Медицинский клапан со свойствами создания положительного потока

Медицинский клапан со свойствами создания положительного потока

Реферат

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при избирательном установлении потока жидкости между первым и вторым медицинскими инструментами. Клапан имеет корпус, определяющий проход от первого порта ко второму порту. Этот клапан определяет первый объем для жидкости, когда оба медицинских инструмента подключены к нему, и второй, меньший, объем, когда один из инструментом отсоединен, с помощью чего создается положительный поток жидкости от клапана ко второму медицинскому инструменту, когда первый инструмент отсоединен. Технический результат заключается в исключении застоя жидкости в областях клапана. 4 с. и 49 з.п. ф-лы, 52 ил.

Настоящее изобретение относится к медицинскому клапану, в частности к клапану, который при подключении его между первым медицинским инструментом, таким как источник жидкости, и вторым медицинским инструментом, таким как катетер, обеспечивает поток жидкости между ними и который, когда первый медицинский инструмент отсоединен от него, создает положительный поток жидкости через клапан в направлении ко второму медицинскому инструменту.

Предпосылки создания изобретения Работа с жидкостями для парентерального приема лекарств в больницах и медицинских учреждениях обычно включает использование соединителей и клапанов для избирательного обеспечения движения жидкостей между двумя точками. Эти клапаны обычно располагаются вдоль линии потока жидкости, ведущей к пациенту или к другим местам назначения. Например, трубка может вести к катетеру, кончик которого установлен в теле пациента.

Клапан устроен таким образом, что источник жидкости или другая линия может быть подключена к нему для обеспечения потока жидкости от источника к пациенту. Когда источник жидкости или линия отключаются, клапан закрывается, герметизируя линию, ведущую к пациенту.

Элемент, который подсоединен к клапану, может представлять собой трубку или другой медицинский инструмент, такой как канал, шприц, комплект внутривенной капельницы (комплект периферийных и центральных линий), комбинированные линии или аналогичный компонент, который приспособлен для подключения к медицинскому клапану. К сожалению, клапанам известного уровня техники присуща проблема, возникающая при отсоединении этих медицинских инструментов от клапана.

Внутри этих клапанов имеется пространство, через которое жидкость или другой материал может протекать от инструмента к линии, на которой установлен клапан. Когда медицинский инструмент подсоединен к клапану, он обычно занимает часть этого внутреннего пространства клапана, выталкивая жидкость (жидкость или воздух) из клапана.

Проблема возникает, когда медицинский инструмент отсоединен от клапана. Когда медицинский инструмент отсоединен, он больше не занимает эту часть пространства внутри клапана. Увеличение пространства внутри клапана приводит к тому, что жидкость в клапане и в линии, к которой клапан подключен, движется в направлении заполнения этого пространства. В результате отсоединение инструмента создает силу всасывания, которая втягивает жидкость внутрь клапана.

В медицинских установках это движение жидкости является крайне нежелательным. Когда клапан подсоединен к линии с жидкостью, ведущей к телу пациента, движение жидкости через линию по направлению к пространству в клапане вызывает вытягивание крови из тела пациента в направлении к клапану. При этом может возникнуть серьезная проблема, приводящая к тому, что кровь может образовать сгусток и закупорить катетер в районе его кончика, что может привести его в нерабочее состояние и даже к закупорке кроветока в теле пациента, что может привести к фатальному исходу.

Ранее делались попытки преодолеть проблему закупорки, которые состояли в том, что на внутреннюю поверхность катетера в районе его кончика наносилось покрытие, предотвращающее прилипание крови к его внутренней поверхности. Однако этот способ не позволил успешно решить проблему закупорки катетера.

Риск закупорки катетера кровью существенно увеличивается, когда внутренний диаметр катетера мал (например, катетер размера 27). Такие малые катетеры, однако, имеют преимущество, состоящее в том, что их применение снижают травму и дискомфорт, вызываемый вводом катетера в тело пациента. Поскольку у этих катетеров очень малый проход, даже небольшая всасывающая сила может втянуть достаточное количество жидкости обратно через катетер по направлению к клапану, что открывает доступ крови внутрь кончика катетера, где она может закупорить проход катетера.

Устранение вышеописанной проблемы еще более трудно осуществимо в отношении других критериев, которым должен удовлетворять клапан. Например, клапан должен быть устроен таким образом, чтобы он не имел каких-либо точек застоя жидкости. Если жидкость будет застаиваться в одном или большем количестве областей клапана, там могут создаться условия для роста бактерий и возникнуть другие проблемы.

Кроме того, клапан должен иметь гладкий внутренний путь для потока. Острые кромки и углы могут повредить кровяные клетки и вызвать гемолиз.

