DE3521056A1 - Selbstabdichtendes rueckschlag- bzw. absperrventil - Google Patents
Selbstabdichtendes rueckschlag- bzw. absperrventilInfo
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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:
35
35
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 Artt 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.
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.
-43-
Leerseite -
Claims (5)
- KRAUS ■ WEtSERT-A PARTNERPATENTANWÄLTE ό D C. I U DQUND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMTDR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING. DIPL.-ING. ANNEKÄTE WEISERT · DIPL.-PHYS. JOHANNES SPIESTHOMAS-WIMMER-RING 15 · D-8OOO MÜNCHEN 22 · TELEFON 089/22 73 77TELEGRAMM KRAUSPATENT · TELEX 5-212156 kpat d · TELEFAX (Ο89) 22 79 945028 JS/psMALLINCKRODT, INC.
St. Louis, Missouri 63134, USASelbstabdichtendes Rückschlag- bzw. Absperrventil{ PATENTANSPRÜCHE1» Selbstabdichtendes Ventil, dadurch g e k e η η ζ.e ichnet, daß es folgendes umfaßt:(a) ein hohles Ventilgehäuse (22), das aus einem starrenbzw. 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 mitdem Kanal in Verbindung steht, wobei das Rohrverbindungsstück, Fassungsteil, Anschlußteil o.dgl. (32) in der Lage ist, eine Luerspxtzeneinrichtung an- bzw. aufzunehmen;
5(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
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