CH637032A5

CH637032A5 - DEVICE FOR MIXING SEVERAL FLOWABLE MEDIA.

Info

Publication number: CH637032A5
Application number: CH863078A
Authority: CH
Inventors: Rafael Rubianes Lopez
Original assignee: Medicas Manufacturas Sa
Priority date: 1977-10-26
Filing date: 1978-08-14
Publication date: 1983-07-15
Also published as: IT1103759B; NL7807664A; FR2407020A1; FR2407020B1; GB2006629B; ES231608U; GB2006629A; SE7808081L; DE2835624A1; IT7812738A0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mischen mehrerer fliessfähiger Medien, deren Anteile in der Mischung genau einstellbar sind und die eine stabile Mischung ergeben. The present invention relates to a device for mixing a plurality of flowable media, the proportions of which can be precisely adjusted in the mixture and which result in a stable mixture.

Die zur Zeit bekannten Vorrichtungen dieser Art bemessen die Zuströmmenge jeder der zu mischenden Gas- oder Flüssigkeitskomponenten so, dass die herzustellende Mischung hinsichtlich Konzentration und Menge stets von der Zuflussmenge jedes ihrer Bestandteile abhängt. Wenn eine Änderung der Fördermenge bei gleichbleibender Komponentenkonzentration erforderlich ist, muss auch die Fördermenge jeder der Komponenten geändert werden. Dies kann in Fällen, wo Schwankungen in der Dichte und im Druck der Komponenten auftreten, zu Veränderungen der Anteile der Komponenten in der Mischung führen. Wenn anderseits die Komponentenanteile in der Mischung zu ändern sind, kann das meistens nicht rasch genug mit der erforderlichen Genauigkeit erfolgen, weil Druck und/oder Dichte der Komponten nicht erfassbar sind. The currently known devices of this type measure the inflow quantity of each of the gas or liquid components to be mixed in such a way that the mixture to be produced always depends on the inflow quantity of each of its constituents in terms of concentration and quantity. If it is necessary to change the delivery rate while the component concentration remains the same, the delivery rate of each of the components must also be changed. In cases where there are fluctuations in the density and pressure of the components, this can lead to changes in the proportion of the components in the mixture. On the other hand, if the component proportions in the mixture have to be changed, this usually cannot be done quickly enough with the required accuracy because the pressure and / or density of the components cannot be determined.

Aus diesem Grunde besteht die mit der erfmdungsgemäs-sen Vorrichtung zu lösende Aufgabe darin, zwei oder mehr Flüssigkeiten oder Gase so in eine Mischung einzubringen, dass ihre Anteile stets den gewünschten Proportionen mit grosser Genauigkeit und Konstanz entsprechen, wobei jede der Komponenten, gesteuert durch ein volloffen-ganz zugesteuertes Ventil unter einem bestimmten Druck in die Mischkammer eintritt. Die Steuerung des bezüglichen Ventils kann von einer Steuereinrichtung aus elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch erfolgen. For this reason, the object to be achieved with the device according to the invention is to introduce two or more liquids or gases into a mixture in such a way that their proportions always correspond to the desired proportions with great accuracy and constancy, each of the components being controlled by a fully open-controlled valve enters the mixing chamber under a certain pressure. The related valve can be controlled electrically, pneumatically or hydraulically from a control device.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. The invention is characterized in claim 1.

Die hier anhand der Zeichnung beispielsweise zu beschreibende Vorrichtung eignet sich zweckmässig zur Verwendung in Anästhesiegas-Mischeinrichtungen, bei welchen vorzugsweise Mischungen mit genau dosierten Anteilen von Sauerstoff, Lachgas und Luft zu erzeugen sind, die dem Pa-40 tienten in einer bestimmten Menge zuzuführen sind. The device to be described here, for example, with reference to the drawing is expediently suitable for use in anesthetic gas mixing devices, in which preferably mixtures with precisely metered proportions of oxygen, nitrous oxide and air are to be produced which are to be supplied to the patient in a certain amount.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht es, die Komponentenkonzentration in der Mischung zu verändern und gleichzeitig die Fördermenge konstant zu halten, oder die Gemisch-Fördermenge zu verändern, ohne an den 45 Steuerelementen selbst Veränderungen zur Anpassung der Konzentration vorzunehmen, was die Handhabung der Gasanästhesieeinrichtungen wesentlich erleichtert. The device according to the invention makes it possible to change the component concentration in the mixture and at the same time to keep the delivery rate constant, or to change the mixture delivery rate without making changes to the concentration on the 45 control elements themselves, which considerably simplifies the handling of the gas anesthesia devices.

In der schematisch dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung sind drei unabhängig von-50 einander arbeitende Ventile 2,2' und 2" vorhanden, wobei eines für die Zufuhr von Sauerstoff, ein zweites für die Zufuhr von Lachgas, und das dritte für die Zufuhr von Luft bestimmt ist. Die Ventile sind elektrisch betätigte Solenoidven-tile und jedes der der Mischung zugeführten Gase steht unter 55 einem bestimmten gleichen Druck, der durch einen in jeder Zuleitung vorhandenen (nicht gezeigten) Druckregler festgelegt wird. In the schematically represented embodiment of the device according to the invention there are three independently working valves 2,2 'and 2 ", one for the supply of oxygen, a second for the supply of nitrous oxide, and the third for the supply of air The valves are electrically operated solenoid valves and each of the gases supplied to the mixture is under a certain equal pressure which is determined by a pressure regulator (not shown) in each supply line.

Jedes der Ventile 2,2', 2" ist mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung 1 verbunden, welche einen Oszillator mit 60 konstanter Schwingungsfrequenz enthält, dessen Zyklen als Zeitbasis für die Auf-/Zu-Steuerung der Ventile 2,2',2" dienen. Das Öffnen der Ventile erfolgt stets während eines Schwingungszyklusabschnittes des Oszillators, der entsprechend der erforderlichen Öffnungszeiten bzw. der gewünsch-65 ten Mischungskonzentration und Durchflussmenge durch Einwirken auf einen Auslösestromkreis festgelegt wird. Each of the valves 2, 2 ', 2 "is connected to a common control device 1 which contains an oscillator with a constant oscillation frequency 60, the cycles of which serve as a time base for the open / close control of the valves 2, 2', 2". The valves always open during an oscillation cycle section of the oscillator, which is determined according to the required opening times or the desired mixture concentration and flow rate by acting on a trigger circuit.

Ein viertes Ventil 3, das von Hand oder automatisch betätigbar ist, befindet sich zwischen der Sammelleitung der A fourth valve 3, which can be operated manually or automatically, is located between the manifold of the

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Komponenten und der Mischkammer 4. Dieses Ventil dient zur Steuerung des Gesamtdruckabfalls der Vorrichtung und damit auch der Gesamtfördermenge. Das Ventil 3 kann ein mechanisches Nadelventil sein, das die Gesamtfördermenge innerhalb gewisser Grenzen festlegt. Der an ihm auftretende Druckabfall ist naturgemäss grösser als der der Ventile 2,2', 2", die die einzelnen Gaskomponenten steuern, während die gesamte Förderstrommenge der Mischung von der Öffnung des Ventils 3 abhängt. Components and the mixing chamber 4. This valve is used to control the total pressure drop of the device and thus the total flow. The valve 3 can be a mechanical needle valve that defines the total delivery rate within certain limits. The pressure drop occurring at it is naturally greater than that of the valves 2, 2 ', 2 "that control the individual gas components, while the total flow rate of the mixture depends on the opening of the valve 3.

Auf diese Weise ist es möglich, den das Ventil 3 passierenden Förderstrom direkt und ständig zu verändern, ohne dass die Zusammensetzung der Gasmischung verändert wird. Umgekehrt kann die Zusammensetzung der Mischung, die von der Steuereinrichtung 1 überwacht wird, geändert werden, ohne gleichzeitig auch den Gesamtförderstrom zu verändern. In this way it is possible to change the flow rate passing through the valve 3 directly and continuously, without changing the composition of the gas mixture. Conversely, the composition of the mixture which is monitored by the control device 1 can be changed without at the same time also changing the total delivery flow.

Während des Betriebes der beschriebenen Vorrichtung liefert die Steuereinrichtung 1 in zyklischer Form Signale für das Öffnen und Schliessen der Ventile 2,2', 2", so dass zur gleichen Zeit nur jeweils eines dieser Ventile geöffnet ist. Die Öffnungszeit eines Ventils bildet einen Abschnitt eines Zyklus, bei dem jedes der Ventile bedarfsweise einmal geöffnet wird, wodurch Mischungen veränderlicher Zusammensetzung erhalten werden können. During operation of the device described, the control device 1 supplies signals for the opening and closing of the valves 2, 2 ', 2 "in a cyclic form, so that only one of these valves is open at a time. The opening time of a valve forms a section of one Cycle in which each of the valves is opened once as required, whereby mixtures of variable composition can be obtained.

Das gemeinsame Ventil 3, dessen Druckabfall wesentlich s grösser ist als bei den Ventilen 2, 2', 2", reguliert, wie bereits erwähnt, die Gesamtgasmenge, die zur Mischkammer 4 geführt wird. Da gleichzeitig nur eines der Ventile 2, 2', 2" geöffnet ist, entspricht der zeitliche Zufluss für jede Komponente der durchschnittlichen Fördermenge, die dann ge-lo liefert wird, wenn der Druck gleichförmig und die Dichte und/oder die Viskosität der Gase oder Flüssigkeiten nicht wesentlich voneinander verschieden ist. Wenn in der Zuleitung zur Mischkammer 4 keine Strömungsregulierung gewünscht wird, kann an Stelle des Ventils 3 eine feste Blende i5 eingebaut werden. The common valve 3, the pressure drop of which is significantly larger than that of the valves 2, 2 ', 2 ", regulates, as already mentioned, the total amount of gas that is led to the mixing chamber 4. Since only one of the valves 2, 2', 2 "is open, the inflow of time for each component corresponds to the average delivery rate that is delivered when the pressure is uniform and the density and / or viscosity of the gases or liquids is not significantly different. If no flow regulation is desired in the feed line to the mixing chamber 4, a fixed orifice i5 can be installed instead of the valve 3.

Bei der Mischung von Flüssigkeiten mit stark voneinander abweichender Dichte und/oder Viskosität können die Öffnungszeiten der betreffenden Ventile unterschiedlich gewählt werden. Auch Unterschiede beim Speisedruck der ver-20 schiedenen Mischungskomponenten können auf dieselbe Weise kompensiert werden. When mixing liquids with widely differing densities and / or viscosities, the opening times of the valves in question can be selected differently. Differences in the feed pressure of the various mixture components can also be compensated for in the same way.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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PATENT CLAIMS

1. Device for mixing several flowable media, the proportions of which can be precisely adjusted in the mixture and which result in a stable mixture, characterized in that each mixture component is assigned a separate feed line with metering valve means (2,2 ', 2 ") via which the related component is led to the metering valve means and from there into a mixing chamber (4) under a certain pressure, the metering valve means being controllable from a fully open to a completely closed position by means of a control device (1) by electrical, pneumatic or hydraulic means.

2. Device according to claim 1 for the mixing of oxygen, nitrous oxide and air, characterized in that the metering valve means (2,2 ', 2 ") are electrically controlled brine noid valves, one of which is the supply of oxygen, the second of the supply of Nitrous oxide, and a third of the supply of air is arranged, and that for supplying each of the gases to the metering valve means under a certain uniform pressure, a pressure regulator is installed in front of the solenoid valve in the feed line.

3. Device according to claim 1, characterized in that the control device (1) contains an oscillator with a constant oscillation frequency and each control circuit assigned to each of the solenoid valves, the oscillation cycles of the oscillator serving as a variable time base of the control circuits and the opening time of a valve always is equal to the oscillation period of the oscillator.

4. The device according to claim 3, characterized by a flow quantity regulating means (3) which is located between a collecting line which passes the mixture components after passing through the metering valve means (2,2 ', 2 ") and the mixing chamber (4), said regulating means (3rd ) generates a greater pressure drop in the component supply than each of the metering valve means (2, 2 ', 2 ") in order to effectively influence the flow rate.

5. The device according to claim 4, characterized in that the flow quantity regulating means (3) is a manually or automatically operated mechanical needle valve.

6. The device according to claim 4, characterized in that the control device (1) delivers signals for the metering valve means (2,2 ', 2 ") during an oscillation cycle,

i5 through which only one of the valve means is open at a time, the mixture composition being determined by the choice of the duration of the relevant oscillation cycle section per valve means.

7. The device according to claim 4, characterized in that the flow rate regulating means (3) is an orifice with a fixed preselected flow cross section or certain pressure drop characteristics.

8. The device according to claim 6, characterized in that means for changing the feed pressure in the

Component supply lines are provided so that when metering or mixing liquids with widely differing densities and / or viscosities, in addition to the choice of the duration of the relevant oscillation cycle section 30, the feed pressure can also be changed.