DK170662B1 - Envejsventil - Google Patents

Description

DK 170662 B1

Opfindelsen angår en envejsventil omfattende to flade, elastiske dele, som er anbragt over for hinanden og er forbundet med hinanden langs to i hovedsagen parallelle baner, som mellem sig danner en passage, en indløbsport der står i forbin-5 delse med den ene ende af passagen, og en udløbsport der står i forbindelse med den modsatte ende af passagen, hvilken passage tillader en gennemstrømning i retning fra indløbsporten til udløbsporten, men lukker ved påføring af en sugekraft ved indløbsporten.

10 Med udtrykket "envejsventil" menes en indretning, som kun tillader passage af stoffer gennem sig i én retning. Sådanne ventiler har en lang række anvendelser, herunder medicinsk brug, hvor fluida må fjernes fra legemshulrum uden tilbageløb til hulrummene.

15 Det er meget ønskværdigt at være i stand til at opnå lav "åbne "-modstand i envejsventiler, således at ventilerne vil åbne i den ønskede strømretning ved påføring af minimalt tryk. Tilsvarende er det meget ønskværdigt at maksimere sådanne ventilers tilbageløbsfølsomhed, dvs. evne til at forhindre 20 tilbageløb, således at de vil lukke hurtigt til forhindring af tilbagestrøm gennem ventilen. Det er ligeledes vigtigt, at ventilerne fortsætter med at fungere, når partikler afsættes i ventilen.

I mange brugssituationer er det væsentligt, at envejsventilen 25 er kompakt og fleksibel, således at den ikke optager for megen plads i det apparat, hvor den benyttes.

Endelig er det ofte vigtigt, at ventilerne har lang holdbarhed, således at de vil fungere pålideligt, når som helst de apparater, i hvilke de benyttes, tages i brug. Yderligere må 30 ventilerne til medicinsk brug være fremstillet af materialer, der er godkendt til brug ved behandling af mennesker, og de må ofte være i stand til at modstå drastiske trykændringer og i mindre grad temperatur- og fugtændringer i forbindelse med DK 170662 B1 2 sterilisationsprocesser.

Fra AU patentskrift 420173 kendes der en envejsventil omfattende to flade elastiske dele, som er anbragt over for hinan- 4¾ den og er forbundet med hinanden langs to i hovedsagen paral-5 leile baner, som mellem sig danner en passage, en indløbsport ^ der står i forbindelse den ene ende af passagen, og en udløbsport der står i forbindelse med den modsatte ende af passagen, og hvor passagen tillader en gennemstrømning i retning fra indløbsporten til udløbsporten, men lukker ved påføring 10 af en sugekraft ved indløbsporten. Banernes indre kanter, som afgrænser passagen, er rette. Det har vist sig, at med en passage, der har rette indre kanter, er fluidumet tilbøjeligt til at strømme tilbage mod indløbsporten langs banernes lige indre kanter og dermed gennem den "lukkede passage", når der 15 påføres en stor sugekraft ved indløbsporten.

Formålet med foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en følsom envejsventil, som har lav åbnemodstand og stor evne til at forhindre tilbageløb gennem ventilen, også når dennes indløbsport udsættes for en sugekraft.

20 Til opnåelse af dette formål er envejsventilen ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at banerne har en bugtet profil langs deres indre kanter, der afgrænser passagen.

Herved vil den bugtede profil forhindre tilbagestrømning af fluida langs banernes indre kanter, når der påføres en stor 25 sugekraft ved indløbsporten. Denne egenskab er særlig vigtig, når envejsventilen benyttes til medicinske formål til at udtrække væske og gasser fra brysthulen, idet det da er absolut nødvendigt, at ventilen tillader sådanne fluida at strømme ud *; uden risiko for tilbagestrømning.

30 Fortrinsvis omfatter den bugtede profil et savtakket mønster, idet mindst én savtand fra hver bane strækker sig ind i passagen og har en forreste kant, der vender mod udløbsporten og 3 DK 170662 B1 en bageste kant, der vender mod indløbsporten.

Fordelagtig er de elastiske dele fremstillet af et materiale valgt fra gruppen omfattende polyethylen, mylar, nylon og polyvinylchlorid.

