DE3241939A1

DE3241939A1 - Ablassventil

Info

Publication number: DE3241939A1
Application number: DE19823241939
Authority: DE
Inventors: Hideaki Hikone Shiga Abe; Tsutomu Ichinomiya; Masahiro Matsuura
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1981-11-14
Filing date: 1982-11-12
Publication date: 1983-05-26
Also published as: JPH0255674B2; JPS5884270A; US4497323A; GB2109509B; GB2109509A; FR2516628B1; FR2516628A1; USRE32587E; DE3241939C2

Description

"Ablaßventil"

Die Erfindung betrifft ein Ablaßventil mit einem ersten Kanal für ein unter Druck stehendes, abzulassendes Medium und einem zweiten Kanal zum Ablassen dieses Mediums, insbesondere zum langsamen Druckabbau als Bestandteil eines selbsttätig arbeitenden Sphygmomanometers zur Blutdruckmessung.

Ein derartiges selbsttätiges Blutdruckmeßgerät ist in Figur 1 dargestellt. Eine Manschette 21 ist über ein Ablaßventil 23 für einen raschen Druckabbau mit einer Druckpumpe 22 verbunden, sowie über ein Ablaßventil 1 für einen langsamen Druckabbau mit einem Druckmesser 24, der einen Balg und einen Differentialtransformator enthält. An der Manschette 21 ist ein Mikrophon 25 vorgesehen, auf das ein Verstärker 26 folgt, dem parallel ein Tiefpaßfilter 27 und ein Bandpaßfilter 28 nachgeschaltet sind, auf die jeweils ein Pegeldetektor 2 9 folgt. Die Ausgänge der Pegeldetektoren 2 9 sind mit den Eingängen eines Korotkoff'-sehen Geräusch-Diskriminators 30 verbunden. Dessen Ausgang ist sowohl mit einem Puls-Frequenz-Rechner 33 als auch mit einer Steuerschaltung 31 verbunden, die ihrerseits mit der Druckpumpe 22 und einem Speicher 34 verbünden ist. Der Speicher 34 erhält über weitere Eingänge einerseits die Ausgangssignale eines dem Druckmesser 2 4 nachgeschalteten Wandlers 32, andererseits diejenigen des Puls-Frequenz-Rechners und speichert den maximalen und den minimalen Blutdruckwert sowie die Puls-Frequenzwerte. Auf den Speicher 34 folgt eine Anzeige 35, von der die genannten Werte ablesbar sind.

Zur Blutdruckmessung mit dem in Figur 1 dargestellten Gerät wird zunächst der Luftdruck in der Manschette 21 so lange erhöht, bis er den maximalen Blutdruckwert überschreitet. Anschließend wird der Druck durch Ablassen der Luft über das Ablaßventil 1 langsam abgebaut. Nach Messung des maximalen und

des minimalen Blutdruckwertes und der Puls-Frequenz wird die Luft in der Manschette 21 über das Ablaßventil 23 rasch abgelassen.

Es ist bekannt, daß bei der Blutdruckmessung die Detektierung der Korotkoffsehen Geräusche in einem selbsttätigen Sphygmomanometer nach der Riva-Rocci-Korotkoff-Methode sehr einfach ist, wenn der Druckabbau zum Beispiel über das Ablaßventil 1 in Figur 1 mit etwa 2 bis 3 mmHg/s erfolgt. Es ist jedoch nicht möglich, die optimale Druckabbaugeschwindigkeit über einen weiten Druckbereich einzuhalten, da übliche Ablaßventile mit langsamem Druckabbau gewöhnlich eine Vorrichtung wie etwa eine Platte enthalten, die mit einer kleinen Bohrung versehen ist, die bei hohem Luftdruck zu einem raschen Druckabbau, bei niedrigem Luftdruck jedoch zu einem langsamen Druckabbau führt. Dieser Zusammenhang ist auch an dem Diagramm der Figur 5 ablesbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ablaßventil der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, das weitgehend unabhängig von dem Anfangsdruck zu einem gleichmäßigem Druckabbau je Zeiteinheit, also einer etwa konstanten Druckabbaugeschwindigkeit, führt und gleichzeitig von robuster Konstruktion ist, so daß Beschädigungen des Ventils durch äußere Einwirkungen, beispielsweise Fallenlassen oder Schütteln, ausgeschlossen sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch Ausgestaltung des Ventils mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruches gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Das Ventil nach der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt: Figur 1

