ITTO20010522A1 - Valvola di controllo per linee medicali di infusione e simili. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Valvola di controllo per linee medicali di infusione e simili"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione sì riferisce in generale alle valvole di controllo per linee medicali di infusione e sìmili. Più in particolare l'invenzione riguarda una valvola anti-ritorno o anti-sifone per siffatte linee medicali.

Ancora più in particolare, l'invenzione riguarda una valvola del tipo descritto ed illustrato nella domanda di brevetto europeo EP-A-1099456 a nome della stessa Richiedente, e corrispondente al preambolo della rivendicazione 1.

Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un perfezionamento alla suddetta valvola di controllo, con particolare riferimento al corretto mantenimento dello spintore nella sua posizione operativa, ovviamente quando esso non viene azionato, nonché in relazione alla sicurezza della valvola contro rischi di generazione di bolle d'aria al suo interno durante l'impiego.

Secondo l'invenzione tale scopo viene raggiunto grazie al fatto che i mezzi elastici per mantenere normalmente lo spintore nella posizione inoperativa comprendono un corpo anulare di materiale elastomerico interposto assialmente, intorno a detto spintore, fra la suddetta parete elasticamente cedevole e la sede anulare di valvola e definente, fra detto passaggio a monte e detta sede di valvola, un percorso di flusso a labirinto.

Grazie a questa idea di soluzione in primo luogo il normale mantenimento dello spintore nella posizione inoperativa viene assicurato costantemente anche a seguito di ripetuti cicli di azionamento dei mezzi di comando. In secondo luogo il percorso a labirinto definito dal corpo anulare di materiale elastomerico consente di evitare che durante l'adescamento ristagni dell'aria all'interno della valvola.

Secondo una forma preferita di attuazione dell'invenzione il suddetto corpo anulare di materiale elastomerico è formato, dalla parte della suddetta parete elasticamente cedevole, con una corona di passaggi radiali.

L'invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali :

- la Figura 1 è una vista prospettica schematica di una valvola di controllo secondo l'invenzione, - la Figura 2 è una vista esplosa della figura 1,

- la Figura 3 è una vista in sezione assiale ed in maggiore scala della figura 1,

- la Figura 4 mostra una variante della figura 3, e

la Figura 5 è una vista prospettica di un particolare della variante rappresentata nella figura 4.

Riferendosi inizialmente alle figure 1 a 3, con 1 è indicata nel suo insieme una valvola secondo l'invenzione, illustrata con specifico riferimento ad un'applicazione anti-sifone per linee medicali di infusione e simili. Nel caso dell'esempio illustrato la valvola 1 è conformata per una connessione tuboa-tubo: occorre rilevare tuttavia che essa potrebbe essere predisposta per connessioni luer-tubo, tuboluer, oppure luer-luer.

Il corpo della valvola 1 è costituito da due parti cave indicate rispettivamente con 2 e 3, entrambe normalmente realizzate con un idoneo materiale termoplastico stampato e fra loro unite in modo permanente, ad esempio tramite saldatura a ultrasuoni, oppure incollaggio o sistemi equivalenti .

La prima parte 2 è costituita da un coperchio di forma generalmente circolare avente un'appendice laterale 4 formante un primo elemento tubolare 5 che definisce un passaggio a monte o passaggio di ingresso 6.

La parte 2 è inoltre formata con una parete anulare assottigliata 8, elasticamente molleggiante, a sua volta formata integralmente con un organo cilindrico centrale 9 atto a costituire, come verrà spiegato nel seguito, uno spintore comandato. Tale spintore 9 presenta alla sua estremità disposta sulla parete molleggiante 8 una parte in rilievo 10, che come si vedrà costituisce un organo di comando manuale della valvola 1. La sua estremità opposta, indicata con 11, consiste in un codolo di diametro ridotto con estremità arcuata, nel caso dell'esempio illustrato concava.

La seconda parte 3 del corpo della valvola 1 presenta una generale conformazione a vaschetta, di forma complementare a quella della prima parte 2, con una porzione a sezione generalmente circolare 12 ed un'appendice laterale 42 corrispondente all'appendice laterale 4 della parte 2. La porzione 12 è formata integralmente con un secondo connettore tubolare 13 il quale definisce un passaggio a valle o a passaggio di uscita 14, parallelo e sfalsato rispetto al passaggio di ingresso 6.

