DE4142494A1 - Check valve for medicinal use - has flexible membrane disc, which generates surface contact on sealing surface - Google Patents
Check valve for medicinal use - has flexible membrane disc, which generates surface contact on sealing surfaceInfo
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Abstract
Description
Es ist ein Rückschlagventil bekannt (US-A1-49 66 199), das mittig durchströmt ist und auf einer Membranscheibe beruht. Das Rück schlagventil ist wirtschaftlich herstellbar und besitzt bei einer aus einer Silikonscheibe bestehenden Membranscheibe eine ver läßlich große Empfindlichkeit in beiden Durchflußrichtungen. Das Rückschlagventil enthält eine nichtperforierte Membranscheibe, die lose ist, d. h. die Membranscheibe wird nicht etwa durch ei nen Stift oder dergleichen in ihrer Position gehalten. Sowohl der Mittelteil als auch der Rand der Membranscheibe bewegen sich axial bei entsprechenden Betriebszuständen. Es sind mehrere Ele mente vorgesehen, die die Membranscheibe zentrisch halten. Eine entgegengesetzte Strömung lenkt den Rückfluß in die Mitte der stromabwärtsliegenden Oberfläche der Membranscheibe. Der Rückfluß hebt die Membranscheibe von Stützkanten, über die sie während des Vorwärtsflusses gebogen ist und verschließt sie gegenüber einer konkav abdichtenden Oberfläche. Diese Membranscheibe ist gegenüber hohem Druck in der Vorwärtsrichtung durch einen Fluß umlenker und gegenüber starkem Rückflußdruck durch die konkav abdichtende Oberfläche geschützt. Bei Abwesenheit von vor- oder rückseitigem Fluiddruck nimmt die Membranscheibe eine neutrale Stellung ein, in der sie sich gegenüber dem Rückfluß durch Her stellung eines Linienkontaktes mit einer konvex gekrümmten Oberfläche, die sich auf der stromaufwärtigen Seite der Membran scheibe befindet, verschließt. A check valve is known (US-A1-49 66 199), the middle is flowed through and is based on a membrane disc. The back impact valve is economical to manufacture and has one a membrane disk consisting of a silicone disk ver casual great sensitivity in both flow directions. The Check valve contains a non-perforated membrane disc, which is loose, d. H. the membrane disc is not about egg NEN pin or the like held in place. Both the The middle part and the edge of the membrane disc move axially with appropriate operating conditions. There are several el elements are provided that keep the membrane disc centered. A opposite flow directs the reflux to the center of the downstream surface of the membrane disc. The reflux lifts the membrane disc from supporting edges, over which it during of the forward flow is curved and closes it off a concave sealing surface. This membrane disc is against high pressure in the forward direction by a river deflector and against strong reflux pressure through the concave sealing surface protected. In the absence of previous or back fluid pressure takes the diaphragm disc a neutral one Position in which they are against the reflux by Her position of a line contact with a convex curved Surface that is on the upstream side of the membrane disc is located, closes.
Derartige Rückschlagventile werden in der Medizin für Rohrlei tungen von Fusions-Systemen, Diagnose-Ausrüstungen, Spritzen, intravenösen Schläuchen u. dgl. benötigt. Die an solche Rück schlagventile zu stellenden Anforderungen sind zweierlei Natur:Such check valves are used in medicine for piping fusion systems, diagnostic equipment, syringes, intravenous tubing u. Like. needed. Those to such a return Check valves to be made are of two types:
- a) die Rückschlagventile müssen sehr sicher schließen und die Schließzeit darf nur Bruchteile von Sekunden betragen unda) the check valves must close very securely and the Closing time may only be a fraction of a second and
- b) die Herstellung muß nicht nur wirtschaftlich sondern auch statistisch sehr genau sein.b) the production must not only economically but also be statistically very accurate.
