DD270010A1 - Gasversorgungs- und ueberwachungssystem fuer beatmungs- und inhalationszwecke - Google Patents

Abstract

Das Gasversorgungs- und Ueberwachungssystem fuer Beatmungs- und Inhalationszwecke, insbesondere zur Durchfuehrung einer Notfallbeatmung mehrerer gefaehrdeter Personen, ist mit Anschluessen fuer die Zufuehrung von Druckluft und Sauerstoff sowie eines Druckluft/Sauerstoffgemisches versehen. Ziel und Aufgabe ist es, die Betriebszustaende Atemgasbereitstellung mit 21%, etwa 40%, etwa 90% und im Extremfall ueber 95% O2 fuer Normal- und Havariebetrieb so zu sichern, dass der wertvolle Sauerstoff weitestgehend nur als Naehrgas genutzt wird. Die Zustandserfassung dieser Medienstroeme, die Naehrgasbereitstellung und die Steuergasbereitstellung im Falle einer Havarie bei Ausfall von einem oder zwei der Medienstoerme wird erfindungsgemaess mittels einer zentralen Steuerung und Schaltung im Gasversorgungs- und Ueberwachungssystem gewaehrleistet.

Description

Sauerstoffanschluß, ausgangsseh ig mit der Steuerung und versorgungsseitig über das andere der ODER-Elemente mit dem Druckiuftanschluß und dem zweit 3n Sauerstoffanschluß sowie der dritte Schwellwertschalter eingangsseitig mit dem zweiten Sauerstoffanschluß, ausgangsseil ig mit der Steuerung und versorgungsseitig über ein weiteres der ODER-Elemente mit dem Druckluftanschluß und dem ersten Sauerstoffanschlüii verbunden.

Ein weiteres Merkmal des Gasversorgungs- und Überwachungssystems besteht darin, daß die Steuerung mit mindestens einem externen lnformationsein^ng verschon und mit einer Algorithmusvorwahl für Betriebs- und Havariezustände einschließlich optischer Anzeigen und eines akustischen Signalgebers ausgestattet ist.

Weiterhin zeichnet sich das Gasversorgungs- und Überwachungssystem dadurch aus, daß eine erste Verbindung des Ciruckluftanschlusses mit einem fruckluftausgang über ein Rückschlagventil, eine zweite Verbindung des einen Sauerstoffanschlusses mit einem Atemgasausgang über das eine Wegeventil, ein zweites Rückschlagventil, das andere Wegeventil, das Volumenstromventil und den Verstärker und eine dritte direkte Verbindung des anderen Sauerstoffanschlussus mit einem Sauerstoffausgang hergestellt ist.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß das erstgenannte Rückschlagventil ausgangsseitig nocr. nit der Steuerung und einem der vorher erwähnten Wegeventile sowie das zweite Rückschlagventil ausgangsseitig noch mit drei dieser Wegeventile verbunden sind.

Weiterhin ist vorgesehen, in einer parallelen Schaltung zu dem einen Wegeventil und dem einen Volumenstromventil eine Verbindung vom zuletzt genannten Rückschlagventil über das mit dem anderen Volumenstromventil verknüpfte Wegeventil und das eine Richtungsventil mit dem Verstärker bzw. über diesen mit dem Atemgasausgang herzustellen, an welche zwischen dem vorherigen Volumenstromventil und Richtungsventil das Puffervolumen mit dem Druckbegrenzungsventil sowie das in paralleler Anordnung zu diesen quschaltete zweite Richtungsventil angeschlossen sind.

Außerdem „ieht die Ausgestaltuni) des erfindungsgemäßen Gasversorgungs· und Überwachungssystems noch vo , daß neben den Verknüpfungen mit den ODER-Elementen und neben der direkten Verbindung mit dem Sauerstoffausgang der Sauerstoffanschluß noch mit dem Wegeventil verbunden ist, das seinerseits über die Koppelstelle mit den drei am zweiten Rückschlagventil angeschlossenen Wegeventilen in Verbindung steht.

Schließlich besteht ein weiten? Merkmal darin, daß das ausgangsseitig an das erste Rückschlagventil angeschlossene Wegeventil einen direkten Zugang zur Steuerung und zum Druckluftausgang aufweist.

