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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Hydraulikkreis für
eine Dialyseflüssigkeit,
die in einem Dialysegerät
in Umlauf gebracht wird.
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Es ist bekannt, dass die Dialysegeräte einen Hydraulikkreis
für die
Versorgung eines Dialysators mit frischer Dialyseflüssigkeit
und für
die Abführung verbrauchter,
den den Dialysator verlassender Flüssigkeit (Dialyseflüssigkeit
und Ultrafiltrat) umfassen. Der Dialyseflüssigkeitskreis wird von einer
Vielzahl von Rohren gebildet, die mit Betätigungs- und Steuermitteln
(Pumpe, Ventile, Wandler und Messvorrichtungen) und mit Filtern
(Dialysator, Ultrafilter) mittels geeigneten Anschlüssen und
Verbindungen verbunden sind. Bei einem derartigen Kreislauf ist
es wichtig, den Druck unter Kontrolle zu halten, um zu verhindern,
dass dieser einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet. Überdrücke können nämlich im
Inneren des Kreislaufs ein Ablösen
von Rohren und ihren Anschlüssen
bewirken und folglich Flüssigkeitslecks und
eine fehlerhafte Funktion des Geräts bewirken.
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Andererseits weist die Verwendung
eines Sicherheitsventils im Kreislauf eines Dialysegerätes einige
Nachteile auf, die mit dem Material der Elemente des Kreislaufs,
der Schwierigkeit, eine angemessene Sterilisierung für die ins
Auge gefasste Verwendung sicherzustellen, dem Raumbedarf und den
Mehrkosten oder einer ungenügenden
Zuverlässigkeit
verknüpft
sind.
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Das Dokument
US 3976574 , siehe den Oberbegriff
des Anspruchs 1, betrifft ein Dialysegerät mit einem Hydraulikkreis
für die
Zufuhr frischer Dialyseflüssigkeit
zu einem Dialysator und zur Ableitung verbrauchter Flüssigkeit,
die aus dem Dialysator austritt. Ein Druckregler ist zwischen der
Leitung für
frische Flüssigkeit
und der Leitung für
verbrauchte Flüssigkeit
vorgesehen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht
darin, einen Hämodialysekreislauf
ohne die oben genannten Nachteil herzustellen.
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Um diese Aufgabe zu lösen, wird
erfindungsgemäß ein Hydraulikkreis
für Dialyseflüssigkeit
mit einem ersten Leitungsabschnitt und einem zweiten Leitungsabschnitt
vorgesehen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er Verzweigungsmittel
umfasst, die den ersten Leitungsabschnitt mit dem zweiten Leitungsabschnitt
verbinden, um einen Teil der in dem ersten Leitungsabschnitt fließenden Dialyseflüssigkeit
zu dem zweiten Leitungsabschnitt abzuzweigen, wenn der Druck in
dem ersten Leitungsabschnitt einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der
Erfindung umfassen die Verzweigungsmittel ein Ventil, das eine erste
Leitung und eine zweite Leitung, die über eine Öffnung in Verbindung stehen,
und Verschlussmittel umfasst, die elastisch angebracht sind, um
die Öffnung
zu schließen
(beziehungsweise zu öffnen),
wenn der Flüssigkeitsdruck
in der ersten Leitung kleiner (beziehungsweise größer) ist
als ein vorbestimmter Grenzwert ist, wobei die erste Leitung an den
ersten Leitungsabschnitt und die zweite Leitung an den zweiten Leitungsabschnitt
angeschlossen ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden beim Studium folgende Beschreibung besser offenbar
werden. Es wird auf die folgenden Zeichnungen Bezug genommen:
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1 ist
eine Teilskizze eines Dialysegeräts, die
mit einer ersten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Versorgungskreislauf
für Dialyseflüssigkeit ausgestattet
ist;
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2 ist
eine Perspektivansicht des Sicherheitsventils des Kreislaufs der 1;
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3 ist
eine Querschnittsansicht des Ventils der 2; und
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die 4 und 5 geben Varianten des Kreislaufs
der 1 wieder.
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In 1 ist
der Dialyseflüssigkeitsversorgungskreislauf
mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Er ist nur teilweise
in der für
das Verständnis
der Erfindung nützlichen
Grenze dargestellt. In der Figur ist insbesondere der Dialyseflüssigkeitsgenerator
nicht dargestellt, der an den Kreislauf stromaufwärts von dem
dargestellten Leitungsabschnitt angeschlossen ist (Mittel zur Verbindung
mit einer äußeren Flüssigkeitsquelle,
Pumpen für
konzentrierte Lösungen, Heizmittel
und zur Entgasung der Dialyseflüssigkeit, etc.).
