DE60013694T2

DE60013694T2 - Unterdruckregelungsventil

Info

Publication number: DE60013694T2
Application number: DE60013694T
Authority: DE
Inventors: Andrea Gibertoni
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 2000-06-07
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2020-06-08
Also published as: DE60013694D1; ITMI991297A0; ATE275988T1; ITMI991297A1; EP1059093B1; US6514232B1; EP1059093A3; EP1059093A2

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Unterdruckregelventil, insbesondere für Thoraxdrainageeinrichtungen.
Es ist bekannt, Unterdruck bei vielen klinischen Situationen einzusetzen, um die Effektivität der Drainage zu erhöhen, oder beispielsweise die Position der Lunge im Falle von Pneumothorax oder Pneumonotomie zu stabilisieren.
In allen diesen Situationen muß der anliegende Unterdruckwert immer genau geregelt bzw. gesteuert werden, da hierbei der klinische Zustand des Patienten zu berücksichtigen ist, und insbesondere weil bei einer ungesteuerten Zunahme eine beträchtliche Gefahr für die Sicherheit des Patienten bestehen kann.
Der Unterdruck in Drainageeinrichtungen wird normalerweise mit Hilfe eines so genannten Wasserverschlussventils gesteuert, welches eine Wassersäule hat, die parallel zu einem Sammelbehälter angeordnet ist, welcher mit dem Patienten verbunden ist. Diese Lösung ist im allgemeinen ein integrales Teil des Drainagesystems.
Die ständige Ansaugung von Luft aus der Säule gibt an, daß der beabsichtigte Unterdruck erreicht ist.
Die Höhe der Wassersäule, welche in typischer Weise zwischen 10 und 20 cm liegt, bestimmt diese beabsichtigte Größe des Unterdrucks.
Diese Ventile haben sich vom funktionellen Standpunkt aus bewährt, aber sie haben den Nachteil, daß sie infolge der ständigen Luftblasen in der Wassersäule lärmerzeugend sind. Diese Eigenschaft ist insbesondere für den Patienten, und insbesondere bei Nacht, unangenehm, zumal auch das Drainagesystem mit dem Patienten für einige Tage verbunden bleibt.
Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich aus der Tatsache, daß bei dem Einsatz eines Wasserverschlussventils die Drainageeinrichtung nicht gekippt werden darf, da sonst die Regelung der Wassersäule nicht mehr möglich wäre. Insbesondere verändert sich bei einem Wasserverschlussventil der Wasserpegel infolge der Verdampfung, was zu einer Herabsetzung des anliegenden Unterdrucks führt.
Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten ist in dem italienischen Patent Nr. 1293811 ein Unterdruckregelventil angegeben, welches im wesentlichen von einem flexiblen, schlauchförmigen Element gebildet wird, welches mit verstellbaren, elastischen Einrichtungen verbunden ist und im Bereich der Lufteinlassleitung angeordnet ist.
Das schlauchförmige Element ist mit einer Platte verbunden, die eine Öffnung hat, welche hermetisch in Eingriff mit einem Einlass sein kann, welcher mit einer Drainageeinrichtung verbunden ist.
Das schlauchförmige Element ist von unter Atmosphärendruck stehender Umgebung umgeben, so daß dann, wenn der Unterdruck größer wird, das schlauchförmige Element sowohl einer radialen Kontraktion, welche zur Kompression der Feder führt, als auch einer axialen Schubbeanspruchung auf die Oberfläche der Platte ausgesetzt ist, so daß eine automatische Kompensation auftritt.
Während die vorstehend beschriebene Lösung für viele Fälle geeignet ist, ist sie jedoch schwierig einzusetzen und insbesondere wird sie nicht gleichmäßig angenommen. Konstante Resultate konnten nämlich hiermit nicht erzielt werden.
