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WO2017207105A2 - Dialysegerät und konstantflussdrossel - Google Patents

Dialysegerät und konstantflussdrossel Download PDF

Info

Publication number
WO2017207105A2
WO2017207105A2 PCT/EP2017/000655 EP2017000655W WO2017207105A2 WO 2017207105 A2 WO2017207105 A2 WO 2017207105A2 EP 2017000655 W EP2017000655 W EP 2017000655W WO 2017207105 A2 WO2017207105 A2 WO 2017207105A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
throttle
plunger
flow
throttle opening
constant flow
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/000655
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2017207105A3 (de
Inventor
Christoph Wiktor
Original Assignee
Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh filed Critical Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh
Priority to CN201780033447.0A priority Critical patent/CN109219455B/zh
Priority to US16/306,747 priority patent/US11246968B2/en
Priority to EP17728447.8A priority patent/EP3463506A2/de
Publication of WO2017207105A2 publication Critical patent/WO2017207105A2/de
Publication of WO2017207105A3 publication Critical patent/WO2017207105A3/de

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    • A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/1654—Dialysates therefor
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
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    • F16K17/22—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line
    • F16K17/24—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line acting directly on the cutting-off member
    • F16K17/26—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line acting directly on the cutting-off member operating in either direction
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    • G—PHYSICS
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    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3331—Pressure; Flow
    • A61M2205/3341—Pressure; Flow stabilising pressure or flow to avoid excessive variation