Таким образом, требуется создание клапана, в котором были бы устранены вышеприведенные проблемы.

Краткое описание изобретения Настоящее изобретение направлено на клапан, который предпочтительно устанавливают между двумя медицинскими инструментами. Клапан, в соответствии с настоящим изобретением, имеет ряд свойств, ни одно из которых в отдельности не позволяет достичь требуемых показателей.

Самое важное то, что клапан согласно изобретению обеспечивает положительный поток (то есть движение жидкости по направлению из клапана, в отличие от направления в клапан), когда один из медицинских инструментов отсоединяется от него. Одновременно данный клапан является безопасным, надежным и имеет возможность повторного использования, прост в производстве и использовании и пригоден для работы с устройствами, находящимися под высоким давлением.

Клапан, в соответствии с настоящим изобретением, особенно пригоден для использования в тех случаях, когда один из медицинских инструментов содержит катетер, имеющий кончик, установленный в теле пациента. В предпочтительном варианте воплощения второй медицинский инструмент представляет собой источник жидкости, имеющий соединитель, предназначенный для подключения к клапану.

Клапан, в соответствии с настоящим изобретением, имеет пространство для жидкости, которое расширяется при подсоединении второго медицинского инструмента и сужается при отсоединении этого медицинского инструмента. Когда клапан подсоединен к катетеру, отсоединение второго медицинского инструмента создает положительный поток от клапана к кончику катетера для предотвращения потенциальных проблем, связанных с закупоркой кровью. Клапан особенно пригоден для использования с катетером, когда требуется предотвратить отрицательный поток, но может использоваться также и в других вариантах применения.

Предпочтительно данный клапан включает корпус, предназначенный для подсоединения к первому медицинскому инструменту и второму медицинскому инструменту. Клапан образует внутри пространство для жидкости и включает средство, предназначенное для увеличения этого пространства для жидкости, когда второй медицинский инструмент подсоединяется, и для уменьшения пространства для жидкости, когда второй медицинский инструмент отсоединяется. Также предпочтительно устанавливается средство, предназначенное для образования прохода для жидкости через клапан, когда оба медицинских инструмента подсоединены к нему, и для закрытия прохода для жидкости, когда второй медицинский инструмент отсоединен.