Es sind strenge gesetzliche Vorschriften und Untersuchungen vor gesehen, um eine gleichbleibende und einheitliche Funktions sicherheit zu gewährleisten. Die Funktionssicherheit solcher Rückschlagventile wird z. B. durch den Technischen Überwachungs verein (TÜV) geprüft und erst nach entsprechend positiven Ergeb nissen folgt die Freigabe für die medizinische Anwendung.There are strict legal regulations and investigations seen to be a consistent and uniform function to ensure safety. The functional reliability of such Check valves are e.g. B. by the technical monitoring Association (TÜV) checked and only after corresponding positive results Approval for medical use follows.
Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt deshalb das Problem zugrunde, ein schnell schließendes und sicheres Rück schlagventil vorzuschlagen, das nicht nur wirtschaftlich her stellbar, sondern - was hier als wesentlichster Gesichtspunkt an gesehen wird - auch statistisch sicher funktionsfähig ist, was bedeutet, daß von 100 000 hergestellten Rückschlagventilen nur ein verschwindend geringer Teil als Ausschuß auftreten darf.The invention specified in claim 1 is therefore Problem, a quick closing and safe return propose a check valve, not only economically adjustable, but - what is the most important aspect here what is seen is also statistically functional means that of 100,000 check valves manufactured only a negligible part may appear as a committee.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Membranscheibe durch ihre äußere Festlegung exaktere Öffnungs- und Schließbewegungen ausführen kann und keine Linien-Berührung sondern Flächenkontakte erzeugt sowie darin, daß ein sehr genau regelbarer Durchflußquerschnitt durch die Durch flußöffnungen geschaffen wird, der schnell aufgebaut und schnell abgebaut werden kann. Dabei wird eine nur geringe Umlenkung der Strömung bewirkt, wobei sich der Hauptstrom mehr zum Zentrum hin konzentriert. Dieser Vorteil entsteht durch einen möglichen geringen Abstand der Durchflußöffnungen zur Dichtfläche. The advantages achieved with the invention are in particular in that the membrane disc by its external definition can perform more precise opening and closing movements and none Line contact but creates surface contacts and in that a very precisely adjustable flow cross section through the through river openings is created, which is built quickly and quickly can be broken down. There is only a slight deflection of the Current causes, with the main flow more towards the center concentrated. This advantage arises from a possible one small distance of the flow openings to the sealing surface.
Bei Nachlassen des Druckes einer Vorwärtsströmung legt sich daher die Membranscheibe mit ihren die Durchflußöffnungen umgebenden Flächenteilen schnell wieder auf die Dichtfläche und schließt damit den Durchflußspalt. Die Vorteile ergeben sich sowohl für Gase als auch für Flüssigkeiten.When the pressure of a forward flow decreases, therefore, subsides the membrane disc with its surrounding the flow openings Surface parts quickly back onto the sealing surface and thus closes the flow gap. The advantages arise for both gases and also for liquids.
Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus Anspruch 2, dem gemäß die Dichtfläche, auf der die Membranscheibe dichtend auf liegt, linsenförmig gewölbt geformt ist. Die Dichtfläche unter stützt hierbei eine bestimmte Vorspannung in der Membranscheibe, so daß eine neutrale Stellung wie beim Stand der Technik nicht erreicht wird. Bei der Öffnungsbewegung wird hier also Zeit ge spart, einen unnützen Weg zurückzulegen.Further advantageous features emerge from claim 2, the according to the sealing surface on which the membrane disc seals is lenticularly arched. The sealing surface under supports a certain preload in the membrane disc, so that a neutral position as in the prior art is not is achieved. The opening movement is time here saves having to travel an useless way.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß der Dichtfläche des zweiten Nabenkörpers eine Ausnehmung im ersten Nabenkörper ge genüberliegt, deren Randkanten-Abstand zur Dichtfläche abzüglich der Dicke der Membranscheibe den Bewegungsweg der Membranschei ben-Außenfläche für die Einstellung des zu bestimmenden Durch flußvolumens begrenzt. Auf diese Weise kann auch eine Maximal durchbiegung der Membranscheibe begrenzt werden, so daß diese nicht überbeansprucht werden kann oder nach anderen Gesichts punkten sehr dünn bemessen werden kann (z. B. unter 1 mm Dicke).Another embodiment provides that the sealing surface of the second hub body a recess in the first hub body ge opposite, their edge edge distance to the sealing surface minus the thickness of the membrane disc the path of movement of the membrane disc ben outer surface for setting the diameter to be determined flow volume limited. In this way, a maximum can also be reached deflection of the membrane disc are limited so that this cannot be overused or face other points can be dimensioned very thin (e.g. less than 1 mm thick).
