DE3050890C2

DE3050890C2 - Durchflußregelvorrichtung

Info

Publication number: DE3050890C2
Application number: DE3050890A
Authority: DE
Inventors: James E. Cole; Jerry D. Thousand Oaks Calif. Stevens; Peter Ventura Calif. Thornton
Original assignee: Gould Inc
Current assignee: Spectramed Inc
Priority date: 1979-06-25
Filing date: 1980-06-23
Publication date: 1985-12-12
Also published as: US4291702A; JPS6057336B2; JPS568033A

Description

verläuft in axialer Richtung eine Senkbohrung; in dieser Senkbohrung ist der von der Kapillarbohrung durchzogene Körper eingesetzt; und zumindest ein Kanal führt von dieser Senkbohrung nach außen zu einer Außenfläche des zylindrischen Körpers.

Im Gehäuse der erfindungsgemäßen Durchflußregelvorrichtung muß nur eine Bohrung ausgespart werden, die sowohl den Ventilkörper wie den von der Kapillarbohrung durchzogenen Körper aufnimmt Das Einsetzen des von der Kapillarbohrung durchzogenen Körpers in den Ventilkörper und die Prüfung auf Durchlässigkeit können getrennt von der Durchflußregelvorrichtung vorgenommen wessen, was die automatisierte Fertigung erleichtert

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So sind vorzugsweise im Einlaß des Flüssigkeitsdurchlasses Regelelemente angeordnet un. die Strömungsgeschwindigkeit während der Schnell- oder Blitzspülung zu begrenzen. An bekannten Vorrichtungen ist während des Betriebes unter den Bedingungen der Blitzspülung als nachteilig festgestellt worden, daß möglicherweise in der Tropfkammer des Meßsystems Luftblasen erzeugt werden, sofern die Bedienungsperson nicht vorsichtig aufpaßt Diese Luftblasen können in das Gefäßsystem des Patienten eindringen und stellen dort nicht nur eine erhebliche Gefahr dar, sondern beeinträchtigen ganz erheblich die dynamische Messung des angeschlossenen Meßsystems. Diese Luftblasen können durch den Venturi-Effekt der mit relativ hoher Geschwindigkeit während der Blitzspülung strömenden Flüssigkeit gebildet werden. Sofern im Einlaß des Durchlasses eine die Strömung begrenzende Einrichtung vorgesehen wird, werden übermäßig hohe Strömungsgeschwindigkeiten bzw. Durchsätze vermieden, und die Gefahr einer Gasblasenbildung ist auf ein Minimum reduziert

Zu weiteren Vorteilen der erfindungsgemäßen Durchflußregelvorrichtung gehören die Verhinderung des Aufbaues von Überdruck, um eine Beschädigung der angeschlossenen Druckmeßinstrumente zu vermeiden, die Eignung der Vorrichtung zur einfachen Betätigung mit einer Hand, die Möglichkeit zur einfachen Entleerung der Lösung aus der Vorrichtung, und der preiswerte Aufbau der Vorrichtung, so daß es wirtschaftlich ist, diese nach Gebrauch zu verwerfen.

Nachfolgend wird die Erfindung im einzelnen anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; im einzelnen zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung die Anwendung der erfindungsgemäßen Durchflußregelvorrichtung in einem dynamisch arbeitenden Meßsystem; und

F i g. 2 in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Durchflußregelvorrichtung.

Gemäß der schematischen Darstellung nach Fi g. 1 gehört zu einem hämodynamisch arbeitenden Blutdruckmeßsystem 10 eine unter erhöhtem Druck gehaltene Dauertropf-Infusionseinrichtung 14, eine Tropfkammer 16, eine Durchflußregelvorrichtung 18 und eine Drucküberwachungseinrichtung 20. Die Durchflußregelvorrichtung 18 steuert den Durchfluß von der Dauertropfeinrichtung 14 über die Tropfkammer 16 durch den Katheter 12 in das Gefäßsystem des Patienten. Die Überwachungseinrichtung 20 ist aktiv mit dem Katheter verbunden, um eine Vielzahl brauchbarer Daten, wie etwa zum Blutdruck und dgl. anzuzeigen.

