DE10046651A1 - Ventil - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Verschluss von Fluidkanälen, insbesondere zum Einsatz in Disposablekassetten für extrakorporale Kreisläufe, mit einem Ventilkörper mit einem Druckkanal, einer Dichtkappe, die mit dem Ventilkörper derart zusammenwirken kann, dass sie das ventilkörperseitige Ende des Druckkanals gegen die Umgebung abschließt, wobei das Ventil derart ausgestaltet ist, dass sich zwischen dem Druckkanal und der Dichtkappe ein Druckraum aufbauen kann, und wobei die Dichtkappe einen verformbaren Dichtbereich zum Eintritt in einen Fluidkanal aufweist, um diesen zu verschließen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Gerät zum Einsatz mit einer Disposablekassette mit wenigstens einem Fluidkanal, das ein erfindungsgemäßes Ventil bzw. eine Aufnahme für ein erfindungsgemäßes Ventil aufweist. Schließlich betrifft die Erfindung eine Disposablekassette zum Einsatz mit einem erfindungsgemäßen Gerät und eine Dichtkappe zum Einsatz mit einem erfindungsgemäßen Ventil.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zum Verschluß von Fluidkanälen, ins­ besondere zum Einsatz mit Disposablekassetten für extrakorporale Kreisläufe, wie beispielsweise der Dialyse.

Derartige Ventile werden eingesetzt, um den Fluidstrom in Dialysesystemen zuzu­ lassen bzw. zu stoppen. Sogenannte Disposablekassetten oder Einmalkassetten umfassen in dem Kassettenkorpus Flüssigkeitskanäle, die je nach Anforderung an die Behandlung geöffnet oder verschlossen werden müssen, um die Dialyseflüssig­ keit zu fördern bzw. zu unterbrechen. Die Flüssigkeitskanäle des Kassettenkorpus können mit einer Disposablefolie abgeschlossen sein. Die Disposablekassette wird mit einem geräteseitigen Gegenstück verschlossen, das mit der Disposablekassette verpresst, z. B. verschraubt wird. Auf diese Weise werden die Fluidkanäle der Di­ posablekassette gegen die Umgebung abgeschlossen.

Die Komponenten, die gegebenenfalls mit Blut bzw. Dialyseflüssigkeit in Berührung kommen, müssen hohen Hygieneanforderungen genügen.

Bei einer in WO 94/20155 beschriebenen Disposablekassette sind in einem Korpus dieser Kassette mehrere Fluidkanäle eingeprägt. An einem Punkt, an dem der Fluidstrom unterbrochen werden können soll, sind Vorsprünge im Fluidkanal vorge­ sehen. Die Fluidkanäle des Korpus werden mit einem geräteseitigen Gegenstück verschlossen. Im Bereich der Vorsprünge weist dieses Gegenstück flexible Berei­ che auf, die gegen die Vorsprünge in dem Fluidkanal gedrückt werden können. Auf diese Weise läßt sich der Fluidstrom unterbrechen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ventil und dessen Anwendung, ins­ besondere zum Einsatz mit einer Disposablekassette anzugeben, die auf kosten­ günstige und einfache Weise den Hygieneanforderungen genügen können.

Diese Aufgabe wird mit einem Ventil mit den Merkmalen des Anspruches 1, mit ei­ nem Gerät nach einem der Ansprüche 8 oder 10 bzw. mit einer Disposablekassette mit den Merkmalen des Anspruches 11 gelöst.

Das erfindungsgemäße Ventil weist einen Ventilkörper mit einem Druckkanal auf. Eine Dichtkappe wirkt mit dem Ventilkörper derart zusammen, daß das ventilkör­ perseitige Ende des Druckkanales gegen die Umgebung abschließt. Zwischen dem Druckkanal und der Dichtkappe kann ein Druckraum aufgebaut werden, wobei ein verformbarer Dichtbereich der Dichtkappe in den Flüssigkeitskanal eintreten kann, um diesen zu verschließen.

