DE102022132952A1 - Versorgungs-Anordnung und Versorgungs-Verfahren zur Versorgung einer patientenseitigen Koppeleinheit mit einem Gasgemisch - Google Patents

Versorgungs-Anordnung und Versorgungs-Verfahren zur Versorgung einer patientenseitigen Koppeleinheit mit einem Gasgemisch Download PDF

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Hans-Ullrich Hansmann
Tim Leuschke
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren, um eine patientenseitige Koppeleinheit mit einem Gasgemisch umfassend zwei verschiedene GasBestandteile zu versorgen. Der erste Gas-Bestandteil wird von einer ersten Quelle durch einen ersten Druckminderer und einen ersten Kanal hindurch zu einem Mischpunkt geleitet, der zweite Gasbestandteil von einer zweiten Quelle durch einen zweiten Druckminderer und einen zweiten Kanal hindurch zu dem Mischpunkt. Jeder Druckminderer umfasst jeweils einen Vordruck Eingang, einen Hinterdruck-Ausgang, eine Steuerdruck-Kammer und ein Steuerdruck-Stellglied. Das Steuerdruck-Stellglied steuert einen Druck in der Steuerdruck-Kammer, und der Druck am Hinterdruck-Ausgang hängt von dem Druck in der Steuerdruck-Kammer ab. Abhängig von einem vorgegebenen Sollanteil eines Gas-Bestandteils wird ein Sollverhältnis zwischen dem Volumenfluss durch den ersten Kanal und dem Volumenfluss durch den zweiten Kanal hergeleitet. Die beiden Steuerdruck-Stellglieder werden mit dem Steuerungsziel oder Regelungsziel angesteuert, dass das tatsächliche Verhältnis der beiden Volumenflüsse gleich dem hergeleiteten Soll-Verhältnis ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Versorgungs-Anordnung und ein Versorgungs-Verfahren, um eine patientenseitige Koppeleinheit mit einem Gasgemisch umfassend zwei verschiedene Gas-Bestandteile zu versorgen.
  • Die erfindungsgemäße Versorgungs-Anordnung lässt sich beispielsweise für die künstliche Beatmung eines Patienten verwenden. Im oder am Körper des Patienten ist eine patientenseitige Koppeleinheit angeordnet, beispielsweise eine Atemmaske, ein Katheter oder ein Tubus. Um den Patienten künstlich zu beatmen, wird ein Gasgemisch zur patientenseitigen Koppeleinheit gefördert. Dieses Gasgemisch umfasst Sauerstoff und einen weiteren Bestandteil, ist also kein reiner Sauerstoff. Bevorzugt führt ein Beatmungsgerät eine Abfolge von Beatmungshüben aus und fördert in jedem Beatmungshub eine Menge des Gasgemischs zur patientenseitigen Koppeleinheit.
  • Möglich ist, dass als ein Gas-Bestandteil Atemluft verwendet wird. Oft wird gewünscht, dass der Anteil von Sauerstoff in dem Gasgemisch, welches zur patientenseitigen Koppeleinheit gefördert wird, größer ist als der Sauerstoffanteil in der Atemluft. Um dieses Ziel zu erreichen, wird ein Gasgemisch umfassend Atemluft und reinem Sauerstoff erzeugt. Die Erfindung lässt sich dafür anwenden, um die patientenseitige Koppeleinheit mit einem solchen Gasgemisch zu versorgen. Möglich ist auch, dass das Gasgemisch mindestens ein Narkosemittel enthält.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Versorgungs-Anordnung und ein Versorgungs-Verfahren bereitzustellen, welche eine patientenseitige Koppeleinheit mit einem Gasgemisch umfassend zwei Gas-Bestandteile zu versorgen vermögen, wobei der zeitliche Verlauf des Volumenflusses und / oder des Drucks des bereitgestellten Gasgemischs in einer Fluidverbindung zur patientenseitigen Koppeleinheit sich relativ gut regeln lässt.
  • Die Erfindung wird durch eine Versorgungs-Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Versorgungs-Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Versorgungs-Anordnung sind, soweit sinnvoll, auch vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Versorgungs-Verfahrens und umgekehrt.
  • Die erfindungsgemäße Versorgungs-Anordnung und das erfindungsgemäße Versorgungs-Verfahren vermögen eine patientenseitige Koppeleinheit mit einem Gasgemisch umfassend Sauerstoff zu versorgen. Dieses Gasgemisch umfasst einen ersten Gas-Bestandteil, insbesondere Luft, und einen zweiten Gas-Bestandteil, insbesondere reinen Sauerstoff. Die beiden Gas-Bestandteile unterscheiden sich chemisch voneinander. Möglich ist, dass die beiden Gas-Bestandteile dieselbe Komponente umfassen, beispielsweise beide Sauerstoff umfassen. Möglich ist auch, dass ein Gas-Bestandteil ein Narkosemittel umfasst. Möglich ist, dass ein Gas-Bestandteil seinerseits ein Gasgemisch ist, beispielsweise Atemluft oder eine Mischung aus einem Narkosemittel und einem Trägergas.
  • Die patientenseitige Koppeleinheit ist wenigstens zeitweise mit einem Patienten verbunden oder lässt sich mit dem Patienten verbunden. Insbesondere ist die patientenseitige Koppeleinheit im oder am oder auf dem Körper des Patienten angeordnet oder lässt sich dort anordnen. Ein Tubus, ein Katheter und eine Atemmaske sind Beispiele für eine patientenseitige Koppeleinheit.
  • Nachfolgend wird der Begriff „Kanal“ verwendet. Unter einem Kanal wird ein Bauteil verstanden, welches ein Fluid, insbesondere ein Gas oder Gasgemisch, entlang einer vorgegebenen Trajektorie zu führen vermag und idealerweise verhindert, dass das Fluid diese Trajektorie verlässt. Ein Schlauch, auch ein Zwei-Lumen-Schlauch, und eine Röhre sind Beispiele für einen Kanal. In der Regel ist die beabsichtigte Nutzung eines Kanals, dass Fluid stets oder wenigstens zeitweise in ein und dieselbe Richtung durch den Kanal geleitet wird, aber nicht in die entgegengesetzte Richtung. In der Regel ermöglicht der Kanal selber aber, dass ein Fluid wahlweise in die eine Richtung oder in die andere Richtung fließt.
