DE69729749T2

DE69729749T2 - Extrakorporales schlitzventil und steuerung für das öffnen und schliessen des schlitzes

Info

Publication number: DE69729749T2
Application number: DE1997629749
Authority: DE
Inventors: Robert H. MOOREHEAD
Original assignee: Catheter Innovations Inc
Current assignee: Catheter Innovations Inc
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2017-10-10
Also published as: JP2007289733A; EP0989869A1; CA2276067A1; EP1459774B1; EP0989869B1; DE69736754D1; AU731030B2; DE69729749D1; US5984902A; DE69736754T2; JP4691528B2; EP1459774A1; CA2276067C; EP0989869A4; ATE340597T1; US5843044A; JP4042869B2; WO1998057682A1; ATE270120T1; JP2002516580A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein darauf, die Genauigkeit der Steuerung der Strömung von medizinischer Flüssigkeit und Gas in einer Kanüle zu verbessern, und genauer auf neue Strukturen und Verfahren zum sehr exakten Betreiben eines extrakorporalen steuerbaren Schlitzventils für die Strömung medizinischer Flüssigkeit, umfassend eine wahlweise einstellbare Steuerung zum Variieren von druckbetätigten Schwellen und des Grades, bis zu dem das Schlitzventil in einer oder in beiden Richtungen öffnen und schließen kann, wobei das extrakorporale Schlitzventil in Verbindung steht mit einer flüssigkeitsleitenden Kanüle, so wie einer hohlen Katheterröhre oder -nadel oder, im Fall von Gas, einer Entlüftungsröhre.
Wertvolle frühere medizinische Erfindungen hinsichtlich einer Fluid-Strömung (Fließen von Flüssigkeiten und Gasen) zu und von einem medizinischen Patienten werden anerkannt. Nichtsdestotrotz ist zu einem wichtigen Ausmaß die Kontrolle darüber, wann und in welchem Umfang das Strömen von Flüssigkeit und Gas zu und von einem Patienten erlaubt wird, ein lange bestehender Bedarf in bestimmten medizinischen Anwendungen gewesen. Die Steuerung von Gas- und Flüssigkeits-Strömung kann kritisch für die Pflege des Patienten sein. Der Fluss von Flüssigkeit zu und von dem Patienten umfasst, ist jedoch nicht darauf beschränkt, die Infusion von intravenöser Flüssigkeit in das kardiovaskuläre System und das Entnehmen von Blutproben. Der Fluss von Gas betrifft typischerweise das Atmungssystem des Patienten, wobei es umfasst, jedoch nicht darauf beschränkt ist, dass der Patient davor geschützt wird, während des Ausatmens das gesamte Gas innerhalb seiner Lungen auszustoßen, um dadurch die Luftbläschen in den Lungen teilweise in aufgeblasenem Zustand und somit kontinuierlich offen zu halten. Die Steuerung von Gas- und Flüssigkeits- Strömung kann kritisch für die Pflege des Patienten sein.
Genauer gesagt ist es hinsichtlich der Flüssigkeits-Strömung zu dem Patienten seit langer Zeit als medizinisch wünschenswert anerkannt gewesen, intravenös eine vorbestimmte Flüssigkeit in den Patienten einzuführen und Proben von Blut oder anderen Flüssigkeiten vom Patienten zu entnehmen. Während der Lieferung von intravenöser Lösung zum Patienten durch ein Infusionsset, das eine Kanüle, beispielsweise eine Ka theterröhre oder eine intravenöse Nadel umfasst, ist es typischerweise schwierig, exakt den Zeitpunkt vorherzusagen, zu dem die Versorgung mit intravenöser Lösung erschöpft sein wird. Noch schwieriger ist es, die Verfügbarkeit von Pflegepersonal zu koordinieren, um zum richtigen Zeitpunkt das intravenöse Versorgungs-Set zu deaktivieren, um einen Fluss von einer bald trockenfallenden intravenösen Versorgung durch die Katheterröhre oder -nadel zu verhindern. Als eine Folge davon findet am entfernten Ende der Kanüle manchmal ein Zurückbluten und Gerinnen statt. Während sich der Behälter mit intravenöser Lösung allmählich entleert, findet darüber hinaus eine entsprechende Änderung in der hydraulischen Säule statt. Als Folge davon ist eine erwünschte, gut eingestellte Tropfrate herkömmlicherweise nicht verfügbar.
Genauer gesagt, wenn ein herkömmlicher Apparat zum Verabreichen intravenöser Lösung an einen Patienten angebunden ist, entsteht eine Strömung von intravenöser Lösung, weil die Gravitationskraft auf die Lösung in dem hochgestellten Behälter den Blutdruck im kardiovaskulären System des Patienten um das Ausmaß übersteigt, der von einem manuell gesteuerten Tropfmechanismus erlaubt wird. Während die Versorgung von intravenöser Lösung allmählich bis zur Erschöpfung aufgebraucht wird, ändert sich die Druckdifferenz, bis keine Druckkomponente mehr von der intravenösen Lösung her vorliegt.
Wenn die Verfügbarkeit von intravenöser Lösung auf unerwünschte Weise erschöpft oder niedrig ist, setzt sich der kardiovaskuläre Druck durch, wobei er einen Blutfluss in die intravenöse Katheterröhre über eine Distanz hervorruft, die von den jeweiligen Umständen abhängen kann. In einigen Fällen erreicht und verschmutzt dieser Blutfluss einen intravenösen Filter, der einen Teil des Apparates zum Versorgen mit intravenöser Lösung darstellt, und macht es erforderlich, dass der Filter ersetzt wird. Auf jeden Fall wird das Blut in dem Katheter innerhalb einer kurzen Zeit gerinnen. Eine folgende, nachlässige Einführung des Blutklumpens in den Blutstrom stellt ein Risiko dar, das, wenn es nicht entdeckt wird, den Patienten in Gefahr bringt. Wenn es rechtzeitig entdeckt wird, ist es erforderlich, das intravenöse System auszutauschen.
Auch wenn der Patient die Stelle, an der eine Vene punktiert ist, über den intravenösen Behälter hebt, kann gelegentlich ein Rückfluss von Blut in das entfernte Ende der Kanüle auftreten. Dieser Rückfluss kann oder kann nicht den Filter des intravenösen Versor gungsapparates erreichen, verursacht jedoch auf jeden Fall einen Stopp der intravenösen Strömung, was zu Gerinnen entweder in der Kanüle, im Filter oder in beiden führt. Wenn und falls dies entdeckt wird, werden sowohl der verklumpte intravenöse Filter, als auch die Katheterröhre ausgetauscht. Dies ist nachteilig, weil es von Patienten-Trauma, Kosten und Risiko begleitet wird. Es ist eine schlechte Praktik und ein nicht akzeptierbares Risiko für den Patienten, einen Klumpen von der Katheterröhre in den Blutstrom zu zwingen, aber aufgrund von Nachlässigkeit tritt dies gelegentlich auf.
Es ist bekannt, ein standardmäßiges unidirektionales, extrakorporales (außerhalb des Patienten angeordnetes) Ventil zu benutzen, um unerwünschten Blutfluss in das entfernte Ende einer intrakorporalen Kanüle zu verhindern, beispielsweise einer Katheterröhre oder Intravenös-Nadel. Dieses standardmäßige, unidirektionale Ventil wird nicht die Entnahme von Blutproben erlauben, wenn das standardmäßige, unidirektionale Ventil zwischen der Katheterröhre und der Probenstelle angeordnet ist.
Es ist auch vorgeschlagen worden, ein bidirektionales, extrakorporales Schlitzventil (sowie dasjenige, das im US-Patent Nr. 5,205,834 offenbart ist) zu verwenden. Mit solch einem bidirektionalen, extrakorporalen Schlitzventil, das einen großen medizinischen Wert hat, werden die Druckbedingungen zum Öffnen des Schlitzventils im Wesentlichen festgelegt, d. h. sie werden im Schlitzventil zum Zeitpunkt seiner Herstellung eingebaut. Das erwünschte Druckerfordernis zum Öffnen des Schlitzventils in einer Strömungsrichtung kann unterschiedlich sein zum Öffnen in der anderen Strömungsrichtung.
Ein weiteres bidirektionales, extrakorporales Schlitzventil ist aus der US 5,201,722 bekannt. Öffnungen verschiedener Größe auf beiden Seiten eines Diaphragmas stellen sicher, dass unterschiedliche Druckdifferenzen erforderlich sind, um das Schlitzventil in der jeweiligen Richtung zu öffnen. Nach dem Zusammenbau dieses Schlitzventils sind seine Betriebsbedingungen festgelegt worden, insbesondere dadurch, dass die Gehäuseteile dieses Schlitzventils zusammengeklebt wurden. Es besteht keine Möglichkeit mehr, die Druckdifferenzen einzustellen, die zum Betrieb des Ventils erfordert werden.
Herkömmliche extrakorporale Schlitzventile, die nicht einstellbar sind, erfordern typischerweise einen relativ hohen Grad von Herstellungsgenauigkeit um zu gewährleisten, dass das entstehende Ventil in einer gegebenen Richtung bei der erwünschten Schwelle öffnet.
In bestimmten medizinischen Anwendungen ist es für extrakorporale Schlitzventile des in der US 5,205,834 offenbarten Typs als wünschenswert herausgefunden worden, dass sie auf erfinderische Weise ausgedehnt werden auf Umgebungen, bei denen die Charakteristik der Ventile zum Zweck des Steuerns und Einstellens variiert werden kann. Beispielsweise würde die Verwendung eines extrakorporalen Schlitzventils mit variabler Charakteristik anstelle einer mechanischen Tropfsteuerung, wenn sie durch eine Erfindung erreicht würde, die oben geschilderten Probleme hinsichtlich von Apparaten zur intravenösen Versorgung überwinden oder wesentlich erleichtern.
Wenn man sich dem Gasfluss zuwendet, so verlangt eine ordentliche Atempflege für den Patienten ebenfalls nach einer präzisen Steuerung des Typs und der Menge der Gase, die an das Atemsystem des intubierten Patienten übermittelt und davon ausgestoßen werden. Wenn der Patient an irgendeiner Art von Lungenkrankheit leidet, wird er üblicherweise an ein Atmungsgerät oder Luftzufuhrgerät angeschlossen. Manchmal werden kontrollierte Mengen an reinem Sauerstoff dem Patienten zyklisch zugeführt. Ebenfalls werden gelegentlich gasverdünnte Medikamente in die Lungen auf einer kontrollierten oder gemessenen Basis eingeführt. Um ein Kollabieren der Luftbläschen in der Lunge zu verhindern, wurde in der Vergangenheit ein C-PAP-Ventil benutzt, um das Ausatmen zu begrenzen und das komplette Entleeren des Gases von den Lungen zu verhindern.
Die Zuverlässigkeit und Präzision von Geräten zum Steuern des Gasstromes, wie dem C-PAP-Ventil, haben bei der Verwendung für das Atmungssystem von Patienten dauerhafte Probleme aufgeworfen. Ein fast ständiges oder regelmäßiges Überprüfen durch einen Medizingerätehersteller war häufig erforderlich, um zu gewährleisten, dass Fehler und Fehlfunktionen solcher herkömmlicher Gasfluss-Steuerungsgeräte nicht den besten Interessen des Patienten entgegenwirkten.