Figur 2 Figur 3 Figuren 4a und 4b

Figur 5 Figur 6 Figur 7 Figuren 8a und 8b Figur 9a und 9b Figur 10

Figuren 11a und 11b das bereits beschriebene Blockschaltbild eines selbsttätigen Sphygmomanometers, innerhalb dessen das Ventil nach der Erfindung mit besonderem Vorteil verwendbar ist,

einen· Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des Ventils,

eine perspektivische Darstellung einer Einzelheit des Ventils nach Figur 2,

eine weitere Einzelheit des Ventils nach Figur 2 zur Erläuterung dessen Funktion,

ein Diagramm zur Erläuterung des Druckabbaues bei einem Ablaßventil nach dem Stand der Technik,

ein Diagramm zur Erläuterung des Druckabbaues bei einem Ventil nach dem vorliegenden Vorschlag,

einen Querschnitt durch eine.zweite Ausführungsform des Ventils nach der Erfindung,

Aufsichten auf einen Teil der zweiten Ausführungsform des Ventils zur Veranschaulichung dessen Arbeitsweise,

einen Querschnitt und eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform des Ventils,

einen Querschnitt einer vierten Ausführungsform des Ventils,

einen Querschnitt und eine perspektivische Darstellung einer fünften Ausführungsform des Ventils und - 7 -

Figur 12 eine perspektivische Darstellung

einer sechsten Ausführungsform.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform des Ventils nach der Erfindung, Es besteht aus einem Gehäuse 10, das aus zwei zylindrischen Körpern 11 und 12 zusammengesetzt ist, wobei der zylindrische Körper 11 eine öffnung 13 zur Verbindung mit der Manschette 21 (Figur 1) und eine weitere öffnung (14) zur Verbindung mit dem Ablaßventil 23 und der Druckpumpe 22 (Figur 1) hat. Der zylindrische Körper 12 ist mit einem Ablaßkanal oder Ablaßstutzen 15 versehen. Das diesem Ablaßstutzen 15 abgewandte Ende des zylindrischen Körpers erweitert sich zu einer Ausnehmung oder einem Hohlraum 41. Dieses andere Ende des zylindrischen Körpers 12 wird weiterhin übergriffen von einer Erweiterung des zylindrischen Körpers 11. Ein 0-Ring 19 stellt die erforderliche dichte Verbindung zwischen den zylindrischen Körpern 11 und 12 her. Mit dem Ablaß-stutzen oder Ablaßkanal 15 steht ein Ablaßrohr 16 in Verbindung, das eine Verlängerung dieses Kanals 15 bildet und in die Ausnehmung 41 ragt. Das eigentliche Ventilglied besteht aus zwei elastischen Platten 2 und 3 sowie einem einen Spalt erzeugenden Glied 4 zwischen diesen beiden Platten 2 und 3. Mit der elastischen Platte 3 ist über einen dünnwandigen Abschnitt 9 eine Dichtung 8 einstückig verbunden, die das Ablaßrohr 16 abdichtend umfaßt. Die Platte 2 liegt oberhalb der Platte 3 und wird gegen letztere sowohl durch eine Feder 18 als auch durch den Luftdruck gepreßt, der in dem durch den zylindrischen Körper 11 hindurchverlaufenden Kanal 43 herrscht und auf eine Lagerung oder Stützplatte 20 einwirkt, die ihrerseits fest auf der Platte 3 aufliegt. Der durch das Glied 4 zwischen den elastischen Platten 2 und 3 gebildete Spalt dient als Ablaßströmungsweg, der die Ausnehmung 41 über einen innerhalb der Platten 2 und 3 liegenden Raum 45 mit dem Ablaßrohr verbindet. Das diesen Spalt erzeugende Glied 4 ist nadelartig

geformt und hat etwa 0,15 nun Durchmesser sowie an seinem einen Ende einen Sicherungsring 5, der das Ablaßrohr 16 umgibt, während das den Spalt erzeugende Glied 4 mit seinem, durch den Sicherungsring 5 hindurchverlaufenden Teil in einem Schlitz am oberen Ende des Ablaßrohres 16 liegt, wie durch die perspektivische Darstellung in Figur 3 näher veranschaulicht ist.

Wenn nun der auf der Oberseite der Ventillagerplatte 20 lastende Luftdruck hoch ist, so ist auch der auf die Platten 2 und hierdurch ausgeübte Druck hoch. Entsprechend groß ist die Verformung der elastischen Platten 2 und 3, so daß entsprechend der Darstellung in Figur 4a der Querschnitt des durch das Glied 4 verursachten Spaltes klein ist. Mit abnehmenden Druck nimmt auch die Verformung der elastischen Platten ab und der Querschnitt des Spaltes wächst. Im Ergebnis halten die Platten 2 und 3 somit die Druckabbaugeschwindigkeit etwa konstant, wie dies in Figur 6 dargestellt ist, unabhängig von der Abnahme des Luftdruckes infolge der abgelassenen Luft.

