-
Klemme zur Regulierung der Strömung in Kunststoffrohren
-
Die Erfindung betrifft Klemmgeräte zur Verwendung bei der Regulierung
der Strömung in Kunststoffrohren und insbesondere eine Vorrichtung, bei welcher
innerhalb eines derartigen Gerätes eine Rolle Verwendung findet, derart, dass diese
in Längsrichtung bezüglich einer Fläche mit einem Kanal variablen Querschnitts bewegbar
ist, um die Strömungsrate bzw. -menge einzustellen und festzulegen. Dabei weist
die Rolle entlang der Seitenkanten durch Ausnehmungen gebildete Schultern auf.
-
In der Anmeldung P 26 53 415.6 ist ein verbessertes Klemmgerät beschrieben,
welches verwendbar ist, um die Strömung in Kunststoffrohren zu regulieren. Derartige
Geräte weisen Mittel entlang der Klemmfläche auf, welche das Rohr an bestimmten
Positionen festklemmen oder ergreifen, derart, dass kleine Abschnitte des Rohres
zwischen den Klemmelementen begrenzt sind. Durch derartige Klemmgeräte wurde das
sogenannte "Kriechen" des Rohres beträchtlich reduziert, so dass eine wesentliche
Verbesserung in der Konstanz der Strömungsrate im Rohr erreichbar war. Obwohl unter
normalen Bedingungen eine im wesentlichen konstante Strömungsrate bzw. -menge erzielbar
ist, tritt eine starke Zunahme der Strömungsrate auf, wenn am Kunststoffrohr plötzlich
gezogen wird, um ein Strecken des verhältnismässig weichen Polyvinylchlorid-Rohres
(Shore A 65-80) zu erreichen und wenn das Rohr nachfolgend freigegeben wird. Eine
derartige unkontrollierte Zunahme der Strömungsrate bzw. Strömungsmenge kann gefährlich
werden, insbesondere wenn starke Medikamente zu verabreichen sind oder wenn der
Patient ein Kind oder eine ältere Person ist. Eine derartige zunehmende Strömungsmenge
kann auch zu Lungenödemen (Überfluten der Lungen) führen, was sehr gefährlich sein
kann.
-
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden die vorgenannten Probleme
gelöst, welche entstehen können, wenn zufällig am Plastik rohr gezogen wird. Es
wird dabei vermieden, dass durch dieses Ziehen eine Zunahme der Strömungsrate in
Kauf zu nehmen ist. Falls überhaupt eine Veränderung der Strömungsrate nach einem
derartigen Ziehen auftritt, dann ist eher eine Abnahme der Strömungsrate bzw. -menge
als eine Zunahme zu erwarten oder in Kauf zu nehmen. Es hat sich herausgestellt,
dass das Gerät gemäss der Erfindung hinsichtlich der Konstanz der Strömungsrate
verbesserte Eigenschaften gegenüber dem Gerät nach der vorgenannten Patentanmeldung
besitzt.
-
Mit der vorliegenden Erfindung soll ein Gerät geschaffen werden, mit
welchem bei der Verabreichung intravenöser Infusionen eine Zunahme der Strömungsrate
nach einem unbeabsichtigten Strecken der intravenösen Speiseleitung verhindert werden
soll. Das Gerät weist eine verbesserte Klemme auf, welche den Strom durch Kunststoffrohre
regelt, derart, dass ein Kriechen des Rohres reduziert bzw. vermieden und eine Zunahme
der Strömungsrate nach starkem Ziehen am Rohrkörper verhindert wird.
-
Das Rohr, innerhalb welchem die Strömung zu regeln ist, wird in die
zum Regulieren dienende Klemme eingebracht, wobei es zwischen einer Rolle und einer
Klemmfläche geklemmt wird. Entlang der Klemmfläche erstreckt sich ein Kanal veränderlichen
Querschnitts. Die Klemmfläche ist parallel zur Bewegungsbahn der Rolle ausgerichtet,
somit besteht bei allen Rollenpositionen ein konstanter Abstand zwischen diesen
beiden Elementen. Die innerhalb des Rohres bestehende Strömungsmenge bzw. Strömungsrate
wird durch Lingsbewegung der Rolle verändert, wobei sich das Verhältnis des zwischen
der Rolle und der Klemmfläche eingeklemmten Rohrteils gegenüber dem Rohrteil, welcher
nicht
eingeklemmt Ist und sich oberhalb des Kanals befindet, ändert.