Другие цели, свойства и преимущества настоящего изобретения по сравнению с известным уровнем техники станут очевидны из подробного описания, которое приведено ниже, со ссылками на приложенные чертежи, на которых Фиг.1 - изображен клапан, в соответствии с настоящим изобретением, который используется для избирательного обеспечения потока жидкости от источника жидкости, подсоединенного к линии жидкости, ведущей к катетеру, который введен в тело пациента; фиг. 2 - вид в изометрии корпуса клапана, в соответствии с первым вариантом воплощения настоящего изобретения; фиг.3 - вид сверху корпуса, изображенного на фигуре 2; фиг.4 - вид сбоку корпуса, изображенного на фигуре 2; фиг.5 - вид с торца корпуса, изображенного на фигуре 2; фиг.6 - вид корпуса сбоку в поперечном разрезе по линии 6-6 на фиг.2; фиг.7 - вид в перспективе клапана, в соответствии с первым вариантом воплощения настоящего изобретения; фиг.8 - вид сверху клапана, изображенного на фигуре 7; фиг.9 - вид с первого торца клапана, изображенного на фигуре 7; фиг. 10 - вид с противоположного торца клапана, изображенного на фигуре 9; фиг. 11 - продольный разрез клапана с поршнем клапана в несжатом положении по линии 11-11 на фиг.7; фиг. 12 - то же, что и фиг.11, но поршень находится во втором или сжатом положении, в которое он приводится с использованием кончика медицинского инструмента; фиг.13 - вид в перспективе поршня клапана по первому варианту воплощения настоящего изобретения; фиг.14 - вид сверху поршня, изображенного на фигуре 13; фиг.15 - вид сбоку поршня, изображенного на фигуре 13; фиг.16 - разрез линии 16-16 на фиг.14; фиг.17 - вид с торца поршня, изображенного на фигуре 14; фиг.18 - вид сбоку в разрезе клапана, в соответствии со вторым вариантом воплощения настоящего изобретения, с поршнем клапана в первом положении; фиг.19 - то же, что и на фиг.18, но с поршнем, находящимся во втором положении; фиг.20 - вид сбоку в разрезе клапана, в соответствии с третьим вариантом воплощения настоящего изобретения с поршнем клапана в первом положении; фиг. 21 - то же, что и на фиг.20, но с поршнем, расположенным во втором положении; фиг. 22 - вид сбоку в разрезе клапана, в соответствии с четвертым вариантом воплощения настоящего изобретения, изображающий поршень клапана в первом положении; фиг.23 - то же, что и на фиг.22, но с поршнем, находящимся во втором положении; фиг. 24 - вид сбоку в разрезе клапана, в соответствии с пятым вариантом воплощения настоящего изобретения, изображающий пару поршней клапана в первом положении; фиг. 25 - то же, что и на на фиг.24, но с поршнями, расположенными во втором положении; фиг. 26 - вид сбоку в разрезе клапана, в соответствии с шестым вариантом воплощения настоящего изобретения, с поршнем клапана в первом положении; фиг. 27 - то же, что и на фиг.26, но поршень расположен во втором положении; фиг.28 - вид сбоку в разрезе клапана, в соответствии с седьмым вариантом воплощения настоящего изобретения, изображающий поршень клапана в первом положении; фиг.29 - то же, что и на фиг.28, но с поршнем во втором положении; фиг.30 - вид сбоку в разрезе клапана, в соответствии с восьмым вариантом воплощения настоящего изобретения, изображающий упругий элемент клапана в первом положении; фиг.31 - то же, что и на фиг.30, но упругий элемент расположен во втором положении; фиг.32 - вид сбоку в разрезе клапана, в соответствии с девятым вариантом воплощения настоящего изобретения, изображающим уплотнитель клапана в первом положении; фиг.33 - то же, что и на фиг.32, но с уплотнителем во втором положении; фиг.34 - вид сбоку в разрезе клапана, в соответствии с десятым вариантом воплощения настоящего изобретения, изображающим диафрагму клапана в первом положении; фиг.35 - то же, что и на фиг.34, но с диафрагмой во втором положении; фиг. 36 - вид в перспективе клапана, в соответствии с одиннадцатым вариантом воплощения настоящего изобретения; фиг.37 - вид сверху клапана, изображенного на фиг.36; фиг. 38 - вид клапана в разрезе по линии 38-38 на фиг.37, изображающий поршень клапана в первом положении; фиг. 39 - вид клапана в разрезе по линии 39-39 на фиг.37, изображающий поршень клапана во втором положении; фиг.40 - вид в перспективе корпуса клапана, изображенного на фиг.36; фиг.41 - то же, что и на фиг.40, вид сверху; фиг.42 - разрез корпуса, изображенного на фигуре 41, по линии 42-42; фиг.43 - разрез корпуса, изображенного на фигуре 41, по линии 43-43; фиг.44 - вид в перспективе поршня клапана; фиг.45 - вид сверху поршня, изображенного на фиг.44; фиг.46 - вид сбоку поршня, изображенного на фиг.44; фиг.47 - вид спереди поршня, изображенного на фиг.44; фиг.48 - поршень в разрезе по линии 48-48 на фиг.46; фиг.49 - в разрезе клапан, в соответствии с двенадцатым вариантом воплощения настоящего изобретения, который изображен с уплотнителем в первом положении; фиг.50 - то же, что и на фиг.49, но с уплотнителем во втором положении; фиг. 51 - вид в разрезе клапана, в соответствии с тринадцатым вариантом воплощения настоящего изобретения, с уплотнителем в первом положении; фиг. 52 - то же, что и на фиг.51, клапан с уплотнителем во втором положении.

Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения На фигурах 1-17 изображен клапан 20, в соответствии с первым вариантом воплощения настоящего изобретения. На фигуре 1 изображен конкретный вариант использования клапана 20 в соответствии с его предназначением. Однако клапан 20 может использоваться в ряде других вариантов применения.

Как показано на фигуре 1, клапан 20 может предпочтительно использоваться для избирательного управления потоком жидкости к катетеру 22 от источника жидкости, такого как пакет внутривенной капельницы 24. При такой конструкции первый медицинский инструмент 21 подключается к клапану 20. Первый медицинский инструмент 21 содержит трубку 23, ведущую к катетеру 22. Один конец трубки 23 соединен с клапаном 20, и катетер 22 имеет кончик, установленный в теле пациента.

Второй медицинский инструмент 26 также подсоединен к клапану 20. Второй медицинский инструмент 26 содержит соединительный элемент 27, установленный на одном конце трубки 29, которая ведет к пакету внутривенной капельницы 24.

