DE3820211A1 - Method and device for limiting the reduced pressure of an aspirator working with an aspiration phase and a venting phase - Google Patents
Method and device for limiting the reduced pressure of an aspirator working with an aspiration phase and a venting phaseInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur selbsttätigen Unterdruckbegrenzung im Drucksystem eines mit einer Saug- und Belüftungsphase arbeitenden Flüssigkeitsabsauggerätes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method and a Device for automatic vacuum limitation in the Pressure system one with a suction and ventilation phase working liquid suction device according to the preamble of claim 1.
Ein typisches Beispiel des Verfahrens und der Vorrichtung, von denen hier die Rede ist, ist das Abpumpen von Milch durch Muttermilchpumpen. Beim Einsatz dieser Absaugegeräte ist eine richtige Anpassung der sogenannten "Saugstärke" oder "Sogstärke", d. h., des am Sauger, z. B. der Saugglocke auftretenden Unterdruckes in der Saug- und Belüftungsleitung im Verlauf jeder Saugphase an die Anatomie der weiblichen Brust von besonderer Bedeu tung, um Verletzungen der Brustwarzen, z. B. Rißbildungen oder sonstige Schädigungen der Brust der Anwender zu vermeiden. Insbesondere droht eine Gefährdung der Brust beim Absaugvor gang durch die kontinuierliche Steigerung des Unterdruckes im Verlauf jeder Saugphase gegenüber dem Unterdruck im Verlauf der vorhergehenden Saugphase. Dieser Anstieg der Saugstärke ist dadurch bedingt, daß durch die Erhöhung des Flüssigkeits volumens im Milchsammelgefäß infolge des Milchzuflusses aus der Brust das Restluftraumvolumen des Milchsammelgefäßes verkleinert wird und sich dementsprechend bei fest einge stelltem manuellen Saugstärkeregler der Unterdruck im Verlauf der aufeinander folgenden Saugphasen ständig erhöht.A typical example of the method and the device, of which we are talking here is pumping milk through Breast milk pumps. When using these suction devices is one correct adjustment of the so-called "suction strength" or "Suction strength", i. H., the sucker, e.g. B. the suction cup occurring negative pressure in the suction and ventilation line during each suction phase of particular importance to the anatomy of the female breast tion to injuries to the nipples, e.g. B. cracks or to avoid other damage to the breast of the user. In particular, there is a risk to the breast during suction extraction by continuously increasing the negative pressure in the Course of each suction phase against the negative pressure in the course the previous suction phase. This increase in suction strength is due to the fact that by increasing the liquid volume in the milk container due to the milk inflow the breast the residual air volume of the milk collecting vessel is reduced and accordingly turned on at fixed the manual suction strength regulator the vacuum in the course of the successive suction phases is constantly increasing.
Um betriebsmäßig eine Regelung der Saugstärke zu bewirken, ist bei bekannten Muttermilchpumpen im Saug- und Belüftungssystem zwischen der Unterdruckquelle des Absauggerätes und der Saug- und Belüftungsleitung ein manuell einstellbares Belüftungsventil als Bypassventil zur Atmosphäre vorgesehen, um die Saugstärke frei wählbar zu regeln. Die Einstellung dieses Bypassventils muß jedoch bei steigendem Flüssigkeitsspiegel im Milchsammelgefäß nach Gefühl durch die Anwenderin verändert werden, wenn die Schmerzschwelle nicht überschritten werden soll. Diese stän dige manuelle Betätigung des Bypassventils ist nicht nur lästig, sondern trotz (nicht eichbarer) Kennzeichnung der Ventileinstellung mittels einer Nummernskala ohne Bezug auf den Absaugdruck viel zu ungenau, um überhöhte, die Brust belastende Saugdruckwerte zu vermeiden. Zusätzliche Vakkum meter als Unterdruckanzeiger sind bei der erforderlichen Anzeigegenauigkeit zu aufwendig.In order to control the suction strength during operation, is in known breast pumps in the suction and Ventilation system between the vacuum source of the Suction device and the suction and ventilation line a manually adjustable ventilation valve as a bypass valve provided to the atmosphere to choose the suction strength to regulate. The setting of this bypass valve must, however with increasing fluid level in the milk reservoir Feeling can be changed by the user when the Pain threshold should not be exceeded. This would stand manual operation of the bypass valve is not only annoying, but despite (not verifiable) labeling the Valve setting using a number scale without reference to the suction pressure too inaccurate to inflated the chest to avoid stressful suction pressure values. Additional vacuum meters as vacuum indicators are required Display accuracy too expensive.
Die gefühlsmäßige Erkennung überhöhter Saugdruckwerte durch die Anwenderin des Absauggerätes ausschließlich aufgrund der von einer bestimmten Saugstärke an subjektiv unangenehm empfundenen Reizungen und Spannungen in der Brust ist ohnehin fragwürdig, da diese Gefühlsschwelle wohl kaum als Kriterium der maximal zulässigen Belastungsgrenze des Brustgewebes, insbesondere der Brustwarzenhaut betrachtet werden kann.The emotional detection of excessive suction pressure values through the user of the suction device only on the basis of subjectively uncomfortable from a certain suction strength felt irritation and tension in the chest anyway questionable, since this emotional threshold is hardly a criterion the maximum permissible load limit on the breast tissue, especially the nipple skin can be considered.
Bei einem weiteren bekannten Milchabsauggerät wird die Saug stärke nicht über eine Bypass-Ventilanordnung zwischen Atmo sphäre und der Unterdruckquelle des Absauggerätes eingestellt, sondern mittels einer manuell einstellbaren elektronischen Steuerung der Saugphasendauer geregelt. Aber auch bei diesem Absauggerät muß die Saugphasendauer nach Gefühl manuell geregelt werden, um das Entstehen gesundheitsschädigender Saugdruckwerte in der Saug- und Belüftungsleitung zu vermeiden.In another known milk suction device, the suction do not use a bypass valve arrangement between Atmo sphere and the vacuum source of the suction device, but by means of a manually adjustable electronic Control of the suction phase duration regulated. But also with this Aspirator must manually feel the duration of the suction phase be managed, about the occurrence of harmful suction pressure values in to avoid the suction and ventilation line.
Die Verwendung mechanisch direkt wirkender federbelasteter
Bypassventile als Druckbegrenzungsventile, die selbsttätig bei
zu hohem Unterdruck in der Saug- und Belüftungsleitung anspre
chen, hat sich in der Praxis nicht bewährt, weil derartige
Ventile - wenn kein außerordentlich hoher technischer Aufwand
getrieben wird - leicht in ihrer Funktion gestört werden, da
die Luft im Innenraum der Saug- und Belüftungsleitung häufig
mit feinen Tröpfchen des abgesaugten flüssigen Mediums sowie
erfahrungsgemäß auch häufig mit Nikotin- und Teerkondensaten
verunreinigt ist. Derartige Ventile müssen ständig gewartet
und überprüft werden, damit ihre beweglichen Organe nicht
verkleben und damit unbrauchbar sind.
The use of mechanically direct-acting spring-loaded bypass valves as pressure relief valves, which automatically respond when the vacuum in the suction and ventilation line is too high, has not proven itself in practice because such valves - if no extraordinarily high technical effort is required - are easy to operate be disturbed, since the air in the interior of the suction and ventilation line is often contaminated with fine droplets of the extracted liquid medium and experience has shown that it is often contaminated with nicotine and tar condensates. Such valves must be maintained and checked continuously so that their moving organs do not stick together and are therefore unusable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die Saugstärke in der Saug- und Belüftungsleitung unabhängig vom Füllungsgrad der Flüssigkeit im Flüssigkeits sammelgefäß während der Saugphase des Absauggerätes bei Erreichung bzw. unwesentlicher Überschreitung einer maximalen Unterdruckschwelle selbsttätig begrenzt wird.The invention has for its object a method and to create a device of the type mentioned at the outset, where the suction strength in the suction and ventilation line regardless of the degree of filling of the liquid in the liquid collection vessel during the suction phase of the suction device Achieving or slightly exceeding a maximum Vacuum threshold is automatically limited.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Patent anspruch 1 gekennzeichneten Verfahrensmaßnahmen gelöst. Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Ansprüchen 2-4 und 6 beschrieben.This object is achieved by the in patent Claim 1 marked procedural measures solved. A Device for performing the method according to the invention is described in claims 2-4 and 6.
Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung sind in den Ansprüchen 5 und 7 angegeben.There are possibilities for an advantageous further embodiment specified in claims 5 and 7.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis des Umstandes, daß nach dem Boyle-Mariotte'schen Gesetz V 1 · P 1 = V 2 · P 2, unter der Vorraussetzung eines isothermen Ablaufes, bei einem gegenüber der Atmosphäre oder einem sonstigen Bezugsdruck abschließbaren Flüssigkeitssammelgefäß mit Sauger, in dessen Luftraumvolumen über ein Saug- und Belüftungssystem periodisch ein Unterdruck aufgebaut und wieder abgebaut wird, wobei während der Auf bauphase des Unterdruckes Flüssigkeit aus einer Flüssigkeits quelle, beispielsweise einer weiblichen milchtragenden Brust, in das Flüssigkeitsammelgefäß eingesaugt wird, periodisch eine Änderung des Luftraumvolumens im Flüssigkeitssammelgefäß und damit eine periodische Änderung des Druckverlaufes beim Aufbau des Unterdruckes bewirkt wird. Unter der Vorrausset zung annähernd konstanter Saugleistung der Unterdruckquelle ergibt sich also mit steigendem Flüssigkeitsvolumen im Milch sammelgefäß eine sich periodisch steigernde Erhöhung der Unterdruckwerte im gesamten Unterdrucksystem, also auch am Sauger. Im folgenden soll die Unterdruckaufbauphase nur noch als Saugphase und die Unterdruckabbauphase nur noch als Belüftungsphase benannt werden.The invention is based on the knowledge of the fact that according to Boyle-Mariotte's law V 1 · P 1 = V 2 · P 2 , under the prerequisite of an isothermal process, in a liquid collection container with suction device that can be locked against the atmosphere or another reference pressure , in the air space volume of which a vacuum and ventilation system is periodically built up and then released again, whereby during the build-up phase of the vacuum liquid from a liquid source, for example a female milk-carrying breast, is sucked into the liquid collection vessel, periodically a change in the air volume in Liquid collection vessel and thus a periodic change in the pressure curve when the negative pressure is built up. Under the prerequisite of an almost constant suction power of the vacuum source, the increasing liquid volume in the milk container results in a periodically increasing increase in the vacuum values in the entire vacuum system, i.e. also on the teat. In the following, the vacuum build-up phase will only be named as the suction phase and the vacuum build-up phase only as the ventilation phase.
Da bei dem erfindungsgemäß vorgesehenen Anwendungsgebiet festlegbare Unterdruckwerte während der Saugphase am Sauger nicht überschritten werden dürfen, um aus den eingangs erwähnten Gründen eine Schädigung der Flüssigkeitsquelle zu vermeiden, ist eine selbsttätige Begrenzung der Höhe des Unterdruckes erforderlich und wird durch Anwendung der im gekennzeichneten Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Mittel gewährleistet.Since in the field of application provided according to the invention definable vacuum values during the suction phase on the vacuum cleaner must not be exceeded to get out of the entrance reasons mentioned damage to the liquid source avoid is an automatic limitation of the height of the Vacuum required and is achieved by using the characterized part of claim 1 specified Guaranteed funds.
Mit P 1 soll im folgenden der maximal im Saug- und Belüftungs system eines Gesamtluftraumvolumens V 1 bei flüssigkeitsleerem Flüssigkeitsammelgefäß anstehende Unterdruck und mit P 2 als frei wählbarer, einstellbarer oder fest eingestellter Unterdruckgrenzwert der maximal im vorgenannten Saug- und Belüftungssystem eines Gesamtluftraumvolumens V 2, beispielsweise bei bis zum maximal zulässigen Flüssigkeits raumvolumen befüllten Flüssigkeitssammelgefäß, anstehende Unterdruck bezeichnet werden.In the following, P 1 is to be the maximum vacuum present in the suction and ventilation system of a total air space volume V 1 in the case of a liquid-empty liquid collection vessel, and P 2 is the maximum in the aforementioned suction and ventilation system of a total air space volume V 2 , for example, as a freely selectable, adjustable or fixed vacuum pressure value In the case of a liquid collecting vessel filled up to the maximum permissible liquid volume, the negative pressure is indicated.
Wird von der an das Saug- und Belüftungssystem angeschlossenen Drucküberwachungsvorrichtung ein Anstieg des Unterdruckes in der Saug- und Belüftungsleitung über P 1 hinaus bis zu dem frei wählbaren, einstellbaren oder fest eingestellten Unterdruckgrenzwert P 2 oder eine geringfügige Überschreitung dieses Grenzwertes erkannt, löst die Druck überwachungsvorrichtung durch Anwendung an sich bekannter mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch (elek tronisch) wirksamer Mittel Steuervorgänge im Absauggerät aus, die entweder die Saugphase des Absauggerätes sofort unterbrechen und die Belüftungsphase einleiten, so daß der Unterdruck am Sauger nicht weiter ansteigen kann, oder das Luftabsaugvolumen in der Saugphase bis zu deren Ablauf (Ende) so vermindern, daß unter Aufrechterhaltung des Unterdrucks P 2 in der Saug- und Belüftungsleitung keine Überschreitung dieses Grenzwertes erfolgt. If the pressure monitoring device connected to the suction and ventilation system detects an increase in the negative pressure in the suction and ventilation line beyond P 1 up to the freely selectable, adjustable or fixed negative pressure limit value P 2 or a slight exceeding of this limit value, the pressure monitoring device triggers by using mechanically, pneumatically, hydraulically or electrically (electronically) effective means which are known per se, control processes in the suction device which either interrupt the suction phase of the suction device immediately and initiate the ventilation phase so that the vacuum on the suction device cannot increase any further, or the air suction volume Reduce in the suction phase until it expires (end) so that this limit is not exceeded while maintaining the vacuum P 2 in the suction and ventilation line.
Bezüglich der in dem vorgegebenen Anwendungsgebiet anstehen den Werte von Druck und Temperatur verhält sich die Luft im Saug- und Belüftungssystem des Absauggerätes praktisch wie ein ideales Gas, so daß auf besondere, temperaturkompen sierende Maßnahmen verzichtet werden kann, um die Druckwerte ausreichend genau zu erfassen.Regarding the queue in the given application The air behaves to the values of pressure and temperature practical in the suction and ventilation system of the suction device like an ideal gas, so that special, temperature compensated measures can be dispensed with Record pressure values with sufficient accuracy.
Die Funktion der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
ist sowohl bei den Ausführungsformen, die bei Erreichung oder
Überschreitung des Unterdruckgrenzwertes P 2 in der Saug- und
Belüftungsleitung die Saugphase unterbrechen und die Belüf
tungsphase einleiten, als auch bei den Ausführungsformen, die
bei Erreichung oder Überschreitung des Unterdruckgrenzwertes
P 2 in der Saug- und Belüftungsleitung das Luftabsaugvolumen
in der Saugphase so vermindern, daß unter Aufrechterhaltung
des Unterdruckes P 2 bis zum Ende der Saugphase keine unzuläs
sige Überschreitung des Unterdruckgrenzwertes erfolgt,
gewährleistet.
