DE60016167T2

DE60016167T2 - Durchflussmengenschaltvorrichtung

Info

Publication number: DE60016167T2
Application number: DE60016167T
Authority: DE
Inventors: E. Mark WILLIAMSON; Scott Ariagno
Original assignee: Baxter International Inc
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2020-09-13
Also published as: TW476653B; DE60016167D1; JP2003512100A; CN1327391A; JP2007236964A; EP1140256B1; KR100682423B1; ES2233439T3; US6273133B1; BR0007221A; ATE283079T1; CA2354130A1; AU7374000A; MXPA01006102A; PL348195A1; CR6376A; KR20010093160A; EP1140256A1; AU774478B2; WO2001028610A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Vorrichtungen zum Steuern der Strömungsraten von Fluiden und betrifft im spezielleren die Schaffung einer Vielzahl von exakten, von dem Benutzer wählbaren Strömungsraten in medizinischen Fluidzuführungssystemen.
Einschlägiger Stand der Technik
Bei vielen Fluidzuführungssystemen ist es wichtig, die Fluidströmungsraten sorgfältig zu steuern. In bezug auf Systeme, die bei der intravenösen Verabreichung von Fluiden verwendet werden sollen, ist die exakte Steuerung von Fluidströmungsraten normalerweise ein kritischer Teil der dem Patienten verabreichten Therapie. Ferner ist auf dem Gebiet der Medizin der Aspekt der Genauigkeit ein wichtiges Merkmal eines Strömungssteuerungssystems. Weiterhin kann die intravenöse Verabreichung von Fluiden mit unkontrolliert hohen Fluidströmungsraten für den Patienten schädlich sein.
Die DE-A-44 19 369 offenbart ein Infusionsset, das ein Gehäuse und drei Meßkammern aufweist. Das Set beinhaltet ferner drei Präzisions-Kapillareinrichtungen, wobei jede Kapillareinrichtung als Abströmungsöffnung in dem Bereich einer Meßkammer wirkt. Weiterhin beinhaltet das Set ein Auswählventil in Form eines 4-Wege-Hahnes, der eine Verbindung der Zuführungsleitung mit einer Meßkammer bewirkt.
Ein weiteres wünschenswertes Merkmal eines Fluidsteuerungssystems besteht in der Konsistenz über die Zeit hinweg. Auf dem Gebiet der Medizin ist es nicht praxisnah, zu erwarten, daß medizinisches Personal zur Überwachung der Fluidströmungsrate während der gesamten Behandlungssitzung anwesend ist. Aus diesem Grund muß ein Strömungsraten-Steuerungssystem in der Lage sein, eine stabile Strömungsrate aufrechtzuerhalten, während das für System relativ lange Zeitdauern unbeaufsichtigt ist.
Ferner besteht auf dem Gebiet der Medizin sowie auch auf anderen Gebieten ein weiteres wünschenswertes Merkmal bei Strömungssteuerungssystemen in der einfachen Bedienbarkeit, um Fehler der Bedienungsperson auf ein Minimum zu reduzieren.
Bei einigen Systemen zum Verabreichen von Medizin wird ein Ventil in Kombination mit einem Paar flexibler Kunststoffschläuche verwendet, um eine Fluidraten-Umschaltvorrichtung zu schaffen. Die Verwendung von flexiblen Kunststoffschläuchen führt jedoch nicht zur Schaffung von hoher Genauigkeit beim Regulieren der Strömungsrate eines Fluids.
Auch kann sich die Länge eines Kunststoffschlauchs, die zum Erzielen einer erwünschten Strömungsrate erforderlich ist, als Ergebnis von Ungleichmäßigkeiten beim Herstellungsvorgang des Kunststoffschlauchs ändern. Daher müssen spezielle Maßnahmen ergriffen werden, wenn ein Kunststoffschlauch beim Regulieren einer Fluidströmungsrate verwendet werden soll.
Vor der vorliegenden Erfindung bestand daher Bedarf für eine relativ kleine Vorrichtung mit einer von einem Benutzer wählbaren Strömungsratensteuerung, die exakt und stabil ist.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Schalter zum Wählen einer Strömungsrate eines therapeutischen Fluids gemäß Anspruch 1 angegeben.
