DE3828123A1 - Selbstaufnehmende schlauchpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchpumpe.

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

Eine Verwendung einer solchen Pumpe liegt in der Blutbehand­ lung außerhalb des Körpers. Dabei wird die Schlauchpumpe auf einer Fronttafel einer Blutbearbeitungsmaschine vorge­ sehen, welche Abschnitte aus flexiblem Schlauch eines Einweg- Schlauchsatzes verwendet, der zur Verwendung bei verschiede­ nen Spendern oder Patienten gewechselt wird. Manche Schlauch­ sätze enthalten Kassetten, die auf der Maschine entfernbar angeordnet sind und flexible Schläuche in einer solchen Posi­ tion tragen, daß auf sie durch die Pumpenrollen auf der Front­ platte der Maschine eingewirkt werden kann, wie beispiels­ weise in der US-PS 43 79 452 (DeVries), der veröffentlich­ ten europäischen Patentanmeldung 01 34 436, der US-Anmeldung Ser. No. 7 48 545 (Heath et al.) vom 25. Juni 1985 (DE-OS 36 20 743) und der US-Anmeldung Ser. No. 8 60 539 (Finster­ wald) vom 7. Mai 1986 (P 37 08 517.4) beschrieben wird.

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

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein flexib­ ler Schlauch in den Pumpbereich einer Schlauchpumpe zwischen der Rolle eines Rotors und einer Bahn selbständig aufgenom­ men oder eingezogen werden kann, indem eine radial verlaufen­ de Rotorverlängerung oder ein Rotorfortsatz außerhalb des Pumpbereichs vorgesehen wird, womit der flexible Schlauch bei der Drehung des Rotors zu dem Pumpbereich verschoben wird.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen
enthält die Rolle einen Abschnitt mit großem Durchmesser und einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser, so daß der flexib­ le Schlauch auf dem Abschnitt mit großem Durchmesser selb­ ständig ausgerichtet wird;
wird der flexible Schlauch durch eine lineare Betätigungsvor­ richtung in einer Richtung parallel zur Rotorachse bewegt, so daß die Rotorverlängerung den Schlauch ergreift, wenn die lineare Betätigungsvorrichtung den Schlauch zum Pumpbereich bewegt, und ebenso den Schlauch ergreift, wenn die lineare Betätigungsvorrichtung den Schlauch von dem Pumpbereich weg bewegt, um das Abheben des Schlauches aus dem Pumpbereich zu unterstützen;
ist der flexible Schlauch in einer Kassette befestigt und erstreckt sich von der Kassette weg, die von einem lösbar in die Kassette eingreifenden und durch die lineare Betäti­ gungsvorrichtung verschobenen Schlitten getragen wird;
sind zwei Rotoren und Bahnen auf gegenüberliegenden Seiten des Schlittens und zwei sich von der Kassette erstreckende flexible Schläuche vorgesehen, um zwei Pumpen in einer ein­ zigen Einrichtung zu schaffen; und
enthält der Rotor eine im wesentlichen domförmige Rotor­ kappe, um den flexiblen Schlauch in Eingriff mit der Rotor­ verlängerung zu führen, wenn die lineare Betätigungsvor­ richtung den Schlauch zum Pumpbereich bewegt.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Zum Freigeben der Schlauchschleifen 42, 44 dreht sich der Rotor 28, während die lineare Betätigungsvorrichtung 78 die Kassette von der Frontplatte der Maschine nach außen bewegt. Die geraden Abschnitte der Beine der U-förmigen Schlauch­ schleifen 42, 44 werden damit auch nach außen gezogen, wäh­ rend die Bereiche, an welche die Rollen angreifen, im Ab­ schnitt mit dem großen Durchmesser gehalten werden. Schließ­ lich ergreift jeder Fortsatz 74 eine jeweilige untere Ober­ fläche der Schlauchschleife 42 oder 44 in der Nähe des Über­ gangs des geraden Abschnitts in den Abschnitt, an den die Rollen angreifen, und hebt ihn nach außen hoch, wodurch das Angreifen der folgenden Rolle verhindert wird.

Claims (18)

1. Selbstaufnehmende Schlauchpumpe, gekennzeichnet durch
einen um eine Rotorachse drehbar angeordneten Rotor (28), und
eine Bahn (30) mit einer inneren Oberfläche (120) zur Unterstützung eines flexiblen Schlauches in einem Pumpbe­ reich zwischen dem Rotor (28) und der Bahn (30), wobei die Oberfläche (120) Punkte enthält, welche in Ebenen senkrecht zur Rotorachse auf gleichen Radien von der Rotorachse lie­ gen,
wobei der Rotor (28) mindestens eine Rolle (84) ent­ hält, um den flexiblen Schlauch intermittierend und fort­ schreitend gegen die Bahn (30) in dem Pumpbereich zusammen­ zudrücken,
und der Rotor (28) einen außerhalb des Pumpbereiches angeordneten, radial verlaufenden Rotorfortsatz (74) ent­ hält, um den flexiblen Schlauch bei der Rotation des Rotors zu dem Pumpbereich zu verschieben.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (84) um eine parallel zur Rotorachse verlaufende Rollenachse drehbar angeordnet ist.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rollen jeweils um eine parallel zur Rotorachse ver­ laufende Rollenachse drehbar angeordnet sind.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Rolle (84) einen Rollenabschnitt (116) mit großem Durchmesser angrenzend an einen Rollenab­ schnitt (118) mit kleinerem Durchmesser enthält, wobei durch die Form der Rolle (84) der flexible Schlauch auf dem Ab­ schnitt (116) mit großem Durchmesser selbständig ausgerich­ tet wird.

