DE3715084C2

DE3715084C2 -

Info

Publication number: DE3715084C2
Application number: DE3715084A
Authority: DE
Inventors: Raymond Cornelius Boulder Col. Us Dykstra
Original assignee: Cobe Laboratories Inc
Current assignee: Terumo BCT Inc
Priority date: 1986-10-10
Filing date: 1987-05-06
Publication date: 1989-03-30
Also published as: JPS6396370A; FR2605078A1; FR2605078B1; DE3715084A1; CA1284795C; JPH0542587B2; US4684102A; GB8711876D0; GB2196480A; GB2196480B

Description

Die Erfindung betrifft ein Quetschventil gemäß dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.

Quetschventile werden oft in medizinischen Einrichtungen dazu verwendet, Blut oder andere Flüssigkeit führende durch sichtige, flexible Kunststoffschläuche nichtinvasiv zu ver schließen. Der Schlauch wird zwischen einer durch eine lineare oder rotationssymmetrische Spule oder ein Solenoid angetriebenen Nase und einem feststehenden Element ge quetscht. Eine lineare Spule kann so angeordnet sein, daß der Schlauch gequetscht wird, wenn die Spule in Betrieb ge nommen wird, und daß der Schlauch (durch die Elastizität des Schlauches oder durch eine Rückholfeder) geöffnet wird, wenn die Spule nicht mit Strom versorgt wird. Diese Art der Anordnung wird verwendet, um sich wiederholend (z. B. mehrere Male in einer Minute) Blutschläuche bei Einnadelsteuergerä ten zu öffnen und zu schließen, wie z. B. in der US-Patent schrift 40 63 554 beschrieben.

Eine lineare Spule kann auch verwendet werden, um im aktivierten Zustand den Schlauch zu öffnen und den Schlauch mittels einer Feder zu schließen, wenn die Spule nicht aktiviert ist. Diese Art von Einrichtung wird in Zweinadeldialyseeinrichtungen als Sicherheitsschließ mechanismus verwendet, der beim Auftreten einer Luftblase oder bei einem Stromausfall aktiviert wird. Wenn eine Ein richtung verwendet wird, bei der Schließen mittels einer Feder erfolgt, sind relativ große Energiebeträge zum Zusammendrücken der Feder notwendig, und es entsteht ein lautes Geräusch, wenn sie in den geschlossenen Zustand schnappt.

Aus der US-PS 44 96 133 ist ein Quetschventil bekannt, bei dem ein bewegliches Element einer linearen Spule durch die Kraft einer Feder auf einen flexiblen Schlauch gedrückt wird, um diesen zu verschließen. Bei der Aktivierung der Spule kann das bewegliche Element gegen die Wirkung der Feder zurückgezogen und der Durchgang durch den Schlauch freigegeben. Bei diesem Betrieb wird die Feder jedes Mal be wegt, wenn das Ventil geöffnet oder geschlossen wird, wozu eine verhältnismäßig hohe Energie aufzubringen ist und jedes Mal ein lautes Geräusch entsteht, wenn das Ventil durch die Wirkung der Feder in den geschlossenen Zustand schnappt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einerseits ein sicheres Schließen des Ventils zu gewährlei sten und andererseits den Energiebedarf zum Zusammendrücken der Feder sowie das Gehäuse beim Schließen des Ventils zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch ein Quetschventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Quetschventil sind eine erste und eine zweite lineare Spule oder ein erstes und ein zweites Solenoid so in Serie angeordnet, daß der flexible Schlauch durch das bewegliche Element der ersten Spule bei deren Aktivierung zuverlässig und geräuschlos geschlossen wird, während das bewegliche Element der zweiten Spule bei der Aktivierung derselben gegen die Wirkung einer Feder von dem beweglichen Element weg bewegt wird, so daß die erste Spule frei ist, den Schlauch wahlweise zu verschließen oder zu öffnen. Die beiden beweglichen Elemente der ersten und zweiten Spule sind jeweils mit einem zweiten beweglichen Element zur gemeinsamen Bewegung mit dem ersten beweglichen Element gekoppelt, wodurch beim Ausfall der Stromversorgung durch die Wirkung der Feder das zweite bewegliche Element der zweiten Spule auf das zweite bewegliche Element der ersten Spule drückt, so daß das erste bewegliche Element der ersten Spule gegen den Schlauch drückt und diesen ver schließt.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß beim normalen Betrieb zum wiederholten Öffnen und Schließen des Schlauches keine Energie zur Überwindung der Kraft der Feder aufge bracht werden muß, so daß der Energiebedarf gering ist, und daß das Ventil nicht bei jedem Schließen unter der Wirkung der Feder in den geschlossenen Zustand zurückschnappt und ein lautes Geräusch entwickelt, wogegen bei einem Stromaus fall durch die Wirkung der Feder ein sofortiges Schließen des Ventils gewährleistet ist.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Quetschventils sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert:

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Quetschventils.

