专利名称：膜片单元、测压单元的壳体以及测压单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适于在测压单元的壳体中使用的膜片单元，该测压单元适于测量体外血液回路中的压力。这种测压单元常被称作“圆顶室(dome)”或“压力圆顶室(pressure dome)”。这些单元包括形成测压室的一个表面的膜片，在使用中，该膜片与流体以及压力传感器接触，用于将流体的压力和压力变化转换为电信号。
背景技术：
从美国专利5,614,677可知一种包括膜片和壳体的测压单元。该文献中公开的测压单元包括一壳体，该壳体包括与壳体的进口和出口流体连通的测压室。测压室的一个表面由膜片构成，借助于插设在壳体上表面的凹槽中的张紧环，将该膜片固定至壳体。在与壳体的上表面邻接的传感器的引导装置的辅助下，将张紧环固定在其位置上。
现有技术文献WO99/37983也公开了一种测压单元，该单元包括带有测压室的壳体，该测压室的一个表面由膜片形成。所述膜片包括沿圆周延伸的凸缘，该凸缘位于膜片上面向测量室的那一侧并被压入壳体的凹槽中。从美国专利申请US 2004/0050168 A1可知一种类似的装置。
由于膜片至壳体的安装不便或其安装必须通过由软质材料制成的膜片本身完成，现有技术中描述的测压单元存在不利之处。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种膜片，其能够被容易地固定到测压的壳体中，且同时表现出良好的压力传递和密封性能。
通过根据权利要求1的膜片单元实现该目的。根据发明，提供一种膜片单元，其适于插设到优选用于测量体外血液回路中的压力的测压装置的壳体中，所述膜片单元包括柔性膜片和固定环，该固定环与膜片一体设置而使得膜片和固定环形成为单件式元件，其中，固定环的柔性低于膜片的柔性，且固定环包括用于将该固定环固定至壳体的固定元件。因此，膜片是由膜片和柔性低于膜片的固定环所组成的单件式元件的一部分。本发明确保将膜片可靠地固定在壳体中，从而相对位于流体另一侧上的面对膜片的传感器表现出良好的压力传递性能。此外，还获得良好的膜片密封性能。根据此发明的膜片单元的另一优点是，通过将环的固定元件与壳体接合，可以容易地将其安装到壳体中。
固定环和膜片可以通过合适的连接技术互相连接，例如通过胶粘或焊接而相互连接。
可选择地，固定环和膜片可以构成在同一制造工艺中制造的联接体。这样的工艺的一个示例为两件式注塑成型法。由此，膜片单元可以作为一个部件制造，或者也可以作为在第二步骤中彼此相连的两个元件制造。
在本发明的另一实施方式中，固定环的固定元件形成为至少一个突起、凹槽或螺纹。也可想到其他的固定元件。
在本发明的另一实施方式中，固定环的固定元件位于固定环的外部。此外，固定环可包括一个U型部分，且固定元件位于该U型部分的腿的一个或两个面对侧。
固定环可以竖直的直立安置方式设置在膜片上，优选地，设置在膜片的圆周部分上。优选地，固定环垂直于膜片延伸。
此外，膜片的圆周部分可比其中央部分厚，以提高密封性能。
在本发明的另一实施方式中，膜片具有沿圆周延伸的密封唇缘，用于密封膜片与壳体之间的接触面。借助于固定环将密封唇缘固定在正确位置，该固定环本身固定于壳体。
在另一实施方式中，密封唇缘(特别是连同膜片圆周部分中可能存在的较厚部分)沿垂直于由膜片中央部分限定的平面区域的第一方向延伸，而紧固环沿与第一方向相反的方向相对于该区域延伸。在此实施方式中，使用时，压力待测的流体从第一方向侧接触膜片的中央部分，而压力传感器则从另一侧接触膜片。
在本发明的另一实施方式中，膜片面对固定环的表面上具有用于容纳一部分固定环的凹槽。
膜片和固定环之间的接触面可设置有从膜片和固定环之一延伸的一个或多个突起，所述的膜片和固定环之一与位于膜片和固定环中另一个内的凹槽接合。例如，接触面可由位于面向固定环的膜片表面中的凹槽形成，且固定环容置在该凹槽中时其部分邻接膜片。
在本发明的另一实施方式中，膜片的密封唇缘的形状与膜片和固定环之间的接触面的形状相同。
另外，本发明还涉及到测压单元的壳体，其适于容纳膜片单元，所述壳体包括用于压力待测的流体的进口和出口以及与进口、出口流体连通的测压室，其中，测压室具有开口，该开口将由插设到壳体中的膜片封闭，其中，所述壳体还包括固定元件，用于将膜片单元、优选是根据权利要求1～13之一的膜片单元固定到壳体，其中，所述固定元件位于绕所述测压室的开口延伸的一个或多个突起处。
所述突起可垂直于测压室上由膜片构成的表面延伸，即，垂直于测压室上要由膜片封闭的开口延伸。
突起可绕垂直于测压室开口的测压室纵向轴线沿圆周延伸。在优选的实施方式中，所述突起和测压室的纵轴同心。
