Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrstufigen Durchflussratenumschalter. Im
speziellen betrifft sie einen mehrstufigen Durchflussratenumschalter, der geeignet ist, eine
kleine Durchflussrate variabel zu kontrollieren, indem er an einen kontinuierlichen
Balloninjektor für flüssige Medizin (ein Injektor, bei dem flüssige Medizin in einen Ballon aus einem
elastischen Gummimaterial gefüllt wird und durch die Kraft, die beim Zusammenziehen des
Ballons entsteht, über mehrere Stunden hinweg kontinuierlich in einen menschlichen Körper
injiziert wird) angeschlossen wird. Dieser Injektor wird verwendet, um kleine Mengen eines
flüssigen Analgetikums, Anästhetikums, Antibiotikums oder krebshemmenden Mittels in
Blutgefäße, subkutane Gebiete, epidurale Gebiete oder dergleichen zu verabreichen.
2. Beschreibung verwandter Technik
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In Bezug auf ein Kontrollgerät für variable kleine Durchflussraten, das mit einem
kontinuierlichen Balloninjektor für flüssige Medizin verwendet wird, wurde bereits ein Gerät
vorgeschlagen, das Durchflussratenkontrollrohre, die mit einem Mehrweg-Absperrhahn
verbunden sind, beinhaltet (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. JP-A-5-84310).
Dieses Gerät besteht aus einem Hauptkörper mit einer zylindrischen Ventilkammer, in der
eine Flusseingangsöffnung und mindestens drei Flussausgangsöffnungen bereitgestellt
werden. Ein Stopfen, der einen zylindrischen Ventilteilabschnitt besitzt, wird drehbar in die
Ventilkammer des Hauptkörpers eingebracht. Ein Schlitz, der sich fächerförmig öffnet, und
schmale Löcher in Form einer geraden Röhre, die sich radial entgegengesetzt von der Basis
des Schlitzes aus erstrecken, sind im Ventilabschnitt ausgebildet, und auch wenn die
schmalen Löcher des Ventilabschnitts mit einer der Flussausgangsöffnungen verbunden sind, ist der
Schlitz mit der Flusseingangsöffnung verbunden.
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Dem oben beschriebenen Durchflussratenkontrollgerät nach ist jedoch eine
Flussratenkontrollröhre für jede Flussausgangsöffnung erforderlich, und es werden
Flussratenkontrollröhren in verschiedenen Größen benötigt. Vom Standpunkt der Produktionskontrolle und
des Zusammenbaus ist es mühsam, verschiedene Größen von Flussratenkontrollröhren
herzustellen und gleichzeitig zu integrieren. Zudem beinhaltet deren Nutzung einen Nachteil, wenn
der Umschaltwinkel des Hebels für eine große Anzahl von Umschaltmöglichkeiten kleiner
wird und die Anzeige kompliziert ist, wodurch eine fehlerhafte Bedienung wahrscheinlich
wird.
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Weiterhin offenbart die US 5,318,515 ein Gerät zur Regulierung des Flüssigkeitsflusses in
einer intravenösen Leitung, das ein Gehäuse und ein Flusssystem im Gehäuse umfasst, um
eine Vielzahl verschiedener Flusspfade mit jeweils vorherbestimmenden charakteristischen
Durchflussraten festzulegen. Die einzelnen Flusspfade sind abklemmbar durch eine Vielzahl
von Vorrichtungen zum Zusammendrücken von Flusspfaden. Diese Vorrichtungen bestehen
aus Kipphebelschaltern, die von außerhalb des Gehäuses des Durchflussratenumschalters
bedienbar sind. Die Flussratenumschaltung mit einem Gerät nach US 5,318,515 hat speziell den
Nachteil, dass die Flussrate von außerhalb des Gehäuses aus geändert werden kann und somit
das Risiko besteht, dass die Flussrate vom Patienten versehentlich verändert wird. Weiterhin
müssen die Kippschalter schwenkbar eingebaut werden und verursachen somit hohe
Herstellungskosten.
