NO754411L

NO754411L -

Info

Publication number: NO754411L
Application number: NO754411A
Authority: NO
Inventors: J R Serur
Original assignee: Medoff Marshall
Priority date: 1975-12-29
Filing date: 1975-12-29
Publication date: 1977-06-30

Abstract

Strømningsregulator.Flow regulator.

Description

Oppfinnelsen angår en innretning for styring av en fluidum-eller væskestrøm i et falltilførselssystem. En strømningsregulator ifølge foreliggende oppfinnelse er særlig anvendbar i forbindelse med systemer for medisinske formål, men oppfinnelsen er ikke be-grenset til slik anvendelse. Et typisk bruksområde for en slik strømningsregulator er tilføring av behandlingsvæske til en blod-behandlingsinnretning såsom en kunstig nyre. Som representativt for teknikkens stilling på området vises til US patent nr. 3 729 098. The invention relates to a device for controlling a fluid or liquid flow in a drop supply system. A flow regulator according to the present invention is particularly applicable in connection with systems for medical purposes, but the invention is not limited to such use. A typical area of use for such a flow regulator is the supply of treatment fluid to a blood treatment device such as an artificial kidney. As representative of the state of the art in the area, reference is made to US patent no. 3 729 098.

Det er et hovedformål ved foreliggende oppfinnelse å til-veiebringe en forbedret strømningsregulator som er billig i frem-stilling og enkel i bruk, og som innbefatter visse ønskelige sik-kerhetsforanstaltninger som ér av særlig betydning i situasjoner som kan oppstå ved medisinsk anvendelse. It is a main purpose of the present invention to provide an improved flow regulator which is cheap to manufacture and simple to use, and which includes certain desirable safety measures which are of particular importance in situations which may arise in medical applications.

Oppfinnelsen tilveiebringer en strømningsregulator for bruk i et væske-falltilførselssystem omfattende et første væskekammer med et væskeinnløp, et væskeutløp, samt organer for å opprett-holde et væskenivå i kammeret. Et andre væskekammer er slik anordnet at det ved tyngdekraftvirkning opptar væske fra væskeutløpet til det første kammer og har sitt eget væskeutløp. Avluftingsorganer er anordnet for kommunikasjon mellom hvert kammer og regulatorens utside. The invention provides a flow regulator for use in a liquid drop supply system comprising a first liquid chamber with a liquid inlet, a liquid outlet, and means for maintaining a liquid level in the chamber. A second liquid chamber is arranged in such a way that it absorbs liquid from the liquid outlet of the first chamber by gravity and has its own liquid outlet. Venting means are provided for communication between each chamber and the outside of the regulator.

Ved foretrukne utføringsformer av oppfinnelsen er automa-tisk påvirkbare organer anordnet for angivelse av mangel på væske (eller endringer i væskens sammensetning) i det andre kammer og/ eller for blokkering av det andre kammers utløp ved slik mangel, idet blokkeringsorganene omfatter en flottørventil, avluftingsorganene innbefatter ventilorganer for blokkering av kommunikasjonen, det første og andre kammer grenser til hverandre idet bunnveggen til det første kammer også danner en toppvegg i det andre kammer, In preferred embodiments of the invention, automatically actuable devices are arranged for indicating a lack of liquid (or changes in the composition of the liquid) in the second chamber and/or for blocking the outlet of the second chamber in the event of such a lack, the blocking devices comprising a float valve, the venting devices includes valve means for blocking the communication, the first and second chambers border each other, the bottom wall of the first chamber also forming a top wall in the second chamber,

og avluftingsorganene omfatter en avluftingskanal som løper gjennom det første kammer fra toppveggen gjennom bunnveggen. En første åpning i avluftingskanaleh kommuniserer med det andre kammer og en and the deaeration means comprise a deaeration channel which runs through the first chamber from the top wall through the bottom wall. A first opening in the deaeration channel communicates with the second chamber and a

andre åpning i avluftingsrøret kommuniserer med det første kammer. second opening in the deaeration pipe communicates with the first chamber.

Andre formål, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av følgende beskrivelse av en spesielt foretrukket utførings-form, i tilknytning til tegningen som er en delvis skjematisk illu-strasjon av en regula'tor som er konstruert ifølge foreliggende oppfinnelse slik den anvendes i et væske-falltilførselssystem. Other objects, features and advantages of the invention will be apparent from the following description of a particularly preferred embodiment, in connection with the drawing which is a partial schematic illustration of a regulator constructed according to the present invention as it is used in a liquid -fall supply system.

Tegningen viser en stor beholder 10 for en væske 12, hvilken beholder har en forholdsvis stor åpning 14 gjennom hvilken væsken kan fjernes. En slik beholder benyttes ofte i medisinske situasjoner og kan være forsynt med organer for understøttelse (ikke vist) i opp-ned stilling. The drawing shows a large container 10 for a liquid 12, which container has a relatively large opening 14 through which the liquid can be removed. Such a container is often used in medical situations and can be provided with organs for support (not shown) in an upside-down position.

Regulatoren ifølge foreliggende oppfinnelse er generelt angitt ved 16. I den illustrerte situasjon er hensikten med regulatoren 16 å fremskaffe en jevn strøm fra beholderen til et væske-rør 18 (f.eks. et rør som kommuniserer med pasienten eller med et medisinsk instrument som igjen kommuniserer med pasienten) og ved en strømningshastighet som er meget lavere enn den som ville fore-komme dersom væsken hadde strømmet direkte fra åpningen 14 til rø-ret 18. (Selvsagt er regulatoren 16 egnet for bruk i forbindelse med andre former for væsketilførsel enn beholderen 10.) The regulator according to the present invention is generally indicated at 16. In the illustrated situation, the purpose of the regulator 16 is to provide a steady flow from the container to a liquid tube 18 (e.g. a tube that communicates with the patient or with a medical instrument which again communicates with the patient) and at a flow rate that is much lower than that which would occur if the liquid had flowed directly from the opening 14 to the pipe 18. (Of course, the regulator 16 is suitable for use in connection with other forms of liquid supply than the container 10.)

Regulatoren 16 innbefatter et øvre kammer 20 og et nedre kammer 22 som er innbyrdes adskilt ved hjelp av en vegg 24 i hvilken er utformet en åpning 26. Som vist på tegningen grenser kamrene fortrinnsvis til hverandre, idet veggen 24 utgjør bunnvegg for kammeret 20 og toppvegg for kammeret 22, og åpningen 26 danner væskeutløp fra kammeret 20 til kammeret 22. I en hensiktsmessig utføringsform er kamrene 20 og 22, såvel som hele enheten 16, ut-ført i et gjennomsiktig materiale (f.eks. plast). En gradering 27 kan være anordnet på kammerets 20 sidevegg av grunner som sene-re skal forklares. The regulator 16 includes an upper chamber 20 and a lower chamber 22 which are mutually separated by means of a wall 24 in which an opening 26 is formed. As shown in the drawing, the chambers preferably border each other, the wall 24 constituting the bottom wall of the chamber 20 and the top wall for the chamber 22, and the opening 26 forms a liquid outlet from the chamber 20 to the chamber 22. In a suitable embodiment, the chambers 20 and 22, as well as the entire unit 16, are made of a transparent material (e.g. plastic). A graduation 27 can be arranged on the side wall of the chamber 20 for reasons which will be explained later.

Et væskeinnløpsrør 28 kommuniserer med åpningen 14 i beholderen 10 og strekker seg nedover inn i kammeret 20. Organer 30 er anordnet i toppveggen 32 til kammeret 20 for opplagring av røret 28 på en slik måte at dets stilling i forhold til veggen 24 kan justeres. Organene 30 kan omfatte en holder som er innvendig gjenget idet røret 28 er utvendig gjenget, eller kan som vist bare utgjøres av en fjærende friksjonspasning i hvilken røret 28 kan forskyves. Andre alternative konstruksjoner er selvsagt mulige. Et rør 34 omfatter en kanal som danner kommunikasjon fra hver av kamrene 20, 22 til den omgivende atmosfære. En stoppkran eller ventil 36 kan A liquid inlet pipe 28 communicates with the opening 14 in the container 10 and extends downwards into the chamber 20. Organs 30 are arranged in the top wall 32 of the chamber 20 for storage of the pipe 28 in such a way that its position in relation to the wall 24 can be adjusted. The organs 30 can comprise a holder which is internally threaded while the pipe 28 is externally threaded, or, as shown, can only consist of a springy friction fitting in which the pipe 28 can be displaced. Other alternative constructions are of course possible. A pipe 34 comprises a channel which forms communication from each of the chambers 20, 22 to the surrounding atmosphere. A stopcock or valve 36 can

være anordnet i en ytre del av røret 34. Den åpne nedre ende 38be arranged in an outer part of the tube 34. The open lower end 38

