DE102019120852A1 - Centrifugal pump and process for temperature control - Google Patents
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Abstract
Kreiselpumpe (1) zum Pumpen eines Temperiermediums, insbesondere zum Pumpen eines Temperiermediums zur extrakorporalen Temperierung von Patienten, mit einer Kammer (3), einem Rotor (5), welcher in der Kammer (3) angeordnet ist, wobei die Kammer (3) aufweist: einen Einlass (7), einen Auslass (9) und eine Mittelanzapfung (11), wobei der Einlass (7), die Mittelanzapfung (11) und der Auslass (9) in dieser Reihenfolge von radial innen nach radial außen bezüglich einer Drehachse (15) des Rotors (5) in der Kammer (3) angeordnet sind.Centrifugal pump (1) for pumping a temperature control medium, in particular for pumping a temperature control medium for extracorporeal temperature control of patients, with a chamber (3), a rotor (5) which is arranged in the chamber (3), the chamber (3) having : an inlet (7), an outlet (9) and a central tap (11), the inlet (7), the central tap (11) and the outlet (9) in this order from radially inside to radially outside with respect to an axis of rotation ( 15) of the rotor (5) are arranged in the chamber (3).
Description
Gebiet der ErfindungField of invention
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe zum Pumpen eines Fluids, insbesondere zum Pumpen eines flüssigen Temperiermediums zur extrakorporalen Temperierung von Patienten und ein Verfahren zur Temperierung.The invention relates to a centrifugal pump for pumping a fluid, in particular for pumping a liquid temperature control medium for the extracorporeal temperature control of patients and a method for temperature control.
Stand der TechnikState of the art
Zur extrakorporalen Temperierung von Patienten sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, welche Kreiselpumpen zum Pumpen eines Temperiermediums verwenden oder umfassen. Bei den Kreiselpumpen werden in vielen Fällen zur Erzeugung eines Überdrucks an einem Anschluss der Kreiselpumpe und eines Unterdrucks an einem anderen Anschluss der Kreiselpumpe zwei separate Kreiselpumpen-Kammern entlang einer Pumpenwelle verwendet, oder zwei separate Kreiselpumpen. In vielen Fällen wird eine Flüssigkeit auf Wasserbasis als Temperiermedium zum Transport von Wärme oder Kälte verwendet.For extracorporeal temperature control of patients, methods and devices are known which use or include centrifugal pumps for pumping a temperature control medium. In the case of centrifugal pumps, two separate centrifugal pump chambers along a pump shaft or two separate centrifugal pumps are used in many cases to generate an overpressure at one connection of the centrifugal pump and a negative pressure at another connection of the centrifugal pump. In many cases, a water-based liquid is used as a temperature control medium to transport heat or cold.
Allerdings erfordern bisher bekannte Lösungen aus dem Stand der Technik eine aufwendige Abdichtung der Kreiselpumpe, die Kammern der Kreiselpumpe müssen in einem Flüssigkeitsbad betrieben werden, weisen Restriktionen in Bezug auf das Bauvolumen auf oder in Bezug auf die dauerhafte Erfüllung von Hygieneanforderungen, oder sie sind nur aufwendig zu reinigen. Zwei separate Kreiselpumpen verursachen ebenfalls hohen Aufwand und benötigen doppelten Bauraum.However, previously known solutions from the prior art require complex sealing of the centrifugal pump, the chambers of the centrifugal pump must be operated in a liquid bath, have restrictions with regard to the structural volume or with regard to the permanent fulfillment of hygiene requirements, or they are just complex to clean. Two separate centrifugal pumps also cause a lot of effort and require twice the installation space.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kreiselpumpe zum Pumpen eines Fluids, insbesondere zum Pumpen eines flüssigen Temperiermediums zur extrakorporalen Temperierung von Patienten, und ein verbessertes Verfahren zur Temperierung anzugeben. Insbesondere sollte der Aufbau vereinfacht oder die Hygiene verbessert werden, oder der Aufbau sollte einfacher zu reinigen sein oder anderweitig die Einhaltung von Hygienestandards erleichtern.The invention is based on the object of specifying an improved centrifugal pump for pumping a fluid, in particular for pumping a liquid temperature control medium for extracorporeal temperature control of patients, and an improved method for temperature control. In particular, the structure should be simplified or the hygiene improved, or the structure should be easier to clean or otherwise facilitate compliance with hygiene standards.