DE2349997A1 - PRESSURE RESPONDING VALVE - Google Patents

PRESSURE RESPONDING VALVE

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DE2349997A1
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Becton Dickinson and Co
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Description

Becton, Dickinson and Company, East Rutherford, N.J., USA Auf Druck ansprechendes VentilBecton, Dickinson and Company, East Rutherford, N.J., USA Pressure sensitive valve

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Die Erfindung bezieht sich,auf ein auf Druck ansprechendes Ventil zur Anordnung in einer Flüssigkeitsleitung welches normalerweise die Flüssigkeitsströmung unterbindet0 sicfe jedoch bei einem DruckgefMlle nur in einer Richtung automatisch öffnet und automatisch in die geschlossene Stellung zurückkehrt, wenn kein Druckgefälle in dieser Richtung mehr besteht.The invention relates to a pressure responsive valve for arrangement in a fluid line which normally prevents the flow of liquid 0 but sicfe at a DruckgefMlle only in one direction opens automatically and automatically returns to the closed position when no pressure differential exists more in this direction.

Derartige Ventile werden beispielsweise bei Vorrichtungen zur Entnahme von Blutproben verwendet, bei denen Blut aus. einer Vene durch eine Kanüle in einen Vakuumbehälter gesaugt wird. Da derartige Vakuumbehälter häufig Chemikalien für die folgende Blutuntersuchung enthalten« die für den Patienten schädlich sein können, ist es notwendig, einen Rückfluß von Flüssigkeit aus dem Vakuumbehälter zum Patienten zu verhindern. Normale Kugel-Rückschlagventile sind für diesen Zweck wenig geeignet, da sie in einer bestimmten Stellung gehalten werden müssen, damit die Kugel unter der Schwerkraft in ihre anfängliche geschlossene Stellung zurückkehrto Diese Rückkehr ist mit einer zeitlichen Verzögerung verbunden, zumal meist eine Reibung zwischen der Kugel und den Gehäuse überwunden werden muß, bevor die Kugel automatisch in ihr· Schließstellung zurückkehrt. Um eine sichere Abdichtung in der geschlossenen Stellung zu gewährleisten, müssen bei der Herstellung der KugelauSenflache und dee Ventilsitzes enge Toleranzen eingehalten werden» wodurch die Herstellungskosten beträchtlich erhöht werden· Federbelastet® Kugel-Rückschlag-Such valves are used, for example, in devices for taking blood samples from which blood from. a vein is sucked through a cannula into a vacuum container. Since such vacuum containers often contain chemicals for the subsequent blood test, which can be harmful to the patient, it is necessary to prevent a backflow of liquid from the vacuum container to the patient. Normal ball check valves are unsuitable for this purpose, as they have to be held in a certain position so that the ball returns to its initially closed position under the force of gravity o This return is associated with a time delay, especially since there is usually friction between the ball and the housing must be overcome before the ball automatically returns to its closed position. In order to ensure a secure seal in the closed position, tight tolerances must be adhered to in the manufacture of the outer surface of the ball and the valve seat »which considerably increases the manufacturing costs · Federbelastet® ball check valve

409808/098$$ 409808/098

ventile haben den Nachteil, daß si® erst bei eines beträchtlichen Druckgefälle öffnen. Wenn eich dann das Druekgefälle verringert» bringt die Feder die Kugel oftaals vorzeitig in ihre geschlossene Stellung zurück»valves have the disadvantage that si® only occurs when there is a considerable Open pressure gradient. If so then the pressure gradient reduces the spring often brings the ball prematurely back to its closed position »

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde» ein auf Druck ansprechendes Ventil der eingangs genannten Art asu schaffen« welches nur eine geringe Öffnungskraft erfordert, also schon bei' eiiseffi geringes) Drt3s^gel"Mlle In einer Richtung äffnet und sich sofort schließt® w®ssa dieses Druefcgef&JLi· abgebaut ist.The invention is based on the object of "creating a pressure-responsive valve of the type mentioned at the beginning" which requires only a low opening force, that is to say, even at low pressure, it opens in one direction and closes immediately this pressure & JLi · is reduced.

Diese Aufgabe wird ©rfindungsgetaäS dadurch gslSst, daß das Ventil von einer elastisches» Kappe mit eine« offenes und eines geschlossenem Ende gebildet wir<ät deren Isinenrauai Bit des einen Eade der Plüsssigkeiteleittaai^ in Verbindung steht und dl® in eines) »£t dl©» ander®a E»d© des? Flüssigkeitsleitung in Verbindung etehesiden !«usi ®ng®offdn«& ist» üsnd deren Vand ira Bereich dieses H©^ssea-.nindeatene eican s«lbetsbdlchtenden Schlitz aufweist, ά&τ sösrtaalarweise geschlossen ist, sich jedoch bei einen Druckabfall® νοεί des »inen aeu de« anderen Ende der Flüssigkeitsleitung durch Verforamng der Kappe aufgrund dieses Druek^efälies auto*atisch öffnet ηηύ den Durchfluß von Flüssigkeit v©s? dem einen ssu amm and«r®s Ende der .Flüssigkeitsleitung £r&±^iht9 und eisk mut&mmtlsch wieder schließts wenn des? Druck au@«x>halb der Kapp® ninde*t«ns gleich des Druck Innerhalb der Kappe ist.This object is © rfindungsgetaäS gslSst characterized in that the valve by a resilient "cap with an" open and a closed end formed we <ä t Isinenrauai whose bit is of a Eade the Plüsssigkeiteleittaai ^ in combination and in a DL®) »£ t dl © »other®a E» d © des? Liquid line in connection with etehesiden! «Usi ®ng®offdn« & ist »üsnd whose vand ira area of this H © ^ ssea-.nindeatene eican s« lbetsbdlchtenden slit has, ά & τ sösrtaalarweise closed, but with a pressure drop® νοεί the »inen aeu de «other end of the liquid line by Verforamng the cap under this Druek ^ efälies auto * atic ηηύ opens the flow of fluid v © s? the one ssu amm and «r®s end of the .liquid line £ r & ± ^ iht 9 and eisk mut & mmtlsch closes again if that? The pressure on the inside of the cap is equal to the pressure inside the cap.

Weitere Einzelheiten ima Merkeaie der Srfinduag ergeben sich aus des* folgenden Beschreibung in Verbindung Bit den Zeichnungen» in d«a©E eis Au®führuagsbeispiel d®r Erfixidung» angewandt auf ein« Vorricfctung ssur Entnatuae von Blutproben« dargestellt einde Eß a®l^tsFurther details ima Merkeaie the Srfinduag result from the following description in conjunction * bit the drawings "in d 'a © e ice Au®führuagsbeispiel d®r Erfixidung" applied to a "Vorricfctung ssur Entnatuae of blood samples" shown eind e Eß a® l ^ ts

409808/096'409808/096 '

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Blutentnahmevorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Ventil,1 shows a longitudinal section through a blood sampling device with a valve according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Ventilanordnung von Fig. 1 in vergrößerten Maßstab,FIG. 2 shows a section through the valve arrangement of FIG. 1 on an enlarged scale,

Fig. 3 einen Schnitt ähnlich Fig. 1, wobei das Ventil offen ist und das Blut in den Sammelbehälter strömen kann*3 shows a section similar to FIG. 1, with the valve open and the blood can flow into the collection container *

Fig. k das Ventil in der Stellung von Fig. 3 in vergrößertem Maßstab, wobei die Pfeile die Strömung des Blutes darstellen,FIG. K shows the valve in the position of FIG. 3 on an enlarged scale, the arrows representing the flow of blood,

Fig. 5 einen Schnitt ähnlich Fig. 1, wobei das Ventil geschlossen ist, und5 shows a section similar to FIG. 1, with the valve closed, and

Fig. 6 das Ventil in der Stellung von Fig. 5 in vergrößertem Maßstab.6 shows the valve in the position of FIG. 5 on an enlarged scale.

Es sei zunächst auf Fig. 1 bezuggenommen, in welcher eine Kanüleneinheit 20 gezeigt ist, deren Gehäuse 21 an seinem vorderen Ende eine vordere Kanüle 22 zum Einführen in die Vene 48 eines Patienten und an seinem rückwärtigen Ende eine sweite Kanüle 23 aufweist. Das Gehäuse 21 enthält ein Vorderteil 2k mit einem Kanal 25t in welchem das rückwärtige Ende der vorderen Kanüle 22 eingesetzt ist. Diese Kanüle kann beispielsweise durch einen Epoxykleber 26 mit dem Vorderteil Zk verbunden sein. Das Vorderteil 2k hat einen sich konisch verjüngenden hinteren Endabschnitt 2? mit einem Hohlraum. Das hintere Ende der Kanüle 22 erstreckt sich nach rückwärts von der Bohrung 25 in den Hohlraum des Endabschnittes 27« Bas vordere Ende der Kanüle 22 läuft in einer Spitze 28 aus, die in die Vene des Patienten einstechbar ist. Das hintere Ende der Kanüle 22 hat ein stumpfes Ende 29. Auf den in den Hohlraum des Endabschnittes 27 des Vorderteils 2k hineinragen-Referring first to FIG. 1, a cannula unit 20 is shown, the housing 21 of which has a front cannula 22 at its front end for insertion into the vein 48 of a patient and a wide cannula 23 at its rear end. The housing 21 contains a front part 2k with a channel 25t in which the rear end of the front cannula 22 is inserted. This cannula can be connected to the front part Zk , for example, by an epoxy adhesive 26. The front part 2k has a conically tapering rear end section 2? with a cavity. The rear end of the cannula 22 extends rearward from the bore 25 into the cavity of the end section 27 «Bas the front end of the cannula 22 terminates in a tip 28 which can be pierced into the patient's vein. The rear end of cannula 22 has a blunt end 29. In the 27 of the front part into the cavity of the end portion 2k hineinragen-

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den Endabschnitt der Kanüle 23 ist ein elastomerer Ventilkörper 30 aufgeschoben. Der Ventilkörper 30 hat die Form einer Kappe mit einem geschlossenen hinteren Ende. Zwischen dem hinteren Ende der Kappe 30 und dem stumpfen Ende 29 der Kanüle 22 hat die Kappe 30 einen Hohlraum 31, der mit dem Inneren der Kanüle 22 in Verbindung steht. Die Kappe 30 besteht aus einem selbstabdichtenden elastomeren Material und enthält eine oder mehrere Einschnitte 32 im Bereich ihres Hohlraumes 31. Der Innendurchmesser der Kappe 30 ist kleiner als der Außendurchmesser der Kanüle 22, sodaß die Kappe 30 zum Aufbringen auf das Ende der Kanüle 22 gedehnt werden muß und dadurch fest und dichtend auf der Kanüle sitzt. Das Gehäuse besteht aus zwei Teilen, nämlich dem vorher erwähnten Vorderteil 24 mit .seinem konischen hinteren Endabschnitt 27 und einen rückwärtigen Teil 33 »it einer zylindrischen Wand Jk, deren Innenfläche sich konisch von außen nach innen verjüngt und den konischen Endabschnitt 27 des Vorderteils 2k mit Reibschluü aufnimt. Das rückwärtige Teil 53 hat außerdem einen zylindrischen Fortsatz 35 mit einer Längsbohrung 36 und eines Außengewinde 37t welches alt eine« Halter 44 zusammenwirkt. Venn das Vorderteil 24 und da« rückwärtige Teil 33 des Gehäuses 21 zusammengesetzt sind, wird eine innere Kammer 38 gebildet. Zugang zur Kanaer 38 ist möglich durch die hohle Kanüle 22 oder durch die hohle Kanüle 23. Di· Kanüle 23 Mt in üblicher Weise in der Längebohrung 36 durch einen Epoxykleber 39 befestigt« Das eine Ende dar Kanüle 23 befindet sich vor des End» der Längebohrung 36, und das ander· End· der Kanüle 23 «rstreckt aich über den Fortsatz 35 hinaus und lfiuft in einer Spitze 4O aus, die in einen Vakuumbehälter 45 eingestochen werden kann.An elastomeric valve body 30 is pushed onto the end section of the cannula 23. The valve body 30 is in the form of a cap with a closed rear end. Between the rear end of the cap 30 and the blunt end 29 of the cannula 22, the cap 30 has a cavity 31 which is in communication with the interior of the cannula 22. The cap 30 consists of a self-sealing elastomeric material and contains one or more incisions 32 in the region of its cavity 31 . The inner diameter of the cap 30 is smaller than the outer diameter of the cannula 22, so that the cap 30 has to be stretched for application to the end of the cannula 22 and thereby sits firmly and sealingly on the cannula. The housing consists of two parts, namely the previously mentioned front part 24 with .his conical rear end section 27 and a rear part 33 »with a cylindrical wall Jk, the inner surface of which tapers conically from the outside inwards and the conical end section 27 of the front part 2k with Frictional connection. The rear part 53 also has a cylindrical extension 35 with a longitudinal bore 36 and an external thread 37t which, as a holder 44, cooperates. When the front part 24 and the rear part 33 of the housing 21 are assembled, an inner chamber 38 is formed. Access to the channel 38 is possible through the hollow cannula 22 or through the hollow cannula 23. The cannula 23 Mt is fastened in the usual way in the longitudinal bore 36 by an epoxy adhesive 39. One end of the cannula 23 is in front of the end of the longitudinal bore 36, and the other end of the cannula 23 extends beyond the extension 35 and runs out in a tip 40 which can be pierced into a vacuum container 45.

Der Vakuumbehälter 45 ist von üblicher Fora und besteht aua einem Reagenzglas 46 mit einem offenen Ende, das durch einen durchstechbaren, selbstabdichtenden Stopfen 47 geschlossen ist.The vacuum container 45 is of conventional shape and also consists of a test tube 46 having an open end which is closed by a pierceable, self-sealing stopper 47.

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Zur Blutentnahme wird die Spitze 28 der Kanüle 22 in die Vene 48 des Patienten eingestochen. Da dad Ventil 30 das hintere stumpfe Ende 29 der Kanüle 22 abschließt, kann unter dem Blutdruck allein kein Blut aus dem Hohlraum 31 des Ventils 30 austreten.To take blood, the tip 28 of the cannula 22 is inserted into the Vein 48 of the patient punctured. There valve 30 that the rear blunt end 29 of the cannula 22 closes, no blood can escape from the cavity 31 of the under the blood pressure alone Exit valve 30.

Der Vakuumbehälter 45 wird dann vorgeschoben, bis die Spitze 40 der Kanüle 23 den Stopfen 4? durchstochen hat, wodurch eine Verbindung zwischen dem Inneren des Vakuumbehälters 45 und der zentralen Kammer 38 des Gehäuses 21 hergestellt ist. Der durch das Vakuum im Behälter 45 hergestellte Druckunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Ventils 30 öffnet die Einschnitte 32 des Ventils 30 und ermöglicht eine Strömung von Blut aus der Vene 48 durch die Kanüle 22, die Einschnitte 32, die Kammer 38 und die Kanüle 23 in den Behälter 45· Das Blut strömt, solange ein Druckunterschied besteht. Wenn das Vakuum im Behälter 45 abgebaut ist, kehrt das Ventil 30 automatisch in seine normale Fora zurück, wobei die Einschnitte 32 geschlossen werden und die Blutströmung unterbinden. Wenn sich während der Blutentnahme ein Gegendruck aufbauen würde, so würde das Druckgefälle gestört und der erhöhte Druck außerhalb des Ventils 30 würde ein Schließen der Einschnitte 32 zur Folge haben, sodaß jede Gefahr einer Strömung von Flüssigkeit in den Ventilhohlraum 31 und durch die Kanüle 22 zum Patienten verhindert ist. Dies ist insbesondere von Bedeutung in Fällen, in denen in dem Reagenzglas 46 chemische Stoffe für die spätere Analyse enthalten sind, die für den Patienten schädlich sein könnten, wenn sie in dessen Blutbahn gelangen.The vacuum container 45 is then advanced until the tip 40 of the cannula 23 the stopper 4? has pierced, whereby a connection between the interior of the vacuum container 45 and the central chamber 38 of the housing 21 is made. The one created by the vacuum in the container 45 Pressure difference between the inside and the outside of valve 30 opens cuts 32 of valve 30 and allows blood to flow from vein 48 through it Cannula 22, incisions 32, chamber 38 and cannula 23 into the container 45 · The blood flows as long as there is a pressure difference. When the vacuum in container 45 is released the valve 30 automatically returns to its normal fora back, wherein the incisions 32 are closed and the Stop blood flow. If a counterpressure were to build up during the blood withdrawal, the pressure gradient would be disturbed and the increased pressure outside the valve 30 would be cause the incisions 32 to close, thereby eliminating any risk of fluid flow into the valve cavity 31 and through the cannula 22 to the patient is prevented. This is particularly important in cases where in the test tube 46 contains chemical substances for later analysis that could be harmful to the patient, when they get into his bloodstream.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen die Schritte beim Abnehmen einer Blutprobe.Figures 1 through 6 show the steps involved in taking a blood sample.

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In Fig. 1 und 2 ist di· Kanüle 22 in di· Van· 48 da« Patientan eingestochen* Da· Ventil 30 befindet sich in der geschlossenen Stellung, sodaO keine Blutströmung aufgrund dee Blutdruckes über das Ventil 30 hinaus erfolgen kann. Der Vakuumbehälter 45 ist noch nicht in flüssigkeitsführender Verbindung mit der hinteren Kanüle 23«In FIGS. 1 and 2, the cannula 22 is inserted into the van 48 as a result of the patient. The valve 30 is in the closed position, so that no blood flow is due to the patient Blood pressure via the valve 30 can also take place. The vacuum container 45 is not yet in fluid connection with the rear cannula 23 "

In Fig. 3 und 4 ist der Vakuumbehälter 45 mit der Kanüleneinheit 20 gekoppelt, wobei die Spitze 4o der Kanüle 23 den Stopfen 47 durchstochen hat und in das Innere des Reagenzglases 46 hineinragt. Das in dieses vorhandene Vakuum verursacht 'ein Druckgefälle und verringert den Druck in der Kammer 38* sodaß sich die Einschnitte 32 öffnen und Blut durch die KanÜieneinheit 20 in das evakuierte Reagenzglas 46 strömen kann. Wenn während dieses Vorganges irgendeine Rückstreuung eintreten und ein erhöhter Druck am rückwärtigen Ende des Ventils JQ auftreten sollte, so werden dadurch die Einschnitte 32 geschlossen, wodurch eine Strömung durch das Ventil 30 hindurch in der einen oder der anderen Richtung verhindert wird.In FIGS. 3 and 4, the vacuum container 45 is coupled to the cannula unit 20, the tip 40 of the cannula 23 having pierced the stopper 47 and protruding into the interior of the test tube 46. The vacuum that is present in this vacuum causes a pressure gradient and reduces the pressure in the chamber 38 * so that the incisions 32 open and blood can flow through the tube unit 20 into the evacuated test tube 46. If any backscatter occurs during this process and there is increased pressure at the rear of valve JQ , it will close cuts 32, preventing flow through valve 30 in one direction or the other.