Die Dichtkappe kann fest mit dem Ventilkörper verbunden sein. Besonders benut­ zer- bzw. wartungsfreundlich ist jedoch eine Dichtkappe, die lösbar von dem Ven­ tilkörper ist. Dies vereinfacht und verbilligt zusätzlich die Auswechslung der hygie­ nerelevanten Dichtkappe.

Die Ventilfunktion läßt sich einfach durch Kontrolle des Druckes in dem Druckkanal des Ventils überwachen. Durch Anlegen von Überdruck an den Druckkanal wird der Flüssigkeitskanal durch Ausdehnung des verformbaren Bereiches verschlossen. Einfache Entlüftung am Druckkanal oder Anlegen von Unterdruck öffnet das Ventil.

Die verformbare Ventilkappe eröffnet einen guten Toleranzausgleich sowohl bei der Tiefe des Kanals als auch bei einem seitlichen Versatz des Ventiles gegenüber dem Flüssigkeitskanal.

Schließlich läßt sich die gesamte, einfach aufgebaute Ventileinheit leicht auswech­ seln. Eine Fehlfunktion des Ventiles erfordert dementsprechend nicht die Reparatur bzw. den Austausch des gesamten Gerätes bzw. geräteseitigen Gegenstückes der Disposablekassette, sondern nur des betroffenen Ventiles.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Ventiles umfasst eine Befestigungsvorrich­ tung zum Befestigen des Ventilkörpers in einer Aufnahme. Mit Hilfe einer solchen Befestigungsvorrichtung läßt sich das Ventil leicht in das geräteseitige Gegenstück einer Disposablekassette einfügen. Als Befestigungsvorrichtung sind z. B. Feder­ sprengringe oder Klammereinrichtungen denkbar. Eine einfache Ausgestaltung umfasst eine Befestigungsmutter, die auf die Außenwandung des Druckkanals auf­ geschraubt werden kann, der durch eine Korpuswandung des geräteseitigen Ge­ genstückes der Disposablekassette hindurchgesteckt wird.

Eine Dichtung kann vorgesehen sein, die beim Befestigen des Ventilkörpers in der Aufnahme für die Abdichtung des Druckraumes gegen die Umgebung dient. Be­ sonders vorteilhaft ist es, wenn am Ventilkörper dazu eine Dichtfläche vorgesehen ist, die von der Dichtkappe selbst derart umfasst wird, daß bei der Befestigung des Ventilkörpers die Dichtkappe an diese Dichtfläche gepresst wird. Eine gesonderte Justierung der Dichtung beim Befestigen des Ventilkörpers in der Aufnahme ist dann nicht mehr nötig. Bereits beim Anbringen der Dichtkappe an dem Ventilkörper ist auch die Dichtung bereits korrekt plaziert.

Die Dichtkappe kann über eine separate Dichtung mit dem Flüssigkeitskanal in Verbindung gebracht werden. Eine einfache Ausgestaltung sieht jedoch vor, daß an der Dichtkappe des erfindungsgemäßen Ventiles ein Ansatz vorgesehen ist, der gegen den Rand des Flüssigkeitskanales gedrückt werden kann, um eine entspre­ chende Abdichtung zu gewährleisten. Bei dieser Ausführungsform muß nur das Ventil bezüglich des Fluidkanales ausgerichtet sein, um eine ausreichende Ab­ dichtung zu gewährleisten.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Dichtkappe einen Vorsprung auf, der den direkten Kontakt des Ventilkörpers mit dem Dichtbereich der Dichtkappe be­ schränkt. Durch einen solchen Vorsprung wird die Belastung der Kappe bei der Verpressung des Dichtbereiches auf den Kanal verringert. Durch die Ausbildung eines Vorsprungs wird jedoch die Bewegung des Dichtbereiches nicht beeinträch­ tigt.

Das erfindungsgemäße Ventil kann zur Öffnung bzw. zum Verschluß von Fluidka­ nälen bei verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft läßt sich die Anordnung auf Grund ihrer Einfachheit und Verläßlichkeit jedoch zur Steuerung eines Fluidkanales in einer Disposablekassette bei der Dialyse einset­ zen.