Der Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet im wesentlichen ein Gehäuse, das eine Öffnungseinrichtung und eine Vielzahl von Passagen hat. In jeder der Passagen ist eine starre Kapillarröhre zum Regulieren der Strömungsrate eines therapeutischen Fluids durch die Passage hindurch angeordnet. Ferner ist ein Ventil mit dem Gehäuse drehbar verbunden, um die Öffnungseinrichtung selektiv mit einer oder mehreren der Passage zu verbinden oder davon zu trennen.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispiels, das in den Begleitzeichnungen veranschaulicht ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine vergrößerte, perspektivische Darstellung einer Schaltvorrichtung und einer abnehmbaren Handhabe gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Schaltvorrichtung ein Gehäuse und ein Schaltventil aufweist und das Gehäuse eine Abdeckung, einen Einsatz und eine Endabdeckung beinhaltet;
2 eine Seitenansicht der Schaltvorrichtung;
3 eine von oben gesehene Perspektivansicht der Abdeckung an dem in 1 dargestellten Gehäuse;
4 eine perspektivische Bodenansicht der Abdeckung an dem in 1 dargestellten Gehäuse;
5 eine Aufrißansicht der inneren Oberfläche der Endwand an der in den 3 und 4 dargestellten Gehäuseabdeckung;
6 eine Perspektivansicht des Einsatzes an dem in 1 dargestellten Gehäuse;
7 eine Schnittdarstellung des in 6 dargestellten Einsatzes;
8 eine Draufsicht auf den in 6 dargestellten Einsatz;
9 eine Bodenansicht des in 6 dargestellten Einsatzes;
10 eine Perspektivansicht der Endabdeckung in dem in 1 dargestellten Gehäuse;
11 eine vergrößerte Draufsicht auf das Ventil innerhalb der in 1 dargestellten Schaltvorrichtung;
12 eine Schnittdarstellung des Ventils der 11 entlang der Ebene 12-12;
13 eine perspektivische Draufsicht auf die Ratenumschalt-Werkzeugeinrichtung oder -Handhabe der 1 für die lösbare Anbringung an dem Ventil der 11;
14 eine perspektivische Bodenansicht der in 13 dargestellten Handhabe;
15 eine Schnittdarstellung der Schaltvorrichtung entlang der Ebene 15-15 der 2, wobei das Ventil in die Aus-Position gedreht ist;
16 eine der 15 ähnliche Darstellung, mit der Ausnahme, daß das Ventil zum Aktivieren eines einzigen seriellen Strömungsweges durch die Schaltvorrichtung gedreht ist;
17 eine der 16 ähnliche Darstellung, mit der Ausnahme, daß das Ventil in eine Position zum Aktivieren eines alternativen einzigen seriellen Strömungsweges durch die Schaltvorrichtung gedreht ist;
18 eine den 16 und 17 ähnliche Ansicht, mit der Ausnahme, daß das Ventil in eine Position zum Ermöglichen eines doppelten parallelen Strömungsweges durch die Schaltvorrichtung gedreht ist;
19 eine Aufrißansicht der Schaltvorrichtung der 1, die mit einer elastomeren Infusionspumpe mit kleinem Volumen betriebsmäßig gekoppelt ist;
20 eine Aufrißansicht der Schaltvorrichtung der 1, die mit einer elastomeren Infusionspumpe mit großem Volumen betriebsmäßig gekoppelt ist; und
21 eine Aufrißansicht der Schaltvorrichtung der 1, die mit einer Infusionseinrichtung betriebsmäßig gekoppelt ist.
Ausführliche Beschreibung
Während die vorliegende Erfindung für Ausführungsarten in vielen verschiedenen Formen geeignet sein kann, ist in den Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden ausführlich beschrieben wird. Die folgende Offenbarung ist als exemplarische Darstellung der Prinzipen der Erfindung zu verstehen und soll nicht den breiten Umfang der Erfindung bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einschränken.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf die 1 und 2 ist dort eine Multiraten-Schaltvorrichtung 10 offenbart, die ein Gehäuse 12, ein Ventil 14 sowie ein Paar Strömungsbegrenzungseinrichtungen 16, 17 (15 bis 18) aufweist. Das Gehäuse 12 beinhaltet ein äußeres Abdeckelement 18, einen Einsatz 20 und eine Endabdeckung 22. Diese Komponenten sind vorzugsweise aus Polycarbonat hergestellt und durch Ultraschall-Schweißen aneinander befestigt.
Falls gewünscht, können diese Komponenten jedoch auch aus anderen starren Polymermaterialien hergestellt sein, wie zum Beispiel aus zyklisches Olefin enthaltenden Polymeren, überbrückten polyzyklischen Kohlenwasserstoff enthaltenden Polymeren, Polyestern, Polyamiden, ABS, Polyurethan und dergleichen, und diese können durch Verbinden mittels Klebestoff, Verbinden mittels Lösungsmittel, Hochfrequenz-Verbinden, Schnappverbindungen oder andere geeignete Verbindungsverfahren miteinander verbunden sein.
Wie aus 3, 4 und 5 ersichtlich, beinhaltet die äußere Abdeckung 18 eine Endwand 24 und eine kontinuierliche Umfangswand 26, die in integraler Weise miteinander verbunden sind. Die Endwand 24 weist eine innere Oberfläche 28 (4 und 5) und einen allgemein oval ausgebildeten Umfang auf. Die Umfangswand 26 erstreckt sich von dem Umfang der Endwand 24 weg und bildet eine Öffnung 30 zum Aufnehmen des Einsatzes 20.
Wie in 5 gezeigt, ist ein Paar C-förmiger Vorsprünge 32, 33 in integraler Weise an der inneren Oberfläche 28 der Endwand 24 des Abdeckelements angebracht und erstreckt sich von dieser weg. Die C-förmigen Vorsprünge 32, 33 sind um die Querachse 34 der Endwand 24 symmetrisch angeordnet. Vorzugsweise weisen die C-förmigen Vorsprünge 32 und 33 jeweils eine Öffnung 36 und 37 auf, die einander gegenüberliegen.
Durch jede Öffnung 36, 37 der C-förmigen Vorsprünge 32 und 33 erstreckt sich ein in Längsrichtung verlaufender Kanal 38 bzw. 39. Die Kanäle 38, 39 sind in der Oberfläche 28 der Endwand 24 ausgebildet und sind symmetrisch um die Querachse 34 der Endwand positioniert. Jeder Kanal 38 und 39 hat seinen Ursprung im allgemeinen in dem Mittelpunkt seines zugehörigen C-förmigen Vorsprungs 32 bzw. 33 und erstreckt sich entlang der Längsachse der Endwand 24. Die Kanäle 38, 39 enden kurz vor Erreichen der Querachse 34 der Endwand 24.
Ein Paar kontinuierlicher Wände 40, 41, die jeden C-förmigen Vorsprung 32, 33 und zugehörigen Kanal 38, 39 umgeben, erstrecken sich von der inneren Oberfläche 28 der Endwand 24 weg und sind in integraler Weise an dieser angebracht. Die kontinuierlichen Wände 40, 41 sind symmetrisch um die Querachse 34 der Endwand 24 positioniert, wobei jede kontinuierliche Wand einen im allgemeinen tropfenförmigen Umfang aufweist.
