CN101224320A - 用于医疗输液管及类似器件的单向阀 - Google Patents

用于医疗输液管及类似器件的单向阀 Download PDF

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Abstract

用于医疗输液管及类似器件的止回阀(6)，包括设置在第1管形连接器(2)和第2管形连接器(3)之间的由弹性材料制成的隔膜，它是由杯状元件(7)的端壁(8)构成，在杯状元件(7)的侧壁(9)所加的轴向推力作用下端壁的外周边缘(8a)通常以密封接触的方式压在第1管形连接器(2)的有锥形表面(12)的环形阀座上。杯状元件(7)的侧壁(9)的自由边缘(9a)仅靠置在第2管形连接器(3)的横表面(14)的这部分上，它们对应由非靠置的角形部分(18)间隔的后者的角形部件(17)。

Description

用于医疗输液管及类似器件的单向阀
技术领域
本发明涉及用于医疗输液管及类似器件的单向阀，该类型的阀通常包括第1管形元件和第2管形元件，它们分别限定通道的上游和下游，它们互相是同轴的并在它们之间横向设置一个由弹性可变形材料制成的隔膜，该膜以流体密封的方式与第1管形元件的环形阀座配合使该阀正常保持闭合。在上游内流体的预定压力使该膜移动或弹性变形从而使该阀开启，即通过在2个管形元件中形成的沟道连通上游和下游。
例如，上述类别的阀常用作止回阀，有目的地设计该类阀以便当上游内的压力高于预定的相对适中的阈值时打开然后迅速重新闭合，以便一旦在上游内的压力降到阈值之下用最大程度的安全系数防止从下游到上游的回流，或者即使在下游内最低的过压情况下防止回流。
背景技术
以Filtertek名义申请的德国专利DE-C-19545421号描述了一种上述类型的止回阀，特意设计用于操作在压力在0.1到0.02巴之间的范围内。该阀的膜是由硅树脂胶带冲割成的圆盘，该盘的外周边缘被夹持在该阀的2个管形元件之间。该盘在轴向预先加上负荷，从而使其坐在前面压在由第1管形元件的轴向形状突出限定的阀座上，并当上游内压力进入上述的压力范围内，该盘可以轴向离开阀座。
上面提到的该类阀，虽然由于它膜的初级形状和通过冲割简单的生产过程使其简便和便宜，但是看起来不能保证当压力低于它特意设计的最小值(0.02巴)时必要的灵敏度和快速性。
为了解决上述问题，特别是提供一种止回阀适合在上游压力大大低于0.02巴时有最大的安全系数和可靠性进行操作，本申请人已经在他自己的欧洲专利EP-B-1099457号中提出一种解决办法，其中由硅树脂注塑生成的特定的杯状元件的终端壁构成膜片。所述的杯状元件的终端壁有中心的环形突出，在该杯形元件侧壁所加轴向预加负荷作用下，它限定在前面与第1管形元件的环形阀座协同操作的密封唇部。
虽然这种解决办法在结构上更加复杂因而比按照DE-C-19545421号说明书的办法更加费钱，但是在实践中它已经证明完全能够达到所要求的效果。
另一方面，本申请人已经在欧洲专利EP-B-1093828号中提出一种类似的阀，但是特意设计作为抗虹吸阀用于当通道上游内压力在1到5psi(约为0.07到0.35巴)之间时医疗方面的应用。在这种阀中，由第1管形元件的有锥形表面的壁限定环形阀座，锥形表面朝第2管形元件扩大，还有在这种情况下膜是由杯状元件的终端壁构成，但是以密封接触的方式在对应膜本身的外周边缘的区域内将它压在有锥莆表面的环形阀座上，还有这种情况是在由杯状元件侧壁所加的轴向推力作用下。在操作中，在通道上游内上面指出的阀内流体压力使杯状元件的终端壁在第2管形元件的方向上产生轴向位移，结果有径向分量使相应的外周边缘径向收缩离开环形阀座。