  • Außerdem ist nachfolgend davon die Rede, dass eine Fluidverbindung zwischen zwei Bauteilen hergestellt ist. Darunter wird verstanden, dass ein Fluid von dem einen Bauteil zu dem anderen Bauteil fließen kann, idealerweise ohne in die Umgebung zu entweichen und ohne dass ein Fluid aus der Umgebung in eines der verbundenen Geräte gelangt. Möglich ist, dass die beiden Bauteile direkt miteinander verbunden sind. Möglich ist auch, dass ein Abstand zwischen den beiden Bauteilen auftritt und eine Fluidführungseinheit, beispielsweise ein Schlauch und / oder ein Kanal im obigen Sinne, die beiden Bauteile miteinander verbindet. Möglich ist, dass ein Fluid zeitweise vom ersten Bauteil durch die Fluidverbindung hindurch zum zweiten Bauteil und zeitweise umgekehrt vom zweiten Bauteil durch die Fluidverbindung hindurch zum ersten Bauteil fließt. Die Fluidverbindung kann dauerhaft oder nur zeitweise hergestellt sein.
  • Weiterhin wird nachfolgend der Begriff „Quelle“ verwendet. Im Kontext der Erfindung vermag eine Quelle dauerhaft oder wenigstens zeitweise ein Fluid bereitzustellen, insbesondere einen Gas-Bestandteil des zu erzeugenden Gasgemischs. Eine Quelle ist insbesondere ein stationärer Versorgungsanschluss oder eine mobile Quelle, beispielsweise ein Behälter mit dem Fluid, insbesondere eine Druckluftflasche. Möglich ist auch, dass eine Fluidfördereinheit, beispielsweise eine Pumpe oder ein Gebläse eines Beatmungsgeräts, als eine Quelle für ein Fluid fungiert. Möglich ist, dass zwei verschiedenartige Quellen für denselben Gas-Bestandteil verwendet werden, insbesondere eine stationäre Quelle und eine mobile Quelle.
  • Die erfindungsgemäße Versorgungs-Anordnung umfasst einen ersten Druckminderer und einen zweiten Druckminderer. Jeder Druckminderer umfasst jeweils einen Vordruck-Eingang, einen Hinterdruck-Ausgang und ein ansteuerbares Steuerdruck-Stellglied. Unter einem Druckminderer wird ein Bauteil verstanden, welches an seinem Vordruck-Eingang ein Gas, vorliegend einen Gas-Bestandteil, mit einem Vordruck empfängt und dieses Gas mit einem Hinterdruck an seinem Hinterdruck-Eingang bereitstellt, wobei der Hinterdruck kleiner als oder gleich dem Vordruck ist und wobei der Hinterdruck stets unter einer vorgegebenen Hinterdruck-Schranke bleibt, und zwar unabhängig vom Vordruck. Diese Hinterdruck-Schranke kann durch die Konstruktion des Druckminderers vorgegeben oder durch eine Ansteuerung eingestellt sein. In der Regel ist der Hinterdruck zeitlich veränderlich, und auch der Vordruck kann zeitlich veränderlich sein. Wenigstens zeitweise leitet der Druckminderer das Gas vom Vordruck-Eingang durch sein Inneres hindurch zum Hinterdruck-Ausgang.
  • Die beiden Druckminderer können gleichartig aufgebaut sein oder sich voneinander unterscheiden. Die beiden Druckminderer sind parallel geschaltet, was nachfolgend näher erläutert wird.
  • Erfindungsgemäß stellt der erste Druckminderer an seinem Hinterdruck-Ausgang den ersten Gas-Bestandteil bereit, der zweite Druckminderer an seinem Hinterdruck-Ausgang den zweiten Gas-Bestandteil. Das Steuerdruck-Stellglied eines Druckminderers vermag einen Druck zu steuern, mit dem der Druckminderer den jeweiligen Gas-Bestandteil an seinem Hinterdruck-Ausgang bereitstellt. In der Regel verändert sich der bewirkte Druck am Hinterdruck-Ausgang über die Zeit. Die beiden Steuerdruck-Stellglieder vermögen den jeweiligen Druck am Hinterdruck-Ausgang bevorzugt unabhängig voneinander einzustellen und zu verändern.
  • Zwischen dem Vordruck-Eingang des ersten Druckminderers und einer ersten Quelle ist eine Fluidverbindung hergestellt oder lässt sich wenigstens zeitweise herstellen. Die erste Quelle vermag den ersten Gas-Bestandteil bereitzustellen.
  • Zwischen dem Vordruck-Eingang des zweiten Druckminderers und einer zweiten Quelle ist eine Fluidverbindung hergestellt oder lässt sich wenigstens zeitweise herstellen. Die zweite Quelle vermag den zweiten Gas-Bestandteil bereitzustellen.
  • Der erste Kanal ist mit dem Hinterdruck-Ausgang des ersten Druckminderers verbunden und vermag den ersten Gas-Bestandteil vom diesem Hinterdruck-Ausgang zu einem Mischpunkt zu leiten. Der zweite Kanal ist mit dem Hinterdruck-Ausgang des zweiten Druckminderers verbunden und vermag den zweiten Gas-Bestandteil von diesem Hinterdruck-Ausgang zum Mischpunkt zu leiten. Im Mischpunkt werden die beiden Gas-Bestandteile miteinander vermischt oder vermischen sich von alleine miteinander. Nach dem Vermischen bilden sie das Gasgemisch oder einen Bestandteil des Gasgemischs, welches zur patientenseitigen Koppeleinheit gefördert wird.
  • Ein Inspirations-Kanal verbindet den Mischpunkt mit der patientenseitigen Koppeleinheit. Der Inspirations-Kanal vermag ein Gasgemisch, das im Mischpunkt erzeugt ist oder wird oder worden oder entstanden ist, zur patientenseitigen Koppeleinheit zu leiten.
  • Erfindungsgemäß münden also der erste Kanal und der zweite Kanal in den Mischpunkt, und der Inspirations-Kanal beginnt im Mischpunkt. Im einfachsten Fall ist der Mischpunkt ein rein mechanisches Bauteil, das diese drei Kanäle nach Art eines Y-Stücks miteinander verbindet. Möglich ist auch, dass der Mischpunkt durch einen Gasmischer realisiert wird, welcher die beiden Gas-Bestandteile und einen optionalen dritten Gas-Bestandteil zu einem idealerweise homogenen Gasgemisch vermischt. „Ideal homogen“ bedeutet, dass die Konzentration eines Gas-Bestandteils im Gasgemisch zu einem Zeitpunkt über eine Querschnittsfläche im Eingang des Inspirationskanals gleich ist. Selbstverständlich kann diese Konzentration mit der Zeit variieren.
  • Ein signalverarbeitendes Steuergerät (controller, control unit) der Versorgungs-Anordnung vermag sowohl das Steuerdruck-Stellglied des ersten Druckminderers als auch das Steuerdruck-Stellglied des zweiten Druckminderers anzusteuern und dadurch sowohl den Druck am Hinterdruck-Ausgang des ersten Druckminderers als auch den Druck am Hinterdruck-Ausgang des zweiten Druckminderers zu verändern. Das Steuergerät vermag die beiden Stellglieder unabhängig voneinander anzusteuern und dadurch die beiden Drücke unabhängig voneinander zu verändern.
