DE202008009245U1

DE202008009245U1 - Rückschlagventil, insbesondere für medizinische Anwendungen

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Publication number: DE202008009245U1
Application number: DE202008009245U
Authority: DE
Original assignee: Filtertek BV
Current assignee: Filtertek BV
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2018-07-11
Also published as: ATE537869T1; EP2326384A1; WO2010004471A1; EP2326384B1

Abstract

Rückschlagventil (1), insbesondere für medizinische Anwendungen, mit einem ersten Schlauchanschlussgehäuse (2) und einem zweiten Schlauchanschlussgehäuse (4) und einer zwischen den beiden Schlauchanschlussgehäusen (2, 4) angeordneten Membranscheibe (6) aus flexiblem Kunststoff, welche bei Überdruck in einem Eingangsdurchlass (8) in dem ersten Schlauchanschlussgehäuse (2) von einem ringförmigen, einen mit dem Eingangsdurchlass (8) verbundenen Einlassraum (10) umgebenden Ventilsitz (12) abhebbar ist und die bei Überdruck in einem Ausgangsdurchlass (24) sicher und in Minimalzeiten auf dem Ventilsitz (12) andrückbar ist, wobei die Membranscheibe (6) an ihrem äußeren Umfangsbereich mit einem Ringwulst (14) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassraum (10) gegenüber dem Einlassdurchlass (8) radial erheblich vergrößert ist und der Ventilsitz (12) den Einlassraum (10) nahe am Ringwulst (14) umgibt, dass die Membranscheibe (6) frei in einem Ringraum (16) zwischen den Schlauchanschlussgehäusen (2, 4) angeordnet ist, dass der Ringraum (16) radial außerhalb des Ringwulstes (14) Bypasskanäle (18) bildet, welche bei vom Ventilsitz (12) abgehobener...

