DE2745317A1 - Durchflussregulator - Google Patents

Durchflussregulator

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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
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Description

27A5317
Koninklijke Emballage Industrie van Leer B.V.
Amsterdamseweg 206
Amstelveen
Niederlande München, den
Durchflußregulator
Die Erfindung betrifft einen voreinstellbaren Durchflußregulator, wie er besonders bei Vorrichtungen in Gebrauch ist, die zur Einführung von Flüssigkeiten in den Körper dienen. Die Erfindung ist nachfolgend beispielsweise im Hinblick auf diese Verwendung beschrieben, kann jedoch auch bei anderen Anwendungsfällen Verwendung finden.
Es ist oft nötig, daß Flüssigkeiten, beispielsweise Blut, Salzlösungen, Glukose oder Wasser in genau bestimmten und voreinstellbaren Mengen pro Zeiteinheit einem Körper zugeführt werden müssen. Zu diesem Zweck sind Durchflußregulatoren bekannt, beispielsweise Quetschventile; aber diese bekannten Regulatoren erwiesen sich in Hinsicht auf die Genauigkeit und die Bequemlichkeit der Voreinstellung, auf die Baugröße und im Hinblick auf die Herstellungskosten als nicht zufriedenstellend.
Θ09815/0845
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Durchflußregulator zu schaffen, der sich vorteilhaft von den bekannten Geräten unterscheidet und bei Vorrichtungen besonders gut einsetzbar ist, die zum Zuführen von Flüssigkeiten in den Körper dienen.
Erfindungsgemäß wird ein voreinstellbarer Durchflußregul itor geschaffen, der zwischen zwei fluidführende Röhren eingesetzt werden kann und dadurch gekennzeichnet ist, daß ein mit einem Ende mit einer Fluidröhre verbindbares Kernteil mit einem Durchgang vorgesehen ist, um das Fluid von dem einen Ende zur Außenfläche des Kernteils zu leiten, daß eine flexible Hülse mit einem über das Kernteil passenden offenen Ende vorgesehen ist, da an dem entgegengesetzt liegenden Ende mit der anderen Fluidröhre verbindbar ist, daß das Kernteil einen Außendurchmesser aufweist, der ein wenig geringer als der Innendurchmesser der flexiblen Hülse ist und daß eine Vertiefung mit sich ändernder Querschnittsgröße, in Axialrichtung des Kernteils an seiner Außenfläche ausgebildet ist, und daß ein Ring mit einem Innendurchmesser vorgesehen ist, der geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der flexiblen Hülse ist und der über die Hülse gestreift werden kann, wobei der Ring in Längsrichtung der flexiblen Hülse voreinstellbar ist, um den darunter liegenden Abschnitt der Hülse bei einem ausgewählten Querschnitt der Vertiefung gegen das Kernteil zu drücken und dadurch den Fluiddurchfluß zwischen dem Kernteil und der flexiblen Hülse von einer Röhre zu anderen zu regulieren.
Bei der im folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die an der Außenfläche des Kernteils befindliche Vertiefung schraubenförmig ausgebildet.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:
Fig. I einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungs gemäßen voreinstellbaren Durchflußregulators,
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Fig. la, Ib vergrößerte Schnittansichten der mit A und B gekennzeichneten Stellen der Fig. 1,
Fig. 2 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 mit zur Erzielung einer
erforderlichen Durchflußrate an einer bestimmten Stelle voreingestelltem Ring,
Fig. 3 eine Endansicht des in dem Durchflußregulator nach Fig.
benutzten Voreinstell-Ringes,
Fig. 4 eine Teilansicht des Einlaßendes eines erfindungsgemäßen
Durchflußregulators mit einer Abwandlung zur Erzeugung einer Tropfkammer,
Fig. 5 eine Teilansicht des Auslaßendes des erfindungsgemäßen
Durchflußregulators mit einer Abwandlung zur Erzeugung einer Einspritzstelle, die mittels einer Nadel einer Injektionsspritze zum Einführen einer Substanz in das durch den Regulator fließende Fluid durchstechbar ist,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen abgewandelten Ring zum
Gebrauch in dem erfindungsgemäßen Durchflußregulator,
Fig. 7 einen Querschnitt durch einen weiteren abgewandelten
Ring,
Fig. 8 einen Schnitt durch eine weitere Abwandlung des erfindungs
gemäßen Durchflußregulators, und
Fig. 9 einen Querschnitt nach Linie IX-IX der Fig. 8.
