NL8101619A

NL8101619A - MEDICAL ROLL PUMP.

Info

Publication number: NL8101619A
Application number: NL8101619A
Authority: NL
Original assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1980-04-02
Filing date: 1981-04-01
Publication date: 1981-11-02
Also published as: JPS56151057A; CA1158477A; FR2479914B1; FR2479914A1; DE3112837A1

Description

- 1 - ¢-»- 1 - ¢ - »

Medische rollenpomp.Medical roller pump.

Rollenpompen zijn "bekend en worden -veelvuldig toegepast op medisch gebied. Een kenmerkende toepassing voor zulk een pomp is een bloedpomp gedurende hemodialyse, bijvoorbeeld. Andere toepassing®! zijn bekend. De eenvoud en betrouwbaarheid 5 van rollen pompen heeft geleid tot hun veelvoudig gebruik op medisch gebied.Roller pumps are "known and widely used in the medical field. A typical application for such a pump is a blood pump during hemodialysis, for example. Other applications are known. The simplicity and reliability of roller pumps has led to their multiple use on medical field.

Kenmerkend bestaat een medische rollenpomp uit een stator met een steunoppervlak waartegen een of meer slangen worden samengedrukt door een roterende rotor, waarbij de rotor met be-10 hulp van twee of meer rollen de slangen aangrijpt. Bij rotatie van de rotor, wordt het medium in de slang of slangen getransporteerd in de richting van de rotatie van de rotor. Of anders kan het fluïdum naar de pomp worden gevoerd onder druk zodat de rotatie van de rotor tot gevolg heeft dat de pomp dient als een 15 afmeetklep. In beide gevallen is het bekend zijn van de inwendige diameter van de slang of slangen en de rotatiesnelheid van de rotor noodzakelijk voor het bekend zijn van de hoeveelheid fluïdum welke wordt gevoerd door de slang of slangen, welke hoeveelheid kan worden geregeld door het regelen van de snelheid van de rotor.Typically, a medical roller pump consists of a stator with a support surface against which one or more hoses are compressed by a rotating rotor, the rotor engaging the hoses using two or more rollers. When the rotor is rotated, the medium in the hose or hoses is transported in the direction of the rotor's rotation. Or else, the fluid can be fed to the pump under pressure so that the rotation of the rotor results in the pump serving as a metering valve. In either case, it is known the internal diameter of the hose or hoses and the rotational speed of the rotor necessary to know the amount of fluid passed through the hose or hoses, which amount can be controlled by controlling the speed of the rotor.

20 Bekende slangen voor rollen-pompen hebben in hoofdzaak een cirkelvormige dwarsdoorsnede. Terwijl dit voldoende is gebleken voor vele toepassingen, vereisen vele medische toepassingen het minimaal maken of opheffen van lekkage binnen de slang voorbij de rollenrotor. Volledig sluiten van een slang met 25 cirkelvormige dwarsdoorsnede vereist dikwijls overmatige kracht. Bovendien kan het onderlinge verschil in vorm tussen de slang en de rollen van de rotor het volledig sluiten van de slang tegengaan. Terwijl variaties in het rendement van de pomp als gevolg van deze oorzaken, niet hinderlijk kan zijn, zelfs bij sommige 30 medische toepassingen, kunnen zij bij andere toepassingen kritisch zijn. Indien bijvoorbeeld een rollenpomp wordt gebruikt voor het regelen van de afgifte van een medicijn, is het van belang om nauwkeurig een bepaalde hoeveelheid van het medicijn af te geven 8101619 % - 2 - over een bepaalde tijdsduur. Lekkages, waarmee niet op de juiste wijze rekening is gehouden, resulteren in een afwijking van het gewenste medische regiem. Bij andere medische toepassingen kunnen lekkages ook leiden tot kritische onnauwkeurigheden in de aangeno-5 men verpompte hoeveelheid.Known hoses for roller pumps have a substantially circular cross section. While this has proven sufficient for many applications, many medical applications require minimizing or eliminating leakage within the hose past the roller rotor. Completely closing a hose of circular cross section often requires excessive force. In addition, the difference in shape between the hose and the rollers of the rotor can prevent the hose from closing completely. While variations in pump efficiency due to these causes may not be a nuisance even in some medical applications, they may be critical in other applications. For example, if a roller pump is used to control the delivery of a drug, it is important to accurately deliver a given amount of the drug 8101619% - 2 - over a specified period of time. Leaks, which have not been properly taken into account, result in a deviation from the desired medical regime. In other medical applications, leaks can also lead to critical inaccuracies in the amount pumped.