Wenn das den Spalt erzeugende Glied 4 eine zu große Bewegungsfreiheit hätte, könnte es zum Beispiel infolge von auf das Ventil nach Figur 2 einwirkenden Stoßen seine vorgesehene Lage zwischen den Platten 2 und 3 verlassen, beispielsweise sich in der einen Richtung verschieben, bis sein äußeres Ende an der Innenwand des Gehäuses 10 ansteht oder in der entgegengesetzten Richtung verschieben, bis sein innenliegendes Ende ebenfalls zwischen die Platten 2 und 3 zu liegen kommt.

Dies wird jedoch durch den Sicherungsring 5 verhindert, der in dem Raum 45 zwischen den Platten 2 und 3 liegt und das Ablaßrohr 16 umgibt. Die Längsverschiebung des Gliedes 4 ist somit einerseits begrenzt durch Auflage der Innen fläche des Sicherungsringes 5 auf der Außenfläche des Ablaßrohres 16, andererseits durch Auflage der Außenfläche des Sicherungsringes 5 auf den Innenflächen der elastischen Platten 2 und 3. Der mögliche

Verschiebeweg ist dementsprechend vorgegeben durch den Durchmesser des Ablaßrohres 16 und den Durchmesser des Raumes 45
sowie die Breite des Sicherungsringes 5. Weiterhin verhindert der Schlitz 6 am Ende des Ablaßrohres 16, durch welchen das
Glied 4 hindurchverläuft, Verschiebungen des letzteren in waagerechter Richtung, rechtwinkelig zu seiner Längsachse. Eine solche Verschiebung würde dazu führen, daß die Länge L, mit der das Glied 4 zwischen den Platten 2 und 3 liegt (vgl. Fig. 8b) sich auf die Länge 1- gemäß Figur 8a vergrößert.

Figur 7 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei der die Innenfläche des Ventilgehäuses 10 mit einer Ausnehmung 17 zur Aufnahme des außenliegenden Endes des Gliedes 4 versehen ist.

Wie bereits erwähnt,ist die elastische Platte 3 mit einer
Dichtung 8 ausgestattet, die auf der äußeren Mantelfläche
des Ablaßrohres 16 aufliegt und damit verhindert, daß Luft von der Ausnehmung 41 direkt in den Raum 45 strömen kann. Wäre
die Dichtung 8 nicht über den dünnwandigen Abschnitt 9, sondern unmittelbar mit der elastischen Platte 3 verbunden, so würden die beim Aufsetzen der Dichtung 8 auf das Ablaßrohr 16 unvermeidlichen Spannungen zu Unregelmäßigkeiten der Fläche der
Platte 3 führen, mit der diese gegen die Platte 2 anliegt.
Die Folge wären Schwankungen der Druckabbaugeschwindigkeit. Der vorgesehene dünnwandige Abschnitt 9 zwischen der Platte 3 und der Dichtung 8 nimmt jedoch die genannten Spannungen auf und unterstützt damit das gleichmäßige Aufeinanderliegen der elastischen Platten 2 und 3. Die elastische Platte 2 ist mit Vorteil mit einer Nase 7 versehen, die in die Mündung des Ablaßrohres 1 6 reicht und so verhindert, daß das den Spalt erzeugende Glied 4 infolge von Stoßen oder Erschütterungen aus dem Schlitz 6 herausspringt.

Die Figuren 9a und 9b zeigen eine weitere Ausführungsform des Ventils, bei der das innenliegende Ende des den Spalt erzeugen-

den Gliedes 4 mit einer kugelförmigen Sicherung 5a versehen ist, die Längsverschiebungen des Gliedes 4 auf den Bereich der Verschiebung der Sicherung 5a zwischen dem Außenmantel des Ablaßrohres 16 und der Innenfläche der elastischen Platten 2 und 3 begrenzt. Das gleiche kann erreicht werden durch Abwinkein des innenliegenden Endes des nadeiförmigen Gliedes 4 im rechten Winkel, so daß es gemäß Figur 10 über den Schlitz 6 in das Ablaßrohr 16 eingesetzt werden kann. Das abgewinkelte Ende des Gliedes 4 dient hierbei als Sicherung 5b, deren Bewegungsspielraum durch den Innendurchmesser des Ablaßrohres 16 begrenzt ist.

