CN105903095B - 整合在壳体正面中的血泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于体外血液治疗的装置，具体来说是透析机，所述装置包括用于将流体从低压侧输送到高压侧的蠕动泵(2)，所述蠕动泵(2)包括可围绕转子轴(19)旋转的转子(18)以及围绕所述转子轴(19)以弓形方式形成的支撑区域(21)，其中可弹性变形的流体线路(22)能够定位在所述转子(18)与所述支撑区域(21)之间并且随所述转子(18)的旋转在所述转子与所述支撑区域(21)之间变形，同时形成截面收缩，使得在所述转子(18)相对于所述支撑区域(21)的旋转后，所述流体线路(22)中的流体从所述低压侧输送到所述高压侧，所述装置包括机器壳体部分(100)，所述器壳体部分(100)被实现为成形金属板件(101)，其中所述支撑区域(21)通过塑性变形在所述机器壳体部分(100、101)中形成。
Description
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的序言部分的用于体外血液治疗的装置，更具体地是涉及用于体外血液治疗的装置，具体来说是透析机，所述装置包括用于将流体从低压侧输送到高压侧的蠕动泵，所述蠕动泵包括可围绕转子轴旋转的转子以及围绕转子轴以弓形方式形成的支撑区域，其中可弹性变形的流体线路能够定位在转子与支撑区域之间并且随转子的旋转在转子与支撑区域之间变形，同时形成截面收缩，以便在转子相对于支撑区域的旋转后，流体线路中的流体从低压侧输送到高压侧，所述装置包括机器壳体，所述机器壳体被实现为成形金属板件。
背景技术
用于体外血液治疗的医疗设备中的已知的蠕动泵通常是由转子、泵壳以及作为流体线路布置在转子与泵壳之间的弹性软管线路组成。泵壳限定用于流体线路的支撑区域。从现有技术中，已知附接的血泵壳。举例来说，用于此类医疗设备的已知的蠕动泵的泵壳被制作为单独铣削铝质部分或为注塑成型塑料部分，并安装到设备壳体正面。由于附加部件所导致的相对较高的生产成本和存储成本，借助于单独部件来实施泵壳是不利的。此外，需要用于将泵壳安装到机器壳体上的组装工艺，其耗时且昂贵。最后，具有此类复杂形状的铣削部分本身是成本高的。塑料制成的泵壳的使用确实可部分地缓解这些问题，然而是以强度和耐磨性为代价的。
发明内容
根据上述现有技术，本发明基于消除前述缺点的目标，具体来说是提供用于体外血液治疗的装置，这种装置就生产、组装和成本而言可在最佳条件下生产，并且是耐磨的。
这个目标利用权利要求1的特征实现。
根据本发明的用于体外血液治疗的装置、具体来说是透析机包括用于将流体从低压侧输送到高压侧的蠕动泵，并且所述蠕动泵包括可围绕转子轴旋转的转子以及围绕转子轴以弓形方式形成的支撑区域，其中可弹性变形的流体线路能够定位在转子与支撑区域之间并且随转子的旋转在转子与支撑区域之间变形，同时形成截面收缩，以便在转子相对于支撑区域的旋转后，流体线路中的流体从低压侧输送到高压侧，所述装置包括机器壳体，所述机器壳体被实现为成形金属板件，其中支撑区域通过塑性变形在机器壳体中或机器壳体元件或部分中形成，具体来说是与机器壳体或机器壳体元件或部分一体形成。
根据本发明，也可被称为运行表面的支撑区域整合在机器壳体中，具体来说是与机器壳体或至少与机器壳体的成形金属板件(例如，机器正面)实现为一体的。因此，在血液治疗装置的组装期间必须安装、存储并管理的单独部件数量以有利的方式相对较低，从而使组装和组织简化并最小化成本。此外，支撑区域是尤其稳定且坚固的，在一方面是由于它是与壳体实现为一体的事实，另一方面是由于通常伴随塑性变形而来的材料硬化，从而最小化磨损和撕裂。具体来说，支撑区域具有比由塑料制成的常规支撑区域更高的刚度。在机器壳体制造中存在的生产工程方面的努力不会因支撑区域形成而大大增加，因为所述壳体可例如通过塑性变形、冲压、钻孔等等准备好接收另外功能部件(诸如开关、显示器、电或液压式连接件、用于转子的驱动单元、用于在插入弹性流体线路后封闭泵的盖子等等)。总之，本发明实现的一个优点在于，高度功能整合以及由此所产生的机器成本降低。最终，在常规的蠕动泵(尤其是具有由塑料制成的支撑区域或未与机器壳体形成为一体的金属支撑区域的那些蠕动泵)操作中出现并带来不利影响的任何静电电荷可最小化。
