DE2348209A1

DE2348209A1 - Automatisches absperrventil

Info

Publication number: DE2348209A1
Application number: DE19732348209
Authority: DE
Inventors: Carl Benjamin Baumgarten
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-09-25
Filing date: 1973-09-25
Publication date: 1974-04-04
Also published as: JPS4986905A; CA980211A; IT994326B; US3827452A

Description

CARL B. BAUMGARTEN, Houston, County of Harris, Texas, USA

Automatisches Absperrventil

Die Erfindung betrifft ein automatisches Absperrventil. Insbesondere betrifft die Erfindung ein automatisches Absperrventil, das so ausgebildet ist, daß es einen versehentlichen Durchtritt einer Flüssigkeit zu einer Vakuumpumpe oder einer Vakuumanlage verhindert.

Vakuumpumpen werden bei vielen Anwendungsbereichen verwendet, um eine.Flüssigkeit von einer Stelle oder von einem System zu einer zweiten Stelle oder einem zweiten System zu befördern. Derartige Vakuumpumpen sind jedoch lediglich für eine Handhabung gasförmiger Materialien wie Luft, Stickstoff, Helium, Methan usw. ausgebildet. Es muß daher vermieden werden, daß Flüssigkeiten den inneren Pumpenmechanismus erreichen bzw. daß sie über eine vorgeschriebene Stelle in der Vakuumanlage hinausgehen.

Da Vakuumpumpen ihren größten Wirkungsgrad aufweisen, wenn sie

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gasförmige Materialien transportieren, reduziert das Eintreten einer Flüssigkeit in die Pumpe deren Wirksamkeit,

.. Die unterschiedlichen stofflichen Eigenschaften zwischen Flüssigkeiten und Gasen können dazu führen, daß die Pumpe zu einem Zeitpunkt schlecht funktioniert oder vollständig ausfällt, wenn ein derartiger Ausfall der Pumpe sowie ihre Wirkung zu einem irreparablen Schaden führt.

Aich die Art der Flüssigkeit, die von dem Vakuum der Pumpe bewegt,werden soll, kann einen wichtigen Grund darstellen, um eine Berührung dieser Flüssigkeit mit der Pumpe zu vermeiden oder um ein Eintreten der Flüssigkeit hinter einen bestimmten Punkt in dem System zu verhindern. So ist es beispielsweise möglich,daß die Flüssigkeit sehr viskos ist, daß sie eine hohe oder wesentliche Konzentration an Feststoffen enthält oder daß sie eine sehr starke Korrosionswirkung auf die Materialien der Pumpe ausübt.

Man verwendet im allgemeinen eine Vakuumpumpe zum Transport einer Flüssigkeit, indem man einen geschlossenen Behälter evakuiert, der seinerseits mit der Flüssigkeit oder der Quelle verbunden ist, von der die Flüssigkeit entfernt werden soll oder an der eine Ansammlung von Flüssigkeit verhindert werden soll. Ferner ist es möglich, eine Reihe derartiger Behälter oder Flüssigkeitsfallen anzubringen. Bei einem normalen Betrieb, bei dem der Flüssigkeitsbehälter oder die Reihe der Flüssigkeitsbehälter mit der Flüssigkeit gefüllt wird, wird ein neuer Behälter oder eine Reihe von neuen Behälter in das System gebracht und hiermit verhindert, daß die Flüssigkeit die Pumpe erreicht. Im Normalfall läßt die Bedienungsperson der Pumpe nicht zu, daß die Behälter bis zu dem Überlaufpunkt gefüllt werden. Lediglich in einem Notfall oder bei einer unerwarteten Ablenkung kann es dazu kommen, daß die Bedienungsperson in der Überwachung des Betriebs der Vakuumanlage versagt. Für diesen Fall stellt die vorliegende Erfindung eine große Hilfe dar. Die Erfindung bildet auch eine Sicherung der teuren Vakuumanlage gegenüber

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einem Betrieb durch unzuständige, ungeübte und ungeeignete Personen.

Selbst wenn eine spezielle Vakuumpumpe nach einem Überfluten mit einer Flüssigkeit weiterfunktioniert, ist der Pumpenausfluß vielmals lediglich für eine Behandlung eines gasförmigen oder speziell gasförmigen Materials ausgebildet, so daß die versehentlich eingedrungene Flüssigkeit zu weiteren Komplikationen des Gesamtbetriebs führen kann.

Auf dem medizinischen Sektor hat sich ein spezieller Anwendungsbereich der Vakuumsysteme und -pumpen entwickelt. In Krankenhäusern zu verwendende Vakuumpumpen müssen in ihren Dimensionen klein sein sowie dahingehend äußerst verläßlich, daß ein konstanter Unterdruck und ein spezifischer Druck über eine lange Zeitdauer genau aufrechterhalten werden können. Die Flüssigkeitsentfernung ist im Normalfall sehr kritisch, da von ihr Menschenleben abhängen können, beispielsweise in einem Operationssaal während operativer Eingriffe, wo das Operationsgebiet frei oder wenigstens annähernd frei von Flüssigkeiten gehalten werden soll, so daß der Chirurg seinen Eingriff ungestört durchführen kann. Die hierbei abzusaugenden Flüssigkeiten sind Blut und andere Körperflüssigkeiten (einschließlich Blutersatzmittel und Blutverflüssigungsmittel wie Glucose oder physiologische Kochsalzlösungen) , welche in dem Gebiet auftreten, in dem der Chirurg eine gute Sicht benötigt,oder in anderen Gebieten, an denen ihre Ansammlung nicht erwünscht ist.