Ausgehend von der Medienzuführung werden über den Druckluftanschluß bzw. die beiden Sauerstoffanschlüsse und die nachgeordneten drei Wegevantilo wahlweise allein oder in Kombination miteinander eine öl- und fettfreie Diuckluft, ein Sauerstoff/Luftgemisch und ein nahezu reiner Sauerstoff der Koppelstelle zugeführt. Die Medien haben alle das gleiche Druckniveau im Mitteldruckbereich, d.h. zwischen 0,14 und maximal 1 MPa, und werden von den Schwellwertschaltern überwacht, die ausgangsseitig m t der Steuerung verbunden sind. Durch die über ODER-Elemente mit dem Druckluftanschluß und die Sauerstoffanschlüsse versorgungsseitig hergestellten Verknüpfungen der Schwellwertschalter wird gewährleistet, daß selbst bei Ausfall von zwei Medie t ein Betrieb des Gasversorgungs- und Überwachungssystems aufrechterhalten ist. Unter Bezugnahme auf die vorausgegangene Beschreibung der erfindungsgerr Hßen Lösung und deren Ausgestaltungsmerkmale sind folgende Betriebsformen realisierbar: Normalbetrieb mit 21 % O₂

Es gelangt Druckluft vom Druckluftanschluß direkt ü'jer das Rückschlagventil und ein erstes Wegeventil zur Koppelstelle und zu einem zweiten Wegeventil, welches im Rhythmus der Atemphasen öffnet und schließt. Von diesem wird die Druckluft über das ihm nachgeordnete Volumenstromventil zum Verstärker und danach zum Atemgasausgang geleitet. Die übrigen drei Wegeventile befinden sich in der Schaltposition „geschlossen"

Normalbetrieb mit 40% O₂

Be; geschlossenem ersten Wegeventil gelangt Sauerstoff/Luftgemisch mit etwa 90%O₂ vom Sauerstoffanschluß direkt über das dritte Wegeventil und das ihm nachgeordnete zweite Rückschlagventil zur Koppelstelle. Von dieser wird das Sauerstoff-Luftgemisch wie vorher beschrieben über das zweite Wegeventil und das Volumenstromventil zum Verstärker geleitet, in dem eine so große Menge Luft zugemischt wird, daß ein Sauerstoff/Luftgemisch von etwa 40% O₂ austritt und zum Atemgasausgang strömt. Die beiden hier nicht genannten Wegeventile befinden sich in der Schaltposition „geschlossen". Die Steuerung arbeitet mit Druckluft

Normalbetrieb mit 90% O₂

Bei geschlossenem ersten Wegeventil strömt das Sauerstoff-Luftgemisch einmal wie vorher beschrieben zum Verstärker und zum anderen über die von der Koppelstelle zu ihm oeführte, aus dem vierten Wegeventil, dem zweiton Volumenstromventil und dem einen Richtungsventil bestehende Parallelschaltung. Folglich wird aus dem Verstärker ein dem Angebot der Druckwechseladsorptionsanlage entsprechendes Sauerstoff-Luftgemisch mit etwa 90% O₂ im Atemrhythmus zum Atemgasausgang gelangen. Das Puffervolumen hat Ausgleichsfunktion und ist durch das Druckbegrenzungsventil gegen Überdrücke gesichert. Über das Richtungsventil kann Im Bedarfsfall Luft angesaugt werden. Im Havariebetrieb bei Ausfall der Druckluftver; orgung oder bei Ausfall des Sauerstoff/Luftgemisches aus der Druckwechseladsorptionsanlage oder bei verbrauchtem Sauerstoffvorrat werden die Zustände über den bzw. die entsprechenden Schwellwertschalter erfaßt und wird auf die vom Ausfall nicht betroffene Betriebsformen umgeschaltet. Das geschieht automatisch durch die Steuerung, welche die Verstellungen der Wegeventile veranlaßt und deren erforderlichen Schaltzustände herstellt. Die dann tatsächlich anstehenden Betriebszustände des erfindungsgemäßen Gasversorgungs· und Überwachungssystems werden als Normal- oder Havariebetrieb optisch angezeigt und akustisch signalisiert. Die Betriebszustände, insbesondere die auf diese Zustände zu beziehenden Offen- und Verschlußstellungen der Wegeventile werden im nachfolgenden Ausführungsbeispiel ausführlich beschrieben.

