DE69003388T2

DE69003388T2 - Peristaltische pumpe.

Info

Publication number: DE69003388T2
Application number: DE90909348T
Authority: DE
Inventors: Richard Hall
Original assignee: Bellhouse Technology Ltd
Current assignee: Bellhouse Technology Ltd
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1994-03-24
Anticipated expiration: 2010-06-06
Also published as: ES2044597T3; DK0476020T3; JPH04505951A; ATE94617T1; EP0476020B1; GB8912946D0; US5249938A; WO1990015248A1; CA2058446A1; DE69003388D1; EP0476020A1

Description

Bei Benutzung peristaltischer Rollenpumpen, zum Beispiel zum Pumpen von Blut, kann der Blutschlauch Beschädigungen unterliegen, die dadurch hervorgerufen werden, daß der Schlauch gequetscht und verdreht wird, wenn er in den Pumpenkopf eingespannt/eingebracht und aus demselben ausgespannt/ausgebracht wird. Solche Beschädigungen können Verschmutzungen oder Verluste des gepumpten Blutes ebenso wie die Zerstörung des Schlauches verursachen.
Dementsprechend wird ein Pumpenkopf gesucht, der ein leichtes Einspannen und Ausspannen eines Schlauches in den/aus dem Pumpenkopf bei minimaler Belastung auf den Schlauch ermöglicht, der aber zugleich während des Pumpens den notwendigen Minimaldruck auf den Schlauch ausübt.
Für ähnliche Zwecke sieht FR-A-2 619 603 ein den Schlauch umfassendes Gehäuse vor. Der Rotor umfaßt ein Paar Antriebsrollen, aber keine Führungsrollen zur axialen positionierung des Schlauches innerhalb des Ringes. Ohne jenes Gehäuse kann der Schlauch nicht ausreichend innerhalb des Schließringes gelagert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Kopf für eine peristaltische Rollenpumpe einen Schließring mit einem Paar im wesentlichen tangentialer Schlitze, die sich an einem axialen Ende des Ringes öffnen, um einem flexiblen Schlauch den Eintritt in den Ring, das Liegen um die innere Wandung des Ringes und den Austritt aus demselben zu ermöglichen; und einen Rotor, der konzentrisch und drehbar innerhalb des Schließringes angeordnet ist, wobei der Rotor eine Umfangsanordnung an Führungs- und Antriebsrollen zum axialen Anbringen des Schlauches innerhalb des Ringes und zum Zusammendrücken des Schlauches gegen die innere Wandfläche des Schließringes aufweist, der Rotor außerdem eine Deckplatte aufweist, die radial nach innen im Abstand von der inneren Wandfläche des Schließringes angeordnet ist, um einen teilweise ringförmigen Spalt von hinreichender Breite zum Einführen und Herausnehmen des Schlauches in den bzw. aus dem Ring zu bilden, der Spalt im wesentlichen mindestens an einem Ende durch einen radial auswärts vorspringenden Mitnehmer an dem Rotor verschlossen wird und die Anordnung so ist, daß der Schlauch durch Anbringen einer Krümmung desselben in einem der Schlitze und Drehen des Rotors so, daß der Mitnehmer den Schlauch überlagert und ihn axial durch den Spalt in den Ring schiebt, in den Ring eingebracht werden kann.
Bei Benutzung kann der Schlauch an beiden Enden der Schlauchschlaufe, die sich durch den Ring erstreckt, durch Klemmen gehalten werden, die es zusammen mit der genauen Kompression des Schlauches durch die Antriebsrollen verhindern, daß der Schlauch sich um den Schließring herum bewegen kann.
Der Spalt, der zwischen der Deckplatte des Rotors und der Innenwandfläche des Schließringes belassen ist, ergibt den Vorteil, daß der Schlauch während des Pumpens visuell überwacht und jegliche Beschädigung an dem Schlauch schnell festgestellt sowie weiterer Schaden vermieden werden kann.
