ITTO990917A1 - Valvola anti-sifone per linee medicali di infusione e simili. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Valvola anti-sifone per linee medicali di infusione e simili"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce alle valvole anti-sifone (o anti-ritorno) per linee medicali di infusione e simili.

Siffatte valvole comprendono tradizionalmente un primo ed un secondo elemento tubolare che definiscono rispettivamente un passaggio a monte ed un passaggio a valle fra loro coassiali e fra i quali è disposto trasversalmente un diaframma di materiale elasticamente deformabile cooperante a tenuta di fluido con una sede anulare di valvola di detto primo elemento tubolare per mantenere normalmente chiusa la valvola anti-sifone, ed in cui una pressione di fluido predeterminata in detto passaggio a monte determina un'inflessione del diaframma e la conseguente apertura della valvola anti-sifone .

Queste valvole, normalmente chiuse, debbono essere in grado di aprirsi prontamente allorché la pressione nel passaggio a monte è superiore ad un valore di soglia predeterminato, assai superiore a quello delle normali valvole di ritegno utilizzate in analoghe applicazioni medicali, e tipicamente fra 1 e 5 psi.

Lo scopo primario della presente invenzione è quello di realizzare una valvola del tipo suddetto, conformata in modo da poter essere sottoposta ad un precarico di chiusura relativamente elevato, ciò nondimeno sviluppando una forza di apertura importante allorché la pressione di fluido nel passaggio a monte supera, seppure di poco, il valore di soglia per la quale la valvola è tarata.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare una valvola del tipo suddetto, conformata in modo da soddisfare il suddetto requisito con una realizzazione semplice e a basso costo, anche con riferimento al suo assemblaggio.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è è quello di realizzare una valvola del tipo suddetto che sia facilmente tarabile, all'atto della sua fabbricazione, in funzione delle necessità di impiego.

Secondo l'invenzione tale scopo viene raggiunto essenzialmente grazie al fatto che detta sede anulare di valvola è definita da una parete a superficie conica di detto primo elemento tubolare divergente verso detto secondo elemento tubolare, ed il suddetto diaframma è costituito dalla parete di fondo di un elemento a forma di tazza il cui bordo periferico esterno è normalmente premuto in contatto di tenuta contro detta sede anulare di valvola, sotto una spinta assiale operata dalla parete laterale di detto elemento a tazza; l'inflessione di detta parete di fondo dell'elemento a tazza prodotta nell'uso da detta pressione di fluido predeterminata determinando la contrazione radiale di detto bordo periferico esterno e la sua conseguente separazione da detta sede anulare di valvola.

Grazie a questa idea di soluzione, nell'uso l'apertura della valvola avviene prontamente anche se il diaframma costituito dalla parete di fondo dell'elemento a tazza è sottoposto ad un elevato precarico assiale che ne assicura la massima sicurezza ed affidabilità di chiusura. Infatti la spinta operata dalla pressione al raggiungimento del valore di soglia contro la parete di fondo dell'elemento a tazza ne produce una deformazione elastica in una conformazione concava sostanzialmente emisferica a seguito della quale il bordo periferico di tale parete di fondo si separa dalla sede di valvola a superficie conica con un effetto per così dire amplificato. In pratica è dunque sufficiente un modesto valore di pressione oltre il suddetto valore di soglia per produrre in modo pronto ed immediato l'apertura della valvola secondo l'invenzione.

Nella condizione di apertura della valvola, all'aumentare della portata di fluido si verifica una deformazione proporzionalmente maggiore della parete di fondo dell'elemento a tazza e, conseguentemente, un'allontanamento proporzionalmente maggiore del suo bordo periferico dalla sede di valvola. In tal modo la perdita di carico attraverso la valvola è di tipo lineare.

Inoltre nella condizione di apertura della valvola la spinta operata dal fluido contro la superficie esterna della zona della parete laterale dell'elemento a tazza adiacente alla sua parete di fondo contribuisce a mantenere la valvola aperta.

Secondo una forma di attuazione preferita dell'invenzione il bordo libero della parete laterale di detto elemento a tazza appoggia convenientemente contro una superficie scanalata di detto secondo elemento tubolare comunicante con detto passaggio a<' >valle, e la parete laterale dell'elemento a tazza presenta convenientemente superficie conica divergente verso la suddetta superficie scanalata del secondo elemento tubolare.

