DE1911649A1 - Overflow valve preferably for blood circulation as a safety and control valve with externally adjustable magnetic closing forces - Google Patents

Description

^agnetische^Schließkräften.o^ agnetic ^ closing forces. o

Die Erfindung betrifft ein Überströmventil für biologische oder technische Kreisläufe mit durch permanenten Magneten bewirkten SchließkräftenοThe invention relates to an overflow valve for biological or technical circuits with permanent magnets Closing forces ο

Diese Ventile können vorteilhaft in Blutkreisläufen hochdruckgefährdeter Patienten eingesetzt werden,und dienen als Sicher-. heits-und Regelventil» Bei Überschreiten eines einstellbaren maximalen Differenzdruckes öffnen sie und lassen einen Teilmenge der Flüssigkeit in den Bereich niederen Druckes Überströmen,, Insbesondere im Hinblick auf ein einfaches funktionssicheres künstliches Herz stellt sich die Aufgabe der Druckregelung für zwei in Serie geschaltete Blutkreißläufe unterschiedlichen Drucke s _o These valves can advantageously be used in the blood circulation of patients at risk of high pressure and serve as a safety device. Health and control valve »When an adjustable maximum differential pressure is exceeded, they open and allow a partial amount of the liquid to flow over into the area of low pressure ,, Particularly with regard to a simple, functionally reliable artificial heart, the task of pressure control for two serially connected blood circulation systems with different pressures arises s _o

Bekannt sind federbelastete und gewichtsbelastete Überströmventile für technische Zwecke«,Spring-loaded and weight-loaded overflow valves are known for technical purposes «,

Auf G-rund der Eigenschaften des Blutes sind 'federbelastete Ventile unbrauchbar,, G-ewichtbelastete Ventile sind Lageabhängig und scheiden gleichfalls aus.On the basis of the properties of blood are 'spring-loaded Valves unusable ,, G-weight loaded valves are position-dependent and are also ruled out.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde ein Ventil zu schaffen,das strömungsgünstigen Durchgang gestattet,keine scharfen Übergänge oder vorspringende Halterungen aufweist und im Hinblick auf längere Öffnungspausen die Gerlmselbildung verhindert« Weiterhin sollte das Ventil aus gewebe und blutsympatisehen Kunststoffen mit absolut glatten Oberflächen hergestellt werden können. Gleichzeitig sollte das Ventilsystem auch im technischen Bereich verwendbar sein,und mit Hilfe einer von außen aufsteckbaren Zusatzeinrichtung den Punktionszustand fernmelden können_o Das Einregulieren des gewünschten maximalen Druckes sollte von außen möglich sein,und eine mit den bisher bekannten Mitteln nicht erreichbare Änderung des Druck-Weg-Diagramms gestatten₀ The invention was based on the object of creating a valve that allows flow-favorable passage, has no sharp transitions or protruding brackets and prevents clumps from forming in view of longer pauses in opening. At the same time, the valve system should also be usable in the technical field and be able to _{report the puncture status remotely with the help of an additional device that can be plugged on from the outside o} It should be possible to regulate the desired maximum pressure from the outside, and a change in the pressure path that cannot be achieved with the previously known means -Diagrams allow ₀

Diese Aufgabe wird erfindungegemäß dadurch gelöst,daß ein strömungsgünstig geformter Ventil-Schließkörper vorzugsweise aus Kunststoff mit kreisrundem Querschnitt einen oder mehrere Stabmagnete allseitig umschließt,und dieser Ventil-Schließkörper in einer Röhre vorzugsweise aus Kunststoff und mit größeremThis object is achieved according to the invention in that a A valve-closing body of a streamlined shape, preferably made of plastic, with a circular cross-section, one or more Bar magnets surrounds on all sides, and this valve closing body in a tube preferably made of plastic and with a larger one

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Querschnitt beweglich untergebracht ist, wobei mindestens an einem Ende die Röhre verengt ist und den Ventilsitz bildet, ^{; v}' während außen auf die Röhre geschobene Ringmagnete unter genauer Beachtung der Polung und Justierung den gewünschten Öffnungsund Schließpunkt,sowie die Charakteristik des Druck-Weg-Diagramms für den Ventil-Schließkörper ergeben« Diese Möglichkeit der Änderung der Charakteristik ohne Verschlech terung der Strömungsbedingungen wurde dadurch erreicht,daß die im Ventil-Schließkörper befindlichen Stabmagnete aus entgegengesetzt gepolten Einzelmagneten unterschiedlicher Querschnitte bestehen können,, Oder in Umkehrung,bei normaler Polung der Stabmagneten,mehrere Ringmagnete entgegengesetzt gepolt und mit einstellbarem Abstand eingesetzt werden.Is cross-sectional movably accommodated, wherein at least the tube is narrowed at one end and forms the valve ^{seat; v} 'while ring magnets pushed onto the outside of the tube, paying close attention to the polarity and adjustment, result in the desired opening and closing point, as well as the characteristics of the pressure-displacement diagram for the valve closing body achieves that the bar magnets located in the valve closing body can consist of oppositely polarized individual magnets of different cross-sections, or, conversely, with normal polarity of the bar magnets, several ring magnets are oppositely polarized and used with adjustable spacing.