Vorzugsweise ist der Mitnehmer hinsichtlich des Umfangs benachbart neben einer der Rollen, aber vor ihr liegend in bezug auf die Richtung, in die der Mitnehmer weist, positioniert, und der teilweise ringförmige Spalt erstreckt sich mindestens bis zur nächsten Rolle, die in der Richtung, in die der Mitnehmer weist, am Umfang des Rotors positioniert ist. Der Schlauch kann dann leicht in den Spalt eingefügt werden, ohne über Maßen deformiert zu werden, jedoch unter Ausnutzung seiner ihm eigenen Entkrümmungseigenschaft als Primärkraft zur Bewegung durch den Spalt in den Ring. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß, wenn der Mitnehmer benachbart zu einer Führungsrolle angeordnet ist, das Einführen und die axiale Positionierung des Schlauches in schneller Aufeinanderfolge eintreten, wodurch verhindert wird, daß der Schlauch in einem Teil des Rotormechanismus' eingefangen wird.
Der Pumpenkopf kann sowohl mit wegwerfbaren als auch mit wiederverwendbaren Schläuchen eingesetzt werden. Im Falle wiederverwendbarer Schläuche, in dem es wichtig ist, daß die Schläuche beim Herausnehmen nicht beschädigt werden, kann der Mitnehmer zum Untergreifen der Schlauchleitung und zu deren Herausheben aus dem Schließring durch den Spalt verwendet werden. Dies erfordert ein Drehen des Rotors in derselben Richtung wie beim Einführen des Schlauches. Der Pumpenkopf kann jedoch einen zweiten Mitnehmer, der in die dem ersten entgegengesetzten Umfangsrichtung weist, aufweisen. Dieser kann zum Untergreifen des Schlauchs, wenn dieser aus dem Ring entfernt werden soll, nach Drehen des Rotors in entgegengesetzter Richtung zu der beim Einführen durch den ersten Mitnehmer, verwendet werden. Bei dieser Anordnung zweier Mitnehmer ergibt der Pumpenkopf auch den weiteren, wichtigen Vorteil, daß der Schlauch entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen demselben ein- und ausgespannt werden kann, was dazu führt, daß die Ausrüstung einfach zu verwenden und ergonomisch effizient ist. Die beiden Mitnehmer können durch entgegengesetzte Enden eines gemeinsamen Mitnehmerelements gebildet werden, das sich nur über einen kurzen Winkelbereich um den Ring erstreckt.
Vorzugsweise besteht der Pumpenkopf aus vier gleichwinklig zueinander beabstandeten Rollen, wobei ein einander diametral gegenüberliegendes Paar Antriebsrollen und das andere einander diametral gegenüberliegende Paar Führungsrollen sind. Bei dieser Anordnung, die eine Minimalzahl Antriebsrollen aufweist, wird während des Pumpens eine minimale Blutbeschädigung gewährleistet.
Bevorzugt haben die Führungsrollen Umfangsoberflächen, die im Axialschnitt im wesentlichen V-förmig sind. Bei dieser Form können die Führungsrollen den Schlauch im wesentlichen in einer mittleren Position entlang der Axiallänge des Schließringes halten.
Vorzugsweise sind die Antriebsrollen zylindrisch, und es ist eine Oberflächennachgiebigkeit durch harte Gummimäntel vorgesehen.
Die Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
Fig. 1 ein Aufriß eines peristaltischen Pumpenkopfes entsprechend der Erfindung ist;
Fig. 2 ein Schnitt entlang der Linie X-X der Fig. 1 ist; und
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht ist, die das Einführen des Schlauches zeigt.
Der dargestellte Pumpenkopf weist einen metallischen, mit einer zylindrischen, inneren Arbeitsfläche 1a versehenen Schließring 1 auf, der an einer Sockelplatte 2 der Pumpe befestigt ist. Der Schließring hat zwei Schlitze 3, 4, die sich im wesentlichen tangential zu einer inneren Wandungsfläche la des Schließrings 2 öffnen und auf im wesentlichen die Hälfte der axialen Tiefe des Schließringes ausgeschnitten sind. In dem Schließring ist konzentrisch ein metallischer Rotor 5 gelagert, der eine Buchse 6 zur Aufnahme einer Antriebswelle eines Motors aufweist, die sich durch eine Öffnung 7 in der Sockelplatte erstreckt. Der Rotor 5 weist eine metallische Deckplatte 8 auf, die integral mit kreuzförmig ausgebildeten Rippen 9 zur manuellen Drehung des Rotors versehen ist. Wie man am besten aus Fig. 2 erkennt, ist die Deckplatte 8 axial im wesentlichen in der Höhe einer Abschlußkante 1b des Schließringes 1 angeordnet, und zwar so, daß ein Rand 8a der Deckplatte 8 radial nach innen zur Innenwandf läche la des Schließringes 1 durch einen Spalt 10 beabstandet ist, der eine Breite aufweist, die etwas größer als der Außendurchmesser eines flexiblen, durchsichtigen, in den Spalt 10 einzulegenden Kunststoffschlauches 11 ist. Durch eine Haftbindung ist an der Deckplatte 8 ein Kunststoff-Mitnehmerelement 12 befestigt, das in bezug auf den Umfang entgegengesetzt gerichtete Mitnehmer 12a, 12b aufweist, die über dem Spalt 10 liegen und sich in diesen nach unten erstrecken.