In vielen Fällen, bei denen unvorhergesehene oder Notfallsituationen auftreten, wird von dem Operationssaalhilfspersonal die Bedienung des Vakuumsystems vergessen oder zeitweise vernachlässigt. Die Überflutung der Vakuumanlage kann so lange unbemerkt bleiben, bis das gesamte System ausfällt. Da Vakuumpumpen in vielen Fällen in die Atmosphäre entlüftet werden, kann die Flüssigkeit auch auf andere Gerätschaf -

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ten, auf Instrumente oder in das Gebiet gelangen, an dem die Pumpe angebracht ist.

Wenn der Stillstand des Pumpenbetriebs auf eine Verschmutzung oder Überforderung des Pumpenmechanismus zurückzuführen ist, muß die ausgefallene Pumpe üblicherweise durch eine andere ersetzt werden. Wenn jedoch der Pumpenbetrieb, d.h. ihre Saugwirkung, lediglich durch den Betrieb der vorliegenden Erfindung unterbrochen wird, kann sie ihre Wirkung wieder aufnehmen, wenn die potentielle überflutungssituation beendet ist. Dies ist vorzuziehen und läßt sich auch leichter erreichen als ein Austausch der Pumpe. Hierdurch wird selbstverständlich auch die Pumpe geschützt, was ihre Unterhai tungs- und Instandsetzungskosten vermindert und damit ebenfalls in geringem Bereich dazu beiträgt, die Krankenhauskosten zu senken.

Ein weiteres spezielles. Anwendungsgebiet, bei dem die Verwendung von Vakuumpumpen äußerst wichtig ist, ergibt sich in Laboratorien und Forschungsanstalten, wenn auch nicht in dem Maße wie bei der medizinischen Verwendung. Entsprechend der oben beschriebenen Weise wird die Vakuumpumpe oder' die Vakuumanlage verwendet, um flüssige und/oder gasförmige Produkte zu entfernen oder zu sammeln. Wenn der Betrieb einer Forschungs-, Überwachungs- oder Analysenanlage durch den Ausfall oder durch eine Flutung von der Pumpe unterbrochen wird, kann sich die Durchführung des gesamten Projekts verzögern, oder es werden dessen Ergebnisse in Frage gestellt.

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist kein automatisches System erhältlich, daß die erfindungsgemäßen Vorteile und Vorzüge für die bestehenden Vakuumsysteme aufweist. Fast alle Vakuumanlagen enthalten gewisse Einrichtungen, um Flüssigkeitsströmungen umzuleiten oder anzuhalten, so daß diese nicht in die Pumpe selbst gelangen können, wenn die verschiedenen,

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in der Leitung angeordneten Fallen versagen. Im allgemeinen sind jedoch diese Absperreinrichtungen manuell betätigt, wobei sie letztlich meist dann verwendet werden, wenn zumindest eine gewisse Flüssigkeit die Pumpe oder andere kritische Bereiche der Anlage erreicht hat.

Der Vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche einen wesentlichen Schutz für ein Vakuumsystem liefert, das in Verbindung mit Flüssigkeiten verwendet wird und das unter Umständen von derartigen Flüssigkeiten überflutet werden kann. Die Erfindung kann selbstverständlich auch in einem Vakuumsystem verwendet werden, bei dem eine'Überflutung nicht zu erwarten steht oder das im Normalfall nicht einer Überflutung durch eine Flüssigkeit ausgesetzt wird, da die Funktionsweise der Pumpe und der Vakuumanlage durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung nicht geändert wird, obwohl sie die Zuverlässigkeit des Systems erhöht.

Die Erfindung läßt sich am besten als ein automatisches Absperrventil beschreiben, das durch den Beginn einer Überflutung der Vakuumanlage betätigt wird, an welche dieses befestigt ist. Das erfindungsgemäße Ventil ist. vorzugsweise angrenzend an der Pumpe befestigt, d.h. es besteht keine dazwischenliegende Vorrichtung oder Einrichtung mit Ausnahme von Rohren oder Rohrleitungen zwischen dem Ventil und der Pumpe. Diese Anordnung ist jedoch kein kritisches Erfordernis für den Betrieb des erfindungsgemäßen Ventils. Diese Anordnung wird jedoch vorgeschlagen, da sie die wirksamste und ökonomischste Anordnung des Ventils ist.

Die Aufgabe des erfindungsgemäßen Absperrventils ist es, ein Versagen der Bedienungsperson auszugleichen, um wirksam den Betrieb der Vakuumanlage zu überwachen. Wenn man also das erfindungsgemäße Absperrventil an der letztmöglichen Stelle des Systems vor der Pumpe anordnet, ist die Pumpe vollständig geschützt und der Bedienungsperson steht das

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längstmögliche Zeitintervall zur Verfügung, um Gegenmaßnahmen vorzunehmen und die Wirkung der Pumpe aufrechtzuerhalten.

Wenn es jedoch der Bedienungsperson nicht gelingt, die notwendigen Gegenmaßnahmen und eine Korrektur durchzuführen, wird das Ventil betätigt und damit die gesamte Anlage abgesperrt. Die Bedienungsperson muß dann entweder das Ventil reinigen, es ersetzen oder eine Umleitung um das Ventil vornehmen, so daß die Vakuumanlage wieder ihre Funktion aufnimmt .

Das erfindungsgemäße Absperrventil arbeitet auf einem Flotations- oder Schwimmprinzip. Beim unmittelbaren Bevorstehen einer Überflutung der Vakuumanlage wird das Ventil, welches an irgendeiner Stelle im Inneren des Systems vor der Pumpe angeordnet ist,überflutet. Ein Schwimmerstück wird durch das Überfluten des automatischen Absperrventils aktiviert, und es ist in dem zur Pumpe führenden Kanal angeordnet, ehe irgendwelche Flüssigkeit den Kanal erreicht. Das Schwimmerstück ist so ausgebildet, daß es durch die ansteigende Flüssigkeit in den zur Pumpe führenden Kanal hineingedrückt und fest in diesem gehalten wird.