Vorteilhaft ist es außerdem, daß die Durchflußöffnungen der Membranscheibe aus kreisrunden Löchern bestehen. Dadurch wird die Herstellung der Membranscheibe vereinfacht.It is also advantageous that the flow openings of the Membrane disk consist of circular holes. This will simplifies the manufacture of the membrane disc.
Eine Verbesserung der Erfindung wird außerdem dadurch erzielt, daß die Durchflußöffnungen in der Membranscheibe knapp neben einer Querschnitts-Erweiterung des Eingangsdurchlasses bzw. des Ausgangsdurchlasses angeordnet sind. Das Fluid steht dadurch sofort in einer genügend großen Menge für den Durchfluß an. An improvement of the invention is also achieved by that the flow openings in the membrane disc just next to a cross-sectional expansion of the inlet passage or Exit passages are arranged. The fluid is there immediately in a sufficient quantity for the flow.
Die Eigenschaften der Membranscheibe, ihre Herstellung und ihre Montage, sowie ihre Betriebslage lassen sich außerdem dadurch variieren, daß die Membranscheibe einen kreisrunden oder polygo nalen Umriß aufweist. Der Vorteil eines polygonalen Umrisses, z. B. eines quadratischen, kann im Zusammenhang mit einem nicht runden Querschnitt der Anschlußleitungen von Bedeutung sein.The properties of the membrane disc, its manufacture and its Assembly, as well as their operating position can also be done vary that the membrane disc is a circular or polygo nal outline. The advantage of a polygonal outline, e.g. B. a square, can not in connection with one round cross-section of the connecting lines can be of importance.
Eine zusätzliche Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß die Membranscheibe in einer analog gestalteten Vertiefung des zweiten Nabenkörpers liegt, in die auch ein ringförmiger Vor sprung des ersten Nabenkörpers eingreift und auf den Membran scheiben-Rand drückt. Bei der Montage wird dadurch die Membran scheibe in die richtige Position versetzt unter gleichzeitigem Zusammenpressen der Dichtungsflächen gegeneinander.An additional improvement of the invention is that the membrane disc in an analog recess second hub body is in which also an annular front jump of the first hub body engages and on the membrane disc edge presses. This will make the membrane during assembly disc in the correct position while simultaneously Press the sealing surfaces against each other.
Die Lage der beiden Nabenkörper zueinander kann hingegen nach weiteren Merkmalen der Erfindung dadurch festgelegt werden, in dem der zweite Nabenkörper durch eine umlaufende Ringrippe im radial äußeren Umfangsbereich der Membranscheibe zu dem ersten Nabenkörper fixiert ist. Durch entsprechende Abmessungen kann hierbei schon eine dauerhafte Verbindung entstehen.The position of the two hub bodies relative to one another, however, further features of the invention are defined in which the second hub body by a circumferential ring rib in radially outer peripheral region of the membrane disc to the first Hub body is fixed. By appropriate dimensions can this creates a permanent connection.
Nach einem speziellen Merkmal wird eine besonders sichere Ver bindung jedoch dadurch geschaffen, daß der erste und der zweite Nabenkörper nach der Montage der Membranscheibe zumindest an ihrem radial äußeren Umfang miteinander dicht verbunden sind.According to a special feature, a particularly secure ver bond created, however, by the fact that the first and the second Hub body at least after mounting the membrane disc their radially outer circumference are tightly connected.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar gestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.