Seit langer Zeit bestand Bedarf für eine Gasfluss-Steuerung, die präzise und zuverlässig ist und nicht – wie beispielsweise die derzeitigen C-PAP-Ventile – ein im Wesentlichen beständiges Überwachen durch eine Krankenschwester oder anderes medizinisch ausgebildetes Personal erfordert.
Kurz zusammengefasst überwindet die vorliegende Erfindung die Probleme des Standes der Technik oder hebt die Probleme im Wesentlichen auf und weitet die wertvolle Technik extrakorporaler Schlitzventile für wichtige medizinische Zwecke in den Bereich variabler Charakteristiken aus. Neuartige extrakorporale, im Normalzustand geschlossene, auf Druck reagierende medizinische Schlitzventil-Anordnungen werden zur Verfügung gestellt zum Steuern bestimmter Typen von Flüssigkeits- und Gas-Fluss zu und von einem Patienten, wobei die Strömungscharakteristiken wahlweise variiert werden können. Jede Schlitzventil-Anordnung umfasst eine leicht einstellbare Steuerung, um selektiv die Druckdifferenz-Schwelle oder -Schwellen einzustellen und zu verändern, bei denen das Schlitzventil in einer oder in beiden Richtungen öffnet und schließt, sowie den erlaubten Grad von Verbiegung. Entsprechende Verfahren werden ebenfalls zur Verfügung gestellt. In bestimmten Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Steuerung charakterisiert werden als ein Mechanismus zum Einstellen der Verbiegung eines Diaphragmas. Daher können bei der vorliegenden Erfindung die Druckanforderungen, die zum Öffnen des Schlitzventils in einer gegebenen Richtung notwendig sind, schnell verändert werden, wie es medizinisch angemessen ist. Daher stellt die vorliegende Erfindung neuartige Schlitzventil-Mechanismen und entsprechende Verfahren zur Verfügung, wobei jeder Ventilmechanismus eine Steuerung umfasst, mittels derer die Fließcharakteristik in einer oder in beiden Richtungen wahlweise, sofort und bequem geändert werden können.
Unter diesen Voraussetzungen ist es ein vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung, die Probleme in Verbindung mit herkömmlichen Steuerungen für die Strömung von Flüssigkeit und/oder Gas zu und/oder von einem medizinischen Patienten zu überwinden oder wesentlich zu erleichtern.
Eine andere wichtige Aufgabe ist es, ein bidirektionales Schlitzventil und entsprechende Verfahren zur Verfügung zu stellen, die eine einstellbare Steuerung umfassen, mittels derer die Fließcharakteristik in ihren Richtungen wahlweise und bequem geändert werden kann.
Eine weitere bedeutungsvolle Aufgabe ist es, ein bidirektionales, extrakorporales Schlitzventil zur Verfügung zu stellen, dessen Strömungs-Charakteristiken wahlweise geändert werden können.
Es ist eine Aufgabe von beträchtlichem Wert, einen extrakorporalen Schlitzventil-Mechanismus zur Verfügung zu stellen, bei dem der Grad der Verbiegung eines biegbaren Diaphragmas wahlweise durch eine einstellbare Steuerung begrenzt ist.
Ein anderes vorrangiges Ziel ist es, eine bidirektionale, extrakorporale Ventilstruktur von relativ einfacher Konstruktion zur Verfügung zu stellen, die in ihrer Fließcharakteristik einstellbar ist.
Ein weiteres wichtiges Ziel ist es, ein im Normalzustand geschlossenes, einstellbares, extrakorporales Schlitzventil zur Verfügung zu stellen, dessen Strömungs-Charakteristik geändert werden kann.
Eine weitere wertvolle Aufgabe ist die Bereitstellung einer extrakorporalen Schlitzventil-Steuerung zur Verwendung in einem Apparat zur intravenösen Versorgung, um das intravenöse Tropfen zu steuern.
Eine weitere bedeutungsvolle Aufgabe ist die Bereitstellung eines im Normalzustand geschlossenen, extrakorporalen Schlitzventilmechanismus, der wahlweise einstellbare Steuerungen umfasst, damit seine Fließ- oder Nichtfließ-Charakteristik geändert werden kann.
Eine weitere wichtige Aufgabe ist es, ein einstellbares, extrakorporales Schlitzventil zur Verfügung zu stellen, bei dem die interne Gas- oder Flüssigkeits-Strömung in der Nachbarschaft zum Schlitz entweder generell axial oder aber geteilt und nicht-axial im Ganzen oder teilweise ist.
Eine weitere, wertvolle Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines extrakorporalen, in seiner Schwelle einstellbaren Schlitzventils, das verwendet werden kann, um die Strömung von Atemgas zu einem medizinischen Patienten zu steuern.
Ein zusätzliches, vorrangiges Ziel ist die Bereitstellung eines im Normalzustand geschlossenen Schlitzventils zur Verwendung statt eines C-PAP-Ventils, um die volle Entleerung von Gas von den Lungen eines intubierten Patienten zu verhindern.
Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich werden von der detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den zugeordneten Zeichnungen.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer einstellbaren, extrakorporalen, bidirektionalen, im Normalzustand geschlossenen, auf Druck ansprechenden Steuerung für die Flüssigkeitsströmung eines Schlitzventils, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung nutzt und in einem eingebauten Zustand als Teil eines Apparats zur intravenösen Versorgung gezeigt ist;
2 ist ein vergrößerter Schnitt entlang der Linie 2-2 von 1, die sowohl eine im Wesentlichen axiale und eine abgelenkte, nicht-axiale interne Flüssigkeitsströmung hat und beispielsweise verwendbar ist in Verbindung mit dem kardiovaskulären System eines medizinischen Patienten;
3 ist ein Schnitt einer im Normalzustand geschlossenen Ventilstruktur, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwirklicht, wobei nahe und entfernte Eingangs- und Ausgangs-Portale für Gase in direkter Verbindung sind und die interne Gasströmung generell axial ist, und die beispielsweise verwendbar ist, um die volle Entleerung von Gas von den Lungen eines Patienten zu verhindern;
4 ist ein Schnitt ähnlich zu 2, der jedoch eine im Normalzustand geschlossene Ventilstruktur mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellt, die Steuerungsmerkmale zum Einstellen und Regulieren einer bidirektionalen Flüssigkeitsströmung umfasst und sowohl eine im Wesentlichen axiale, als auch eine abgelenkte, nicht-axiale interne Flüssigkeitsströmung aufweist;
5 ist ein Schnitt ähnlich zu 3 einer im Normalzustand geschlossenen Ventilstruktur, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwirklich und Steue rungsmerkmale zum Einstellen und Regulieren einer bidirektionalen Gasströmung umfasst, wobei die interne Gasströmung im Wesentlichen axial ist;
6 ist eine Explosionsansicht der Ventilstruktur von 2;
7 ist eine Explosionsansicht der Ventilstruktur von 3;
8 ist ein vergrößerter, teilweiser Schnitt, der den zentralen Schlitz des Diaphragmas der Ventilanordnung von 1 durch ein Schwellen-Druckdifferential P₁ nach links in einen geöffneten Zustand gebogen darstellt;
9 ist ein vergrößerter, teilweiser Schnitt, der den zentralen Schlitz des Diaphragmas der Ventilanordnung von 1 zeigt, die durch das Schwellen-Druckdifferential P₂ in eine geöffnete Stellung nach rechts gebogen ist, wobei die Verbiegung des Schlitz-Diaphragmas teilweise durch die einstellbare Steuerung beschränkt ist;
10 ist ein vergrößerter, teilweiser Schnitt ähnlich zu 9, wobei die einstellbare Steuerung in einem größeren Abstand von dem Diaphragma angeordnet ist, um eine größere Verbiegung des Schlitzes in dem Diaphragma nach rechts zu erlauben;
11 ist ein vergrößerter, teilweiser Schnitt durch das Schlitzventil von 3 in einem durch das Druckdifferential P₁ nach links zum Öffnen aufgebogenen Zustand, wobei die Steuerung vom Diaphragma nur gering beabstandet ist;
12 ist ein vergrößerter, teilweiser Schnitt durch das Schlitzventil von 3 in einem durch das Druckdifferential P₂ nach rechts gebogenen, geöffneten Zustand, wobei die Verbiegung des Schlitz-Diaphragmas teilweise durch die Steuerung beschränkt ist, die von dem Diaphragma nur gering beabstandet ist;
13 ist ein vergrößerter, teilweiser Schnitt ähnlich zu 12, des Schlitzventils von 3 in einem durch das Druckdifferential P₂ nach rechts gebogenen, geöffneten Zustand, wobei die Verbiegung des Schlitz-Diaphragmas weniger be schränkt ist als in 12, indem die Steuerung in einer größeren Distanz von dem Diaphragma angeordnet ist;
14 ist ein Längsschnitt einer weiteren, wahlweise einstellbaren, extrakorporalen Schlitzventil-Anordnung, die eine abgelenkte, interne Strömung aufweist; und
15 ist ein Längsschnitt nach einer weitere, wahlweise einstellbaren, extrakorporalen Schlitzventil-Anordnung, die eine abgelenkte interne Strömung aufweist.
Im Folgenden wird Bezug genommen auf die Zeichnungen, in denen durchgängig die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Teile zu bezeichnen. Die 1, 2 und 6 stellen eine Konfiguration eines einstellbaren, drucksensitiven, extrakorporalen Schlitzventils- und Steuer-Mechanismus oder -Anordnung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere geeignet zur Verwendung für das kardiovaskuläre System eines medizinischen Patienten. Die 3 und 7 zeigen eine zweite Konfiguration für einen einstellbaren Schlitzventil-Steuermechanismus oder -Anordnung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere geeignet zur Verwendung für das Atmungssystem eines medizinischen Patienten. Die 4 und 5 stellen zwei zusätzliche Ausführungsbeispiele einstellbarer Ventile dar, die die bidirektionale Einstellung der Druckanforderung des Schlitzventil-Steuermechanismus oder der Schlitzventil-Anordnung ermöglichen. Die 8 bis 13 zeigen verschiedene Einstellungen der Steuerung und die Auswirkung verschiedener Druckdifferenzen über das Schlitz-Diaphragma, während die 14 und 15 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung mit durch die Steuerung abgelenkter interner Strömung aufweisen.
Die Ventilanordnung 20 ist in 1 (als Teil eines Apparates zur intravenösen Versorgung) in einer Betriebsstellung zur Flüssigkeitssteuerung gezeigt, d. h. die Schlitzventil-Anordnung 20 ist im Betrieb zwischen einer Kanüle in Form einer Katheterröhre, die allgemein als 24 bezeichnet ist, und einer intravenösen Röhre angeordnet, die allgemein als 26 bezeichnet ist. Es sollte hervorgehoben werden, dass der in 1 gezeigte Apparat zur intravenösen Versorgung dahingehend lediglich beispielhaft ist, dass die vorliegende Erfindung eine einstellbare, extrakorporale Schlitzventil-Steuerung zur selektiven Versorgung mit Flüssigkeit oder Gas zu und von geeigneten internen Orten innerhalb eines medizinischen Patienten beabsichtigt.
