DE1911649A1

DE1911649A1 - UEberstroemventil vorzugsweise fuer Blutkreislaeufe als Sicherheits- und Regelventil mit von aussen einstellbaren magnetischen Schliesskraeften

Info

Publication number: DE1911649A1
Application number: DE19691911649
Authority: DE
Inventors: Siegfried Klusch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-03-07
Filing date: 1969-03-07
Publication date: 1970-09-24

Description

^agnetische^Schließkräften.o

Die Erfindung betrifft ein Überströmventil für biologische oder technische Kreisläufe mit durch permanenten Magneten bewirkten Schließkräftenο

Diese Ventile können vorteilhaft in Blutkreisläufen hochdruckgefährdeter Patienten eingesetzt werden,und dienen als Sicher-. heits-und Regelventil» Bei Überschreiten eines einstellbaren maximalen Differenzdruckes öffnen sie und lassen einen Teilmenge der Flüssigkeit in den Bereich niederen Druckes Überströmen,, Insbesondere im Hinblick auf ein einfaches funktionssicheres künstliches Herz stellt sich die Aufgabe der Druckregelung für zwei in Serie geschaltete Blutkreißläufe unterschiedlichen Drucke s _o

Bekannt sind federbelastete und gewichtsbelastete Überströmventile für technische Zwecke«,

Auf G-rund der Eigenschaften des Blutes sind 'federbelastete Ventile unbrauchbar,, G-ewichtbelastete Ventile sind Lageabhängig und scheiden gleichfalls aus.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde ein Ventil zu schaffen,das strömungsgünstigen Durchgang gestattet,keine scharfen Übergänge oder vorspringende Halterungen aufweist und im Hinblick auf längere Öffnungspausen die Gerlmselbildung verhindert« Weiterhin sollte das Ventil aus gewebe und blutsympatisehen Kunststoffen mit absolut glatten Oberflächen hergestellt werden können. Gleichzeitig sollte das Ventilsystem auch im technischen Bereich verwendbar sein,und mit Hilfe einer von außen aufsteckbaren Zusatzeinrichtung den Punktionszustand fernmelden können_o Das Einregulieren des gewünschten maximalen Druckes sollte von außen möglich sein,und eine mit den bisher bekannten Mitteln nicht erreichbare Änderung des Druck-Weg-Diagramms gestatten₀

Diese Aufgabe wird erfindungegemäß dadurch gelöst,daß ein strömungsgünstig geformter Ventil-Schließkörper vorzugsweise aus Kunststoff mit kreisrundem Querschnitt einen oder mehrere Stabmagnete allseitig umschließt,und dieser Ventil-Schließkörper in einer Röhre vorzugsweise aus Kunststoff und mit größerem

-2-

009839/0865

,- -ISTTiU 9

Querschnitt beweglich untergebracht ist, wobei mindestens an einem Ende die Röhre verengt ist und den Ventilsitz bildet, ^{; v}' während außen auf die Röhre geschobene Ringmagnete unter genauer Beachtung der Polung und Justierung den gewünschten Öffnungsund Schließpunkt,sowie die Charakteristik des Druck-Weg-Diagramms für den Ventil-Schließkörper ergeben« Diese Möglichkeit der Änderung der Charakteristik ohne Verschlech terung der Strömungsbedingungen wurde dadurch erreicht,daß die im Ventil-Schließkörper befindlichen Stabmagnete aus entgegengesetzt gepolten Einzelmagneten unterschiedlicher Querschnitte bestehen können,, Oder in Umkehrung,bei normaler Polung der Stabmagneten,mehrere Ringmagnete entgegengesetzt gepolt und mit einstellbarem Abstand eingesetzt werden.

