CN106132472B - 用于医学功能器件的预应力阀及医学功能器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于医学功能器件(900)的阀构造(1),其中,所述阀构造(1)包括阀体(802),所述阀体(802)与其被单独形成或制造的帽(801)连接,其中,所述阀体(802)包括至少一个元件或弹簧元件(823),所述至少一个元件或弹簧元件(823)在所述帽(801)中实现对所述阀体(802)的预应力或偏置。
Description
技术领域
本发明涉及一种阀构造及一种医学功能器件。
背景技术
在医学或实验室技术中,单次使用系统正被越来越多地实现为紧凑型医学功能器件,例如,在其中的各通道及腔室内传导液体及气体(尤其是医学流体及血液)的盒系统或血液治疗盒。
在那些盒系统中使用了阀,不过其是作为单一构造而插入至管中,以在所需逆流方向上主动地或被动地(即,不存在主动驱动式或机动式阀)锁住流体流动且在所需流动方向上释放流体流动,所述释放通常仅从某一打开压力开始。
发明内容
本发明的目标是提出另外一种用于医学功能器件的阀及另外一种具有至少一个此种阀(在本申请中也被称为阀构造)的医学功能器件。
本发明的目标可通过一种根据本发明的阀构造及一种根据本发明的医学功能器件来解决。
因此,根据本发明,提出一种阀构造,其中,所述阀构造包括阀体。所述阀体与其被单独形成或制造的帽连接。所述阀体包括至少一个元件或弹簧元件,所述至少一个元件或弹簧元件实现在所述帽中对所述阀体或其至少一个区段的预应力或偏置。
根据本发明,进一步提出一种医学功能器件,其具有阀座,所述阀座中接纳根据本发明的阀构造。
在所有以下实施例中,所使用的表达语“可以是”或“可具有”等应理解为分别与“优选地是”或“优选地具有”等同义,且用以例示根据本发明的实例性的实施例。
每当在本申请中提及数值词时,所属领域的技术人员应将其理解为是对数值下限的指示。只要对于所属领域的技术人员来说这并不引起任何明显的矛盾,所属领域的技术人员在这些情况下便可隐含地将例如“一个”始终理解为“至少一个”。本发明除此种理解外还包括如下解释:例如,数值词“一个”可替代地意指“恰好一个”,只要这对于所属领域的技术人员来说在技术上可行即可。本发明所包括的这两种解释适用于本申请中所使用的所有数值词。
根据本发明的实施例可以任意组合形式包括以下特征中的一个或多个。
在下文中,将会重复地提及第一位置及第二位置。据此,其可指代任何位置或阀位置,其中,可包括或呈现根据本发明的阀构造(例如,打开及闭合或半打开及全打开)。
在根据本发明的所有实施例中,所述帽可被实施为扣合帽。表达语“帽”与“扣合帽”可互换。
在根据本发明的一些实施例中,第一位置代表用于确保进行气体消毒的位置,也被称为主要打开的“初始”流动位置。在根据本发明的某些实施例中,根据本发明的阀构造尤其在所述阀构造被设计为止回阀且血液治疗设备配备有功能器件时可从初始位置转移至第二位置(所谓的“受启用”位置)中。只有在此转移点(在本申请也被称为“启用”)处,所述阀构造在被设计为止回阀时才具有止逆功能;之前并不具有此功能。
在根据本发明的功能器件的一些特定实例性实施例中,对阀的致动通常是通过路径挤压/移动或移位来实现。因此,本申请中所示的力是对此的反作用力。
在根据本发明的医学功能器件的一些实例性实施例中,阀被实施成通过血液治疗设备的致动器而被致动或操作。由此,为使功能器件运作,将所述功能器件与血液治疗设备连接。
在本发明的某些实例性实施例中,预应力或偏置应被理解为对元件或弹簧元件的应力或张力或翘曲或操纵,其是在将帽与阀体啮合在一起、将阀体啮合在帽中、将阀体啮合在阀座中及/或在例如通过血液治疗设备的致动器首先致动阀之前就已经存在。
在根据本发明的阀构造的一些实例性实施例中,将阀构造与阀座结合彼此来实施及/或对准或协调,使得通过将帽及/或阀体在阀座内致动或移动或移位而得到的预应力或偏置会变成应力、由应力取代或与应力重叠或叠加。
应力可例如由血液治疗设备的致动器来实现或起始。
可通过以下来实现预应力或偏置:阀体通过恰好两个或至少两个区段(与弹簧元件进行连接、优选地进行力通量连接)触碰或接触帽、与帽接触或包括帽,以便实现预应力或偏置。这两个区段例如是阀体的环形前端及张力杆、居中圆锥体的支撑凸缘及圆锥形心轴或销或支撑环及前端表面。
可取代或重叠或叠加预应力或偏置的应力可使得前面所述的阀体的相应两对区段中的至少一对(例如张力杆、支撑凸缘或支撑环)在预应力或偏置已被实现时停止或终止与帽的接触。
在根据本发明的特定实施例中,并非如上所述终止接触,而是在接触停止之后,使阀体支撑在阀座处。
在根据本发明的功能器件的一些实施例中,当致动器作用于或影响帽时,阀体会比仅受到预应力或偏置时经历更大的翘曲或张紧。在所述实施例中的特定实施例中,阀体因应力的出现而在与仅受到预应力或偏置时相同的方向上进一步受到应力。因此,在这些实施例中的一些中,应力会进一步增加通过预应力或偏置而实现的翘曲或张紧。
在根据本发明的功能器件的一些特定实施例中,元件或弹簧元件实质上是或仅是阀体的区段的一部分。
在根据本发明的某些实例性实施例中,元件或弹簧元件是阀体的单件式及/或一体式构件。
在根据本发明的功能器件的特定实施例中,元件或弹簧元件在阀的恰好一个或至少一个位置中受到预应力或被张紧,在根据本发明的其他实施例中,元件或弹簧元件在所有位置中、尤其在所有安装及/或使用位置中受到预应力或被张紧。
在根据本发明的功能器件的一些实例性实施例中,阀包括或是阀体及/或所述帽或扣合帽;在这些实施例中,阀座不是阀的一部分。然而,在根据本发明的其他实例性实施例中,阀座也是阀的一部分。
在根据本发明的某些实例性实施例中,功能器件被实施成使得当阀正被打开时,帽(在存在时)不相对于阀座移动。
在根据本发明的一些特定实例性实施例中,阀体包括若干个球形物。在阀体与帽连接之后,所述球形物径向延伸出帽的开口或贯通开口。
在根据本发明的某些实例性实施例中,阀体及帽两者均包括排放结构。
在根据本发明的功能器件的一些实例性实施例中,在盒的阀座的圆柱形区段内在支撑环区域中实施阶部或层或阶状直径限制部。
在根据本发明的功能器件的一些特定实例性实施例中,阀座及/或密封区域中存在的密封区段被设计成圆锥形或平整形的。在阀的至少一个位置中,阀体及/或帽抵靠密封区域进行密封。
在根据本发明的功能器件的某些实例性实施例中,阀体在帽中被定位成在径向上处于第一帽预应力或偏置下且在轴向上处于第二预应力或偏置下。此处,第二预应力或偏置可大于第一预应力或偏置。
在根据本发明的功能器件的一些实例性实施例中,阀体具有杯子的形式且带有阀盘,且视需要在阀盘处具有居中的以实例方式被刚性紧固的张力杆。由此,张力杆被设计成用于通过将张力杆扣合或啮合在帽的扣合开口中而将阀体与所述帽或扣合帽连接。
在根据本发明的功能器件的一些特定实例性实施例中,帽包括径向延伸的舌或销。
在根据本发明的功能器件的某些实例性实施例中,张力杆及阀盘具有充足刚性,以使帽中的张力杆在至少一个位置(例如,第二位置)中在所有空间方向上与其他区段或所有区段维持非接触距离。
在根据本发明的功能器件的一些特定实例性实施例中,帽具有拱架的形状,所述拱架具有数个开口或贯通开口,所述开口或贯通开口在径向上向外部开口且在轴向上向顶部开口。此外,贯通开口中布置有扣合舌或销,所述扣合舌或销在其被径向向内弯曲时仅局部地覆盖开口或贯通开口。
在根据本发明的功能器件的某些实例性实施例中,开口或贯通开口的数目及扣合舌或销的数目分别是奇数。
在根据本发明的一些特定实例性实施例中,阀被实施成使得阀体被扣合或锁定就位、挤塞、楔入或以类似方式进入帽中。由此,阀体可弹性变形。在根据本发明的某些实施例中,从而使阀体的支撑环被扣合、挤塞、楔入或以类似方式处于帽的区段(例如,帽的任选支撑舌或销)后面或下方,而阀体的另一区段(例如其任选居中圆锥体)在弹簧元件的作用下抵靠帽的另一区段(例如其任选圆锥体接纳部)进行挤压。
在根据本发明的功能器件的某些实例性实施例中,弹簧元件被设计为优选地阀体的弹性区段。所述弹簧元件可以是弹簧隔膜。所述弹簧隔膜可以是闭合或周边及/或旋转对称的。弹簧隔膜在剖面或横截面中可具有杯形区段。弹簧隔膜可在剖面或横截面中包括同心区段。
在根据本发明的功能器件的一些实例性实施例中,预应力是通过弹簧元件实现,所述弹簧元件实例性地是弹簧隔膜。
在根据本发明的功能器件的一些特定实例性实施例中,弹簧元件是阀体的区段。
在根据本发明的功能器件的一些实例性实施例中,帽包括闭合或周边边缘。所述闭合或周边边缘位于扣合舌或销的高度处且由此形成注射成型的主要分离平面。在根据本发明的某些实例性实施例中,所述闭合或周边边缘可实现或使得帽偏离圆柱体的形式,此可在帽倾斜时或在经受倾斜移动时有利地防止帽发生侧倾或挤塞。
在根据本发明的功能器件的一些特定实例性实施例中,在第一位置中会保持有闭合或周边狭槽或狭缝(在本申请中也被称为消毒狭槽)。此轴向安装位置以及其消毒狭槽或狭缝是通过对彼此接触的构件(优选地在一端上是阀座而在另一端上是阀体)进行摩擦闭合而以夹持居中凸肋的形式(作为摩擦闭合元件的实例)被保持或维持。在打开位置中,消毒流体可流过消毒狭槽。所述消毒狭槽在闭合位置中优选地闭合或不再存在。
在根据本发明的某些实例性实施例中,功能器件被设计为血液盒、盒、血液管或输液管。
在根据本发明的一些实例性实施例中,功能器件被设计为血液盒,所述血液盒包括硬本体及膜,所述膜覆盖所述硬本体或其部分。由此,阀座被设置在硬本体中。阀被布置成通过血液治疗设备的致动器对膜的压力或移动或移位而被致动或操作或移动或移位。
在根据本发明的某些实例性实施例中,阀构造被实施成通过血液治疗设备的致动器而被闭合。
在根据本发明的一些实例性实施例中,阀构造被实施成用作止回阀。
在根据本发明的功能器件的一些特定实例性实施例中,阀的膜侧前端表面不突出超过血液盒的膜平面。
在根据本发明的某些实施例中,单件式阀体由硅橡胶构成。所述阀体可包括优选地杯形径向密封条,所述径向密封条以不透流体的闭合或周边方式被紧固至核心圆柱体。
