DE2026127C3

DE2026127C3 - Device for controlling intravenous fluid infusions

Info

Publication number: DE2026127C3
Application number: DE19702026127
Authority: DE
Inventors: Donald Ray Santa Cruz Calif. Wilson (V.St.A.)
Original assignee: I.V. Ometer, Inc., Santa Cruz, Calif. (V.St.A.)
Filing date: 1970-05-27
Publication date: 1976-03-25

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung von intravenösen Flüssigkeitsinfusionen mit einem die Flüssigkeit leitenden, biologisch neutralen, elastischen Schlauch, an dem eine den Flüssigkeitsstrom regulierende Klemme angeordnet ist.The invention relates to a device for controlling intravenous fluid infusions with a the fluid-conducting, biologically neutral, elastic hose, on which one regulates the fluid flow Terminal is arranged.

Es sind bereits Vorrichtungen zur Steuerung einer unter einem Druck von etwa 50 bis 75 cm Wassersäule stehenden Flüssigkeit bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 bis 300 cmVh bekannt, bei denen die Steuerung durch Zusammenpressen eines flexiblen, die Flüssigkeit einschließenden Röhrchens erfolgt, in dessen Innerem eine Verengung oder Einschnürung vorgesehen ist. Bei der Verwendung eines solchen Flüssigkeitsströmungsreglers für intravenöse Infusionseinrichtungen in der Medizin müssen die mit der Flüssigkeit in Kontakt gelangenden Materialien biologisch neutral und steril sein, um eine Verschmutzung der Flüssigkeit im Röhrchen zu verhindern, während gleichzeitig die Möglichkeit eines Lufteintrittes vermieden werden muß. Die hierfür verwendeten Schläuche oder Röhrchen bestehen aus einem für chirurgische Zwecke geeigneten gummiartigen Harz oder aus Kunststoff, wie z. B. Polyvinylchlorid od. dgl. Es sind einstellbare Klammern oder Klemmen vorgesehen, durch welche das Röhrchen (Schlauch) zusammengequetscht wird, um dadurch den Flüssigkeitsstrom zu regulieren. Jedoch sind diese bekannten Flüssigkeitssteuervorrichtungen normalerweise schwierig auf eine sehr niedrige Fließgeschwindigkeit einzustellen, da sich auch im Laufe der Zeit die Durchströmungscharakteristik auf Grund der Verformung des Röhrchens an der Klemme ändert, was hervorgerufen wird durch das KaltflieOvermögen des Röhrchenwerkstoffes.There are already devices for controlling a water column under a pressure of about 50 to 75 cm standing liquid at a flow rate of 2 to 300 cmVh known, at which the control by compressing a flexible tube enclosing the liquid inside a narrowing or constriction is provided. When using such a liquid flow regulator for intravenous infusion devices in medicine, those must be in contact with the liquid Any materials received must be biologically neutral and sterile in order to avoid contamination of the liquid in the tube to prevent, while at the same time the possibility of air entry must be avoided. the The tubes or tubes used for this purpose consist of one suitable for surgical purposes rubbery resin or plastic, such as. B. polyvinyl chloride or the like. There are adjustable brackets or clamps are provided by which the tube (hose) is squeezed together to thereby regulate the flow of liquid. However, these are known fluid control devices typically difficult to adjust to a very low flow rate, as the Flow characteristics due to the deformation of the tube at the clamp changes what is caused is due to the cold flow capacity of the tube material.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung vorzuschlagen, die eine genaue Strömungssteuerung erlaubt. Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemaß im Innern des Schlauches im Bereich der Klemme ein elastischer, zellenförmiger, poröser Einsatz angeordnet. Es wird dadurch eine gleichförmige Deformierung der Innenbohrung des Röhrchens bei seinem Zusammenquetschen bewirkt, wobei weiterhin eine durch das Kaltfließvermögen des Röhrchenwerkstoffes hervorgerufene Querschnittsveränderung des Röhrchens im Bereich der Verengung verhindert ist.It is therefore the object of the present invention to avoid the disadvantages mentioned and to provide a device to propose that allows precise flow control. To solve the problem is according to the invention an elastic, cell-shaped, porous insert is arranged inside the hose in the area of the clamp. There will be a uniform deformation of the inner bore of the tube at his Squeezing causes, furthermore one by the cold flowability of the tube material caused cross-sectional change of the tube in the area of the constriction is prevented.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigtThe following description of a preferred embodiment is provided in conjunction with FIG Drawing for further explanation. It shows

