DE2819170C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung zur Tren­ nung von Komponenten verschiedener Dichte eines Flüssig­ keitsgemisches durch Zentrifugieren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 12 bzw. 14.

Eine solche, aus der DE-OS 22 43 569 bekannte Ventilein­ richtung besteht aus einer elastomeren Spule mit einer Durchgangsöffnung, die in einem Gefäß sitzt und mit den Wänden des Gefäßes eine Abdichtung bildet. Das spezifi­ sche Gewicht der Spule liegt zwischen den spezifischen Gewichten der zwei zu trennenden Flüssigkeiten. Zusätz­ lich befindet sich in dem Gefäß ein Schwimmerverschluß, dessen spezifisches Gewicht dem der Spule ähnlich ist. Beim Zentrifugieren der Flüssigkeit wird die leichte Phase durch die Durchgangsöffnung geführt, wobei sich die Spu­ le in Richtung der schwereren Phase bewegt. Sobald die gesamte leichte Phase durch die Durchgangsöffnung geführt worden ist, verschließt der auf dem schwereren Anteil schwimmende Schwimmerverschluß die Durchgangsöffnung. Wenn die Zentrifugierung abgeschlossen ist, sollte sich die leichte Phase auf einer Seite der Spule und die schwe­ re Phase auf der anderen Seite der Spule befinden. Der Verschluß dieser Ventileinrichtung sitzt lose an der Durch­ gangsöffnung der Spule.

Beim Transport des Gefäßes kann sich aufgrund von Erschüt­ terungen der Verschluß kurzzeitig öffnen, wodurch eine geringe Vermischung der zwei Phasen auftreten kann, was insbesondere bei der Trennung von Blut hinderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ventilein­ richtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß ein zuverlässiger Verschluß und damit eine sichere Trennung der verschiedenen Komponenten nach dem Zentrifugieren gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Ventileinrich­ tung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die ihrer Herstellung dienenden Merkmale sind im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 12 vorrich­ tungsmäßig bzw. des Patentanspruchs 14 verfahrensmäßig beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 und 13 angegeben.

Bei einer derartigen Ventileinrichtung werden wesent­ liche Sitzkräfte bzw. Dichtungskräfte zwischen der Sitz­ fläche und dem Ventilelement aufrecht erhalten, wenn das Ventilelement auf der Sitzfläche sitzt und die Durchlaß­ öffnung schließt. Die Ventileinrichtung kann einstückig aus einem elastomeren Material gefertigt sein, wobei das Ventilelement sich auf einer Seite der Durchlaßöff­ nung befindet und die Vorspanneinrichtung ungedehnt oder ungespannt ist. Nach dem Formen wird wenigstens ein Teil des Ventilelementes durch die Durchlaßöffnung geführt und an der anderen Seite davon angeordnet, wodurch eine Vorspannung auf das Ventilelement infolge der Spannung in der Vorspanneinrichtung erzeugt wird, die so dazu neigt, das Ventilelement auf der anderen Seite der Öffnung sitzen zu lassen.

Man ordnet das Ventilelement deshalb über der Ventilöff­ nung frei schwimmend an, so daß es frei beweglich und von der Durchlaßöffnung um den gesamten Umfang der Durch­ laßöffnung herum trennbar ist.

Um das Spritzen von Serum oder Plasma aus dem offenen Ende des Separatorrohres zu verhindern, werden angrenzend an die Durchlaß­ öffnung zur Abweisung von durchtretendem Serum oder Plasma ent­ sprechende Einrichtungen angeordnet. Zusätzlich steuert die Vorspanneinrichtung die Verformung des Ventilelementes derart, daß eine übermäßig große Öffnung des Ventils verhindert wird.

Die Vorspanneinrich­ tung hat mindestens eine flexible strangförmige oder bandförmige Verbindung aus elastomerem Material, die sich von dem Ventil­ element auf der Unterseite der Durchlaßöffnung zu einer Veranke­ rungsstelle an dem Ventilsitzabschnitt erstreckt. In der Schließstellung wird das flexible Band unter Spannung gehalten, so daß es das Ventilelement in der Schließstellung hält. Wenn das Separatorrohr zwangsweise in ein Sammelrohr eingebracht wird und Plasma oder Serum gegen das Ventilelement drückt, dehnt sich das flexible Band, so daß das Ventilelement von seinem Sitz freikommt und Plasma oder Serum nach oben in das Separatorrohr strömen kann. Wenn das Separatorrohr in die Ruhestellung kommt, wird infolge der Spannung am flexiblen Band der Kopf in die Sitzstellung auf der Durchlaßöffnung zu­ rückgeführt, wobei das Band unter Spannung bleibt, so daß das gewünschte Schließen des Ventils gewährleistet ist.