在根据本发明的某些实施例中,所述阀体包括导引夹持排放凸肋,所述导引夹持排放凸肋用于导引、夹持及排放。所述导引夹持排放凸肋优选地以相等且奇数的划分形式并以大于2的优选数目被紧固至核心圆柱体。
在根据本发明的某些实施例中,阀座可包括两个相邻圆柱体,此处是导引圆柱体(阀座中的下侧)及密封圆柱体(阀座中的顶部),其中,所述密封圆柱体具有比导引圆柱体大的直径,且其中,两个圆柱体之间的直径过渡部或台部或阶部区域被称为扣合过渡部或阶部。阀体的夹持导引球形物或导引夹持排放凸肋中的至少一些在一个位置中或在第一位置中被定位在导引圆柱体处。突出超过前述夹持导引球形物的夹持扣合球形物在第一位置中被定位在密封圆柱体处。夹持扣合球形物及前述夹持导引球形物两者在第二位置中均被定位在导引圆柱体处。
在根据本发明的某些实施例中,阀体的径向密封条在轴向上不与密封圆柱体啮合,因此存在对流体打开的环形体积(消毒狭槽)。仅通过向核心圆柱体的前端表面上操作性地施加轴向最小启用力(优选地是20N至40N),便会引入移位式移动。
在根据本发明的某些实施例中,在第二位置中,底部排放凸肋位于导引圆柱体的下部区段(例如,底部)处。由此,所述底部排放凸肋可限制启用凸起且与所有其他凸肋一起确保阀体的相等通气及循环性质并且确保可通过气体进行安全消毒。
在根据本发明的某些实施例中,闭合或周边径向密封条(优选地具有尖状密封边缘)与盒的阀座的密封圆柱体一起形成止回阀密封系统,且这是在已形成启用凸起之后发生。由此,阀体(优选地由弹性体制成)的闭合密封边缘在径向预应力或偏置下邻接密封圆柱体。
在根据本发明的某些实施例中,阀体由弹性体材料(优选地,硅橡胶)组成。
在根据本发明的某些实施例中,阀体的定位环包括数个排放结构(优选地,沿周边布置),所述排放结构在已安装状态中能确保可使消毒气体进入。
在根据本发明的某些实施例中,定位环的上部环形前端表面与膜或上面悬置或焊接有膜的盒边缘齐平或同高。
在根据本发明的某些实施例中,定位环的外壳表面包括比盒中被附装至所述定位环的台面或改变孔大的直径。通过直径差异、材料的硬及/或排放结构的设计,可出现由摩擦引起的固持力。
在根据本发明的某些实施例中,定位环的下部环形前端表面用作移动止挡且由此对阀的打开压力及出口特性进行校准。
在根据本发明的某些实施例中,出口环形区由中间具有狭槽的多个螺旋环状单条组成。所述出口环形区例如在第二位置中用于流体出口、将阀芯保持在设定位置中并构建轴向有弹力的倾斜位置补偿支撑结构。
在根据本发明的某些实施例中,阀体包括优选地蘑菇状阀芯。所述阀芯包括优选地更刚性芯区域,此区域在两个轴向移动方向上充当移动限制部,即,在其上侧处抵靠膜且在其下侧处抵靠盒侧柱塞。
只有在保持所规定压力及体积的流动区域时才触碰止挡件。在第一位置中,阀的密封环区包括例如大约0.4mm的环形狭槽,以便进行安全的气体消毒。在第二位置中,所述密封环区优选地在大约0.4mm的最小预应力或偏置下抵靠例如阀座的圆锥形或平整密封座进行密封。
在根据本发明的某些实施例中,帽优选地由热塑性塑料(优选地,聚丙烯(简称为PP))制成。
在根据本发明的某些实施例中,具有密封环的阀体包括若干个球形物,在将阀体与帽预组装在一起之后,所述球形物从帽的贯通开口中径向向外突出。
在根据本发明的某些实施例中,被称为直径台面或改变部的阶部(阶状直径限制部)在盒的阀座的圆柱形区段中被设置在支撑环区域中。当将径向突出超过直径台面的球形物移位至盒的阀座中时及/或当帽的环形前端表面更靠近阀座的环形前端表面直至已在其之间实现表面接触时,可使用阀作为止回阀。
在根据本发明的某些实施例中,帽比阀体具有更大刚性。
在根据本发明的某些实施例中,根据本发明的阀构造可以是两件式。
在根据本发明的某些实施例中,阀构造可以平整方式进行密封。在根据本发明的特定实施例中,“平整”意味着,密封区域优选完全地、实质上或局部地是平面及/或平行于膜平面。在根据本发明的一些特定实施例中,密封区域可优选完全地或实质上被定位在与阀体的移位方向垂直的平面中。
在根据本发明的某些实施例中,阀体及/或帽在第二位置中进行密封所抵靠的阀座在密封区域中被实施成圆锥形或者在剖面或横截面中被实施成圆锥形。
在根据本发明的某些实施例中,阀体具有杯子的形状,且具有波纹管型外壳、在很大程度上平整的具刚性设计的任选阀体及任选张力杆,所述张力杆居中且被刚性地附装至阀盘。张力杆被设计成用于例如通过将张力杆扣合或啮合在帽的适合中心扣合开口中而在阀体与帽之间实现连接。
在根据本发明的某些实施例中,波纹管外壳中背对阀体的环形前端在帽中被定位成在径向上处于优选地较轻预应力或偏置下且在轴向上处于比径向上大的预应力或偏置下。由此,波纹管外壳被对应地压缩且被扣合张力杆上的轴向预应力或偏置得以维持。此轴向预应力或偏置在本申请中可被称为对阀的预应力或偏置。
在根据本发明的某些实施例中,帽由相对刚性材料PP(弯曲弹性模量为大约1750N/mm)制成。
在根据本发明的某些实施例中,帽被设计成具有径向有弹力的舌或销。
在根据本发明的某些实施例中,张力杆及阀盘被实施成具有足够刚性,以使张力杆在至少一个方向上在所有空间方向上与帽中的安装周围环境维持非接触距离。
在根据本发明的某些实施例中,所述帽或者扣合帽(两种表达语应被理解为可互换,只要在相应实施例中,帽可以是扣合式即可)在下部环形前端处另外包括数个锁定突耳,所述锁定突耳在径向上向内邻接或突出。
在根据本发明的某些实施例中,帽被设计成使得其可以分别具有中心热通道交口的多次开闭注射成型来产生。
在根据本发明的某些实施例中,阀体包括中心圆锥形销,所述中心圆锥形销以无游隙的方式被接纳在帽的对应圆锥体中。
在根据本发明的某些实施例中,连接隔膜或隔膜在阀体的圆锥体或支撑密封环之间延伸。
在根据本发明的某些实施例中,阀体在未被置入状态中使得其被居中布置的连接隔膜向底部略微翘曲,即,以已组装状态朝医学功能器件的阀座翘曲。
在根据本发明的某些实施例中,在将阀体预组装至帽中时,此弯曲会通过以下方式而得以抵消:对阀体的支撑凸缘进行扣合,直至其与帽的固持突耳咬合,或连接隔膜已弹性变形使得在相反方向上(因此为向上,即远离阀座)发生轻微弯曲。在根据本发明的某些实施例中,在使帽移动或移位至阀座中期间或通过此种操作,相反方向上的弯曲会再一次增强。在根据本发明的某些实施例中,在使治疗流体流过时或通过此种操作,弯曲会再一次增强。
在根据本发明的某些实施例中,支撑密封环相对于连接隔膜而言更紧凑及/或是厚壁型的。
在根据本发明的某些实施例中,阀构造具有销板位于帽中的形式。
在根据本发明的某些实施例中,阀座不包括任何底切。
在根据本发明的某些实施例中,帽具有拱架的形状,所述拱架具有数个贯通开口,所述贯通开口在径向上向外部开口或在轴向上向顶部开口。在这些贯通开口中布置有可径向向外弯曲的扣合舌或销。所述扣合舌或销仅以某一比例(例如大约30%)闭合贯通开口。
为免出现疑问,如“顶部”、“底部”等空间指示是指代可在附图中可看到的所示定向。
在根据本发明的某些实施例中,贯通开口的数目及扣合舌或销的数目优选地分别是奇数。
在根据本发明的某些实施例中,帽包括周边(优选地,尖锐)边缘,所述边缘优选地以相同高度被定位在支撑拱架及可弯曲扣合舌或销两者中且从而形成注射成型的主要分离平面。
在根据本发明的某些实施例中,帽的上部环形前端形成拱架构造中的最高区段且通过膜代表用于通过治疗机器的致动器传感器单元引入启用力、启用路径及固持力的机械切割点。上部环形前端代表通过结构化凹口或斜面中断的平整环形前端。
在根据本发明的某些实施例中,帽在上部环形前端处及圆锥体接纳部的区域中均包括众多结构,如结构化凹口或斜面、凹槽及凹部。
在根据本发明的某些实施例中,为使部件维持对称性且当在生产期间将热塑性塑料冷却时具有翘曲或变形不显著的形式,外结构及内结构以相同数目或以偶数数目被同心地布置,且相对于贯通开口或扣合舌或销的数目被划分。
在根据本发明的某些实施例中,帽不仅包括拱架结构,而且包括垂直圆柱体壁及圆锥形(尤其是陡圆锥形)周边壁,所述周边壁优选地位于帽对准凹口之内及之外。
在根据本发明的某些实施例中,阀体具有或是与滚动波纹管类似的形式且包括对准圆锥体、止挡前端、至少两个支撑对准凸丘、弹簧连接隔膜、密封环及支撑环,其中,下文将参照图3来描述前述表达语。
在根据本发明的某些实施例中,为了另外提高插入可能性,帽的下部环形前端及阀座边缘两者均具有充当额外插入斜面的弯部。
在根据本发明的某些实施例中,扣合舌或销相对于帽的圆柱体外壁具有例如0.4mm的更大直径。
在根据本发明的某些实施例中,阀体是以力互锁且形式互锁的轴向上无游隙的受预应力方式被置入帽中。
根据本发明的一些或所有实施例可表现出上述或下述优点中的一个或数个。
根据本发明的一些阀可在自动制造、安全消毒及阀功能质量提高方面提供优点。通向平滑膜及平滑注射成型壁的大孔排放结构且大面积构件接触的量很低会促成:因气体消毒所致的性质(尤其是打开压力)改变很少且是被界定的;在存放及运输期间由机械、热或辐射诱发的负荷使已安装阀发生的性质改变得以最小化,所述负荷可能会影响安全且精确地进行启用的过程;防止阀的膜侧前端表面在迄今仍能容许的程度上突出超过盒的膜平面(阀在膜中引起局部凹陷),以基于将连续平整膜安装至盒上而确保安全可生产的膜焊接缝;使个别部件的设计及其交互作用(在与治疗机器安装在一起并与治疗机器交互作用时)具有可容许的更大公差;使打开压力及排放压力降曲线同时具有高的严密性可再现性,且由此在大量生产中及在市场上可获得的许多或旧型治疗机器中也实现安全功能;提高打开排放压力的可再现性;降低排放区域中的压力降,即,在每次体积流量排放时使压力降最小化;使体积流量排放压力降曲线变得平整,即,使随着体积流量排放增加而发生的压力降增大最小化;在排放打开压力下/以下使精细及长期侵入严密性(具体来说,空气侵入严密性)提高;降低在泄漏时对所存在污染离子的敏感性;以及提高自我清洁能力;在其他区域中进一步安全且严密地进行密封,一直达到最大压力;以及防止振动或摆动及噪音发射。
