DE3828123C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchpumpe nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4.

Bei einer Schlauchpumpe wird ein flexibler Schlauch zwischen Rollen, die von einem Rotor getragen sind und sich längs eines kreisförmigen Weges bewegen, und einer Bahn, die eine Oberfläche neben und konzentrisch zu dem Weg der Rollen aufweist, zusammengedrückt. Wenn der verschlossene Bereich des Schlauches fortschreitet, wird die davor befindliche Flüssigkeit gezwungen, sich durch den Schlauch zu bewegen.

Eine Verwendung einer solchen Pumpe liegt in der Blutbehand­ lung außerhalb des Körpers. Dabei wird die Schlauchpumpe auf einer Fronttafel einer Blutbearbeitungsmaschine vorge­ sehen, welche Abschnitte aus flexiblem Schlauch eines Einweg- Schlauchsatzes verwendet, der zur Verwendung bei verschiede­ nen Spendern oder Patienten gewechselt wird. Manche Schlauch­ sätze enthalten Kassetten, die auf der Maschine entfernbar angeordnet sind und flexible Schläuche in einer solchen Posi­ tion tragen, daß auf sie durch die Pumpenrollen auf der Front­ platte der Maschine eingewirkt werden kann, wie beispiels­ weise in der US-PS 43 79 452 (DeVries), der veröffentlich­ ten europäischen Patentanmeldung 01 34 436, der US-Anmeldung Ser. No. 7 48 545 (Heath et al.) vom 25. Juni 1985 (DE-OS 36 20 743) und der US-Anmeldung Ser. No. 8 60 539 (Finster­ wald) vom 7. Mai 1986 (DE-OS 37 08 517) beschrieben wird.

Finsterwald et al. beschreiben eine Pumpe, die einen flexib­ len Schlauchabschnitt, der in einem Schlauchanbringungsbe­ reich neben einem Schlauchpumpbereich zwischen der Bahn und den Rollen angeordnet ist, bei der Drehung der Rollen selb­ ständig aufnimmt aufgrund der Einwirkung eines Rollenab­ schnittes mit kleinem Durchmesser, der dem Schlauchanbrin­ gungsbereich benachbart ist, und einem Rollenabschnitt mit großem Durchmesser, der dem Schlauchpumpbereich benachbart ist. Zum Entfernen des Schlauchs aus der Pumpe hebt ein sich von einer entfernbaren Abdeckung erstreckender Hubarm den Schlauch aus dem Schlauchpumpbereich, wenn die Abdeckung von der Pumpe entfernt wird.

Aus der DE-OS 26 41 170 ist eine Schlauchpumpe mit einem zwei Rollen enthaltenden Rotor bekannt, die zusätzlich vier an radial bezüglich der Rotorachse verlaufenden Haltearmen angeordnete Führungsrollen enthält, von denen jeweils zwei paarweise in Laufrichtung vor einer der beiden Rollen über bzw. unter dem Schlauch angeordnet sind. Diese Führungsrollen sind dazu vorgesehen zu verhindern, daß der Schlauch während der Drehung des Rotors aus seiner für den Pumpvorgang vorgesehenen, bezüglich der Rolle mittigen Lage wegwandert. Zum Einlegen in die Schlauchpumpe wird der Schlauch zunächst in zwei Klemmbacken eingelegt und dann von Hand unter die jeweiligen Führungsrollen gebracht und dann bei Drehung des Rotors durch die Führungsrollen nach unten gedrückt.

Weiterhin wird in der nachveröffentlichten DE-OS 37 08 517 eine Schlauchpumpe vorgeschlagen, bei der die Rollen des Rotors in einem bezüglich ihrer axialen Ausdehnung mittleren Bereich einen im wesentlichen zylindrischen Rollenabschnitt mit großem Durchmesser und daran angrenzend an den axialen Enden jeweils einen Rollenabschnitt mit konischer und sich auf einen kleineren Durchmesser verjüngenden Form aufweist. Durch diese Formgebung der Rollen soll der Schlauch automatisch im mittleren Bereich der denselben beim Pumpvorgang unterstützenden Bahn zentriert werden.