При таком подсоединении клапан 20 позволяет жидкости протекать от пакета внутривенной капельницы 24 или другого источника медицинской жидкости к катетеру 22 и в тело пациента. Клапан 20, кроме того, устроен таким образом, что, когда второй медицинский инструмент 26 отсоединяется, предотвращается поток жидкости через клапан 20. Кроме того, когда второй медицинский инструмент 26 отсоединяется, клапан 20 вырабатывает "положительный" поток жидкости, то есть поток жидкости в направлении к пациенту, благодаря чему предотвращается закупорка катетера 22 кровью.

Первый вариант воплощения клапана 20, в соответствии с настоящим изобретением, будет теперь описан более подробно. Как показано на фигурах 2-6, клапан 20 включает корпус 28. Корпус 28, в общем имеет "Т"-образную форму, которая имеет основную часть с первым торцом 30, определяющим первый порт 31, и имеет противоположный закрытый второй торец 32.

Отвод 33 проходит по направлению наружу от основной части корпуса 28. Отвод 33 имеет третий торец 34, который определяет второй порт 35 или порт отвода (см. фигуру 7).

Как показано на фигуре 6, основной проход 36 определяется внутренней поверхностью стенок корпуса 28 и проходит от первого торца 30 к его второму торцу 32. Кроме того, проход 38 отвода проходит от основного прохода 36 через порт отвода к третьему торцу 34.

Как указано выше, второй торец 32 корпуса 28 закрыт. Предпочтительно на втором торце 32 корпуса 28 установлена торцевая крышка 40.

За исключением отвода 33 корпус 28, в общем, имеет цилиндрическую форму, так же как и основной проход 36. Первый торец 30 корпуса 28 выполнен таким образом, что в него может входить конец или носик 37 полой иглы шприца, выполненной в соответствии со стандартом ANSI, как изображено на фигуре 12. В этом случае проход 36 в районе первого торца имеет больший диаметр, чем носик шприца такого типа. Однако рассматриваются также варианты, когда диаметр прохода 36 может иметь любой размер для обеспечения подключения к нему других соединительных устройств.

Предпочтительно устройство обеспечивается средством, предназначенным для закрепления медицинского инструмента 26 на первом торце 30 клапана 20. В предпочтительном варианте воплощения на внешней поверхности корпуса 28 в районе первого торца 30 формируется резьба 44, предназначенная для соответствующего соединения с резьбой соединителя 27 второго медицинского инструмента 26, вместо резьбы 44 могут использоваться другие запорные средства, известные специалистам в данной области техники.

Поскольку основной проход 36 имеет, по существу, цилиндрическую форму, торцевая крышка 40 выполнена, в общем, круглой. Крышка 40 соединяется со стенками корпуса 28 на втором торце 32 и предназначена для закрытия прохода. Торцевая крышка 40 предпочтительно включает выступающий наружу выступ 46, расположенный по кромке внешней окружности, предназначенной для соединения с внутренней поверхностью корпуса 28 в проходе 36 для защелкивания торцевой крышки 40 на месте.

По причинам, более подробно описанным ниже, диаметр прохода 36 в районе первого торца 30 корпуса 28 выполнен меньшим, чем диаметр прохода во втором торце 32. Как показано на чертеже, проход 36 сужается (при движении в направлении от второго торца 32 к первому торцу 30) вблизи того места, где проход 38 отвода отходит от основного прохода 36. Кроме того, основной проход 36 сужается снова за пределами прохода 38 отвода вблизи первого торца 30. В точке, где основной проход 36 сужается вблизи первого торца 32, сформирован кольцевой бортик 48.

Как показано на фигурах 11 и 12, поршень 42 установлен с возможностью перемещения в основном проходе 36. На фигурах 13-17 поршень 42, выполнен, по существу, цилиндрическим и имеет максимальный внешний диаметр несколько меньший, чем максимальный диаметр прохода 36. Поршень 42 имеет первый торец 50 и второй торец 52 и длину от торца к торцу, которая меньше, чем расстояние от первого торца 30 до второго торца 32 корпуса 28.

Поршень 42 имеет головку 54, расположенную со стороны первого торца 50. Как показано на чертеже, головка 54 имеет круглую внешнюю форму и скошенную торцевую поверхность 56. Шейка 58 проходит от головки 54 к корпусу 60. Шейка 58 предпочтительно имеет уменьшенный диаметр по сравнению с головкой 54. Уплотнительное кольцо 67 или аналогичный уплотнитель устанавливается вокруг шейки 58 уменьшенного диаметра для обеспечения соединения с расположенной в непосредственной близости стенкой корпуса 28.

Первая часть корпуса 60, расположенная в непосредственной близости к шейке 58, имеет меньший диаметр, чем вторая часть корпуса 60, расположенная вблизи второго торца 52. Переход между этими двумя секциями образует выступ 62. Выступ 62 выполнен таким образом, что он соединяется с бортиком 48 прохода 36 корпуса, предотвращая извлечение поршня 42 через первый торец 30 корпуса 28.

