DE7107021U

DE7107021U - Infusion device with a measuring device for the flow rate of the infusion liquids

Info

Publication number: DE7107021U
Application number: DE7107021U
Authority: DE
Original assignee: STRACKHARN K
Current assignee: STRACKHARN K
Publication date: 1971-07-01

Description

Dr. E. Wetzel ⁸⁵⁰° ^Nürnbere ι. is. 4.71.Dr. E. Wetzel ⁸⁵⁰ ° ^Nuremberg e ι. is . 4.71. Hefnenplatz 3 - Po»tf«ch 9347Hefnenplatz 3 - Po »tf« ch 9347 DlDl.-Ιηα. E TeraaU ^T·'·* °e^/22327 -DlDl.-Ιηα. E TeraaU ^T · '· * ° e ^{/ 22327} -

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15/33 (205/71)15/33 (205/71)

Klaus Strackharn, ErlangenKlaus Strackharn, Erlangen

/Infusionsgerät mit einer Meßeinrichtung für die Durchflußmenge der Infusionsflüssiqkeiten/ Infusion device with a measuring device for the flow rate of the infusion liquids n

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Infusionsgerät mit einer Meßeinrichtung für die Durchflußmenge der Infusionsflüssigkeiten,mit einer Durchflußsteuereinrichtung,mit einem innerhalb der Durchflußleitung unter Freilassung eines DurchflußringSpaltes in Durchflußrichtung beweglich angeordneten Durchflußmengenanzeigekörper und mit einer dem Anzeigekörper zugeordneten Meßskala.The present invention relates to an infusion device with a measuring device for the flow rate of the Infusion fluids, with a flow control device, with one inside the flow line leaving a flow ring gap in the flow direction movably arranged flow rate display body and with a measuring scale assigned to the display body.

Nach bisherigen Verfahren wurde die Durchflußrate von Infusionsflüssigkeiten indirekt ermittelt. Dazu dienten bis jetzt Infusionsgeräte in Form von Tropfkammern. Aus Tropffrequenz und Tropfenvolumen konnte damit die Durchflußrate mehr oder weniger genau bestimmt werden. Die Fehlerquote betrug mit dieser Methode 10 %, in Grenzfällen 40 %. Diese Fehler beruhten in erster Linie auf den teilweise beträchtlichen Schwankungen der Einlaufstutzen (Tropfenbildner) der Tropfkammern, sowohl bei Geräten gleichen Typs,wie besonders auch bei Geräten verschiedener Fabrikate; denn das Tropfenvolumen ist abhängig von Größe, Form und Material des Tropfenbildners,According to previous methods, the flow rate of infusion liquids was determined indirectly. Served for this up to now infusion devices in the form of drip chambers. The flow rate could thus be determined from the drop frequency and drop volume can be determined more or less precisely. The error rate with this method was 10%, in borderline cases 40%. These errors were primarily due to the sometimes considerable fluctuations in the inlet nozzles (Droplet generator) of the drip chambers, both with devices of the same type, as well as with devices different makes; because the drop volume depends on the size, shape and material of the drop former,

sowie von der Viskosität der Infuaionslösung. Das Verfahren w&r relativ zeitraubend, besonders dann, wenn den Infusionslösungen hochwirksame Medikamente zugesetzt werden mußten, bei denen es auf peinlich genaue Dosierung ankam.as well as the viscosity of the infusion solution. The procedure w & r relatively time consuming, especially when the Highly effective drugs added to infusion solutions had to be, for which meticulous dosing was important.

Zwei amerikanische Konstruktionen (DT-AS 1 145 305 und DT-OS 1 923 589)haben das Problem der dirok+· *->ssung der Durchflußrate von Infusionsflüssigkeit cjender Weise zu lösen versucht :Two American constructions (DT-AS 1 145 305 and DT-OS 1 923 589) have the problem of dirok + · * -> sssung the flow rate of infusion fluid cjender Tried way to solve:

Die Infusionsflüssigkeit strömt durch eine vertikal angeordnete konische Röhre,in der sich ein Element befindet,dessen Durchmesser dem kleinsten Durchmesser der konischen Röhre entspricht. Das Wirkungsprinzip dieser Anordnung beruht auf dem Wechselspiel zwischen Stromstärke und Öffnungsquerschnitt zwischen dem Element und der Röhrenwandung unter Einbeziehung des spezifischen Gewichts des Elements in den Vorgang. Demzufolge ergibt sich hier ein Zusammenhang zwischen Flüssigkeitsmenge / Zeiteinheit und Höhenstellung des Elements innerhalb der konischen Röhre. Durch eine sich in Axialrichtung der konischen Röhre erstreckende Meßskala ist die Mepgröße Flüssigkeitsmenge /Zeiteinheit ablesbar,wobei das Element entsprechend seiner jeweiligen Stellung in der Röhre die Funktion des Anzeigegliedes übernimmt.The infusion fluid flows through a vertically arranged conical tube in which there is an element whose Diameter corresponds to the smallest diameter of the conical tube. The principle of operation of this arrangement is based on the interplay between current strength and opening cross-section between the element and the Tube wall taking into account the specific weight of the element in the process. As a result, results there is a relationship between the amount of liquid / time unit and the height of the element within the conical tube. The Mep size is indicated by a measuring scale extending in the axial direction of the conical tube Amount of liquid / unit of time readable, with the element takes over the function of the indicator element according to its respective position in the tube.

Der Nachteil dieser Konzeption beruht auf der Abhängigkeit des Systems vom spezifischen Gewicht der Infusionsflüssigkeit ,so daß für jede Lösung eine eigene Meßskala erforderlich ist. Sofern man sich auf einige standardisierte Skalen beschränkt,muß dann ein mehr oder weniger großer Meßfehler in Kauf genommen werden (er liegt bei 5-10 %). Abgesehen davon sind beide Konstruktionen mit einen vergleichsweise großen technischen Aufwand verbunden, da beide die herkömmliche Tropfkammer in das System einbeziehen.The disadvantage of this concept is based on the dependency of the system on the specific gravity of the infusion liquid, so that each solution has its own measuring scale is required. If you limit yourself to a few standardized scales, then you have to have a more or less large measurement errors can be accepted (it is 5-10%). Apart from that, both constructions are with a comparatively large technical effort, since both the conventional drip chamber in the Include system.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung,eine technisch weniger aufwendige Lösung zu suchen,bei welcher die messung von Flüssigkeitsmenge/Zeiteinheit unabhängig vom spezifischen Gewicht der jeweiligen Infusionslösung mitIt is therefore an object of the present invention to provide a technical to look for a less complex solution in which the measurement of the amount of liquid / unit of time is independent of the specific gravity of the respective infusion solution

einer einzigen Meßskala möglich ist»mit anderen Worten also auf direktem Wege erfolgt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst,daß der Anzeigekörper unter dem Einfluß eines der Durchflußrichtung entgegengesetzt wirksamen Federdruckes steht.Die Größe des Federdruckes soll insbesondere konstant, die Federkonstante minimal sein. Wenn nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung der Querschnitt des vom Anzeigekörper freigelassenen Durchflußringspaltes über den gesamten Bewegungsbereich des Anzeigekörpers konstant ist, hängt die Auslenkung des Anzeigekörpers aus seiner Nullstellung weitestgehend nura single measuring scale is possible »in other words, it is done in a direct way.
The object on which the invention is based is achieved in that the display body is under the influence of a spring pressure acting in the opposite direction to the flow direction. The magnitude of the spring pressure should in particular be constant and the spring constant minimal. If, according to a further advantageous embodiment of the invention, the cross section of the throughflow ring gap left free by the display body is constant over the entire range of movement of the display body, the deflection of the display body from its zero position largely only depends

von dem durch die Flüssigkeitsströmung auf den Anzeigakörper ausgeübten Impuls ab.from that by the liquid flow onto the indicator body applied impulse.

Bei dem Erfindungsgegenstand wurde insbesondere den Forderungen Rechnung getragen,die an für lediglich eine einmalige Verwendung bestimmte Infusionsgeräte gestellt werden. Das Infusionsgerät kann einfach aus Kunststoff im Spritzgußverfahren hergestellt werden.In the subject matter of the invention, in particular, the requirements were taken into account, which for only a one-time Use certain infusion devices. The infusion device can simply be made of plastic are manufactured by injection molding.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie weitere erfindungswesentliche Merkmale werden an Hand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen :An exemplary embodiment of the invention and further features essential to the invention are illustrated with reference to the figures described in more detail. Show it :

Fig.l das Infusionsgerät mit angeschlossenem Infusionsleitungssystem in natürlicher Größe, Fig.2 Ausschnittsvergrößerungen vomMeßzylinder mit Schraubenfeder und Kugel.Fig.l the infusion device with connected infusion line system in natural size, Fig. 2 Enlarged details of the measuring cylinder with helical spring and ball.