Die in 1 dargestellte Kathetenöhre 24 kann von irgendeinem verfügbaren Typ sein, und sie ist gezeigt mit einem entfernten Endabschnitt 28, der eine entfernte Öffnung 30 aufweist, die intrakorporal im kardiovaskulären System eines medizinischen Patienten angeordnet ist, namentlich in der Vene 32 des Patienten. Die Kathetenöhre 24 umfasst einen nahen Endabschnitt 34, der als kraftschlüssig oder auf andere geeignete Weise in Fließverbindung mit einem Teil der einstellbaren Schlitzventil-Anordnung 20 positioniert dargestellt ist.
Gleichfalls kann die Röhre 26 von irgendeinen gewünschten Typ sein, durch den extrakorporale medizinische Flüssigkeit selektiv an der Schlitzventil-Anordnung 20 zur Verfügung gestellt wird. Die Röhre 26 ist dargestellt mit einem entfernten Endabschnitt 36, der kraftschlüssig oder auf irgendeine andere geeignete Weise in Strömungsverbindung mit der einstellbaren Schlitzventil-Anordnung 20 am anderen Ende positioniert dargestellt ist. 1 zeigt darüber hinaus, dass die intravenöse Röhre 26 ein nahes Ende 44 aufweist, das dargestellt ist als geeignet verbunden mit einer Flasche 46 für Intravenös-Lösung (die ihrerseits von einer Klammer 48 von einem als Ausleger geformten Trägerarm 50 gehalten wird), wobei all dies bekannt ist. Auf diese Weise fließt beispielsweise intravenöse Lösung aus der Flasche 46 selektiv und gesteuert durch die Ventilanordnung 20 in einer gewünschten Rate über die Katheterröhre 24 in die Vene 32, wobei diese Strömung abhängt von dem durch eine hydrostatische Säule hervorgerufenen Druck.
Bezugnehmend auf die 2, 6 und 8 bis 10 wird die einstellbare Schlitzventil-Steueranordnung 20 nun im Detail genauer beschrieben. Die einstellbare Schlitzventil-Steueranordnung 20 ist so dargestellt, dass sie allgemein ein auf der Außenseite exponiertes Gehäuse 52, eine Einstell- oder Steuereinrichtung 74, einen exponierten Griff 82, eine Dichtungsmanschette oder Dichtung 81, ein Schlitz-Diaphragma 98 und ein männliches Verbindungselement 88 aufweist.
Während das Gehäuse 52 aus irgendeinem geeigneten Material geformt sein kann, ist das dargestellte Gehäuse aus einem für medizinische Zwecke geeigneten synthetischen Harz-Material oder Plastik geformt. Das Gehäuse 52 umfasst eine relativ große ringförmige oder zylindrische Wand 54, die in der dargestellten Form eine im Wesentlichen gleichförmige Wanddicke hat und eine zylindrische äußere Oberfläche 56 sowie eine verborgene innere Oberfläche 58 aufweist, die einen inneren Hohlraum 68 definiert. Vorteilhafterweise unterbricht eine ringförmige Rückhaltewand oder ein nach innen gerichteter, radialer Flansch 62 die innere Oberfläche 58 und umfasst eine erste radiale Oberfläche 55, eine zweite radiale Oberfläche 57, und eine ringförmige, eine Öffnung definierende Kantenoberfläche 63, innerhalb derer eine Öffnung 61 geformt ist (siehe 8 bis 10). Der Durchmesser der Oberfläche 63 ist geringer als der innere Durchmesser der Wand 54 des Gehäuses an der Oberfläche 58. Gewinde 60 sind auf einem Teil der inneren Oberfläche 58 des Gehäuses geformt, wobei die Gewinde unmittelbar benachbart zur ringförmigen Rückhaltewand oder der zweiten Oberfläche 57 des Flansches beginnen und sich davon fort erstrecken. Der Zweck und die Funktion des Gewindes 60 und der ringförmigen Rückhaltewand oder dem Flansch 62 werden nachfolgend näher erläutert werden.
Die zylindrische äußere Oberfläche 56 des Gehäuses 52 ist unterbrochen durch einen zylindrischen Ansatz 64, der eine Öffnung für eine Flüssigkeitsströmung definiert. Der Ansatz 64 ist als hohl und in einem Stück mit dem Gehäuse 52 geformt dargestellt und erstreckt sich im Wesentlichen rechtwinklig zu der Längsachse des Gehäuses 52. Der Ansatz 64 umfasst eine äußere Ansatzoberfläche 69 und ein hohles Inneres 66, das eine innere Ansatzoberfläche 67 definiert und durch das wahlweise Flüssigkeit fließt. Die äußere Ansatzoberfläche 69 unterbricht und vereinigt sich mit der äußeren Oberfläche 56 an einer ringförmigen äußeren Ecke 65. Auf die gleiche Weise schneidet die innere Ansatzoberfläche 67 die innere Gehäuseoberfläche 58 an einer ringförmigen inneren Ecke 59. Wie dargestellt steht das hohle Innere 66 in direkter offener Verbindung mit dem inneren Gehäusehohlraum 68.
Die zylindrische äußere Oberfläche 56 schneidet sich an einem Ende mit der ringförmigen Kantenoberfläche 54 des Gehäuses 52 an einer äußeren ringförmigen Ecke 38. An ihrem anderen Ende verbindet sich die äußere Oberfläche 56 mit einer radialen Oberfläche 51 einer ringförmigen Schulter 70 an einer äußeren, ringförmigen Ecke 71. Auf die gleiche Weise schneidet die innere Gehäuseoberfläche 58 die innere Schulteroberfläche 49 an einer ringförmigen inneren Ecke 51.
Eine Erweiterung 72 des Gehäuses 52 mit verringertem Durchmesser, bzw. eine gestufte, zylindrische Erweiterung 72 erstreckt sich von der ringförmigen Wand 70 und umfasst eine innere Oberfläche 73 und eine äußere Oberfläche 45, und sie ist dargestellt als hohl, zylindrisch und einstückig mit dem Gehäuse 52 geformt. Die innere Oberfläche 73 definiert einen hohlen, zylindrischen Innenraum 39 und ist dargestellt mit einem Durchmesser, der wesentlich geringer ist als der Durchmesser der inneren Oberfläche 58 des Gehäuses. Wie dargestellt schneidet die innere Oberfläche 73 die innerer Oberfläche 49 an einer ringförmigen Ecke 47. Auf die gleiche Weise schneidet die äußere Oberfläche 45 die äußere Schulteroberfläche 41 an einer ringförmigen äußeren Ecke 43. Die Wand 72 endet an einer stumpfen Kante 40, die die innere Oberfläche 73 an einer ringförmigen inneren Ecke 39 und die äußere Oberfläche 45 an einer ringförmigen äußeren Ecke 42 schneidet. Die Wand 72 der Gehäuseerweiterung ist dargestellt als fluchtend oder koaxial mit dem Gehäuse 52.
Um die Anforderung an das Druckdifferential einzustellen, das zum Öffnen des Schlitzdiaphragmas 98 notwendig ist, ist die Einstelleinrichtung oder variable Steuerung 74 einstellbar innerhalb des Gehäuses 52 angeordnet. Die Einstelleinrichtung 74 ist dargestellt mit einem Ende 84, das ein Gewinde aufweist, einem langgestreckten Abschnitt 80, und einem vergrößerten Gewindeabschnitt 78, das ein Gewinde 79 und eine Kontakt- oder Anstoß-Erweiterung 76 aufweist. Die Kontakterweiterung 76 ist dargestellt mit einem ringförmigen Ring, der eine zylindrische innere Oberfläche 58, eine äußere Oberfläche 79 und eine radiale Kontaktoberfläche 77 aufweist. Die Kontaktoberfläche 77 ist rechtwinklig zur inneren Oberfläche 85 ausgerichtet und schneidet die innere Oberfläche 85 an der ringförmigen Ecke 93 sowie die äußere Oberfläche 89 an der ringförmigen äußeren Ecke 95. Die innere Oberfläche 85 definiert einen hohlen Abschnitt oder eine Kammer 75, durch die wahlweise Flüssigkeit fließt. Wie es am besten in 2 dargestellt ist, erstreckt sich der hohle Abschnitt 75 von der Oberfläche 77 der Kontakterweiterung 76 über eine wesentliche Entfernung in den langgestreckten Abschnitt 80 und endet an einer flachen Oberfläche 61.
Der Gewindeabschnitt 78 mit vergrößertem Durchmesser ist als benachbart zur Kontakterweiterung 76 geformt dargestellt. Die Vergrößerung 78 ist einstückig mit der Kontakterweiterung 76 und dem langgestreckten Abschnitt 80 der Einstelleinrichtung 74 ge formt und umfasst eine vordere Wandfläche 101 und eine rückseitige Wandoberfläche 102. Die Wandoberflächen 101 und 102 sind im Wesentlichen rechtwinklig zu der Oberfläche 89 der Kontakterweiterung. Die Wandoberfläche 101 schneidet die Oberfläche 89 der Kontakterweiterung an einer ringförmigen äußeren Ecke 103. Auf ähnliche Weise schneidet die Wandoberfläche 102 eine äußere Oberfläche 104 des langgestreckten Abschnittes 80 an einer ringförmigen äußeren Ecke 105. Ringförmige Gewinde 79 sind auf dem Gewindeabschnitt 78 zwischen den Wänden 101 und 102 geformt. Der Durchmesser des Gewindeabschnitts 78 und die Aufmachung des Gewindes 79 sind so, dass ein guter Gewindeeingriff zwischen dem Gehäusegewinde 60 und dem Gewinde 79 der Einstelleinrichtung entsteht, wie dies in 2 dargestellt ist.
In der in 2 gezeigten zusammengesetzten, betriebsbereiten Stellung stehen die Gewinde 79 der Einstelleinrichtung in Gewindeeingriff mit dem auf der inneren Oberfläche 58 geformten Gewinde 60. Mit solch einem Eingriff zwischen den Gewinden 79 und 60 kann die longitudinale Position der Einstelleinrichtung 74 innerhalb des Gehäuses 52 wahlweise gesetzt oder variiert werden, indem die Einstelleinrichtung oder Steuerung 74 relativ zum Gehäuse 52 rotiert wird.
Zusätzlich ist zur Vermeidung von Flüssigkeitslecks zwischen der Einstelleinrichtung 74 und der Gehäuseerweiterung 72 eine Dichtungsmanschette 81 oder eine Dichtung in der Form eines O-Ringes zwischen der Oberfläche 101 und der Oberfläche 73 angeordnet. Die Dichtungsmanschette oder der O-Ring 81 ist durch Druck zwischen den Oberflächen 104 und 73 eingepasst.
Der langgestreckte Abschnitt 80 der Einstelleinrichtung 74 hat zwei gegenüberliegende, transversale Öffnungen 87, die sich transversal durch den langgestreckten Abschnitt 80 zwischen dem hohlen Innenraum 75 und dem Hohlraum 68 erstrecken. Jede transversale Öffnung 87 wird definiert durch eine zylindrische Oberfläche 106, um eine Fluidverbindung zwischen der Kammer 75 und dem Hohlraum 68 zu gestatten.
