DE102006049899A1 - Respirator for e.g. diver or fire fighter has a two-stage mixer regulator providing base-level feed in parallel with full-flow supply - Google Patents

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Abstract

A respirator has a pressurized gas source, a pressure regulator and a venturi jet that mixes the pressurized gas with ambient air. The mixer has a base-flow level and a full-supply level. From a predetermined level onwards, the full-supply operates in parallel with the base-flow. In a process to operate the respirator, the oxygen content of the gas supplied to the user is regulated to a target value with respect to the volumetric proportion of oxygen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beatmung, die eine Druckgasquelle, einen Druckregler sowie mindestens eine Mischeinrichtung mit Venturidüse zum Mischen des Druckgases mit Umgebungsluft aufweist.The The invention relates to a ventilating device comprising a pressurized gas source, a pressure regulator and at least one mixing device with venturi for mixing having the compressed gas with ambient air.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Steuerung eines Beatmungsgerätes, bei dem Atemgas durch Mischen von Druckgas und Umgebungsluft bereitgestellt wird.The Invention relates to this In addition, a method for controlling a ventilator, in the respiratory gas provided by mixing compressed gas and ambient air becomes.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden beispielsweise im medizintechnischen Bereich eingesetzt, um einem Patienten unter Verwendung eines Patienteninterfaces, beispielsweise einer Atemgasmaske oder eines Tubus, Atemgas mit einem zweckmäßigen Gehalt an Sauerstoff zuzuführen.such Methods and devices are used, for example, in medical technology Area used to provide a patient using a patient interface, For example, a breathing gas mask or a tube, breathing gas with a suitable salary to supply oxygen.

Es können aber auch diverse Anwendungen außerhalb des Gebietes der Medizintechnik erfolgen. Beispielsweise kann bei Beatmungsgeräten für Taucher oder Feuerwehrleute das Problem auftreten, daß ein Sauerstoffverbrauch zu minimieren ist. Das gleiche Problem kann auch im industriellen Bereich bei Tätigkeiten auftreten, die die Verwendung von Beatmungsgeräten zum Schutz der betreffenden Person vor der Einwirkung von Umweltgasen erforderlich machen und bei denen die betreffenden Personen durch die vorgesehenen Tätigkeiten die Hände nicht frei haben, um selbst auf die verwendeten Beatmungsgeräte einwirken zu können. Schließlich sind auch Anwendungen im Bereich von Beatmungsgeräten denkbar, die von Astronauten oder Piloten verwendet werden.It can but also various applications outside the field of medical technology respectively. For example, with respirators for divers or firefighters the problem occur that one To minimize oxygen consumption. The same problem can also occur in the industrial sector in activities that the Use of respirators to protect the person concerned from the action of environmental gases required by the persons concerned the intended activities hands not free to act on the respirators used to be able to. Finally are Also, applications in the field of ventilators conceivable by astronauts or pilots are used.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß innerhalb eines großen Bereiches an möglichen Volumenströmen eine möglichst genaue Steuerbarkeit gewährleistet wird.task It is the object of the present invention to provide a device to be constructed such that within a large area at possible volume flows one possible ensures exact controllability becomes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mischeinrichtung eine Grundstromstufe sowie eine Vollstromstufe aufweist und daß ab einer vorgebbaren Schaltschwelle die Vollstromstufe parallel zur Grundstromstufe geschaltet ist.These Task is inventively characterized solved, that the Mixing a basic current level and a full-current stage and that from a predefinable switching threshold the full current level parallel to Basic current stage is connected.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß eine genaue Einhaltung eines vorgebbaren Sauerstoffgehaltes des Atemgases unterstützt wird.Further The object of the present invention is to provide a method of the introductory mentioned type to improve so that an accurate compliance with a specifiable oxygen content of the respiratory gas is supported.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Sauerstoffgehalt des Atemgases durch Auswertung eines er mittelten Volumenanteiles an Sauerstoff auf einen vorgebbaren Sollwert geregelt wird.These Task is inventively characterized solved, the existence Oxygen content of the respiratory gas by evaluating a he averaged Volume fraction of oxygen regulated to a predefinable setpoint becomes.

Durch die Konstruktion der Venturidüse mit einer Grundstromstufe und einer Vollstromstufe ist es möglich, sowohl für kleine Volumenströme als auch für große Volumenströme optimierte Querschnittverhältnisse und damit Injektorwirkungen vorzugeben. Es wird hierdurch eine im gesamten Arbeitsbereich gut steuerbare Düsenanordnung bereitgestellt.By the construction of the Venturi nozzle with a basic current stage and a full-current stage, it is possible both for little ones flow rates as well as for size flow rates optimized cross-sectional conditions and thus pretend injector effects. It thereby becomes one throughout Workspace well controllable nozzle arrangement provided.

Durch die Auswertung eines sensorisch direkt oder indirekt erfaßten Sauerstoffgehaltes ist es möglich, eine exakte Einhaltung einer vorgegebenen Atemgaszusammensetzung zu ermöglichen. Besonders vorteilhaft ist die Kombination einer zwei- oder mehrstufigen Venturidüsenanordnung mit der direkten oder indirekten meßtechnischen Erfassung des Sauerstoffgehaltes und die entsprechende Regelung der zwei oder mehrstufigen Venturidüsenanordnung.By the evaluation of a sensory direct or indirect detected oxygen content is it possible to have one to allow exact compliance with a given breathing gas composition. Particularly advantageous is the combination of a two- or multi-stage Venturi nozzle arrangement with the direct or indirect measuring technology of the Oxygen content and the corresponding regulation of the two or multistage Venturi nozzle arrangement.

Eine kompakte konstruktive Realisierung wird dadurch unterstützt, daß die Grundstromstufe als ein Festinjektor ausgebildet ist.A compact design implementation is supported by the fact that the basic current stage is designed as a Festinjektor.

Eine gute Steuerbarkeit wird dadurch bereitgestellt, daß die Vollstromstufe einen Nadelinjektor aufweist.A good controllability is provided by the fact that the full-flow stage having a needle injector.

Für einen robusten Aufbau erweist es sich als vorteilhaft, daß eine Nadel des Nadelinjektors in Richtung einer Nadellängsachse positionierbar angeordnet ist.For one robust construction, it proves to be advantageous that a needle of the needle injector positionable in the direction of a needle longitudinal axis is.

Ebenfalls trägt es zu einer kompakten Konstruktion bei, daß die Nadel durch einen einwirkenden Sauerstoffdruck positionierbar ist.Also wear it to a compact construction in that the needle by an acting Oxygen pressure can be positioned.