  • Vorgegeben ist, welchen Anteil der erste Gas-Bestandteil im Gasgemisch aufweisen soll. Alternativ oder zusätzlich ist vorgegeben, welchen Anteil der zweite Gas-Bestandteil aufweisen soll. Der vorgegebene Anteil kann zeitlich konstant oder zeitlich veränderlich sein. Das Steuergerät leitet aus diesem vorgegebenen Soll-Anteil ein Soll-Verhältnis her, nämlich ein Soll-Verhältnis zwischen dem Volumenfluss durch den ersten Kanal und dem Volumenfluss durch den zweiten Kanal. Unter einem „Volumenfluss“ wird das Volumen pro Zeiteinheit eines Fluids verstanden, welches durch einen Kanal fließt.
  • Weil die beiden Kanäle in denselben Mischpunkt münden, legt das Verhältnis der beiden tatsächlichen Volumenflüsse durch die beiden Kanäle fest oder beeinflusst wenigstens, welchen Anteil der erste Gas-Bestandteil und welchen Anteil der zweite Gas-Bestandteil an dem Gasgemisch hat, welches im welches im Mischpunkt entsteht oder gebildet wird und vom Mischpunkt durchstehen Inspirations-Kanal hindurch zur patientenseitigen Koppeleinheit fließt.
  • Das Steuergerät ist dazu ausgestaltet, die beiden Steuerdruck-Stellglieder mit folgendem Steuerungsziel oder Regelungsziel anzusteuern: Das tatsächliche Verhältnis der beiden Volumenflüsse soll gleich dem hergeleiteten Soll-Verhältnis sein. In der Praxis gibt es in der Regel wenigstens zeitweise eine Regelabweichung, d.h. der tatsächliche Anteil eines Gas-Bestandteils weicht vom Soll-Anteil ab.
  • Das erfindungsgemäße Versorgungs-Verfahren wird unter Verwendung einer derartigen Versorgungs-Anordnung durchgeführt. Es umfasst die folgenden Schritte, und die erfindungsgemäße Versorgungs-Anordnung ist dazu ausgestaltet, die folgenden Schritte durchzuführen:
    • - Eine erste Quelle stellt den ersten Gas-Bestandteil bereit.
    • - Eine zweite Quelle stellt den zweiten Gas-Bestandteil bereit.
    • - Der erste Gas-Bestandteil wird von der ersten Quelle zum Vordruck-Eingang des ersten Druckminderers geleitet.
    • - Wenigstens zeitweise fließt der erste Gas-Bestandteil vom Vordruck-Eingang durch den ersten Druckminderer hindurch zum Hinterdruck-Ausgang des ersten Druckminderers.
    • - Der erste Kanal leitet den ersten Gas-Bestandteil vom Hinterdruck-Ausgang des ersten Druckminderers zum Mischpunkt.
    • - Der zweite Gas-Bestandteil wird von der zweiten Quelle zum Vordruck-Eingang des zweiten Druckminderers geleitet.
    • - Wenigstens zeitweise fließt der zweite Gas-Bestandteil vom Vordruck-Eingang durch den zweiten Druckminderer hindurch zum Hinterdruck-Ausgang des zweiten Druckminderers.
    • - Der zweite Kanal leitet den zweiten Gas-Bestandteil vom Hinterdruck-Ausgang des zweiten Druckminderers zum Mischpunkt.
    • - Im Mischpunkt vermischen sich die beiden Gas-Bestandteile zu einem Gasgemisch oder werden vermischt, insbesondere von einem Gasmischer.
    • - Der Inspirations-Kanal leitet das im Mischpunkt erzeugte Gasgemisch zur patientenseitigen Koppeleinheit.
  • Zusätzlich umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:
    • - Ein Soll-Anteil des ersten Gas-Bestandteils und / oder des zweiten Gas-Bestandteils im Gas-Bestandteils im zu erzeugenden Gasgemisch wird in einer rechnerauswertbaren Form vorgegeben, beispielsweise indem eine entsprechende Eingabe eines Benutzers erfasst wird.
    • - Unter Verwendung des vorgegebenen Soll-Anteil wird automatisch ein Soll-Verhältnis zwischen dem Volumenfluss durch den ersten Kanal und dem Volumenfluss durch den zweiten Kanal hergeleitet.
    • - Abhängig vom hergeleiteten Soll-Verhältnis der beiden Volumenflüsse werden die beiden Steuerdruck-Stellglieder der beiden Druckminderer angesteuert. Durch diese Ansteuerung werden die Drücke an den beiden Hinterdruck-Ausgängen der beiden Druckminderer gesteuert.
  • Die beiden Steuerdruck-Stellglieder werden mit folgendem Steuerungsziel oder Regelungsziel angesteuert: Das tatsächliche Verhältnis der beiden Volumenflüsse soll gleich dem hergeleiteten Soll-Verhältnis sein.
  • Das Steuergerät ist dazu ausgestaltet, insbesondere programmiert, die entsprechenden Schritte automatisch durchzuführen. Bevorzugt ermittelt das Steuergerät durch einen Lesezugriff den vorgegebenen Soll-Anteil.
  • Die Erfindung ermöglicht es, die patientenseitige Koppeleinheit mit einem Gasgemisch zu versorgen. Vorgeben lässt sich, welchen Anteil der erste Gas-Bestandteil und / oder der zweite Gas-Bestandteil an dem Gasgemisch aufweisen soll. Dieser Anteil wird beispielsweise als Vol-% vorgegeben. Insbesondere lässt sich vorgeben, welchen Anteil an Sauerstoff und / oder an einem Narkosemittel das Gasgemisch aufweisen soll. Außer der Vorgabe sind in der Regel keine weiteren Benutzereingriffe erforderlich. Die Vorgabe kann auch von einer übergeordneten Steuerung kommen.
  • Die beiden Quellen stellen die beiden Gas-Bestandteile bereit. Dank der beiden Druckminderer ist es möglich, dass die beiden Quellen diese Gas-Bestandteile mit jeweils einem Druck bereitstellen, der größer ist als der Druck, den das Gasgemisch im Inspirations-Kanal aufweisen soll. Die beiden Drücke an den beiden Quellen können sich voneinander unterscheiden und unabhängig voneinander verändert werden Sich von alleine verändern. Dank der Druckminderer ist es nicht erforderlich, den Druck, mit dem eine Quelle einen Gas-Bestandteil bereitstellt, an den Druck anzupassen, den das Gasgemisch im Inspirations-Kanal aufweisen soll, oder gar diesen Druck zu regeln. Vielmehr entkoppeln die beiden Druckminderer die beiden Quellen auf der einer Seite von den drei Kanälen und der patientenseitigen Koppeleinheit auf der anderen Seite. In vielen Fällen lassen sich dank der Entkopplung vorhandene Quellen für Gas-Bestandteile relativ leicht nutzen, beispielsweise zwei stationäre oder mobile Quellen eines Versorgungsnetzes in einem Krankenhaus oder an Bord eines Fahrzeugs. Mindestens eine Quelle kann auch eine Fluidfördereinheit sein, beispielsweise eine Pumpe oder ein Gebläse eines Beatmungsgeräts.