Wie dargestellt weist die Einstelleinrichtung 74 auch einen Griff oder Knauf 82 auf, in dem das Gewindeende 84 der Einstelleinrichtung 74 nicht-rotierbar festgelegt ist, um die manuelle Ortsänderung der Einstelleinrichtung 74 innerhalb des Gehäuses 52 zu ermöglichen. Der Griff 82 ist dargestellt mit einer stumpfen, transversalen Endwand, die eine äußere Oberfläche 38' und eine innere Oberfläche 99 umfasst. Die Oberfläche 99 umfasst eine Blindbohrung 86 mit Gewinde, um das Gewindeende 84 des langgestreckten Abschnittes 80 in nicht-rotierbarer Fassung aufzunehmen. Die stumpfe Endwand 38' verbindet sich einstückig mit der zylindrischen Wand 111, um ein tassenförmiges Element zu bilden. Die Wand 111 umfasst eine zylindrische innere Oberfläche 83 und eine zylindrische äußere Oberfläche 53 und ist dargestellt mit konstanter Wanddicke. Die zylindrische innere Oberfläche 83 trifft an der ringförmigen Ecke 97 auf die ringförmige vordere Oberfläche 99. Die vordere Oberfläche 53 des Griffes und die Oberfläche 38 schneiden sich an einer ringförmigen Ecke 107. Die zylindrische äußere Oberfläche 53 stellt einen geeigneten Angriffspunkt dar, von dem aus ein Benutzer den Griff 82 wahlweise im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn rotieren kann und damit die Einstelleinrichtung 74 rotiert. Solche manuelle Einstellung führt dazu, dass der Druck geändert wird, bei dem der Schlitz 102 im Diaphragma 98 nach rechts, wie in 2 gezeigt, öffnen wird, und sie wird den verfügbaren Raum zwischen dem Diaphragma 98 und der Oberfläche 55 ändern, ohne dass die Verbindung der Ventilanordnung 20 gelöst werden oder die Ventilanordnung 20 auseinandergenommen werden müsste. Die Oberfläche 53 kann geriffelt oder auf andere Weise dafür geeignet gemacht sein, um einen sicheren manuellen Griff zu gewährleisten.
Der männliche Verbinder 88 umfasst eine ebene Basis 92, die radial angeordnet ist und eine äußere Kante 108 umfasst. Ein ringförmiger Ansatz 90, der eine Strömungsöffnung definiert, ist dargestellt als in einem Stück mit der ebenen Basis 92 geformt und sich von der ebenen Basis an einer ringförmigen Ecke 94 in axialer Richtung erstreckend. Der ringförmige Ansatz 90 hat eine äußere Oberfläche 105 und eine innere, einen Strömungspfad definierende Oberfläche 109, die einen hohlen Innenraum 91 dann umfasst. In der in 2 gezeigten, zusammengesetzten Konfiguration, ist die Verbinderkante 108 abgedichtet und befestigt innerhalb des ringförmigen Gehäuses 52 an einer inneren Oberfläche 96. Der Verbinder 88 kann innerhalb der inneren Oberfläche 96 durch ein Verbindungsmittel, einen Kleber, eine durch Druck angepasste Anordnung oder auf irgendeine andere geeignete Weise gesichert sein.
In der in 2 dargestellten, zusammengesetzten Konfiguration liegt das Schlitz-Diaphragma 98 zwischen dem Verbinder 88 und der ringförmigen Rückhaltewand 62. Das Diaphragma liegt an dem Flansch 62 an, ist aber an der Oberfläche 55 von der Basis 92 beabstandet. Das Schlitzdiaphragma ist scheibenförmig und bevorzugt aus einem geeigneten elastomeren Material wie beispielsweise Silikongummi. Silikongummi bietet den Vorteil, dass das Diaphragma in seiner zentralen Verbiegbarkeit gut gesteuert werden kann, und es hat eine gute Erinnerungscharakteristik. Das Diaphragma 98 ist in 2 in einem unbelasteten Zustand gezeigt. Das Diaphragma 98 ist eben und von gleichförmiger Wanddicke; es umfasst eine Umfangskante 100, deren unbelasteter Durchmesser geringförmig kleiner ist als der Durchmesser der inneren Oberfläche 96.
Das Diaphragma 96 umfasst ferner den zentral angeordneten, im Normalzustand geschlossenen, transversal ausgerichteten, linearen Schlitz 102. Der Schlitz 102 ist so gezeigt, dass er sich gleichförmig durch das Diaphragma 98 erstreckt und auf dem longitudinalen Zugang der Ventilanordnung 20 angeordnet ist, so dass er direkt in einer Linie mit den hohlen Innenräumen 91 und 75 liegt, wenn die Ventilanordnung zusammengebaut ist. Die radiale Länge des Schlitzes 102 ist so gewählt, dass sie den gewünschten Bereich von entfernter und naher Verbiegung erlaubt, um einen wahlweisen, bidirektionalen Flüssigkeitsstrom durch den gebogenen und geöffneten Schlitz 102 erlaubt, um beispielsweise intravenöse Lösung unter hydrostatischem intravenösen Druck in den Patienten einzuführen oder um unter einem negativen Druck Blutproben von dem Patienten zu entnehmen oder um Medikamente in den Blutstrom einzuführen. Zusätzlich zu der Länge des Schlitzes 102 sind auch das zum Bilden des Diaphragmas 98 benutzte Material, die Dicke des Diaphragmas und die jeweiligen Durchmesser der vorstehend beschriebenen, hohlen Innenräume 75 und 91 individuell und gemeinschaftlich Variablen, die durch den relevanten Fachmann ausgewählt werden können, um den Bereich von Druckdifferentialen zu bestimmen, bei denen der Schlitz 102 durch entferntes und nahes Verbiegen zum Öffnen gebracht wird.
Die extrakorporalen Fluidsteuerungs-Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung können zum Zeitpunkt der Benutzung eigenständig sein als Zusatz zu einer Kanüle, beispielsweise einem Katheter oder einer Nadel, oder sie können zum Zeitpunkt der Herstellung als Komponente eines intravenösen Kanülen-Systems eingebaut werden.
Im Betrieb, der in den 8 bis 10 dargestellt ist, wird die Verbiegung des Schlitz-Diaphragmas zunehmend in Richtung zur Kontaktoberfläche 77 beschränkt, wenn die Kontaktoberfläche 77 durch die Drehung der Steuerung 74 relativ zum Gehäuse 52 nä her an das Schlitz-Diaphragma 98 heranbewegt wird. Wenn beispielsweise in 9 das Druckdifferential P₂ auf das Schlitz-Diaphragma 98 wirkt, führt dies zu einer Verbiegung des Schlitz-Diaphragmas 98 von links nach rechts. Wie dargestellt, ist jedoch die Verbiegung dadurch beschränkt, dass die Kontaktoberfläche 77 der Einstell-Einrichtung 74 das Schlitzdiaphragma beaufschlagt. Wenn daher die Verbiegung des Schlitz-Diaphragmas 98 auf diese Weise beschränkt ist, ist ein größeres Druckdifferential P₂ erforderlich, damit das Schlitzventil zum Öffnen des Schlitzes 102 genügend weit verbogen wird, als wenn dem Schlitz-Diaphragma eine Verbiegung ohne Beschränkung gestattet wäre. Wenn also die Kontaktoberfläche 77 weiter von der unbelasteten Position des Schlitz-Diaphragmas 98 entfernt wird, wie dies beispielsweise in 10 dargestellt ist, ist das Schlitz-Diaphragma weniger eingeschränkt und öffnet sich weiter, indem die Lippen des Schlitzes 102 weiter voneinander fortgespreizt werden, wenn an ihm das Druckdifferential P₂ anliegt. Dies erlaubt eine größere Strömungsrate durch den Schlitz 102 von links nach rechts.
Während die 9 und 10 das Schlitz-Diaphragma 98 aufgrund des Druckdifferentials P₂ in eine Richtung (nach rechts) geöffnet zeigen, kann das Schlitz-Diaphragma 98 auch durch ein Druckdifferential P₁ in die gegenüberliegende Richtung geöffnet werden, wie dies in 8 gezeigt ist. Im Gegensatz zum Öffnen des Schlitz-Diaphragmas von links nach rechts, wie in den 9 und 10 (basierend auf der selektiven Einstellung der Steuerung 74) ist die Druckanforderung zum Öffnen des Schlitzdiaphragmas 98 in einer Richtung fort von der Einstell-Einrichtung oder Steuerung 74 an sich nicht einstellbar, weil die Position der Basis 92 gegenüber dem Diaphragma 98 fest ist.
Egal in welche Richtung der Schlitz 102 geöffnet ist, ist die Flüssigkeitsströmung über das Diaphragma 98 im Allgemeinen auf beiden Seiten des Diaphragmas 98 axial. Die Strömung zwischen der Kammer 75 und dem Hohlraum 68 ist jedoch etwas radial oder transversal, und die Strömung in dem Hohlraum 68 oder aus dem Hohlraum heraus ist innerhalb des Ansatzes 64 radial oder transversal.
Die 3 und 7 stellen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, das zur Steuerung einer Gasströmung konstruiert ist, namentlich einen einstellbaren Mechanismus 110 zum Steuern eines Schlitzventils, der auch eine Einstellung der zum Öffnen des Ventilmechanismus 110 erforderlichen Gasdruckschwelle oder -differential gestattet.
Wie dargestellt umfasst der einstellbare Mechanismus 110 zum Steuern des Schlitzventils ein hohles, zylindrisches Gehäuse 112, eine Einstell-Einrichtung oder manuelle Steuerung 134, ein Schlitz-Diaphragma 128, einen Rückhalter 124 und eine O-Ring-Dichtung oder Dichtungsmanschette 138.
Das Gehäuse 112 ist dargestellt mit einer zylindrischen Wand 113, die eine äußere Oberfläche 114 und eine innere Oberfläche 118 umfasst. Die innere Oberfläche 118 wird unterbrochen durch eine ringförmige Rückhaltewand oder Flansch 116, das in einem Stück mit der Wand 113 geformt ist. Die ringförmige Rückhaltewand oder Flansch 116 erstreckt sich radial nach innen und umfasst eine vordere, radiale Oberfläche 115, eine rückseitige radiale Oberfläche 117 und eine innere Kantenoberfläche 119. Die innere Oberfläche 119 definiert eine Öffnung 121, deren Durchmesser wie dargestellt etwas geringer ist als der Durchmesser der inneren Gehäuseoberfläche 118.
Dargestellt ist auch ein internes Gewinde 120, das in einem Stück mit der Gehäusewand 113 geformt ist. Das Gehäusegewinde 120 beginnt an einer Stelle benachbart zur ringförmigen Oberfläche 117 und erstreckt sich über eine wesentliche Entfernung entlang der inneren Gehäuseoberfläche 118 von links nach rechts in der in 3 gezeigten Ansicht. Der Zweck und die Funktion des Gehäusegewindes 120 wird nachfolgend genauer erläutert werden.
Das Gehäuse 112 umfasst ein zylindrisches Wandsegment 122, das sich von links nach rechts von dem Flansch 116 erstreckt und eine Verlängerung der Wand 113 aufweist. Das Wandsegment 122 ist dargestellt als in einem Stück mit dem Rest des Gehäuses 112 geformt. Die Erweiterung oder das Wandsegment 122 ist hohl, hat gleichförmige Wanddicke und weist eine innere Oberfläche 126 auf. Die Erweiterung 122 endet an einer stumpfen, radial ausgerichteten Kante 127.
