DE3521056A1

DE3521056A1 - Selbstabdichtendes rueckschlag- bzw. absperrventil

Info

Publication number: DE3521056A1
Application number: DE19853521056
Authority: DE
Inventors: Craig James Lake George N.Y. Bell
Original assignee: Mallinckrodt Inc
Current assignee: Mallinckrodt Inc
Priority date: 1984-06-12
Filing date: 1985-06-12
Publication date: 1985-12-19
Also published as: GB2162618B; JPH0480705B2; CA1239072A; JPS6145776A; US4653539A; FR2565492A1; GB8514836D0; GB2162618A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei Rückschlag- bzw. Absperrventilen, und sie bezieht sich im einzelnen auf die Klasse solcher Ventile, die ein selbstabdichtendes Merkmal bzw. eine selbstabdichtende Eigenschaft haben. Die Erfindung ist primär für die Verwendung in bzw. bei Kathetern und ähnlichen medizinischen Anwendungen bzw. Einrichtungen, welche den Transport von Strömungsmitteln erfordern oder in sonstiger Weise mit einem solchen Transport von Strömungsmitteln verbunden sind, bestimmt.

Nach dem Stande der Technik werden Katheter häufig in medizinischen Anwendungen benutzt, bei denen Strömungsmittel zu oder von Körperhohlräumen geleitet werden. In vielen Fällen sind Katheter mit einer Manschette (aufblasbarer Ballon) versehen, die dazu geeignet ist, mit der Wand eines Körperdurchgangs in Eingriff zu treten und diese Wand bzw. den Körperdurchgang abzudichten, so daß dadurch der Durchgang von Strömungsmittel zu und von dem Körperhohlraum zu diesem Durchgang durch das Katheter beschränkt wird. Zum Beispiel kann ein Tracheal- bzw. Luftröhrenkatheter so ausgebildet sein, daß es in die Luftröhre einführbar ist, und es kann einen aufblasbaren Ballon (aufblasbare Manschette) in der Nähe des distalen Endes zum Abdichten des Luftröhrendurchgangs aufweisen. Es ist wichtig, das der Ballon (aufblasbare Manschette) leicht aufgeblasen werden kann und daß er während der gewünschten Zeitdauer in dem aufgeblasenen Zustand bleibt. Zum Beispiel kann ein Tracheal- bzw. Luftröhrenkatheter in Verbindung mit einem chirurgischen Vorgang, der sich über eine wesentliche Zeitdauer hinweg erstreckt, angewandt werden, und es ist notwendia, daß der Ballon (aufblasbare Manschette) während dieser ganzen Zeit zuverlässig aufgeblasen bleibt. Zu diesem Zweck

ORIGINAL IKSfECTED

ist es konventionellerweise üblich, ein Rückschlagventil in einem Rohr bzw. Schlauch vorzusehen, das bzw. der mit dem Ballon (aufblasbare Manschette) zum Aufblasen desselben verbunden ist. Es ist wünschenswert, daß dieses Rückschlagventil, das in der vorliegenden Beschreibung nachstehend auch als ein Aufblasventil bezeichnet wird, leicht betätigbar ist, wenn es gewünscht wird, Strömungsmittel zu dem vorerwähnten Ballon (aufblasbare Manschette) des Katheters zuzuführen, oder wenn es erwünscht ist, das Strömungsmittel daraus abzulassen, und es ist ist wünschenswert, daß das Ventil während der Eingriffsdauer zuverlässig abgedichtet bleibt.

Es ist zunehmend allgemein üblich, daß Katheter dieser Art dafür gedacht bzw. ausgebildet sind, nach einem einzigen Gebrauch weggeworfen zu werden. Demgemäß ist es wünschenswert, daß solche Einrichtungen einen einfachen Aufbau haben und billig bzw. kostengünstig herstellbar sind. Diese Erfordernisse gelten natürlich auch für das Aufblasventil, d-as einen Teil des wegwerf baren Katheters bildet. Viele ÄJufblasventile nach dem Stande der Technik haben drei oder mehr Teile und beinhalten wesentliche Herstellungs- und Zusammenbaukosten. Nach dem Stande der Techik sind auch einige Zweiteil-Aufblasventile bekannt, jedoch beinhalten djiese Zweiteil-Ventile nach dem Stande der Technik zusätzliche Herstellungsvorgänge oder Zusammenbauprobleme, welche die Kosten erhöhen und daher derartige Ventile weniger wünschenswert für die Verwendung als wegwerfbare Einheiten machen.