Le parti 2 e 3 del corpo di valvola 1 definiscono fra loro una camera 15 che comunica lateralmente con il primo connettore tubolare 5, ovvero con il passaggio di ingresso 6, e che è collegata con il passaggio di uscita 14 attraverso una valvola unidirezionale ad apertura spontanea ed anche comandata, indicata nel suo insieme con 16.

La valvola 16 comprende essenzialmente un otturatore elastico costituito da un elemento a forma di tazza 17, il quale comprende una parete di fondo circolare 18 ed un mantello o parete laterale 19 di forma cilindrica, più convenientemente a superficie conica divergente dalla parte opposta alla parete di fondo 18.

La conformazione dell'otturatore 17 può essere del tutto analoga a quella descritta ed illustrata nella già citata domanda di brevetto europeo EP-A-1099456. Così, la parete di fondo 18 può presentare spessore costante oppure, più convenientemente, variabile e maggiore verso la sua parte centrale.

Analogamente la parete laterale 19 può presentare spessore costante oppure, più convenientemente, variabile e crescente verso il suo bordo libero.

Il bordo circonferenziale esterno della parete di fondo 18, indicato con 21, può essere a spigolo vivo, come nel caso dell'esempio illustrato, oppure smussato .

L'elemento a tazza 17 è normalmente formato in un sol pezzo di materiale elastomerico morbido, particolarmente silicone liquido stampato ad iniezione con punto di iniezione centrale.

L'elemento a tazza 17 è inserito, coassialmente al passaggio di uscita 14, in appoggio su una parete anulare 22 della seconda porzione 3 del corpo della valvola 1, la quale presenta normalmente una superficie scanalata nel modo descritto nella già citata domanda di brevetto europeo EP-A-1099456.

Il bordo circonferenziale 21 della parete di fondo 18 dell'elemento a tazza 17 appoggia contro una sede anulare di valvola 25 la quale è definita da una superficie conica di un inserto ad anello 26 alloggiato e bloccato assialmente entro la camera 15, coassialmente al passaggio di uscita 14. L'anello 16 è formato con un elemento anulare di guida perforato 27 attraverso il quale è guidato in modo assialmente scorrevole il codolo di estremità 11 dello spintore 9, la cui estremità concava è disposta in appoggio contro la faccia esterna della parete di fondo 18 dell'elemento a tazza 17.

La sede anulare di valvola 25, normalmente chiusa a tenuta dal bordo circonferenziale 21 dell'elemento a tazza 17, comunica con il passaggio di ingresso 6 attraverso l'elemento di guida perforato 27, la camera 15 ed un passaggio anulare interno 28 fra questi interposto.

Il passaggio anulare 28 è delimitato internamente dallo spintore 9, ed esternamente in parte dall'anello 26 ed in parte dalla parete interna di un corpo anulare di materiale elastomerico 29 interposto assialmente, intorno allo spintore 9 e con un leggero precarico, fra la parete elasticamente cedevole 8 della parte 2 del corpo della valvola 1 e l'anello 26. Tale corpo anulare 29 costituisce un organo elastico tendente a mantenere lo spintore 9 nella posizione arretrata inoperativa rappresentata nella figura 3. Una pressione manuale operata sulla parte di comando 10 dello spintore 9 provoca, grazie al cedimento della parete 8, la contrazione assiale del corpo anulare del materiale elastomerico 29, consentendo allo spintore 9 di muoversi verso una posizione avanzata operativa corrispondente all'apertura della valvola 1.

II bordo del corpo anulare 29 rivolto dalla parte della parete 8 è formato con una corona di intagli radiali 30 attraverso i quali la camera 15 è posta in comunicazione con la camera anulare interna 28. Fra il passaggio di ingresso 6 e la valvola 16 risulta così formato un percorso di flusso a labirinto la cui funzione verrà chiarita nel seguito .

Il funzionamento della valvola è il seguente. La disposizione sopra descritta è tale per cui, nella condizione assemblata fra le parti 2 e 3 del corpo di valvola 1, l'elemento a tazza 17 è sottoposto ad un predeterminato precarico elastico assiale: in tal modo il bordo periferico 21 della sua parete di fondo 18 è mantenuto elasticamente premuto in contatto di tenuta contro la sede anulare di valvola 25, sotto la spinta assiale operata dalla parete laterale 19, nonché della conseguente spinta radiale applicata da parte della parete 18 grazie alla conformazione conica della sede anulare di valvola 25. Questa condizione corrisponde alla posizione normalmente chiusa della valvola secondo l'invenzione, rappresentata nella figura 3, in cui il flusso dal passaggio a monte 6 verso il passaggio a valle 14 è impedito in modo efficace e sicuro.