De uitvinding voorziet in een verbetering aan een medische rollenpomp van het soort waarbij een stator een steunoppervlak levert waartegen een slang wordt samengedrukt door een rotor terwijl deze over 360° roteert. De vorm van de slang is 10 zodanig dat de hoeveelheid kracht nodig voor het volledig sluiten van de slang bij samendrukken tussen de rotor en het steunoppervlak van de stator wordt verminderd. In het algemeen omvat de slang een doorgang voor fluïdum begrensd door eerste en tweede zijwanden welke in hoofdzaak op afstand van elkaar zijn gelegen 15 en welke met elkaar zijn verbonden bij eerste en tweede toppunten. Lippen kunnen aanwezig zijn om te reiken vanaf de toppunten om in aanraking te komen met de stator om de slang op de weg van de rotor te houden. Bij voorkeur zijn de zijwanden gebogen en meer in het. bijzonder ellipsvormig, waarbij een van de zijwanden ligt 20 over het steunoppervlak van de stator. Op deze wijze wordt niet alleen de kracht nodig voor het volledig sluiten van de doorgang voor fluidum vermindert, maar ook vergemakkelijkt de vorm van het systeem het volledig sluiten van de doorgang voor fluidum door deze te houden binnen de weg van de rotor..The invention provides an improvement to a medical roller pump of the type in which a stator provides a support surface against which a hose is compressed by a rotor as it rotates through 360 °. The shape of the hose is such that the amount of force required to completely close the hose upon compression between the rotor and the stator support surface is reduced. Generally, the hose includes a fluid passage bounded by first and second side walls which are substantially spaced apart and which are joined together at first and second apexes. Lips may be provided to reach from the apexes to contact the stator to keep the hose away from the rotor. Preferably the side walls are curved and more in it. particularly elliptical, with one of the side walls overlying the support surface of the stator. In this way, not only is the force required to completely close the fluid passageway reduced, but the shape of the system also facilitates complete closure of the fluid passageway by holding it within the path of the rotor.

25 Figuur 1 en 2 tonen de cirkelvormige dwarsdoorsnede van een kenmerkende slang voor een bekende rotorpomp met daarbij zijn gedrag bij samendrukken.Figures 1 and 2 show the circular cross-section of a characteristic hose for a known rotor pump and its behavior when compressed.

Figuur 3 is een dwarsdoorsnede van een voorkeursuitvoeringsvorm van de slang voor een rollenpomp volgens de uitvin-30 ding.Figure 3 is a cross-sectional view of a preferred embodiment of the hose for a roller pump according to the invention.

Figuur k toont de opstelling van de slang volgens figuur 3 ten opzichte van het steunoppervlak van de stator van een rollenpomp.Figure k shows the arrangement of the hose of Figure 3 relative to the support surface of the stator of a roller pump.

Figuur 5 toont het samendrukken van een slang voor 35 een rollenpomp volgens de uitvinding.Figure 5 shows the compression of a hose for a roller pump according to the invention.

8101619 - 3 - V"8101619 - 3 - V "

Figuur 1 toont de cirkelvormige dwarsdoorsnede van een bekende slang 10 voor een rollenpomp en zijn gedrag bij uitoefenen van een samendrukkende kracht op zijn zijwanden.Figure 1 shows the circular cross-section of a known roller pump hose 10 and its behavior when a compressive force is applied to its side walls.