壳体的突起的固定元件可以是凹槽、突出部或螺纹。
在本发明的另一实施方式中，固定元件位于突起上朝向所述测压室开口的那一侧。固定元件可垂直于突起延伸。
本发明还涉及一种包括根据权利要求1～13之一的膜片单元和根据权利14～17之一的壳体的测压单元，其中，膜片单元的固定元件同壳体的固定元件接合，且膜片单元中的膜片形成壳体的测压室的一个表面。
参照附图，从以下作为示例描述的实施方法中，本发明的其他细节和优点将变得明确
图1示出根据本发明的测压装置，其中插设有压力传感器，图2，图3详细示出在不同实施方式中的固定环和膜片，以及图4示出根据图3装配后及装配前的固定环和膜片。
具体实施例方式
图1所示为壳体10，包括用于与透析仪器的体外血液回路连接的进口12和出口14。进口12和出口14之间为测压室16，测压室16与进口12及出口14流体连通。在这种实施方式中，从俯视图观察时测压室16的截面为圆形。测压室16在顶部终止于将测压室16的上开口17封闭的圆形膜片20的底面。在膜片20面朝壳体10的下表面的边缘有一密封唇缘22，在膜片20面向固定环30的上表面的边缘有一凹槽24。膜片20下方的测压室16的内壁可以为任何适合要求的形状(例如，用于血液相容的圆边，未详细示出)。
膜片20和固定环30构成了单件式元件，其在两部件制成后连接而成或在单一工艺中制成，例如通过注塑成型制成。
为了确保组装后软密封膜片20的位置，固定环30由刚性材料制成。膜片20由弹性的柔性材料(例如热塑性弹性体，橡胶)制成，以便密封以及将压力/压力变化传递至邻接膜片20的上表面的传感器100。
膜片20和固定环30持久性地相互接触，为了给固定环30的刚性材料和膜片20的软质材料间的粘合提供更多的表面，两部件之间的接触面是非平面的。在本实施方式中，接触面40包括固定环30的突起42，它与膜片20面向固定环30的上表面上的凹槽24接合。
另外，如图1所示，固定环30的外表面包括径向突起32，该径向突起32插入到壳体10的圆筒形突起18内侧的对应凹槽19中。突起18垂直于膜片20并沿圆周环绕膜片20延伸。突起18的内表面包括沿圆周延伸的凹槽19，如前所述，其中也插入固定环30沿圆周延伸的突起32。突起18和固定环30竖直设置，即垂直于膜片20设置。
包括膜片20和固定环30的膜片单元能够容易地插进壳体10中。由于存在固定环30形式的刚性材料，固定环30和膜片20的期望位置得以可靠地实现，从而，获得了膜片20的良好压力传递性能以及良好的密封性能。通过从顶部推压膜片单元，直到突起32卡合到凹槽19中，将膜片单元容易地连接到壳体10。由于固定环30和突起18都由足够刚性的材料制成，因而可以实现牢固的连接。同时，膜片20接触由膜片20封闭的壳体10的开口17的边缘25。使用适合的尺寸，在将固定环30固定到壳体10时，这种接触能够用以向膜片20施加一定量的张紧力。对压力传递性能来说，不管是流体压力低于还是高于环境压力，这种张紧力都是有利的。
由于膜片20的圆周部分包括定位在环绕壳体10的边缘25的凹槽27中的较厚部分26，从而通过该圆周部分将膜片20的圆周部分很好地密封在壳体10上。通过由固定环30压入凹槽27的互补结构中的密封唇缘22进一步加强了密封。
如图1所示，固定环30垂直地联接到膜片20的圆周部分。
在所示的实施方式中，两部件在与较厚部分26相对于由膜片20的中央部分限定的平面区域延伸方向的相反方向上联接。
图2和图3所示为本发明的两种不同的实施方式，其中，膜片20和固定环30之间的接触面40不同。根据图2，接触面40的形状与密封唇缘22的形状不同，而在图3的实施方式中，接触面40和密封唇缘22形状类似或相同。
作为一种可选的实施方式，固定环30也可以具有倒U型的上部，使其可以推压在壳体10的突起18上。在这种情况下，固定元件可以设置在固定环30的U型部分的一个或两个腿上。
在另一种实施方式中，固定环30和突起18可以具有螺纹或其他合适的固定元件。
图4所示为膜片20和固定环30组成的膜片单元的不同视图。图4的实施方式与图3的实施方式相对应。从图4可以推断出，膜片单元由制造后互相连接的两部件组成，例如通过胶粘或焊接互相连接。装配后，将由膜片20和固定环30组成的整个单元插入图1所示的壳体10。
权利要求
1.一种适于在测压室的壳体(10)中使用的膜片单元，该测压室优选用于测量体外血液回路中的血压，所述膜片单元包括柔性膜片(20)和固定环(30)，所述固定环(30)和柔性膜片(20)一体设置而使得所述膜片(20)和固定环(30)形成为单件式元件，其中，所述固定环(30)的柔性低于所述膜片(20)的柔性，且所述固定环(30)包括一个或多个用于将该固定环(30)固定至所述壳体(10)的固定元件。