Die Einbringung eines Schwimmerstücks mit festen Sitz in die Durchgangsöffnung zu der Pumpe wird durch einen geschoßförmigen Vorsprung des Schwimmerstücks erreicht, der in die Öffnung zu dem zur Pumpe führenden Durchgang hineingepreßt wird. Der Vorsprung an dem Schwimmerstück muß keine Spitze haben, er sollte jedoch eine Gestalt aufweisen, welche einem Teil eines Ellipsoids längs dessen längerer Achse entspricht.

Im Normalfall halten der Flüssigkeitsdruck und die Verengung des Durchgangs den Vorsprung in diesem fest, so daß der Durchgang verschlossen bleibt. Zur Vermeidung einer versehentlichen Verschiebung des Vorsprungs, welche dazu führen könnte,

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daß eine Flüssigkeit zur Pumpe gerät, kommt als weitere Verbesserung die Verwendung von widerhakenartigen Strukturen zur Anwendung, welche über den Umfang des Vorsprungs angeordnet sind, sowie einer elastischen Abdeckung, welche teilweise die Öffnung des Durchgangs verschließt, der zu der Pumpe führt. Wenn daher der Vorsprung in die Öffnung gepreßt wird,dehnt sich das elastische Material aus und erlaubt es dem Vorsprung, in das Innere der Durchgangsöffnung einzutreten und sich dort, wie oben erwähnt, festzusetzen. Gleichzeitig tritt wenigstens ein Teil der Widerhaken auf dem Vorsprung durch das elastische Material hindurch. Die Widerhaken sind derart geformt, daß sie einer nach oben gerichteten und durch die Öffnung verlaufenden Verschiebung nur einen geringen oder minimalen Widerstand entgegensetzen, daß sie jedoch wie im Falle einer Pfeilspitze eine flanschartige Oberfläche bilden, die in Berührung mit dem elastischen Material tritt und verhindert, daß der Vorsprung sich nach unten aus der abdichtenden Berührung mit dem Durchgang und dem elastischen Material bewegt. Die Widerhaken können rund um die Oberfläche des Vorsprungs in einer zufälligen Verteilung oder in einem bestimmten Muster angeordnet sein. Eine besonders zweckmäßige Gestaltung ergibt bei einer Reihe von kegelstumpfartigen Bändern (frusto-conical.bands), welche nach außen von dem Vorsprung vorstehen und diesen kreisförmig umgeben.

Das Teil aus elastischem Material im Bereich der Durchgangsöffnung zur Pumpe ist in seinem Mittelbereich offen, da das von der Vakuumpumpe abgesaugte, gasförmige Material durch diesen Durchgang hindurchgehen muß. Die Öffnung in dem elastischen Teil ist zumindest groß genug, um die Nase des Vorsprungs hindurchgehen zu lassen. Das elastische Material kann im Normalfall von irgendeinem derartigen bekannten Material wie Naturkautschuk, synthetischem Kautschuk wie Styrol-Butadien, Acrylnitril-Styrol-Butadien, Neopren, Polyurethan u.a. bestehen. Das speziell verwendete elastische Material sollte mit den Gasen und den Flüssigkeiten, welche damit in

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Berührung während des Betriebs der Vakuumanlage kommen können, nicht reagieren'.

Der geschoßartige Vorsprung wird in Aufwärtsrichtung von einer Kammer geführt, in der er angeordnet ist. Zur Erzeugung einer ausreichenden Hubkraft durch die in die Kammer des automatischen Ventils einströmende Flüssigkeit weist die Kammer eine vergrößerte Gestalt auf, wobei auch der Basisbereich des Schwimmerstücks vergrößert ist, so daß es einen wesentlichen Durchmesserbereich der Kammer ausfüllt. Der Vorsprung ist auf diesem Basisbereich des Schwimmerteils gehaltert. Er ist fluchtend zu der Öffnung in dem Durchgang zur Vakuumpumpe unterhalb derselben angeordnet. Um zu erreichen, daß der Vorsprung auf einen geraden und zutreffenden Weg nach oben von der einströmenden Flüssigkeit gepreßt wird, muß der Umfang des Basisbereichs des Schwimmerstücks der gleiche sein wie derjenige der Kammer, in der sich das Schwimmerstück bewegt. Es zeigte sich jedoch, daß eine enge Passung zwischen der Innenwandung der Kammer und der Außenfläche des Basisbereichs zu einer kapillaren Adhäsion oder Anziehung führt, wenn die Flüssigkeit in die Kammer eintritt, welche das Schwimmerstück festhält und seine nach oben gerichtete Bewegung hindert. Hierdurch kann ein Teil der einströmenden Flüssigkeit bis zur Pumpe gelangen, bevor der Vorsprung seine Arretierlage einnimmt.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist eine Reihe von Rippen rund um die Basis des Schwimmerteils derart angebracht, daß diese in Berührung mit der inneren Kammerwandung stehen. Diese Rippen vermindern die Berührungsfläche zwischen der Basis und der genannten Wandung. Die minimale Zahl der Rippen, welche zur Führung des Vorsprungs verwendet werden können, beträgt drei. Es ist jedoch auch möglich,zusätzliche Rippen zu verwenden, um eine erhöhte Stabilität zu erzeugen. Zum Zwecke einer weiteren Verbesserung dieses Gedankens können die Rippen verjüngt verlaufen, so daß lediglich eine kantenartige Berührungslinie mit der Innenwandung der Kammer

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besteht.