Der in der Zeichnung dargestellte, besonders für die Zuführung von Flüssigkeiten (z.B. Blut oder Salzlösung) zu einem Körper einsetzbare Durchflußregulator besteht nur aus drei Elementen, nämlich einem Kernteil 2, einer äußeren flexiblen Hülse 4 und einem längs der Außenfläche der Hülse
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verschiebbaren aufgeschnittenen Ring 6, mit dem die Durchflußrate des Fluids durch das Gerät eingestellt werden kann.
Das Kernteil 2 weist einen länglichen zylindrischen Abschnitt 21 aus Kunststoffmaterial auf, der an einem Ende mit einem hohlen Stiel 22 zur Aufnahme einer (nicht gezeigten) Fluideinlaßröhre versehen ist. Die Einlaßröhre kann bis zu einer kreisförmig nach außen gehenden Endwand 23 aufgeschoben werden. Die entgegengesetzt liegende Seite der Wand 23 ist mit einem ringförmigen Einschnitt 24 versehen, der die äußere flexible Hülse 4 aufnimmt. Ein weiterer ringförmiger Einschnitt 25 mit kleinerem Durchmesser als ihn der Einschnitt 24 aufweist bildet eine Ringkammer zwischen dem Kernteil und der Innenfläche der flexiblen Hülse 4. Durch den Stielabschnitt 22 erstreckt sich eine axiale Bohrung 27, die in eine radiale Bohrung 28 im Bereich der Kammer 26 mündet und für den Durchfluß des Fluids von der Eingangsröhre zu der Ringkammer 26 einen Durchtritt bildet.
Der Hauptabschnitt 21 des Kernteils 2 ist mit einem Außendurchmesser versehen, der kleiner als der Innendurchmesser der flexiblen Hülse 4 ist, so daß sich ein Durchgang 29 bildet, der mit der Kammer 26 in Verbindung steht. Zusätzlich ist an der Außenfläche des Kernteilabschnitts 21 ein schraubenförmig gestalteter Einschnitt 30 ausgebildet, der in Axialrichtung des Kernteils weiterführt und von dem (linken) Einlaßende des Kernteils zum entgegengesetzt liegenden Ende hin abnehmende Querschnittsgröße besitzt.
Die abnehmende Querschnittsgröße der schraubenförmigen Vertiefung ist besonders in den Teilausschnitten Fig. la und Ib dargestellt. Es ist zu sehen, daß der näher am Einlaßende des Regulators liegende Abschnitt 30a (Fig. la) der Vertiefung sowohl tiefer als auch breiter als der näher an dem Auslaßende des Regulators liegende Abschnitt 30b (Fig. Ib) ist. Die schraubenförmige Vertiefung endet kurz vor dem Auslaßende des Kernteils, so daß das Ende 31 glatt und ohne Vertiefung ausgeführt ist.
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Die flexible Hülse 4 ist am einen Ende in den ringförmigen Einschnitt oder die ringförmige Vertiefung 24 des Kernteils 2 eingeschoben. Das entgegengesetzt liegende Ende der Hülse weist einen verringerten Durchmesser auf, so daß ein hohler Stielteil 42 zur Aufnahme der (nicht gezeigten) Auslaßröhre gebildet ist.
Der Ring 6 besteht aus flexiblem Kunststoffmaterial und ist zur Erhöhung seiner Flexibilität mit einem axialen Schnitt 62 (Fig. 3) versehen. Im normalen Zustand ist sein Innendurchmesser ein wenig geringer als der Außendurchmesser der flexiblen Hülse 4, wie in Fig. 1 zu »hen, so daß der Ring,in Längsrichtung der flexiblen Hülse verschoben, den darunter liegenden Abschnitt der Hülse gegen den Abschnitt 21 des Kernteils drückt oder quetscht (Fig. 2).
Der in Fig. 1-3 dargestellte Durchflußregulator wird in folgender Weise benutzt:
Der Stielabschnitt 22 am Einlaßende des Kernteils 2 wird in die Einlaßröhre eingeführt und der Stielabschnitt 42 am entgegengesetzt liegenden Ende der flexiblen Hülse 4 wird in die Auslaßröhre eingesetzt. Keine der beiden Röhren ist in der Zeichnung dargestellt. Das in der Einlaßröhre fließende Fluid dringt durch die Bohrungen 27 und 28 zu der ringförmigen Kammer innerhalb der flexiblen Hülse 4 vor und ergießt sich von dort durch den Raum 29 zwischen der Außenfläche des Kernteils und der Innenfläche der Hülse, um schließlich durch den Stielabschnitt 42 zur Auslaßröhre zu gelangen.