Der Rotor 5 weist eine gleichwinklig beabstandete Umfangs anordnung von vier Rollen auf, die zwischen einer Basis 13 und der Deckplatte 8 des Rotors 5 auf Achsen gelagert sind. Ein diametral gegenüberliegendes Paar dieser Rollen bildet Führungsrollen 14, 15, die im wesentlichen V-förmige Axialabschnitte aufweisen und aus Kunststoffmaterial hergestellt sind. Das Mitnehmerelement 12 ist direkt über der Rolle 14 angeordnet. Das andere diametral gegenüberliegende Rollenpaar sind Rollen 16, 17 mit Metallnaben und zylindrischen, vulkanisierten Gummilaufflächen 19.
Im Betrieb kann der Schlauch 11 in folgender Weise in den Pumpenkopf eingebracht werden. Wie in Fig. 1 und 3 gezeigt, wird eine Krümmung des Schlauches 11 in einem der Schlitze 3, 4 angeordnet, und der Rotor 5 wird manuell unter Verwendung der Rippen 9 gedreht, um den Mitnehmer 12a zum Überlagern des Schlauches zu bringen. Bei weiterer Drehung des Rotors 5 drückt der Mitnehmer den Schlauch durch Angriff an demselben axial durch den Spalt 10.
Die radiale Lage jedes Mitnehmers 12a, 12b und der benachbarten Antriebsrolle läßt die natürliche Neigung des Schlauches, sich zu entkrümmen, zu, um als Primärkraft zu wirken und ihn axial durch den Spalt 10 in den Ring 1 zu bewegen. Auf diese Weise wird der Schlauch während des Einführens nicht übermäßig deformiert, und so wird die Gefahr von Beschädigungen wesentlich verringert. Wenn der Schlauch 11 durch den Spalt 10 hindurchgelangt ist, bewirkt die Führungsrolle 14, daß der Schlauch 11 in eine Position geführt wird, die sich axial im wesentlichen in der Mitte des Schließringes 1 befindet. Die manuelle Drehung des Rotors wird fortgesetzt, bis der Schlauch 11 aus dem Schließring 1 durch den anderen Schlitz 4 austritt. Der Schlauch kann dann an jedem Ende der Schlaufe der durch den Pumpenkopf verlaufenden Leitung geklemmt werden, um den Schlauch während des Pumpens an Ort und Stelle zu halten, und das Einführen wird damit vollendet.
Der Schlauch ist beim Einbringen mittels Drehung des Rotors in Uhrzeigerrichtung, durch Pfeil i dargestellt, gezeigt. In diesem Fall greift der Mitnehmer 12a an dem Schlauch an. Es sei jedoch bemerkt, daß das Einführen des Schlauches 11 auch durch Drehung des Rotors 5 entgegen der Uhrzeigerrichtung durchgeführt werden kann, indem die Krümmung des Schlauches in dem Schlitz 4 angeordnet und der andere Mitnehmer 12b verwendet wird.
Zum Freisetzen des Schlauches wird dieser zunächst aus der Klemmung gelöst und ein Abschnitt des Schlauches an einem der Schlitze 3, 4 angehoben sowie der Rotor gedreht, um einen Mitnehmer heranzuführen und den Schlauch zu untergreifen. Fortgesetzte Drehung des Rotors 5 führt dazu, daß der Mitnehmer 12 den Schlauch axial durch den Spalt 10 heraushebt, bis der Schlauch endgültig aus dem anderen Schlitz herausgehoben wird.
Die Pumpe wird in der üblichen Weise durch Drehung des Rotors 5mittels des Motors betrieben, so daß die Antriebsro1len 16, 17 sequentiell den Schlauch verschließend zusammendrücken, wie in Fig. 2 erkennbar ist, und Flüssigkeit vor sich her durch den Schlauch drücken. Da die Antriebsrollen um 180º beabstandet sind und der Winkel, über den sich der Schlauch 11 um den Schließring zwischen den Schlitzen 3, 4 erstreckt, größer als 180º ist, ist stets ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen in dem Schlauch zwischen zwei Antriebsrollen gefangen.