F i g. I eine Schnittansicht einer bekannten Schlauchklemme. F i g. I is a sectional view of a known hose clamp.

Fie.2 eine graphische Darstellung der Strömungs-Zeit-Relation in bezug auf F i g. 1,FIG. 2 is a graphical representation of the flow-time relationship with respect to FIG. 1,

F i g. 3 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitssteuervorrichtung,F i g. 3 is a sectional view of an inventive Fluid control device,

F ig. 4 eine Endansicht der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung undFig. 4 is an end view of that shown in FIG Device and

F i g. 5 eine graphische Darstellung der Strömungs-Zeit-Relation in bezug auf die erfindungsgemäße Steuervorrichtung.F i g. 5 shows a graphic representation of the flow-time relationship in relation to the one according to the invention Control device.

In Fig. I ist ein bekannter Flüssigkeitsströmung*· regler dargestellt, der einen Schlauch 5 aus einem biologisch neutralen Material, wie z. B. Polyvinylchlorid oder gummiartigem Harz aufweist, welcher zwischen dem oberen und unteren Teil einer Klammer 8 eingeklemmt ist. Diese Klammer ist normalerweise ein dünnes Metalle'.emtnt, das über den Schlauch 5 in einem Bereich von etwa 2'/2 bis 5 ein geschoben oder gebogen ist und in der Ebene des Schlauchdurchmessers umgeknickt ist, so daß auf diese Weise der Schlauch 5 durch die so geformte Klammer 8 gequetscht wird. Diese Quetschung bewirkt, daß die Innenwandungen des Schlauches 5 im Zentrum zusammengepreßt werden, so daß nur schmale Durchlässe 6 und 7 an den äußeren Enden des abgeflachten Schlauches entstehen. Auf diese Weise wird, wenn der Schlauch 5 durch die Klammer 8 - wie dargestellt — gequetscht wird, um eine bestimmte Flüssigkeits-Strömungsmenge von beispielsweise 3 cmVh durchströmen zu lassen, durch das Kaltfließvermögen des Schlauchmaterials im Laufe der Zeit die Klemm- oder Quetschwirkung der Klammer 8 verändert, so daß sich ebenfalls die Größe der Durchlässe 6 und 7 verändert. Hierbei bewirkt bereits eine sehr geringe Veränderung der Größe oder Form der Durchlässe 6 und 7, auf Grund der Kapillarkräfte in diesen winzigen Durchlässen, eine vollständige Veränderung der Flüssigkeits-Strömungsgeschwindigkeit. In F i g. 2 ist die typische Strömungscharakteristik des bekannten Flüssigkeitsströmungsreglers bei einer Anfangsströmungsgeschwindigkeit von 3 cmVh dargestellt. Es ist anzunehmen, daß eine vollständige Unterbrechung der Flüssigkeitsströmung in weniger als einer Stunde hauptsächlich von dem Kaltfließvermögen des Schlauchwerkstoffes herrührt. Eine Vielzahl der bisher verwendeten Quetsch- oder Klemmvorrichtungen erzeugen alle eine ähnliche, wie in Fig.2 dargestellte Strömungscharakteristik. Nadelventile zur Regulierung der Strömung wurden bisher nicht sehr häufig benutzt, und zwar auf Grund des Eintrittsvermögens von Luft, was insbesondere bei intravenösen Infusionseinrichtungen vermieden werden muß.A known liquid flow regulator is shown in FIG. B. polyvinyl chloride or rubbery resin, which is clamped between the upper and lower parts of a bracket 8. This clamp is normally a thin metal element that is pushed or bent over the hose 5 in a range of about 2 '/ 2 to 5 and is bent over in the plane of the hose diameter, so that the hose 5 passes through in this way the clip 8 thus formed is squeezed. This squeezing causes the inner walls of the hose 5 to be pressed together in the center, so that only narrow passages 6 and 7 are created at the outer ends of the flattened hose. In this way, when the hose 5 is squeezed by the clamp 8 - as shown - in order to allow a certain liquid flow rate of, for example, 3 cmVh to flow through, the clamping or squeezing effect of the clamp is over time due to the cold flowability of the hose material 8 changed, so that the size of the passages 6 and 7 also changed. Here, even a very small change in the size or shape of the passages 6 and 7, due to the capillary forces in these tiny passages, causes a complete change in the liquid flow rate. In Fig. 2 shows the typical flow characteristics of the known liquid flow regulator at an initial flow rate of 3 cmVh. It can be assumed that a complete interruption of the liquid flow in less than an hour is mainly due to the cold flow properties of the hose material. A large number of the squeezing or clamping devices used so far all produce a flow characteristic similar to that shown in FIG. Needle valves for regulating the flow have not been used very often, due to the ingress of air, which must be avoided in particular with intravenous infusion devices.