5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche (120) der Bahn (30) einen Bahnbereich mit großem Durchmesser enthält, der dem Rollenabschnitt (116) mit großem Durchmesser gegenüberliegt, und einen Bahn­ bereich mit kleinerem Durchmesser, der jeweils dem Rollen­ abschnitt (118) mit kleinerem Durchmesser gegenüberliegt.

6. Pumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenabschnitt (116) mit großem Durchmesser zylin­ drisch ist und daß jeder der Rollenabschnitte (118) mit kleinerem Durchmesser konisch ist.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeich­ net durch eine lineare Betätigungsvorrichtung zum Bewegen des flexiblen Schlauches in einer Richtung parallel zur Rotorachse, wobei der Rotorfortsatz (74) den Schlauch (56) ergreift, wenn die lineare Betätigungsvorrichtung den Schlauch zu dem Pumpbereich verschiebt, um den Schlauch aufzunehmen, und der Rotorfortsatz (74) auch den Schlauch ergreift, wenn die lineare Betätigungsvorrichtung den Schlauch von dem Pumpbereich weg bewegt, um die Bewegung des Schlauches weg von dem Pumpbereich zum Abgeben des Schlau­ ches zu unterstützen.

8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Schlauch in einer Kassette (34) angebracht ist und sich von dieser erstreckt, und daß die lineare Be­ tätigungsvorrichtung einen Motor enthält, der einen an die Kassette lösbar angreifenden Schlitten antreibt.

9. Pumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf gegenüberliegenden Seiten des Schlittens zwei Rotoren (28) und Bahnen (30) angeordnet sind und daß von der Kasset­ te (34) zwei flexible Schläuche ausgehen mit U-förmigen Ab­ schnitten, die in ihrer Größe in entsprechende Schlauchpump­ bereiche passen.

10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rotor (28) lösbar angebracht ist.

11. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeich­ net durch eine Drehbetätigungsvorrichtung zum Drehen des Rotors (28), welche eine mit einem Schlitz (104) versehene Welle (102) aufweist, wobei der Rotor (28) in die mit dem Schlitz versehene Welle verriegelbar eingreift.

12. Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbetätigungseinrichtung ein Motor mit variabler Dreh­ zahl ist.

13. Pumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rotor (28) eine im wesentlichen dom­ förmige Rotorkappe (72) enthält, um den flexiblen Schlauch in Eingriff mit dem Rotorfortsatz (74) zu führen, wenn die lineare Betätigungsvorrichtung den Schlauch zum Pumpbereich bewegt.

14. Verfahren zum Aufnehmen eines flexiblen Schlauches in eine Schlauchpumpe, welche einen drehbaren Rotor und eine Bahn mit einer inneren Oberfläche zum Unterstützen des Schlauches in einem Pumpbereich zwischen dem Rotor und der Bahn aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß der flexible Schlauch in eine U-förmige Schleife parallel zur Ebene der Rotation des Rotors gebracht wird,
daß die Schlauchschleife zum Pumpbereich bewegt wird,
daß auf dem Rotor ein vorspringender Fortsatz vorge­ sehen wird,
daß die Schlauchschleife von dem Fortsatz ergriffen wird, und
daß die Schlauchschleife durch den Fortsatz zu dem Pumpbereich verschoben wird, wenn die Schleife zu dem Pump­ bereich bewegt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Schleife durch eine lineare Betätigungs­ vorrichtung erfolgt.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der Schleife durch eine Pumpenkassette er­ folgt.

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Rotor eine Rolle vorgesehen wird mit einem Rollenabschnitt großen Durchmessers angrenzend an einen Rol­ lenabschnitt kleineren Durchmessers, und
daß die Schlauchschleife auf dem Abschnitt großen Durchmessers selbständig ausgerichtet wird.

18. Verfahren zum Abgeben eines U-förmigen flexiblen Schlauches aus einer Schlauchpumpe mit einem drehbaren Rotor und einer Bahn mit einer inneren Oberfläche zur Unter­ stützung des Schlauches in einem Pumpbereich zwischen dem Rotor und der Bahn, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlauchschleife von dem Pumpbereich weg be­ wegt wird,
daß auf dem Rotor ein vorspringender Fortsatz vorge­ sehen wird,
daß die Schlauchschleife mit dem Fortsatz ergriffen wird, und
daß die Schlauchschleife mit dem Fortsatz aus dem Pump­ bereich gehoben wird, wenn die Schleife von dem Pumpbereich weg bewegt wird.