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, insbesondere für medizinische Anwendungen, mit einem ersten Schlauchanschlussgehäuse und einem zweiten Schlauchanschlussgehäuse und einer zwischen den beiden Schlauchanschlussgehäusen angeordneten Membranscheibe aus flexiblem Werkstoff, welche bei Überdruck in einem Eingangsdurchlass in dem ersten Schlauchanschlussgehäuse von einem ringförmigen, einen mit dem Eingangsdurchlass verbundenen Einlassraum umgebenden Ventilsitz abhebbar ist und die bei Überdruck in einem Ausgangsdurchlass sicher und in Minimalzeiten auf den Ventilsitz andrückbar ist, wobei die Membranscheibe an ihrem äußeren Umfangsbereich mit einem Ringwulst versehen ist. Ein derartiges Rückschlagventil ist entsprechend einem früheren Vorschlag der Anmelderin aus dem europäischen Patent 0 612 537 bekannt.
Rückschlagventile dieser Art werden in der Medizintechnik in den Leitungen von Infusionssystemen, Diagnoseeinrichtungen, intravenösen Schlauchleitungen und in Verbindung mit Spritzpumpen verwendet. Entsprechend den notwendigen Schließzeiten von wenigen Bruchteilen von Sekunden müssen derartige Ventile sicher schließen, damit jeglicher Rückfluss möglicherweise kontaminierter Flüssigkeiten vermieden wird. In der Medizintechnik werden derartige Rückschlagventile ausschließlich als Einwegartikel verwendet, so dass es gleichzeitig unverzichtbar ist, dass die Herstellung einerseits extrem wirtschaftlich und andererseits statistisch ausgesprochen genau erfolgen kann. Darüber hinaus gibt es ausgesprochen strenge gesetzliche Vorschriften und Prüfungen, um die notwendige gleich bleibend einheitliche Funktionssicherheit sicherzustellen. Eine Freigabe derartiger Ventile für die medizinische Anwendung erfolgt üblicherweise in Deutschland nach sehr genauer Prüfung durch den TÜV. Diese Anforderungen werden zwar bei dem oben erwähnten Rückschlagventil nach dem früheren Vorschlag der Anmelderin durchaus erfüllt, indem bei dieser bekannten Konstruktion der Ringwulst am Umfangsbereich der Membran in Ringnuten in den einander gegenüberliegenden Schlauchanschlussgehäusen derart gestaltet sind, dass bei der Montage der beiden Schlauchanschlussgehäuse radial gerichtete Zugkräfte auf die Membranscheibe aufgebracht werden. Hierdurch kann eine Einstellung der Zugspannung der Membran erfolgen, die das Anlegen an dem Ventilsitz gewährleistet und gleichzeitig ein ausgesprochen schnelles und sicheres Ansprechen des Rückschlagventils sicherstellt.
In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass ein Bedarf an einem derartigen Rückschlagventil besteht, welches mit sehr hohen Druckdifferenzen arbeiten kann und dennoch einen geringen Druckabfall bei gegebener Strömungsmenge verhindert. Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Rückschlagventil zu schaffen, welches diese Bedingungen bei gleichzeitig möglichst einfacher und wirtschaftlicher Herstellweise erfüllt, wobei die gleich bleibende und sichere Funktionsweise ebenfalls sichergestellt ist.
Bei einem Rückschlagventil der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe im wesentlichen dadurch gelöst, dass der Einlassraum gegenüber dem Einlassdurchlass radial erheblich vergrößert ist und der Ventilsitz den Einlassraum nahe am Ringwulst umgibt, dass die Membranscheibe frei in einem Ringraum zwischen den Schlauchanschlussgehäusen angeordnet ist, dass der Ringraum radial außerhalb des Ringwulstes Bypasskanäle bildet, welche bei vom Ventilsitz abgehobener Membranscheibe den Einlassraum mit einem mit dem Ausgangsdurchlass verbundenen Auslassraum verbinden, dass im Auslassraum in einem konzentrisch mittigen Bereich Stützen vorgesehen sind, welche die Membranscheibe in Richtung des Ventilsitzes vorspannen, und dass mindestens auf der den Stützen zugewandten Seite der Membranscheibe eine oder mehrere Formationen ausgebildet sind, welche durch Eingriff mit den Enden der Stützen ein Verschieben der Membranscheibe verhindern.
Durch Vergrößerung des Einlassraumes, d. h. die gleichzeitige Vergrößerung der Durchmessers des diesen umgebenden Ventilsitzes, wird ein größerer Strö mungsquerschnitt erreicht, wenn die Membranscheibe vom Ventilsitz abgehoben ist. Die Membranscheibe selbst liegt im wesentlichen nicht in irgendeiner Weise eingeklemmt zwischen den beiden Schlauchanschlussgehäusen, wobei die notwendige Vorspannung in Richtung des Ventilsitzes durch die Stützen gewährleistet ist. Gleichzeitig wird durch den quasi formschlüssigen Eingriff zwischen den Formationen auf der Membranscheibe und den Stützen jegliche Verschiebung der Membranscheibe innerhalb des Ringraumes verhindert, da die Stützen zur Erzeugung der notwendigen Vorspannung mit einem gewissen Druck die Formationen an der Membranscheibe umgreifen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stützen konzentrisch kreisförmig angeordnet sind, und dass die Formationen als einstückig vorstehender Ring an der Membranscheibe ausgebildet sind. Hierdurch wird ein positiver Eingriff in sämtlichen Richtungen gegen eine seitliche Verschiebung erreicht.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind auf der Oberseite und Unterseite der Membranscheibe identische Formationen vorgesehen. Hierdurch wird die Herstellung des erfindungsgemäßen Rückschlagventils in automatisierter Weise erheblich erleichtert, da beim automatisierten Zusammenbau nicht auf eine besondere Orientierung der Membranscheibe geachtet werden muss.
Im Einzelnen ist es bevorzugt, dass die Membranscheibe innerhalb des Ringwulstes durchgehend ohne Öffnungen ausgebildet ist. Hierdurch wird erreicht, dass ein größtmöglicher Strömungsquerschnitt durch Vergrößerung des Ventilsitzes radial nach außen möglich wird, da die radial außerhalb des Ringwulstes der Membranscheibe ausgebildeten Bypasskanäle die Funktion der Öffnungen in der Membranscheibe bei dem bekannten Ventil übernehmen, so dass der gesamte Innenbereich der Membran innerhalb des Ringwulstes konstruktiv zur Verfügung steht.
