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Mehrwegeventil
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B e s c h r e i b u n g: Die Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil,
insbesondere für medizinische Lösungen, mit einem Gehäuse mit mindestens einem ersten
Einlaß, einem zweiten Einlaß und einem Auslaß unter Ausbildung eines ersten Strömungsweges
zwischen den beiden Einlässen und eines zweiten Strömungsweges zwischen dem zweiten
Einlaß und dem Auslaß sowie mit dem zweiten Strömungsweg zugeordnetem Rückschlagventil,
das eine Öffnung des zweiten Strömungsweges nur in Richtung vom zweiten Einlaß zum
Auslaß erlaubt.
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Derartige Mehrwegeventile sind allgemein bekannt, insbesondere für
die Verabreichung von Medikamenten (US-PSen 3 572 375, 3 650 093 und 3 710 942),
wobei an den ersten Einlaß ein Beutel mit einer Lösungsmischung oder Beutel mit
noch zu mischenden Lösungen, an den zweiten
Einlaß eine Verabreichungsspritze
oder ein sogenannter Perfusor und an den Auslaß ein Patient angeschlossen sein können.
Die bekannten Mehrwegeventile dieser Art haben den Nachteil, daß Nichtbetätigen
der Verabreichungsspritze bzw. bei stehendem Perfusor die Lösung bzw.
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Infusion vom ersten Einlaß im wesentlichen ungehindert zum Auslaß
und damit zum Patienten "nachfliessen" kann, da der bzw. die am ersten Einlaß angeschlossenen
Lösungsbeutel in der Regel höher angeordnet sind als das Mehrwegeventil und die
Verabreichungsspritze sowie der Patient,nämlich über diesem hängen. Um einen derartigen
fnfusionsnachfluß" zu verhindern, müßte die Verbindung zwischen dem ersten Einlaß
und den bzw. dem daran angeschlossenen Lösungsbeutel (n) gesondert verschlossen
werden, z.B. mittels einer Schlauchklemmer bekannter Bauart. Eine derartige zusätzliche
Handhabungs-Maßnahme soll jedoch möglichst verhindert werden, um das ärztliche Personal
zu entlasten und um Fehler bei der Verabreichung einer Infusion zu vermeiden, sofern
vergessen werden sollte, die erwähnte Verbindung zwischen erstem Einlaß und Lösungsbeutel
zu unterbrechen. Den Patienten würde dann eine zusätzliche und nicht vorherbestimmte
Infusion verabreicht werden. Dies kann bei Kleinkindern mitunter zum Tod führen.
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Des weiteren ist es sehr häufig notwendig, der Infusionslösung zusätzlich
ein Medikament in dosierter Menge beizumischen. Zu diesem Zweck bietet es sich an,
einen Injektionsstutzen zum Ansetzen einer Injektionsspritze unmittelbar an den
eingangs erwähnten ersten Strömungsweg anzuschließen mit dem Ziel, daß das eingespritzte
Medikament in die Verabreichungsspritze bzw. in den Perfusor gelangt und sich dort
mit der angesaugten Infusionslösung vermischt. Eine solche Maßnahme wäre
jedoch
bei Verwendung der bekannten Mehrwegeventile höchst gefährlich, da sich nicht vermeiden
ließe, daß das dem zweiten Strömungsweg bzw. Auslaß zum Patienten zugeordnete Rückschlagventil
beim Einspritzen des Medikamentes in den ersten Strömungsweg öffnet mit der Folge,
daß das Medikament hochkonzentriert zum Patienten gelangt und zu dessen Tod führen
kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrwegeventil
zu schaffen, mit dem die genannten Nachteile vermieden werden können, durch das
also sichergestellt ist, daß der erste und zweite Strömungsweg sicher voneinander
getrennt werden können, und zwar selbsttätig, d.h. ohne zusätzliche äußere Manipulation
an der Anordnung.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
der Patentanspruches 1 gelöst.
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Durch den erfindungsgemäßen Ventilkörper ist es möglich, die beiden
Strömungswege sicher voneinander zu trennen, wodurch ein unkontrollierter Infusionsnachfluß
vom ersten Einlaß zum Auslaß des Ventils sowie eine unmittelbare Medikamenten-Injektion
durch den Auslaß hindurch zum Patienten vermieden werden. Schlauchklemmen zum Absperren
der Schlauchverbindung zwischen erstem Einlaß und Lösungsbeutel oder Schaltkörper
im Mehrwegeventil zum wahlweisen Öffnen bzw. Verschließen der beiden Strömungswege,
z.B. nach der älteren deutschen Patentanmeldung P 35 03 320.7, sind entbehrlich.