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Der Kreislauf 1 umfasst
eine Hauptleitung 4 (in der Figur in dicken Strichen dargestellt),
die aus mehreren Abschnitten besteht und an der in der Umlaufrichtung
der Flüssigkeit
ein Durchflussmesser 5, eine Zahnradpumpe 6 und
ein Dreiwegeelektroventil 7 angeordnet sind. Der Hauptausgang 7a des
Elektroventils 7 ist über
ein Sicherheitsventil 10, das weiter unten beschrieben
werden wird, mit dem Eingang eines Elektroventils 11 verbunden,
das einen Hauptausgang 11a aufweist, der über einen
Druckaufnehmer 12 mit dem Eingang eines Ultrafilters 13 verbunden
ist. Der Hauptausgang 13a des Ultrafilters 13 ist mittels
eines Elektroventils 14 mit dem Dialyseflüssigkeitseingang 15 eines
Dialysators 18 verbunden. Eine erste Zweigleitung 19 verbindet
einen sekundären
Ausgang 11b des Elektroventils 11 mit dem Dialyseflüssigkeitseingang 15 des
Dialysators 18. Ein Druckaufnehmer 20 ist an der
ersten Zweigleitung 19 angebracht.
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An dem Hauptleitungsabschnitt 4,
die an den Dialyseflüssigkeitsaungang 21 des
Dialysators 18 angeschlossen ist, sind in der Zirkulationsrichtung der
Flüssigkeit
eine Zahnradpumpe 22, eine Entgasungsvorrichtung 23,
ein Auf/Zu-Elektroventil 24, ein Druckschalter 25 und
ein Durchflussmesser 26 angeordnet. Die Hauptleitung 4 ist
ebenso mit nicht dargestellten Mitteln zur Ableitung verbrauchter
Dialyseflüssigkeit
versehen.
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Eine Hilfsleitung 30 verbindet
den sekundären
Ausgang 7b des Elektroventils 7 stromaufwärts von
dem Druckschalter 25 mit der Hauptleitung 4. Die Hilfsleitung 30 ist
an das Sicherheitsventil 10 angeschlossen (wie weiter unten
beschrieben werden wird). Eine zweite Zweigleitung 31,
in der ein Elektroventil 32 angeordnet ist, verbindet einen
sekundären Ausgang 13b des
Ultrafilters 13 stromabwärts von dem Durchflussmesser 26 mit
der Hauptleitung 4.
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Wie in den 2 und 3 zu
sehen ist, umfasst das Sicherheitsventil 10 einen Ventilkörper 33,
zum Beispiel aus Polypropylen, mit einem kegelstumpfförmigen Innenraum 38,
an den zwei Leitung 35, 36 senkrecht übereinanderliegend
angeschlossen sind. Die zwei Leitungen 35, 36 stehen über die
kegelstumpfförmige
Kammer 38 in Verbindung, wobei die obere Leitung zwei diametral
gegenüberliegende
Abschnitte aufweist, die in der Seitenwand der kegelstumpfförmigen Kammer 38 münden und
die kegelstumpfförmigen
Kammer sich an ihrem Ende mit dem kleineren Durchmesser über die Öffnung 37 in
die untere Leitung 35 öffnet.
Die kegelstumpfförmige
Kammer 38 definiert um die kreisförmige Öffnung 37 einen Sitz
für einen
Verschluss 39, der ein ebenes Ende aufweist, das einem
abgerundeten Ende gegenüberliegt,
das so bemessen ist, dass es teilweise in die kreisförmige Öffnung 37 eingreift.
Der Ventilkörper 33 ist
durch einen Deckel 34 verschlossen, der durch zwei Schrauben 45 gehalten
wird. Eine Schraubenfeder 41 ist zwischen der Innenseite
des Deckels 34 und dem ebenen Ende des Verschlusses 39 angeordnet,
um diesen an dem Sitz anliegend zu halten, der durch die konische
Kammer 38 definiert wird. Die Feder 41 ist so
bemessen, dass eine vorbestimmte Kraft an dem Verschluss 39 anliegt,
die den erwünschten Öffnungsdruck
des Ventils 10 bestimmt.
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Die Leitung 35 ist zwischen
dem Hauptausgang 7a des Elektroventils 7 und dem
Eingang des Elektroventils 11 an die Hauptleitung 4 angeschlossen.
Die Leitung 36 ist an die Hilfsleitung 30 stromabwärts von
dem Elektroventil 7 angeschlossen.