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Kreiselpumpe zum Pumpen eines Fluids, insbesondere eines flüssigen Temperiermediums, insbesondere zum Pumpen eines flüssigen Temperiermediums zur extrakorporalen Temperierung von Patienten oder zur Beaufschlagung von technischen Temperieranwendungen angegeben, mit einer Kammer, einem Rotor, welcher in der Kammer angeordnet ist, wobei die Kammer aufweist: einen Einlass, einen Auslass und eine Mittelanzapfung, wobei der Einlass, die Mittelanzapfung und der Auslass in dieser Reihenfolge von radial innen nach radial außen bezüglich einer Drehachse des Rotors in der Kammer angeordnet sind. Typische Temperiermedien oder Fluide, welche im Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen verwendet werden, sind flüssig.According to one aspect of the invention, a centrifugal pump for pumping a fluid, in particular a liquid temperature control medium, in particular for pumping a liquid temperature control medium for extracorporeal temperature control of patients or for applying technical temperature control applications, with a chamber, a rotor, which is arranged in the chamber wherein the chamber comprises: an inlet, an outlet and a central tap, the inlet, the central tap and the outlet being arranged in this order from radially inward to radially outward with respect to an axis of rotation of the rotor in the chamber. Typical temperature control media or fluids which are used in connection with exemplary embodiments are liquid.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Temperierkreislauf angegeben, welcher eine Kreiselpumpe nach einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen als Druck-/Saug-Pumpe aufweist. Der Temperierkreislauf kann beispielsweise abgesehen von einem zur Umgebung offenen Ausgleichsbehälter hydraulisch geschlossen aufgebaut oder hydraulisch offen aufgebaut sein..According to a further aspect of the invention, a temperature control circuit is specified which has a centrifugal pump according to one of the embodiments described herein as a pressure / suction pump. The temperature control circuit can, for example, apart from an expansion tank that is open to the environment, be constructed hydraulically closed or hydraulically open.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Temperierung, insbesondere zur extrakorporalen Temperierung von Patienten oder zur Beaufschlagung von technischen Temperieranwendungen, insbesondere zur Kardioplegie oder Hypothermie unter Verwendung einer Kreiselpumpe, insbesondere entsprechend einer Kreiselpumpe nach einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen angegeben, mit Anschließen eines Kreislaufs eines Temperiermediums an einen Einlass einer Kammer der Kreiselpumpe und an einen Auslass der Kammer, Anschließen eines Ausgleichsgefäßes an eine Mittelanzapfung der Kammer, wobei der Einlass, die Mittelanzapfung und der Auslass in dieser Reihenfolge von radial innen nach radial außen bezüglich einer Drehachse der Kreiselpumpe in der Kammer angeordnet sind, und nach dem Anschließen, Verwenden der Kreiselpumpe zum Pumpen des Temperiermediums.According to a further aspect of the invention, a method for temperature control, in particular for extracorporeal temperature control of patients or for applying technical temperature control applications, in particular for cardioplegia or hypothermia, using a centrifugal pump, in particular corresponding to a centrifugal pump according to one of the embodiments described herein, with connection of a Circulation of a temperature control medium to an inlet of a chamber of the centrifugal pump and to an outlet of the chamber, connection of an expansion tank to a central tap of the chamber, the inlet, the central tap and the outlet in this order from radially inside to radially outside with respect to an axis of rotation of the centrifugal pump in the chamber, and after connecting, using the centrifugal pump to pump the temperature control medium.
Typische Kreiselpumpen sind an einen Temperierkreislauf angeschlossen, in welchem ein flüssiges Temperiermedium aufnehmbar ist. Mit dem Temperierkreislauf wird bei typischen Ausführungsformen eine Körperflüssigkeit eines Patienten oder eines Tieres extrakorporal temperiert. Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Temperiermedium mindestens 90 Gew.-% oder mindestens 95 Gew.-% Wasser, insbesondere Wasser für Injektionszwecke (WFI). In einer typischen Ausführungsform ist das Temperiermedium ein physiologisches oder isotonisches Medium. Typischerweise ist das Temperiermedium steril oder weitgehend keimfrei und weist beispielsweise weniger als 1000 oder maximal 100 koloniebildende, aerobe Keime pro Liter auf. Physiologische oder isotonische Medien sind beispielsweise eine 0,9%ige Lösung mit Kochsalz (Natriumchlorid, NaCl) oder eine Ringer-Lösung.Typical centrifugal pumps are connected to a temperature control circuit in which a liquid temperature control medium can be received. With the temperature control circuit, a body fluid of a patient or an animal is temperature-controlled extracorporeally in typical embodiments. In typical embodiments, the temperature control medium comprises at least 90% by weight or at least 95% by weight of water, in particular water for injection purposes (WFI). In a typical embodiment, the temperature control medium is a physiological or isotonic medium. Typically, the temperature control medium is sterile or largely germ-free and has, for example, fewer than 1000 or a maximum of 100 colony-forming, aerobic germs per liter. Physiological or isotonic media are, for example, a 0.9% solution with table salt (sodium chloride, NaCl) or a Ringer's solution.