  • Die beiden Quellen stellen jeweils einen Gas-Bestandteil bereit. Dieser Gas-Bestandteil fließt von der Quelle durch einen Druckminderer hindurch zum Mischpunkt. Das Gasgemisch, das vom Mischpunkt zur patientenseitigen Koppeleinheit fließt, soll einen vorgegebenen Anteil am ersten Gas-Bestandteil und / oder am zweiten Gas-Bestandteil aufweisen. Dank der Erfindung werden die beiden Volumenflüsse durch die beiden Kanäle, die in den Mischpunkt münden, gesteuert oder geregelt. Das Ziel bei dieser Steuerung (open-loop control) oder Regelung (closed-loop control) ist, dass das tatsächliche Verhältnis der beiden Volumenflüsse gleich dem vorgegebenen Soll-Verhältnis ist. Das tatsächliche Verhältnis zwischen den beiden Volumenflüssen legt fest, welches Verhältnis der erste Gas-Bestandteil und / oder der zweite Gas-Bestandteil in dem Gasgemisch, das zur patientenseitigen Koppeleinheit fließt, tatsächlich hat. Die erfindungsgemäße Steuerung oder Regelung vermag daher in der Regel sicherzustellen, dass das Gasgemisch - bis auf unvermeidliche Messfehler und sonstige Abweichungen - tatsächlich den vorgegebenen Anteil des Gas-Bestandteils aufweist. Diese Wirkung wird oft gewünscht, um eine bestimmte medizinische Behandlungen durchzuführen.
  • Möglich, aber dank der Erfindung nicht erforderlich ist es, den Volumenfluss zu steuern oder zu regeln, mit dem eine Quelle einen Gas-Bestandteil bereitstellt. Vielmehr ist es möglich, dass die Quelle den Gas-Bestandteil mit einem zeitlich konstanten oder auch zufällig schwankenden Druck bereitstellt und daher der Volumenfluss von der ersten und / oder zweiten Quelle zum ersten bzw. zum zweiten Kanal von der Last flussabwärts von der Quelle abhängt. Dank der beiden Druckminderer und der Regelung des Volumenfluss-Verhältnisses weist trotzdem das Gasgemisch, das zur patientenseitigen Koppeleinheit fließt, den gewünschten Anteil auf.
  • Möglich, aber dank der Erfindung nicht erforderlich ist es, den Volumenfluss zu steuern oder zu regeln, mit dem der erste Gas-Bestandteil durch den ersten Kanal fließt, oder den Volumenfluss zu regeln, mit dem der zweite Gas-Bestandteil durch den zweiten Kanal fließt. Ausreichend ist, das Verhältnis der beiden Volumenflüsse zueinander zu regeln. Daher wird auch kein ansteuerbares Stellglied benötigt, welches den Volumenfluss durch den ersten Kanal und / oder durch den zweiten Kanal steuern kann. Die Erfindung lässt sich aber in Verbindung mit mindestens einem solchen Stellglied einsetzen, insbesondere mit einem Proportionalventil, wobei das Stellglied den Volumenfluss durch den Inspirations-Kanal steuert.
  • Die Drücke in den beiden Kanälen, die zum Mischpunkt führen, werden mithilfe der Drücke an den Hinterdruck-Ausgängen der beiden Druckminderer verändert. Dieses Merkmal ermöglicht es in vielen Fällen, zwei mechanisch relativ einfach aufgebaute Druckminderer einzusetzen.
  • In vielen Fällen soll der Volumenfluss, mit dem das Gasgemisch durch den Inspirations-Kanal zur patientenseitigen Koppeleinheit fließt, geregelt werden. Das Ziel bei dieser Regelung ist, dass der zeitliche Verlauf des tatsächlichen Volumenflusses zur patientenseitigen Koppeleinheit einem vorgegebenen zeitlichen Sollverlauf folgt. Beispielsweise soll der Volumenfluss vom Mischpunkt zur patientenseitigen Koppeleinheit mit der eigenen Atmungsaktivität des Patienten synchronisiert werden. Die eigene Atmungsaktivität wird von der Atmungsmuskulatur des Patienten ausgeführt, wobei diese eigene Atmungsmuskulatur durch Impulse, die im Körper des Patienten erzeugt werden, und optional durch eine externe Stimulation angeregt. Falls der Patient überhaupt keine eigene Atmungsaktivität mehr ausführt, sondern vollständig narkotisiert ist, soll häufig der Volumenfluss des Gasgemischs durch den Inspirations-Kanal die eigene Atmungsaktivität zuverlässig ersetzen.
  • Die Volumenflüsse, mit denen die beiden Quellen die beiden Gas-Bestandteile bereitstellen, können über der Zeit variieren. Der tatsächliche Anteil eines Gas-Bestandteils im Gasgemisch soll hingegen gleich dem vorgegebenen Anteil sein und in der Regel zeitlich konstant sein. Dieser richtige Anteil des Gas-Bestandteils wird durch die erfindungsgemäße Steuerung oder Regelung des Verhältnisses zwischen den Volumenflüssen bewirkt. Die Erfindung erspart die Notwendigkeit, ein Stellglied vorzusehen, welches den Anteil eines Gas-Bestandteils an dem Gasgemisch, das durch den Inspirations-Kanal fließt, zu verändern vermag. Die Erfindung erspart außerdem die Notwendigkeit, ein Stellglied vorzusehen, welches den Volumenfluss eines Gas-Bestandteils durch den entsprechenden Kanal zu steuern vermag. Die Erfindung lässt sich aber in Verbindung mit einem solchen Stellglied für einen Kanal, der zum Mischpunkt führt, einsetzen.
  • Erfindungsgemäß wird das Gasgemisch vom Mischpunkt zur patientenseitigen Koppeleinheit geleitet. Dieses Gasgemisch umfasst Sauerstoff. Bevorzugt ist mindestens einer der beiden Gas-Bestandteile Sauerstoff oder umfasst Sauerstoff. Der Anteil von Sauerstoff im Gasgemisch hängt ab von
    • - dem Anteil von Sauerstoff im ersten Gas-Bestandteil, wobei dieser Anteil maßgeblich von der ersten Quelle beeinflusst wird,
    • - dem Anteil von Sauerstoff im zweiten Gas-Bestandteil, wobei dieser Anteil maßgeblich von der zweiten Quelle beeinflusst wird, sowie
    • - dem erfindungsgemäß gesteuerten oder geregelten Verhältnis der beiden Volumenflüsse durch die beiden Kanäle zum Mischpunkt.