Das Schwimmerstück wird gemäß obiger Beschreibung durch ein Fluten der das Schwimmerstück enthaltenden Kammer betätigt, so daß es den zur Pumpe führenden Durchgang abdichtet.. Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist ein Filterelement in den Weg der Flüssigkeitsströmung durch das erfindungsgemäße automatische Absperrventil eingebracht, und zwar vor der das Schwimmerstuck enthaltenden Kammer. Hierzu kann jegliches geeignete Material verwendet werden, solange es nicht mit den hindurchgehenden Flüssigkeiten reagiert, z.B. feine Glaswolle, Papier, reticulierte Polyurethanschäume, Filz usw. Es ist erwünscht, daß das Filtermaterial eine Porosität aufweist, welche das hindurchströmende, gasförmige Material im wesentlichen nicht hindert und keinen wesentlichen Druckabfall im Bereich des Ventils erkennen läßt. Die Erfüllung dieses Erfordernisses ist jedoch nicht kritisch, so daß man hierauf bis zu einem gewissen Grad im Gesamtsystem verzichten kann. Sollte es beispielsweise bekannt sein, daß die von der Vakuumanlage zu transportierende Flüssigkeit einen speziellen Stoff enthält, der, falls er in die das Schwimmerstück enthaltende Kammer gelangt, ein Haften des Schwimmerstücks in-der Kammer bewirken würde, so daß das Schwimmerstück nicht mehr ordentlich arbeitet,,wäre es nötig, ein sehr kompaktes Filtermaterial zu verwenden, auch wenn hierbei ein gewisser Abfall in der Saugwirkung in Kauf genommen werden muß.'

Bei einer speziellen Verwendung des erfindungsgemäßen Absperrventils in Krankenhäusern und verwandten medizinischen Institutionen zeigte es sich, daß Filz ein erwünschtes Filtermedium ist, da es verhindert, daß Blasen sowie Feststoffteilchen, wie man sie vielfach im Blut findet, in die Schwimmkammer geraten.

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Bei einer besonders verfeinerten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Absperrventils ist ferner eine Einrichtung vorgesehen, welche dazu dient, die automatische Flüssigkeitsabsperrung in einer Nebenleitung zu umgehen. Bei einigen Anwendungsbereichen, beispielsweise während einer Operation, kann" es wichtiger sein, daß die Wirkungsweise der Vakuumanlage andauert trotz einer Beschädigung der Pumpe oder irgendwelcher anderer Überlegungen. Die Nebenleitung ist so ausgebildet, daß sie rasch und einfach in Betrieb genommen werden kann.

Während des Betriebs der Vakuumanlage nimmt die Nebenleitung im Normalfall eine geschlossene Stellung ein. Wenn die automatische Absperrung durch ein Fluten des Ventils und eine Einbringung des Vorsprungs an dem Schwimmteil in dem Durchgang zur Pumpe stattgefunden hat, kann die Bedienungsperson unmittelbar darauf eine Nebenleitung zu dem Ventil herstellen, was durch ein einfaches Drehen eines Handgriffs erfolgt, welches bewirkt, daß ein leicht zusammengepreßter Kugelverschluß aus der Öffnung eines Sekundärdurchgangs herausgerollt wird und eine Verbindung des Einlasses von dem vorliegenden automatischen Absperrventil mit der Vakuumpumpe herstellt. Die Unterbrechung des Systems läßt sich daher auf einige wenige Sekunden vermindern.

Bei einer anderen, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen der Einlaß und der Auslaß des automatischen Absperrventils aus zwei Leitungen, welche sich nach außen aus dem Ventilgehäuse erstrecken, wobei jede Leitung einen vergrößerten Endbereich aufweist, der so ausgebildet ist, daß er mit dem Vakuumsystem mittels eines expandierbaren Rohres an jeder Leitung verbunden werden kann und rasch entfernbar ist, um ein Entfernen und ein Ersetzen eines Ventils zu erleichtern, das betätigt worden war.

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Anstatt ein betätigtes oder benutztes Ventil durch ein neues zu ersetzen, ist es möglich, jedes Ventil mit einem Ablauf und mit einem austauschbaren Filter zu versehen.

Neben einer Verwendung in direkter Zugehörigkeit zu einer Vakuumpumpe läßt sich das erfindungsgemäße Absperrventil auch in einem Gemeinschafts-Vakuumsystem verwenden, wie man es vielfach in Krankenhäusern und Laboratorien findet. Die Einführung von Flüssigkeiten in ein Gemeinschaftssystem kann noch mehr Schwierigkeiten bereiten als die Verschmutzung einer einzelnen Pumpe. Die Leitungen von einem Gemeinschaftssystem liegen im Inneren der Wandungen eines Gebäudes. Da eine Flüssigkeit wie Blut im Inneren der Leitungen des Gemeinschaftssystems koagulieren kann, kann das Gemeinschaftssystem in seiner Wirksamkeit wesentlich vermindert werden, oder es ist sogar möglich, daß das gesamte System außer Betrieb gesetzt wird.

Es ist somit ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß eine Vakuum- oder Sauganlage, welche zum Transport oder zur Entfernung von Flüssigkeiten verwendet wird, gegenüber einem versehentlichen Überfluten des Systems geschützt werden kann. Ein besonderer Vorteil der Erfindung beruht darin, daß eine für einen Betrieb mit Gas ausgebildete Vakuumpumpe von einer Überflutung mit Flüssigkeiten geschützt werden kann. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, daß der Schutz gegenüber einer Überflutung automatisch erfolgt.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Absperrventils beruht darin, daß es sich für die Verwendung in Krankenhäusern zum Schutz der dortigen Ausrüstungen eignet und die Zuverlässigkeit von Krankenhausausrüstungen verbessert, mit denen es verwendet wird.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung ist somit in der Schaffung eines automatischen Absperrventils zur Vermeidung der Überflutung von einer Vakuumanlage zu sehen, das gemeinsam

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mit einer wahlweise einschaltbaren Nebenleitung verwendet wird.