The function of the device for carrying out the method is both in the embodiments which interrupt the suction phase in the suction and ventilation line when the vacuum limit value P 2 is reached or exceeded and initiate the ventilation phase, as well as in the embodiments which reach or exceed the Reduce negative pressure limit P 2 in the suction and ventilation line the air suction volume in the suction phase so that while maintaining the negative pressure P 2 until the end of the suction phase there is no unacceptable excess of the negative pressure limit value.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt schematisch und in stark vereinfachter Darstellung:Embodiments of the invention are based on the Drawings explained in more detail. It shows schematically and in a highly simplified representation:
Fig. 1 das Prinzipschema einer Muttermilchpumpe mit einer Unterdruckbegrenzungsvorrichtung gemäß der Erfindung durch Unterbrechung der Saugphase mittels Rückstellung des Steuer generators zur Steuerung der Saug- und Belüftungsphase oder sinngemäße Steuerung der dem Steuergenerator nachgeordneten Schaltvorrichtung zur Ausführung der Signale des Steuergene rators bei Erreichung des Unterdruckbegrenzungswertes P 2. Fig. 1 shows the schematic diagram of a breast pump with a vacuum limiting device according to the invention by interrupting the suction phase by resetting the control generator for controlling the suction and ventilation phase or analogous control of the switching device downstream of the control generator for executing the signals of the control generator when reaching the vacuum limit value P 2 .
Fig. 2 das Schema eines Ausführungsbeispiels der in Fig. 1 enthaltenen Drucküberwachungsvorrichtung. Fig. 2 shows the diagram of an embodiment of the pressure monitoring device contained in Fig. 1.
Fig. 3 das Prinzipschema einer Muttermilchpumpe in einer weiteren Ausführungsform der Unterdruckbegrenzungsvorrichtung gemäß der Erfindung durch Verminderung des Luftabsaugvolumens in der Saugphase bei Erreichung des Unterdruckbegrenzungswer tes P 2 mittels unterdruckgesteuerter Bypass-Ventilvorrichtung mit steuerbarem Volumenstrom. Fig. 3 shows the schematic diagram of a breast milk pump in a further embodiment of the negative pressure limiting device according to the invention by reducing the air suction volume in the suction phase when the negative pressure limiting value P 2 is reached by means of a vacuum-controlled bypass valve device with controllable volume flow.
Fig. 4 das Schema eines Ausführungsbeispiels der in Fig. 3 enthaltenen Drucküberwachungsvorrichtung. FIG. 4 shows the diagram of an exemplary embodiment of the pressure monitoring device contained in FIG. 3.
Fig. 5 das Prinzipschema einer Muttermilchpumpe in einer weiteren Ausführungsform der Unterdruckbegrenzungsvorrichtung gemäß der Erfindung durch Verminderung des Luftabsaugvolumens in der Saugphase bei Erreichung des Unterdruckbegrenzungswer tes P 2 mittels unterdruckgesteuerter volumenstromveränder licher Vakuumpumpe. Fig. 5 shows the schematic diagram of a breast milk pump in a further embodiment of the negative pressure limiting device according to the invention by reducing the air suction volume in the suction phase when the negative pressure limit value P 2 is reached by means of a vacuum-controlled volume flow variable vacuum pump.
Fig. 6 das Schema eines Ausführungsbeispiels der in Fig. 5 enthaltenen Drucküberwachungsvorrichtung. FIG. 6 shows the diagram of an exemplary embodiment of the pressure monitoring device contained in FIG. 5.
In Fig. 1 ist 1 das starre Gehäuse einer Muttermilchpumpe. 3 ist die dazugehörige Saugglocke (als Sauger). Diese ist durch ihr gekrümmtes, vorzugsweise starres Leitungsstück mit einem Flüssigkeitssammelgefäß 4 verbunden und in dessen Verschlußdeckel 5 befestigt. 6 ist das Luftraumvolumen, und 7 ist das Flüssigkeitsraumvolumen (der eingesaugten Flüssig keit) im Flüssigkeitssammelgefäß. Der Luftraum im Flüssig keitssammelgefäß ist über den Stutzen 8 im Verschlußdeckel 5 und eine bewegliche Schlauchleitung als Saug- und Belüftungs leitung 9 mit einem Anschlußstutzen 25 an dem Gehäuse verbunden. In dem Gehäuse 1 befindet sich die Unterdruck quelle 2, bestehend aus der Vakuumpumpe 10 mit dem Auslaß stutzen 20 und dem Rohr- oder Schlauchleitungsabschnitt 17, daß die Saugöffnung der Vakuumpumpe ständig mit dem Speicher gefäß 11 verbindet. Die Speisung des elektrischen Antriebs der Vakuumpumpe erfolgt in diesem Darstellungsbeispiel mit tels der Leitung 13 über das Stromversorgungsteil 35, das die einzelnen Funktionsgruppen der Muttermilchpumpe mit der erforderlichen elektrischen Betriebsenergie versorgt. Sie kann auch direkt über den Netzanschluß 34 erfolgen. Ein innerhalb des Gehäuses 1 von dem Anschlußstutzen 25 zu dem vom Steuergenerator 12 periodisch gesteuerten Drei-Wege- Ventil 14 verlaufender Rohr- oder Sclauchleitungsabschnitt 15 bildet zusammen mit den außerhalb des Gehäuses 1 verlaufenden Teilen 3, 4, 8, 9 und 25 das Saug- und Belüftungs system. Ihr Luftraumvolumen wird als Testraum bezeichnet. Durch das Drei-Wege-Ventil 14, das wie schon vorstehend angeführt, mittels des Steuergenerators 12 über eine elektrische Leitung 28, die elektrische Schaltvorrichtung 21 - beispielsweise ein Leistungshalbleiter -, die elektrische Leitung 29 und die Magnetspule 16 über das Stellglied 14 a periodisch gesteuert wird, wird das Saug- und Belüftungs system periodisch abwechselnd entweder über den Leitungsab schnitt 18 sowie das Speichergefäß 11 und den Leitungsabschnitt 17 mit der Vakuumpumpe 10 oder über einen Belüftungsstutzen 19 mit der Außenluft (Atmosphäre) verbunden. Das atmosphärenseitig auf dem Belüftungsstutzen aufgesetzte Filter 36 dient lediglich der Verhütung des Eindringens von Fremdkörpern in das Drei- Wege-Ventil beim Belüftungsvorgang des Testraums. Zur perio dischen Steuerung des Drei-Wege-Ventils 14, das beispiels weise sowohl ein stromlos offenes oder stromlos geschlossenes Magnetventil sein kann, kann der Steuergenerator 12 sowohl als "rücksetzbarer" als auch als "nicht rücksetzbarer" asta biler Multivibrator oder als eine ähnlich wirksame Zeit schaltanordnung mit frei wählbarem (r) oder fest eingestelltem (r) Tastverhältnis (Impulsbreite) mit nachgeschalteter Schaltvorrichtung 21 (beispielsweise einem Leistungshalbleiter) ausgebildet sein, dessen (deren) periodisches Signal somit den Saug- und Belüftungsrhythmus bestimmt. Der flüssigkeitsfreie Raum der Saug- und Belüftungsleitung einschließlich aller damit kommunizierenden flüssigkeitsfreien Teile des Leitungssy stems, des Flüssigkeitssammelgefäßes und der Saugglocke bil det den schon erwähnten Testraum, dessen während der Saug phase des Pumpbetriebes veränderlicher Luftunterdruck überwacht wird. Die Drucküberwachungsvorrichtung 23, deren wesentliche Einzelheiten aus Fig. 2 ersichtlich sind, ist an das Teilstück des Rohr- oder Schlauchleitungsabschnittes 15 zwecks Überwachung des Testraumdruckes ständig angeschlossen. Eine elektrische Leitung 24 verbindet wahlweise über ihren Leitungszweig 24 a den Rückstelleingang des astabilen Mulit vibrators, bzw. über ihren Zweig 24 b, den Sperreingang der Schaltvorrichtung 21 mit dem Schwellenwertschalter 33 (oder einer ähnlich wirksamen Vorrichtung). Der an den Rohr- oder Schlauchleitungsabschnitt 15 angeschlossene elektrische Rela tivdrucksensor 30 - beispielsweise ein elektrischer Druck/ Spannungswandler - mißt den Unterdruck im Testraum und führt seine elektrische Ausgangsspannung als Bezugsgröße für den anstehenden Unterdruck über den Spannungsverstärker 31 dem Schwellenwertschalter 33 zu. Der Verstärkungsgrad des Span nungsverstärkers kann mittels der Regelstufe 32 - beispielsweise einem elektrischen Spannungsteiler - mit dem manuell betätigbaren Stellglied 22 eingestellt werden. Die Größe der zum Durchschalten des Schwellenwertschalters 33 erforderlichen Schwellenspannung als Bezugsgröße des jeweils gewünschten Unterdruckgrenzwertes P 2 ist also mittels des Stellgliedes 22 eichbar festzulegen. 26 ist die elektrische Stromversorgung für die Drucküberwachungsvorrichtung 23 und 27 die elektrische Stromversorgung für den Steuergenerator 12.In Fig. 1, 1 is the rigid housing of a breast milk pump. 3 is the associated suction cup (as a suction cup). This is connected by its curved, preferably rigid line piece to a liquid collecting vessel 4 and fastened in its sealing cap 5 . 