  • In der Regel ist bekannt, welchen Anteil an Sauerstoff die beiden Gas-Bestandteile haben, welche die beiden Quellen bereitstellen. Möglich ist natürlich, dass eine Quelle einen Gas-Bestandteil ohne Sauerstoff-Anteil bereitstellt.
  • Mindestens einer der beiden Gas-Bestandteile kann mindestens ein Narkosemittel umfassen. Beispielsweise ist der eine Gas-Bestandteil Atemluft, und der andere Gas-Bestandteil ist eine Mischung aus mindestens einem Narkosemittel und einem Trägergas.
  • In einer anderen Ausgestaltung wird Sauerstoff oder Atemluft durch einen dritten Kanal zur patientenseitigen Koppeleinheit geleitet.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst mindestens ein Druckminderer eine Steuerdruck-Kammer. Bevorzugt umfassen beide Druckminderer jeweils eine Steuerdruck-Kammer. Das Steuerdruck-Stellglied dieses Druckminderers vermag einen Druck in der Steuerdruck-Kammer dieses Druckminderer zu steuern. Der Druck, mit dem dieser Druckminderer an seinem Hinterdruck-Ausgang den Gas-Bestandteil bereitstellt, hängt wie folgt vom Druck in der Steuerdruck-Kammer ab: Der Druck am Hinterdruck-Ausgang ist umso größer, je größer der Druck in der Steuerdruck-Kammer ist. In einer Ausgestaltung folgt der Druck am Hinterdruck-Ausgang dem Druck in der Steuerdruck-Kammer. Insbesondere wird der Druck am Hinterdruck-Ausgang mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung gleich dem Druck am in der Steuerdruck-Kammer.
  • Die Ausgestaltung mit der Steuerdruck-Kammer ermöglicht es in vielen Fällen, das Steuerdruck-Stellglied oder wenigstens jedes mechanische Element des Stellglieds vollständig in der Steuerdruck-Kammer anzuordnen. Dadurch sind die oder jede andere Kammer des Druckminderers sowie die Umgebung frei vom Stellglied. Bis zu einem gewissen Grad schützt die Steuerdruck-Kammer das Stellglied vor mechanischen Einflüssen von außen.
  • In einer Realisierungsform dieser Ausgestaltung umfasst der Druckminderer zusätzlich zur Steuerdruck-Kammer eine Hinterdruck-Kammer. Diese Hinterdruck-Kammer steht in einer Fluidverbindung mit dem Hinterdruck-Ausgang. Eine bewegliche Wand trennt die Steuerdruck-Kammer von der Hinterdruck-Kammer. Beispielsweise ist die Wand relativ zu einem Gehäuse des Druckminderers linear beweglich oder verschwenkbar. Oder die Wand ist als eine flexible Membrane ausgestaltet. Das Steuerdruck-Stellglied vermag diese bewegliche Wand zu bewegen und dadurch das Volumen der Steuerdruck-Kammer zu verändern. Die beiden Kammern sind dank der beweglichen Wand wie folgt miteinander gekoppelt: Falls das Volumen der Steuerdruck-Kammer vergrößert wird, wird das Volumen der Hinterdruck-Kammer verringert, und dadurch steigt der Druck in der Hinterdruck-Kammer. Das umgekehrte gilt, falls das Volumen der Steuerdruck-Kammer verkleinert wird.
  • Erfindungsgemäß umfasst jeder Druckminderer einen Vordruck-Eingang und einen Hinterdruck-Ausgang und leitet wenigstens zeitweise einen Gas-Bestandteil vom Vordruck-Eingang zum Hinterdruck-Ausgang. Der Druck am Vordruck-Eingang ist größer als oder gleich dem Druck am Hinterdruck-Ausgang. In einer Ausgestaltung umfasst mindestens ein Druckminderer, bevorzugt beide Druckminderer, jeweils eine Vordruck-Kammer und eine Hinterdruck-Kammer. Diese Ausgestaltung lässt sich mit der gerade beschriebenen Ausgestaltung kombinieren, bei der mindestens ein Druckminderer eine Steuerdruck-Kammer umfasst, lässt sich aber auch ohne eine Steuerdruck-Kammer realisieren.
  • Die Vordruck-Kammer ist mit dem Vordruck-Eingang verbunden, die Hinterdruck-Kammer mit dem Hinterdruck-Ausgang. Eine Trennwand trennt diese beiden Kammern fluiddicht voneinander. In diese Trennwand ist eine Öffnung eingelassen. Ein Verschluss lässt sich zwischen einer freigebenden und einer verschließenden Position hin und her bewegen. In der freigebenden Position gibt der Verschluss die Öffnung frei, so dass eine Fluidverbindung zwischen der Vordruck-Kammer und der Hinterdruck-Kammer hergestellt ist. Bei einem Druckunterschied fließt aufgrund des Druckausgleichs der Gas-Bestandteil von der Vordruck-Kammer in die Hinterdruck-Kammer. In der verschließenden Position verschließt der Verschluss dieser Öffnung, so dass die Fluidverbindung unterbrochen ist und ein Druckunterschied nicht zu einem Druckausgleich führt. Das Steuerdruck-Stellglied des Druckminderers vermag diesen Verschluss zwischen den beiden Positionen hin und her zu bewegen, bevorzugt über eine mechanische Wirkverbindung.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Versorgungs-Anordnung einen ersten Volumenfluss-Sensor und einen zweiten Volumenfluss-Sensor. Der erste Volumenfluss-Sensor vermag ein Maß für den Volumenfluss durch den ersten Kanal zu messen, der zweite Volumenfluss-Sensor ein Maß für den Volumenfluss durch den zweiten Kanal. Beispielsweise misst jeder Volumenfluss-Sensor jeweils eine Druckdifferenz zwischen den Drücken an zwei Messpunkten im Kanal. Jeweils ein Signal der beiden Volumenfluss-Sensoren wird an das Steuergerät übermittelt. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Regelung der beiden Volumenflüsse. Durch Auswertung von übermittelten Messwerten ermittelt das Steuergerät das tatsächliche Verhältnis zwischen den beiden Volumenflüssen, misst also bei einer Regelung die Regelgröße.