Es zeigenShow it
Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch ein fertig montiertes Rückschlagventil, Fig. 1 is an axial cross section through a completely assembled check valve,
Fig. 2 eine Ansicht von links auf die Membranscheibe, Fig. 2 is a left side view of the diaphragm plate,
Fig. 3 einen axialen Teilschnitt gemäß Ausschnitt "A" in Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab. Fig. 3 is a partial axial section according to section "A" in Fig. 1 on an enlarged scale.
Das Rückschlagventil ist insbesondere für medizinische Anwen dungen der Fluidtechnik geschaffen. Es wird zwischen einer gemäß Fig. 1 linken Leitung und einer rechten Leitung einge schaltet. Dementsprechend ist ein Eingangsdurchlaß 1 (als Ein gang in die linke Leitung) und ein Ausgangsdurchlaß 2 (als Aus gang von der rechten Leitung, die nicht gezeichnet sind) vor gesehen. Das Rückschlagventil arbeitet in Druckbereichen von 0,1 bis 0,002 bar, wobei die Rücksperrfunktion bei kleinsten Drücken bzw. Druckunterschieden und die Öffnungsfunktion in kurzen Zeiten wirken müssen.The check valve is especially designed for medical applications in fluid technology. It is switched between a left line as shown in FIG. 1 and a right line. Accordingly, an input passage 1 (as an input to the left line) and an output passage 2 (as an output from the right line, which are not shown) are seen before. The non-return valve works in pressure ranges from 0.1 to 0.002 bar, whereby the non-return function must operate at the smallest pressures or pressure differences and the opening function in short times.
Zwischen dem Eingangsdurchlaß 1 und dem Ausgangsdurchlaß 2 ist eine Membranscheibe 3 angeordnet, die entsprechend der Über druckseite vorgespannt ist. Sie besteht daher aus einem flexib len Werkstoff, wie z. B. Silikon. Bei Überdruck im Ausgangsdurch laß 2 hebt sich die Membranscheibe 3 von einer Dichtfläche 4 ab und es entsteht je nach Spaltgröße ein Durchflußquerschnitt 5. Bei Überdruck oder bei Drucklosigkeit auf der einen oder anderen Seite schließt die Membranscheibe 3 sicher auf der Dichtfläche 4, so daß kein Fluid zumindest auf einer Seite fließen kann.Between the inlet passage 1 and the outlet passage 2 , a membrane disc 3 is arranged, which is biased according to the pressure side. It is therefore made of a flexible len material, such as. B. silicone. In the event of overpressure in the outlet passage 2 , the membrane disk 3 lifts off from a sealing surface 4 and, depending on the gap size, a flow cross section 5 is created . In the event of overpressure or no pressure on one side or the other, the membrane disc 3 closes securely on the sealing surface 4 , so that no fluid can flow at least on one side.
Diese Wirkungen werden insgesamt sicher und schnell und bei je dem der so hergestellten Rückschlagventile dadurch erzielt, daß die Membranscheibe 3 in ihrem radial äußeren Umfangsbereich 6 zwischen einem mit dem Eingangsdurchlaß 1 versehenen ersten Nabenkörper 7 und einem mit dem Ausgangsdurchlaß 2 versehenen zweiten Nabenkörper 8 ringsum dichtend eingespannt ist und daß die Membranscheibe 3 auf der Dichtfläche 4 des zweiten Naben körpers 8 dichtend aufliegend mit mehreren Durchflußöffnungen 9 versehen ist. Die Dichtfläche 4, auf der die Membranscheibe 3 dichtend aufliegt, ist linsenförmig gewölbt und im Sinne einer Vorspannung geformt. These effects are achieved overall safely and quickly and in each of the check valves thus produced in that the diaphragm disc 3 in its radially outer peripheral region 6 between a first hub body 7 provided with the inlet passage 1 and a second hub body 8 provided with the outlet passage 2 sealing all around is clamped and that the membrane disc 3 on the sealing surface 4 of the second hub body 8 is sealingly provided with a plurality of flow openings 9 . The sealing surface 4 , on which the membrane disc 3 rests in a sealing manner, is curved in the form of a lens and shaped in the sense of a prestress.