Bei der in den Figuren 11a und 11b dargestellten Ausführungsform wird ein mit der elastischen Platte 3 einstückiges Klemmstück 5c, in welches das Glied 4 stramm eingesetzt wird, als Sicherung verwendet.

Figur 12 zeigt schließlich eine Ausführungsform, bei der eine Sicherung 5d das Ablaßrohr 16 umgibt. Die Sicherung 5d besteht aus einer mit dem Glied 4 einstückigen, dünnen Platte und hat den Vorteil, bei einfachem Aufbau nur sehr wenig Spiel zuzulassen. Die Verschiebung des Gliedes 4 wird begrenzt auf den Unterschied zwischen dem Außendurchmesser des Ablaßrohres 16 und dem Innendurchmesser der ringförmigen Sicherung 5d.

Die elastischen Platten 2 und 3 können aus einem elastischen Werkstoff wie Silikongummi oder NBR, bestehen. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung genügt es jedoch, wenn die eine Platte aus starrem Werkstoff und lediglich die andere aus einem elastischem Werkstoff besteht.

Wesentlich ist lediglich, daß ein einen Spalt erzeugendes Glied 4 zwischen zwei aufeinanderliegenden Platten angeordnet .ist, die zumindest teilweise durch den Luftdruck auf der Druckseite des Ventils gegeneinandergepreßt werden. Der auf diese Weise gebil-

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dete Spalt ändert seinen Querschnitt entsprechend dem sich ändernden Luftdruck, so daß die Geschwindigkeit des Druckabbaues im wesentlichen konstant bleibt. Die auf der Ablaßseite vorgesehene Sicherung verhindert Verschiebungen des den Spalt erzeugenden Gliedes über einen vorgegebenen Bereich hinaus und unterstützt so die Konstanthaltung der Druckänderungsgeschwindigkeit, da Verschiebungen des den Spalt erzeugenden Gliedes zu unerwünschten Änderungen des Spaltquerschnittes führen könnten.

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Claims

Patentansprüche :

( 1.^Ablaßventil mit einem ersten Kanal für ein unter Druck stehendes, abzulassendes Medium und einem zweiten Kanal zum Ablassen dieses Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß im Stömungsweg zwischen diesen beiden Kanälen (43, 15) zwei aufeinanderliegende, zumindest zum Teil auch durch das unter Druck stehende Medium gegeneinandergedrückte Platten (2, 3) angeordnet sind, von denen wenigstens eine aus elastischem Werkstoff besteht, und daß ein einen Spalt erzeugendes Glied (4) zwischen den beiden Platten (2, 3) liegt.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Platten (2, 3) aus elastischen Werkstoffen sind.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das einen Spalt erzeugende Glied (4) mit einer Sicherung (5, 5a, 5b. 5c, 5d) versehen ist, mit welcher Einrichtungen (z.B. 16) zusammenwirken, die die Verschiebung des Gliedes (4) begrenzen.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das einen Spalt erzeugende Glied (4) nadeiförmig ausgebildet ist.
5. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherung als Ring (5, 5d) ausgebildet ist, der ein den zweiten Kanal (15) verlängerndes Ablaßrohr (16) umgibt.
6. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherung als mit dem den Spalt erzeugenden Glied (4) einstückiger, flacher Ring (5d) ausgebildet ist, der ein den zweiten Kanal (15) verlängerndes Ablaßrohr (16) umgibt.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das den Spalt erzeugende Glied (4) mit seinem einen Ende in einer Aussparung (17) in der Innenwand eines Ventilgehäuses (10) und mit seinem anderen Ende in einem Schlitz eines den zweiten Kanal (15) verlängernden Ablaßrohres (16) liegt.
8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Platten (2) mit einer Nase (7) in die Mündung des Ablaßrohres (16), in dessen Schlitz (6) das Glied (4) liegt, reicht.
9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein den zweiten Kanal (15) verlängerndes Ablaßrohr (16) durch eine der Platten (3) hindurchreicht und an seinem Außeriumfang von einer Dichtung (8) umgeben ist, die über ein dünnwandiges Verbindungsstück (9) einstückig mit der betreffenden, elastischen Platte (3) ausgebildet ist.
10. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherung aus dem abgewinkelten, in dem den zweiten Kanal (15) verlängernden Ablaßrohr (16) liegenden Ende (5b) des den Spalt erzeugenden Gliedes (4) besteht.
11. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherung aus einem kugelförmigen Element (5a) am einen Ende des den Spalt erzeugenden Gliedes (4) besteht.
12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß elastische Vorspannmittel (18) die beiden Platten (2, 3) gegeneinanderdrücken.