DE8500320U1

DE8500320U1 - Peristaltische Pumpe mit Rücklaufsperre

Info

Publication number: DE8500320U1
Application number: DE19858500320
Authority: DE
Original assignee: Hospal AG
Current assignee: Gambro Hospal Schweiz AG
Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1985-01-08
Publication date: 1985-05-30
Also published as: FR2566056A1; IT8452944V0; FR2566056B1

Description

-4-Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine peristaltische Pumpe und insbesondere ein System zur Übertragung einer Bewegung zwischen einer Motorwelle und dem Rotor einer peristaltischen Pumpe.

Gattungsgemäße peristaltische Pumpen sind im wesentlichen von der Art, die einen Rotor , welcher an seinem Umfang wenigstens zwei diametral gegenüberliegende Rollen, ein Element in Form einer Küvette oder eines Motorträgers, in welchem der Rotor angeordnet ist, und welcher einen Schlauch aufnehmen kann, in welchem sich im Betrieb das Blut unter dem Druck bewegt, der durch die Rollen des Rotors ausgeübt wird, eine Tragwelle, welche die Rotation des Rotors im Inneren des Elementes in Form einer Küvette bewirkt und eine koaxiale Koppeleinrichtung zwischen der Welle und dem Rotor des Typs, der abgekoppelt werden kann, aufweist. Im allgemeinen bildet die Tragwelle, welche die Drehung des Rotors bewerkstelligt das Ausgangselement einer Bewegungs-Übertragungskette des umkehrbaren oder reversiblen Typs, welcher durch Antreiben von außen her ermöglicht, daß die Welle in der einen oder der anderen Richtung gedreht werden kann, indem einfach ein mehr oder weniger starkes Drehmoment an die Welle angelegt wird. Bei gewissen Betriebszuständen der peristaltischen Pumpe kann es unerläßlich sein, den Rotor manuell zu betätigen; zur Vereinfachung einer derartigen Betätigung kann die koaxiale Koppeleinrichtung zwischen der Welle und dem Rotor entkoppelt werden. Es ist aber wichtig, daß die Rotation des Rotors in einer einzigen Richtung erfolgt, d.h., daß das Blut sich nur in einer einzigen Richtung bewegen kann. Bis jetzt existiert kein System, welches auf jeden Fall die Rotation des Rotors in einem nicht gewünschten Sinn sperrt. Ifenn jedoch keine Sicherheitssysteme, welche die Anwesenheit von Luft im Inneren des Schläuche^,⁶"¹²⁶¹

351η welchem sich das Blut bewegen muß, oberhalb der peristaltischen Pumpe angeordnet sind, ist eine Rotation in umgekehrter Richtung sehr gefährlich, da sie Luft in den Kreislauf des Patienten einleiten und bei diesem

eine Embolie bewirken kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine peristaltische Pumpe zu schaffen, die mit einem System zur übertragung der Bewegung zwischen der Motorwelle und dem Rotor versehen ist, welches die zahlreichen vorstehend geschilderten Nachteile der Pumpen bekannten Typs verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer peristaltischen Pumpe

mit einem Rotor, der am Umfang mit wenigstens zwei gegenüberliegenden Rollen versehen ist,

mit einem Element in Form einer Küvette, in welcher der
Rotor angeordnet ist und welche geeignet ist zur Aufnahme eines Schlauches, in welchem sich im Betrieb das Blut unter dem Druck, der von den Rollen des Rotors erzeugt wird,
vorwärts bewegt,

mit einer Tragwelle zum Steuern der Rotation des Rotors,
und mit einer ersten koaxialen Koppeleinrichtung zwischen

dem Rotor und der Welle, welcher eine erste Arbeitsstellung einnehmen kann, in welchem der Rotor und die Welle koaxial angekoppelt sind, und eine zweite Arbeitsstellung, in welcher der Rotor frei in zwei Richtungen gegenüber der Welle verdrehbar ist, .

wobei die Pumpe gekennzeichnet ist durch

eine Einrichtung des nicht umkehrbaren oder reversiblen Typs, zur Übertragung der Bewegung, mit einem Rahmen, der

,mj.t
fest an dem Kuvettenelement befestigt ist und/einer Motorwelle, welche die Tragwelle zur Steuerung der Rotation des Rotors bildet, und

mit einer zweiten koaxialen Koppeleinrichtung zwischen dem Rotor und der Welle, welche, wenn die erste Koppeleinrichtung in ihrer zweiten Arbeitsstellung ist, eine vollständige
und unabhängige Drehung des Rotors gegenüber der Welle ermöglicht nur in dem Drehsinn, welcher im Betrieb die Förderrichtung des Blutes in dem zugehörigen Schlauch in der gewünschten Richtung bestimmt.

