DE102008057180B3

DE102008057180B3 - Vorrichtung zur Versorgung eines Atemgerätes mit Atemgas

Info

Publication number: DE102008057180B3
Application number: DE102008057180A
Authority: DE
Inventors: Andreas Brandt; Ralf Heesch; Thorsten Haase
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2010-04-01
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: CN101732788B; US8356596B2; FR2938195B1; FR2938195A1; CN101732788A; US20100116273A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur Versorgung eines Atemgerätes mit Atemgas soll in modularer Bauweise ausgeführt werden. Zur Lösung der Aufgabe sind in sandwichartiger Bauweise eine Abdeckplatte (9), eine Verteilerplatte (20) und ein Halbschalenkörper (11) vorgesehen, wobei die Verteilerplatte (20) beidseits abstehende Stege (3, 5) aufweist, die mit der Abdeckplatte (9) und dem Halbschalenkörper (11) verbunden sind und Gaskanäle (7), sowie ein Puffervolumen (12) begrenzen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Versorgung eines Atemgerätes mit Atemgas.
Eine Vorrichtung der genannten Art ist aus der EP 266 964 A2 bekannt. Eine Verteilerplatte, die zur Aufnahme von Pneumatikelementen vorgesehen ist, ist an der Unterseite mit nutförmigen Ausnehmungen versehen, die als Gaskanäle dienen. Mittels einer Verschlussplatte, die mittels einer Flachdichtung an der Unterseite anliegt, werden die Gaskanäle gegenüber der Umgebung verschlossen. Die Verteilerplatte enthält auch ein Misch- und Puffervolumen, das integraler Bestandteil der Verteilerplatte ist. Die Verschlussplatte wird mittels Schrauben an der Verteilerplatte befestigt. Die bekannte Verteilerplatte besteht aus Aluminium und ist aufwändig in der Herstellung. Aufgrund der Herstellung im Druckgussverfahren und wegen eines inhomogenen Abkühlungsprozesses aufgrund der starken Wandstärkeschwankungen können sich Maßabweichungen ergeben, die durch Nacharbeit beseitigt werden müssen. Insbesondere die geringe Oberflächengüte im Druckgussverfahren hergestellter Teile führt dazu, dass sie speziell im Bereich von Funktionsflächen aufwändig nachbearbeitet werden müssen. Bei Parameteränderungen, wie beispielsweise die Anbringung von Zusatzkomponenten oder die Veränderung des Volumens des integrierten Puffervolumens, muss meistens ein komplettes neues Fertigungswerkzeug erstellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art anzugeben, die in modularer Bauweise kompakt aufgebaut ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Vorteil der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, einen Gasmischblock zur Versorgung eines Atemgerätes mit Atemgas aus drei Basiskomponenten aufzubauen, wobei eine Verteilerplatte mit beidseitig hervorstehenden Stegen, welche Gaskanäle begrenzen, sandwichartig zwischen einer Abdeckplatte und einem Halbschalenkörper befestigt ist. Die Abdeckplatte und der Halbschalenkörper liegen dabei auf den freien Enden der Stege auf. Der Sandwichaufbau führt zu einer guten Raumausnutzung des Gasmischerblockes.
Die Verteilerplatte besteht aus einem Basisträger, welcher auf einer ersten Teilfläche erste Stege und auf einer gegenüberliegend angeordneten zweiten Teilfläche einen zweiten Steg aufweist. Die ersten Stege verlaufen zumindest stückweise z. B. parallel zueinander und begrenzen zusammen mit der Abdeckplatte einzelne Gaskanäle. Über die Höhe und den Abstand der ersten Stege lässt sich die erforderliche Querschnittsfläche der Gaskanäle einstellen, so dass die Gaskanäle eine im Wesentlichen rechteckförmige Querschnittskontur haben. Der Steg im Bereich der zweiten Teilfläche ist ringförmig ausgebildet und entspricht der Außenkontur des Halbschalenkörpers, der zusammen mit dem zweiten Steg ein Misch- und Puffervolumen für die Gasmischung bildet. So ist als tragende Komponente der Verteilerplatte ein im Wesentlichen plattenförmig ausgebildeter Basisträger vorgesehen, der beidseitig mit Stegen versehen ist. Die Stege stehen dabei senkrecht auf dem Basisträger und haben über den Verlauf eine im Wesentlichen gleiche Wandstärke, wobei beidseits des Basisträgers weitere Stege in Form von Versteifungsstegen vorhanden sein können. Die freien Enden der gasführenden Stege sind entweder mit der Abdeckplatte oder dem Halbschalenkörper verbunden. Über die Höhe der Stege, das heißt der Abstand der freien Enden der Stege, bezogen auf die Basisplatte, lässt sich beispielsweise im Bereich des Halbschalenkörpers das Volumen eines eingeschlossenen Puffer volumens oder im Bereich der Abdeckplatte die Querschnittsfläche der Gaskanäle verändern und an veränderte Leistungsvorgaben anpassen.
