DD272036A1

DD272036A1 - Radialperistaltikschlauchpumpe

Info

Publication number: DD272036A1
Application number: DD31550788A
Authority: DD
Inventors: Peter Jacobi; Albrecht Mugler; Klaus Vogel; Steffi Jolich
Original assignee: Karl Marx Stadt Tech Hochschul
Priority date: 1988-05-09
Filing date: 1988-05-09
Publication date: 1989-09-27
Also published as: DE3912310A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radialperistaltikschlauchpumpe, die insbesondere fuer stationaere und transportable Infusionseinrichtungen sowie fuer labortechnische Anwendungen geeignet ist. Die Radialperistaltikschlauchpumpe besteht aus radialverschieblichen Rollen, Fuehrungen fuer die radialverschieblichen Kreisringsegmente und fuer die Rollen, sowie aus Einrichtungen zum Einstellen definierter Kraefte auf den Schlauch und einem festen Gegenlager. Dadurch werden eine definierte Druckbegrenzung, geraeuscharmer Lauf, hohe Zuverlaessigkeit, Ausgleich von Fertigungstoleranzen und Verschleiss sowie ein einfacher Aufbau erreicht. Fig. 2

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Radialperistaltikschlauchpumpe zur präzisen Förderung von Flüssigkeiten und ist besonders für die Infusionstechnik in der Medizin geeignet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der Medizin ist es häufig erforderlich auf dem Wege einer Infusion Flüssigkeiten in den menschlichen Körper zu bringen, wobei die Druckinfusion mit Hilfe von Infusionspumpen für die meisten medizinischen Applikationsgobiete die günstigste Infusionsmethode ist. Die Zufuhr von Infusionen muß unter sterilen Bedingungen, sowie mit einem kontinuierlichen Förderstrom mit hoher Fördergenauigkeit über eine längere Infusionszeit erfolgen. Spritzen- und Schlauchpumpen, bei denen die Sterilität durch den Einsatz von auswechselbaren sterilen Spritzen und Schläuchen erreient wird, in denen sich die Infusionsflüssigkeit befindet, erfüllen diese Hauptforderungen. Schlauchpumpen werden zur Dauerinfusion verwendet, während mit Spritzenpumpen ein kontinuierlicher Förderstrom nur bis zu einer Spritzenfüllung möglich ist. Bei den Schlauchpumpenarten sind Rollen-,Taumelscheiben- und Peristaltikschlauchpumpen bekannt. Die Rollenschlauchpumpen zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau, geringen technischen Aufwand und geringen Platzbedarf aus. Sie berollen jedoch den Schlauch und belasten ihn dadurch auf Schub, Zug und Druck, was zu Gestaltsänderungen und damit zu Förderungenauigkeiten und mechanischer Zerstörung des Schlauches, sowie zu hoher Belastung der infundierenden Stoffe führt. Lösungen gemäß EP 0026704 und DE OS 3202 251, die die Prinzipien der Taumelscheiben- und Peristaltikschlauchpumpen mit linearer Anordnung der Druckelemente beinhalten, beseitigen diese Nachteile, indem der Schlauch nur auf Druck belastet wird. Der Nachteil dabei ist vor allem, daß damit ein hoher technischer Aufwand vorhanden ist und ein großer Platzbedarf besteht.