Eine genaue Steuerbarkeit wird dadurch unterstützt, daß ein zur Druckregelung verwendetes Steuerventil beispielsweise als ein Proportionalventil ausgebildet ist. Alternativ kann auch ein anderes Stellventil verwendet werden. Das Stellventil kann motorbetrieben, handbetrieben oder druckregelbar ausgebildet sein. Verwendbar sind auch Membranstellantriebe, Klappen mit Motorantrieb oder Armaturen mit Membranantrieb Eine nochmals gesteigerte Kompaktheit der Konstruktion läßt sich dadurch erreichen, daß die Nadel mindestens bereichsweise mit einem Nadelhohlraum versehen ist.A exact controllability is supported by the fact that a used for pressure control Control valve, for example, designed as a proportional valve is. Alternatively, another control valve can be used. The control valve can be motorized, manual or pressure controllable be educated. Can also be used membrane actuators, flaps with motor drive or valves with membrane drive One more Increased compactness of the construction can be achieved by that the Needle at least partially provided with a needle cavity is.

Ebenfalls trägt es zu einer kompakten und einfachen Konstruktion bei, daß die Grundstromstufe der Mischeinrichtung den Nadelhohlraum umfaßt.Also wear it to a compact and simple construction in that the basic current stage the mixer comprises the needle cavity.

Eine genaue Sauerstoffdosierung wird dadurch unterstützt, daß eine Steuereinrichtung des Druckreglers an eine Sauerstoffmeßeinrichtung angeschlossen ist.A accurate oxygen dosage is supported by the fact that a control device of the Pressure regulator connected to a Sauerstoffmeßeinrichtung is.

Insbesondere ist daran gedacht, daß die Meßeinrichtung einen Feuchtesensor umfaßt.Especially is thought that the measuring device includes a humidity sensor.

Ebenfalls erweist es sich als vorteilhaft, daß die Meßeinrichtung einen Temperatursensor umfaßt.Also it proves to be advantageous that the measuring device is a temperature sensor includes.

Zusätzlich ist auch daran gedacht, daß die Meßeinrichtung einen oder mehrere Drucksensoren umfaßt.In addition is also thought that the measuring device includes one or more pressure sensors.

Eine weitere Ausführungsvariante besteht darin, daß die Meßeinrichtung einen Ultraschallsensor umfaßt.A further embodiment is that the measuring device an ultrasonic sensor.

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

1 eine Mischeinrichtung für Sauerstoff und Umgebungsluft unter Verwendung von zwei Venturidüsen, wobei die eine Venturidüse als Festinjektor und die zweite Venturidüse als Nadelinjektor ausgebildet ist, in einem geschlossenen Zustand des Nadelinjektors, 1 an oxygen and ambient air mixing device using two venturi nozzles, one with a venturi as a solid injector and the second venturi as a needle injector, in a closed state of the needle injector,

2 eine vergrößerte teilweise Darstellung der Anordnung gemäß 1, 2 an enlarged partial view of the arrangement according to 1 .

3 eine gegenüber 1 abgewandelte Ausführungsform bei Verwendung einer hohlen Nadel zur Bereitstellung des Festinjektors, 3 one opposite 1 modified embodiment using a hollow needle to provide the Festinjektors,

4 eine gegenüber 1 abgewandelte Ausführungsform mit stufenlos einstellbarem Nadelinjektor, 4 one opposite 1 modified embodiment with continuously adjustable needle injector,

5 eine vergrößerte teilweise Darstellung der Anordnung gemäß 4, 5 an enlarged partial view of the arrangement according to 4 .

6 eine weitere Ausführungsform mit hohler Nadel bei geschlossenem Nadelinjektor, 6 a further embodiment with a hollow needle with the needle injector closed,

7 eine vergrößerte teilweise Darstellung der Anordnung gemäß 6, 7 an enlarged partial view of the arrangement according to 6 .

8 die Anordnung gemäß 6 und 7 nach einem Öffnen des Nadelinjektors, 8th the arrangement according to 6 and 7 after opening the needle injector,

9 ein detailliertes Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer meßtechnischen Erfassung eines Sauerstoffgehaltes des Atemgases und 9 a detailed block diagram illustrating a metrological detection of an oxygen content of the respiratory gas and

10 eine vereinfachte Darstellung der Anordnung in 9. 10 a simplified representation of the arrangement in 9 ,

1 zeigt eine Druckgasquelle (1), die über einen Druckregler (2) und ein Steuerventil (3) an eine Mischeinrichtung (4) angeschlossen ist. Die Mischeinrichtung (4) besitzt einen Druckgaseingang (5), mindestens einen Umgebungsluftanschluß (6, 7) sowie einen Ausgang (8). 1 shows a compressed gas source ( 1 ), which have a pressure regulator ( 2 ) and a control valve ( 3 ) to a mixing device ( 4 ) connected. The mixing device ( 4 ) has a compressed gas inlet ( 5 ), at least one ambient air connection ( 6 . 7 ) as well as an output ( 8th ).

Die Druckgasquelle (1) kann beispielsweise als eine Flüssiggasquelle ausgebildet sein, deren Druck vom Druckregler (2) auf einen Bereich von 2,7 bis 6 bar eingestellt wird. Das Steuerventil (3) kann als ein Proportionalventil ausgebildet sein. Den Umgebungsluftanschlüssen (6, 7) wird die Umgebungsluft vorteilhafterweise über einen Luftfilter (9) zugeführt.The compressed gas source ( 1 ) may be formed for example as a liquid gas source whose pressure from the pressure regulator ( 2 ) is set to a range of 2.7 to 6 bar. The control valve ( 3 ) may be formed as a proportional valve. The ambient air connections ( 6 . 7 ), the ambient air is advantageously via an air filter ( 9 ).

Die Mischeinrichtung (4) gemäß 1 weist zwei Venturidüsen (10, 11) auf, wobei die Venturidüse (10) eine Grundstromstufe für einen unteren Lastbereich und die Venturidüse (11) eine Vollstromstufe für einen oberen Lastbereich bereitstellt. Insbesondere ist daran gedacht, im oberen Lastbereich die Venturidüsen (10, 11) relativ zueinander parallel zu betreiben.The mixing device ( 4 ) according to 1 has two venturi nozzles ( 10 . 11 ), with the Venturi nozzle ( 10 ) a base load stage for a lower load range and the Venturi nozzle ( 11 ) provides a full current stage for an upper load range. In particular, it is thought, in the upper load range, the venturi ( 10 . 11 ) operate in parallel relative to each other.