其他优点是:
ο故障风险低;
ο在大约1.2mm的最大可能轴向启用凸起(相对于膜而测量)下也能安全地运行,所述凸起是由盒构造及血液治疗设备预先决定的;
ο可实现对流体特性值的改进,就这一点来说,如可实现改进的配置及小的组件公差;
ο在生产期间直至功能测试时,均可进行可逆启用;
ο在注射成型生产不均匀时不会因焊缝及其相关联泄漏而出现问题;
ο在进行蒸汽消毒之后几何性质足够恒定;
ο在受预应力的启用位置期间松弛不显著,松弛可能会在使用期间降低阀预应力或偏置且这样一来可能会对打开压力及流出压力降参数具有影响;
ο通过材料组合(弹性体-热塑性塑料)且通过球形物几何形状实现高公差,因此会以大的容许波动或尺寸公差进行低成本且安全的生产;
ο由于完全由弹性体制成且在轴向上因底部凸肋而是柔性的,因而实现安全的轴向动力限制;
ο通过阀体与阀座之间宽的排放系统及小的压缩表面并由于夹持对准凸肋呈凸状而可进行良好的气体消毒;
ο触发压力与压力体积流量特性仅取决于所选材料、所选壁厚度及直径以及所测量生产公差及材料的性质,而并不取决于启用凸起的大小(前提是有效的启用凸起处于所规划范围内,此处是1.2mm至1.8mm);
ο通过将阀座组装在盒中而不会出现底切以及随之出现的变形问题;
ο组装程序简单;
ο得到良好的公差补偿,以防发生轴向组装倾斜;
ο启用路径以及阀预应力或偏置与机器公差解耦;
ο打开压力及压力体积流量特性线的可再现性具有明显改进;
ο使压力体积流量特性线变平整,从而实现更低的压力损耗及更低的打开压力配置;
ο由于在注入药物时仅需很小注射致动力而实现人类工效优点;
ο在用于血液注入时或在血液注入期间,溶血现象较少;
ο将阀预组装在所述帽或扣合帽中的过程较简单,且径向对准具有较高可再现性;
ο在生产时在安装盒膜之后可以测试阀构造的功能;
ο由于阀的波纹管形状,可实现比例如简单蘑菇形状更为线性的弹簧特性线;
ο在如LSR注射成型(液体硅橡胶)等优选的生产过程中,阀元件的密封环区域在流动关系上并不被设置或定位在流动路径的末尾处(例如,这是简单蘑菇形状所具有的情况),且因此避免了焊缝以及随之出现的焊接缺陷,这些缺陷会造成泄漏;
ο制造或形成阀需要非常少的材料及非常低的成本(0.5欧分);
ο可以自由旋转定位方式轻易地对阀构造进行自动化安装;
ο密封环区域具有良好对准性能;
ο在启用及使流体流过时安全地避免阀与帽之间的摩擦;
ο尤其在轴向上具有非常紧凑的阀构造并且与此相关联地可减小流动死区;
ο在特性及公差性能方面与其他具有帽的预应力阀设计一样的优点;
ο具有对气体打开的初始位置,以确保安全气体消毒性能;
ο尽管启用路径很小,但在释放扩张力较高的情况下仍会实现稳健的初始位置;
ο在拆卸之后,通过残留物启用,会避免无用流体逸出;
ο在保留有安全位置的装配期间,在拆卸之后,通过摩擦闭合及使受启用阀具有大预应力或偏置而能进行安全的残留物启用;
ο硬包封帽能密封软阀,以免受机械干涉或修改;
ο扣合舌或销楔直径台面这种新颖机制会确保稳健的对气体打开的初始位置及所界定的强释放扩张力;
ο相对于阀直径而言极低的启用路径使机器侧被动启用致动器能够具有平整膜初始位置及低膜应力或压力;
ο新颖的防侧倾启动或平面承载机制,这有意识地考虑到在普通的移位方式中可能会出现的倾斜;
ο公差链得以减小的特殊几何构造;
ο因由可生产的紧凑功能决定的几何形状较精确而使公差降低;
ο通过对所组装构件进行相互几何校准而使阀公差降低;
ο在消毒及存放过程中通过使热应力及暂时材料应力降低而在治疗期间校准并减小启用扩张力,然而,此启用扩张力在阀生产期间是被设定为尽可能高;
ο通过帽介入而使阀到阀座的定位公差与治疗机器的初始力及路径解耦;
ο预应力或偏置原理使得预应力路径较大,且因此,使阀的特性更精确、表现出更低压力降并因此也会使治疗流体被更谨慎地处理(在相同体积流量下,剪切应力较低);
ο圆锥形或球形分段式阀密封座实现公差较小的阀特性、提高非操作阶部处的密封性、实现自我清洁能力、实现较高密封能力以防杂质及材料缺陷的影响;
ο整体刚度及局部倒钩以及软阀密封环几何性质实现较高密封能力以防杂质及材料缺陷的影响;
ο通过以下方式而使个别构件的生产极具成本效益:开闭式脱模原理;由于相等的壁厚度以及较少的材料耗用而使注射成型循环时间最小化;以及由于较低伸长率,可应用含有相对较少弹性体的膜且因此是具成本效益的;
ο通过旋转对称的刚性几何性质及中心浇道而实现特别更精确的构件几何形状;
ο通过使密封环区在几何上移位远离流动路径的末尾而在密封环区中没有或几乎没有任何气泡及焊缝;
ο可完全自动化的生产及测试概念,通过考虑到所有部件及处置公差以及所有构件的特别良好的自对准特性及旋转定位自由度而将此概念包括在内;
ο通过可逆启用,可在阀处于最终的已装备状态中对其进行完整的流体测试;
ο在使用期间针对特性线松弛而进行自我补偿的特性;
ο利用特别是滚动波纹管的变形特性来使压力损耗-体积流量特性线变平整;
ο热塑性帽的排放系统及消毒模式得以优化,这与弹性体阀构件的模式相比具有功能上的改进;
ο通过帽而实现与大开口夹角的圆锥形对准、轴向方向上的模式、垫耐磨性及轴向支撑区,以使与阀的软粘性弹性体材料的合作功能优化;
ο可以设定打开压力,这是因为在相同安全等级、更低值下具有更高的可再现性,因此,对治疗流体的喷涂更具人类工效性、供应或馈送泵中的材料处理压力等级更低或者在通过阀使血液回流时出现较少溶血现象;
ο对贯通开口与扣合舌或销的许多及/或奇数数目的相等划分形式,这使得阀构造具有低压力降及相等的流量(无需通过从阀座延伸出的的数个流体通道来实现旋转定向)且具有良好的居中性质;
ο在技术上将脱模分割线的功能用于阀的功能,例如通过轴向移位及易发生侧倾的倾斜进行的摩擦,其中省略了通常所需要的以无毛边的方式进行的注射成型生产;
ο由硬热塑性材料制成的宽广启用环形表面降低了对机器启用凸丘的启用挤压应力且通过在机器及阀构件上具有弹性柔度而降低了启用路径过渡的不准确度;
ο在帽及阀的中心及形状对称性上具有有利的形式设计,以通过提供及重新定位各部件而实现安全振动要求及定向分类;
ο帽及阀的圆锥形、圆形中心几何形状实现更精确的抽吸过程,且以管状真空抓取器及圆形接纳孔而居中;
ο可以在机器侧上应用或实施特别简单的被动式有效启用器件,这所需要的成本会因将渐进操作式启用凸丘弹簧集成在被密封性地密封的致动器传感器垫中而抵消;
ο可以在致动器传感器垫后面的区域中应用同样被密封的插入式启用器件,其被离散地结构化有技术性弹簧;
ο可以应用被密封在致动器传感器垫后面的主动式可驱动启用器件,其中,可能够在开始测试之前对阀构造执行完整功能测试且除阀功能以外进一步能够在程序上使用双侧打开流动路径的功能;
ο将静摩擦与滑动摩擦的差异用于帽的启用机制中,以便在克服扣合障碍物之后维持高启用扩张力以及低的进一步移位力;
ο在致动器传感器垫中使用凸面或尖状球形物或轴杆结构,以便维持渐进式力路径特性线,此可在受启用位置中使高启用扩张力与低残余力相关;
ο在弹性体阀中仅通过弯曲过程便可将阀打开,因此会大量地降低滞后性及可再现性波动;
ο在阀正被打开时,通过均等且完整的密封环举升而使得堵塞趋势较低,同时在密封环的非举升区处会避免流动死区以及流体滞留时间;
ο对所引起的振动及噪音或声音具有低的敏感性,这是因为阀密封环是均等地举升且因此实质上仅容许有基本振动模式。
在根据本发明的某些实施例中,可有利地根据低价开闭式概念来制造注射成型阀,其中,所需的后成型数目由于流体硅酮的交联具有较长的特定循环时间而被设定为扣合成型的约2倍。可通过简单且实质上旋转对称的形状、通过模具中的平面可密封失配及在支撑环的底部环绕夹角处进行的模具分离线不关键的脱模且通过非常小的构造体积(大约110mm3)而以极其廉价的方式来制造阀。由于LSR构件通常是最经济地(因横向所附装旋转压板)从顶出器侧模穴中排出的构件的事实,阀因此是以最优可再现性而被设计且由此利用居中圆锥体作为中心馈送点,且在脱模过程期间,作为排出喷嘴,其从顶出器侧模具半部中突出。根据本发明的阀设计包括将被居中成型且实质上旋转对称的特性,这有利于进行形状翘曲或变形量低的成型。
此外,较佳使中心(蘑菇状基底区域)附近不布置有大的体积部分,而密封环附近的体积部分相对较大且由此并不被定位成紧邻流动路径末尾及脱模剂。结果是,在填充密封环区域的过程中进行的液体注射成型不会在完成模具填充之前不久就已经发生,流动速度不会停止,且气泡及焊缝不会进一步移动。这样一来,不会发生如下问题:气隙或气穴或截留空气及焊缝以及与此有关的表面几何不准确度首先在密封环处出现,且因此,降低阀在与阀座密封表面接触的环形区域处的密封能力。
在根据本发明的某些实施例中,根据本发明的阀包括在生产中特别支持对模型的填充的形状:居中注入的液体弹性体首先碰撞支撑前端且突然被转向或重定向至厚壁波状形式的弹簧隔膜中,在由密封环重新转向或重定向之后进一步流动至容积相对大的支撑环,在此处,定位有脱模剂且通气及流动路径结束。因此,密封环被以相对高的流动速度流入均质化的注射成型化合物,且随之,气隙及焊缝(局部地冷冻或固化的流动前锋)被进一步移除。因此,会获得具有尤其更精确且更适合的密封表面的密封环。
由于弹性构件的低刚度(在本申请中约为邵氏A 40至70)且相对于帽的相对高刚度,在根据本发明的某些实施例中,存在有利地布置在帽构件而非阀构件中的结构,以便于可使消毒气体进入、将气体排出或流出且在组装时降低摩擦。为将等大的连续打开的结构维持在受挤压及已置入状态,与将对应结构布置在阀构件中相比,在帽中需要更少的深结构。这是如下事实的结果:被凸起及压入的结构在弹性体处变平整,且因此,热塑性塑料与弹性构件之间不可取的直接表面接触会增大,而同时,所需的气体传导排放凹槽在横截面上减小。另外,当不存在难以挤出且难以通气的结构时,将有益于无误差地生产弹性体部件的表面,这由于如下事实而在帽的生产中将不予以考虑:在此种情况中,表面中的小缺陷不会对功能具有影响。
其他可能优点尤其与公差优化有关。详细而言:
1.通过在扣合帽中对阀的预应力或偏置,阀在数个轴向尺寸上适应扣合帽,且其还根据轴向延伸、径向间隔及轴向对准使自身朝更坚硬且更精确生产的扣合帽而定向,借以使阀的数个尺寸公差变得更不相关或甚至无意义。
2.由于如下事实—对于“受启用”位置,仅有的重要问题是帽的下部环形前端平整地位于阀座环形支撑件处,因而使治疗机器的致动器传感器板采取哪一路径来将帽移位至启用凸丘中并不重要,只要所述路径至少大到足以使帽变平即可。这是与大多数软性设计的已知阀设计(其中,阀的启用路径与机器的启用路径成比例)很明显的差异。会在阀的启用路径与机器的启用致动器之间获得大致完全的解耦。
3.由于帽是刚度比弹性阀大1数量级的构件的事实,在所引入的启用力下发生的轴向自变形相应地更少。这样,帽的对准圆锥体出现轴向位置不确定性且随之出现阀中心区域比不具有帽的先前设计减小约1数量级(0.02mm至0.04mm),由此治疗机器的启用凸丘的穿透深度及轴向力对阀的中心区域具有直接影响且随之使受启用阀受到操作预应力或偏置。因此,会在处于启用位置的阀预应力与机器的启用致动器的启用力之间实现大致完全解耦。
4.在几何上具有影响的机械公差链仅包含先前尺寸中的一小部分,即,阀的尺寸以及紧邻其的尺寸、阀座及帽内部中与阀夹持有关的拓扑。由于所有这些拓扑在Z方向上仅具有处于0.4mm至3.6mm范围内的小尺寸,因而注射成型拓扑的可实现的生产公差相应地是小的,且处于小于+/-0.03mm的范围内。因此,会使公差链显著地缩短且同时使单一公差变窄。
5.通过如上面所述使两个环表面进行平面接触,在通常5N至20N的连续残余力下,两个环形表面的轴向延伸偏差互相减小,这是因为其以弹性塑形方式互相进行调平。在轴向压缩注射成型构件(基本上是通过夹角变形而实现)与所面向的对接表面接触的情况下,这是典型的过程。通过对所安装构件进行相互设计优化,会获得此种提高。
6.阀的弹簧隔膜具有与滚动波纹管类似的形状。通过对阀进行轴向偏转或调整而进行的设计改变过程将不会等同于真正的滚动波纹管,这是因为不存在用于防止移动摩擦的圆柱形滚动或转动表面。与滚动波纹管类似的设计与平整弹簧隔膜相比具有特定优点:
6a.在相同的轴向预应力或偏置下,会明显地提高密封环高度处的夹角灵活性,此通过使阀的对称轴相对于阀座的对称轴在径向上及角度上不对准或移置而使得密封压缩更均匀或稳定且因此使得打开压力的分布更窄。
6b.由于支撑环是相对刚度的且支撑环与密封环之间的壁区段主要是垂直的,因而会产生或出现通常特定的刚性密封环区,所述刚性密封环区使滚动隔膜作为整体而移位且因此在以成角度的径向及轴向方式移位时适应阀座的密封环。在局部上,即,参照在将弹性阀密封环局部地压缩至硬阀座密封环上时,对两个表面的严密调整因此得以强化或增强,使得阀密封环构建出相对尖锐的边缘(密封压缩组合的尖状元件),且其在阀座密封环处在约邵氏A 30至70的低硬度以上局部地变平整。由此,局部地出现强表面压缩,此代表两个密封表面的局部不规则处被局部有效地密封桥接或在密封区中局部地存在外来物体的决策性准则。在迄今所提出的大部分阀设计中,阀密封环区是薄壁的且总体上或作为整体而略微更具刚性。由此,不规则处及外来物体会使密封环区总体上变形而不会发生局部桥接及密封,因此,密封效果会因局部间隔或间隙形成而降低。因此,根据本发明的阀在密封区中所存在的局部表面缺陷及外来物体的影响下会以更可再现的方式及更好的方式进行密封。
6c.与滚动波纹管类似的设计也对密封环轴向移位的弹簧性质的线性度具有影响。从某一轴向最小偏转开始,滚动波纹管在任何进一步偏转时会包括不断持续或甚至衰弱的力。最小偏转则是在弯曲应力条件不再改变时实现,即,滚动波纹管已呈现类似不断持续的形式。所需的轴向偏转路径是通过使真正滚动波纹管来实现,其强度是所述滚动波纹管的约3倍至5倍。通过对帽阀的预应力或偏置,可挤压出此种路径。对于无预应力的设计而言,这因有限的启用路径0.8mm而是不可能的,因为此路径中仅剩余大约0.4mm,在已扣除最小消毒狭槽及可增加的公差之后,这已经小于用于实现轴向预应力或偏置的本滚动波纹管强度。典型的滚动波纹管性质(对轴向力进行限制)使得阀能够被设计成使力路径特性线大致水平地延续且因此可不止一次地降低打开压力及流阻对公差的敏感性。
7.通过在帽中对阀的预应力或偏置及在第二或受启用位置中对此预应力或偏置以及其他预应力或偏置的释放,可以比不具有帽且不具有预应力或偏置的阀明显更高的路径使新颖阀受到预应力;因此,在第二位置中可利用具有更平整弹簧特性线的更柔性弹簧隔膜几何性质,且因此,在相同的启用路径不规则下,使得打开压力(如压力降及压力降的不规则性)具有更小的不确定性。
8.然而,由于如上所解释的帽概念使得阀与机器致动器大范围地解耦且此外几何公差将通过精巧的构件构造或布局而降低的事实,上述特性线值的公差会进一步得以减小。
9.在公差较低的第二受启用位置中,结合更平整的阀弹簧特性线及更强的预应力或偏置,会在拆卸一次性构件之后实现对阀特别安全的残留物启用。当在一次性构件中形成或出现超过高达0.6巴的过大压力时,被以摩擦方式固持在受启用位置的帽不会自身进行致动。实际上,在常规的拆卸状态下不会出现此压力,因为被排空或被排放的一次性构件的气体依顺性不允许形成此压力。
在根据本发明的某些实施例中,在打开及闭合期间,随着阀的较强自我清洁效应会出现楔效应及较强密封压缩,这是特别有用的性质,因为由于阀座密封环的楔形构造,在阀从此处提升期间正常移动与切向移动重叠,从而使切向移动引起或产生清洁效应,然而,在较长的密封持续时间之后直至阀被提升才出现此处所需的滞后效应(较高打开压力)。如上文已进一步指示,优选圆锥形阀密封座比平整阀座具有更有利的夹角公差性质,因为其更接近地类似刮管球的形状。在理想实施例中,阀密封座可呈现刮管球的形式,此是由与阀轴线相对于阀座轴线的公差有限摆式倾斜对应的半径实现:在此种情况下,阀密封环仅需要最小的总体弹性变形便能使自身适应阀密封座环。然而,预应力或偏置关系的设定较困难,因为圆锥体壁不再具有任何恒定的增加。
在根据本发明的某些实施例中,用空气及不同流体进行的尝试或实验已显示,阀在所设置的体积流动区域中不会形成任何听得到的噪音或可测量的压力振动。通过对连续流过的空气进行放射线照相或X射线照相,可观察到常规的打开行为。在根据本发明的某些实施例中,与此情况相关联的是,阀设计仅具有被附着粒子(尤其是附着的凝固血液)堵塞或装满的轻微趋势,因为不存在未被密封的区段,在所述区段中,血液流会暂停或停止。圆锥形设计形成主要连续地将所指定的几何流入路线引导成从下侧向内至从上方向外的流动通道。此情况的结果还有,壳体的流量损失较低(因流动方向存在较少的突然改变),且主要流动路径的通气可能性得以改进(因平均流动速度较高)。
在根据本发明的某些实施例中,通过在所指定区域外具有极高体积流量,帽的内部拱形覆盖会为由流体举升的阀固持环充当移动止挡。平整移动止挡的几何设计方式使得不会出现阀被锁止在帽拱架上的可能性。在出现典型的最高达约1.5巴的屏障或密封压力且所指定体积流量范围是0ml/min至600ml/min的情况下,阀通过弯曲移动而自身进行打开,借以使阀的内材料部分在居中圆锥体与止挡端之间保持几乎无间隙,且剩余环在所有空间方向上被间隔开,而不会与帽及阀座进行触碰或接触。在滑动移动量降低(例如,通过具有可重新定位的球的阀)时,特性线是高度可再现的且几乎无滞后性。通过最高达2.5巴的正常屏障或密封压力,阀的密封环区域不断地更紧密地靠近阀座的密封圆锥体且增强或强化密封效应。通过最高达大约5巴的极端屏障或密封压力,阀的弹簧隔膜区域向内部鼓起且在压力收回时返回至恰当的初始位置中。通过正常及极端的屏障或密封压力,阀座中心的居中突出部防止阀位置发生轴向移动或移位及轴向-径向不对准。另外,此缩减了流动空间,且因此,有助于使流动速度一致。
在根据本发明的某些实施例中,通过进行较长阶段的较高体积流量,阀会朝减小的流阻发生某一毫巴数的松弛,这是典型的弹性材料反作用。在这些材料中或在这些材料下,硅橡胶因尤其较低的松弛性而具有显著的重要性。然而,由于在向帽施加持续的残余轴向力时帽也会朝阀座松弛的事实,在此松弛方向与预应力或偏置增大的方向一致时,也会发生补偿效应。这样一来,帽阀设计通过补偿性安装构造而使压力体积流量特性线具有特别较低的松弛性。通过一系列适合的测试或实验,可使几何构造(尤其是帽的圆锥体座区域)优化,从而考虑到一次性构件及机器的构件或元件公差、治疗温度及时间以及机器的运作磨损,以便确定并实施对阀及帽松弛的最优中间相互补偿。
已装配的一次性盒在阀将处于的位置中的严密性已证明是不可靠的,以致可使系列的一次性构件省去尤其位于置换液连接器处的闭合套筒(具有对应密封功能),此处参见WO 2010/121819 A1的图1中的参考编号41。此同时会使致动器传感器耦接机构进一步简化,此机构不再需要使用凸起来对闭合套筒进行密封启用且会同时更经济而更可靠地运行。
附图说明
将参照附图来实例性地解释本发明,其中,等同参考编号指代相同或等同元件。在很大程度上被局部简化的图中:
图1a至1c显示根据本发明在第一实例性实施例中的阀构造;
图2a至2d显示两件式预应力阀的另一设计,其具有弹性阀体及热塑性帽;
图3a至3d以分解图显示根据本发明的医学功能器件的另一实施例,此处其纯粹实例性地是具有阀构造的血液盒;以及
图3e至3h显示图3a至图3d所示实施例在不同阀位置中处于被接合状态。
附图标记说明
1:阀构造/阀 60:阀体
60a:阀盘 60b:阀体的环形前端表面
61:帽 61a:环形表面
61b:面对膜的环形前端表面 61c:面对膜的环形表面
62:张力杆 63:销
70:扣合帽 70a:下部环形前端
70b:阀体 71:凹口
72:致动器接触表面 73:圆锥形心轴
74:连接隔膜 75-76-77:支撑密封环
76:支撑密封环的支撑凸缘 78:隔膜
800:膜 801:帽,被实施为扣合帽
