DE2700491C2

DE2700491C2 - Drosselvorrichtung für Fluide

Info

Publication number: DE2700491C2
Application number: DE2700491A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1977-01-07
Filing date: 1977-01-07
Publication date: 1979-01-11
Also published as: GB1565750A; US4180235A; FR2376995A1; FR2376995B1; DE2700491B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drosselvorrichtung für in einem flexiblen Schlauch geführte Fluide entsprechend dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs I.

In Drosselvorrichtungen wird die Druckreduzierung allgemein über enge Spalte erreicht. Dabei ist es üblich, den Druck längs sehr kurzer Streiken mit dabei entstehenden hohen Schubspannungen abzubauen. Für icherempfindliche Fluide, z. B. Blut, Milch und Eiweißlö-Jungen, sind hohe Schubspannungen, die /um Abscheren innerhalb des Gefügeaufbaue? führen, nicht zuträglich. Sie führen zu Qualitätsminderungen.

Es ist ein Flußregulator zum Einstellen erwünschter Flußwerte von durch Leitungen strömenden Medien bekannt, bei dem ein flexibler Schlauch als Leitung zwischen einer auf seinen Umfang wirkenden, steuerbaren Drosselvorrichtung, mit der der Durchflußquer- »chnitt geändert wird, liegt. Die Drosselvorrichtung ist gebildet aus einem festen Anschlag und einem um sein Mittelteil schwenkbar gelagerten Hebelarm. Das eine Ende des Hebelarmes drückt bei Auslenkung des anderen Endes den Schlauch gegen den festen Anschlag. Durch Verformung des Schlauches ändert sich sein Durchflußquerschnitt. Die Bewegung des Hebelarmes wird dabei durch einen Stufenmotor über eine Kurvenscheibe gesteuert. In diescfrt Flußregulator erstreckt die Querschnittsänderung skh nur auf einen schmalen Längenabschnitt des Schlauches, so daß die Druckherabsetzung auf einem kurzen Wege erfolgt. Dadurch treten in dem zu regulierenden Strömungsmittel hohe Scherkräfte auf. Für stihcrempfindliche Strömungsmittel ist dieser Fiußreguhllor daher nicht günstig (DE-OS 21 05 IQb).

Bekannt ist weiterhin eine Mikrasteuerungsvorrichtung für die Durchströmung von flexiblen Leitungen mit Flüssigkeiten, in der die Durchflußsteuerung durch

ί gegenseitige Einwegkompression der Leitungswandungen erfolgt. Die Kompression auf die Leitungswandungen wird durch einen Hebel bewirkt, der die flexible Leitung durch eine Öffnung in der Wandung der Vorrichtung preßt. Der Hebel kann -nanuell oder automatisch betätigt werden. Dabei wird die flexible Leitung nicht nur in ihrem Querschnitt zusammengedrückt, sondern auch im Verlauf ihrer Längsachse verformt. Die Druckherabsetzung in der Mikrosteuerungsvorrichtung erfolgt auf einem kurzen Wege. Die Vorrichtung ist daher für scherempfindliche Flüssigkeiten nicht günstig. Es ergibt sich außerdem eine wenig vorteilhafte hohe Beanspruchung des Leitungsmaterials (DE-OS 23 53 624).

In einer bekannter. Drosselvorrichtung werden Fluide in einem elastischen Schlauch geführt. Durch Veränderung des Schlauchvolumens kann der Fluß gestoppt, gestartet oder auch die Durchflußmenge gesteuert werden. Die Drosselvorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Platten, die gegeneinander gedrückt

2^ri werden, so daß der zwischen ihnen angeordnete, das Fluid führende Schlauch in seinem Querschnitt verändert wird.

Die eine der Platten besitzt dem Schlauch gegenüber gezackte Leisten, um das Zusammenpressen /u

in unterstützen. Mittels einer Schraube kann die Gegenplatte gewünscht gegen die andere Platte gedruckt werden. Die Verformung des Schlauches kann immer nur in einer Länge bis zur Breite der Platten erfolgen. Für scherempfindliche Fluide müßten sie derart breit

Γι werden, daß das ganze Drosselorgan viel /u unhandlich wäre (US-PS 34 77 686).

