DE2526865A1

DE2526865A1 - Fluidstroemungsregler

Info

Publication number: DE2526865A1
Application number: DE19752526865
Authority: DE
Inventors: Juan Ricardo Serur
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-06-17
Filing date: 1975-06-16
Publication date: 1976-04-15
Also published as: CA1026203A; FR2274970B3; JPS51142886A; IT1041382B; US3929157A; FR2274970A1

Description

PATENTANWÄLTE DR. ING. ERNST SOMMERFELD

DR. DIETER V. BEZOLD DIPL. ING. PETER SCHÜTZ 9678-75/B.T. DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER

D-8 MUENCHEN 86 TELEFON MARIA-THERESIA-STnASSB 23 POSTFACH SOOeeS TBlBX 022088 TBLEGBAMM SOMBBZ

JUAN RICARDO SERUR, 34A Harvard Avenue, Brookline, Massachusetts, Ver.St.v.A.

Fluidströmungsregler

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln einer Pluidströmung, insbesondere Flüssigkeitsströmung, in einem Fluidliefer- oder Abgabesystem mit Schwerkraftförderung·;· Ein bevorzugtes, jedoch nicht ausschließliches Anwendungsgebiet des vorliegenden Fluidströmungsreglers ist Flüssigkeitsabgabevorrichtungen für medizinische Zwecke. Ein typisches Beispiel dieser Art ist eine Vorrichtung zur Abgabe eines Behandlungsmittels in einer Blutbehandlungseinrichtung, wie einer künstlichen Niere.

Ein .Strömungsdurchsatzregler der hier interessierenden Art ist z.B. aus der US-PS 3729098 bekannt, er läßt jedoch in verschiedener Hinsicht noch zu wünschen übrig.

Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Strömungsdurchsatzreglers, der billig herzustellen und einfach zu verwenden ist, und der bestimmte wünschenswerte Sicherheitsmerkmale beinhaltet, die von besonderem Wert in Fällen medizinischer Verwendung sind.

Gegenstand der Erfindung ist ein Strömungsdurchsatzregler zur Verwendung in einem schwerkraftgeförderten Fluidliefersystem mit einer ersten Kammer für Fluid, die einen Fluideinlaß, einen

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Fluidauslaß und eine Einrichtung zum Aufrechterhalten eines Fluidniveaus in der Kanuner aufweist. Eine zweite Kammer für Fluid ist so angeordnet, daß sie durch Schwerkraftwirkung Fluid aus dem Fluidauslaß der ersten Kammer aufnimmt, und weist ihren eigenen Fluidauslaß auf. Es ist eine Entlüftungseinrichtung vorgesehen zum Herstellung einer Verbindung zwischen jeder Kammer und der Außenseite des Strömungsdurchsatzreglers.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind automatisch betätigbare Einrichtungen vorgesehen, die das Fehlen von Fluid (oder Änderungen in der Zusammensetzung des Fluids) in der zweiter Kammer anzeigen und/oder den Auslaß der zweiten Kammer bei einem derartigen Fehlen sperren. Derartige Einrichtungen zum Sperren des Auslasses der zweiten Kammer enthalten ein Schwimmerventil. Die Entlüftungseinrichtung enthält eine Ventileinrichtung zum Sperren dieser Verbindung. Die erste und die zweite Kammer grenzen aneinander an, wobei die untere Wand der ersten Kammer auch die obere Wand der zweiten Kammer bildet. Die Entlüftungseinrichtung enthält auch einen Entlüftungs- oder Luftkanal, der sich von der oberen Wand durch die untere Wand durch die erste Kammer erstreckt. Eine erste öffnung im Entlüftungskanal steht mit der zweiten Kammer und eine zweite öffnung im Entlüftungskanal bzw. Entlüftungsrohr mit der ersten Kammer in Verbindung.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Die einzige Figur ist eine teilweise schematische Darstellung eines Strömungsdurchsatzreglers nach der vorliegenden Erfindung, der in einem schwerkraftunterstützten Fluidliefersystem verwendet wird.

Ein großer Behälter- 10 für ein Fluid 12 weist eine verhältnismäßig große Öffnung 14 auf, durch die das Fluid entfernt werden kann. Ein derartiger Behälter wird häufig in medizinischen Fällen vorgesehen und kann mit einer nicht dargestellten Einrichtung zum Halten in hängender Lage versehen sein.

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Der Strömungsdurchsatzregler nach der vorliegenden Erfindung ist allgemein bei 16 angegeben. Im dargestellten Fall besteht der Zweck des Strömungsdurchsatzreglers 16 in der Schaffung einer gleichmäßigen Strömung aus dem Behälter 10 zu einem Fluidrohr 18 (etwa ein Rohr, das mit einem Patienten oder mit einem Teil eines medizinischen Geräts in Verbindung steht, das seinerseits mit dem Patienten in Verbindung steht) bei einem Durchsatz, der viel niedriger ist als derjenige, der erhalten werden würden, wenn das Fluid unmittelbar von der Öffnung 14 zum Rohr 18 strömen würde. Natürlich eignet sich der Strömungsdurchsatzregler 16 zur Verwendung mit anderen Formen einer Fluidversorgung als dem Behälter 10.