Der Ventil­ sitzabschnitt kann einen zylindrischen Abschnitt und einen Sitzab­ schnitt an einem Ende des zylindrischen Abschnittes haben, wobei der Sitzabschnitt die Durchlaßöffnung aufweist. Das flexible Band erstreckt sich von dem Ventilelement nach unten durch eine Mittelkammer, die von dem zylindrischen Abschnitt gebildet wird. Das flexible Band ist an dem zylindrischen Abschnitt verankert. Meist werden eine Vielzahl von flexiblen Bändern oder Litzen bzw. Strängen verwendet, die mit einem scheibenförmigen Ventilelement anschließend an die Erstreckung über die Ventilöffnung zur gegenüberliegenden Seite der Ventil­ öffnung verbunden sind, so daß die Steuerung des Ventilelementes auf ein Maximum gebracht ist, d. h. eine unerwünschte Durch­ biegung des Ventilelementes verhindert wird, welche ein falsches Schließen oder Spritzen von Plasma oder Serum aus dem Separatrohr verursachen könnte. Alternativ hat das Ventil­ element einen langgestreckten Körperabschnitt, der unter einem Kopf angeordnet ist, der auf dem Ventilsitzabschnitt sitzt, an dem die Bänder befestigt sind.

Eine Haube kann über dem Ventil­ element angeordnet werden, um Plasma oder Serum abzulenken, das durch die Durchlaßöffnung hindurchgeht.

Das geschlossene Ende des Separatrohres kann eine Ventil­ einrichtung oder einen Stopfen aufweisen, der einstückig so aus­ geformt ist, daß er den Ventilsitzabschnitt, das Ventilelement und die Vorspanneinrichtung mitumfaßt. Es können verschiedene elastomere Materialien für den ausgeformten Stopfen verwendet werden, solange dieses Material das Erreichen der notwendigen Spannung an den Bändern bzw. Strängen ermöglicht, welche das Ventilelement an dem Ventilsitzabschnitt verankern.

Die Separatoranordnung hat einen Behälter, der für die Aufnahme von Blut für die anschließende Trennung in eine leichte und eine schwere Phase vorgesehen ist und einen Ver­ schluß hat, der auf dem offenen Ende des Behälters sitzt. Der Verschluß besteht aus einem Material, das von einer Kanüle durch­ drungen werden kann, durch welche Blut in den Behälter gebracht werden kann. Eine Stopfeneinrichtung, welche ein mittleres spezifisches Gewicht hat, das es ihr ermöglicht, sich zur Trennfläche der schweren Phase und der leichten Phase des Blutes unter dem Einfluß des spezifischen Gewichtes zu bewegen, hat eine Umfangsdichtungseinrichtung und eine Ventileinrichtung. Die Umfangsdichtungseinrichtung dient zum abdichtenden Angreifen an der Behälterwand am Umfang des Behälters. Die Ventileinrichtung hat einen Sitzabschnitt mit einer Öffnung, ein bewegliches Ven­ tilelement für das Sitzen auf dem Sitzabschnitt und eine Vor­ spanneinrichtung, die mit dem Ventilelement und dem Sitzabschnitt verbunden ist, um starke Sitzkräfte zwischen dem Sitzabschnitt und dem Ventilelement aufrechtzuerhalten, wenn das Ventil­ element geschlossen ist. Erfindungsgemäß läßt die Durchlaßöffnung wirksam Plasma oder Serum unter der beim Zentrifugieren auf­ tretenden Kraft durch, während gleichzeitig eine Rückkehr in die Schließstellung nach dem Zentrifugieren möglich ist, wobei die Sitzkräfte auf das Ventil wirken.

Die Vorspanneinrichtung wenigstens kann mindestens einen flexiblen Strang bzw. ein flexibles Band aus einem elastomeren Material haben, welches sich von dem Ventilelement an der Unterseite der Ventilöffnung zu einer Verankerungsstelle an dem Ventil­ sitzabschnitt erstreckt. In der Schließstellung wird das Ventil­ band unter Spannung gehalten, so daß das Ventilelement in der Schließstellung gehalten wird. Wenn Plasma oder Serum gegen das Ventilelement während des Zentrifugierens drückt, dehnt sich das flexible Band und das Ventilelement löst sich von seinem Sitz, so daß Plasma oder Serum durch die Durchlaßöffnung hin­ durchströmen kann. Nach dem Zentrifugieren kehrt infolge der Spannung auf das flexible Band der Kopf in die Sitzstellung an der Durchlaßöffnung zurück, während das Band unter Spannung bleibt, so daß das gewünschte Schließen des Ventils gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäße Kolbeneinrichtung nimmt die Position an der Trennfläche zwischen der leichten Phase und der schweren Phase dann ein, wenn das mittlere spezifische Gewicht der Kol­ beneinrichtung größer als das der leichten Phase und geringer als das der schweren Phase ist. Beispielsweise beträgt das spe­ zifische Gewicht der Kolbeneinrichtung mit Filter 1,030 bis 1,040. Alternativ kann das spezifische Gewicht größer sein, wenn ein mechanischer Anschlag vorgesehen ist.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Ventilvorrichtung, die einstückig aus einem Elastomerenmaterial so ausgeformt ist, daß sie einen Ventilsitzabschnitt bildet, der eine Durchlaßöffnung, ein Ventilelement und Verbindungsstränge hat, welche sich von dem Ventilsitzabschnitt zum Ventilelement erstrecken. Das Ventil­ element wird anfänglich auf einer Seite der Durchlaßöffnung ausge­ formt. Ein Abschnitt des Ventilelementes wird durch die Öffnung zur anderen Seite hindurchgeführt. Die Verbindungsstränge werden gedehnt, während ein Abschnitt des Ventilelementes durch die Öff­ nung hindurchgeführt wird, wodurch eine Vorspannung auf das Ven­ tilelement geschaffen wird, welche dazu neigt, das Ventilelement auf der anderen Seite der Öffnung sitzen zu lassen. Die Ventil­ einrichtung dient dazu, ein Ende eines Serumseparatorrohres zu verschließen, welches in ein Serumsammelrohr eingesetzt ist. Die gedehnten Verbindungsstränge spannen das geschlossene Ventil­ element vor, wenn das Serumseparatrohr ortsfest in dem Sammel­ rohr ist. Eine andere Alternative ist der Einsatz der Ventilein­ richtung bei der Verwendung als Abschnitt eines stopfenförmigen Kolbens in einem Sammelrohr. Das Rohr wird auf einer Zentrifuge angeordnet. Der Stopfen versucht die Trennfläche zwischen der leichten Phase und der schweren Phase des Blutes aufzusuchen. Dabei geht Plasma durch die Ventileinrichtung hindurch, welche schließt, wenn die Zentrifugierung abgeschlossen ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Schnitt ein Separatrohr und ein Sammelrohr,