-β-Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung /ird im folgenden eine bevorzugte Ausführungsform beispielsweise und nicht einschränkend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigen:
5

Fig. 1 eine Ansicht auf einen vorderen Abschnitt der

erfindungsgemäßen peristaltischen Pumpe,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt in Explosivdarstellung und vergrößertem Maßstab längs der Linie III-III von

Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 2

und

Fig. 5 einen Schnitt einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen peristaltischen Pumpe.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist mit dem Bezugszeichen 1 insgesamt eine peristaltische Pumpe gemäß der Erfindung bezeichnet, welche im wesentlichen einen Rotor 2, ein Element 3 in Form einer Küvette (oder eines Motorträgers), in welcher der Rotor 2 angeordnet ist, und eine Welle 4 aufweist, welche den Rotor 2 trägt und in Drehung versetzt. Der Rotor weist an seinem Umfang wenigstens zwei gegenüberliegende Rollen 5 und zwei Koppelansätze 6 auf, welche ua Betrieb die korrekte Stellung des Schlauches 7, in welchem das Blut enthalten ist, welches durch die peristaltische Pumpe 1 gepumpt werden muß, aufrechterhält. Der Schlauch 7 ist längs der inneren Oberfläche einer Seitenwand 8 des Elementes in Form einer Küvette 3 derart angeordnet, daß er im wesentlichen ein U bildet.

Der Rotor 2 ist koaxial an die Welle 4 derart angekoppelt, daß er mittels einer Kurbel oder eines Handgriffs 9 gelöst werden kann, welche um ein Schwenklager 10, das in dem Körper 11 des Rotors 2 angeordnet ist, verschwenkbar ist. Die Handkurbel oder Handgriff 9 greift in eine vordere Nut 12 ein, die die Welle 4 genau'in Axialrichtung in dem vorderen Bereich aufweist. Anders ausgedrückt übt die Handkurbel (oder der

• If

• · I

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Handgriff)9 die Funktion eines Nutkeils aus und ist im wesentlichen beweglich zwischen einer ersten Position (siehe Fig. 1), in welcher sie in der Nut 12 der Welle 4 angeordnet ist und dabei diese in Axialrichtung an den Rotor 2 ankuppelt, und einer zweiten Arbeitsposition (siehe Fig. 2), in welcher sie um 180° um das Schwenklager 10 verschwenkt ist, so daß der Rotor 2 von der Welle 4 gelöst ist. Bei normalen Bedingungen ist die Handkurbel oder der Handgriff im wesentlichen im Inneren des Körpers 11 aufgenommen und er wird an diesem festgehalten über eine Kugel 15, welche gegen einen konkaven Sitz 16 in der Handkurbel oder dem Handgriff gedrückt wird mittels einer zylindrischen Feder 17, die über eine Schraube 18 mit Außengewinde zusammengedrückt wird; diese Anordnung ist in einem Loch vorgesehen, welches in dem Körper 11 des Rotors 2 ausgebildet ist.

Aus den Fig. 1 und 4 ist zu ersehen, daß die Welle 4 eine ringförmige Nut 21 aufweist, in welcher ein Paar von Zapfen 22 eingreift, die fest mit dem Körper 11 des Rotors 2 verbunden sind. Die Welle 4 zeigt außerdem ein Paar von diametral gegenüberliegenden Längsnuten 23 auf (Fig. 1 und 3), welche den Durchgang der Zapfen 22 in dem Fall ermöglichen, in welchem man den Rotor 2 insgesamt herausziehen möchte.