5 Opfindelsen forklares nærmere nedenfor under henvisning til tegningen, hvor: fig. 1 viser et planbillede af en envejsventil ifølge opfindelsen, fig. 2 et tværsnit efter linien 2-2 af ventilen i fig. 1, 10 fig. 3 et tværsnit efter linien 3-3 af ventilen i fig. 1, fig. 4 et planbillede af den i fig. 1 viste ventil, idet der er en fluidumstrøm herigennem, fig. 5 et tværsnit efter linien 5-5 af ventilen i fig. 4, fig. 6 et planbillede af en envejsventil uden den bugtede 15 passageprofil ifølge opfindelsen, fig. 7 et tværsnit efter linien 7-7 af ventilen i fig. 6, fig. 8 en envejsventil ifølge opfindelsen med to passager, fig. 9 et planbillede af den i fig. 1 viste envejsventil, i hvilken der er indført siliconeolie mellem de elastiske deles 20 modstående flader, fig. 10 den i fig. 9 viste ventil set fra siden, idet ventilen er blevet foldet på tværs af passagen, og fig. 11 den i fig. 10 viste ventil, efter at den foldede ventil er sluppet.

4 DK 170662 B1

Fig. 1-3 viser en envejsventil 10 omfattende to over for hinanden beliggende flade elastiske dele 12 og 14. De flade elastiske dele 12 og 14 er forbundet med hinanden langs i hovedsagen parallelle baner 16 og 18, som mellem sig danner en ^ 5 passage 20.

i

Banerne 16 og 18 ligger nærmere ved hinanden nær ventilens øvre ende 19 til dannelse af en indløbsport 22, som er smallere end passagen 20. Indløbsporten 22 er tætnende forbundet med en stiv ledning 24. Ventilen 10 har endvidere ved pas-10 sagens 20 modsatte ende en udløbsport 25.

Hver af banerne 16 og 18 har langs deres indre kanter 26 og 28 en bugtet profil. I den viste udførelsesform udgøres den bugtede profil af et antal savtænder 30, der fra hver af banernes indre kanter strækker sig ind i passagen 20. Hver sav-15 tand har en forreste kant 32 og en bageste kant 34. Savtænderne er anbragt med deres forreste kant vendende mod udløbsporten og deres bageste kant vendende mod indløbsporten. I en alternativ, noget mindre ønskværdig udførelsesform kan der benyttes en enkelt savtand ved hver banes indre kant.

20 Den bugtede profil kan have forskellige former, som danner snoninger, drejninger, sving og bugter langs passagens 20 yderkanter til forhindring af tilbageløbsstrøm langs ventil-passagens yderkanter, hvilket forklares nedenfor.

Når ledningen 24 påføres en sugekraft som vist ved hjælp af 25 pilen 36, antager ventilen de i fig. 2 og 3 viste tværsnitsprofiler. Herved vil ethvert fluidum 38, som trækkes op langs passagens 20 til at begynde med i hovedsagen lige kanter ved udløbsporten 25 (fig. 3) ikke passere gennem ventilen, hvil- » ket forklares nærmere nedenfor i forbindelse med omtalen af 30 fig. 6 og 7. é

De elastiske dele 12 og 14 kan være fremstillet af en lang række elastiske materialer, herunder f.eks. polyethylen, my- 5 DK 170662 B1 lar, nylon og polyvinylchlorid. Alle disse materialer er godkendt til brug ved behandling af mennesker. De elastiske dele bør have en tykkelse på fra i hovedsagen 25,4 til 254 μκι, idet det foretrækkes, at de elastiske dele har en tykkelse 5 fra i hovedsagen 76,2 til i hovedsagen 127 μτη. Ved en særlig foretrukken udførelsesform har de elastiske dele en tykkelse på i hovedsagen 76,2 μιη.

De elastiske dele kan forbindes med hinanden og med den stive ledning 24 ved hjælp af et hvilket som helst almindeligt til-10 gængeligt middel, som ikke uhensigtsmæssigt begrænser ventilens funktion. Det foretrækkes, at de elastiske lag forbindes med hinanden ved hjælp af en varmsvejsningsteknik, såsom impulssvejsning eller svejsning med varme bakker. Blandt de på nuværende tidspunkt tilgængelige forbindelsesteknikker har 15 impulssvejsning vist sig at være særlig ønskværdig. Temperaturer, tryk og andre parametre benyttet ved forbindelsen af de elastiske dele vil afhænge af det materiale, de elastiske dele er fremstillet af, deres tykkelse, ventilens længde og bredde og den ønskede åbnemodstand og tilbageløbsfølsomhed 20 for ventilen.

Ved en foretrukken udførelsesform, ved hvilken der benyttes en varmforseglende bindingsmetode, er de elastiske dele laminater omfattende et varmforseglbart lag og et termisk-mod-standsdygtigt lag. I denne udførelsesform bestemmer det ter-25 misk-modstandsdygtige lag primært ventilens fysiske egenskaber, medens det varmforseglbare lag sammenbinder de elastiske dele. Disse af laminat dannede elastiske dele er i ventilen anbragt med deres varmforseglbare lag vendende mod hinanden. Herved vil de varmforseglbare lag smelte og hæfte til hinan-30 den under sammenbindingsprocessen ved en bindingstemperatur, som ikke ændrer elasticiteten, integriteten og andre nødvendige og ønskværdige egenskaber af de termisk-modstandsdygtige lag væsentligt.