Definitions

  • the present invention relates in a first aspect to a dialysis machine having a dialysate system and having a water inlet, via which the dialysate system can be connected to an external water supply.
  • a dialysis machine for hemodialysis and / or hemofiltration.
  • Such dialysis machines are usually connected at the place of use to an ultrapure water supply, which provides the dialysate or permeate required for dialysis.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of such a dialysis machine according to the prior art.
  • the dialysis machine 1 has a water inlet 2, which can be connected to an external water supply and via which water can flow into an inlet chamber 3 of the dialysate system.
  • the pressure reducer 4 in the line between the water inlet 2 and the input chamber 3 is provided.
  • an input valve 5 is arranged in the line.
  • Such dialysis machines thus have the disadvantage that a service technician is required to set the pressure reducer at the place of use. Furthermore, an adaptation to fluctuating pressures during the operation is not provided. As a result, an optimal operating behavior is not achieved in all cases. In particular, too low inflows to the input chamber may result in the dialysis machine not achieving optimal performance. Too high inflows lead to an additional burden on the water supply.
  • the object of the first aspect of the present invention is therefore to provide an improved dialysis machine.
  • the present invention relates to a constant-flow throttle.
  • a constant flow throttle is known, which should ensure a constant outflow of cerebral spinal fluid into other body openings in the case of a hydrocephalus as an implant.
  • the constant flow throttle known from this publication has a housing through which fluid flows, which encloses an inlet, a throttle opening and an outlet.
  • a plunger is slidably disposed in the housing, wherein between the throttle opening and the plunger a dependent of the relative position between plunger and throttle opening, the throttle effect defining throttle channel remains.
  • the throttle channel is embedded helically in the circumference of the plunger.
  • the constant-flow throttle can generate a substantially constant volume flow over its operating pressure range.
  • the constant flow throttle known from EP 2 253 352 A1 is designed only for low flow rates and therefore can not be used for dialysis machines.
  • WO 98/38555 A1 Another throttle is known from WO 98/38555 A1.
  • a needle-shaped plunger is used, which is shifted in response to a differential pressure relative to a diaphragm.
  • the constant flow restrictor of WO 98/38555 A1 is used in irrigation systems.
  • the object of the second aspect of the present invention is therefore to provide an improved constant-flow throttle.
  • this should be used in a dialysis machine.
  • the present invention comprises a dialysis machine with a dialysate system and with a water inlet, via which the dialysate system can be connected to an external water supply.
  • the dialysis machine is a device for hemodialysis and / or hemofiltration.
  • a constant flow throttle is arranged between the water connection and the dialysate system. Such a constant flow throttle changes depending on the applied pressure difference their flow resistance so that over a given operating range results in an approximately constant, independent of the pressure difference flow.
  • a dialysis machine according to the invention can thus be connected without adjustment by a service technician to a wide variety of external water supplies, for example to an ultrapure water ring line of different quality and load, to an ultrapure water location, to a reverse osmosis system, etc.
  • the constant-flow throttle furthermore ensures that the dialysis machine according to the invention achieves its optimum performance through the correct inflow. Furthermore, unnecessary loads on the water supply are prevented.
  • the dialysate system of the dialysis machine according to the invention may have a water inlet chamber, which is filled by the external water supply with water.
  • the constant flow throttle is preferably arranged between the water inlet of the dialysis machine and the water inlet chamber of the dialysate system.
  • the water inlet chamber may further comprise a level detection and / or an input valve.
  • a controller of the dialysis machine controls the input valve in response to the level detection to ensure a desired level in the water inlet chamber.
  • the input valve can be arranged downstream of the constant-flow throttle.
  • the constant flow throttle and the inlet valve may be arranged in a line which connects the water connection with the water inlet chamber.
  • the input valve may be a switching valve. If this is opened, the constant-flow throttle according to the invention ensures that the input chamber is filled with a reproducible flow.
  • the constant-flow throttle is designed as a passive flow control element. This makes it possible to dispense with sensors and / or control electronics.
  • the constant-flow throttle has a throttle element, which is moved by a pressure applied to the constant-flow throttle differential pressure against the force of a spring and changes the flow resistance of the differential pressure throttle.
  • the throttle element may in particular be a plunger, which is displaceable in a throttle opening.
  • the throttle opening, the plunger and the spring are preferably designed so that within an operating range of differential pressures results in a substantially constant, independent of the differential pressure flow through the constant-flow throttle.
  • the constant-flow throttle used has the following structure:
  • the constant-flow throttle has a housing through which liquid flows, with an inlet, a throttle opening and an outlet.
  • a plunger is provided, which is arranged displaceably in the housing, wherein between the throttle opening and the plunger a dependent of the relative position between plunger and throttle opening, the throttle effect defining throttle channel remains.
  • a spring is provided against the force of the plunger is displaced by a differential pressure which is applied between the input and the output of the housing.
  • the constant-flow throttle is configured as will be described in more detail below.
  • the constant-flux throttle according to the second aspect of the present invention may be configured.
  • the present invention in a first variant comprises a constant-flow throttle with a liquid-flowed housing, which has an inlet, a throttle opening and an outlet. Furthermore, a plunger is provided, which is arranged displaceably in the housing, wherein between the throttle opening and the plunger from the relative position between the plunger and throttle opening dependent, the throttle effect defining throttle channel remains. Furthermore, a spring is provided against the force of the plunger is displaced by a differential pressure which is applied between the input and the output of the housing. According to the invention, it is provided according to the first variant that the minimum flow-through cross section of the throttle channel changes when the plunger is displaced relative to the throttle opening.
  • the minimum flow-through cross-section of the throttle channel is thus changed in order to adjust the flow resistance of the constant-flow throttle as a function of an applied differential pressure. This enables improved performance, especially in an operating range with low differential pressures. Furthermore, this also higher flow rates are possible, which allow use in a dialysis machine.
  • the constant-flow throttle according to the invention is preferably used in a dialysis machine as described above in accordance with the first aspect.
  • the constant flux reactor according to the invention is not limited to use in a dialysis machine, but can be used, for example, in other medical devices.
  • the length of the throttle channel may be independent of the position of the plunger relative to the throttle opening.
  • the plunger in this case, the throttle opening always enforce completely.
  • the throttle channel or the throttle opening acts in this case preferably fluidically as a diaphragm.
  • the throttle opening may be a narrow aperture.
  • the throttle opening and the plunger may be configured so that change in a displacement of the plunger relative to the throttle opening, both the length, and the minimum flow cross-section of the throttle channel.
  • the length of the throttle channel in this case changes in that the plunger is pushed further into the throttle opening with increasing differential pressure, so that the length of the throttle opening, which is penetrated by the plunger, depending on the position of the plunger and thus of the Differential pressure changed.
  • the throttle channel is defined by the region in which the plunger passes through the throttle opening.
  • the plunger and the throttle opening are designed so that the minimum flow cross-section of the throttle channel decreases with increasing differential pressure.
  • the decreasing cross-section increases the flow resistance.
  • the plunger and the throttle opening may be designed so that the length of the throttle channel increases with increasing differential pressure. This also increases the flow resistance.
  • the plunger, the throttle opening and the spring are designed so that within a range of possible differential pressures results in a substantially constant, independent of the differential pressure flow through the constant flow restrictor.
  • the travel of the spring, the minimum flow cross-section of the throttle channel and optionally the length of the throttle channel are coordinated so that the flow resistance of the constant flux is tracked to the differential pressure so that there is a substantially constant flow over the entire operating range.
  • the changing minimum flow cross section of the throttle channel is preferably achieved in that the cross section of the plunger and / or the throttle opening over the region in which the plunger is pushed with varying differential pressure in the throttle opening changes.
  • a plunger is used whose cross-sectional area and / or diameter changes over the region with which the plunger is displaced relative to the throttle opening when the differential pressure changes.
  • a plunger is used whose cross-sectional area and / or diameter is progressively reduced in a flow direction in a first subregion, ie, at an increasing rate.
  • a step area adjoins the first partial area in the direction of flow.
  • the first subregion and the step region can be arranged on the tappet such that the step region is used in an operating region with lower differential pressures, while the first subregion is used in an operating region having larger differential pressures.
  • the inventor of the present invention has recognized that such a configuration of the plunger, in particular in the range of low differential pressures, makes the constant flow throttle more robust with respect to manufacturing tolerances or an initial sticking of the plunger.
  • the first portion with progressively decreasing cross-sectional area and / or diameter allows a particularly effective adaptation to changing differential pressures and thus a high accuracy in setting the desired flow.
  • the step area makes the throttle more robust with regard to manufacturing tolerances or mechanical inhibitions at low differential pressures.
  • the constant-flow throttle is configured so that the first sub-range in an operating range with higher differential pressures, the step range in an operating range with lower differential pressures is effective, i. changed the minimum cross-section through.
  • the cross-sectional area and / or the diameter in the first subregion is reduced in accordance with a theoretically optimal curve.
  • the cross-sectional area and / or the diameter can be reduced so that this theoretically leads to a constant flow over the entire first partial area.
  • the cross-sectional area and / or the diameter in the step area deviate from a theoretically optimal curve towards a larger cross-sectional area and / or larger diameters. According to the invention, no curve shape is used in the step area, which ensures an optimally constant flow.
  • the inventor of the present invention has recognized that, even in a region with low differential pressures, even the slightest deviations from the optimum curve lead to pronounced fluctuations in the behavior of the constant-flow throttle. Furthermore, the inventor has recognized that deviations which lead to an enlargement of the minimally traversed cross section, have greater effects on the flow than deviations, which lead to a reduction of the minimum flow cross section. According to the invention, therefore, the course of the cross-sectional area and / or the diameter deviates from the theoretically optimal curve towards a larger cross-sectional area and / or a larger diameter in the step area, since the constant-flow throttle thereby becomes more robust with respect to manufacturing tolerances and an initial movement inhibition.
  • the step region forms an end region of the tappet.
  • the cross-sectional area and / or the diameter of the plunger in the step area decreases at a decreasing rate or not at all. While the cross-sectional area and / or the diameter in the first partial area thus progressively decreases, it reduces in the step area degressive or not at all.
  • the first subregion terminates in a differential, jolt-free end position of the plunger in front of the throttle opening and / or the narrowest point of the throttle opening.
  • the first portion therefore preferably has no influence on the throttle properties and in particular no influence on the minimum flow-through cross section.
  • the narrowest point of the throttle opening is preferably zugt to the point with the smallest cross-sectional area and / or diameter of the throttle opening.
  • the step area extends in the differential jerkless end position of the plunger partially within the throttle opening and partially in front of the throttle opening and / or on both sides of a narrowest point of the throttle opening. Therefore, in the differential pressure-free end position of the plunger, the step area is the area which defines the throttle properties and / or the minimum cross section through which flow passes.
  • the length of the step area is less than 50% of the adjustment path of the plunger.
  • the length of the step area is less than 20% of the displacement of the plunger.
  • the step area is therefore preferably used in particular only in a small range of low differential pressures.
  • the length of the first subregion is more than 50% of the adjustment path of the tappet, preferably more than 80%. Over a wide differential pressure range, in particular via such with the larger differential pressures, so comes the first portion with the progressive reduction of the diameter used.
  • the plunger is preferably pressed by the spring in the absence of differential pressure against a stop.
  • the stop thus defines the differential pressure-free end position of the tappet.
  • the current flow may preferably be blocked by and / or past the plunger.
  • a seal may be provided for this purpose. This ensures that even low differential pressures reliably lead to a movement of the plunger and thus overcome an initial inhibition of the plunger, since the plunger are not flowed around in the differential pressure-free end position can and must therefore first be moved against the force of the spring from the current flow blocking position.
  • Such an embodiment is also independent of the configuration of the constant-flow throttle according to the first variant of the second aspect of advantage.
  • the present invention therefore according to a second variant of the second aspect comprises a constant-flow throttle for a dialysis machine with a liquid-flowed housing, which has an inlet, a throttle opening and an outlet. Furthermore, a plunger is provided, which is arranged displaceably in the housing, wherein between the throttle opening and the plunger a dependent of the relative position between plunger and throttle opening, the throttle effect defining throttle channel remains. Furthermore, a spring is provided against the force of the plunger is displaced by a differential pressure which is applied between the input and the output of the housing. According to the invention it is provided that the plunger is pressed in the absence of differential pressure by the spring against a stop, being blocked in this position, the current flow through and / or past the plunger. In particular, this is done by a seal. Such a configuration is not known in the case of constant-flow throttles which would be usable for dialysis machines.
  • the blockage of the flow of current through and / or past the plunger preferably takes place in that the stop has a sealing geometry which is pressed against a sealing element arranged on the plunger.
  • the sealing element may in particular be made of an elastomeric material.
  • the sealing geometry may in particular be a sealing edge and / or a sealing bead.
  • the plunger and the throttle opening are configured and cooperate so that the throttle channel between an outer side of the plunger and an inner side of the throttle opening remains.
  • the plunger can be designed in the form of a pen.
  • the throttle opening may be tubular.
  • the length of the flow channel is preferably predetermined by the length at which the plunger passes through the throttle opening.
  • the throttle opening may be designed as a diaphragm, for example as a narrow constriction of a flow channel or as the end of a funnel-shaped tapered channel.
  • the maximum diameter of the plunger in the region in which it passes through the throttle opening smaller than the minimum diameter of the throttle opening in this area.
  • the plunger and / or the throttle opening may be rotationally symmetrical.
  • the plunger may also have webs which correspond to the minimum diameter of the throttle opening and guide the plunger in the throttle opening.
  • the cross-sectional area and / or the diameter of the tubular throttle opening may be constant.
  • it may be a cylinder tube.
  • the cross-sectional area and / or the diameter of the tubular throttle opening may increase at least in a partial area in the flow direction. This facilitates removal of the injection molding tool the injection process.
  • the cross-sectional area and / or the diameter of the tubular throttle opening over the entire hyperextension increases by a maximum of 10%.