Пара удлиненных вырезов или углублений 64 сформирована на противоположных сторонах (то есть на расстоянии по дуге 180 градусов друг от друга) во второй части корпуса 60 поршня 42. Вырезы 64 выполнены вдоль его длины и проходят по направлению внутрь вглубь по радиусу на расстояние, которое равно высоте выступа 62 (так, что дно выреза имеет такой же уровень, что и внешняя поверхность корпуса в первой части корпуса).

В поршне 42 вблизи его второго торца 52 выполнена канавка 66. Предпочтительно в этой канавке 66 устанавливается уплотнитель 68 (см. фигуры 11 и 12). Уплотнитель 68 предпочтительно выполнен в виде уплотнительного кольца из резины или аналогичного упругого уплотняющего материала.

В предпочтительном варианте воплощения поршень 42 выполнен полым, так что внутри него имеется углубление. Как показано на чертеже, это углубление выполнено в виде канала 72, проходящего внутрь от его второго торца 52. Канал 72 предпочтительно имеет три диаметра, причем наибольший из них сформирован вблизи второго торца 52, и этот диаметр последовательно уменьшается в два этапа до двух других диаметров, которые меньше, чем первый. Канал 72 сообщен с проходом 36 в корпусе 28. Канал 72 предпочтительно имеет три диаметра, так что стенка корпуса 28 имеет неравномерную толщину, что облегчает его формовку. Для специалистов в данной области техники будет понятно, что канал 72 может иметь больше или меньше чем три различных диаметра.

Клапан 20 в сборе, когда поршень 42 установлен в корпусе 28, изображен на фигурах 7-12. Как показано на чертежах, уплотнитель 68 разделяет основной проход 36 на первую полость или камеру 39 и вторую полость или камеру 41. Первая камера 39 содержит пространство между торцевой крышкой 40 и вторым торцом 52 клапана 42, а также пространство, определенное в поршне 42 каналом 72. Вторая камера 41 представляет собой пространство от уплотнителя 68 до первого торца 30 корпуса 28, которое не занято поршнем 42.

Как показано на фигурах 11 и 12, поршень 42 может перемещаться из первого или "несжатого" положения, в котором выступ 62 соединяется с бортиком 48 и первый торец 50 поршня 42 выступает наружу из первого торца 30 корпуса 28, во второе или "сжатое" положение, в котором поршень 42 смещен в направлении ко второму торцу 32 корпуса 28.

В клапане имеется средство, предназначенное для смещения поршня 42 в первое положение. Предпочтительно это средство представляет собой пружину 70. Пружина 70 представляет собой спиральную пружину и имеет первый конец, который упирается в крышку 40, и второй конец, который упирается в поршень 42, предпочтительно внутри канала 72 в буртик, сформированный в месте изменения его диаметра.

Первая камера 39 заполнена воздухом. Для обеспечения возможности движения поршня 42 по направлению ко второму торцу 32 корпуса 28 в торцевой крышке 40 предпочтительно сформировано вентиляционное отверстие 75 (см. также фигуру 5). Вентиляционное отверстие 75 для воздуха представляет собой проход через крышку 40 из камеры 39 наружу клапана 20, который позволяет воздуху входить в камеру 39 и выходить из нее.

Отвод 33 проходит, по существу, перпендикулярно остальной части корпуса 28 между его первым и вторым торцами 30, 32. Отвод 33, в общем, определяется цилиндрической стенкой 76, проходящей по направлению наружу от стенки, которая определяет главную часть корпуса 28. Стенка 76 определяет проход 38 отвода.

Как лучше всего видно на фигурах 7 и 11-12, муфта 78 с резьбой предпочтительно устанавливается вокруг отвода корпуса 28. Муфта 78 имеет больший внутренний диаметр, чем внешний диаметр стенки 76. Фактически ее внутренний диаметр выбирается достаточно большим для формирования пространства между стенкой 76 и муфтой 78, в которое может вводиться трубка или другой элемент.

Муфта 78 предпочтительно соединяется со стенкой 76. Как показано на фигурах 7 и 9-12, внешняя поверхность муфты 78 имеет ряд углублений 80, которые облегчают захват ее пользователем.

Работа клапана 20 будет теперь описана подробно со ссылками на чертежи. Пользователь сначала подключает первый медицинский инструмент 21 к отводному порту 35 со стороны торца 34. Когда применяется первый медицинский инструмент 21 такого типа, как описан выше, конец трубки 23, оснащенной соединителем, направляют поверх стенки 76 между внешней стенкой и внутренней стенкой муфты 78. Соединитель предпочтительно навинчивают для соединения с муфтой 78 и удержания его на месте.