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Vorzugsweise ist der Ventilkörper im Gehäuse des Mehrwegeventils in
eine bevorzugte Stellung vorgespannt, in der der erste Strömungsweg zwischen den
beiden Einlässen unterbrochen ist. Durch diese monostabile Ausbildung des Mehrwegeventils
ist sichergestellt, daß bei Außer-
betriebstellung des Ventils,
insbesondere bei nicht betätigter Verabreichungsspritze, der erste Strömungsweg
stets geschlossen ist, also durch diesen Strömungsweg nicht unkontrolliert Lösungsmittel
oder dergleichen aus dem Beutel und gegebenenfalls in den Patienten nachfließen
kann.
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Die monostabile Lage des Ventilkörpers kann entweder durch eine Zug-
oder Druckfeder und/oder eine elastische Rückverformung des Ventilkörpers erhalten
werden. Die erstgenannten Ausführungsform wird vorzugsweise dann eingesetzt, wenn
der Ventilkörper als Kolben ausgebildet ist. Eine elastische Rückverformung des
Ventilkörpers läßt sich besonders gut bei Schirmventilen erhalten.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ventilkörper innerhalb
des Gehäuses in einem Ventilkörper-Aufnahmeraum verstellbar gelagert, in den die
beiden Einlässe und der Auslaß münden, wobei der zweite Einlaß zwei Einlaßkanäle
aufweist, die in Verstellrichtung des Ventilkörpers im Abstand voneinander in den
Ventilkörper-Aufnahmeraum münden, und wobei die Auslaßmündung auf Höhe zwischen
den Mündungen der beiden Einlaßkanäle -vorzugsweise diesem gegenüberliegend - angeordnet
ist.
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Diese Ausführungsform ist bei Ausbildung des Ventilkörpers sowohl
als Kolben als auch als Schirmventil geeignet.
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Der Ventilkörper ist so bemessen, daß er bei Freigabe des ersten Strömungsweges
den Auslaß zum Patienten schließt, während er in der bevorzugten monostabilen Lage
unter Unterbrechung des ersten Strömungsweges den Auslaß freigibt.
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Die Ansprüche 7 und 8 betreffen noch weitere konstruktive Details
des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils. Es wird
diesbezüglich auf
die dort beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmale verwiesen.
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Nachstehend werden zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils
anhand der beigefügten Schemazeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 bis
5 Eine erste Ausführungsform eines Mehrwegeventils mit kolbenartigem Ventilkörper
in funktionsschematischer Seitendarstellung, wobei Fig. 1 die bevorzugte monostabile
Lage des Ventilkörpers in Ruhestellung der Gesamtanordnung, Fig. 2 die Stellung
des Ventilkörpers beim Aufziehen derVerabreichungs- bzw. Dosierspritze, Fig. 3 bei
Injektion eines Medikaments, Fig. 4 eine Zwischenstellung des Ventilkörpers nach
Aufziehen der verabreichungs- bzw. Dosierspritze und Fig. 5 den Ventilkörper beim
Verabreichen der Infusionslösung an einem Patienten oder beim Überführen der Infusionslösung
in einen Mischbehälter zeigen; und Fig. 6 und 7 eine zweite Ausführungsform eines
Mehrwegeventils mit einem als Schirmventil ausgebildetem Ventilkörper, wobei Fig.
6 das Schirmventil in einer Stellung zeigt, das es beim Aufziehen der Verabreichungsspritze
bzw. bei Injektion eines Medikaments einnimmt, während Fig. 7 das Schirmventil in
seiner Stellung beim Verabreichen der Infusionslösung an einem Patienten oder beim
Überführen der Infusionslösung in einen Mischbehälter erkennen läßt.
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Das Mehrwegeventil nach den Figuren 1 bis 5 dient zur Verabreichung
von medizinischen Lösungen über eine Patientenzuleitung 20, die an den Auslaß 19
des Mehrwegeventils mittels einer an sich bekannten Luer-Kupplung anschließbar ist.
