DE3708517C2

DE3708517C2 -

Info

Publication number: DE3708517C2
Application number: DE3708517A
Authority: DE
Inventors: Phillip Michael Denver Col. Us Finsterwald; George Jurgen Evergreen Col. Us Eilers Jun.
Original assignee: Cobe Laboratories Inc
Current assignee: Terumo BCT Inc
Priority date: 1986-05-07
Filing date: 1987-03-16
Publication date: 1991-05-29
Also published as: DE3708517A1; GB2190145A; JPH0882286A; FR2598468A1; JP2772268B2; US4909713A; JP2537512B2; CA1297341C; FR2598468B1; GB2190145B; JPS62261684A; GB8707228D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchpumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 9 vorausgesetzten Art.

Bei einer Schlauchpumpe wird ein flexibler Schlauch von an einem Rotor angebrachten und längs eines kreisförmigen Weges entlang einer Laufbahn laufenden Rollen zusammengedrückt, wobei beim Fortschreiten des durch die Rollen zusammenge drückten Teiles des Schlauches eine davor befindliche Flüs sigkeit durch den Schlauch gedrückt wird. Bei manchen Pumpen dieser Art wird der Schlauch durch Führungen, die am Rotor angebracht sind und sich gegenüber dem Schlauch bewegen, in der richtigen Lage bezüglich der Rollen gehalten.

Ein Problem besteht bei Schlauchpumpen darin, daß eine ge wisse Mühe und Geschicklichkeit aufgebracht werden muß, um den Schlauch in seine richtige Lage zwischen den Rollen und der Laufbahn zu bringen oder ihn von dort zu entfernen.

Aus der DE 32 37 014 A1 ist eine Schlauchpumpe bekannt, bei der die Laufbahn als Teil einer Statoreinrichtung ausgebildet ist, die in einer Richtung senkrecht zur Achse des Rotors bezüglich desselben verschoben werden kann, um in einer von dem Rotor weiter entfernten Lage das Einsetzen und Heraus nehmen des Schlauches aus der Pumpe zu erleichtern, während das Pumpen in einer näher beim Rotor befindlichen Lage der Statoreinrichtung erfolgt.

Aus der US 41 85 948 ist eine Schlauchpumpe bekannt, bei der eine über dem Rotor befindliche Abdeckung während des Betriebs durch Befestigungsschrauben auf einem Gehäusekörper der Pumpe gehalten wird und zum Auswechseln des Schlauches nach dem Lösen und Entfernen der Befestigungsschrauben ent fernt und dadurch ein Bereich zwischen dem Rotor und dem Stator der Pumpe freigegeben wird, in den der Schlauch im wesentlichen in einer Richtung längs zur Rotorachse hineinge drückt oder an einem Ende des Schlauches beginnend aus der Pumpe herausgezogen werden kann.

In der DE 33 26 784 A1 wird eine Schlauchpumpe beschrieben, bei der am Rotor an einem in einer Richtung senkrecht zur Rotorachse abstehenden Stift eine Druckrolle gelagert ist, die sich beim Betrieb zusammen mit dem Rotor dreht und den Schlauch bei jeder Drehung in seine Betriebslage niederhält. Wenn der Schlauch entnomen werden soll, wird dieser mittels eines beide Enden der Schlauchschleife verbindenden Anschluß stücks angehoben, so daß der Niederhalter bei einer weiteren Drehung des Rotors unter dem Schlauch fassen und diesen aus seiner Betriebslage herausheben kann.

Aus der DE-OS 14 28 964 ist eine Schlauchpumpe bekannt, bei der die Rollen des Rotors derart mit einem tonnenförmigen Querschnitt ausgebildet sind, daß sich zwischen der Ober fläche der Rollen und der gewölbten Innenfläche der Laufbahn ein Spalt von im wesentlichen konstanter Breite zur Aufnahme des Schlauches ergibt. Bei dieser Schlauchpumpe sind die Schläuche jedoch fest installiert, so daß sich Probleme hin sichtlich des Einsetzens oder Entnehmens des Schlauches nicht ergeben.