-
Mehrere Rippenelemente sind in der Klemmfläche ausgebildet und wirken
örtlich, um das Rohr in vorbestimmten Abständen bzw. an vorbestimmten Positionen
zu ergreifen, derart, dass ein Kriechen bzw ein Kaltfluss des Kunststoffrohres im
wesentlichen vermieden wird. Die Seltenftächen oder Kanten der Rolle sind hinterschnitten
bzw. ausgenommen, so dass Schultern mit Zwischenräumen gebildet sind, in welche
die Aussenkanten des Rohres auswandern können. Die Breite der auf diese Weise gebildeten
Schultern ist klein genug, um die Entstehung einer Strömungsbahn in den Kanten des
Rohres zu verhindern, wenn das Rohr eingeklemmt ist. Durch das durch die Rippenelemente
vollzogene Festklemmen und den durch die Rollen-Schulterteile gebildeten, das Ausweichen
des Rohres ermöglichenden Raum wird eine verbesserte Reduzierung der Veränderung
der Strömungsrate, d.h. eine verbesserte Reduzierung auf ein Mindestmaß oder eine
Verhinderung der Veränderung der Strömungsrate erreicht, wenn die Klemme auf die
erwünschte Strömungsr;.te bzw. -menge eingestellt ist.
-
Durch diese bauliche Kombination wird eine Zunahme der Strönrungsrate
nach einem starken, ein Strecken verursachenden Zug am Rohr verhindert.
-
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
-
Fig. 1 ist eine Perspektivansicht einer Ausführungsform gemäss der
Erltindung; Fig. 2 ist eine vergrösserte Teilschnittansicht von Linie 2-2 in Fig.
1; Fig. 3 ist eine teilweise geschnittene Perspektivansicht des Gehäuses der Klemmvorrichtung
nach der Erfindung;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht unter Darstellung
der Klemmfläche nach der Erfindung; und Fig. 5 ist eine graphische Darstellung unter
Wiedergabe der verbesserten Wirkungsweise bei Verwendung der Klemme nach der Erfindung.
-
Die Klemme nach der Erfindung besitzt wie diejenige nach der Patentanmeldung
P 26 53 415.6 einen Körperteil bzw. ein Gehäuse mit einer länglichen Klemmfläche
und weist einen in Längsrichtung sich erstreckenden Kanal von variablem Querschnitt
auf. Innerhalb des Gehäuses der Klemmvorrichtung ist eine Rolle gelagert und in
Längsrichtung parallel zur Klemmfläche bewegbar, wobei während der Bewegung der
Rolle ein konstanter Abstand zwischen dem Rollenkörper und der Klemmfläche besteht.
Das Kunststoffrohr wird zwischen der Rolle und der Klemmfläche eingeklemmt, wobei
der Strömungsquerschnitt des Rohres gemäss der Position der Rolle eingestellt wird.
-
Die Kanten der Rolle sind hinterschnitten, d.h., dass an den entgegengesetzten
Seiten oder Aussenkanten abgestufte Schultern bestehen.
-
Somit sind Ausnehmungen zwischen den Seiten der Rolle und den Seitenwänden
des Gehäuses gebildet. In diese Ausnehmungen können die Seiten des Rohres beim Festklemmen
auswandern, insbesondere kurz nachdem ein starker Zug am Rohrkörper ausgeübt wurde.
Die Ausnehmungen sind gross genug, um ein angemessenes Auswandern des Rohres zuzulassen,
derart, dass Veränderungen der Strömungsrate bzw. -menge vermieden werden, sie sind
jedoch nicht gross genug, um das Entstehen von Strömungsbahnen oder -kanälen in
den Seiten des Rohrkörpers zuzulassen, wenn dieser festgeklemmt ist. Durch den stufenweisen
Aufbau der Schulteranordnung werden zwei Vorteile er# zielt: Unter normalem Einsatz
der Klemme werden Veränderungen der Strömungsråte in verbesserter Weise auf ein
Minimum reduziert bzw.
-
ausgeschaltet; sollte auf den Rohrkörper ein starker Zug ausgeübt
werden, dann ist nicht die Zunahme der Strömungsrate in Kauf zu nehmen, wie dies
bei bisherigen Klemmen der Fall war. Diese Verbesserung ist mit im Handel erhältlichen
intravenösen Rohrkörpern erzielbar, welche eine Shore-Härte A im Bereich von 65-80
besitzen, d. h. verhältnismässig weich sind. In der bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung sind in der Klemmfläche mehrere Erhöhungen ausgebildet, welche
durch Vertiefungen voneinander getrennt sind, um das Rohr an vorbestimmten Positionen
und Abständen zu ergreifen und festzuhalten, wie dies in der Patentanmeldung P 26
53 415.6 dargestellt ist. Die Verwendung dieses Aufbaues verringert das Kriechen
bzw. den Kaltfluss des Kunststoffes beträchtlich und reduziert Veränderungen der
Strömungsrate auf ein Mindestmaß, wenn die Klemme auf die erwünschte Strömungsrate
bzw. -menge eingestellt ist. Durch Verwendung einer derartigen Klemm- oder Greifanordnung
werden Verformungen des Rohres, wenn dieses einem Zug ausgesetzt wird, örtlich begrenzt.