802:阀体 803:阀座
803a:环形表面 803b:圆锥形环形区段
804:管道总成 805:开口或贯通开口
806:扣合销 807:帽接纳阀座圆柱体壁
808:流体通道 809:尖锐边缘
810:固定支撑拱架 811:上部帽环形前端
812:下部帽环形前端 813:阀座止挡环形支撑件
814:膜条 815:圆锥体接纳部
816:结构化凹槽 817:帽接纳阀座圆柱体
817a:帽居中凹槽 818:支撑销
819:垂直圆柱体壁 820:居中圆锥体
821:止挡前端 822:辅助居中凸丘
823:弹簧隔膜 824:密封环
824a:居中止挡心轴或褶皱部
826:密封环形区
827:尖锐边缘 828:扣合阶部
829:前端表面 830:硬本体
831:连接器侧空间 836:圆柱体壁
837:阀座支撑前端 900:盒或医学功能器件
950:致动器传感器垫 951:致动器
具体实施方式
图1a至1c显示第一实例性实施例中的阀构造1。
图1a至1c显示根据本发明的另一实例性实施例的阀构造1。这是两件式阀构造1,其以圆锥形进行密封,具有由弹性体(优选地,硅橡胶)制成的阀构件及由热塑性塑料(优选地,PP)制成的帽构件,所述阀构件及帽构件被插入阀座803中。由此,图1a以从底部(左)或从顶部(右)所观看的分解图显示阀构造1,其中,在顶部或底部所示的构件分别与在中间所示的构件被重新在底部或顶部上进行组装(参考附图)。图1b显示阀构造1处于所谓的“预应力”(下文将解释此表达语)位置,例如,在对阀构造1的安装期间的第一位置,且图1c显示阀构造1在阀构造1被实例性地用作止回阀期间处于第二位置。图1b至1c中在左侧上再现的附图分别显示与右侧上的每一附图相关联的剖面放大图。
此处,阀体60实例性地具有杯或碗的形状,且具有波纹管形外壳、在很大程度上平整且相当刚性的阀盘60a、以及紧固在阀盘60a处的中心刚性张力杆62。在进行预组装时,通过张力杆62将阀体60扣合在帽61的适合中心扣合开口中。
尽管阀体60的构造可如图1a至1c所示,然而,阀体60可具有在其前端处开口的容器的设计,其中,张力杆62朝开口前端延伸且在适当时从开口前端中突出。
波纹管形外壳中面对阀盘60a的环形前端60b在帽61中被定位成在径向上处于例如约0.1mm的轻预应力或偏置下而在轴向上优选地处于例如约0.5mm的更大预应力或偏置下。由此,波纹管被相应地压缩,且轴向预应力或偏置在相对刚性的被扣合张力杆62上得以维持。因此,阀是以受预应力的在径向上完全无间隙的方式居中,且在随后将帽61启用并通过使流体流过来打开阀时也保持此种性质。本申请中将此种轴向预应力或偏置称为对阀的预应力或偏置。此种性质或特征仅在使用帽61时能实现,且其提供或表现出多种益处或优点。因此,在无预应力或偏置的情况下,启用路径将必须被选择成非常大,以使其在本实例中确保在第一位置中具有约0.2mm的消毒狭槽(考虑到所有公差及一次性构件(包括一次性构件生产))。此外,启用路径将必须选择成非常大,以使其在第一位置中(考虑到所有构件(包括机器)的所有公差)使弹性体构件的密封环抵靠阀座的密封环(此处为圆锥形)受到轴向预应力或偏置,此会在最高达所需打开压力下仍实现所需安全流体密封性。对于例如180mbar的所需打开压力,需要约1N的实例性轴向预应力。倘若帽的可安全实现启用路径是例如0.8mm(且与其相关联的在机器侧上所保持的总启用路径是大约1.4mm)且经预组装或经预安装的一次性构件的公差加在一起是0.2mm,则在第二位置中阀的实际轴向预应力或偏置仍将是0.4mm。因此,阀的轴向柔度的中间弹簧劲度是2.5N/mm或45mbar/0.1mm。在尺寸的不确定度是0.2mm时,此将使得打开压力的不确定度是90mbar,即,设定值的50%。通过使流体流动速率提高例如600ml/min,此将例如产生600mbar的压力降。
通过上面所述的预应力或偏置及例如0.4mm的翘曲或变形,会有利地实现:在前面所述的相同路径-公差关系下,在图1b所示的阀位置中,张力杆62将刚好从帽61的环形前端61a(其被布置在张力杆62处)安全地轴向升起。因此,现在,阀的实际轴向预应力或偏置结果是:0.4mm+0.4mm=0.8mm。因此,阀1的中间弹簧劲度现在应仅为1.25N/mm或22.5mbar/0.1mm,以便使所需打开压力再次是180mbar;然而,这次不确定度被减半至45mbar,即,仅为设定值的25%。由于弹簧特性线已变得更平的事实,会获得更平的压力降体积流量特性线,以便例如在流动速率是600ml/min时获得约450mbar的压力降。另一方面,此低压力降会有利地影响特性线的准确度,且另外具有其他有利性质:例如通过使用根据本发明的阀,可以对应较低压力来设计盒900及机器(图中未显示)中的泵以作为透析器的入口止回阀。用于静脉鲁尔接头添加处的入口止回阀可由于打开压力具有较大可再现性而被设计成具有较小打开压力,从而使操作人员需要较少努力便能通过注射器将药物压入至血液回路中。由于此阀也可在治疗完成时用于动脉血液回路的事实,压力降及剪切速率也会随着流动速度降低,从而使溶血现象相应地得以减少。
视需要由相对刚性材料PP(弯曲弹性模量是大约1750N/mm)制成的帽61同样具有以无游隙的预应力方式接纳优选地弹性阀体60(其优选地由相对柔性硅橡胶材料(弯曲弹性模量是大约15N/mm)制成)的任务,以使阀体60以较低轴向公差(例如+/-0.1mm)保持在第一位置中且在第二位置中使阀体60以同样较低的公差进行转移,其中,在第二位置中,帽61中面对膜的环形表面61c与阀座803的环形表面803a彼此触碰。由此,启用路径的明显更大公差及相关联启用轴向力(在各图的实例中,从机器向前穿过纯粹视需要而设置的致动器传感器垫950并通过致动器传感器垫950影响致动器951(参见图3f))保持远离阀且与阀解耦,而这在膜800与阀体60之间未定位有刚性帽61的情况下是不可能实现的。此外,在帽61的本申请所示实施例中,帽61是以一种简单的方式齐平地安装或装配或置入至盒900的通道边缘的膜平面,其中,其环形前端表面61b面对膜。帽61具有径向延伸、径向突出及/或径向回弹性舌或销63。舌或销63负责将阀构造1以被界定且安全的摩擦闭合方式保持在阀座803中。将参照图3a至3d来详细地描述弹簧舌或销功能。另一方面,帽61优选地在所有侧上均装配有众多排放结构及贯通开口结构,此确保能进行安全气体消毒及通气并且保证无压力降的通路(在没有阀时,在600ml/min下,压力降的量低于大约10mbar)。
阀座803是盒900的一部分,其同样包括具有连接器侧空间831的硬本体830。
在图1b所示实例中,对阀体60的预应力或偏置是通过将张力杆62撑靠在帽61的环形表面61a上来实现。然而,在图1c所示位置中,张力杆62不再被支撑至环形表面61a上。由于包括圆锥环形区段803b(其可符合图3d所示的密封区826),因而使阀体60出现张力。
图2a至2d显示两件式预应力阀的另一种设计,其具有弹性阀体热塑性帽,所述弹性阀体及热塑性帽被插入阀座中。图2a以分解图(左)及组装图(右)显示阀构造1。图2b显示阀构造处于受预应力的第一位置,图2c显示其处于第二位置,不过此处不具有流量,且此外,图2d显示其处于第二位置,不过此处具有最大流量或处于最大流量期间。
帽70在很大程度上保持其设计(这从前述各图中已知),但现在在底部处另外包括环形前端70a及保持突出部或固持鼻凸71,保持突出部或固持鼻凸71径向向内部突出。图2a至2d所示实例性帽70被设计成是通过多次开闭式注射成型而生产,所述多次开闭式注射成型分别具有任选的中心热通道注射且是非常经济的。
帽70包括中心致动器工作表面或接触表面72,致动器950可通过膜800来冲击中心致动器工作表面或接触表面72。
阀体70b包括中心圆锥形心轴73,其被无游隙地接纳在帽70的对应圆锥体中。连接隔膜74在心轴73与固持密封环75-76-77之间延伸。
阀体70b在未装配状态中包括稍微翘曲的连接隔膜或隔膜78,隔膜78朝底部(参照图2a所示)或背对膜居中地布置。在将阀体70b预组装在帽70中(通过将固持密封环75-76-77扣合在支撑凸缘76中,直至其与帽70的固持鼻凸或突耳71咬合或互锁为止,使得支撑凸缘76位于固持鼻凸或突耳71上)时,此翘曲将已被抵消,或者隔膜78将已弹性变形使得在相反方向上(即,向顶部)形成轻微翘曲,参见图2b。相反方向上的翘曲会在启用(即,在转移至第二位置中时,参见图2c)时被增强或强化且在治疗流体流过时(参见图2d)被再一次增强或强化。
固持密封环75-76-77相对于隔膜78是以紧凑及/或厚壁方式而构造的。在使固持密封环75-76-77相对于心轴73进行轴向移位时,在隔膜78中一侧上会出现弯曲应力,这在原定的技术性注射成型设计中不断地具有使固持密封环75-76-77再次向底部翘曲或变形的效应。在另一侧上,通过使固持密封环75-76-77进行轴向移位也会出现周应力。此周应力会试图或力图使固持密封环75-76-77翘曲或变形回至其初始直径。由此,固持密封环75-76-77在此情形中具有最大直径,使得隔膜78实质上平整地翘曲且因此将压缩应力向外施加至固持密封环75-76-77上。一旦超过此中性点,压缩压力便再次降低,且固持密封环75-76-77增添轴向力分量或使轴向力分量转向,此轴向力分量会试图使其在相反方向上(在阀打开的方向上)移动或移位。此轴向力分量与隔膜78中不断增大的弯曲应力重叠,且会使得阀打开特性的弹簧劲度降低。仅通过帽70中的预应力,便可通过处于第二位置的阀体70b中的实际预应力而实现足够高的路径,在这种情况下,此种重新成拱形效应容许或能够使特性线进一步变平整。
固持密封环75-76-77可以是周边径向区段,其包括彼此不同的两种直径且此两者之间设置有阶部,且此周边径向区段在其径向截面中闭合阀体(即,径向边缘)。
由此,图2a至2c显示呈心轴圆盘位于帽中或阀体的心轴被插入帽的圆锥体中的形式的阀构造1,阀构造1是两件式、由弹性体/热塑性塑料制成且以圆锥形进行密封。