Пользователь затем устанавливает второй медицинский инструмент 26 в первый порт 31 клапана 20. Предпочтительно медицинский инструмент имеет тупой кончик 37 полой иглы, который устанавливают в соединитель 27, имеющий крепежное средство, соответствующее резьбе 44, или другое закрепляющее средство, которое установлено на корпусе 28.

Пользователь вводит кончик 37 полой иглы до тех пор, пока он не войдет в контакт с поверхностью 56 торца поршня 42. По мере того, как пользователь далее вводит инструмент, производится нажатие на поршень 42 в направлении ко второму торцу 32 корпуса 28, который сжимает пружину 70. При этом воздух, находящийся в проходе 36 между торцевой крышкой 40 и поршнем 42 и внутри канала 72 поршня, выталкивается через вентиляционное отверстие 75 в торцевой крышке 40.

Когда соединитель 27 инструмента 26 проходит приблизительно первый торец 30 корпуса 28, пользователь закрепляет соединитель 27 на корпусе 28 для обеспечения надежного соединения. При таком подсоединении инструмент 26 соединяется с клапаном 20 в положении, изображенном на фигуре 12.

Когда поршень 42 находится в этом положении, образуется путь потока жидкости от второго медицинского инструмента 26 (и через трубку 29 из пакета внутривенной капельницы 24 по схеме, изображенной на фигуре 1) через клапан 20 к первому медицинскому инструменту 21 (и, таким образом, через катетер 22 в тело пациента). Жидкость протекает через кончик 37 полой иглы вдоль первого торца 54 поршня 42 во вторую камеру 41, то есть в пространство между поршнем 42 и внутренней поверхностью корпуса 28, включая пространство в пределах вырезов 64. Общий объем жидкости внутри клапана 20, когда второй медицинский инструмент подключен, и жидкости во второй камере 41 составляет величину V1.

Жидкость не может пройти за пределы второго торца 52 поршня 42 в первую камеру 39 благодаря уплотнителю 68. В результате жидкость, протекающая из второго медицинского инструмента 26 по направлению к клапану 20, выдавливается так, что она протекает в проход 38 отвода и затем через трубку 23 в тело пациента.

Самое важное состоит в том, что, когда второй медицинский инструмент 26 отсоединяется от клапана 20, клапан 20 заставляет жидкость протекать в направлении первого медицинского инструмента через проход 38 отвода. При отсоединении второго медицинского инструмента 26 пружина 70 выталкивает поршень 42 по направлению к первому торцу 30 корпуса 28. По мере того, как поршень 42 движется в этом направлении, поршень 42 скользит через суженную часть прохода 36 вблизи первого торца 30 корпуса 28. Это движение приводит к уменьшению общего объема пространства для жидкости во второй камере 41 между поршнем 42 и корпусом 28. Когда выступ 62 поршня 42 упирается в буртик 48, движение поршня прекращается и объем жидкости в клапане 20 составляет минимальную величину V2.

Поскольку объем жидкости в клапане 20 уменьшается при отсоединении от второго медицинского инструмента 26, некоторая часть жидкости должна быть вытеснена из корпуса 28. Эта жидкость движется вдоль вырезов 64 и далее в проход 38 отвода в направлении к телу пациента, причем общий объем жидкости, протекающей в "положительном" направлении V_D (вытесненный объем) равен разности между максимальным объемом V1 и минимальным объемом V2.

Когда поршень 42 возвращается в исходное положение, клапан 20 будет предотвращать поток жидкости от первого медицинского инструмента 21 обратно через клапан 20, поскольку поршень перекроет проход 36 вблизи к первому торцу 30 корпуса 28. Это предотвращает, например, то, что давление крови пациента выдавит кровь обратно к клапану 20 через первый порт 31.

Кроме обеспечения положительного потока, клапан 20, в соответствии с настоящим изобретением, имеет несколько других определенных преимуществ. Во-первых, часто случается, что медицинские клапаны имеют внутри область, содержащую жидкость, в которой жидкость может застаиваться. Застой жидкости нежелателен, поскольку он может привести к росту бактерий и аналогичным проблемам.

Клапан 20, в соответствии с настоящим изобретением, имеет область, содержащую жидкость, расположенную между поршнем 42 и стенкой корпуса 28, которая определяет основной проход 36. Это, в общем, кольцеобразное пространство промывается каждый раз, когда жидкость вводится с верхнего торца 50 поршня 42.