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Die vorliegende Erfindung wurde als Resultat intensiven Studiums in Hinblick auf die
oben beschriebene Situation erreicht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen mehrstufigen Durchflussratenumschalter bereitzustellen, der die Produktionschritte
vereinfacht, zu geringen Kosten hergestellt werden kann und der das Umschalten des Flusspfads
erleichtert, selten fehlerhafte Bedienung verursacht und versehentliches Ändern der Flussrate
verhindert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Nach der vorliegenden Erfindung wird ein mehrstufiger Durchflussratenumschalter
bereitgestellt. Dieser beinhaltet eine Einlassöffnung für flüssige Medizin mit einer nachgeschalteten
Verzweigung in mehrere Flusspfade, eine Auslassöffnung für flüssige Medizin mit einer
vorgeschalteten Verzweigung in mehrere Flusspfade, Pfade mit konstanter Durchflussrate, um
die mehreren Flusspfade der Eingangsöffnung für flüssige Medizin mit den verschiedenen
Flusspfaden der Ausgangsöffnung für flüssige Medizin zu verbinden, und ein Gehäuse, das
einen Deckel und einen Hauptkörper umfasst und in der Lage ist, die verschiedenen Pfade mit
konstanter Flussrate aufzunehmen und anzuordnen. In dem Gehäuse befindet sich ein
Klemmmechanismus, der die verschiedenen Pfade mit konstanter Flussrate selektiv
blockieren kann.
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Der Klemmmechanismus der vorliegenden Erfindung beinhaltet Mittel zum
Zusammenpressen der Flusspfade, deren Anzahl derjenigen der Pfade mit konstanter Durchflussrate
entspricht, und die auf der gegenüberliegenden Seite der Pfade mit konstanter Durchflussrate
bereitgestellt sind. Die Mittel zum Zusammenpressen der Flusspfade sind durch mehrere
Plattenelemente gebildet, die klappbar an Scharnieren an der Rückseite des Gehäusedeckels
angebracht sind. Jedes Plattenelement ist mit einem Druckabschnitt ausgestattet, um jeden Pfad
mit konstanter Flussrate von einer Seite her blockieren zu können. Wenn ein Plattenelement
eingeklappt ist, befindet sich der Druckabschnitt in einer Position, in der er den Pfad mit
konstanter Flussrate blockiert, und wenn ein Plattenelement ausgeklappt ist, befindet sich der
Druckabschnitt in einer Position, in der er den Flusspfad nicht blockiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines mehrstufigen
Durchflussratenumschalters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt (in einem Zustand, in
dem ein Deckel eines Gehäuses geschlossen ist);
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Fig. 2 ist eine Draufsicht auf essentielle Teile des in Fig. 1 gezeigten mehrstufigen
Durchflussratenumschalters (in einem Zustand, in dem der Deckel des Gehäuses geöffnet ist);
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Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des in Fig. 1 gezeigten mehrstufigen
Durchflussratenumschalters entlang einer Linie III-III;
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Fig. 4 erläutert die Flussratenumschaltung in dem in Fig. 1 gezeigten mehrstufigen
Durchflussratenumschalter;
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Fig. 5(a), 5(b), 5(c), 5(d), 5(e), 5(f), 5(g) und 5(h) sind Draufsichten, die verschiedene
Kombinationen von Klemmen entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, enthält ein mehrstufiger Durchflussratenumschalter nach der
vorliegenden Erfindung eine Einlassöffnung für flüssige Medizin 1 mit einer nachgeschalteten
Verzweigung in drei Flusspfade 11, 12 und 13, eine Auslassöffnung für flüssige Medizin 2