Die Wände 40, 41 erleichtern das Anbringen der Abdeckung 18 an dem Einsatz 20, um zwei separate Fluidwege zu bilden, wie dies im folgenden noch ausführlich beschrieben wird. Vorzugsweise sind die Scheitel 42 der tropfenförmigen Umfangsbereiche der beiden Wände 40, 41 einander gegenüberliegend angeordnet. An dem inneren Umfang jeder Wand 40 und 41 grenzt eine kontinuierliche Nut 44 bzw. 45 an, die in der inneren Oberfläche 28 der Endwand 24 ausgebildet sind.
Wie vorstehend erwähnt, erstreckt sich von dem Umfang der Endwand 24 der äußeren Abdeckung eine kontinuierliche Umfangswand 26 weg, die im Querschnitt im allgemeinen oval ausgebildet ist und eine offene Kammer 26 zum Aufnehmen des Gehäuseeinsatzes 20 bildet. Die Umfangswand 26 beinhaltet einander gegenüberliegende äußere Seitenflächen 48, 49 mit koaxial ausgefluchteten ringförmigen Öffnungen 50 und 51, die sich durch die Seitenflächen 48 bzw. 49 hindurch erstrecken.
Die äußere Seitenfläche 48 weist ferner eine ringförmige äußere Rippe 52 in koaxialer Ausrichtung mit der Öffnung 50 auf. Vorzugsweise ist die äußere Seitenfläche 49 im wesentlichen plan, um den Komfort zu verbessern, wenn diese Seitenfläche auf der Haut eines Patienten planiert wird. Gleichermaßen sind die Bereiche der Umfangswand 26 zwischen den Seitenflächen 48 und 49 glatt.
Wie aus 6 bis 9 ersichtlich, beinhaltet der Einsatz 20 des Gehäuses 12 einen Strömungsblock 54 und ein Rohrelement 56, die in integraler Weise aneinander angebracht sind. Der Strömungsblock 54 beinhaltet ein inneres Plattenelement 58 und ein äußeres Plattenelement 59. Vorzugsweise sind die Plattenelemente 58, 59 koplanar voneinander beabstandet angeordnet.
Wie in 7 gezeigt ist, sind im Inneren des Strömungsblocks 54 ein Paar stufiger äußerer Bohrungen 60, 61 und ein Paar innerer Bohrungen 62, 63 ausgebildet, wobei sich die Bohrungen durch das innere Plattenelement 58 und das äußere Plattenelement 59 hindurch erstrecken. Die äußeren Bohrungen 60, 61 sind in paralleler Beabstandung voneinander sowie rechtwinklig zu den Plattenelementen 58, 59 angeordnet.
Jede äußere Bohrung 60, 61 beinhaltet eine zylindrische Passage 64, eine zylindrische Begrenzungseinrichtungs-Aufnahmekammer 66, sowie eine zylindrische O-Ring-Aufnahmekammer 68. Die zylindrische Passage 64 jeder äußeren Bohrung 60, 61 steht in Fluidverbindung mit der Aufnahmekammer 66 und weist eine Öffnung 70 in dem äußeren Plattenelement 59 auf.
Die Aufnahmekammer 66 jeder Bohrung 60, 61 steht in Fluidverbindung mit der O-Ring-Aufnahmekammer 68 und weist einen Innendurchmesser auf, der größer ist als der Innendurchmesser der zylindrischen Passage 64. Die O-Ring-Kammer 68 jeder Bohrung 60, 61 weist eine Öffnung 72 in dem inneren Plattenelement 58 sowie einen größeren Innendurchmesser als den Innendurchmesser der Begrenzungseinrichtungs-Aufnahmekammer 66 auf.
Die inneren Bohrungen 62, 63 in dem Strömungsblock 54 sind in paralleler Beabstandung voneinander und den äußeren Bohrungen 60, 61 vorgesehen. Ferner befinden sich die inneren Bohrungen 62, 63 zwischen den äußeren Bohrungen 60, 61. Die inneren Bohrungen 62, 63 erstrecken sich durch das innere Plattenelement 58 sowie bis zu der inneren Oberfläche 74 einer zylindrischen Steuerventil-Aufnahmebohrung 76, die zwischen dem inneren Plattenelement 58 und dem äußeren Plattenelement 59 vorgesehen ist. Somit befinden sich die inneren Bohrungen 62 und 63 in Fluidverbindung mit Öffnungseinrichtungen 75 bzw. 77 an der inneren Oberfläche 74 der Ventilaufnahmebohrung 76.
Vorzugsweise ist die Längsachse der Steuerventil-Aufnahmebohrung 76 rechtwinklig im Abstand von den Längsachsen der äußeren Bohrungen 60, 61 und der inneren Bohrungen 62, 63 vorgesehen. Ferner ragt ein Festhaltering 78 um eine Öffnung der Steuerventil-Aufnahmebohrung 76 herum radial nach innen.
Das Rohrelement 56 des Gehäuseeinsatzes 20 hat eine distale Öffnungseinrichtung oder Öffnung 80 sowie eine zylindrische Bohrung 82 in koaxialer Ausrichtung und Fluidverbindung mit einer Verbindungsbohrung 84, die sich in den Strömungsblock 54 hinein erstreckt. Die Verbindungsbohrung 84 ist ebenfalls in Längsrichtung in koaxia ler Ausrichtung mit der inneren Bohrung 63 vorgesehen und steht über eine Öffnungseinrichtung 79 in Fluidverbindung mit der Steuerventil-Aufnahmebohrung 76.