In alternativa tale superficie può essere cilindrica .

L'invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali:

- la Figura 1 è una vista schematica in sezione assiale che mostra un raccordo assiale per linee medicali di infusione, incorporante una valvola anti-sifone secondo l'invenzione,

- la Figura 2 è una sezione analoga alla figura 1 ma ruotata di 90°,

- la Figura 3 è una vista in sezione trasversale secondo la linea III-III della figura 2,

la Figura 4 è una vista prospettica dell'otturatore della valvola secondo l'invenzione, e

- la Figura 5 è una vista analoga alla figura 1 che mostra la valvola in posizione di apertura.

Riferendosi inizialmente alle figure 1 a 3, con 1 è indicato nel suo insieme un raccordo assiale per connessione tubo-a-tubo per linee medicali di infusione, trasfusione e simili. Occorre subito rilevare che il raccordo potrebbe anche essere predisposto per connessioni luer-tubo oppure tuboluer o luer-luer.

Il raccordo 1 comprende, in modo generalmente per se noto, un primo connettore tubolare 2 ed un secondo connettore tubolare 3 entrambi normalmente realizzati con un idoneo materiale termoplastico stampato, ad esempio policarbonato, e fra loro uniti coassialmente in modo permanente, ad esempio tramite saldatura a ultrasuoni, oppure incollaggio o sistemi equivalenti .

Il primo ed il secondo connettore tubolare 2, 3 definiscono rispettivamente un passaggio a monte o passaggio di ingresso 4 ed un passaggio a valle o passaggio di uscita 5 collegabili a rispettive sezioni di tubazione di una linea medicale di infusione o simile.

Fra il passaggio a monte 4 ed il passaggio a valle 5 è disposta una valvola anti-sifone indicata genericamente con 6, la quale costituisce specificatamente l'oggetto della presente invenzione.

La valvola anti-sifone 6 comprende essenzialmente un otturatore elastico costituito da un elemento a forma di tazza 7, raffigurato in dettaglio nella figura 4 nella sua condizione indeformata di riposo. Tale elemento a tazza 7 comprende una parete di fondo circolare 8 ed un mantello o parete laterale 9 di forma cilindrica, più convenientemente a superficie conica divergente dalla parte opposta alla parete di fondo 8.

La parete di fondo 8 può presentare spessore costante oppure, più convenientemente, variabile e maggiore verso la sua parte centrale, come illustrato .

Analogamente la parete laterale 9 può presentare spessore costante oppure, più convenientemente, variabile e crescente verso il suo bordo libero 9a (cioè quello opposto alla parete di fondo 8), come illustrato.

Il bordo circonferenziale esterno della parete di fondo 8, indicato con 8a, può essere a spigolo vivo, come nel caso dell'esempio illustrato, oppure smussato.

L'elemento a tazza 7 è normalmente formato in un sol pezzo di materiale elastomerico morbido, particolarmente silicone liquido stampato ad iniezione con punto di iniezione centrale.

Ritornando ora alle figure 1 a 3, l'elemento a tazza 7 è inserito in una camera 10 definita fra il primo elemento tubolare 2 ed il secondo elemento tubolare 3, coassialmente a questi. Tale camera 10 è delimitata da una parte da una parete anulare 11 del primo elemento tubolare 2, la quale presenta preferibilmente una superficie conica divergente verso il secondo elemento tubolare 3 e definisce una sede anulare di valvola. Dalla parte opposta, la camera 10 è delimitata da una superficie scanalata 12 coassiale al passaggio di uscita 5, formata con una raggiera di canali radiali 13 comunicanti con tale passaggio di uscita 5.

1/estremità radialmente esterna di ciascun canale radiale 13 si prolunga con un rispettivo canale assiale 14 formato nella parete del secondo elemento tubolare 3 che delimita lateralmente la camera 10. Inoltre sulla superficie scanalata 12 sono formati, nell'intorno del passaggio di uscita 5, risalti assiali 15 la cui funzione verrà chiarita nel seguito.