De laminerede elastiske lag kan være fremstillet ved hjælp af 6 DK 170662 B1 ethvert kendt middel, herunder almindelige laminerings og co-ekstruderingsteknikker. Når der benyttes et lamineret materiale, bør det varmforseglbare lag have en tykkelse fra i hovedsagen 63,5 μτη til i hovedsagen 88,9 μπι, og det termisk- ^ 5 modstandsdygtige lag bør have en tykkelse fra i hovedsagen 12,7 μπι til i hovedsagen 19,1 μπι. Ved en særlig foretrukken e udførelsesform har det varmforseglbare lag en tykkelse på i hovedsagen 76,2 μπι og det termisk-modstandsdygtige lag en tykkelse på i hovedsagen 19,1 μπι.

10 De laminerede elastiske deles varmforseglbare lag kan vælges fra gruppen omfattende polyethylen med lav densitet og ethyl-vinylacetat. Det termisk modstandsdygtige lag kan vælges fra gruppen omfattende nylon, mylar og lineær polyethylen med lav densitet. Et særligt foretrukket laminatmateriale omfattende 15 polyethylen med lav densitet og nylon kan fremstilles ved at laminere polyethylen med lav densitet til Capran film, der leveres af Allied Engineered Plastics i Mooristown, New Jersey. Dette laminatmateriale har visse af nylons ønskværdige egenskaber, herunder fremragende gennembrydningsmodstand, 20 slidbestandighed og modstand mod revnedannelse ved bøjning samt høj sprængnings- og slagstyrke og høj træk- og rivestyrke .

Selv om den i fig. 1 viste ventil har et enkelt par baner 16 og 18 og en enkelt passage 20, kan envejs ventilen 21 ifølge 25 opfindelsen som vist i fig. 8 have to eller flere par forseglende baner, der danner et antal passager 20A og 20B, idet passagerne har et enkelt fælles indløb 22A og et antal uafhængige udløbsporte 25A og 25B. Yderligere kan envejsventi-lerne ifølge opfindelsen fremstilles i forskellige længder og 30 bredder for at skræddersy ventilegenskaberne til de ønskede brugssituationer.

Den i fig. 1 viste ventil kan anvendes til medicinsk brug, f.eks. til at dræne fluida og gasser fra brysthulen, når det er væsentligt, at væsker og gasser skal kunne undslippe uden 7 DK 170662 B1 tilbageløb. Til dette brug er det væsentligt, at ventilen forhindrer størknede blodklumper og andre faste stoffer, der drives ud af brysthulen, i at forårsage ventilsvigt.

Den stive ledning 24 vil være forbundet med et dræn, der er , 5 anbragt i brysthulen (ikke vist) . Som vist i fig. 4 strømmer gasser og fluida, der drives ud af brysthulen, gennem ledningen 24, indløbsporten 22 og passagen 20 og ind i en beholder (ikke vist), der indeholder væske 38. Når der påføres en sugekraft på ledningen, lukker ventilen som vist i fig. 1-3 til 10 forhindring af væsker og gasser i at blive trukket tilbage op gennem ventilen og ind i brysthulen. På grund af ventilens udformning holdes størknede blodklumper og andre faste stoffer, som kan være indført i passagen 20 under dræneprocedu-ren, på plads og vil ikke forstyrre ventilens drift. De ela-15 stiske deles 16 og 18 modstående flader vil ganske enkelt tætne oven over og neden under sådanne faste stoffer uden at hindre ventilfunktionen.

Medens opfindelsen ikke er tænkt begrænset til nogen bestemt teori for ventilens 10 funktion, fremkommer der, når der ikke 20 forefindes en bugtet profil som ved ventilen 40 vist i fig. 6 og 7, fluidumlækage under store sugekræfter. Tilsyneladende opstår denne lækage på grund af dannelsen af små kanaler 42 langs banernes 46 og 48 indre kanter 44, og disse kanaler tillader fluida (væsker eller gasser) at vandre op gennem 25 ventilen, når ledningen 50 påføres et sug.

Den bugtede profil i ventilen 10 (fig. 1) afbryder kanalerne, som ellers dannes langs ventilpassagens ydre kanter og leder strømmen mod passagens center, hvor den blokeres effektivt.

Den bugtede profil menes også at holde de elastiske deles 12 30 og 14 modstående flader i forøget intim kontakt til forbedring af ventilens tilbageløbsfølsomhed.