Der mit einem Schlitz versehene Ring 6 kann längs der Außenfläche der flexiblen Hülse versetzt werden und drückt an einem ausgewählten Bereich die Hülse (Fig. 2) gegen das Kernteil. Das durch den Raum 29 durchfließende Fluid wird auf diese Weise an der Stelle, an der die Hülse gegen das Kernteil gedrückt wird, gezwungen, durch die schraubenförmige Vertiefung 30 zu fließen, um von einer Seite zur anderen Seite des Ringes 6 zu gelangen. Der Querschnitt dieses Durchgangs hängt von der Stelle an ab, an der der mit einem Schlitz versehene Ring aufgesteckt wurde und auf diese Weise
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bestimmt die voreingestellte Lage des Ringes die Durchflußrate. Wenn der mit einem Schlitz versehene Ring zu der in Fig. la dargestellten Stelle bewegt wird, an der der entsprechende Abschnitt 30a der Vertiefung einen großen Querschnitt aufweist, wird eine große Durchflußrate erzeugt und bei einer Verschiebung des Ringes in die in Fig. Ib dargestellte Lage wird durch den geringeren Querschnitt eine geringere Dun hflußrate erzeugt. Der Ring kann auch an das ohne einen Einschnitt ausgebildete Ende 31 des Kernteils verschoben werden, wodurch der Durchfluß des Fluids beendet wird.
Wenn erforderlich, kann die Außenfläche der flexiblen Hülse 4 mit Markierungen versehen werden, mit denen die verschiedenen Durchflußraten an den verschiedenen Einstellungen des mit einem Schlitz versehenen Ringes angezeigt werden.
Die Zumeßvertiefung 30 kann verschiedene Form und Gestalt besitzen. Beispielsweise kann sie als eine einzelne Vertiefung ausgebildet sein, die sich parallel zur Längsachse des Kerns erstreckt, sie kann auch eine Vielzahl solcher Vertiefungen umfassen. Der sich ändernde Querschnitt der Vertiefung kann linear oder nichtlinear abnehmend ausgebildet sein, er kann auch stufenförmig abnehmen, so daß sich lineare, nicht lineare oder stufenförmige Änderungen des Fluiddurchflusses je nach der eingestellten Lage des mit einem Schlitz versehenen Ringes ergeben.
In Fig. 4 ist eine Abwandlung des Durchflußregulators dargestellt, wobei das Einlaßende des Kernteils so abgewandelt ist, daß sich eine Tropfkammer ergibt. Die den Einlaßstiel 122 zur Verbindung mit der (nicht gezeigten) Einlaßröhre tragende Endwand 123 enthält eine ringförmige Vertiefung 134 zur Aufnahme einer transparenten zylindrischen Kammerwand 135. Das andere Ende der Kammer 135 ist mit einer ringförmigen Vertiefung 124 zur Aufnahme des offenen Endes der flexiblen Hülse 104 versehen sowie mit einer weiteren ringförmigen Vertiefung 125, die mit der flexiblen Hülse zusammen die Ringkammer 126 bildet, durch welche das von der Einlaßröhre kommende Fluid zur Außenfläche des Kernteils fließt, wie es im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 3 beschrieben ist. Durch die in Fig. 4
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gezeigte Abwandlung ergibt sich eine Einblick-Tropfkammer 136 für das einzugebende Fluid. Das Fluid wird in die Tropfkammer 136 durch eine Axialbohrung 127 im Stielabschnitt 122 zugeführt und tritt aus der Kammer in die Ringkammer 126 durch eine axiale Bohrung 137 und eine radiale Bohrung 128 ein. Ansonsten stimmen Aufbau und Betrieb des Gerätes nach Fig. 4 mit dem Gerät nach Fig. 1 bis 3 überein.
Die in Fig. 5 dargestellte weitere Abwandlung, bei der das Ende der flexiblen Hülse 104 mit dem Stielteil 142 zur Verbindung mit der Auslaßröhre dargestellt ist, ist mit einem verdickten oder verstärkten Wandabschnitt 144 versehen, damit an dieser Stelle eine Einspritznadel zum Injizieren einer Substanz, beispielsweise eines Arzneimittels, in das in den Körper des Patienten zuzuführende Fluid eingestochen werden kann.