Ein erfindungsgemäßes Gerät zur Verwendung mit einer Diposablekassette weist zumindest ein erfindungsgemäßes Ventil zur Steuerung des Fluiddurchflusses in zumindest einem Fluidkanal der Disposablekassette auf. Alternativ weist ein erfin­ dungsgemäßes Gerät zur Verwendung mit einer Disposablekassette eine Aufnah­ me für ein erfindungsgemäßes Ventil derart auf, dass das erfindungsgemäße Ventil zum Verschluss eines Fluidkanales der Disposablekassette eingesetzt werden kann.

Eine erfindungsgemäße Disposablekassette mit mindestens einem Fluidkanal, des­ sen Durchfluss steuerbar sein muss, braucht dementsprechend keinerlei Dis­ posablekassettenseitigen Aufnahmen oder Ventilsitze um mit einem erfindungsge­ mäßem Gerät einsetzbar zu sein.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Ventiles und seine Anwendung in einer Disposablekassette werden im folgenden anhand der anliegenden Figuren erläutert.

Dabei zeigt

Fig. 1 den Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil in schematischer Ansicht und

Fig. 2 das erfindungsgemäße Ventil der Fig. 1 im Einsatz in einer, nur schema­ tisch angedeuteten, Disposablekassette.

Fig. 1 zeigt das Ventil 1 in Schnittansicht, die um eine senkrechte Achse rotati­ onssymmetrisch ist. Das Ventil 1 besteht aus einem Ventilkörper 2 mit einem Druckkanal 4, der in einem Druckraum 16 endet. Über den Ventilkörper 2 stülpt sich eine Dichtkappe 6 mit einem verformbaren Bereich 8, der den Druckraum 16 be­ grenzt.

Der Druckkanal 4 des Ventilkörpers 2 ist langgestreckt ausgebildet, so daß er z. B. durch den Korpus oder eine Wandung eines geräteseitigen Gegenstückes einer Disposablekassette hindurchgesteckt werden kann und mit der Befestigungsmutter 18 festgeschraubt werden kann. Dazu ist auf der Außenwandung des Druckkanales 4 ein nicht eingezeichnetes Gewinde vorgesehen. Zur Abdichtung des Ventilkör­ pers 2 in dem geräteseitigen Gegenstück der Disposablekassette weist der Ventil­ körper 2 Dichtflächen 20 auf. Die Dichtkappe 6 umfasst vorstehende Wulste 10, die den Ventilkörper 2 derart umfassen, daß sie an den Dichtflächen 20 anliegen und bei der Montage des Ventiles verpreßt werden.

Der in der Fig. 1 obere Bereich des Ventiles 1 ist der fluidkanalseitige Bereich. Zur Einpassung in den Fluidkanal ist ein Ansatz 12 der Dichtkappe 6 vorgesehen, wie es mit Bezug zur Fig. 2 erläutert werden wird. Am fluidkanalseitigen Ende des Ven­ tilkörpers 2 liegt ein Vorsprung 14 der Dichtkappe 6 an.

In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßes Ventil schematisch im Einsatz gezeigt. 28 be­ zeichnet den Teil des Disposablenkassettenkorpus in schematischer Darstellung, in den die Flüssigkeitskanäle 22 eingeprägt sind. 30 bezeichnet das entsprechende geräteseitige Gegenstück des Disposablekassettenkorpus, das mit an sich be­ kannten, nicht gezeigten Befestigungsmitteln gegen das Teil 28 verpreßt ist. In eine entsprechend geformte Aufnahme 26 des Gegenstückes 30 ist das Ventil 1 einge­ führt und mit der Befestigungsmutter 18 festgeschraubt. Der Ansatz 12 liegt an den Rändern des Flüssigkeitskanales 22 an. Die Bewegung des verformbaren Berei­ ches 8 bei Anlegen eines Überdruckes bzw. Unterdruckes oder bei Entlüftung des Druckkanales 4 ist mit dem Pfeil 24 bezeichnet. Mit 32 ist die Richtung bezeichnet, in der Druck angelegt wird, um das Ventil zu schließen. In Fig. 2 ist die Aufnahme 26 in dem Gegenstück 30 rotationssymmetrisch um den Druckkanal 4 des Ventils 1, während sich der Flüssigkeitskanal 22 bei dem gezeigten Beispiel senkrecht zur Figurenebene erstreckt.