  • the smallest cross-sectional area and / or the smallest diameter of the throttle opening may be arranged on the side of the throttle opening facing the inlet.
  • the tubular throttle opening can pass on the output side without transition into a fluid line section.
  • the end of the throttle opening in this case is defined by the point to which the pin is displaced at maximum operating pressure.
  • only the narrowest point can form the throttle opening, if only this point provides for the actually effective throttling.
  • the plunger is connected to a guide region, which is displaceably guided in a guide chamber of the housing.
  • the guide area and the plunger can be made in one piece.
  • the plunger is guided by the guide portion in its movement within the housing
  • the guide area can be cylindrical and guided in a cylindrical guide chamber of the housing slidably.
  • the guide region and / or the guide chamber is designed circular cylindrical.
  • other cross-sectional shapes are conceivable.
  • the stop for the plunger, against which this is pressed in the differential pressure-free state by the spring formed by an input-side end of the guide chamber, against which the guide portion is pressed in the absence of differential pressure by the spring.
  • the guide chamber may have a larger diameter than the throttle opening.
  • the cross-sectional area and / or the diameter of the guide chamber is so large that a fluid channel remains between the plunger and the guide chamber, which has no relevant throttle effect.
  • the spring may be arranged in the guide chamber.
  • the spring may extend between an output-side end of the guide chamber and the guide region of the plunger.
  • the spring surrounds the ram arranged on the guide area.
  • the guide chamber can be arranged between the inlet and the inlet-side end of the throttle opening.
  • the guide region can have one or more openings through which it flows.
  • the liquid can flow through the plunger without a relevant throttling action.
  • the seal can close off the flow of fluid between the inlet and the one or more openings through which it flows in the position in which the guide area is pressed against the stop.
  • the constant-flow throttle according to the invention generates a substantially constant flow over its operating range.
  • Substantially constant in the sense of the present invention preferably means that the flow over the operating range deviates by a maximum of 30% from a maximum value, preferably by a maximum of 10%.
  • the constant-flow throttle according to the invention is designed so that it has a substantially constant flow in its operating range between 500 ml / min and 3000 ml / min, preferably between 1000 ml / min and 1500 ml / min.
  • the operating pressure range of the constant flow throttle may include differential pressures between 2 bar and 3 bar.
  • the operating pressure range of the constant flow throttle preferably comprises differential pressures between 1 bar and 5 bar, more preferably between 0.5 bar and 5.5 bar.
  • the operating pressure range of the constant-flow throttle comprises differential pressures of up to 0.2 bar.
  • the operating pressure range of the constant-flow throttle may include input pressures of between 2 bar and 4 bar, preferably between 1.5 bar and 6 bar.
  • the housing of the constant-flow throttle according to the invention comprises two parts.
  • the parts can be made in particular as injection-molded parts and / or plastic.
  • the two parts of the housing are screwed or glued together.
  • a first part may comprise a guide chamber, the throttle opening and the outlet.
  • a second part may comprise the inlet and optionally a sealing structure against which the plunger is pressed by the spring in the absence of differential pressure.
  • the plunger is made of plastic and / or as an injection molded part.
  • the inlet and / or the outlet of the housing may be tubular, wherein preferably hoses can be fastened to the tubular inlet and / or outlet.
  • Figure 1 a dialysis machine according to the prior art
  • Figure 2 an embodiment of a dialysis machine according to the invention according to the first aspect of the present invention
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a constant-flow throttle according to the first variant of the second aspect of the present invention
  • FIG. 4 a diagram which shows the minimum cross-section of the
  • Throttle channel in response to a differential pressure in the embodiment shown in Figure 3; a schematic representation to illustrate the inventive with a displacement of the plunger relative to the throttle opening changing minimum flow-through cross section of the throttle channel;
  • FIG. 6 shows a diagram which shows the influence of deviations of the ram geometry from an optimum setpoint geometry on the flow through the constant flow throttle in the exemplary embodiment shown in FIGS. 3 and 4;
  • FIG. 7 shows the shape of a plunger for a constant flow throttle according to a preferred embodiment of the first variant of the second aspect of the present invention, together with a schematic representation of the flow generated as a function of the differential pressure;
  • FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of a constant-flow throttle according to the invention, in which the first and second variants of the second aspect are implemented in combination.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a dialysis machine 10 according to the invention.
  • the dialysis machine has a water inlet 11 with which it can be connected to an external water supply at the place of use.
  • the external water supply can be, for example, an RO ring line, a single station and / or a reverse osmosis system.
  • the dialysis machine has a dialysis system 12 shown only schematically in FIG. 2 with an inlet chamber 14, which can be filled with water via the water inlet 1.
  • the water inlet 11 is connected via a line 16 to the inlet chamber 14 of the dialysate system 12 in connection.
  • a constant-flow throttle 13 is provided in line 16 between the water inlet 11 and the inlet chamber 14 of the dialysate system according to the invention.
  • This is constructed as a passive current control element so that it changes its flow resistance as a function of the pressure difference between the water inlet and the inlet chamber 14 so that sets an approximately constant flow over the entire operating range.
  • a throttle element is provided, which is displaced by the applied pressure difference between the input and the output of the constant-flow throttle against the force of a spring and thereby changes the flow resistance of the constant-flow throttle.
  • the throttle element may be a plunger, which cooperates with a throttle opening of the constant flow throttle.
  • the operating pressure range of the constant flow throttle comprises inlet pressures of between 1.5 bar and 6 bar.
  • the constant flow throttle is designed so that it sets a substantially constant flow over the entire operating pressure range between 1000 ml / min and 1500 ml / min.
  • a substantially Constant flow in the sense of the present invention preferably deviates by no more than 35% from a maximum flow, preferably by not more than 20%.
  • the inlet chamber 14 of the dialysate system 12 has a level sensor 17, which is connected to a controller 18 of the dialysis machine. Furthermore, an input valve 15 is provided in the conduit 16 downstream of the constant flow throttle 13. Depending on the data of the level sensor 17, the controller controls the input valve 15 to fill the input chamber 14.
  • the input valve 15 is a switching valve.
  • a heat exchanger 19 is further provided, via which the inflowing into the input chamber 14 water can be heated.
  • the dialysis machine is preferably a device for hemodialysis and / or hemofiltration.
  • An extracorporeal blood circulation which is usually designed as a disposable, can therefore be connected to the dialysis machine.
  • a dialyzer is arranged, which on the one hand forms part of the extracorporeal blood circulation, and on the other hand is connected to the dialysate system of the dialysis machine.
  • the blood and dialysate flow through the two halves of the dialyzer, which are separated from one another by a membrane so as to allow a mass transfer between dialysate and blood.
  • the dialysis machine can in particular have a blood pump and / or a dialysate pump, which are controlled by the controller 18.
  • constant flux chokes In the context of the dialysis machine according to the invention initially any constant flux chokes can be used. However, constant flux chokes are preferably used, which are described in more detail below. The constant flux chokes described in more detail below can be used not only for dialysis machines, but also in other applications, for example in other medical devices.
  • FIG. 3 shows a first exemplary embodiment of a constant-flow throttle according to the invention.
  • the constant flow throttle comprises a housing 20 with an inlet 21, a guide chamber 22, a throttle opening 23 and an outlet 24.
  • a plunger 25 is slidably disposed, which cooperates with the throttle opening 23 and thereby generates the throttle effect of the constant flux.
  • the inlet 21 and the outlet 24 of the housing are each led out of the housing in a tubular manner, so that in each case a hose nozzle can be pushed onto the inlet 21 and the outlet 24.
  • the input 1 and the output 24 have for this purpose a smaller outer diameter than the central part of the housing.
  • the outer surfaces of the inlet 21 and the outlet 24 forming tubular portion each have a cylindrical portion 35 on which a clamp can be attached, and a bead 36, which prevents removal of the barb after attaching the clamp.
  • the plunger is arranged on a guide region 26, which is guided longitudinally displaceably in the guide chamber 28.
  • the guide region has a cylindrical outer contour, which rests against the likewise cylindrical inner contour of the guide chamber 22 and is guided on this.
  • the throttle opening is formed by a tubular portion 23 of the housing, which adjoins the guide chamber 22 and has a smaller diameter than the guide chamber itself, and / or by the narrowest point 32 of this section.
  • the plunger 25 is pin-shaped and extends axially from the guide portion 26 to the throttle opening. Depending on the position of the guide region 26, the plunger is pushed into the tubular section at different distances or moved relative to its narrowest point. hereby arises between the inner contour of the throttle opening 23 and 32 and the outer contour of the plunger element 25 a dependent of the relative position between plunger and throttle opening, the throttle effect defining throttle channel.
  • a spring 28 is arranged, which extends between the output-side end of the guide chamber 22 and the output-side end of the guide portion 26 and biases the plunger against the flow direction.
  • the guide portion 26 has in the embodiment, a plurality of through holes 27 through which liquid can flow substantially without throttling action. Due to the enlarged cross section of the guide chamber 22 and the guide chamber itself has no relevant throttling effect. The flow resistance of the throttle is therefore defined by the remaining between the throttle opening 23 and 32 and the plunger 25 throttle channel.
  • the housing 20 is constructed from two elements 29 and 30.
  • the element 29 comprises the output 24, the throttle guide 23 or 32 and the guide chamber 22.
  • the second element 30 comprises the input 21 and a stop region 33, against which the guide portion 26 of the plunger in the case of a lack of differential pressure by the force of the spring 28th is pressed.
  • Both housing elements each have a flange region in which they are screwed together by screws 31.
  • a sealing element 34 in the embodiment, a sealing ring, is provided, which seals the two housing elements against each other.
  • the housing elements and the plunger are preferably designed as plastic injection molded parts.
  • the first housing element 29 is made of a translucent and / or transparent material in order to visually check the function of the constant flux inductor.
  • the throttle channel is designed as an annular gap, which between the outer periphery of the plunger and the inner circumference of the Drosselöff- is running.
  • the throttle opening and the plunger have a rotationally symmetrical contour and are arranged coaxially.
  • the throttle opening 23 may have a constant diameter in a possible embodiment.
  • the diameter of the tubular section which surrounds the throttle opening widens in a funnel shape in the flow direction.
  • the expansion is only slight, wherein in the exemplary embodiment, the widening of the cross-sectional area of the tubular portion over the entire range of movement of the plunger from the narrowest point 32, starting from a maximum of 10%.
  • the section 23 comprising the throttle opening merges directly into the output 24 of the constant-flow throttle.
  • the narrowest point 32 i. the location with the smallest of the cross-sectional area or the smallest diameter of the throttle opening 23 is provided on the input-side side of the throttle opening 23 in the exemplary embodiment. Therefore, this point defines together with the diameter of the plunger 25 at this point the minimum flow cross-section of the throttle channel. Despite the slight widening of the channel, in one possible embodiment, the actually effective throttling arises essentially only at this narrowest point 32, so that only this acts as a throttle opening.
  • the cross-sectional area or the diameter of the plunger changes in the area which is guided past the narrowest point 32 during a movement of the plunger.
  • the cross-sectional area or the diameter of the plunger in the flow direction decreases.
  • the minimum cross-section of the throttle channel remaining between the plunger 25 and the throttle opening 23 depends on the relative position between the plunger 25 and the throttle opening 23.
  • the plunger 25 is displaced by a pressure difference between the inlet 21 and the outlet 24 in the flow direction against the force of the spring 28.
  • the minimum cross-section of the throttle channel remaining between the plunger 25 and the throttle opening 23 changes.
  • the length of the throttle channel may also change and also be used to influence the flow. The change of the cross section and optionally the length is such that an approximately constant flow results.
  • the tip of the plunger is in the region of the narrowest point 32 of the throttle opening in the differential pressure-free situation of the constant flow throttle shown in FIG.
  • the very short, remaining between the tip of the plunger and the narrowest point of the throttle opening throttle channel behaves like an annular gap.
  • the flow rate is determined by the effective area A of the throttle channel, i. the minimum flow cross-section of the throttle channel.
  • the constant-flow throttle according to the invention is designed so that the minimum cross-section through which flows and thus the effective area A of the throttle channel changes as a function of the pressure difference. This is effected by a corresponding shaping of the plunger.
  • the differential pressure acts on the cross-sectional area of the plunger in the effective range of the constant flow throttle, ie in the exemplary embodiment shown in FIG. 3 in the region of the narrowest point 32 of the throttle opening.
  • the plunger is moved in response to the differential pressure until the spring force and the force generated by the differential pressure force on the plunger are in equilibrium.
  • the position x of the plunger therefore depends on the spring rigidity R and the cross-sectional area A of the plunger in the effective range as follows: F AP * A,
  • the effective area A is the remaining area of the throttle opening, which is not blocked by the plunger.
  • a 0 is the minimum cross-sectional area of the throttle opening defined by the minimum diameter do and A, the cross-sectional area of the plunger in the region of the narrowest point 32 given by the diameter dj of the plunger at the position x.
  • the diameter of the plunger dj at the position x is thus given by the difference between the constant outer diameter do of the narrowest point of the throttle opening, which is predetermined by the housing, and the diaphragm surface necessary according to the above formula.
  • FIG. 7 shows an alternative geometry for the tappet tip.
  • the geometry of the ram in the area of the tip deviates from the ideal line of the diaphragm equation calculated above, namely in the direction of larger diameters.
  • a step 40 which prevents the diameter d, falls below a certain level.
  • the diagram in Figure 5 exaggerates the effect of this step on the flow.
  • a region 41 then adjoins the step region 40, in which the diameter dj follows the ideal line and thus progressively decreases in the flow direction, ie opposite to the arrow indicating the position x.
  • the diameter d, in the region 41 as a function of the position x decreases in a degressive manner.
  • the area with the largest change of the diameter d therefore, is that which immediately adjoins the step area 40.
  • the position x defines the location of the plunger, which is located in the region of the location 32 with the narrowest diameter of the throttle opening.
  • the above relationships may alternatively be defined in terms of the throttle opening. This is the case in particular when the throttle opening has a constant diameter.
  • the dialysis machine according to the present invention has the advantage that the inflow of water into the dialysis system of the device is automatically regulated. Manual adjustment of the pressure, such as during commissioning, is therefore no longer necessary. Furthermore, a cost-effective and simple construction is ensured.
  • the constant flux choke is a passive component, which is maintenance-free.
  • the constant flux chokes according to the second aspect of the present invention are optimized for low differential pressures and high flow accuracy. Furthermore, the second variant has an integrated non-return valve function.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dialysegerät, insbesondere für die Hämodialyse und/oder Hämofiltration, mit einem Dialysatsystem und mit einem Wassereingang, über welchen das Dialysatsystem an eine externe Wasserversorgung anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wasseranschluss und dem Dialysatsystem eine Konstantflussdrossel angeordnet ist.