Das Mehrwegeventil weist ein Gehäuse 10 mit einem ersten Einlaß 11, einem zweiten
Einlaß 17 und dem bereits erwähnten Auslaß 19 auf, wobei zwischen den beiden Einlässen
11 und 17 ein erster Strömungsweg und zwischen dem zweiten Einlaß 17 und dem Auslaß
19 ein zweiter Strömungsweg gebildet werden. Dem Auslaß 19 ist ein Rückschlagventil
15 zugeordnet, das nur in Richtung vom zweiten Einlaß 17 zum Auslaß 19 öffenbar
ist. Vorzugsweise dient als Rückschlagventil 15 ein an sich bekanntes Schnabelventil.
An dem zweiten Einlaß 17 ist eine Verabreichungs- bzw. Perfusorspritze 18 anschließbar,
und zwar ebenfalls mittels einer Luer-Kupplung. An dem ersten Einlaß 11 ist ein
Mischbeutel 31 mit der zu verabreichenden Infusionslösung anschließbar, vorzugsweise
ebenfalls mittels einer an sich bekannten Luer-Kupplung.
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Die Schlauchleitung zwischen dem ersten Einlaß 11 und dem Mlschbeutel
31 ist mit der Bezugsziffer 12 gekennzeichnet. In den ersten Einlaß 11 mündet ferner
ein Injektionsstutzen 23 bekannter Bauart, durch den hindurch ein Medikament mittels
einer Spritze 25 in den ersten Strömungsweg eingebracht werden kann.
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Bei der in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform weist
das Gehäuse 10 des Mehrwegeventils eine sacklochartige Bohrung 22 auf, in der ein
Ventilkörper 13 in Form eines zylindrischen Kolbens hin- und herbewegbar gelagert
ist derart, daß er fluidabdichtend an den Seitenwänden der Bohrung 22 anliegt. Die
Bohrung 22 bildet den Ventilkörper-Aufnahmeraum. Dieser Ventilkörper-Aufnahmeraum
ist als Sackbohrung ausgebildet.
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Vor dem Einsetzen des Ventilkörpers 13 wird in den Ventilkörper-Aufnahmeraum
bzw. in die Sackbohrung 22 eine Schraubendruckfeder 14 aus nichtrostendem Federstahl
eingesetzt. Diese bringt den Ventilkörper 13 in die in Figur 1 dargestellte Ruhestellung,
in der der Ventilkörper 13 den ersten Strömungsweg zwischen den beiden Einlässen
11 und 17 unterbricht. Die obere Öffnung des sacklochartigen Ventilkörper-Aufnahmeraums
22 ist durch einen den ersten Einlaß 11 umfassenden Deckel bzw. Pfropfen fluiddicht
verschlossen. Dieser Pfropfen definiert zugleich die bevorzugte monostabile Stellung
des Ventilkörpers 13, in der erste Strömungsweg zwischen den beiden Einlässen 11
und 17 unterbrochen ist und in die der Ventilkörper 13 durch die Schraubendruckfeder
14 gedrängt wird. In den beschriebenen Ventilkörper-Aufnahmeraum 22 münden die beiden
Einlässe 11 und 17 sowie der Auslaß 19, wobei der zweite Einlaß 17 zwei Einlaßkanäle
16, 26 aufweist, die in Verstellrichtung des Ventilkörpers 13 im Abstand voneinander
seitlich in den Ventilkörper-Aufnahmeraum 22 münden, und wobei die Mündung des Auslasses
19 auf Höhe zwischen den Mündungen der beiden Einlaßkanäle 16, 26, und zwar diesem
gegenüberliegend angeordnet ist. Der zweite Einlaß 17 ist innerhalb des Gehäuses
10 gegabelt unter Ausbildung der beiden bereits erwähnten Einlaßkanäle 16, 26.
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Wird nun die Verabreichungsspritze 8 in Richtung des Pfeiles 27 (Fig.
2) aufgezogen, bildet sich an der Unterseite des Ventilkörpers 13 ein Unterdruck.