In dem in 3 dargestellten, zusammengesetzten Zustand liegt das Schlitz-Diaphragma 128 an seiner Außenkante an der Oberfläche 115 des radial nach innen gerichteten Flansches 116 an. Ein Rückhaltering 124 ist so innerhalb der ringförmigen Gehäuseerweiterung 122 angeordnet, das er an seiner Außenkante an der gegenüberliegenden Seite des Diaphragmas 128 anliegt. Dies sichert das Schlitz-Diaphragma 128 innerhalb des Gehäuses 112 zwischen dem Rückhaltering 124 und dem Rückhalteflansch 116.
Der Rückhaltering 124 weist eine innere Kantenoberfläche 125 auf, sowie eine äußere Kantenoberfläche 123, und er ist mit gleichförmiger Wanddicke dargestellt. Der Durchmesser der inneren Oberfläche 125 ist ungefähr der gleiche wie der Durchmesser der Oberfläche 119. In der dargestellten Form ist der Durchmesser der äußeren Oberfläche 123 des Rückhalterings etwa gleich dem Durchmesser der inneren Oberfläche 126 der ringförmigen Gehäuseerweiterung. Der Rückhaltering kann innerhalb der Gehäuseerweiterung 122 durch einen Verbinder oder einen Kleber, durch eine Druckeinpassung, durch Plastikschweißen oder auf irgendeine andere geeignete Weise gesichert sein.
Das Schlitzdiaphragma 128 ist zwischen der Rückhaltewand 116 und dem Rückhalter 124 gegen Trennung durch Kompression aufgenommen. Das Schlitz-Diaphragma 128 weist zentral einen Schlitz 129 auf und hat die Charakteristiken und Merkmale, die vorstehend in Verbindung mit dem Schlitz-Diaphragma 98 beschrieben wurden. Daher ist keine weitere Beschreibung des Schlitz-Diaphragmas 128 notwendig.
Die Einstell-Einrichtung oder Steuerung 134 ist mittels eines Gewindes koaxial in dem Gehäuse 112 aufgenommen. Die Einstell-Einrichtung 134 umfasst einen vergrößerten Gewindeabschnitt 137, einen langgestreckten, zylindrischen Wandabschnitt 139 und eine Kontakterweiterung, Nasenabschnitt oder Anstoß-Wand 141. Die Kontakterweiterung 141 umfasst einen nach innen gerichteten, radial ausgerichteten, kreisförmigen Ring, der eine ringförmige, eine Öffnung bildende, innere Oberfläche 130 umfasst, sowie eine flache Oberfläche 131, eine äußere Kantenoberfläche 131' und eine Diaphragma-Kontaktoberfläche 136. Die Kontaktoberfläche 136 ist rechtwinklig zu einer inneren Oberfläche 130 ausgerichtet und schneidet diese an einer ringförmigen Ecke 133, und sie schneidet die Umfangsoberfläche 131' an einer ringförmigen Ecke 135. Die innere Oberfläche 130 definiert eine Öffnung 143, durch die wahlweise Flüssigkeit strömt.
Wie dies am besten in 2 dargestellt ist, erstreckt sich die Öffnung 143 axial durch die Kontakterweiterung 141 in den langgestreckten Abschnitt eines inneren Hohlraums 154 hinein, der durch die innere Oberfläche 156 der Wand 139 definiert ist. Die innere Oberfläche 156 erstreckt sich von einer ringförmigen, stumpfen Kante 158 der Wand 139 zu einer ringförmigen Ecke 160, an der die Oberfläche 156 die innere, ringförmige Schulteroberfläche 162 schneidet. Wie dargestellt, schneidet die ringförmige Schulter oberfläche 162, die radial ausgerichtet ist, die zylindrische innere Erweiterungsoberfläche 164 der Wand 164' an einer Kante 166.
Der Gewindeabschnitt 137 mit vergrößertem Durchmesser liegt benachbart zu und ist verbunden mit der Kontakterweiterung 141 durch die Wand 164'. Der Gewindeabschnitt 137 ist in einem Stück mit der Kontakterweiterung 141, der Wand 164' und dem langgestreckten Abschnitt 139 der Einstell-Einrichtung 134 gebildet. Der Gewindeabschnitt 137 umfasst eine radial ausgerichtete, vordere Wandoberfläche 145 und eine radial ausgerichtete, rückseitige Wandoberfläche 146. Die dargestellten Wandoberflächen 145 und 146 sind im Wesentlichen rechtwinklig zur longitudinalen Achse der Ventilanordnung 110. Die Wandoberfläche 145 schneidet die Oberfläche der Kontakterweiterung 131' an einer ringförmigen Ecke 147. Auf ähnliche Weise schneidet die Wandoberfläche 146 die äußere Oberfläche 153 des langgestreckten Abschnittes 139 an einer ringförmigen Ecke 148. Auf dem Gewindeabschnitt 137 mit vergrößertem Durchmesser sind zwischen den Wänden 145 und 146 Gewinde 132 gebildet und so ausgerichtet, dass sie parallel mit der inneren Gehäuseoberfläche 118 sind.
Der Durchmesser, die Größe, die Form, die Anordnung und die Ausrichtung der Gewinde 132 der Einstell-Einrichtung sind derart, dass ein ordentlicher, einstellbarer Gewindeeingriff zwischen dem Gewinde 120 des Gehäuses und dem Gewinde 132 der Einstell-Einrichtung auftritt, wie in 3 gezeigt. Durch diesen Eingriff der Gewinde 132 und 120 kann die longitudinale Position der Einstell-Einrichtung 134 innerhalb des Gehäuses 112 wahlweise durch manuelle Rotation der Einstell-Einrichtung 134 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn relativ zum Gehäuse 112 verändert werden. Um das pneumatische Herauslecken von Flüssigkeit zwischen der äußeren Oberfläche 153 des langgestreckten Abschnittes und der inneren Oberfläche 118 des Gehäuses zu verhindern, ist ein O-Ring 138 dazwischen angeordnet. Wie in 3 gezeigt, ist die Dichtungsmanschette 138 vom O-Ring-Typ durch Kompression zwischen die äußere Oberfläche 153 und die Oberfläche 118 eingepasst.
Eine vorrangige Funktion der Einstelleinrichtungs-Kontaktoberfläche 136 ist es, wahlweise mit dem Schlitz-Diaphragma 128 in Eingriff gebracht zu werden. Die Kontaktoberfläche 136 begrenzt wahlweise das Verbiegen des Schlitz-Diaphragmas 128 in Richtung auf die Kontaktoberfläche 136. Eine Einstellung des Abstandes zwischen dem Dia phragma 128 und der Oberfläche 136 (mittels der Rotation der Steuerung 134) stellt die pneumatische Druckanforderung ein, die zum Öffnen des Schlitzes 129 des Diaphragmas 128 erforderlich ist. Dies ist in den 12 und 13 dargestellt. In 12 ist die Kontaktoberfläche 136 näher am Schlitz-Diaphragma 128, und dadurch ist die Verbiegung des Schlitz-Diaphragmas 128 in Richtung auf die Kontaktoberfläche 136 zunehmend beschränkt.
Wenn beispielsweise in 12 das Druckdifferenzial P₂ auf das Schlitz-Diaphragma 128 einwirkt, führt dies zu einer Verbiegung des Schlitz-Diaphragmas 128 in beschränkter Weise in Richtung des Druckdifferenzials. Wie beschrieben, ist die Verbiegung durch den schnellen Eingriff des Diaphragmas 128 mit der Kontaktoberfläche 136 der Einstell-Einrichtung 134 beschränkt. Wenn daher die Verbiegung des Schlitz-Diaphragmas auf diese Weise beschränkt ist, ist ein größeres Druckdifferenzial erforderlich, um das Schlitz-Diaphragma soweit zu verbiegen, dass der Schlitz 129 öffnet, als wenn das Schlitz-Diaphragma unbeschränkt oder weniger beschränkt ist. Wenn im Gegensatz dazu wie in 13 die Einstell-Einrichtung 134 weiter von der unbelasteten, geschlossenen Position des Schlitz-Diaphragmas 128 fortbewegt wird, kann das Schlitz-Diaphragma 124 zum Öffnen genügend weit verbogen werden, durch ein vorgegebenes Druckdifferenzial von beträchtlich geringerer Größe als dasjenige Druckdifferenzial, das zum Öffnen des Schlitz-Diaphragmas 128 im in 12 gezeigten, beschränkten Zustand verbogen werden.
Wie in 11 dargestellt, kann das Schlitz-Diaphragma 128 beim Schlitz 129 auch durch Verbiegung in einer von der Einstell-Einrichtung 134 fortweisenden Richtung geöffnet werden, was aufgrund eines entgegengesetzt gerichteten Druckdifferenzials P₁ von festgelegter Schwell-Stärke erfolgt. Die Anordnung der Steuerung 134 ist im Wesentlichen unerheblich, wenn das Druckdifferenzial wie in 11 nach links gerichtet ist. Weil in 11 nur auf einer Seite des Diaphragmas 128 eine Einstell-Einrichtung 134 angeordnet ist, ist die Druckanforderung zum Öffnen des Schlitz-Diaphragmas in einer von der Einstell-Einrichtung fortweisenden Richtung an sich nicht einstellbar.
Um den erforderlichen Druck zum Öffnen des Ventils in jeder Richtung zu steuern, kann eine Einstell-Einrichtung oder Steuerung auf jeder Seite des Schlitz-Diaphragmas angeordnet werden. Auf diese Weise können die dualen Steuerungen verwendet werden, um wahlweise den Druck einzustellen, der zum Öffnen des Schlitz-Diaphragmas in jeder Richtung erforderlich ist. In den 4 und 5 sind einstellbare Schlitzventil-Anordnungen dargestellt, die die bidirektionale Einstellung der Strömung und die bidirektionale Einstellung der Druckanforderungen gestatten. Es ist leicht ersichtlich, dass die linken und rechten Seiten der Ausführungsbeispiele der Ventilanordnungen in den 4 und 5 jeweils Spiegelbilder auf gegenüberliegenden Seiten der Schlitz-Diaphragmen der in 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel aufweisen, wie sie vorstehend beschrieben wurden. Wegen der wesentlichen Übereinstimmung sind die Merkmale der in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiele mit dem gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Merkmale in den 2 und 3 bezeichnet. Das Ausführungsbeispiel der 4 wurde konstruiert, um eine Flüssigkeitsströmung bidirektional und variabel zu steuern, während das Ausführungsbeispiel von 5 konstruiert wurde, um eine Gasströmung bidirektional und variabel zu steuern.
Bezugnehmend auf 4, ist dort eine bidirektionale, in ihren Druckanforderungen einstellbare Ventilsteuerungsanordnung 140 gezeigt, die ein einziges Gehäuse aufweist, das zwei sich gegenüberliegend erstreckende und als ein Stück geformte Gehäuse 52 umfasst, wobei je eine von zwei gegenüberliegenden Einstell-Einrichtungen 74 sich gegenüberliegend und einstellbar in jedem der Gehäuse 52 angeordnet ist. Zwischen den Einstell-Einrichtungen 74 ist ein Schlitz-Diaphragma 98 vorgesehen, das zwischen zwei ringförmigen Rückhaltewänden 62 gesichert ist. Einer der zylindrischen Ansätze 64, die eine Öffnung für eine Flüssigkeitsströmung definieren, ist kommunizierend an einer Katheterröhre 24 angebracht, während der andere an einer intravenösen Röhre 26 befestigt ist (wie dies in 1 dargestellt ist). Aufgrund der strukturellen und der betriebsbezogenen Identität zwischen den beiden Hälften des Ausführungsbeispiels von 4 und dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel von 2 ist eine weitere strukturelle Beschreibung des Ausführungsbeispiels von 4 nicht notwendig.