L'elemento a tazza 7 è alloggiato coassialmente entro la camera 10, con la sua parete di fondo 8 affacciata a guisa di diaframma trasversale al passaggio di ingresso 4, e con la sua parete laterale 9 affacciata ai canali assiali 14. Il bordo libero 9a della parete laterale 9 appoggia sulla superficie scanalata 12 del secondo elemento tubolare 3.

Il bordo circonferenziale esterno 8a della parete di fondo 8 appoggia contro la sede anulare di valvola definita dalla superficie conica 11 del primo elemento tubolare 2. La disposizione è tale per cui, nella condizione montata illustrata nelle figure 1 e 2, l'elemento a tazza 7 è sottoposto ad un predeterminato precarico elastico assiale: in tal modo il bordo periferico 8a della parete di fondo 8 è mantenuto elasticamente premuto in contatto di tenuta contro la sede anulare di valvola 11, sotto la spinta assiale operata da parte della parete laterale 9, nonché sotto la conseguente spinta radiale applicata da parte della parete 8 dell'elemento a tazza 7 grazie alla conformazione conica della sede di valvola 11. Questa condizione corrisponde alla posizione normalmente chiusa della valvola anti-sifone 6 secondo l'invenzione, in cui il flusso dal passaggio a monte 4 verso il passaggio a valle 5 viene impedito in modo efficace e sicuro.

Allorché all'interno del passaggio a monte 2 si produce una sovrapressione di entità superiore ad un valore di soglia prestabilito, ad esempio dell'ordine di 1-5 psi, la valvola anti-sifone 6 passa prontamente dalla condizione di chiusura alla condizione di apertura rappresentata dalla figura 5, per effetto dell'inflessione della parete di fondo 8 dell'elemento a tazza 7, possibilmente combinata con un parziale cedimento elastico assiale della parete laterale 9. Tale inflessione determina l'allontanamento del bordo periferico 8a dell'elemento a tazza 7 dalla sede anulare di valvola 11, il che produce la generazione di una luce anulare 16. Il passaggio a monte 4 viene così posto in comunicazione con il passaggio a valle 5 attraverso tale luce anulare 16, i canali assiali 14 affacciati alla parete laterale 9 dell'elemento a tazza 7, ed i canali radiali 13 situati al di sotto del bordo libero 9a della parete laterale 9.

Come già accennato in precedenza, l'apertura della valvola 6 avviene prontamente anche se il diaframma costituito dalla parete di fondo 8 dell'elemento a tazza 7 è sottoposto ad un elevato precarico assiale che ne assicura la massima sicurezza ed affidabilità di chiusura. Infatti la spinta operata dalla pressione al raggiungimento del valore di soglia contro la parete di fondo 8 ne provoca la deformazione elastica in una conformazione concava sostanzialmente emisferica per effetto della quale il bordo periferico 8a si separa dalla sede di valvola a superficie conica con un certo grado di amplificazione. In pratica è dunque sufficiente un modesto valore di pressione oltre il valore di soglia per produrre in modo pronto ed immediato l'apertura della valvola 6, riducendo anche qualsiasi rischio adesione indesiderata fra il bordo 8a e la sede di valvola 11 anche a seguito di periodi prolungati di chiusura della valvola che potrebbe pregiudicarne l'apertura.

Nella condizione di apertura della valvola, all'aumentare della portata di fluido si verifica una deformazione proporzionalmente maggiore della parete di fondo 8 dell'elemento a tazza 7 e, conseguentemente, un'ampliamento proporzionalmente maggiore della luce 16: la perdita di carico attraverso la valvola 6 è pertanto approssimativamente lineare.

I risalti assiali 15 sulla superficie scanalata 12 hanno la funzione di impedire che la parete di fondo 8 così deformata possa ostruire il passaggio di uscita 5.

Nella condizione di apertura della valvola la spinta operata dal fluido contro la superficie esterna della zona della parete laterale 9 dell'elemento a tazza 7 adiacente alla sua parete di fondo 8 contribuisce a mantenere la valvola aperta.

II ritorno in posizione di chiusura della valvola anti-sifone 6, allorché si ristabilisce l'equilibrio di pressione fra il passaggio a monte 4 ed il passaggio a valle 5, oppure nel caso di sovrapressione nel passaggio a valle 5, si determina immediatamente per effetto del ritorno della parete di fondo 8 nella configurazione non deflessa di appoggio del relativo bordo periferico 8a contro la sede anulare di valvola 11.