Ein weiterer, wesentlicher Punkt der Erfindung äußert sich in der Leichtigkeit, mit der die wahlweise Einschaltung der Nebenleitung möglich ist. Schließlich äußert sich die Erfindung auch wesentlich in der Leichtigkeit, mit der ein Austausch des betätigten oder benutzten automatischen Ventils gegen ein neues automatisches Ventil möglich ist.

Wesentliche Merkmale der Erfindung sind somit in einem automatischen Absperrventil zu sehen, das eine Notnebenleitung aufweist und für die Verwendung mit einer Vakuumanlage bestimmt ist. Vakuumanlagen v/erden häufig verwendet, um Flüssigkeiten abzusaugen oder zu handhaben, obwohl die Vakuumpumpe selbst und ein weiterer Teil der Anlage nicht für die Handhabung von Flüssigkeiten geeignet sind. Das erfindungsgemäße Absperrventil bewirkt eine automatische Sperrung des zur Pumpe führenden Durchgangs, wenn eine Flüssigkeit in das automatische Absperrventil einströmt, welches an einer bestimmten Lage in der Vakuumanlage vor der Pumpe angeordnet ist. Wenn das automatische Absperrventil überflutet wird, wird eine schwimmerartig ausgebildete Ventilnadel in den zur Pumpe führenden Durchgang eingepreßt, so daß dieser unterbrochen wird. Der Sitz der Ventilnadel läßt sich noch sicherer gestalten-, wenn eine Reihe von Widerhaken angebracht ist, welche ihre Abwärtsbewegung hindern. Für Fälle, bei denen die Aufrechterhaltung einer Saugwirkung wichtiger ist als das System selbst, beispielsweise während einer Operation, ist eine Nebenleitung vorgesehen, welche es ermöglicht, die geschlossene Ventilnadel zu umgehen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. Darin zeigen:

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Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Vakuumanlage oder eines Saugsystems in gebrauchsfertigem Zustand, in der die Anordnung der herkömmlichen ^eile eines derartigen Systems und die Beziehung zu dem erfindungsgemäßen Ventil dargestellt sind;

Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine transversale Querschnittsansicht längs der Linie 3-3 von Fig. 2;

Fig. 4 eine vergrößerte Querschnittsansicht der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform in einer anderen Lage;

Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine transversale Querschnittsansicht längs der Linie 6-6 von Fig. 2;
und

Fig. 7 eine transversale Querschnittsansicht längs der Linie 7-7 von Fig. 2.

In den verschiedenen Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht von einem Absaugsystem, bei dem ein erfindungsgemäßes automatisches Absperrventil 21 verwendet wird. Das Absperrventil 21 ist zwischen einer Vakuumpumpe 20 und dem Rest des Absaugsystems angeordnet, welches eine Leitung 22 enthält, die von einem Patienten zu der Stelle führt, an der die Flüssigkeit in einen Sammelabschnitt 23 gesaugt wird, welcher seinerseits mit dem automatischen Absperrventil 21 über eine Rohrleitung 24 verbunden · ist.

Fig. 2 zeigt eine: vergrößerte Querschnittsansicht von einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Absperrventils. Dieses weist ein äußeres Gehäuse auf, welches von einem unteren Gehäuse 30 und einem oberen Gehäuse 32 , gebildet wird, die permanent miteinander mittels einer

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Schweiß- oder Lötnaht oder mittels anderer herkömmlicher Verbindungseinrichtungen verbunden sind. Das äußere Gehäuse sowie die Mehrzahl der anderen, im folgenden noch zu beschreibenden Teile können aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein, wobei in diesem Fall das äußere Gehäuseteil 30 und das obere Gehäuseteil 32 mittels eines Kontaktgebungsmittels oder Kitts oder eines anderen geeigneten lösungsmittelartigen Kitts verbunden sind, wie er normalerweise zur dichtenden Verbindung von Kunststoff an Kunststoff verwendet wird. Das äußere Gehäuse und die anderen Teile der Vorrichtung können auch aus anderen Materialien wie beispielsweise rostfreiem Stahl gefertigt sein. Die Auswahl der speziell verwendeten Materialien hängt zum großen Teil von der jeweiligen Verwendung und der speziellen Eignung für diese Verwendung des Ventils ab. So kann es beispielsweise bei vielen Anwendungsarten erwünscht sein, ein Wegwerfventil zu erhalten, wobei in diesem Fall das automatische Absperrventil sowie möglichst viele Teile vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sind, um die Gesamtkosten der Vorrichtung herabzusetzen.

Das obere äußere Gehäuseteil 32 weist eine Einlaßleitung 34 auf sowie eine Auslaßleitung 31, wobei jede dieser Leitungen ein vergrößertes, abgerundetes Ende 35 und 33 aufweist. Diese spezielle Anordnung für den Einlaß und den Auslaß ist getroffen, um ein Anschließen oder Entfernen eines erfindungs gemäß en automatischen Absperrventils an und von einer Vakuumleitung zu erleichtern und zu beschleunigen. Dieses Anschließen geschieht mittels eines flexiblen Rohrs, das auf den Außenbereich der Leitungen 34 und 31 aufgepreßt wird und das an Ort und Stelle durch die vergrößerten, abgerundeten Enden gehalten wird.