Fig. 2 im Schnitt eine Ventileinrichtung im Separatrohr von Fig. 1,

Fig. 3 den Schnitt 3-3 von Fig. 2,

Fig. 4 als Einzelheit das in das Sammelrohr einge­ setzte Separatrohr von Fig. 1,

Fig. 5 Einzelheit das Separatrohr von Fig. 1, das aus dem Sammelrohr herausgezogen wird,

Fig. 6 im Schnitt eine zweite Ausführungsform der Ventileinrichtung,

Fig. 7 im Schnitt eine dritte Ausführungsform der Ventileinrichtung,

Fig. 7a eine Einzelheit von Fig. 7,

Fig. 8 den Schnitt von Fig. 7,

Fig. 9 im Schnitt eine Form zur Herstellung von Ventileinrich­ tung von Fig. 6,

Fig. 10 im Schnitt die Form von Fig. 9 bei Öffnungsbeginn,

Fig. 11 im Schnitt die sich weiter öffnende Form von Fig. 9, mit beginnendem Einsetzen des Ventils,

Fig. 12 einen Schnitt der Form von Fig. 9 in einem weiteren Öffnungsstadium, in dem die Ventilöffnung für das Ein­ setzen des Ventils verformt wird,

Fig. 13 einen Schnitt der Form von Fig. 9 in einem Öffnungszustand, bei welchem die Form beginnt, das Ventil während des Einsetzens freizugeben,

Fig. 14 einen Schnitt der Form von Fig. 9 mit der von der Form im wesentlichen freigegebenen Ventileinrichtung und dem voll in die Ventilöffnung eingesetzten Ventilelement,

Fig. 15 im Schnitt eine mit einer Blutprobe gefüllte Separatoranordnung, vor dem Zentrifugieren,

Fig. 16 den Schnitt der Separatoranordnung von Fig. 15 nach dem Zentrifugieren und

Fig. 17 eine Modifizierung der Separatoranordnung von Fig. 15.

Fig. 1 zeigt eine Trennvorrichtung mit einem Sammelrohr 10, welches ein geschlossenes Ende 12 und ein offenes Ende 14 hat. Das Separatorrohr 16 ist in das Sammelrohr 10 durch dessen offenes Ende 14 hindurch eingesetzt. Das Separatorrohr 16 hat ein rohrförmiges Element 18, das an einem Ende durch eine Ventileinrichtung 20 geschlossen ist.

Das Sammelrohr 10 ist teilweise mit einer Probe 22 gefüllt, die beispielsweise durch Zentrifugieren separiert werden soll, so daß die aus dem Blut 24 gebildeten Elemente zum geschlossenen Ende 12 des Sammelrohres 10 hinwandern, während Serum oder Plasma 26 über den aus dem Blut 24 gebildeten Elementen stehtn bleibt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist das Separatorrohr 16 in das Sammelrohr 10 bis zu einer Stelle nach unten eingeführt, an der Serum oder Plasma in das Separatorrohr 16 durch den Ventilmechanismus in der Ventileinrichtung 20 eintritt, der im einzelnen anhand der Fig. 2 bis 5 beschrieben wird.