In US-A-5,807,358 ist eine Saugregleranordnung angegeben, welche in Form eines regelbaren Unterdruckentlastungsventils ausgelegt ist, welches den Saugwert in einer Sammelkammer dadurch steuert, daß Luft zu einem Kurzschlusskanal abgegeben wird, welcher in der Nähe einer Saugverbindung liegt.
Die Erfindung zielt darauf ab, die vorstehend beschriebenen Probleme zu überwinden, wozu ein Unterdruckregelventil bereitgestellt wird, welches insbesondere für Thoraxdrainageeinrichtungen bestimmt ist. Dieses Ventil hat insbesondere ein empfindliches Ansprechverhalten, und kann von allen Seiten gleichmäßig ansprechen, und zwar in direkter Abhängigkeit von dem Einlassluftstrom.
Insbesondere soll nach der Erfindung ein Ventil bereitgestellt werden, welches im Falle eines plötzlichen Anstiegs des Unterdrucks in Realzeit reagieren kann, und unmittelbar den Unterdruckwert reduziert, wodurch somit eine Übertragung eines Saugspitzenwerts auf die Drainageeinrichtung verhindert werden kann.
Ferner soll nach der Erfindung ein Ventil bereitgestellt werden, welches in jeder Lage betreibbar ist, welches mit optimaler Wiederholbarkeit der Ergebnisse leicht einstellbar ist, und das auch eine größte Zuverlässigkeit und Sicherheit im bestimmungsgemäßen Einsatz hat.
Ferner soll nach der Erfindung ein Ventil bereitgestellt werden, welches sich auf einfache Weise ausgehend von üblichen, im Handel erhältlichen Elementen und Materialien zusammensetzen lässt, und das sich wirtschaftlich vorteilhaft darstellen lässt.
Nach der Erfindung wird hierzu ein Unterdruckregelventil, insbesondere für Thoraxdrainageeinrichtungen bereitgestellt, welches sich dadurch auszeichnet, daß der Ventilkörper einen ersten Bereich bildet, welcher mit der Einlassleitung verbunden ist, und einen zweiten Bereich bildet, welcher mit einer Drainageeinrichtung verbunden ist, ein Regler zwischen den beiden Bereichen angeordnet ist, der Regler durch den Luftstrom beaufschlagt und betriebsmäßig mit dem Durchfluss-Steuerelement verbunden ist, welches eine Öffnung zur Verbindung zwischen dem zweiten Bereich und der unter Atmosphärendruck stehenden Umgebung steuert.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen eines Unterdruckregelventils nach der Erfindung, insbesondere für Thoraxdrainageeinrichtungen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Die Zeichnung zeigt nur ein nichtbeschränkendes Ausführungsbeispiel, und in dieser gilt:
1 ist eine schematische Schnittansicht eines Ventils nach der Erfindung in Anwendung auf eine Thoraxdrainageeinrichtung;
2 ist eine Vorderansicht des Ventils im Inneren einer Thoraxdrainageeinrichtung;
3 ist eine Schnittansicht des Ventils mit dem Durchflusssteuerelement in der Offenstellung im Falle eines Saugdruckwertes im Innern des zweiten Bereichs; und
4 ist eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in 3.
Unter Bezugnahme auf die Figuren weist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Unterdruckregelventil, welches insbesondere für Thoraxdrainageeinrichtungen bestimmt ist und nach der Erfindung ausgelegt ist, einen Ventilkörper 2 auf, welcher in einer Lufteinlassleitung 3 angeordnet sein kann, in welchem ein üblicher Durchflussmesser 4 wirkt, welcher den Unterdruckwert angibt.
Der Ventilkörper 2 hat eine äußere Ummantelung 5, welche im Innern einen ersten Bereich 6 bildet, welcher mit der Einlassleitung 3 über Öffnungen 7 verbunden ist, und der Ventilkörper 2 hat einen zweiten Bereich 8, der über eine Einlassöffnung 9 mit einer Kupplung 10 zur Verbindung mit der Drainageeinrichtung verbunden ist, welche insgesamt mit dem Bezugszeichen 11 versehen ist.