2.根据权利要求1所述的膜片单元，其特征在于，所述固定环(30)和所述膜片(20)通过合适的连接技术互相连接，优选为通过胶粘或焊接相互连接。
3.根据权利要求1所述的膜片单元，其特征在于，所述固定环(30)和所述膜片(20)在同一制造工艺中共同制造。
4.根据权利要求3所述的膜片单元，其特征在于，所述固定环(30)和所述膜片(20)通过两件式注塑成型法制造。
5.根据前述权利要求中任一项所述的膜片单元，其特征在于，所述固定环(30)的固定元件形成为至少一个突起(32)、凹槽或螺纹。
6.根据权利要求5所述的膜片单元，其特征在于，所述固定环(30)的固定元件位于所述固定环(30)的外部区域，并且/或者，所述固定环包括U型部分，所述固定元件位于该U型部分的腿的一个或两个面对侧。
7.根据前述权利要求中任一项所述的膜片单元，其特征在于，所述固定环(30)与所述膜片(20)垂直联接。
8.根据前述权利要求中任一项所述的膜片单元，其特征在于，所述膜片(20)具有圆周部分和中央部分，其中所述圆周部分的厚度大于所述中央部分。
9.根据前述权利要求中任一项所述的膜片单元，其特征在于，所述膜片(20)具有沿圆周延伸的密封唇缘(22)，用于密封所述膜片(20)和所述壳体(10)之间的接触面。
10.根据权利要求8和9所述的膜片单元，其特征在于，所述密封唇缘(22)、优选为所述密封唇缘(22)连同所述膜片(20)的圆周部分中的较厚部分沿垂直于由所述膜片(20)的中央部分限定的平面区域的第一方向延伸，而所述固定环(30)沿与所述第一方向相反的方向相对于所述区域延伸。
11.根据前述权利要求中任一项所述的膜片单元，其特征在于，所述膜片(20)面向所述固定环(30)的表面上具有凹槽(24)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的膜片单元，其特征在于，所述膜片(20)和所述固定环(30)之间的接触面(40)是非平面的，并且优选地设置有从膜片(20)或固定环(30)之一延伸的一个或多个突起，上述的膜片或固定环之一与位于所述膜片(20)和固定环(30)中另一个上的一个或多个凹槽(24)相接合。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的膜片单元，其特征在于，所述膜片(20)的密封唇缘(22)的形状与位于所述膜片(20)和所述固定环(30)之间的接触面(40)的形状相同。
14.一种测压单元的壳体(10)，该测压单元优选用于测量体外血液回路中的血压，所述壳体包括用于压力待测的流体的进口(12)和出口(14)以及与所述进口(12)和出口(14)流体连通的测压室(16)，其中，所述测压室(16)具有要通过插入到所述壳体(10)中的膜片(20)封闭的开口(17)，所述壳体(10)还包括用于将膜片单元、优选是根据权利要求1至13中任一项所述的膜片单元固定到所述壳体(10)的固定元件，其中，所述固定元件位于绕所述测压室(16)的开口(17)延伸的一个或多个突起(18)处。
15.根据权利要求14所述的壳体(10)，其特征在于，所述突起(18)垂直于所述测压室(16)的开口(17)延伸。
16.根据权利要求12或13所述的壳体(10)，其特征在于，所述突起(18)的固定元件形成为凹槽(19)、突出部或螺纹。
17.根据权利要求14到16中任一项所述的壳体(10)，其特征在于，所述固定元件位于所述突起(18)上朝向所述测压室(16)的开口(17)的那一侧上。
18.一种测压单元，其包括根据权利要求1～13之一的膜片单元和根据权利要求14～17之一的壳体(10)，其中，膜片单元的固定元件与壳体(10)的固定元件接合，并且，膜片单元的膜片(20)构成了壳体(10)的测压室(16)的一个表面。
全文摘要
本发明涉及一种适于在测压单元的壳体中使用的膜片单元，所述测压单元优选用于测量体外血液回路中的压力，该膜片单元包括柔性膜片和固定环，固定环和膜片一体设置而使得膜片和固定环形成为单件式元件，其中，固定环的柔性小于膜片，并且，固定环包括用于将固定环固定至测压壳体的固定元件。本发明还涉及一种壳体以及一种测压单元。
文档编号G01L19/00GK101035577SQ200580033755
公开日2007年9月12日 申请日期2005年11月10日 优先权日2004年11月17日
发明者赖因霍尔德·赖特尔, 马可·卡龙纳 申请人:弗雷森纽斯医疗护理德国有限责任公司