Die in Fig. 2 gezeigte Ventileinrichtung 20 hat einen im wesentlichen zylindrischen Ventilkörper 28, der an einem Ende in einem Flansch 30 endet, welcher eine Dichtung längs der Wand des Sammelrohres 10 an einer Dichtungsfläche 32 bildet. Das andere Ende des Ventilkörpers 28 hat einen radial nach innen ge­ richteten Ringflansch 34, der einen Ventilsitz längs der Sitzfläche 36 für ein bewegliches Ventilelement 38 bildet. Das Ventil­ element 38 hat einen Verschlußkörper 40, der in einem Dichtungskopf 42 endet, welcher auf der Sitzfläche 36 längs einer Dichtungsfläche 44 sitzt, wenn der Dichtungskopf 42 durch eine Durchlaßöffnung 46 im Ringflansch 34 gedrückt ist, wie dies in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist.

Um eine schließende Vorspannung auf das Ventilelement 38 auszu­ üben, die unabhängig vom Durchmesser des rohrförmigen Elementes 18 ist, sind elastische Stränge 48 an den Innen­ seiten 50 des zylindrischen Ventilkörpers 28 der Ventileinrichtung 20 befestigt.

Gemäß Fig. 3 sind drei derartige Stränge 48 vorgesehen, die im gleichen Abstand um die Innenseite 50 und das Ventilelement 38 herum an Befestigungsstellen 52 derart angeordnet sind, daß eine geeignete Abdichtung zwischen der Dichtungsfläche 44 und der Sitzfläche 36 von Fig. 2 gewährlei­ stet wird.

Fig. 2 und 3 zeigen eine einstückig geformte Ventileinrichtung 20 , der aus einem Elastomer, wie z. B. Kautschuk, be­ steht. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, befindet sich das Ventil­ element 38 in der nicht vorgespannten Stellung, da keine Zug­ spannung an den Strängen 48 herrscht. Wenn der Dichtungskopf 42 jedoch einmal durch die Durchlaßöffnung 46 gedrückt ist, wie dies in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, stehen die Stränge 48 unter Spannung und speichern Energie, so daß die Dichtungsfläche 44 in Kontakt mit der Sitzfläche 36 gedrückt wird, wenn das Separatorrohr 16 sich in der in Fig. 1 gezeigten stationären Stellung bzw. Ruhestellung befindet.

Wie ebenfalls in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, hat der Flansch 30 ringförmig Ausnehmungsbereiche 54 auf gegenüberliegenden Sei­ ten des Flansches 30. Die Ausnehmungsbereiche 54 ermöglichen, daß sich die Dichtungsfläche 32 radial nach außen ausdehnt bzw. radial nach innen einzieht, so daß eine Anpassung an unterschied­ liche Innendurchmesser in dem Sammelrohr 10 möglich ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Fig. 2 zeigt weiterhin einen Ringwulst 55, der eine Dichtung mit dem Separatorrohr 16 gemäß Fig. 4 und 5 bildet. Dadurch, daß man den Ringwulst 55 als erforderliche Dichtung verwendet, sind die Toleranzen der Durchmesser des rohrförmigen Elementes 18, wie es in Fig. 4 und 5 gezeigt ist, weniger kritisch. In gleicher Weise ist eine ringförmige Ausnehmung 57 angrenzend an den Ringflansch 34 vorgesehen, so daß ein Kontakt zwischen dem rohr­ förmigen Element 18 und dem Ringflansch 34 ausgeschlossen wird, der die richtige Arbeitsweise des Ventils beeinträchtigen könnte.

In Fig. 4 und 5 ist die Ventileinrichtung 20 in der Betriebsstellung gezeigt, d. h. der Dichtungskopf 42 befindet sich über der Sitzfläche 36. Wie ebenfalls aus Fig. 4 und 5 zu ersehen ist, ist in den mittigen Hohlraum, der von der Innenseite 50 des Ventilkörpers 28 gebildet wird, ein Filter 56 so eingesetzt, daß es Fibrin und andere, aus dem Blut gebildete Elemente ausfiltert, die in dem Plasma oder Serum suspendiert bleiben, wenn das Se­ paratorrohr 16 in das Sammelrohr 10 in der durch den Pfeil I von Fig. 4 gezeigten Richtung eingeführt wird. Wenn das Separator­ rohr 16 in Richtung des Pfeils I gedrückt wird, wird der Dichtungskopf 42 zwangsweise nach oben von der Stirnfläche 36 abgehoben, so daß das gefilterte Serum oder Plasma 20 um den Verschlußkörper 40 und den Dichtungskopf 42 herum durch die Durchlaßöffnung 46 im Ringflansch 34 strömen kann, was durch die Pfeile II veranschaulicht ist.

In Fig. 5 wird das Separatorrohr 16 aus dem Sammelrohr 10 in Richtung der Pfeile III zurückgezogen. Unter diesen Umständen befindet sich die Dichtungsfläche 44 des Dichtungskopfes 42 in Dichtungsein­ griff mit der Sitzfläche 36, so daß ein Strömen des Serums oder Plasmas 26 durch die Durchlaßöffnung 46 verhindert wird. Wenn das Separatorrohr 16 aus dem Sammelrohr 10 herausgezogen ist, strömt Luft zwischen der Dichtungsfläche 32 und dem Sammelrohr 10 hindurch, was durch die Pfeile IV veranschaulicht ist.