Die Trennung zwischen der Kupplung 10 und der Leitung 3 wird mit Hilfe eines O-Rings 12 erreicht.
Zwischen dem ersten Bereich 6 und dem zweiten Bereich 8 ist ein Regler 20 vorgesehen, welcher einen zylindrischen Körper 21 mit einem konischen Übergangsabschnitt 22 hat, der zu dem zweiten Bereich 8 weist. Der zylindrische Körper 21 bildet mit der zylindrischen Seitenwand 25 eines Regelelements 26 einen Zwischenraum 27, welcher einen Durchgang für den Luftstrom bildet, der umfangsseitig den Regler 20 beaufschlagt. Der Regler 20 wird von einem Schaft 30 getragen, welcher an einem Ende in einem Sitz 31 aufgenommen ist, welcher von dem Regelelement 26 gebildet wird, und der am anderen Ende einen breiteren Abstand 32 hat. Der Schaft 30 geht durch ein Durchfluss-Steuerelement 33, welches eine Öffnung 34 zur Verbindung zwischen dem zweiten Bereich und einer unter Druck stehenden Umgebung dicht abschließt, in welchem der breitere Abschnitt 32 angeordnet ist.
Eine verstellbare, elastische Einrichtung wirkt durch das Durchfluss-Steuerelement 33, und sie wird vorzugsweise von einer ersten Feder 40 und einer zweiten Feder 41 gebildet, welche zwischen der Fläche des Durchfluss-Steuerelements 33, das dem zweiten Bereich zugewandt ist, und einer Verstellhülse 42 wirkt, in dem zweiten Bereich aufgenommen ist, und in Umfangsrichtung mit einem Außengewinde 43 versehen ist, welches mit einem Innengewinde 44 des Regelelements 26 zusammenarbeitet, welches derart ausgelegt ist, daß es in der Hülse 42 eine translatorische Bewegung ausführt, welche sich mit der Kompression auf die Federn ändert.
Das Regelelement 26 hat zweckmäßigerweise einen Durchmesserknopf 50, welcher als ein Bedienelement und als ein Element zur visuellen Anzeige des eingestellten Wertes unter Ausrichtung zu einem frontseitig vorgesehenen Ring 51 dient.
Das Unterdruckregelventil nach der Erfindung ist insbesondere empfindlich, da die Mitreißwirkung des Luftstroms von dem Regler 20 ausgenutzt wird, welche zu der translatorischen Bewegung des Reglers führt, und wenn ein voreingestellter Wert überschritten wird, kann im Gegenzug die Gegenwirkung durch die Federn 40 und 41 überwunden werden, so daß eine normale begrenzte Öffnung des Durchfluss-Steuerelements 33 mit dem normalen Luftdurchgang erzielt wird. Bei einem plötzlichen Saugspitzenwert kann ein plötzliches Öffnen in einem relativ großen Ausmaß, was zu einem plötzlichen Abfall des Unterdruckwerts führt, vermieden werden, so daß der Patient hiervor geschützt wird.
Bei der speziellen Auslegung nach der Erfindung, die darauf basiert, daß der Regler 20 durch den Luftstrom mitgenommen wird, wird diese Mitnahmewirkung stärker, wenn der Luftstrom, der auf den Regler trifft, größer wird. Somit erhält man ein konstantes Ansprechverhalten, unabhängig von Reibung, und es kann auf einfache Weise durch die Vorkompression der Einstellfeder die Einstellung vorgenommen werden.
Zahlreiche Abänderungen und Modifikationen können bei der Erfindung vorgenommen werden. Ferner können alle Einzelheiten durch andere technische, äquivalente Elemente ersetzt werden.
In der Praxis können die eingesetzten Materialien sowie die zugeordneten Formgebungen und Abmessungen entsprechend den Erfordernissen gewählt werden.
Wenn technische Merkmale in den Ansprüchen ergänzend mit nachgestellten Bezugszeichen erläutert sind, so dienen diese lediglich zum Zwecke des besseren Verständnisses der Ansprüche, sie haben aber keinerlei beschränkende Wirkung auf die Auslegung des Schutzumfangs betreffend des jeweiligen Elements, welchem beispielsweise ein solches Bezugszeichen zugeordnet ist.

Claims

Unterdruckregelventil, insbesondere für Thoraxdrainageeinrichtungen, welches einen Ventilkörper (2) aufweist, welcher an der Lufteinlaßleitung (3) anordenbar ist, ein Durchfluss-Steuerelement (33) aufweist, welches eine Öffnung zur Verbindung mit einer unter Atmosphärendruck stehenden Umgebung steuert, und eine regelbare, elastische Verschlusseinrichtung (40, 41), welche das Durchfluss-Steuerelement (33) beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (2) einen ersten Bereich (6) bildet, welcher mit der Einlassleitung (3) verbunden ist, und einen zweiten Bereich (8) bildet, welcher mit einer Drainageeinrichtung (11) verbunden ist, ein Regler (20) zwischen den beiden Bereichen angeordnet ist, und der Regler (20) durch den Luftstrom beaufschlagt und betriebsmäßig mit dem Durchfluss-Steuerelement (33) verbunden ist, welches eine Öffnung (34) zur Verbindung zwischen dem zweiten Bereich (8) und der unter Atmosphärendruck stehenden Umgebung steuert.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (2) eine äußere Ummantelung (5) hat, welche intern den ersten Bereich (6) bildet und mit der Einlassleitung (3) verbunden ist, der zweite Bereich (8) im innern der Ummantelung (5) ausgebildet und über eine Einlassöffnung (9) mit einer Kupplung (10) zur Verbindung mit der Drainageeinrichtung (11) verbunden ist, und daß eine Dichtung (12) für eine hermetische Trennung zwischen der Kupplung (10) und der Einlassleitung (3) vorgesehen ist.
Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Regelelement (26) aufweist, und der Regler (20) einen zylindrischen Körper (21) mit einem konischen Übergangsabschnitt (22) hat, welcher in Richtung zu dem zweiten Bereich (8) weist, wobei der zylindrische Körper (21) im Innern der zylindrischen Seitenwand (25) des Regelelements (28) aufgenommen ist, um einen Zwischenraum (27) mit einem vorbestimmten Querschnitt für den Durchgang des Luftstroms zu bilden.
Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Schaft (30) aufweist, welcher mit dem Regler (20) verbunden ist und an einem Ende mit einem Sitz (31) aufgenommen ist, weicher im Boden der zylindrischen Seitenwand (25) ausgebildet ist, und am unteren Ende einen weiteren Abschnitt (32) hat, welcher im Abschnitt des Durchfluss-Steuerelements (33) liegt, welcher zu der unter Atmosphärendruck stehenden Umgebung weist, wobei der Schaft (30) hermetisch dicht schließend durch das Durchfluss-Steuerelement (33) geht.
Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Regelhülse (42) aufweist, und die verstellbare, elastische Einrichtung (40, 41) zwischen dem Durchfluss-Steuerelement (33) und der Regelhülse (42) wirkt, welche in dem zweiten Bereich (8) aufgenommen und über ein Außengewinde (43) mit einem Aufnahmegewinde (44) verbunden ist, welches von dem Regelelement (26) gebildet wird, welches mit der zylindrischen Seitenwand (25) versehen ist.
Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare, elastische Einrichtung konzentrische Feder (40, 41) aufweist.
Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelelement (26) einen Durchmesserknopf (50) hat, welcher derart beschaffen und ausgelegt ist, daß er als ein Greifelement und als ein Element zur Anzeige des eingestellten Regelwerts durch Ausrichtung mit einem Ring (51) dient, welcher an der Drainageeinrichtung (11) befestigt ist.