DE2120698A1 - Durchflußregelsystem - Google Patents

Description

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ROGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER

IN STUTTSART

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22.April 1971

I.V. OMETER, ING.
1375 Pacific Avenue
Santa Cruz 950 60, USA

Durchflußrege!system

Die Erfindung betrifft ein Durchflußregel&ystem. Bei sehr vielen Anwendungsbeispielen ist es notwendig oder erwünscht, daß der Durchfluß einer Flüssigkeit bzw. eines Fluidums einen gewünschten Wert einnimmt,, wobei die Einstellung durch Zusammenpressen bzw. Einspannen einer elastischen Röhre bzw. eines Schlauches mit unterschiedlichem Preßdruck erfolgt· Dadurch vermindert man die Größe des verbleibenden Durchflußkanals und steuert somit die Durchflußmenge. Eine solche Klemmenanordnung. die mit einer Nockenscheibe zur Einstellung des Durchflusses einer elastischen Bohre· arbeitet und zur Bestimmung der intravenösen Durchflußmenge von einer Vorratsflasche zu einer Injektionsnadel gedacht ist, kann beispielsweise, dem US-Patent 3> Q34 504 entnommen werden. Anstelle der in Form eini.r Nocken-

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scheibe ausgebildeten Klemmenanordnung können auch schraubenförmige Klemmen in ähnlicher Weise für denselben Zweck verweil- ^N det werden.

Aus Gründen, die nicht mit vollständiger Klarheit erläutert wer den können, verringert sich jedoch der Durchfluß über einen bestimmten Zeitraum in unerwünschter Weise,, wenn eine elastische Röhre bzw, ein Schlauch bis zu einem solchen Grade zusammengepreßt bzw. gequetscht worden ist, der ausreicht, um eine anfänglich erwünschte Durchflußmenge zu garantieren. Es ist deshalb die ununterbrochene Aufmerksamkeit einer Krankenschwesteroder sonstigen überwachurtgspersonals notwendig, - um die Einstellung, der Klemmenanordnung zu verändern» Selbst bei ständiger Aufmerksamkeit ist es jedoch schwierig,; wenn nicht unmöglich, eine gewünschte gleichmäßige Durchflußmenge zu erhalten.. Dabei wird angenommen, daß die verringerte Durchflußmenge auf die zusammenwirkende Kombination einer sogenannten Kaltflußwirkung der Materials zurückzuführen ist, die von der Klemmenwirkung herrührt und/oder auf die Kap-illarwirkung des Durchflußkanals dur-: die Röhre.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Durchflußsystem zu schaffen, bei welchem sieh die durchgeflossene Flüssigkeitsmenge über den Verlauf der Zeit in. Wesentlichen nicht ändert. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Durchflußregelsystem und besteht darin, daß eine erste Leitung mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Durehflußkanal· und eine zweite, mit der ersten Leitung verbundene Leitung vorgesehen ist, daß die zweite Leitung eine Vielzahl von parallelen, im Abstand zueinander angeordnete und sich in Längerichtung erstreckenderDurehflußkanäle aufweist, die

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mit dem ersten Durchflußkanal in Wirkverbindung stehen und daß-Anordnungen zum lösbaren Einspannen der zweiten Leitung zur selektiven Veränderung ihres Querschnittes vorgesehen sind.

Auf diese Weise bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß eine einmal mittels einer Klemmwirkung eingestellte Durch- . flußmenge über einen längeren Zeitraum konstant verbleibt. ■

Die Wirkungsweise der Erfindung ist also derart, daß eine Klenmenanordnung einen Teil eines modifizierten Teilbereiches einer biegsamen Röhre bzw. eines elastischen Schlauches in der Weise erfaßt, daß die Durchflußmenge, wenn sie einmal durch einen bestimmten Preßbetrag der Klemmenanordnung eingestellt worden ist. im wesentlichen gleichmäßig und über längere Zeitperioden konstant bleibt. Dies wird dadurch erreicht, daß eine Vielzahl von Durchlässen in dem Schlauchbereich vorgesehen ist, der der Klermwirkung unterliegt und wobei dieser Schlauchbereich aus dem gleichen elastischen Material, wie der Schlauch selbst hergestell ist. Die einzelnen Durchlässe sind dabei voneinander getrennt. so daß sich tatsächlich eine Reihe von kleinen Röhren innerhalt des Schlauches ergibt. Diese Röhren bzw. Durchlässe weisen einer. sehr kleinen Querschnitt auf, insbesondere, wenn der Durchmesser der Hauptröhre selbst etwa 3 mm beträgt. Wird dieser Vielröhrerschlauch dann zusammengepreßt, dann werden bestimmte DurchfluS-kanäle vollständig geschlossen, während andere vollständig offenbleiben und andere teilweise offenbleiben. Unabhängig jedoch vcr. den hier auftretenden physikalischen Phänomenen und der resultierenden hydraulischen Theorie ergibt sich, daß die Durchfluümenge in der gewünschten Weise konstant und gleichmäßig ist.