Der Ventilkörper 13 bewegt sich dann entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder
14 nach unten so lange, bis der erste Strömungsweg zwischen den beiden Einlässen
11 und 17 geöffnet wird, d.h. die Mündung des in Fig. 2
oberen
Einlaßkanals 16 freikommt. Ähnlich verhält es sich beim injizieren eines Medikaments
mittels einer Spritze 25 durch den in den ersten Einlaß 11 mündenden Injektionsstutzen
23 gemäß Fig. 3. In beiden Fällen ist durch entsprechende Abmessung des Ventilkörpers
13 durch diesen der zwischen den beiden Einlaßkanälenl6, 26 angeordnete Auslaß 19
verschlossen. Es kann also in beiden Fällen keine Lösung zum Patienten gelangen.
Die eingangs genannten Probleme treten also bei dieser Ausführungsform nicht auf.
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Nach Beendigung des Aufziehens der Verabreichungsspritze 18 drückt
die Schraubendruckfeder 14 den Ventilkörper 13 geringfügig nach oben unter gleichzeitigem
Verschließen sowohl des ersten Strömungsweges als auch des zweiten Strömungsweges,
wie Fig. 4 erkennen läßt. Die Schraubendruckfeder 14 ist also so dimensioniert,
daß der Ventilkörper in die in Figur 4 dargestellte Lage entgegen der auf den Ventilkörper
lastenden Flüssigkeitssäule gebracht wird. Zu diesem Zweck muß der Ventilkörper
13 länger dimensioniert sein, als der maximale axiale Abstand zwischen der Mündung
des oberen Einlaßkanals 6 und der Mündung des Auslasses 19 in den Ventilkörper-Aufnahmeraum
22. Dieser axiale Abstand ist in Fig. 4 mit L gekennzeichnet, während die Länge
des Ventilkörpers 13 "V" beträgt. V ist also größer als L.
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Beim Verabreichen der Infusionslösung an einen Patienten durch den
Auslaß 19 sowie eine Patientenleitung 20, also bei Bewegung des nicht dargestellten
Kolbens der Verabreichungsspritze 18 in Richtung des Pfeiles 28 in Fig. 5, wird
der Ventilkörper 13 in Richtung des Pfeiles 29 im Ventilkörper-Aufnahmeraum 22 nach
oben gedrückt unter Freigabe des zweiten Strömungsweges zwischen dem zweiten Einlaß
17 und dem Auslaß 19 und gleichzeitiger Unterbrechung des ersten Strömungsweges
zwischen den beiden Einlässen 11 und 17. Das im Auslaß 19 angeordnete
Rückschlagventil
15 öffnet bei diesen Druckverhältnissen.
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Nach Beendigung der Verabreichung bleibt der Ventilkörper 13 in der
in Figur 5 dargestellten Lage, die der Stellung nach Fig. 1 entspricht.
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Das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 6 und 7 entspricht hinsichtlich
der Funktion und auch Konstruktion weitgehend demjenigen nach den Figuren 1 bis
5 nur mit dem Unterschied, daß anstatt eines zylindrischen Ventilkörpers ein Schirmventil
13' vorgesehen ist, das von der bevorzugten Stellung nach Figur 7 dank der elastischen
Rückverformung in eine Stellung nach Figur 6 bringbar ist, in der durch den Umfangsrand
unter Freigabe des ersten Strömungsweges zwischen dem ersten Einlaß 11 und dem zweiten
Einlaß 17 der Auslaß 15 verschlossen ist.
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In Fig. 6 ist die Stellung des Schirmventils 13' beim Aufziehen der
Verabreichungsspritze bzw. bei Injektion eines Medikaments in den ersten Einlaß
11 dargestellt.
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Der erste Strömungsweg zwischen den beiden Einlässen 11 und 17 ist
offen. Gleichzeitig ist, wie oben ausgeführt, der Auslaß 19 verschlossen. Die maximale
Verlagerung des Schirmventils 13' aus der bevorzugten Stellung nach Fig. 7 in die
den ersten Strömungsweg freigebende Stellung nach Fig. 6 wird durch einen im Ventilkörper-Aufnahmeraum
22 angeordneten Vorsprung in Form eines Ringwulstes 24 begrenzt.
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Ebenso wie bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 5 umfaßt
der zweite Einlaß 17 zwei in den Ventilkörper-Aufnahmeraum 22 mündende EinlaSkanSle16,
26, wobei der untere Einlaßkanal 26 unterhalb des erwähnten Ringwulstes 24 liegt
mit der Folge, daß seine Mündung in den Ventilkörper-Aufnahmeraum 22 durch das Schirmventil
13' in keiner Stellung derselben verschlossen wird.
