательно запускается с временной задержкой в несколько секунд в целях сокращения первоначального всплеска мощности. При наличии соотношения 2:1 между тремя ступенями межступенчатые перепускные клапаны поддерживают максимально допустимое относительное давление 400 Торр. Избыточный воздух выпускается через клапаны до тех пор, пока не сравняется производительность предшествующей и последующей форвакуумных ступеней. Межступенчатые теплообменники отводят теплоту сжатого газа, поддерживают приблизительно постоянной степень сжатия и ограничивают температуры на впуске для последующих ступеней. В таких системах поддерживается быстрота откачки первой ступени 10270 м 3 /ч при откачке от атмосферного давления до 2 Торр. При 2 Торр первая и вторая ступени были соединены параллельно клапанами, обеспечивая быстроту действия 15518 м 3 /ч для того, чтобы справиться с утечкой воздуха, которая при 0,01 Торр составляла 7200 м 3 /час. Фактическое время для достижения давления 0,01 Торр составило 100 мин.

Рис. 13. Трехступенчатая вакуумная система с последовательно-параллельным соединением насосов. Откачка вакуумной камеры 1,308 м 3 от 760 до 0,01 Торр за 100 мин. с утечкой воздуха 20 Торр л/с. Двухроторные насосы соединены параллельно при давлении 2 Торр, чтобы справиться с утечкой воздуха при 0,01 Торр (источник: Stokes Vacuum Inc.).

Пиковое потребление мощности для ступеней 1 и 2 составило 159 и 75 кВт соответственно. Средняя мощность в течение двадцатиминутного периода составила приблизительно 60% пика. Были выбраны двигатели с мощностью 100 и 56 кВт соответственно. Время работы при перегрузке составило приблизительно 3 минуты. Для обмоток использовалась высокотемпературная изоляция, а специальная защита при превышении температуры обеспечивалась датчиками, встроенными в обмотки.

Насосная система для откачки жидкого водорода

Насосная система (рис. 14) была разработана для откачки чистого водорода с быстротой 10200 м 3 /ч при 52 Торр 14 К. Благодаря увеличению теплоты температура на впуске составила приблизительно 249 К. Для перемещения холодного газа была выбрана трехступенчатая насосная система с жидким уплотнением. В качестве уплотнительной жидкости использовался этиленгликоль, который циркулировал в системе замкнутого цикла, где он нагревался до 40 °С для того, чтобы поддерживать рабочую температуру роторных насосов. Жидкостное уплотнение увеличивало КПД двухроторных насосов, позволяя использовать насосы меньшего размера и прямой выпуск в атмосферу.

Рис. 14. Насосная система для откачки жидкого водорода. Нагретый этиленгликоль впрыскивался на впуске двухроторных насосов для герметизации и поддержания рабочей температуры (источник: Stokes Vacuum Inc.).

Система вакуумной дегидратации продуктов

Система вакуумной дегидратации продуктов (рис. 15) была создана для получения предельного остаточного давления 6 Торр при быстроте откачки воздуха 11,4 кг/ч и водяного пара 100 кг/ч. Для этого применялась система двухроторный насос - конденсатор - механический насос, обеспечивающая общую быстроту откачки системы 18500 м 3 /ч. Двухроторный насос использовался для увеличения давления, при котором работали конденсаторы - в данном случае от 6 до 18 Торр. Двум конденсаторам, каждый с ресиверами, необходимо было сконденсировать и удалить всю воду при подаче холодильником охлажденной воды при 10 °С. Автоматически работающий клапан управления давлением, расположенный между конденсаторами и механическим насосом, поддерживал в конденсаторах давление 18 Торр, для того чтобы воспрепятствовать обратному потоку конденсированного пара. Большая часть воды удалялась конденсаторами, был использован небольшой форвакуумный насос только для откачки воздуха и небольшого потока водяного пара при давлении, соответствующем парциальному давлению водяного пара в конденсаторе. Форвакуумный насос работал при 82 °С.