Bei typischen Ausführungsformen ist die Kreiselpumpe als Druck-/Saug-Pumpe ausgeführt. Typischerweise ist die Kreiselpumpe eingerichtet zum Bereitstellen eines Unterdrucks an dem Einlass, wobei der Unterdruck kleiner ist als ein Referenzdruck an der Mittelanzapfung, und eines Überdrucks an dem Auslass, wobei der Überdruck größer ist als der Referenzdruck an der Mittelanzapfung. Insbesondere kann die Mittelanzapfung mit einem Ausgleichsgefäß verbunden sein, in welchem Umgebungsdruck oder Atmosphärendruck herrscht. Beispielsweise kann die Kreiselpumpe so eingerichtet sein, dass an der Mittelanzapfung Umgebungsdruck oder Atmosphärendruck herrscht. Typischerweise ist die Kreiselpumpe so eingerichtet, dass während des Pumpens Temperiermedium an dem Einlass in die Kammer hinein fließt und Temperiermedium an dem Auslass aus der Kammer heraus fließt.In typical embodiments, the centrifugal pump is designed as a pressure / suction pump. The centrifugal pump is typically set up to provide a negative pressure at the inlet, the negative pressure being less than a reference pressure an the center tap, and an overpressure at the outlet, the overpressure being greater than the reference pressure at the center tap. In particular, the center tap can be connected to a compensation vessel in which ambient pressure or atmospheric pressure prevails. For example, the centrifugal pump can be set up in such a way that ambient pressure or atmospheric pressure prevails at the center tap. Typically, the centrifugal pump is set up such that temperature control medium flows into the chamber at the inlet and temperature control medium flows out of the chamber at the outlet during pumping.
Typischerweise sind in der vorliegenden Anmeldung die Begriffe „axial“, „radial“ oder „tangential“ bezüglich der Drehachse des Rotors der Kreiselpumpe zu verstehen. Insbesondere kann unter „axial“ eine Richtung parallel zu oder entlang der Drehachse des Rotors verstanden werden, unter „tangential“ eine Richtung senkrecht zu einer radialen Richtung. Insbesondere entspricht die Drehachse des Rotors der Drehachse der Kreiselpumpe.In the present application, the terms “axial”, “radial” or “tangential” are typically to be understood in relation to the axis of rotation of the rotor of the centrifugal pump. In particular, “axial” can be understood to mean a direction parallel to or along the axis of rotation of the rotor, and “tangential” a direction perpendicular to a radial direction. In particular, the axis of rotation of the rotor corresponds to the axis of rotation of the centrifugal pump.
Bei typischen Ausführungsformen sind der Einlass, der Auslass oder die Mittelanzapfung als Öffnungen in der Kammer ausgeführt. Typischerweise ist der Einlass axial ausgerichtet, insbesondere entlang der Drehachse des Rotors. Typischerweise ist die Mittelanzapfung axial auf der gleichen Seite der Kammer angeordnet wie der Einlass. Bei typischen Ausführungsformen ist der Auslass zumindest im Wesentlichen tangential ausgerichtet. Typischerweise sind der Einlass, der Auslass oder die Mittelanzapfung mit einem lösbaren Anschluss ausgeführt, insbesondere zum Anschließen der Kreiselpumpe an ein Verbindungselement oder an ein weiteres Verbindungselement, beispielsweise an einen Schlauch oder ein Rohr. Insbesondere kann der lösbare Anschluss als Bajonettverbindung ausgeführt sein.In typical embodiments, the inlet, the outlet or the center tap are designed as openings in the chamber. The inlet is typically aligned axially, in particular along the axis of rotation of the rotor. Typically, the center tap is located axially on the same side of the chamber as the inlet. In typical embodiments, the outlet is oriented at least substantially tangentially. The inlet, the outlet or the central tap are typically designed with a detachable connection, in particular for connecting the centrifugal pump to a connecting element or to a further connecting element, for example a hose or a pipe. In particular, the detachable connection can be designed as a bayonet connection.
Bei typischen Ausführungsformen ist die Mittelanzapfung von der Drehachse des Rotors in einer Entfernung von mindestens 20%, insbesondere von mindestens 30% oder mindestens 40%, des radialen Abstandes zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet. Bei weiteren typischen Ausführungsformen ist die Mittelanzapfung radial im Bereich des Rotors angeordnet.In typical embodiments, the center tap is arranged at a distance of at least 20%, in particular at least 30% or at least 40%, of the radial distance between the inlet and the outlet from the axis of rotation of the rotor. In other typical embodiments, the center tap is arranged radially in the area of the rotor.
Typischerweise ist die Mittelanzapfung bezüglich der Drehachse des Rotors in einer anderen radialen Richtung angeordnet als der Auslass. Bei weiteren typischen Ausführungsformen sind die Mittelanzapfung und der Auslass, insbesondere die Mittelanzapfung, der Auslass und der Einlass, zumindest im Wesentlichen entlang einer einzigen radialen Richtung angeordnet.Typically, the center tap is arranged in a different radial direction with respect to the axis of rotation of the rotor than the outlet. In further typical embodiments, the central tap and the outlet, in particular the central tap, the outlet and the inlet, are arranged at least substantially along a single radial direction.
Bei typischen Ausführungsformen ist die Mittelanzapfung axial ausgerichtet. Bei weiteren typischen Ausführungsformen ist die Mittelanzapfung schräg zu einer axialen Richtung ausgerichtet, insbesondere in einer tangentialen Richtung und schräg zu einer axialen Richtung.In typical embodiments, the center tap is axially aligned. In further typical embodiments, the center tap is oriented obliquely to an axial direction, in particular in a tangential direction and obliquely to an axial direction.
Typischerweise weist die Mittelanzapfung einen Innendurchmesser von höchstens 30 % des Rotordurchmessers auf, insbesondere von höchstens 25 % oder 20 %. Unter dem „Rotordurchmesser“ ist insbesondere der Durchmesser des Rotors bezüglich der Drehachse des Rotors zu verstehen. Bei typischen Ausführungsformen weist die Mittelanzapfung einen Innendurchmesser von mindestens 1 mm, insbesondere von mindestens 3 mm oder 5 mm, oder von maximal 40 mm, insbesondere von maximal 30 mm oder 25 mm, auf.The center tap typically has an inner diameter of at most 30% of the rotor diameter, in particular of at most 25% or 20%. The “rotor diameter” is to be understood in particular as the diameter of the rotor with respect to the axis of rotation of the rotor. In typical embodiments, the center tap has an inside diameter of at least 1 mm, in particular of at least 3 mm or 5 mm, or of a maximum of 40 mm, in particular of a maximum of 30 mm or 25 mm.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst ein Temperierkreislauf oder die Kreiselpumpe ein Ausgleichsgefäß, welches in Fluidverbindung mit der Mittelanzapfung der Kreiselpumpe steht. Typischerweise herrscht in dem Ausgleichsgefäß ein Umgebungsdruck. Bei typischen Ausführungsformen ist das Ausgleichsgefäß zur Umgebung offen oder steht mit der Umgebung in Fluidverbindung. Bei weiteren typischen Ausführungsformen ist das Ausgleichsgefäß zur Umgebung hin geschlossen. Insbesondere kann das Ausgleichsgefäß eine flexible Wand aufweisen. Beispielsweise kann das Ausgleichsgefäß als zur Umgebung hin geschlossener, flexibler Beutel ausgeführt sein. Typischerweise ist eine flexible Wand eines Ausgleichsgefäßes, beispielweise eine flexible Wand eines Beutels, dazu eingerichtet, einen Druck innerhalb des Ausgleichsgefäßes und einen Umgebungsdruck außerhalb des Ausgleichsgefäßes auszugleichen.In typical embodiments, a temperature control circuit or the centrifugal pump comprises an equalizing tank, which is in fluid connection with the central tap of the centrifugal pump. There is typically an ambient pressure in the expansion tank. In typical embodiments, the compensation vessel is open to the environment or is in fluid connection with the environment. In other typical embodiments, the compensation vessel is closed to the environment. In particular, the compensation vessel can have a flexible wall. For example, the compensation vessel can be designed as a flexible bag that is closed to the environment. Typically, a flexible wall of an expansion tank, for example a flexible wall of a bag, is set up to equalize a pressure inside the expansion tank and an ambient pressure outside the expansion tank.
Bei typischen Ausführungsformen ist der Rotor ein- oder mehrflügelig ausgeführt. Typischerweise ist der Rotor als radiales Laufrad ausgeführt. Insbesondere ist der Rotor eingerichtet, während des Pumpens das Temperiermedium radial nach außen hin zu beschleunigen.In typical embodiments, the rotor is designed with one or more blades. The rotor is typically designed as a radial impeller. In particular, the rotor is designed to accelerate the temperature control medium radially outward during pumping.
Typischerweise ist der Rotor als Magnet-Rührstäbchen ausgeführt. Typischerweise weist der Rotor magnetische Eigenschaften auf, insbesondere ferromagnetische Eigenschaften oder permanentmagnetische Eigenschaften.Typically the rotor is designed as a magnetic stir bar. The rotor typically has magnetic properties, in particular ferromagnetic properties or permanent magnetic properties.
Typischerweise ist der Rotor magnetisch gelagert oder magnetisch angetrieben. Bei typischen Ausführungsformen umfasst die Kreiselpumpe einen Magnetantrieb zum Antreiben des Rotors, insbesondere eines Rotors, welcher als Magnet-Rührstäbchen ausgeführt ist oder magnetische Eigenschaften aufweist. Typischerweise besteht kein direkter physischer Kontakt zwischen dem Magnetantrieb und dem Rotor. Ein Antreiben eines magnetischen Rotors oder ein Antreiben eines Rotors mit zwischengeschalteter Magnetkupplung kann den Vorteil aufweisen, dass keine Welle in die Kammer geführt werden muss und insbesondere eine Wellenabdichtung zwingend erforderlich ist.The rotor is typically magnetically supported or magnetically driven. In typical embodiments, the centrifugal pump includes a magnetic drive for driving the rotor, in particular a rotor, which is designed as a magnetic stir bar or has magnetic properties. Typically there is no direct physical contact between the magnetic drive and the Rotor. Driving a magnetic rotor or driving a rotor with an interposed magnetic coupling can have the advantage that no shaft has to be guided into the chamber and, in particular, a shaft seal is absolutely necessary.
Bei weiteren typischen Ausführungsformen ist der Rotor über eine Welle eines Antriebs angetrieben. Typischerweise umfasst die Kammer eine Wellenöffnung, durch welche die Welle zum Antreiben des Rotors geführt ist. Typischerweise ist die Wellenöffnung an der dem Einlass axial gegenüberliegenden Seite der Kammer angeordnet. Typischerweise ist die Welle gegen die Wellenöffnung abgedichtet, insbesondere durch einen Radialwellendichtring. Typischerweise ist die Welle einseitig gelagert, insbesondere an oder außerhalb der dem Einlass axial gegenüberliegenden Seite der Kammer.In further typical embodiments, the rotor is driven via a shaft of a drive. Typically, the chamber includes a shaft opening through which the shaft for driving the rotor is guided. The shaft opening is typically arranged on the side of the chamber axially opposite the inlet. The shaft is typically sealed off from the shaft opening, in particular by a radial shaft sealing ring. The shaft is typically supported on one side, in particular on or outside the side of the chamber axially opposite the inlet.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst die Kammer mindestens zwei Kammerteile. Typischerweise sind die Kammerteile lösbar miteinander verbunden, beispielsweise durch eine Bajonettverbindung. Typischerweise sind die Kammerteile gegeneinander abgedichtet, insbesondere mittels einer Gehäused ichtung.In typical embodiments, the chamber comprises at least two chamber parts. The chamber parts are typically releasably connected to one another, for example by a bayonet connection. Typically, the chamber parts are sealed against one another, in particular by means of a housing seal.
Bei typischen Ausführungsformen ist zumindest ein Kammerteil der Kammer oder der Rotor als Wegwerfartikel zur einmaligen Verwendung ausgebildet. Dadurch kann eine zuverlässige Einhaltung von Hygienestandards erreicht werden. Insbesondere ist das zur einmaligen Verwendung vorgesehene Kammerteil oder der zur einmaligen Verwendung vorgesehene Rotor nicht autoklavierbar. Typischerweise ist das Kammerteil oder der Rotor steril oder weitgehend keimfrei hergestellt. Bei weiteren Ausführungsformen ist das Kammerteil oder der Rotor zur mehrfachen Nutzung ausgebildet, insbesondere autoklavierbar aufgebaut. Auf diese Weise lässt sich das Kammerteil oder der Rotor mehrmals verwenden, wodurch Abfall eingespart werden kann.In typical embodiments, at least one chamber part of the chamber or the rotor is designed as a disposable article for single use. In this way, reliable compliance with hygiene standards can be achieved. In particular, the chamber part intended for single use or the rotor intended for single use is not autoclavable. The chamber part or the rotor is typically made sterile or largely sterile. In further embodiments, the chamber part or the rotor is designed for multiple use, in particular constructed to be autoclavable. In this way, the chamber part or the rotor can be used several times, which saves waste.
Typischerweise ist die Kammer zumindest im Wesentlichen aus Metall hergestellt, insbesondere aus Edelstahl. Bei weiteren typischen Ausführungsformen ist die Kammer zumindest im Wesentlichen aus Kunststoff hergestellt.The chamber is typically made at least essentially from metal, in particular from stainless steel. In further typical embodiments, the chamber is made at least essentially from plastic.
Bei typischen Ausführungsformen ist der Rotor aus Metall oder aus Kunststoff, beispielsweise aus PTFE, hergestellt, insbesondere aus Metall und Kunststoff. In typical embodiments, the rotor is made from metal or from plastic, for example from PTFE, in particular from metal and plastic.
Beispielsweise kann ein Rotor, insbesondere ein Magnetrührstäbchen, aus magnetischem Metall und Kunststoff, insbesondere PTFE, hergestellt sein.For example, a rotor, in particular a magnetic stir bar, can be made of magnetic metal and plastic, in particular PTFE.
Typischerweise ist die Kreiselpumpe einstufig ausgeführt. Insbesondere ist die Kreiselpumpe als einstufige Druck-/Saug-Pumpe ausgeführt. Typischerweise weist die Kreiselpumpe eine einzelne Kammer oder einen einzelnen Rotor auf.The centrifugal pump is typically designed in one stage. In particular, the centrifugal pump is designed as a single-stage pressure / suction pump. Typically the centrifugal pump has a single chamber or a single rotor.
Bei typischen Ausführungsformen weist die Kreiselpumpe eine Förderleistung von mindestens 0,05 l/min, insbesondere von mindestens 0,1 l/min oder 1 l/min, beispielsweise von mindestens 3 l/min oder 5 l/min, oder von maximal 100 l/min, insbesondere von maximal 70 l/min oder 50 l/min, beispielsweise von maximal 20 l/min oder 15 l/min oder 3 l/min auf. Typische Förderleistungen entsprechen den bei einer Patiententemperierung notwendigen Förderleistungen von 3 bis 15 l/min. Typische Förderleistungen entsprechen den bei einer Kardioplegie Anwendung notwendigen Förderleistungen von 0,1 bis 3 l/min.In typical embodiments, the centrifugal pump has a delivery rate of at least 0.05 l / min, in particular at least 0.1 l / min or 1 l / min, for example at least 3 l / min or 5 l / min, or a maximum of 100 l / min, in particular from a maximum of 70 l / min or 50 l / min, for example from a maximum of 20 l / min or 15 l / min or 3 l / min. Typical delivery rates correspond to the delivery rates of 3 to 15 l / min required for patient temperature control. Typical delivery rates correspond to the delivery rates of 0.1 to 3 l / min required for cardioplegia application.
Bei typischen Ausführungsformen eines Temperierkreislaufs ist die Kreiselpumpe an dem Einlass und an dem Auslass in den Temperierkreislauf eingebunden. Typischerweise ist die Kreiselpumpe an dem Einlass oder an dem Auslass mit weiteren Verbindungselementen des Temperierkreislaufs, beispielsweise einem Schlauch oder einem Rohr, verbunden. Typischerweise strömt während des Pumpens durch die Kreiselpumpe Temperiermedium des Temperierkreislaufs an dem Einlass in die Kammer der Kreiselpumpe hinein. Typischerweise strömt Temperiermedium an dem Auslass aus der Kammer heraus. Das Temperiermedium kann in dem Temperierkreislauf beispielsweise durch einen Wärmetauscher geführt werden. Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Temperierkreislauf mindestens einen Wärmetauscher, insbesondere mindestens zwei Wärmetauscher. Typischerweise ist die Kreiselpumpe des Temperierkreislaufs einstufig ausgeführt. Typischerweise ist die Kreiselpumpe des Temperierkreislaufs von Luft umgeben. Insbesondere ist die Kreiselpumpe nicht in einem Flüssigkeitsbad angeordnet.In typical embodiments of a temperature control circuit, the centrifugal pump is integrated into the temperature control circuit at the inlet and at the outlet. The centrifugal pump is typically connected at the inlet or at the outlet to further connecting elements of the temperature control circuit, for example a hose or a pipe. During pumping through the centrifugal pump, temperature control medium of the temperature control circuit typically flows into the chamber of the centrifugal pump at the inlet. Typically, temperature control medium flows out of the chamber at the outlet. The temperature control medium can, for example, be passed through a heat exchanger in the temperature control circuit. In typical embodiments, the temperature control circuit comprises at least one heat exchanger, in particular at least two heat exchangers. The centrifugal pump of the temperature control circuit is typically designed in one stage. The centrifugal pump of the temperature control circuit is typically surrounded by air. In particular, the centrifugal pump is not arranged in a liquid bath.
Bei typischen Ausführungsformen des Verfahrens umfasst das Verwenden der Kreiselpumpe ein Bereitstellen eines Unterdrucks an dem Einlass und ein Bereitstellen eines Überdrucks an dem Auslass, wobei der Unterdruck an dem Einlass kleiner ist als ein Referenzdruck an der Mittelanzapfung, und wobei der Überdruck an dem Auslass größer ist als der Referenzdruck an der Mittelanzapfung. Typischerweise entspricht der Referenzdruck zumindest im Wesentlichen einem Umgebungsdruck.In typical embodiments of the method, using the centrifugal pump comprises providing a negative pressure at the inlet and providing an overpressure at the outlet, the negative pressure at the inlet being smaller than a reference pressure at the center tap, and the positive pressure being greater at the outlet as the reference pressure at the center tap. The reference pressure typically corresponds at least substantially to an ambient pressure.
Typischerweise umfasst das Verwenden der Kreiselpumpe ein Ansaugen des Temperiermediums an dem Einlass der Kreiselpumpe. Typischerweise umfasst das Verwenden ein Ausstoßen des Temperiermediums an dem Auslass.The use of the centrifugal pump typically includes drawing in the temperature control medium at the inlet of the centrifugal pump. The use typically includes ejecting the temperature control medium at the outlet.
Bei typischen Ausführungsformen erfolgt während des Verwendens der Kreiselpumpe zum Pumpen ein Antreiben der Kreiselpumpe, insbesondere eines Rotors der Kreiselpumpe, mittels eines Magnetantriebs.In typical embodiments, while the centrifugal pump is being used for pumping, the centrifugal pump, in particular a rotor of the centrifugal pump, is driven by means of a magnetic drive.
Typischerweise erfolgt nach dem Verwenden der Kreiselpumpe ein Trennen der Kreiselpumpe von dem Temperierkreislauf oder von dem Ausgleichsgefäß. Typischerweise endet mit dem Trennen der Kreiselpumpe von dem Temperierkreislauf oder von dem Ausgleichsgefäß eine Verwendung der Kreiselpumpe, eine Verwendung eines Kammerteils der Kammer oder eine Verwendung des Rotors.Typically, after the centrifugal pump has been used, the centrifugal pump is separated from the temperature control circuit or from the compensation tank. Typically, when the centrifugal pump is disconnected from the temperature control circuit or from the expansion tank, use of the centrifugal pump, use of a chamber part of the chamber or use of the rotor ends.