av røret 34 kommuniserer med kammeret 22. En åpning 40 i røret 34 kommuniserer med kammeret 20 i et punkt som ligger nærmere toppveggen 32 enn enden 42 til røret 28 i kammeret 20, hvorved sikres, slik det fremgår nedenfor, at åpningen 40 ligger over væskeoverfla-ten i kammeret 20. En ventil 44 er anordnet ved munningen av et væskeutløp 46 fra bunnveggen 48 i det andre kammer. I den viste utføringsform er ventilen 44 ganske enkelt en flottørventil. Ut-løpet 46 leverer væske til førnevnte rør 18. Alternativt eller i tillegg kan en væskeføler 50 av hensiktsmessig konstruksjon an-ordnes for å varsle dersom væsken mangler i kammeret 22 eller ved andre endringer i væskens tilstand (f.eks. dens fysiske eller kje-miske egenskaper såsom uønsket endring av salt/vann-forholdet i en blodbehandlingsvæske eller væskenivået i kammeret). Føleren 50 kan via ledninger 52 være forbundet med en konvensjonell alarm-eller blokkeringsinnretning (f.eks. en magnetventil i røret 18) of the pipe 34 communicates with the chamber 22. An opening 40 in the pipe 34 communicates with the chamber 20 at a point that is closer to the top wall 32 than the end 42 of the pipe 28 in the chamber 20, thereby ensuring, as will be seen below, that the opening 40 lies above the liquid surface -ten in the chamber 20. A valve 44 is arranged at the mouth of a liquid outlet 46 from the bottom wall 48 in the second chamber. In the embodiment shown, the valve 44 is simply a float valve. The outlet 46 delivers liquid to the aforementioned pipe 18. Alternatively or in addition, a liquid sensor 50 of appropriate construction can be arranged to notify if the liquid is missing in the chamber 22 or in the event of other changes in the liquid's condition (e.g. its physical or chemical -mic properties such as unwanted change of the salt/water ratio in a blood treatment fluid or the fluid level in the chamber). The sensor 50 can be connected via wires 52 to a conventional alarm or blocking device (e.g. a solenoid valve in the pipe 18)

for å angi og/eller innlede annen handling dersom væsken i kammeret 22 forsvinner. Selvsagt kan plaseringen og driftsprinsippene ved egnede følere variere. to indicate and/or initiate other action if the liquid in the chamber 22 disappears. Of course, the placement and operating principles of suitable sensors can vary.

Ved drift justeres rørets 28 høyde i kammeret 20, hvilket igjen innebærer justering av væskenivået i kammeret 20. Væsken fyller kammeret til dette nivå, samtidig som væske leveres med lavere strømningshastighet fra det første kammer 20 til det andre kammer 22 ved hjelp av væskeutløpet 26, som vanligvis velges med vesentlig mindre tverrsnittsareal enn tverrsnittsarealet i røret 28. Høyden av væskesøylen i innretningen 16. bestemmes av en stilling av enden 42 til røret 28. Denne høyden bestemmer naturligvis det hydrostatiske trykk som tvinger væske gjennom den innsnevrede åpning 26, og således strømningshastigheten gjennom denne åpningen. Graveringen 27 kan være kalibrert for å angi strømningshastigheten for et gitt væskenivå i kammeret 20 og en gitt størrelse av utløps-åpningen 26. Åpningen 26 kan være anordnet i en fjernbar plugg 25 slik at åpningstørrelsen kan endres ved passende utskifting av pluggene 25. Ventilen 44 hindrer at luft kommer inn i røret 18 dersom væsketilførselen skulle ta slutt. Dette tilveiebringer selvsagt en vesentlig sikkerhetsfaktor i de brukstilfeller hvor røret 18 er direkte forbundet med pasienten. Videre vil lukking av stoppkranen eller ventilen 36 stoppe all væskestrøm i innretningen, idet trykket over væsken i hvert kammer avtar dersom væskenivået synker. Røret 34 og ventilen 36 tilveiebringer således en en- kei og hensiktsmessig kontrollinnretning som avbryter væsketilfør-sel til røret 18 samtidig som innretningen 16 er klar til umiddel-bart å gjenoppta slik tilførsel om ønskelig. Selv uten ventilen 36 ville røret 34 avbryte væskestrømmen dersom f.eks. blokkering skulle oppstå i røret 18. Ettersom kammeret 22 ble fylt med væske ville overflødig væske tvinges oppover gjennom åpningen 38 og inn i røret 34. Når nivået i røret 34 nådde væskenivået i kammeret 20 ville all væskestrøm opphøre. Avluftingen av begge kammere virker også til å regulere væskestrømmen ettersom atmosfæretrykk vil vir-ke på væsken i hvert kammer. (Uten avlufting av kammeret 22 ville f.eks. strømningshastigheten ved væskelevering til røret 18 avhen-ge av likevekten mellom trykket i kammeret 20 og det vanligvis va-rierende trykk i enheten som røret 18 fører til.) During operation, the height of the pipe 28 is adjusted in the chamber 20, which in turn involves adjusting the liquid level in the chamber 20. The liquid fills the chamber to this level, while liquid is delivered at a lower flow rate from the first chamber 20 to the second chamber 22 by means of the liquid outlet 26, which is usually chosen with a significantly smaller cross-sectional area than the cross-sectional area of the pipe 28. The height of the liquid column in the device 16 is determined by a position of the end 42 of the pipe 28. This height naturally determines the hydrostatic pressure that forces liquid through the narrowed opening 26, and thus the flow rate through this opening. The engraving 27 may be calibrated to indicate the flow rate for a given liquid level in the chamber 20 and a given size of the outlet opening 26. The opening 26 may be provided in a removable plug 25 so that the opening size can be changed by suitable replacement of the plugs 25. The valve 44 prevents air from entering the pipe 18 should the liquid supply end. This of course provides a significant safety factor in the cases of use where the tube 18 is directly connected to the patient. Furthermore, closing the stop tap or valve 36 will stop all liquid flow in the device, as the pressure above the liquid in each chamber decreases if the liquid level drops. The pipe 34 and the valve 36 thus provide a simple and appropriate control device which interrupts the supply of liquid to the pipe 18 at the same time that the device 16 is ready to immediately resume such supply if desired. Even without the valve 36, the pipe 34 would interrupt the liquid flow if, e.g. blockage would occur in pipe 18. As chamber 22 was filled with liquid, excess liquid would be forced upwards through opening 38 and into pipe 34. When the level in pipe 34 reached the liquid level in chamber 20, all liquid flow would cease. The venting of both chambers also acts to regulate the liquid flow, as atmospheric pressure will act on the liquid in each chamber. (Without venting of the chamber 22, for example, the flow rate during liquid delivery to the pipe 18 would depend on the equilibrium between the pressure in the chamber 20 and the usually varying pressure in the unit to which the pipe 18 leads.)