  • Möglich ist, dass aufgrund von Störeinflüssen der Anteil des ersten und / oder des zweiten Gas-Bestandteils im Gasgemisch flussabwärts von Mischpunkt vom Soll-Anteil abweicht, obwohl das Verhältnis der beiden Volumenflüsse rasch geregelt wird, also eine Regelabweichung rasch verkleinert wird. Beispielsweise schwankt der Anteil des Gas-Bestandteils in dem Gas, welches eine Quelle bereitstellt. Oder in einem Kanal ist ein Leck aufgetreten. In einer Ausgestaltung misst daher ein Konzentrations-Sensor ein Maß für den ersten und / oder den zweiten Gas-Bestandteil in dem Gasgemisch, welches durch den Inspirations-Kanal fließt. Dieser Konzentrations-Sensor ist bevorzugt auch flussabwärts von einem ansteuerbaren Stellglied angeordnet, welches den Volumenfluss durch den Inspirations-Kanal zu verändern vermag. Falls dieser Konzentrations-Sensor einem zu hohen oder zu niedrigen Anteil des Gas-Bestandteils im Gasgemisch detektiert, so wird bevorzugt der Volumenfluss durch einen Kanal zum Mischpunkt entsprechend vergrößert oder verkleinert. Durch diese Ausgestaltung wird die Auswirkung des Störeinflusses wenigstens teilweise automatisch kompensiert.
  • Erfindungsgemäß münden die beiden Kanäle für die beiden Gas-Bestandteile in denselben Mischpunkt. Dadurch stellt sich in vielen Fällen flussaufwärts vom Mischpunkt, also in den beiden Kanälen, sowie flussabwärts vom Mischpunkt, also im Inspirations-Kanal, ein Druck-Gleichgewicht ein. In einer Ausgestaltung wird dieser übereinstimmende Druck gesteuert oder geregelt. Gesteuert oder geregelt wird also der Druck, der von mindestens drei Seiten (von drei Kanälen) am Mischpunkt anliegt. Das Regelungsziel bei dieser Regelung ist, dass der zeitliche Verlauf des tatsächlichen Drucks im Mischpunkt oder am Eingang zum Inspirations-Kanal einem vorgegebenen zeitlichen Sollverlauf des Drucks folgt.
  • Ein Sonderfall dieses Regelungsziels ist, dass der Druck im Mischpunkt oder am Eingang zeitlich konstant gehalten werden und gleich einem vorgegebenen Sollwert für den Druck sein soll.
  • Das Regelungsziel, den tatsächlichen Druck am Mischpunkt zu regeln, ist in einer Ausgestaltung ein zusätzliches Regelungsziel bei der Ansteuerung der Steuerdruck-Stellglieder. Das Steuergerät steuert die beiden Steuerdruck-Stellglieder der beiden Druckminderer so an, dass sowohl der zeitliche Verlauf des tatsächlichen Drucks am Hinterdruck-Ausgang des ersten Druckminderers als auch der zeitliche Verlauf des tatsächlichen Drucks am Hinterdruck-Ausgang des zweiten Druckminderers dem vorgegebenen zeitlichen Sollverlauf des Drucks am Mischpunkt folgt. Das Steuergerät steuert also die beiden Steuerdruck-Stellglieder so an, dass das zusätzliche Regelungsziel erreicht wird. Ein Unterschied zwischen den Drücken in den beiden Kanälen wird rasch verringert.
  • Eine Anwendung dieses zusätzlichen Regelungsziels ist die folgende: Wie bereits erwähnt, soll häufig der tatsächliche Volumenfluss zur patientenseitigen Koppeleinheit geregelt werden. Im Inspirations-Kanal ist daher ein ansteuerbares Stellglied angeordnet, welches den Volumenfluss zu verändern vermag, insbesondere ein ansteuerbares Proportionalventil. Das Steuergerät der erfindungsgemäßen Versorgungs-Anordnung oder ein anderes signalverarbeitendes Steuergerät vermögen dieses Stellglied anzusteuern. In einer Realisierungsform tritt am Stellglied eingangsseitig ein Vordruck und ausgangsseitig ein Hinterdruck auf. Der Druck am Mischpunkt legt den Vordruck für dieses Stellglied fest, und der Hinterdruck, den das Stellglied bewirkt, beeinflusst den Volumenfluss zur patientenseitigen Koppeleinheit. Der Volumenfluss zur patientenseitigen Koppeleinheit lässt sich einfacher regeln, wenn der Vordruck am Stellglied einem vorgegebenen Sollverlauf folgt, insbesondere zeitlich konstant ist. Die gerade beschriebene Ausgestaltung bewirkt dies.
  • In einer Ausgestaltung umfasst jeder Druckminderer jeweils eine Steuerdruck-Kammer, und das Steuerdruck-Stellglied des Druckminderers vermag den Steuerdruck in dieser Steuerdruck-Kammer einzustellen, zu verändern und dadurch zu steuern. In einer Realisierungsform dieser Ausgestaltung umfasst jeder Druckminderer jeweils eine ansteuerbare Fluidführungseinheit, beispielsweise eine Pumpe oder eine Kolben-Zylinder-Einheit. Diese Fluidführungseinheit vermag sowohl Fluid in die Steuerdruck-Kammer zu fördern als auch Fluid aus der Steuerdruck-Kammer abzulassen. Das Steuergerät vermag die beiden Fluidführungseinheiten unabhängig voneinander anzusteuern und vermag dadurch den Steuerdruck in den beiden Steuerdruck-Kammern unabhängig voneinander zu verändern.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst jeder Druckminderer jeweils zusätzlich eine Hinterdruck-Kammer und ein bewegliche Wand. Die bewegliche Wand begrenzt die Hinterdruck-Kammer. Die Hinterdruck-Kammer des Druckminderers ist mit dem Hinterdruck-Ausgang verbunden. Der Druck in der Hinterdruck-Kammer legt den Druck am Hinterdruck-Ausgang und damit im verbundenen ersten bzw. zweiten Kanal fest.
  • Die bewegliche Wand ist relativ zu einem Gehäuse des Druckminderers beweglich, beispielsweise in zwei entgegengesetzte Richtungen. Das Steuerdruck-Stellglied vermag die bewegliche Wand zu bewegen. Indem das Steuerdruck-Stellglied die bewegliche Wand bewegt, verändert das Steuerdruck-Stellglied den Druck in der Hinterdruck-Kammer und damit den Druck am H interdruck-Ausgang.
  • Die Ausgestaltung mit der beweglichen Wand erspart die Notwendigkeit, in der Hinterdruck-Kammer ein Stellglied vorzusehen. Vielmehr lässt sich das Steuerdruck-Stellglied vollständig außerhalb der Hinterdruck-Kammer anordnen. Dies reduziert die Gefahr von unerwünschten Verwirbelungen in der Hinterdruck-Kammer.