Im Betrieb können die Druckanforderungen, die zum Öffnen des Schlitz-Diaphragmas 98 der bidirektionalen Ventilsteuerungs-Anordnung 140 erforderlich sind, selektiv in irgendeiner gewünschten Weise eingestellt werden, beispielsweise so, dass sie in den jeweiligen Richtungen unterschiedlich sind. Um das zum Öffnen des Schlitz-Diaphragmas 98 durch das Verbiegen des Schlitz-Diaphragmas nach links in der in 4 gezeigten Ansicht erforderlicht Druckpotenzial zu vergrößern, wird die Einstell-Einrichtung 74 auf der linken Seite näher an das Schlitz-Diaphragma 98 herangebracht, wodurch der Grad der Beschränkung der nach links gerichteten Verbiegung des Schlitz-Diaphgragmas vergrößert wird. Es ist vorteilhaft, wenn die Einstell-Einrichtung 74 näher an das Schlitz-Diaphragma 98 herangebracht wird, indem die Einstell-Einrichtung 74 relativ zum Gehäuse 52 rotiert wird, so dass die Einstell-Einrichtung 74 wegen des Gewindeeingriffes longitudinal gegenüber dem Gehäuse 112 vorwärts bewegt wird.
Wenn es gewünscht wird, die zum Öffnen des Schlitz-Diaphragmas 98 des Ventils 140 durch Verbiegen in der linken Richtung erforderlichen Anforderungen an das Druckdifferenzial zu verringern, wird auf ähnliche Weise die Einstell-Einrichtung 74 auf der linken Seite vom Schlitz-Diaphragma 98 fortbewegt, um so den Betrag der Beschränkung der Verbiegung des Schlitz-Diaphragmas 98 in der linken Richtung zu reduzieren oder aufzuheben, um dadurch dem Schlitz-Diaphragma eine Öffnung durch Verbiegen in der linken Richtung bei einem geringeren Druckdifferenzial zu bestatten, als wenn die Kontaktoberfläche 77 nahe dem Schlitz-Diaphragma angeordnet wäre. Wie oben beschreiben können ähnliche Einstellungen auf der rechten Seite der Ventilsteuerungs-Anordnung vorgenommen werden, um die zum Öffnen des Schlitz-Diaphragmas durch Verbiegen in der rechten Richtung notwendigen Anforderungen an das Druckdifferenzial einzustellen.
Folglich kann durch selektive Einstellung der Einstell-Einrichtungen 74 gegenüber dem Schlitz-Diaphragma die erforderliche Anforderung des Druckdifferenzials zum Öffnen des Schlitzventils entweder in der linken Richtung, oder in der rechten Richtung oder in beiden Richtungen leicht angepasst werden. Darüber hinaus kann die Ventilsteuerung 140 so eingestellt werden, dass die erforderliche Druckanforderung zum Öffnen des Schlitzventils in der einen Richtung anders ist als die Anforderung an den Druck, der zum Öffnen in der anderen Richtung erforderlich ist. Wenn es beispielsweise gewünscht wird, dass die Druckanforderung zum Öffnen des Schlitz-Diaphragmas 98 durch Verbiegung in der linken Richtung größer ist als die Druckanforderung, die zum Öffnen des Schlitz-Diaphragmas in der rechten Richtung erforderlich ist, dann wird die Einstell-Einrichtung 74 auf der linken Seite näher an dem Schlitz-Diaphragma 1998 positioniert werden, als die Einstell-Einrichtung 74 auf der rechten Seite. Bei einer solchen Einstellung wird daher die Verbiegung des Schlitz-Diaphragmas 98 in der linken Richtung stärker beschränkt sein als die Verbiegung in der rechten Richtung, und daher wird ein grö ßeres Druckdifferenzial zum Öffnen des Schlitzventils in der linken Richtung als in der rechten Richtung benötigt werden, wenn angenommen wird, dass die inneren Oberflächen 85 der Einstell-Einrichtungen den gleichen Durchmesser haben.
Wie bereits gesagt zeigt 5 noch ein weiteres pneumatisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Verbindung. Insbesondere zeigt 5 eine bidirektionale, in ihren Druckanforderungen einstellbare Ventilanordnung 142. Wie bereits oben diskutiert umfasst die linke Seite der Ventilsteuerungs-Anorderung 142 ein um das Schlitz-Diaphragma 128 gespiegeltes Bild des Steuerungsmechanismus 110 von 3 zum Einstellen einer Strömung. Daher sind sowohl die Merkmale der linken, als auch der rechten Seite der Ventilsteuerungs-Anordnung 142 mit denselben Bezugszeichen wie die gleichen, bereits beschriebenen Merkmale in 3 bezeichnet. Wegen der strukturellen Übereinstimmung zwischen jeder der beiden Hälften des Ausführungsbeispiels von 5 und dem Ausführungsbeispiel von 3 ist eine weitere strukturelle Beschreibung der strukturellen Merkmale des Ausführungsbeispiels von 4 nicht notwendig.
Wie dargestellt umfasst die Ventilsteuerungs-Anordnung 142 zwei Einstell-Einrichtungen oder Steuerungen 134, die bewegbar innerhalb eines Gehäuses 112 auf gegenüberliegenden Seiten eines Schlitz-Diaphragmas 128 angeordnet sind. Das Schlitz-Diaphragma 128 ist so gezeigt, dass es an seinem Umfang zwischen zwei Rückhaltewänden 116 gesichert ist, die integral auf der inneren Oberfläche 118 des Gehäuses ausgebildet sind. Um ein Herauslecken von der Ventilsteuerung 142 zu verhindern, sind O-Ringe als Dichtungsmanschetten 138 zwischen der äußeren Oberfläche 153 des einstellbaren Elements und der inneren Oberfläche 118 des Gehäuses vorgesehen.
In gleicher Weise wie bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel erlaubt die Ventilsteuerungs-Anordnung 142 die bidirektionale Einstellung der zum Öffnen des Schlitz-Diaphragmas 128 in der jeweiligen Richtung erforderlichen Druck-Anforderungen, indem durch Verwendung der einstellbaren Elemente 134 selektiv die dem Schlitz-Diaphragma zur Verfügung stehende Verbiegung variiert wird. Das hohle Innere einer der Einstell-Einrichtungen 134 ist für eine Flüssigkeit kommunizierend an einer Belüftungsröhre befestigt, während das hohle Innere der anderen Einstell-Einrichtungen 134 für eine Flüssigkeit kommunizierend an einer Atmungsröhre befestigt ist. Um das zum Öffnen des Schlitz-Diaphragmas 128 erforderliche Druckdifferenzial zu vergrößern, indem der Grad der in der linken Richtung zur Verfügung stehenden Verbiegung gesteuert wird, wird das einstellbare Element 134 auf der linken Seite näher an das Schlitz-Diaphragma 128 heranbewegt. Das einstellbare Element wird näher an das Schlitz-Diaphragma 128 herangebracht, indem über den Gewindeeingriff das einstellbare Element 134 relativ zum Gehäuse 112 rotiert wird, so dass das einstellbare Element 134 durch den Gewindeeingriff longitudinal durch das Gehäuse 112 vorwärts bewegt wird. In der gleichen Weise ist die Verbiegung des Schlitz-Diaphragmas 128 auch in der rechten Richtung beschränkt. Um die Anforderung an den Druck zu vergrößern, der zum Öffnen des Schlitzes 129 des Schlitzventils 128 durch Verbiegung in der rechten Richtung erforderlich ist, wird die Einstell-Einrichtung 134 auf der rechten Seite näher an das Schlitz-Diaphragma 128 heranbewegt. Wenn daher das Diaphragma schneller das Element 134 beaufschlagt, welches die Verbiegung in der rechten Richtung beschränkt, wird auf diese Weise ein größeres Druckdifferenzial in der rechten Richtung zum Öffnen des Schlitzes erforderlich sein, als es der Fall wäre, wenn die Einstell-Einrichtung in einem größeren Abstand vom Diaphragma 128 entfernt wäre.
Die Strömungssteuerungs-Ventilanordnung 142 kann so eingestellt werden, dass die Druckanforderungen zum Öffnen des Schlitzventils in der linken Richtung anders sind als die Druckanforderungen, die zum Öffnen des Schlitz-Diaphragmas 128 in der rechten Richtung benötigt werden. Dies wird erzielt durch das selektive Anordnen der linken und rechten Einstell-Einrichtungen in unterschiedlichen Abständen von dem Schlitz-Diaphragma 128.
Um das Einstellen der Ventilstrukturen oder -anordnungen, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind, zu unterstützen, können bevorzugt Markierungen vorgesehen sein, um das Messen der relativen Positionen der verschiedenen Einstell-Einrichtungen innerhalb des Gehäuses und relativ zu dem Schlitz-Diaphragma der verschiedenen Ausführungsbeispiele zu ermöglichen. Dies wird auf vorteilhafte Weise durch das Merkmal der Ventilsteuerung ermöglicht, dass die relativen Positionen einer Einstell-Einrichtung und eines Schlitz-Diaphragmas ein Druckdifferenzial definieren, das zum Öffnen des Schlitzventils in einer gegebenen Richtung erforderlich ist. Durch das Messen dieser relativen Positionen wird es einem Benutzer ermöglicht, selektiv ein gewünschtes Druckdifferenzial auszuwählen, indem er die relativen Positionen des Schlitz-Diaphragmas und der einstellbaren Elemente auf vorbestimmte Positionen einstellt.
Solche Markierungen oder Anzeigeelemente werden in den 6 und 7 gezeigt. In 6 sind Markierungen 144 auf der Gehäuseerweiterung 72 vorgesehen, um es dem Benutzer zu ermöglichen, die Positionen des Griffes 82 relativ zu der Gehäuseerweiterung 72 zu eichen. Auf gleiche Weise sind in 7 Markierungen 150 auf der äußeren Oberfläche des einstellbaren Elements 134 vorgesehen, um es dem Benutzer zu ermöglichen, die Positionen des einstellbaren Elementes relativ zum Gehäuse 112 zu eichen.
Eine Betrachtung der 2 bis 13 macht ersichtlich, dass die darin gezeigten Ausführungsbeispiele, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung umfassen, im Allgemeinen eine axial gerichtete Strömung von Flüssigkeit oder Gas benachbart zu jeder Seite des Schlitzventil-Diaphragmas begünstigen. Im Fall der Ausführungsbeispiele der 3 und 5 ist die Strömung auf jeder Seite des Diaphragmas im Allgemeinen axial ausgerichtet und nicht abgelenkt. Im Fall der Ausführungsbeispiele, die in den 2 und 4 dargestellt sind, findet die axiale Strömung benachbart zu einer Seite des Diaphragmas innerhalb einer Kammer der Steuerung oder der Einstell-Einrichtung statt. Diese Kammerströmung wird umgelenkt von einem axialen in einen einigermaßen transversalen und gewundenen Pfad innerhalb des zugeordneten Ventilgehäuses und wird schließlich an den Öffnungen 66 in eine radiale oder transversale Strömung umgelenkt.
