Мембранный узел, корпус узла измерения давления и узел измерения давления

010228 Настоящее изобретение относится к мембранному узлу, адаптированному для использования в корпусе узла измерения давления, который адаптирован преимущественно для измерения давления экстракорпорального кровообращения. Такие узлы измерения давления обычно упоминаются как купол или купол давления. Этот узел включает в себя мембрану, формирующую одну поверхность камеры измерения давления, где мембрана используется в контакте с жидкостью и с преобразователем давления для преобразования давления и изменений давления жидкости в электрические сигналы. Узел измерения давления включает в себя мембрану и корпус известный по патенту США 5614677. Узел измерения давления, раскрытый в этом документе, включает в себя корпус, включающий в себя камеру измерения давления, которая сообщается с входным отверстием и выходным отверстием корпуса. Одна поверхность камеры измерения давления сформирована мембраной, которая прикреплена к корпусу посредством упругого кольца, вставленного в углубление верхней поверхности корпуса. Упругое кольцо зафиксировано в положении при помощи направляющей преобразователя, который примыкает к верхней поверхности корпуса. Приоритетный документ WO 99/37983 также раскрывает узел измерения давления, включающий в себя корпус с камерой измерения давления, одна поверхность которой образована мембраной. Мембрана включает в себя расположенный концентрически буртик, который расположен со стороны мембраны,обращенной к камере измерения, и который запрессован в углубление корпуса. Подобное расположение известно из патентной заявки США US 2004/0050168 А 1. Узлы измерения давления, описанные в приоритетных документах, неблагоприятны, так как монтаж мембраны в корпус затруднн или имеет саму неотъемлемую мембрану, которая сделана из мягкого материала. Соответственно, задача настоящего изобретения предоставить мембрану, которая может быть легко зафиксированной в корпусе измерения давления, и в то же время продемонстрировать хорошие передачу давления и герметизирующие свойства. Эта задача решена с помощью мембранного узла по п.1. Согласно настоящему изобретению мембранный узел создан адаптированным, чтобы быть вставленным в корпус узла измерения давления, используемого преимущественно для измерения давления экстракорпорального кровообращения, где мембранный узел включает в себя гибкую мембрану и фиксирующее кольцо, которое объединено с мембраной таким образом, чтобы мембрана и фиксирующее кольцо образовывали единый элемент, в котором фиксирующее кольцо имеет более низкую гибкость, чем мембрана, и в котором фиксирующее кольцо включает в себя фиксирующие элементы для фиксации фиксирующего кольца в корпусе. Соответственно, мембрана - часть единого (цельного) элемента, состоящего из мембраны и фиксирующего кольца,имеющего гибкость, меньшую чем мембрана. Изобретение гарантирует, что мембрана зафиксирована наджно в корпусе и, таким образом, показывает хорошие свойства передачи давления к преобразователю, обращнному к мембране со стороны противоположной жидкости. Следовательно, получены хорошие герметизирующие свойства мембраны. Следующее достоинство мембранного узла согласно настоящему изобретению в том, что он может быть легко установлен в корпус с помощью зацепления фиксирующих элементов кольца с корпусом. Фиксирующее кольцо, так же как мембрана, могут быть подсоединены друг к другу посредством соответствующей техники подсоединения, например посредством склеивания или сварки. Альтернативно, фиксирующее кольцо и мембрана могут быть сформированы как состыкованный элемент, который изготовлен в едином производственном процессе. Один пример такого процесса двухкомпонентное инъекционное лить. Соответственно, мембранный узел может быть изготовлен как одна часть или может также быть изготовлен как два элемента, которые соединены друг с другом на второй стадии. В другом варианте осуществления изобретения фиксирующие элементы фиксирующего кольца сформированы по крайней мере как один выступ, углубление или резьба. Альтернативные фиксирующие элементы также возможны. Фиксирующие элементы фиксирующего кольца в другом варианте осуществления изобретения находятся во внешней части фиксирующего кольца. Далее фиксирующее кольцо может включать в себя Uобразную часть и фиксирующие элементы, находящиеся на одной или двух сторонах ножек U-образной части. Фиксирующее кольцо может быть размещено стоящим в вертикальном положении на мембране,преимущественно на кольцевой части мембраны. Предпочтительно кольцо располагается перпендикулярно по отношению к мембране. Кроме того, кольцевая часть мембраны может иметь большую толщину, чем центральная часть мембраны, чтобы улучшить герметизирующие свойства. В другом варианте осуществления изобретения мембрана имеет кольцевой уплотнительный буртик для герметизации контактной поверхности между