Allorché all'interno del passaggio a monte 6 si produce una sovrapressione di entità superiore ad un valore di soglia prestabilito (ad esempio compreso fra 1 e 5 psi nel caso di applicazioni anti-sifone), la valvola passa prontamente dalla condizione di chiusura alla condizione di apertura, per effetto dell'inflessione della parete di fondo 18 dell'elemento a tazza 17, possibilmente combinata con un parziale cedimento elastico assiale della parete laterale 19. Tale inflessione determina l'allontanamento del bordo periferico 21 dalla sede anulare di valvola 25, per cui il passaggio a monte 6 viene posto in comunicazione con il passaggio a valle 14 attraverso la camera 15, gli intagli radiali 30 del corpo 29, il passaggio anulare interno 28 e l'elemento anulare perforato di guida 27. E' sufficiente un modesto valore di pressione oltre il valore di soglia per produrre in modo pronto ed immediato l'apertura spontanea della valvola .

Il ritorno spontaneo in posizione di chiusura, allorché si ristabilisce l'equilibrio di pressione fra il passaggio a monte 6 ed il passaggio a valle 14, oppure nel caso di sovrapressione nel passaggio a valle 14, si determina immediatamente per effetto del ritorno della parete di fondo 18 dell'elemento a tazza 17 nella configurazione non deflessa di appoggio del relativo bordo periferico 21 contro la sede anulare di valvola 25.

Per operare l'apertura comandata della valvola 16 è sufficiente premere assialmente sulla parte di comando 10. Per effetto di tale pressione il corpo anulare dì materiale elastomerico 29 viene compresso assialmente, consentendo l'avanzamento dello spintore 9 nella posizione operativa. In tale posizione l'estremità libera del codolo 11 determina l'inflessione della parete di fondo 18 dell'elemento a tazza 17 e quindi la separazione del bordo 21 dalla sede di valvola 25, in modo del tutto analogo a quello precedentemente descritto con riferimento all'apertura spontanea.

La condizione di apertura così operata si mantiene tale finché la parte di comando 10 non viene rilasciata. In tal caso lo spintore 9 viene immediatamente richiamato nella posizione arretrata inoperativa per effetto del ritorno elastico della parete 8 e della reazione del corpo anulare di materiale elastomerico 29 nella posizione di partenza, e la parete di fondo 18 dell'elemento a tazza 17 si riporta con il suo bordo 21 in contatto di chiusura ermetica contro la sede di valvola 25.

La canalizzazione di flusso a labirinto definita dalla camera 15, dai passaggi radiali 30 del corpo anulare 29 e dal passaggio anulare interno 28 consente di assicurare nell'uso una completa evacuazione dell'aria durante l'operazione di adescamento all'atto dell'apertura comandata dalla valvola 16 operata tramite l'azionamento dello spintore 9.

La forma di attuazione illustrata nelle figure 4 e 5, in cui parti identiche o simili a quelle già descritte precedentemente sono indicate con gli stessi riferimenti numerici, differisce da quella descritta in precedenza unicamente per ciò che riguarda la conformazione della parte attiva dello spintore 9. In tale variante infatti il codolo 11 è sostituito da una pluralità (nell'esempio illustrato in numero di quattro) di appendici assiali 31 agenti su corrispondenti zone della parete di fondo 18 dell'elemento a tazza 17. In tal caso inoltre l'organo anulare di guida perforato 27 dell'anello 26 è soppresso.

Naturalmente, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione. Così, sebbene la valvola sia stata descritta con espresso riferimento ad un'applicazione anti-sifone, essa può essere facilmente adattata anche per l'impiego come semplice valvola di ritegno ("check-valve") ad apertura comandata, predisposta per aprirsi spontaneamente con pressioni di fluido sensibilmente più modeste, ad esempio dell'ordine di 0,01-0,02 bar. La taratura può essere realizzata semplicemente operando sulla caratteristica elastica dell'elemento a tazza 17, ad esempio variando lo spessore della sua parete di fondo 18 oppure utilizzando materiali di durezza diversa, oppure modificandone il precarico di montaggio.