Statt eines mit einem Schlitz versehenen Ringes 6, kann ein Ring aus einem nachgiebigen oder elastischen Material, beispielsweise aus Schwammoder Schaumgummi verwendet werden. Zusätzlich kann die Innenfläche des Ringes mit Rippen versehen werden. Diese Abwandlung ist als Ring 206 in Fig. 6 dargestellt, wobei an der Innenfläche sich in Umfangsrichtung (beispielsweise ringförmig oder schraubenförmig) um den Ring erstreckende Rippen 207 vorgesehen sind, während in Fig. 7 ein Ring 306 dargestellt ist, dessen Innenfläche mit Längsrippen 307 versehen ist.
Diese Abwandlungen erhöhen die Gleitfähigkeit des Ringes gegenüber der flexiblen Außenhülse. Um die Gleitfähigkeit des Ringes noch weiter zu erhöhen, kann ein Schmiermittel verwendet werden. Das Schmiermittel wird bei Verwendung von Schwamm- oder Schaumgummi für den Ring in diesem Material zurückgehalten, oder es wird zwischen den Rippen an der Innenfläche des Ringes zurückgehalten, wenn ein solcher Aufbau Verwendung findet. Durch diese Ausführungsformen wird nicht nur die Gleitfähigkeit des Ringes gegenüber der flexiblen Hülse erhöht, sondern es erfolgt eine bessere Anpassung an einen etwaigen nicht genau kreisförmigen Querschnitt des Kernteils. Dadurch werden enge Herstellungstoleranzen beim Herstellen
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des Kernes unnötig.
Eine weitere Abwandlung des Durchflußregulators ist in Fig. 8 und 9 dargestellt. Bei dieser Abwandlung enthält das Kernteil 402 eine ringförmige Vertiefung 440 in der Nähe des Auslaßendes des Regulators, so daß eine Art Stöpsel 431 am Auslaßende gebildet wird. Der Stöpsel 431 weist einen Durchmesser auf, der mindestens ebenso groß, vorzugsweise jedoch ein wenig größer als der Durchmesser des restlichen Abschnittes des Kerns 402 ist. Zusätzlich enthält er einen Durchgang in Form zweier axialer Vertiefungen 442, deren Gesamtquerschnittsfläche größer ist als die größte Querschnittsfläche der schraubenförmigen Vertiefung 430.
Durch den erwähnten zusätzlichen Stöpsel mit Vertiefungen in Fig. 8 und 9 kann der Durchflußregulator so verändert werden, daß sich ein besonders großer Fluiddurchfluß ergibt, wenn dies bei einem besonderen Einsatz nötig ist. Um diesen besonders großen Durchfluß zu erzielen, wird der Ring 406 soweit bewegt, daß er den Stöpsel 431 umgibt. Da der Stöpsel vorzugsweise einen größeren Durchmesser aufweist als der übrige Bereich des Kernteils 402, liegt der Ring 406 fest an der zwischen ihm und dem Stöpsel 431 befindlichen Hülse 404 an. Der Ring 406 kann zusammen mit dem darunter liegenden Abschnitt der Hülse 404 ein wenig in Rückwärtsrichtung (in Fig. 8 nach links) bewegt werden. Da der Ring immer noch an dem darunter liegenden, zwischen ihm und dem Stöpsel 431 befindlichen Abschnitt der Hülse 404 anliegt, wird eine kleine Kontraktion der axialen Länge der Hülse 404 hervorgerufen, die wiederum eine kleine radiale Vergrößerung der Hülse ergibt. Damit wird der ringförmige Durchgang 429 zwischen dem Kernteil 402 und der Hülse 404 vergrößert und es ergibt sich ein besonders großer Fluiddurchfluß durch diesen Durchgang und damit durch die axialen Vertiefungen 442.
Um die Herstellung der Teile zu erleichtern, kann die Hülse und das Kernteil leicht konisch ausgeführt werden.
Das als einstellbarer Durchflußregulator für ein Zuführgerät von Flüssigkeiten zu einem Körper beschriebene Gerät kann vorteilhafterweise auch bei vielen
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anderen Anwendungen eingesetzt werden, wenn die genaue Regulierung eines Fluids, ob Flüssigkeit oder Gas, benötigt wird.