Description

Dialysegerät und Konstantflussdrossel
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Dialysegerät mit einem Dialysatsystem und mit einem Wassereingang, über welchem das Dialysatsystem an eine externe Wasserversorgung anschließbar ist. Insbesondere handelt es sich um ein Dialysegerät für die Hämodialyse und/oder die Hämofiltration.
Solche Dialysegeräte werden üblicherweise am Einsatzort an eine Reinstwasserversorgung angeschlossen, welche das für die Dialyse notwendige Dialysat bzw. Permeat zur Verfügung stellt.
Da der Druck der externen Wasserversorgung, welcher am Wassereingang des Dialysegerätes anliegt, von Einsatzort zu Einsatzort stark schwanken kann, ist bei üblichen Dialysegeräten zwischen dem Wasseranschluss und dem Dialysatsystem ein Druckreduzierer vorgesehen. Figur 1 zeigt ein Prinzipschema eines solchen Dialysegerätes gemäß dem Stand der Technik. Das Dialysegerät 1 weist einen Wassereingang 2 auf, welcher an eine externe Wasserversorgung anschließbar ist und über welchen Wasser in eine Eingangskammer 3 des Dialysatsystems zufließen kann. Zur Anpassung an unterschiedliche Drücke der externen Wasserversorgung ist der Druckreduzierer 4 in der Leitung zwischen dem Wassereingang 2 und der Eingangskammer 3 vorgesehen. Weiterhin ist ein Eingangsventil 5 in der Leitung angeordnet. Bei Aufstellung am Einsatzort stellt der Servicetechniker mittels des Druckreduzierers den Zulaufdruck in die Eingangskammer des Dialysatsystems auf einen gewünschten Wert ein.
Solche Dialysegeräte haben damit den Nachteil, dass ein Servicetechniker benötigt wird, um den Druckreduzierer am Einsatzort einzustellen. Weiterhin ist eine Anpassung an schwankende Drücke während des. Betriebes nicht vorgesehen. Hierdurch wird nicht in allen Fällen ein optimales Betriebsverhalten erreicht. Insbesondere können zu niedrige Zuflüsse zur Eingangskammer dazu führen, dass das Dialysegerät nicht die optimale Performance erreicht. Zu hohe Zuflüsse führen wiederum zu einer zusätzlichen Belastung der Wasserversorgung.
Aufgabe des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Dialysegerät zur Verfügung zu stellen.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Konstantflussdrossel.
Aus der Druckschrift EP 2 253 352 A1 ist eine Konstantflussdrossel bekannt, welche bei einem Hydrozephalus als Implantat einen konstanten Abfluss von Hirn- Rückenmarksflüssigkeit in andere Körperöffnungen sicherstellen soll. Die aus dieser Druckschrift bekannte Konstantflussdrossel weist ein flüssigkeitsdurchströmtes Gehäuse auf, welches einen Eingang, eine Drosselöffnung und ein Ausgang um- fasst. ist ein Stößel in dem Gehäuse verschiebbar angeordnet, wobei zwischen der Drosselöffnung und dem Stößel ein von der Relativposition zwischen Stößel und Drosselöffnung abhängiger, die Drosselwirkung definierender Drosselkanal verbleibt. In der EP 2 253 352 A1 ist der Drosselkanal schraubenförmig im Umfang des Stößels eingelassen. Wird der Stößel durch einen Differenzdruck zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Gehäuses gegen die Kraft einer Feder verschoben, verändert sich die Länge des zwischen Drosselöffnung und Stößel verbleibenden Drosselkanals. Durch eine entsprechende Einstellung der Federkraft kann die Konstantflussdrossel über ihren Betriebsdruckbereich einen im wesentlichen konstanten Volumenstrom erzeugen. Die aus der EP 2 253 352 A1 bekannte Konstantflussdrossel ist allerdings nur für geringe Flussraten ausgelegt und daher nicht für Dialysemaschinen einsetzbar.
Eine weitere Drossel ist aus der WO 98/38555 A1 bekannt. Hier wird ein Nadeiförmiger Stößel eingesetzt, welcher in Abhängigkeit von einem Differenzdruck relativ zu einer Blende verschoben wird. Die Konstantflussdrossel der WO 98/38555 A1 wird in Bewässerungsanlagen eingesetzt.
Aufgabe des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Konstantflussdrossel zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt soll diese in einer Dialysemaschine einsetzbar sein.
Die oben genannten Aufgaben gemäß dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden durch die unabhängigen Ansprüche der vorliegenden Erfindung gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß dem ersten Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung ein Dialysegerät mit einem Dialysatsystem und mit einem Wassereingang, über welchen das Dialysat- system an eine externe Wasserversorgung anschließbar ist. Insbesondere handelt es sich bei dem Dialysegerät um ein Gerät für die Hämodialyse und/oder die Hämo- filtration. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen dem Wasseranschluss und dem Dialysatsystem eine Konstantflussdrossel angeordnet ist. Eine solche Konstantflussdrossel verändert in Abhängigkeit von der anliegenden Druckdifferenz ihren Strömungswiderstand so, dass sich über einen vorgegebenen Betriebsbereich ein näherungsweise konstanter, von der Druckdifferenz unabhängiger Fluss ergibt.
Der Einsatz einer solchen Konstantflussdrossel bei einem Dialysegerät hat gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Druckreduzierern den Vorteil, dass das Dialysatsystem zuverlässig mit einem reproduzierbaren Fluss gefüllt wird. Weiterhin kann auf eine Einstellung durch den Servicetechniker verzichtet werden, da der gewünschte Fluss durch die Konstantflussdrossel vorgegeben werden kann. Weiterhin hat die Konstantflussdrossel den Vorteil, dass auch schwankende Drücke der externen Wasserversorgung keinen Einfluss auf den Fluss haben, mit welchem das Dialysatsystem gefüllt wird. Ein erfindungsgemäßes Dialysegerät kann damit ohne Einstellung durch einen Servicetechniker an unterschiedlichsten externen Wasserversorgungen angeschlossen werden, beispielsweise an einer Reinstwas- serringleitung unterschiedlicher Qualität und Last, an einem Reinstwassereinzel- platz, einer Umkehrosmoseanlage etc.
Durch die Konstantflussdrossel ist weiterhin sichergestellt, dass das erfindungsgemäße Dialysegerät durch den korrekten Zufluss seine optimale Performance erreicht. Weiterhin werden unnötige Belastungen der Wasserversorgung verhindert.
Das Dialysatsystem des erfindungsgemäßen Dialysegerätes kann eine Wassereingangskammer aufweisen, welche durch die externe Wasserversorgung mit Wasser gefüllt wird. Bevorzugt ist in diesem Fall die Konstantflussdrossel zwischen dem Wassereingang des Dialysegerätes und der Wassereingangskammer des Dialysat- systems angeordnet.
Die Wassereingangskammer kann weiterhin eine Pegelstandserfassung und/oder ein Eingangsventil aufweisen. Bevorzugt steuert eine Steuerung des Dialysegerätes das Eingangsventil in Abhängigkeit von der Pegelstandserfassung an, um einen gewünschten Pegelstand in der Wassereingangskammer sicherzustellen. Insbesondere kann das Eingangsventil stromabwärts der Konstantflussdrossel angeordnet sein. Insbesondere können die Konstantflussdrossel und das Eingangsventil in einer Leitung, welche den Wasseranschluss mit der Wassereingangskammer verbindet, angeordnet sein. Bei dem Eingangsventil kann es sich um ein Schaltventil handeln. Wird dieses geöffnet, stellt die erfindungsgemäße Konstantflussdrossel sicher, dass die Eingangskammer mit einem reproduzierbaren Fluss gefüllt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Konstantflussdrossel als passives Flusssteuerungselement ausgebildet. Hierdurch kann auf Sensoren und/oder eine Steuerelektronik verzichtet werden. Insbesondere weist die Konstantflussdrossel ein Drosselelement auf, welches von einem an der Konstantflussdrossel anliegenden Differenzdruck gegen die Kraft einer Feder bewegt wird und den Flusswiderstand der Differenzdruckdrossel ändert. Bei dem Drosselelement kann es sich insbesondere um einen Stößel handeln, welcher in eine Drosselöffnung verschiebbar ist. Die Drosselöffnung, der Stößel und die Feder sind bevorzugt so ausgelegt, dass sich innerhalb eines Betriebsbereiches von Differenzdrücken ein im wesentlichen konstanter, vom Differenzdruck unabhängiger Fluss durch die Konstantflussdrossel ergibt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die eingesetzte Konstantflussdrossel folgenden Aufbau auf: Die Konstantflussdrossel weist ein flüssigkeitsdurchströmtes Gehäuse mit einem Eingang, einer Drosselöffnung und einem Ausgang auf. Weiterhin ist ein Stößel vorgesehen, welcher in dem Gehäuse verschiebbar angeordnet ist, wobei zwischen der Drosselöffnung und dem Stößel ein von der Relativposition zwischen Stößel und Drosselöffnung abhängiger, die Drosselwirkung definierender Drosselkanal verbleibt. Weiterhin ist eine Feder vorgesehen, gegen deren Kraft der Stößel durch einen Differenzdruck, der zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Gehäuses anliegt, verschoben wird.
Bevorzugt ist die Konstantflussdrossel so ausgestaltet, wie dies im Folgenden noch näher beschrieben wird. Insbesondere kann die Konstantflussdrossel gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgestaltet sein.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher auf eine Konstantflussdrossel gerichtet ist, umfasst die vorliegende Erfindung in einer ersten Variante eine Konstantflussdrossel mit einem flüssigkeitsdurchströmten Gehäuse, welches einen Eingang, eine Drosselöffnung und einen Ausgang aufweist. Weiterhin ist ein Stößel vorgesehen, welcher in dem Gehäuse verschiebbar angeordnet ist, wobei zwischen der Drosselöffnung und dem Stößel ein von der Relativposition zwischen Stößel und Drosselöffnung abhängiger, die Drosselwirkung definierender Drosselkanal verbleibt. Weiterhin ist eine Feder vorgesehen, gegen deren Kraft der Stößel durch einen Differenzdruck, welcher zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Gehäuses anliegt, verschoben wird. Erfindungsgemäß ist gemäß der ersten Variante vorgesehen, dass sich bei einer Verschiebung des Stößels relativ zur Drosselöffnung der minimale durchströmte Querschnitt des Drosselkanals verändert. Erfindungsgemäß wird damit der minimale durchströmte Querschnitt des Drosselkanals verändert, um den Flusswiderstand der Konstantflussdrossel in Abhängigkeit von einem anliegenden Differenzdruck einzustellen. Dies ermöglicht insbesondere in einem Betriebsbereich mit geringen Differenzdrücken eine verbesserte Performance. Weiterhin sind hierdurch auch höhere Durchflussraten möglich, welche den Einsatz in einem Dialysegerät ermöglichen.
Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Konstantflussdrossel in einem Dialysegerät, wie es oben gemäß dem ersten Aspekt beschrieben wurde, eingesetzt. Die erfindungsgemäße Konstantflussdrossel ist jedoch nicht auf den Einsatz in einem Dialysegerät beschränkt, sondern kann beispielsweise in anderen medizinischen Geräten zum Einsatz kommen.
In einer möglichen Ausführungsform kann die Länge des Drosselkanals unabhängig von der Position des Stößels relativ zur Drosselöffnung sein. Insbesondere kann der Stößel in diesem Fall die Drosselöffnung immer komplett durchsetzen. Der Drosselkanal bzw. die Drosselöffnung wirkt in diesem Fall bevorzugt strömungsmechanisch als eine Blende. Insbesondere kann es sich bei der Drosselöffnung um eine schmale Blende handeln.
Alternativ können die Drosselöffnung und der Stößel so ausgestaltet sein, dass sich bei einer Verschiebung des Stößels relativ zur Drosselöffnung sowohl die Länge, als auch der minimale durchströmte Querschnitt des Drosselkanals verändern. Bevorzugt verändert sich die Länge des Drosselkanals in diesem Fall dadurch, dass der Stößel mit steigendem Differenzdruck weiter in die Drosselöffnung hineingeschoben wird, sodass die Länge der Drosselöffnung, welche von dem Stößel durchsetzt wird, sich in Abhängigkeit von der Position des Stößels und damit von dem Differenzdruck verändert. Der Drosselkanal wird durch den Bereich definiert, in welchem der Stößel die Drosselöffnung durchsetzt.
Bevorzugt sind der Stößel und die Drosselöffnung so ausgestaltet, dass sich der minimale durchströmte Querschnitt des Drosselkanals mit steigendem Differenzdruck verringert. Durch den sich verringernden Querschnitt wird der Flusswiderstand erhöht. Alternativ oder zusätzlich können der Stößel und die Drosselöffnung so ausgestaltet sein, dass sich die Länge des Drosselkanals mit steigendem Differenzdruck vergrößert. Auch hierdurch wird der Flusswiderstand erhöht.
