DE102006013113B4

DE102006013113B4 - valve gear

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Publication number: DE102006013113B4
Application number: DE102006013113A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Vielberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2026-03-23
Also published as: DE102006013113A1

Abstract

Ventilgetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Glieder eines Druckmittelgetriebes, – bestehend aus elastischen und starren Werkstoffen sowie gasförmigen und flüssigen Medien –, durch die Konstruktion eines starren gitterartig gelochten und gasdurchgängigen Rohrsegmentes (3) als Gestell orts- und funktionsfest in der Art mit einem Druckstromerzeuger verbunden sind, daß sich durch den Druckanstieg und -abfall einer strömenden, sinusförmig gepulsten Flüssigkeit (2) als hydrodynamisches Überleitungsglied unter gleichzeitiger Mitwirkung eines Gases als pneumatisches Überleitungsglied ein durch den zylindrischen Mantel des Rohrsegmentes (3) zweigeteiltes ringförmiges Ventilgehäuse (4) in der Funktion eines Druckwindkessels synchron mit der pulsierenden Flüssigkeit (2) öffnet und schließt, wodurch die anfänglich turbulente Strömung der Flüssigkeit (2), nach Passage des Ventilgehäuses (4) in eine zunehmend kontinuierliche, laminare Strömung der elastischen Rohrleitung (5) übergeführt wird.Valve gear, characterized in that different members of a pressure medium transmission, - consisting made of elastic and rigid materials as well as gaseous and liquid Media -, by the construction of a rigid grid-like perforated and gas-permeable pipe segment (3) as a frame stationary and functional in the manner of a pressure generator are connected that by the pressure rise and fall of a flowing, sinusoidally pulsed liquid (2) as a hydrodynamic transfer member with the simultaneous participation of a gas as a pneumatic transfer member by the cylindrical shell of the pipe segment (3) bisected annular valve housing (4) in the function of a pressure wind turbine in synchronism with the pulsating fluid (2) opens and close, which makes the initially turbulent flow the liquid (2), after passage of the valve body (4) in an increasingly continuous, laminar flow of elastic pipe (5) is transferred.

Description

Die Erfindung hat die Bezeichnung Ventilgetriebe und betrifft das Gebiet der Getriebetechnik.The Invention has the name valve gear and concerns the area the transmission technology.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß Werkstoffe unterschiedlicher Elastizität mit flüssigen und gasförmigen Medien als Druckmittel konstruktiv in der Art miteinander verbunden zur Anwendung kommen, daß ein hydropneumatisches Druckmittelgetriebe als Ausgangsbasis für ein Ventil entsteht.The The object of the invention is that different materials elasticity with liquid and gaseous Media as pressure medium constructively connected in the way come to the application that a hydropneumatic pressure fluid transmission as a starting point for a valve arises.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß ein Ventil aus Kunststoff sich synchron mit dem sinusförmigen Anstieg und Abfall des Strömungsdruckes einer Flüssigkeit durch Anwendung des Windkesselprinzips öffnen und schließen kann. Zusätzlich kann das Ventilgetriebe unter der Windkesselwirkung eines gasgefüllten Ventilgehäuses die durch eine Verdrängerpumpe sinusförmig gepulste, anfänglich turbulente Strömung einer Flüssigkeit durch hydropneumatisch ausgelöstes Öffnen und Schließen des Ventils in eine zunehmend kontinuierliche, laminare Strömung überführen.The solution This object is achieved in that a valve made of plastic in sync with the sinusoidal Increase and decrease of the flow pressure a liquid can open and close by applying the Windkesselprinzips. In addition, can the valve gear under the wind boiler effect of a gas-filled valve housing the through a positive displacement pump sinusoidal pulsed, initially turbulent flow a liquid by hydropneumatically triggered opening and Shut down of the valve in an increasingly continuous, laminar flow.

In der Human- und Veterinärmedizin kann das Ventilgetriebe, eingebaut in Rohrleitungen mit pulsierend strömenden Flüssigkeiten, gewerblich genutzt werden als Klappenprothese in herznahen großen Blutgefäßen, als künstliche Herzklappe, als Ein- und Auslaßventil in Verdrängerpumpen und als Gefäßprothesen großer Körperarterien oder -venen zum gerichteten Weiterströmen des Blutes unter der Wirkung der Windkesselfunktion.In of human and veterinary medicine can be the valve gear, installed in piping with pulsating flowing Liquids, be used commercially as valve prosthesis in near-the heart large blood vessels, as artificial Heart valve, as an inlet and outlet valve in positive displacement pumps and as vascular prostheses greater body arteries or veins for directed inflow of blood under the effect the wind boiler function.