In Fig. 6 ist eine gegenüber den Fig. 1 bis 5 modifizierte Ausführung einer Ventileinrichtung 20 a ge­ zeigt, die eine Haube 58 angrenzend an die Durchlaßöffnung 46 und den Dichtungskopf 42 hat. Die Haube 58 hat einen radial nach innen ge­ richteten Flansch 60 und eine Mittelöffnung 62. Der Flansch 60 dient dazu, Serum oder Plasma 26, welches durch die Durchlaßöffnung 46 strömt, abzulenken, so daß jedes Spritzen des Plasmas 26 aus dem Ende des in Fig. 6 nicht gezeigten Separatorrohrs verhindert wird. Die Pfeile V zeigen die Ablenkung des Serums oder Plasmas 26. Die übrige Ventileinrichtung 20 a von Fig. 6 entspricht im wesentlichen der Ventileinrichtung 20 von Fig. 2 bis 5.

Die in Fig. 7 gezeigte Ventileinrichtung 20 b hat ein modifiziertes Ventilelement 38 b , das im wesentlichen keinen Körper, sondern nur den Dichtungskopf 42 aufweist. Die Stränge 48 b sind an einem scheibenförmigen Vor­ sprung 40 b befestigt. Infolge der von den Strängen 48 b am Umfang des Dichtungskopfes 42 ausgeübten Kräfte ist der Dichtungskopf 42 des Ventilelemen­ tes 38 b gegenüber Deformationen besonders widerstandsfähig, die zu einem Spritzen von Plasma oder Serum durch die Öffnung 62 führen könnten. Diese von den Strängen 48 b ausgeübten Kräfte führen dazu, daß der Dichtungskopf 42 in der in Fig. 7 gezeigten Form ge­ halten wird. Dies ist besonders wichtig, um zu verhindern, daß der Dichtungskopf 42 in der Durchlaßöffnung 46 offen gedrückt bzw. geklemmt wird. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, erstrecken sich die Stränge 48 b über die Durchlaßöffnung 46 von der Innenseite 50 aus. Da­ durch wird gewährleistet, daß die Stränge 48 b nicht an dem Ringflansch 34 am Rand der Durchlaßöffnung 46 reiben oder aufliegen, was passieren könnte, wenn die Stränge 48 b nicht zur gegenüberliegen­ den Seite der Durchlaßöffnung 46 kreuzen würden. Der Vorsprung 40 b kann ebenfalls weggelassen werden. Die Stränge 48 b werden dann direkt am Dichtungskopf 42 befestigt. Um eine Störung an der Stelle 63 zu vermei­ den, sind die Stränge 48 b auf verschiedenen Höhen an der Innenseite 50 befestigt.

Die Ventileinrichtung 20 b gemäß Fig. 7 hat einen Ringwulst 64, der an der Innenseite 50 gerade über dem Filter 56 angeord­ net ist. Der Ringwulst 64 sorgt dafür, daß das Filter 56 nicht nach oben zum Ventilelement 38 b gedrückt wird, so daß durch diese Maßnahme eine Störung verhindert wird. Ein zusätzlicher Ring­ wulst 55 am Ventilkörper 28 bildet eine Dichtung mit dem rohrförmigen Element 18. Durch den Flansch 30 erstrecken sich unter dem rohr­ förmigen Element 18 zusätzlich eine Vielzahl von Rückschlagven­ tilen 66. Diese Ventile sind geschlossen, wenn das Separatorrohr 16 in das Sammelrohr 10 eingeführt ist, wie dies in Fig. 7 ge­ zeigt ist, werden jedoch geöffnet, wenn das Separatorrohr 16 aus dem Sammelrohr 10 entfernt wird, wie dies in Fig. 7a gezeigt ist, wodurch Luft in das Sammelrohr eintreten kann.

Die Ventileinrichtungen 20 , 20 a und 20 b sind alle nach dem gleichen Verfahren hergestellt, so daß nur die Her­ stellung der Ventileinrichtung 20 a anhand der Fig. 9 bis 14 näher er­ läutert zu werden braucht.

Wie in Fig. 9 gezeigt ist, wird eine Ventileinrichtung 20 a zwischen einem ersten Formabschnitt 100 und einem zweiten Formabschnitt 102 ausgeformt. Der erste Formabschnitt 100 hat ein Außenteil 104, welches teilweise den Flansch 30 und einen Innenteil 106 bildet, der teilweise die Innenseiten 50 und einen Abschnitt des Ventilelementes 38 sowie die Stränge 48 in der von den Innenseiten 50 erzeugten Kammer bildet.