мембраной и корпусом. Уплотнительный буртик зафиксирован в правильном положении посредством фиксирующего кольца, которое зафиксировано непосредственно в корпусе. В другом варианте осуществления изобретения уплотнительный буртик, взятый в отдельности вме-1 010228 сте с возможно более толстой частью в кольцевой части мембраны, располагается в первом направлении,перпендикулярном по отношению к плоской площадке, составляющей центральную часть мембраны,тогда как кольцо располагается по отношению к этой площадке в противоположном направлении от первого направления. В настоящем варианте осуществления во время использования жидкость, давление которой должно быть определено, контактирует с центральной частью мембраны со стороны первого направления, в то время как преобразователь давления контактирует с мембраной с противоположной стороны. В другом варианте осуществления изобретения мембрана имеет углубление на поверхности, обращнной к фиксирующему кольцу, для вставки выступа фиксирующего кольца. Контактная поверхность между мембраной и фиксирующим кольцом может быть обеспечена с одним или более выступами, располагающимися на одной мембране или фиксирующем кольце, которые входят в зацепление с углублением в другой мембране или фиксирующем кольце. Контактная поверхность, например, может быть сформирована углублением на поверхности мембраны, обращнной к фиксирующему кольцу, фиксирующее кольцо является приспособленным к этому углублению в части примыкающей к мембране. В другом варианте осуществления изобретения форма уплотнительного буртика мембраны эквивалентна форме контактной поверхности между мембраной и фиксирующим кольцом. Настоящее изобретение далее относится к корпусу узла измерения давления, в котором корпус адаптирован вместить мембранный узел, корпус включает в себя входное отверстие и выходное отверстие для жидкости, давление которой должно быть измерено также как в камере измерения давления,находящейся в сообщении с входным отверстием и выходным отверстием, где камера измерения давления имеет канал, который должен быть закрыт мембраной, которая должна быть вставлена в корпус, где корпус далее включает в себя фиксирующие элементы для фиксации мембранного узла, преимущественно мембранный узел, в соответствии с одним из пп.1-13, крепится к корпусу, где фиксирующие элементы расположены на одном или более выступах, располагающихся вокруг канала камеры измерения давления. Выступ может располагаться перпендикулярно относительно поверхности камеры измерения давления, которая сформирована мембраной, т.е. перпендикулярно по отношению к каналу камеры измерения давления, который закрыт мембраной. Выступ может располагаться концентрически вокруг продольной оси камеры измерения давления,ось которой перпендикулярна упомянутому каналу камеры измерения давления. В предпочтительном варианте осуществления выступ расположен концентрически вокруг продольной оси камеры измерения давления. Фиксирующие элементы проекции корпуса могут быть сформированы как углубления, выступ или резьба. В другом варианте осуществления изобретения фиксирующие элементы расположены с той стороны выступа, которая ориентирована к каналу камеры измерения давления. Фиксирующие элементы могут располагаться перпендикулярно выступу. Изобретение далее направлено на узел измерения давления, включающий в себя мембранную единицу согласно одному из пп.1-13 и корпус согласно одному из пп.14-17, где фиксирующие элементы мембранной единицы входят в зацепление с фиксирующими элементами корпуса и где мембрана мембранного узла формирует одну поверхность камеры измерения давления корпуса. Дальнейшие детали и преимущества изобретения станут очевидными из варианта осуществления,который теперь описан как пример со ссылками на чертежи, на которых фиг. 1 - узел измерения давления согласно изобретению с установленным в нм преобразователем давления; фиг. 2 и 3 - фиксирующее кольцо и мембрана в деталях в различных вариантах осуществления; фиг. 4 - фиксирующее кольцо и мембрана после и до сборки согласно фиг. 3. На фиг. 1 показан корпус 10, имеющий входное отверстие 12 и выходное отверстие 14 для подсоединения к диализному аппарату измерения давления экстракорпорального кровообращения. Между входным отверстием 12 и выходным отверстием 14 расположена камера 16 измерения давления, которая сообщается с входным отверстием 12 и выходным отверстием 14. В этом варианте осуществления камера 16 давления имеет круглый профиль на виде сверху. Камера 16 измерения давления ограничена сверху нижней поверхностью 20 круглой мембраны, которая закрывает верхний канал 17 камеры 16 измерения давления. На кромке мембраны 20 имеется уплотнительный буртик 22 на нижней поверхности мембраны 20, обращенный к корпусу 10, и канавка 24 на верхней поверхности мембраны 20, обращенная к фиксирующему кольцу 30. Внутренние стенки камеры 16 измерения давления под мембраной 20 могут иметь форму, соответствующую требуемой цели (например, круглые края для совместимости с кровью, детально не показано). Мембрана 20 и фиксирующее кольцо 30 формируют единый элемент, который подсоединн после изготовления обоих частей или который изготовлен в едином процессе, например, инъекционным литьм.