Beim derzeitigen Stand der Getriebetechnik ist dem Anmelder die in der Erfindung beschriebene Anwendung des Windkesselprinzips in Kombination mit flüssigen und gasförmigen Medien sowie von Werkstoffen unterschiedlicher Elastizität, definiert durch die Anordnung, Funktion und das Zusammenspiel verschiedener Getriebeglieder eines als Ventil ausgebildeten Druckmittelgetriebes, aus der in Betracht gezogenen Literatur nicht bekannt. In der medizinischen Literatur, besonders der Physiologie und der funktionalen Anatomie, wird der primär physikalisch-technische Begriff Windkesselfunktion im analogen Sinne verwendet, jedoch wird damit nur auf eine vergleichbare Windkesselwirkung elastischer Gewebeanteile in der Wandung großer herznaher Blutgefäße wie z. B. der Aorta hingewiesen. Zur Abgrenzung gegenüber dem bisherigen Stand der Technik wird mit dieser Erfindung für die Herstellung von Herzklappenprothesen u. a. erstmalig die Wirkung hydropneumatischer Getriebe nach dem Verdränger- und Windkesselprinzip in Kombination mit der Druckmittelwirkung geeigneter Werkstoffe genutzt.At the The current state of the transmission technology is the applicant in the Invention described application of the Windkesselprinzips in combination with liquid and gaseous Media and materials of different elasticity, defined by the arrangement, function and interaction of various gear elements designed as a valve pressure medium transmission, from the in Regarded literature not known. In the medical Literature, especially physiology and functional anatomy, becomes the primary physical-technical term Windkessel function in the analogous sense used, but it is thus only on a comparable wind boiler effect elastic tissue components in the wall of large cardiac blood vessels such. B. the aorta. For differentiation from the prior art is with this invention for the production of heart valve prostheses u. a. for the first time the effect hydropneumatic gearbox according to the displacement and air chamber principle in combination with the pressure medium effect of suitable materials used.

Die wie folgt als Stand der Technik genannten Systeme wie ein Blutstrombegrenzer zur wahlweisen externen Verengung und Erweiterung des Blutdurchflussquerschnittes eines Blutgefäßes, (1) DE 195 08 129 A1 , oder ein Regelorgan für einen gasdurchströmten Strömungskanal, (2) DE 3900 128 A1 , oder ein Flachschlauch-Ventil, (3) DE 32 23 249 A1 , unterscheiden sich in der Aufgabenstellung, in der Bauart und in der Funktion wesentlich von dem Ventilgetriebe. im einzelnen sind die Unterscheidungsmerkmale vorausgehend beschrieben.The systems cited as prior art, such as a blood flow limiter for selectively external constriction and dilation of the blood flow area of a blood vessel, (1) DE 195 08 129 A1 , or a control device for a gas flow-through flow channel, (2) DE 3900 128 A1 , or a flat hose valve, (3) DE 32 23 249 A1 , differ significantly in the task, in the design and in the function of the valve gearbox. in detail, the distinguishing features are described in advance.

Zum relevanten Stand der Technik künstlicher Herzklappen kann – abgesehen von dem Einsatz der Bioprothesen – auf Kugel- oder Scheibenventile aus Kunststoff verschiedener Form und unterschiedlicher Effektivität, z. B. diskusförmige, hingewiesen werden, die eine Weiterentwicklung der seit ca 1960 erstmalig verwendeten Kugelventile sind (s. Literatur).To the relevant prior art artificial Heart valves can - apart from the use of bioprostheses - on ball or disc valves made of plastic of different shape and different effectiveness, eg. B. discus-shaped, to be pointed out, which has been a development since around 1960 Ball valves used for the first time are (see literature).

Zum besseren Verständnis der Ausführungsform und des besten Ausführungsweges der vorgelegten Erfindung wird in der Beschreibung, in den schematischen Zeichnungen, als Längs- und Querschnitt, und in den Ansprüchen auf die Funktion einer hydropneumatischen kinematischen Kette von vier ineinander greifenden Überleitungsgliedern eines Druckmittelgetriebes mit bestimmten Funktionen eingegangen.To the better understanding the embodiment and the best execution way The present invention is in the description, in the schematic Drawings, as longitudinal and cross-section, and in the claims for the function of a hydropneumatic kinematic chain of four interlocking transfer links a pressure medium gearbox with certain functions received.