在图2b所示实例中,对阀体70b的预应力或偏置是通过将阀体70b撑靠在扣合帽70的固持鼻凸或突耳71上来实现。然而,在图2c所示位置中,阀体70b不再被支撑至固持鼻凸71上。由于包括圆锥环形区段803b(其可符合图3d所示的密封区826),因而使阀体70b出现张力。
图3a至3d显示根据本发明的医学功能器件的另一实施例,在此种情况中,纯粹实例性地是具有阀构造1的血液盒900。图3a至3d以呈半剖面形式的立体分解图全面地显示阀构造1的各部分或元件。盒总成由半打开治疗盒900或其向顶部开口的阀座803及覆盖膜800组成,阀座803优选地由PP或其他热塑性注射成型材料(例如,聚氯乙烯,简称为PVC)或聚碳酸酯(简称为PC)制成,参见图3a,覆盖膜800与通道边缘齐平,从而将盒900闭合,然而覆盖膜800是足够柔性的且优选地由PP-TPE叠层式或多层式挤制物制成(“TPE”代表热塑性弹性体)或由其他柔性挤制物材料(例如,软PVC或热塑性聚氨酯(简称为TPU))制成。
膜800具有例如0.24mm的厚度,且以焊接、胶合或压缩方式与周边膜条814的边缘齐平。所述膜优选地在初始状态中(即,在第一位置中)是以平整方式被布置,使得其可附装或贴附至盒;其有利地可相对于顶部(即,远离盒900)而凹陷以使膜800受到特别小或不受到拉伸应力,从而在进行启用所需的移位或移动时仅出现一个凹陷。对于平整膜构造,使膜拉伸不足2%是启用凸起较低(例如,0.8mm)的结果。此处所使用的具成本效益且具有很低弹性比例的膜类型可在不受破坏风险的情况下被拉伸,其中,膜800在所述拉伸中因阀启用而首先承受最大约20N的力。此力最初是被另外施加的,其在治疗过程期间通过膜的塑形变形而几乎减小至零。
图3d所示阀座803在几何上被实例性地构造或设计成使得其不会由于注射成型及脱模过程而包括任何底切。由于治疗盒900中的阀功能始终与从软管管路到达且将流入盒900中的流体有关的事实,盒900无论如何均在相关点或位置处需要圆柱形管道构造804。圆柱形管道构造804通过孔通向盒900的通道及腔室构造中(即,本申请中是通向阀座803的下部区域中)。这样一来,对于将具有所示设计的止回阀阀座集成在盒900中而言,将不会出现额外成本。
阀座803含有至少一个外出流体通道808。
阀座803在固定或启用方向上被特别设计成以刚性方式穿过圆柱形的几乎垂直的圆柱体壁836且穿过宽的阀座支撑前端837,阀座支撑前端837可以是周边表面且可垂直或实质上垂直地设置在圆柱体壁836处或圆柱体壁836上及/或可合并至圆柱体壁836中。
管道构造804(仅优选地,为圆柱形)可通向圆柱体壁836中。
外出流体通道808优选地在圆柱体壁836上方向外延伸。
阀构造1由帽801(优选地由PP制成或由其他相对刚性热塑性注射成型材料(如PC或硬PVC)制成;参见图3b)及阀体802(参见图3c;优选地由LSR(液体硅橡胶)、大量具成本效益的弹性体制成,所述弹性体具有足够低的压缩形变、对消毒具有良好的耐性且具有良好的血液兼容性)组成的。
帽801具有拱架形状,且具有数个开口或贯通开口805,开口或贯通开口805在径向上向外部开口而在轴向上向顶部开口。在这些开口或贯通开口中,布置有扣合舌或销806。扣合舌或销806可径向向内部弯曲,例如,扣合舌或销806的尖点或峰每发生0.2mm径向偏转需要大约1N的较低力。扣合舌或销806仅局部地(例如,大约30%)闭合开口或贯通开口。
在优选实施例中,开口或贯通开口805的数目及扣合舌或销806的数目优选地分别是奇数,因为奇数划分会提高帽801在阀座803中居中的准确性(在这些实例性实施例中,两个在二维上居中的开口或贯通开口805始终面对扣合舌或销806,或者扣合舌或销806与开口或贯通开口805中的每一个相邻同时维持狭缝或狭槽)。在阀座外径是33mm时,开口或贯通开口或扣合舌或销806的数目优选地是9,且有利地可处于7至11的范围内。
由于开口或贯通开口805或者扣合舌或销806的数目相对较大,因此不必进行所规定或所确定的旋转定向便可将阀构造1安装在阀座803中是可能的。甚至当优选地垂直或实质上垂直的圆柱形壁(在本申请中被称为帽接纳阀座圆柱形壁807及817)在一至三个点处由外出流体通道中断时,这些圆柱体壁或阀座803的剩余壁分段仍足以使帽801充分地居中或对准,从而使其维持在所需位置并在所有开口或贯通开口805中为治疗流体实现足够低的流阻。
在最大流量是约600ml/min时,处于已安装及已启用状态的帽801的流阻仅例如为大约20mbar且因此在阀1被安装成流入式的情况下仅构成总流阻的大约4%至5%。
帽801优选地被设计成以不具有滑道但具有大量模穴的开闭注射成型方法且以具成本效益的方式来加以生产。
帽801包括周边(优选地,尖锐的)边缘,所述周边边缘以参考编号809及827表示、位于相同高度上,且优选地具有:U形支撑拱架810,向底部开口,此能够使帽801具有稳定性或增强帽801的稳定性;以及扣合舌或销806,为可弯曲或柔性的,且因此为注射成型构建了分离平面。由于因注射成型元件或构件(首先,其是通过多模穴成型而生产的)而在主要分离平面中始终出现边缘及模具失配的事实,本申请中必须指出,将在以边缘或夹角的形式进行构造时所包括的边缘尖锐角度以及系统性径向模具失配谨慎地规划或设计成用于阀功能的功能性元件(下文将进一步进行详述)。
在本申请中也被称为上部帽前端811的上表面或平面形成圆顶状或拱形构造的最高区段或部分,所述圆顶状或拱形构造包括支撑拱架810且代表用于通过机器的致动器传感器单元(缩写为ASE)通过膜800引入或起始启用力、启用路径及支撑力的机械界面。上表面或平面优选地代表径向结构化贯通凹槽816,其具有优选地平整的无中断前端,所述前端的直径可处于6.5mm至8.5mm的范围中。由此,环形前端(在对阀的启用期间是致动器951(参见图3f)的作用接触表面)的直径及大小或尺寸处于为致动器传感器单元提供启用凸丘(图中未例示)的范围内,所述启用凸丘具有对于力及路径来说足够的过渡区域,然而,同时与最大座直径13mm具有足够远的距离。这样一来,在一侧上,在将阀启用时对膜800的拉伸会受限,且在另一侧上,将被转移且仅在膜800拉伸时耗费的启用力得以最小化。
在底部上闭合或覆盖帽801的表面或平面(在本申请中也被称为下部帽环形前端812)与阀座803的优选地周边或闭合支撑表面一起为下部扣合环形前端812形成功能性系统,以确保使启用路径是短的且使帽801处于恒定的精确条件。
在上部环形前端811上且在圆锥体接纳部或引入口815(其在运作状态中接纳阀体的居中圆锥体820)的区域中,帽801视需要包括为使消毒气体充分地到达帽801、阀体802以及阀座803的圆柱体壁807及817的许多表面部分而需要的数个结构,例如结构化凹槽816、凹口及回弹部。
为使元件或构件维持对称性且不显著的翘曲,这些外结构及内结构以偶数数目或相等数目被同心地布置且相对于贯通开口805/扣合舌或销806的数目被划分。由于贯通开口805/扣合舌或销806的数目优选地是奇数的事实,在每一半剖面图中(或在穿过帽801的中点所截取的每一正截面中)可以在一侧(右侧或左侧)上看到扣合舌或销、拱架或支撑舌或销或其区段,而由于不对称性这在相对侧上是看不到的。然而,此剖面图不应导致如下错误理解/错误解释:在某一点或位置处,结构或支撑件缺失,或者元件或构件未被支撑地悬在半空中。而是,在表面范围内存在材料接触与非接触的均匀分别。
帽801的刚性不仅由拱形或圆顶状结构810、而且由优选地径向向外设置的垂直圆柱体壁819及优选地周边壁(其呈陡圆锥形、位于周边狭槽之内及之外,所述狭槽在本申请中也被称作帽居中凹槽817a)来促成。通过高轴向刚性,可以获得具有相对均匀壁厚度的结构。由于被支撑在帽801的下部环形前端812上,对帽801的上部环形前端811施加60N的轴向力仅能使得优选地中心圆锥体接纳部815下降约0.04mm。
阀座803中与帽801的边缘809邻接的圆柱体壁807的直径以可界定方式被设计为大于帽801在拱架810的边缘827处的刚性外径且大于帽801在斜面周边边缘处朝下部环形前端812的刚性外径。对于此种间隙式设计,帽801可倾斜最高达6度,而在两个硬直径处均不会抵靠硬圆柱体壁807发生侧倾。总之,通过应用/安装在机械上无法实现使帽801倾斜大于3.4度。
阀座803视需要包括扣合台面或阶部828,扣合台面或阶部828设置在从圆柱体壁836至扣合接纳阀座圆柱体壁817的路径中。此代表直径朝阀座803的内部是渐缩或缩小的。
阀体802视需要具有滚动波纹管形式且同样视需要具有如下功能元件:居中圆锥体820,优选地被居中布置且朝帽801一直上升至前端表面829或与前端表面829锁定在一起;支撑前端821,在第二位置中,阀座803的居中止挡心轴或褶皱部824a抵靠支撑前端821进行挤压或弯曲;至少一个辅助居中凸丘822,至少在第二位置中,辅助居中凸丘822触碰居中止挡心轴或褶皱部824a;以及弹簧隔膜823,被设置成周边闭合的形式(即,实例性地是圆形的),但朝向顶部而开口(参照呈已安装状态的图中所示)。阀体进一步包括径向向外突出的优选地周边支撑环或固持环,其可仅突出穿过居中心轴的尖端且是阀体803中径向突出最远的区段。
在优选实施例中,阀座803的内建开口具有13mm的最大直径(在膜层的点处)。
在根据本发明的某些实例性实施例中,如图3c中所见,居中圆锥体820是居中布置的截头圆锥体。其圆锥体外壳表面优选地在组装时用作进入相关联居中圆锥体区域或圆锥体接纳部815的导入斜面,并且以所界定的低残留间隙朝帽801径向居中。
在根据本发明的特定实例性实施例中,止挡前端821被居中布置且可为居中圆锥体820形成截头圆锥体的底表面。就阀座803的居中止挡心轴或突出部824a来说,当使用阀作为止回阀时,会在阀的相反方向上发生对阀的轴向低游隙限制以及通过极端操作压力实现的移动止挡。