mit einer vorgeschalteten Verzweigung in drei Flusspfade 21, 22 und 23 und eine
Flussratenkontrolleinheit, in der drei Pfade mit konstanter Durchflussrate 31, 32 und 33 enthalten sind,
welche die Verzweigungspfade 11, 12 bzw. 13 mit den Verzweigungspfaden 21, 22 bzw. 23
verbinden und die in einem Gehäuse 4 mit dem Deckel 41, der geöffnet und geschlossen
werden kann, untergebracht und angeordnet sind. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind Röhren 81 bzw. 82
mit der Einlassöffnung 1 bzw. der Auslassöffnung 2 für flüssige Medizin verbunden, und
Anschlüsse 91 und 92 sind am jeweils anderen Ende der Röhren 81 und 82 vorgesehen. Die
Pfade mit konstanter Durchflussrate 31, 32 und 32 können entweder mit den
Verzweigungspfaden 11, 12 und 13 oder mit den Verzweigungspfaden 21, 22 und 23 mittels der
Verbindungsröhren 61, 62 und 63, die mit einem Klemmmechanismus 5 zusammengedrückt und blockiert
werden können, verbunden werden. Obwohl nach dem Ausführungsbeispiel die Pfade mit
konstanter Durchflussrate 31, 32 und 33 über die Verbindungsröhren 61, 62 und 63 mit den
Verzweigungspfaden 21, 22 und 23 der Auslassöffnung für flüssige Medizin 2 verbunden
sind, können die Verbindungsröhren 61, 62 und 63 auch integraler Bestandteil der
Verzweigungspfade 11, 12 und 13 der Einlassöffnung für flüssige Medizin 1 oder der
Verzweigungspfade 21, 22 und 23 der Auslassöffnung für flüssige Medizin 2 sein. Auch wenn die Pfade mit
konstanter Durchflussrate 31, 32 und 33 auf dieselbe Durchflussrate gesetzt werden können,
ist es besser, ihnen verschiedene Durchflussraten zuzuweisen, wenn die Anzahl der
möglichen schaltbaren Flussratenkombinationen erhöht werden soll. Dem Ausführungsbeispiel
nach werden die unterschiedlichen Flussraten in den Pfaden 31, 32 und 33 durch Änderung
der Länge der einzelnen Pfade erreicht. Die Zahl der Pfade mit konstanter Durchflussrate in
der vorliegenden Erfindung ist nicht auf drei begrenzt, sondern kann nach den Erfordernissen
erhöht oder erniedrigt werden.
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Das Gehäuse 4 umfasst den Deckel 41 und einen Hauptgehäusekörper 42, und der
Deckel 41 und der Hauptgehäusekörper 42 können durch einen wechselseitigen
Einrastmechanismus geöffnet und geschlossen werden. Im übrigen kann am Gehäuse 4 ein
Verriegelungsmechanismus installiert sein, so dass es von einem Patienten nicht einfach geöffnet und
geschlossen werden kann. Es ist vorteilhaft, wenn Aussparungen 431 und 432 oder Ähnliches
im Gehäuse vorgesehen sind, so dass die Einlassöffnung für flüssige Medizin 1, die
Auslassöffnung für flüssige Medizin 2 und die Pfade mit konstanter Durchflussrate 31, 32 und 33 im
Gehäuse 4 fixiert sind.
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Weiterhin ist der Klemmmechanismus 5, der Plattenelemente 51, 52 und 53, die durch
Scharniere 512, 522 und 532 klappbar sind, an der nach innen gewandten Rückseite des
Deckels 41 bereitgestellt. Die Vorsprünge 511, 521 bzw. 531 sind jeweils auf einer Seite der
Plattenelemente 51, 52 bzw. 53 als Druckteile, die die Pfade mit konstanter Durchflussrate
31, 32 und 33 blockieren können, bereitgestellt. Die Plattenelemente 51, 52 und 53 sind
klappbar, wenn das Gehäuse 4 geöffnet ist. Die Plattenelemente 51, 52 und 53 sind so
angelegt, dass, wenn sie eingeklappt sind, die Vorsprünge 511, 521 und 531 die Pfade mit
konstanter Durchflussrate 31, 32 und 33 blockieren. Hierbei kann die Innenseite der Vorsprünge
511, 521 und 531 der Plattenelemente 51, 52 und 53 mit der Innenseite des Deckels 41 in
Eingriff gebracht werden, wenn die Plattenelemente 51, 52 und 53 eingeklappt sind.