Der zweite Formabschnitt 102 hat ein Außenteil 108, ein Innenteil 110 und dazwischen eine Büchse 112. Der Außenteil 108 bildet die Wand der Ventileinrichtung 20 a einschließlich der Ringwulste 55. Der Innenteil 110 bildet die Flansche 34 und 60 sowie die Durchlaßöffnung 46. Der Innenteil 110 bildet auch einen wesentlichen Teil des Verschlußkörpers 40 einschließlich des Dichtungskopfes 42 und wirkt mit dem ersten Formabschnitt 100 zur Bildung der Stränge 48 zusammen. Wenn die Preß­ formung abgeschlossen ist, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist, be­ ginnen sich die Formabschnitte 100 und 102 zu trennen, was in Fig. 10 gezeigt ist. Wenn sich der zweite Formabschnitt 102 von dem ersten Formabschnitt 100 trennt, wird der Flansch 30 von dem Außenteil 104 des ersten Formabschnittes 100 freigegeben und das Innenteil 106 wird von der Innenkammer der Ventileinrichtung 20 a weg­ gezogen. Die Ventileinrichtung 20 a bleibt bezüglich des Außenteils 108 an Ort und Stelle, während das Innenteil 110 und die Büchse 112 des zweiten Formabschnittes 102 sich in diesem Anfangszustand der Freigabe als Ganzes bewegen.

In der Stellung von Fig. 11 ist die Büchse 112 ortsfest, da sich der Außenteil 108 und der Innenteil 110 des zweiten Abschnittes 102 weiterbewegen, so daß der Flansch 60 und der Ringflansch 34 gehalten werden und die Freigabe der Ventileinrichtung 20 a bezüglich des zweiten Formabschnittes 102 beginnt. Gleichzeitig wird mit dem Einsetzen des Verschlußkörpers 40 begonnen, wenn sich der Ringflansch 34, der die Durchlaßöffnung 46 bildet, derart zu verformen beginnt, daß der Durchtritt des Dichtungskopfes 42 möglich ist.

In Fig. 12 ist die Durchlaßöffnung 46 im Ringflansch 34 vollständig ver­ formt, wenn der Dichtungskopf 42 des Ventilelementes 38 hindurchtritt. Dies wird dadurch erreicht, daß man den Außenteil 108 und den Innenteil 110 des zweiten Formabschnittes 102 bezüglich des ersten Form­ abschnittes 100 weiter öffnen und bewegen läßt, während die ortsfeste Büchse 112 die Flansche 60 und 34 hält. Das Ventil­ element 38 mit dem Dichtungskopf 42 wird vollständig innerhalb der Teile 108 und 110 gehalten, solange der Ringflansch 34 weiter ver­ formt wird, um die Durchlaßöffnung 46 zu vergrößern. Die Stränge 48 der Verbindungseinrichtungen werden in diesem Sta­ dium des Öffnens der Form stark gedehnt.

Wenn sich der zweite Formabschnitt 102 , jedoch nicht die Büchse 112 weiter bewegt, wie dies in Fig. 13 gezeigt ist, werden die Stränge 48 soweit gedehnt, daß eine ausreichende Kraft erzeugt wird, um die das Ventilelement 38 von dem Innenteil 110 des zweiten Formabschnittes 102 zu ziehen. Da der Ringflansch 34 nun in den ursprünglichen ausgeformten Zustand zurückgekehrt ist, d. h. "hinterformt" ist, kann der Dichtungskopf 42 des Ventilelementes 38 nicht durch die Durchlaßöffnung 46 hindurchgehen, wenn das Ven­ tilelement 38 vollständig vom Innenteil 110 freigegeben wird, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist.

Das Ventilelement 38 wird in der Kammer ausgeformt, die von den Innenseiten 50 der Ventileinrichtung 20 a gebildet werden. Vor dem Ent­ fernen des Ventils aus der Form wird jedoch das Ventilelement 38 mit dem Dichtungskopf 42 von einer Seite des Ventilelementes zur anderen Seite gebracht, um das Ventil einzustellen. Gleich­ zeitig mit dem Stellen des Ventils werden die Verbindungsein­ richtungen, d. h. die Stränge 48, einer Dehnung unterworfen, so daß sie abschließend das Ventilelement 38 in die Schließstellung vorspannen.

Im vorstehenden wurde beschrieben, wie die Spannung auf die Stränge 48 erzeugt wird. Die Spannung auf die Stränge 48 kann dadurch entlastet werden, daß der Dichtungskopf 42 zwangsweise durch die Durchlaßöffnung 46 zurückgeführt wird. Der Dichtungskopf 42 kann an Ort und Stelle auf der gegenüberliegenden Seite der Durchlaßöffnung 46 aus­ geformt und dann durch die Durchlaßöffnung 46 gedrückt werden, wodurch eine Zugspannung an den Strängen 48 erzeugt wird, die an der Innenseite 50 für diesen Zweck angeordnet sind.