Die erzielbare Schließkraft wird maßgeblich vom Querschnitt der Stabmagneten beeinflußt» Aus Gründen der Schaltgenamigkeit und Lageunempfindlichfceit besteht der Zwang das Gewicht und Volumen sowie den Querschnitt des Ventil-Schließkörpers klein zu halten» Auch die Zunahme des Staudrucks bei geöffnetem Ventil verringert die Schaltgenauigkeit und lässt geringe Querschnitte des Ventilschließkörpers als wünschenswert erscheinene Durch die Anordnung entgegengesetzt gepolter Stabmagnete oder Ringmagnete wurde erreicht,daß die Einstellung des Schließpunktes vornehmlich im Bereich sich anziehender Kraftfelder vorgenommen werden kann»Werden beim öffnen des Ventil-Schließkörpers die Polebenen verschoben,kommen noch zusätzlich abstoßende Kräfte dazu,die in die gleiche Richtung wirken und ein Druck-Weg-Diagramm ergeben,das auch den am Ventil-Schließkörper auftretenden Staudruck berücksichtigt» In den lallen,in denen ein lineares Ansteigen des Schließkraft ausreicht um auch den Staudruck genügen! genau zu kompensieren, wird der Schließdruck durch sich abstoßende Kraftfelder erzeugte Hierbei wird der Schließdruck durch axiales Verschieben der Ringmagnete eingestellt„Bei Öffnen des Ventiles nehmen die Rückstellkräfte mit dem Öffnungsweg zu«, Um Gerinnselbildung zu verhindern,sollen die Toträume vor und hinter dem Ventil kontinuierlich durchspült werden. Dazu dienen eine oder mehrere axiale Rinnen am Ventilsitz oder am Ventil-Schließkörper,wodurch dauernd eine geringe Menge leckflüssigkeit hindurch fließen kann»

009839/0865

Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden beschrieben:

Fig.1 Zeigt ein schematisches Beispiel eines Überströmventils mit entgegengesetzt gepolten Stabmagneten unterschiedlichen Querschnitts im Schnitt und geschlossenenZustand«,

Figo2 2eigt das gleiche Ventil wie vorher in geöffnetem Zustand aber mit beiderseits verengten Röhre_o

Figo3 2eigt ein schematisches Beispiel eines Überströmventils bei dem 2Ringmagnete entgegengesetzt gepolt, im Schnitt und geschlossenem Zustande

Figo4 zeigt ein schematisches Beispiel eines Überdruckventils mit normaler Polung von Stabmagneten und Ringmagneten, wobei aber die Schließkraft durch abstoßende Kräfte erzeugt wird im Schnitt und geschlossenem Zustande

In allen vier Figuren bedeuten:

1 aVentil-Schließkörper der die Stabmagnete 2„ allseitig umschließt, 3 ο stellt die sich verengende Röhre mit Ventilsitz 5 ο und Leckrinnen 6_O dar. Bingmagnete werden mit 4ο bezeichnete

In Fig.1 sind die entgegengesetzt gepolten Stabmagnete 2₀ gegenüber den Ringmagneten 4ο so gepolt und angeordnet, daß der Stabmagnet-Teil mit dem geringeren Querschnitt vom Ringmagneten 4« angezogen wird und dadurch das Ventil schließt. Bei Überschreiten des eingestellten Maximal-Druckes öffnet das Ventil ,wobei die Polebenen verschoben werden ,und der Stabmagnet-Teil mit dem größeren Querschnitt wird wirksanuDa dieser Stabmagnet-Teil entgegengesetzt gepolt ist,treten noch abstoßende Kräfte auf, die in Abhängigkeit vom Öffnungsweg progressiv zunehmön. Der auf den Ventil-Schließkörper wirkende statische Druck bei geschlossenem Ventil wird nach dem Öffnen des Ventils durch die strömende Flüssigkeit zu einem Staudruck verwandelt,der höhere Werte als der statische Druck aufweisen kann.Um genügende Schaltgenauigkeit zu erreichen,wird mit Hilfe entgegengesetzter Polung und unterschiedlicher Magnetq_uerschnitte das Druck-Weg-Diagramm an die gebenen Bedingungen angepasst. Die Sinsteilung auf den gewünschten iiruck erfolgt durch Verschieben der Ringmagnete 4ο