Jegliche Verformung des Rohres zwischen den Rippen oder anderen Greifelementen setzt
sich nicht in die grosse V-förmige Nut in der Mitte des Gehäuses fort, also in den
Bereich, in welchem die Strömung des Fluids beeinflusst wird. Bei Festklemmen wird
ein gewisser Anteil des Rohres leicht in die V-förmige Nut eingedrückt. An einer
Seite der Rolle ist die V-Nut breiter und konvergiert in Richtung der Rolle. An
der anderen Seite ist die V-Nut schmaler und divergiert in Richtung der Rolle. Wenn
der übermässige Zug am Rohr freigegeben wird, dann wird das Rohr an der konvergenten
Seite weniger vollständig zurückkehren, da das Rohr die Neigung des Faltens besitzt
und ein etwas grösseres örtliches Lumen bildet. An der anderen Seite der Rolle besitzt
das Rohr die Neigung, leichter zurückzukehren, da die Nut in Richtung der Rolle
divergiert.
-
Dieser Effekt wird jedoch durch die starke örtliche Festlegung durch
die Greif- oder Klemmelemente überwogen. Nachdem der Zug ausgeübt wurde, können
die Seitenteile der Rohrwand in die Ausnehmungen ausweichen,
die
zwischen den hinterschnittenen Schulterteilen der Rolle und den Seiten des Gehäuses
bestehen. Das Rohr verbleibt jedoch in diesem Bereich ausreichend festgeklemmt,
derart, dass in diesem Abschnitt des Rohrkörpers keine Strömung des Fluids stattfindet.
-
In den Fig. 1-4 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Die Klemme weist einen Körperteil bzw. ein Gehäuse 11 mit Seitenwänden
13 und 14 auf, in welchen entgegengesetzt befindliche Lagernuten 13a und 14a ausgebildet
sind. Eine Rolle 16 ist mit einem Paar von Lagerbolzen bzw. Lagerzapfen versehen
(von welchen in Fig. 1 der Lagerbolzen 16a dargestellt ist). Die Lagerbolzen erstrecken
sich von der Rolle 16 und laufen in den Lagernuten 13a und 14a. Das Gehäuse weist
gleichfalls eine Bodenfläche 18 auf, welche als Klemmfläche dient, derart, dass
das Kunststoffrohr 20 durch das Rad 16 an die Bodenfläche ange drückt wird. Im Mittelteil
der Bodenfläche 18 ist ein Kanal 22 veränderlicher Breite und veränderlicher Tiefe
vorgesehen. Die Boden - oder Klemmfläche 18 verläuft parallel zu den Nuten 13a und
1 4a, derart, dass der trennende Abstand zwischen der Rolle 16 und der Bodenfläche
18 während der Bewegung der Rolle auf ihren Lagerzapfen konstant bleibt. Die Strömungsmenge
bzw.
-
-geschwindigkeit durch das Rohr 20 wird auf den erwünschten Wert eingestellt,
indem die Rolle 16 entlang der Lagernuten 13a und 14a in eine bestimmte Position
gebracht wird, derart, dass das Rohr gegen Flächen gedrückt wird, die sich an unterschiedlichen
Teilen des veränderliche Tiefe und Breite aufweisenden Kanals befinden. Mehrere
Rippen oder erhöhte Teile 25 sind in der Bodenfläche 18 ausgebildet.