V/eitere Vorteile und Ausgestaltungen können den Unteransprücher.

- OVS \.z ΙΓ'/:-.·-.·.· :."-■-■■. und der nachfolgenden Beschreibung entommen werden, :.n welcher

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anhand der Figuren Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung im einzelnen näher erläutert wird. Dabei zeigt:

Fig. 1 in Seitenansicht und teilweise im Querschnitt einen üblichen Schlauchabschnitt mit einem erfindungsgemäßen Schlauchteil, der mit diesem verbunden ist;

Fig. "2 einen erfindungsgemäßen Schlauchabschnitt im Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. I₃

Fig. 5 in Seitenansicht ein Durchflußregelsystem mit Klemmenmechanxsmus und Vieikanalschlauch,

Fig. k zeigt den Kurvenverlauf der Durchflußmenge inAbhängigkeit von der Zeit eines bekannten Durchflußregelsystems , während die

Fig. 5 einen entsprechenden Kurvenverlauf bei dem erfindungsgemäßen System zeigt.

Wie erwähnt, stellt es eine übliche Verfahrensmaßnahme dar, eine Klemmenanordnung zu verwenden, um auf diese Weise selektiv die Wand einer elastischen Röhre zusammenzudrücken und dadurch die Durchflußmenge durch die Röhre zu verändern. Wird jedoch beispielsweise eine einfache, übliche Röhre bzw. ein Schlauch verwendet, dann verringert sich die Durchflußmenge, nachdem die Klemme zur Bewirkung einer vorgegebenen DurchfluS-menge eingestellt worden ist, während eines bestimmten Zeitraumes erheblich. In Fig. *l sind zwei Probeversuche dargestell

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und zwar unter Verwendung eines üblichen bekannten Systemes, um eine 5#ige Dextrose in einer Wasserlösung zu liefern. In beiden Meßbeispielen wurde die Durchflußmenge anfänglich auf 20 ml pro Stunden eingestellt. Am Ende der ersten Stunde fiel die Durchflußmenge auf Werte zwischen 50 und 60$ der ursprünglichen Einstellung, am Ende der zweiten Stunde auf Vierte zwischen 37 und 44$ und am Ende der dritten Stunde . auf Werte zwischen 8 und 2k%. Dadurch ergibt sich offensichtlich eine nicht wünschenswerte Situation, insbesondere, wenn es sich um die intravenöse Zuführung von Flüssigkeiten zu einem Patienten handelt.

Wie in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen dargestellt ist, ist eine übliche, aus einem elastischem biegsamen Material, beispielsweise aus Polyvinylchlorid hergestellte Röhre bzrw. ein solcher Schlauch 6, der üblicherweise in Verbindung mit einer Klemmenanordnung 8 verwendet wird, mit einem schlauchförmigen Abschnitt 10 versehen, welcher aus Gummi oder einem ähnlichen Material besteht. Der Abschnitt 10 weist eine zylindrische Form auf und kann durch teleskopische Einführung seiner Endteile in die Röhren bzw. Schläuche 6 mit jeweils einem Ende von zueinander im Abstand angeordneter Schläuche 6 verbunden werden; eine Sicherung des schlauchförmigen Abschnittes 10 in den Röhren 6 kann' durch Aufbringen einer geeigneten Klebstoffschicht 12 oder einfach durch Reibungseingriff erreicht werden.

Wie am besten den Figuren 1 und 2 entnommen werden kann, weist der Schlauchabschnitt 10 einen massiven Querschnitt auf und· ist mit einer Vielzahl von parallel verlaufender Durchlässe 14 versehen, die sich in Längsrichtung vollständig durch den Schlauchabschitt erstrecken. Die Durchlässe 14 sind dabei im wesentlichen in einer relativ gleichmäßigen Abstandsverteilung bzw.

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in einer Art Muster über den Querschnitt, des massiven Schlauches 10 verteilt. Fließt also beispielsweise eine Flüssigkeit, wie in Fig. 3 dargestellt, nach unten durch den oberen Schlauchabschnitt 6, dann durchsetzt die Flüssigkeit schließlich die Kanäle 14 in dem Schlauchabschnitt 10 und dringt von dort wieder in den unteren Schlauchabschnitt 6 vor.