Bevorzugt sind der Stößel, die Drosselöffnung und die Feder so ausgestaltet, dass sich innerhalb eines Betriebsbereiches von möglichen Differenzdrücken ein im wesentlichen konstanter, von dem Differenzdruck unabhängiger Fluss durch die Konstantflussdrossel ergibt. Hierfür sind der Federweg der Feder, der minimale durchströmte Querschnitt des Drosselkanals und gegebenenfalls die Länge des Drosselkanals so aufeinander abgestimmt, dass der Flusswiderstand der Konstantflussdrossel dem Differenzdruck so nachgeführt wird, dass sich ein im wesentlichen konstanter Fluss über den gesamten Betriebsbereich ergibt.
Der sich ändernde minimale durchströmte Querschnitt des Drosselkanals wird bevorzugt dadurch erreicht, dass sich der Querschnitt des Stößels und/oder der Drosselöffnung über den Bereich, in welchem der Stößel bei sich änderndem Differenzdruck in die Drosselöffnung geschoben wird, verändert.
Bevorzugt wird ein Stößel eingesetzt, dessen Querschnittsfläche und/oder Durchmesser sich über den Bereich, mit welchem der Stößel bei sich änderndem Differenzdruck relativ zur Drosselöffnung verschoben wird, verändert. Bevorzugt wird ein Stößel eingesetzt, dessen Querschnittsfläche und/oder Durchmesser sich in einem ersten Teilbereich in Strömungsrichtung progressiv, d.h. mit ansteigender Rate, verringert. Bevorzugt schließt sich in Strömungsrichtung an den ersten Teilbereich ein Stufenbereich an. Insbesondere können der erste Teilbereich und der Stufenbereich so am Stößel angeordnet sein, dass der Stufenbereich in einem Betriebsbereich mit niedrigeren Differenzdrücken, der erste Teilbereich in einem Betriebsbereich mit größeren Differenzdrücken zum Einsatz kommt.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat erkannt, dass durch eine solche Ausgestaltung des Stößels insbesondere im Bereich niedriger Differenzdrücke die Konstantflussdrossel robuster gegenüber Fertigungstoleranzen oder einem initialen Hängenbleiben des Stößels wird.
Insbesondere ermöglicht der erste Teilbereich mit sich progressiv verringernder Querschnittsfläche und/oder Durchmesser eine besonders effektive Anpassung an sich ändernde Differenzdrücke und damit eine hohe Genauigkeit bei der Einstellung des gewünschten Flusses. Der Stufenbereich macht die Drossel dagegen bei niedrigen Differenzdrücken robuster gegenüber Fertigungstoleranzen oder mechanischen Hemmungen.
Bevorzugt ist die Konstantflussdrossel so ausgestaltet, dass der erste Teilbereich in einem Betriebsbereich mit höheren Differenzdrücken, der Stufenbereich in einem Betriebsbereich mit niedrigeren Differenzdrücken wirksam wird, d.h. den minimalen durchströmten Querschnitt verändert.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass sich die Querschnittsfläche und/oder der Durchmesser in dem ersten Teilbereich gemäß einer theoretisch optimalen Kurve verringert. Insbesondere können die Querschnittsfläche und/oder der Durchmesser sich so verringern, dass dies theoretisch zu einem konstanten Fluss über den gesamten ersten Teilbereich führt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Querschnittsfläche und/oder der Durchmesser in dem Stufenbereich von einer theoretisch optimalen Kurve hin zu einer größeren Querschnittsfläche und/oder größeren Durchmessern abweichen. Erfindungsgemäß wird im Stufenbereich damit kein Kurvenverlauf eingesetzt, welcher einen optimal konstanten Fluss sicherstellt. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat jedoch erkannt, dass gerade in einem Bereich mit geringen Differenzdrücken bereits geringste Abweichungen von der optimalen Kurve zu starken Ausschlägen im Verhalten der Konstantflussdrossel führen. Weiterhin hat der Erfinder erkannt, dass Abweichungen, welche zu einer Vergrößerung des minimal durchströmten Querschnitts führen, stärkere Auswirkungen auf den Fluss haben als Abweichungen, welche zu einer Verringerung des minimal durchströmten Querschnitts führen. Erfindungsgemäß weicht in dem Stufenbereich daher der Verlauf der Querschnittsfläche und/oder des Durchmessers von der theoretisch optimalen Kurve hin zu einer größeren Querschnittsfläche und/oder einem größeren Durchmesser ab, da die Konstantflussdrossel hierdurch robuster gegenüber Fertigungstoleranzen und einer initialen Bewegungshemmung wird.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Stufenbereich einen Endbereich des Stößels bildet. Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass sich die Querschnittsfläche und/oder der Durchmesser des Stößels in dem Stufenbereich mit kleiner werdender Rate oder überhaupt nicht verringert. Während die Querschnittsfläche und/oder der Durchmesser im ersten Teilbereich also progressiv verringert, verringert er sich im Stufenbereich degressiv oder überhaupt nicht mehr.
Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der erste Teilbereich in einer differenzd rucklosen Endlage des Stößels vor der Drossellöffnung und/oder der engsten Stelle der Drosselöffnung endet. In der differenzdrucklosen Endlage des Stößels hat der erste Teilbereich daher bevorzugt keinen Einfluss auf die Drosseleigenschaften und insbesondere keinen Einfluss auf den minimalen durchströmten Querschnitt. Bei der engsten Stelle der Drosselöffnung handelt es sich bevor- zugt um die Stelle mit der kleinsten Querschnittsfläche und/oder Durchmesser der Drosselöffnung.
Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass sich der Stufenbereich in der differenzd rucklosen Endlage des Stößels teilweise innerhalb der Drosselöffnung und teilweise vor der Drosselöffnung und/oder auf beiden Seiten einer engsten Stelle der Drosselöffnung erstreckt. Der Stufenbereich ist daher in der diffe- renzdrucklosen Endlage des Stößels derjenige Bereich, welcher die Drosseleigenschaften und/oder den minimalen durchströmten Querschnitt definiert.
Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Länge des Stufenbereichs weniger als 50% des Verstellweges des Stößels beträgt. Bevorzugt beträgt die Länge des Stufenbereiches weniger als 20% des Verstellweges des Stößels. Der Stufenbereich kommt daher bevorzugt insbesondere nur in einem kleinen Bereich geringer Differenzdrücke zum Einsatz.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Länge des ersten Teilbereiches mehr als 50% des Verstellweges des Stößels beträgt, bevorzugt mehr als 80%. Über einen weiten Differenzdruckbereich, insbesondere über einen solchen mit den größeren Differenzdrücken, kommt damit der erste Teilbereich mit der progressiven Verringerung des Durchmessers zum Einsatz.
Bei einer erfindungsgemäßen Konstantflussdrossel gemäß der ersten oder zweiten Variante wird bevorzugt der Stößel durch die Feder bei fehlendem Differenzdruck gegen einen Anschlag gedrückt. Der Anschlag definiert damit die differenzdrucklo- se Endlage des Stößels.
Bevorzugt kann in dieser Position der Stromfluss durch und/oder an dem Stößel vorbei blockiert sein. Insbesondere kann hierfür eine Dichtung vorgesehen sein. Dies sorgt dafür, dass auch geringe Differenzdrücke zuverlässig zu einer Bewegung des Stößels führen und damit eine initiale Hemmung des Stößels überwinden können, da der Stößel in der differenzdrucklosen Endlage nicht umströmt werden kann und daher zunächst gegen die Kraft der Feder aus der den Stromfluss blockierenden Stellung bewegt werden muss.
Eine solche Ausgestaltung ist auch unabhängig von der Ausgestaltung der Konstantflussdrossel gemäß der ersten Variante des zweiten Aspektes von Vorteil.
Die vorliegende Erfindung umfasst daher gemäß einer zweiten Variante des zweiten Aspektes eine Konstantflussdrossel für ein Dialysegerät mit einem flüssigkeits- durchströmten Gehäuse, welches einen Eingang, eine Drosselöffnung und einen Ausgang aufweist. Weiterhin ist ein Stößel vorgesehen, welcher in dem Gehäuse verschiebbar angeordnet ist, wobei zwischen der Drosselöffnung und dem Stößel ein von der Relativposition zwischen Stößel und Drosselöffnung abhängiger, die Drosselwirkung definierender Drosselkanal verbleibt. Weiterhin ist eine Feder vorgesehen, gegen deren Kraft der Stößel durch einen Differenzdruck, welcher zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Gehäuses anliegt, verschoben wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Stößel bei fehlendem Differenzdruck durch die Feder gegen einen Anschlag gedrückt wird, wobei in dieser Position der Stromfluss durch und/oder an dem Stößel vorbei blockiert wird. Insbesondere erfolgt dies durch eine Dichtung. Eine solche Ausgestaltung ist bei Konstantflussdrosseln, welche für Dialysegeräte einsetzbar wären, nicht bekannt.
Die Blockade des Stromflusses durch und/oder an dem Stößel vorbei erfolgt bevorzugt dadurch, dass der Anschlag eine Dichtgeometrie aufweist, welche gegen ein am Stößel angeordnetes Dichtelement gedrückt wird. Das Dichtelement kann insbesondere aus einem elastomeren Material gefertigt sein. Bei der Dichtgeometrie kann es sich insbesondere um eine Dichtkante und/oder einen Dichtwulst handeln.
Die Ausgestaltung gemäß der zweiten Variante kann zwar unabhängig von der ersten Variante zum Einsatz kommen, bevorzugt wird diese jedoch in Kombination mit den Merkmalen der ersten Variante eingesetzt. Bevorzugte Ausgestaltungen sämtlicher Varianten der erfindungsgemäßen Konstantflussdrossel werden im Folgenden näher dargestellt:
Bevorzugt sind der Stößel und die Drosselöffnung so ausgestaltet und wirken so zusammen, dass der Drosselkanal zwischen einer Außenseite des Stößels und einer Innenseite der Drosselöffnung verbleibt.
Erfindungsgemäß kann der Stößel stift-förmig ausgeführt sein.
In einer möglichen Ausführungsform kann die Drosselöffnung rohrförmig ausgeführt sein. In diesem Fall wird die Länge des Strömungskanals bevorzugt durch die Länge vorgegeben, mit welcher der Stößel die Drosselöffnung durchsetzt.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Drosselöffnung als Blende ausgeführt sein, bspw. als eine schmale Verengung eines Strömungskanals oder als das Ende eines trichterförmig zulaufenden Kanals.
Bevorzugt ist der maximale Durchmesser des Stößels in dem Bereich, in welchem er die Drosselöffnung durchsetzt, kleiner als der minimale Durchmesser der Drosselöffnung in diesem Bereich. In einer möglichen Ausführungsform können der Stößel und/oder die Drosselöffnung rotationssymmetrisch ausgeführt sein. Gegebenenfalls kann der Stößel jedoch auch Stege aufweisen, welche dem minimalen Durchmesser der Drosselöffnung entsprechen und den Stößel in der Drosselöffnung führen.
In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Querschnittsfläche und/oder der Durchmesser der rohrförmigen Drosselöffnung konstant sein. Insbesondere kann es sich um ein Zylinderrohr handeln.
Alternativ oder zusätzlich kann sich die Querschnittsfläche und/oder der Durchmesser der rohrförmigen Drosselöffnung zumindest in einem Teilbereich in Strömungsrichtung vergrößern. Die erleichtert das Entfernen des Spritzgusswerkzeugs nach dem Spritzvorgang. Bevorzugt vergrößert sich die Querschnittsfläche und/oder der Durchmesser der rohrförmigen Drosselöffnung über die gesamte Überstreckung um maximal 10%.
In einer möglichen Ausführungsform kann die kleinste Querschnittsfläche und/oder der kleinste Durchmesser der Drosselöffnung an der dem Eingang zugewandten Seite der Drosselöffnung angeordnet sein.
Die rohrförmige Drosselöffnung kann ausgangsseitig ohne Übergang in einen Fluid- leitungsabschnitt übergehen. Das Ende der Drosselöffnung wird in diesem Fall durch den Punkt definiert, bis zu welchem der Stift bei maximalem Betriebsdruck verschoben wird. Bei einem sich trichterförmig erweiternden Strömungskanal kann auch nur die schmälste Stelle die Drosselöffnung bilden, wenn nur diese Stelle für die tatsächlich wirksame Drosselung sorgt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steht der Stößel mit einem Führungsbereich in Verbindung, welcher in einer Führungskammer des Gehäuses verschieblich geführt ist. Der Führungsbereich und der Stößel können einstückig gefertigt sein. Bevorzugt wird der Stößel durch den Führungsabschnitt bei seiner Bewegung innerhalb des Gehäuses geführt
In einer möglichen Ausführungsform kann der Führungsbereich zylinderförmig ausgeführt sein und in einer zylinderförmigen Führungskammer des Gehäuses verschieblich geführt sein. Besonders bevorzugt ist der Führungsbereich und/oder die Führungskammer kreiszylindrisch ausgeführt. Es sind jedoch auch andere Querschnittsformen denkbar.