Fig.2 zeigt in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt eine Ausführungsform der erfmdungsgemäßen Durchflußregelvorrichtung 18. Ein zumeist zylindrisches Gehäuse 22 weist eine erste, größere Innenbohrung oder Kammer 24 auf und eine zweite kleinere Innenboiirung 26, wobei beide Bohrungen über einen konischen Ventilsitz 28 verbunden sind und zusammen einen Durchlaß bzw. eine Durchflußöffnung bilden. Ein Einlaß 30 öffnet sich gemäß der Darstellung von unten zu der Bohrung 24. Bei einer alternativen {nicht dargestellten) Ausführungsform könnte der Einlaß 30 auch von oben her auf die Bohrung 24 zuführen. Der Einlaß 30 ist mit einem Ansatz versehen, der einen üblichen Anbringungsanschluß 32 aufweist Am Übergang vom Einlaß 30 in die Bohrung 24 ist ein konischer Einlaß-Ventiisitz 33 ausgebildet, der zusammen mit einem Ventilkörper 35, vorzugsweise einer Kugel, den Durchsatz durch den Einlaß beschränken kann, wie das nachfolgend erläutert wird. Die Abmessungen des Ventilsitzes 33 und des dazugehörigen Ventilkörpers 35 sind dahingehend bemessen, daß die Strömungsmitteleinlaßbohrung 24 lediglich teilweise abgesperrt, jedoch niemals die Strömungsmittelströmung vom Einlaß 30 in die Bohrung 24 vollständig unterbrochen wird. Der Einlaß 30 weist vorzugsweise zusätzlich einen Zurückhaltering 37 auf, der den Ventilkörper 35 festhält; dies kann bei der Beseitigung eingeschlossener Luftblasen aus der Vorrichtung zweckmäßig sein, wie das nachfolgend detaillierter beschrieben ist. Die Bohrung 26 öffnet sich ihrerseits zum Auslaß 34, der mit einem Ansatz versehen ist der seinerseits einen üblichen Befestigungsanschluß 36 aufweist Das Gehäuse 22 besteht vorzugsweise aus einem Spritzgußkörper, der aus einem Kunststoff wie etwa durchsichtigem Polycarbonat gefertigt ist.

Innerhalb der Bohrung 24 ist verschieblich ein Ventilkörper 38 angeordnet Vom Einlaßende des Ventilkörpers 38 ragt ein Betätigungsschaft 40 durch ein Loch in der Kappe 42 hindurch. Ein Betätigungsknopf oder Griff 44 ist am Außenende des Schaftes 40 angebracht.

Ein kurzer, elastischer Federzylinder 46 aus einem Material, wie etwa Silikongummi, ist zwischen dem Ventilkörper 38 und der Kappe 42 eingespannt und abgedichtet Der Federzylinder 46 hat eine solche Größe, daß nach seinem Einbau in die Vorrichtung, wie dargestellt, der Ventilkörper 38 federnd gegen den Ventilsitz 28 gedrückt wird. Die Federkraft des Federzylinders 46 ist dahingehend ausgewählt, daß beim Auftreten eines für den Druckwandler unerwünscht hohen Druckwertes am Auslaßende der Vorrichtung der Ventilkörper 38 nach rechts gemäß der Darstellung verschoben wird, um den Abbau eines solchen Druckes zu unterstützen. Zum Ventilkörper 38 gehört weiterhin ein radial abstehender, umlaufender Flansch 48, der bezüglich der Bohrung 24 einen ausreichend kleineren Durchmesser aufweist, um die angestrebte Strömung der Flüssigkeit durch die Vorrichtung zu gewährleisten. Das Auslaßende des Ventilkörpers 38 ist mit einer Senkbohrung 50 versehen, in welche ein Glaszylinder 52 eingesetzt und dort geeignet befestigt ist Der Glaszylinder 52 weist eine Kapillarbohrung 54 auf, deren Bohrungsdurchmesser dahingehend ausgewählt ist, daß während des Gebrauchs der Vorrichtung die angestrebte, fortlaufende Flüssigkeitsströmung durch die Vorrichtung gewährleistet ist, und unet wünschte Druckschwankungen am Einlaß gedämpft werden. Am Boden der Senkbohrung 50 sind ein oder mehrere radial ausgerichtete Kanäle 56 ausgespart, die sich in die Bohrung 24 auf der Einlaßseite des umlaufenden Flansches 48 öffnen, um den ununterbro-

chenen Strömungspfad mit geringer öffnungsweite durch die Vorrichtung zu vervollständigen. Die Auslaßseite des umlaufenden Flansches 48 weist eine Oberfläche ähnlicher konischer Geometrie wie der Ventilsitz 28 auf.