根据本发明的装置的蠕动泵将限定体积介质从低压侧(通常是动脉侧)输送到高压侧(通常是静脉侧)，所述介质例如像血液或透析液。弹性流体线路插入蠕动泵的转子与支撑区域之间，以便形成环路。转子和支撑弹性流体线路的支撑区域形成并且彼此适应，使得在这两者之间限定输送路径。在输送路径延伸中，转子围绕转子轴的旋转导致可弹性变形的流体线路变形并被夹断。转子被设计成使得流体线路仅局部或部分被挤压在一起。举例来说，可向转子提供挤压元件，所述挤压元件抵靠流体线路预张和/或可相对于转子轴来定位。通过与转子接触而造成的挤压点在转子的旋转期间随着转子行进，并且可以说是穿过流体线路从低压侧移动到高压侧。因此，流体在输送方向上被挤压出流体线路。补充流体通过低压力、尤其是真空吸入到线路中，所述低压力是由于流体线路在被转子变形后的弹性回复产生。可弹性变形的流体线路可为例如软管。
在输送路径区域中，流体线路是以前述方式变形并且以大致液密的方式挤压在一起并正常工作。挤压元件可以直接在转子上形成，具体来说是与转子一体形成。或者，挤压元件可布置在转子臂上。挤压元件可尤其设计成有利碾压在流体线路上以便保护材料的挤压辊或按压辊，或设计成在流体线路上滑动的滑动蹄。挤压元件能够尤其定位在径向方向上，并且挤压元件可以在径向向外方向上预加应力，即，进入流体线路挤压在一起的位置。优选地，这个预加应力过程是借助于弹簧元件执行。
本发明能够实现尤其是以下优点:
-使得机器壳体(例如，前门)实现更高程度功能整合，
-造成机器成本降低，
-支撑区域刚度相对于整合在塑料中的支撑区域得到提高，
-在静电电荷(ESD)方面的表现优于现有技术。
本发明的有利实施方式在从属权利要求(sub-claim)中要求保护并且将在以下更详细地解释。
根据一个实施方式，支撑区域可通过冷加工、尤其通过深拉(deep-drawing)在机器壳体中形成，具体来说是在形成机器正面的金属板件中形成。以此方式，就可不费力地将支撑区域的形成整合在制造机器壳体或至少机器壳体部分的工艺中。
根据本发明的另一实施方式，支撑区域可以在并入机器壳体中的凹口外围处形成。这具有的优点在于：流体泵(其稍后将布置在所述凹口中)至少部分、优选的是完全整合和/或平镶在机器正面中，并且以此方式被容纳且受到保护。由于平镶转子，用户的安全性增强，并且泵、尤其是转子更好地受保护以免外部影响。
或者，支撑区域可以在并入机器壳体中的隆起外围处形成。举例来说，包括支撑区域的珠状物可以从壳体的金属薄板平面突出，从而允许对弹性流体线路的简单布置。
支撑区域可以优选地形成为部分圆柱。具体来说，支撑区域可以形成，以便相对于机器壳体的金属薄板平面以角度α倾斜，其中角度α可以在约120°与约95°之间，优选地约115°与约100°之间，尤其优选地约110°与约105°之间的范围内。
根据本发明的一个实施方式，支撑区域可以围绕在支撑区域内径向形成并尤其与支撑区域一起变形的底部部分或底部区域。根据本发明的一个实施方式，底部部分或底部区域可以限定用于流体线路和/或转子的轴向支承表面。底部部分可相对于支撑区域形成，以便大致至少部分正交。在上述实施方式情况下，在不造成任何扭结或对方向造成急剧变化的情况下将弹性流体线路放在机器壳体上并将弹性流体线路放在包括支撑区域的凹口中是尤其容易的。在此，流过流体线路的流体仅经受大致平滑且微小的方向变化，从而使线路中的流动阻力最小化。
转子轴形成并定向，以便优选地平行于支撑平面。这确保了弹性流体线路以最佳可能方式挤压在一起。
优选的是，凹口包括基本上马蹄形的外轮廓，其中入口面形成在支撑区域两侧，以便优选地平行于转子轴。有利地，转子将使流体线路在这些入口面的区域中缓慢变形，这导致材料上的应力特别低。
还可以说，本发明涉及用于体外血液治疗的装置，所述装置包括整合在金属薄板壳体正面中的支撑表面或运行表面。所述支撑表面或运行表面是蠕动泵的部分，所述蠕动泵具体来说是血泵，例如，用于医疗技术的蠕动地工作的滚子泵或软管泵。结合转换系统的泵段的弹性材料性质，转子允许确保流体输送、具体来说是血液到透析器的输送的泵功能。在此，转换系统的泵段以环路形式抵靠整合在金属薄板壳体正面中的圆柱形的支撑表面或运行表面放置。在此，支撑表面或运行表面利用圆柱形直径或圆柱形包角影响所输送的介质的量。