Typischerweise wird zumindest ein Kammerteil der Kammer oder ein Rotor der Kreiselpumpe nach einer bestimmten Anzahl von Verwendungen entsorgt. Bei typischen Ausführungsformen wird zumindest ein Kammerteil oder der Rotor nach einmaliger Verwendung entsorgt. Das Entsorgen nach einmaliger Verwendung kann beispielsweise die Bildung von Keimen in einem Temperierkreislauf zumindest reduzieren.Typically, at least a chamber part of the chamber or a rotor of the centrifugal pump is disposed of after a certain number of uses. In typical embodiments, at least one chamber part or the rotor is disposed of after a single use. Disposal after a single use can, for example, at least reduce the formation of germs in a temperature control circuit.
Bei weiteren typischen Ausführungsformen wird ein Kammerteil der Kammer oder ein Rotor der Kreiselpumpe nach mehrfacher Verwendung entsorgt, insbesondere nach mindestens 2-facher, insbesondere mindestens 3-facher oder 5-facher, oder nach maximal 10-facher, insbesondere nach maximal 20-facher oder maximal 30-facher, Verwendung entsorgt. Durch mehrfache Verwendung kann beispielsweise Abfall eingespart werden.In further typical embodiments, a chamber part of the chamber or a rotor of the centrifugal pump is disposed of after repeated use, in particular after at least 2 times, in particular at least 3 or 5 times, or after a maximum of 10 times, in particular after a maximum of 20 or maximum 30 times, use discarded. Repeated use can, for example, save waste.
Typischerweise erfolgt nach einer Verwendung der Kreiselpumpe ein Reinigen oder Sterilisieren der Kreiselpumpe. Insbesondere kann bei einer Kammer mit mindestens zwei Kammerteilen ein Trennen der mindestens zwei Kammerteile erfolgen. Typischerweise werden die mindestens zwei Kammerteile, insbesondere die mindestens zwei Kammerteile und der Rotor, getrennt voneinander gereinigt, insbesondere mechanisch gereinigt, sterilisiert oder getrocknet. Bei typischen Ausführungsformen wird mindestens eines der mindestens zwei Kammerteile oder der Rotor entsorgt. Ein Trennen der Kammerteile kann beispielsweise ein einfacheres oder gründlicheres Reinigen oder Trocknen der Kammerteile oder des Rotors ermöglichen, wodurch insbesondere die Hygiene der Kreiselpumpe verbessert wird. Typischerweise erfolgt nach dem Reinigen eine weitere Verwendung der Kreiselpumpe, insbesondere bei der Temperierung eines weiteren Patienten.Typically, after the centrifugal pump has been used, the centrifugal pump is cleaned or sterilized. In particular, in the case of a chamber with at least two chamber parts, the at least two chamber parts can be separated. The at least two chamber parts, in particular the at least two chamber parts and the rotor, are typically cleaned separately from one another, in particular mechanically cleaned, sterilized or dried. In typical embodiments, at least one of the at least two chamber parts or the rotor is disposed of. Separating the chamber parts can, for example, enable the chamber parts or the rotor to be cleaned or dried more easily or more thoroughly, which in particular improves the hygiene of the centrifugal pump. Typically, after cleaning, the centrifugal pump is used again, in particular when controlling the temperature of another patient.
Typischerweise ist das Ausgleichsgefäß während des Verwendens zumindest teilweise mit Temperiermedium befüllt. Typischerweise herrscht in dem Ausgleichsgefäß während des Verwendens Umgebungsdruck. Bei weiteren Ausführungsformen kann in dem Ausgleichsgefäß ein vom Umgebungsdruck abweichender Druck eingestellt werden, beispielsweise, um die Saug- oder die Druck-Leistungsfähigkeit der Kreiselpumpe zu beeinflussen.Typically, the compensation vessel is at least partially filled with temperature control medium during use. Typically, there is ambient pressure in the expansion tank during use. In further embodiments, a pressure which differs from the ambient pressure can be set in the compensation tank, for example in order to influence the suction or pressure performance of the centrifugal pump.
Typischerweise ist die Kreiselpumpe während des Verwendens oder während des Betriebs von Luft umgeben. Insbesondere ist während des Verwendens die Kammer der Kreiselpumpe außen von Luft umgeben. Typischerweise ist die Kreiselpumpe während des Verwendens nicht in einem Flüssigkeitsbad angeordnet. Die Kreiselpumpe gemäß Ausführungsformen bietet den Vorteil, dass im Vergleich zu zweistufigen Pumpen weniger kritische Dichtungen vorhanden sind, so dass ein Flüssigkeitsbad für den Betrieb nicht zwingend erforderlich sein muss.Typically, the centrifugal pump is surrounded by air during use or during operation. In particular, the chamber of the centrifugal pump is surrounded by air on the outside during use. Typically, the centrifugal pump is not placed in a liquid bath during use. The centrifugal pump according to embodiments offers the advantage that, compared to two-stage pumps, there are fewer critical seals, so that a liquid bath does not have to be absolutely necessary for operation.