Ein elastischer Dichtungsring 58 aus einem Material wie etwa Silikongummi, ist zwischen dem Ventükörper 38 und dem Ventilsitz 28 eingeschlossen. Der Dichtungsring 58 hat vorzugsweise eine solche Größe, daß er mit dem Ventükörper 38 verschoben wird; weiterhin ist der Außendurchmesser des Dichtungsringes 58 klein genug, damit die angestrebte zweite, höhere Strömungsgeschwindigkeit bzw. öffnungsweite des Strömungspfades während der Spülphase gewährleistet ist, wenn der Ventükörper 38 gemäß der Darstellung nach is rechts verschoben ist Andererseits kann der Dichtungsring 58 auch solche Abmessungen aufweisen, daß er dicht an die Bohrung 24 gerade am Ventilsitz 28 paßt, während der Ringinnendurchmesser eine solche Größe hat, daß der angestrebte höhere Flüssigkeitsdurchsatz während der Spülstufe gewährleistet ist

Vom auslaßseitigen Ende der Bohrung 26 zweigt ein Hilfsauslaß 60 ab, der zu einem Ansatz führt, der mit einem Befestigungsanschluß 62 versehen ist Während des Gebrauchs können an diesen Ansatz Druckmeßgerate oder sonstige Überwachungsinstrumente angeschlossen werden.

Während der Anwendung ist die mit F i g. 1 dargestellte Vorrichtung 18 so angeschlossen, daß sie über den Einlaß 30 Flüssigkeit aufnimmt. Die von dieser Flüssigkeitsströmung im Einlaß 30 ausgehende Kraft hält den Einlaß-Ventükörper 35 in Berührung mit dem Einlaß-Ventilsitz 33, wodurch die Strömung innerhalb der Bohrung 24 teilweise beschränkt ist Auch bei dieser teüweisen Beschränkung ist jedoch der Flüssigkeitsdurchsetz stets größer, als derjenigeFlüssigkeitsdurchsatz, der benötigt wird, um die fortlaufende Flüssigkeitsströmung durch die Vorrichtung bei der geringen öffnungsweite des Strömungspfades (durch die Kapillarbohrung hindurch) zu gewährleisten. Die Flüssigkeit strömt daraufhin aus der Bohrung 24 durch die Kapillarbohrung 54 und daraufhin aus dem Auslaß 34 heraus.

Sofern die Vorrichtung in der Betriebsweise der Schnell- oder Blitzspülung bei dem zweiten, größeren Flüssigkeitsdurchsatz benützt wird, etwa um Luft aus der Flüssigkeit herauszuspülen, bevor der Katheter in ein Blutgefäß des Patienten eingeführt wird, dann wird der Betätigungsknopf 44 (gemäß Darstellung) nach rechts gezogen, so daß die Flüssigkeit rund um den Ventilkörper 28 strömen kann und dadurch ein wesentlich größerer Fiüssigkeitsdurchsatz gewährleistet wird, welcher die Luft aus der Vorrichtung herausspült Nachdem die Vorrichtung gespült worden ist, und der Katheter in das Blutgefäß des Patienten eingeführt worden ist, wird die langsame, fortlaufende Flüssigkeitsströmung durch die Kapillarbohrung 54 hindurch gewährleistet In zeitlichen Abständen, um zu gewährleisten, daß sich das im Blutgefäß befindliche Ende des Katheters nicht zusetzt, wird der Betätigungsknopf 44 gezogen, um die schnelle Flüssigkeitsströmung zu gewährleisten, damit ein kur- ro zer, starker Flüssigkeitsstoß durch das System erfolgen kann, wodurch irgendwelche unerwünschten Ablagerungen oder Teilchen entfernt und weggespült werden. Diese schnelle Flüssigkeitsströmung kann zur Bildung von Luftblasen in der Tropfkammer des Meßsystems führen, sofern die Flüssigkeitsströmung zu groß wird. In dieser Hinsicht ist es die Regeleinrichtung 35 im Einlaß, welche das Auftreten eines zu großen Flüssigkeitsdurchsatzes verhindert. Diese Einlaß-Durchflußsteuerung gewährleistet eine ausreichende Flüssigkeitsmenge für die übliche Flüssigkeitsströmung und zusätzlich erlaubt sie den zweiten, höheren Flüssigkeitsdurchsatz; diese Einlaß-Durchflußsteuerung erlaubt jedoch nicht, daß dieser zweite, höhere Flüssigkeitsdurchsatz während der Blitzspülung solch hohe Werte erreicht, daß Luftblasen in dem System erzeugt werden könnten. Das heißt diese Durchflußsteuerung ist so bemessen, daß die Schnell- oder Blitzspülung zur Entfernung unerwünschter Ablagerungen möglich ist, jedoch keine solch schnelle Flüssigkeitsströmung, die zur Bildung von Luftblasen in der Tropfkammer führen könnte.