Nach Fig.l enthält das Infusionsgerät 1 einen Einstechdorn 2 mit einem Einlaufkanal 3 und einem Belüitungskanal 4 in vertikaler,sowie einer Filterkammer 5 mit Filter 6 und Filterkappe 7 in horizontaler Anordnung. Der Einlaufkanal 3 mündet in geradliniger Verlängerung stufenförmig in einen verbreiterten,vertikal verlaufenden Meßzylinder 8, an den sich unten ein Schlauchansatzstück 11 anschließt. Das Schlauchansatzstück 11 ist auf den Meßzylinder 8 aufgesteckt. Im Meßzylinder 8 ist eineAccording to Fig.l, the infusion device 1 contains a piercing spike 2 with an inlet channel 3 and a ventilation channel 4 in a vertical arrangement and a filter chamber 5 with a filter 6 and filter cap 7 in a horizontal arrangement. The inlet channel 3 opens in a straight extension step-shaped into a widened, vertically running measuring cylinder 8, to which a hose extension piece 11 connects at the bottom. The hose extension piece 11 is on the measuring cylinder 8 attached. In the measuring cylinder 8 is a

Schrauben-Druckfeder 9 angeordnet. Das Schlauchanstzstück 11 enthält zwei konzentrische Bohrungen abgestuften Durchmessers, deren obere dera Meßzylinder 8 entspricht, während die untere einen kleineren Durchmesser aufweist und den Auslaufkanal 12 bildet. Das obere Ende des Auslaufkanals 12 bildet ein Widerlager für das untere Ende der Druckfeder 9. Auf dem oberen Ende der Feder 9 liegt eine Stahlkugel 10 auf. Beiderseits vom Meßzylinder 8 sind auf zwei vertikal angeordneten ebenen Flächen die Zahlenreihen der Meßskala 13 angebracht. Die Meßskala 13 trägt einen verschiebbaren Läufer 14. Am Infusionsschlauch 15 befinden sich die mechanische Durchflußsteuereinrichtung 16 für die Infusionsflüssigkeit und die Kanüle 17 für die Punktion. Der Schlauch selbst ist über das Schlauchansatzstück 11 mit dem Infusionsgerät 1 verbunden.Helical compression spring 9 arranged. The hose connector 11 contains two concentric bores of graduated diameter, the upper of which corresponds to the measuring cylinder 8, while the lower one has a smaller diameter and forms the outlet channel 12. The top end of the outlet channel 12 forms an abutment for the lower end of the compression spring 9. On the upper end of the Spring 9 rests on a steel ball 10. On both sides of the measuring cylinder 8 are arranged on two vertically The rows of numbers on the measuring scale 13 are attached to flat surfaces. The measuring scale 13 carries a slidable Runner 14. On the infusion tube 15 are the mechanical flow control device 16 for the Infusion fluid and the cannula 17 for the puncture. The hose itself is over the hose adapter 11 connected to the infusion device 1.

Die Funktion des Infusionsgerätes läßt sich anhand der Zeichnungen erläutern.The function of the infusion device can be explained using the drawings.

Wird nach Fig.l das Infusionsgerät 1 über den Einstechdorn 2 durch Perforation des GummiStopfens mit einem Flüssigkeitsvorratsbehälter ( nicht eingezeichnet) verbunden, dann strömt die Flüssigkeit aus dem Behälter durch den Einlaufkanal 3 direkt in den Meßzylinder 8 und von dort durch den Auslaufkanal 12 in den InfusionsschlauchIf according to Fig.l the infusion device 1 over the spike 2 connected to a liquid storage container (not shown) by perforating the rubber stopper, then the liquid flows out of the container through the inlet channel 3 directly into the measuring cylinder 8 and from there through the outlet channel 12 into the infusion tube

15 bis zur Kanüle 17,sofern die am Schlauch befindliche mechanische Durchflußsteuereinrichtung 16 geöffnet und für eine ausreichende Höhendifferenz (Potential) zwischen Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter und Kanüle 17 gesorgt wurde.15 to the cannula 17, provided that the one on the tube mechanical flow control device 16 open and for a sufficient height difference (potential) between Liquid level in the reservoir and cannula 17 was taken care of.