Abweichend von der gezeigten Ausführungsform kann entweder in dem Diposable­ kassettenkorpus 28 oder in dem geräteseitigen Gegenstück 30 eine Aussparung zur Aufnahme des Ansatzes 12 vorgesehen sein. Ebenso ist es möglich, dass der Ansatz 12 in eine zwischen dem Disposablekorpus 28 und dem geräteseitigen Ge­ genstück 30 befindlichen Abdeckmatte in einer entsprechenden Öffnung aufge­ nommen wird.

In Fig. 2 ist der Übersichtlichkeit halber eine an sich bekannte Disposablefolie nicht gezeigt, die den Fluidkanal 22 gegen die Umgebung abschließt. Eine solche Disposablefolie kann auf derjenigen Seite des Disposablekorpus 28 befestigt sein, die mit dem geräteseitigen Gegenstück 30 verpresst wird. Dabei muss die Dis­ posablefolie derart ausreichend flexibel sein, dass sie der Verformung des Dichtbe­ reiches 8 folgen kann.

Zum Betrieb des Ventiles 1 mit einer Disposablekassette wird der Ventilkörper 2 durch die Aufnahme 26 des geräteseitigen Gegenstückes 30 gesteckt, so daß sich der Druckkanal 4 durch das Gegenstück 30 erstreckt. Die Befestigungsmutter 18 wird angezogen, so daß die Dichtungswülste 10 zwischen dem Ventilkörper 2 und dem Gegenstück 30 dichten. Durch einfaches Anschrauben der Befestigungsmutter 18 ist also eine dichte und verläßliche Verbindung des Ventils 1 mit dem gerätesei­ tigen Gegenstück 30 der Disposablekassette gegeben.

Das Gegenstück 30 mit dem Ventil 1 wird mit dem Disposablekassettenkorpus 28 verpreßt, wobei die Dichtkappe 6 mit den Ansätzen 12 mit den Rändern des Flüs­ sigkeitskanales 22 anliegt. Durch die Verpressung des Gegenstückes 30 an den Disposablekassettenkorpus 28 werden in der Regel gleichzeitig an den gewünsch­ ten Stellen mehrere Ventile 1 in entsprechende Flüssigkeitskanäle 22 eingepaßt.

Durch den Fluidkanal 22 fließt im geöffneten Zustand des Ventiles 1 z. B. die Dialy­ seflüssigkeit. Wird nun in Pfeilrichtung 32 an den Druckkanal 4 Überdruck angelegt, so verformt sich der Dichtbereich 8 in den Flüssigkeitskanal 22 hinein, bis dieser schließlich verschlossen ist. Durch den Vorsprung 14 wird die Belastung der Kappe bei Verpressung auf dem Kanal minimiert, ohne daß die Bewegung des verformba­ ren Bereiches wesentlich beeinträchtigt würde. Ist an dem Disposablekorpus eine Disposablefolie vorgesehen, so verformt sich diese zusammen mit der Dichtkappe in den Flüssigkeitskanal hinein.

Soll der Fluidkanal 22 wieder geöffnet werden, so wird der Druckkanal 4 entlüftet und der verformbare Bereich 8 der Dichtkappe 6 entspannt sich. Durch Anlegen von Unterdruck an den Druckkanal 4 legt sich der verformbare Bereich 8 an die Auswölbung des Druckraumes 16 an und erhöht den Querschnitt des Fluidkanales 22 dementsprechend. Durch einfaches Anlegen und Entfernen einer Druckbeauf­ schlagung an den Druckkanal 4 läßt sich also der Durchfluß durch den Fluidkanal 22 steuern.

Bei entfernter Disposablekassette läßt sich das Ventil, z. B. zur Wartung oder bei einer Fehlfunktion durch einfaches Lösen der Befestigungsmutter 18 entfernen bzw. Auswechseln.