本发明的另一方面涉及用于体外血液治疗的装置的壳体部分，所述装置具体来说是透析机，尤其是根据前述权利要求中任一项的装置，其中所述壳体部分是由金属薄板制成。在此上下文中，凹口通过塑性变形在壳体部分中形成，所述凹口用于接收蠕动泵的可围绕转子轴旋转的转子和可弹性变形的流体线路，其中围绕转子轴以弓形方式形成的凹口外围形成支撑区域，流体线路可借助于转子按压在支撑区域上。以此方式，壳体部分(例如，壳体金属薄板壁或壳体金属薄板壁部分)形成蠕动泵的一部分。
本发明的另一方面涉及制造用于体外血液治疗的装置的壳体部分的方法，所述装置具体来说是透析机，尤其是根据前述方面中任一个的装置，所述方法包括以下步骤：由金属薄板来形成壳体部分；以及通过塑性变形在壳体部分中形成凹口，所述凹口用于接收蠕动泵的可围绕转子轴旋转的转子和可弹性变形的流体线路，其中围绕转子轴以弓形方式形成的凹口外围形成支撑区域，流体线路可借助于转子按压在支撑区域上，以便收缩截面。
附图说明
以下将会基于附图中示出的示例性的非限制性实施方式更详细解释本发明，并且其中：
图1是用于体外血液治疗的装置的细节的示意图，
图2是根据现有技术的泵壳的示意图，
图3以第一透视图示出整合在机器壳体中的根据本发明的泵壳的示意图，
图4以另一透视图示出整合在机器壳体中的图3的泵壳，以及
图5以截面图示出整合在机器壳体中的图3和图4的泵壳。
具体实施方式
图1示例性地示出根据本发明的用于体外血液治疗的装置的细节。所示出的基本是装置的整个体外血液环路。所述血液环路包括动脉血液线路1，所述动脉血液线路1将血液从(未示出的)患者传送到治疗装置的蠕动泵2。在蠕动泵2的上游设有动脉压力传感器3，所述动脉压力传感器3测量蠕动泵2的上游的压力，即低压侧压力。在蠕动泵2的高压侧上，高压血液线路4通往动脉空气捕集器5。紧靠蠕动泵2的出口，用于血液稀释的添加剂(诸如肝素)可经由进料线路6和泵7添加至系统中的血液。
线路8将处于高压但未经治疗的血液从动脉空气捕集器5传送到透析器9。透析器9经由透析液进料线路10在入口侧被供应透析液。在透析器9中，血液借助于透析液以已知的方式进行治疗，例如，进行清洁。已使用过的透析液经由透析液排出线路11从透析器9中移除，并传送到(未示出的)处置装置或调节装置。已治疗的血液是借助于血液排出线路12从透析器9输送到静脉空气捕集器13，在所述静脉空气捕集器13中，空气借助于空气阱14而分离。在静脉空气捕集器13处设有静脉压力传感器15，所述静脉压力传感器15检测静脉压力，即高压侧压力。来自空气阱14的已治疗的血液经由静脉血液线路16而返回到患者。图1还示出了用于监测并控制所述装置的单元17。用于体外血液治疗的装置利用壳体100封装起来，所述壳体100至少部分被实现为成形金属板件。
蠕动泵2包括围绕转子轴19旋转的转子18。蠕动泵2还包括了血泵壳20(在图1中仅仅示意性地指出)，所述血泵壳20包括用于可弹性变形的流体线路22的支撑区域21。可弹性变形的流体线路22布置在血泵壳20的支撑区域21与转子18之间，并且在转子18的旋转期间变形。在入口侧，即低压侧，流体线路22被连接至动脉血液线路1，并且在出口侧，即高压侧，流体线路22被连接至血液线路4。流体线路22在转子18与支撑区域21之间以某种方式来变形，使得其截面在泵2的无故障的正常操作中挤压在一起，优选地完全挤压在一起，即被封闭以便为基本液密的。
图2示出根据现有技术的血泵壳20。所述壳体被形成为单独铣削铝质部分23，所述铣削铝质部分23被安装到设备壳体正面100。铣削铝质部分23具有相对复杂设计，并且包括用于流体线路22的入口凹槽24和出口凹槽25。支撑区域21是由铣削凹口在铣削铝质部分23中形成，这会导致高材料消耗和生产费用。
图3、图4和图5示出根据本发明整合在壳体正面100的金属薄板101中的血泵壳20。血泵壳20的支撑区域21通过在设备壳体100的金属薄板正面101中借助于合适变形方法(例如像深拉)来直接产生凹口26实现。凹口26以支撑区域21、入口侧壁27、出口侧壁28以及底壁29为界。在附图中示出的实施方式情况下，凹口26形成，以便相对于其余壳体正面来倾斜(具体来说参见图5)。因此，支撑区域21相对于其余壳体正面以角度α倾斜，并且底壁29相对于其余壳体正面以角度β倾斜。这具体在图5中清晰可见。所述倾斜布置目的在于促使流体线路22安装到泵壳20中和从泵壳20离开，而不在流体线路22中产生任何扭结或使扭结尽可能小。