In DD WP 243209 wird eine Infusionspumpe als Peristaltikschlauchpumpe mit radialer Anordnung der Druckelemente beschrieben, die die Vorteile der Rollenschlauchpumpe mit denen der Peristaltikschlauchpumpe mit linearer Anordnung der Druckelemente in sich vereinigt. Diese Infusionspumpe besitzt folgende Mängel. Durch konstanten Abstand der Rollen wirken sich Toleranzen bei der Fertigung der Pumpe und des Schlauches auf die Funktionssicherheit und die Driickbelastung des Schlauches negativ aus. Hinzu kommt, daß sich die Druckelemente beim Einlegen des Schlauches verkanten und damit die Funktion der Pumpe gefährden. Das endlose flexible Stahlband zum gedämpfton Bewegen der Druckelemente läuft teilweise mit den Rollen urn, was zu zusätzlichem Verschleiß führt. Bei der Drehung des Rotors der Pumpe entstehen durch daß Anlaufen der Rollen an das erste Druckelement Stöße, die zu negativ wirkenden Schwingungen und Geräuschen führen. Des weiteren ist bei Jieser Lösung keine einstellbare Druckbegrenzung möglich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Radialperistaltikschlauchpumpe mit Druckbegrenzung zu schaffen, die mit geringem technischen Aufwand herstellbar ist, bei einfachem Aufbau geringen Verschleiß besitzt und die medizinisch geforderten Parameter erfüllt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radialperistaltikschlauchpumpe mit radialer Anordnung der Druckelemente zu entwickeln, die eine Druckbegrenzung ermöglicht, eine hohe Funktionssicherheit besitzt und keine extremen Forderungen ann die Fertigungstoleranzen stellt, einen schwingungs- und geräuscharmen Lauf besitzt, sowie einen kleinen Bauraum beansprucht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im folgenden beschriebenen Elementen einer Radialperistaltikschlauchpumpe, die aus einer Grundplatte mit drehbar gelagertem Rotor und Rollen, radialbeweglichen Kreisringsegmenten und einem Cogcriiager besteht, dadurch gelöst, daß am Rotor in einer Führung mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer definierten und einstellbaren, den Förderdruck begrenzenden, Radialkraft, z. B. in Form einer odor mehrerer Druckfedern, ballige Rollen radialbeweglich angeordnet sind und über die radialbeweglichen Kreisringsegmente den Schlauch gegen das feste Gegenlager pressen, oder eine den Förderdruck begrenzende Radialkraft durch das Gegenlager erzeugt wird und damit über die radialbeweglichen Kreisringsegmente und die balligen Rollen der Schlauch zusammengepreßt wird. Zwischen den radialbeweglichen Kreisringsegmenten ist ein festes Kreisringsegment zentrisch zur Achse des Rotors angeordnet. Die radialbeweglichen Kreisringsegmente werden in je einer ringförmigen Nut in der Grundplatte und/oder im Rotor gehalten und besitzen einen Durchbruch, durch den ein Führungselement geführt ist, welches beiderseitig am festen Kreisringsegment befestigt ist.

Die Wirkungsweise dieser beschriebenen Radialperistaltikschlauchpumpe mit Druckbegrenzung besteht darin, daß die radielbeweglichen Rollen über die Kreisringsegmente oder das bewegliche Gegenlager mit einer definiert einstellbaren Anpreßkraft gegen den Schlauch drücken. Dadurch wird erreicht, daß bei einem bestimmten Förderdruck die vom Schisuch über die Kreisringsegmente auf die Rollen mittels des Gegenlagers wirkende Kraft größer als die Anpreßkraft der Rollen oder des Gegenlagers ist und damit kein vollständiges Zusammendrücken des Schlauches mehr erfolgt, wodurch die Pumpe nicht mehr fördert und ihr Druck damit begrenzt ist. Durch die radialbeweglichen und balligen Rollen oder das radialbewegliche Gegenlager wird außerdem erreicht, daß auch größere Maßabweichungen im Rahmen der Fertigungstoleranzen ständig ausgeglichen werden und außerdem der Verschleiß minimiert wird, was eine hohe Funktionssicherheit der Pumpe gewährleistet. Durch das zwischen den radialbeweglichen Kreisringsegmenten angeordnete feste Kreisringsegment werden die Rollen ständig zentrisch um die Rotorachse geführt, wodurch Stöße und daraus resultierende Schwingungen und Geräusche vermieden werden. Die radialbeweglichen Kreisringsegmente werden in zwei ringförmigen Nuten und von einem Führungselement in ihrem Inneren gehalten, wodurch sie sich nicht verkanten können und eine gedämpfte Bewegung ausführen.

Mit der genannten einfachen Radialperistaltikschlauchpumpe, die sich durch eine geringe Anzahl von Elementen nit eindeutiger Anordnung auszeichnet, werden eine sichere Begrenzung des Förderdruckes, eine hohe Funktionssicherheit, ein geringer die Funktion nicht beeinflussender Verschleiß, eine gedämpfte Bewegung der Kreisringsegmente, ein schwingungs- und geräuscharmer Lauf, sowie eine Verringerung der erforderlichen Antriebsleistung erreicht.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: Wirkprinzip der Radialperistaltikschlauchpumpe Fig.2: Radialperistaltikschlauchpumpe in schematischer Darstellung Fig. 3: Schnitt A-A nach Fig.2.