Volgens figuur 1 wordt de kracht uitgeoefend door platen 11 welke 5 worden bewogen in de richting van de pijlen 12. Onder invloed van de beweging van de platen 11, bewegen de zijwanden van de cirkelvormige slang 10 in de richting van de pijlen 13, terwijl de boven- en onderwanden bewegen in de richting van de pijlen 1U. Wanneer de zijwanden elkaar naderen, neemt de kracht toe welke 10 nodig is voor het volledig sluiten van de inwendige doorgang 15 van de slang 10. Bovendien kan bewegen van de boven- en onderwanden in de richting van de pijl 1¼ een deel van deze wanden doen verplaatsen voorbij de boven- of ondergrenzen van de platen 11. In dit geval is volledig sluiten van de inwendige doorgang 15 15 van de slang 10 in hoofdzaak onmogelijk.According to figure 1, the force is exerted by plates 11 which are moved in the direction of the arrows 12. Under the influence of the movement of the plates 11, the side walls of the circular hose 10 move in the direction of the arrows 13, while the top and bottom walls move in the direction of arrows 1U. As the side walls approach each other, the force needed to completely close the internal passage 15 of the hose 10 increases. In addition, moving the top and bottom walls in the direction of the arrow 1¼ can do some of these walls moving beyond the upper or lower limits of the plates 11. In this case, complete closure of the internal passage 15 of the hose 10 is substantially impossible.

Figuur 2 toont een kenmerkende rollenpomp met een stator 16 voorzien van een steunoppervlak 17 en een kamer begrensd door boven- en onderwanden 17· Een rotor 18 draagt een rol 19 en is volgens figuur 2 in maximale samendrukkende aangrijping met 20 een slang 10 welke in normale toestand een cirkelvormige dwarsdoorsnede heeft. Als volgens figuur 2 kan de rol 19 niet de volledige breedte van de kamer tussen de wanden 17 bestrijken vanwege de noodzaak om de rol 19 te dragen op de rotor 18, zoals door armen 20 welke uitsteken om samen te werken met een as 21 door de rol 19» 25 waarbij de as 21 toestaat dat de rol 19 rolt over de slang 10 bij rotatie van de rotor 18. Zoals aangegeven in figuur 2 kunnen dus, bij maximaal aangrijpen tussen de rol 19 en de slang 10, de bovenste en onderste delen van de slang 10 voorbij de rol 19 uitsteken met als gevolg de niet gesloten delen 22 van de slang 10.Figure 2 shows a typical roller pump with a stator 16 provided with a support surface 17 and a chamber bounded by top and bottom walls 17 · A rotor 18 carries a roller 19 and according to Figure 2 is in maximum compressive engagement with a hose 10 which in normal state has a circular cross section. As in Figure 2, the roller 19 cannot cover the full width of the chamber between the walls 17 due to the need to support the roller 19 on the rotor 18, such as by arms 20 protruding to cooperate with a shaft 21 through the roller 19 »25, wherein the shaft 21 allows the roller 19 to roll over the hose 10 when the rotor 18 rotates. As shown in figure 2, therefore, at maximum engagement between the roller 19 and the hose 10, the upper and lower parts of the hose 10 protrude beyond the roller 19, resulting in the unclosed parts 22 of the hose 10.

30 Deze niet gesloten delen 22 maken lekkage voorbij de rol 19 mogelijk waarbij deze lekkage kritisch kan zijn in bepaalde gevallen zoals hierboven is aangegeven. De diameter van de slang 1 k met cirkelvormige doorsnede kan zodanig gekozen worden dat zijn maximale afmeting bij volledig samendrukken niet groter is dan, of kleiner 35 is dan, de hoogte van de rol 19· Echter zal de zwaartekracht altijd 8101619 * ^ - k - op zulk een slang werken en deze tenminste gedeeltelijk uit de weg van een samendrukkend oppervlak van de rol 19 trekken, met veer lekkage tot gevolg.These non-closed parts 22 allow leakage past the roller 19, this leakage being critical in certain cases as indicated above. The diameter of the hose 1 k with circular cross-section can be chosen such that its maximum size when fully compressed does not exceed, or is less than 35, the height of the roller 19 · However, gravity will always be 8101619 * ^ - k - work on such a hose and at least partially pull it out of the way of a compressive surface of the roller 19, resulting in spring leakage.