Das Ventil nach der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von denjenigen nach dem Stande der Technik insbesondere insofern, als es einen in hohem Maße vereinfachten Zweiteil-Aufbau hat. Das erleichtert die Herstellung der Ventilkomponenten und vermindert die Herstellungskosten.

ORDINAL UiOi⁶ECTED

Der Aufbau ist derart, daß ein Ventilelement eine feste Abdichtung gegen ein Ventilgehäuse bildet, so es eine Sicherheit gegen unerwünschte Leckage von Strömungsmittel durch dasselbe gewährt, jedoch läßt sich das Element, wenn es gewünscht wird, leicht von dem Gehäuse wegbewegen, um die Abdichtung zu unterbrechen und eine freie Strömung von Strömungsmitteln durch das Ventil in jeder Richtung zu ermöglichen.

Kurz zusammengefaßt wird mit der Erfindung ein selbstabdichtendes Rückschlag- bzw. Absperrventil zur Verfügung gestellt, das in seiner einen erfindungsgemäßen Ausführungsform ein hohles Ventilgehäuse umfaßt, das aus einem starren bzw. steifen oder halbstarren bzw. halbsteifen Material ausgebildet ist, ein offenes Ende und ein geschlossenes Ende hat, und das weiter eine innere Wand hat, die einen längsverlaufenden Kanal zwischen dem offenen Ende : und dem geschlossenen Ende bildet bzw. begrenzt. Das Ventilgehäuse weist ein Rohrverbindungsstück, Fassungsteil, Anschlußteil o.dgl. auf, das sich quer von einer Wand desselben bzw. des Ventilgehäuses erstreckt und mit dem Kanal verbunden ist. Das Rohrverbindungsstück, Fassungsteil, Anschlußteil o.dgl. ist in der Lage bzw. so ausgebildet, daß es eine Luerspitzeneinrichtung an- bzw. aufnehmen kann.

Ein Ventilelement, das aus einem elastischen Material ausgebildet ist, ist innerhalb des Kanals aufgenommen bzw. an geordnet. Das Ventilelement weist an jedem Ende einen Umfangsrand bzw. -vorsprung auf, der in abdichtendem Eingriff mit der inneren Wand des Gehäuses ist. Das Ventilelement weist weiter einen Kanal auf, der sich in ümfangsrichtung desselben, insbesondere um dessen gesamten Umfang herum erstreckt, und mit dem Rohrverbindungsstück, Fassungsteil, Anschlußteil o.dgl. fluchtet. Das Ventilelement kann mit einer Luerspitzeneinrichtung in Eingriff treten und ist durch dieselbe nach einwärts bewegbar bzw. deformierbar, so daß die Umfangsränder bzw. -vorsprünge

ORIGINAL

INSPECTED

des Ventilelements von der inneren Wand verlagert bzw. zumindest teilweise abgehoben werden, wodurch ein Durchgang von Strömungsmittel zwischen denselben bzw. zwischen dem Ventilelement und der inneren Wand ermöglicht wird. Das Ventilelement nimmt wegen seiner Elastizität seine normale Position wieder ein, wenn die LuerSpitzeneinrichtung entfernt wird, und dadurch kommt es wieder in abdichtenden Eingriff mit der inneren Wand.

Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung seien nachstehend anhand einer in den Figuren 1 bis 4 der Zeichnung dargestellten, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 eine generelle Ansicht eines Katheters, das ein Ventil nach der Erfindung aufweist;

Figur 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des Ventilelements und -gehäuses nach der

Erfindung, und zwar zur Veranschaulichung der Methode des Zusammenbaus;

Figur 3 eine Querschnittsansicht des Ventils in dessen abdichtender Position; und

Figur 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des erfindungsgemäßen Ventils nach den Figuren 2 und 3, wobei eine Luerspitzeneinrichtung eingefügt bzw. in Eingriff mit dem Ventil ge

bracht ist.