Wenn das gesamte Leitungssystem blasenfrei mit Flüssigkeit gefüllt ist,kann der mechanische Durchflußregler geschlossen und die Infusion angelegt werden. Nun wird durch vorsichtiges Einstellen der Durchflußsteuereinrichtung 16 die gewünschte Flüssigkeitsmenge/Stunde anhand dar Auf-oder Abwärtsbewegung der Kugel 10 mit Hilfe der Meßskala 13 eingestellt. Diese Soll-Position der Kugel 10 wird mit dem verschiebbaren Läufer 14 markiert. Damit läßt sich jede Abweichung vom voreingestellten Wert sofort erkennen und korrigieren. Die sich dabei abspielenden Vorgänge lassen sich am besten nach Fig.2 beschreiben. Aus dieser Zeichnung ist u.a.ersichtlich,daß weder die Feder 9 noch die Kugel 10 die Wand des Meßzylinders 8 berühren und somit reibungsfrei arbeiten.When the entire line system is filled with liquid without bubbles, the mechanical flow regulator closed and the infusion applied. Now, by carefully adjusting the flow control device 16 the desired amount of liquid / hour based on the upward or downward movement of the ball 10 with the aid of the Measuring scale 13 is set. This nominal position of the ball 10 is marked with the displaceable runner 14. In order to every deviation from the preset value can be recognized and corrected immediately. The ones that take place Processes can best be described according to Fig. 2. This drawing shows, among other things, that neither the Spring 9 nor the ball 10 touch the wall of the measuring cylinder 8 and thus work without friction.

Der Flüssigkeitsstrom (schwarze Pfeile,deren Länge sich etwa proportional zur Durchflußgeschwindigkeit verhält), drückt die Kugel 10 gegen den Druck der Feder 9 solange nach unten,bis sich Druck und Gegendruck; im Gleichgewicht befinden. Die Flüssigkeit selbst strömt zwischen Zylinderwand und Kugel 10 abwärts. Läßt die Stromstärke nachThe flow of liquid (black arrows, the length of which is is roughly proportional to the flow rate), pushes the ball 10 against the pressure of the spring 9 downwards until pressure and counterpressure; in balance are located. The liquid itself flows between the cylinder wall and the ball 10 downwards. The amperage decreases

und vermindert sich f^B damit der Impuls der Flüssig— keitsmoleküle auf die der Strömung zugewandten Kug^loberflache,so entspannt sich die Feder 9 bis zu dem Pu^¹Ct, an dem wiederum die Gleichgewichtsbedingungen erfüllt sind. Damit wandert die Kugel 10 bis zu diesem Punkt nach oben. Nimmt demgegenüber die Stromstärke zu, so bewegt sich die Kugel 10 abwärts, da die Feder 9 stärker gespannt wird. Wenn der Infusionsschlauch 15 mit der mechanischen Durchflußsteuereinrichtung 16 abgeklemmt wird, entspannt sich die Feder 9 maximal. Die Position der Kugel 10 im Meßzylinder 8 entspricht in diesem Falle der Nullmarke der Meßskala 13. In dieser Stellung hat die Kugel 10 von der Stufe zwischen Einlaufkanal 3 und Meßzylinder 8 noch einen geringfügigen Abstand.and decreases f ^ B so that the momentum of the liquid keitsmoleküle on the flow facing Kug ^ lober flat, then the spring 9 relaxes to the Pu ^ ¹ Ct, on which in turn the equilibrium conditions are met. The ball 10 thus moves up to this point. If, on the other hand, the current strength increases, the ball 10 moves downwards, since the spring 9 is tensioned more strongly. When the infusion tube 15 with the mechanical flow control device 16 is clamped, the spring 9 relaxes to the maximum. The position of the ball 10 in the measuring cylinder 8 corresponds in this case to the zero mark on the measuring scale 13. In this position, the ball 10 is still a slight distance from the step between the inlet channel 3 and the measuring cylinder 8.

Aus der Funktionsbeschreibung ist zu entnehmen_$. daß der Meßvorgang sschließlich von der Flüssigkeitsmenge / Zeiteinheit und nicht vom spezifischen Gewicht der Flüssigkeit beeinflußt und demzufolge öie Durchflußrate erstmals auf wirklich direktem Wege ermittelt wird.The description of functions can be found in _$ . that the measuring process is ultimately influenced by the amount of liquid / unit of time and not by the specific weight of the liquid and consequently the flow rate is determined for the first time in a really direct way.