Die vorstehend beschriebene Ventileinrichtung kann bei einer Separatoranordnung der Vacutainer-Bauweise gemäß Fig. 15 ver­ wendet werden. Die in Fig. 15 gezeigte geschlossene Trennvor­ richtung hat einen rohrförmigen Behälter 210 mit zwei offenen Enden, die von einem ersten Verschluß 212 und einem zweiten Verschluß 214 verschlossen sind, die abdichtend in den offenen Enden sitzen. Jeder der Verschlüsse 212 und 214 weist ein selbstdichtendes elastomeres Material auf, beispielsweise Kautschuk. Der zweite Verschluß 214 wird von einer Kanüle 216 durchdrungen, durch welche Blut 218 in den Behälter 210 aufgenommen wird. Durch Erzeugung eines Vakuums in dem Be­ hälter 210 wird das Blut leicht in den Behälter 210 gezogen. In­ folge des elastomeren Verhaltens des zweiten Verschlusses 214 kann die Kanüle 216 aus dem zweiten Verschluß 214 entfernt werden, wobei sich das Loch automatisch schließt.

Der Behälter 210 umschließt eine Kolbeneinrichtung mit einer Ventileinrichtung 220 . Die Ventileinrichtung 220 hat einen im wesentlichen zylindrischen Ventilkörper 228, der eine Viel­ zahl von ringförmigen Umfangsdichtungswulsten 230 aufweist, welche eine Dichtung mit den Wänden des Behälters 210 bilden. Das Ende des Ventilkörpers 228, das von der Blutprobe 218 entfernt liegt, hat einen leicht nach innen gerichteten Ringflansch 234 zur Bildung eines Ventilsitzes längs der Sitzfläche 236 für das bewegliche Ventilelement 238 . Das Ventilelement 238 hat einen Verschlußkörper 240, der in einem Dichtungskopf 242 endet, welcher auf der Sitzfläche 236 längs einer Dichtungsfläche an einer Durchlaßöffnung sitzt.

Zur Erzeugung einer schließenden Vorspannung auf das Ventil­ element 238 , die unabhängig vom Durchmesser des Behälters 210 ist, sind elastische Stränge 248 an den Innenseiten des Ventilkörpers 228 der Ventileinrichtung 220 befestigt.

Wie in Fig. 15 gezeigt ist, ist in dem mittleren Hohlraum, der von der Innenseite des Ventilkörpers 228 gebildet wird, ein Filter 256 eingesetzt. Der Zweck dieses Filters 256 besteht darin, zu verhindern, daß Fibrin und aus dem Blut gebildete Elemente durch die Durchlaßöffnung 244 während des Zentrifugierens hindurchgehen. Um zu verhindern, daß sich das Filter 256 in dem von der Innenseite gebildeten Hohlraum verschiebt, ist ein Ringwulst 264 an der Innenseite gerade über dem Filter 256 angeordnet. Der Ringwulst 264 sorgt dafür, daß das Fil­ ter 256 nicht nach oben gedrückt wird und das Ventilelement 238 beeinträchtigt. Das Filter 256 kann aus einer Vielzahl von Materia­ lien bestehen, die Poren haben, welche ausreichend kleiner als das Blutkörperchenmaterial sind, so daß verhindert wird, daß Zellenmaterial durch die Durchlaßöffnung 244 hindurchgeht.

Während des Zentrifugierens drückt das Plasma oder das Serum der Blutprobe den Dichtungskopf 242 nach oben und von der Sitzfläche 236 weg, so daß Serum oder Plasma hindurchtreten kann, wodurch man die leichte Phase an dem Ende des Behälters 210 angrenzend an den ersten Verschluß 212 und die schwere Phase an dem Ende des Behälters 210 angrenzend an den zweiten Verschluß 214 erhält, wie dies aus Fig. 16 zu ersehen ist. Die Stränge 248 müssen eine geeignete Vorspannung auf den Dichtungskopf 242 ausüben, damit der Dichtungskopf 242 sich von der Sitz­ fläche 236 während des Zentrifugierens abhebt. Gleichzeitig müssen die Stränge 248 eine ausreichende Vorspannung auf den Dichtungskopf 242 ausüben, um ein Schließen auf der Sitzfläche 236 nach dem Abschluß der Zentrifugierung gewährleisten.

Damit die Ventileinrichtung 220 die Trennfläche zwischen der leichten Phase und der schweren Phase in der richtigen Weise aufsucht, wie dies in Fig. 16 gezeigt ist, muß die Ventileinrichtung 220 das rich­ tige spezifische Gewicht haben. Es hat sich gezeigt, daß ein mittleres spezifisches Gewicht von 1,030 bis 1,040 besonders geeignet ist. Es können verschiedene elastomere Materialien mit geeigneten spezifischen Gewichten verwendet werden.

Bei der in Fig. 17 gezeigten Ausführungsform wird ein mechani­ scher Anschlag in Form eines Vorsprungs 270 dazu verwendet, die Ventileinrichtung 220 anstatt durch ihr spezifisches Gewicht gemäß Fig. 1 bis 5, anzuhalten. Dementsprechend braucht das mittlere spezifische Gewicht der Ventileinrichtung 220 nur größer als die leichte Phase zu sein, d. h. 1,030 oder größer, so daß gewährleistet ist, daß die Ventileinrichtung durch das Plasma oder Serum hindurch bewegt werden kann.