Es seien nun die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben:
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ORIGINAL WZTECTED

Es sei zunächst auf Figur 1 Bezug genommen, in der eine generelle Darstellung einer Katheters 10 gezeigt ist, welches ein Rohr bzw. einen Schlauch 12 zum Hindurchleiten von Strömungsmitteln zu und von einem Körperhohlraum aufweist. Das Katheter besitzt an seinem distalen Ende eine aufblasbare Manschette 14. Ein sekundärer Hohlraum 16 bzw. eine sekundäre Röhre 16 ist innerhalb der Wand des Rohrs bzw. Schlauchs 12 ausgebildet. Das distale Ende des Hohlraums bzw. der Röhre 16 bildet eine Verbindung mit dem Inneren der Manschette, während das proximale Ende mit einem Rohr bzw. Schlauch 18 zum Durchgang von Strömungsmittel für das Aufblasen oder Einschrumpfenlassen der Manschette verbunden ist. Ein Ventil 20, das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, ist nach der Darstellung mit dem proximalen Ende des Rohrs bzw. Schlauchs 18 zum Steuern des Durchgangs von Strömungsmittel durch den Hohlraum bzw. die Röhre 16 verbunden.

Es sei nun zu den Figuren 2 und 3 übergegangen, wonach das Ventil 20 ein hohles Ventilgehäuse 22 umfaßt, das ein offenes Ende 24 und ein geschlossenes Ende 26 hat, sowie ein elastisches Ventilelement 28, welches innerhalb des Gehäuses positioniert ist. Umfangsränder 30 an beiden Enden des Elements 28 werden in einem Zustand der Kompression gegen die innere Oberfläche des Gehäuses gehalten, so daß sie eine Dichtung bilden. Sowohl das Gehäuse als auch das Element haben vorzugsweise eine zylindrische Form, und diese Konfiguration ergibt beste Passung zwischen den Rändern 30 und der Innenwand des Gehäuses. Außerdem ergibt sich durch die zylindrische Form der volle Vorteil der Elastizität des Elements, die Kompressionskraft gleichförmig längs der Ränder 30 zu verteilen. Infolgedessen ist kein Spalt zwischen den Rändern und dem Gehäuse, der zu einer Leckage führen würde.

ORKnINAL iN&

Das Gehäuse weist ein Rohrverbindungsstück 32 auf, welches in der Lage ist, LuerSpitzeneinrichtungen, wie beispielsweise einen Luerkonus bzw. -anschluß auf- bzw. anzunehmen. Dieses Rohrverbindungsstück ist quer auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses angeordnet und nach dem geschlossenen Ende des Ventilgehäuses zu abgesetzt bzw. von dem geschlossenen Ende des Ventilgehäuses abgesetzt. Das Rohrverbindungsstück 32 erstreckt sich vollständig durch die Ventilgehäusewand bzw. dessen öffnung durchsetzt vollständig die Ventilgehäusewand, so daß das Ventilelement dadurch freiliegt (siehe insbesondere Figur 3). Das Element weist einen Kanal 34 auf, der mit dem Rohrverbindungsstück 32 bzw. dessen Öffnung fluchtet. Dieser Kanal ist vorzugsweise ein Umfangskanal (siehe insbesondere Figur 2), so daß keine Ausrichtung erforderlich ist, wenn das Ventil zusammengebaut wird. Der Grund dafür, den Kanal 34 vorzusehen, besteht darin, sicherzustellen, daß der Eingriff einer Luers,pitzeneinrichtung durch das Rohrverbindungsstück 32 nicht 4u einer Abdichtung zwischen der Einrichtung und dem EIeintent 28 führt, da dieses einen Durchgang von Strömungsmittel durch das Ventil verhindern würde. Der Kanal 34 hat infolgedessen eine Tiefe und Breite, die ausreichen, eine Relativ nichterschwerte Strömung zwischen der Luerspitze und dem offenen Ende 24 des Ventilkörpers zu ermöglichen.

Der Zusammenbau wird leicht bewirkt, indem man das Element 28 durch das offene Ende 24 des Ventilgehäuses einfügt, wie durch den Pfeil 35 in Figur 2 angedeutet ist. Das Gehäuse kann vorteilhafterweise eine leicht konische Form bzw. einen leicht konischen Verlauf des Innendurchmessers haben, um die Einfügung des Ventilelements zu erleichtern, und zwar derart, daß der Innendurchmesser des Gehäuses am offenen Ende 24 leicht vergrößert ist.