Ferner ist es von Vorteil, dass die Membranscheibe in den innerhalb des Ringwulstes liegenden Bereich vergleichsweise dick ausgebildet ist. Durch dieses Merkmal kann der gewünschte Grad der Vorspannung der Membran gegen den Ventilsitz ohne zusätzliche Befestigung der Membran innerhalb des Ringraumes erreicht werden.
Die Dicke der Membranscheibe in dem innerhalb des Ringwulstes liegenden Bereich beträgt bevorzugt etwa 0,5 bis 0,18 des Querschnittsdurchmessers des Ringwulstes.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann dadurch geschaffen werden, dass die mit der Membranscheibe und der Formation bzw. Ring in Eingriff stehenden Enden der Stützen komplementär zum Querschnitt der Formationen ausgebildet sind. Hierdurch wird ein besonders günstiger formschlüssiger Eingriff zwischen den Stützen und der Formation bzw. dem Ring erreicht.
In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass der Ring einen dreieckförmigen Querschnitt aufweist, und dass an den Stützen entsprechend geneigte Schrägflächen vorgesehen sind.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand einer in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt:
1 eine perspektivische Schnittansicht des Rückschlagventils nach der Erfindung im geschlossenen Zustand;
2 eine Schnittansicht des Ventils gemäß 1 und
3 eine vergrößerte Darstellung des Mittelbereichs des Rückschlagventils gemäß der 1 und 2 in einer Schnittansicht.
Das in den 1 bis 3 gezeigte Rückschlagventil 1 besteht aus einem ersten Schlauchanschlussgehäuse 2 und einem zweiten Schlauchanschlussgehäuse 4, welche beispielsweise durch Spritzgießen aus Kunststoff hergestellt sind. Zwischen den beiden Schlauchanschlussgehäusen 2 und 4 ist eine Membranscheibe 6 angeordnet, welche aus einem flexiblen Werkstoff, beispielsweise Silikon, hergestellt ist.
In dem ersten Schlauchanschlussgehäuse 2 ist ein Eingangsdurchlass 8 vorgesehen, welcher in einem Einlassraum 10 mündet. Der Einlassraum 10 ist gegenüber dem Einlassdurchlass 8 radial erheblich vergrößert ausgebildet, so dass ein den Einlassraum 10 umgebender ringförmiger Ventilsitz 12 radial nach außen verschoben ist und bei zusammengebautem Ventil nahe an einem einstückig mit der Membranscheibe 6 ausgebildeten Ringwulst 14 liegt.
Die Membranscheibe 6 ist ohne seitliche Einklemmung oder Befestigung frei in einem Ringraum 16 angeordnet, der zwischen den beiden Schlauchanschlussgehäusen 2 und 4 ausgebildet ist. Der Ringraum 16 ist in seinem Durchmesser und Höhe derart bemessen, dass er radial außerhalb des Ringwulstes 14 Bypasskanäle 18 bildet. Die Bypasskanäle 18 verbinden den Einlassraum 10 mit einem mit dem Ausgangsdurchlass 24 im zweiten Schlauchanschlussgehäuse 4 verbundenen Auslassraum 22, wenn die Membranscheibe 6 durch entsprechenden anstehenden Druck in dem Einlassraum 10 von dem Ventilsitz 12 abgehoben ist.
In einem konzentrisch mittigen Bereich des Auslassraumes 22 sind in Richtung der Membranscheibe 6 vorstehende Stützen 20 vorgesehen, deren Enden sich an der Membranscheibe 6 abstützen und derart bemessen sind, dass sie die Membranscheibe 6 in Richtung des Ventilsitzes 12 vorspannen.
Mindestens auf der den Stützen 20 zugewandten Seite der Membranscheibe 6 ist eine allgemein mit 28 bezeichnete Formation vorgesehen, welche durch Eingriff mit den Enden 21 der Stützen 20 ein Verschieben der Membranscheibe verhindert.
Wie gezeigt, sind die Stützen 20 konzentrisch und kreisförmig angeordnet, wobei bei der bevorzugten Ausführungsform die Formation 28 als einstückig mit der Membranscheibe 6 ausgebildeter Ring 30 gestaltet ist, so dass die Membran scheibe 6 durch die Enden 21 der Stützen 20 quasi formschlüssig konzentrisch in dem Ringraum 16 gehalten wird.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist, wie aus den Figuren ersichtlich, sowohl auf der Oberseite 32 als auch auf der Unterseite 34 der Membran 6 eine Formation 28 bzw. 28a oder Ring 30 vorgesehen, damit beim Zusammenbau des Rückschlagventils 1 nicht auf eine besondere Orientierung der Membranscheibe 6 geachtet werden muss.
Da die Bypasskanäle 18 die Funktion der nach dem Stand der Technik in der Membranscheibe vorgesehenen Öffnungen übernehmen, ist die Membranscheibe 6 innerhalb des Ringwulstes 14 durchgehend und ohne irgendwelche Öffnungen ausgebildet.
Wie ferner aus den Zeichnungen ersichtlich, ist die Membranscheibe 6 in dem innerhalb des Ringwulstes 14 liegenden Bereich 36 vergleichsweise dick ausgebildet, damit die gewünschte Vorspannung gegen den Ventilsitz 12 ohne seitliche Einspannung der Membranscheibe gewährleistet ist. Die Dicke der Membranscheibe 6 in dem innerhalb des Ringwulstes 14 liegenden Bereich beträgt etwa 0,5 bis 0,18 des Querschnittsdurchmessers des Ringwulstes 14.
Bei der in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform des Rückschlagventils 1 nach der Erfindung sind allgemein gesagt die mit der Membranscheibe 6 und der Formation 28, 28a bzw. Ring 30 in Eingriff stehenden Enden 21 der Stützen 20 komplementär zum Querschnitt der Formationen 28, 28a ausgebildet. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Ring 30 einen dreieckförmigen Querschnitt auf, wobei an den Stützen 20 entsprechend geneigte Schrägflächen 38 vorgesehen sind, welche an den Außenschenkel des dreieckförmigen Querschnitts anliegen.
Das hier beschriebene Rückschlagventil 1 in der dargestellten Ausführungsform arbeitet mit Eingangsdrücken von etwa 1,5 bis 5,0 psi und ermöglicht eine Strö mung bei Druckdifferenzen über das Ventil bis zu etwa 100 psi. Bei gegebener Strömungsmenge ist der Druckverlust über das Ventil ausgesprochen niedrig.
Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