Другой аспект настоящего изобретения состоит в том, что поверхность 56 первого торца 50 поршня 42 выполнена гладкой. Это позволяет пользователю клапана 20 протирать поверхность, входящую в контакт с полой иглой перед подсоединением медицинского инструмента к первому порту 31 клапана. Протирание может быть выполнено с помощью спирта или аналогичного дезинфицирующего средства, которое служит для предотвращения попадания бактерий и подобной инфекции в систему жидкости через клапан 20.

Следует понимать, что клапан 20 включает как средство, предназначенное для уменьшения объема или пространства жидкости в нем, когда второй медицинский инструмент 26 отключается (то есть, в этом случае уменьшение объема камеры или полости 41), так и средство, предназначенное для установления пути потока через клапан 20, когда второй медицинский инструмент 26 подключен, и для закрытия этого пути жидкости, когда этот инструмент отключен. В первом варианте воплощения эти средства формируются одним поршнем 42.

Клапан 120 по второму варианту воплощения, в соответствии с настоящим изобретением, изображен на фигурах 18 и 19. Как показано на чертежах, этот клапан 120 включает корпус 128, который аналогичен корпусу клапана 20, описанного выше, за исключением того, что этот корпус выполнен более короткой длины между первым торцом 128 и вторым торцом 130, поскольку поршень 142 клапана 120 также выполнен более коротким.

Как изображено на чертежах, первый торец 130 определяет первый порт 131, и противоположный второй торец 132 закрыт. Отвод 133 проходит к третьему торцу 134, который определяет порт 135 отвода.

Основной проход 136 проходит от первого торца 130 по направлению ко второму торцу 132 корпуса. Основной проход 136 определяется внутренней поверхностью стенок корпуса 128. Основной проход 136 выполнен, в общем, цилиндрической формы и в этом варианте воплощения не имеет каких-либо бортиков или выступов.

Проход 138 отвода проходит перпендикулярно от основного прохода 138 между первым и вторым торцами 130, 132 корпуса 128. Проход 138 отвода предпочтительно определяется стенкой 176. Проход 138 отвода, в общем, имеет цилиндрическую форму.

Поршень 142 установлен с возможностью передвижения внутри прохода 136 корпуса 128. Поршень 142 имеет корпус 160, в общем, цилиндрической формы и имеет первый торец 150 и второй торец 152. Первый торец 150 определяет головку 154, имеющую наклонную поверхность. В данном варианте воплощения поршень 142 аналогичен поршню по первому варианту воплощения, за исключением того, что этот поршень выполнен гораздо короче и не имеет секций с различным диаметром.

Канавка 166 выполнена в корпусе 160 между первым и вторым торцами 150, 152. Как показано на чертеже, уплотнитель 168 устанавливается в канавке 166 поршня 142. Этот уплотнитель 168 разделяет проход 136 в корпусе 128 на первую камеру 139 и вторую камеру 141.

Выемка или канал 172 сформированы в корпусе 160 поршня 142, которая проходит со второго торца 152. Первый конец пружины 170 устанавливается в выемке 172 и проходит от нее ко второму торцу 132 корпуса 128 для отклонения поршня 142 по направлению к первому торцу 130 корпуса 128.

Вентиляционное отверстие 175 выполнено во втором торце 132 корпуса 128. Вентиляционное отверстие 175 позволяет воздуху проходить между первой камерой 139 и внешним по отношению к корпусу 128 пространством.

Упругий уплотнитель 182 с предварительно выполненной прорезью устанавливается вблизи к первому торцу 130 корпуса 128. Уплотнитель 182 выполнен, в общем, круглой формы, так, что он входит в проход 136, и предпочтительно включает предварительно сформированную прорезь 184, через которую может проходить кончик медицинского инструмента. Уплотнитель 182 предпочтительно выполнен из упругого материала, который имеет свойство, возвращающее его в исходное положение (то есть восстанавливает уплотнение), как изображено на фигуре 18, в этом положении прорезь 184 закрыта, и жидкость не может проходить через нее.

Как и в первом варианте воплощения, муфта 178 устанавливается вокруг стенки 176, которая определяет отвод 133 от корпуса 128. Муфта 178 предпочтительно имеет резьбу 179 на внутренней ее поверхности.

Работа клапана 120 будет теперь описана подробно со ссылками на фигуры 18 и 19. Пользователь вначале подсоединяет первый медицинский инструмент (не показан, но он может быть аналогичен изображенному на фигуре 1) к порту 135 отвода у третьего торца 134. Когда используется первый медицинский инструмент такого типа, как описан выше, свободный конец трубки направляется поверх стенки 176 между внешней стенкой и внутри муфты 178.