支撑区域21被设计成节(环)圆柱的形式。支撑区域21的中心轴与转子轴19重合，并相对于壳体正面以角度α倾斜。轴座30提供在底部壁29中，以使转子轴19穿过壳体100。
此外，也有可能的是，泵操作所需的另外部件(诸如盖子、用于转换系统的泵段的导向元件以及驱动单元(均未示出))直接安装或能够安装在金属薄板正面上。
如上已经指出，壳体正面100是由金属薄板制成并且凹口26通过塑性变形在壳体正面100中形成，所述凹口用于接收蠕动泵2的可围绕转子轴19旋转的转子18和可弹性变形的流体线路22，其中围绕转子轴19以弓形方式形成的凹口26外围形成支撑区域21，流体线路22可借助于转子19按压在支撑区域21上，以便收缩截面。
Claims (11)
1.一种透析机，包括用于将流体从低压侧输送到高压侧的蠕动泵(2)，所述蠕动泵(2)包括可围绕转子轴(19)旋转的转子(18)以及围绕所述转子轴(19)以弓形方式形成的支撑区域(21)，其中可弹性变形的流体线路(22)能够定位在所述转子(18)与所述支撑区域(21)之间并且随所述转子(18)的旋转在所述转子与所述支撑区域(21)之间变形，同时形成截面收缩，使得在所述转子(18)相对于所述支撑区域(21)的旋转后，所述流体线路(22)中的流体从所述低压侧输送到所述高压侧，
所述透析机包括机器壳体部分(100)，所述机器壳体部分(100)被实现为成形金属板件(101)，并且
所述支撑区域(21)通过塑性变形在所述机器壳体部分(100、101)中形成。
2.根据权利要求1所述的透析机，其特征在于，所述支撑区域(21)是通过冷加工来形成。
3.根据权利要求1所述的透析机，其特征在于，所述支撑区域(21)在并入所述机器壳体部分(100、101)中的凹口(26)或隆起外围处形成。
4.根据权利要求1所述的透析机，其特征在于，所述支撑区域(21)被形成为部分圆柱。
5.根据权利要求1所述的透析机，其特征在于，所述支撑区域(21)形成，以便相对于所述机器壳体部分(100、101)的金属薄板平面以角度α倾斜，其中所述角度α在120°与95°之间的范围内。
6.根据权利要求1所述的透析机，其特征在于，所述支撑区域(21)围绕在所述支撑区域(21)内径向形成并与所述支撑区域(21)一起变形的底部部分或底部区域(29)。
7.根据权利要求6所述的透析机，其特征在于，所述底部部分或底部区域(29)形成用于所述流体线路(22)和/或所述转子(18)的轴向支承表面。
8.根据权利要求1所述的透析机，其特征在于，所述转子轴(19)是平行于所述支撑区域(21)。
9.根据权利要求3所述的透析机，其特征在于，所述凹口(26)具有基本上马蹄形的外轮廓，其中入口面和出口面(27、28)在所述支撑区域(21)的两侧形成，以便平行于转子轴(19)。
10.一种透析机的壳体部分(100、101)，其中所述壳体部分(100、101)是由金属薄板制成，
其中
凹口(26)通过塑性变形在所述壳体部分(100、101)中形成，所述凹口用于接收蠕动泵(2)的可围绕转子轴(19)旋转的转子(18)和可弹性变形的流体线路(22)，其中围绕所述转子轴(19)以弓形方式形成的所述凹口外围形成支撑区域(21)，所述流体线路(22)可借助于所述转子按压在所述支撑区域(21)上，以便收缩截面。
11.一种制造透析机的壳体部分(100、101)的方法，所述方法包括以下步骤：
由金属薄板来形成所述壳体部分(100、101)；以及
通过塑性变形在所述壳体部分(100、101)中形成凹口(26)，所述凹口用于接收蠕动泵(2)的可围绕转子轴(19)旋转的转子(18)和可弹性变形的流体线路(22)，其中围绕所述转子轴(19)以弓形方式形成的所述凹口外围形成支撑区域(21)，所述流体线路(22)可借助于所述转子按压在所述支撑区域(21)上，以便收缩截面。
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