Schließlich ist aus der DE-OS 20 52 660 eine Schlauchpumpe bekannt, bei der zur Steuerung der Strömungsmenge der freie Querschnitt des durch die Rollen des Rotors zusammenge drückten Schlauches veränderbar ist. Zur Erleichterung der Einstellung der Spannung des Schlauches und zur Verbesserung der Verschleißbeständigkeit des Schlauches wird für die Rol len eine bikonische oder zylindrisch-bikonische Form ange geben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlauchpumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 9 angegebenen Art, wie sie beispielsweise der US 41 85 948 entnommen werden kann, so auszubilden, daß die Handhabung des Schlauches beim Einsetzen und Herausnehmen aus der Schlauchpumpe wesentlich vereinfacht wird.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine an sich bereits aus der US 41 85 948 bekannte Ab deckung in einer Richtung parallel zur Rotorachse zwischen einer Ladestellung, in der sie genügend weit von der Lauf bahn entfernt ist, um eine Einführung des Schlauches durch eine Schlaucheinführungsöffnung in einen Schlaucheinzugs bereich neben dem Pumpbereich zu gestatten, und einer Betriebsstellung, in der die Schlaucheinführungsöffnung geschlossen ist, beweglich gelagert, wobei der Schlauch beim Bewegen der Abdeckung in die Betriebsstellung in dem Pumpbereich bewegbar ist, und ist eine Anhebevorrichtung vorgesehen, um den Schlauch parallel zur Rotorachse und von den Rotorrollen wegzubewegen, wenn die Abdeckung aus der Betriebsstellung in die Ladestellung gebracht wird.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die gestellte Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 9 gelöst. Gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Innenfläche der Laufbahn so von den Rotorrollen be abstandet, daß neben dem Pumpbereich in einer Richtung parallel zu der Rotorachse ein Schlaucheinzugsbereich ge schaffen wird, daß zwischen den Rotorrollen und der Laufbahn ein ausreichend freier Abstand für eine Bewegung des Schlau ches zwischen dem Schlaucheinzugsbereich und dem Pumpbereich besteht, und daß die Rollen einen Teil kleinen Durchmessers an einem beim Schlaucheinzugsbereich liegenden Ende sowie einen Teil großen Durchmessers angrenzend an den Teil kleinen Durchmessers aufweisen, so daß der Schlauch bei der Drehung des Rotors durch die Wirkung der unterschiedlichen Rollen durchmesser automatisch vom Schlaucheinzugsbereich in den Pumpbereich eingezogen wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schlauch pumpe sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Er findung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schlauchpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einer aus wechselbaren von der Flüssigkeit durchströmbaren Kassette, welche einen U-förmigen flexiblen Schlauch trägt, der in der Pumpe verwendet wird;

Fig. 2 eine Ansicht von unten, in der der Antriebsmechanismus der Pumpe gemäß Fig. 1 zu sehen ist;

Fig. 3 ein Horizontalschnitt eines Teiles der Pumpe in einer Ebene 3-3 der Fig. 1, in dem eine Rolle, eine dieser gegenüberliegende Laufbahn und andere zugehörige Teile der Pumpe gemäß Fig. 1 dargestellt sind;

Fig. 4 und 5 horizontale Schnitte in einer Ebene 5-5 der Fig. 1, in denen eine Abdeckung der Pumpe gemäß Fig. 1 in verschiedenen Stellungen dargestellt ist;

Fig. 6 und 7 Seitenansichten in Richtung der Pfeile 7-7 der Fig. 1, in der die Abdeckung der Pumpe gemäß Fig. 1 in verschiedenen Stellungen dargestellt ist.

In Fig. 1 ist eine Peristaltik- oder Schlauchpumpe (10) darge stellt, die an der Vorderseite einer Dialysatbehandlungsmaschine (von der nur eine vordere Trägerplatte (12) dargestellt ist) in einer Position angebracht ist, daß sie einen flexiblen Schlauch (13) einer auswechselbaren Fluidkammerkassette (15) aufzunehmen vermag, welche bei der Pumpe (10) durch Backen (18) an der Platte (12) gehaltert ist. Die Pumpe (10) enthält eine Laufbahn (14) mit einer Innenfläche (16), die die Form eines Halbkreises aufweist, zu dem tangential anschließende gerade Teile (22, 24) führen. Der Schlauch (13) geht durch Schlitze (19) in einer Wand (17). Die Pumpe hat ferner einen Rotor (26), an dem Rollen (28) durch Rollenhalterungen (29) angebracht sind, welche am einen Ende drehbar oder schwenkbar gelagert sind und am anderen Ende in Richtung nach außen federnd vorgespannt sind. Die Laufbahn (14) und der Rotor (26) sind durch eine bewegliche Abdeckung (30) abgedeckt, welche eine im wesentlichen U-förmige Schlauchfüh rung (32) und einen hieran schwenkbar angebrachten verriegelbaren Deckel (34) aus klarem Kunststoff enthält.

Wie die Fig. 1, 2, 6 und 7 zeigen, ist die Schlauchführung (32) der Abdeckung (30) verschiebbar auf Führungsstäben (36) gelagert und mit einem Gewindestab (38) verbunden, der durch einen Schrittmotor (40) in Längsrichtung bewegbar ist. Der Schrittmotor ist an einer Trägerplatte (42) befestigt. In den Fig. 2, 6 und 7 ist außerdem ein Motor (44) zum Antrieb des Rotors dargestellt.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Rolle (28) einen mittleren Teil (46) größeren Durchmessers und konische Endteile (48) kleinerer Durchmesser aufweist. Die Rollen können aus Acetal-Kunst stoff mit 20% TFE-Anteil (Delrin AF) bestehen, der mittlere Teil (46) kann einen Durchmesser von etwa 24,25 mm (0,955′′) haben, und die konischen Teile (48) kleinerer Durchmesser können in einem Winkel von 10° geneigt sein und eine Stirnfläche mit einem Durchmesser von etwa 22,58 mm (0,889′′) haben. Die Innenfläche (16) einer Seitenwand (50) hat in ähnlicher Weise einen Teil (52) größeren Durchmessers, der mit dem Teil (46) größeren Durchmessers der Rolle (28) fluchtet, und angrenzende abgewinkelte Teile (54) kleineren Durchmessers, die mit den konischen Teilen (48) der Rollen (28) fluchten. Der Schlauch (13) wird in einem Pumpbereich (56) zwischen einer Rolle (28) und der Innenfläche (16) zusammengequetscht und verschlossen. Außerhalb des Schlauchpum penbereiches (56) befindet sich ein Schlaucheinführungs- oder Schlauchmontagebereich (58), der in der in Fig. 3 dargestellten Betriebsstellung von einer Lippe (60) der Schlauchführung (32) eingenommen wird.

Wie Fig. 4 zeigt, weist die Schlauchführung (32) eine Anhebevorrich tung (62) in Form einer Rolle auf, welche an einem an der Schlauch einführung (32) angebrachten Arm (64) gehaltert ist.

Wenn die Pumpe für die Behandlung eines neuen Patienten in Betrieb genommen werden soll, wird die Abdeckung (30) in die in Fig. 6 dargestellte Lade- oder Einführungsstellung gebracht, während der Kunststoff-Deckel (34), der während des normalen Betriebs nicht offen ist, geschlossen bleibt. Die Kassette (15) wird durch die Bedienungsperson vor die Backen (18) gebracht, damit diese angreifen können, und gleichzeitig wird die Schlauch schleife (13) durch eine Einführungsöffnung (66) in einen Schlauch montagebereich (58) eingeführt.

Die Pumpe (10) bewirkt ein automatisches Laden oder Einziehen der Schlauchschleife (13), wenn der Rotormotor (44) und der Schrittmotor (40) in Betrieb gesetzt werden und die Gewindespindel (38) dadurch nach innen gezogen wird. Hierdurch wird die Schlauch führung (32) zur Laufbahn (14) hinbewegt und gleichzeitig dreht sich der Rotor (26) in Gegenuhrzeigerrichtung. Die am Schlauch (13) im Schlauchmontagebereich (58) angreifenden Rollen (28) ziehen den Schlauch dabei in den Pumpbereich (56). Der zunehmende Radius des konischen Teiles (48) bewirkt, daß sich der Schlauch (13) zum mittleren Bereich (46) großen Durchmessers hin bewegt. Während sich die Schlauchführung (32) weiter in Richtung auf die Laufbahn (14) hinbewegt, tritt ein teilweises Bedecken und Blockieren des Schlauchmontagebereiches (58) durch die Lippe (60) ein, wodurch der Schlauch an einer Rückkehr in diesen Bereich gehindert wird. In der in Fig. 7 dargestellten Betriebsstel lung deckt der Deckel (34) den Bereich um den Rotor (26) vollständig ab.

Während des Pumpens bleibt der Schlauch (13) ordnungsgemäß im mittleren Bereich (46) zentriert oder ausgerichtet; wenn nämlich der Schlauch dazu neigt, zu den Teilen kleineren Durchmes sers auszuweichen, wird er wegen der unterschiedlichen Linearge schwindigkeiten der Oberfläche der Rolle zwischen deren Rand und ihrer Krone zum Teil größeren Durchmessers zurückgezogen. Da die Innenfläche (16) der Laufbahn (14) in entsprechender Weise komplementäre Teile (54) kleineren Durchmessers hat, wird auch bei einem zeitweiligen Abgleiten des Schlauches (13) vom Teil (46) größeren Durchmessers der Rolle verhindert, daß der Schlauch nicht vollständig zusammengedrückt wird und Flüssigkeit an der Rolle vorbeiströmen kann.

Wenn die Kassette (15) und der Schlauch (13) entfernt werden sollen, wird der Schrittmotor (40) so in Betrieb gesetzt, daß sich die Schlauchführung (32) nach außen bewegt. Gleichzeitig hebt der Schlauchheber (62), der mit der Schlauchführung (32) verbunden ist und sich von der in Fig. 5 dargestellten Position in die in Fig. 4 dargestellte Position bewegt, den vorderen Teil des Schlauches (13) von den Rollen ab und nach außen in den Schlauchmontagebereich (58) während die Rollen weiter in Gegenuhrzeigerrichtung umlaufen. Wenn sich die Schlauchführung (32) in der in Fig. 6 dargestellten Position befindet, kann sich der Schlauch (13) durch die Einführungsöffnung (66) frei nach außen bewegen, wenn die Kassette durch die Bedienungsperson von der Maschine entfernt wird.

In der Lade- oder Einführungsstellung ist der Schlauchmontagebe reich um den Rotor nur durch eine sehr enge Öffnung zugänglich, so daß die Möglichkeit weitgehend ausgeschaltet wird, daß die Bedienungsperson ihre Finger während der Lade- oder Einführungsope ration unbeabsichtigt in die Nähe der sich bewegenden Teile bringt. Wegen der selbsttätigen Justierung oder Zentrierung, die ausschließlich auf der Gestalt der Rollen (28) beruht, werden keine Führungsflächen benötigt, die den Schlauch in der richtigen Position halten. Dadurch wird die Reibungsbeanspru chung des Schlauches bei der Positionierung verringert und die Lebensdauer des Schlauches (13) und der Kassette (15), die wieder verwendet werden können, erhöht.

Claims

1. Schlauchpumpe mit

- einem um eine Rotorachse drehbar gelagerten Rotor (26), der Rotorrollen (28) trägt, die einen kreisförmigen Weg durch laufen,
- einer Laufbahn (14) mit einer Innenfläche (16) zur Abstützung eines flexiblen Schlauches (13) in einem Pump bereich zwischen dieser Innenfläche und dem kreisförmigen Weg, wobei die Innenfläche Punkte aufweist, die in zur Rotorachse senkrechten Ebenen gleiche radiale Abstände von der Rotorachse haben, und
- einer über der Laufbahn (14) angebrachten Abdeckung (30),

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Abdeckung (30) in einer Richtung parallel zur Rotor achse zwischen einer Ladestellung, in der sie genügend weit von der Laufbahn entfernt ist, um eine Einführung des Schlauches (13) durch eine Schlaucheinführungsöffnung (66) in einen Schlaucheinzugsbereich (58) neben dem Pumpbereich (56) zu gestatten, und einer Betriebsstellung, in der die Schlaucheinführungsöffnung (66) geschlossen ist, beweglich gelagert ist, wobei der Schlauch beim Bewegen der Abdeckung (30) in die Betriebsstellung in den Pumpbereich (56) beweg bar ist,
- eine Anhebevorrichtung (62, 64) vorgesehen ist, um den Schlauch (13) parallel zur Rotorachse und von den Rotorrollen (28) wegzubewegen, wenn die Abdeckung aus der Betriebsstellung in die Lade stellung gebracht wird.

2. Schlauchpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (30) eine Lippe (60) aufweist, die in der Betriebsstellung über einen Teil der Laufbahn (14) greift.

3. Schlauchpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Innenfläche (16) der Laufbahn (14) in einer Richtung parallel zur Rotorachse über die Rollen (28) hinaus erstreckt, so daß sie teilweise den Schlaucheinzugsbereich (58) begrenzt, und daß die Abdeckung (30) eine Lippe (60) aufweist, die in der Ladestellung über den Schlaucheinzugsbereich (58) reicht und sich in der Betriebsstellung im Schlaucheinzugs bereich (58) befindet, so daß sie den Schlauch (13) daran hindert, sich vom Pumpbereich (56) in den Schlaucheinzugs bereich (58) zu bewegen, wenn sich die Abdeckung in der Betriebs stellung befindet.

4. Schlauchpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Anhebevorrichtung (62, 64) eine Heberolle enthält, die an der Abdeckung (30) angebracht ist und sich in der Betriebsstellung unterhalb einer mit dem Schlauch pumpbereich (56) fluchtenden Stellung befindet.

5. Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung mit einem parallel zur Drehachse des Rotors linear beweglichen Element zum Bewegen der Abdeckung (30) zwischen der Ladestellung und der Betriebsstellung.

6. Schlauchpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung zum Bewegen der Abdeckung (30) einen Schrittmotor (40) enthält, der ein linear bewegliches Antriebselement (38) antreibt, das mit der Abdeckung (30) verbunden ist, und daß die Abdeckung durch Führungsstäbe (36) verschiebbar bezüglich der Laufbahn (14) gelagert ist.

7. Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (30) eine schwenkbar gelagerte, verriegelbare Frontplatte aufweist, die sich über den Rotor (26) und den Pumpbereich (56) erstreckt.

8. Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Rotor (26) eine Wand (17) angeordnet ist, die quer verläuft zu den in den Schlaucheinführungsbereich führenden Abschnitten des Schlauchs und zwei Schlitze (19) zur Aufnahme des Schlauches (13) aufweist, und daß die zu den Schlitzen führenden Öffnungen durch die Abdeckung (30) in der Betriebsstellung abgedeckt und in der Ladestellung freigegeben werden.

9. Schlauchpumpe mit

- einem um eine Rotorachse drehbar gelagerten Rotor (26), der Rotorrollen (28) trägt, die einen kreisförmigen Weg durchlaufen, und
- einer Laufbahn (14) mit einer einem Teil eines Kreises entsprechenden Innenfläche (16) zur Halterung eines ent fernbaren flexiblen Schlauches (13) in einem Pumpbereich zwischen der Innenfläche und dem kreisförmigen Weg, wobei die Innenfläche Punkte aufweist, die in zur Rotorachse senkrechten Ebenen gleiche radiale Abstände von der Rotor achse haben,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Innenfläche (16) der Laufbahn (14) so von den Rotor rollen (28) beabstandet ist, daß nebem dem Pumpbereich (56) in einer Richtung parallel zu der Rotorachse ein Schlauch einzugsbereich (58) geschaffen wird,
- zwischen den Rotorrollen (28) und der Laufbahn (14) ein ausreichend freier Abstand für eine Bewegung des Schlauches zwischen dem Schlaucheinzugsbereich (58) und dem Pumpbereich (56) besteht, und
- die Rollen einen Teil (48) kleinen Durchmessers an einem beim Schlaucheinzugsbereich (58) liegenden Ende sowie einen Teil (46) großen Durchmessers angrenzend an den Teil kleinen Durchmessers aufweisen, so daß der Schlauch (13) bei der Drehung des Rotors (26) durch die Wirkung der unterschiedlichen Rollendurchmesser automatisch vom Schlaucheinzugsbereich (58) in den Pumpbereich (56) ein gezogen wird.

10. Schlauchpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine an der Laufbahn (14) angebrachte Ab deckung (30) aufweist, die in einer Richtung parallel zur Rotorachse zwischen einer Ladestellung, in der sie genügend weit von der Laufbahn entfernt ist, um das Einführen des Schlauches (13) durch eine Einführungsöffnung (66) in den Schlauchmontagebereich (58) zu gestatten, und einer Betriebs stellung, in der die Schlaucheinführungsöffnung (66) geschlossen ist, beweglich gelagert ist, und daß die Abdeckung eine Lippe (60) hat, die sich in der Ladestellung über den Schlaucheinzugs bereich (58) erstreckt und sich in der Betriebsstellung im Schlaucheinzugsbereich befindet, so daß sie den Schlauch (13) daran hindert, sich vom Pumpbereich in den Schlaucheinzugs bereich zu bewegen, wenn sich die Abdeckung in der Betriebs stellung befindet.

11. Schlauchpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Hebevorrichtung (62, 64) enthält, um den Schlauch (13) in einer Richtung parallel zur Rotor achse und von den Rotorrollen (28) wegzubewegen, wenn die Abdeckung von der Betriebsstellung in die Ladestellung bewegt wird.

12. Schlauchpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebevorrichtung eine Heberolle (62) enthält, die an der Abdeckung angebracht ist und sich in der Betriebsstellung auf der der Abdeckung abgewandten Seite der Rotorrollen (28) befindet.

13. Schlauchpumpe nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung mit einem parallel zur Drehachse des Rotors linear beweglichen Element zum Bewegen der Abdeckung zwischen der Ladestellung und der Betriebsstellung.

14. Schlauchpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Schrittmotor (40) enthält, der ein linear verschiebbares Antriebselement (38) antreibt, das mit der Abdeckung (30) verbunden ist, und daß die Abdeckung (30) durch Führungsstäbe (36) gleitend bezüglich der Laufbahn (14) gelagert ist.

15. Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (30) einen schwenk bar gelagerten, verriegelbaren Deckel (34) enthält, der den Rotor und den Pumpbereich abdeckt.