Schließlich ist aus der DE-OS 33 26 784 eine Schlauchpumpe mit einem zwei Rollen aufweisenden Rotor bekannt, wobei der Rotor in seinem Umfangsbereich zwischen den beiden Rollen einen bezüglich der Drehachse des Rotors radial in den Bereich des Pumpenschlauches ausragenden, bezüglich der Drehachse des Rotors axial oberhalb des Pumpenschlauches angeordneten Niederhalter in Form einer um einen Stift drehbaren Druckrolle aufweist. Dieser Niederhalter dient dazu, das Einlegen des in Form einer von einem Anschlußstück ausgehenden Schleife ausgebildeten Schlauches in der Weise zu unterstützen, daß zunächst das Anschlußstück von Hand in einen dafür vorgesehenen Paßschlitz eingelegt und dann die Schlauchschleife bei Drehung des Rotors durch den Niederhalter vollständig in den für den Pumpvorgang vorgesehene Lage des Schlauches gedrückt wird.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schlauchpumpe zu schaffen, welche in der Lage ist, den Schlauch selbsttätig aufzunehmen.

Diese Aufgabe wird durch eine Schlauchpumpe mit den in den Ansprüchen 1 und 4 angegebenen Merkmalen gelöst.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbei­ spiels derselben.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Frontplatte einer Maschine zum Trennen von Blut mit einem Rotor und einer Bahn zur Aufnahme eines von einer Kassette ge­ tragenen flexiblen Schlauchabschnitts, um eine er­ findungsgemäße Schlauchpumpe zu schaffen;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Kassette zur An­ bringung auf der in Fig. 1 gezeigten Maschine, welche Schlauchabschnitte zur Verwendung in einer Schlauch­ pumpe gemäß der Erfindung trägt;

Fig. 3 eine Ansicht des Bodens der in Fig. 2 dargestellten Kassette;

Fig. 4 eine Ansicht des Bodens einer anderen Kassette mit abweichend von der in Fig. 2 dargestellten Kassette geführten Schläuchen;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, die einen Abschnitt der in Fig. 4 gezeigten Kassette bei der Aufnahme in einen Schlauchpumpbereich zwischen einer Bahn und einem Rotor der Maschine nach Fig. 1 zeigt;

Fig. 6 einen teilweisen Vertikalschnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 1, bei auf der Einrichtung angebrachter Kassette; und

Fig. 7 eine perspektivische Explosionsansicht einer Bahn und eines Rotors der in Fig. 1 gezeigten Maschine.

Fig. 1 zeigt eine Maschine 10 zur Trennung von Blut durch Zentrifugieren, die auf ihrer Frontseite 12 zwei Schlauch­ pumpen 14, 16 und verschiedene andere Bauteile enthält zum Zusammenwirken mit Teilen eines (nicht dargestellten) darauf angebrachten Einweg-Schlauchsatzes, beispielsweise einen Fühler 18 für Blutplättchen (Thrombozyten), ein Rückführungs­ klemmventil 20 für rote Blutkörperchen und Dreiweg-Plasma­ und Sammelklemmventile 22, 24. Die Pumpen 14, 16 enthalten jeweils einen Schlitten 26, 27, der eine jeweilige Kassette 34, 54 (Fig. 2 und 4) lösbar ergreift. Jeder Kassette 34, 54 zugeordnet und auf gegenüberliegenden Seiten derselben befin­ den sich zwei Rotoren 28 und korrespondierende Bahnen 30, von denen dazwischenliegende Pumpbereiche 32 zur Aufnahme von U-förmigen Schlauchschleifen der Kassetten begrenzt werden.