Der Dichtfläche 4 des zweiten Nabenkörpers 7 liegt eine Aus nehmung 10 im ersten Nabenkörper 7 gegenüber, deren Randkanten- Abstand 11 zur Dichtfläche 4 abzüglich einer Dicke 12 der Mem branscheibe 3 den Bewegungsweg der Membranscheiben-Außenfläche 13 für die Einstellung des maximalen Durchflußvolumens begrenzt.The sealing surface 4 of the second hub body 7 is a recess 10 in the first hub body 7 opposite, the edge edge distance 11 to the sealing surface 4 minus a thickness 12 of Mem membrane 3 limits the path of movement of the outer membrane surface 13 for setting the maximum flow volume.
Die Durchflußöffnungen 9 der Membranscheibe 3 bestehen im Aus führungsbeispiel aus kreisrunden Löchern 14. Sie liegen überdies in der Membranscheibe 3 knapp neben einer Querschnitts-Erwei terung 15 des Eingangsdurchlasses 1 bzw. des Ausgangsdurchlasses 2 radial betrachtet. Die Membranscheibe 3 kann einen kreisrunden (wie gezeichnet) oder einen polygonalen Umriß erhalten. Die Mem branscheibe 3 liegt in ihrem radial äußeren Umfangsbereich in einer analog gestalteten Vertiefung 17 des zweiten Nabenkörpers 8, in die auch ein ringförmiger Vorsprung 18 des ersten Naben körpers 7 eingreift und auf einen Membranscheiben-Rand 19 drückt.The flow openings 9 of the diaphragm disk 3 consist of circular holes 14 in the exemplary embodiment. They are also in the membrane disc 3 just next to a cross-sectional expansion 15 of the inlet passage 1 and the outlet passage 2 viewed radially. The membrane disc 3 can have a circular (as drawn) or a polygonal outline. The Mem branscheibe 3 is in its radially outer peripheral region in an analog recess 17 of the second hub body 8 , in which an annular projection 18 of the first hub body 7 engages and presses on a membrane disc edge 19 .
Außerdem ist der zweite Nabenkörper 8 durch eine umlaufende Ring rippe 20 im radial äußeren Umfangsbereich 6 der Membranscheibe 3 zu dem ersten Nabenkörper 7 fixiert und kann sich nach der Mon tage nicht mehr verlagern. Als eine besondere Sicherheitsmaßnahme ist vorgesehen, daß der erste und der zweite Nabenkörper 7, 8 nach der Montage der Membranscheibe 3 zumindest an ihrem radial äußeren Umfang miteinander dicht verbunden sind, wodurch ein unerwünschtes Öffnen des Rückschlagventils durch einen Nichtfach mann vermieden wird.In addition, the second hub body 8 is fixed by a circumferential ring rib 20 in the radially outer peripheral region 6 of the diaphragm disk 3 to the first hub body 7 and can no longer shift after the Mon days. As a special safety measure it is provided that the first and second hub bodies 7 , 8 are tightly connected to one another at least on their radially outer circumference after the assembly of the diaphragm disk 3 , as a result of which an undesired opening of the check valve by a non-specialist man is avoided.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: FILTERTEK, S.A., PLAILLY, FR |
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: BROSE, D., DIPL.-ING.DIPL.-WIRTSCH.-ING., 82319 ST |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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Owner name: FILTERTEK B.V., NEWCASTLE WEST, LIMERICK, IE |
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R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |