用于水射流手术的泵单元的制作方法
【专利摘要】一种用于水射流手术的泵单元。根据本发明的泵单元(10)包括至少两个活塞泵，其包括泵缸(12，13)和泵活塞(15,16)。各活塞泵包括至少一个入口阀(25,27)以及出口阀(34,35)。至少入口阀(25,27)体现为无弹簧球形单向阀，但可选地，出口阀(34,36)也体现为无弹簧球形单向阀，在这些阀的实例中，阀球(34)位于内部(39)中，该内部至少在一侧(52)上由壳体(优选地为第一壳体部分11)的表面限定。以此设计，仅当壳体部分(11,17)被聚合到一起时，目前的单向阀仅接合就因此完全地制成。单向阀能因此以简单且可靠的方式集成入泵单元(10)，该单向阀可良好地消毒并且其可清洁而没有任何残余物。
【专利说明】用于水射流手术的泵单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种泵单元，其特别地提供用于水射流手术。
【背景技术】
[0002]水射流手术基于生理盐溶液的射流在生物组织上的应用，该生物组织通过此应用而被完全或部分地切断和/或分解。依赖于过程控制，诸如通过使用水射流器的手术介入的方式，组织段可被切割，并且通过保护血管系统或间质，实质组织可被分解。诸如保护神经的手术由此是可能的。
[0003]为了产生对应的水射流，特别地为NaCL溶液的治疗流体必须以期望的压力和/或以期望的输送体积提供，以便随后通过手术器械作为射流而应用。在现有技术中，如在图7和图8的截面图中图示的泵单元起到提供流体的作用。在其中显示的泵单元10体现为一次性泵(也即，作为提供为使用一次的产品)，如果需要，该一次性泵被插入医疗设备的对应的容纳部，并且该一次性泵以容纳部就地锁定。泵单元10包括第一壳体部分11，该第一壳体部分包括两个泵缸12、13，这些泵缸布置成以便彼此轴向地平行。这些泵缸体现为离开顶部部分14延伸的圆形的、管状的附属部。泵活塞15、16布置在泵缸12、13中，这些泵活塞邻接泵缸12、13的内壁以便形成密封，并且这些泵活塞布置成以便纵向地可移位。诸如以旋转槽或凸耳等形式的连接装置布置在泵缸12、13的远端以及泵活塞15、16上，以便一方面锁定泵单元10以及因此锁定泵缸12、13，并且以便另一方面选择性地来回移动泵活塞15、16。
[0004]固定地连接至第一壳体部分11的第二壳体部分17属于泵单元10。如可从图7所见，通过管19连接至诸如生理盐溶液的流体供应的吸入通道18体现在第二壳体部分17中。
[0005]吸入通道18横向地延伸至泵缸12、13，并且在各实例中包括接合部20、21，这些接合部通向各自的泵缸12、13。在各实例中入口通道22、23体现在第一壳体部分11中，以便大致地与所述接合部20、21对齐。室24固定在接合部20和入口通道22之间，该室由两个壳体部分11、17限定并且入口阀25位于该室中。还提供了室26，该室将接合部21连接至入口通道23并且入口阀27位于该室中。
[0006]如图8中所示，第二壳体部分17更进一步包括压力通道28，其平行于吸入通道18延伸，并且其在壳体部分17的一侧上接入连接部29。通向手术器械的压力管线必须连接至所述连接部29，该手术器械喷射用于手术治疗组织的流体射流。
[0007]压力通道28包括与出口通道32、33连通的接合部30、31。出口通道32、33通过阀34、35将泵缸12、13的内部连接至压力通道28。
[0008]在泵单元10的实例中体现了两个入口阀25、27和阀34、35以便彼此间等同，该泵单元在图7和图8中图示并且其属于现有技术。出于此目的，作为所有的阀25、27、34、35的代表，入口阀25以示例的方式在图6中图示。
[0009]阀25是弹簧承载的单向阀。该阀包括作为外壳体的衬套36，该衬套在一端上包括端部板37，管形附属部38从该端部板延伸。内壳体40布置在空间39中，该空间被附属部
38包围。所述内壳体40是薄壁金属部件,例如,其在朝外地定向的凸缘41上诸如以压配合而连接至衬套36。内壳体40包围内空间42，在该内空间中布置了阀球43。该阀球位于孔45的边缘44上，该孔穿透端部板37并且因此密封该端部板。压力弹簧46挤压阀球43抵靠边缘44，因此形成阀体座。压力弹簧46以其面向离开阀球43的端部被支承在内壳体40的远端的边缘47上，例如，该边缘朝内弯曲。内壳体40更进一步包括至少一个侧面窗48，在图6中，该侧面窗被阀球43覆盖绝大部分并且起到流出开口的作用。
[0010]在实践中，此类泵单元已在原理上证明了它们自己。然而，其生产和处理需要一些注意事项。泵单元是无菌医疗产品。这要求诸如阀的所使用的元件在生产过程中已具有规定程度的净度，该生产过程在净化室中进行。参考在现有技术中使用的阀，这意味着它们不接触诸如油和脂的加工材料，并且不接触清洁剂。在阀的实例中，在弹簧装置挤压阀球进入阀体座的情况下，此清洁工序几乎是不可能的或仅可能在困难状况下进行。此清洁努力是巨大的。
[0011]在泵单元分别生产或装配之后，必须确保此泵单元10完全消毒。出于此目的，泵单元可经受气体消毒方法(例如使用环氧乙烯)。然而，出于此目的，气体必须能够通过各自阀对(出口 /入口)的至少一侧，使得该气体可渗透入所有相关的空腔。由于弹簧承载的入口阀和出口阀的使用，此通过的能力未得到充分地提供。
[0012]对此类泵单元的进一步需求是在其存储之后的分别的立即可操作性或就绪性。在这里，消毒生产之后的保质期可长达3年。在施加最大为-350毫巴的小低压/真空时，必须从仓库取出的泵单元的入口阀必须已经打开。由于不同的物理影响，比方说诸如堵塞或球卡在球座中，在相当于现有技术的弹簧承载的入口阀的实例中上述打开状态并非总是就绪的，随后导致泵单元的故障。
[0013]此即为何泵10在缺少两个入口阀25、27的压力弹簧46的情况下也因此已被使用。这些泵单元已经在实践中证明了它们自己。在这些泵的实例中入口阀确实不再被卡，并且针对用于消毒的气体的可穿透性完全就绪。然而，在这些泵单元的实例中的特定功能的损害是显而易见的，也即供应管线现在必须完全被通气，以便能够确保泵的初始填充。另外的结果是由于非常低效应的阶段(low effect stage)，因此由于非常低的活塞速度，流动速率不再被确保。由于低效阶段，由泵活塞15、16输送的流体流是低的，并且不足以在相当于现有技术的阀的实例中确保阀的正确的开关行为。
【发明内容】
[0014]基于此，本发明的目的在于详细说明一种包括改进的应用领域的泵单元。
[0015]此目的以根据权利要求1的泵单元的方式解决:
基于已知的泵单元，根据本发明的泵单元表征为至少具有入口阀的特别实施例。这些入口阀体现为以便为无弹簧的并且不具有内壳体。以阀球的形式的阀闭合元件布置在阀的内部，以便能够自由地移动，并且不会卡在分开的内壳体中。它们松散地移动，并且不在内部的任何位置处带有预应力地紧靠。因此可采取与阀球相关的两种措施。阀球可获得增大的直径，并且其可由包括降低的密度的材料制成。阀球至内表面的附着或联结被可靠地消除，特别地，至阀体座的附着或联结被可靠地消除；并且，在液体被吸入时通过空气移动的方式，已使得阀球显著地更容易被带动。此特性增加了当该泵单元即使响应于慢的活塞运动而首次使用时，泵单元可靠地吸入治疗流体的事实。由于此特性也可在非常低的效应大小(low effect size)的情况下、在泵活塞以极其慢的速度移动的情况下被确保的事实,泵单元的应用领域朝低的效应大小扩展。
[0016]考虑到应用领域的扩展的优点从至少对用作入口阀的单向阀的再设计得出。入口阀仅响应于壳体部分的装配而闭合。预装配的阀不用作入口阀，杂质能在该阀的并非非常容易到达的内部出现。因此，污染物的入口能被更好地控制。另外，这些杂质可通过清洁工序的方式更好地并且因此完全地移除。由于普通预装配的阀的清洁工序而被引入阀中的清洁残余物，也即清洁剂的残余物可减少或消除。通过以第一壳体部分的方法限定阀内部的至少一侧，更进一步可靠地排除了杂质抵达内部或在该位置处滞留，该杂质以诸如拉拔油脂或润滑油脂的制造工序残余物的形式存在。
[0017]球直径和阀体座之间的关系可用不同于先前的方式选择。球可获得与阀体座的直径相比相对大的直径。在一个优选实施例的实例中，球直径为阀体座的直径的1.5倍。稍微较小的球直径或稍微较大的球直径也是可能的。以此措施并且通过省略阀闭合弹簧，球的附着，也即由球和阀体座的紧密接合引发的粘着被避免。此外，球的开启和闭合由流体流的力促成。通过省略阀壳体，更多的安装空间可用于阀球。阀球可因此获得增大的直径。因此，该阀球为流体流提供了更大的表面，并且因此更容易在开口及闭合的方向上移动。此构造特别地应用于包括非常慢的流动速率的流体流，因此响应于非常低的效应大小。
[0018]阀球在其中可自由移动的内部至少在从第一壳体部分的一侧上闭合，而该内部可另外由第二壳体部分的表面或由插入壳体部分的衬套围绕；例如，该侧为正面，例如在入口侧上的正面。阀体座可体现在衬套上或也可体现在第二壳体部分上。
[0019]此构想还开启了特别简单、良好地布置的装配可能性，该装配可能性包括在接合两个壳体部分之前的表面外露。可以以此而容易地维持成熟的清洁标准。
[0020]在一个优选实施例的实例中，壳体部分包括管式附属部，该附属部突起进入另一壳体部分的袋形部(pocket)。抵抗压力且流体密封的压配合能以此形成，该压配合由在阀中占优势的压力以支持密封效应的方式加压。当内压力占优势时，在管式附属部倾向于变宽的情况下，额外地，管式附属部抵靠着袋形部的壁而被挤压。
[0021]出口通道优选地布置成以便位于入口通道的对面。这导致了流入，即使响应于低的流体流动速率，该流入在开启或闭合方向上可靠地移动阀球。特别地，除了阀球外，内部不接触任何微粒或机械装置。因此，不会在该内部中的任何位置上产生与阀球的运动的方向横向作用的流。因此，避免了与介质的流动方向横向作用的和与阀球的纵向运动横向作用的流入。因此，流体流可不受障碍地、因此最佳地作用于阀球上，并且可在流动方向上带动该阀球，提供了阀的准确打开和闭合。可避免由介质的横流导致的中断。
[0022]优选地，阀的内部的出口由包括边缘的开口围绕，该边缘不匹配于阀球，使得开口不能被阀球封闭。不匹配于阀球的边缘是并非没有任何间隙地靠着球表面紧密地适配的各边缘。因此，此可为椭圆形开口、圆形开口或具有任何其他形状的开口，杆状件通过该开口而穿过紧靠附属部或销布置的开口或类似物。因此，不管占优势的流速和压力怎样，阀球可不封闭出口。
[0023]优选地，阀球位于其中的内部体现为以便为基本圆柱形。阀球随后与圆柱形壁表面限定环形间隙。所述环形间隙优选地具有横截面表面，该横截面表面小于入口的横截面表面。优选地，环形间隙的横截面表面与入口的横截面表面的比值设为0.1至I之间。优选地，该比值处于0.2至0.4之间一在实际实施例情况中，该比值优选地为0.3。阀球的直径可为诸如2_至5mm之间，优选地为3_。其优选地具有小的密度(例如，小于3g/cm3)。其优选地由塑料或陶瓷组成。其可为空心球。
[0024]在一个进一步优选方式中，两个壳体部分通过卡接装置和抓持装置的方式而连接至彼此。该卡接装置和抓持装置可无需任何附着剂和/或密封剂而实现，因此产生了清洁且可用技术上简单的方式控制的设计。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]本发明的有利实施例会进一步详细介绍本说明书、附图和从属权利要求的主题，
图1和图2显示了以不同横截面图示的根据本发明的泵单元，
图3显示了以示意化地放大图示的根据图1和图2的泵单元的入口阀(并非真实比
例)，
图4显示了以纵向横截面图示的根据本发明的泵的入口阀的一个备选实施例，
图5显示了以横截面图示的根据图4的入口阀，
图6显示了以纵向切割图示的根据现有技术的泵单元的阀，并且 图7和图8显示了以纵向切割图示的根据现有技术的泵单元。
[0026]参考标记清单:
10泵单元
11第一壳体部分 12,13 泵缸
14顶部部分
15、16栗活塞
17第二壳体部分
18吸入通道
19管20,21 接合部22,23 入口通道
24室
25入口阀
26室
27入口阀
28压力通道
29连接部30,31 接合部
32,33出口通道
34、35出口阀
36、36a衬套，部分37端部板
38附属部，部分
39内部
40内壳体
41凸缘
42内部
43阀球
44边缘，阀体座
45孔，入口通道
46压力弹簧
47边缘
48窗
49袋形部
50缝
51袋形部
52侧
53环形间隙
54出口开口
【具体实施方式】
[0027]图1和图2图示了泵单元10，除了其入口阀25、27的设计之外，该泵单元相当于根据现有技术的如上文所描述的与图6至图8相关的泵单元10。只要结构和/或功能一致，与图6至图8相关的引入的参考标记因此对应地使用在图1至图5中。除下文描述的细节上的例外之外，提供给图6至图8的设计和功能的描述，特别是提供给图7和图8的设计和功能的描述，相应地应用于根据本发明的实施例:入口阀25、27具有相同的设计，并且使用入口阀25的实例在图3中示意性地图示。其描述相应地应用于入口阀27。
[0028]如从图3可见，第一壳体部分11包括在缝50处开始的袋形部49，在该情况下，第一壳体部分11和第二壳体部分17连接至彼此。例如，袋形部49体现为圆柱形。类似的袋形部51体现在第二壳体部分17中，并且布置以使得两个袋形部49、51彼此对齐并且形成室24。
[0029]衬套36a被挤压入袋形部51，或以其他的方式固定在其中。例如，此衬套36a由金属制成。其也可由其他材料组成，例如塑料或陶瓷。其包括孔45，该孔起到入口通道的作用并且该孔与接合部20对齐。在该孔面向阀球43的端部上，孔45扩大以便形成用于容纳阀球43的空间。阀体座44体现在过渡部中。围绕内部39的衬套36a的一部分38形成附属部，该附属部突起进入袋形部49。优选地，衬套36的此部分，也即附属部38，体现为以便为稍微锥形的或设有在外部上的环形肋(类似于图6)，以便与第一壳体部分11的袋形部49的壁来限定流体密封配合。
[0030]在该内部的连接至入口通道22的侧52上，内部39因此由第一壳体部分11的表面限定。此外,该内部由衬套36a的内壁限定。在内部39中，阀球43能够在由点划线的方式标出的运动方向上自由地移动。
[0031]阀球43的直径小于内部39的直径。例如从图5可见的环形间隙53由此限定，该环形间隙的横截面表面优选地小于孔45的横截面表面。环形间隙53的横截面表面为内部39的直径的平方和阀球43的球直径的平方之间的差乘以Pi/4。孔45的横截面表面为孔45的直径的平方乘以Pi/4。
[0032]由边缘44形成的阀体座位于出口开口 54对面，该出口开口被布置或体现为使得球43可被安置在出口开口 54的前方，以便不封闭该出口开口。出口开口 54的边缘不适配在阀球43的表面上。例如，此构造可通过如图3中标出的偏心地布置出口开口 54的方式而获得。如图5中所示，出口开口 54可更进一步从环形形状偏离。出口开口 54的布置和形状限定了阀球43可覆盖的距离。阀的接触距离可通过此而受影响。球需要用于闭合阀体座的距离越短，阀可闭合得越快，由此，介质回流可降至最低值。
[0033]图4图示了入口阀25的一个修改实施例。在该入口阀的实例中，省略了分开的衬套36a。替代地，衬套36a为一体式部件36，其无缝地连接至第二壳体部分17，并且因此作为第二壳体部分17的一部分并且由与该第二壳体部分相同的材料组成。结果，管形附属部38是第二壳体部分17的一部分，并且优选地以卡接的方式，也即以压配合，延伸进入袋形部49。除此之外，上文的描述相应地适用。
[0034]已在此方面描述的根据本发明的泵单元10如下文所述地工作:
将泵单元10插入医疗设备，在该医疗设备中存在与泵活塞15、16联接的致动器。将管19连接，连接至用于诸如NaCl溶液的期望的液体的储存器。此外，通向包括射流注射喷嘴的手术器械的管线更进一步连接至连接部29。随后触发用于在相反方向上移动活塞15、16的致动器。由此，响应于活塞返回冲程(吸入冲程)，在各实例中的平稳运行的入口阀25、27释放路径，并且当各自的活塞15或16在入口阀25、27的方向上移动时，这些入口阀闭合。由此，环形间隙53的尺寸相对变窄，使得当没有液体而仅有空气流动通过各自的入口阀25、27时，阀球43也在闭合方向上移动。与环形间隙53的尺寸无关，阀球43的尺寸和优选地低的重量也已有助于此移动。优选地，所述阀球43由塑料组成。该阀球可体现为实体球或为半球。该阀球还可由其他材料组成，特别地由陶瓷组成。通过根据至少一个上述的措施而设计入口阀25，流体的吸入也变得容易，并且使得当各自的活塞15或16仅缓慢地移动时，流体的吸入成为可能。