Bevorzugt wird der Anschlag für den Stößel, gegen welchen dieser im differenz- drucklosen Zustand durch die Feder gedrückt wird, durch ein eingangsseitiges Ende der Führungskammer gebildet, gegen welches der Führungsbereich bei fehlendem Differenzdruck durch die Feder gedrückt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Führungskammer einen größeren Durchmesser aufweisen als die Drosselöffnung. Insbesondere ist die Querschnittsfläche und/oder der Durchmesser der Führungskammer so groß, dass zwischen dem Stößel und der Führungskammer ein Fluidkanal verbleibt, welcher keine relevante Drosselwirkung aufweist.
Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann die Feder in der Führungskammer angeordnet sein. Insbesondere kann die Feder sich zwischen einem ausgangsseitigen Ende der Führungskammer und dem Führungsbereich des Stößels erstrecken. Bevorzugt umgibt die Feder den am Führungsbereich angeordneten Stößel.
Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann die Führungskammer zwischen dem Eingang und dem eingangsseitigen Ende der Drosselöffnung angeordnet sein.
Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann der Führungsbereich ein oder mehrere durchströmte Öffnungen aufweisen. Bevorzugt kann die Flüssigkeit durch den Stößel ohne eine relevante Drosselwirkung hindurch fließen.
Gemäß der zweiten Variante des zweiten Aspektes kann die Dichtung den Flu- idstrom zwischen dem Eingang und der einen oder den mehreren durchströmten Öffnungen in der Position, in welcher der Führungsbereich gegen den Anschlag gedrückt wird, verschließen.
Die erfindungsgemäße Konstantflussdrossel erzeugt wie oben dargestellt über ihrem Betriebsbereich einen im wesentlichen konstanten Fluss. Im wesentlichen konstant im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet bevorzugt, dass der Fluss über den Betriebsbereich um maximal 30% von einem Maximalwert abweicht, bevorzugt um maximal 10%.
Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Konstantflussdrossel so ausgelegt, dass sie in ihrem Betriebsbereich einen im wesentlichen konstanten Fluss zwischen 500 ml/min und 3000 ml/min einstellt, bevorzugt zwischen 1000 ml/min und 1500 ml/min.
Alternativ oder zusätzlich kann der Betriebsdruckbereich der Konstantflussdrossel Differenzdrücke zwischen 2 bar und 3 bar umfassen. Bevorzugt umfasst der Betriebsdruckbereich der Konstantflussdrossel Differenzdrücke zwischen 1 bar und 5 bar, weiter bevorzugt zwischen 0,5 bar und 5,5 bar. In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Betriebsdruckbereich der Konstantflussdrossel Differenzdrücke bis zu 0,2 bar.
Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann der Betriebsdruckbereich der Konstantflussdrossel Eingangsdrücke zwischen 2 bar und 4 bar, bevorzugt zwischen 1 ,5 bar und 6 bar umfassen.
In einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das Gehäuse der erfindungsgemäßen Konstantflussdrossel zwei Teile. Die Teile können insbesondere als Spritzgussteile und/oder aus Kunststoff gefertigt sein.
Bevorzugt sind die beiden Teile des Gehäuses miteinander verschraubt oder verklebt. Alternativ oder zusätzlich kann ein erster Teil eine Führungskammer, die Drosselöffnung und den Ausgang umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann ein zweiter Teil den Eingang und gegebenenfalls eine Dichtstruktur, gegen welche der Stößel bei fehlendem Differenzdruck durch die Feder gedrückt wird, umfassen. Bevorzugt ist auch der Stößel aus Kunststoff und/oder als Spritzgussteil gefertigt.
Der Eingang und/oder der Ausgang des Gehäuses kann rohrförmig ausgestaltet sein, wobei bevorzugt Schläuche an dem rohrförmigen Eingang und/oder Ausgang befestigbar sind.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen sowie Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
Figur 1 : ein Dialysegerät gemäß dem Stand der Technik;
Figur 2: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dialysegerätes gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Figur 3: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Konstantflussdrossel gemäß der ersten Variante des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung;
Figur 4: ein Diagramm, welches den minimalen durchströmten Querschnitt des
Drosselkanals in Abhängigkeit von einem Differenzdruck bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt; eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen sich bei einer Verschiebung des Stößels relativ zur Drosselöffnung verändernden minimalen durchströmten Querschnitts des Drosselkanals;
Figur 6: ein Diagramm, welches den Einfluss von Abweichungen der Stößelgeometrie von einer optimalen Sollgeometrie auf den Fluss durch die Konstantflussdrossel bei dem in Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt;
Figur 7: die Form eines Stößels für eine Konstantflussdrossel gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der ersten Variante des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung zusammen mit einer schematischen Darstellung des hierdurch erzeugten Flusses in Abhängigkeit von dem Differenzdruck und Figur 8: ein weiteres Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Konstantflussdrossel, bei welchem die erste und die zweite Variante des zweiten Aspektes in Kombination verwirklicht sind.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dialysegerätes 10. Das Dialysegerät weist einen Wassereingang 11 auf, mit welchem es am Einsatzort an eine externe Wasserversorgung anschließbar ist. Bei der externen Wasserversorgung kann es sich beispielsweise um eine RO-Ringleitung, einen Einzelplatz und/oder eine Umkehrosmoseanlage handeln. Das Dialysegerät weist ein in Figur 2 nur schematisch dargestelltes Dialysatsystem 12 mit einer Eingangskammer 14 auf, welche über den Wassereingang 1 mit Wasser befüllbar ist. Hierfür steht der Wassereingang 11 über eine Leitung 16 mit der Eingangskammer 14 des Dialysat- systems 12 in Verbindung.
In der Leitung 16 zwischen dem Wassereingang 11 und der Eingangskammer 14 des Dialysatsystems ist erfindungsgemäß eine Konstantflussdrossel 13 vorgesehen. Diese ist als passives Stromsteuerelement so aufgebaut, dass sie in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen dem Wassereingang und der Eingangskammer 14 ihren Flusswiderstand so verändert, dass sich über den gesamten Betriebsbereich ein näherungsweiser konstanter Fluss einstellt. Insbesondere ist ein Drosselelement vorgesehen, welches durch die anliegende Druckdifferenz zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Konstantflussdrossel gegen die Kraft einer Feder verschoben wird und hierdurch den Strömungswiderstand der Konstantflussdrossel verändert. Insbesondere kann es sich bei dem Drosselelement um einen Stößel handeln, welcher mit einer Drosselöffnung der Konstantflussdrossel zusammenwirkt.
Der Betriebsdruckbereich der Konstantflussdrossel umfasst im Ausführungsbeispiel Eingangsdrücke zwischen 1 ,5 bar und 6 bar. Die Konstantflussdrossel ist so ausgelegt, dass sie über den gesamten Betriebsdruckbereich einen im wesentlichen konstanten Fluss zwischen 1000 ml/min und 1500 ml/min einstellt. Ein im wesentlichen konstanter Fluss im Sinne der vorliegenden Erfindung weicht bevorzugt um nicht mehr als 35% von einem maximalen Fluss ab, bevorzugt um nicht mehr als 20%.
Wie in Figur 2 weiterhin dargestellt, weist die Eingangskammer 14 des Dialysatsys- tems 12 ein Pegelsensor 17 auf, welcher mit einer Steuerung 18 des Dialysegerätes in Verbindung steht. Weiterhin ist in der Leitung 16 stromabwärts der Konstantflussdrossel 13 ein Eingangsventil 15 vorgesehen. In Abhängigkeit von den Daten des Pegelstandssensors 17 steuert die Steuerung das Eingangsventil 15 an, um die Eingangskammer 14 zu befüllen. Bevorzugt handelt es sich bei dem Eingangsventil 15 um ein Schaltventil.
In der Leitung 16 ist stromabwärts der Konstantflussdrossel 13 weiterhin ein Wärmetauscher 19 vorgesehen, über welchen das in die Eingangskammer 14 einfließende Wasser erwärmt werden kann.
Bei dem Dialysegerät handelt es sich bevorzugt um ein Gerät für die Hämodialyse und/oder Hämofiltration. An das Dialysegerät ist daher ein extrakorporaler Blutkreislauf anschließbar, welcher üblicherweise als ein Disposable ausgestaltet ist. In dem extrakorporalen Blutkreislauf ist ein Dialysator angeordnet, welcher zum einen einen Teil des extrakorporalen Blutkreislauf bildet, und zum anderen an das Dialysat- systems des Dialysegerätes angeschlossen ist. Während einer durch das Dialysegerät durchgeführten Dialysebehandlung durchströmen Blut und Dialysat die beiden Hälften des Dialysators, welche über eine Membran voneinander getrennt sind, um so einen Stoffaustausch zwischen Dialysat und Blut zu ermöglichen. Das Dialysegerät kann insbesondere eine Blutpumpe und/oder eine Dialysatpumpe aufweisen, welche von der Steuerung 18 angesteuert werden.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Dialysegerätes können zunächst beliebige Konstantflussdrosseln eingesetzt werden. Bevorzugt werden jedoch Konstantflussdrosseln eingesetzt, welche im Folgenden näher beschrieben werden. Die im Folgenden näher beschriebenen Konstantflussdrosseln können nicht nur für Dialysegeräte, sondern auch in anderen Anwendungen, beispielsweise in anderen medizinischen Geräten, zum Einsatz kommen.
Figur 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Konstantflussdrossel. Die Konstantflussdrossel umfasst ein Gehäuse 20 mit einem Eingang 21 , einer Führungskammer 22, einer Drosselöffnung 23 und einem Ausgang 24. In dem Gehäuse ist ein Stößel 25 verschieblich angeordnet, welcher mit der Drosselöffnung 23 zusammenwirkt und hierdurch die Drosselwirkung der Konstantflussdrossel erzeugt.
Der Eingang 21 und der Ausgang 24 des Gehäuses sind jeweils rohrförmig aus dem Gehäuse herausgeführt, so dass jeweils eine Schlauchtülle auf den Eingang 21 und den Ausgang 24 aufgeschoben werden kann. Der Eingang 1 und der Ausgang 24 weisen hierfür einen kleineren Außendurchmesser auf als der Mittelteil des Gehäuses. Die Außenflächen des den Eingang 21 bzw. den Ausgang 24 bildenden rohrförmigen Abschnitts weisen jeweils einen zylinderförmigen Abschnitt 35 auf, an welchem eine Schelle angebracht werden kann, sowie einen Wulst 36, welcher nach dem Anbringen der Schelle ein Abziehen der Schlauchtülle verhindert.
Der Stößel ist an einen Führungsbereich 26 angeordnet, welcher in der Führungskammer 28 längs verschieblich geführt ist. Der Führungsbereich hat eine zylinderförmige Außenkontur, welche an der ebenfalls zylinderförmigen Innenkontur der Führungskammer 22 anliegt und an dieser geführt wird.
Die Drosselöffnung wird durch einen rohrförmigen Abschnitt 23 des Gehäuses gebildet, welcher an die Führungskammer 22 anschließt und einen geringeren Durchmesser aufweist als die Führungskammer selbst, und/oder durch die engste Stelle 32 dieses Abschnitts. Der Stößel 25 ist stiftförmig ausgebildet und erstreckt sich axial von dem Führungsbereich 26 zur Drosselöffnung. Je nach Position des Führungsbereiches 26 wird der Stößel unterschiedlich weit in den rohrförmigen Abschnitt hineingeschoben bzw. relativ zu dessen engster Stelle bewegt. Hierdurch entsteht zwischen der Innenkontur der Drosselöffnung 23 bzw. 32 und der Außenkontur des Stößelelements 25 ein von der Relativposition zwischen Stößel und Drosselöffnung abhängiger, die Drosselwirkung definierender Drosselkanal.
In der Führungskammer 22 ist eine Feder 28 angeordnet, welche sich zwischen dem ausgangsseitigen Ende der Führungskammer 22 und dem ausgangsseitigen Ende des Führungsbereiches 26 erstreckt und den Stößel entgegen der Strömungsrichtung vorspannt.
Der Führungsbereich 26 weist im Ausführungsbeispiel mehrere Durchgangsbohrungen 27 auf, durch welche Flüssigkeit im wesentlichen ohne Drosselwirkung hindurchströmen kann. Durch den vergrößerten Querschnitt der Führungskammer 22 hat auch die Führungskammer selbst keine relevante Drosselwirkung. Der Flusswiderstand der Drossel wird daher durch den zwischen der Drosselöffnung 23 bzw. 32 und dem Stößel 25 verbleibenden Drosselkanal definiert.