Nun wird Bezug genommen auf die 14 und 15, die jeweils zwei weitere Schlitzventil-/Steueranordnungen zeigen, die allgemein mit 170 und 172 bezeichnet sind. Während die Ausführungsbeispiele der 14 und 15 spezifisch für die variable Steuerung von Flüssigkeitsströmung geeignet sind, finden die gleichen grundlegenden Prinzipien der vorliegenden Anwendung wie zur variablen Steuerung von Gasströmung Anwendung. In jedem dieser beiden Ausführungsbeispiele wird die Strömung auf der Steuerungsseite des Diaphragmas benachbart zum Diaphragma in mehr oder weniger radialer Richtung abgelenkt und dahinter in gewundener Weise, all dies im Inneren der Ventilanordnung. Mit anderen Worten wird eine direkte lineare Strömung in die Steuerung oder Einstell-Einrichtung benachbart zum Diaphragma verhindert, und die Steuerung dient nicht nur zum Variieren der Druckdifferenzial-Schwelle zum Öffnen des Schlitzes im Diaphragma in der Richtung der Steuerung, sondern auch als ein Element zum Ablenken der Strömung.
Mit spezifischem Bezug auf 14 umfasst die Anordnung 170 ein zylindrisches Gehäuse, das allgemein mit 174 bezeichnet ist. Das röhrenförmige Gehäuse trägt an einem Ende 178 eine Endkappe, die allgemein mit 176 bezeichnet ist. Das andere Ende des zylindrischen Gehäuses 174 umfasst eine kreisförmige Öffnung 180, durch die ein allgemein mit 182 bezeichnetes Element zum Steuern der Diaphragma-Schwelle und zum Ablenken der Strömung während des Zusammensetzens in das hohle Innere des zylindrischen Gehäuses 174 eingesetzt wird. Die Schwellensteuerung und Strömungsablenkung 182 umfasst einen manuellen Knauf 184, mittels dessen die Positionen der Steuerung/Ablenkung 182 axial innerhalb des hohlen Inneren des zylindrischen Gehäuses 174 geändert werden kann.
Das Gehäuse 174 weist eine zylindrische Wand 186 auf. Die Wand 186 umfasst eine zylindrische oder ringförmige äußere Oberfläche 188, die mit durchgängig gleicher Wandstärke dargestellt ist. Die Wand 186 umfasst auch eine glatte, zylindrische oder kreisförmige innere Oberfläche 190 von vorbestimmten Durchmesser. Die innere Oberfläche 190 wird unterbrochen von einer Rille 191 und umfasst ein Gewinde 192 benachbart zur kreisförmigen Öffnung 180. Das Gewinde 192 vereinigt sich an einer Ecke 198 mit der kreisförmigen Oberfläche 180. Die kreisförmige Oberfläche 180 vereinigt sich an einer kreisförmigen Ecke 200 mit einer stumpfen Endkante 202 der Wand 186.
Die äußere Oberfläche 188 wird an einer vorbestimmten Stelle von einem radial ausgerichteten Ansatz 204 unterbrochen. Der Ansatz 204 umfasst eine zylindrische Wand, die an einer stumpfen Kante 206 endet, er definiert einen hohlen Strömungspfad entlang einer inneren, zylindrischen Oberfläche 208 und er umfasst eine äußere zylindrische oder kreisförmige Oberfläche 210. Die kreisförmige Oberfläche 210 geht an einer kreisförmigen, inneren Ecke 212 in die Oberfläche 188 über.
Das vordere Ende 178 der Wand 186 ist an einer Schulter 214 auf einen reduzierten Durchmesser abgestuft. Die Schulteroberfläche 214 trifft an einer Ecke 216 auf die zylindrische Oberfläche 218. Die zylindrische Oberfläche 218 trifft an einer Ecke 220 auf eine stumpfe, radial ausgerichtete Endoberfläche 222 der Wand 186. Die Kantenober fläche 222 trifft an einer äußeren Ecke 224 auf die zylindrische Oberfläche 190 des hohlen Innenraums.
Ein ebenes Diaphragma 226 ist nahe des Außenumfanges des Diaphragmas 226 bündig mit der stumpfen Endoberfläche 222. Das Diaphragma 226 ist dargestellt als aus einem geeigneten elastomeren Material wie Silikongummi gebildet, und es ist in seiner Konfiguration kreisförmig oder scheibenförmig. Das Diaphragma 226 umfasst eine Umfangskante 228, die mittels Kompression gegen ein unerwünschtes Freilassen gehalten ist, sowie gegenüberliegende, radial gerichtete Oberflächen 230 und 232 sowie einen zentralen Schlitz 234 von vorbestimmter Länge. Der Schlitz 234 umfasst in seiner geschlossenen Position gegenüberliegende Lippen, die aneinander anliegen.
Das Diaphragma 226 wird durch Kompression in einer anliegenden Beziehung mit der Oberfläche 222 durch die Endkappe 176 gesichert. Die Endkappe 176 weist eine kreisförmig, axial ausgerichtete Wand 240 auf, die eine Endeckenoberfläche 242 umfasst, die in ihrer Größe und Form an die Oberfläche 214 angepasst ist. Die ringförmige Wand 240 hat eine Dicke, die im Wesentlichen der radialen Länge der Wand 214 entspricht, wobei die Dicke über die gesamte Wand 240 als gleichförmig dargestellt ist. Die Wand 240 weist eine äußere, ringförmige Oberfläche 241 und eine innere Oberfläche auf, die an die Oberfläche 218 gebunden, geklebt oder Plastik-geschweißt ist. Die Wand 240 trifft sich mit der radial ausgerichteten, ringförmigen Wand 244, die mit gleichförmiger Wanddicke dargestellt ist und gegenüberliegende, radial ausgerichtete Oberflächen 246 und 248 aufweist. Die Wand 244 ist so dargestellt, dass sie in einem Stück an inneren und äußeren Ecken 250 und 252 in die Wand 240 übergeht.
Die radial gerichtete, ringförmige Wand 244 wird unterbrochen von einem radial ausgerichteten Ansatz 254. Der Ansatz 254 umfasst eine zylindrische Wand, die an Ecken 256 und 258 in die Wand 244 übergeht. Die zylindrische Wand 254 ist mit gleichförmiger Wanddicke dargestellt und umfasst eine innere zylindrische Oberfläche 260 und eine äußere zylindrische Oberfläche 262. Die Wand 260 definiert einen Strömungspfad für Flüssigkeit auf einer Seite des Diaphragmas 226. Die Wand 254 endet in einer stumpfen Endkanten-Oberfläche 264.
Die Ansätze 204 und 254 sind in ihrer Größe und Form so ausgebildet, dass sie in Kompressions-angepasster Beziehung Röhren aufnehmen, durch die Flüssigkeit wahlweise in der in Verbindung mit 1 dargestellten und beschriebenen Weise fließt.
Wie dies am besten aus 14 ersichtlich ist, sind das zylindrische Gehäuse 174 und die Endkappe 176 getrennt aus einem für medizinische Zwecke geeigneten synthetischen Harzmaterial in Übereinstimmung mit den Kenntnissen eines Fachmanns in dem relevanten Gebiet geformt.
Es sollte beachtet werden, dass die Strömung wahlweise durch das Diaphragma 226 erfolgt, d. h. nur dann, wenn der Schlitz 234 in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Druckdifferenzial (Netto-Druck) geöffnet wird. Die Strömung findet zwischen den internen Kammern statt, die zwischen jeweils den hohlen, zylindrischen Oberflächen 208 und 260 der Ansätze 204 und 254 definiert werden.
Wie bereits erwähnt ist die Steuerung/Ablenkung 182 gegen unerwünschtes Entfernen vom Gehäuse 170 gesichert, aber sie ist einstellbar gegenüber dem Gehäuse 174 in einer Weise und für Zwecke, die nachstehend näher beschrieben werden. Die Steuerung/Ablenkung 182 ist im Allgemeinen zylindrisch und ist in ihrer äußeren Konfiguration abgestuft. Der entfernte, zylindrische Abschnitt 270 umfasst eine zylindrische Oberfläche 272, deren Durchmesser wesentlich kleiner ist als der Durchmesser der Oberfläche 170, jedoch größer als der Durchmesser der Oberfläche 260. Das entfernte zylindrische Ende 270 der Steuerung/Ablenkung 182 ist als im Inneren massiv dargestellt und umfasst eine stumpfe unzugängliche, radial ausgerichtete, entfernte Endoberfläche 274. Neben anderen Funktionen dienen die Oberflächen 272 und 274 dazu, die Flüssigkeitsströmung in gestufter Weise zwischen den Ansatz-Passagen abzulenken, die durch die Oberflächen 208 und 260 definiert werden.
Die zylindrische Oberfläche 272, die axial ausgerichtet ist, trifft an einer ringförmigen inneren Ecke 276 auf eine nach außen gerichtete, radial ausgerichtete zylindrische Schulter 278. Die Schulter 278 trifft an einer kreisförmigen, äußeren Ecke 288 auf einen im Durchmesser vergrößerten, massiven zylindrischen Körper 282, der eine Oberfläche 284 aufweist. Der Durchmesser der Oberfläche 284 ist nur wenig geringer als der Durchmesser der Oberfläche 190, so dass er eine axiale und drehbare Versetzung zwi schen den Oberflächen 190 und 284 erlaubt. Der geringe Abstand zwischen den Oberflächen 190 und 284 ist durch einen komprimierten O-Ring 286 in der ringförmigen Rille 191 abgedichtet, um eine Strömung von Flüssigkeit dort hindurch zu verhindern.
Das nahe Ende des zylindrischen Körpers 282 umfasst ein Gewinde 288 an der Oberfläche 284, wobei das Gewinde in seiner Größe, Form und Konfiguration so gestaltet ist, dass es eng und kompatibel in das Gewinde 192 eingreift. Der Gewindeabschnitt 288 trifft an einer kreisförmigen äußeren Ecke 290 auf eine radial gerichtete Schulter oder Oberfläche 292, die ihrerseits an einer inneren Ecke 294 auf ein zylindrisches Segment 296 trifft. Das zylindrische Segment 296 ist als massiv dargestellt und umfasst eine äußere zylindrische Oberfläche 298. Die Oberfläche 296 ist an einer Schulteroberfläche 300 abgestuft, wobei der Übergang zwischen der Oberfläche 298 und der Oberfläche 300 an einer kreisförmigen inneren Ecke 302 auftritt.
Die Schulteroberfläche 300 geht an einer äußeren, kreisförmigen Ecke 306 in die kreisförmige Knaufoberfläche 304 über. Die kreisförmige Oberfläche 304 des Knaufes 184 kann eine bestimmte Oberflächenbeschaffenheit aufweisen und trifft sich mit der stumpfen, nahen Endoberfläche 304 an einer äußeren, ringförmigen Ecke 310.