Venn das Vakuum in dem Reagensglas 46 abgebaut ist, gleicht sich der Druck auf beiden Seiten des Ventils 30 aus und das Ventil ketal·t in seine ursprüngliche Form zurück, wobei die Einschnitte 32 geschlossen sind. Demzufolge kann keine Strömung zwischen der Spitze 28 der Kanüle 22 und der Spitze der Kanüle 23 stattfinden. Der Behälter 45 kann dann von der Kanüleneinheit abgezogen werden, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt. Weitere Vakuumbehälter können dann mit der Einheit 20 in der vorher beschriebenen Weise gekoppelt.werden, um weitere Blutproben zu sammeln.When the vacuum in the test tube 46 is released, the same the pressure on both sides of the valve 30 decreases and the valve ketal · t back to its original shape, whereby the Incisions 32 are closed. As a result, there can be no flow between the tip 28 of the cannula 22 and the tip the cannula 23 take place. The container 45 can then of can be withdrawn from the cannula unit, as shown in FIGS. 5 and 6. Further vacuum containers can then be coupled to the unit 20 in the manner previously described. to collect more blood samples.

Das elastomere Material des Ventils gestattet eine genaue Steuerung des Öffnens und Schließens. Das Ventil verformtThe elastomeric material of the valve allows an accurate Control of opening and closing. The valve deforms

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sich bereits, wenn es einem geringen Druckgefälle unterworfen wird. Dadurch kann das Ventil die Strömung in einen Vakuumbehälter sehr genau steuern, wenn eine vorbestimmte
Flüssigkeitsmenge gesammelt werden soll. Dies ist besonders wichtig bei der Entnahme von Blutproben.when it is subjected to a slight pressure gradient. This allows the valve to control the flow into a vacuum container very precisely, if a predetermined one
Amount of liquid to be collected. This is especially important when taking blood samples.

- Patentanspruch -- claim -

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Claims (1)

PatentanspruchClaim Auf Druck ansprechendes Ventil zur Anordnung in einer Flüssigkeitsleitung j welches normalerweise die Flüssigkeitsströmung unterbindet, sich jedoch te@i einem Druckgefälle nur in einer Richtung automatisch öffnet und. automatisch in die geschlossen© Stellung .zurückkehrt* wenn Icein Druekgefälle in dieses9. Riehtung mehr besteht, dadurch gekennzeichnet» daß das Ventil von einer elastischen Kappe (30) mit ©ineffi' offenen und eines geschlossenen Ende gebildet ist, deren Inn©nrausi (31) mit clera einen Ende der Flüssigkeit sleitung in Verbindung steht und di@ in einem mit dem anderen Ende der Flüssigkeitsleitung in Verbindung. Gehendem Raum (38) angeordnet ist und deren Wand im Bereich dieses Raumes (38) mindestens ©inen selbstabdishtenden Schlitz (32) aufweist, der'normalerweise geschlossen ist9 sich jedoch bei ein©& DruekgefSlle von dem ein^n zu dem anderen Ende der Flüssigkeitsleitung dwreh Verformung der Kappe (30) aufgrund dieses Druckgefälles automatisch öffnet und den Durchfluß von Flüssigkeit von dem einen ssu d®m anderen Ende der Flüssigkeitsleitung freigibt, und sich automatisch wieder schließt;, wenn der Druck außerhalb der Kappe (30) mindestens gleich dem Druck innerhalb der Kappe (30) ist.Pressure-responsive valve for arrangement in a liquid line j which normally prevents the flow of liquid, but te @ i opens automatically in a pressure gradient only in one direction and. automatically returns to the closed © position * if there is a pressure drop in this 9 . Direction is more, characterized in that the valve is formed by an elastic cap (30) with an open end and a closed end, the inside of which is connected to one end of the liquid line and di @ in one in communication with the other end of the liquid line. Walking space (38) and having its wall in the region of this space (38) at least © inen selbstabdishtenden slot (32) is closed der'normalerweise 9, however, at a © & DruekgefSlle of the n a ^ to the other end of the Liquid line automatically opens the deformation of the cap (30) due to this pressure gradient and allows the flow of liquid from one end of the liquid line, and closes again automatically, when the pressure outside the cap (30) is at least equal to Pressure inside the cap (30). 409808/0967409808/0967
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