OPJGINAL

Der Eingriff einer Injektionsspritze mit Luerspitze ist aus Figur 4 ersichtlich. Eine Spitze 38 der Injektionsspritze drückt gegen die Oberfläche des Elements 28, drückt sie nach einwärts und führt zu einem Außereingrifftreten der oberen Teile der Ränder 30 von der inneren Oberfläche des Ventilgehäuses. Dadurch wird die Abdichtung durchbrochen und ein Strömungsmittelfluß durch das Ventil über den Kanal 34 ermöglicht. Der Strömungsmittelfluß kann in jeder Richtung sein, wie,durch die Pfeile 40 und 42 angedeutet ist. Ein Kolben 4 4 oder ein anderer geeigneter Mechanismus kann dazu benutzt werden, das Strömungsmittel zu injizieren oder abzuziehen.

So kann zum Beispiel eine bzw. die Manschette mit einer Injektionsspritze mit Luerspitze aufgeblasen oder einschrumpfen gelassen werden, indem man das offene Ende 24 des Ventilgehäuses mit einem bzw. dem Rohr bzw. Schlauch 18 verbindet. Es sei darauf hingewiesen, daß das Ventilelement 28 nur bis zu einem solchen Grad niedergedrückt zu werden braucht, der einen freien Fluß von Strömungsmittel gestattet. Der Fachmann auf diesem Gebiet kann leicht optimale Dimensionen des Elements 28 und des Kanals 34 basierend auf der Art_t von Injektionsspritze oder anderer Luerspitzeneinrichtung, die in Verbindung mit dem Ventil benutzt werden soll, vorsehen. Ein Außereingrifftreten und ein Abnehmen der Injektionsspritze führt zu einer Wiederabdichtung längs der Ränder 30, da das Ventilelement aufgrund seiner Elastizität in seine normale Position zurückkehrt .

Das Ventilelement ist vorzugsweise ein bzw. aus Elastomer, das in Kompression angeordnet werden kann, wenn es in dem Ventilgehäuse installiert wird. Obwohl das Element einen massiven Aufbau haben kann, ist es vorzugsweise rohr- bzw. schlauchförmig, d.h. hohl und etwa wie ein Abschnitt eines

ORKSINAL INSPECTED

offenendigen Rohrs bzw. Schläuche geformt. Es wurde gefunden, daß der rohr- bzw. schlauchförmige Aufbau eine wesentliche Kompressionsfestigkeit ergibt, aufgrund deren die Abdichtung längs der Ränder 30 aufrecht erhalten und das EIement verankert wird. Außerdem erleichtert dieser Aufbau eine Deformation des Elements beim Einführen einer Injektionsspritze in das Rohrverbindungsstück, wie oben angedeutet. Weiterhin erleichtert dieser Aufbau auch das Einführen des Ventilelements in das Innere des Ventilgehäuses.

Die Dimensionen des Ventilgehäuses und des Ventilelements können in Abhängigkeit von der vorgesehenen Verwendung variiert werden. Das Ventilgehäuse ist vorzugsweise aus einem starren oder halbstarren Kunststoffmaterial aufgebaut, wie beispielsweise aus Polyvinylchlorid (PVC), Acrylnitrilbutadienstyrol (ABS), Polyethylen, Polypropylen oder PoIycarbonat. Das Ventilelement ist vorzugsweise aus einem Elastomer hergestellt, wie beispielsweise aus natürlichem Gummi (cis-l,4-Polyisopren), der natürlich mit an sich bekannten Kompoundierungszutaten kombiniert und gehärtet spin kann. Andere geeignete Elastomere umfassen bzw. sind SfLlicon und Neopren wie auch die verschiedenen thermoplastischen Elsastomere. Die Auswahl des Materials für das Ejlement beeinflußt die Abdichtungs- und Wiederabdichtungsciharakteristika des Ventils, wie sie auch durch die EIe-

i
mentgestaltung beeinflußt werden. Der Fachmann auf diesem Gebiet kann eine Material- und eine Aufbau- bzw. Gestaltungswahl treffen, die der vorgesehenen Anwendung angemessen ist. Unabhängig von der speziellen Gestaltung jedoch lassen sich das Ventilelement und das Ventilgehäuse mit konventionellen Einrichtungen leicht herstellen.

Das Ventil nach der Erfindung hat eine Anzahl von Vorteilen gegenüber Ventilen nach dem Stande der Technik. Da die Abdichtung durch ein elastisches Ventilelement bewirkt

wird, sind enge Toleranzen auf bzw. an geformten Stücken bzw. Teilen nicht erforderlich, und infolgedessen erfordern die Herstellung und der Zusammenbau des Ventils keine kritischen Kontrollen, die teuer sind. Außerdem bewirkt eine auf das Element ausgeübte Drehkraft nicht, daß das Ventil in der offenen Position festsitzt.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf den speziellen Aufbau des beschriebenen und dargestellten Rückschlagventils bzw. Ventils beschränkt, sondern sie läßt sich im Rahmen des Gegenstandes der Erfindung, wie er in den Ansprüchen angegeben ist, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er den gesamten Unterlagen zu entnehmen ist, in vielfältiger Weise mit Erfolg ausführen und abwandeln.