Der Strömungsdurchsatzregler 16 weist eine obere Kammer 20 und eine untere Kammer 22 auf, die durch eine Wand 24 mit einer Öffnung oder einem Fluidauslaß 26 getrennt werden. Wie in der Zeichnung dargestellt, grenzen die Kammern vorzugsweise aneinander an, wobei die Wand 24 eine untere Wand für die Kammer 20 und eine obere Wand für die Kammer 22 bildet und der Fluidauslaß 26 einen von der Kammer 20 zur Kammer 22 führenden Auslaß vorsieht. Bei einer geeigneten Ausführungsform sind die Kammern 20 und 22 ebenso wie.die gesamte Einheit 16 aus einem durchscheinenden Material, ".B. einem Kunststoff, hergestellt. Auf der Seitenwand der Kammer 20 kann eine Markierung 27 für weiter unten noch zu beschreibende Zwecke vorgesehen sein.

Ein Fluideinlaßrohr 28 steht mit der Öffnung 14 im Behälter 10 in Verbindung und erstreckt sich nach unten in die Kammer 20. Es ist eine Einrichtung 30 in der oberen Wand 32 der Kammer 20 vorgesehen, die das Fluideinlaßrohr 28 in der Weise hält, daß dessen Lage gegenüber der Wand 24 einstellbar gemacht wird. Die Einrichtung 30 kann einen mit Innengewinde versehenen Adapter enthalten, während das Fluideinlaßrohr 28 mit Außengewinde versehen ist oder, wie dargestellt, lediglich einen nachgiebigen Reibsitz aufweist, in dem das Fluideinlaßrohr 28 gleiten kann. Es sind natürlich weitere alternative Konstruktionen möglich.

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Ein Rohr 34 enthält einen Kanal, der eine Verbindung von jeder Kammer 20 und 22 zur umgebenden Atmosphäre herstellt. In einem äußeren Abschnitt des Rohrs 34 kann ein Abschalthahn oder Ventil 36 vorgesehen sein. Das offene untere Ende 38 des Rohrs 34 steht mit der Kammer 22 in Verbindung. Eine öffnung 40 im Rohr 34 steht mit der Kammer 20 an einer Stelle in Verbindung, die näher an der oberen Wand 32 gelegen ist als das Ende 42 des Fluideinlaßrohrs 28 in der Kammer 20. Auf diese Weise wird, wie weiter unten zu sehen ist, sichergestellt, daß sich die öffnung 40 über der Oberfläche des Fluids in der Kammer 2O befindet. An der Mündung eines Fluidauslasses aus der unteren Wand 48 in der zweiten Kammer ist ein Ventil 44 vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Ventil 44 einfach ein Schwimmerventil. Der Fluidauslaß 46 liefert Fluid zum oben genannten Fluidrohr 18. Wahlweise oder zusätzlich kann ein Fluidsensor 50 von beliebiger herkömmlicher Bauart vorgesehen sein, der das Fehlen von Fluid in der Kammer 22 oder weiter eine Änderung des Zustande des Fluids anzeigt, z.B. dessen physikalische oder chemische Eigenschaften, etwa eine unerwünschte Änderung des Salz-Wasser-Verhältnisses in einem Blutbehandlungsfluid oder dessen Niveau in der Kammer. Der Sensor 50 kann über Leitungen 52 an irgendeine herkömmliche Alarm- oder Sperrvorrichtung, z.B. ein Solenoidventil im Fluidrohr 18, angeschlossen sein, um eine weitere Aktion zu signalisieren und/oder einzuleiten, wenn das Fluid in der Kammer 22 entleert ist. Natürlich sind die Anordnung und die Betriebsarten von geeigneten Sensoren veränderlich.

Im Betrieb wird das Fluideinlaßrohr 28 in seiner Höhe in der Kammer 20 eingestellt, wodurch das Niveau eingestellt wird, bis zu dem sich das Fluid in der Kammer 20 ansammelt. Das Fluid füllt die Kammer 20 bis zu diesem Niveau aus, während gleichzeitig Fluid von der ersten Kammer 20 zur zweiten Kammer 22 mittels der Öffnung oder des Fluidauslasses 26 mit einem geringeren Durchsatz geliefert wird. Der Fluidauslaß 26 wird in typischer Weise so gewählt, daß sie einen viel kleineren Querschnitt als das Fluideinlaßrohr 28 aufweist. Die Höhe der Fluidsäule innerhalb