Fig. 2 zeigt teilweise eine schematisierte Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Quetschventils in einem Zustand bei Ausfall der Stromversorgung.

Fig. 3 zeigt eine schematisierte perspektivische Teilansicht von zweiteiligen, amboßförmigen und mit einer stumpfen Schneide versehenen Nasen des in Fig. 1 gezeigten Quetschventils.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht einer Nase mit einer stumpfen Schneide des in Fig. 1 gezeigten Quetschventils.

In den Abbildungen ist ein Quetschventil (10) für zwei Schläuche dargestellt, mit einer linearen Spule (12) zum Verschließen eines flexiblen, aus klarem Kunststoff bestehenden Schlauch (14) (der von einem Patienten kommendes Blut führt) und mit linearen Spulen (16) und (18), die in einer Reihe mit einem flexiblen Schlauch (17) (der das Blut zum Patienten zurückführt) angeordnet sind. Das Ventil (10) wird bei einer Dialysemaschine bei Einnadelsteuerung verwendet. Die Spulen (12, 16) und (18) enthalten jeweils ein erstes bewegliches Element oder einen Anker (20, 22) bzw. (24), das aus dem jeweiligen Spulengehäuse (26, 28) bzw. (30) nach außen bewegt wird, wenn die Spulen nicht aktiviert (nicht mit Strom versorgt) sind, und ein zweites bewegliches Element (32, 34) bzw. (36), das auf der anderen Seite des Gehäuses liegt und fest verbunden ist mit dem jeweiligen ersten Element und sich mit diesem bewegt. In Fig. 1 ist die Spule (12) in nicht mit Strom versorgtem Zustand gezeigt, die Spulen (16) und (18) sind im mit Strom versorgten Zustand dargestellt.

Mit den ersten beweglichen Elementen (20) und (22) sind mit stumpfen Schneiden versehene Nasen (38) bzw. (40) verbunden. Mit dem Element (24) ist eine Federbuchse (42) verbunden, welche in Kontakt steht mit einer Druckfeder (44). Die Gehäuse (26) und (28) sind mit einer Befestigungsplatte (46), die einen Amboß (48) trägt, direkt fest verbunden. Das Gehäuse (30) ist mit der Montageplatte (46) über eine Platte (50), die mit Säulen (52) an der Platte (46) angebracht ist, fest verbunden. Die Feder (44) wird durch eine Klemme (54), die mit der Platte (50) über Säulen (56) verbunden ist, eingespannt.

In Fig. 3 ist dargestellt, daß der Amboß (48) eine obere steife, aus Metall bestehende Amboßplatte (58) und eine untere, aus transparentem Material bestehende Fensterplatte (60) (z. B. aus klarem Polycarbonat), die erhabene Fensterbereiche (62) enthält, um die zwischen diesen und den darunterliegenden, mit stumpfen Schneiden versehenen Nasen (38) und (40) angeordneten Schläuche (14) und (17) zu inspizieren, umfaßt. Fig. 4 zeigt, daß die Nase (40) (hergestellt z. B. aus "Zytel"-Glas und Nylon) ein Ende (64) in Form einer stumpfen Schneide mit einem Radius von 3,2 mm und an diesen unter einem Winkel von 30° anstoßende Bereiche (66) enthält. Dieser Radius wird verwendet, um ein Verschleißen des Schlauches zu verhindern, ohne daß die Klemmfläche (und damit die Klemmkraft) zu groß wird. Es können auch Radien mit 2,4 mm oder größer verwendet werden.

Die Nase (40), die Spule (16) und der Amboß (48) werden zusammengesetzt, wobei die Toleranzen so gewählt werden, daß die stumpfe Schneide der Nase (40) in ihrer Endanschlagsstellung sehr genau positioniert ist gegenüber der unteren Fläche des Amboß (48). Die Entfernung zwischen den beiden Teilen ist ausreichend geringer als die doppelte Wandstärke des flexiblen Schlauches, um das Verschließen des Schlauches sicherzustellen, sie ist jedoch groß genug, um eine Beschädigung des Schlauches durch einen zu starken Druck zu vermeiden. Für einen ¹/₄″- Schlauch mit einer Wandstärke von 1,2 mm beträgt die doppelte Wandstärke 2,4 mm. Der zulässige, der Summierung von Toleranzen Rechnung tragende Bereich liegt zwischen einer oberen Grenze von 1,9 mm (um das Verschließen sicherzustellen) und einer unteren Grenze von 1,5 mm (um eine Beschädigung des Schlauches auszuschließen, die bei geringeren Werten auftreten könnte).