-2 010228 Фиксирующее кольцо 30 изготовлено из тврдого материала для гарантии положения легко запрессовываемой мембраны 20 после сборки. Мембрана 20 сделана из эластичного гибкого материала (например, термопластичный эластомер, каучук) для целей герметизации, а также для передачи давления/изменений давления к преобразователю 100, примыкающему к верхней поверхности мембраны 20. Мембрана 20 и фиксирующее кольцо 30 находятся в постоянном контакте друг с другом, и контактная поверхность 40 между двумя частями является не плоской для обеспечения большей поверхности адгезии между тврдым материалом фиксирующего кольца 30 и мягким материалом мембраны 20. В настоящем варианте осуществления на контактной поверхности 40 имеется кольцевой выступ 42 фиксирующего кольца 30, который находится в зацеплении с канавкой 24 на верхней поверхности мембраны 20, обращнной к фиксирующему кольцу 30. Как далее показано на фиг. 1 фиксирующее кольцо 30 на внешней поверхности имеет кольцевой выступ 32, который вставлен в соответствующее углубление 19 внутри цилиндрической втулки 18 корпуса 10. Втулка 18 располагается перпендикулярно и концентрически вокруг мембраны 20. Внутренняя поверхность втулки 18 имеет кольцевое углубление 19, в которое вставлен, так же как упомянуто выше,кольцевой выступ 32 фиксирующего кольца 30. Втулка 18 и фиксирующее кольцо 30 расположены вертикально, т.е. перпендикулярно мембране 20. Мембранный узел, включающий мембрану 20 и фиксирующее кольцо 30, может легко быть вставлен в корпус 10. Из-за наличия тврдого материала в форме фиксирующего кольца 30, желательное положение фиксирующего кольца 30 и мембраны 20, наджно установленной так, чтобы хорошее герметизирующее свойство, так же как и хорошая передача давления мембраны 20, были получены. Мембранный узел легко подсоединяется к корпусу 10 посредством вдавливания мембранного узла от верха до защлкивания кольцевого выступа 32 в кольцевое углубление 19. Так как оба элемента, фиксирующее кольцо 30 и втулка 18, выполнены из достаточно тврдых материалов, наджное крепление достигнуто. В то же время мембрана 20 касается оправы 25 канала 17 в корпусе 10, который должен быть закрыт мембраной 20. Применяя соответствующие размеры, это соединение может быть использовано для того,чтобы приложить некоторую напряжнность к мембране 20 от фиксирующего кольца 30 и корпуса 10. Эта напряженность может улучшать свойства передачи давления при давлениях жидкости как ниже, так и выше окружающего давления. Кольцевая часть мембраны 20 включает в себя более толстую часть 26, расположенную в углублении 27, окружающем оправу 25 корпуса 10, мембрана 20 хорошо загерметизирована этой кольцевой частью корпуса 10. Герметичность далее поддерживается уплотнительным буртиком 22, который вжат фиксирующим кольцом 30 в дополнительный профиль в углублении 27. Как показано на фиг. 1, фиксирующее кольцо 30 установлено перпендикулярно кольцевой части мембраны 20. В изображнном варианте осуществления две части установлены в направлении, являющемся противоположным направлению более толстой части 26, простирающейся относительно плоской поверхности, определяемой центральной частью мембраны 20. На фиг. 2 и 3 показаны два различных варианта осуществления изобретения, в которых контактные поверхности 40 между мембраной 20 и фиксирующим кольцом 30 разные. Согласно фиг. 2 контактная поверхность 40 отличается по форме от формы уплотнительного буртика 22 и в варианте осуществления на фиг. 3 контактная поверхность 40, также как уплотнительный буртик 22, имеет подобную или идентичную форму. Как в альтернативном варианте осуществления фиксирующее кольцо 30 может также иметь повернутую U-образную верхнюю часть так, чтобы оно могло быть вытолкнуто над втулкой 18 корпуса 10. В этом случае фиксирующие элементы могут быть обеспечены одной или двумя ножками U-образной части фиксирующего кольца 30. В другом варианте осуществления фиксирующее кольцо 30 и втулка 18 могут иметь резьбу или другие подходящие фиксирующие элементы. На фиг. 4 показаны различные виды мембранного узла состоящего из мембраны 20 и фиксирующего кольца 30. Вариант осуществления на фиг. 4 соответствует показанному на фиг. 3. Как может следовать из фиг. 4, мембранный узел составлен из двух частей, которые соединены друг с другом после их изготовления, например, склеиванием или сваркой. После сборки комплектная (полная, собранная) единица состоит из мембраны 20 и фиксирующего кольца 30, вставленного в корпус 10, показанный на фиг. 1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Мембранный узел, адаптированный для использования в корпусе(10) узла измерения давления,предпочтительно для измерения давления экстракорпорального кровообращения, включающий гибкую мембрану (20) и фиксирующее кольцо (30), которое объединено с мембраной (20) так, чтобы мембрана(20) и фиксирующее кольцо (30) образовывали единый элемент, в котором фиксирующее кольцо (30) имеет меньшую гибкость, чем мембрана (20), и фиксирующее кольцо (30) имеет один или более фиксирующих элементов для фиксации фиксирующего кольца (30) в корпусе (10).