Wie in 8 gezeigt, ist in der äußeren Oberfläche 86 des inneren Plattenelements 58 des Gehäuseeinsatzes ein Paar in Längsrichtung verlaufender Kanäle 88, 89 gebildet, die symmetrisch um die Querachse des Plattenelements angeordnet sind. Jeder Kanal 88, 89 steht in Fluidverbindung mit einer der O-Ring-Kammern 68 und einer der inneren Bohrungen 62, 63 in dem Strömungsblock 54 und erstreckt sich zwischen diesen. Wenn das Abdeckelement 18 an dem Einsatz 20 angebracht ist, bilden die Kanäle 38 (5) und 88 zusammen mit den Kanälen 39 (5) und 89 eine im wesentlichen zylindrische Passage in dem Gehäuse 12.
Ein Paar kontinuierlicher Wände 90 umschließt den Kanal 88, 89, die O-Ring-Bohrungsöffnung 72 und die innere Bohrungsöffnung auf beiden Seiten des inneren Plat tenelements 58 um die Querachse. Die Wände 90 sind in integraler Weise angebracht und erstrecken sich rechtwinklig von der Oberfläche 86 des inneren Plattenelements 58 weg. Die Wände 90 sind derart dimensioniert, daß sie den kontinuierlichen Nuten 44, 45, die in der inneren Oberfläche 28 der Endwand 24 der äußeren Gehäuseabdeckung ausgebildet sind, entsprechen, mit diesen ausgerichtet sind und zumindest teilweise in diesen ausgenommen sind.
Dies führt zu einer gewundenen Bahn oder einer Falle, um das Ablagern von Bruchstücken innerhalb der Fluidwege der Vorrichtung während des Verbindens der Wände 40, 41 der Gehäuseendwand 24 mit dem inneren Plattenelement 58 des Gehäuseansatzes 20 durch Ultraschall-Schweißen zu verhindern.
Wie in 9 gezeigt, weist das äußere Plattenelement 59 des Strömungsblocks 54 eine äußere Oberfläche 92 auf, die einen Kanal 94 in Fluidverbindung mit den äußeren Bohrungen 64 sowie in zwischen diesen verlaufender Weise aufweist. Der Kanal 94 beinhaltet einen gekrümmten Bereich 96, in dem sich der Kanal um das Rohrelement 56 herum erstreckt.
Wie aus 10 ersichtlich, beinhaltet die Endabdeckung 22 des Gehäuses 12 ein plattenartiges Abdeckelement 98 und ein Rohrelement 100, die in integraler Weise aneinander angebracht sind. Das Abdeckelement 98 ist an dem äußeren Plattenelement 59 an dem Gehäuseeinsatz 20 angebracht. Das Abdeckelement 98 beinhaltet eine innere Oberfläche 102 und eine entgegengesetzte äußere Oberfläche 104.
Die innere Oberfläche 102 weist einen Kanal 106 auf, der symmetrisch zu dem in der äußeren Oberfläche 92 des äußeren Plattenelements 59 des Strömungsblocks ausgebildeten Kanal 94 ist. Wenn die Endabdeckung 22 an dem Strömungsblock 54 angebracht ist, bilden die beiden Kanäle 106 und 94 somit eine einzige rohrförmige Fluidpassage 108 (15 bis 18) zwischen den äußeren Bohrungen 60 und 61.
Vorzugsweise beinhaltet die innere Oberfläche 102 des Abdeckelements 98 einen am äußeren Umfang vorgesehenen Schweißring 101 sowie einen inneren Schweißring 103 um eine Öffnung 114 herum. Die Schweißringe 101 und 102 sind in entsprechenden Kanälen 105 bzw. 107 (9) aufgenommen, die in der äußeren Oberfläche 92 des äußeren Plattenelements 59 des Gehäuseeinsatzes ausgebildet sind.
Beim Ultraschall-Verschweißen der Ringe 101, 102 des Abdeckelements 98 mit dem äußeren Plattenelement 59 wird somit eine Falle ähnlich der Falle gebildet, die beim Anbringen der Gehäuseanbringung 18 an dem Gehäuseeinsatz 20 verwendet wird, um das Eindringen von Fragmenten in die Fluidwege der Vorrichtung zu verhindern.
Wie aus 15 ersichtlich, beinhaltet des Rohrelement 100 der Endabdeckung 22 eine zylindrische Bohrung 112, die sich durch das Abdeckelement 98 hindurch erstreckt und eine distale Öffnungseinrichtung oder Öffnung 110 aufweist. Die Bohrung 112 steht in Fluidverbindung mit dem Kanal 106 in der inneren Oberfläche 102 des Abdeckelements 98 und somit mit der Passage 108.
Das Abdeckelement 98 der Endabdeckung 22 beinhaltet ferner eine Öffnung 114 zum Aufnehmen des Rohrelements 56, das sich von dem Strömungsblock 54 des Gehäuseeinsatzes 20 weg erstreckt. Somit erstreckt sich das Gehäuseeinsatz-Rohrelement 56 durch die Öffnung 114 hindurch, wenn das Abdeckelement 98 an dem Gehäuseeinsatz 20 angebracht ist.
Wie aus den 1, 11 und 12 ersichtlich, beinhaltet des Ventil 14 der Schaltvorrichtung 10 ein zylindrisches Nabenelement 116, das innerhalb der Ventilaufnahmebohrung 76 (7) des Einsatzelements 20 sowie der Öffnungen 50, 51 (3 und 4) des äußeren Gehäuseabdeckelements 18 drehbar angebracht ist. Vorzugsweise besteht das Ventil 14 aus Polyethylen mit hoher Dichte. Ferner wird ein Schmiermittel oder Fett, wie zum Beispiel ein Silikonöl mit hoher Viskosität, zum Abdichten und Reduzieren der Reibung zwischen der Ventilnabe 116 und der Bohrung 76 des Gehäuseeinsatzelements verwendet.
