DE2932779A1

DE2932779A1 - Vorrichtung zum stoppen eines fluessigkeitsflusses

Info

Publication number: DE2932779A1
Application number: DE19792932779
Authority: DE
Inventors: Renato Rossi
Original assignee: Sis Ter SpA
Current assignee: Sis Ter SpA
Priority date: 1978-08-28
Filing date: 1979-08-13
Publication date: 1980-03-13
Also published as: JPS5533984A; GB2028976A; FR2434984A1; IT7827072A0; ES252906Y; SE7907103L; NO792660L; ES252906U

Description

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Vorrichtung zum Stoppen eines Flüssigkeitsflusses

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stoppen eines Flüssigkeitsflusses bei Vorhandensein von Gasblasen in Hydraulikkreisläufen klinischer Systeme, insbesondere für extrakorporelle Zirkulation.

Es ist bekannt, daß das Problem des Stoppens von Flüssigkeitsflüssen bei Vorhandensein von Gasblasen in Hydraulikkreisläufen häufig ist, hauptsächlich bei Verwendung einer Pumpe, die in manchen Teilen des Kreislaufes Vakuumbedingungen schaffen kann und somit möglich macht, daß Luft aufgenommen und durch den Flüssigkeitsfluß in Form von Blasen durchgezogen wird. Ein solches Problem ist von besonderer Bedeutung für jene Apparate für klinische Verwendung, die direkt in das Kreislaufsystem eines Patienten eingesetzt werden, wie Perfusionsgeräte, künstliche Nieren, extrakorporelle Zirkulationspumpen od. dgl., da eine mögliche Luftzufuhr in Venen oder Arterien Luftembolie bewirkt und eine ernste Gefahr für das Leben des Patienten bedeuten kann.

Das Problem wird am häufigsten durch die Verwendung eines Sensors gelöst, beispielsweise des Ultraschall- oder des Kapazitivtyps, der das Vorhandensein von Gasblasen in den Leitungen eines Hydraulikkreislaufs wahrnehmen kann und bei Eintreten eines solchen Falles die Pumpe stoppt. Eine solche Lösung bringt zweifelsohne Vorteile mit sich, wann immer kleine Mengen Gases in einem flüssigen Medium aufgespürt werden sollen, doch unter der Voraussetzung, daß ein hochqualitatives Sensorgerät zur Verfügung steht. Doch zeigt die Verwendung eines solchen so viele Nachteile, die für eine Anzahl von Umständen nicht ratsam sind. Insbesondere resultiert die Verläßlichkeit der Stoppvorrichtung aus den Eigenschaften des Sensors, der eine komplizierte Vorrichtung und daher heikel ist und leicht Fehlern unterliegt. Weiters ist der Wirksamkeitszustand der Sensorvorrichtung für eine nicht-qualifizierte Bedienungskraft schwer erkennbar. "

Schließlich ist die Herstellung eines solchen, auf einem Sensorgerät beruhenden Systems höchst kostspielig, sowohl was die Erzeugung des Sensors betrifft als auch hinsichtlich des

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Anschlusses desselben an die Pumpe.

Es geht klar aus dem Vorgesagten hervor, daß auf technischem Gebiet eine starke Nachfrage nach Vorrichtungen zum Stoppen eines Flüssigkeitsflusses in einem Hydrauliksystem bei Auftreten von Gasblasen besteht, und zwar ohne daß es notwendig wäre, einen solch komplizierten und kostspieligen Apparat wie eine Sensorvorrichtung oben beschriebener Art zu verwenden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Stoppen eines Flüssigkeitsflusses in Hydraulikkreisläufen bei Auftreten von Gasblasen vorgesehen, welche, obwohl sie nicht auf der Verwendung eines Sensorgeräts oder ähnlichen komplizierten elektronischen Apparats für ihren Betrieb beruht, zumindest ebenso verläßliche Leistungen erbringt wie solche teure bekannten Vorrichtungen, die auch eine hohe Ansprechempfindlichkeit hat und das Auftreten von Gasblasen exakt aufzeigt und den Pumpvorgang rechtzeitig stoppt, wenn das in der in einem Hydraulikkreislauf fließenden Flüssigkeit vorhandene Volumen an Luft (oder einem anderen Gas) einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine sich vertikal erstreckende Kammer, die an ihrer Oberseite mit einer Leitung zur Zuführung einer Flüssigkeit in die Kammer und an ihrer Unterseite mit einer Auslaßleitung zur Entfernung der Flüssigkeit aus der Kammer versehen ist und in ihrem Inneren ein Schwimmelement solcher Gestalt enthält, daß es mit dem Kammerboden bzw. der Öffnung der Auslaßleitung aus der Kammer zusammenpaßt, wodurch in gesenkter Stellung des Schwimmelements in der Kammer eine absolut luftundurchlässige Dichtung entsteht, die den Flüssigkeitsfluß zwischen dem Schwimmelement und der Kammerwand bzw. der Öffnung der Auslaßleitung für die Flüssigkeit aus der Kammer stoppt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Kammer einen Oberteil zylindrischer Gestalt und einen Unterteil kegelstumpfförmiger Gestalt, der sich vom unteren Teil des zylindrischen Teils zur Öffnung der Flüssigkeitsauslaßleitung hin verjüngt.