Bei Verwendung mit einer Einnadeldialysemaschine wird die Spule (12) dazu verwendet, um wahlweise den Schlauch (14) zu öffnen und zu schließen, die Spule (16) dient dazu, den Schlauch (17) wahlweise zu öffnen und zu verschließen. Wegen der stumpfen Schneiden der Nasen (38) und (40) und der präzisen Endanschlags stellung der Nasen (38) und (40) ist das Verschließen der Schläuche (14) und (17) sichergestellt und gleichzeitig, daß deren Beschädigung vermieden wird, die durch eine zu große Quetschkraft bewirkt werden könnte.

Die Verwendung der durchsichtigen Fenster (62) erlaubt die visuelle Überprüfung, ob die Schläuche vollständig verschlossen sind, da in dem Fenster bei korrektem Verschluß kein Blut sichtbar ist.

Beim Betrieb befindet sich die Spule (18) in mit Strom versorgtem Zustand, in dem sich das zweite bewegliche Element (36) in der in Fig. 1 gezeigten unteren Stellung befindet, so daß es der Spule (16) erlaubt ist durch wiederholte Aktivierung und Inaktivierung den Schlauch (17) wahlweise zu öffnen bzw. zu verschließen. Bei einem Ausfall der Stromversorgung drückt die Feder (44) das erste Element (24) und das diesem zugeordnete zweite Element (36) der zweiten Spule nach oben in die in der Fig. 2 gezeigten Stellung, wodurch das zweite bewegliche Element (34) der ersten Spule nach oben gedrückt wird und die diesem zugeordnete Nase (40) den flexiblen Schlauch (16) verschließt, wodurch verhindert wird, daß weiteres Blut zum Patienten zurückgeführt wird. Durch die Verwendung einer Spule, durch die der Schlauch im aktivierten Zustand verschlossen wird, wird ein effizienter und geräuschloser Betrieb gewährleistet.

Claims

1. Quetschventil mit
einem feststehenden Element (58, 60),
einem an dem feststehenden Element (58, 60) anliegenden flexiblen Schlauch (17),
einer ersten linearen Spule (28) mit einem bezüglich dem feststehenden Element (58, 60) fest montierten Gehäuse (16) und einem ersten zwischen einer ersten, aktivierten Stellung und einer zweiten, nichtaktivierten Stellung beweglichen Element (22),
wobei das erste Element (22) auf der von dem feststehenden Element (58, 60) abgewandten Seite des Schlauches (17) eine Quetschkante (40) trägt, die in der ersten Stellung den flexiblen Schlauch (17) verschließt und in der zweiten Stellung den Schlauch (17) nicht verschließt,
und wobei die erste Spule (28) ein zweites bewegliches Element (34) aufweist, das zur gemeinsamen Bewegung fest mit dem ersten beweglichen Element (22) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine zweite lineare Spule (30) mit einem bezüglich dem Gehäuse (16) der ersten Spule (28) fest angebrachten Gehäuse (18) und einem dritten zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung beweglichen Element (36) vorgesehen ist, das das zweite bewegliche Element (34) beaufschlagt und, wenn sich das dritte bewegliche Element (36) aus der zweiten Stellung in die erste Stellung bewegt, das erste bewegliche Element (22) in die erste Stellung drückt;
b) die zweite lineare Spule (30) ein viertes bewegliches Element (42) enthält, das zur gemeinsamen Bewegung fest mit dem dritten beweglichen Element (36) verbunden ist;
c) eine Feder (44) vorgesehen ist, welche das vierte be wegliche Element (42) beaufschlagt, so daß das dritte bewegliche Element (36) über das zweite bewegliche Element (34) das erste bewegliche Element (22) in die erste Stellung drückt; und
d) die zweite lineare Spule (30) aktivierbar ist, um die Kraft der Feder (44) zu überwinden, und im aktivierten Zustand das dritte bewegliche Element (36) in die zweite Stellung bringt.

2. Quetschventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste lineare Spule (28) und die zweite lineare Spule (30) fluchtend angeordnet sind, daß sich das erste bewegliche Element (22) und das zweite bewegliche Element (34) auf gegenüberliegenden Seiten des ersten Gehäuses (16) befinden,
und daß das dritte bewegliche Element (36) und das vierte bewegliche Element (42) sich auf gegenüberliegenden Seiten des zweiten Gehäuses (18) befinden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Feder (44) eine Druckfeder ist, die das vierte bewegliche Element (42) unter Vorspannung setzt in Richtung auf das zweite Gehäuse (18).

4. Quetschventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine dritte Spule (26) mit einem be weglichen Element (20, 38), welches zwischen sich und einem feststehenden Element (58, 60) im aktivierten Zustand einen zweiten Schlauch (14) quetscht, um diesen zu verschließen.