Mit der Erfindung erfolgt eine ökonomische Anwendung der Gase nach dem Prinzip Druckluft vor Sauerstoff. Das heißt, kostenaufwendiger Sauerstoff wird grundsätzlich nur für Nährgaszwecke bereitgestellt. Neben diesen bereits weiter vorn erwähnten Vorteilen wird eine hohe Funktionssicherheit für das komplexe System der Notfallbeatmung durch die geschaffene Havariesteuerung erreicht und nicht zuletzt durch Reduzierung des O₂-Gehaltes der gestörten Betriebsform auf den nächst niedrigen O₂-Gehalt die Einsafzzeit bei Havariebetrieb erheblich verlängert. Hinzu kommt, daß für alle Betriebsformen die gleichen Ventile benutzt werden.

Zur ökonomischen Anwendung der Gase (j.trnäß vorliegender Induction wäre noch festzustellen, daß zum einen eine ausgeglichene Belastung der Druckwechseladsorptionsanlage durch geringe diskontinuierliche Entnahme von etwa Va bei 40% O: zu k' ntinuierlicher Entnahme von ⁷h bei 90% O₂ besteht, und zum anderen auch die Betriebsart 90% O] ohne Reduzierung des Volumenstromes der Druckwechseladsorptionsanlage zur Erhöhung der (^-Konzentration im Verhältnis zum erhöhten Volumenstrom dieser Anlage bei niedrig *r O₂-Konzentration erfolgt.

Ausführungsbeispiel Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wild im folgenden beschrieben. Das Gasversorgungs- und Überwachungssystem für Beatmungs- und Inhalationszwecke ist mit einem Druckluftanschluß 1 einer Kompressoranlage, einem Sauerstoffanschluß 2, einer Drucxwechseladsorpti Dnsanlage und einem Sauerstoffanschluß 3 eines

oder mehrerer Druckgasbehälter versehen. Der Druck!uftanschluß 1 und die baiden Sauerstoffanschlüsse 2,3 sind über

Schwellwertschalter 4 bis 6 und über versorgungsseitig mit diesen verknüpfte ODER-Elemente 7 bis 9 mit einer Steuerung 17

verbunden. Außerdem sind sie über Wegeventile 10,13,14 wahlweise allein oder in Kombination miteinander an eine

Koppelstelle 30 geführt, die ihrerseits mit den Eingängen zweier Wegeventile 15,16 in Verbindung steht. Diese sind auslaßseitig

über Volumenstromventile 24,25 an einen Verstärker 26 angeschlossen, dessen Sekundäreingang noch mit einem

Puffervolumen 28 und Druckbegrenzungsventil 29 sowie zwei Richtungsventilen 27,31 verbinden ist. Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, steht der Schwellwertschalter 4 eingangsseitig mit dem Druckluftanschluß 1,

ausgangsseitig mit der Steuerung 17 und versorgungsseitig über das ODER-Ellement 7 mit den Sauerstoffanschlüssen 2,3 in

Verbindung. Der Schwellwertschalter 5 hingegen ist eingangsseitig mit dem Sauerstoffanüchluß 2, ausgangsseitig ebenfalls mit der Steuerung 17 und versorgungsseitig übe r das ODER-Element ö mit dem Druckluftanschluß 1 und dem Sauerstoffanschluß 3

verbunden. Die Anordnung des Schwellwertschalters 6 hingegen zeigt, daß dieser eingangsseitig mit dem

Sauerstoffanschluß 3, ausgangsseitig mit der Steuerung 17 und versorgungsseitig über das ODER-Element 9 mit dem Druckluftanschluß 1 und dem Sauerstoffanschluß 2 verbunden ist. Weiterhin ist eine Verbindung des Druckluftanschlusses 1 über ein Rückschlagventil 11 mit einem Druckluftausgang 21, eine Verbindung des Sauerstoffanschlusses 2 mit einem Atemgasausgang 22, und zwar über das Wegeventil 10, ein Rückschlagventil 12, das Wegeventil 16, das Volumenstromventil 24 und dem Verstärker 26 und schließlich eine weitere Verbindung des Sauerstoffanschlusses 3 mit einem Sauerstoffausgang 23 hergestellt. Festzustellen ist noch, daß die Steuerung 17 mit mindestens einem externen Informationseingang 20 ausgestattet und mit

einer Algorithmusvor wahl für Betriebs- und Havariezustände einschließlich optischer Anzeigen 18 und eines akustischen