In Fig. 2 ist eine Kassette 34 dargestellt, die mit der Pumpe 14 verwendet wird. Die Kassette 34 enthält ein Kunst­ stoffgehäuse 36 und Abschnitte zweier flexibler Schläuche, einen Schlauch 38 für ein Antiblutgerinnungsmittel und einen Blutzuführungsschlauch 40. Diese Schläuche sind durch ein Gehäuse 36 gezogen und dort abgestützt und enthalten U- förmige Schleifen 42, 44, die auf gegenüberliegenden Seiten verlaufen. Das Gehäuse 36 enthält vier sich seitlich er­ streckende gebogene Führungsabstützungen 46, auf welche die Schläuche 38, 44 aufgeklebt sind. Die Abstützungen 46 halten die Schlauchabschnitte zwischen sich in U-förmigen Schleifen. Das Gehäuse 36 enthält sechs Schlitze 48, drei in der oberen Wand 50 und drei in der unteren Wand 52. Bei der Kassette 34 erstreckt sich ein Ende des Schlauches 38 von der oberen Wand 50 nach oben und ist mit einem Beutel eines Antigerin­ gungsmittels (nicht gezeigt) verbunden und das andere Ende erstreckt sich nach unten zur Verbindung mit dem Blutzufüh­ rungsschlauch 40 stromaufwärts der Pumpe 14. Beide Enden des Schlauches 40 gehen von der Bodenwand 52 des Gehäuses 36 aus. Die mit der Pumpe 16 verwendete Pumpenkassette 54 hat ein identisches Gehäuse 36, jedoch eine andere Schlauchanord­ nung. Ein Schlauch 58 für die Blutplättchen und ein Schlauch 56 für das Plasma treten jeweils durch Schlitze in der Boden­ wand in das Gehäuse 36 ein und verlaufen durch entsprechende Schlitze in der oberen Wand des Gehäuses 36. Beide Schläuche 56, 58 haben dieselbe Strömungsrichtung (von oben nach unten) für eine gegebene Drehrichtung der Rotoren, obwohl die Schleifen sich in gegenüberliegende Richtungen erstrecken, da die Schleife 58 sich selbst überlappt. Schlitze 48 ent­ halten eine Öffnung 60, groß genug, um einen Verbindungsab­ schnitt eines Schlauches darin ohne Verformung des Schlau­ ches zu halten, und einen engen Kragen 62, der zu der Öff­ nung 60 führt und eine Verformung des Schlauches notwendig macht, wenn der Schlauch durch ihn verläuft. Die obere Wand 50 und die untere Wand 52 des Gehäuses 36 enthalten Ansätze 64, um in Vertiefungen am Schlitten 26 in einem unteren Teil 65 und in Vertiefungen in einem bewegbaren oberen Teil 66 einzugreifen. Seitenwände 68 des Gehäuses 36 verlaufen wei­ ter nach unten als die oberen und unteren Wände 50, 52 und haben solche Abmessungen, daß sie mit den äußeren Flächen einer Basisplatte 70 des Schlittens 26 zusammenpassen (Fig. 6).

Aus den Fig. 5, 6 und 7 ist ersichtlich, daß der Rotor 28 eine Kappe 72 enthält, die außerhalb des Pumpbereichs 32 radial nach außen verlaufend eine Verlängerung oder einen Fortsatz 74 aufweist. In Fig. 6 ist der Fortsatz 74 gestri­ chelt und um 90° gegenüber seiner tatsächlichen Position be­ züglich der Rollen 84 verdreht dargestellt (wie Fig. 7 zeigt). Die Kappe 72 hat weiter vier außen kurvenförmige Rippen 76, durch welche die Kappe 72 eine im wesentlichen domähnliche Form erhält. Die Basis 70 des Schlittens ist zur vertikalen Bewegung mit einem Schaft 78 der linearen Betätigungsvor­ richtung verbunden. Wie Fig. 7 zeigt, enthält der Rotor 28 eine Basis 80 und ein paar von schwenkbar angebrachten Jochen 82, durch welche Rollen 84 um Achsen 86 drehbar ge­ lagert sind. Die Joche 82 sind mittels Stifte 90 an Ansätzen 88 der Basis 80 schwenkbar angebracht. Die Kappe 72 ist durch Schrauben 94 an Ansätzen 92 der Basis 80 befestigt. Die Joche 82 sind durch Druckfedern 96 radial nach außen federbelastet und durch Anschlagschrauben 98 an einer unbe­ grenzten Bewegung nach außen gehindert. Ein Motor 100 mit variabler Geschwindigkeit enthält eine Motorverbindungswel­ le 102, die vertikal durch eine Öffnung 108 der Basis 80 verläuft und einen bajonettartigen Schlitz 104 aufweist, um einen an der Basis 80 befestigten und durch die Öffnung 108 verlaufenden Stift 106 lösbar aufzunehmen. Zwischen der Kappe 72 und einer Platte 111, die auf der Oberseite der Ver­ bindungswelle 102 ruht, ist eine Druckfeder 110 vorgesehen. Die Feder 110 drückt die Basis 80 nach oben, wodurch der Stift 106 in dem vertikal verlaufenden Ende 114 des Bajonett­ schlitzes 104 verriegelt wird. Jede Rolle 84 hat einen zylin­ drischen Abschnitt 116 mit großem Durchmesser, der 12,7 mm hoch ist und einen Durchmesser von 12,2 mm hat, und einen 9,1 mm bis 9,3 mm hohen konischen Abschnitt 118 mit kleine­ rem Durchmesser mit einem Winkel von 4° ±30′, der an seiner Oberseite mit einem Durchmesser von 10,9 mm endet. Der Fort­ satz 74 erstreckt sich von der Kappe 72 (die 45,7 mm Durch­ messer hat) um 2,54 mm nach außen. Die innere Oberfläche 120 der Bahn 30 enthält einen Bereich 122 mit großem Durchmesser und einen konischen Bereich 124 mit kleinem Durchmesser mit einer ähnlichen Form wie die Rolle 84.