Ved en anden foretrukken udførelsesform for opfindelsen, der er vist i fig. 9-11, er der indført et befugtningsmiddel 50 i 8 DK 170662 B1 passagen 20 for at "fugte" de indre modstående flader af ventilens elastiske dele. Befugtningsmidler har vist sig at forbedre ventilens tilbageløbsfølsomhed. Selv om ventilens funktion kan blive forringet, når den udsættes for tryk-, tempe- *= 5 ratur- og fugtighedsændringer som f.eks. ved en sterilisationsproces, vil tilsætning af en væske med højt kogepunkt som t befugtningsmiddel opretholde eller genoprette ventilfunktionen.

De væsentligste kriterier ved valg af befugtningsmiddel er, 10 at det ikke vil forringe eller beskadige ventilmaterialet, at det ikke vil blive kogt ud, at det ikke vil afsætte partikler i ventilen, og at det ikke vil bevirke, at ventilernes modstående flader permanent klæber til hinanden. Olier, der opfylder ovenstående kriterier, er foretrukne midler. Et sær-15 ligt foretrukket befugtningsmiddel er siliconeolie på grund af dets høje kogepunkt og befugtningsegenskaber og på grund af, at det er et materiale godkendt til brug i medicinske apparater.

Ved en yderligere foretrukken udførelsesform er der dannet en 20 fold 54 på tværs af passagen 20 (se fig. 11). Folden kan dannes ved skarp foldning af ventilen ved 52 (fig. 10) , fortrinsvis nær udløbsporten 25, og dernæst slippe ventilen.

Ventilen vil næsten vende tilbage til dens oprindelige plane tilstand, idet dens profil set fra siden vil være let buet 25 som illustreret i fig. 10.

Som det er tilfældet ved tilsætning af et befugtningsmiddel, vil folden forbedre ventilens tilbageløbsfølsomhed og genoprette ventilfunktionen tabt på grund af tryk-, temperatur- og fugtighedsændringer ved sterilisation og andre procedurer.

30 Folden kan anbringes på ventilen, enten inden denne udsættes for sådanne behandlinger eller efter, selv om tilvejebringel- o> sen af folden inden opvarmning foretrækkes.

Ved en især foretrukken udførelsesform for opfindelsen har

Claims (9)

1. Envejsventil omfattende to flade, elastiske dele (12, 14) , som er anbragt over for hinanden og er forbundet med 10 hinanden langs to i hovedsagen parallelle baner (16, 18), som mellem sig danner en passage (20), en indløbsport (22) der står i forbindelse med den ene ende af passagen (20) , og en udløbsport der står i forbindelse med den modsatte ende af passagen (20), hvilken passage (20) tillader en gennemstrøm-15 ning i retning fra indløbsporten (22) til udløbsporten (25), men lukker ved påføring af en sugekraft ved indløbsporten (22), kendetegnet ved, at banerne (16, 18) har en bugtet profil (30) langs deres indre kanter, der afgrænser passagen (20) .

2. Ventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de elastiske dele (12, 14) er fremstillet af et materiale valgt fra gruppen omfattende polyethylen, mylar, nylon og polyvinyl chlorid.

3. Ventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de 25 elastiske dele (12, 14) har et varmforseglbart lag og et ter- misk-modstandsdygtigt lag og er anbragt med deres varmfor-seglbare lag vendende mod hinanden.

4. Ventil ifølge krav 3, kendetegnet ved, at det varmforseglbare lag er valgt fra gruppen omfattende polyethy- 30 len med lav densitet og ethylvinylacetat, og det termisk-mod-standsdygtige lag er valgt fra gruppen omfattende nylon, DK 170662 B1 mylar og lineær polyethylen med lav densitet.

5. Ventil ifølge krav 3, kendetegnet ved, at de elastiske dele (12, 14) er et laminat af polyethylen med lav densitet og nylon. t

6. Ventil ifølge et af de foregående krav, kende tegnet ved, at den bugtede profil (30) omfatter et savtakket mønster.

7. Ventil ifølge krav 6, kendetegnet ved, at det savtakkede mønster omfatter mindst én savtand (30), som 10 fra hver bane (16, 18) strækker sig ind i passagen (20) , hvilken savtand eller savtænder (30) har en forreste kant (32) og en bageste kant (34) og er anbragt med dens forreste kant (32) vendende mod udløbsporten (25) og dens bageste kant vendende mod indløbsporten (22).

8. Ventil ifølge et af de foregående krav, kendeteg net ved, at den indbefatter et befugtningsmiddel (50), som fugter de elastiske deles (12, 14) modstående flader.

9. Ventil ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at den omfatter en fold (54) hen over passagen 20 (20) . 1 Ventil ifølge et af de foregående krav, kende -tegnet ved, at den har mere end to baner (16, 18), som danner mere end én passage, idet passagerne (20A, 2OB) har en fælles indløbsport (22A) og hver passage (20A, 20B) har en 25 uafhængig udløbsport (25A, 25B). *