Wie in den 11 und 12 gezeigt ist, beinhaltet die Nabe 116 eine Bohrung 118, die ein rohrförmiges Fluidweg-Verbindungsgelenk oder T-Verbindungs-Paßstück 120 enthält, das in integraler Weise an der Nabe angebracht ist. Unter Bezugnahme auf 16 beinhaltet die äußere Oberfläche des Nabenelements 116 drei Ventilöffnungseinrichtungen 122, 123 und 124 in Fluidverbindung mit dem T-Verbindungs-Paßstück 120. Relativ zu dem zentralen Verbindungsstück 125 des T-Verbindungs-Paßstücks 120 ist die Öffnungseinrichtung 122 unter einem Winkel von 90° von der Öffnungseinrichtung 123 sowie unter einem Winkel von 180° von der Öffnungseinrichtung 124 angeordnet.
Wie unter erneuter Bezugnahme auf die 11 und 12 ersichtlich, erstreckt sich ein Flanschelement 126 von dem einen Ende des Nabenelements 116 radial nach außen und ist teilweise in der ringförmigen äußeren Rippe 52 (1 bis 3) der Schaltvorrichtung 10 aufgenommen. Das Versenken des Flansches 126 in das Gehäuse 12 hinein soll verhindern, daß ein Patient in unzulässiger Weise an der Vorrichtung hantiert, indem er versucht, das Ventil 14 von Hand zu drehen.
In dem äußeren Umfang des Flanschelements 126 sind ein Strömungsraten-Anzeigefenster oder eine Strömungsraten-Anzeigeaussparung 130 sowie ein Paar Handhaben-Eingriffsaussparungen 132, 133 ausgebildet. Das Anzeigefenster 130 ermöglicht einem Benutzer die Betrachtung einer Ratenbezeichnung 134 (1), die auf das Gehäuse 12 aufgedruckt ist und einer von dem Benutzer ausgewählten Strömungsrate entspricht. Somit verdeckt das Ventilflanschelement alle anderen Ratenbezeichnungen mit Ausnahme der derzeit gewählten Rate.
Wenn der Benutzer das Ventil 14 zum Ändern der Rate dreht, dreht sich das Fenster 130 und es wird nur die ausgewählte Rate freigelegt. Alternativ zu der Freilegung der ausgewählten Ratenbezeichnung durch ein Fenster in dem Ventilflansch könnte auch ein Zeiger zum Identifizieren der ausgewählten Rate verwendet werden.
Relativ zu der Längsachse des Nabenelements 116 liegt das Zentrum des Anzeigefensters 130 vorzugsweise zwischen den Ventilöffnungseinrichtungen 122 und 123 (16). Ferner sind die Eingriffsaussparungen 132 und 133 unter einem Winkel von etwa 135° von beiden Seiten des Anzeigefensters 130 zentriert.
Wie in 12 gezeigt ist, erstreckt sich eine Gruppe von Zinken 128 gegenüber dem Flansch 126 in Längsrichtung von dem Ventilnabenelement 116 weg. Sowohl das Flanschelement 126 als auch die Zinken 128 sind in integraler Weise an dem Nabenelement 116 angebracht. Die distalen Enden der Zinken 128 weisen radial nach außen gerichtete Vorsprünge auf.
Die Zinken 128 befestigen das Ventil 14 an dem Gehäuse 12, indem sie mit dem Festhaltering 78 (7) in der Steuerventil-Aufnahmebohrung 76 in Eingriff treten. Das Ventil 14 kann sich jedoch innerhalb der Steuerventil-Aufnahmebohrung 78 zum Auswählen einer Strömungsrate drehen, wie dies im folgenden noch ausführlicher beschrieben wird.
Wie unter Bezugnahme auf die 1, 13 und 14 ersichtlich, ist an dem Ventil 14 eine Ratenumschalt-Werkzeugeinrichtung oder -Handhabe 136 von Hand anbringbar, um für eine Hebelwirkung zum manuellen Drehen des Ventils zu sorgen. Wie im folgenden noch ausführlich beschrieben wird, führt die Rotation des Ventils 14 zu einer Auswahl eines Strömungsratenweges durch den Schalter 10. Vorzugsweise ist die Handhabe 136 zum Drehen des Ventils 14 erforderlich. Auf diese Weise kann die Handhabe 136 entfernt werden, und von einem Arzt oder anderem medizinischen Personal aufbewahrt werden, um Patienten daran zu hindern, das Ventil ohne Erlaubnis zu drehen.
Die Handhabe 136 weist eine Anzeigeseite 138, eine entgegengesetzte Ventileingriffsseite 140 sowie eine Schlauchbefestigungskrümmung 142 auf. Die Eingriffsseite 140 der Handhabe 136 beinhaltet eine zylindrische Ausrichtnabe 144, die in der Bohrung 118 der Ventilnabe 116 um den Flansch 126 herum aufnehmbar ist. Die Eingriffsseite 140 der Handhabe 136 beinhaltet ferner ein Paar voneinander beabstandeter Kopplungsstifte 146 und 147, die in den Aussparungen 132 bzw. 133 aufgenommen sind, wenn die Handhabe an dem Ventil 14 angebracht ist.