Beispielsweise kann eine Methode verwendet werden, bei der Einbuchtungen (oder Vorsprünge)
am Deckel 41 und an den Plattenelementen 51, 52 und 53 vorgesehen sind, die miteinander in
Eingriff stehen.
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Obwohl die Position des Klemmmechanismus 5 keinen besonderen Einschränkungen
unterliegt, solange die Pfade mit konstanter Durchflussrate 31, 32 und 33 (oder die
Verbindungsröhren 61, 62 und 63) in dieser Position blockiert werden können, wird er, wenn die
Einlassöffnung für flüssige Medizin 1 und die Auslassöffnung für flüssige Medizin 2 wie bei
diesem Ausführungsbeispiel am Gehäuse 4 fixiert sind, bevorzugt in der Nähe der
Einlassöffnung für flüssige Medizin 1 oder der Auslassöffnung für flüssige Medizin 2 installiert. In
diesem Fall werden die Pfade mit konstanter Durchflussrate 31, 32 und 33 bevorzugt durch die
Verbindungsröhren 61, 62, und 63 mit der Einlassöffnung für flüssige Medizin 1 oder der
Auslassöffnung für flüssige Medizin 2 verbunden, wobei der Klemmmechanismus 5 die Pfade
mit konstanter Durchflussrate 31, 32 und 33 blockiert, indem er die Verbindungsröhren 61, 62
und 63 zudrückt.
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Die Pfade mit konstanter Durchflussrate 31, 32 und 33 oder die Verbindungsröhren
61, 62 und 63, die zu Blockade vom Klemmmechanismus 5 zusammengedrückt werden,
werden bevorzugt aus elastischen Röhren hergestellt, so dass Teile, die blockiert wurden, in ihren
ursprünglichen Zustand zurückkehren, wenn die Flussrate umgeschaltet wird. Sie werden
bevorzugt aus weichem Polyvinylchlorid, Silikongummi, thermoplastischen Elastomeren oder
Ähnlichem hergestellt.
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Weiterhin ist, obwohl nach dem Ausführungsbeispiel ein Fenster 411 am Deckel 41
installiert ist, das Fenster nicht unbedingt notwendig, soweit die Pfade mit konstanter
Durchflussrate 31, 32 und 33 nicht in Gefahr laufen, von den Plattenelementen 51, 52 und 53 bis zur
Blockade zusammengedrückt zu werden, wenn die Pfade mit konstanter Durchflussrate 31, 32
und 33 nicht in der Position sind, um von den Plattenelementen 51, 52 und 53 bis zur
Blockade zusammengedrückt zu werden.
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Weiterhin wird, obwohl die Plattenelemente 51, 52 und 53 des Ausführungsbeispiels
integral mit dem Gehäuse 4 gebildet und klappbar sind, indem die Scharniere 512, 522 und
532 mit geringer Wandstärke ausgebildet sind, in diesem Fall für das Gehäuse 4 bevorzugt ein
Material verwendet, das die Scharniere 512, 522 und 532 bilden kann, wie Polyethylen,
Polypropylen, Polystyrol, hartes Polyvinylchlorid oder Ähnliches. Nach der vorliegenden
Erfindung können die Plattenelemente 51, 52 und 53 separat hergestellt und an der Innenseite des
Deckels 41 befestigt sein. Weiterhin muss der Klemmmechanismus 5 nicht unbedingt durch
die Vorsprünge bereitgestellt sein, solange die Pfade mit konstanter Durchflussrate 31, 32 und
33 blockiert werden können. Beispielsweise kann die Dicke der Plattenelemente 51, 52 und
53 so weit vergrößert werden, dass sie in der Lage sind, die Pfade mit konstanter
Durchflussrate 31, 32 und 33 zu blockieren. Weiterhin kann ein erhöhter Bereich 422 oder Ähnliches im
Hauptgehäusekörper 42 vorgesehen werden, um das Blockieren der Pfade mit konstanter
Durchflussrate 31, 32 und 33 durch die Vorsprünge 511, 521 und 531 zu unterstützen.