Die Einlaßleitung 34 stellt eine Verbindung zu einer inneren Leitung 37 her, welche sich in einen kreisförmigen Bereich 39 öffnet. In einem Teil des kreisförmigen Bereichs 39 ist ein Filtermaterial 38 angeordnet, das die unteren drei Viertel

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des ringförmigen Bereichs 39 ausfüllt. Der ringförmige Bereich 39 ist zwischen dem unteren , äußeren Gehäuse

30 und einer Wandung 51 gebildet. Das Filtermaterial 38 liegt auf einer kreisförmigen Scheibe 40 auf, welche von einer Schulter 57 getragen ist, die sich von dem inneren Bereich des unteren Außengehäuseteils 30 erstreckt. Über die Oberfläche der ringförmigen Scheibe 40 ist eine Reihe von Öffnungen 56 verteilt, welche sich in eine ringförmige Kammer 43 öffnen. Die ringförmige Kammer 43 wird von dem unteren Gehäuseteil 30, der Wandung 51 sowie einer Wandung 72 gebildet ( siehe Fig.4). In dem oberen Bereich der Wandung 51 sind Öffnungen 45 vorgesehen, welche in eine innere Kammer münden, die in'ihrem oberen Bereich von der Wandung 51 sowie am Boden von einer Wandung 72, wie aus Fig. 2 ersichtlich, gebildet wird. Dieser spezielle Aufbau beruht auf einer Fabrikationstechnik, bei der die Wandung 51 gemeinsam mit dem oberen Außengehäuseteil 32 und die Wandung 72 gemeinsam mit dem unteren Außengehäuseteil 30 gefertigt wird. Bei dieser speziellen Ausführungsform ist ein kleiner, ringförmiger Schlitz 42 zwischen der Wandung 51 und der Wandung 72 gebildet. Zusätzlich sind Öffnungen 41 vorgesehen, welche von der ringförmigen Kammer 43 in die innere Kammer reichen und durch die Wandung 72 hindurchgehen. Das obere Ende der inneren Kammer, das von der Wandung 51 gebildet ist, öffnet sich in eine Leitung 52, welche zu der Auslaßleitung

31 führt.

An der Öffnung zu der Leitung 52 ist ein elastisches Teil 53 angebracht, welches eine Öffnung 54 aufweist, deren Wirkung hinsichtlich eines Schwimmerteils 44 und dessen Wirkungsweise im folgenden noch näher erläutert wird. Das Schwimmerteil 44 wird aus zwei Hauptelementen gebildet, einer Basis und einem geschoßartig geformten Vorsprung 47» der sich von der Basis nach oben erstreckt. Das Schwimmerstück 44 ist so geformt, daß es einen inneren Hohlraum 50 aufweist, der sich von der Basis 46 bis in den geschoßartig geformten Vorsprung 47 erstreckt und der an allen Stellen geschlossen

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ist, mit Ausnahme des untersten Endes der Basis 46. Der geschoßförmig gestaltete Vorsprung ist derart in der von der Wandung 51 gebildeten Kammer angeordnet, daß er in seiner Betriebsstellung mit der Öffnung 54 in dem elastischen Teil 53 fluchtet. Rund um die Basis 46 ist eine Reihe von Rippen angebracht, welche so ausgebildet sind, daß sie das Schwimmerteil 44 in einem festen oder zumindest im wesentlichen festen Abstand von der Wandung 51 halten. Längs des oberen Bereichs des geschoßartig geformten Vorsprungs 47 ist eine Reihe von Widerhaken 49 angebracht.

Unmittelbar oberhalb einer inneren Leitung 37 sowie in Verbindung mit dieser ist ein Hohlraum 60 angebracht. Ein Deckel 61 ist drehbar in einer Ausnehmung an dem oberen Ende des oberen äußeren Gehäuseteils 32 angebracht. Er wird mittels eines Flansches 63, der an dem oberen äußeren Gehäuseteil angebracht ist und eine Schulter 55 an dem Deckel 61 ergreift, an seiner Stelle gehalten. Der Hohlraum 60 steht in Verbindung mit der Leitung 52 und damit auch mit der Auslaßleitimg 31 mittels einer Leitung 65, welche normalerweise mittels eines Kugelventils geschlossen ist. Das Kugelventil sitzt in ringförmigen VorSprüngen 67, die an dem oberen Ende der Leitung 65 angebracht sind und in den Hohlraum 60 vorstehen. Das Kugelventil 64 wird in'seiner Lage durch einen gegenüberliegenden, ringförmigen Vorsprung 66 gehalten, der an dsm Deckel 61 befestigt ist und sich in den Hohlraum 60 gegenüberliegend zu dem ringförmigen Vorsprung 67 erstreckt. Das Kugelventil 64 besteht vorzugsweise aus einem leicht elastischen Material, das von den beiden Vorsprüngen zur Bildung einer Abdichtung zusammengepreßt wird, so daß während des normalen Betriebs kein Durchgang besteht, der den Hohlraum 60 und die Leitung 65 verbindet. Das gesamte Vakuum wird daher über die Einlaßleitung 34, die innere Leitung 37, das Filter 39, die Öffnung 56, die ringförmige Kammer 43, die Öffnung 45, die innere, von der Wandung 51 gebildete Kammer, die Öffnung 54, die Leitung 52 sowie die Auslaßleitung 31 geführt. Der Deckel 61 liegt gegenüber

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einer Dichtung 68 an, welche weiter sicherstellt, daß durch das Deckelgebiet das Vakuum nicht herabgesetzt wird.