In Fig«2 wird bei gleicher Magnetanordnung ein Überströmventil in geöffnetem Zustand mit beidseitig verengter Röhre gezeigt, wobei mit 6.die Leckrinne am Ventil-Schließkörper 1* angezeigt

ist. 009839/0865

In Pig.3 ο ist ein Überströmventil gezeigt,mit dem die gleiche Charakteristik wie in Mg. 1.und Mg_o2 erreicht werden kann, wobei aber hier die Ringmagnete entgegengesetzt gepolt sind» Auch bei dieser Ausführung können durch unterschiedliche" Magnetquerschnitte und zusätzlich noch durch veränderliche Abstände der Magnete besondere Charakteristiken erreicht werden. In Mg.4. ist eine Magnetanordnung gezeigt,bei der die Polung der Magnete eine abstoßende Schließkraft ergiebt.Beim öffnen des Ventils werden die sich abstoßenden Polebenen gegeneinander . verschoben,wobei je nach der Dimensionierung der Magnete und in Abhängigkeit vom Öffnungsweg,linear ansteigende Rückstellkräfte wirksam werden,die in der lage sind den Staudruck zu kompensieren.

W Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,daß bei Hochdruck-Patienten bei denen die Wirkung der Blutdruck senkenden Medikamente nachlässt,ein Überströmventil der beschriebenen Bauart implantiert wird,wodurch der Patient vor einem drohenden Schlaganfall· bewahrt wird. Weiterhin ist im Hinblick auf ein künstliches Herz ein einfaches sicher funktionierendes Druck-Regelsystem für die beiden in Serie liegenden Blutkreisläufe unerlässliche Voraussetzung»

009839/0865

Claims

( 1 ojtJberwtrömventil für technische oder biologische Kreisläufe mit durch, permanenten Magneten bewirkten Schließkräften dadurcii . gekennzeichnet,daß ein strömungsgünstig geformter Ventil-Schließkörper (1) vorzugsweise aus Kunststoff mit kreisrundem. Querschnitt einen oder mehrere Stabmagnete (2) allseitig umschießt,und dieser Ventil-Schließkörper in einer Röhre (J) vorzugsweise aus Kunststoff utid mit größerem Querschnitt beweglich untergebracht ist,wobei mindestens an einem Ende die Eöhre ν verengt ist und den Ventilsitz bildet,während außen auf die Röhre geschobene Ringmagnete (4) unter genauer Beachtung der Polung und Justierung den gewünschten Öffnungs-und Schließpunkt,sowie die Charakteristik des Druck—Weg-Diagramms für den Ventil— Schließkörper ergeben«

2©Überströmventil n%oh Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß die im Ventil-Schließkörper (1) befindlichen Stabmagnete (2) aus entgegengesetzt gepolten Einzelmagneten unterschiedlichen Querschnitts bestehen können_o

3oÜberströmventil nach, den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß bei normaler Polung des Stabmagneten (2) mehrere entgegengesetzt gepolte Ringmagnete (4) mit einstellbaren Abständen verwendet, werden»

Überströmventil nach den Ansprüchen 2 und 3 dadurch gekennzeichr net,daß die Einstellung des Schließdruckes vornehmlich im Bereich sich anziehender Kraftfelder vorgenommen wird,während nach öffnen des Ventils und der damit verbundenen Verschiebung der Polflächen zusätzlich nochn Abstoßende Kräfte hinzukommen , die in die gleiche Richtung wirken uni ein Druck-Weg-Diagramm ergeben,das auch, den am Ventil-Sehließkörper auftretenden Staudruck berücksichtigt.

5»Überströmventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß zur Erreichung eines linearen Druck-Weg-Diagramms mit zunehmender Rückstellkraft,der Schließdruck durch sich abstoßende Systeme erzeugt wird,wobei der Schließdruck durch Verschieben der Ringmagnete (4) eingestellt wird_e

-2-

009839/0865

6_# Überströmventil nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeicl net,daß eine; oder mehrere axiale Rinnen am Ventilsitz (5) oder am Ventil-Schließkörper (1) dauernd eine geringe Menge Leckflüssigkeit hindurch lässt die Ablagerungen und bei Verwendung in Blutkreisläufen G-erinisBelbildung verhindert»

009839/0865