Claims

1. Flow regulator for use in a liquid drop supply system, characterized by the combination of an upper liquid chamber (20) with a liquid inlet (42) and a liquid outlet (26) of predetermined size, the inlet including level control means (27, 28) for maintaining a predetermined liquid level in the upper chamber, a lower liquid chamber (22) arranged below the upper chamber to receive liquid flowing under the influence of gravity from the upper liquid chamber outlet (26), which lower chamber has a liquid outlet (46 ) for transferring the liquid to an additional system (18), as well as deaeration means (40 and 38) for establishing uninterrupted communication between each chamber (20, 22) and the atmosphere outside the regulator, the liquid outlet (26) having a predetermined size reacting to the liquid level in the upper chamber (20) and atmos- the pressure conditions in each of the chambers (20, 22) for creation of a constant flow rate from the supply (12) regardless of variations in the pressure in the system (18) which is supplied to the liquid.

2. Flow regulator as specified in claim 1, characterized in that the lower chamber comprises self-acting organs (48) for indicating a changed liquid state in the chamber.

3. Flow regulator as specified in claim 1 or 2, characterized by self-acting flow control devices r (44) for blocking the liquid outlet (46) in the second chamber (22) when this chamber is empty of liquid.

4. Flow regulator as stated in claim 3, characterized in that the self-acting flow control means (44) comprise a float valve1.

5. Flow regulator as stated in one of the preceding claims, characterized in that the chambers border each other, the upper chamber (20) having a bottom wall (24) which also constitutes a top wall for the lower chamber (22).

6. Flow regulator as stated in one of the preceding claims, characterized in that the venting means (40 and 38) for the upper and lower chamber are formed by a common air channel (34) which communicates with the atmosphere.

7. Flow regulator as specified in claim 6, characterized in that the air duct (34) comprises valve means (36) for blocking communication between each of the chambers and the outside of the regulator.

8. Flow regulator as stated in one of the preceding • claims, characterized in that the level control organs for maintaining a predetermined level can be regulated, e.g. by moving the end (42) of the liquid inlet tube (28) to adjustable positions indicated by graduation (27), whereby any of a number of predetermined levels can be maintained.

9. Spreading regulator as specified in one of the preceding claims, characterized in that the first liquid chamber includes a transparent side wall (32) with a graduation (27) which provides a measure of the liquid flow through the regulator.