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ORIGINAL INSPECTED

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet sich das Schwimmelement zwecks freier Vertikalbewegung in einem in der Kammer montierten rohrförmigen Filter.

Diese Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung, die bloß als Beispiel dient, zu ersehen. Fig. 1 ist ein sehr schematischer Querschnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung/und Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei diese Ausführungsform besonders geeignet ist für die Einfügung in den Verbindungskreis zwischen einem Dialyseapparat und einer Venenkanüle im Kreislaufsystem eines Patienten.

Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 1 umfaßt die Flußstoppvorrichtung der Erfindung, im allgemeinen mit D bezeichnet, eine rohrförmige Kammer 1, die bei Gebrauch im wesentlichen aufrecht gehalten wird und einen Oberteil la von im wesentlichen zylindrischer Gestalt aufweist, der mit einem Unterteil Ib kegelstumpfförmiger Gestalt kontinuierlich bzw. integral verbunden ist. Die Kammer 1. ist an ihren gegenüberliegenden Enden axial offen und mit einer Einlaßleitung 2 zur Zuführung einer Flüssigkeit zur Kammer und mit einer Auslaßleitung 3 zum Ablassen der Flüssigkeit aus der Kammer versehen. Während des Betriebs ist die Kammer zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit L gefüllt. Ein hohler Schwimmkörper 4 (welcher bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform eine im wesentlichen kugelförmige Gestalt aufweist) befindet sich in der Kammer 1 und schwimmt auf der in der Kammer 1 befindlichen Flüssigkeit L.

Es besteht ein geringer Abstand zwischen der Innenwand des Teils la und der Außenwand des Schwimmers 4, wodurch sich letzterer frei nach unten bzw. oben in der Kammer ohne bedeutende Reibung zwischen Schwimmer und Innenwand des Teils la bewegen kann.

• Für den Fall, daß die durch die Leitung 2 zur Kammer 1

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zugeführte Flüssigkeit L Luftblasen mitführt, sammeln sich diese im oberen Teil"Ic der Kammer 1, wodurch die freie Oberfläche der Flüssigkeit L innerhalb der Kammer und in der Folge auch der Schwimmer 4 gesenkt werden. Es sollte daher erkannt werden, daß die Kammer 1 in erster Linie als "Falle" für die Gasblasen dient, die von der der Kammer zugeführten Flüssigkeit mitgeführt werden, welche Flüssigkeit dann durch die Leitung 3 abfließt. Die Flüssigkeit in dieser Leitung 3 ist frei von Blasen, welche daher nicht zum stromabwärts der Kammer 1 gelegenen Kreislaufabschnitt gelangen können.

Diese Situation hält an sich an, da Flüssigkeit weiterhin durch die Einlaßleitung 2 eindringen und durch die Auslaßleitung 3 ausfließen kann, bis die in der oberen Zone Ic der Kammer 1 angesammelte Gasmenge den Schwimmer 4 entsprechend der Senkung der freien Oberfläche der Flüssigkeit L in der Kammer 1 nach unten drängt, sodaß er die in Fig. 1 strichliert dargestellte Position erreicht, was nämlich dann eintritt, wenn er mit seiner Außenwand mit der Innenwand des kegelstumpfförmigen Teils Ib der Kammer 1 in Kontakt kommt. Die vollkommen luftundurchlässige Dichtung, die durch den peripheren Kontakt zwischen dem Schwimmer und der Innenwand des kegelstumpfförmigen Teils Ib der Kammer 1 hergestellt wird, stoppt offensichtlich den Flüssigkeitsfluß durch die Kammer, wodurch auch Luft daran gehindert wird, in den stromabwärts der Kammer befindlichen Kreislaufabschnitt zu gelangen. Die Unterbrechung des Flüssigkeitsflusses in der Kammer 1 bewirkt, daß eine (nicht dargestellte) Pumpe, die den Kreislauf antreibt, sofort zum Stillstand kommt.

Anstelle der in Fig. 1 dargestellten,im wesentlichen kugelförmigen Gestalt kann der Schwimmer 4 auch eine unterschiedliche Ausgestaltung aufweisen, wie eine konische Gestalt, und zwar komplementär zur Innenwand des Teils Ib der Kammer In diesem Fall kann das Schwimmelement 4 auch mit einem Ballast versehen sein, um seine aufrechte Lage innerhalb der Kammer 1 zu erleichtern und auch um einen besseren dichtenden Kontakt mit der Innenwand des kegelstumpfförmigen Teils Ib der Kammer

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zu erzielen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, welche sich in einer Tropfkammer befindet, die in einen Verbindungskreis zwischen einem (nicht dargestellten) Dialyseapparat und. einer (auch nicht dargestellten) Venenkanüle im zirkulatorischen System eines Patienten eingeschaltet ist und das mittels einer Dialyseeinheit gereinigte Blut in diesen zurückführt.

Eine im allgemeinen mit D¹ bezeichnete Tropfkammer umfaßt eine Kammer 11, in der sich ein rohrförmiger Filter 18 befindet, der oben mittels einer Kappe 18' geschlossen und am Boden über seinen gesamten Umfang an der Innenwand des sich verjüngenden Teils der Tropfkammer befestigt ist. Wie bekannt ist, soll der Filter verhindern, daß der Patient mögliche kleine Teilchen oder Blutklumpen empfängt, die sich im Dialyseapparat bilden können.

Gemäß der vorliegenden Erfindung befindet sich ein torpedo- bzw. nasenförmiger oder im wesentlichen spitzbogenförmiger hohler Schwimmer 16 im rohrförmigen Filter 18 und ist an seinem unteren Teil mit einem Ballast 17 versehen, der ihn in aufrechter Lage halten soll. Die Tropfkammer 11 ist am oberen Ende mit einem Deckel 13 verschlossen, der in der Mitte mit einer Durchflußleitung 12 zur Zuführung des gereinigten Bluts vom (nicht dargestellten) Dialyseapparat zur Tropfkammer versehen ist. Zwei weitere, seitliche Leitungen 12', 12" gehen durch den Deckel 13, deren Funktion im folgenden näher erläutert wird,

Die Kammer 11 ist am unteren Ende offen und an eine Auslaßleitung 14 angeschlossen, durch die das gereinigte Blut aus der Kammer durch eine (nicht dargestellte) Venenkanüle in das zirkulahorische System des Patienten rückgeführt wird.

Die Vorrichtung gemäß der Ausführungsform von Fig. 2 wird klarerweise genauso betrieben, wie für die schematische Darstellung von Fig. 1 beschrieben wurde. Da das Ansammeln von Luft im oberen Teil der Kammer 11 ein Senken des Blutniveaus in der Kammer selbst zur Folge hat, folgt auch der Schwimmer

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dem Blutniveau, bis er möglicherweise die öffnung 15 der Auslaßleitung 14 versperrt und somit verhindert, daß Luft zum Patienten gelangt, und ein vorübergehendes Aussetzen des gesamten Kreislaufs bewirkt. Dies geschieht, weil eine der beiden Seitendurchlässe, z.B. 12", mit einem (nicht dargestellten) Druckmeßgerät verbunden ist, das ständig den Luftdruck über dem Blutniveau anzeigt. Sobald der Schwimmer 16 den Ausfluß stoppt, steigt dieser Druckwert wegen der anhaltenden Tätigkeit der Pumpe sofort an und das Meßgerät sendet ein Kontrollsignal, das die Pumpe des Dialyseapparates zum Stoppen bringt und eventuell ein Alarmzeichen von sich gibt.

Um den Betrieb wieder aufzunehmen, d.h. gereinigtes Blut dem Patienten zuzuführen, ist es notwendig, die Vorrichtung auf die Ausgangsbedingungen einzustellen. Das erfolgt auf bekannte Weise mit der anderen Durchlaßleitung, z.B. 12", die üblicherweise geschlossen ist und nun von einer Bedienungsperson zur Wiederherstellung des Atmosphärendrucks in der Kammer geöffnet wird. Danach wird die Pumpe des Dialyseapparates angetrieben, bis das gewünschte Blutniveau in der Kammer wiederhergestellt ist, dann werden die verbleibenden Luftblasen durch entsprechende Handhabung der aus elastischem Material bestehenden Kammer aus dem Filter entfernt, und schließlich wird das schwimmende Stoppelement durch eine ähnliche Handhabung an der Ausflußleitung 14 außer Kontakt und so wieder in Schwimmstellung gebracht. Auf diese Weise ist der Kreislauf wieder hergestellt und der Dialyseapparat kann eine beträchtliche Zeit lang arbeiten, bis die in der Tropfkammer gesammelten Luftblasen ein neuerliches Einschreiten der Stoppvorrichtung bewirken.

Es ist klar, daß die Konstruktionsdetails und die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der beschriebenen und als beispielhaft dargestellten Merkmale weitgehend variiert werden können, ohne dabei den Erfindungsbereich zu überschreiten. Es steht nämlich fest, daß jegliche Ausführungsform, gleich welche Gestalt die Kammer und das Schwimmelement haben, in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fällt, wenn sie nur eine Kammer mit in Betrieb nach unten durchlaufender Flüssigkeit umfaßt und einen Schwimmer einschließt, der so gestaltet ist, daß er den Kammerauslaß sperrt.

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Claims

Patentansprüche :

lJ Vorrichtung zum Stoppen eines Flüssigkeitsflusses inierhalb eines Hydraulikkreislaufes bei Vorhandensein von Gasblasen, welche eine sich vertikal erstreckende Kanuner (1, 11) aufweist, die an der Oberseite mit einer Leitung (2, 12) zur Zuführung der Flüssigkeit in die Kammer und an ihrer Unterseite mit einer Auslaßleitung (3, 14) zur Entfernung der Flüssigkeit aus der Kammer versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Schwimmelement (4, 16) in ihrem Inneren befindet, das solche Gestalt aufweist, daß es mit dem Kammerboden bzw. der öffnung (15) der Auslaßleitung (3, 14) aus der Kammer zusammenpaßt, wodurch bei gesenkter Stellung des Schwimmelements in der Kammer eine absolut luftundurchlässige Dichtung zum Stoppen des Flüssigkeitsflusses zwischen dem Schwimmelement und der Kammerwand bzw. der öffnung der Auslaßleitung (3, 14) für die Flüssigkeit aus der Kammer hergestellt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für Hydraulikkreisläufe eines extrakorporellen Zirkulationssystems, dadurch gekennzeichnet, daß eine axial offene Kammer (1, 11) im Betrieb in im wesentlichen aufrechter Stellung gehalten wird und einen im wesentlichen zylindrischen Oberteil (la) und einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Unterteil (Ib) aufweist, der sich vom unteren Teil des zylindrischen Teils zur öffnung des zylindrischen Teils zur öffnung der Auslaßleitung (3, 14) der Flüssigkeit aus der Kammer zu hin verjüngt, wobei das Schwimmelement (4, 16) zum freien Folgen von Höhenänderungen der Flüssigkeitsoberfläche in dem im wesentlichen zylindrischen Teil im Querschnitt kleiner ist als der innere Durchmesser des im wesentlichen zylindrischen Teils (la) der Kammer und zwecks Kontaktes der Außenwand des Schwimmelements mit der Innenwand des kegelstumpfförmigen Teils (Ib) der Kammer größer ist als der Durchmesser der Auslaßleitungsöffnung (15), wobei in der Kontaktstellung die periphere Konfiguration des Schwimmelements zwecks Bildung einer vollkommen lüftundurchlässigen Dichtung zum Stoppen des Flüssigkeitsflusses zwischen Schwimmelement

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und Wand komplementär mit der Wand des kegelstumpfförmigen Teils zusammenpaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwimmelernent . (16) torpedo- bzw. nasenförmig ist, wobei sich der. spitzbogenartig verjüngte Teil am unteren Ende befindet und mit einem Ballast (17) zur Aufrechterhaltung der aufrechten Stellung des Schwimmelements in der Kammer (11) versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Schwimmelement (16) frei innerhalb eines rohrförmigen Filters (18) befindet, der eine Führung für die Vertikalbewegung desselben darstellt und am unteren Ende am Boden der Kammer (11) koaxial mit der öffnung (15) der Auslaßleitung (14) befestigt ist.

SIS-TER S.p.A.

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