  • In einer Ausgestaltung trennt die bewegliche Wand die Hinterdruck-Kammer von der Steuerdruck-Kammer. Dadurch stellt sich zwischen dem Druck in der Hinterdruck-Kammer und dem Druck in der Steuerdruck-Kammer ein Druckausgleich, möglicherweise sogar ein Druck-Gleichgewicht, ein. Bevorzugt trennt die bewegliche Wand die beiden Kammern fluiddicht voneinander, so dass kein Fluid von der einen Kammer in die andere Kammer fließen kann. Das Steuergerät vermag den Druck in der Steuerdruck-Kammer zu verändern und verändert auf diese Weise auf den Druck in der Hinterdruck Kammer.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine Kennlinie vorgegeben oder empirisch ermittelt. Die Kennlinie wird in einer von einem Rechner auswertbaren Form abgespeichert. Diese Kennlinie beschreibt, wie der Druck in der Hinterdruck-Kammer und somit der Druck am Hinterdruck-Ausgang eines Druckminderers vom Druck in der Steuerdruck-Kammer abhängt. Bevorzugt wird für jeden Druckminderer jeweils eine solche Kennlinie vorgegeben oder empirisch ermittelt und in einer rechnerauswertbaren Form in einem Datenspeicher der Verbindungs-Anordnung abgespeichert. Das Steuergerät hat wenigstens zeitweise Lesezugriff auf diesen Datenspeicher und verwendet diese Kennlinie, um abhängig von einem zu erzielenden Druck am Hinterdruck-Ausgang zu berechnen, welchen Steuerdruck das Steuerdruck-Stellglied erzeugen soll, insbesondere in der optionalen Steuerdruck-Kammer. Abhängig von diesem zu erzeugenden Steuerdruck berechnet das Steuergerät einen Stelleingriff für das Steuerdruck-Stellglied. Die Ausgestaltung mit den beiden Kennlinien erspart die Notwendigkeit, zwei völlig baugleiche Druckminderer zu verwenden. Vielmehr kompensieren die Kennlinien bis zu einem gewissen Grad bauartbedingte und / oder exemplar-spezifische Unterschiede zwischen den beiden Druckminderern. Möglich ist aber auch, dass das Steuergerät die gleiche Kennlinie für beide Druckminderer verwendet, insbesondere wenn beide Druckminderer baugleich sind.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst mindestens ein, bevorzugt jeder Druckminderer zusätzlich zur Hinterdruck-Kammer eine Vordruck-Kammer sowie eine Trennwand zwischen der Hinterdruck-Kammer und der Vordruck-Kammer. Die Trennwand kann starr oder flexibel sein. Die Vordruck-Kammer ist mit dem Vordruck-Eingang verbunden. In die Trennwand ist eine Öffnung eingelassen. Diese Öffnung stellt eine Fluidverbindung zwischen der Vordruck-Kammer und der Hinterdruck-Kammer her.
  • Ein beweglicher Verschluss vermag diese Öffnung wahlweise zu verschließen oder freizugeben. Falls der Verschluss die Öffnung freigibt, so kann ein Gas-Bestandteil von der ersten bzw. der zweiten Quelle durch den Vordruck-Eingang, die Vordruck-Kammer, die Öffnung, die Hinterdruck-Kammer und den Hinterdruck-Ausgang hindurch in den ersten bzw. den zweiten Kanal fließen. Falls der Druck in der Vordruck-Kammer größer ist als der Druck in der Hinterdruck-Kammer, so bewirkt der Druckunterschied, dass ein Gas-Bestandteil von der Vordruck-Kammer in die Hinterdruck-Kammer fließt. Falls der Verschluss die Öffnung verschließt, so kann der Gas-Bestandteil nicht aus der Quelle in den Kanal fließen, und ein Druckunterschied wird nicht abgebaut. Ein hoher Druck am Vordruck-Eingang wirkt sich dann nicht auf den Hinterdruck-Ausgang aus.
  • Gemäß der gerade beschriebenen Ausgestaltung umfasst der Druckminderer eine Trennwand, eine Öffnung in dieser Trennwand und einen Verschluss für diese Öffnung. In einer Realisierungsform wird diese Ausgestaltung mit der Ausgestaltung verbunden, bei der ein Druckminderer eine bewegliche Wand umfasst. Zwischen der beweglichen Wand und dem Verschluss ist eine mechanische Wirkverbindung hergestellt, die bevorzugt einen Hebel, eine Stange und / oder eine Feder umfasst. Diese mechanische Wirkverbindung überträgt eine Bewegung der beweglichen Wand auf den Verschluss. Die Realisierungsform mit dem Hebel ermöglicht es in vielen Fällen, einen kurzen und einen langen Hebelarm zu realisieren, so dass das Steuerdruck-Stellglied eine geringere Kraft aufwenden muss, als wenn es direkt auf die bewegliche Wand wirken würde.
  • In vielen Fällen lässt sich in Verbindung mit der oben erwähnten Steuerdruck-Kammer folgende Wirkung erzielen: Zwischen der Steuerdruck-Kammer und der Hinterdruck-Kammer stellt sich durch einen Druckausgleich ein Druck-Gleichgewicht ein. Dieses Druck-Gleichgewicht führt zu einer bestimmten Stellung der beweglichen Wand. Abhängig von dieser Stellung und somit vom Druck-Gleichgewicht wird der Verschluss in eine bestimmte Position gebracht und öffnet oder verschließt die Öffnung.
  • Dank dieser Ausgestaltung lässt sich in vielen Fällen ein großes Verhältnis zwischen zwei Hebelarmen erzielen, insbesondere wenn die mechanische Wirkverbindung ein Verbindungselement umfasst, welches um eine Drehachse drehbar ist. Das Stellglied bewegt die bewegliche Wand und dadurch einen längeren Hebelarm. Das Verbindungselement der mechanischen Wirkverbindung führt zu einem kürzeren Hebelarm zwischen der Drehachse und dem Verschluss. Dadurch braucht das Steuerdruck-Stellglied nur eine relativ geringe Kraft aufzubringen, um den Verschluss zu bewegen. Insbesondere lässt sich der Verschluss mit einer relativ geringen Kraft gegen eine relativ große Kraft in der Vordruck-Kammer bewegen.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Versorgungs-Anordnung zwei Steuerdruck-Stellglieder. In einer nachfolgend beschriebenen Ausgestaltung umfasst die Versorgungs-Anordnung mindestens ein weiteres Stellglied, das außerhalb der beiden Druckminderer angeordnet ist und nachfolgend als Widerstands-Stellglied bezeichnet wird.
  • Gemäß der Ausgestaltung mit dem Widerstands-Stellglied ist in mindestens einem Kanal, der einen der Gas-Bestandteile zum Mischpunkt leitet, ein pneumatischer Widerstand angeordnet. Bevorzugt umfasst der pneumatische Widerstand eine Verengung, also einen Bereich, in dem die Querschnitts-Durchflussfläche kleiner ist als im Rest des Kanals. Der pneumatische Widerstandswert dieses pneumatischen Widerstands ist veränderbar, insbesondere indem ein Steuergerät das Widerstands-Stellglied ansteuert und das angesteuerte Widerstands-Stellglied den pneumatischen Widerstand entsprechend ansteuert. Bevorzugt lässt sich die Querschnitts-Durchflussfläche verändern. Der pneumatische Widerstandswert wird bevorzugt in Druck pro Volumenfluss angegeben, beispielsweise in [mbar/(l/min)].