1 zeigt im Längsschnitt eine Rohrleitung 1, in die ein Druckstromerzeuger (D) eine sinusförmig gepulste strömende Flüssigkeit 2, als hydrodynamisches Überleitungsglied, über ein kurzes starres Rohrsegment 3, – als Gestell ausgerüstet mit einem Ventilgehäuse 4 als pneumodynamisches Überleitungsglied –, in eine weiterführende elastische Rohrleitung 5 fördert. Das sich dem Druckstromerzeuger (D) unmittelbar anschließende starre Rohrsegment 3 aus Kunststoff besitzt eine für Gase leicht durchgängige, gitterartig gelochte Wandung und ist innerhalb und außerhalb dieser Rohrwandung zirkulär jeweils mit einer zweiten Wandung in der Art ausgestattet, daß ein geschlossenes Ventilgehäuse 4 entsteht, die auch das inliegende, gitterartig gelochte, starre Rohrsegment 3 schalenförmig und gasdicht umschließt (1, 2). Die äußere Wandung des außerhalb des Rohrsegmentes 3 gelegenen Anteils des ringförmigen Ventilgehäuses 4 besteht aus starrem Kunststoff der innerhalb des Rohrsegmentes 3 gelegene Anteil des ringförmigen Ventilgehäuses 4 aus flexiblem, elastischen Werkstoff besteht (1, 2, 3, 4). 1 shows in longitudinal section a pipeline 1 into which a pressure generator (D) produces a sinusoidally pulsed flowing liquid 2 , as a hydrodynamic transfer member, over a short rigid pipe segment 3 , - equipped as a frame with a valve housing 4 as a pneumodynamic transfer element -, into a continuing elastic pipeline 5 promotes. The pressure generator (D) immediately following rigid pipe segment 3 made of plastic has a readily permeable to gases, grid-like perforated wall and is inside and outside of this pipe wall circularly each equipped with a second wall in the way that a closed valve body 4 arises, which is also the underlying, latticed perforated, rigid tube segment 3 cup-shaped and gas-tight encloses ( 1 . 2 ). The outer wall of the outside of the pipe segment 3 located portion of the annular valve housing 4 consists of rigid plastic within the tube segment 3 located portion of the annular valve housing 4 made of flexible, elastic material ( 1 . 2 . 3 . 4 ).

Durch den sinusförmigen Druckanstieg der in die Rohrleitung 1 von dem Druckstromerzeuger (D) gepulsten Flüssigkeit 2 wird der – den Querschnitt des starren Rohrsegmentes 2 verschließende – unter einem definierten Gasdruck stehende, elastische, ringartige innere Anteil des Ventilgehäuses 4 vollständig komprimiert, wodurch das im inneren Anteil des Ventilgehäuses 4 unter einem definierten Druck stehende Gas durch die gitterartig gelochte Wandung des starren Rohrsegmentes 3 in den äußeren Anteil des Ventilgehäuses 4 verdrängt wird, so daß die unter höherem Strömungsdruck stehende Flüssigkeit 2 den freigegebenen Querschnitt des starren Rohrsegmentes 3, – und damit das Ventilgehäuse 4 –, ungehindert passieren kann (2, 3, 4).Due to the sinusoidal pressure increase in the pipeline 1 from the pressure generator (D) pulsed liquid 2 becomes the - the cross-section of the rigid pipe segment 2 closing - under a defined gas pressure standing, elastic, annular inner portion of the valve housing 4 completely compressed, reducing the internal portion of the valve body 4 under a defined pressure gas through the grid-like perforated wall of the rigid tube segment 3 in the outer portion of the valve housing 4 is displaced, so that the liquid under higher flow pressure 2 the released cross-section of the rigid pipe segment 3 , - and thus the valve housing 4 -, can happen unhindered ( 2 . 3 . 4 ).