Wenn die Schlitzventil-/Steuerungs-Anordnung 170 zur Benutzung in der in 1 dargestellten Weise angeordnet ist, rotiert das medizinische Hilfspersonal manuell den Steuerknauf 184, bis die stumpfe, entfernte Oberfläche 274 in einem gewünschten Abstand vom Diaphragma 226 angeordnet ist, so dass sich der Schlitz 234 im Diaphragma 226 in einer nach unten gerichteten Richtung bei genau der gewünschten Nettodruck- oder Druckdifferenzial-Schwelle öffnet. Die medizinische Hilfsperson kann zu jeder Zeit die Entfernung zwischen der stumpfen Oberfläche 274 und dem Diaphragma 226 durch Rotation des Knaufes 184 ändern, um an einer für den Patienten ratsamen und angemessenen Weise die Druckdifferenzial-Schwelle zu ändern, bei der der Schlitz 234 in einer nach unten gerichteten Richtung öffnet.
Obwohl dies nicht dargestellt ist, sollte beachtet werden, dass die zwei Ventilanordnungen 170 (ähnlich zu den Anordnungen in den 4 und 5) in gegenüberliegender Stellung benutzt werden können, so dass die Druckschwelle für eine Strömung in jeder der beiden Richtungen über das Diaphragma 226 wahlweise durch die medizinische Hilfs person in einer für den Patienten angemessenen Weise geändert werden können. Die Änderungen in der Druckdifferenzial-Schwelle, bei der der Schlitz 234 im Diaphragma 226 öffnet, wird manuell durch geeignete Manipulation des Knaufes 184 gesteuert und erfordert nicht, dass die Anordnung oder die Anordnungen 170 abgetrennt oder auseinandergenommen werden.
Bezug wird nun spezifisch auf 15 genommen, die, wie bereits erwähnt, eine Diaphragma-Steuerungs- bzw. eine Strömung ablenkende Schlitzventil-Anordnung 172 darstellt. Durch eine Betrachtung der Figur ist ersichtlich, dass die Anordnung 172 das vorstehend beschriebene Diaphragma 226, die Endkappe 176 sowie eine leichte Variation des zylindrischen Gehäuses umfasst. Das zylindrische Gehäuse 174' von 15 unterscheidet sich nur dadurch vom Gehäuse 174 von 14, dass der Ansatz 204 im Gehäuse 174 eliminiert wurde, und dass die zylindrische Wand 186 nicht eine radial gerichtete Flüssigkeitsströmung begünstigt. Infolgedessen sind die verschiedenen Teile und Charakteristiken des Diaphragmas 226, des zylindrischen Gehäuses 174' und der Endkappe 176 in 15 mit dem gleichen Bezugszeichen versehen wie in 14. Weil diese Komponenten oben bereits in Verbindung mit 14 beschrieben wurden, ist in Verbindung mit 15 keine weitere Beschreibung davon notwendig.
Die Anordnung 172 umfasst keine Steuerung/Ablenkung 182, die vorstehend in Verbindung mit 14 beschrieben wurde, sondern statt dessen ein etwas anderes Diaphragma-Steuerungs-/strömungsablenkendes Element, das allgemein mit 320 bezeichnet ist. Die Steuerung/Ablenkung 320 ist im Wesentlichen zylindrisch und ist in ihrem Durchmesser abgestuft in einer Weise und für Zwecke, die nachstehend beschrieben werden. Die Steuerung/Ablenkung 320 umfasst einen entfernten, im Durchmesser verringerten, allgemein zylindrischen Abschnitt 322. Der Abschnitt 322 umfasst eine entfernte, stumpfe, strömungsablenkende Endkanten-Oberfläche 324, die im Wesentlichen parallel zu der Ausrichtung des Diaphragmas 226 ist. Die Oberfläche 324 ist kreisförmig und geht an einer ringförmigen, äußeren Ecke 326 fest in eine äußere, zylindrische Oberfläche 328 über. Der generell zylindrische Abschnitt 322 definiert eine innere Blindbohrung, die mit einer stumpfen, radial ausgerichteten inneren Wandoberfläche 330 endet.
Die Oberfläche 330 ist kreisförmig und ist als parallel zur Oberfläche 324 dargestellt. Die kreisförmige Oberfläche 320 trifft sich an einer ringförmigen, inneren Ecke 332 mit einer inneren, zylindrischen Oberfläche 334. Die zylindrische Oberfläche 334 ist axial ausgerichtet und definiert einen hohlen Innenraum, der als ein Strömungspfad für Flüssigkeit dient. Die Oberflächen 324 und 334 umfassen äußere und innere Oberflächen einer zylindrischen Wand 336, die unterbrochen wird von gegenüberliegenden Öffnungen 338. Die Öffnungen 338 sind so dargestellt, dass sie denselben Durchmesser haben und so ausgerichtet sind, dass sie eine generell radial gerichtete Strömung zwischen der durch die Wand 334 definierten, hohlen Kammer 340 und einer entfernten Kammer 342 aufnehmen, die zwischen dem entfernten, zylindrischen Abschnitt 322 der Steuerung/Ablenkung 320, der inneren Oberfläche 190 des zylindrischen Gehäuses 174' und der Oberfläche 232 des Diaphragmas 226 angeordnet ist.
Der zylindrische Abschnitt 322 der Steuerung/Ablenkung 320 trifft sich an einer ringförmigen Ecke 344 mit einer radial ausgerichteten, ringförmigen Oberfläche 346. Die Schulteroberfläche 346 geht in einem Stück an einer äußeren, ringförmigen Ecke 348 in den zylindrischen Hauptkörper 350 über. Der hauptsächliche, zylindrische Körper 350 umfasst eine äußere, allgemein zylindrische Oberfläche 352 sowie, wie vorstehend beschrieben, eine innere, eine kammerdefinierende Oberfläche 334. Der Körperabschnitt 350 ist abgesehen von der hohlen Kammer 340 als massiv dargestellt. Die Oberfläche 352 umfasst an ihrem nahen Ende ein Gewinde 354. Die mit Gewinde versehene, äußere Ecke 356 trifft sich mit einer radial ausgerichteten Schulteroberfläche 358, die ihrerseits an einer inneren, ringförmigen Ecke 360 in eine zylindrische Oberfläche 362 mit verringertem Durchmesser übergeht, die die Außenseite einer zylindrischen Wand 364 umfasst. Die innere Oberfläche der Wand 364 umfasst die vorstehend erwähnte Oberfläche 334. Die ringförmige Wand 364 endet in einer radial ausgerichteten, stumpfen Endecken-Oberfläche 366, die an einer ringförmigen Ecke 368 in eine Oberfläche 362 und an einer Ecke 367 in die Oberfläche 334 übergeht.
Im Gebrauch wird die Anordnung 172 durch zwei Strömungsröhren bedient, von denen eine über den Ansatz 254 durch Kraft angepasst oder durch Kompression gesichert ist, und die andere über die Oberfläche 362 Kompressions-angepasst ist. Die Strömung zwischen den beiden Röhren findet entlang einer Passage statt, die durch die Oberfläche 260 des Ansatzes 254 definiert ist, durch den Hohlraum 342 und entlang der Kam mer 340. Die Strömung über das Diaphragma 226 in den und aus dem Hohlraum 342 ist entlang der Oberfläche 324, über die Oberfläche 328, durch die Öffnungen 338 und entlang der Kammer 342.
Der Abstand zwischen dem Diaphragma 226 und der Oberfläche 224 kann eingestellt werden durch manuelle Rotation der Steuerung/Ablenkung 320, um ein solches Ansprechverhalten von einer Druckdifferenzial-Schwelle entstehen zu lassen, das zum Öffnen des Schlitzes 234 genau so notwendig ist, wie es von dem medizinisch Verantwortlichen erwünscht ist. Rotation der Steuerung/Ablenkung 320 kann eine Gegenrotation der auf die Oberfläche 362 Kraft-angepassten, in der Flüssigkeit kommunizierenden Röhren umfassen, oder alternativ können die Röhren vorübergehend von der Oberfläche 362 entfernt werden, die Steuerung/Ablenkung 320 rotiert werden und die Röhre wiederum über die Oberfläche 362 Kraft-angepasst werden. Selbstverständlich muss angemessene medizinische Sorgfalt ausgeübt werden, um zu gewährleisten, dass solch ein Vorgang keine unangemessenen, medizinischen Umstände und Risiken für den Patienten hervorruft.
Zwei Ventilanordnungen 172 können in gegenüberliegender Beziehung so verwendet werden, dass die Druckschwelle für eine Strömung in jeder der beiden Richtung über das Diaphragma wahlweise in der oben beschriebenen Weise variiert werden kann.

Claims

Medizinische Schlitzventil-Anordnung (20) mit variablem Ansprechverhalten, umfassend: ein Gehäuse (52); ein im Normalzustand geschlossenes, auf Druck ansprechendes Schlitzventil (100), das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und einen Schlitz (102) aufweist; eine erste, eine Fluidströmung aufnehmende Struktur (88), durch die unter Druck stehendes Fluid an einer ersten Seite des Schlitzventils präsent ist; eine zweite, eine Fluidströmung aufnehmende Struktur (64) benachbart zu einer zweiten Seite des Schlitzventils, durch die unter Druck stehendes Fluid an einer zweiten Seite des Schlitzventils präsent ist; gekennzeichnet durch eine einstellbare Steuerung (74) benachbart zum Schlitzventil, wobei die Bedingungen zum Öffnen des Schlitzes (102) wahlweise durch das Verstellen der Steuerung relativ zum Schlitz variiert werden können.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Schlitzventil (100) dazu angepasst ist, sich aufgrund entgegengesetzter Drücke in die jeweilige Richtung zu verbiegen, wenn eine vorbestimmte Druckdifferenz erreicht ist.
Anordnung nach Anspruch 2, wobei die einstellbare Steuerung (74) charakterisiert ist durch einstellbare Elemente (134) auf gegenüberliegenden Seiten des Schlitzventils, um die Bedingungen zum Verbiegen des Schlitzventils in der jeweiligen Richtung zum Öffnen des Schlitzes zum Aufnehmen einer Fluidströmung variiert werden können.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die einstellbare Steuerung (74) charakterisiert ist durch eine wahlweise einstellbare Schlitzventil-Verbiegesteuerung und durch einen Strömungsteiler, der dem Schlitz gegenüber angeordnet ist, wodurch a) die Bedingungen für das Verbiegen des Schlitzventils eingestellt werden können und b) die Fluidströmung durch den Schlitz zu einem Ort benachbart zu wenigstens einer Seite des Schlitzventils nicht-axial wird.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die erste strömungsaufnehmende Struktur eine hohle Kanüle (24) umfasst, deren distales Ende (28) dazu angepasst ist, in einem medizinischen Patienten angeordnet zu werden, und wobei die zweite strömungsaufnehmende Struktur (26) eine Kanüle umfasst, durch die ein Fluid an den Patienten übermittelt wird.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die in ihrem Ort einstellbare Steuerung (74) mittels einer Schraubverbindung (60, 79) mit dem Gehäuse (52) einstellbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die einstellbare Steuerung (74) gezielt physikalisch das Ausmaß begrenzt, bis zu dem eine Verbiegung des Schlitzventils erlaubt ist.
Anordnung nach Anspruch 1, weiter charakterisiert durch sichtbare Anzeigeelemente (150), die von einem die Strömung steuernden Glied getragen sind, um die relativen Positionen des die Strömung steuernden Gliedes und des Gehäuses anzuzeigen.