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Anhand Fig. 4 wird der Blockiermechanismus der vorliegenden Erfindung detailliert
erklärt. Wenn das Gehäuse 4 geschlossen ist, ist das Plattenelement 52 zunächst in einem
Zustand, in dem es den Pfad mit konstanter Durchflussrate 32 nicht blockiert. Wenn das
Gehäuse 4 geöffnet wird, wird das Plattenelement 52 in einen Zustand gebracht, in dem es
geklappt werden kann. Wenn das Plattenelement eingeklappt wird, indem das Gehäuse 4
geöffnet wird, und das Gehäuse 4 dann wieder geschlossen wird, wird der Pfad mit konstanter
Durchflussrate 32 zusammengedrückt und blockiert. Um die Flussrate des
Flussratenumschalters vorzugeben, gibt es acht Möglichkeiten, die in Fig. 5(a), 5(b), 5(c), 5(d), 5(e), 5(f), 5(g)
und 5(h) gezeigt werden. Beispielsweise zeigt von diesen Zeichnungen Fig. 5(a) einen
Zustand, in dem der Blockiermechanismus 5 die Pfade mit konstanter Durchflussrate 31 und 32
abklemmt. Fig. 5(b) zeigt einen Zustand, in dem der Klemmmechanismus 5 die Pfade mit
konstanter Durchflussrate 31 und 33 blockiert. Fig. 5(c) zeigt einen Zustand, in dem der
Klemmmechanismus 5 die Pfade mit konstanter Durchflussrate 32 und 33 blockiert. Fig. 5(d)
zeigt einen Zustand, in dem der Klemmmechanismus 5 den Pfad mit konstanter
Durchflussrate 31 blockiert. Fig. 5(e) zeigt einen Zustand, in dem der Klemmmechanismus 5 den Pfad mit
konstanter Durchflussrate 32 blockiert. Fig. 5(f) zeigt einen Zustand, in dem der
Klemmmechanismus 5 den Pfad mit konstanter Durchflussrate 33 blockiert. Fig. 5(g) zeigt einen
Zustand, in dem der Klemmmechanismus 5 alle Pfade mit konstanter Durchflussrate 31, 32 und
33 blockiert. Fig. 5(h) zeigt einen Zustand, in dem der Klemmmechanismus 5 alle Pfade mit
konstanter Durchflussrate nicht blockiert.
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Übrigens kann das Gehäuse 4 nach der vorliegenden Erfindung beliebig oft benutzt
werden, solange der Blockiermechanismus für die Pfade mit konstanter Durchflussrate
normal funktioniert (solange die Scharniere nicht bis zum Brechen geschwächt sind).
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Der Zusammenhang zwischen Kombinationen von Flusspfaden und der Flussrate bei
dem erfindungsgemäßen Durchflussratenumschalter ist in Tabelle 1 dargestellt, wenn die
Flussraten der Pfade mit konstanter Durchflussrate wie folgt vorgegeben sind.
Tabelle 1
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Wie aus der oben beschriebenen Erklärung hervorgeht, hat der mehrstufige
Durchflussratenumschalter der vorliegenden Erfindung eine einfache Struktur, bei der die Pfade mit
konstanter Flussrate durch den Klemmmechanismus zusammengedrückt werden, um sie zu
blockieren. Daher hat die vorliegende Erfindung Vorteile, da die Herstellung vereinfacht wird
und das Gerät zu einem geringen Preis hergestellt werden kann. Weiterhin ist der
Umschaltvorgang der Flusspfade einfach und verursacht daher selten eine fehlerhafte Bedienung.