Nach Passage des Ventilgehäuses 4 und beginnendem sinusförmigem Abfall des Strömungsdruckes der Flüssigkeit 2 überwiegt der Windkesseldruck des im äußeren Anteil des elastischen Ventilgehäuses 4 komprimierten Gases, so daß sich der im Rohrsegment 2 komprimierte innere Anteil des Ventilgehäuses 4 wieder mit Gas auffüllt, sich voll entfaltet und das Ventil und damit das Rohrsegment 3 schließt.After passage of the valve body 4 and incipient sinusoidal drop in fluid flow pressure 2 outweighs the pressure of the vessel in the outer portion of the elastic valve housing 4 compressed gas, so that in the pipe segment 2 compressed inner portion of the valve body 4 refill with gas, fully unfolded and the valve and thus the pipe segment 3 closes.

Gleichzeitig wird die von dem Druckstromerzeuger (D) gepulst geförderte Flüssigkeit 2 mit primär turbulenter Strömung durch die Wirkung der Windkesselfunktion in eine zunehmend laminare Strömung übergeführt. Das in den Zeichnungen schematisch dargestellte Ventilgehäuse 4 umschließt zwei räumlich miteinander kommunizierende Anteile und kann als Druckwindkessel 6 in unterschiedlicher Anpassung von Größe und Form des Kesselraumes ohne Einschränkung oder Verlust der angewandten Windkesselwirkung als hydropneumatisches Druckmittelgetriebe zur Anwendung kommen. Der im Rohrsegment 3 liegende elastische ringförmige Anteil des Ventilgehäuses 4 kann auch als zwei- oder mehrzipflige Taschenklappe, jeweils nach medizinischem Erfordernis, ausgebildet sein.At the same time, the liquid pumped by the pressure generator (D) is pulsed 2 with primarily turbulent flow, converted by the effect of the Windkessel function into an increasingly laminar flow. The valve housing schematically shown in the drawings 4 encloses two spatially communicating parts and can be used as a pressurized wind boiler 6 be used in different adjustment of size and shape of the boiler room without restriction or loss of the applied Windkesselwirkung as hydropneumatic pressure fluid transmission. The in the pipe segment 3 lying elastic annular portion of the valve housing 4 can also be designed as a two- or multi-pocket flap, each according to medical requirements.

Ventilgetriebevalve gear

In Betracht gezogene Literatur:Contemplated literature:

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The same: Transmission technology, fundamentals. (Detailed here Literature).

Claims

Valve transmission, characterized in that different members of a pressure medium transmission, - consisting of elastic and rigid materials and gaseous and liquid media - by the construction of a rigid grid-like perforated and gas-permeable pipe segment ( 3 ) are connected in a stationary and functional manner in the manner of a pressure current generator, so that the pressure rise and fall of a flowing, sinusoidally pulsed liquid ( 2 ) as hydrodynamic transfer member under simultaneous Co-action of a gas as a pneumatic transfer member through the cylindrical shell of the pipe segment ( 3 ) two-part annular valve housing ( 4 ) in the function of a pressure wind turbine in synchronism with the pulsating fluid ( 2 ) opens and closes, whereby the initially turbulent flow of the liquid ( 2 ), after passage of the valve housing ( 4 ) in an increasingly continuous, laminar flow of the elastic pipeline ( 5 ) is transferred.

Valve gear according to claim 1, characterized in that the pipe segment ( 3 ) - except for the two terminal cross-sectional openings - outside by a second wall of rigid plastic shell and annular enclosed and inside by a second wall made of flexible plastic shell and ring equipped in such a way that a gas-tight housing ( 4 ) arises with an outside and within the pipe segment ( 3 ) elastic housing portion, wherein both housing parts are spatially connected by the grid-shaped perforation.

Valve gear according to Claims 1 to 2, characterized in that the flow pressure of the sinusoidally pulsed liquid ( 2 ) within the pipe segment ( 3 ) lying below a defined lower pressure, the pipe segment ( 3 ) closing, elastic, gas-filled, annular portion of the valve housing ( 4 ) completely compressed by the gas through the lattice-like perforated wall of the rigid tube segment ( 3 ) in the outer rigid portion of the valve housing ( 4 ) is displaced, so that the conveyed liquid ( 2 ) in the valve housing ( 4 ) lying pipe segment ( 3 ) can pass unhindered through the released pipe cross-section and that after the pressure drop of the sinusoidally pulsed liquid ( 2 ) the pressure of the outer rigid-walled portion of the valve housing ( 4 ) compressed gas, so that within the tube segment ( 3 ), compressed, annular, elastic portion of the valve housing ( 4 ) is replenished by Windkesselwirkung and fully unfolds the cross section of the pipe segment ( 3 ) closes.