Die Venturidüse (10) ist als ein Festinjektor ausgebildet, dem über den Druckgaseingang (5) das Druckgas als Treibgas zugeführt wird. Die Umgebungsluft wird über den Umgebungsluftanschluß (6) zur Venturidüse (10) geleitet. Aufgrund der Injektorwirkung der aus der Venturidüse (10) ausströmenden Gasströmung an Druckgas wird Umgebungsluft mitgerissen, im Bereich einer Mischkammer (12) mit dem Druckgas vermengt und anschließend in Richtung auf den Ausgang (8) geleitet. Dabei wird über einem Diffusor (12a) erneut Druck aufgebaut.The Venturi nozzle ( 10 ) is designed as a Festinjektor, which via the compressed gas inlet ( 5 ) the compressed gas is supplied as propellant gas. The ambient air is supplied via the ambient air connection ( 6 ) to the Venturi nozzle ( 10 ). Due to the injector effect of the Venturi nozzle ( 10 ) flowing gas flow to pressurized gas ambient air is entrained, in the region of a mixing chamber ( 12 ) mixed with the compressed gas and then in the direction of the output ( 8th ). It is about a diffuser ( 12a ) again pressure built up.

Die Venturidüse (11) ist als ein Nadelinjektor ausgebildet, wobei bei in dem in 1 dargestellten Betriebszustand eine Nadel (13) den Düsenausgang (14) verschließt. Die Nadel (13) ist von einem Nadelträger (15) gehaltert, in dem die Nadel (13) in Richtung einer Nadellängsachse (16) beweglich geführt ist. Eine Nadelspitze (17) ragt aus dem Düsenausgang (14) heraus. Ein der Nadelspitze (17) abgewandter Nadelsockel (18) ist auf einer Membran (19) befestigt, die in einer Membrankammer (20) angeordnet ist. Die Membrankammer (20) ist über einen Steuerkanal (21) mit dem Druckgaseingang (5) verbunden. Darüber hinaus ist die Membran (19) im Bereich ihrer der Membrankammer (20) abgewandten Oberfläche von einem Gegenelement (22) abgestützt, das über eine Feder (23) gegenüber einem Kammergehäuse (24) verspannt ist.The Venturi nozzle ( 11 ) is formed as a Nadelinjektor, wherein in the in 1 operating state a needle ( 13 ) the nozzle outlet ( 14 ) closes. The needle ( 13 ) is from a needle carrier ( 15 ), in which the needle ( 13 ) in the direction of a needle longitudinal axis ( 16 ) is movably guided. A needlepoint ( 17 ) protrudes from the nozzle exit ( 14 ) out. One of the needle tip ( 17 ) averted needle base ( 18 ) is on a membrane ( 19 ) mounted in a diaphragm chamber ( 20 ) is arranged. The diaphragm chamber ( 20 ) is via a control channel ( 21 ) with the compressed gas inlet ( 5 ) connected. In addition, the membrane ( 19 ) in the region of the membrane chamber ( 20 ) facing away from a counter element ( 22 ) supported by a spring ( 23 ) with respect to a chamber housing ( 24 ) is braced.

Die Kraft der Feder (23) ist derart dimensioniert und mit Hilfe einer Einstellschraube (23a) so voreingestellt, daß bei einem am Druckgaseingang (5) anliegenden unteren Druckbereich, der über den Steuerkanal (21) auf die Membrankammer (20) übertragen wird, die Kraft der Feder (23) ausreichend ist, um die Nadel (13) abdichtend in den Düsenausgang (14) zu drücken.The force of the spring ( 23 ) is dimensioned in such a way and with the aid of an adjusting screw ( 23a ) preset so that at one of the compressed gas inlet ( 5 ) adjacent lower pressure range, via the control channel ( 21 ) on the diaphragm chamber ( 20 ), the force of the spring ( 23 ) is sufficient to remove the needle ( 13 ) sealingly into the nozzle outlet ( 14 ).

Zur Unterstützung einer kompakten Ausbildung der Mischeinrichtung (4) verläuft ein Verbindungskanal (25) ausgehend vom Druckgaseingang (5) am Nadelträger (15) vorbei bis zu einem Eingangskanal (26) der Venturidüse (10). Hierdurch kann eine gemeinsame Druckgasversorgung beider Venturidüsen (10, 11) erreicht werden.To support a compact design of the mixing device ( 4 ) runs a connection channel ( 25 ) starting from the compressed gas inlet ( 5 ) on the needle carrier ( 15 ) to an input channel ( 26 ) of the Venturi nozzle ( 10 ). In this way, a common compressed gas supply both venturi ( 10 . 11 ) can be achieved.

2 zeigt eine vergrößerte teilweise Darstellung der Anordnung in 1. Es ist insbesondere die großflächige Abstützung der Membran (19) durch das Gegenelement (22) zu erkennen. Ebenfalls ist die abgedichtete Führung der Nadelspitze (17) im Düsenausgang (14) zu erkennen. Der Verbindungskanal (25) verläuft zwischen dem Nadelträger (15) und einem Ausgangssockel (27) des Düsenausgangs (14) vorzugsweise ringförmig und konzentrisch zur Düsenlängsachse (16). Hierdurch wird eine widerstandsarme Strömungsverbindung zum Eingangskanal (26) der Venturidüse (10) bereitgestellt. 2 shows an enlarged partial view of the arrangement in 1 , It is in particular the large-area support of the membrane ( 19 ) by the counter element ( 22 ) to recognize. Also, the sealed guide of the needle tip ( 17 ) in the nozzle outlet ( 14 ) to recognize. The connection channel ( 25 ) runs between the needle carrier ( 15 ) and an output socket ( 27 ) of the nozzle outlet ( 14 ) preferably annular and concentric with the nozzle longitudinal axis ( 16 ). As a result, a low-resistance flow connection to the input channel ( 26 ) of the Venturi nozzle ( 10 ) provided.

Gemäß der abgewandelten Ausführungsform in 3 ist die erste Venturidüse (10) durch einen Nadelhohlraum (28) der Nadel (13) ausgebildet. Der Nadelhohlraum (28) ist über einen Querkanal (29) mit dem Verbindungskanal (25) gekoppelt. Der Nadelhohlraum (28) erstreckt sich bis in den Bereich der Nadelspitze (17), so daß für die Grundstromstufe unabhängig von einer konkreten Positionierung der Nadel (13) eine Grundströmung bereitgestellt wird, die Umgebungsluft vom Bereich des Umgebungsluftanschlusses (7) bis in eine Mischkammer (30) der Venturidüse (11) leitet und über einen Diffusor (30a) den zum Betrieb der Vorrichtung erforderlichen Druck aufbaut.According to the modified embodiment in 3 is the first venturi ( 10 ) through a needle cavity ( 28 ) of the needle ( 13 ) educated. The needle cavity ( 28 ) is via a transverse channel ( 29 ) with the connection channel ( 25 ) coupled. The needle cavity ( 28 ) extends into the area of the needle tip ( 17 ), so that for the basic current stage regardless of a specific positioning of the needle ( 13 ) a basic flow is provided, the ambient air from the area of the ambient air connection ( 7 ) into a mixing chamber ( 30 ) of the Venturi nozzle ( 11 ) and via a diffuser ( 30a ) builds up the pressure required to operate the device.

