DE102004030747A1 - Air-oxygen breathing mixtures, for emergency respirators, are produced using supply of pressurized oxygen to suck atmospheric air through venturi nozzle eductor - Google Patents

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Abstract

Breathing air is enriched with oxygen by feeding pressurized oxygen (1) to at least one venturi type eductor (5, 6) to induce the intake of atmospheric air (11). Mixing is completed in an output chamber (7). The output flowrate to a patient is measured by a sensor (8), and is adjustable via an oxygen control valve (4). Increased control of oxygen content may be exercised by the provision of an additional valved, direct, oxygen supply (4) to the mixing chamber. An independent claim is included for a venturi nozzle unit for mixing oxygen and air.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen von Sauerstoff und Luft, bei dem der Sauerstoff einer Sauerstoffquelle entnommen und einer Luftströmung beigemischt wird.The The invention relates to a method for mixing oxygen and Air in which the oxygen is taken from an oxygen source and an airflow is added.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zum Mischen von Sauerstoff und Luft, die mindestens eine Sauerstoffquelle und mindestens eine Mischeinrichtung zur Vermengung des Sauerstoffs und einer Luftströmung aufweist.The Invention relates to this In addition, a device for mixing oxygen and air, at least an oxygen source and at least one mixing device for mixing of the oxygen and an air flow.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung werden bereits in der DE 102 05 845 C1 beschrieben. Es liegt jedoch eine vergleichsweise aufwendige pneumatische Verschaltung unter Verwendung einer größeren Anzahl von Ventilen vor.Such a method and such a device are already in the DE 102 05 845 C1 described. However, there is a comparatively complicated pneumatic circuit using a larger number of valves.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß innerhalb eines großen Flow- und Druckbereiches eine Mischung von Luft und Sauerstoff zur Erreichung einer variabel vorgebbaren Sauerstoffkonzentration unterstützt wird.task It is the object of the present invention to provide a method of the be improved in such a way that within a large flow and pressure range a mixture of air and oxygen to achieve a variably predeterminable oxygen concentration is supported.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sauerstoff über mindestens eine Venturidüse der Lüftströmung zugeführt wird.These Task is inventively characterized solved, that the Oxygen over at least one Venturi nozzle the Lüftströmung is supplied.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß ein einfacher konstruktiver Aufbau bereitgestellt wird.Further Object of the present invention is to provide a device of Initially mentioned type such that a simple constructive structure is provided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mischeinrichtung mit mindestens einer Venturidüse versehen ist.These Task is inventively characterized solved, that the Mixer is provided with at least one venturi.

Die Verwendung einer Venturidüse zur Beimischung des Sauerstoffs zur Luft ermöglicht eine äußerst wirkungsvolle Durchmischung des Sauerstoffes und der Luft. Darüber hinaus ist es möglich, auf eine separate Fördereinrichtung im Bereich der Luftzufuhr zu verzichten und die Förderung der Luftströmung durch die von der Venturidüse erzeugte Gasströmung vorzugeben. Der aus der Venturidüse ausströmende Sauerstoff erzeugt eine Sogwirkung, die es ermöglicht, die Luft aus einer Umgebung anzusaugen.The Use of a Venturi nozzle to admix the oxygen to the air allows a very effective Mixing of the oxygen and the air. In addition, it is possible on a separate conveyor in the field of air supply and the promotion the air flow through the Venturi nozzle generated gas flow pretend. The effluent from the Venturi nozzle oxygen creates a suction effect that allows the air to escape To suck in the environment.

Eine einfache Einstellbarkeit der Sauerstoffdosierung wird dadurch unterstützt, daß die Venturidüse durch einen verstellbaren Ventilkegel reguliert wird.A easy adjustability of the oxygen dosage is supported by the fact that the Venturi nozzle an adjustable poppet is regulated.

Zur Erreichung einer gleichmäßigen Strömung ist vorgesehen, daß die Sauerstoffzufuhr über einen verstellbaren Ringspalt der Venturidüse reguliert wird.to Achieving a steady flow is provided that the Oxygen supply via a adjustable annular gap of the Venturi nozzle is regulated.

Eine gute Steuerbarkeit wird ebenfalls dadurch unterstützt, daß als Dosierventil für die Sauerstoffzufuhr ein Proportionalventil verwendet wird.A Good controllability is also supported by the fact that as a metering valve for the Oxygen supply a proportional valve is used.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, daß die Sauerstoffzufuhr über ein elastisches Material der Venturidüse durch druckabhängige Aufweitung reguliert wird.According to one another embodiment it is also possible that the Oxygen supply over an elastic material of the Venturi nozzle by pressure-dependent expansion is regulated.

Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Steuerbarkeit besteht darin, daß die Sauerstoffzufuhr von mindestens einem Dosierventil reguliert wird.A another possibility to improve the controllability is that the oxygen supply is regulated by at least one metering valve.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird vorgesehen, daß mindestens zwei Venturidüsen zur Dosierung des Sauerstoffs verwendet werden.According to one another embodiment it is provided that at least two venturi nozzles be used for metering the oxygen.

Zur Unterstützung eines Betriebs der Venturidüsen in einem genauen Steuerbarkeitsbereich wird vorgeschlagen, daß parallel zur Venturidüse der Sauerstoff über eine Bypaßleitung einer Mischkammer zugeführt wird.to support an operation of the Venturi nozzles in a precise range of controllability it is proposed that parallel to the Venturi nozzle the oxygen over a bypass line fed to a mixing chamber becomes.

Ebenfalls ist daran gedacht, daß in einem ersten Dosierzustand lediglich eine Venturidüse und in mindestens einer weiteren Dosierstufe mindestens zwei Venturidüsen parallel zueinander betrieben werden.Also is remembered that in a first dosing state only a venturi and in at least one further dosing at least two Venturi nozzles in parallel operated to each other.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform ist es auch möglich, daß in jedem Dosierzustand nur eine Venturidüse betrieben wird.According to one additional Embodiment is it also possible that in each dosing state only one Venturi nozzle is operated.

Zur Vermeidung eines zu hohen Druckes wird vorgeschlagen, daß der Sauerstoff einer Sauerstoffquelle über eine Druckbegrenzung entnommen wird.to Avoidance of excessive pressure is suggested that the oxygen an oxygen source over a pressure limit is removed.

Eine Zufuhr von Umgebungsluft wird dadurch erreicht, daß Umgebungsluft über einen Ansaugkanal der Mischkammer zugeführt wird.A Supply of ambient air is achieved in that ambient air over a Intake passage of the mixing chamber is supplied.

Zur Kanalisierung der Strömung ist vorgesehen, daß aus der Venturidüse austretendes Gas einer Fangdüse zugeführt wird.to Channeling of the flow is provided that from the Venturi nozzle escaping gas of a catching nozzle supplied becomes.

Eine Laminarisierung der Strömung wird dadurch unterstützt, daß das der Fangdüse entströmende Gasgemisch einer Beruhigungsstrecke zugeführt wird.A Laminarization of the flow is supported by that this the catching nozzle flowing from Gas mixture is fed to a calming section.

Ein Wiederaufbau des Druckes nach der Laminarisierung wird dadurch unterstützt, daß der Beruhigungsstrecke ein Diffusor nachgeschaltet wird.One Reconstruction of the pressure after laminarization is assisted by the calming section a diffuser is connected downstream.

Eine typische Anwendung wird dadurch definiert, daß die Venturidüse im Bereich eines Gerätes zur Durchführung einer Notfall- und Transportbeatmung verwendet wird.A typical application is defined by the fact that the Venturi nozzle in the range a device for execution an emergency and transport ventilation is used.

Zur exakten Einhaltung einer vorgegebenen Sauerstoffkonzentration wird vorgeschlagen, daß eine Konzentration des Sauerstoffs im Gasgemisch gemessen wird.to exact compliance with a given oxygen concentration is suggested that a Concentration of oxygen in the gas mixture is measured.

Insbesondere erweist es sich als vorteilhaft, daß in Abhängigkeit von einer gemessenen Sauerstoffkonzentration die Dosierung über die Venturidüse geregelt wird.Especially it proves to be advantageous that, depending on a measured Oxygen concentration controlled the dosage through the venturi becomes.

Eine weitere Annäherung an weitere vorgegebene Steuerparameter kann dadurch erreicht werden, daß ein Volumenstrom gemessen wird.A further approach to further predetermined control parameters can be achieved thereby the existence Volume flow is measured.

Zur Unterstützung mobiler Anwendungen ist insbesondere daran gedacht, daß der Sauerstoff einer Druckgasflasche entnommen wird.to support mobile applications is especially thought that the oxygen a compressed gas cylinder is removed.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:In The drawings are exemplary embodiments of the invention shown schematically. Show it:

1 eine Ausführungsform mit zwei parallel geschalteten Venturidüsen, die an ein gemeinsames Steuerventil angeschlossen sind, sowie parallelem Bypaßanschluß mit Dosierventil, 1 an embodiment with two parallel-connected venturi, which are connected to a common control valve, and parallel bypass connection with metering valve,

2 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Sauerstoffkonzentration in Abhängigkeit von dem Verbrauchervolumenstrom für die Vorrichtung gemäß 1, 2 a diagram illustrating an oxygen concentration as a function of the consumer flow rate for the device according to 1 .

3 eine gegenüber 1 abgewandelte Ausführungsform mit wahlweiser und selektiver Ansteuerung der Venturidüsen, 3 one opposite 1 modified embodiment with selective and selective control of Venturi nozzles,

4 eine weitere Ausführungsform mit steuerbarer Zuschaltbarkeit relativ zueinander unterschiedlicher Venturidüsen, 4 a further embodiment with controllable connectability relative to each other different Venturi nozzles,

5 eine weitere Ausführungsform mit einer identischen zusätzlichen zuschaltbaren Venturidüse, 5 a further embodiment with an identical additional switchable Venturi nozzle,

6 eine Ausführungsform mit einer verstellbaren Venturidüse mit kegelförmigem Stellelement, 6 an embodiment with an adjustable Venturi nozzle with conical actuator,

7 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Verbrauchervolumenstromes in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration für die Vorrichtung in 6, 7 a diagram illustrating a consumer flow rate as a function of the oxygen concentration for the device in 6 .

8 eine weitere abgewandelte Ausführungsform mit einer selbst verstellenden Venturidüse aus einem elastischen Material und 8th a further modified embodiment with a self-adjusting Venturi nozzle made of an elastic material and

9 Meßergebnisse zur Verwendung von verstellbaren Venturidüsen mit jeweils unterschiedlichem Gegendruck. 9 Measurement results for the use of adjustable Venturi nozzles, each with different back pressure.

Gemäß der Ausführungsform in 1 ist eine Sauerstoffquelle (1) über einen Druckminderer (2) an ein Dosierventil (3) und ein Dosierventil (4) angeschlossen. Das Dosierventil (4) speist zwei relativ zueinander parallel geschaltete Injektoren (5, 6) mit Sauerstoff. Ausgänge der Injektoren (5, 6) sind an eine Mischkammer (7) angeschlossen. Im Anschluß an die Mischkammer (7) ist eine Volumenstrommessung (8) angeordnet, die die Mischkammer (7) mit einem Patienten (9) verbindet.According to the embodiment in FIG 1 is an oxygen source ( 1 ) via a pressure reducer ( 2 ) to a metering valve ( 3 ) and a metering valve ( 4 ) connected. The dosing valve ( 4 ) feeds two injectors in parallel ( 5 . 6 ) with oxygen. Outputs of injectors ( 5 . 6 ) are connected to a mixing chamber ( 7 ) connected. Following the mixing chamber ( 7 ) is a volume flow measurement ( 8th ) arranged the mixing chamber ( 7 ) with a patient ( 9 ) connects.

Die Injektoren (5, 6) sind über ein Rückschlagventil (10) an einen Gaseinlaß (11) angeschlossen. Über den Gaseinlaß (11) strömt die mit dem Sauerstoff zu vermengende Luft zu.The injectors ( 5 . 6 ) are via a check valve ( 10 ) to a gas inlet ( 11 ) connected. About the gas inlet ( 11 ), the air to be mixed with the oxygen flows.

Jeder der Injektoren (5, 6) besteht aus einer Venturidüse (12), einer Fangdüse (13), einer Beruhigungsstrecke (14) sowie einem Diffusor (15).Each of the injectors ( 5 . 6 ) consists of a Venturi nozzle ( 12 ), a catching nozzle ( 13 ), a calming section ( 14 ) and a diffuser ( 15 ).

Das Dosierventil (3) ist über eine Bypaßleitung (16) mit der Mischkammer (7) verbunden. Jede der Venturidüsen (12) ist für einen kleinen Volumenstrombereich dimensioniert, so daß bei kleinen Volumenströmen ein sehr großer Wirkungsgrad erzielt werden kann. Durch die Parallelschaltung der beiden Venturidüsen (12) ist es möglich, einen großen Volumenstrom bei guten Ansaugwirkungsgraden abzudecken.The dosing valve ( 3 ) is via a bypass line ( 16 ) with the mixing chamber ( 7 ) connected. Each of the venturi nozzles ( 12 ) is dimensioned for a small volume flow range, so that a very high efficiency can be achieved at low flow rates. Due to the parallel connection of the two Venturi nozzles ( 12 ), it is possible to cover a large volume flow with good Ansaugwirkungsgraden.

Die im Bereich der Volumenstrommessung (8) resultierende Sauerstoffkonzentration ergibt sich aus der Addition der durch die Injektoren (5, 6) strömenden und mit Sauerstoff vermischten Luftmengen sowie der über die Bypaßleitung (16) zugeführten Sauerstoffmenge. In Abhängigkeit vom Meßergebnis im Bereich der Volumenstrommessung erfolgt eine Ansteuerung der Dosierventile (3, 4).In the field of volume flow measurement ( 8th ) resulting from the addition of the through the injectors ( 5 . 6 ) flowing and mixed with oxygen air and the via the bypass line ( 16 ) supplied amount of oxygen. Depending on the measurement result in the area of the volume flow measurement, the metering valves are actuated ( 3 . 4 ).

2 veranschaulicht die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß 1. In einem Volumenstrombereich von 0 bis 70 l/min ist das Dosierventil (3) vollständig geschlossen. Eine Einstellung des Volumenstromes erfolgt ausschließlich über das Dosierventil (4). Ab einem Volumenstrom von 70 l/min wird zusätzlich das Dosierventil (3) geöffnet und der Mischkammer (7) wird über die Bypaßleitung (16) zusätzlicher Sauerstoff zugeführt, so daß sich die Sauerstoffkonzentration mit steigendem Volumenstrom erhöht. Alle im schraffierten Bereich von 2 anzutreffenden Sauerstoffkonzentrationen können sich durch eine geeignete Ansteuerung der Dosierventile (3, 4) erreichen lassen. 2 illustrates the operation of the device according to 1 , In a volumetric flow range of 0 to 70 l / min, the dosing valve ( 3 ) completely closed. An adjustment of the volume flow is made exclusively via the metering valve ( 4 ). From a volume flow of 70 l / min, the metering valve ( 3 ) and the mixing chamber ( 7 ) is via the bypass line ( 16 ) supplied additional oxygen, so that the oxygen concentration increases with increasing volume flow. All in the hatched area of 2 The oxygen concentrations that can be encountered can be determined by suitable control of the metering valves ( 3 . 4 ) achieve.

3 zeigt eine gegenüber 1 abgewandelte Ausführungsform, bei der relativ zueinander unterschiedliche Injektoren (5, 6) verwendet werden. Der Injektor (5) ist hierbei für geringe Volumenströme und der Injektor (6) für höhere Volumenströme ausgelegt. Grundsätzlich ist eine Kaskadierung weiterer Injektoren (5, 6) möglich. Über ein schaltendes Stellventil (17) wird der jeweils optimale Injektor (5, 6) zur Zumischung des Sauerstoffes verwendet und der weitere Injektor (5, 6) trägt nichts zum Mischprodukt bei. Zu einem bestimmten Zeitpunkt ist immer nur einer der Injektoren (5, 6) in Betrieb. 3 shows one opposite 1 modified embodiment, in which relatively different injectors ( 5 . 6 ) be used. The injector ( 5 ) is for low flow rates and the injector ( 6 ) designed for higher volume flows. Basically, a cascading of further injectors ( 5 . 6 ) possible. Via a switching control valve ( 17 ), the optimal injector ( 5 . 6 ) is used to admix the oxygen and the further injector ( 5 . 6 ) contributes nothing to the mixed product. At any one time, only one of the injectors ( 5 . 6 ) in operation.

Gemäß der Ausführungsform in 4 werden relativ zueinander identische Injektoren (5, 6) verwendet. Über das Steuerventil (17) wird bei Bedarf dem permanent wirksamen Injektor (6) ein weiterer Injektor (5) zugeschaltet. Gegebenenfalls können hier auch mehr als zwei Injektoren (5, 6) kaskadiert werden.According to the embodiment in FIG 4 become relatively identical injectors ( 5 . 6 ) used. Via the control valve ( 17 ), if necessary, the permanently active injector ( 6 ) another injector ( 5 ). If necessary, more than two injectors ( 5 . 6 ) are cascaded.

Gemäß der Ausführungsform in 5 werden mindestens zwei relativ zueinander identische Injektoren (5, 6) verwendet, von denen der Injektor (6) ständig in Betrieb ist und der weitere Injektor (5) über ein Druckbegrenzungsventil (18) bei Bedarf zugeschaltet wird. Alle zu einem bestimmten Zeitpunkt aktivierten Injektoren (5, 6) tragen parallel zum sich ergebenden Mischpunkt bei. Bei allen Ausführungsformen in 1 bis 6 ist der Verwendung von zwei bzw. drei Ventilen zur Durchführung aller Schaltfunktionen ausreichend. Insbesondere können bei den Venturidüsen Regeleingriffe über ein gemeinsames Proportionalventil vorgenommen werden.According to the embodiment in FIG 5 be at least two relatively identical injectors ( 5 . 6 ), of which the injector ( 6 ) is constantly in operation and the further injector ( 5 ) via a pressure relief valve ( 18 ) is switched on when needed. All injectors activated at a given time ( 5 . 6 ) contribute in parallel to the resulting mixing point. In all embodiments in 1 to 6 is sufficient to use two or three valves to perform all switching functions. In particular, control interventions can be carried out via a common proportional valve in the venturi nozzles.

Gemäß der Ausführungsform in 6 ist die Venturidüse (12) mit einem translatorisch verstellbaren Ventilkegel (19) mit einer Stelleinrichtung (20) gekoppelt. Unter Verwendung der Stelleinrichtung (20) ist es möglich, den Ventilkegel (19) translatorisch hin- und zurückzuverfahren und hierdurch einen unterschiedlich breiten Strömungsspalt (21) bereitzustellen. Die jeweilige Dimensionierung des Strömungsspaltes (21) gibt die sich einstellenden Strömungsverhältnisse vor.According to the embodiment in FIG 6 is the Venturi nozzle ( 12 ) with a translationally adjustable valve cone ( 19 ) with an adjusting device ( 20 ) coupled. Using the adjusting device ( 20 ) it is possible to use the valve plug ( 19 ) translationally back and forth and thereby a different width flow gap ( 21 ). The respective dimensioning of the flow gap ( 21 ) gives the adjusting flow conditions.

Die Venturidüse (12) wird über einen Treibgasanschluß (22) mit Sauerstoff angetrieben. Die Venturidüse (12) ragt auch bei dieser Ausführungsform in die Mischkammer (7) hinein, in die über einen Einlaß (23) Umgebungsluft zugeführt wird. Durch die Kombination des Ventilkegels (19) und der Venturidüse (12) wird ein Ringspalt (24) gebildet, durch den der Sauerstoff in die Mischkammer (7) eintritt und die zusätzlich einströmende Umgebungsluft in Richtung auf die Fangdüse (13) fördert. Der Fangdüse (13) nachgeordnet sind wieder die Beruhigungsstrecke (14) und der Diffusor (15).The Venturi nozzle ( 12 ) is via a propellant gas connection ( 22 ) powered by oxygen. The Venturi nozzle ( 12 protrudes into the mixing chamber in this embodiment ( 7 ) into which an inlet ( 23 ) Ambient air is supplied. By the combination of the valve cone ( 19 ) and the Venturi nozzle ( 12 ) an annular gap ( 24 ), through which the oxygen in the mixing chamber ( 7 ) and the additional incoming ambient air in the direction of the catching nozzle ( 13 ) promotes. The catching nozzle ( 13 ) are subordinate again the calming section ( 14 ) and the diffuser ( 15 ).

Durch das Dosierventil (4) wird der Sauerstoffvolumenstrom am Sauerstoffeinlaß (25) der Mischkammer (7) eingestellt. Als Dosierventil (4) kann beispielsweise ein Proportionalventil verwendet werden. Die Beruhigungsstrecke (14) dient im wesentlichen zu einer Laminarisierung der Gasströmung. Über den Diffusor (15) kann eine Druckrückgewinnung erfolgen.Through the metering valve ( 4 ), the oxygen volume flow at the oxygen inlet ( 25 ) of the mixing chamber ( 7 ). As dosing valve ( 4 ) can be used, for example, a proportional valve. The calming section ( 14 ) essentially serves to laminarize the gas flow. About the diffuser ( 15 ) can be a pressure recovery.

7 veranschaulicht für die Vorrichtung gemäß 6 den Verbrauchervolumenstrom in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration. Der schraffierte Bereich veranschaulicht alle realisierbaren Sauerstoffkonzentrationen, die durch eine Zusammenwirkung der Venturidüse (12) und des Sauerstoffeinlasses (25) in der Mischkammer (7) erreicht werden können. Durch die variable Einstellbarkeit des Ringspaltes (24) ist es somit möglich, einen großen Volumenstrombereich bei gutem Zumischungsverhältnissen abzudecken. 7 illustrated for the device according to 6 the consumer flow rate as a function of the oxygen concentration. The shaded area illustrates all realizable oxygen concentrations that can be achieved by an interaction of the Venturi nozzle ( 12 ) and the oxygen inlet ( 25 ) in the mixing chamber ( 7 ) can be achieved. Due to the variable adjustability of the annular gap ( 24 ), it is thus possible to cover a large volume flow range with good admixing ratios.

Gemäß der Ausführungsvariante in 8 ist die Venturidüse (12) aus einem nachgiebigen elastischen Material hergestellt. Hieraus resultiert, daß sich bei kleinen Drücken in der Versorgungsdruckkammer (26) ein kleiner Düsenquerschnitt der Venturidüse (12) ergibt und bei größeren Drüc ken in der Versorgungsdruckkammer (26) aufgrund der Ausbildung der Venturidüse (12) aus einem nachgiebigen Material eine Aufweitung des Düsenquerschnittes verursacht wird. Der sich ergebende Verbrauchervolumenstrom in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration entspricht im wesentlichen auch bei dieser Ausführungsform der Darstellung in 7. Der Druck in der Versorgungsdruckkammer (26) wird durch ein Stellventil (27) vorgegeben.According to the embodiment in 8th is the Venturi nozzle ( 12 ) made of a resilient elastic material. As a result, at low pressures in the supply pressure chamber ( 26 ) a small nozzle cross-section of the Venturi nozzle ( 12 ) and for larger pressures in the supply pressure chamber ( 26 ) due to the formation of the Venturi nozzle ( 12 ) From a resilient material, a widening of the nozzle cross-section is caused. The resulting consumer volume flow as a function of the oxygen concentration corresponds essentially to the representation in FIG 7 , The pressure in the supply pressure chamber ( 26 ) is controlled by a control valve ( 27 ).

Bei Temperaturänderungen kompensiert das nachgiebige Material der Venturidüse (12) aufgrund einer temperaturabhängigen Dehnbarkeit Dichteänderungen des antreibenden Gases. Darüber hinaus kann statt der als Aktor verwendeten speziellen Stelleinrichtung (20) gemäß 6 das handelsübliche Stellventil (27) verwendet werden.In the event of temperature changes, the yielding material of the Venturi nozzle compensates ( 12 ) due to a temperature-dependent extensibility density changes of the driving gas. In addition, instead of the actuator used as the actuator ( 20 ) according to 6 the commercial control valve ( 27 ) be used.

9 veranschaulicht Meßergebnisse eines Versuchsaufbaus mit einer verstellbaren Venturidüse (12). Es sind acht Zeitverläufe für den sich ergebenden Volumenstrom für jeweils unterschiedliche Gegendrücke veranschaulicht. Zum einen sind die tatsächlichen Meßwerte und zum anderen durch die ermittelten Meßwerte bestimmte Polynomverläufe dargestellt. 9 illustrates measurement results of a test setup with an adjustable Venturi nozzle ( 12 ). There are eight time curves for the resulting flow for each different back pressures illustrated. On the one hand, the actual measured values and, on the other hand, the determined measured values show certain polynomial curves.

Claims (40)

Verfahren zum Mischen von Sauerstoff und Luft, bei dem der Sauerstoff einer Sauerstoffquelle entnommen und einer Luftströmung beigemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff über mindestens eine Venturidüse (12) der Luftströmung zugeführt wird.Method for mixing oxygen and air, in which the oxygen is taken from an oxygen source and admixed with an air flow, characterized in that the oxygen via at least one Venturi nozzle ( 12 ) is supplied to the air flow. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturidüse (12) durch einen verstellbaren Ventilkegel (19) reguliert wird.Method according to claim 1, characterized in that the venturi ( 12 ) by an adjustable valve cone ( 19 ) is regulated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffzufuhr über einen verstellbaren Ringspalt (24) der Venturidüse (12) reguliert wird.Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the oxygen supply is effected via an adjustable annular gap ( 24 ) of the Venturi nozzle ( 12 ) is regulated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Dosierventil (4) für die Sauerstoffzufuhr ein Proportionalventil verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that as metering valve ( 4 ) for the oxygen supply a proportional valve is used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffzufuhr über ein elastisches Material der Venturidüse (12) durch druckabhängige Aufweitung reguliert wird.Method according to claim 1, characterized in that the oxygen supply via an elastic material of the Venturi nozzle ( 12 ) is regulated by pressure-dependent expansion. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffzufuhr von mindestens einem Dosierventil (4) reguliert wird.Method according to claim 1, characterized in that the oxygen supply of at least one metering valve ( 4 ) is regulated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Venturidüsen zur Dosierung des Sauerstoffs verwendet werden.Method according to claim 1, characterized in that that at least two venturi nozzles be used for metering the oxygen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Venturidüse (12) der Sauerstoff über eine Bypaßleitung (16) einer Mischkammer (7) zugeführt wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that parallel to the Venturi nozzle ( 12 ) the oxygen via a bypass line ( 16 ) a mixing chamber ( 7 ) is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Dosierzustand lediglich eine Venturidüse (12) und in mindestens einer weiteren Dosierstufe mindestens zwei Venturidüsen (12) parallel zueinander betrieben werden.Method according to one of claims 7 or 8, characterized in that in a first dosing state only one Venturi nozzle ( 12 ) and in at least one further metering stage at least two venturi nozzles ( 12 ) are operated in parallel with each other. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Dosierzustand nur eine Venturidüse (12) betrieben wird.Method according to claim 7 or 8, characterized in that in each dosing state only one venturi nozzle ( 12 ) is operated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff einer Sauerstoffquelle (1) über eine Druckbegrenzung entnommen wird.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the oxygen of an oxygen source ( 1 ) is taken over a pressure relief. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Umgebungsluft über einen Ansaugkanal der Mischkammer (7) zugeführt wird.Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that ambient air via an intake passage of the mixing chamber ( 7 ) is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Venturidüse (12) austretendes Gas einer Fangdüse (13) zugeführt wird.Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that from the Venturi nozzle ( 12 ) escaping gas of a catching nozzle ( 13 ) is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das der Fangdüse (13) entströmende Gasgemisch einer Beruhigungsstrecke (14) zugeführt wird.Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the catching nozzle ( 13 ) escaping gas mixture a calming section ( 14 ) is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Beruhigungsstrecke (14) ein Diffusor (15) nachgeschaltet wird.Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that the calming section ( 14 ) a diffuser ( 15 ) is followed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturidüse (12) im Bereich eines Gerätes zur Durchführung einer Notfall- und Transportbeatmung verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 15, characterized in that the Venturi nozzle ( 12 ) is used in the area of a device for carrying out an emergency and transport ventilation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konzentration des Sauerstoffs im Gasgemisch gemessen wird.Method according to one of claims 1 to 16, characterized that one Concentration of oxygen in the gas mixture is measured. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von einer gemessenen Sauerstoffkonzentration die Dosierung über die Venturidüse (12) geregelt wird.Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that, depending on a measured oxygen concentration, the dosage via the Venturi nozzle ( 12 ) is regulated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Volumenstrom gemessen wird.Method according to one of claims 1 to 18, characterized the existence Volume flow is measured. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff einer Druckgasflasche entnommen wird.Method according to one of claims 1 to 19, characterized that the Oxygen is removed from a compressed gas cylinder. Vorrichtung zum Mischen von Sauerstoff und Luft, die mindestens eine Sauerstoffquelle und mindestens eine Mischeinrichtung zur Vermengung des Sauerstoffs und einer Luftströmung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung mit mindestens einer Venturidüse (12) versehen ist.Device for mixing oxygen and air, comprising at least one source of oxygen and at least one mixing device for mixing the oxygen and an air flow, characterized in that the mixing device is provided with at least one venturi ( 12 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturidüse (12) einen verstellbaren Ventilkegel (19) aufweist.Device according to claim 21, characterized in that the venturi ( 12 ) an adjustable valve cone ( 19 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen einem Mantel der Venturidüse (12) und dem Ventilkegel (19) ein Strömungsspalt (21) erstreckt.Apparatus according to claim 21 or 22, characterized in that between a jacket of the Venturi nozzle ( 12 ) and the poppet ( 19 ) a flow gap ( 21 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dosierventil (4) zur Sauerstoffzufuhr als ein Proportionalventil ausgebildet ist.Device according to one of claims 21 to 23, characterized in that a metering valve ( 4 ) is designed for supplying oxygen as a proportional valve. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturidüse (12) mindestens bereichsweise aus einem nachgiebigen Material ausgebildet ist.Device according to claim 21, characterized in that the venturi ( 12 ) is at least partially formed of a resilient material. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sauerstoffzufuhr ein Stellventil verwendet ist.Device according to one of claims 21 to 25, characterized that to Oxygen supply a control valve is used. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Venturidüsen (12) verwendet sind.Device according to one of Claims 21 to 26, characterized in that at least two venturi nozzles ( 12 ) are used. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Venturidüse (12) eine in eine Mischkammer (7) einmündende Bypaßleitung (16) vorgesehen ist.Device according to one of claims 21 to 27, characterized in that parallel to the Venturi nozzle ( 12 ) one into a mixing chamber ( 7 ) opening bypass line ( 16 ) is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltventil zur Aktivierung einer ersten Venturidüse (12) in einer Grundlast und mindestens einer weiteren Venturidüse (12) in einem höheren Lastbereich verwendet ist.Device according to one of claims 21 to 28, characterized in that a switching valve for activating a first Venturi nozzle ( 12 ) in a base load and at least one further Venturi nozzle ( 12 ) is used in a higher load range. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltventil zur wahlweisen Aktivierung jeweils einer Venturidüse (12) verwendet ist.Device according to one of claims 21 to 28, characterized in that a switching valve for selectively activating a respective venturi nozzle ( 12 ) is used. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffquelle (1) über einen Druckminderer (2) mit der Venturidüse (12) verbunden ist.Device according to one of claims 21 to 30, characterized in that the oxygen source ( 1 ) via a pressure reducer ( 2 ) with the Venturi nozzle ( 12 ) connected is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (7) zur Zuführung von Umgebungsluft einen Ansaugkanal aufweist.Device according to one of claims 21 to 31, characterized in that the mixing chamber ( 7 ) has an intake passage for supplying ambient air. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Venturidüse (12) in Strömungsrichtung eine Fangdüse (13) nachgeschaltet ist.Device according to one of claims 21 to 32, characterized in that the Venturi nozzle ( 12 ) in the flow direction a catching nozzle ( 13 ) is connected downstream. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Fangdüse (13) eine Beruhigungsstrecke (14) nachgeschaltet ist.Device according to one of claims 21 to 33, characterized in that the catching nozzle ( 13 ) a calming section ( 14 ) is connected downstream. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Beruhigungsstrecke (14) ein Diffusor (15) nachgeschaltet ist.Device according to one of Claims 21 to 34, characterized in that the calming section ( 14 ) a diffuser ( 15 ) is connected downstream. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung im Bereich einer Vorrichtung für die Notfall- und Transportbeatmung angeordnet ist.Device according to one of claims 21 to 35, characterized that the Mixing device in the area of a device for emergency and transport ventilation is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Mischkammer (7) eine Meßeinrichtung zur Erfassung der Sauerstoffkonzentration angeordnet ist.Device according to one of claims 21 to 36, characterized in that following the mixing chamber ( 7 ) A measuring device for detecting the oxygen concentration is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung an einer Regelung für die Sauerstoffzufuhr angeschlossen ist.Device according to claim 37, characterized in that that the measuring device on a scheme for the oxygen supply is connected. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Mischkammer (7) eine Meßeinrichtung zur Erfassung eines Volumenstromes angeordnet ist.Device according to one of claims 31 to 38, characterized in that following the mixing chamber ( 7 ) A measuring device for detecting a volume flow is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffquelle (1) als eine Druckgasflasche ausgebildet ist.Device according to one of Claims 21 to 39, characterized in that the oxygen source ( 1 ) is formed as a compressed gas cylinder.
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