Aus Fig. 2 ist es außerdem zu ersehen, daß die vordere Nut 12 in derselben Ebene wie die Längsnuten 23 angeordnet ist, während die Zapfen 22 von dem Körper des Rotors 2 in einer Stellung senkrecht zu den Ebenen vorstehen, die durch die Nuten 12 und 23 gebildet werden.

Erfindungsgemäß und, wie insbesondere aus den Fig. 2 und zu ersehen ist, bildet die Welle 4 der peristaltischen Pumpe 1 die Ausgangswelle der Einrichtung 25 des nicht umkehrbaren oder nicht reversiblen Typs, zur übertragung der Bewegung, welcher beispielsweise ein Geschwindigkeitsgetriebemotor mit doppelter endloser Schraube (Schnecke) ist. Die Einrichtung 25 weist einen Sockel 26 auf, der fest auf eine nicht gezeigte Art mit einer Tragplatte 27 des Kuvetten-

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elementes 3 verbunden ist. Bei NichtVorhandensein einer Beaufschlagung der Einrichtung 25 zur Übertragung der Bewegung kann die Welle 4 in irgendeiner Richtung drehen.

Zusätzlich weist die peristaltische Pumpe 1 gemäß der Erfindung eine zusätzliche koaxiale Koppeleinrichtung 30 zwischen dem Rotor 2 und der Welle 4 auf; eine derartige Einrichtung ermöglicht insbesondere eine vollständige und unabhängige Rotation des Rotors 2 gegenüber der Welle 4 nur in einer Richtung, wie im folgenden näher erläutert wird.

Die Koppeleinrichtung 30 weist im wesentlichen einen zylindrischen Stift 31 auf, der an einer Seite einen halbkugelförmigen Kopf 32 und auf der gegenüberliegenden Seite einen zylindrischen Kopf 33 mit einem größeren Durchmesser aufweist. Der Stift 31 ist im Inneren einer zylindrischen Aufnahme 34 eingesetzt, die in dem Körper 11 des Rotors 2 ausgebildet und derart dimensioniert ist, daß der Stift 31 sich teilweise und in Radialrichtung zum Inneren 11 hin bewegen kann, so daß er in die Nut 23, die an der Welle 4 ausgebildet ist, eingreift. Der Stift 31 wird über eine axiale Kraft festgehalten, die von einer Feder 35 erzeugt wird, die über eine mit einem Außengewinde versehene Schraube 36 zusammengedrückt wird, welche in der zylindrischen Aufnahme 34, die in dem Körper 11 des Rotors 2 ausgebildet ist, eingesetzt ist. Auf entsprechende Art wird jede der Nuten 23, die in Längsrichtung in der Welle 4 ausgebildet sind, auf einer Seite von einer Oberfläche begrenzt, die parallel zur Achse des zylindrischen Stiftes 31 verläuft und auf der gegenüberliegenden Seite von einer Oberfläche 38, die vorzugsweise unter einem Winkel von 60° geneigt ist gegenüber der vorerwähnten Achse. Gemäß einer anderen AusfUhrungsform wird die koaxiale Kopplung zwischen der Welle 4 und dem Körper 11 des Rotors 2 durch eine Einrichtung 40 zur Übertragung der Bewegung erhalten (Fig. 5) die äquivalent ist zu der Einrichtung 30 mit dem

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einzigen Unterschied, daß der Stift, die Feder und die mit dem Außengewinde versehene Schraube, die mit dem Bezugszeichen 41, 45 bzw. 46 bezeichnet sind, im Inneren der Welle 4 in den Längsnuten 53 enthalten sind, von welchen es vier Stück gibt, die im gleichen Abstand angeordnet und in dem Körper 11 vorgesehen sind. In diesem Fall weist jeder der Nuten, die den Stift 41 aufnehmen, ebenfalls eine Oberfläche 47 parallel zur Achse des Stiftes und eine geneigte Oberfläche 48 der vorstehend beschriebenen Art auf.

Die Funktion der peristaltischen Pumpe 1 ist einfach und leicht zu verstehen.