在根据本发明的某些实例性实施例中,任选的辅助居中凸丘822与居中止挡心轴或突出部824a中通常为圆形的实质上圆柱形外壳表面一起以一种有利的方式形成另一种间隙通常略微受限制的径向居中构造。例如在进行组装程序时,所述间隙通常略微受限制的径向居中构造可有助于(或负责)防止阀在阀座803中倾斜,然而,在运作期间,会同时对阀的打开特性施加可能低的作用或影响。
有弹力的连接隔膜或弹簧隔膜823可有利地类似于滚动波纹管。此可有利于将密封环824正确地定位或固定在两种操作状态或位置中:由于密封环824是可弯曲或柔性的事实,对密封环824的轴向预应力或偏置以及轴向操作预应力或偏置可抵靠密封环区826而积累。由此,弹簧隔膜823可在径向上形成不透流体的区一直到达密封环824。最终,弹簧隔膜823也可在预应力或偏置下将支撑或固持环保持至固持突耳或者支撑舌或销818上,且弹簧隔膜823在安装期间及在操作位置期间在打开流动方向上径向地与支撑或固持环对准。
如图3a至3d中所见,由于在工厂制造时阀体802已被插入帽801中,因而一旦阀体802被啮合在扣合件801中,帽801便使阀体802处于弹性预应力位置。
以这种方式实现的预应力优选地仅仅是压力或尺寸力,由此阀在被使用时应如预期的那样打开。
所属领域的技术人员已从图3c认识到图3e至3h所详细显示的内容,即,当图3c所示阀体802被啮合在图3b所示帽801中时,弹簧隔膜823可充当或用作弹簧或重置元件。在阀体802被啮合在帽801中的情况下,通过弹簧隔膜823受到预应力的阀体802对其自身进行固持或支撑,其中,在一侧上支撑环位于支撑舌或销818后面而在另一侧上居中圆锥体820处于圆柱体接纳部815中。在此种状态下,弹簧隔膜823会弹性地受到预应力,这是因为阀体802由于阀体802及帽801在已装配状态中的尺寸而通过形式闭合被迫处于弹性受预应力状态。
当帽801与被啮合在其中的阀体802一起被插入图3d所示阀座803中以使得扣合舌或销806设置在阀座壁中或帽接纳阀座圆柱体壁817中时,在此种情况下,阀座803的密封表面或密封环区826与阀体802的密封环824之间会存在宽度为b的狭槽。因此,在支撑舌或销818与阀座止挡环形支撑件813之间会存在宽度为a的另一狭槽。当存在两个狭槽(即,可打开或检测到两个狭槽)时,则会存在或实现适用于根据本发明的实例性实施例进行气体消毒的第一位置。狭槽b可小于或窄于狭槽a。
通过路径挤压/移位或移动及/或对帽801施加比预应力大的力(此是通过将致动器951(直接地或通过致动器传感器垫950)挤压至膜800上而实现),当密封环824被紧紧地挤压或密封地挤压至密封表面826上时,狭槽b可闭合。由此,假设或预期盒900被安装成固定的,且具有阀体802的帽801可相对于阀座803移动/调整。如果狭槽b被闭合,则会存在或实现本实例性实施例的第二位置。
被插入有阀体802的帽801因帽801的贯通开口805而能使流体通过,使得来自侧面及/或顶部的流体可穿透帽。
在根据图3a至3d的实例性实施例中,为将阀打开及闭合而需要的路径挤压/移位或移动在闭合位置与打开位置之间非常小,例如,仅0.8mm。这与预应力或偏置相结合会使弹簧隔膜823的弹簧特性线能够非常平整。因此,将密封环824紧紧地挤压至密封表面826上所需的密封力已通过非常小的路径挤压而实现,且会随着路径挤压增加而略微有所改变。一旦密封环824因路径挤压而推挤密封表面826,便会根据跳跃函数或阶梯函数或不连续函数而突然或逐步地得到密封力。
图3e至3h以已合并或已组装状态且以不同阀位置显示图3a至3d所示实施例。图3e显示阀在机器门被关闭之前处于第一初始位置,图3f显示在关闭机器门并具有最大体积流量的治疗流体时阀处于第二被启用位置,图3g显示在使治疗流体受到最大密封压力时阀处于第二被启用位置,且图3h显示在打开机器门、随后从治疗器件拆卸盒900时阀处于第二被启用位置。
在图3e至3h中,大箭头指示体积流量;小箭头指示可在有关元件或构件之间形成的狭槽。
在图3a至3h所示实例中,对阀体802的预应力或偏置是由如下事实产生:阀体802由其支撑或固持环支撑至帽801的支撑舌或销818上。此外,其居中圆锥体820闭合地安放在圆锥体接纳部815处。然而,在图3h所示位置中,阀体802不再被支撑至支撑舌或销802上。由于阀体802包括密封环824,因而阀体802出现张力,阀体802将自身支撑至阀座803的密封环区826上。
Claims (22)
1.一种用于医学功能器件(900)的阀构造(1),其中,所述阀构造(1)包括阀体(802;60;70b),所述阀体(802;60;70b)连接至其被单独制造或形成的扣合帽(801;61;70),其中,所述阀体(802;60;70b)包括至少一个弹簧元件(823),所述至少一个弹簧元件(823)在所述扣合帽(801)中实现对所述阀体(802)或其至少一个区段的预应力或偏置,其中,所述扣合帽(71;70;801)具有拱架的形状,所述拱架具有数个贯通开口(805),所述贯通开口(805)在径向上向外部开口且在轴向上向顶部开口,其中,所述贯通开口(805)中布置有扣合舌或销(806),所述扣合舌或销(806)还在其被径向向内弯曲时仅局部地闭合所述贯通开口(805)。
2.如权利要求1所述的阀构造(1),其中,所述弹簧元件实例性地被实施为弹簧隔膜(823)。
3.如权利要求1或2所述的阀构造(1),其中,所述弹簧元件(823)是所述阀体(802)的区段。
4.如权利要求1或2所述的阀构造(1),其中,所述阀构造(1)被实施成通过血液治疗设备(1000)的致动器(951)而被闭合。
5.如权利要求1或2所述的阀构造(1),被实施成用作止回阀。
6.如权利要求1或2所述的阀构造(1),其中,所述阀体(802;60;70b)具有若干个球形物,在将所述阀体(802;60;70b)与所述扣合帽(801;61;70)连接之后,所述球形物从所述扣合帽(801;61;70)的贯通开口(805)中径向向外突出。
7.如权利要求1或2所述的阀构造(1),其中,所述阀体(802;60;70b)及所述扣合帽(801;61;70)两者均包括排放结构。
8.如权利要求1或2所述的阀构造(1),其中,所述阀体(60;70b;802)在所述扣合帽(801;61;70)中被定位成在径向上处于第一预应力或偏置下且在轴向上处于第二预应力或偏置下,其中,所述第二预应力或偏置大于所述第一预应力或偏置。
9.如权利要求1或2所述的阀构造(1),其中,所述阀体(60)具有容器的形状且配备有阀盘(60a),所述阀盘(60a)包括张力杆(62),所述张力杆(62)居中且刚性地被紧固至所述阀盘(60a),其中,所述张力杆(62)被设计成用于通过将所述张力杆(62)啮合在所述扣合帽(61)的扣合开口中而将所述阀体(60)与所述扣合帽(61)连接。
10.如权利要求1或2所述的阀构造(1),其中,所述扣合帽(61;70;801)包括径向延伸的舌或销(63;806)或轴向延伸且径向可变形的舌或销(63)。
11.如权利要求9所述的阀构造(1),其中,所述张力杆(62)及所述阀盘(60a)具有充足刚性,以使所述张力杆(62)在所述阀构造(1)的至少一个位置中在所述扣合帽(61)中的所有空间方向上与其他区段维持非接触距离。
12.如权利要求1或2所述的阀构造(1),其中,所述贯通开口(805)的数目及所述扣合舌或销(806)的数目分别是奇数。
13.如权利要求1-2、11中任一项所述的阀构造(1),其中,所述扣合帽(61;70;801)包括位于所述扣合舌或销(63;806)的高度处的闭合或周边边缘,从而构建注射成型的主要分离平面。
14.如权利要求9所述的阀构造(1),其中,所述阀体(60)具有杯子的形状。
15.一种医学功能器件(900),具有阀座(803)及根据前述权利要求中任一项所述的阀构造(1),所述阀构造(1)被接纳在所述阀座(803)中。
16.如权利要求15所述的功能器件(900),被设计为血液盒、血液管或输液管。
17.如权利要求15或16所述的功能器件(900),被实施为血液盒(900),所述血液盒(900)包括硬本体(830)及膜(800),所述膜(800)覆盖所述硬本体(830)或其部分,其中,所述阀座(803)设置在所述硬本体(803)中,且其中,所述阀构造(1)被布置成通过对所述膜(800)的压力及/或通过使血液治疗设备(1000)的致动器(951)朝所述膜(800)移动或移位而被致动或操作。
18.如权利要求17所述的功能器件(900),其中,所述阀构造(1)的膜侧前端表面(61b)不突出超过所述血液盒(900)的膜平面。
19.如权利要求15-16、18中任一项所述的功能器件(900),其中,在所述盒(900)的所述阀座(803)的圆柱形区段内,实施扣合位置或阶部(828)或者阶状或堆叠式直径限制部。
20.如权利要求15-16、18中任一项所述的功能器件(900),其中,所述阀体(802)及/或所述扣合帽(801)在至少一个位置中进行密封所抵靠的所述阀座(803)在密封区域中是以圆锥形、圆柱形或平整形且以闭合或周边方式被实施或设计。
21.如权利要求15-16、18中任一项所述的功能器件(900),其中,在所述阀座(803)中所述阀体(802)的闭合或周边区段所在的区域中,实施扣合位置或阶部(828)或者阶状或堆叠式直径限制部。
22.如权利要求21所述的功能器件(900),其中,所述闭合或周边区段是支撑环。
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---|---|---|---|---|
DE102014103507A1 (de) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh | Medizinische Funktionsvorrichtung mit einem Ventilsitz für ein remanentes Rückschlagventil |