这种操作它确保令人惊奇的快速性和该阀的立即打开，原理上它类似于欧洲专利EP-B-0791371号中描述的操作，该专利也是本申请人的，请参考有保护阀的医疗连接器，该保护阀可以用路厄氏(luer)件锁定连接器起动。
发明内容
本发明的目的是进一步改进按照欧洲专利EP-B-1099457号的止回阀的功能特性，利用按照欧洲专利EP-1093828号抗虹吸阀的概念以便使它能够应用在操作压力甚至大大低于0.02巴的情况。
为了达到上述的目的，本发明的主题是按照权利要求1的序言所要求的单向阀，整体对应于按照EP-B-1093828号说明书的抗虹吸阀，它的主要特征在于将杯状元件侧壁的自由边缘靠置在第2管形元件的开槽的横表面上，但仅在由非靠置角形部分间隔的角形部分对应的区域上。
由于这种结构，杯状元件侧壁的弹性柔顺性显著地高于按照EP-B-1093828说明书的抗虹吸阀中的情况，因为该抗虹吸阀的自由边缘是完全设置在横表面上。这就能有利地利用按照EP-B-1093828号说明书抗虹吸阀的操作原理将其应用在典型的医疗止回阀中，即打开阀的压力甚至大大低于0.02巴。
按照本发明的一个优选实施例，第2管形元件的开槽的横表面有一组径向沟道，它们被交替上升和下沉的扇形区互相分离。所述各扇形区分别限定杯状元件侧壁自由边缘的角形的靠置部分和角形的非靠置部分。
本发明还重视相对杯状元件的结构和形体的特殊方案，设计用于进一步改进它的操作，特别是该阀的打开和重新闭合的快速性方向。
附图说明
现在本发明将参考附图进行详细描述，各附图纯粹仅作为非限定的实例提供，附图有：
图1是按照本发明止回阀轴向剖面图的示意图；
图2是与图1类似的图，沿按照本发明止回阀的不同平面取的剖面图，部分并放大；
图3是从阀的下面看的分解透视图；和
图4是从阀的上面看的分解透视图。
具体实施方式
参考各附图，用数字1表示用于输液(infusion)、输血(transfusion)的医疗管路及类似器件的管-管连接的整个轴向接头。应该立刻注意到也可用该接头连接路厄氏件-管子或者连接管子-路厄氏件或连接路厄氏件-路厄氏件或者用于任何其他类型的连接。
接头1包括，以它整体表示的方式，第1管形连接器2和第2管形连接器3，两者通常都是由合适的模制塑料，如碳酸酯或类似材料制成，并以固定的方式互相轴向连接，例如通过超声焊接或其他胶粘接、或等价的方法进行连接。
第1和第2管形连接器2、3分别限定入口通道4的通道上游和出口通道5的通道下游，可将它们连接到医疗输液管或类似器件各自的管段。
设置在通道上游4和通道下游5之间的是止回阀，整个用6表示。
止回阀6基本上包括由杯状元件7构成的弹性开/关元件，在图3和4中更详细地表示，在图1和2中说明它在与阀6关闭对应的设置状态。所述的杯状元件7包括圆形的端壁8，平的或更方便地是略为凸出的，和圆柱形的裙边或侧壁9，更方便地是有锥形的外表面朝端壁8的相反侧扩大。
如在图1和2中更清楚地可见，端壁8优选地有可变的厚度，在它的中心部较厚并朝着它的用8a表示的圆周边逐渐变薄。圆周边8a也可以有减小的厚度，从外周边槽9b开始变化。
另外侧壁9也有变化的厚度，朝它的自由边缘9a即与端壁8相反的边缘逐渐增厚。
用上述类型的结构，在侧壁9和端壁8的外周边缘8a之间的连接区有最小的厚度，该厚度显著地小于侧壁9的最大厚度。
端壁8的外周边缘8a方便地具有圆整的轮廓。
杯状元件7通常是由单件注塑软的弹性材料制成，特别是液态的硅树脂(silicone)或其他橡胶。
回到图1和2，将杯状元件7与所述元件同轴地插入到在第1管形元件2和第2管形元件3之间的室10内。
室10在一侧由第1管形元件2的横壁11轴向确定界线，室10有入口通道4并由朝第2管形元件3扩大的锥形圆周表面12限定其外侧，它确定环形的阀座。在入口通道4和环形阀座12之间，壁11有一组突出或凹槽13朝向杯状元件7的端壁8，在后者不变形的条件下将其离开壁11一段距离轴向设置。