Die erzielbare Schließkraft wird maßgeblich vom Querschnitt der Stabmagneten beeinflußt» Aus Gründen der Schaltgenamigkeit und Lageunempfindlichfceit besteht der Zwang das Gewicht und Volumen sowie den Querschnitt des Ventil-Schließkörpers klein zu halten» Auch die Zunahme des Staudrucks bei geöffnetem Ventil verringert die Schaltgenauigkeit und lässt geringe Querschnitte des Ventilschließkörpers als wünschenswert erscheinene Durch die Anordnung entgegengesetzt gepolter Stabmagnete oder Ringmagnete wurde erreicht,daß die Einstellung des Schließpunktes vornehmlich im Bereich sich anziehender Kraftfelder vorgenommen werden kann»Werden beim öffnen des Ventil-Schließkörpers die Polebenen verschoben,kommen noch zusätzlich abstoßende Kräfte dazu,die in die gleiche Richtung wirken und ein Druck-Weg-Diagramm ergeben,das auch den am Ventil-Schließkörper auftretenden Staudruck berücksichtigt» In den lallen,in denen ein lineares Ansteigen des Schließkraft ausreicht um auch den Staudruck genügen! genau zu kompensieren, wird der Schließdruck durch sich abstoßende Kraftfelder erzeugte Hierbei wird der Schließdruck durch axiales Verschieben der Ringmagnete eingestellt„Bei Öffnen des Ventiles nehmen die Rückstellkräfte mit dem Öffnungsweg zu«, Um Gerinnselbildung zu verhindern,sollen die Toträume vor und hinter dem Ventil kontinuierlich durchspült werden. Dazu dienen eine oder mehrere axiale Rinnen am Ventilsitz oder am Ventil-Schließkörper,wodurch dauernd eine geringe Menge leckflüssigkeit hindurch fließen kann»The achievable closing force is largely determined by the cross-section the bar magnet influences »For reasons of switching accuracy and insensitivity to position, there is a compulsion to weight and To keep the volume and the cross-section of the valve closing body small »Also the increase in back pressure when the valve is open Valve reduces the switching accuracy and leaves small cross-sections of the valve closing body as desirable Due to the arrangement of oppositely polarized bar magnets or ring magnets, the setting of the closing point can primarily be carried out in the area of attracting force fields »Are when opening the If the valve closing body has shifted the pole planes, there are additional repulsive forces acting in the same direction act and result in a pressure-displacement diagram that also takes into account the dynamic pressure occurring on the valve closing body » In the lallen, in which there is a linear increase in the closing force sufficient for the dynamic pressure to suffice! To compensate exactly, the closing pressure is generated by repelling force fields The closing pressure is set by axially moving the ring magnets. "When the valve is opened, the Restoring forces with the opening path to «. In order to prevent clot formation, the dead spaces in front of and flushed continuously behind the valve. Serve for this one or more axial grooves on the valve seat or on the valve closing body, whereby a small amount of leakage fluid can continuously flow through »

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Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden beschrieben:Exemplary embodiments are shown in the drawings and described below:

Fig.1 Zeigt ein schematisches Beispiel eines Überströmventils mit entgegengesetzt gepolten Stabmagneten unterschiedlichen Querschnitts im Schnitt und geschlossenenZustand«,Fig. 1 shows a schematic example of an overflow valve with oppositely polarized bar magnets of different cross-section in section and closed state «,

Figo2 2eigt das gleiche Ventil wie vorher in geöffnetem Zustand aber mit beiderseits verengten Röhre_o Fig. 2 tilts the same valve as before in the open state but with the tube _{or the like narrowed on both sides}

Figo3 2eigt ein schematisches Beispiel eines Überströmventils bei dem 2Ringmagnete entgegengesetzt gepolt, im Schnitt und geschlossenem ZustandeFigo3 shows a schematic example of an overflow valve in the case of the 2-ring magnet, polarized in opposite directions, in the section and in the closed state

Figo4 zeigt ein schematisches Beispiel eines Überdruckventils mit normaler Polung von Stabmagneten und Ringmagneten, wobei aber die Schließkraft durch abstoßende Kräfte erzeugt wird im Schnitt und geschlossenem ZustandeFigo4 shows a schematic example of a pressure relief valve with normal polarity of bar magnets and ring magnets, but the closing force is due to repulsive forces is generated in the cut and closed state