Im Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 20 aus zwei Elementen 29 und 30 aufgebaut. Das Element 29 umfasst den Ausgang 24, die Drosselführung 23 bzw. 32 und die Führungskammer 22. Das zweite Element 30 umfasst den Eingang 21 sowie einen Anschlagsbereich 33, gegen welchen der Führungsbereich 26 des Stößels im Falle eines fehlenden Differenzdruckes durch die Kraft der Feder 28 gedrückt wird. Beide Gehäuseelemente weisen jeweils einen Flanschbereich auf, in welchem diese durch Schrauben 31 miteinander verschraubt sind. Dabei ist ein Dichtungselement 34, im Ausführungsbeispiel ein Dichtungsring, vorgesehen, welches die beiden Gehäuseelemente gegeneinander abdichtet. Die Gehäuseelemente und der Stößel sind bevorzugt als Kunststoff-Spritzgussteile ausgeführt. Bevorzugt ist das erste Gehäuseelement 29 aus einem durchscheinenden und/oder durchsichtigen Material gefertigt, um die Funktion der Konstantflussdrossel auch visuell überprüfen zu können.
Im Ausführungsbeispiel ist der Drosselkanal als ein Ringspalt ausgeführt, welcher zwischen dem Außenumfang des Stößels und dem Innenumfang der Drosselöff- nung verläuft. Im Ausführungsbeispiel weisen die Drosselöffnung und der Stößel eine rotationssymmetrische Kontur auf und sind koaxial angeordnet.
Die Drosselöffnung 23 kann in einem möglichen Ausführungsbeispiel einen konstanten Durchmesser aufweisen.
Im Ausführungsbeispiel weitet sich der Durchmesser des die Drosselöffnung umfassenden rohrförmigen Abschnitts dagegen trichterförmig in Strömungsrichtung. Die Aufweitung ist jedoch lediglich geringfügig, wobei im Ausführungsbeispiel die Aufweitung der Querschnittsfläche des rohrförmigen Abschnitts über den gesamten Bewegungsbereich des Stößels von der engsten Stelle 32 ausgehend maximal 10% beträgt. Im Ausführungsbeispiel geht der die Drosselöffnung umfassende Abschnitt 23 unmittelbar in den Ausgang 24 der Konstantflussdrossel über.
Die engste Stelle 32, d.h. die Stelle mit der geringsten der Querschnittsfläche bzw. dem geringsten Durchmesser der Drosselöffnung 23, ist im Ausführungsbeispiel an der eingangsseitigen Seite der Drosselöffnung 23 vorgesehen. Diese Stelle definiert daher zusammen mit dem Durchmesser des Stößels 25 an dieser Stelle den minimal durchströmten Querschnitt des Drosselkanals. Trotz der nur geringen Aufweitung des Kanals entsteht in einem möglichen Ausführungsbeispiel die tatsächlich wirksame Drosselung im wesentlichen nur an dieser engsten Stelle 32, so dass nur diese als Drosselöffnung wirkt.
Dabei verändert sich die Querschnittsfläche bzw. der Durchmesser des Stößels in dem Bereich, welcher bei einer Bewegung des Stößels an der engsten Stelle 32 vorbeigeführt wird. Insbesondere verringert sich dabei die Querschnittsfläche bzw. der Durchmesser des Stößels in Strömungsrichtung. Hierdurch hängt der minimale durchströmte Querschnitt des zwischen dem Stößel 25 und der Drosselöffnung 23 verbleibenden Drosselkanals von der Relativposition zwischen Stößel 25 und Drosselöffnung 23 ab. Erfindungsgemäß wird der Stößel 25 durch eine Druckdifferenz zwischen dem Eingang 21 und dem Ausgang 24 in Strömungsrichtung gegen die Kraft der Feder 28 verschoben. Hierdurch verändert sich der minimale durchströmte Querschnitt des zwischen dem Stößel 25 und der Drosselöffnung 23 verbleibenden Drosselkanals. In einem möglichen Ausführungsbeispiel kann sich auch die Länge des Drosselkanals verändern und ebenfalls zur Beeinflussung der Strömung herangezogen werden. Die Veränderung des Querschnitts und gegebenenfalls der Länge erfolgt so, dass ein näherungsweiser konstanter Fluss resultiert.
Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich die Spitze des Stößels in der in Figur 3 gezeigten differenzdrucklosen Situation der Konstantflussdrossel im Bereich der engsten Stelle 32 der Drosselöffnung. In dieser Ausgangssituation verhält sich der sehr kurze, zwischen der Spitze des Stößels und der engsten Stelle der Drosselöffnung verbleibende Drosselkanal wie eine Ringspaltblende. Die Durchflussmenge wird durch die Wirkfläche A des Drosselkanals bestimmt, d.h. den minimal durchströmten Querschnitt des Drosselkanals.
Die erfindungsgemäße Konstantflussdrossel ist so konstruiert, dass sich der minimale durchströmte Querschnitt und damit die Wirkfläche A des Drosselkanals in Abhängigkeit der Druckdifferenz verändert. Dies wird durch eine entsprechende Formgebung des Stößels bewirkt.
In Figur 4 ist der minimal durchströmte Querschnitt des Drosselkanals bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit von dem Differenzdruck gezeigt. Wie sofort aus Figur 4 ersichtlich, treten bei niedrigen Differenzdrücken die höchsten Änderungen der Querschnittsfläche auf.
Da sich trotz ausreichendem Eingangsdruck durch Flusswiderstände flussabwärts der Konstantflussdrossel wie beispielsweise einen Wärmetauscher niedrige Druckdifferenzen über die Konstantflussdrossel ergeben können, ist dieser Betriebsbereich gerade auch beim Einsatz in einem Dialysegerät relevant. Der in Figur 4 dargestellte Zusammenhang zwischen der Querschnittsfläche der Konstantflussdrossel und dem Differenzdruck bedingt eine Form des Stößels, bei welcher sich der Durchmesser des Stößels in Strömungsrichtung bzw. in Bewegungsrichtung des Stößels bei steigendem Differenzdruck progressiv verringert. Dies bedeutet, dass sich der Durchmesser verringert, und zwar mit einer in Strömungsrichtung ansteigenden Rate.
Die Zusammenhänge können wie folgt aus der Blendengleichung abgeleitet werden. Gemäß der Blendengleichung ergibt sich folgender Zusammenhang zwischen dem Fluss Q, welcher auf einen konstanten Wert eingestellt werden soll, und der Wirkfläche A der Blende, dem Differenzdruck Δ P zwischen dem Eingangsdruck P1 und dem Ausgangsdruck P3 (d.h. Δ P = P1 - P3), sowie der Viskosität p und einem Koeffizienten a:
O = a = const.
Figure imgf000024_0001
Die resultierende Wirkfläche A in Abhängigkeit des Differenzdrucks Δ P erhält man aus der Umstellung der Formel:
Figure imgf000024_0002
Der Differenzdruck wirkt auf die Querschnittsfläche des Stößels im Wirkbereich der Konstantflussdrossel, d.h. bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel im Bereich der engsten Stelle 32 der Drosselöffnung. Der Stößel wird in Abhängigkeit des Differenzdrucks soweit bewegt, bis sich die Federkraft und die durch den Differenzdruck erzeugte Krafteinwirkung auf den Stößel im Gleichgewicht befinden. Die Position x des Stößels hängt daher wie folgt von der Federsteifigkeit R sowie der Querschnittsfläche A, des Stößels im Wirkbereich ab: F AP * A,
X
R R~~
Wie in Figur 5 schematisch dargestellt, ist die Wirkfläche A die verbleibende Fläche der Drosselöffnung, welche nicht durch den Stößel blockiert wird. Dabei ist A0 die durch den minimalen Durchmesser do definierte minimale Querschnittsfläche der Drosselöffnung und A, die durch den Durchmesser dj des Stößels an der Position x gegebene Querschnittsfläche des Stößels im Bereich der engsten Stelle 32.
Der Durchmesser des Stößels dj an der Position x ist also durch die Differenz aus dem konstanten Außendurchmesser do der engsten Stelle der Drosselöffnung, welche durch das Gehäuse vorgegeben ist, und der gemäß der obigen Formel notwendigen Blendenfläche gegeben. Dabei gilt für die Wirkfläche A, welche in Formel 1 und 2 zum Einsatz kommt:
Figure imgf000025_0001
Hierdurch ergibt sich folgende Abhängigkeit des Durchmessers dj des Stößels von der Position x:
Figure imgf000025_0002
Da die durch den Differenzdruck Δ P auf die Fläche A, wirkende Kraft mit der Position x in einem linearen Zusammenhang steht, ergibt sich für den Verlauf des Durchmessers dj in Abhängigkeit von der Position x im wesentlichen eine Kurve, welche dem umgekehrten Verlauf der in Figur 4 gezeigten Wirkfläche A entspricht. Damit ändert sich die Blendenfläche auf den ersten Millimetern sehr stark. Dieser Anfangsbereich entspricht dem Betriebspunkt bei wenig Differenzdruck. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat nun erkannt, dass Toleranzen des Stößeldurchmessers und der Federlänge in diesem kritischen Bereich zu großen Abweichungen des Flusses führen. Insbesondere wenn die Stößelfläche aufgrund von Fertigungstoleranzen zu gering ist, oder der Stößel beispielsweise durch Haftreibung und/oder eine zu steife oder lange Feder eine zu geringe Strecke zurücklegt, entstehen im niedrigen Differenzdruckbereich zu hohe Durchflüsse. Figur 6 zeigt ein Simulationsergebnis, welches die Abweichung von einem Sollfluss in Abhängigkeit von Toleranzen darstellt.
In Figur 6 ist zu sehen, dass bei Toleranzen in Richtung einer zu großen Blendenfläche die Abweichung im Durchfluss wesentlich dramatischer ausfällt als bei den gleichen Toleranzen in Richtung eines zu kleinen Durchflusses.
Bei den in Figur 7 und 8 dargestellten weiteren Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Konstantflussdrossel sind daher Maßnahmen ergriffen worden, um solche starken Abweichungen in Richtung zu hoher Durchflüsse zu reduzieren und die Konstantflussdrossel damit robuster gegenüber Fertigungstoleranzen und Einflussfaktoren wie Haftreibung etc. zu machen.
Figur 7 zeigt eine alternative Geometrie für die Stößelspitze. Dabei weicht die Geometrie des Stößels im Bereich der Spitze von der oben berechneten Ideallinie der Blendengleichung ab, und zwar in Richtung auf größere Durchmesser. Hierfür wird anstatt der starken Reduzierung des Durchmessers an der Position x = 0, d.h. jener Stelle, welche in der differenzd rucklosen Stellung im Bereich der engsten Stelle 32 des Drosselkanals angeordnet ist, konstruktiv eine Stufe 40 vorgesehen, die verhindert, dass der Durchmesser d, ein gewisses Maß unterschreitet. Das Diagramm in Bild 5 zeigt übertrieben die Auswirkung dieser Stufe bzw. Kante auf den Durchfluss. An den Stufenbereich 40 schließt sich dann ein Bereich 41 an, in welchem der Durchmesser dj der Ideallinie folgt und damit in Strömungsrichtung, d.h. entgegen des die Position x anzeigenden Pfeiles, progressiv abnimmt. Umgekehrt nimmt der Durchmesser d, im Bereich 41 in Abhängigkeit von der Position x degressiv zu. Der Bereich mit der stärksten Veränderung des Durchmessers d, ist daher jener, welcher unmittelbar an den Stufenbereich 40 anschließt.
Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen definiert die Position x die Stelle des Stößels, welche sich im Bereich die Stelle 32 mit dem engsten Durchmesser der Drosselöffnung befindet. Die oben genannten Beziehungen können jedoch alternativ auch in Bezug auf den Eingang der Drosselöffnung definiert werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Drosselöffnung einen konstanten Durchmesser aufweist.
Weiterhin wird wie in Figur 8 gezeigt konstruktiv die Gefahr einer ausbleibenden Auslenkung durch Haftreibung oder eine zu steife/lange Feder verhindert. Hierfür weist der Stößel auf der Rückseite des Führungselementes 26, welcher in der differenzdrucklosen Stellung durch die Feder gegen das eingangsseitige Ende der Führungskammer gedrückt wird, eine Dichtung auf, welche beispielsweise aus einem Elastomer bestehen kann. Das eingangsseitige Ende der Führungskammer wird mit einer Dichtgeometrie 44 ausgestattet, im Ausführungsbeispiel mit einem den Eingang 21 umgebenden Dichtwulst, welcher gegen die Dichtung 43 am Stößel gedrückt wird. Hierdurch wird in der differenzdrucklosen Lage ein Durchströmen der Durchflussbohrungen 27 des Führungsbereiches 26 verhindert, ebenso wie ein Umströmen des Führungsbereiches. Diese Anordnung führt dazu, dass der Stößel bewegt werden muss, um den Durchflussweg freizugeben. Hierdurch wird sichergestellt, dass geringe Druckdifferenzen ausreichen, um die Haftreibung zu überwinden. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist, dass die Konstantflussdrossel um eine Rückschlagfunktion ergänzt wurde.
Das Dialysegerät gemäß der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass der Zu- fluss von Wasser in das Dialysesystem des Gerätes automatisch geregelt wird. Eine manuelle Einstellung des Druckes wie aktuell bei Inbetriebnahme ist damit nicht mehr notwendig. Weiterhin wird ein kostengünstiger und einfacher Aufbau gewährleistet. Dabei handelt sich bei der Konstantflussdrossel um ein passives Bauteil, welches wartungsfrei ist. Die erfindungsgemäßen Konstantflussdrosseln gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind für niedrige Differenzdrücke und hohe Flussgenauigkeit optimiert. Weiterhin weist die zweite Variante eine integrierte Rückschlagventilfunktion auf.