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Durch die unterhalb des Ringwulstes 24 angeordnete Mündung des Einlaßkanals
26 ist sichergestellt, daß das Schirmventil 13' über die darüber angeordnete Mündung
des Einlaßkanalsl6 hinweg beim Aufziehen der Verabreichungssprizte 18 oder Injizieren
eines Medikaments durch den Injektionsstutzen 23 nach unten unter Freigabe des ersten
Strömungsweges bewegt wird. Die elastische Rückverformung des Schirmventils 13'
muß so stark sein, daß durch dieses nach dem Aufziehen der Verabreichungsspritze
18 bzw. nach Injektion eines Medikaments durch den Injektionsstutzen 22 der erste
Strömungsweg zwischen den beiden Einlässen 11 und 17 wieder verschlossen wird.
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Diese Rückverformung des Schirmventils 13' könnte durch eine unterhalb
derselben angeordnete und auf den Umfangsrand derselben einwirkende Schraubendruckfeder
unterstützt werden.
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Dem Verbindungsschlauch 12 zwischen dem ersten Einlaß 11 und dem Mischbeutel
31 ist noch eine Schlauchklemme 30 zugeordnet, die z.B. beim Injizieren eines Medikaments
durch den Injektionsstutzen 23 in Schließstellung gebracht werden kann, so daß ein
Aufsteigen des Medikaments in die Schlauchleitung 12 beim Injizieren eines Medikaments
verhindert wird.
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Eine ganz besonders vorteilhafte und funktionssichere Konstruktion
ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem dem ersten Einlaß (11) nähergelegenen Einlaßkanal
(16) ein nur in Richtung vom ersten Einlaß (11) zum zweiten Einlaß (17) öffnendes
Rückschlagventil (14') angeordnet ist.
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Durch das Rückschlagventil 14', das in Fig. 2 gestrichelt angedeutet
ist, ist ein elastisches Rückstellelement, z. B. die Schraubendruckfeder 14 grundsätzlich
entbehrlich.
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Zur Rückstellung des Kolbens 13 ist ein Verschluß der Mündung des
Einlaßkanals 16 in den Kolben- Aufnahmeraum 22
nicht mehr erforderlich.
Der Kolben 13 wird bei der Rückstellung nur noch von unten her beaufschlagt unter
gleichzeitiger Öffnung des Auslasses 19. Nach Öffnung des Auslasses 19 ist die Rückstellung
des Kolbens 13 beendet. Der Kolben 13 bewegt sich also zwischen der Freigabe des
Einlaßkanals 16 durch seine obere Kante und der Freigabe des Auslasses 19 durch
seine untere Kante. Der Einlaßkanal 26 mündet in den Aufnahmeraum 22 vorzugsweise
an der unteren Bodenfläche desselben. Dies gilt auch für die Lösungen mit elastischem
Rückstellelement.
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Ergänzend zu den Figuren 6 und 7 ist noch auszuführen: Um bei Injektion
eines Medikaments durch den Injektionsstutzen 22 absolut sicher zu vermeiden, daß
das injezierte Medikament, z.B. bei blockierter Spritze, über den Kanal 26 zum Auslaß
19, bzw. Patienten gelangt, ist im Kanal 26 noch vorzugsweise ein sich nur in Richtung
vom Auslaß 19 zum zweiten Einlaß 17 hin öffenbares Rückschlagventil 26', z.B. Schnabelventil,
angeordnet.
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Desweiteren zeichnet sich eine besonders praktikable Konstruktion
dadurch aus, daß der Auslaß 19 unterhalb des Ringwulstes 24 angeordnet ist, z.B.
im Boden des Ventilgehäuses 10. Gleichzeitig wird dann der Ringwulst 24 vorzugsweise
in radialer Richtung etwas breiter ausgebildet.
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Bei dieser Ausführungsform ist das Rückschlagventil 26' funktionsnotwendig.
Selbstverständlich muß das Schirmventil auch bei dieser Ausführungsform die unterhalb
und oberhalb liegenden Bereiche des Aufnahmeraums 22 in allen Relativstellungen
fluiddicht voneinander trennen.
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Sämtliche in den Unterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik
neu sind.
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