Bei normalen Bedingungen ist die Handkurbel oder der Handgriff 9, welcher in der in Fig. 1 gezeigten Stellung angeordnet ist, in der vorderen Nut aufgenommen, die am Kopf der Welle 4 ausgebildet ist, um koaxial an dieser den Körper 11 des Rotors 2 anzukoppeln. Während der Rotation der Welle 4, d_.e von der Einrichtung 25 zur übertragung der Bewegung gesteuert wird, wird die entsprechende Rotation

erfolgt auf den Rotor 2 übertragen und damit/ein Pumpen des Blutes längs des Schlauches 7 infolge der zyklischen Komprimierung des Schlauches zwischen die Seitenwand 8 des Kuvettenelements 3 durch die Rollen 5, die von dem Rotor 2 angetrieben werden.

Wenn eine manuelle Betätigung des Rotors 2 mittels der Handkurbel 9 gewünscht wird, ist es ausreichend, die Handkurbel 9 aus ihrem Eingriff zu lösen, indem sie um 180° in die in Fig. 2 gezeigte Stellung verschwenkt wird. Eine derartige Betätigung ermöglicht, die koaxiale Kupplung des Körpers 11 des Rotors 2 von der Welle 4 zu lösen. Mit Hilfe der Handkurbel 9 ist es ebenfalls möglich, die Rotation des Rotors 2 um die Welle 4 zu bewirken. Eine derartige Bewegung kann auf jeden Fall nur in einer Richtung durchgeführt werden, da, wie aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, die Neigung der Oberflächen 37 und 38, die die Längsnuten 23, die in der Welle 4 ausgebildet sind,seitlich

h -10-

f 1 begrenzen, nur die Rotation des Körpers 11 des Rotors 2,

in welchem der zylindrische Stift 31 angeordnet ist, entgegen Uhrzeigersinn ermöglichen. Schließlich findet letzterer in Drehrichtung entgegen Uhrzeigersinn die geneigte Oberfläche 38, welche das Zurückziehen des Stiftes 31 ermöglicht, der währenddessen auf den seitlichen zylindrischen Flächen der Welle 4 gleiten kann, wenn er entgegen Uhrzeigersinn gedreht wird. Das ist nicht möglich '(■ in dem anderen Drehsinn, da das zylindrische Ende und

10 der halbkugelförmige Kopf 32 des Stiftes 31 auf ;^in unüber- ;- windbares Hindernis auf treffen, welches von der Oberfläche

^:' 37 gebildet wird, die genau parallel zur entsprechenden

"i Berührungsfläche des Stiftes 31 ist.

Mit zwei diametral gegenüberliegenden Nuten 23, die zur Welle 4 hin gerichtet sind, stellt man fest, daß die Drehung des Körpers 11 des Rotors 2 in Uhrzeigerrichtung maximal 180° beträgt.

Analog wie anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben sieht man, daß die andere Lösung der winkligen Koppeleinrichtung 40

[ äquivalent ist vom Standpunkt des erhaltenen Ergebnisses wie

die Lösung der anhand der vorstehend beschriebenen winkligen Koppeleinrichtung 30. Als einzigen Unterschied sieht man, daß die Längsnuten, die mit dem Bezugszeichen 53 versehen sind, praktisch in dem Körper 11 des Rotors 2 ausgebildet sind, während der Stift mit der Feder und der mit dem Außengewinde versehenen Schraube, die entsprechend mit dem Bezugszeichen 41, 45 bzw. 46 bezeichnet sind, in der Welle 4 aufgenommen sind.

Aus der Prüfung der Merkmale der vorliegenden Erfindung werden die erhaltenen Vorteile ersichtlich. Die kombinierte ι Betätigung der Einrichtung 25 zur Übertragung der Bewegung

des irreversiblen oder nicht umkehrbaren Typs und der koaxialen Koppeleinrichtung 30 erbringen als direkte Konsequenz die Möglichkeit, den Körper 11 des Rotors 2 gegenüber der Welle 4 nur in einem Drehsinn, der im Betrieb

111· « ♦

der normalen Bewegung des Blutes im Inneren des Schlauches 7 entspricht, vollständig und unabhängig drehen zu lassen. Dadurch ist es nicht möglich, seitens des Operateurs eine falsche Handhabung durchzuführen ,und damit wird die Gefahr einer Embolie für den Patienten ausgeschlossen.