Пользователь затем подключает второй медицинский инструмент 126 к первому порту 131 клапана 120. Предпочтительно медицинский инструмент имеет тупой кончик 137 полой иглы.

Пользователь проталкивает кончик 137 полой иглы до тех пор, пока он не войдет в контакт с торцевой поверхностью 156 поршня 142. По мере того, как пользователь дальше проталкивает инструмент, поршень 142 выдавливается в направлении второго торца 132 корпуса 128, сжимая пружину 170. Воздух внутри первой камеры 139 между торцевой крышкой 140 и поршнем 142 и внутри канала 172 поршня выдавливается через вентиляционное отверстие 175 в торцевой крышке 140.

Когда поршень 142 находится в этом положении (как показано на фигуре 19), образуется путь потока жидкости от второго медицинского инструмента 126 (через трубку от пакета внутривенной капельницы) через клапан 120 к первому медицинскому инструменту (и, таким образом, через катетер в тело пациента). Жидкость протекает через кончик 137 полой иглы вдоль первого торца 154 поршня 142 во вторую камеру 141. Общий объем жидкости, находящейся в клапане 120, когда второй медицинский инструмент подключен и жидкость заполняет вторую камеру 141, составляет величину V1.

Жидкость не может проходить за пределы уплотнителя 168 в первую камеру 139. В результате жидкость, протекающая из второго медицинского инструмента 126 во вторую камеру 141, выдавливается в проход 138 отвода и затем в трубку, ведущую к телу пациента.

Самое важное, что, когда второй медицинский инструмент 126 отключается от клапана 120, клапан 120 заставляет жидкость протекать в направлении к первому медицинскому инструменту через проход 138 отвода. Когда второй медицинский инструмент 126 отсоединен, пружина 170 выдавливает поршень 142 по направлению к первому торцу 130 корпуса 128. Это движение заставляет уменьшаться общий объем или пространство жидкости во второй камере 141 между поршнем 142 и уплотнителем 182, расположенным в районе первого торца 130 корпуса 128. Когда поршень 142 достигает уплотнителя 182, поршень прекращает движение и объем жидкости внутри клапана 120 занимает минимальный объем с величиной V2.

Поскольку объем жидкости в клапане 120 уменьшается, когда второй медицинский инструмент 126 отсоединен, некоторое количество жидкости должно выдавливаться из корпуса 128. Эта жидкость движется в проход 138 отвода в направлении к пациенту, причем общий объем жидкости, протекающей в "положительном" направлении, равен разности между максимальным объемом V1 минимальным объемом V2.

Когда кончик 137 инструмента удаляется, клапан 120 предотвращает поток жидкости от первого медицинского инструмента обратно через клапан 120, так как прорезь 184 в уплотнителе 182 закрывается, перекрывая проход 136 вблизи к первому торцу 130 корпуса 128.

Кроме обеспечения положительного потока, клапан 120, в соответствии с настоящим изобретением, имеет другие преимущества. Клапан 120, в соответствии с настоящим изобретением, имеет область, содержащую жидкость, расположенную между поршнем 142 и корпусом 128, которая определяет основной проход 136. Это пространство промывается каждый раз, когда жидкость вводится с верхнего торца 150 поршня 142.

Предпочтительно вместо тупого кончика полой иглы 137 игла может использоваться для прокалывания уплотнителя 182. При такой компоновке уплотнитель 182 предпочтительно выполняется упругим, так, что он закрыт, и в нем не требуется заранее выполнять разрез.

Как теперь понятно, средство, предназначенное для избирательного установления пути потока жидкости через клапан 120 и средство, предназначенное для уменьшения пространства жидкости в клапане 120, когда второй медицинский инструмент 126 удаляется, выполнены в данном варианте воплощения отдельно. В данном варианте воплощения средство, предназначенное для избирательного установления пути потока жидкости, содержит уплотнитель 184, в то время как средство, предназначенное для уменьшения пространства для жидкости, содержит сдвигаемый пружинный поршень 142.

Третий вариант воплощения клапана 220, в соответствии с настоящим изобретением, изображен на фигурах 20 и 21. Как показано на чертежах, этот клапан 220 включает корпус 228. Как показано на чертежах, корпус 228 выполнен в виде, в общем, цилиндрического корпуса, имеющего первый торец 230, который определяет первый порт 231 и противоположный второй торец 232.

Основной проход 236 проходит от первого торца 230 по направлению ко второму торцу 232 корпуса. Основной проход 236 определяется внутренней поверхностью корпуса 228. Основной проход 236 выполнен, по существу, цилиндрическим в поперечном сечении. Прохо