Bisherige Versuche, die Nachteile des Kaltfließvermögens des Schlauchwerkstoffes zu überwinden, haben zur Verwendung eines nachgiebigeren Werkstoffes, z. B. eines gummiartigen Harzes, geführt. Jedoch wird durch die natürliche Elastizität dieses Materials eine sehr feine Einjustierung der Flüssigkeits-Strömungsgeschwindigkeit äußerst schwierig. Darüber hinaus ist es noch notwendig, diesem gummiartigen Harz zur Senkung seines Elastizitätsvermögens Zusätze beizugeben, da durch diese Elastizität eine Erhöhung des Kaltfließvermögens in einer Klammer, wie bereits eingangs erwähnt, erfolgt.Previous attempts to overcome the disadvantages of the cold flow properties of the hose material have to use a more flexible material, e.g. B. a rubbery resin performed. However, will Due to the natural elasticity of this material, a very fine adjustment of the liquid flow rate extremely difficult. In addition, it is still necessary to use this rubbery resin for lowering to add additives to its elasticity, as this elasticity increases the cold flowability in brackets, as already mentioned at the beginning.

Die erfindungsgemäße Flüssigkeitsströmungssteuerung (F i g. 3) umfaßt einen porösen Einsatz 12, der im Bereich einer Klammer oder Klemme 15 im Schlauch 9 angeordnet ist. Der Einsatz 12 ist biologisch neutral und besteht aus einem zellenförmigen Material, wie z. B. Schwammgummi oder einem elastisch-plastischenThe fluid flow control of the invention (Fig. 3) includes a porous insert 12 which is in the Area of a clamp or clamp 15 is arranged in the hose 9. The insert 12 is biologically neutral and consists of a cellular material, such as. B. sponge rubber or an elastic-plastic