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Die Funktionsweise des gerade beschriebenen
Dialysegeräts
ist wie folgt:
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Während
einer Dialysesitzung zirkuliert die Dialyseflüssigkeit bei normalen Betriebsbedingungen in
der Hauptleitung 4 und durchquert alle Vorrichtungen, die
dort angeordnet sind, insbesondere die Durchflussmesser 5 und 26,
die Pumpen 6 und 22, das Ultrafilter 13,
den Dialysator 18, die Ventile 7, 10, 11, 24.
In dem Ventil 10 ist der Druck der Dialyseflüssigkeit
kleiner als die auf den Verschluss 39 durch die Feder 41 ausgeübte Kraft.
Das Ventil 10 bleibt folglich geschlossen und die ganze
Dialyseflüssigkeit fließt in der
Leitung 35, das heißt
auch in der Hauptleitung 4.
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Wenn während einer Behandlungssitzung der
Druck der Dialyseflüssigkeit
zunimmt, bis er die Kraft der Feder
41 übersteigt, öffnet sich das Ventil
10 und
ein Teil der Dialyseflüssigkeit
fließt
in die Leitung
36 und in die Hilfsleitung
30.
Der Druck in der Hauptleitung
4 nimmt daher unmittelbar
ab und ein Leckagerisiko ist nicht zu befürchten. Das Ventil
10 verhält sich
wie ein Druckbegrenzungsventil und beeinflusst nicht die normalen
Betriebsbedingungen des Kreislaufs. Da die Hilfsleitung
30 an
die Hauptleitung stromaufwärts
von dem Durchflussmesser
26 angeschlossen ist, stört der Abfluss
von Flüssigkeit durch
das Sicherheitsventil
10 im Überdruckfall nicht den Vergleich
des Eintritts- und Austrittsdurchflusses von Flüssigkeit in dem Kreislauf,
auf dem die Messung des Ultrafiltrationsdurchsatzes beruht, wenn dieser
entsprechend dem in dem Patent
EP
0 243 284 dargelegten Verfahren erfolgt.
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Um die Durchflussmesser 5 und 6 zu
eichen, werden diese direkt in Reihe geschaltet. Hierzu wird der
sekundäre
Ausgang 7b des Elektroventils 7 aktiviert und
die durch die Pumpe in Umlauf gebrachte Flüssigkeit fließt ausschließlich in
der Leitung 36 des Ventils 10 und in der Hilfsleitung 30.
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Um den Kreislauf 1 zu warten
(Desinfektion, Reinigung, Abgleich), wird eine Wartungsflüssigkeit in
der Hauptleitung 4 (über
den Hauptausgang 7a des Elektroventils 7, der
mit der Leitung 35 des Ventils 10 verbunden ist)
und dann in der Hilfsleitung 30 in Umlauf gebracht (durch
den sekundären
Ausgang 7b der Elektroventils 7, der an die Leitung 36 des Ventils 10 angeschlossen
ist). Da die Leitungen 35 und 36 in der Schließstellung
des Ventils 10 nur durch die Kontaktfläche zwischen dem Verschluss 39 und
der Wand der kegelstumpfförmigen
Kammer 38 getrennt sind, gestattet es diese Wartungsprozedur, das
Ventil 10 vollständig
mit der Wartungsflüssigkeit zu
waschen, ohne dass es notwendig ist, einen Überdruck in der Hauptleitung 4 zu
erzeugen, um Wartungsflüssigkeit
aus der Leitung 35 in die Leitung 36 strömen zu lassen.
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Beim Beginn jeder Dialyse ist es
möglich,
die Dichtheit des Ventils 10 zu überprüfen, indem ein Überdruck
in der Hauptleitung 4 hervorgerufen wird, der durch den
Druckaufnehmer 12 gesteuert wird; außerdem ist es möglich, ebenso
die korrekte Funktionsweise des Ventils 10 zu überprüfen, in
dem der Druck der in der Hauptleitung 4 zirkulierenden
Flüssigkeit
erhöht
wird, bis ein starker Druckabfall im Moment des Öffnens des Ventils (10)
eintritt. Wenn dieser Druckabfall genau danach eintritt, wenn der Druck
in der Leitung 4, der durch den Druckaufnehmer 12 gemessen
wird, den Abgleichdruck des Verschlusses 39 erreicht, bedeutet
dies, dass das Ventil 10 korrekt funktioniert.