Beim Betrieb wird der die Kassette 34 und die Kassette 54 enthaltende Einweg-Schlauchsatz auf der Maschine 12 ange­ bracht, wobei zum Anbringen die Kassette 34 auf dem Schlit­ ten 27 der Pumpe 14 und die Kassette 54 auf dem Schlitten 26 der Pumpe 16 eingerastet wird, indem die Ansätze 64 in entsprechende Vertiefungen am Boden 65 und an der Oberseite 66 der Schlitten 26, 27 eingreifen. Die U-förmigen Schlauch­ schleifen 42, 44 befinden sich anfangs außerhalb des Fort­ satzes 74 (d.h. oberhalb des Fortsatzes 74 in Fig. 6), und der lineare Betätigungsschaft 78 wird nach oben in eine an­ fängliche Position vor dem Aufnehmen des Schlauches gebracht. Die U-förmigen Schlauchschleifen 42, 44 werden durch Drehung der Rotoren 28 und durch Bewegung des Schaftes 78 der linea­ ren Betätigungsvorrichtung zu der Vorderseite der Maschine 12 in die Pumpen 14, 16 aufgenommen. Wenn die Schlauchschlei­ fen 42, 44 zu der Vorderseite der Maschine 12 bewegt werden, werden die gebogenen Teile der Schleifen von den domförmigen Rippen 76 geführt und bewegen sich schließlich in die Be­ wegungsbahn der Fortsätze 74 und werden von diesen erfaßt und in den Pumpbereich 32 zwischen den Rollen und der Bahn verschoben, wie in Fig. 5 gezeigt. Der Schlauch wird mit dem konischen Abschnitt 118 mit kleinem Durchmesser der Rolle 84 in Kontakt gebracht und bewegt sich dann entlang der Ober­ fläche des konischen Abschnittes 118 zu der Basis desselben mit größerem Durchmesser und richtet sich selbständig auf dem Abschnitt 116 mit großem Durchmesser aus aufgrund der unterschiedlichen Radien der Abschnitte der Rollen, wenn sich die lineare Betätigungsvorrichtung zu der in Fig. 6 ge­ zeigten Position nach unten bewegt. Die Schlauchschleifen 42, 44 behalten ihre bezüglich der Abschnitte 116 mit großem Durchmesser der Rollen 84 ausgerichteten Lagen bei. Weil ein ununterbrochener Schlauch verwendet wird, gibt es keine Ver­ bindungen oder Anschlüsse zu verschiedenen Teilen des Schlauchsatzes, wodurch die Herstellung vereinfacht und ein glatter Strömungspfad ohne scharfe Kanten für das Blut und die getrennten Blutbestandteile geschaffen wird, was das Risiko einer Schädigung der Blutbestandteile vermindert.

Zum Freigeben der Schlauchschleifen 42, 44 dreht sich der Rotor 28, während die lineare Betätigungsvorrichtung 78 die Kassette von der Frontplatte der Maschine nach außen bewegt.

Die geraden Abschnitte der Beine der U-förmigen Schlauch­ schleifen 42, 44 werden damit auch nach außen gezogen, wäh­ rend die Bereiche, an welche die Rollen angreifen, im Ab­ schnitt mit dem großen Durchmesser gehalten werden. Schließ­ lich ergreift jeder Fortsatz 74 eine jeweilige untere Ober­ fläche der Schlauchschleife 42 oder 44 in der Nähe des Über­ gangs des geraden Abschnitts in den Abschnitt, an den die Rollen angreifen, und hebt ihn nach außen hoch, wodurch das Angreifen der folgenden Rolle verhindert wird.