Рис. 15. Система дегидратации продуктов. Большой массовый поток водяного пара (100 кг/ч) при небольшом воздушном потоке (11,3 кг/час) были откачаны при 6 Торр. Форвакуумный насос откачивал воздух и водяной пар при парциальном давлении и температуре конденсатора 10 "С (

Станция состоит из
- собственно насоса , в данном случае это Value VI-120SV , одноступенчатый, 51 литр в минуту, остаточное давление 20 Па;
- вакуумного ресивера , сделанного из гидроаккумулятора на 24 литра;
- блока автоматики ;
- обвязки , сиречь сантехнических и специальных фитингов, крестовин, газовых кранов, шлангов;
- вакуумного мешка .

Насос был выбран из серии Value iPump по той причине, что эта серия уже оснащена электромагнитным (соленоидным) отсечным клапаном, что делает дальнейшую автоматизацию чуть более простой. Для других насосов нужно будет приобретать и установить отсечной клапан дополнительно, что, в принципе, особой сложности не добавит.

Маломощный? Отчасти. Скорости откачивания вполне хватает для работы с плоскостным фанерованием в мешках размером до 140х200 см.
Одноступенчатый? Да! А зачем для вакуумного фанерования остаточное давление не 20Па, а 2Па? Разница в прижиме пленки будет аж целых 0,00018 кг/см2!

Ресивер. Из гидроаккумулятора на 24 литра Джилекс была извлечена резиновая мембрана, вырезана фланцевая часть, которая вернулась на место, для уплотнения фланца. Ниппель для подкачки воздуха был заглушен и прикручен через дополнительные прокладки и шайбы.

Обвязку можно собирать из водопроводных фитингов, что наиболее доступно по цене, но шаровые краны лучше брать все же газовые, там другое уплотнение штока, более подходящее для вакуума, нежели чем в водопроводных.
А можно собирать на специальных фитингах с резьбой SAE, которые используются для вакуумирования и заправки кондиционерных и холодильных систем. Но цена…

Шланги можно брать пневматические (говорят, лучше кислородные), в таком случае присоединять их к фитингам нужно будет с помощью хомутов. Часто встречал утверждение, что быстросъемные соединения для пневматики не походят для вакуума. Утверждение не проверял, поверил на слово.
А можно использовать специальные шланги с резьбой SAE, которые так же используются в пусконаладке и ремонте кондиционерных и холодильных систем.

В данном случае использовал смешанную систему: обвязку из водопроводных фитингов, газовых шаровых кранов, переходники с дюймовой резьбы на резьбу SAE, шланги с накидными гайками SAE.
Почему так? Не люблю хомуты:)
Кстати, вот такой адаптер с дюймовой резьбы на резьбу SAE

нашел только в одном месте в Москве и совершенно по неразумной цене в 900 рублей!
На заказ у токаря на Москворецком рынке обошелся в 500, что так же не дешево, и нужен образец.

Все водопроводные соединения собирал на нить Тангит и промазывал специальной силиконовой вакуумной смазкой. Фланцевое соединение ресивера так же промазал этой смазкой, как и шарики шаровых кранов.
Остальные соединения прекрасно держат вакуум без дополнительного уплотнения.

Блок автоматики.
Сердце блока - электроконтактный вакуумметр Росма ТВ-510.05 в стандартном исполнении 05, что означает, что прибор имеет два контакта, правый разомкнутый, левый замкнутый. Для автоматики нужен один контакт, левый.

Не обошлось без косяка у отечественного товаропроизводителя (если это тоже не китайское производство с нашим шильдиком), на шильдике ЛРПЗ (левый контакт разомкнут, правый замкнут), а на самом деле он ПРЛЗ.
На вакуумметре не очень удобная шкала, каждое деление нужно бы умножить на 10, но можно привыкнуть.

Электрическая часть состоит из двухполюсного автомата, реле задержки включения, контактора, запускающего насос, все это помещено на DIN рейку в бокс на 4 модуля IP-65. Рядом розетка для подключения насоса.