Weiterhin kann die Anzeigeseite 138 der Handhabe eine Markierung 148 zum Zeigen auf das Ventilfenster 130 aufweisen, wenn die Handhabe an dem Ventil 14 angebracht ist. Ferner bildet die Krümmung 142 in der Handhabe 136 eine Öffnung 150 zum Aufnehmen und somit zum Festklemmen der Handhabe an Schlauchmaterial oder dergleichen, wie dies in den 19 bis 21 dargestellt ist.
Wie unter Bezugnahme auf 15 sowie den Gehäuseeinsatz 20 ersichtlich, ist in der Aufnahmekammer 66 jeder äußeren Bohrung 60 und 61 eine Kapillarröhre oder Begrenzungseinrichtung 16 bzw. 17 aufgenommen. Jede Begrenzungseinrichtung 16 und 17 weist eine kalibrierte, in Längsrichtung verlaufende, axial offene Bohrung 151 bzw. 152 zum Regulieren der Strömungsrate eines Fluids auf.
Vorzugsweise haben die Begrenzungseinrichtungen 16, 17 im wesentlichen die gleiche Länge und bestehen diese aus Glasröhren mit Mikrobohrungen, wobei die Begrenzungseinrichtung 17 die doppelte Strömungsrate der Begrenzungseinrichtung 16 zuläßt. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Begrenzungseinrichtung 17 jedoch auch eine andere Strömungsrate als die doppelte Strömungsrate der Begrenzungseinrichtung 16 aufweisen.
Vorzugsweise befinden sich die Begrenzungseinrichtungen 16, 17 auf gegenüberliegenden Seiten des Ventils 14 anstatt in einer Anordnung in Reihe miteinander, um dadurch die Gesamtlänge der Vorrichtung zu vermindern. Falls gewünscht, können die Begrenzungseinrichtungen 16, 17 jedoch auch in anderen Konfigurationen relativ zueinander angebracht werden.
Weiterhin befindet sich im Inneren der Aufnahmekammer 66 jeder äußeren Bohrung 60, 61 ein Abstands-O-Ring 153 in der Nähe jeder Passage 64 innerhalb des Strömungsblocks 54. Die O-Ringe 153 bilden ein einstellbares Kissen zur Berücksichtigung einer Summierung von Toleranzen sowie zum Entfernen eines Luftraums zwischen dem in einer Form hergestellten Gehäuseeinsatz 20 und den Begrenzungseinrichtungen 16, 17.
Im Inneren der O-Ring-Aufnahmekammer 68 jeder äußeren Bohrung 60 und 61 ist ein Dichtungs-O-Ring 154 aufgenommen. Die O-Ringe 154 sind an den äußeren Oberflächen der Begrenzungseinrichtungen 16, 17 angebracht, um flüssigkeitsdichte Dichtungen zu bilden. Ferner drücken die C-förmigen Vorsprünge 32, 33 des Gehäuse-Abdeckelements 18 die O-Ringe 154 in der Nähe der Aufnahmekammern 166 gegen den Strömungsblock 54. Auf diese Weise werden flüssigkeitsdichte Dichtungen zwischen den inneren Wänden jeder O-Ring-Aufnahmekammer 68 und den O-Ringen 154 geschaffen.
Dennoch wird ein Strömungsweg zwischen der äußeren Bohrung 16 und der inneren Bohrung 62 über den Kanal 38 in der Endwand 24 des äußeren Abdeckelements 18 des Gehäuses gebildet. Gleichermaßen wird ein Strömungsweg zwischen der äußeren Bohrung 17 und der inneren Bohrung 63 über den Kanal 39 in der Endwand 24 des äußeren Abdeckelements 18 des Gehäuses gebildet.
Wie in den 15 bis 18 gezeigt ist, führt eine Rotation des Ventils 14 zum Ausschalten oder Auswählen eines Strömungsweges zwischen den Öffnungseinrichtungen 80, 110 der Raten-Umschaltvorrichtung 10, die einer gewünschten Fluidströmungsrate entsprechen. Eine manuelle Rotation des Ventils 14 in die in 15 gezeigte Position führt zu einem Blockieren des Ventils und somit zum Ausschalten aller Strömungswege zwischen den Öffnungseinrichtungen 80, 110 der Raten-Umschaltvorrichtung 10.
Eine manuelle Drehbewegung des Ventils 14 in die in 16 dargestellte Position führt zur Bildung eines einzigen seriellen Strömungsweges 156 zwischen den Öffnungseinrichtungen 80, 110 der Raten-Umschaltvorrichtung 10. Der Strömungsweg 156 verläuft von der Öffnungseinrichtung 110 zu der Öffnungseinrichtung 80 über die Rohrelementbohrung 112, die Passage 108, die Bohrung 151 der Begrenzungseinrichtung 16, den Kanal 38, die innere Bohrung 62, das T-Verbindungs-Paßstück 120, die Strömungsblockbohrung 84 sowie die Rohrelementbohrung 82.
Ein Drehen des Ventils 14 in die in 17 gezeigte Position führt zu einem weiteren einzigen seriellen Strömungsweg 158 zwischen den Öffnungseinrichtungen 80, 110 der Raten-Umschaltvorrichtung 10. Der Strömungsweg 158 verläuft von der Öffnungseinrichtung 110 zu der Öffnungseinrichtung 80 über die Rohrelementbohrung 112, die Passage 108, die Bohrung 152 der Begrenzungseinrichtung 17, den Kanal 39, die innere Bohrung 63, das T-Verbindungs-Paßstück 120, die Strömungsblockbohrung 84 sowie die Rohrelementbohrung 82.
Ein manuelles Drehen des Ventils 14 in die in 18 dargestellte Position führt zur Bildung eines parallelen Strömungsweges 160 zwischen den Öffnungseinrichtungen 80, 110 der Raten-Umschaltvorrichtung 10. Der parallele Strömungsweg 160 besteht aus den beiden Strömungswegen 156 und 158. Somit strömt Fluid von der Öffnungseinrichtung 110 zu der Öffnungseinrichtung 80 über die Rohrelementbohrung 112, die Passage 108, die Bohrung 151 der Begrenzungseinrichtung 17, den Kanal 39, die innere Bohrung 63, das T-Verbindungs-Paßstück 120, die Strömungsblockbohrung 84 sowie die Rohrelementbohrung 82.
Fluid strömt auch von der Öffnungseinrichtung 110 über die Rohrelementbohrung 112, die Passage 108, die Bohrung 151 der Begrenzungseinrichtung 16, den Kanal 38, die innere Bohrung 62, das T-Verbindungs-Paßstück 120, die Strömungsblockbohrung 84 sowie die Rohrelementbohrung 82 zu der Öffnungseinrichtung 80.
Wie in den 15 bis 18 gezeigt ist, schneidet das T-Verbindungs-Paßstück 120 des Ventils 14 die Bohrungen 62, 63, 84 des Strömungsblocks 20 mit einer Versetzung oder unter einem Winkel von ca. 135° bei der Herstellung einer Fluidströmungsverbindung. Diese Y-Konfiguration führt zu einer starken Reduzierung der Größe der Vorrichtung 10, wobei die Vorrichtung um so bequemer für einen Patienten zu tragen ist, je kleiner sie ist, und die Y-Konfiguration ermöglicht auch Einstellungen der Fluid strömungsrate in einer logischen inkrementellen Reihenfolge in Richtung Erhöhung oder Verminderung.
Wenn zum Beispiel die Begrenzungseinrichtung 16 in dem Strömungsweg 156 eine Strömungsrate von 1 ml/h vorsieht und die Begrenzungseinrichtung 17 in dem Strömungsweg 158 eine Strömungsrate von 2 ml/h vorsieht, können die resultierenden Raten, die unter Verwendung der Vorrichtung 10 gewählt werden können, nacheinander 1 ml/h (16), 2 ml/h (17), 3 ml/h (18) und 0 ml/h (15) betragen.
Vorzugsweise werden die Strömungswege und die entsprechenden Strömungsraten durch die Vorrichtung 10 gewählt, wenn das Ventil 14 um einen vorbestimmten inkrementellen Betrag gedreht wird. Wie zum Beispiel in den 15 bis 18 gezeigt ist, führt ein Drehen des Ventils 10 zum Abschalten der Vorrichtung 10 oder der Auswahl eines Strömungsweges und einer entsprechenden Strömungsrate durch die Vorrichtung 10.
Insbesondere führt eine Drehung des Ventils um 90° im Gegenuhrzeigersinn aus der in 15 dargestellten Position zu der Auswahl des Strömungsweges und der entsprechenden Strömungsrate durch die Vorrichtung 10, wie dies in 16 gezeigt ist. Gleichermaßen führt eine Drehung des Ventils um 90° im Gegenuhrzeigersinn aus der in 16 gezeigten Position zu der Auswahl des Strömungsweges und der entsprechenden Strömungsrate durch die Vorrichtung 10, wie dies in 17 gezeigt ist.
Ferner führt eine im Gegenuhrzeigersinn erfolgende Drehung des Ventils um 90° aus der in 17 dargestellten Position zu der Auswahl des Strömungsweges und der entsprechenden Strömungsrate durch die Vorrichtung 10, wie dies in 18 gezeigt ist.
Vorzugsweise nimmt die Strömungsrate durch die Vorrichtung 10 in inkrementeller Weise zu, wenn das Ventil 14 mittels der Handhabe 136 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird. Gleichermaßen nimmt die Strömungsrate durch die Vorrichtung 10 in inkrementeller Weise ab, wenn das Ventil 14 mittels der Handhabe 136 im Uhrzeigersinn gedreht wird.
Somit arbeitet die Vorrichtung 10 in logischer Weise, ähnlich der Regulierung der Strömungsrate von Flüssigkeit bei den meisten Wasserhähnen, wobei beim Drehen des Wasserhahns im Uhrzeigersinn die Strömungsrate der Flüssigkeit vermindert wird und durch Drehen des Wasserhahns im Gegenuhrzeigersinn die Strömungsrate der Flüssigkeit erhöht wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel, wie es in den 19, 20 und 21 dargestellt ist, kann die Schaltvorrichtung 10 über flexibles Schlauchmaterial 166 betriebsmäßig mit verschiedenen Überdruckquellen verbunden sein, die unter anderem elastomere Infusionspumpen 162, 163 bzw. 164 beinhalten. Derartige Pumpen sind in der Technik allgemein bekannt und können auch eine solche beinhalten, wie diese in dem US-Patent Nr. 5 263 935 von Hessel offenbart ist, auf die hier summarisch Bezug genommen wird.
Vorzugsweise sind die Begrenzungseinrichtungen 16, 17 innerhalb der Schaltvorrichtung 10 an den Betrag des Fluiddrucks angepaßt, der durch eine Druckquelle erzeugt wird, um die gewünschten Strömungsraten durch die Vorrichtung 10 hindurch zu schaffen.
Die Pumpen 162, 163 und 164 beinhalten eine elastomere Blase 168, die in einem im allgemeinen rohrförmigen Außengehäuse 170 angeordnet ist. Die Blase 168 kann mit einem pharmazeutisch wirksamen Material gefüllt sein. Der Fluiddruck im Inneren der vollständig erweiterten Blase führt zu Fluidströmung von der Pumpe zu der Schaltvorrichtung über Schlauchmaterial 166. Vorzugsweise ist das Schlauchmaterial 166 durch Lösungsmittel-Verbindung mit dem Rohr 100 der Schaltvorrichtung 10 verbunden, so daß Fluid von der Pumpe durch die Begrenzungseinrichtungen 16, 17 und sodann durch das Ventil 14 strömt.