Claims (8)

1. Selbstaufnehmende Schlauchpumpe, mit
einem um eine Rotorachse drehbar angeordneten Rotor (28), und
einer Bahn (30) mit einer inneren Oberfläche (120) zur Unterstützung eines flexiblen Schlauches in einem Pumpbe­ reich zwischen dem Rotor (28) und der Bahn (30), wobei die Oberfläche (120) Punkte enthält, welche in Ebenen senkrecht zur Rotorachse auf gleichen Radien von der Rotorachse lie­ gen,
wobei der Rotor (28) mindestens eine um eine parallel zur Rotorachse verlaufende Rollenachse drehbare Rolle (84) enthält, um den flexiblen Schlauch intermittierend und fort­ schreitend gegen die Bahn (30) in dem Pumpbereich zusammen­ zudrücken,
und der Rotor (28) einen außerhalb des Pumpbereiches angeordneten, radial verlaufenden Rotorfortsatz (74) ent­ hält, um den flexiblen Schlauch bei der Rotation des Rotors zu dem Pumpbereich zu verschieben,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Rolle (84) einen zylindrischen Rollenabschnitt (116) mit großem Durchmesser angrenzend an einen Rollenabschnitt (118) mit kleinerem Durchmesser enthält und letzterer dem Rotorfortsatz (74) zugewandt ist, wobei durch die Form der Rolle (84) der flexible Schlauch auf dem Abschnitt (116) mit großem Durchmesser selbsttätig ausgerichtet wird und bei Drehung des Rotors (28) der Schlauch von dem Rollenabschnitt (118) mit kleinerem Durchmesser erfaßt wird und
daß der Rotor (28) eine im wesentlichen kuppelförmige Rotorkappe (72) aufweist, um den Schlauch in Eingriff mit dem Rotorfortsatz (74) zu führen, der von der kuppelförmigen Oberfläche der Rotorkappe (72) absteht.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenabschnitt (118) mit kleinerem Durchmesser konisch ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche (120) der Bahn (30) einen Bahnbereich mit großem Durchmesser enthält, der dem Rollenabschnitt (116) mit großem Durchmesser gegenüberliegt, und einen Bahnbereich mit kleinerem Durchmesser, der jeweils dem Rollenabschnitt (118) mit kleinerem Durchmesser gegenüberliegt.

4. Selbstaufnehmende Schlauchpumpe, mit einem um eine Rotorachse drehbar angeordneten Rotor (28), und
einer Bahn (30) mit einer inneren Oberfläche (120) zur Unterstützung eines flexiblen Schlauches in einem Pumpbereich zwischen dem Rotor (28) und der Bahn (30), wobei die Oberfläche (120) Punkte enthält, welche in Ebenen senkrecht zur Rotorachse auf gleichen Radien von der Rotorachse liegen,
wobei der Rotor (28) mindestens eine Rolle (84) enthält, um den flexiblen Schlauch intermittierend und fortschreitend gegen die Bahn (30) in dem Pumpbereich zusammenzudrücken,
und der Rotor (28) einen außerhalb des Pumpbereiches angeordneten, radial verlaufenden Rotorfortsatz (74) enthält, um den flexiblen Schlauch bei Drehung des Rotors zu dem Pumpbereich zu verschieben,
dadurch gekennzeichnet,
daß der flexible Schlauch in einer Kassette (34) angebracht ist und sich von dieser erstreckt,
daß eine lineare Betätigungsvorrichtung (78) zum Bewegen des flexiblen Schlauches in einer Richtung parallel zur Rotorachse vorgesehen ist, die einen Motor enthält, der einen an die Kassette lösbar angreifenden Schlitten (26) antreibt,
daß der Rotorfortsatz (74) den Schlauch ergreift, wenn die lineare Betätigungsvorrichtung den Schlauch zu dem Pumpbereich verschiebt, um den Schlauch aufzunehmen, und
daß der Rotorfortsatz (74) den Schlauch ergreift, wenn die lineare Betätigungsvorrichtung den Schlauch von dem Pumpbereich weg bewegt, um die Bewegung des Schlauches weg von dem Pumpbereich zum Abgeben des Schlauches zu unterstützen.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (28) lösbar angebracht ist.

6. Pumpe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Drehbetätigungsvorrichtung zum Drehen des Rotors (28), welche eine mit einem Schlitz (104) versehene Welle (102) aufweist, wobei der Rotor (28) in die mit dem Schlitz versehene Welle verriegelbar eingreift.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (28) durch einen Motor mit variabler Drehzahl drehbar ist.

8. Pumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (28) eine im wesentlichen kuppelförmige Rotorkappe (72) enthält, um den flexiblen Schlauch in Eingriff mit dem Rotorfortsatz (74) zu führen, wenn die lineare Betätigungsvorrichtung den Schlauch zum Pumpbereich bewegt.