6 is the air space volume, and 7 is the liquid space volume (of the liquid sucked in) in the liquid collecting vessel. The air space in the liquid collecting vessel is connected via the connector 8 in the sealing cap 5 and a movable hose line as a suction and ventilation line 9 to a connecting piece 25 on the housing. In the housing 1 there is the vacuum source 2 , consisting of the vacuum pump 10 with the outlet nozzle 20 and the pipe or hose section 17 that the suction opening of the vacuum pump constantly connects to the storage vessel 11 . The electrical drive of the vacuum pump is supplied in this example by means of line 13 via the power supply part 35 , which supplies the individual functional groups of the breast milk pump with the required electrical operating energy. It can also be done directly via the network connection 34 . A extending within the housing 1 of the connection piece 25 to the periodically controlled by the control generator 12 three-way valve 14, cane or Sclauchleitungsabschnitt 15 together with the extending outside the housing 1 parts 3, 4, 8, 9 and 25, the suction and ventilation system. Your airspace volume is called the test room. Through the three-way valve 14 , which, as already mentioned above, periodically controlled by means of the control generator 12 via an electrical line 28 , the electrical switching device 21 - for example a power semiconductor -, the electrical line 29 and the solenoid 16 via the actuator 14 a is, the suction and ventilation system is periodically alternately either via the line section 18 and the storage vessel 11 and the line section 17 with the vacuum pump 10 or via a ventilation nozzle 19 with the outside air (atmosphere). The filter 36 placed on the atmosphere side on the ventilation nozzle only serves to prevent the ingress of foreign bodies into the three-way valve during the ventilation process of the test room. For the periodic control of the three-way valve 14 , which can be, for example, either a normally open or normally closed solenoid valve, the control generator 12 can be used both as a "resettable" and as a "non-resettable" asta biler multivibrator or as a similarly effective one Time switching arrangement with freely selectable (r) or fixed (r) duty cycle (pulse width) with a downstream switching device 21 (for example, a power semiconductor), whose periodic signal thus determines the suction and ventilation rhythm. The liquid-free space of the suction and ventilation line including all the communicating liquid-free parts of the line system, the liquid collection vessel and the suction bell form the test room already mentioned, the variable vacuum of which is monitored during the suction phase of the pumping operation. The pressure monitoring device 23 , the essential details of which can be seen in FIG. 2, is continuously connected to the section of the pipe or hose line section 15 for the purpose of monitoring the test space pressure. An electrical line 24 connects either via its line branch 24 a the reset input of the astable multi vibrator, or via its branch 24 b , the lock input of the switching device 21 with the threshold switch 33 (or a similarly effective device). The connected to the pipe or hose section 15 electrical rela tive pressure sensor 30 - for example an electrical pressure / voltage converter - measures the negative pressure in the test room and leads its electrical output voltage as a reference for the negative pressure present via the voltage amplifier 31 to the threshold switch 33 . The degree of amplification of the voltage amplifier can be set by means of the control stage 32 - for example an electrical voltage divider - with the manually operable actuator 22 . The size of the threshold voltage required to switch through the threshold switch 33 as the reference variable of the respectively desired vacuum limit value P 2 can thus be calibrated by means of the actuator 22 . 26 is the electrical power supply for the pressure monitoring device 23 and 27 is the electrical power supply for the control generator 12 .
Die Muttermilchpumpe arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, daß gegen Ende der Belüftungsphase der Druckwert P 0 herrscht, der bei diesem Ausführungsbeispiel dem atmosphärischen Druck entsprechen mag. Während der Saugphase sperrt das Drei-Wege- Ventil 14 die Öffnung des Belüftungsstutzens 19 ab und verbindet bei gleichzeitiger Öffnung des Leitungsabschnitts 18 das Speichergefäß, den Leitungsabschnitt 17 und die Vakuumpumpe 10 über die Saug- und Belüftungsleitung 9 mit dem Flüssigkeitssammelgefäß 4 und der Saugglocke 3, die durch die angelegte Brust gegenüber der Außenluft abgedichtet ist. Dadurch kommt es zu einem Druckausgleich zwischen dem Spei chergefäß und dem Testraum. In Verbindung mit der im normalen Betriebszustand ständig arbeitenden Vakuumpumpe wird in der Saugphase schnell der maximale Unterdruck im Testraum erreicht, der bei leerem Flüssigkeitssammelgefäß wie schon eingangs angegeben, hier mit P 1 bezeichnet werden soll. Nach Ablauf der Saugphase wird durch ein Signal des Steuergenera tors 12 die Belüftungsphase eingeleitet und das Drei-Wege- Ventil 14 umgeschaltet. Nunmehr sperrt dieses Ventil den zu dem Speichergefäß 11 führenden Leitungsabschnitt 18 gegenüber dem Testraum und gegenüber der Öffnung des Belüftungsstutzens 19 ab. Dies hat zur Folge, daß die Vakuumpumpe 10 ihre Evakuierungsleistung ausschließlich an das ständig mit ihr verbundene Speichergefäß 11 abgibt, wo sie bis zum Einsatz der nächsten Saugphase gespeichert wird. Zugleich mit der Sperrung des Leitungsabschnittes 18 verbindet das Drei-Wege- Ventil 14 das Flüssigkeitssammelgefäß 4 und die Saugglocke 3 mit der Öffnung des Belüftungsstutzens 19, ohne daß die Vakuumpumpe dem Druckausgleich entgegen wirken kann. Dies ist die Arbeitsweise, die sich periodisch zwischen Saugphase und Belüftungsphase abwechselt bei normalen, störungsfreiem Betrieb. In jeder Saugphase wird dabei Flüssigkeit 7, in diesem Fall Milch, in das Flüssigkeitssammelgefäß 4 einge saugt und damit das Gesamtluftraumvolumen, das zu Beginn des Absaugvorgangs bei leerem Flüssigkeitssammelgefäß eine Größe von V 1 haben mag, verkleinert. Schließlich hat sich bei Fortsetzung des Absaugvorganges durch weiteren Milchzufluß im Flüssigkeitssammelgefäß 4 das Restluftraumvolumen in diesem Gefäß und damit das Gesamtluftraumvolumen bis zur Größe V 2 reduziert. Bei dieser Größe V 2 des Gesamtluftraumvolumens wird von der mittels der Regelstufe 32 über das Stellglied 22 auf den Unterdruckgrenzwert P 2 eingestell ten Drucküberwachungsvorrichtung bei gleichzeitiger Messung von P 2 ein Steuersignal auslöst, das über die elektrische Leitung 24 und ihre Leitungszweige 24 a und/ oder 24 b den Steuergenerator zurücksetzt und/oder die Schaltvorrichtung 21 sperrt und damit sofort die Belüftungs phase einleitet, so daß der Unterdruck P 2 nicht überschritten wird. In jeder der darauf folgenden Saugphasen wiederholt sich der gleiche Vorgang, bis die in das Flüssigkeitssammel gefäß 4 abgesaugte Milch das maximal zulässige Flüssigkeits, raumvolumen erreicht hat und der Absaugvorgang beendet wird.The breast milk pump works as follows: It is assumed that towards the end of the ventilation phase the pressure value P 0 prevails, which in this embodiment may correspond to the atmospheric pressure. During the suction phase, the three-way valve 14 closes off the opening of the ventilation nozzle 19 and, when the line section 18 is opened at the same time, connects the storage vessel, the line section 17 and the vacuum pump 10 via the suction and ventilation line 9 to the liquid collection vessel 4 and the suction bell 3 , which is sealed from the outside air by the applied breast. This results in a pressure equalization between the storage vessel and the test space. In connection with the vacuum pump, which is constantly working in the normal operating state, the maximum negative pressure in the test space is quickly reached in the suction phase, which should be referred to as P 1 here when the liquid collecting vessel is empty, as already mentioned at the beginning. After the end of the suction phase, the ventilation phase is initiated by a signal from the control generator 12 and the three-way valve 14 is switched. This valve now shuts off the line section 18 leading to the storage vessel 11 from the test space and from the opening of the ventilation connector 19 . The result of this is that the vacuum pump 10 only delivers its evacuation power to the storage vessel 11 which is constantly connected to it, where it is stored until the next suction phase is used. At the same time as the line section 18 is blocked, the three-way valve 14 connects the liquid collecting vessel 4 and the suction bell 3 to the opening of the ventilation nozzle 19 without the vacuum pump being able to counteract the pressure compensation. This is the way of working, which alternates periodically between the suction phase and the ventilation phase in normal, trouble-free operation. In each suction phase, liquid 7 , in this case milk, is sucked into the liquid collecting vessel 4 and thus the total air space volume, which may have a size of V 1 at the beginning of the suction process when the liquid collecting vessel is empty, is reduced. Finally, when the suction process is continued due to further milk inflow in the liquid collecting vessel 4, the residual air space volume in this vessel and thus the total air space volume has been reduced up to size V 2 . At this size V 2 of the total air space volume is set by the control stage 32 via the actuator 22 to the vacuum limit value P 2 th pressure monitoring device with simultaneous measurement of P 2, a control signal that triggers via the electrical line 24 and its line branches 24 a and / or 24 b resets the control generator and / or blocks the switching device 21 and thus immediately initiates the ventilation phase, so that the vacuum P 2 is not exceeded. In each of the subsequent suction phases, the same process is repeated until the milk sucked into the liquid collecting vessel 4 has reached the maximum permissible liquid volume and the suction process is ended.
In Fig. 3 ist 1 das starre Gehäuse einer Muttermilchpumpe. 3 ist die dazugehörige Saugglocke. Diese ist mit einem Flüssig keitssammelgefäß 4 verbunden und in dessen Verschlußdeckel 5 befestigt. 6 ist das Luftraumvolumen, und 7 ist das Flüssig keitsraumvolumen (der eingesaugten Flüssigkeit) im Flüssig keitssammelgefäß. Der Luftraum im Flüssigkeitssammelgefäß ist über den Stutzen 8 im Verschlußdeckel 5 und die Saug- und Belüftungsleitung 9 mit dem Anschlußstutzen 25 am Gehäuse verbunden. In dem Gehäuse 1 befindet sich die elektrische Kolbenpumpe 41, deren Saug- und Druckkammer im Pumpenzylinder ständig mit dem Anschlußstutzen 25, dem volumenstromverän derlichen Ventil 42 und der Drucküberwachungsvorrichtung 40 (zur Überwachung des Unterdruckes im Testraum) über den Rohr- oder Schlauchleitungsabschnitt 15 verbunden ist. 47 ist ein Be- und Entlüftungsstutzen für den Pumpenzylinderraum, in dem der Pumpenantrieb den Pumpenkolben betätigt. Die Speisung des elektrischen Antriebs der Kolbenpumpe erfolgt mittels der elektrischen Leitung 48 über das Stromversorgungsteil 35; sie kann auch direkt über den Netzanschluß 34 erfolgen. Die Speisung des steuerbaren, elektrischen Servoantriebs 43 des volumenstromveränderlichen Ventils 42, das beispielsweise als Proportional-Mengenventil oder Proportional-Wegeventil ausgebildet ist, und über die Stellgliedanordnung 38 betätigt wird, erfolgt mittels der elektrischen Leitung 39 über das Stromversorgungsteil 35, das auch die Stromversorgung für die Drucküberwachungsvorrichtung 40 über die elektrische Leitung 46 liefert.In Fig. 3, 1 is the rigid housing of a breast milk pump. 3 is the associated suction cup. This is connected to a liquid kessssammelgefäß 4 and secured in the cap 5 . 6 is the air space volume, and 7 is the liquid space volume (of the liquid sucked in) in the liquid collecting vessel. The air space in the liquid collecting vessel is connected to the connecting piece 25 on the housing via the socket 8 in the sealing cap 5 and the suction and ventilation line 9 . In the housing 1 is the electric piston pump 41 , the suction and pressure chamber in the pump cylinder is constantly connected to the connecting piece 25 , the volumetric flow variable valve 42 and the pressure monitoring device 40 (for monitoring the negative pressure in the test space) via the pipe or hose line section 15 . 47 is a ventilation port for the pump cylinder space, in which the pump drive actuates the pump piston. The electrical drive of the piston pump is supplied by means of the electrical line 48 via the power supply part 35 ; it can also take place directly via the network connection 34 . The supply of the controllable, electric servo drive 43 of the volumetric flow variable valve 42 , which is designed, for example, as a proportional quantity valve or proportional directional control valve, and is actuated via the actuator arrangement 38 , takes place by means of the electrical line 39 via the power supply part 35 , which is also the power supply for supplies the pressure monitoring device 40 via the electrical line 46 .
Der mit der Außenluft (Atmosphäre) verbundene Belüftungs stutzen 45 des volumenstromveränderlichen Ventils 42 enthält das Filter 36 zur Verhütung des Eindringens von Fremdkörpern in das Ventil und den Testraum. Es dient nicht zur Drosselung des Luftvolumenstroms. Die Steuerung des elektrischen Ser voantriebs 43 des volumenstromveränderlichen Ventils erfolgt durch die Drucküberwachungsvorrichtung 40 mittels der elek trischen Steuerleitung 37. Die wesentlichen Einzelheiten der Drucküberwachungsvorrichtung 40 sind aus Fig. 4 ersichtlich. Der an den Rohr- oder Schlauchleitungsabschnitt 15 ange schlossene Relativdrucksensor 30 - beispielsweise ein elek trischer Druck/Spannungswandler - mißt den Unterdruck im Testraum und führt seine elektrische Ausgangsspannung als Bezugsgröße für den anstehenden Unterdruck über den anstehenden Spannungsverstär ker 31 der Proportionalsteuereinheit 44 zu. Die Proportio nalsteuereinheit 44 ist beispielsweise durch bekannte Schalt maßnahmen (z. B. Schwellenwertschalter als Funktionsfreiga besperre) derart ausgebildet, daß sie ihre Regeltätigkeit erst dann aufnimmt, wenn die an ihrem Eingang anstehende verstärkte Meßspannung des Druck/Spannungswandlers 30 die Größe der zum Druckschalter der Funktionsfreigabesperre erforderlichen Schwellenspannung als Bezugsgröße des jeweils gewünschten Unterdruckgrenzwertes P 2 erreicht hat. Der Ver stärkungsgrad des Spannungsverstärkers 31 kann mittels der Regelstufe 32 - beispielsweise einem elektrischen Spannungs teiler - mit dem manuell betätigbaren Stellglied 22 einge stellt werden und damit der gewünschte Unterdruckgrenzwert P 2, der nicht überschritten werden soll. Die Ausgangssteu ergröße der Proportionalsteuereinheit 44 wird - wie schon vorstehend beschrieben - dem Servoantrieb 43 des volumenstromveränderlichen Ventils 42 über die elektrische Steuerleitung 37 zugeleitet. Die Öffnung und Volumenstromregelung des normal betriebsmäßig im Unterdruckbereich P 0-P 2 geschlossenen volumenstromverän derlichen Ventils 42 erfolgt dementsprechend erst mit Beginn der Regeltätigkeit der Proportionalsteuereinheit 44 bei Erreichung (bzw. geringfügiger Überschreitung) des Unter druckgrenzwertes P 2 im Testraum. The ventilation port connected to the outside air (atmosphere) 45 of the volumetric flow variable valve 42 contains the filter 36 for preventing the penetration of foreign bodies into the valve and the test space. It is not used to restrict the air volume flow. The control of the electric servo drive 43 of the variable-volume valve is carried out by the pressure monitoring device 40 by means of the elec trical control line 37 . The essential details of the pressure monitoring device 40 can be seen from FIG. 4. The connected to the pipe or hose section 15 relative pressure sensor 30 - for example an elec trical pressure / voltage converter - measures the negative pressure in the test room and leads its electrical output voltage as a reference variable for the negative pressure present via the voltage amplifier 31 to the proportional control unit 44 . The proportional control unit 44 is designed, for example, by known switching measures (e.g. blocking threshold switches as functional release) in such a way that it only begins its control activity when the amplified measuring voltage of the pressure / voltage converter 30 present at its input is the size of the pressure switch Function release lock has reached the required threshold voltage as a reference variable of the desired vacuum limit value P 2 . The degree of amplification of the voltage amplifier 31 can be adjusted by means of the control stage 32 - for example an electrical voltage divider - with the manually actuated actuator 22 and thus the desired vacuum limit value P 2 , which should not be exceeded. The output control variable of the proportional control unit 44 is - as already described above - fed to the servo drive 43 of the volume flow variable valve 42 via the electrical control line 37 . Accordingly, the opening and volume flow control of the valve 42, which is normally closed in the negative pressure range P 0 - P 2 , takes place only when the control unit 44 begins to regulate when the vacuum limit value P 2 is reached (or slightly exceeded) in the test room.
Bei der in Fig. 3 beschriebenen Ausführungsform der Mutter milchpumpe wird der Testraum aus dem Luftraumvolumen der Teile 3, 4, 8, 9, 25, 15 und dem variablen Raumvolumen der Saug- und Druckkammer im Pumpenzylinder der Kolbenpumpe 41 gebildet. Diese Teile bilden zusammen das Saug- und Belüftungssystem der Muttermilchpumpe.In the embodiment of the mother breast pump described in FIG. 3, the test space is formed from the air volume of parts 3, 4, 8, 9, 25, 15 and the variable volume of the suction and pressure chamber in the pump cylinder of the piston pump 41 . Together, these parts form the suction and ventilation system of the breast milk pump.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 unf Fig. 4 arbeitet die Muttermilchpumpe wie folgt: .. In the embodiment of Figure 3 unf Figure 4 operates the breast pump as follows:
Es sei angenommen, daß gegen Ende der Belüftungsphase (wenn die an den Rohr- und Schlauchleitungsabschnitt 15 ange schlossene Saug- und Druckkammer im Pumpenzylinder der Kol benpumpe 41 das kleinste Volumen, d. h. praktisch Volumen Null aufweist) im Testraum V 0 der Druckwert P 0 herrscht, d. h. Atmosphärendruck. Gegebenenfalls kann ein kleiner Überdruck im Testraum anstehen.It is assumed that towards the end of the ventilation phase (when the suction and pressure chamber connected to the pipe and hose line section 15 in the pump cylinder of the piston pump 41 has the smallest volume, ie practically zero volume), the pressure value P 0 prevails in the test space V 0 , ie atmospheric pressure. There may be a slight overpressure in the test room.
Während der Saugphase wird durch den Kolbenhub im Pumpenzy linder der Kolbenpumpe 4 schnell der maximale Unterdruck im Testraum erreicht, der bei leerem Flüssigkeitssammelgefäß 4 (Volumen im Testraum V 1) auch hier mit P 1 bezeichnet werden soll. Dabei wird in jeder Saugphase Flüssigkeit - in diesem Falle Milch - über die Saugglocke (Sauger) 3 in das Flüssigkeitssammelgefäß eingesaugt und damit das Gesamtluft raumvolumen des Testraums, das zu Beginn des Absaugvorgangs - wie schon vorstehend aufgeführt - bei leerem Flüssigkeits sammelgefäß eine Größe von V 1 haben mag, verkleinert. During the suction phase, the piston vacuum in the pump cylinder 4 of the piston pump 4 quickly reaches the maximum negative pressure in the test space, which should also be referred to as P 1 here when the liquid collecting vessel 4 (volume in the test space V 1 ) is empty. In each suction phase, liquid - in this case milk - is sucked into the liquid collecting vessel via the suction bell (sucker) 3 and thus the total air volume of the test room, which at the beginning of the suction process - as already mentioned above - has a size of V when the liquid container is empty 1 may have downsized.
Schließlich hat sich bei Fortsetzung des Absaugvorgangs - durch weiteren Milchzufluß im Flüssigkeitssammelgefäß 4 - das Restluftraumvolumen in diesem Gefäß und damit das Gesamt luftraumvolumen bis zur Größe V 2 reduziert. Bei dieser Größe V 2 des Gesamtluftraumvolumens herrscht der Unterdruck P 2 im Testraum. Bei Messung dieses Unterdruckes P 2 wird von der Drucküberwachungsvorrichtung 40 ein Steuersignal zur Begren zung des Unterdruckes ausgelöst und damit über die elek trische Steuerleitung 37 durch den Servoantrieb 43 das volumenstromveränderliche Ventil 42 geöffnet. Nach Öffnung dieses Ventils wird der in den Testraum einfließende Luftvo lumenstrom - beispielsweise durch sinngemäße Veränderung der Nennweite dieses Ventils mittels der Stellgliedanordnung 38 - in an sich bekannter Weise so geregelt, daß der Testraum unterdruck P 2 nicht oder nur geringfügig überschritten wird.Finally, when the suction process continues - due to further milk inflow in the liquid collecting vessel 4 - the residual air space volume in this vessel and thus the total air space volume has decreased up to size V 2 . With this size V 2 of the total air space volume, the negative pressure P 2 prevails in the test space. When measuring this negative pressure P 2 , a control signal for limiting the negative pressure is triggered by the pressure monitoring device 40 and thus the volume flow variable valve 42 is opened via the electrical control line 37 by the servo drive 43 . After opening this valve, the volume of air flowing into the test space is regulated in a manner known per se, for example by appropriate modification of the nominal size of this valve by means of the actuator arrangement 38 , so that the test space vacuum P 2 is not exceeded or is exceeded only slightly.
In Fig. 5 ist 1 das starre Gehäuse einer Muttermilchpumpe in einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform der Unterdruck begrenzungsvorrichtung. 3 ist die dazugehörige Saugglocke. Diese ist mit dem Flüssigkeitssammelgefäß 4 verbunden und in dessen Verschlußdeckel 5 befestigt. 6 ist das Luftraumvolumen und 7 ist das Flüssigkeitsraumvolumen (der eingesaugten Flüssigkeit) im Flüssigkeitssammelgefäß. Der Luftraum im Flüssigkeitssammelgefäß ist über den Stutzen 8 im Verschluß deckel 5 und eine bewegliche Schlauchleitung als Saug- und Belüftungsleitung 9 mit dem Saugstutzen 25 an dem Gehäuse verbunden. In dem Gehäuse 1 befindet sich die elektrisch angetriebene, volumenstromveränderliche Luftpumpe 52, bei spielsweise eine Kolbenpumpe, deren Saug- und Druckkammer über den Rohr- oder Schlauchleitungsabschnitt 15 mit dem Anschlußstutzen 25 verbunden ist. Im Ausgang der Saug- und Druckkammer ist eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) steuerbare, volumenstromveränderliche Drossel angeordnet. Eine derartige Drossel kann auch als Proprotional-Wegeventil ausgebildet sein. Diese Drossel gewährt - bevor der Unter druckgrenzwert P 2 im Testraum ansteht - dem Volumenstrom der (durch die Drossel) geförderten Luft sowohl beim Saugvorgang (in der Saugphase) bis zur Erreichung des Unterdruckgrenzwertes P 2 im Testraum, als auch beim Druckvor gang (in der Belüftungsphase), wenn der Kolben die Luft aus der Druckkammer in den Testraum drückt, praktisch unge hinderten Durchfluß. An den Rohr- oder Schlauchleitungsab schnitt 15 ist auch die Drucküberwachungsvorrichtung 56 ständig angeschlossen.In Fig. 5, 1 is the rigid housing of a breast pump in a further advantageous embodiment of the vacuum limiting device. 3 is the associated suction cup. This is connected to the liquid collecting vessel 4 and fastened in its sealing cap 5 . 6 is the air space volume and 7 is the liquid space volume (of the sucked-in liquid) in the liquid collection vessel. The air space in the liquid collecting vessel is connected via the connection piece 8 in the closure cover 5 and a movable hose line as suction and ventilation line 9 to the suction connection piece 25 on the housing. In the housing 1 there is the electrically driven, volumetric flow variable air pump 52 , for example a piston pump, the suction and pressure chamber of which is connected to the connecting piece 25 via the pipe or hose line section 15 . In the outlet of the suction and pressure chamber, a controllable, volume flow variable throttle (not shown in the drawing) is arranged. Such a throttle can also be designed as a proportional directional valve. This choke granted - before the P sub-pressure limit value 2 is present in the test space - the volume flow of the (by the throttle) air conveyed both the suction operation (in the intake phase) to the achievement of the lower pressure limit P 2 in the test space, as a gear even when Druckvor (in the Ventilation phase), when the piston pushes the air from the pressure chamber into the test chamber, practically unhindered flow. At the pipe or hose line section 15 , the pressure monitoring device 56 is constantly connected.
Bei der in Fig. 5 beschriebenen Ausführungsform der Mutter milchpumpe wird der Testraum aus dem Luftraumvolumen der Teile 3, 4, 8, 9, 15, 25, dem variablen Raumvolumen der Saug- und Druck kammer im Pumpenzylinder der volumenstromveränderlichen Kol benpumpe 52 sowie dem Luftraumvolumen der nachgeordneten, steuerbaren, volumenstromveränderlichen Drossel gebildet. Die Speisung des elektrischen Antriebes der volumenstromveränder lichen Luftpumpe 52 erfolgt mittels der elektrischen Leitung 53 über das Stromversorgungsteil 35; sie kann auch direkt über den Netzanschluß 34 erfolgen. Die Speisung des steuerba ren, elektrischen Servoantriebs 54 der steuerbaren, volumen stromveränderlichen Drossel in der Luftpumpe 52 erfolgt mittels der elektrischen Leitung 50 und die Speisung der Drucküberwachungsvorrichtung 56 mittels der Leitung 58 über das Stromversorgungsteil 35. Die Steuerung des elektrischen Servoantriebs 54 erfolgt durch die Drucküberwachungsvorrich tung 56 mittels der elektrischen Steuerleitung 49. Über die Stellgliedanordnung 51 betätigt der Servoantrieb 54 die Einstellung der volumenstromveränderlichen Drossel in der Luftpumpe 52. 55 ist ein Be- und Entlüftungsstutzen für den Pumpenzylinderraum, in dem der Pumpenantrieb den Pumpenkolben betätigt. 22 ist das Stellglied zur Regelung des Verstär kungsgrades des Spannungsverstärkers 31 der Drucküberwa chungsvorrichtung 56, deren wesentliche Einzelheiten aus Fig. 6 zu entnehmen sind. Der Relativdrucksensor 30 - beispiels weise ein elektrischer Druck/Spannungswandler - mißt den Unterdruck im Testraum und führt seine elektrische Ausgangs spannung als Bezugsgröße für den anstehenden Unterdruck über den nachgeordneten Spannungsverstärker 31 der Steuereinheit 57 zu. Die Regelung des Verstärkungsgrades des Spannungsver stärkers 31 erfolgt, wie schon vorstehend beschrieben, mit tels des Stellgliedes 22 über die Regelstufe 32. Die Steuer einheit 57 mag beispielsweise eine Proportional-Steuerein heit bekannter Ausführung zur Steuerung eines Proportional- Wegeventils sein, wobei dieses Ventil als volumenstromverän derliche, steuerbare Drossel ausgebildet ist. Die Steuer einheit 57 mag ferner als bekannte Schaltungsmaßnahme eine Schwellenwertschaltanordnung als Funktionsfreigabe sperre enthalten, die die Regeltätigkeit (der Steuereinheit) erst dann freigibt, wenn die am Eingang der Steuereinheit 57 anstehende verstärkte Meßspannung des Druck/Spannungs wandlers 30 die Größe der zum Durchschalten der Funktionsfreigabesperre erforderlichen Schwellenspannung als Bezugsgröße des jeweils gewünschten (und mittels des Stellglieds 22 eingestellten) Unterdruckgrenzwertes P 2 erreicht hat. In der Ausführungsform gemäß Fig. 5 und 6 arbeitet die Muttermilchpumpe wie folgt:In the embodiment of the mother breast pump described in Fig. 5, the test space from the air volume of parts 3, 4, 8, 9, 15, 25 , the variable volume of the suction and pressure chamber in the pump cylinder of the volumetric flow variable piston pump 52 and the air volume the downstream, controllable, volumetric flow variable throttle. The electrical drive of the volumetric flow variable air pump 52 is supplied by means of the electrical line 53 via the power supply part 35 ; it can also take place directly via the network connection 34 . The supply of the controllable, electrical servo drive 54 of the controllable, volume-variable throttle in the air pump 52 takes place by means of the electrical line 50 and the supply of the pressure monitoring device 56 by means of the line 58 via the power supply part 35 . The electrical servo drive 54 is controlled by the pressure monitoring device 56 by means of the electrical control line 49 . The servo drive 54 actuates the setting of the variable-volume throttle in the air pump 52 via the actuator arrangement 51 . 55 is a ventilation port for the pump cylinder chamber, in which the pump drive actuates the pump piston. 22 is the actuator for regulating the degree of amplification of the voltage amplifier 31 of the pressure monitoring device 56 , the essential details of which can be found in FIG. 6. The relative pressure sensor 30 - for example an electrical pressure / voltage converter - measures the negative pressure in the test room and supplies its electrical output voltage as a reference variable for the negative pressure present via the downstream voltage amplifier 31 to the control unit 57 . The control of the degree of amplification of the voltage amplifier 31 is carried out, as already described above, by means of the actuator 22 via the control stage 32 . The control unit 57 may be, for example, a proportional control unit of known design for controlling a proportional directional control valve, this valve being designed as a variable, controllable throttle. The control unit 57 may also contain, as a known circuit measure, a threshold switching arrangement as a function release, which only releases the control activity (of the control unit) when the pending measurement voltage of the pressure / voltage converter 30 present at the input of the control unit 57 is the size of the function switching block for switching through the function required threshold voltage as the reference variable of the desired (and set by means of the actuator 22 ) vacuum limit value P 2 . In the embodiment according to FIGS. 5 and 6, the breast milk pump works as follows:
Es sei angenommen, daß gegen Ende der Belüftungsphase des Absauggerätes, wenn die an dem Rohr- oder Schlauchleitungs abschnitt 15 angeschlossene Saug- und Druckkammer im Pumpen zylinder der volumenstromveränderlichen Kolbenpumpe 52 das kleinste Luftraumvolumen aufweist, im Testraum V 0 der Druckwert P 0 herrscht, beispielsweise Atmosphärendruck oder gegebenenfalls ein geringer Überdruck. Während der darauf folgenden Saugphase wird durch den Kolbenhub im Pumpenzylin der der Kolbenpumpe 52 schnell der maximale Unterdruck im Testraum (Volumen im Testraum V 1) erreicht, der bei leerem Flüssigkeitssammelgefäß 4 auch hier mit P 1 bezeichnet werden soll. In jeder Saugphase wird nunmehr Flüssigkeit - in diesem Falle Milch - über die Saugglocke 3 in das Flüssigkeitssam melgefäß eingesaugt und damit das Gesamtluftraumvolumen des Testraums, das zu Beginn des Absaugvorgangs - wie schon vorstehend angeführt - bei leerem Flüssigkeitssammelgefäß eine Größe von V 1 haben mag, verkleinert. Schließlich hat sich bei Fortsetzung des periodisch erfolgenden Absaugvor gangs durch weiteren Zufluß von Milch in das Flüssigkeitssam melgefäß 4 das Restluftraumvolumen in diesem Gefäß und damit das Gesamtluftraumvolumen des Testraums bis zur Größe V 2 reduziert. Bei dieser Größe V 2 des Gesamtluftraumvo lumens herrscht ein Unterdruck P 2 im Testraum. Bei Messung dieses Unterdruckes P 2 durch den Relativdrucksensor 30 wird von der Drucküberwachungsvorrichtung 56 ein Steuersignal zur Begrenzung des Unterdruckes im Testraum ausgelöst und damit über die elektrische Leitung 49 durch den Servoantrieb 54 die Nennweite der bis zu diesem Zeitpunkt voll geöffneten, volu menstromveränderlichen Drossel schnell reduziert und der durch die Drossel fließende Luftvolumenstrom in dem Maße vermindert, daß der im Testraum anstehende Unterdruck P 2 nicht weiter überschritten wird. In jeder der darauf fol genden Saugphasen wiederholt sich der gleiche Vorgang, bis die in das Flüssigkeitssammelgefäß 4 abgesaugte Milch das maximal zulässige Flüssigkeitsraumvolumen erreicht hat und der Absaugvorgang beendet wird. It is assumed that towards the end of the ventilation phase of the suction device, when the suction and pressure chamber connected to the pipe or hose line section 15 in the pump cylinder of the volumetric flow-variable piston pump 52 has the smallest air space volume, the pressure value P 0 prevails in the test space V 0 , for example Atmospheric pressure or possibly a slight positive pressure. During the following suction phase, the maximum vacuum in the test chamber (volume in the test chamber V 1 ) is quickly reached by the piston stroke in the pump cylinder 52 of the piston pump 52 , which should also be referred to as P 1 here when the liquid collecting vessel 4 is empty. In each suction phase, liquid - in this case milk - is now sucked into the liquid collection vessel via the suction bell 3 and thus the total air volume of the test space, which at the beginning of the suction process - as already mentioned above - may have a size of V 1 when the liquid collection vessel is empty, downsized. Finally, the continuation of the periodic suction extraction process by further inflow of milk into the liquid collection vessel 4 has reduced the residual air volume in this vessel and thus the total air volume of the test space up to size V 2 . With this size V 2 of the total air space volume there is a negative pressure P 2 in the test space. When measured by this negative pressure P 2 by the relative pressure sensor 30 outputs a control signal for limiting the negative pressure is released in the test chamber and thus fully open via the electric line 49 by the servo drive 54, the nominal width of the up to this time by the pressure monitoring device 56, volu menstromveränderlichen throttle rapidly reduced and the air volume flow flowing through the throttle is reduced to such an extent that the negative pressure P 2 present in the test space is not further exceeded. In each of the following suction phases, the same process is repeated until the milk sucked into the liquid collecting vessel 4 has reached the maximum permissible liquid volume and the suction process is ended.
Anstelle der in den Anwendungsbeispielen genannten, auf den Ablauf des Absaugvorgangs wirkenden technischen Steuer- und Antriebsmittel können auch indirekt wirkende mechanische Mittel, sowie pneumatisch und hydrau lisch wirkende Steuer- und Antriebsmittel für die in der Beschreibung aufgeführten Ventile und Drosseln erfindungs gemäß Anwendung finden. Aus den eingangs genannten Gründen ist jedoch die Verwendung mechanisch direkt wirkender, federbelasteter Bypassventile zur selbsttätigen Druckbegren zung im Sinne der erfindungsgemäßen Aufgabe unzweckmäßig und sicherheitstechnisch bedenklich.Instead of the ones mentioned in the application examples, technical on the course of the suction process Control and drive means can also be indirect acting mechanical means, as well as pneumatic and hydraulic Control and drive means for those in the Description listed valves and throttles fiction according to application. For the reasons mentioned at the beginning however, the use is mechanically more direct, spring-loaded bypass valves for automatic pressure relief tion inappropriate for the purpose of the task according to the invention and questionable in terms of safety.
Anstelle einer mittels Exzenter und Pleuelstange angetriebenen Kolbenpumpe mit volumenstromgesteuerter Drossel kann es vorteilhaft sein, zur Begrenzung der Förderleistung der Kolbenpumpe erfindungsgemäß auch eine Kolbenpumpe mit elektrischem, hydraulischem oder pneumatischem Linearantrieb des Kolbens zu verwenden, deren Kolbenhub mittels bekannter Techniken steuerbar ist und deren Kolbengeschwindigkeit unab hängig von der Belastung beibehalten wird. Bei Anstieg des Unterdruckes im Testraum kann bei Kolbenpumpen mit Linearan trieb die Steuerung der Kolbenhubgröße durch die Drucküber wachungsvorrichtung mittels bekannter Proportionalsteuerein heiten unterdruckabhängig derart erfolgen, daß keine Über schreitung des Unterdruckgrenzwertes P 2 während der Saugphase erfolgt. Instead of a piston pump driven by an eccentric and connecting rod with a volume flow-controlled throttle, it can be advantageous to use a piston pump with an electric, hydraulic or pneumatic linear drive of the piston to limit the delivery capacity of the piston pump, the piston stroke of which can be controlled by known techniques and the piston speed of which is independent of the burden is maintained. When the vacuum in the test chamber increases, piston pumps with linear drives can control the piston stroke size by the pressure monitoring device by means of known proportional control units in such a way that the vacuum limit P 2 is not exceeded during the suction phase.
Außer für Muttermilchpumpen sind das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung für physiologische Zwecke, wie z. B. Sekretpumpen oder Flüssigkeitspumpen in Labors oder dergleichen von Nutzen.Except for breast breast pumps, the procedure and the Device according to the invention for physiological purposes, such as B. secretion pumps or liquid pumps in laboratories or the like.
Claims (7)
- (a) die Saugphase unterbrochen und die Belüftungsphase eingeleitet wird, oder
- (b) das Luftabsaugvolumen in der Saugphase bis zu deren Ende so vermindert wird, daß unter Aufrechterhaltung des Unterdruckes P 2 keine unzulässige Überschreitung dieses Grenzwertes erfolgt.
- (a) the suction phase is interrupted and the ventilation phase is initiated, or
- (b) the air suction volume in the suction phase is reduced to the end so that, while maintaining the vacuum P 2, there is no unacceptable exceeding of this limit.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3820211A DE3820211A1 (en) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | Method and device for limiting the reduced pressure of an aspirator working with an aspiration phase and a venting phase |
| CH2225/89A CH680267A5 (en) | 1988-06-14 | 1989-06-14 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3820211A DE3820211A1 (en) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | Method and device for limiting the reduced pressure of an aspirator working with an aspiration phase and a venting phase |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3820211A1 true DE3820211A1 (en) | 1988-11-10 |
| DE3820211C2 DE3820211C2 (en) | 1991-08-29 |
Family
ID=6356515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3820211A Granted DE3820211A1 (en) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | Method and device for limiting the reduced pressure of an aspirator working with an aspiration phase and a venting phase |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH680267A5 (en) |
| DE (1) | DE3820211A1 (en) |
Cited By (11)
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