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Claims

KRAUS ■ WEtSERT-A PARTNER

PATENTANWÄLTE ό D C. I U DQ

UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING. DIPL.-ING. ANNEKÄTE WEISERT · DIPL.-PHYS. JOHANNES SPIES

THOMAS-WIMMER-RING 15 · D-8OOO MÜNCHEN 22 · TELEFON 089/22 73 77

TELEGRAMM KRAUSPATENT · TELEX 5-212156 kpat d · TELEFAX (Ο89) 22 79 94

5028 JS/ps

MALLINCKRODT, INC.
St. Louis, Missouri 63134, USA

Selbstabdichtendes Rückschlag- bzw. Absperrventil

{ PATENTANSPRÜCHE

1» Selbstabdichtendes Ventil, dadurch g e k e η η ζ.e ichnet, daß es folgendes umfaßt:

(a) ein hohles Ventilgehäuse (22), das aus einem starren

bzw. steifen oder halbstarren bzw. halbsteifen Material ausgebildet ist und ein offenes Ende (24) sowie ein geschlossenes Ende (26) hat, und das weiter eine innere Wand hat, die einen längsverlaufenden Kanal zwischen dem offenen Ende (24) und dem geschlossenen Ende (26) bildet;

(b) wobei das Ventilgehäuse (22) ein Rohrverbindungsstück, Fassungsteil, Anschlußteil ο.dgl. (32) aufweist, das sich quer von einer Wand desselben erstreckt und mit

dem Kanal in Verbindung steht, wobei das Rohrverbindungsstück, Fassungsteil, Anschlußteil o.dgl. (32) in der Lage ist, eine Luerspxtzeneinrichtung an- bzw. aufzunehmen;
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(c) ein Ventilelement (28) , das aus einem elastischen Material ausgebildet und innerhalb des Kanals aufgenommen ist, wobei dieses Ventilelement (28) an jedem Ende desselben einen Umfangsrand (30) aufweist, der in abdichtendem Eingriff mit der inneren Wand des Ventilgehäuses (22) steht;

(d) wobei das Ventilelement (28) weiter einen Kanal (34) aufweist, der sich in Umfangsrichtung desselben, vorzugsweise um den gesamten Umfang desselben herum, erstreckt und mit dem Rohrverbindungsstück, Fassungsteil, * Anschlußteil o.dgl. (32) übereinstimmt bzw. fluchtet;

(e) wobei das Ventilelement (28) mit einer Luerspitzeneinrichtung in Eingriff bringbar und durch dieselbe nach einwärts bewegbar ist, so daß die Umfangsrander (30) des Ventilelements (28) von der inneren Wand verlagert bzw. mindestens teilweise abgehoben werden, so daß sie einen Durchgang von Strömungsmittel zwischen dem Ventilelement (28) und der inneren Wand gestatten; und

(f) wobei ferner das Ventilelement (28) seine normale Position durch seine Elastizität wieder einnimmt, wenn die LuerSpitzeneinrichtung entfernt wird, so daß bewirkt wird, daß das Ventilelement (28) wieder seinen abdichtenden Eingriff mit der inneren Wand einnimmt.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilgehäuse (22) und das Ventilelement (28) zylindrisch sind.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventile lenient (28) hohl und aus einem elastomeren Material ausgebildet ist.
4. Ventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilgehäuse (22) aus einem Material ist, das aus der aus den folgenden Materialien bestehenden Gruppe ausgewählt ist: starres bzw. steifes oder halbstarres bzw. halbsteifes Polyvinylchlorid, Acrylnitrilbutadienstyrol, Polyethylen, Polypropylen und Polycarbonat.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilelement (28) aus einem Material ist, das aus der aus den folgenden Materialien bestehenden Gruppe ausgewählt ist: Neopren, natürlicher Gummi, thermoplastisches Elastomer und Silicon.

ö. Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß sich der Kanal (34) des Ventilelements (28) konzentrisch zur Zylinderachse des Ventilelements (28) auf der Außenseite desselben erstreckt.

ORDINAL IftSfE