In vorteilhafter Weise bestehen die Verteilerplatte, die Abdeckplatte und der Halbschalenkörper aus einem elektrisch leitfähigen, z. B. thermoplastischen Kunststoff und sind mittels eines Laser-Durchstrahlverfahrens miteinander verschweißt. Durch die Verschweißung der Komponenten miteinander ergibt sich eine kostengünstige Fertigung bei hoher Festigkeit im Bereich der Schweißnähte. Die Verbindung ist gasdicht und die Verwendung einer zusätzlichen Dichtung damit nicht mehr erforderlich. Die Abdeckplatte, die Verteilerplatte und der Halbschalenkörper lassen sich besonders einfach im Spritzgussverfahren herstellen. Durch die Herstellung im Kunststoff-Spritzgussverfahren wird die Nacharbeit der Funktionsflächen auf ein Minimum reduziert. Innerhalb der durch die ersten Stege begrenzten Gaskanäle kann ein Druck von bis zu 10 bar auftreten, während im Misch- und Puffervolumen, das das dosierte Gasgemisch enthält, der Innendruck in der Regel auf einen niedrigeren Druck begrenzt ist. Der Sandwichaufbau des Gasmischerblockes führt auch zu einer kompakten Bauweise, die sich einfach in bestehende Gerätegehäuse integrieren lässt. In vorteilhafter Weise sind in die Gaskanäle Strömungswiderstände in Form von Blenden oder Sinterkörpern integriert, um Gasflüsse über den Druckverlust messen zu können. Durch Messbohrungen vor und hinter den Strömungswiderständen lässt sich die Druckdifferenzmessung durchführen. Die für die Gasdosierung benötigten Funktionskomponenten, wie Ventile, Messaufnehmer sowie die Anschlussflansche für die Zuführung der zu dosierenden Druckgase können unmittelbar auf der Abdeckplatte oder der zweiten Teilfläche des Basisträgers befestigt werden. Durch die Nutzung sowohl der Abdeckplatte als auch der zweiten Teilfläche des Basisträgers für die Komponentenbefestigung lassen sich eine Vielzahl von Ventilen oder Messaufnehmern befestigen, ohne dass irgendwelche Schlauchverbindungen benötigt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur gezeigt und im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung eines Gasmischerblockes,
2 eine Aufsicht auf eine erste Teilfläche der Verteilerplatte,
3 eine Aufsicht auf eine zweite Teilfläche der Verteilerplatte,
4 eine perspektivische Ansicht des Gasmischerblockes,
5 den Gasmischerblock nach der 4 mit verschweißten Teilkomponenten.
1 veranschaulicht schematisch den Aufbau eines Gasmischerblockes 1 zur Versorgung eines Patienten mit Atemgas. Der Gasmischerblock 1 besteht aus einer Verteilerplatte 20 mit einem Basisträger 2 und parallel zueinander verlaufenden ersten Stegen 3 auf einer ersten Teilfläche 4 und einem zweiten Steg 5 auf einer zweiten Teilfläche 6 des Basisträgers 2. Durch die ersten Stege 3 werden rechteckförmige Gaskanäle 7 im Bereich der ersten Teilfläche 4 des Basisträgers 2 begrenzt. Die freien Enden 8 der ersten Stege 3 sind mit einer Abdeckplatte 9 verschweißt und die Gaskanäle 7 damit gegenüber der Umgebung abgedichtet. Die Gaskanäle 7 sind so ausgelegt, dass die erforderliche Querschnittsfläche über die Höhe der Stege eingestellt wird, wobei aus Festigkeitsgründen die von der Abdeckplatte 9 bedeckte Fläche der Gaskanäle 7 möglichst klein gehalten wird. Im Bereich der zweiten Teilfläche 6 ist der zweite Steg 5 ringförmig ausgebildet, wobei dessen freies Ende mit einem Halbschalenkörper 11 ver bunden ist. Der zweite Steg 5 und der Halbschalenkörper 11 begrenzen ein Misch- und Puffervolumen 12, das als Mischkammer und Speicher des zu dosierenden Frischgases dient. Über Strömungskanäle 13, 14 ist das Misch- und Puffervolumen 12 mit den Gaskanälen 7 verbunden. Der Strömungskanal 14 enthält zusätzlich noch einen Sinterkörper 15 als Strömungswiderstand, um mittels eines nicht näher dargestellten Differenzdruckaufnehmers, der den Druckabfall über den Sinterkörper 15 bestimmt, den aus dem Misch- und Puffervolumen 12 herausströmenden Gasvolumenstrom zu ermitteln.
2 zeigt eine Aufsicht auf die erste Teilfläche 4 der Verteilerplatte 20 mit einer Vielzahl von ersten Stegen 3, die Gaskanäle 7 begrenzen. Innerhalb vorbestimmter Gaskanäle 7 sind definierte Querschnittsverengungen 18 als Strömungswiderstände für eine Durchflussmessung mittels Differenzdruckaufnahme vorgesehen.
3 veranschaulicht eine Aufsicht auf die zweite Teilfläche 6 der Verteilerplatte 20 mit dem ringförmig verlaufenden zweiten Steg 5. An der Oberseite des Basisträgers 2 im Bereich der zweiten Teilfläche 6 befinden sich Anschlussflansche 17 für nicht näher dargestellte Druckgasanschlüsse, mit denen Druckgase, beispielsweise Sauerstoff, Druckluft oder Lachgas in vorbestimmte Gaskanäle 7, 1, eingespeist werden, um im Misch- und Puffervolumen 12 zur gewünschten Atemgaszusammensetzung vermischt zu werden.
4 zeigt die Komponenten des Gasmischerblockes 1, die Abdeckplatte 9, die Verteilerplatte 20 und den Halbschalenkörper 11 in perspektivischer Ansicht. Die Abdeckplatte 9, die Verteilerplatte 20 und der Halbschalenkörper 11 bestehen aus elektrostatisch leitfähigem, thermoplastischem Kunststoff, der mittels Laserdurchstrahlverfahren verschweißbar ist. Die Schweißnähte liegen zwischen den freien Enden 8 der ersten Stege 3 und der Abdeckplatte 9 und den freien Enden 10 des zweiten Steges 5 und dem Halbschalenkörper 11. Der Kunststoff ist mit einem Füllstoff versehen, der ihn elektrostatisch leitfähig macht. Dadurch wird verhindert, dass die durch den Gasmischerblock 1 strömenden, trockenen Gase durch Reibung an den Oberflächen eine elektrostatische Aufladung des Gasmischerblocks bewirken.
5 veranschaulicht den Gasmischerblock 1 nach dem Verschweißen der Teilkomponenten.