In allen vier Figuren bedeuten:In all four figures:

1 aVentil-Schließkörper der die Stabmagnete 2„ allseitig umschließt, 3 ο stellt die sich verengende Röhre mit Ventilsitz 5 ο und Leckrinnen 6_O dar. Bingmagnete werden mit 4ο bezeichnete1 aValve closing body which surrounds the bar magnets 2 "on all sides, 3 ο represents the narrowing tube with valve seat 5 ο and leakage channels 6 _O. Bing magnets are designated 4ο

In Fig.1 sind die entgegengesetzt gepolten Stabmagnete 2₀ gegenüber den Ringmagneten 4ο so gepolt und angeordnet, daß der Stabmagnet-Teil mit dem geringeren Querschnitt vom Ringmagneten 4« angezogen wird und dadurch das Ventil schließt. Bei Überschreiten des eingestellten Maximal-Druckes öffnet das Ventil ,wobei die Polebenen verschoben werden ,und der Stabmagnet-Teil mit dem größeren Querschnitt wird wirksanuDa dieser Stabmagnet-Teil entgegengesetzt gepolt ist,treten noch abstoßende Kräfte auf, die in Abhängigkeit vom Öffnungsweg progressiv zunehmön. Der auf den Ventil-Schließkörper wirkende statische Druck bei geschlossenem Ventil wird nach dem Öffnen des Ventils durch die strömende Flüssigkeit zu einem Staudruck verwandelt,der höhere Werte als der statische Druck aufweisen kann.Um genügende Schaltgenauigkeit zu erreichen,wird mit Hilfe entgegengesetzter Polung und unterschiedlicher Magnetq_uerschnitte das Druck-Weg-Diagramm an die gebenen Bedingungen angepasst. Die Sinsteilung auf den gewünschten iiruck erfolgt durch Verschieben der Ringmagnete 4οIn FIG. 1, the oppositely polarized bar magnets 2 ₀ are polarized and arranged with respect to the ring magnets 4 o so that the bar magnet part with the smaller cross section is attracted by the ring magnet 4 ″ and thereby closes the valve. If the set maximum pressure is exceeded, the valve opens, shifting the pole planes, and the bar magnet part with the larger cross-section becomes effective.As this bar magnet part is polarized in opposite directions, repulsive forces still occur, which progressively increase depending on the opening path. The static pressure acting on the valve closing body when the valve is closed is converted by the flowing liquid after the valve is opened into a dynamic pressure that can have higher values than the static pressure. In order to achieve sufficient switching accuracy, the polarity is opposite and different Magnetq_uerschnitte adapted the pressure-displacement diagram to the given conditions. The graduation to the required pressure is done by moving the ring magnets 4ο

In Fig«2 wird bei gleicher Magnetanordnung ein Überströmventil in geöffnetem Zustand mit beidseitig verengter Röhre gezeigt, wobei mit 6.die Leckrinne am Ventil-Schließkörper 1* angezeigtAn overflow valve is shown in FIG. 2 with the same magnet arrangement Shown in the open state with the tube narrowed on both sides, with the 6th indicating the leakage channel on the valve closing body 1 *

ist. 009839/0865is. 009839/0865

In Pig.3 ο ist ein Überströmventil gezeigt,mit dem die gleiche Charakteristik wie in Mg. 1.und Mg_o2 erreicht werden kann, wobei aber hier die Ringmagnete entgegengesetzt gepolt sind» Auch bei dieser Ausführung können durch unterschiedliche" Magnetquerschnitte und zusätzlich noch durch veränderliche Abstände der Magnete besondere Charakteristiken erreicht werden. In Mg.4. ist eine Magnetanordnung gezeigt,bei der die Polung der Magnete eine abstoßende Schließkraft ergiebt.Beim öffnen des Ventils werden die sich abstoßenden Polebenen gegeneinander . verschoben,wobei je nach der Dimensionierung der Magnete und in Abhängigkeit vom Öffnungsweg,linear ansteigende Rückstellkräfte wirksam werden,die in der lage sind den Staudruck zu kompensieren.Pig.3 o shows an overflow valve with which the same characteristics as in Mg. 1. and Mg _o 2 can be achieved, but here the ring magnets are polarized in opposite directions Special characteristics can be achieved by changing the distance between the magnets. In Mg.4., a magnet arrangement is shown in which the polarity of the magnets results in a repulsive closing force. When the valve is opened, the repulsive pole planes are shifted against each other Magnets and, depending on the opening path, linearly increasing restoring forces become effective, which are able to compensate for the dynamic pressure.

W Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,daß bei Hochdruck-Patienten bei denen die Wirkung der Blutdruck senkenden Medikamente nachlässt,ein Überströmventil der beschriebenen Bauart implantiert wird,wodurch der Patient vor einem drohenden Schlaganfall· bewahrt wird. Weiterhin ist im Hinblick auf ein künstliches Herz ein einfaches sicher funktionierendes Druck-Regelsystem für die beiden in Serie liegenden Blutkreisläufe unerlässliche Voraussetzung» W The advantages achieved with the invention consist particularly in the fact that in high-pressure patients in which the effect of the blood pressure lowering drugs wears off, a relief valve of the type described is implanted, is maintained whereby the patient of an impending stroke ·. Furthermore, with regard to an artificial heart, a simple, reliably functioning pressure control system for the two blood circuits in series is an indispensable prerequisite »

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Claims (1)

( 1 ojtJberwtrömventil für technische oder biologische Kreisläufe mit durch, permanenten Magneten bewirkten Schließkräften dadurcii . gekennzeichnet,daß ein strömungsgünstig geformter Ventil-Schließkörper (1) vorzugsweise aus Kunststoff mit kreisrundem. Querschnitt einen oder mehrere Stabmagnete (2) allseitig umschießt,und dieser Ventil-Schließkörper in einer Röhre (J) vorzugsweise aus Kunststoff utid mit größerem Querschnitt beweglich untergebracht ist,wobei mindestens an einem Ende die Eöhre ν verengt ist und den Ventilsitz bildet,während außen auf die Röhre geschobene Ringmagnete (4) unter genauer Beachtung der Polung und Justierung den gewünschten Öffnungs-und Schließpunkt,sowie die Charakteristik des Druck—Weg-Diagramms für den Ventil— Schließkörper ergeben«(1 overflow valve for technical or biological circuits with closing forces caused by permanent magnets dadurcii . characterized in that a valve-closing body shaped to promote flow (1) preferably made of plastic with a circular. Cross section of one or more bar magnets (2) on all sides shoots around, and this valve closing body in a tube (J) preferably made of plastic utid with a larger cross-section movable is housed, at least at one end the tube ν is narrowed and forms the valve seat, while the outside of the tube pushed ring magnets (4), carefully observing the polarity and adjusting the desired opening and closing point, as well the characteristics of the pressure-displacement diagram for the valve Closing body yield " 2©Überströmventil n%oh Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß die im Ventil-Schließkörper (1) befindlichen Stabmagnete (2) aus entgegengesetzt gepolten Einzelmagneten unterschiedlichen Querschnitts bestehen können_o 2 © Overflow valve n% oh claim 1, characterized in that the bar magnets (2) located in the valve closing body (1) can consist of oppositely polarized individual magnets of different cross-sections, _etc. 3oÜberströmventil nach, den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß bei normaler Polung des Stabmagneten (2) mehrere entgegengesetzt gepolte Ringmagnete (4) mit einstellbaren Abständen verwendet, werden»3o overflow valve according to claims 1 and 2, characterized in that that with normal polarity of the bar magnet (2) several oppositely polarized ring magnets (4) with adjustable Intervals are used » Überströmventil nach den Ansprüchen 2 und 3 dadurch gekennzeichr net,daß die Einstellung des Schließdruckes vornehmlich im Bereich sich anziehender Kraftfelder vorgenommen wird,während nach öffnen des Ventils und der damit verbundenen Verschiebung der Polflächen zusätzlich nochn Abstoßende Kräfte hinzukommen , die in die gleiche Richtung wirken uni ein Druck-Weg-Diagramm ergeben,das auch, den am Ventil-Sehließkörper auftretenden Staudruck berücksichtigt.Overflow valve according to claims 2 and 3 characterized thereby net that the adjustment of the closing pressure is made primarily in the area of attracting force fields, while after opening the valve and the associated displacement of the pole faces, repulsive forces are added, which act in the same direction uni result in a pressure-displacement diagram, which also occurs on the valve closure body Back pressure taken into account. 5»Überströmventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß zur Erreichung eines linearen Druck-Weg-Diagramms mit zunehmender Rückstellkraft,der Schließdruck durch sich abstoßende Systeme erzeugt wird,wobei der Schließdruck durch Verschieben der Ringmagnete (4) eingestellt wird_e 5 »Overflow valve according to claim 1, characterized in that to achieve a linear pressure-displacement diagram with increasing restoring force, the closing pressure is generated by repelling systems, the closing pressure being set by moving the ring magnets (4) _e -2--2- 009839/0865009839/0865 6_# Überströmventil nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeicl net,daß eine; oder mehrere axiale Rinnen am Ventilsitz (5) oder am Ventil-Schließkörper (1) dauernd eine geringe Menge Leckflüssigkeit hindurch lässt die Ablagerungen und bei Verwendung in Blutkreisläufen G-erinisBelbildung verhindert»6 _# overflow valve according to claims 1 to 5 characterized in that a; or several axial grooves on the valve seat (5) or on the valve closing body (1). 009839/0865009839/0865