Der Strömungsweg des gasförmigen Materials durch das Ventil in seiner normalen Betriebsstellung geht aus obiger Beschreibung hervor. Im folgenden soll jedoch zum vollen Verständnis des Betriebs des erfindungsgemäßen Absperrventils eine ins einzelne gehende Erläuterung des Betriebsablaufs wiedergegeben werden. Zu diesem Zweck sei unter Bezugnahme αμΐ Fig. 1 angenommen, daß das in Fig. 2 gezeigte Ventil in die Leitung wie das Ventil 21 eingesetzt sei. Als gasförmiges Material wird Atmosphärensauerstoff verwendet, während die verwendete Flüssigkeit beispielsweise Blut sein soll. Die Vakuumpumpe bewirkt eine Absaugung von dem Patienten, indem sie Luft durch die Einlaßöffnung 34 in die Innenleitung 37, von dort in den ringförmigen Bereich 39 und durch das Filtermaterial 38 sowie anschließend durch die Öffnung 56 in die ringförmige Kammer 43 saugt. Die Luft strömt anschließend von einem Pumpenunterdruck durch die Öffnung 45. An dieser Stelle hat die Öffnung 41 keine Wirkung, und es ist unwahrscheinlich, daß eine wesentliche Menge Luft durch sie hindurchfließt. Es sollte jedoch erwähnt werden, daß die öffnung 45 oberhalb des Basisbereichs des Schwimmerteils liegt, so, daß die Möglichkeit vermieden wird, daß die Luft das Schwimmerteil nach oben hebt. Es sollte ferner erwähnt werden, daß die Öffnungen 41 sehr klein und bis zu einem gewissen Grade von dem Basisbereich 46 des Schwimmerteils 44 zugelegt sind. Der einfachste Strömungsweg für die von der Vakuumpumpe durchgesaugte Luft erfolgt daher durch die Öffnung 45. Die Widerhaken 49 sind flössen- oder finnenartig ausgebildet, so daß sie nur einen sehr geringen Luftwiderstand bieten. Im allgemeinen sind lediglich zwei derartige Widerhaken an jedem ausgewählten Durchmesserbereich des geschoßartig geformten Vorsprungs 47 befestigt. Die Luft strömt anschließend weiter durch die Öffnung 54 in dem elastischen Teil 53 und in die Leitung 52 sowie von dort durch die Auslaßleitung 31 zur Pumpe. Der untere Bereich des Vorsprungs 47, bis zur Stelle, an der er

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in den Basisbereich 46 übergeht, bildet eine konkav verlaufende Fläche, welche die Luftströmung weiter vereinfacht.

Bei einer Anordnung gemäß Fig. 1, bei der beide Sammelgefäße des Sammelbereichs 23 mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, saugt die Vakuumpumpe 20 die Flüssigkeit über die Leitung 24 zu dem automatischen Absperrventil 21. Fig. 4 zeigt, daß die Flüssigkeit durch die Einlaßleitung 34 in die innere Leitung 37, von dort durch das Filtermaterial und die Öffnung 56 in die ringförmige Kammer 43 strömt. Die Flüssigkeit 70 in der ringförmigen Kammer 43 tritt anfangs durch die Öffnungen 41 und den ringförmigen Schlitz 42 in den unteren Bereich der Kammer, welcher von den Wandungen 51 und 72 gebildet ist, wodurch das Schwimmerteil 44 einen Auftrieb erhält. Die Rippen 48 führen das Schwimmerteil 44 nach oben, wobei sie gleichzeitig das Bestreben der Ausbildung einer Kapillaranziehung zwischen den Wandungen 51 und dem Schwimmerteil 44 vermindern. Bei dieser Ausführungsform wird das Schwimmerteil nach "oben durch die Öffnung 54 in die Leitung 52 hineingetrieben. Das elastische Teil 53^V dehnt sich aus, um den geschoßartig gestalteten Vorsprung 47 hindurchgehen zu lassen. Die Länge, mit der der geschoßartig geformte Vorsprung in die Leitung 52 eingetrieben wird, hängt teilweise von der Geschwindigkeit ab, mit der die Pumpe betrieben wird, sowie von der Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit 70 in die ringförmige Kammer eintritt. Die Öffnung in dem elastischen Teil 53 ist groß genug, um einen Bereich des geschoßförmigen Vorsprungs eintreten zu lassen. Auf diese Weise wird, unabhängig von dem Ausmaß, in welchem der Vorsprung in die Leitung 52 eingetrieben wird, eine dichte Abdichtung durch die rücktreibende Kraft des elastischen Teils 53 hervorgerufen. Der unmittelbar oberhalb des elastischen Teils 53 sitzende Widerhaken 49.. verhindert, daß der geschoßförmig gestaltete Vorsprung 47 aus seiner Lage und nach rückwärts in die von der Wandung 51 gebildete Kammer zurückgedrängt wird, so daß ein ausfallsicheres Absperrventil gebildet wird.

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Für den Fall, daß die Aufrechterhaltung einer Saugwirkung erwünscht ist, obwohl die Pumpe überflutet ist, enthält das automatische Absperrventil ein leicht zu betätigendes Nebenleitungssystem, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Dieses System wird durch eine Drehung des Handgriffs 62 betätigt. Die Drehung des Handgriffs bewirkt eine Bewegung des Deckels 61, welche das Kugelventil 64 aus dem ringförmigen Vorsprung 67 herausrollt und die Öffnung zu der Leitung 65 freisetzt. Die Flüssigkeit kann dann durch die Einlaßöffnung 34, durch den Hohlraum 60 und die Leitung 65 einströmen und durch die Auslaßöffnung 31 ausströmen.