Meßzylinder 8 und Kugel 10 sind so dimensioniert, daß die im Querschnitt kreisringförmige Öffnung zwischen beiden Körpern gerade die maximale Flüssigkeitsmenge/Zeiteinheit durchläßt,die dem Meßbereich des Geräts entspricht. An-Measuring cylinder 8 and ball 10 are dimensioned so that the In the cross-section circular opening between the two bodies just the maximum amount of liquid / unit of time which corresponds to the measuring range of the device. At-

stelle der Kuael IO kann auch jeder andersgeformte Körper verwendet werden,sofern er zur Funktionstüchtigkeit des Geräts beiträgt. Pur die Vorrichtung nach der Erfindung ist eine Schrauben-Druckfeder 9 mit kleinstmöglicher Federkonstante und großem Federweg vorgesehen.The Kuael IO can also be used by any body with a different shape used if it contributes to the functionality of the device. Purely the device according to the invention is a helical compression spring 9 with the smallest possible Spring constant and large spring deflection provided.

Mit dem Infusionsgerät können,wie bereits in der Zeichnung dargestellt, Durchflußmengen von O bis 500 ml/h gemessen werden. Der Meßbereich kann jederzeit eingeschränkt und die Meßfenauigkeit dadurch verbessert werden, daß der Abstand zwischen der Kugel 10 und der Wand des Meßzylinders 8 verringert wird. Das Infusionsgerät kann darüber hinaus als Meßstrecke einer elektronischen Infusionsüberwachung oder —regelung verwendet werden. Durch die direkte Messung der Durchflußrate, sowie die besondere Anordnung der funktioneilen Teile des Geräts wird die elektronische Regelung stark vereinfacht, da jetzt auf mindestens ein Verstärkerglied, sowie das Integrationsglied mit nachgeschalteten Begrenzerstufen verzichtet werden kann.With the infusion device, as in the drawing shown, flow rates of 0 to 500 ml / h can be measured. The measuring range can be restricted at any time and the measurement accuracy can be improved by the distance between the ball 10 and the wall of the measuring cylinder 8 is reduced. The infusion device can also be used as a measuring section of an electronic Infusion monitoring or control can be used. By directly measuring the flow rate, as well as the special arrangement of the functional parts of the device the electronic control is greatly simplified because now at least one amplifier element, as well as the integration element with downstream limiter stages can be dispensed with.

Der Durchflußquerschnitt des Ringspalts zwischen der Wand des Meßzylinders 8 und der Kugel 10 entspricht vorzugsweise der nach dem Meßbereich maximalen Durchflußmenge. The flow cross-section of the annular gap between the The wall of the measuring cylinder 8 and the ball 10 preferably corresponds to the maximum flow rate according to the measuring range.

Claims

15/33 Klaus Strackharn j Erlangen tfnr prüche:

1. Infusion device with a measuring device for the flow rate of the infusion liquids, with a flow control device, with one within the flow line leaving a flow ring gap in Flow direction movably arranged flow rate indicator body and with a measuring scale assigned to the display body, characterized in that the display body under the influence of one opposite to the direction of flow effective spring pressure.

2. Infusion device according to claim 1, characterized in that that the size of the spring pressure is constant.

3. Infusion device according to claim 1 or 2, characterized in that that the spring constant is minimal.

4. Infusion device according to claim 1 to 3, characterized in that the cross section of the display body left free flow ring gap over the entire Beweyungsbereich of the display body is constant.

5. Infusion device according to claim 4, characterized in that the flow cross-section; S is an annular gap between the wall of the measuring cylinder (8; and the indicator body of the maximum flow rate according to the measuring range is equivalent to.

6. Infusion device according to claim 1 to 5, characterized in that the flow line da3 in the range of motion of the display body is cylindrical.

7. Infusion device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the spring pressure is generated by a helical compression spring (9) located in the flow line.

8. Infusion device according to claim 7, characterized by an annular gap between the helical compression spring

(9) and the wall of the measuring cylinder (8) to avoid a mutual contact.

9. Infusion device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the display body a ball 10, a disk, a shell cd with its concave side facing the direction of flow. like. is.

10. Infusion device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the Flow line in the range of motion of the display body runs vertically and that the display body on the rests on the upper end of the helical compression spring.

11. Infusion device according to one or more of the preceding claims, characterized by the direct connection with a piercing device, which: for example a piercing spike (2), inlet channel (3), ventilation duct (4) and a filter chamber (5) with filter (6).