4 zeigt eine gegenüber der Ausführungsform in 1 abgewandelte Ausführungsform. Der Nadelinjektor ist hierbei zusätzlich stufenlos einregelbar. Eine derartige Regelbarkeit ist auch bei der Ausführungsform gemäß 1 möglich. In 1 ist ein Betriebszustand mit geöffnetem Injektor dargestellt. Darüber hinaus befindet sich die Anordnung ge mäß 4 in der Vollstromstufe, bei der auch die Venturidüse (11) durch ein Zurückziehen der Nadel (13) aktiviert wurde. Das Zurückziehen der Nadel (13) erfolgt ab einem vorgebbaren Steuerdruck. Der Steuerdruck wird über den Steuerkanal (21) auf die Membrankammer (20) übertragen und drückt die Membran (19) gegen den Druck der Feder (23) zurück. Aufgrund der Verbindung der Membran (19) mit dem Nadelsockel (18) wird hierdurch die Nadel (13) in Richtung der Nadellängsachse (16) zurückgezogen und gibt einen Ringkanal im Bereich des Düsenausganges (14) frei. Durch diesen Ringkanal tritt das Druckgas aus und strömt in Richtung auf die Mischkammer (30), in der das Druckgas mit angesaugter Umgebungsluft vermengt wird. Im Diffusor (30a) wird erneut Druck aufgebaut. 4 shows a relation to the embodiment in 1 modified embodiment. The needle injector is also infinitely adjustable. Such controllability is also according to the embodiment 1 possible. In 1 an operating state is shown with the injector open. In addition, the arrangement is in accordance with ge 4 in the full-flow stage, in which the Venturi nozzle ( 11 ) by retracting the needle ( 13 ) has been activated. Retracting the needle ( 13 ) takes place from a prescribable control pressure. The control pressure is transmitted via the control channel ( 21 ) on the diaphragm chamber ( 20 ) and pushes the membrane ( 19 ) against the pressure of the spring ( 23 ) back. Due to the connection of the membrane ( 19 ) with the needle base ( 18 ) is thereby the needle ( 13 ) in the direction of the needle longitudinal axis ( 16 ) and returns an annular channel in the region of the nozzle exit ( 14 ) free. Through this annular channel, the compressed gas exits and flows in the direction of the mixing chamber ( 30 ), in which the compressed gas is mixed with sucked in ambient air. In the diffuser ( 30a ) pressure is built up again.

5 zeigt eine vergrößerte teilweise Darstellung der Anordnung gemäß 4. Insbesondere ist der sich zwischen der Nadelspitze (17) und dem Düsenausgang (14) erstreckende Ringkanal (31) zu erkennen. Im dargestellten Betriebszustand werden beide Venturidüsen (10, 11) parallel zueinander betrieben. Die konkrete aktuelle Dimensionierung des Ringkanals (31) ist abhängig vom einwirkenden Steuerdruck und der hierdurch verursachten Durchbiegung der Membran (19), die eine entsprechende Positionierung des Nadelsockels (18) und somit auch der Nadel (13) verursacht. 5 shows an enlarged partial view of the arrangement according to 4 , In particular, between the needle tip ( 17 ) and the nozzle outlet ( 14 ) extending annular channel ( 31 ) to recognize. In the illustrated operating state both Venturi nozzles ( 10 . 11 ) operated in parallel. The con crete current dimensioning of the ring channel ( 31 ) depends on the acting control pressure and the resulting deflection of the membrane ( 19 ), the corresponding positioning of the needle socket ( 18 ) and thus also the needle ( 13 ) caused.

5 veranschaulicht ebenfalls nochmals, daß der Übergangsdruck zur Aktivierung des Überganges von der Grundstromstufe zur Vollstromstufe durch eine geeignete Vorspannung des Gegenelementes (22) vorgebbar ist. Die vorspannung wird durch Verdrehen eines Stellelementes (32) verursacht. Das Stellelement (32) kann als eine Schraube ausgebildet sein, die mit einem Außengewinde in einem Innengewinde des Kammergehäuses (24) geführt ist. Durch ein Verdrehen des Stellelementes (32) erfolgt eine geeignete Verspannung der Feder (23). Zur Vermeidung einer Einbringung von Drehbewegungen in die Feder (23) erfolgt eine Kopplung des Stellelementes (32) mit der Feder (23) über eine Kugel (33). 5 also illustrates again that the transition pressure to activate the transition from the basic current stage to the full-current stage by a suitable bias of the counter element ( 22 ) can be specified. The preload is achieved by turning an actuator ( 32 ) caused. The actuator ( 32 ) may be formed as a screw with an external thread in an internal thread of the chamber housing ( 24 ) is guided. By turning the control element ( 32 ) there is a suitable tension of the spring ( 23 ). To prevent the introduction of rotational movements in the spring ( 23 ) there is a coupling of the actuating element ( 32 ) with the spring ( 23 ) over a sphere ( 33 ).

6 zeigt eine nochmals abgewandelte Ausführungsform, bei der der Nadelinjektor geschlossen ist und als Grundstromstufe lediglich die Düsennadel in Betrieb ist. Die Membran (19) ist hierbei von der Feder (23) in den Grundzustand zurückgedrückt worden. 6 shows a further modified embodiment in which the needle injector is closed and the basic current stage, only the nozzle needle is in operation. The membrane ( 19 ) is from the spring ( 23 ) has been pushed back to the ground state.

Die vergrößerte teilweise Darstellung in 7 zeigt die Nadel (13) in einem Betriebszustand der Grundstromstufe, in dem der Ringkanal (31) geschlossen ist. Es tritt hierdurch lediglich Druckgas durch den Querkanal (29) und den Nadelhohlraum (28) hindurch aus.The enlarged partial representation in 7 shows the needle ( 13 ) in an operating state of the basic current stage, in which the annular channel ( 31 ) closed is. It occurs only compressed gas through the transverse channel ( 29 ) and the needle cavity ( 28 ) through.

8 zeigt die Anordnung gemäß 7 in einem geöffneten Zustand des Ringkanals (31). Es wird hierdurch die vollstromstufe der Mischeinrichtung (4) eingenommen. Die Membran (19) ist wiederum durch den einwirkenden Druck in die Öffnungspositionierung überführt und hat hierdurch die Nadel (13) zurückgezogen. 8th shows the arrangement according to 7 in an opened state of the annular channel ( 31 ). As a result, the full-flow stage of the mixing device ( 4 ). The membrane ( 19 ) is in turn transferred by the applied pressure in the opening position and thereby has the needle ( 13 ) withdrawn.