-3 010228 2. Мембранный узел по п.1, отличающийся тем, что фиксирующее кольцо (30) и мембрана (20) соединены друг с другом подходящим средством соединения, предпочтительно посредством склеивания или сварки. 3. Мембранный узел по п.1, отличающийся тем, что фиксирующее кольцо (30) и мембрана (20) изготовлены совместно в процессе производства. 4. Мембранный узел по п.3, отличающийся тем, что фиксирующее кольцо (30) и мембрана (20) изготовлены посредством двухкомпонентного инжекционного литья. 5. Мембранный узел по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что фиксирующие элементы фиксирующего кольца (30) сформированы по меньшей мере как один кольцевой выступ (32), углубление или резьба. 6. Мембранный узел по п.5, отличающийся тем, что фиксирующие элементы фиксирующего кольца(30) расположены на внешней поверхности фиксирующего кольца (30) и/или это фиксирующее кольцо включает в себя U-образную часть, фиксирующие элементы расположены с одной или двух сторон ножек U-образной части. 7. Мембранный узел по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что фиксирующее кольцо (30) подсоединено перпендикулярно мембране (20). 8. Мембранный узел по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что мембрана (20) имеет кольцевую часть и центральную часть, в котором кольцевая часть имеет большую толщину, чем центральная часть. 9. Мембранный узел по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что мембрана (20) имеет кольцевой уплотнительный буртик (22) для герметизации контактной поверхности между мембраной (20) и корпусом (10). 10. Мембранный узел по п.8 или 9, отличающийся тем, что уплотнительный буртик (22), предпочтительно уплотнительный буртик (22) вместе с более толстой частью в кольцевой части мембраны (20),простирается в первом направлении перпендикулярно относительно плоской поверхности, определяемой центральной частью мембраны (20), тогда как фиксирующее кольцо (30) простирается относительно этой поверхности в противоположном направлении первому направлению. 11. Мембранный узел по пп.1-10, отличающийся тем, что мембрана (20) имеет канавку (24) на поверхности, обращнной к фиксирующему кольцу (30). 12. Мембранный узел по пп.1-11, отличающийся тем, что контактная поверхность (40) между мембраной (20) и фиксирующим кольцом (30) не плоская и преимущественно обеспечена одним или более кольцевыми выступами (42), простирающимися от одного из элементов мембраны или фиксирующего кольца (30), которые находятся в зацеплении с одним или более углублениями (24) в другом элементе мембране (20) и фиксирующем кольце. 13. Мембранный узел по пп.9-12, отличающийся тем, что форма уплотнительного буртика (22) мембраны (20) подобна форме контактной поверхности (40) между мембраной (20) и фиксирующим кольцом (30). 14. Корпус (10) узла измерения давления преимущественно для измерения давления экстракорпорального кровообращения, включающий входное отверстие (12) и выходное отверстие (14) для жидкости, давление которой должно быть измерено так же, как давление в камере (16) измерения давления,соединенной с входным отверстием (12) и выходным отверстием (14), при этом камера (16) измерения давления имеет канал (17), который закрыт мембраной (20), которая вставлена в корпус (10), причем корпус (10) включает фиксирующие элементы для фиксации мембранного узла, преимущественно мембранного узла, выполненного согласно одному из пп.1-13, к корпусу (10), в котором фиксирующие элементы расположены в одной или более втулках (18), располагающихся вокруг канала (17) камеры (16) измерения давления. 15. Корпус (10) согласно п.14, отличающийся тем, что втулка (18) располагается перпендикулярно относительно канала (17) камеры (16) измерения давления. 16. Корпус (10) по п.14 или 15, отличающийся тем, что фиксирующие элементы втулки (18) сформированы как углубление (19), выступ или резьба. 17. Корпус (10) по одному из пп.14-16, отличающийся тем, что фиксирующие элементы расположены на той стороне втулки (18), которая ориентирована к каналу (17) камеры (16) измерения давления. 18. Узел измерения давления, включающий мембранный узел согласно одному из пп.1-13 и корпус согласно одному из пп.14-17, в котором фиксирующие элементы мембранного узла входят в зацепление с фиксирующими элементами корпуса (10), при этом мембрана (20) мембранного узла формирует одну поверхность камеры (16) измерения давления корпуса (10).