Figuur 3 toont de dwarsdoorsnede van een slang voor 5 een rollenpomp volgens de uitvinding. Een doorgang 25 voor fluidum wordt begrensd door zijwanden 26 en 27 met lange en korte assen.Figure 3 shows the cross-section of a hose for a roller pump according to the invention. A fluid passage 25 is delimited by long and short axis sidewalls 26 and 27.

De zijwanden 26 en 27 zijn van elkaar op afstand gelegen (langs de korte as) en komen bij elkaar bij de punten 28 (welke op afstand van elkaar zijn gelegen langs de lange as). Lippen 29 reiken 10 vanaf de toppunten 28 om hierna nader te beschrijven redenen. De samendrukkende kracht nodig om de zijwanden 26 en 27 volledig’in aanraking met elkaar te brengen, wordt verminderd door verminderen van de natuurlijke afstand hiertussen. Echter verdient het de voorkeur om de slang volgens de uitvinding te vervaardigen door 15 een exfcrusieproces, waarbij zulk een proces enige afstand tussen de zijwanden 26 en 27 vereist. Andere processen kunnen zodanig worden toegepast dat de zijwanden 26 en 27 onafhankelijk van elkaar worden gevormd maar gewoonlijk in contact met elkaar zijn met uitzondering wanneer fluidum stroomt door de doorgang 25.The side walls 26 and 27 are spaced apart (along the short axis) and meet at points 28 (which are spaced along the long axis). Lips 29 extend from top tips 28 for reasons to be described hereinafter. The compressive force required to bring side walls 26 and 27 into full contact with each other is reduced by reducing the natural distance between them. However, it is preferable to manufacture the hose according to the invention by an extrusion process, such a process requiring some distance between the side walls 26 and 27. Other processes can be used such that sidewalls 26 and 27 are formed independently of each other but are usually in contact with each other except when fluid flows through passage 25.

20 Bij het door extrusie vervaardigen, hetgeen de voorkeur verdient, zijn de zijwanden in hoofdzaak gebogen en meer in het bijzonder elliptisch.In preferred extrusion manufacturing, the side walls are substantially curved and more particularly elliptical.

Bij gebruik wordt de slang van de rollenpomp volgens figuur 3 opgesteld binnen een stator van de rollenpomp waar-25 bij een van de zijwanden 26 of 27 wordt opgesteld tegen het steun-oppervlak van de stator. Dit is aangegeven in figuur baarbij de zijwand 27 ligt tegen het steunoppervlak 17· Zoals aangegeven in figuur k reiken de lippen 29 vanaf het hoofdlichaam van de slang bij de toppunten 28 naar de statorwanden 17· Door aanraking met de 30 statorwanden 17 bepalen de lippen 29 de stand van de zijwanden 26 en daardoor de doorgang 25 voor fluidum van de slang. De afstand tussen de toppunten 28 is zodanig gekozen, dat bij volledige aanraking tussen de zijwanden 26 en 27, de toppunten 28 niet verder van elkaar zijn gelegen dan de hoogte van het contactoppervlak 35 van de rol 19 van de rotor. Dit is aangegeven in figuur 5 waarbij 8101 619 , ir - 5 - de rol 19 in volledig sluitend contact is met een slang volgens de uitvinding. Figuur 5 toont de dwarsdoorsnede van een voorkeursuitvoering van de slang. Binnen de samenhang van het extru-sieproces welke de voorkeur verdient voor het vervaardigen van 5 de slang is enige afstand tussen de zijwanden 26 en 27 noodzake lijk voor een juiste vorming van deze zijwanden. Willekeurig materiaal welke in staat is om de continue. samendrukking tussen de rol 19 en het steunoppervlak van de stator te weerstaan, alsmede het fluïdum welke stroomt door de doorgang 25, kan worden gebruikt 10 voor de slang. Geextrudeerde siliconen is een voor vele toepassingen bruikbaar materiaal.In use, the hose of the roller pump of Figure 3 is disposed within a stator of the roller pump with one of the side walls 26 or 27 positioned against the support surface of the stator. This is indicated in the figure when the side wall 27 lies against the support surface 17 · As shown in figure k, the lips 29 extend from the main body of the hose at the apexes 28 to the stator walls 17 · By contacting the 30 stator walls 17 the lips 29 the position of the side walls 26 and thereby the hose fluid passage 25. The distance between the apexes 28 is chosen such that upon full contact between the side walls 26 and 27, the apexes 28 are not further apart than the height of the contact surface 35 of the roller 19 of the rotor. This is shown in Figure 5 where 8101 619, ir-5 - the roller 19 is in full sealing contact with a hose according to the invention. Figure 5 shows the cross section of a preferred embodiment of the hose. Within the context of the preferred extrusion process for manufacturing the hose, some distance between the side walls 26 and 27 is necessary for proper formation of these side walls. Any material capable of continuous. To resist compression between the roller 19 and the stator support surface, as well as the fluid flowing through the passage 25, can be used for the hose. Extruded silicone is a material that can be used for many applications.