In einer anderen Vorrichtung (US-PS 36 85 787) zur Regulierung von Flüssigkeitsströmungen wird ein in einem Kanal geführter vcr formbarer Schlauch durch ein rollenförmiges Druckelement in seinem freien Querschnitt verändert. Das Druckelement besitzt Achsansät ze, mit denen es rollend in den Seitenwänden des Kanals bewegt werden kann. Der Boden des Kanals ist gegenüber den Führungen des Druckclemcntcs in

4Ί einem Winkel ausgeführt. Er kann darüber hinaus Einkerbungen u. ä. besitzen. Mit der Bewegung des Druckelementes in Richtung zum engeren Querschnitt des Kanals wird der Schlauch immer weiter zusammengedrückt. Damit ist eine Regulierung der Strömung

in möglich.

Diese bekannte Einrichtung dient der Steuerung von parenteral einzuführenden Flüssigkeiten. Wichtig isi dabei eine außerordentlich genaue Dosierung. Wesentliche Druckunterschiede sind dabei nicht zu überwinden.

Vi Der Eingriff in die .Strömungsverhaltnisse kann daher auf einer kurzen Schlauchlänge, wie es das rollende Druckelement auch zeigt, erfolgen. Größere Scherkräfte, die zur Zerstörung von scherempfindlichen Stoffen führen würden, verlanger, einen wesentlich längeren

Mi Drosselweg. Da/u wäre für die vorliegende Hinrichtung aber sein sehr viel größeres Drosselelement nötig. Mil diesem würde die Einrichtung für viele medizinische Anwendungen unhaniierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drosselorgan über eine geringe Schubspannung auch für scherempfindliche Fluide verwendbar zu machen. Es soll auch im medizinischen Bereich mit hohen Sterilitätsanforderungen einsctz.bar sein.

Pie Lösung der Aufgabe erfolgt gemtil.1 den Kennzeichen des Patentanspruchs I.

Die mit dieser Lösung erzielten Vorteile liegen in der Möglichkeit der Unterbringung eines langen Schlauches in dem spiralförmigen Kanal und in einer einfachen und sicheren Funktion des Drosselorgans. Zwischen der Schubspannung τ an der Rohr- bzw. Sch !auch wand und dem Druckverlust Ap in der Strömung besieht die folgende Beziehung

to

r = Ip- -^-

R = Rohrradius
L = Rohrlänge

Mit den Bedingungen eines konstanten Schlauchinnendurchmessers 2 R und einem konstanten Druckverlust Δ ρ ist die Schubspannung der Rohrlänge L umgekehrt proportional.

Mit einem langen Schlauch als Leitung für das Fluid ergibt sich also eine geringe Schubspannung. Daher wird die Verwendung der Drosselvorrichtung nach der Erfindung auch für scherempfindliche Fluide vorteilhaft. Der nach der Erfindung in dem Kanal untergebrachte flexible Schlauch wird auf seiner ganzen Länge von der Druckfläche der Deckplatte in seinem freien Querschnitt beeinflußt und die Schubspannung entsprechend geändert. Durch die Führung des Kanals als Spirale mit den tangentialen Teilen werden auch bei großen Schlauchlängen kleine Vorrichtungsabmessungen möglich, mit denen der Einbau der Drosselvorrichtung in das Leitungssystem erleichtert wird. Die nach der Erfindung möglichen langen Schlauchlängen gestatten eine genaue und sichere Dosierung. Die Lösung ermöglicht eine einfache Gestaltung mit wenigen Bauteilen. Der Schlauch ist ohne Montageaufwand herausnehmbar und dann sterilisierbar.

Dies wird durch die Ausbildung unterstützt, nach der die Deckplatte auf einem zentralen Bolzen, angedrückt durch ein in der Höhe einstellbares Regelstück, geführt ist.