Schaumstoff, wie ζ. B. Polyurethan oder Silikongummi mit einer nahezu gleichmäßigen Zellendichte von ungefähr 25 bis 50 Zellen/cm. Zur Vermeidung des Kaltfließvermögens, das einigen elastischen Kunststoffen anhaftet, ist erfindungsgemäß der Schlauch 9 aus gummiartigern Harz, während der über 3 cm lange Einsatz 12 aus Schwammgummi besteht. Dieser Einsatz ist, wie beispielsweise aus Fig.3 ersichtlich, zemrisch zur Klemme 15 angeordnet. Die Klemme 15 besitzt ein Paar gewölbter Druckflächen 13, 14, durch welche der Schlauch 9 und der Einsatz 12 mittels einer Druckschraube 16 zusammengedrückt werden. Der die Flüssigkeitsströmung regulierende Einsatz 12 ist länger als die Druckflächen 13,14, so daß dadurch jede sich in der Flüssigkeit entwickelnde Gasblase vom porösen Einsatz 12 aufgefangen wird, und zwar an dem Ende des Einsatzes, das vom Klemmbereich entfernt angeordnet ist. Die gewölbten Druckflächen 13. 14 ermöglichen eine gleichförmige Durchführung der Flüssigkeit durch die Verengung zwischen den beiden Druckflächen 13, 14 und regulieren gleichzeitig die Anzahl und Größe der vielen zellenförmigen Durchlässe im Einsatz 12. so daß dadurch die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Schlauch 9 zuverlässig gesteuert wird.Foam, like ζ. B. Polyurethane or silicone rubber with an almost uniform cell density of approximately 25 to 50 cells / cm. To avoid the cold flow properties that stick to some elastic plastics, According to the invention, the hose 9 is made of rubber-like resin, while the insert 12, which is over 3 cm long, is made of Sponge rubber is made. As can be seen, for example, from FIG. 3, this insert is cemented to the clamp 15 arranged. The clamp 15 has a pair of curved pressure surfaces 13, 14 through which the Hose 9 and the insert 12 are pressed together by means of a pressure screw 16. The the fluid flow regulating insert 12 is longer than the pressure surfaces 13,14, so that thereby each is in the Liquid-evolving gas bubble is caught by the porous insert 12 at the end of the Insert, which is arranged away from the clamping area. The curved pressure surfaces 13. 14 allow a uniform passage of the liquid through the constriction between the two pressure surfaces 13, 14 and at the same time regulate the number and size of the many cell-shaped passages in the insert 12. see above that thereby the flow rate of the liquid in the hose 9 is reliably controlled.

In Fig. 5 ist das entsprechend der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung (F i g. 3 und 4) entstehende Strömungs-Zeit-Diagramm dargestellt. Wie sich aus diesem Diagramm ergibt, bewirkt die Strömungssteuerung eine kontinuierliche Flüssigkeitsströmung innerhalb eines Toleranzbereiches von ±10% in bezug auf die Eingangseinstellung für eine Zeitspanne von mehr als 10 Stunden.In FIG. 5, this corresponds to the one according to the invention Control device (F i g. 3 and 4) resulting flow-time diagram shown. How out This diagram shows, the flow control causes a continuous flow of liquid within a tolerance range of ± 10% with respect to the input setting for a period longer than 10 hours.

Die erfindungsgemäße Flüssigkeits-Strömungssteuerung umfaßt eine einfache, nicht aufwendige Vorrichtung, durch die über lange Zeitspannen hinweg eine nahezu konstante Flüssigkeitsströmung erhalten wird. Darüber hinaus ist es durch diese Vorrichtung möglich, die Strömungsgeschwindigkeit ohne Schwierigkeiten sehr genau einzustellen. Weiterhin ist auch die Vorrichtung gemäß der Erfindung gasdicht.The fluid flow control according to the invention comprises a simple, inexpensive device through which, over long periods of time, an almost constant liquid flow is obtained. In addition, this device makes it possible to adjust the flow rate very precisely without difficulty. Furthermore, the device is also gastight according to the invention.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for controlling intravenous. Fluid infusions with a fluid that conducts the fluid, biologically neutral, elastic hose.

on which a clamp regulating the flow of liquid is arranged, characterized in that that inside the hose (9) in the area of the clamp (15) an elastic, cell-shaped, porous insert (12) is arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the insert (12) consists of foam with about 25 to 50 cells / cm.

1515th