Fig. 5 zeigt ferner eine unterschiedliche Ausführungsform der Erfindungen der anstelle einer außen vorstehenden Einlaßleitung 34 und einer entsprechenden Auslaßleitung 31 diese Leitungen mit Innengewinden versehen sind, welche geeignete Standardgrößen-Nippel aufnehmen. Des weiteren ist in diesem Falle der geschoßförmig geformte Vorsprung 47 nicht mit Widerhaken ausgeführt. Er wird vielmehr in diesem Fall in die Wandung 73 der Leitung 52 eingetrieben und in dieser gehalten. Diese Ausführungsform weist bestimmte Vorteile auf. So ist es möglich, die Flüssigkeit in der ringförmigen Kammer 43 durch einen nicht gezeigten Hahn abzuleiten und einen rückwärts gerichteten Druck durch die Auslaßöffnung auszuüben, um den geschoßförmig ausgebildeten Vorsprung 47 und das gesamte Schwimmerstück 44 zurück in seine Ausgangslage zu führen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Zusätzlich ist es möglich, das untere Gehäuseteil 30.von dem oberen Gehäuseteil 32 zu trennen, was das Ersetzen des Filtermaterials 38 durch ein frisches Filtermaterial ermöglicht.

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Claims

Patentansprüche

1.) Automatisches Absperrventil, gekennzeichnet durch iin Gehäuse (30,32); einen Einlaß (34) in dem Gehäuse, welche in Verbindung mit einer Schwimmerkammer steht; eine Öffnung (54) an der Oberseite der Schwimmerkammerj ein Schwimmerteil (44), das unterhalb dieser Öffnung (54) und betriebsmäßig mit dieser fluchtend angeordnet ist; eine Einrichtung (48), um das Schwimmerteil (44) in zusammenwirkenden Eingriff mit der Öffnung (54) zu führen; und durch einen Auslaß (31) in dem Gehäuse, der mit der Öffnung (54) in Verbindung steht.

2. Automatisches Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (34) mit der Schwimmerkammer übereine erste Kammer (43) in Verbindung steht.

3. Automatisches Absperrventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filtermaterial (38) in einem Teil der ersten Kammer (43) angeordnet ist.

4. Automatisches Absperrventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmerkammer zylindrisch ist (51) und daß die erste Kammer (43) ringförmig um die Schwimmerkammer angeordnet ist.

5· ■ Automatisches Absperrventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial (38) ringförmig um den oberen Bereich'der ersten Kammer (43) angeordnet ist.

6. Automatisches Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwimmerteil (44) eine vergrößerte Basis (46) und ein nach oben vorstehendes Teil (47) enthält.

7· Automatisches Absperrventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwimmerteil (44) hohl ist (50).

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8. Automatisches Absperrventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das obere, vorstehende Teil (47) so ausgebildet ist, daß es in die Öffnung (54) paßt und diese verschließt.

9. - Automatisches Absperrventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Führung des Schwimmerteils (44) eine Mehrzahl von Rippen (48) enthält, welche vertikal rund um die Basis (46) des SchwimmerStücks (44) angeordnet sind.

10. Automatisches Absperrventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,' daß widerhakenartige Einrichtungen (49) auf der Oberfläche des nach oben vorstehenden Teils (47) angebracht sind.

11. Automatisches Absperrventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung an der Oberseite der Schwimmerkammer von einem elastischen Teil (53) bedeckt ist, das eine Öffnung (54) aufweist, welche betriebsmäßig mit dem Schwimmerteil (44) fluchtet.

12. Automatisches Absperrventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (43) in Verbindung mit der Schwimmerkammer an einer Stelle unterhalb des Filtermaterials (38) steht.

13· Automatisches Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Nebenleitung (60,65) aufweist, welche in Verbindung mit dem Einlaß (34) und dem Auslaß (31) steht und ein bewegliches Ventil (64) aufweist, das in der Nebenleitung angeordnet ist und diese zusetzt.

14. Automatisches Absperrventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ventil

_r ein durch Drehen verschieblicher Kugelverschluß (64) ist.

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15. Automatisches Absperrventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kugelverschluß (64) mittels eines drehbaren Deckels (61) in einer Öffnung zwischen dem Einlaß (34) und dem Auslaß (31) gehalten ist, wobei dieser Deckel (61) in dem Gehäuse (30,32) gehaltert ist.

16. Automatisches Absperrventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Einlaß (34) in dem Gehäuse (30,32), welcher mit der eine zylindrische Konfiguration (51) aufweisenden Schwimmerkammer über eine ringförmige erste Kammer (43) in Verbindung steht, welche um die Schwimmerkammer angeordnet ist, wobei die erste Kammer (43) in ringförmiger Anordnung ein Filtermaterial (38) in ihrem oberen Bereich aufweist; durch ein hohles Schwimmerteil (44) mit einer vergrößerten Basis (46) und einem nach oben vorstehenden Teil (47), wobei die Basis eine Mehrzahl von Rippen (48) vertikal angeordnet trägt und wobei das nach oben vorstehende Teil (47) eine Reihe von Widerhaken (49) auf seiner Oberfläche trägt; sowie durch eine Nebenleitung (60,65), welche an der Oberseite des Gehäuses (30,32) angeordnet ist, wobei diese Nebenleitung^ in Verbindung mit dem Einlaß (34) und dem Auslaß (31) steht und in der Nebenleitung ein bewegliches Kugelventil (64) enthält, welches diese verschließt.

17. Automatisches Absperrventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige erste Kammer (43) in Verbindung mit der Schwimmerkammer über eine Vielzahl von Öffnungen steht, welche unterhalb des Filtermaterials (38) angeordnet sind.

18. Automatisches Absperrventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kugelventil (64) in einer Öffnung gehalten ist, welche zwischen dem Einlaß (34) und dem Auslaß (31) mittels eines drehbaren Deckels (61) gehalten ist, welcher in dem Gehäuse (30,32) gelagert ist.

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19. Automatisches Absperrventil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Filters (38) Filz ist.

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