Ferner ist das Rohr 56 durch Lösungsmittel-Verbinden mit dem flexiblen Schlauchmaterial 172 verbunden, an dem gegenüber der Schaltvorrichtung 10 ein Verbinder 174 angebracht ist. Der Verbinder 174 sorgt für eine betriebsmäßige Verbindung der Schaltvorrichtung 10 mit IV-Schlauchmaterial oder dergleichen, das an den Patienten angeschlossen ist.
Wie für Fachleute ersichtlich ist, kann die Schaltvorrichtung 10 auch mit anderen Arten von Überdruckquellen betriebsmäßig verbunden sein, wobei diese elektromechanische, chemische und mit Schwerkraft arbeitende Überdruckquellen beinhalten.
Vorstehend sind zwar spezielle Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden, jedoch wird der Schutzumfang nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche begrenzt.

Claims

Schalter (10) zum Wählen einer Strömungsrate eines therapeutischen Fluids, wobei der Schalter folgendes aufweist: ein Gehäuse (12), das eine Öffnungseinrichtung (80, 110) und eine Vielzahl von Passagen (60, 61) hat, eine Vielzahl von starren Kapillarröhren (16, 17), die die Strömungsrate des therapeutischen Fluids regulieren, wobei jede der Röhren jeweils in einer der Passagen angeordnet ist, und ein Ventil (14), das mit dem Gehäuse betriebsmäßig verbunden ist, wobei das Ventil einen Fluidströmungsweg (120) aufweist und beweglich ist, um die Öffnungseinrichtung selektiv mit einer oder mehreren Passagen zu verbinden oder davon zu trennen, wobei die Strömungsrate des therapeutischen Fluids bei Drehung des Ventils im Gegenuhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn um mindestens drei inkrementelle Werte nacheinander erhöht oder vermindert wird.
Schalter nach Anspruch 1, wobei die Strömungsrate des therapeutischen Fluids inkrementell erhöht wird, wenn das Ventil (14) nacheinander in mindestens drei seriellen Schritten von 90 Grad gedreht wird.
Schalter nach Anspruch 1, wobei das Ventil (14) in eine serielle Strömungsposition (156, 158) beweglich ist, um eine der Passagen (60, 61) betriebsmäßig mit der Öffnungseinrichtung (80, 110) zu verbinden, wobei das Ventil in eine parallele Strömungsposition (160) beweglich ist, um mindestens zwei der Passagen betriebsmäßig mit der Öffnungseinrichtung zu verbinden, und wobei das Ventil in eine Aus-Position beweglich ist, um die Öffnungseinrichtung betriebsmäßig von den Passagen zu trennen.
Schalter nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (12) ein Abdeckelement (88) aufweist, das durch Ultraschall-Schweißen mit einem Einsatz (20) verbunden ist, der die Kapillarröhren (16, 17) enthält, und wobei das Abdeckelement und der Einsatz eine Falle bilden, um zu verhindern, daß lose Partikel mit dem therapeutischen Fluid in Berührung gelangen.
Schaltern nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (12) eine Bohrung (76) aufweist, die das Ventil (14) aufnimmt.
Schalter nach Anspruch 1, wobei das Ventil (14) einen Flansch (126) aufweist, der an einem Nabenelement (116) angebracht ist.
Schalter nach Anspruch 6, wobei der Flansch (126) ein Fenster (130) zum Sichtbarmachen von Strömungsrateninformation durch den Schalter (10) hindurch aufweist.
Schalter nach Anspruch 6, wobei der Flansch (126) einen Außenumfang hat und das Gehäuse (12) eine Öffnung (50) und eine ringförmige Rippe (52) in koaxialer Ausrichtung mit der Öffnung aufweist, wobei die Öffnung die Nabe (116) des Ventils (14) aufnimmt und die Rippe einen wesentlichen Bereich des Flanschaußenumfangs umgibt.
Schalter nach Anspruch 1, wobei der Fluidweg (120) des Ventils (14) mit einem Paar paralleler, voneinander beabstandeter Fluidpassagen (62, 63, 84) innerhalb des Gehäuses (12) betriebsmäßig verbunden ist.
Schalter nach Anspruch 9, wobei der Fluidweg (120) des Ventils (14) mit den voneinander beabstandeten Fluidpassagen (62, 63, 84) innerhalb des Gehäuses (12) unter einem Winkel in Verbindung steht.
Schalter nach Anspruch 9, wobei der Fluidweg (120) des Ventils (14) mit mindestens einer der voneinander beabstandeten Fluidpassagen (62, 63, 84) innerhalb des Gehäuses (12) unter einem Winkel von 135 Grand in Berührung steht.
Schalter nach Anspruch 9, wobei der Fluidweg (120) des Ventils (14) T-förmig iat.
Schalter nach Anspruch 1, wobei das Ventil (14) an einer Handhabe (136) lösbar anbringbar ist.
Schalter nach Anspruch 13, wobei die Handhabe (136) eine Krümmung (142) aufweist, die zum Aufnehmen eines Teils einer Röhre (166) ausgebildet ist.
Schalter nach Anspruch 1, wobei die Kapillarröhren (16, 17) aus Glas mit Mikrobohrungen bestehen.
Schalter nach Anspruch 1, wobei die Kapillarröhren (16, 17) unterschiedliche Strömungsraten des therapeutischen Fluids zulassen.