Sofern sich aus irgendeinem Anlaß Luftblasen in der Vorrichtung ansammeln, kann die Vorrichtung vom System gelöst werden-, der Einlaß-Ventilkörper 35 löst sich aus seinem Eingriff mit dem Einlaß-Ventilsitz 33 und ruht nunmehr auf dem Zurückhaltering 37, damit die Luftblasen austreten können. Ohne diese Besonderheit des Festhalteringes zum Zurückhalten des Ventilkörpers im Einlaß und der weiterhin bestehenden Möglichkeit einer hohen Flüssigkeitsströmung durch die Vorrichtung müßte die Vorrichtung verworfen werden, sofern eine solche Luftblase auftritt

Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Durchflußregelvorrichtung kann anstelle der Ventilanordnung 33/35 im Einlaß 30 ein Flatterventil vorgesehen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

geordnet ist, um den Flüssigkeitsdurchsatz bei vom

Patentansprüche: Ventilsitz (28) gelöstem Ventilkörper (38) dahinge-

r«Hciuiu»y _hend ^ _beschränken^ daß die Erzeugung von Luft-

1. Durchflußregelvorrichtung für die Anwendung blasen im System auf ein Minimum «£««£]*· bei strömenden Flüssigkeiten zur Drucküberwa- ₅ 3. «^^el™™^h^^_n5£j' chune bei der Blutdruckmessung, dadurch gekennzeichnet, daß zu der DurchfluBsteunÄemSS^T^Jbur^. der einen ereinrichtung ein zweiter Ventüsitz (33), u*\curda-Einlaß und einen Auslaß aufweist, mit zusammenwirkender kugelförmiger Ventilkoran welchem Auslaß ein bei Gebrauch fortlaufend per(35) gehören.

durchströmter Katheter anschließbar ist; ίο 9. Durchdrehvorrichtung "?<* Anspruch,8, mit einer, einen engen, nicht-sperrbaren Durch- dadurch gekennzeichnet, daß im Einlaß (30) ein Zuflußpfad vom Einlaß zum Auslaß gewährleistenden rückhalteglied (37) für den kugelförmigen Ventilkor-Kappilarbonrung; per (35) vorhanden ist mit einem innerhalb des Durchlasses ausgebildeten

Ventilsitz, an dem ein innerhalb des Durchlasses fe- 15

dernd gehaltener Ventilkörper anliegen und den

Durchlaß sperren kann; und .

mit einer Einrichtung, um den Ventilkörper gezielt Die Erfindung betrifft eine Durchflußregelvornch-

vom Ventilsitz zu lösen, wobei ein weiterer Durch- tung für die Anwendung bei strömenden Flüssigkeiten

flußpfad rund um den Ventilkörper vom Einlaß zum 20 zur Drucküberwachung bei der Blutdruckmessung, mit

Auslaß resultiert, dadurch gekennzeich- einem Gehäuse mit zumindest einem Durchlaß, der ei-

n e t daß in den Ventükörper (38) ein von der Kapil- nen Einlaß und einen Auslaß aufweist, an welchem Aus-

larbohrung (54) durchzogener Körper (52) so einge- laß ein bei Gebrauch fortlaufend durchströmter Kathe-

setzt ist, daß die Eintrittsöffnung der Kapillarboh- ter anschließbar ist; mit einer, einen engen, nichtsperr-

rung über wenigstens einen, durch den Ventilkörper 25 baren Durchflußpfad vom Einlaß zum Auslaß gewähr-

hindurchführenden Kanal (56) mit der Eüitrittsseite leistenden Kapillarbohrung; mit einem innerhalb des

des Durchlasses in Verbindung steht, und die Aus- Durchlasses ausgebildeten Ventilsitz, an dem ein inner-

trittsöffnung der Kapillarbohrung zur Austrittseite halb des Durchlasses federnd gehaltener Ventilkörper