Die Dichtkappe ist ein einfaches kostengünstiges Formteil, das auf Grund seiner geschlossenen Ausführung leicht zu reinigen ist und damit den hygienischen Anfor­ derungen bei der Dialyse genügt, das aber bei Bedarf auch leicht ausgewechselt werden kann.

Beim Wiederverschließen der Disposablekassette durch Befestigung des Gegen­ stückes 30 an dem Korpus 28 fügt sich das Ventil durch die Verpressung des An­ satzes 12 mit dem Rand des Fluidkanales 22 sehr gut ein. Aufgrund der elastischen Ausdehnung des verformbaren Bereiches 8 der Dichtkappe 6 besteht ein sehr guter Toleranzausgleich sowohl in der Tiefe des Kanales 22 als auch gegenüber seitli­ chem Versatz, ohne daß ein wesentlicher zusätzlicher Kraftaufwand entstehen würde. Der verformbare Bereich 8 gewährleistet, dass nur geringe Kräfte zum Ab­ sperren des Fluidkanales 22 nötig sind.

Claims (12)

1. Ventil zum Verschluß von Fluidkanälen, insbesondere zum Einsatz mit Dis­ posablekassetten für extrakorporale Kreisläufe, das einen Ventilkörper (2) mit einem Druckkanal (4) und eine Dichtkappe (6), die mit dem Ventilkörper (2) derart zusammenwirkt, dass sie das ventilkörperseitige Ende des Druckkanals (4) gegen die Umgebung abschließt, umfasst und derart ausgestaltet ist, dass sich zwischen dem Druckkanal (4) und der Dichtkappe (6) ein Druckraum auf­ bauen kann, wobei die Dichtkappe (6) einen verformbaren Dichtbereich (8) zum Eintritt in einen Fluidkanal (22) aufweist, um diesen zu verschließen.

2. Ventil nach Anspruch 1, bei dem die Dichtkappe (6) von dem Ventilkörper (2) lösbar ausgestaltet ist.

3. Ventil nach einem der Ansprüche 1 und 2 mit einer Befestigungsvorrichtung (18) zum Befestigen des Ventilkörpers (2) in einer Aufnahme (26).

4. Ventil nach Anspruch 3 mit einer Dichtfläche (20) am Ventilkörper (2), die von der Dichtkappe (6) derart umfasst wird, dass bei Befestigung des Ventilkör­ pers (2) in einer Aufnahme (26) die Dichtkappe (6) an die Dichtfläche (20) ge­ presst wird.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dichtkappe (6) einen An­ satz (12) zur Einpassung in einen Fluidkanal (22) aufweist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Dichtkappe (6) einen Vor­ sprung (14) zur Verhinderung des direkten Kontaktes des Ventilkörpers (2) mit dem Dichtbereich (8) aufweist.

7. Verwendung eines Ventils nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Steuerung des Fluiddurchflusses in einem Fluidkanal (22) einer Disposablekassette (28).

8. Gerät zur Verwendung mit einer Disposablekassette, insbesondere für extra­ korporale Kreisläufe, die zumindest einen Fluidkanal (22) aufweist, mit minde­ stens einem Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Steuerung des Fluiddurchflusses in dem Fluidkanal (22).

9. Gerät nach Anspruch 8, bei dem das Ventil (1) lösbar in einer Aufnahme (26) vorgesehen ist.

10. Gerät zur Verwendung mit einer Disposablekassette (28) mit wenigstens ei­ nem Fluidkanal (22), insbesondere zur Verwendung in extrakorporalen Kreis­ läufen, mit einer Aufnahme (26) für ein Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Aufnahme (26) derart bezüglich eines Fluidkanales (22) an­ geordnet ist, dass ein Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in der Auf­ nahme (26) zum Verschluss des Fluidkanales (22) eingesetzt werden kann.

11. Disposablekassette mit mindestens einem Fluidkanal (22), dessen Durchfluss steuerbar sein muss, wobei die Kassette (28) derart ausgestaltet ist, dass sie mit einem Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10 einsetzbar ist.

12. Dichtkappe, die derart ausgestaltet ist, dass sie mit einem Ventil (1) nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 6 einsetzbar ist.