1: Rückschlagventil
2: erstes Schlauchanschlussgehäuse
4: zweites Schlauchanschlussgehäuse
6: Membranscheibe
8: Eingangsdurchlass
10: Einlassraum
12: Ventilsitz
14: Ringwulst
16: Ringraum
18: Bypasskanal
20: Stütze
21: Ende von 20
22: Auslassraum
24: Ausgangsdurchlass
28, 28a: Formation
30: Ring
32: Oberseite von 6
34: Unterseite von 6
36: Bereich innerhalb 14
38: Schrägflächen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0612537 [0001]

Claims

Rückschlagventil (1), insbesondere für medizinische Anwendungen, mit einem ersten Schlauchanschlussgehäuse (2) und einem zweiten Schlauchanschlussgehäuse (4) und einer zwischen den beiden Schlauchanschlussgehäusen (2, 4) angeordneten Membranscheibe (6) aus flexiblem Kunststoff, welche bei Überdruck in einem Eingangsdurchlass (8) in dem ersten Schlauchanschlussgehäuse (2) von einem ringförmigen, einen mit dem Eingangsdurchlass (8) verbundenen Einlassraum (10) umgebenden Ventilsitz (12) abhebbar ist und die bei Überdruck in einem Ausgangsdurchlass (24) sicher und in Minimalzeiten auf dem Ventilsitz (12) andrückbar ist, wobei die Membranscheibe (6) an ihrem äußeren Umfangsbereich mit einem Ringwulst (14) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassraum (10) gegenüber dem Einlassdurchlass (8) radial erheblich vergrößert ist und der Ventilsitz (12) den Einlassraum (10) nahe am Ringwulst (14) umgibt, dass die Membranscheibe (6) frei in einem Ringraum (16) zwischen den Schlauchanschlussgehäusen (2, 4) angeordnet ist, dass der Ringraum (16) radial außerhalb des Ringwulstes (14) Bypasskanäle (18) bildet, welche bei vom Ventilsitz (12) abgehobener Membranscheibe (6) den Einlassraum (10) mit einem mit dem Ausgangsdurchlass (24) verbundenen Auslassraum (22) verbinden, dass im Auslassraum (22) in einem konzentrisch mittigen Bereich Stützen (20) vorgesehen sind, welche die Membranscheibe (6) in Richtung des Ventilsitzes (12) vorspannen, und dass mindestens auf der den Stützen (20) zugewandten Seite der Membranscheibe (6) eine oder mehrere Formationen (28, 28a) ausgebildet sind, welche durch Eingriff mit den Enden (21) der Stützen (20) ein Verschieben der Membranscheibe (6) verhindern.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützen (20) konzentrisch kreisförmig angeordnet sind, und dass die Formationen (28, 28a) als einstückiger vorstehender Ring (30) an der Membranscheibe (6) ausgebildet sind.
Rückschlagventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberseite (32) und Unterseite (34) der Membranscheibe (6) identische Formationen (28, 28a) vorgesehen sind.
Rückschlagventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranscheibe (6) innerhalb des Ringwulstes (14) durchgehend ohne Öffnungen ausgebildet ist.
Rückschlagventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranscheibe (6) in dem innerhalb des Ringwulstes (14) liegenden Bereich (36) vergleichsweise dick ausgebildet ist.
Rückschlagventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Membranscheibe (6) in dem innerhalb des Ringwulstes (14) liegenden Bereich (36) etwa 0,5 bis 0,8 des Querschnittsdurchmessers des Ringwulstes (14) beträgt.
Rückschlagventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Membranscheibe (6) und der Formation (28) bzw. Ring (30) in Eingriff stehenden Enden (21) der Stützen (20) komplementär zum Querschnitt der Formationen (28, 28a) ausgebildet sind.
Rückschlagventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (30) einen dreieckförmigen Querschnitt aufweist, und dass an den Stützen (20) entsprechend geneigte Schrägflächen (38) vorgesehen sind.