Die Radialperistaltikschlauchpumpe mit Druckbegrenzung besteht zum Beispiel aus einer Grundplatte 14 in der drehbar der Rotor 9 gelagert ist. Am Rotor 9 sind zwei ballige Rollen 3 radialverschiebbar in je einer Führung 1 angebracht. Zentrisch um den Rotor 9 sind radialbewegliche Kreisringsegmente 4 und ein in der Grundplatte schwenk- und fixierbares Gegenlager 6 über einen Winkel von 200 Grad sowie ein festes Kreisringsegment 8 über einen Winkel von 160 Grad so angeordnet, daß die Rollen 3 ständig geführt werden und damit stoßfrei laufen. Der Schlauch 7 wird zwischen die radiaibeweglichen Kreisringsegmente 4 und das kreisförmig ausgebildete Gegenlager 6 eingelegt. Die beiden radialverschieblichen Rollen 3 werden durch je eine Druckfeder 2, die sich in der Führung 1 befinden, auf die radialbeweglichen Kreisringsegmente 4 gedruckt, wodurch der Schlauch 7 bei der Drehung A des Rotors 9 schrittweise zusammengedrückt und Flüssigkeit geföi dert wird. Die radialbeweglichen Kreisringsegmente 4 werden in zwei ringförmigen Nuten 10 geführt und besitzen Bohrungen, durch die ein Federstahldraht 12 geführt ist, weichet' beiderseitig am festen Kreisringsegment 8 befestigt ist. Dadurch führen die Kreisringsegmente gedämpfte Bewegungen aus und können sich auch bei zum Schlaucheinlegen geöffnetem Gegenlager 6 nicht verkanten. Durch die radiale Verschiebbarkeit der Rollen 3 werden die fertigungsbedingten Maßabweichungen der Pumpe und des Schlauches, sowie Verschleiß ausgeglichen und eine große Funktionssicherheit gewährleistet. Die sichere Druckbegrenzung erfolgt durch die definierte Federkraft der Druckfedern 2. Durch Austausch der Druckfedern oder durch Verändern des Vorspannweges der Druckfedern mit Hilfe der Stellung des Gegenlagers 6 gegenüber den Kreisringsegmenten 4 durch eine Verdrehung B des Doppelexcenters 13, was einer Verlagerung des Arbeitspunktes auf der Druckfederkennlinie entspricht, kann die Federkraft und damit der zulässige Förderdruck geändert werden.

Claims

1. Radialperistaltikschlauchpumpe^estehend aus einer Grundplatte mit drehbar gelagertem Rotor mit Rollen, radial beweglichen Kreisringsegmenten und einem Gegenlager, dadurch gekennzeichnet, daß am Rotor (9) mindestens eine einstellbare und/oder austauschbare Einrichtung (2) zur Erzeugung einer definierten Rcdialkraft in einer Führung (1) derart mit den Rollen (3), den radial beweglichen Kreisringsegmenten (4) und dem Gegenlager (6) kombiniert ist, daß mittels einer Führung (5) für die radial beweglichen Kreisringsegmente (4) ein definiertes Zusammenpressen des Schlauches (7) erreicht wird.

2. Radialperistaltikschlauchpumpe nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung fester Rollen (3) am Rotor (9) das Gegenlager (6) eine definierte Radialkratt erzeugt.

3. Radialperistaltikschlauchpumpe nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein unbewegliches Kreisringsegment (8) zentrisch zur Achse des Rotors (9) den nicht von den radial beweglichen Kreisringsegmenten (4) gebildeten Vollkreis ausfüllt.

4. Radialperistalcikschlauchpumpe nach Punkt 1 oder Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (3) vorzugsweise ballig ausgeführt sind.

5. Radialperistaltikschlauchpumpe nach Punkt 1 oder Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (5) der radial beweglichen Kreisringsegmente (4) minies einer in der Grundplatte (14) und/oder im Rotor (9) angeordneten ringförmigen Nut (10) erfolgt und/oder mittels eines Durchbruchs (11) in den radialverschieblichen Kreisringsegmonten (4) und einem darin angeordneten Führungselement (12) erreicht wird.

6. Radialperistaltikschiauchpumpe nach Punkt 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement 02) vorzugsweise aus einem federnden Draht besteht, der am unbeweglichen Gegenlager (8) befestigt ist.