Мешок .
Склеил из пленки ПВХ толщиной 400 мкм. По результатам клеевых экспериментов для склейки был выбран клей “Момент кристалл”, который не утолщает место склейки, не уменьшает эластичность и держит намертво.

Штуцер был собран из сантехнических фитингов и одного “золотого” адаптера, врезан в мешок. Место врезки дополнительно усилено двумя слоями той же пленки ПВХ.

Для пробития отверстия идеально подошел пыжеруб 12 калибра:)
Для закрытия мешка использую два бруска и три зажима.

И все же не обошлось без хомутов:) для врезки топливного фильтра в роли воздушного в магистраль откачки воздуха из мешка. Но тут я уже сдался, не стал искать подходящий фильтр с нужной резьбой. Но сдался не совсем! Вдруг подвернется что-то похожее, тогда и приспособлю:) Кстати, при вакуумировании фильтр слегка плющит, не уверен, что долго проживет.

Ну и пришлось сделать седло для насоса, ибо на купленном ГА не оказалось площадки, а просто кронштейн для крепления к стене.
Заодно добавил место для установки бокса и розетки.

Как все это работает:

Вакуум в ресивере можно (и нужно) подготавливать заранее, до подключения мешка.

Присоединяется мешок, открываются оба крана, давление в объединенной системе уменьшается, насос довыкачивает воздух из объединенной системы “станция + мешок” и далее служит для нивелирования возможных протечек;

Присоединяется мешок, открываются оба крана, давление в объединенной системе уменьшается, ресиверный кран перекрывается, отсекая ресивер от системы и далее насос работает только с объемом мешка.

Закрывается ресиверный кран, присоединяется мешок, открывается мешочный кран, откачивается воздух из мешка, открывается ресиверный кран, далее ресивер работает на нивелирование возможных протечек.

Или попросту закрыть ресивер и работать только с мешком, с протечками справится автоматика.

UPD. С мешком герметичность не столь шоколадная, вот тут автоматика и пригодилась! :)

Вакуум давно перестал быть экзотикой, применяющейся лишь в исследовательских лабораториях и промышленности. Откачивать воздух можно для просушки, упаковки, а также решения многих производственных задач, в том числе и в быту.

Например, для ремонта автомобиля или проверки герметичности механизмов. Подобное оборудование имеется в свободной продаже, в разных ценовых категориях и для различных задач.

Для регулярного использования, можно потратить определенную сумму, и наслаждаться современным прибором. Однако самодельный вакуумный насос работает не хуже, а экономия получится существенная.

Сразу оговоримся: сделать вакуумный насос своими руками просто с нуля не получится. Электромотор, поршневая группа, клапана придется где-то искать. В любом случае, стоимость изделия будет на порядок ниже, чем у покупного аналога.

Принцип работы вакуумного насоса

По большому счету, технология не отличается от насоса нагнетательного. Если рассуждать примитивно – достаточно развернуть клапана в обратную сторону, и вместо давления получим вакуум.

Однако есть особенности. Вакуумный насос для откачки воздуха требует более тщательной герметизации, иначе производительность резко упадет. К тому же, если вы используете агрегат для откачки жидкостей, или в воздухе много мусора, необходимо позаботиться о чистоте впускного тракта.

Общие правила работы механизма:

поршень (ротор, мембрана) в режиме всасывания создает в камере разрежение. В этот момент впускной клапан открыт, выпускной – герметичен. Объем камеры в этот момент доходит до максимального;
при совершении обратного хода, впускной клапан закрывается (сохраняя низкое давление во впускном тракте), а через выпускной клапан вытесняется воздух. Объем камеры достигает минимального значения.

Подобный цикл характерен для поршневых или мембранных систем. Роторные насосы как бы перемещают лопатками камеру всасывания по кругу, попеременно соединяя объем со впускным или выпускным клапаном.