-
Die erhabenen Teile 25 sind durch einzelne Vertiefungen 27 voneinander
getrennt. Die Rippen 25 sind (Fig. 4) auf den entgegengesetzten Seiten des Kanals
22 gestuft zueinander vorgesehen. Durch die versetzte oder stufenweise Anordnung
ist die durch Bewegung der Rolle erzielbare
Abstandssteuerung kontinuierlicher
und gleichförmiger, als dies bei einem symmetrischen Muster der Fall wäre. In der
bevorzugten Ausführungsform gemäss der Erfindung verlaufen die Rippen oder erhöhten
Teile 25 im wesentlichen parallel zur Längsachse des Gehäuses, um die Fertigung
zu vereinfachen. Sie können auch in anderen Richtungen verlaufen und/oder aus einer
Reihe von Unterbrechungen aufweisenden Elementen oder Rippen gleicher oder ungleichförmiger
Länge und Höhe bestehen. Wie in der Stammanmeldung zum Ausdruck gebracht ist, sind
die Höhe der Rippen und der Abstand zwischen den Rippen zur Erzielung minimalen
"Kriechens" vorzugsweise im wesentlichen einauch ander gleich alsZgleich gegenüber
der Wanddicke des zusammengedrückten Rohres. Wenn Polyvinylchlorid-Rohre mit einer
Shore-Härte A 65-80 benutzt werden, dann ist die Wanddicke des durch die Rolle 16
gegen die Bodenfläche 18 angedrückten Rohres auf etwa 1/2 der nominalen Dicke reduziert,
wenn keine Pressung besteht. In einer Ausführungsform der Erfindung, welche für
Polyvinylchlorid-Rohre einer nominalen Wanddicke von 0,50 mm und einer abgeschätzten
Wanddicke bei Pressung von 0,25 mm vorgesehen ist, besitzen die Rippen eine Höhe
und einen Abstand von 0,152 mm.
-
Die Kanten der Rolle 16 sind hinterschnitten, derart, dass schräg
zulaufende Schultern 16b und Ausnehmungen 30 zwischen den Seiten der Rolle und den
Innenflächen der Seitenwände 13 und 1 4 bestehen. Die Kanten des Rohres 20 können
somit in die Ausnehmungen 30 ausweichen bzw. wandern. Die Breite "w" der Ausnehmung
und deren Länge "h" muss gross genug sein, um ein angemessenes Auswandern oder Ausweichen
des Rohres zuzulassen. Gleichzeitig dürfen die Abmessungen nicht zu gross sein,
um zu verhindern, dass in diesem Abschnitt des Rohres ein Strömungshohlraum entstehen
kann. Es hat sich herausgestellt, dass optimale Ergebnisse erzielt werden, wenn
die Breite ??w?? doppelt so gross ist wie die im zusammengedrückten Zustand bestehende
Wanddicke
"c" des Rohres, wobei die Höhe ?thT? der Ausnehmung (den Schrägteil der Schulter
nicht eingeschlossen) wenigstens doppelt so gross ist wie "w" . Eine grössere Abmessung
für "h" beeinträchtigt die Funktion des Gerätes nur insofern, als dies die baulichen
Faktoren der Rolle betrifft. Durch die Verwendung einer schräg zulaufenden Schulter
16b anstelle eines Schulteransatzes von 900 wird der Zusammenbau vereinfacht, hat
jedoch keinen Einfluss auf die Wirkungsweise des Gerätes.
-
In Fig. 5 sind in graphischer Darstellung die Strömungsmengenveränderungen
bzw. -geschwindigkeiten infolge der relativen Kriecheigenschaften bei Verwendung
herkömmlicher Klemmen, Klemmen gemäss US-PS 3 685 787, Klemmen gemäss Patentanmeldung
P 26 53 415.6 und Klemmen gemäss der vorliegenden Erfindung wiedergegeben. Die Linie
A gibt die prozentuale Veränderung der Strömungsrate einer herkömmlichen Klemme
wieder, während die Kurve B die prozentuale Änderung der Strömungsrate bei Verwendung
der Klemme nach US-PS 3 685 787 wiedergibt. Die Linie bzw. der Kurvenverlauf C gibt
die prozentuale Änderung der Strömungsrate mit Hilfe der Klemme nach der Anmeldung
P 26 53 415.6 wieder. Der Kurvenverlauf D gibt die prozentuale Änderung der Strömungsrate
bzw. -menge bei Verwendung der Klemme nach der vorliegenden Erfindung wieder, wobei
dasselbe Rohr verwendet wurde, welches den Kurvenverläufen A, B und C zugrundeliegt.
Das Rohr besitzt eine nominelle Wanddicke von 0,5 mm (Wanddicke in zusammengedrücktem
Zustand 0,25 mm). Im Falle der Linien bzw. Kurvenverläufe C und D besassen die Rippen
eine Höhe und einen Abstand von 0,15 mm. Es ist aus der graphischen Darstellung
ersichtlich, dass mit Hilfe des Gerätes nach der Erfindung die Veränderungen der
Strömungsrate im Vergleich zu der Vorrichtung nach der Anmeldung P 26 53 415.6 wesentlich
reduziert werden können.
-
L e e r s e i t e