9 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines regelungstechnischen Konzeptes einer Regelung des Sauerstoffgehaltes bei einer Verwendung von Sauerstoff als Druckgas. Zwischen die Druckgasquelle (1) und den Druckregler (2) ist hier ein Druckminderer (34) geschaltet. Der Ausgang des Druckreglers (2) ist an ein Injektorventil (35) angeschlossen, das von einer Steuereinrichtung (36) betätigt wird. Das Injektorventil (35) ist mit beiden Venturidüsen (10, 11) verbunden. Beide venturidüsen (10, 11) münden in eine Mischkammer (37) ein. Das Injektorventil (35) und die Venturidüsen (10, 11) sind über eine Bypaßleitung (38) mit Bypaßventil (39) überbrückt. Die Bypaßleitung (38) mündet ebenfalls in die Mischkammer (37) ein. 9 shows a block diagram illustrating a control concept of a control of the oxygen content in a use of oxygen as a pressurized gas. Between the compressed gas source ( 1 ) and the pressure regulator ( 2 ) is here a pressure reducer ( 34 ). The output of the pressure regulator ( 2 ) is connected to an injector valve ( 35 ) connected by a control device ( 36 ) is pressed. The injector valve ( 35 ) is with both venturi ( 10 . 11 ) connected. Both venturi nozzles ( 10 . 11 ) open into a mixing chamber ( 37 ) one. The injector valve ( 35 ) and the venturi nozzles ( 10 . 11 ) are via a bypass line ( 38 ) with bypass valve ( 39 ) bridged. The bypass line ( 38 ) also flows into the mixing chamber ( 37 ) one.

Über die Parallelschaltung zweier Rückschlagventile (41) sind die Venturidüsen (10, 11) über den Luftfilter (9) mit einer Umgebung verbunden. Die Mischkammer (37) ist über die Reihenschaltung eines Rückschlagventils (42) und eines Patientenventils (43) mit einem Patienteninterface (44) verbunden.Via the parallel connection of two check valves ( 41 ) are the Venturi nozzles ( 10 . 11 ) over the air filter ( 9 ) connected to an environment. The mixing chamber ( 37 ) is via the series connection of a check valve ( 42 ) and a patient valve ( 43 ) with a patient interface ( 44 ) connected.

Zwischen das Patientenventil (43) und das Patienteninterface (44) ist ein Flowsensor (46) geschaltet. Ebenfalls ist ein Drucksensor (47) verwendet und mit der Steuereinrichtung (36) verbunden.Between the patient valve ( 43 ) and the patient interface ( 44 ) is a flow sensor ( 46 ). Also is a pressure sensor ( 47 ) and with the control device ( 36 ) connected.

Zwischen das Rückschlagventil (42) und das Patientenventil (43) sind ein Ultraschallsensor (49), ein Temperatursensor (53) sowie ein Feuchtsensor (50) geschaltet und ebenfalls an die Steuereinrichtung (36) angeschlossen. Darüber hinaus ist ein Umgebungsdrucksensor (54) an die Steuereinrichtung (36) angeschlossen.Between the check valve ( 42 ) and the patient valve ( 43 ) are an ultrasonic sensor ( 49 ), a temperature sensor ( 53 ) as well as a humidity sensor ( 50 ) and also to the control device ( 36 ) connected. In addition, an ambient pressure sensor ( 54 ) to the control device ( 36 ) connected.

10 zeigt die Anordnung gemäß 9 in einer stark vereinfachten und schematisierten Darstellung. 10 shows the arrangement according to 9 in a highly simplified and schematic representation.

Die Verwendung der vorstehend erläuterten Sensoren ermöglicht die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes im inspiratorischen Atemgas unter Verwendung von preiswerten und zuverlässigen Sensoren. Das Verfahren nutzt eine Kombination aus Feuchte-, Temperatur-, Druck- und Ultraschallsensor.The Use of the above-explained Sensors possible the determination of the oxygen content in the inspiratory respiratory gas using inexpensive and reliable sensors. The procedure uses a combination of humidity, temperature, pressure and ultrasonic sensor.

Ein zuverlässiges verfahren zur Bestimmung der Fließgeschwindigkeit eines Fluids ist das Ultraschallverfahren mit Laufzeitmessung geeigneter Signale wechselweise in beiden Flussrichtungen des Fluids mit dem Ultraschallsensor (49) Dabei kann neben der Mediumsgeschwindigkeit auch die Schallgeschwindigkeit des Mediums bestimmt werden. Bei gleichzeitiger Bestimmung der Temperatur des Fluids mit Hilfe eines Temperaturfühlers (53) kann die mittlere Molmasse des Fluids berechnet werden. Ist das Fluid eine Mischung aus trockenem medizinischem oder einem anderen hochkonzentrierten trockenem Sauerstoff einerseits und aus Luft (Umgebungs- oder Druckluft) andererseits und ist dieses Gasgemisch mit Wasserdampf angereichert, so kann die Sauerstoffkonzentration des Gemischs bestimmt werden. Wenn Annahmen über die Zusammensetzung der zugemischten Luft getroffen werden und zusätzlich die Feuchte des Gemischs mittels eines Feuchtesensors (50) sowie der Gasdruck mittels einer Drucksensorik zusätzlich zur Schallgeschwindigkeit gemessen werden, liegen ausreichend Daten zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration vor. Dabei kann es sich bei der Messung des Drucks um eine Kombination aus einem Absolutdrucksensor (54) und Relativdrucksensor (47) an der Messstelle oder einen einzelnen Absolutdrucksensor an der Messstelle handeln.A reliable method for determining the flow rate of a fluid is the ultrasonic method with transit time measurement of suitable signals alternately in both directions of flow of the fluid with the ultrasonic sensor ( 49 ) In addition to the medium speed, the speed of sound of the medium can be determined. With simultaneous determination of the temperature of the fluid by means of a temperature sensor ( 53 ), the average molecular weight of the fluid can be calculated. If the fluid is a mixture of dry medical or other highly concentrated dry oxygen on the one hand and air (ambient or compressed air) on the other hand and this gas mixture is enriched with water vapor, the oxygen concentration of the mixture can be determined. If assumptions are made about the composition of the admixed air and additionally the moisture of the mixture by means of a damp esensors ( 50 ) and the gas pressure are measured by means of a pressure sensor in addition to the speed of sound, there are sufficient data for the determination of the oxygen concentration. In this case, the measurement of the pressure may be a combination of an absolute pressure sensor ( 54 ) and relative pressure sensor ( 47 ) at the measuring point or a single absolute pressure sensor at the measuring point.

Bei den Annahmen zur Zusammensetzung der Umgebungsluft handelt es sich um die folgenden Gasanteile:

  • a) Stickstoff (N2) und Argon (Ar) liegen in einem festen Verhältnis der Volumenanteile von 78,1:0,9 vor. Dabei besteht normale Umgebungsluft zu etwa 78,1 Volumenprozent aus Stickstoff (N2) und zu 0,9 Volumenprozent (Vol %) aus Argon (Ar).
  • b) Der Volumenanteil an Kohlendioxid (CO2) liegt wie alle anderen Spurengase in der Umgebungsluft nur in ge ringsten Konzentrationen von deutlich unter 1 Vol % (ca. 0,04 Vol %) vor und wird daher vernachlässigt.
  • c) Der Restanteil des trockenen Gases besteht aus Sauerstoff (O2). Bei normaler Umgebungsluft beträgt dieser Anteil ca. 20,9 Vol %.
  • d) Zusätzlich zu den Anteilen des trockenen Gases N2/O2/Ar mit den Verhältnissen 78,1/20,9/0,9 kann die zugemischte Luft noch einen variablen Anteil an Wasserdampf enthalten. Dieser Anteil kann als relative Luftfeuchtigkeit zwischen 0 und 100 % relativer Luftfeuchte (rF) liegen. Dabei hängt der Wasserdampf-Sättigungsdruck lediglich von der Gastemperatur ab, nicht jedoch vom Umgebungsdruck. Nach der Mischung der Luft mit dem hochkonzentrierten trockenem Sauerstoff nimmt die relative Feuchtigkeit des entstehenden Gasgemisches ab.
The assumptions on the composition of the ambient air are the following gas fractions:
  • a) Nitrogen (N2) and argon (Ar) are present in a fixed ratio of the volume fractions of 78.1: 0.9. In this case, normal ambient air consists of about 78.1% by volume of nitrogen (N2) and 0.9% by volume (% by volume) of argon (Ar).
  • b) The volume fraction of carbon dioxide (CO2) is like all other trace gases in the ambient air only in ge ringsten concentrations of well below 1 vol% (about 0.04 vol%) and is therefore neglected.
  • c) The remainder of the dry gas consists of oxygen (O2). In normal ambient air, this proportion is about 20.9% by volume.
  • d) In addition to the proportions of the dry gas N2 / O2 / Ar with the ratios 78.1 / 20.9 / 0.9, the admixed air may still contain a variable proportion of water vapor. This proportion can be as relative humidity between 0 and 100% relative humidity (RH). The water vapor saturation pressure depends only on the gas temperature, but not on the ambient pressure. After mixing the air with the highly concentrated dry oxygen, the relative humidity of the resulting gas mixture decreases.

Das hier beschriebene Verfahren zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes von Atemgasen läuft in den folgenden Schritten ab:

  • A) Bestimmung der mittleren Schallgeschwindigkeit c des zu analysierenden Gases mittels Ultraschallsensor (49): c = 2s/(t2 + t1) Gl. (1)mit c: Schallgeschwindigkeit t1: Laufzeit des Messsignals in Richtung 1 t2: Laufzeit des Messsignals in Richtung 2 (entgegen Richtung 1) s: Länge des Messstrecke für das Ultraschallsignal (von Transducer 1 bis Transducer 2)
  • B) Bestimmung der Gastemperatur T mit Hilfe des Temperatursensors (53).
  • C) Bestimmung der mittleren Molmasse des zu analysierenden Gases (mit Gl. (1) und B) M = R·T·k/C2 Gl. (2)mit M: mittlere Molmasse R: Gaskonstante (R = 8,3145 J/(mol·K)) k: Adiabatenkoeffizient (k = 1,402)
  • D) Bestimmung des Feuchtegehaltes rF des zu analysierenden Gases mittels des Feuchtesensors (50), bevorzugt als Polymerfeuchtesensor
  • E) Bestimmung des Gasdrucks P an der Messstelle: P = Pamb + Paw Gl. (3)mit Pamb: absoluter Umgebungsdruck Paw: relativer Druck an der Messstelle (z.B. Geräteausgang, Atemwege, Exspirationsschenkel etc.)
  • F) Bestimmung des Sättigungsdrucks Psat für Wasserdampf im zu analysierenden Gas (mit B): Psat = 6,112·exp(17,5043·Tc/(241,2°C + Tc)) hPa Gl. (4) mit Tc: Temperatur in °C (Tc = T – 271,1 K)
  • G) Bestimmung des Partialdrucks des Wasserdampfs PH2O im zu analysierenden Gas (mit D und Gl. (4)): PH2O = (0.01·rF)·Psat Gl. (5)
  • H) Bestimmung des Volumenanteils des Wasserdampfs im zu analysierenden Gas (mit Gln. (3) und (5)): Vw = PH2O/(Pamb + Paw) Gl. (6)mit Vw: Volumenanteil H2O im Gas Hilfsgleichungen: Mittleres Molgewicht M = Vn·Mn + Vo·Mo + Vw·Mw Gl. (7)mit Vn: Volumenanteil Stickstoff + Argon Mn: mittlere Molmasse von Stickstoff + Argon (28,15 g/mol bei festem Verhältnis von 78,1 : 0,9 von Stickstoff zu Argon) Vo: Volumenanteil Sauerstoff Mo: Molmasse Sauerstoff (32,0 g/mol) Mw: Molmasse von Wasser (18,0 g/mol) Bilanzgleichung: Vn + Vo + Vw = 1 Gl. (8)
  • I) Bestimmung des Volumenanteils an Sauerstoff (mit Gln. (7) und (8)) Vo = (M – Mn + Vw·(Mn – Mw))/(Mo – Mn) Gl. (9)mit M: Messwert mittlere Molmasse aus Gl. (2) Vw: Messwert Volumenanteil Wasser aus Gl. (6) Mn = const. Mw = const. Mo = const.
The method described here for determining the oxygen content of respiratory gases proceeds in the following steps:
  • A) Determination of the average sound velocity c of the gas to be analyzed by means of an ultrasonic sensor ( 49 ): c = 2s / (t2 + t1) Eq. (1) with c: speed of sound t1: running time of the measuring signal in direction 1 t2: running time of the measuring signal in direction 2 (opposite direction 1) s: length of the measuring distance for the ultrasonic signal (from transducer 1 to transducer 2)
  • B) Determining the gas temperature T with the aid of the temperature sensor ( 53 ).
  • C) Determination of the average molar mass of the gas to be analyzed (with Eqs. (1) and B) M = R · T · k / C 2 Eq. (2) with M: average molar mass R: gas constant (R = 8.3145 J / (mol · K)) k: adiabatic coefficient (k = 1.402)
  • D) Determination of the moisture content rF of the gas to be analyzed by means of the humidity sensor ( 50 ), preferably as polymer moisture sensor
  • E) Determination of the gas pressure P at the measuring point: P = Pamb + Paw Eq. (3) with Pamb: absolute ambient pressure Paw: relative pressure at the measuring point (eg device output, respiratory tract, expiratory limb, etc.)
  • F) Determination of the saturation pressure Psat for water vapor in the gas to be analyzed (with B): Psat = 6.112 x exp (17.5043 x Tc / (241.2 ° C + Tc)) hPa Eq. (4) with Tc: temperature in ° C (Tc = T - 271.1 K)
  • G) Determination of the partial pressure of the water vapor PH2O in the gas to be analyzed (with D and equation (4)): PH2O = (0.01 · rF) · Psat Eq. (5)
  • H) Determination of the volume fraction of water vapor in the gas to be analyzed (with Eqs. (3) and (5)): Vw = PH2O / (Pamb + Paw) Eq. (6) with Vw: Volume fraction H2O in the gas Auxiliary equations: Mean molecular weight M = Vn * Mn + Vo * Mo + Vw * Mw Eq. (7) with Vn: volume fraction nitrogen + argon Mn: average molecular weight of nitrogen + argon (28.15 g / mol at a fixed ratio of 78.1: 0.9 of nitrogen to argon) Vo: volume fraction oxygen Mo: molecular weight oxygen (32.0 g / mol) Mw: molar mass of water (18.0 g / mol) Balance equation: Vn + Vo + Vw = 1 Eq. (8th)
  • I) determination of the volume fraction of oxygen (with Eqs. (7) and (8)) Vo = (M-Mn + Vw * (Mn-Mw)) / (Mo-Mn) Eq. (9) with M: measured average molecular weight from Eq. (2) Vw: measured value volume fraction of water from Eq. (6) Mn = const. Mw = const. Mo = const.