- Patentansprüche -
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Claims (18)

  1. Patentansprüche
    1·Ivoreinstellbarer Durchflußregulator zum Anschluß zwischen zwei fluidführende Röhren, dadurch gekennzeichnet , daß ein an einem Ende mit einer Fluidröhre verbindbares Kernteil mit einem Durchgang zur Durchführung von Fluid von der Fluidröhre zur Außenfläche des Kernteils vorgesehen ist, daß eine flexible Hülse mit einem offenen Ende vorgesehen ist, die über das Kernteil aufgenommen werden kann und am entgegengesetzt liegenden Ende mit der anderen Fluidröhre verbindbar ist, daß der Außendurchmesser des Kernteils ein wenig geringer als der Innendurchmesser der flexiblen Hülse ist und daß das Kernteil mit einer in Axialrichtung fortschreitenden Vertiefung mit veränderlichem Querschnitt versehen ist und daß ein Ring vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser ein wenig geringer als der Außendurchmesser der flexiblen Hülse ist und der darüber geschoben werden kann, wobei der Ring in Längsrichtung der flexiblen Hülse eingestellt werden kann, um den darunter liegenden Abschnitt der Hülse bei einem ausgewählten Querschnitt der Vertiefung gegen das Kernteil zu drücken und dadurch den Fluiddurchfluß zwischen dem Kernteil und der flexiblen Hülse von einer Röhre zur anderen zu regulieren.
  2. 2. Durchflußregulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Außenfläche des Kernteils ausgebildete Vertiefung schraubenförmig geformt ist.
  3. 3. Durchflußregulator nach Anspruch 1.oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Vertiefung in der Außenfläche des Kernteils vom einen Ende des Kernteils zum entgegengesetzten Ende hin abnehmenden Querschnitt aufweist.
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  4. 4. Durchflußregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Vertiefung kurz vor dem entgegengesetzt liegenden Ende des Kernteils endet.
  5. 5. Durchflußregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der voreinstellbare Ring ein flexibler aufgeschnittener Ring ist.
  6. 6. Durchflußregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das eine Ende des Kernteils mit einem Stielabschnitt zur Aufnahme der einen FluidrÖhre versehen ist, daß eine erste ringförmige Vertiefung zur Aufnahme des Endes der flexiblen Hülse vorgesehen ist, daß eine zweite ringförmige Vertiefung mit kleinerem Durchmesser als die erste ringförmige Vertiefung vorgesehen ist, um eine mit dem Raum zwischen dem Kernteil und der flexiblen Hülse in Verbindung stehende Ringkammer zu bilden und daß ein vom Inneren des Stielteiles zur Ringkammer führender Durchgang vorgesehen ist.
  7. 7. Durchflußregulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des Kernteils eine an der Seite des Stielbereichs befindliche kreisförmige Endwand aufweist.
  8. 8. Durchflußregulator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzt liegende Seite der kreisförmigen Endwand mit den ringförmigen Vertiefungen versehen ist.
  9. 9. Durchflußregulator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzt liegende Seite der kreisförmigen Endwand eine transparente zylindrische Wand aufweist und mit dieser eine transparente Tropfkammer bildet.
  10. 10. Durchflußregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß das entgegengesetzt liegende Ende der flexiblen Hülse mit einem hohlen Stielabschnitt zur Aufnahme der
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    27Λ5317
    anderen Röhre ausgebildet ist und daß ein verdickter Wandabschnitt dem hohlen Stielabschnitt benachbart vorgesehen ist, der durch eine Spritzennadel zur Einführung einer Substanz in das durch den Regulator fließende Fluid durchstochen werden kann.
  11. 11. Durchflußregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Ring ein aus elastischem Material bestehender geschlossener Ring ist.
  12. 12. Durchflußregulator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material Schwamm- oder Schaumgummi ist.
  13. 13. Durchflußregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß an der Innenfläche des Ringes Rippen ausgebildet sind.
  14. 14. Durchflußregulator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen an der Innenfläche des Ringes sich in Umfangsrichtung um den Ring erstrecken.
  15. 15. Durchflußregulator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen an der Innenfläche des Ringes sich in Axialrichtung des Ringes erstrecken.
  16. 16. Durchflußregulator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rippen an der Innenfläche des Ringes längs einer Schraubenlinie erstrecken.
  17. 17. Durchflußregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ring und der flexiblen Hülse ein Schmiermittel vorgesehen ist.
  18. 18. Durchflußregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet , daß das Kernteil dem Auslaßende des Regulators benachbart einen ringförmigen Einschnitt aufweist, daß durch den
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    ringförmigen Einschnitt an dem Auslaßende ein Stopfen gebildet ist, dessen Durchmesser mindestens gleich dem des restlichen Kernteils ist und daß der Stopfen mit einem oder mehreren Vertiefungen versehen ist, die sich in seiner Axialrichtung erstrecken und deren Gesamtquerschnittsflache größer als die der Vertiefung mit sich änderndem Querschnitt ist.
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DE19772745317 1976-10-08 1977-10-07 Durchflussregulator Granted DE2745317A1 (de)

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