Bei der Ventileinrichtung 220 von Fig. 17 werden die Dichtungswulste 230 gemäß Fig. 15 durch einen ringförmigen Dichtungsflansch 272 ersetzt. Der Flansch 272 hat ringförmige Ausnehmungsbereiche 276, die so angeordnet sind, daß der Flansch 272 leicht eingezogen und ausgefahren werden kann, um die geeignete Abdichtung an einer Dichtungsfläche 274 zu erreichen, welche mit der Wand des Behälters 210 in Kontakt steht. Die Ventileinrichtung 220 entspricht dem der Fig. 1 bis 5.

Claims (14)

1. Ventileinrichtung zur Trennung von Komponenten ver­ schiedener Dichte eines Flüssigkeitsgemisches durch Zentrifugieren mit einem in einem verschließbaren Ge­ fäß gegen die Gefäßwände abdichtenden Ventilkörper und einem die Durchlaßöffnung im Ventilkörper auf ei­ ner Sitzfläche abdeckenden, unter dem Strömungsdruck der Flüssigkeit beweglichen Verschlußkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrich­ tung (20, 20 a, 20 b, 220) einstückig ist und der Ver­ schlußkörper (40, 240) mittels unter Zugspannung ste­ hender Elemente (Stränge 48, 248) mit dem Ventilkör­ per (28, 228) ein Einwegventil bildend elastisch ver­ bunden ist.

2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (20, 20 a, 20 b, 220) aus einem elastischen dehnfähigen Werkstoff besteht.

3. Ventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verschlußkörper (40, 240) einen tellerförmigen Abschnitt (Dichtungskopf 42, Dichtungskopf 242) hat.

4. Ventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die unter Zugspannung stehenden Elemente eine Vielzahl von dehnbaren ela­ stischen Strängen (48, 248) sind.

5. Ventileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elastischen Stränge (48, 248), von der Innenseite (50) des Ventilkörpers (28, 228) ausgehend, durch die Durchlaßöffnung des Ventilkörpers geführt sind und am Verschlußkörper (40, 240) ziehend angreifen.

6. Ventileinrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sitzkraft des Ver­ schlußkörpers (40, 240) auf der Sitzfläche (36, 236) kleiner als die auf den Verschlußkörper (40, 240) ein­ wirkende Zentrifugalkraft der Flüssigkeitskomponente mit der größeren Wichte ist.

7. Ventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gefäß ein durch­ sichtiges zylindrisches Rohr (Element 18, Behälter 210) ist und daß der Ventilkörper (28, 228) ein Rotationskörper ist.

8. Ventileinrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ventilkörper (28) am unteren Ende eines oben offenen Rohres (Separatrohr 16, Fig. 1) angeordnet ist und einen über das Rohrende radial hinausragenden Flansch (30, Fig. 2) hat, dessen Rand (Dichtungsfläche 32) in einem das Rohr (Separatrohr 16) mit Spiel (Ende 14) auf­ nehmenden zweiten Rohr (Sammelrohr 10) abdichtend geführt ist und das zweite Rohr (Sammelrohr 10) an seinem dem Flansch abge­ kehrten Ende (12) geschlossen ist.

9. Ventileinrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wichte des Ventil­ körpers (228) der mittleren Wichte der Komponenten des Flüssigkeitsgemisches entspricht und der Ventil­ körper (228, Fig. 15 und 16) in dem es umgebenden ge­ schlossenen Rohr (Behälter 210) schwimmt.

10. Ventileinrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (28, 228) in dem dem Verschlußkörper (40, 240) abge­ kehrten Ende ein Filter (56, 256) enthält.

11. Ventileinrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Filter (56, 256) für die Komponente des Flüssigkeitsgemisches mit der kleineren Wichte, nicht aber für die Komponente mit der größeren Wichte durchlässig ist.

12. Vorrichtung zur Herstellung der Ventileinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, durch pressendes Verformen in einem der Form des Werkstückes entsprechenden Hohlraum mit­ tels in Richtung der Längsachse des Werkstückes auf­ einander zu bewegbarer, den Hohlraum eingrenzender Werkzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß Werkzeuge zum Formen des im Inneren des Ventil­ körpers (28, 228) befindlichen Verschlußkörpers (40, 240) und seiner ihn mit dem Ventilkörper (28, 228) verbindenden Elemente (Stränge 48, 248) vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die den Verschlußkörper (40, 240) formenden und ihn umgreifenden Werkzeugteile nach der Formung des Verschlußkörpers (40, 240) durch die Durchlaßöffnung (46, 244) des vorher gepreßten Ven­ tilkörpers (28, 228) bewegbar sind.

14. Verfahren zur Herstellung einer Ventileinrichtung durch pressendes Verformen mit einer Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (40, 240) und die ihn mit dem Ventilkörper (28, 228) verbindenden, mit ihm einstückig hergestellten elastischen Stränge (48, 248) bei Bewe­ gung des Verschlußkörpers (40, 240) durch die Durch­ laßöffnung (46, 244) des Ventilkörpers (28, 228) nach der Pressung elastisch gedehnt werden, wobei die Durch­ laßöffnung (46, 244) elastisch erweitert wird.