1: Gasmischerblock
2: Basisträger
3: erste Stege
4: erste Teilfläche
5: zweiter Steg
6: zweite Teilfläche
7: Gaskanäle
8: freie Ende der ersten Stege
9: Abdeckplatte
10: freie Enden des zweiten Steges
11: Halbschalenkörper
12: Misch- und Puffervolumen
13, 14: Strömungskanal
15, 18: Sinterkörper
17: Anschlussflansch
20: Verteilerplatte

Claims

Vorrichtung zur Versorgung eines Atemgerätes mit Atemgas mit einem Halbschalenkörper (11) als Misch- und Puffervolumen (12), einer Abdeckplatte (9), einer Verteilerplatte (20), die beidseits auf einem Basisträger angeordnete, vom Basisträger (2) abstehende Stege (3, 5) aufweist, und sandwichartig zwischen dem Halbschalenkörper (11) und der Abdeckplatte (9) angeordnet ist, wobei die Stege als erste Stege (3) auf einer der Abdeckplatte (9) zugewandten ersten Teilfläche (4) zumindest stückweise parallel zueinander verlaufend als Gaskanäle (7) ausgebildet sind und auf einer zweiten Teilfläche (6) im Bereich des Halbschalenkörpers (11) als der äußeren Kontur des Halbschalenkörpers (11) verlaufend ausgeführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerplatte (20), der Halbschalenkörper (11) und die Abdeckplatte (9) aus Kunststoff bestehen und im Bereich der freien Enden (8, 10) der Stege (3, 5) miteinander verbunden sind vorzugsweise durch Verschweißen oder Verkleben.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerplatte (20) an der zum Halbschalenkörper (11) zugewandten zweiten Teilfläche (6) mit Anschlussflanschen (17) für Druckgasanschlüsse versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Gas- oder Strömungskanäle (7, 13, 14) Strömungswiderstände (15, 18) zur Durchführung von Druck- oder Durchflussmessungen aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teilkomponenten aus elektrisch leitfähigem Material bestehen.