Typische Vorteile von Ausführungsformen umfassen beispielsweise, dass eine Kreiselpumpe als einstufige Druck-/Saugpumpe ausgeführt werden kann. Die Kreiselpumpe kann mit weniger Bauvolumen ausgeführt werden. Ein weiterer Vorteil kann sein, dass die Kreiselpumpe ohne Flüssigkeitsbad betrieben werden kann. Beispielsweise kann die Kreiselpumpe einfacher abgedichtet werden oder ein geringeres Risiko einer Kontamination des Temperiermediums aufweisen. Insbesondere können Ausführungsformen, beispielsweise Ausführungsformen mit Magnetantrieb, ohne eine Abdichtung einer Pumpenwelle ausgeführt sein. Ein weiterer Vorteil kann sein, dass Ausführungsformen einen einfacheren Aufbau aufweisen. Ausführungsformen können leichter zu reinigen, zu sterilisieren oder zu trocknen sein oder Teile umfassen, welche als Wegwerfartikel oder Einmalartikel ausgeführt werden können. Ausführungsformen können die Hygiene von Kreiselpumpen oder Temperierkreisläufen verbessern, insbesondere bei Kardioplegie, bei Hypothermie, in Kreisläufen für Blutwärmetauscher oder für Oxygenatoren.Typical advantages of embodiments include, for example, that a centrifugal pump can be designed as a single-stage pressure / suction pump. The centrifugal pump can be designed with less structural volume. Another advantage can be that the centrifugal pump can be operated without a liquid bath. For example, the centrifugal pump can be sealed more easily or have a lower risk of contamination of the temperature control medium. In particular, embodiments, for example embodiments with a magnetic drive, can be implemented without a seal on a pump shaft. Another advantage can be that embodiments have a simpler structure. Embodiments may be easier to clean, sterilize, or dry, or include parts that can be made as disposable or disposable. Embodiments can improve the hygiene of centrifugal pumps or temperature control circuits, in particular in cardioplegia, hypothermia, in circuits for blood heat exchangers or for oxygenators.
FigurenlisteFigure list
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 eine schematische Aufsicht einer typischen Kreiselpumpe; -
2 eine schematische Seitenansicht einer typischen Kreiselpumpe; -
3 eine schematische Aufsicht einer weiteren typischen Kreiselpumpe; -
4 eine schematische Ansicht einer typischen Kreiselpumpe mit Ausgleichsgefäß; -
5 eine schematische Ansicht eines typischen Temperierkreislaufs; -
6 ein Verfahren in einer typischen Ausführungsform.
-
1 a schematic top view of a typical centrifugal pump; -
2 a schematic side view of a typical centrifugal pump; -
3 a schematic plan view of another typical centrifugal pump; -
4th a schematic view of a typical centrifugal pump with compensation tank; -
5 a schematic view of a typical temperature control circuit; -
6 a method in a typical embodiment.
Beschreibung der in den Figuren gezeigten AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments shown in the figures
Nachfolgend werden typische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, wobei für gleiche oder ähnliche Teile teilweise gleiche Bezugszeichen verwendet werden und unter Umständen nicht mit jeder Figur nochmals erläutert werden. Die Erfindung ist nicht auf die nachfolgend beschriebenen typischen Ausführungsformen beschränkt. Zur Übersichtlichkeit können teilweise nicht alle jeweiligen Merkmale mit einem Bezugszeichen versehen sein.Typical exemplary embodiments of the invention are described below, with the same reference numerals being used in some cases for the same or similar parts and, under certain circumstances, not being explained again with each figure. The invention is not restricted to the typical embodiments described below. For the sake of clarity, in some cases not all respective features can be provided with a reference symbol.
In der
In der
In der
Die
Die
In der
Während des Pumpens mit einer typischen Kreiselpumpe
Die
Bei
Nach dem Anschließen wird die Kreiselpumpe bei
In der beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens der
Bei
Bei
Nach
Claims (16)
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DE102019120852.1A DE102019120852A1 (en) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Centrifugal pump and process for temperature control |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102019120852.1A DE102019120852A1 (en) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Centrifugal pump and process for temperature control |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102019120852A1 true DE102019120852A1 (en) | 2021-02-04 |
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ID=74175000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019120852.1A Pending DE102019120852A1 (en) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Centrifugal pump and process for temperature control |
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---|---|---|---|---|
DE102004037341A1 (en) * | 2004-08-02 | 2006-03-16 | Dionex Softron Gmbh | Apparatus for the refrigerated storage and dispensing of samples and integrated liquid cooling unit suitable therefor |
US20170361001A1 (en) * | 2016-06-20 | 2017-12-21 | Terumo Cardiovascular Systems, Inc. | Centrifugal pumps for medical uses |
-
2019
- 2019-08-01 DE DE102019120852.1A patent/DE102019120852A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004037341A1 (en) * | 2004-08-02 | 2006-03-16 | Dionex Softron Gmbh | Apparatus for the refrigerated storage and dispensing of samples and integrated liquid cooling unit suitable therefor |
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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https://www.ksb.com/kreiselpumpenlexikon/selbstansaugende-pumpe/186962/ * |
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