Weitere Vorteile ergeben sich durch die Ausbildungen, nach denen das Regclslück eine auf den mit 4-, Gewinde versehenen Bolzen passende Hebelmutter ist oder mit einer automatischen Stelleinrichtung verbunden ist. Damit kann das Drosselorgan je nach gewünschter Ausbildung entweder direkt von Hand oder aber automatisch über eine Stelleinrichtung geregelt werden.

In Erfüllung der Aufgabe gilt, daß der einfache Aufbau, der die Unterbringung eines langen Schlaurhes bei geringem Platzbedarf möglich macht, neben der sicheren Regulierung und der Verwendung in Systemen mit scherempfindlichen Fluiden eine problemlose Herausnahme des Schlauches zur Sterilisation oder Desinfektion sichert.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch das Drosselorgan,

F i g. 2 eine Draufsicht auf das Drosselorgan,

F i g. 3 den Schnitt a-b aus der F i g. I.

Das Drosselorgan für Fluide zur Verwendung in Systemen mit scherempfindlichen Stoffen besteht aus der Grundplatte 1, der Deckplatte 2 und dem Regelstück 3. hier eine Hebeln.-iter.

Die Deckplatte 2 ist über den zentralen Bolzen b beweglich gegenüber der Grundplatte 1 geführt. Dii Grundplatte 1 besitzt den Kanal 4. in den Druckflächen 5 der Deckplatte 2 hineinragen. Sowohl der Kanal 4 als ?>;ch die Druckflächen 5 an der Deckplatte 2 s'nd als Spirale um die Mittelachse geführt, sie passen durch die Führung der Deckplatte 2 auf dem zentralen Bolzen 6 sicher beweglich ineinander. Der das zu drosselnde Fluid führende flexible Schlauch 7 isi in dem tangentialen Teil 8 des Kan.ils 4. der bis zum Zentruni der Spirale führt, in die Spirjle und in dem äußeren tangentialen Teil IO eingelegt. Hr wird durch die beiden tangentialen Teile 8 und 10 der Grundplatte 1 also zu- und wieder abgeführt. Damit der Schlauch 7 im tangentialen Teil 8 nicht eingedrückt wird, ist er mit der Deckleiste 9 abgedeckt. Zur Drosselung des Fluids, d. h. zum Abbauen des Druckes, wird die Spalthöhe zwischen der Tiefe des Kanals 4 und den Druckflächen 5 durch Drehen des Regelstückes 3 verringert, der Schlauch 7 in seinem Querschnitt also zusammengedrückt. Über die kontinuierlich zu verändernde Spalthöhe ist ein geregelter Abbau des Druckes und damit eine genaue Dosierung des Fluids sichergestellt. Der Austausch des Schlauches 7 ist nach Abnahme des Regelstückes 3 und dann der Deckplatte 2 möglich.

2 BIaII

Claims

Patentansprüche:

1. Drosselvorrichtung für in einem flexiblen Schlauch geführte Fluide, wobei der Schlauch in einem Kanal angeordnet ist, in dessen Querschnitt ein bewegbares Druckorgan einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (4) als Spirale ausgebildet ist und das Druckorgan im wesentlichen über die gesamte Länge des Kanals (4) In diesen eingreift.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (4) mit tangentialen Teilen (8, 10) bis an die Außenkante einer Grundplatte (1) geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der tangentiale Teil (8) zum Zentrum der Spirale, abgedeckt durch eine Deckleiste (9), unterhalb der Spirale und über Krümmungen in diese eingeleitet geführt ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Deckplatte (2), die auf einem zentralen Bolzen, (6) geführt und durch ein in der Höhe einstellbares Regelstück (3) angedrückt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das RegeLtück (3) eine auf den mit Gewinde versehenen Bolzen (6) passende Hebelmulterist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelstück (3) mit einer automa.ischen Stelleinrichtung verbunden ist.