Gemäß dem vorstehend erläuterten Anwendungsbeispiel einer Verwendung von Sauerstoff als Druckgas erfolgt eine Versorgung eines Benutzers mit einem vorgebbaren Sauerstoffanteil in der Atemluft. Eine Verwendung von Druckluft als Druckgas ist vorteilhaft, wenn bei mobilen Anwendungen nur begrenzte Mengen an Druckluft zur Verfügung stehen. Durch eine Zumischung von Umgebungsluft ist es möglich, bis zu 75 % des Druckgases gegenüber einer reinen Druckgasversorgung des Anwenders einzusparen.According to the above explained Application example of using oxygen as compressed gas there is a supply of a user with a predetermined oxygen content in the breath. A use of compressed air as compressed gas is advantageous if in mobile applications only limited amounts of compressed air to disposal stand. By admixing ambient air, it is possible to compared to 75% of the compressed gas save a pure compressed gas supply to the user.

Bei einer Verwendung des Sauerstoffsensors ist es möglich, eine automatische Erkennung einer verwendeten Druckgasquelle durchzuführen. Hierdurch ist es möglich, wahlweise Druckluft oder Drucksauerstoff zu verwenden und durch einen vorgeschalteten Einsatz eines Mischers beliebige Mischverhältnisse zwischen Sauerstoff und Luft bereitzustellen. Durch die Verwendung der Injektoren ist es möglich, das Gasgemisch weiter mit Umgebungsluft anzureichern und hierdurch die Sauerstoffkonzentration des Gemisches zu verringern.at a use of the oxygen sensor, it is possible to automatically detect to perform a used compressed gas source. This makes it possible, optionally Compressed air or pressure oxygen to use and by an upstream Use of a mixer arbitrary mixing ratios between oxygen and provide air. By using the injectors is it is possible the gas mixture continues to enrich with ambient air and thereby to reduce the oxygen concentration of the mixture.

Grundsätzlich führt die Verwendung der Injektoren dazu, die Menge an erforderlichem Treibgas zu reduzieren und in vorgebbaren Grenzen eine Veränderung der Sauerstoffkonzentra tion zu ermöglichen. Dies gilt auch bei einer Verwendung von Gasgemischen aus der Druckquelle. Der Sauerstoffsensor ermöglicht die Bestimmung des erzielten Sauerstoffgehaltes des Atemgases bei beliebigen Mischungen von Luft und Sauerstoff. Es kann hierbei auch Sauerstoff verwendet werden, der von einem Sauerstoffkonzentrator bereitgestellt wird. Es wird ebenfalls die Nutzung von Druckluft, eines vorgeschalteten Mischers oder von Konzentratorsauerstoff unterstützt.Basically, the leads Using the injectors to, the amount of required propellant gas to reduce and within specified limits a change to allow the Sauerstoffkonzentra tion. This also applies to a use of gas mixtures from the pressure source. The oxygen sensor allows the determination of the achieved oxygen content of the respiratory gas any mixtures of air and oxygen. It also works here Oxygen used by an oxygen concentrator provided. It is also the use of compressed air, an upstream mixer or concentrator oxygen.

Zur O2-Berechnung wird bislang von Gemischen aus Luft, H2O und 02 ausgegangen. Wird nun Konzentrator-Gas anstelle von medizinischem O2 genutzt, so kann der Argon-Anteil von ca. 4,1 Vol% im Konzentrator-Gas nicht berücksichtigt werden. Das Gemisch hat eine Molmasse von 32,326 g/mol. Diese mittlere Molmasse des Konzentrator-Gases führt im Extremfall zu einem O2-Meßwert von 108,4 Vol% unter Nutzung der Formel (9) und liegt damit weit außerhalb der zulässigen Abweichung von 5 vol% bei realem FO2 von 1,0 nach ISO 21647:2004.For the O2 calculation so far mixtures of air, H2O and 02 are assumed. If concentrator gas is used instead of medical O2, the argon content of approx. 4.1% by volume in the concentrator gas can not be taken into account. The mixture has a molecular weight of 32.326 g / mol. This average molecular weight of the concentrator gas leads in extreme cases to an O2 reading of 108.4% by volume using the Formula (9), which is well beyond the permissible deviation of 5 vol% for real F O2 of 1.0 according to ISO 21647: 2004.

Als Konsequenz muß in der GA eines Transportgerätes die Verwendung von Konzentrator-Gas explizit ausgeschlossen/verboten werden. Andernfalls muß die Bedien- und Mikrocontoller-Software so erweitert werden, daß die Auswahl von Konzentrator-Gas bzw. medizinischem Sauerstoff mit entsprechender Anpassung der Gl. (9) möglich ist.When Consequence must be in the GA of a transport device the use of concentrator gas is explicitly excluded / banned become. Otherwise, the must Control and microcontroller software can be extended so that the selection of concentrator gas or medical oxygen with corresponding Adaptation of Eqs. (9) possible is.