Es ist klar, daß man an der peristaltischen Pumpe, wie sie vorstehend beschrieben wurde, Abweichungen und Änderungen vornehmen kann, ohne aus dem Erfindungsbereich zu gelangen.

Beispielsweise kann bei der entsprechenden Lösung, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist und bei äquivalenten Lösungen von Kopplungen der Stift einen geschnittenen schrägen Kopf (oder abgerundeten Kopf) aufweisen; die entsprechenden gegenüberliegenden Oberflächen, die die Nut begrenzen, können parallel sein. Vorteilhafterweise kann man eine Positioniereinrichtung vorsehen, welche verhindert, daß der Stift um seine eigene Achse drehen kann; ein derartiger Stift könnte beispielsweise einen rechtwinkligen Querschnitt aufweisen.

Claims

Ansprüche

einem Rotor (2), an dessen Umfang wenigstens zwei gegenüberliegende Rollen (5) angeordnet sind,
mit einem Element mit einer Küvette (3), in welcher der Rotor (2) angeordnet ist und welche einen Schlauch (7)
aufnehmen kann, in welchem während des Betriebs das Blut sich unter dem durch die Rollen (5) des Rotors (2) ausgeübten Druck bewegt,

mit einer Tragwelle (4) zum Durchführen der Rotation des Rotors (2) ,

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-2-

;.-■. 1 mit einer ersten koaxialen Kupplungseinrichtung (9,12) zwischen dem Rotor (2) und der Welle (4), welche eine erste Arbeitsstellung einnehmen kann, in welcher der

, Rotor (2) und die Welle (4) koaxial gekuppelt sind,

£ 5 und eine zweite Arbeitsstellung, in welcher der Rotor ■ (2) frei in den beiden Drehrichtungen gegenüber der

Welle (4) gedreht werden kann,

gekennzeichnet durch eine nicht umkehr-,': bare Einrichtung (25) zur übertragung der Bewegung mit

10 einem Sockel (26), der fest mit der Küvette (3) ver- % bunden ist, und eine Motorwelle, welche die Tragw^lle

% (4) zur Steuerung der Drehbewegung des Rotors (2)

;,; bi ldet, und

V durch eine zweite koaxiale Koppeleinrichtung (30)

zwischen dem Rotor (2) und der Welle (4) zum vollständigen und unabhängigen Drehen des Rotors in der zweiten Arbeitsposition gegenüber der Welle nur in dem Drehsinn, welcher im Betrieb der normalen Transportrichtung des Blutes in dem Schlauch (?) entspricht. 20
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß die Einrichtung (25) zur übertragung der Bewegung wenigstens ein Koppelelement in Form einer Schnecke oder Endlosschraube aufweist. 25
3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (25) zur übertragung der Bewegung im wesentlichen aus einem Getriebeniotor mit doppelter Schnecke besteht.

30
4. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite koaxiale Koppeleinrichtung vom Radialgangtyp ist.
5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite koaxiale Koppeleinrichtung (30) im wesentlichen eine Nut (23) aufweist, die von geeignet geneigten Oberflächen begrenzt ist,

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und In der Welle (4) ausgebildet 1st, und daß in dem Küvettenelement eine elastische Einrichtung vorgesehen ist, die in die Nut (23) eingreift, oder daß die Nut in dem Küvettenelement und die elastische

Einrichtung in der Welle angeordnet sind.
6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (23) an der einen Seite durch eine im wesentlichen radiale Fläche (37) und an der gegenüberliegenden Seite durch eine geneigte Fläche (38) begrenzt ist, welche zusammen eine Querschnittsfläche im wesentlichen in Form eines gleichschenkeligen Trapezes bilden.
7. Pumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die in die Nut (23) eingreift, im wesentlichen gebildet wird durch einen Stift (31), der axial angeordnet ist zu der elastischen Einrichtung, die durch eine Feder (35) gebildet wird.
8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (31) ein abgerundetes Ende (33) aufweist. 25