Claims

1. Ein Kopf einer peristaltischen Rollenpumpe, wobei der Kopf einen Schließring (1) mit einem Paar im wesentlichen tangentialer Schlitze (3, 4), die sich an einem axialen Ende des Ringes öffnen, um einem flexiblen Schlauch (11) den Eintritt in den Ring, das Liegen um die innere Wandung des Ringes und den Austritt aus demselben zu ermöglichen; und einen Rotor (5) umfaßt, der konzentrisch und drehbar innerhalb des Schließringes angeordnet ist, wobei der Rotor eine Umfangsanordnung an Führungs- und Antriebsrollen (14, 15, 16, 17) zum axialen Anbringen des Schlauches innerhalb des Ringes und zum Zusammendrücken des Schlauches gegen die innere Wandfläche des Schließringes aufweist, der Rotor außerdem eine Deckplatte (8) aufweist, die radial nach innen im Abstand von der inneren Wandfläche des Schließringes angeordnet ist, um einen teilweise ringförmigen Spalt von hinreichender Breite zum Einführen und Herausnehmen des Schlauches in den bzw. aus dem Ring zu bilden, der Spalt im wesentlichen mindestens an einem Ende durch einen radial auswärts vorspringenden Mitnehmer (12a, 12b) an dem Rotor verschlossen wird und die Anordnung so ist, daß der Schlauch durch Anbringen einer Krümmung desselben in einem der Schlitze und Drehen des Rotors so, daß der Mitnehmer den Schlauch überlagert und ihn axial durch den Spalt in den Ring schiebt, in den Ring eingebracht werden kann.

2. Ein Pumpenkopf nach Anspruch 1, bei dem der Mitnehmer (12a, 12b) hinsichtlich des Umfangs benachbart neben einer der Rollen (14), aber vor ihr liegend in bezug auf die Richtung, in die der Mitnehmer weist, positioniert ist und der teilweise ringförmige Spalt sich mindestens bis zur nächsten Rolle erstreckt, die in der Richtung, in die der Mitnehmer weist, am Umfang des Rotors positioniert ist.

3. Ein Pumpenkopf nach Anspruch 2, der einen zweiten Mitnehmer (12a, 12b), der in die dem ersten entgegengesetzte Umfangsrichtung weist, aufweist; und zwar zum Untergreifen des Schlauchs, wenn dieser aus dem Ring entfernt werden soll, nach Drehen des Rotors in entgegengesetzter Richtung zu der beim Einführen durch den ersten Mitnehmer.

4. Ein Pumpenkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der aus vier gleichwinklig zueinander beabstandeten Rollen besteht, wobei ein einander diametral gegenüberliegendes Paar (16, 17) Antriebsrollen und das andere einander diametral gegenüberliegende Paar (14, 15) Führungsrollen sind.

5. Ein Pumpenkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Führungsrollen (14, 15) Umfangsoberflächen haben, die im Axialschnitt im wesentlichen V-förmig sind.

6. Ein Pumpenkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Antriebsrollen (16, 17) zylindrisch sind und eine Oberflächennachgiebigkeit durch harte Gummimäntel vorgesehen ist.