Infine, per quanto riguarda l'apertura comandata, sebbene l'esempio illustrato nei disegni utilizzi un sistema a spinta assiale, la deformazione indotta manualmente dall'esterno della parete di fondo 18 dell'elemento a tazza 17 potrebbe essere operata con qualsiasi sistema equivalente, ad esempio con sistema girevole ed eventualmente anche con attuazione motorizzata.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Valvola di controllo (1) per linee medicali di infusione e simili, comprendente un corpo (2, 3) avente un primo ed un secondo elemento tubolare (5, 13) che definiscono rispettivamente un passaggio assiale a monte (6) ed un passaggio assiale a valle (14) fra loro collegati e fra i quali è disposto trasversalmente un diaframma (17) di materiale elasticamente deformabile cooperante a tenuta di fluido con una sede anulare di valvola (25) per mantenere normalmente chiusa la valvola, in cui una pressione di fluido predeterminata in detto passaggio a monte (6) determina un'inflessione di detto diaframma (18) e la conseguente apertura della valvola, ed in cui: detto passaggio a monte (6) è sfalsato rispetto a detto passaggio a valle (14), parallelamente a questo, - detta sede di valvola (25) e detto diaframma (18) sono disposti coassialmente a detto passaggio a valle (14), su detto diaframma (18) è disposto coassialmente un organo spintore (9) scorrevole fra una posizione arretrata inoperativa ed una posizione avanzata operativa, mezzi elastici (29) sono previsti per mantenere normalmente detto spintore (9) in detta posizione inoperativa, mezzi di comando (10) sono azionabili manualmente per disporre detto spintore (9) in detta posizione operativa, contro l'azione di detti mezzi elastici (29), così da determinare l'inflessione comandata del suddetto diaframma (18); il semplice rilascio di detti mezzi di comando (10) consentendo il ritorno immediato della valvola in detta posizione di chiusura sotto l'azione di detti mezzi elastici (29), - detto spintore (9) è operativamente associato ad una parete elasticamente cedevole (8) del corpo (2) della valvola (1), caratterizzata dal fatto che detti mezzi elastici comprendono un corpo anulare di materiale elastomerico (29) interposto assialmente, intorno a detto spintore (9), fra detta parete elasticamente cedevole (8) e detta sede di valvola (25) e definente, fra detto passaggio a monte (6) e detta sede di valvola (25), un percorso di flusso a labirinto (15, 30, 28).
2. 2. Valvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto corpo anulare di materiale elastomerico (29) è formato, dalla parte di detta parete elasticamente cedevole (8), con una corona di passaggi radiali (30).
3. 3. Valvola secondo la rivendicazione l o ia rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta sede anulare di valvola è definita da una parete a superficie conica (25) coassiale a detto passaggio a valle (14) e divergente verso questo, e dal fatto che detto diaframma è costituito dalla parete di fondo (18) di un elemento a forma di tazza (17) il cui bordo periferico esterno (21) è normalmente premuto in contatto di tenuta contro detta sede anulare di valvola (25), sotto una spinta assiale operata dalla parete laterale (19) di detto elemento a tazza (17); l'inflessione di detta parete di fondo (18) dell'elemento a tazza (17) prodotta nell'uso da detta pressione di fluido predeterminata, ovvero dall'azionamento di detti mezzi di comando (10), determinando la contrazione radiale di detto bordo periferico esterno (21) e la sua conseguente separazione da detta sede anulare di valvola (25).
4. 4. Valvola secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto corpo (2, 3) della valvola (1) definisce una camera (15) comunicante da una parte con detto passaggio di ingresso (6) e dall'altra, attraverso detta corona di passaggi radiali (30) di detto corpo anulare di materiale elastomerico (29), con un passaggio anulare interno (28) collegato con detta sede anulare di valvola (25).
5. 5. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto organo spintore è formato da uno stelo (9) avente un codolo assiale (11) agente su detto diaframma (18) e guidato in modo assialmente scorrevole rispetto a questo.
6. 6. Valvola secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detta sede anulare di valvola (25) è formata in un organo anulare (26) definente una guida (27) attraverso la quale è coassialmente scorrevole detto codolo assiale (11) dello spintore (9), detto corpo anulare di materiale elastomerico (29) appoggiando, dalla parte opposta a detta parete elasticamente cedevole (8), contro detto organo anulare (26).
7. 7. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 4, caratterizzata dal fatto che detto spintore (9) include una pluralità di steli assiali (31) agenti su detto diaframma (18).
8. 8. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti primo e secondo elemento tubolare (5, 13) sono predisposti per collegamenti tubo-tubo, oppure luer-tubo, oppure tubo-luer, oppure luer-luer di detta linea medicale.
9. 9. Valvola sostanzialmente come descritta ed illustrata e per gli scopi specificati.