des Durchlasses hin mündet anHegen und den Durchlaß sperren kann; und mit einer

2 Durchflußregelvorrichtung nach Anspruch 1, 30 Einrichtung, um den Ventilkörper gezielt vom Ventilsitz dadurch gekennzeichnet, daß der Ventükörper (38) zu lösen, wobei ein weiterer Durchflußpfad rund um den ein im wesentlichen zylindrischer Körper ist und ei- Ventilkörper vom Einlaß zum Auslaß resultiert nen im wesentlichen radial abstehenden, umlaufen- Eine Durchflußregelvorrichtung dieser Art ist aus der den Flansch (48) aufweist; US-Patentschrift 36 75 891 bekannt Bei der bekannten durch diesen zylindrischen Körper in axialer Rieh- 35 Vorrichtung verzweigt sich der Einlaß des Durchlasses tung eine Senkbohrung (50) verläuft; in zwei Zweige. In den einen Zweig ist ein von der in dieser Senkbohrung (50) der von der Kapillarboh- Kapillarbohrung durchzogenes Rohr eingesetzt Innerrung durchzogene Körper (52) eingesetzt ist; und halb des anderen Zweiges ist der Ventilsitz ausgebildet zumindest ein Kanal (56) von dieser Senkbohrung und der Ventükörper ist innerhalb dieses anderen Zwei-(50) nach außen zu einer Außenfläche des zylindri- 40 ges verschieblich angeordnet Zur Herstellung der besehen Körpers führt kannten Durchflußregelvorrichtung müssen in deren

3. Durchflußregelvorrichtung nach Anspruch 2, Gehäuse zwei Bohrungen ausgespart werden; in die eidadurch gekennzeichnet, daß ein elastisches Dich- ne Bohrung wird das von der Kapillarbohrung durchzotungselement (58) zwischen dem umlaufenden gene Rohr eingesetzt und abgedichtet; in die andere Flansch (48) und dem Ventilsitz (28) angeordnet ist 45 Bohrung wird der Ventilkörper eingepaßt Diese An-

4. Durchflußregelvorrichtung nach Anspruch 3, Ordnung bedingt erhöhten Fertigungsaufwand, dadurch gekennzeichnet daß das Dichtungselement Davon ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenein elastischer Dichtungsring (58) ist dessen Außen- den Erfindung darin, eine Durchflußregelvorrichtung durchmesser eine Flüssigkeitsströmung durch den der genannten Art zu verbessern, insbesondere deren Durchlaß (24) zuläßt wenn der Ventükörper (38) 50 Aufbau zu vereinfachen, die Funktionsprüfung zu ervom Ventilsitz (28) gelöst ist leichtern und den Fertigungsaufwand zu verringern. Um

5. Durchflußregelvorrichtung nach Anspruch 3, eine preiswerte Durchflußregelvorrichtung bereitzudadiirch gekennzeichnet daß das Dichtungselement stellen die nach einmaligem Gebrauch verworfen werein elastischer Dichtungsring (58) ist dessen Innen- den kann.

durchmesser eine Flüssigkeitsströmung durch den 55 Ausgehend von einer Durchflußregelvorrichtung der

Durchlaß (24) zuläßt, wenn der Ventükörper (38) oben bezeichneten Art ist die erfindungsgemäße Lö-

vom Ventilsitz (28) gelöst ist sung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß in

6. Durchflußregelvorrichtung nach einem der An- den Ventükörper ein von der Kapillarbohrung durchzosprüche 1 bis 5, wobei sich vom Ventükörper weg ein gener Körper so eingesetzt ist daß die Eintrittsöffnung Betätigungsschaft in axialer Richtung durch ein 60 der Kapillarbohrung über wenigstens einen, durch den Loch im Gehäuse hindurch erstreckt dadurch ge- Ventükörper hindurchführenden Kanal mit der Einkennzeichnet, daß ein elastisches Federelement (46) trittsseite des Durchlasses in Verbindung steht und die rund um den Betätigungsschaft (40) zwischen dem Austrittsöffnung der Kapillarbohrung zur Austrittsseite Ventilkörper (38) und dem Gehäuse (22) angeordnet des Durchlasses hin mündet

i_st- 65 Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Ventil-

7. Durchflußregelvorrichtung nach einem der An- körper ein im wesentlichen zylindrischer Körper, der Sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Ein- einen im wesentlichen radial abstehenden, umlaufenden I laß (30) eine Durchflußsteuereinrichtung (33,35) an- Flansch aufweist; durch diesen zylindrischen Körper B