La taratura della valvola anti-sifone 1 sopra descritta si realizza semplicemente operando sulla caratteristica elastica dell'eleménto a tazza 7, ad esempio variando lo spessore della sua parete di fondo 8 o utilizzando materiali di durezza diversa, oppure modificandone il precarico di montaggio entro la camera 10, oppure ancora variando la conicità della sede di valvola 11. Ciò consente di adattare la valvola anche per l'impiego come semplice valvola di ritegno ('check-valve") predisposta per aprirsi con pressioni di fluido sensibilmente più modeste dell'ordine di 0,01-0,2 bar.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione così come definita nelle rivendicazioni che seguono.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Valvola anti-sifone (6) per linee medicali di infusione e simili, comprendente un primo ed un secondo elemento tubolare (2, 3) che definiscono rispettivamente un passaggio a monte (4) ed un passaggio a valle (5) fra loro coassiali e fra i quali è disposto trasversalmente un diaframma (8) di materiale elasticamente deformabile cooperante a tenuta di fluido con una sede anulare di valvola (11) di detto primo elemento tubolare (2) per mantenere normalmente chiusa detta valvola antisifone (6), in cui una pressione di fluido predeterminata in detto passaggio a monte (4) determina un'inflessione di detto diaframma (8) e la conseguente apertura di detta valvola anti-sifone (6), caratterizzata dal fatto che detta sede anulare di valvola (11) è definita da una parete a superficie conica di detto primo elemento tubolare (2) divergente verso detto secondo elemento tubolare (3), e dal fatto che detto diaframma è costituito dalla parete di fondo (8) di un elemento a forma di tazza (7) il cui bordo periferico esterno (8a) è normalmente premuto in contatto di tenuta contro detta sede anulare di valvola (11), sotto una spinta assiale operata dalla parete laterale (9) di detto elemento a tazza (7); l'inflessione di detta parete di fondo (8) dell'elemento a tazza (7) prodotta nell'uso da detta pressione di fluido predeterminata determinando la contrazione radiale di detto bordo periferico esterno (8a) e la sua conseguente separazione da detta sede anulare di valvola (11).
2. 2. Valvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta parete laterale (9) dell'elemento a tazza (7) presenta il proprio bordo libero (9a) in appoggio contro una superficie scanalata (12) di detto secondo elemento tubolare (3) comunicante con detto passaggio a valle (5).
3. 3. Valvola secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta parete laterale (9) dell'elemento a tazza (7) presenta superficie cilindrica.
4. 4. Valvola secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta parete laterale (9) dell'elemento a tazza (7) presenta superficie conica divergente verso detta superficie scanalata (12).
5. 5. Valvola secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta superficie scanalata (12) presenta una raggiera di canali radiali (13) ciascuno dei quali si prolunga in un rispettivo canale assiale (14) formato in detto secondo elemento tubolare (3) a lato di detta parete laterale (9) dell'elemento a tazza (7).
6. 6. Valvola secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detta superficie scanalata {12) presenta risalti assiali (15) disposti intorno a detto passaggio di uscita (5).
7. 7. Valvola secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto detta detta parete di fondo (8) dell'elemento a tazza (7) presenta spessore variabile, crescente verso la sua parte centrale.
8. 8. Valvola secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta parete laterale (9) dell'elemento a tazza (7) presenta spessore variabile, crescente verso il suo bordo libero (9a).
9. 9. Valvola secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto bordo periferico esterno (8a) della parete di fondo (8) dell'elemento a tazza (7) è a spigolo vivo.
10. 10. Valvola secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto elemento a tazza (7) è formato in un solo pezzo di materiale elastomerico morbido, particolarmente silicone liquido stampato ad iniezione con punto di iniezione-centrale.
11. 11. Valvola secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti primo ed un secondo elemento tubolare (2, 3) sono predisposti per collegamenti tubo-tubo, oppure luer-tubo, oppure tubo-luer, oppure luer-luer di detta linea medicale. ,
12. 12. Valvola sostanzialmente come descritta ed illustrata e per gli scopi specificati.