DE19545421A1

DE19545421A1 - Rückschlagventil, insbesondere für die Medizintechnik

Info

Publication number: DE19545421A1
Application number: DE1995145421
Authority: DE
Inventors: Jan Willem Marinus Myers
Original assignee: Filtertek BV
Current assignee: Filtertek BV
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1997-06-26
Anticipated expiration: 2015-12-07
Also published as: US5771935A; DE19545421C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, insbesondere für die Medizin technik, im fluidischen Druckbereich von 0,1-0,02 bar (0.04 psig) mit einem ersten Schlauchanschlußgehäuse und einem zweiten Schlauchanschluß gehäuse und mit einer zwischen beiden Schlauchanschlußgehäusen ange ordneten Membranscheibe aus einem flexiblen Werkstoff, die bei Überdruck im Eingangsraum von einem Dichtlippenring abhebbar ist, wobei ein Durch flußquerschnitt entsteht und die bei Überdruck im Ausgangsraum sicher und in Minimalzeiten auf einen Dichtsitz andrückbar ist, um zu schließen.

Ein solches Rückschlagventil ist bekannt (DE 40 39 814 A1; DE 43 04 949 A1 Die Rückschlagventile dieser Art werden vorzugsweise in Infusionsgeräten der Medizintechnik eingesetzt. Die Infusionsflüssigkeit fließt aus einer Infusions flasche über eine Nadel in einen Tropfbehälter und von dort durch den Schlauch in einen Proportionalregler, der auch durch ein Rückschlagventil ersetzt werden kann. Nach dem Proportionalregler folgt noch ein auf den Infusionsschlauch aufgesetzter Regler in Form einer sog. Rollenklammer. Hinter dem Regler wird der Infusionsschlauch wie üblich über einen Klebeverband mit einer Nadel in die Vene des Patienten geführt. Die bekannten Ventile eignen sich jedoch schon von ihrer Herstellung her betrachtet nicht für diese Funktion.

Ursächlich für die Nachteile der bekannten Rückschlagventile sind deren Mängel bedingt durch das jeweilige Herstellverfahren. Das aus DE 43 04 949 A1 be kannte Rückschlagventil kannte z. B. in der Fertigung nicht so genau hergestellt werden, daß der verlangte hohe Wert an Rückschlagventilen von Tausend, die die Funktion des Dichtens und Öffnens bei den niedrigen Drücken voll erfüllen, erreicht werden konnte. Vor allen Dingen treten bei derartigen Rückschlagven tilen Werkstoffprobleme auf.

Die Erfüllung dieser Funktionen wurde z. B. bei dem Rückschlagventil gemäß DE 43 04 949 A1 durch dort beschriebene Löcher erheblich beeinflußt, so daß der Werkstoff nicht in der notwendigen gleichmäßigen Dicke der Membranscheibe verarbeitet werden konnte.

Ein weiteres Problem stellt die Montage des Rückschlagventils dar. Die zu tausen den zu fertigenden Rückschlagventile können aus Kostengründen nicht von Hand montiert werden. Es kommen ausschließlich automatische Montagevor gänge in Betracht, die werkstoffmäßig und gestaltungsmäßig bestimmte Voraus setzungen verlangen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Rück schlagventil der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, das bezüglich seiner Ventilfunktionen in dem angegebenen Druckbereich einer fluidischen Strömung, wie z. B. einer Flüssigkeit, die Anforderungen erfüllt und zugleich eine automa tische Montage gestattet.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die kreis runde Membranscheibe aus Flüssig-Silikon, Silikon oder Naturgummi hergestellt ist und daß die Dicke des Membranquerschnitts gleichmäßig mit einer Toleranz gewählt ist, die sich aus dem Herstellverfahren einer Silikon- oder Naturgummi-Bahn oder einer Silikon- oder Naturgummi-Matte ergibt. Wie Versuche gezeigt haben, öffnet und schließt eine solche Membranscheibe in zuverlässiger Weise und das Rück schlagventil kann in einer automatisierten Montage hergestellt werden. Vorteilhaft ist hierbei, daß eine 100%ige Leckage-Sicherheit beim Schließen in Gegenrichtung zur Grundströmungsrichtung des Rückschlagventils gegeben ist. Die gleichmäßige Dicke des Membranquerschnitts ist nur durch diese Werkstoff-Wahl gegeben. Die bisherige statische Aufladung der Membranscheibe ist außerdem beseitigt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die kreisrunde Membran scheibe bei einem Durchmesser von ca. 10 mm eine Dicke von ca. 0,2 bis 0,4 mm aufweist. Dabei sind Dicke und Durchmesser besonders vorteilhaft auf einander abgestimmt.

Es ist außerdem vorteilhaft für die Funktionen des Schließens und Öffnens sowie für die Montage, daß die Membranscheibe mit einem Ringrand zwischen einem Membransitzring des ersten Schlauchanschlußgehäuses und einem Preßring des zweiten Schlauchanschlußgehäuses dichtend eingespannt ist und daß das erste und das zweite aus Kunststoffen hergestellte Schlauchan schlußgehäuse in dieser Lage unmittelbar miteinander verschweißt sind.

Eine Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, daß auf beiden Seiten der Membranscheibe jeweils ein ringförmiger Ventilraum gebildet ist, daß die Ven tilräume jeweils mit einem oder mehreren Ventilraumdurchlässen versehen sind und daß ein oder mehrere, über den Umfang verteilte Preßringdurchlässe ange bracht sind. Dadurch wird der zentrale Durchflußraum praktisch frei von stören den Konstruktionselementen gehalten, so daß die Lage der Membranscheibe praktisch sicher bestimmt ist.

Die Erfindung wendet sich außerdem der Herstellung der Membranscheibe selbst zu. Es wird vorgeschlagen, daß die Membranscheibe aus einer aus Flüssig-Silikon, Silikon oder Naturgummi hergestellten Silikon- oder Naturgummi- Bahn oder aus einer Silikon- oder einer Naturgummi-Matte flach ausgestanzt werden. Die Membranscheibe wird dadurch weder elektrostatisch aufgeladen noch wird sie in irgend einer Weise verspannt oder verzogen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt das Rückschlagventil in einem axialen Längsschnitt.

Das Rückschlagventil weist ein erstes Schlauchanschlußgehäuse 1 und ein zweites Schlauchanschlußgehäuse 2 auf. Zwischen beiden Gehäusen 1 und 2 liegt eine Membranscheibe 3 aus Flüssig-Silikon, Silikon oder Naturgummi. Das Rückschlagventil ist insbesondere für die Medizintechnik geeignet, kann aber auch in anderen Bereichen der Fluidtechnik angewendet werden. Eine Anwendung in der Mikro-Pneumatik ist ebenso vorteilhaft möglich wie in der Mikro-Hydraulik.

Das Schlauchanschlußgehäuse 2 ist mit einem Innenringschaft 4 und das Schlauchanschlußgehäuse 1 mit einem Außenringschaft 5 versehen. In dem Schlauchanschlußgehäuse 1 ist außerdem ein Eingangsraum 6 und in dem Schlauchanschlußgehäuse 2 ein Ausgangsraum 7 gebildet, die einen größtmöglichen Innendurchmesser gegenüber dem Außendurchmesser auf weisen. Der Eingangsraum 6 vermindert sich in Strömungsrichtung 17 bis auf einen kleineren Durchmesser einer Eingangsöffnung 8, der auf der an deren Seite der Membranscheibe 3 eine Ausgangsöffnung 9, die mit dem Aus gangsraum 7 verbunden ist, gegenüberliegt.

Die kreisrunde Membranscheibe 3 ist aus Flüssig-Silikon, Silikon oder Naturgummi hergestellt, das bei Normaltemperatur äußerst elastisch ist und nicht klebt (mangels elektrostatischer Aufladung). Die Dicke 3c des Membranquerschnitts 3a ist gleichmäßig mit einer Toleranz gewählt, die sich aus dem Herstellverfahren einer Flüssig-Silikon-, Silikon- oder Naturgummi-Bahn oder einer Flüssig-Silikon-, Silikon- oder Naturgummimatte ergibt.

Ein Ventilraum 10 ist durch einen an dem ersten Schlauchanschlußgehäuse 1 angebrachten Membransitzring 11 und durch einen am zweiten Schlauchanschluß gehäuse 2 angebrachten Preßring 12 abgetrennt, wobei die kreisrunde Mem branscheibe 3 bei einem Durchmesser von ca. 10 mm eine Dicke 3c des Membranquerschnitts 3a von 0,2-0,5 mm aufweist und eingespannt ist. Dabei sitzt die Membranscheibe 3 mit einem Ringrand 3b zwischen dem Membransitzring 11 des ersten Schlauchanschlußgehäuses 1 und dem Preßring 12 des zweiten Schlauchanschlußgehäuses 2 dichtend. Diese Lage wird durch Verschweißen der beiden Schlauchanschlußgehäuse 1 und 2 fixiert.

Der sich auf beiden Seiten der Membranscheibe 3 befindliche Ventilraum 10 ist ringförmig ausgebildet und durch die Membranscheibe 3 geteilt, solange letztere auf einem am ersten Schlauchanschlußgehäuse 1 angeformten Dicht lippenring 13 dichtend aufliegt. Solange in dem Eingangsraum 6 naturgemäß ein höherer Druck herrscht, hebt die Membranscheibe 3 ab und das Fluid strömt durch die Eingangsöffnung 8 und durch einen Dichtlippenkernraum 14 an der Fläche der Membranscheibe 3 vorbei durch einen Ventilraumdurchlaß 15a aus und durch einen Ventilraumdurchlaß 15b und weiter durch einen Preßring durchlaß 16 in den anderen Teil des Ventilraums 10 (in der Zeichnung in Strömungsrichtung 17 nach rechts).

Sollte, was in der Medizintechnik nicht erwünscht ist, aber auftritt, der Druck in dem Ausgangsraum 7 höher steigen als im Eingangsraum 6, so preßt dieser Druck im Sinne des Rückschlagventils die Flüssigkeit so gegen die Membran scheibe 3, daß diese sich gegen den Dichtlippenring 13 legt und jeglichen Durchfluß verhindert. Dieser Vorgang geschieht jedoch auch, wenn der Fluidstrom versiegt, so daß durch eine innere Radialspannung der Membran scheibe 3 im Bereich des Dichtlippenrings 13 gegenüber dem "niedriger" angeordneten Bereich des Membransitzringes 11 dieser die Tendenz inne hat, immer zu schließen. Diese Eigenschaften sind jedoch nur mit der aus Flüssig-Silikon, Silikon oder Naturgummi hergestellten und durch Stanzen erzeugten Membranscheibe 3 zu erreichen.

Bezugszeichenliste

1 erstes Schlauchanschlußgehäuse
2 zweites Schlauchanschlußgehäuse
3 Membranscheibe
3a Membranquerschnitt
3b Ringrand
3c Dicke des Membranquerschnitts
4 Innenringschaft
5 Außenringschaft
6 Eingangsraum
7 Ausgangsraum
8 Eingangsöffnung
9 Ausgangsöffnung
10 Ventilraum
11 Membransitzring
12 Preßring
13 Dichtlippenring
14 Dichtlippenkernraum
15a Ventilraumdurchlaß
15b Ventilraumdurchlaß
16 Preßringdurchlaß
17 Strömungsrichtung

Claims

1. Rückschlagventil, insbesondere für die Medizintechnik, im fluidischen Druckbereich von 0,1-0,02 bar (0.04 psig) mit einem ersten Schlauch anschlußgehäuse und einem zweiten Schlauchanschlußgehäuse und mit einer zwischen beiden Schlauchanschlußgehäusen angeordneten Membranscheibe aus einem flexiblen Werkstoff, die bei Überdruck im Eingangsraum von einem Dichtlippenring abhebbar ist, wobei ein Durch flußquerschnitt entsteht und die bei Überdruck im Ausgangsraum sicher und in Minimalzeiten auf einen Dichtsitz andrückbar ist, um zu schließen, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisrunde Membranscheibe (3) aus Flüssig-Silikon, Silikon oder Naturgummi hergestellt ist und daß die Dicke (3c) des Membranquerschnitts (3a) gleichmäßig mit einer Toleranz gewählt ist, die sich aus dem Herstellverfahren einer Flüssig-Silikon-, Silikon oder Naturgummi-Bahn oder einer Flüssig-Silikon-, Silikon oder Naturgummi-Matte ergibt.

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisrunde Membranscheibe (3) bei einem Durchmesser von ca. 10 mm eine Dicke (3c) von ca. 0,2-0,5 mm aufweist.

3. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranscheibe (3) mit einem Ringrand (3b) zwischen einem Membransitzring (11) des ersten Schlauchanschlußgehäuses (1) und einem Preßring (12) des zweiten Schlauchanschlußgehäuses (2) dichtend einge spannt ist und daß das erste und das zweite aus Kunststoffen hergestellte Schlauchanschlußgehäuse (1; 2) in dieser Lage unmittelbar miteinander verschweißt sind.

4. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Membranscheibe (3) jeweils ein ringförmiger Ventilraum (10) gebildet ist, daß die Ventilräume (10) jeweils mit einem oder mehreren Ventilraumdurchlässen (15a; 15b) versehen sind und daß ein oder mehrere, über den Umfang verteilte Preßringdurchlässe (16) an gebracht sind.

5. Verfahren zum Herstellen einer Membranscheibe für ein Rückschlagventil, insbesondere für die Medizintechnik, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranscheibe (3) aus einer aus Flüssig-Silikon, Silikon oder Naturgummi hergestellten Silikon- oder Naturgummi-Bahn oder aus einer Silikon- oder Naturgummi-Matte flach ausgestanzt wird.