CN109328087B (zh) * | 2016-06-29 | 2022-09-20 | 株式会社Jms | 连接器用帽以及带帽连接器 |
DE102017101730A1 (de) * | 2017-01-30 | 2018-08-02 | Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh | Neue Berührschutzvorrichtung für medizinische fluidführende Kassette und Kassette |
US10556072B2 (en) * | 2017-01-31 | 2020-02-11 | Dunan Microstaq, Inc. | Metering device for a metered dose inhaler |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3985141A (en) * | 1975-03-10 | 1976-10-12 | The University Of Utah | Inflation and pressure relief valve |
US4946448A (en) * | 1989-10-23 | 1990-08-07 | Kendall Mcgaw Laboratories, Inc. | Check valve for use with intravenous pump |
US5992462A (en) * | 1998-10-28 | 1999-11-30 | Vernay Laboratories, Inc. | Disc type check valve |
CN102458505A (zh) * | 2009-04-23 | 2012-05-16 | 费森尼斯医疗德国公司 | 阀装置、阀嵌座、外部功能性装置、处理设备及方法 |
CN102497895A (zh) * | 2009-07-15 | 2012-06-13 | 弗雷塞尼斯医疗保健控股公司 | 医疗流体盒及相关系统和方法 |
WO2012049262A3 (de) * | 2010-10-13 | 2012-12-20 | Fresenius Kabi Deutschland Gmbh | Pumpenmodul, pumpenbasismodul und pumpensystem |
WO2013116670A1 (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-08 | Hospi Corporation | Valved enteral administration assembly |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE66622T1 (de) * | 1986-04-11 | 1991-09-15 | Braun Melsungen Ag | Injektions-absperrventil. |
US5228646A (en) | 1992-07-06 | 1993-07-20 | Kenneth Raines | Latching trumpet valve for medical infusions |
DE10053441B4 (de) | 2000-10-27 | 2004-04-15 | Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh | Disposablekassette mit Dichtungsmembran sowie Ventilaktor hierfür |
DE10224750A1 (de) * | 2002-06-04 | 2003-12-24 | Fresenius Medical Care De Gmbh | Vorrichtung zur Behandlung einer medizinischen Flüssigkeit |
JP4121485B2 (ja) * | 2004-07-21 | 2008-07-23 | 株式會▲社▼▲于▼榮メディカル | 薬液断続弁および薬液注入装置 |
US7469718B2 (en) * | 2004-07-27 | 2008-12-30 | Parker-Hannifin Corporation | Quick disconnect cryogenic coupler |
US7798991B2 (en) | 2006-11-14 | 2010-09-21 | Genico, Inc. | Trocar and cannula assembly having variable opening sealing gland and related methods |
US8048022B2 (en) * | 2009-01-30 | 2011-11-01 | Hospira, Inc. | Cassette for differential pressure based medication delivery flow sensor assembly for medication delivery monitoring and method of making the same |
DE102009024469A1 (de) * | 2009-06-10 | 2011-01-05 | Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh | Ventilvorrichtung, Ventileinsatz, externe Funktionseinrichtung, Behandlungsvorrichtung sowie Verfahren |
KR101753134B1 (ko) | 2009-04-23 | 2017-07-03 | 프레제니우스 메디칼 케어 도이칠란드 게엠베하 | 외부 기능 장치, 이 외부 기능 장치를 수용하기 위한 혈액 처리 장치 및 방법 |
GB201001699D0 (en) | 2010-02-02 | 2010-03-17 | Imp Innovations Ltd | Manometer and three-way valve |
US8637725B2 (en) * | 2010-08-16 | 2014-01-28 | Fasttrack Medical Solutions Llc | Kit for low profile thoracic wound seal with laterally-directed discharge |
JP5404569B2 (ja) | 2010-09-22 | 2014-02-05 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡の吸引ボタン |
CN103747823A (zh) * | 2011-06-22 | 2014-04-23 | 赛诺菲-安万特德国有限公司 | 阀机构 |
JP5337327B1 (ja) | 2011-10-26 | 2013-11-06 | 東レ・メディカル株式会社 | 分岐ポート |
US9327886B2 (en) * | 2013-03-13 | 2016-05-03 | Bayer Healthcare Llc | Vial container with collar cap |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3985141A (en) * | 1975-03-10 | 1976-10-12 | The University Of Utah | Inflation and pressure relief valve |
US4946448A (en) * | 1989-10-23 | 1990-08-07 | Kendall Mcgaw Laboratories, Inc. | Check valve for use with intravenous pump |
US5992462A (en) * | 1998-10-28 | 1999-11-30 | Vernay Laboratories, Inc. | Disc type check valve |
CN102458505A (zh) * | 2009-04-23 | 2012-05-16 | 费森尼斯医疗德国公司 | 阀装置、阀嵌座、外部功能性装置、处理设备及方法 |
CN102497895A (zh) * | 2009-07-15 | 2012-06-13 | 弗雷塞尼斯医疗保健控股公司 | 医疗流体盒及相关系统和方法 |
WO2012049262A3 (de) * | 2010-10-13 | 2012-12-20 | Fresenius Kabi Deutschland Gmbh | Pumpenmodul, pumpenbasismodul und pumpensystem |
WO2013116670A1 (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-08 | Hospi Corporation | Valved enteral administration assembly |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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