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der Vorrichtung 16 ist durch die Lage des Endes 42 des Fluideinlaßrohrs 28 gegeben. Diese Höhe bestimmt natürlich den hydrostatischen Druck, der das Fluid durch den eingeengten Fluidauslaß drückt, und somit den Strömungsdurchsatz durch diese öffnung. Die Markierung 27 kann so geeicht sein, daß sie den Strömungsdurchsatz bei einem gegebenen Fluidniveau in der Kammer 20 und einer gegebenen Größe des Fluidauslasses 26 anzeigt. Der Fluidauslaß 26 kann mit einem entfernbaren Stopfen 25 versehen sein, wodurch die Öffnungsgröße durch einen geeigneten Wechsel der Stopfen 25 verändert werden kann. Sollte der Fluidvorrat entleert werden, so verhindert das Ventil 4 4 ein Eintreten von Luft in das Fluidrohr 18. Dies ist natürlich eine bedeutende Sicherheitsmaßnahme bei Anwendungen, in denen das Fluidrohr 18 unmittelbar mit dem Patienten verbunden ist. Darüber hinaus unterbricht das Schließen des Absperrhahns oder Ventils 36 den gesamten Fluidstrom in der Vorrichtung, wobei der Druck über dem Fluid in jeder Kammer abnimmt, wenn das Fluidniveau sinkt. Somit erzeugen das Rohr 34 und das Ventil 36 eine einfache und geeignete Steuerung, um die Lieferung von Fluid zum Fluidrohr 18 zu beenden, während die Bereitschaft der Vorrichtung 16, eine derartige Lieferung nach Wunsch sofort wiederaufzunehmen, aufrechterhalten wird. Sogar wenn das Ventil 36 fehlt, würde das Rohr 34 die Strömung beenden, wenn eine Verstopfung, z.B. im Fluidrohr 18, auftreten würde. Während die Kammer 22 mit Fluid gefüllt wird, würde der Überschuß aufwärts durch die Öffnung 38 in das Rohr 34 gedrückt werden. Wenn das Niveau im Rohr 34 das Niveau in der Kammer 20 erreicht, würde die gesamte Strömung aufhören. Das Entlüften beider Kammern dient auch zum Regeln des Fluidstroms, da über dem Fluid in jeder Kammer Atmosphärendruck herrscht. Wenn z.B. eine Entlüftung für die Kammer 22 fehlt, würde der Durchsatz der Fluidlieferung zum Fluidrohr 18 vom Gleichgewicht zwischen dem Druck in der Kammer 20 und dem in typischer Weise veränderlichen Druck in der Einheit abhängen, zu der das Fluidrohr 18 führt.

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Claims

Patentansprüche

1.) Strömungsdurchsatzregler zur Verwendung in einem Fluidliefersystem mit Schwerkraftförderung, gekennzeichnet durch eine erste obere Kammer (20) für Fluid mit einem Fluideinlaß (42), mit einer Fluidauslaßeinrichtung (26) und mit einer Einrichtung (28, 30) zum Aufrechterhalten eines vorgegebenen Fluidniveaus in der oberen Kammer (20), durch eine zweite untere Kammer (22) für Fluid, deren Einlaß tiefer als die Fluidauslaßeinrichtung (26) liegt, und die so angeordnet ist, daß sie mittels Schwerkraft das gesamte Fluid aus der Fluidauslaßeinrichtung (26) der oberen Kammer (20) aufnimmt, und einen Fluidauslaß (46) aufweist, und durch eine Entlüftungseinrichtung (34-40), die zwischen jeder Kammer (20, 22) und der Außenatmosphäre des Strömungsdurchsatzreglers (16) eine freie Verbindung herstellt.

2. Strömungsdurchsatzregler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine automatisch arbeitende Einrichtung (50), die einen geänderten Fluidzustand in der zweiten Kammer (22) anzeigt.

3. Strömungsdurchsatzregler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine automatisch arbeitende Einrichtung (44) , die den Fluidauslaß der zweiten Kammer (22) sperrt, wenn das in der zweiten Kammer (22) enthaltene Fluid entleert ist.

4. Strömungsdurchsatzregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die automatisch arbeitende Einrichtung (44)ein Schwimmerventil enthält.

5. Strömungsdurchsatzregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (20, 22) aneinandergrenzen, wobei die erste Kammer (20) eine untere Wand (24) aufweist, die auch die obere Wand der zweiten Kammer (22) bildet.

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6. Strömungsdurchsatzregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungseinrichtung (34-40) folgendes enthält: einen Entlüftungskanal (34) , der sich von der oberen Wand (32) zur unteren Wand (24) durch die erste Kammer (20) erstreckt, eine erste öffnung (38) im Entlüftungskanal (34), die mit der zweiten Kammer (22) in Verbindung steht, und eine zweite öffnung (40) im Entlüftungskanal (34), die mit der ersten Kammer (20) in Verbindung steht.

7. Strömungsdurchsatzregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungseinrichtung (34-40) eine Ventileinrichtung (36) aufweist, die die Verbindung zwischen jeder Kammer (20, 22) und der Außenseite des Strömungsdurchsatzreglers

(16) sperrt.

8. Strömungsdurchsatzregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (20) eine durchscheinende Seitenwand mit einer darauf befindlichen Markierung (37) enthält, die ein Maß für den Fluidstrom durch den Strömungsdurchsatzregler (16) ist.

9. Strömungsdurchsatzregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ein vorgegebenes Niveau aufrechterhaltende Einrichtung (28, 30) einstellbar ist, wodurch beliebig viele Niveaus aufrechterhalten werden können.

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