Claims

Dialysegerät und Konstantflussdrossel Patentansprüche
1. Dialysegerät, insbesondere für die Hämodialyse und/oder Hämofiltration, mit einem Dialysatsystem und mit einem Wassereingang, über welchen das Dia- lysatsystem an eine externe Wasserversorgung anschließbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Wasseranschluss und dem Dialysatsystem eine Konstantflussdrossel angeordnet ist.
2. Dialysegerät nach Anspruch 1 , wobei die Konstantflussdrossel zwischen dem Wassereingang und einer Wassereingangskammer des Dialysatsys- tems angeordnet ist, wobei die Wassereingangskammer bevorzugt eine Pegelstandserfassung und/oder ein Eingangsventil aufweist, wobei eine Steuerung des Dialysegerätes bevorzugt das Eingangsventil in Abhängigkeit von der Pegelstandserfassung ansteuert.
3. Dialysegerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Konstantflussdrossel als passives Flusssteuerungselement ausgebildet ist und/oder wobei als Konstantflussdrossel eine Konstantflussdrossel nach einem der folgenden Ansprüche eingesetzt wird.
4. Konstantflussdrossel, insbesondere für ein Dialysegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit
- einem flüssigkeitsdurchströmten Gehäuse, welches einen Eingang, eine Drosselöffnung und einen Ausgang aufweist
- einem Stößel, welcher in dem Gehäuse verschiebbar angeordnet ist, wobei zwischen der Drosselöffnung und dem Stößel ein von der Relativposition zwischen Stößel und Drosselöffnung abhängiger, die Drosselwirkung definierender Drosselkanal verbleibt, und
- einer Feder, gegen deren Kraft der Stößel durch einen Differenzdruck zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Gehäuses verschoben wird, dadurch gekennzeichnet,
dass sich bei einer Verschiebung des Stößels relativ zur Drosselöffnung der minimale durchströmte Querschnitt des Drosselkanals verändert.
5. Konstantflussdrossel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei sich bei einer Verschiebung des Stößels relativ zur Drosselöffnung sowohl die Länge, als auch der minimale durchströmte Querschnitt des Drosselkanals verändert.
6. Konstantflussdrossel nach Anspruch 4 oder 5, wobei sich der minimale durchströmte Querschnitt des Drosselkanals mit steigendem Differenzdruck verringert und/oder wobei sich die Länge des Drosselkanals mit steigendem Differenzdruck vergrößert.
7. Konstantflussdrossel nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei sich die Querschnittsfläche und/oder der Durchmesser des Stößels in Strömungsrichtung in einem ersten Teilbereich progressiv, d.h. mit ansteigender Rate, verringert, wobei sich bevorzugt in Strömungsrichtung an den ersten Teilbereich ein Stufenbereich anschließt.
8. Konstantflussdrossel nach Anspruch 7, wobei sich die Querschnittsfläche und/oder der Durchmesser in dem ersten Teilbereich gemäß einer theoretisch optimalen Kurve verringert und/oder in dem Stufenbereich von einer theoretisch optimalen Kurve hin zu einer größeren Querschnittsfläche und/oder einem größeren Durchmesser abweicht, und/oder wobei der Stufenbereich einen Endbereich des Stößels bildet und/oder wobei sich die Querschnittsfläche und/oder der Durchmesser des Stößels in dem Stufenbereich mit kleiner werdender Rate oder überhaupt nicht verringert.
9. Konstantflussdrossel nach Anspruch 7 oder 8, wobei der erste Teilbereich in einer differenzd rucklosen Endlage des Stößels vor der Drosselöffnung und/oder einer engsten Stelle der Drosselöffnung endet und/oder wobei sich der Stufenbereich in der differenzdrucklosen Endlage des Stößels teilweise innerhalb der Drosselöffnung und teilweise vor der Drosselöffnung und/oder auf beiden Seiten einer engsten Stelle der Drosselöffnung erstreckt, und/oder wobei die Länge des Stufenbereiches weniger als 50 % des Verstellweges des Stößels beträgt, bevorzugt weniger als 20 %, und/oder wobei die Länge des ersten Teilbereiches mehr als 50 % des Verstellweges des Stößels beträgt, bevorzugt mehr als 80 %.
10. Konstantflussdrossel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Stößel bei fehlendem Differenzdruck durch die Feder gegen einen Anschlag gedrückt wird, wobei bevorzugt in dieser Position der Stromfluss durch und/oder an dem Stößel vorbei blockiert wird, bevorzugt durch eine Dichtung.
1 . Konstanstflussdrossel für ein Dialysegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit - einem flüssigkeitsdurchströmten Gehäuse, welches einen Eingang, eine Drosselöffnung und einen Ausgang aufweist
- einem Stößel, welcher in dem Gehäuse verschiebbar angeordnet ist, wobei zwischen der Drosselöffnung und dem Stößel ein von der Relativposition zwischen Stößel und Drosselöffnung abhängiger, die Drosselwirkung definierender Drosselkanal verbleibt, und
- einer Feder, gegen deren Kraft der Stößel durch einen Differenzdruck zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Gehäuses verschoben wird, dadurch gekennzeichnet,
dass der Stößel bei fehlendem Differenzdruck durch die Feder gegen einen Anschlag gedrückt wird, wobei in dieser Position der Stromfluss durch und/oder an dem Stößel vorbei blockiert wird, bevorzugt durch eine Dichtung.
12. Konstantflussdrossel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Drosselöffnung rohrförmig ausgeführt ist, wobei bevorzugt die Querschnittsfläche und/oder der Durchmesser der rohrförmigen Drosselöffnung konstant ist oder sich zumindest in einem Teilbereich in Strömungsrichtung vergrößert, wobei weiter bevorzugt die kleinste Querschnittsfläche und/oder der kleinste Durchmesser an der dem Eingang zugewandten Seite der Drosselöffnung angeordnet ist, und/oder wobei der Stößel stiftförmig ausgeführt ist.
13. Konstantflussdrossel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Stößel mit einem Führungsbereich in Verbindung steht, welcher in einer Führungskammer des Gehäuses verschieblich geführt ist, wobei der Anschlag für den Stößel bevorzugt durch ein eingangsseitiges Ende der Führungskammer gebildet wird, gegen welches der Führungsbereich bei fehlendem Differenzdruck durch die Feder gedrückt wird, und/oder wobei bevorzugt die Führungskammer einen größeren Durchmesser aufweist als die Drosselöffnung und/oder wobei bevorzugt die Feder in der Führungskammer angeordnet ist, insbesondere zwischen dem Führungsbereich und einem ausgangsseitigen Ende der Führungskammer und/oder wobei bevorzugt die Führungskammer zwischen dem Eingang und dem eingangsseitigen Ende der Drosselöffnung angeordnet ist und/oder wobei bevorzugt der Führungsbereich eine oder mehrere durchströmte Öffnungen aufweist.
Konstantflussdrossel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Konstantflussdrossel einen im wesentlichen konstanten Fluss zwischen 500 ml/min und 3000 ml/min einstellt, bevorzugt zwischen 1000 ml/min und 1500 ml/min, und/oder wobei der Betriebsdruckbereich der Konstantflussdrossel Differenzdrücke zwischen 2 bar und 3 bar, bevorzugt zwischen 1 bar und 5 bar, weiter bevorzugt zwischen 0,5 bar und 5,5 bar umfasst, und/oder wobei der Betriebsdruckbereich der Konstantflussdrossel Eingangsdrücke zwischen 2 bar und 4 bar, bevorzugt zwischen 1 ,5 bar und 6 bar umfasst.
Konstantflussdrossel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Gehäuse aus zwei Teilen besteht, welche bevorzugt miteinander verschraubt oder verklebt sind, und/oder wobei bevorzugt ein erster Teil eine Führungskammer, die Drosselöffnung und den Ausgang umfasst und/oder wobei bevorzugt ein zweiter Teil den Eingang und ggf. eine in Dichtstruktur, gegen welche der Stößel bei fehlendem Differenzdruck durch die Feder gedrückt wird, umfasst, und/oder wobei der Eingang und/oder der Ausgang des Gehäuses rohrförmig ausgestaltet ist, wobei bevorzugt ein Schlauch an dem rohrförmigen Eingang und/oder Ausgang befestigbar ist.
PCT/EP2017/000655 2016-06-03 2017-06-02 Dialysegerät und konstantflussdrossel WO2017207105A2 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020210651A1 (en) 2019-04-10 2020-10-15 PAVmed Inc. Systems and methods for a variable flow resistor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022113911A1 (de) 2022-06-02 2023-12-07 Horst Klinkmann Vorrichtung und Verfahren zur extrakorporalen Behandlung einer Körperflüssigkeit

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998038555A1 (es) 1997-02-28 1998-09-03 Faraon Chaul Adma E Dispositivo ahorrador de fluido sensible a la pression, con valvula de retencion
EP2253352A1 (de) 2009-05-21 2010-11-24 Debiotech S.A. Passiver Flüssigkeitsflussregler

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US780986A (en) * 1904-05-05 1905-01-31 Albert W Francis Regulator.
DE1003242B (de) 1952-10-21 1957-02-28 Hoerder Huettenunion Ag Verfahren zum Herstellen von hochwertigem Stahl
US3105477A (en) * 1962-01-08 1963-10-01 Novo Ind Corp Crankcase valve ventilating system
US3122162A (en) 1963-06-20 1964-02-25 Asa D Sands Flow control device
US3359960A (en) * 1964-12-21 1967-12-26 Gen Motors Corp Crankcase ventilation
JPS485293Y1 (de) 1966-08-06 1973-02-10
US3659573A (en) * 1970-03-19 1972-05-02 United Filtration Corp Crankcase ventilating valve
US3645242A (en) * 1971-03-31 1972-02-29 Nissan Motor Crankcase ventilation valve
US3941150A (en) * 1974-05-31 1976-03-02 Westates Space-Era Products, Inc. Flow control structure
GB1503658A (en) * 1974-07-16 1978-03-15 Hanson Bdc Ltd Flow limiting devices
CH645070A5 (en) * 1982-01-11 1984-09-14 Werding Winfried J Device for keeping the flow rate of a fluid constant notwithstanding the drop in pressure acting on this fluid inside a container
US4510993A (en) * 1982-03-25 1985-04-16 Marathon Oil Company Flow control apparatus and method
CH650469A5 (fr) * 1982-11-10 1985-07-31 Werding Winfried J Dispositif pour la regulation de poussee d'un fluide a l'aide de turbulences.
DE3342405C2 (de) * 1983-11-24 1987-05-14 Bochumer Eisenhütte Heintzmann GmbH & Co KG, 4630 Bochum Absperrventil
JPS60225573A (ja) * 1984-04-24 1985-11-09 横河電機株式会社 人工透析装置
JPS61131753A (ja) 1984-11-30 1986-06-19 横河電機株式会社 人工透析装置用消毒装置
JPH0199566A (ja) * 1987-10-12 1989-04-18 Yokogawa Electric Corp 人工透析装置
US5141493A (en) * 1990-01-26 1992-08-25 Sarcos Group Peritoneal dialysis system
US5244568A (en) * 1991-11-15 1993-09-14 Baxter International Inc. Automated hemodialysis chemical treatment system with control valve and proportioning pumps
DE4317604A1 (de) 1993-05-27 1994-12-01 Festo Kg Drosselventil
US5591344A (en) * 1995-02-13 1997-01-07 Aksys, Ltd. Hot water disinfection of dialysis machines, including the extracorporeal circuit thereof
US6019115A (en) * 1997-12-19 2000-02-01 Sanders Valve Corporation Safety excess flow valve system with adjustable closing flow rate settings
CN1134603C (zh) * 1997-04-01 2004-01-14 桑德斯阀公司 截止流速的设定可调整的安全过流阀
DE10032442B4 (de) * 2000-07-04 2006-10-05 Dwa Dialyse-Wasser-Aufbereitungsanlagen Gmbh & Co. Kg Anlage zur Versorgung einer Dialysestation mit Reinstwasser
GB2370096A (en) 2000-12-18 2002-06-19 Fluid Controls U K Ltd Constant flow control valve
JP4129721B2 (ja) 2002-04-05 2008-08-06 ニプロ株式会社 透析液調製装置
CN1465877A (zh) * 2002-06-18 2004-01-07 哈特斯莱・纽曼・亨德有限公司 流量控制阀
DE102006034366A1 (de) * 2006-02-24 2007-08-30 Robert Bosch Gmbh Wege- oder Stromventil
MX337294B (es) * 2007-02-27 2016-02-23 Deka Products Lp Sistemas y metodos de hemodialisis.
DE102007022547A1 (de) * 2007-05-15 2008-11-20 Völker, Manfred Vorrichtung zur Wasserversorgung eines Dialysegerätes
DE102009031044B4 (de) * 2009-06-30 2014-01-16 Manfred Völker Anschluss einer sekundären Leitung einer Reinwasser-Hauptversorgungsleitung an ein Dialysegerät oder dergleichen
DE102009057562A1 (de) * 2009-12-09 2011-06-16 Völker, Manfred Umkehrosmose-Anlage mit Verteilungssystem für Permeat
DE102010055781B4 (de) * 2010-12-23 2014-07-24 Manfred Völker Mischanlage
EP3626279A1 (de) 2014-09-25 2020-03-25 NxStage Medical Inc. Arzneimittelpräparat und behandlungsvorrichtungen, -verfahren und -systeme

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998038555A1 (es) 1997-02-28 1998-09-03 Faraon Chaul Adma E Dispositivo ahorrador de fluido sensible a la pression, con valvula de retencion
EP2253352A1 (de) 2009-05-21 2010-11-24 Debiotech S.A. Passiver Flüssigkeitsflussregler

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020210651A1 (en) 2019-04-10 2020-10-15 PAVmed Inc. Systems and methods for a variable flow resistor
CN113811709A (zh) * 2019-04-10 2021-12-17 帕夫梅德有限公司 用于可变流阻滞器的系统和方法
EP3953625A4 (de) * 2019-04-10 2023-04-26 PAVmed Inc. Systeme und verfahren für einen variablen strömungswiderstand

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CN109219455B (zh) 2022-08-02

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