Gl. (9) angepaßt an den Argon-Anteil des Konzentratorgases (mittlere Molmasse 32,326 g/mol) lautet:

Figure 00170001
Eq. (9) adapted to the argon content of the concentrator gas (average molecular weight 32.326 g / mol) is:
Figure 00170001

Das Einsetzen von 32,326 g/mol für die Molmasse von Sauerstoff beinhaltet natürlich einen gewissen Fehler, da auch hier in der angesaugten Luft Sauerstoff mit einer Molmasse von 32,0 g/mol enthalten ist. Streng genommen handelt es sich um eine Gleichung mit einer Unbekannten zuviel, da der Argon-Anteil des Gasgemisches unbekannt ist. Für trockene und feuchte Gase bietet daher die folgende Approximation

Figure 00180001
eine Rechengenauigkeit von unter 0,1 vol% für den gesamten Mischbereich bei einer O2-Konzentration von 95,9 Vol%. Selbst bei einer realen Konzentration von nur 92 Vol% 02 im Konzentratorgas bei einer Annahme von 95,9 Vol% ergibt sich eine Abweichung von unter 0,2 Vol%.The use of 32.326 g / mol for the molecular weight of oxygen, of course, a certain error, since here in the intake air oxygen with a molecular weight of 32.0 g / mol is included. Strictly speaking, it is an equation with an unknown too much, since the argon content of the gas mixture is unknown. For dry and damp gases, therefore, the following approximation is available
Figure 00180001
a calculation accuracy of less than 0.1 vol% for the entire mixing range at an O2 concentration of 95.9% by volume. Even at a real concentration of only 92% by volume 02 in the concentrator gas assuming 95.9% by volume, there is a deviation of less than 0.2% by volume.

Grundsätzlich ergibt sich folgende Reihenfolge an Verfahrensschritten:

  • 1. Schätzung der O2-Gesamtfraktion des Konzentrators
  • 2. Daraus wird der Anteil an Luft O2 ermittelt
  • 3. Ermittlung eines Korrekturfaktors (hier 1,1)
  • 4. Berechnung des O2-Anteils des Konzentrators
Basically, the following sequence of process steps results:
  • 1. Estimation of the total concentration of O2 in the concentrator
  • 2. From this, the proportion of air O2 is determined
  • 3. Determination of a correction factor (here 1,1)
  • 4. Calculation of the O2 content of the concentrator

Claims (20)

Vorrichtung zur Beamtung, die eine Druckgasquelle, einen Druckregler sowie mindestens eine Mischeinrichtung mit Venturidüse zum Mischen des Druckgases mit der Umgebungsluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung eine Grundstromstufe sowie eine vollstromstufe aufweist und daß ab einer vorgebbaren Schaltschwelle die Vollstromstufe parallel zur Grundstromstufe geschaltet ist.Device for civil service, which has a compressed gas source, a pressure regulator and at least one mixing device with venturi for mixing the compressed gas with the ambient air, characterized in that the mixing device comprises a basic current stage and a full-current stage and that the full-current stage is connected in parallel to the base current stage from a predefinable switching threshold , Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundstromstufe als ein Festinjektor ausgebildet ist.Device according to claim 1, characterized in that that the Basic current stage is designed as a Festinjektor. Vorrichtung. nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollstromstufe einen Nadelinjektor aufweist.Contraption. according to claim 1 or 2, characterized that the Full flow stage having a needle injector. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nadel (13) des Nadelinjektors in Richtung einer Nadellängsachse (16) positionierbar angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a needle ( 13 ) of the needle injector in the direction of a needle longitudinal axis ( 16 ) is positioned positionable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (13) durch einen einwirkenden Steuerdruck positionierbar ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the needle ( 13 ) is positionable by an acting control pressure. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Druckregelung verwendetes Steuerventil (3) als ein Proportionalventil ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a control valve used for pressure control ( 3 ) is designed as a proportional valve. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (13) mindestens bereichsweise mit einem Nadelhohlraum (28) versehen ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the needle ( 13 ) at least in regions with a needle cavity ( 28 ) is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundstromstufe der Mischeinrichtung (4) den Nadelhohlraum (28) umfaßt.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the basic flow stage of the mixing device ( 4 ) the needle cavity ( 28 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (36) an eine Sauerstoffmeßeinrichtung angeschlossen ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a control device ( 36 ) is connected to an oxygen measuring device. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung einen Feuchtesensor (50) umfaßt.Apparatus according to claim 9, characterized in that the measuring device is a moisture sensor ( 50 ). Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung einen Temperatursensor (53) umfaßt.Apparatus according to claim 9, characterized in that the measuring device comprises a temperature sensor ( 53 ). Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung einen Drucksensor (47) umfaßt.Apparatus according to claim 9, characterized in that the measuring device is a pressure sensor ( 47 ). Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung einen Ultraschallsensor (49) umfaßt.Apparatus according to claim 9, characterized in that the measuring device is an ultrasonic sensor ( 49 ). Verfahren zur Steuerung eines Beatmungsgerätes, bei dem Atemgas durch Mischen von Druckgas und Umgebungsluft bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sauerstoffgehalt des Atemgases durch Auswertung eines ermittelten Volumenanteiles an Sauerstoff auf einen vorgebbaren Sollwert geregelt wird.Method for controlling a ventilator, in the respiratory gas provided by mixing compressed gas and ambient air is characterized in that an oxygen content of Respiratory gas by evaluating a determined volume fraction Oxygen is regulated to a predefinable setpoint. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Feuchtegehalt gemessen wird.Method according to claim 14, characterized in that the existence Moisture content is measured. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gastemperatur gemessen wird.Method according to claim 14, characterized in that that one Gas temperature is measured. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasdruck gemessen wird.Method according to claim 14, characterized in that the existence Gas pressure is measured. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Ultraschalllaufzeiten gemessen werden.Method according to claim 14, characterized in that that ultrasonic transit times be measured. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischeinrichtung (4) mit mindestens einer Venturidüse (10, 11) gesteuert wird.Method according to one of claims 14 to 18, characterized in that a mixing device ( 4 ) with at least one Venturi nozzle ( 10 . 11 ) is controlled. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt in Abhängigkeit von einer Voreinstellung basierend auf medizini schem Sauerstoff oder Konzentratorsauerstoff bestimmt wird.Method according to one of claims 14 to 19, characterized that the Oxygen content depending from a preset based on medical oxygen or concentrator oxygen.
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