Um in selektiver Weise die Durchflußmenge an Flüssigkeit zu kontrollieren, wird die Klemmenanordnung 8 so angebracht, daß sie in Verbindung mit dem schlauchförmigen Abschnitt 10 verwendet werden kann. Wie der Fig. 3 entnommen werden kann, besteht die Klemmenanordnung aus einem Grundteil 16 mit einer rückwärtigen Wand 18, die gegen die eine' Seite der Röhren angeordnet ist und aus Seitenwänden 20, die sich in einer in dem US-Patent 3 03*i 504 allgemein beschriebenen Weise an die anderen Seiten der Rohr- bzw. Schlauchkombinationen anschließen, über einen Stift bzw. eine Welle 22 ist mit den Seitenwänden ein von Hand zu betätigender, nockenförmiger Schalter 24 bzw. eine Einstellanordnung vorgesehen, wobei die Nockenfläche 26 von einer Leerstellung aus, in welcher sie zu der Vorderseite der Röhre im Abstand befindlich ist, in eine wirksame Klemmenstellung bewegt werden kann, wobei der Schlauch zwischen der Rückwand 18 und dem Nockenbereich 26 zusammengepreßt wird. Wie dargestellt und wie der Fig. 3 entnommen werden kann, ist die Rückwand 18 vorzugsweise langer als der Schlauchabschnitt 10, so daß es für die Klemmenanordnung möglich ist, mittels Klebstoff mit den Hauptröhren bzw. Hauptschläuchen 6 verbunden zu werden und nicht so sehr mit dem Schlauchabschnitt 10. Schließlich muß noch darauf hingewiesen werden, daß die Rückwand 18 eine flachverlaufende konkave Krümmung 28 im Bereich des Schlauchabschnittes 10 ausführt, so daß bei. Betätigung der Nockenscheibe eine gröss er ο Oberfläche der Klemmwirkung ausgesetzt wird; dabei weist

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ein Teil der Nockenscheibe eine im wesentlichen komplementär verlaufende, konvexe Krümmung auf.

Der Hauptgrund, daß der Klemmengrundteil mehr mit den Schläuchen 6 als mit dem Schlauchabschnitt 10 verbunden ist, ist darin zu sehen, daß Abweichungen in der Durchflußmenge vermieden werden sollen, wenn an einer der Schläuche gezogen wird bzw. diese in ihrer Lage verändert werden.

Auf jeden Fall erfolgt bei Betätigung der Nockenscheibe ein Zusammenquetschen des Schlauchabschnittes 10, wobei der Grad der Quetschung von der Position der Nockenscheibe abhängt. Unabhängig von der speziellen Nockenscheibeneinstellung'zeigen; die in Fig. 5 dargestellten Diagramme Kurvenverläufe von beträchtlichem Interesse. Weiter vorn ist schon ausgeführt worden, daß bei einer ursprünglichen Einstellung auf eine Durchflußmenge von 100$ diese nach einem Zeitraum von drei Stunden auf 8% abgesunken war. Unter Verwendung der erfindungsgenäßen Anordnung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, und wobei in ähnlicher Weise eine 5$ige Dextrose in Wasserlösung verwendet wurde, mit einer anfänglichen Durchflußmenge von 20 ml pro Stunde, erfolgte im wesentlichen sofort eine Abnahme der Durchflußmenge auf etwa 9*1 bis 97% der eingestellten Menge. Dabei verblieb jedoch nach zwei Stunden die Durchflußmenge bei den beiden ausgeführten Testversuchen auf etwa 90% bzw. 18 ml pro Stunde, was sich entscheidend von einer auf 8% abgefallenen Durchflußmenge bei einer üblichen Klemmenanordnung unterscheidet.

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Claims (8)

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1..J Durchflußregelsystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine

erste Leitung (6) mit einem sich in Längsrichtung erstrekkendem Durchflußkanal und eine zweite, mit der ersten Leitung verbundene Leitμng (10) vorgesehen ist, daß die zweite Leitung eine Vielzahl von parallel im Abstand zueinander
und sich in Längsrichtung erstreckende Durchflußkanäle (14) aufweist, die mit dem ersten Durchflußkanal in Wirkverbindung steht und daß Anordnungen zum lösbaren Einspannen der zweiten Leitung zur selektiven Veränderung ihres Querschnittes vorgesehen sind.

2. System .nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen teleskopartig miteinander verbunden sind.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leitung aus einem elastischem massivem Material mit im wesentlichen gleichförmigem Querschnitt besteht und daß die Durchflußkanäle (14) aus sich in Längsrichtung durch das Material erstreckenden öffnungen bestehen.

4. System nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen im wesentlichen gleichförmig über den Leitungsquerschnitt verteilt sind.

5. System nach einem der Ansprüche 1 - *i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnungen zur Veränderung des Querschnittes aus
Klemmanordnungen (8) mit einem ersten, angrenzend an eine Seite

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der zweiten Leitung anliegendem Element (18) und aus einem Nockenelement (24, 26) bestehen, welches an der anderen Seite der Schlauchleitung (10) angeordnet ist.

6. System nach einem der Ansprüche 1 - 5» dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte, der ersten Leitung (6) ähnliche Leittung (6) vorgesehen ist, und daß die zweite Leitung (10) zwischen angrenzende Endteile der eisten und der zweiten Leitung (6) dazwischengesehaltet ist.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmanordnung (8,16) an der ersten und dritten Leitung befestigt ist und daß der Quetschvorgang an dem Zwischenstück der zweiten Leitung (10) durchgeführt ist.

8. System nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichne": daß das erste Klemmanordnungselement (18) eine konkav verlaufende: Oberfläche (28) gegenüber einem' Teil der zweiten Leitung und das Nockenscheibenelement (24, 26) eine im wesentlichen komplementär \erlaufende, konvexe Krümmung gegenüber dem anderen Teil der zweiten Leitung (10) aufweist.

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