在相反的一侧，室10由第2管形连接器3的横壁14确定界线，在横壁的中心区有出口通道5。壁14上形成一组径向的沟道15，它在一侧与出口通道5连通，而在相反侧与在第2管形元件3壁上形成的和朝向杯状元件7侧壁9的外表面的各个轴向沟道16连通。
将所述杯状元件7同轴地设置在室10内，用它的端壁8，象横隔膜一样，朝向入口通道4和用它的侧壁9，如已经看到的那样，朝向轴向沟道16。将侧壁9的自由端9a靠置在第2管形元件3的横壁14上。按照本发明的主要特征，是以非连续的方式放置它，即将自由边缘9a仅靠置在横壁14对应于由非靠置角形部分间隔的角形部分的这部分区域上。这是由于下述结构获得的，由横壁14的径向沟道15互相分离各个由交替地轴向凸起17和轴向下沉18组成的扇形区(在实例中，说明的扇形区是6个，角度上互相间隔相等的距离)。自由边缘9a与凸出的扇形区17接触，同时设置它与下沉的扇形区18有一定的距离，因而在所述的区域内它是自由的。
在有轴向突出19的各终端径向内部形成3个凸出的扇形区17，它包含在杯状元件7的侧壁9内和朝向终端壁8突出。在2个下沉扇形区18的终端也可以装设类似的突出。
在图1表示的阀6的关闭状态中，端壁8的外周边缘8a靠置在第1管形元件2的有锥形表面12的阀座上。结构是这样，杯状元件承受预定的轴向弹性预加负荷，即在侧壁9所加的轴向推力作用下，以及在由于阀座11的锥形构造由杯状元件7终端壁8所加的径向推力的相应分量作用下，外周边缘8a对有锥形表面12的环形阀座保持弹性压力构成密封接触。这种状态对应于按照本发明止回阀6的正常闭合位置，如已经说的那样，在该位置以可靠和安全的方式防止从通道下游5到通道上游4的流动。
当在通道上游4内建立起过压大于预定的阈值时，随着偏移，即杯状元件7的端壁8在第2管形元件3方向上的轴向移动，止回阀6迅速地从关闭状态变成开启状态。所述的位移使外周边缘8a的弹性恢复和接着它的径向收缩，这造成相对阀座12在径向一轴向方向它的后退。这样阀6被打开，从而通过轴向沟道16和在侧壁9的自由边缘9a下的径向沟道15使通道上游4与通道下游5连通。
在壁14的下沉扇形区18内，边缘9a的弯曲分量有利于迅速形成杯状元件7开口的弹性变形。
事实上，相对按照上述欧洲专利EP-B-1093828号的抗虹吸阀的情况，尽管侧壁9的自由边缘9a部分靠置造成后者的较高的弹性变形，使之阀6在端壁8所加的压力值不仅大致对应于在医疗应用中止回阀的正常压力值时(一般在0.005到0.02巴之间)而且在大大低于该值时都能打开。
这就保证按照本发明的止回阀将有令人惊奇的快速性和立即开启。
还应该注意在跟着端壁8的外周边缘8a的轴向-径向位移之后阀6的开启，除了保证阀6的迅速和立即打开之外，减小了在边缘8a和阀座1 2之间产生不希望的粘连的任何风险，还有随着阀关闭时间的延长，它可能会损害阀的正确开启。
在阀6开启的条件中，当在入口通道4内流体的流速增加时，产生成正比的杯状元件7的端壁8的更大偏移(或轴向位移)，因而在外周边缘8a和锥形表面16之间的通道成正比变得更宽：通过阀6的压头损失因而近似是线性的。
2个凸起扇形区17的轴向突出19有制动的功能，设计用于在阀6完全开启的状态下防止端壁8可能堵塞出口通道5。
一旦通道上游4和通道下游5之间恢复压力平衡或者在通道下游5内产生过压的情况，由于端壁8立即回复到对应的外周边8a压在环形阀座12的设置结构就将止回阀6带回到关闭位置。
当然，相对这里描述和说明的内容，结构的各项细节和各实施例可以有范围很广的改变，而不会背离如下面权利要求书所定义的本发明的范畴。

Claims (10)

1.一种用于医疗输液管路及类似器件的单向阀(6)，包括第1管形元件(2)和第2管形元件(3)，它们分别限定通道上游(4)和通道下游(5)，它们互相是同轴的并在它们之间横向设置一个由弹性可变形材料制成的隔膜(8)，该膜以流体密封的方式与所述第1管形元件(2)的环形阀座(12)配合使所述阀(6)正常保持闭合，其中在所述通道上游(4)内流体的预定压力使所述膜(8)移动或弹性变形从而使所述阀(6)开启，和其中所述环形阀座是由所述第1管形元件(2)带锥形表面(12)的壁限定，锥形表面朝所述第2管形元件(3)扩大，和所述膜是由杯状元件(7)的端壁(8)构成，它的外周边缘(8a)以密封接触的方式通常压在所述的环形阀座(12)上，在所述杯状元件(7)的所述侧壁(9)所加的轴向推力作用下，由所述的预定的流体压力在使用中使杯状元件(7)的所述端壁(8)产生偏移或轴向位移，确定所述外周边缘(8a)的径向收缩和它接着与所述环形阀座(12)的分离，和其中杯状元件(7)的所述侧壁(9)有它自己的自由边缘(9a)靠置在与所述通道下游(5)连通的所述第2管形元件(3)的带槽的横表面(14)上，所述阀的特征在于所述杯状元件(7)的侧壁(9)的所述自由边缘(9a)是靠置在所述第2管形元件(3)的所述带槽横表面(14)的这些区域上，对应于由角形非靠置部分(18)间隔的许多角形部分(17)。
2.按照权利要求1所述的阀，其特征在于所述带槽横表面(14)有一组径向沟道(15)，每个是在杯状元件(7)的所述侧壁(9)的侧面在所述第2管形元件(3)中形成的各个轴向沟道(16)的延长，所述径向沟道(15)被分隔成交替凸起(17)和下沉(18)的扇形区。
3.按照权利要求2所述的阀，其特征在于所述扇形区(17)的至少一部分形成朝所述杯状元件(7)的所述端壁(8)突出的轴向突出(19)。
4.按照前述权利要求中一项或多项所述的阀，其特征在于杯状元件(7)的所述端壁(8)有变化的厚度，朝它的中心部分增加。
5.按照前述权利要求中一项或多项所述的阀，其特征在于杯状元件(7)的所述侧壁(9)有变化的厚度，朝它的自由边缘(9a)增加。
6.按照权利要求4和5所述的阀，其特征在于所述杯状元件(7)的端壁(8)的外周边缘(8a)有最小的厚度。
7.按照前述权利要求中一项或多项所述的阀，其特征在于所述第1管形元件(2)有朝向所述杯状元件(7)的所述端壁(8)的横壁(11)，该横壁上形成一组与所述通道上游(4)连通的径向通道(13)。
8.按照前述权利要求中一项或多项所述的阀，其特征在于所述杯状元件(7)的侧壁(9)的所述自由边缘(9a)有外部环形的凹槽(9b)。
9.按照前述权利要求中一项或多项所述的阀，其特征在于所述杯状元件(7)制成为注塑的软弹性材料，特别是液态硅树脂或类似材料的单件。
10.按照前述权利要求中一项或多项所述的阀，其特征在于所述第1和第2管形元件(2、3)是预先装配用于管-管连接、或路厄氏件-管连接或管-路厄氏件连接、或路厄氏件-路厄氏件连接，和所述医疗管路的类似连接。
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