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Der Kreislauf, der gerade beschrieben
wurde, weist die folgenden Vorteile auf: Die Verwendung des Ventils 10 gestattet
es, Beschädigungen
(Lecks) des Kreislaufs zu vermeiden, die durch Überdrücke bewirkt werden; die Einfachheit
des Ventils garantiert die Zuverlässigkeit des Kreislaufs; die
Möglichkeit, das
Ventil 10 an Leitungen eines existierenden Kreislaufs anszuschliessen,
gestattet es, die Betriebssicherheit eines existierenden Kreislaufs
zu verbessern, ohne erheblich Kosten zu verursachen; da die Leitungen 35 und 36 durch
einen sehr reduzierten Bereich getrennt sind und in dem Ventil 10 kein
Bereich eines Flüssigkeitsstillstands
existiert, kann das Ventil leicht vollständig gewaschen werden; das
Ventil definiert einen Einwegströmungsweg,
der nur einen Flüssigkeitsdurchtritt
von der Hauptleitung 4 (über die Leitung 35)
zu der Hilfsleitung 30 gestattet (über die Leitung 36).
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4 gibt
eine Variante der Versorgungsleitung 1 wieder, bei der
das Sicherheitsventil 10 stromaufwärts von dem Elektroventil 7 zwischen
dem Eingang 7c dieses Elektroventils 7 und der
Pumpe 6 angeordnet ist. Genauer gesagt ist die Leitung 35 des Ventils 10 an
der Hauptleitung 4 zwischen der Pumpe 6 und dem
Eingang 7c des Elektroventils 7 angeschlossen
und die Leitung 36 ist an die Hilfsleitung 30 stromabwärts von
dem sekundären
Ausgang 7b des Elektroventils 7 angeschlossen.
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Wenn in diesem Kreislauf der Druck
stromabwärts
von der Pumpe 6 zum Beispiel durch einen Funktionsfehler von dieser
den Grenzwert erreicht, bei dem die Öffnung des Ventils 10 bewirkt
wird, öffnet
sich das Ventil 10 und ein Teil der Dialyseflüssigkeit
wird durch die Hilfsleitung (30) abgeleitet (ohne durch
das Elektroventil 7 zu treten, im Gegensatz zu dem, was
bei dem Kreislauf der 1 beobachtet wird).
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5 gibt
eine andere Variante des Versorgunsgkreises 1 wieder, bei
dem das Sicherheitsventil 10 ebenso stromaufwärts von
dem Elektroventil 7 angeordnet ist. Aber im Unterschied
zum Kreislauf der 4 entlädt sich
das Ventil 10 im Überdruckfall
in die Hauptleitung 4. Genauer gesagt, ist die Leitung 35 an
die Hauptleitung 4 zwischen der Pumpe 6 und dem
Eingang 7c des Elektroventils 7 angeschlossen und
die Leitung 36 ist an die Hauptleitung 4 zwischen dem
Durchflussmesser 5 und der Pumpe 6 angeschlossen.
Der Unterschied zwischen den Kreisläufen der 1 und 5 besteht
daher darin, dass beim Kreislauf der 5 das
Ventil 10 stromaufwärts
von dem Elektroventil 7 angeordnet ist und dass die Leitung 36 an
die Hauptleitung 4 angeschlossen ist.
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In dem Kreislauf der 5 zirkuliert die Dialyseflüssigkeit
unter Normalbedingungen in der Leitung 36, dann in der
Leitung 35, ohne dass im Innern des Ventils 10 ein Übergang
von Flüssigkeit
aus der Leitung 35 in die Leitung 36 auftritt.
Wenn der Druck stromabwärts
von der Pumpe 6 einen vorbestimmten Grenzwert erreicht,
der dem Öffnen
der Pumpe entspricht, insbesondere im Falle eines fehlerhaften Betriebs
der Pumpe 6, öffnet
sich das Sicherheitsventil 10 und ein Teil der in der Leitung 35 zirkulierenden Flüssigkeit
entlädt
sich in die Leitung 36. Daraus ergibt sich ein Druckabfall,
da die Leitung 36 mit dem Ansaugeingang der Pumpe 6 verbunden
ist. Auf diese Weise ergibt sich selbst in diesem Kreislauf ein Druckabfall
in der Hauptleitung 4 stromabwärts von der Leitung 35,
wodurch die Risiken von Leckagen in dem Kreislauf aufgrund einer
teilweisen Ablösung der
Leitungen beseitigt wird. Außerdem
ist es bei dem gleichen Kreislauf möglich, einen Dichtheitstest unter
Druck durchzuführen,
um den korrekten Betrieb des Sicherheitsventils 10 zu überprüfen. In
dem Maße,
wie Flüssigkeit
in den Leitungen 35 und 36 fließt, ergibt
sich zudem kein Flüssigkeitsstillstand
in dem Sicherheitsventil 10.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und
dargestellten Ausführungsformen
beschränkt und
kann entsprechend den Ansprüchen
variiert werden.