Signalgebors 19 versehen sein kann. Die Anordnung im erfindungsgemäßen Gasversorgungs- und Überwachungssystem läßt fernerhin erkennen, daß das Rückschlagventil 11 ausgangsseitig noch mit der Steuerung 17 und dem Wegeventil 13 sowie das Rückschlagventil 12

ausgangsseitig noch mit den Wegeventilen 13 bis 15 verbunden sind. Auch ist neben den Verknüpfungen mit den ODER-

Elementen 7 bis 9 und neben der direkten Verbindung mit dem Sauerstoffausgang 23 der Sauerstoffanschluß 3 noch mit dem Wegeventil 14 verbunden, das seinerseits über die Koppelstelle 30 mit den Wegeventilen 15,16 und mit dem Wegeventil 13 in Verbindung steht. Dieses ausgs igsseitig an das Rückschlagventil 11 angeschlossene Wegeventil 13 weist ebenfalls noch einen

direkten Zugang zur Steuerung 17 und zum Druckluftausgang 21 auf.

Da', Druckluftangebot wird mit dem Schwellwertschalter 4, das Sauerstoffangebot aut der Druckwechseladsorptionsanlage

wird mit dem Schwellwertschalter 5 und das Sauerstoffangebot a>'~ der Druckgasflasche wird mit denr Schwellwertschalter 6überwacht. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß selbst bei Ausian von zwei Medien ein Betrieb des Gasversorgungs- und

Überwachungssystems aufrechterhalten wird. Für alle Fälle der Praxis ist der Algorithmus der Steuerung 17 so projektiert, daß

ein optimaler Kompromiß zwischen angestrebter, d.h. Ausgangssauerstoffkonzentration, und auf Grund der Havarie möglicher

Sauerstoffkonzentration in der Betriebszeit gefunden wird. Da der Sauerstoffvorrot der Flasche begrenzt ist, wird bei Ausfall des Sauerstoff/Luftgemisches mit 90% O₂ aus der Druckwechseladsorptionsanlage und erhöhtem Sauerstoff am Atemgasausgang 22 stets die nächst nibdrigere Konzentration

gewählt, d. h. bei Normalbetrieb mit etwa 40% O₂ im Havariebetrieb erfolgt eine Umschaltung auf 21 % O₂ und bei Normalbetriebmit >90% O₂ im Havariebetrieb erfolgt eine Umschaltung auf etwa 40% O₂. Im Hinblick auf die möglichen Ausfälle sind mit

Gasversorgungs- und Überwachungssystem folgende Betriebsformen möglich: Im Normalbetrieb 21% O₂ gelangt Druckluft vom Druckluftanschluß 1 über das Rückschlagventil 11 zum Wegeventil 13undvon

dort durch das Wegeventil 16, das im Rhythmus der Atemphasen öffnet und schließt, das Volumenstromventil 24, den

Verstärker 26 bis zum Atemluftausgang 22. Die Wegeventile 10,14,15 befinden sich bei diesem Betrieb in der Schaltposition

„geschlossen".

Im Normalbetrieb 40% O₂ ist das Wegeventil 13 geschlossen. Das Sauerstoff/Luftgemisch mit etwa 90% O₂ gelangt vom Sauerstoffanschluß 2 durch das Wegeventil 10, das Rückschlagventil 12, das Wegeventil 16 und das Volumenstromventil 24

zum Verstärker 26, in dem eine so große Menge Luft zugemischt wird, daß ein Sauerstoff/Luftgemisch von etwa 40% O₂ austrittbzw. dem Atemgasausgang 22 zuströmt. Dio Wegeventile 14,15 befinden sich in der Schaltposition „geschlossen" und die

Steuerung 17 arbeitet mit Druckluft. Auch im Normalbetrieb 90% O₂ ist das Wegeventil 13 geschlossen. Das Sauerstoff/Luftgemisch mit dem O₂ von etwa 90%

gelangt vom Sauerstoffanschluß 2 durch das Wegeventil 10, das Rückschlagventil 12, das Wegeventil 16 unu das

Volumenstromventil 24 zum Verstärker 26, in den gleichzeitig über das Wegeventil 15und das Volumenstromventil 25, welches

unabhängig oder mit dem Volumenstromventil 24 gekoppelt einstellbar ist, ein abgezweigter Anteil dieses Sauerstoff/

Luftgemisches eingeleitet wird. Die Folge davon ist, daß vom Verstärker 26 zum Atemgasausgang 22 ein Sauerstoff/Luftgemisch

mit einem O₃-Anteil von etwa 90% gelangt, welches dem Angebot der Druckwechseladsorptionsanlage entspricht. Die

Zuführung des Sauerstoff/Luftgemisches, das ökonomisch vorteilhaft und von der Druckwechseladsorptionsanlage mit

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höchster O₂-Konzentration erzeugt worden ist, kann diskontinuierlich im Atemrhythmus über das Wege /entil 1S, das Volumenstromventil 25 sowie das Richtungsventil 27 zum Verstärker 26 erfolgen. Dann allerdings befim iet sich das Wegeventil 15 im Parallelbetrieb zum Wegeventil 16. Die Zuführung des Sauerstof f/Luftgemischeszum \ orstörker 26 kann aber auch kontinuierlich sein, allerdings ist dann zum Ausgleich das Puffervolumen 28 und der Schwellwertsoh iltf.r 29 notwendig. Ist im Havariebetrieb ein Ausfall des Sauerstoff/Luftgemisches 90% O₂ zu verzeichnen, erfaßt diesen Zustand der Schwellwertschalter 5. Die gleichzeitig vorliegende Betriebsform Normalbetrieb 21 % Oj bleibt jedoch erhalten, da sie vom Ausfall nicht betroffen ist. Liegt jedoch die Betriebsform Normalbetrieb 40% O₂ vor, wird vorteilhafterweise auf die vorherige Betriebsform Normalbetrieb 21 % O₂ umgeschaltet. Mit der Umschaltung wird das Wegeventil 13 geöffnet und werden die Wegeventile 10,15 geschlossen, während das Wegeventil 14 noch in einer Verschlußstellung verbleibt. Mu^ aus medizinischer Sicht die Sauerstoffkonzentration zu Lasten der Betriebszeit aufrechterhalten werden, werden jetzt das Wegew nti! 14 geöffnet und dafür die Wegeventile 13 15 geschlossen.

Lag die Botriebsform Normalbetrieb 90% O₂ vor, kann vorzugsweise auf die Betriebsform Normalbetrieb 40% O₂ umgeschaltet werden. 3ei dieser Betriebsform sind die Wegeventile 10,13 und 15 geschlor sen und ist das Wegeventil 14 geöffnet. Liepen allerdings zwingende Gründe für die Aufrechterhaltung der Betriebsform Normalbetrieb 90% O₂ vor, dann werden nur ciae Wegeventil 10 geschlossen und das Wegeventil 14 geöffnet. Ist der Sauersto/fvorral verbraucht, was über den Schwellwertschalter 6 erfaßt wird, dann wird automatisch auf die Betriebsfonn Normalbetrieb 21 % O₂ mit den dazu -chon oben beschriebenen Schaltzuständen der Wegeventile 10 sowie 13 bis 15 umgescnaltet.

Die tatsächlich anstehenden Betriebszustände 1... η werden als Normal- oder Havariebetrieb optisch an den Anzeigen 18 sichtbar gemacht und ihre Übergänge akustisch signalisiert.

Ist im Havariebetrieb die Druckluftversorgung ausgefallen, wird dieser Zustand von dem Schwellwertschalter 4 erfaßt. Da bei Ausfall der Druckluftversorgung die Betriebsform Normalbetrieb 21 % O₂ nicht realisierbar ist, wird als Alternative auf die Betriebsform Normalbetrieb 40% O₂ umgeschaltet. Mit der Umschaltung werden durch die Steuerung 17 die Wegeventile 10,13 und 14 geöffnet, das Wegeventil 15 geschlossen und das Wegeventil 16 im Atemrhythnrvis geöffnet. Beide Sauerstoffanschlüsse 2,3 sind somit zur Steuerung 17 und zum Verstärker 26 verbunden, weil der Medienstrom vom Sauerstoffanschluß 2 im allgemeinen nur etwa ein Drittel des Medienstromes vom Druckluftanschluß 1 beträgt und demzufolge nicht ausreicht, um den Steuer- und Nährgasbedarf zu decken.

Die offene Ventilstellung für das Wegeventil 13 ist notwendig, damit auch die Steuerung 17 mit Sauerstoff/Luftgemisch 90% O₂ aus der Druckwechseladsorptionsanlage und mit Sauerstoff >90% aus der Sauerstoffflasche versorgt werden kann. Lag die Betriebsform Normalbetrieb 40% O₂ vor, werden auf diesen Zustand bezogen die Wegeventile 13,14 geöffnet, um das Sauerstoff/Luftgemisch 90% O₂ der Druckwechseladsorptionsanlage und Sauerstoff > 90% aus der Sauerstoffflasche auch der Steuerung 17 zuleiten zu können. Die Betriebsform Normalbetrieb 90% O₂ ist prinzipiell auch möglich, sie wird jedoch durch den Druckluftausfall nur dahingehend berührt, daß der Steuergasbedarf das Nährgasangebot entsprechend verringert, was für diesen Fall besonders bedeutsam ist. Deshalb und aus der medizinischen Notwendigkeit wird die Havarie-Betriebsform mit 40% O₂ gewählt.

Das gilt auch, wenn die Druckluftversorgung und das Sauerstoff/Luftgemisch 90% O₂ gleichzeitig ausfallen. Dann wird der Betrieb ausschließlich durch die Sauerstoffversorgung >90% aus der Flasche aufrechterhalten, und zwar bei geschlossenen Wegeventilen 10,15 und geöffneten Wegeventilen 13,14 sowie sich im Atemrhythmus geöffnetem Wegeventil 16. Damit sind unter Verwendung eines Minimums einfacher, mit Ausnahme der Volumenstromventile 24,25 digital arbeitender Bauelemente die Betriebszustände Atemgasbereitstellung mit 21 %, etwa 40%, etwa 90% und im Extremfall >95% O₂ im Normal- und Havariebetrieb so sichergestellt, daß der wertvolle Sauerstoff wehostgehend nur als Nährgas genutzt wird.

Claims (9)

1. Gasversorgungs- und Überwachungssystem fürBeatmungs-'md Inhalationszwecke mit einem Druckluftanschluß an beispielsweise eine Kompressoranlage, einem Sauerstoffanschluß an beispielsweise eine Druckwechseladsorptionsanlage und einem Sauerstoffanschluß an beispielsweise einen oder mehrere Druckgasbehälter, gekennzeichnet dadurch, daß der Dm Aluftanschluß (1) und die beiden Sauerstoffanschlüsse (2,3) zum einen über Schwellwertschalter (4 bis 6) und über versorgungsseitig mit diesen verknüpfte ODER-Elemente (7 bis 9) mit einer Steuerung (17) verbunden sind, zum anderen über Wegeventile (10,13,14) wahlweise allein oder in Kombination miteinander an eine Koppelstelle (30) geführt sind, die ihrerseits mit den Eingängen zweier Wegeventile (1 ö, 16) in Verbindung steht, deren Ausgänge über Volumenstromventile (24,25) eine Verbindung zu dem Primäreingang und zu dem Sekundäreinqang eines Verstärkers (26), einem Puffervolumen (28) mit Druckbegrenzungsventil (29) sowie zwei Richtungsventilen (27,31) haben und die wie übrigens alle Wegeventile (10,13 bis 16) jeweils dirket mit der Steuerung (17) verbunden sind.

2. Gasversorgungs- und Überwachungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Schwellwertschalter (4) eingangsseitig mit dem Druckluftanschluß (1), ausgangsseitig mit der Steuerung (17) und versorgungsseitig über das ODER-Element (7) mit den Sauerstoffanschiüssen (2,3), der Schwellwertschalter (5) eingangsseitiy mit dem Sauerstoffanschluß (2), ausgangsseitig mit der Steuerung (17) und versorgungsseitig über das ODER-Element (8) mit dem Druckluftanschluß (1) und dem Sauerstoffanschluß (3) sowie der Schwellwertschalter (6) eingangsseitig mit dem Sauerstoffanschluß (3), ausgangsseitig mit der Steuerung (17) und versorgungsseitig über das ODER-Element (9) mit dem Druckluftanschluß (1) und dem Sauerstoffanschluß (2) verbunden ist.

3. Gasversorgungs- und Überwachungssystem nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß Gem Druckluftanschluß (1) eine öl- und fettfreie Druckluft mit einem Sauerstoffgehalt von etwa 21 %, dem Sauerstoffanschluß (2) ein Sauerstoff/Luftgemisch mit einem Sauerstoffgehalt um die 90% und dem Sauerstoffanschluß (3) ein Nährgas mit einem Sauerstoffgehalt von >95%zugeführt sind.

4. Gasversorgungs-und Überwachungssystem nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Steuerung (17) mit mindestens einem externen Informationseingang (20) versehen und mit einer Algorithmusvorwahl für Betriebs- und Havariezustände einschließlich optischer Anzeigen (18) und eines akustischen Signalgebers (19) ausgestattet ist.

5. Gasversorgungs-und Überwachungssystem nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine erste Verbindung des Druckluftanschlusses (1) mit einem Druckluftausgang (21) über ein Rückschlagventil (11), eine zweite Verbindung des Sauerstoffanschlusses (2) ml·: einem Atemgasausgang (22) über das Wegeventil (10), ein Rückschlagventil (12), das Wegeventil (16),das Volumenstromventil (24) und den Verstärker (26) und eine dritte direkte Verbindung des Sauerstoffanschlusses (3) mit einem Sauerstoffausgang (23) hergestellt sind.

6. Gasversorgungs- und Überwachungssystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Rückschlagventil (11) ausgengsseitig noch mit der Steuerung (17) und dem Wegeventil (13) sowie das Rückschlagventil (12) ausgangsseitig noch mit den Wegeventilen (13 bis 15) verbunden sind.

7. Gasversorgungs-und Überwachungssystem nach Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß in einer parallelen Schaltung zum Wegeventil (16) und Volumenstromventil (24) eine Verbindung vom Rückschlagventil (12) über das Wegeventil (15), das Volumenstromventil (25) und das Richtungsventil (27) mit dem Verstärker (26) bzw. über diesen mit dem Atemgasausgang (22) hergestellt ist, an welche zwischen dem Volumenstromventil (25) und dem Richtungsventil (27) das Puffervolumen (28) mit Druckbegrenzungsventil (29) sowie das in paralleler Anordnung zu diesen geschalteten Richtungsventil (31) angeschlossen sind.

8. Gasversorgungs- und Überwachungssystem nach Anspruch 1 und 5 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß neben den Verknüpfungen mit den ODER-Elementen (7 bis 9) und neben der direkten Verbindung mit dem Sauerstoffausgang (23) der Sauerstoffanschluß (3) noch mit dem Wegeventil (14) verbunden ist, das seinerseits über die Koppelstelle (30) mit den beiden Wegeventilen (15,16) und mit dem Wegeventil (13) in Verbindung steht.

9. Gasversorgungs- und Überwachungssystem nach Anspruch 1,5,6 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß das ausgangsseitig an das Rückschlagventil (11) angeschlossene Wegeventil (13) einen direkten Zugang zur Steueru'ig (17) und zum Druckluftausgang (21) aufweist.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Gasversorgungs- und Überwachungssystem für Beatmungs- und Inhalationszwecke mit einem Druckluftanschluß an beispielsweise eine Kompressoranlage, einem Sauerstoffanschluß an beispielsweise eine Druckwechseladsorptionsanlage und einem Sauerstoffanschluß an beispielsweise einen oder mehrere Druckgasbehälter. Verwendet wird es ausschließlich in der Hur lanmedizin.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Beatmungs- und Inhalationstechnik hat nicht nur einen feston Platz in der Intensivbehandlung vital gefährdeter Patienten gefunden, sondern ist anwendungsseitig ständig bemüht, sich zu erweitern. Eine besondere Rolle nimmt dabei din Sauerstoffversorgung ein. Die immer noch schwierige Bereitstellung großer Mengen bei diskontinuierlicher Entnahme stellt die Forderung nach ökonomischem Verbrauch.

Bisher wurde der Betrieb der Beatmungs- und Inhalationstechnik sehr oft aus Sauerstoffflaschenbatterien realisiert, wobei der Sauerstoff gleichzeitig als Nährgas für den Patienten und als Steuergas für die Technik sowie den Antrieb von Absauggeräten genutzt wurde. Durch den steigenden Bedarf infolge des stark angewachsenen Anwendungsumfanges war diese Verfahrensweise r.icht mehr aufrecht zu erhalten.

In einem Vorschlag zur Notfallbeatmung mehrerer unfallgeschädigter Personen wurde ein komplexes System vorgestellt, das eine prinzipielle Versorgung mit Druckluft, mit einem Luft-Sauerstoffgemisch aus einer Druckwechseladsorptionsanlage und mit nahezu reinem Sauerstoff aus Druckgasflaschen vorsieht (DD-Patentanmeldung A 61 M/302712.4). Die Hauptantriebsart des Anlagenkomplexes ist die mit Druckluft, weiche über einen Anschluß der Steuerung zugeführt wird. Mittels WegeventilverscSaltungen werden sofortige, direkte Umschaltungen der Betriebszustände bzw. Betriebsarten ermöglicht. Zur Senkung des Ami iebsgasverbrauches ist ein pneumatischer Verstärker installiert, der zwischen den Wegeventilen und dem Ausgang angeordnet ist. Mit diesem System zur Notfallbeatmung wurde es möglich gemacht, entsprechende Mengen an medizinischen und Antriebsmedien am Behandlungsort bereitzustellen und eine indikationsoptimierte automatische Beatmung über längere Zeiten mit Handbeatmungs- und Inhalationsalternative, Notbetrieb und Absaugung durchzuführen. In dieser Lösung sind keine Vorschläge zur Gestaltung der wechselweisen Überwachung dor genannten Medienströme und der Havariebetriebsformen enthalten. Auch ist nur ein Vorschlag für die Gewährleistung der maximalen Sauerstoffkonzentration mit Hilfe eines Bypasses zu einem Verstärker unterbreitet.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine komplexe gegenseitige Überwachung der Medienströme verfügbar zu haben und mit geringem Kostenaufwand die Atemgasbereitstellung so zu sichern, daß der wertvolle Sauerstoff woitestgehend nur als Nährgas genutzt wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gasversorgungs- und Überwachungssystem zu entwickeln, das eine komplexe gegenseitige Überwachung der Medienströme gewährleistet und im Falle der Havarie in einem oder zwei der Medienströme mit Hilfe der oder des noch arbeitsfähigen Mediums eine den qualitativen und quantitativen Anforderungen gerecht werdende Havariebetriebsform aufrecht hrlt. Gleichzeitig soll unter tfilweioer Nutzung dafür notwendiger Baugruppen eine Altern Hive für die Betriebsform „maximaler Sauerstoffgehalt" durch Einleitung eines Konstantsauerstoffstromes in Verbindung mit einem Puffervolumen und Druckbegrenzungsventil in einem Verstärker geschaffen werden.Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Gasversorgungs- und Überwachungssystem der einleitend genannten Art ausgeführt wird mit einem Druckluftanschluß und zwei Sauerstoffanschlüssen, die zum einen über Schwellwertschalter und über versorgungsseitig mit diesen verknüpfte ODER-Elemente mti einer Steuerung verbunden und zum anderen über Wegeventile wahlweise allein oder in Kombination miteinander an eine Koppelstelle geführt sind, die ihrerseits mit den Eingängen zweier Wegeventile in Verbindung steht, deren Ausgänge über Volumenstromventile eine Verbindung zu dem Primäreingang und zu dem Sekundäreingang eines Verstärkers, einem Puffervolumer mit Druckbegrenzungsventil sowie zwei Richtungsventilen haben und die wie übrigens alle Wegeventile jeweils direkt mit der S euerung verbunden sind. Damit ist unter Verwendung eines Minimums an einfachen, mit Ausnahme der Volumenstromventile digital arbeitender Bauelemente eine fast ausschließliche Atemgabereitstellung mit 21 %, etwa 40%, etwa 90% und im Extremfall mit mehr als 95% Sauerstoffanteilen im Normai- und Havariebetrieb gesichert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sinrj beim Gasversorgungs- und Überwachungssystem der erste Schwellwertschalter eingangsseitig mit dem Druckluftansch'uß, ausgangsseitig mit der Steuerung und versorgungsseitig über eines der ODER-Elemente mit dem ersten und dem zweiten Sauerstoffanschluß, der zweite Schwellwertschalter eingangsseitig mit dem ersten