[0035]一旦被吸入的液体充满各自的泵缸12、13，响应于各自的压缩冲程，流体被抽取，以期望的速度通过各自的出口阀34、35，进入手术器械。活塞15、16的运动可彼此匹配，使得它们的运动没有任何中断地进行。
[0036]根据本发明的泵单元10包括至少两个活塞泵，这两个活塞泵包括泵缸12、13，这些泵缸为圆形的或也为不同地设计。各活塞泵包括至少一个入口阀25、27和出口阀34、35。至少入口阀25、27体现为无弹簧球形单向阀，但可选地，出口阀34、36也体现为无弹簧球形单向阀，在该实例中，阀球34位于内部39中，该内部由至少在一侧52上的壳体(优选地为第一壳体部分11)的表面限定。
[0037]以此设计，仅当壳体部分11、17被聚合到一起时，目前的单向阀仅接合就因此完全地制成。单向阀可因此以简单且可靠的方式整合入泵单元10，该单向阀可良好地消毒并且其可清洁而没有任何残余物。
【权利要求】
1.一种泵单元(10)，特别地用于水射流手术， 包括泵壳体，其包括第一壳体部分(11)和第二壳体部分(17), 其中，所述第一壳体部分(11)包括至少两个泵缸(12，13)，其配备来容纳泵活塞(15，16)， 其中所述第二壳体部分(17)包括吸入通道(18)和压力通道(28)， 其中入口阀(25，27)是在所述泵缸(12，13)和所述吸入通道(18)之间活动的，并且出口阀(34，35)是在所述泵缸(12，13)和所述压力通道(28)之间活动的， 其中各入口阀(25，27)包括内部(39)，其中阀球(43)布置在各入口阀的内部中，其中所述内部(39)包括入口通道(45)和出口开口(54)， 其特征在于 所述内部(39)由在至少一个位置(52)处的所述壳体部分(11，17)中的一个壳体部分、并且由在一个其他位置处的一个其他部分(36，38)限定，并且 所述阀球(43)被支承，以便能够在所述内部(39)中自由地移动。
2.根据权利要求1所述的泵单元，其特征在于，所述另一部分(38)是所述第二壳体部分(17)或位于所述第二壳体部分(17)中的衬套部分(36)。
3.根据权利要求2所述的泵单元，其特征在于，所述入口通道(45)布置在所述第二壳体部分(17)上或所述衬套部分(36)上，并且形成阀体座(44)。
4.根据权利要求3所述的泵单元，其特征在于，所述第二壳体部分(17)或所述衬套部分(36)形成附属部(38)，所述附属部突起进入所述第一壳体部分(11)的袋形部(49)。
5.根据权利要求4所述的泵单元，其特征在于，所述附属部(38)和所述第一壳体部分(11)形成流体密封的压配合。
6.根据前述任一项权利要求所述的泵单元，其特征在于，所述出口以单个开口(54)的方式形成，该单个开口布置成相对于所述阀球(43)沿直径地在所述入口通道(45)的对面。
7.根据权利要求6所述的泵单元，其特征在于，所述出口开口(54)由不匹配于所述阀球(43)的边缘包围。
8.根据前述任一项权利要求所述的泵单元，其特征在于，所述内部(39)包括圆柱形壁表面，所述壁表面与所述阀球(43)限定环形间隙(53)。
9.根据权利要求8所述的泵单元，其特征在于，所述环形间隙(53)限定横截面表面(U，并且所述入口通道(45)限定横截面表面(Ainlet)，使得所述环形间隙(53)的所述横截面表面(AHng)与所述入口通道(45)的所述横截面表面(Ainlrt)的比值在0.1至I之间，优选地在0.2至0.4之间。
10.根据前述任一项权利要求所述的泵单元，其特征在于，提供了用于将所述壳体部分(11，17)连接至彼此的卡接装置和/或抓持装置。
【文档编号】F04B53/10GK103671078SQ201310427126
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2012年9月19日
【发明者】E.赫贝 申请人:厄比电子医学有限责任公司