Vanzelfsprekend kunnen vele wijzigingen en variaties binnen het kader van de uitvinding worden toegepast. Bijvoorbeeld kan de afstand tussen de toppen 28 van de slang worden be-15 paald in samenhang met de aangrijphoogte van de rol 19 van de rotor tezamen met de afstand tussen de zijwanden 26 en 27· De lengte van de lippen 29 zal op gelijke wijze afhankelijk zijn van de afmeting van de rol alsmede van de afstand tussen de stator-wanden 17- De dikte van de zijwanden 26 en 27 is bij voorkeur 20 zo gering mogelijk maar toch in staat om herhaald samendrukken tussen de rol 19 en het steunoppervlak 17 van de stator te weerstaan.Of course, many modifications and variations can be made within the scope of the invention. For example, the distance between the tips 28 of the hose can be determined in connection with the engagement height of the roller 19 of the rotor together with the distance between the side walls 26 and 27 · The length of the lips 29 will depend on the same the size of the roll as well as the distance between the stator walls 17- The thickness of the side walls 26 and 27 is preferably as small as possible but still capable of repeated compression between the roll 19 and the support surface 17 of the stator.

81016198101619

Claims

1. Medical roller pump of the stator type having a substantially curved support surface, a hose disposed along the support surface and a rotatable rotor rotatable by 360 ° for compressing the hose against the support surface, characterized in that the hose is provided with elliptical sidewalls defining a long axis and a short axis fluid passageway, the long axis being parallel to the support surface.

Roller pump according to claim 1, characterized in that the hose further comprises lips projecting outwardly from the hose along the long axis for arranging the passage of fluid in the way of the rotor.

Pump according to claim 2, characterized in that the stator is provided with first and second main walls which are substantially perpendicular to the support surface, the lips consisting of first and second lips, each of which extends to one of the first and second main walls. U. Medical roller pump of the type with a stator 20 having a substantially curved support surface, a hose lying over the support surface and a rotor rotatable by 3βθ ° for compressing the hose against the support surface, characterized in that the hose is provided of a passage for fluid bounded by first and second curved side walls 25 meeting at first and second apexes, one of the curved side walls lying along the support surface.

Pump according to claim H, characterized by lips extending from the apexes and supports against the stator for arranging the passage of fluid in the path of the rotor. 30. Hose for use with a medical roller pump in which a rotor compresses the hose against a support surface of a stator to control the flow of fluid through the hose, characterized in that the hose has a passage for fluid bounded by first and second side walls which are attached to each other at first and second vertices. 8101619 - 7 - 7 · Hose according to claim 6, characterized in that the hose is formed by extrusion, the side walls being substantially spaced from each other.

Hose according to claim 6, characterized in that 5 lips protrude from the top tips. 8101619