  • Wenn der pneumatische Widerstandswert erhöht wird, so wird der Volumenfluss durch diesen Kanal verändert, in der Regel verringert. Das Widerstands-Stellglied vermag den pneumatischen Widerstandswert zu verändern und beispielsweise ein Element zu bewegen, das in den Kanal eingreift. Das Steuergerät vermag dieses Widerstands-Stellglied anzusteuern. Das Steuerungsziel oder Regelungsziel bei dieser Ansteuerung ist wiederum, dass das Verhältnis zwischen den beiden Volumenflüssen durch die beiden Kanäle gleich dem vorgegebenen Soll-Verhältnis ist. Um dieses Steuerungsziel oder Regelungsziel zu erreichen, steuert das Steuergerät gemäß dieser Ausgestaltung das Steuerdruck-Stellglied und zusätzlich das Widerstands-Stellglied an.
  • Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, eine grobe Justierung und Einstellung des Volumenflusses mithilfe des Steuerdruck-Stellglieds vorzunehmen und eine feine Justierung und Einstellung mithilfe des Widerstands-Stellglieds -Stellglieds oder beider Widerstands-Stellglieder. In vielen Fällen lässt sich dadurch das Steuerungsziel oder Regelungsziel schneller und / oder mit höherer Zuverlässigkeit erreichen, als wenn es nur ein Stellglied für den Kanal gäbe.
  • Möglich ist, dass nur in einem Kanal ein pneumatischer Widerstand und ein ansteuerbares Widerstands-Stellglied angeordnet sind. Bevorzugt sind hingegen in beiden Kanälen jeweils ein pneumatischer Widerstand und ein ansteuerbares Widerstands-Stellglied angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung vermag das Steuergerät die beiden Widerstands-Stellglieder bevorzugt unabhängig voneinander anzusteuern und dadurch die beiden pneumatischen Widerstandswerte unabhängig voneinander zu verändern.
  • Erfindungsgemäß umfasst jeder Druckminderer jeweils ein Steuerdruck-Stellglied, welches den Druck am Hinterdruck-Ausgang zu verändern vermag. In einer Ausgestaltung verändert das Steuerdruck-Stellglied den Steuerdruck in der optionalen Steuerdruck-Kammer. In einer Realisierungsform dieser Ausgestaltung werden die beiden Steuerdruck-Stellglieder so eingestellt, dass sie jeweils einen initialen Steuerdruck in der Steuerdruck-Kammer bewirken. Besonders bevorzugt werden die beiden Steuerdruck-Stellglieder wie folgt eingestellt: Wenn die beiden Steuerdruck-Stellglieder den jeweiligen initialen Steuerdruck bewirken und kein Gas durch den Druckminderer fließt, so liegt an den beiden Hinterdruck-Ausgängen der beiden Druckminderer derselbe Druck an.
  • Diese Ausgestaltung kompensiert mögliche konstruktionsbedingte Unterschiede zwischen den beiden Druckminderern. Nicht erforderlich ist, die beiden Druckminderer genau gleich auszulegen und zu fertigen. Weil an den beiden Hinterdruck-Ausgängen bei Ausbleiben eines Gasflusses der gleiche Druck anliegt, ist die Steuerung oder Regelung der Steuerdrücke in vielen Fällen einfacher.
  • In einer Ausgestaltung wird der Volumenfluss durch den Inspirations-Kanal zur patientenseitigen Koppeleinheit geregelt. Zu diesem Zweck ist im Inspirations-Kanal ein ansteuerbares Stellglied, bevorzugt ein ansteuerbares Proportionalventil oder sonstiges Ventil, angeordnet. Das Stellglied vermag den Volumenfluss zur patientenseitigen Koppeleinheit zu verändern. Das Steuergerät vermag dieses Stellglied anzusteuern. Vorgegeben ist ein zeitlicher Sollverlauf des Volumenflusses zur patientenseitigen Koppeleinheit. Das Steuergerät steuert das Stellglied mit dem Regelungsziel an, dass der zeitliche Verlauf des tatsächlichen Volumenflusses zur patientenseitigen Koppeleinheit dem vorgegebenen Sollverlauf folgt.
  • In einer Fortbildung dieser Ausgestaltung misst ein Volumenfluss-Sensor ein Maß für den Volumenfluss vom Stellglied zur patientenseitigen Koppeleinheit, beispielsweise eine Druckdifferenz zwischen zwei Messpunkten im Inspirations-Kanal.
  • Die Erfindung betrifft zusätzlich ein Versorgungs-System, welches eine patientenseitige Koppeleinheit mit einem Gasgemisch zu versorgen vermag. Dieses Versorgungs-System umfasst eine erfindungsgemäße Versorgungs-Anordnung, eine erste Quelle und eine zweite Quelle. Die erste Quelle vermag den ersten Gas-Bestandteil bereitzustellen, die zweite Quelle den zweiten Gas-Bestandteil. Zwischen dem Vordruck-Eingang des ersten Druckminderers und der ersten Quelle ist wenigstens zeitweise eine Fluidverbindung hergestellt. Zwischen dem Vordruck-Eingang des zweiten Druckminderers und der zweiten Quelle ist ebenfalls wenigstens zeitweise eine Fluidverbindung hergestellt. Zwischen dem Inspirations-Kanal und der patientenseitigen Koppeleinheit ist ebenfalls wenigstens zeitweise eine Fluidverbindung hergestellt.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Patienten-Versorgungs-System, das eine patientenseitige Koppeleinheit und damit einen Patienten mit einem Gasgemisch zu versorgen vermag. Dieses Gasgemisch umfasst einen ersten Gas-Bestandteil, insbesondere Luft, und einen zweiten Gas-Bestandteil, insbesondere reinen Sauerstoff. Das Patienten-Versorgungs-System umfasst eine erfindungsgemäße Versorgungs-Anordnung oder ein Versorgungs-System mit einer erfindungsgemäßen Versorgungs-Anordnung. Der Inspirations-Kanal der Versorgungs-Anordnung ist wenigstens zeitweise mit der Patienten seitigen Koppeleinheit verbunden. Der Inspirations-Kanal vermag das Gasgemisch vom Mischpunkt zur patientenseitigen Koppeleinheit zu leiten.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Hierbei zeigt
    • 1 schematisch, wie eine patientenseitige Koppeleinheit mit einem Gasgemisch aus Atemluft und reinem Sauerstoff versorgt wird, wobei zwei Druckminderer mit zwei ansteuerbaren Stellgliedern verwendet werden;
    • 2 den zeitlichen Verlauf des Volumenflusses und des Drucks des Gasgemischs, das zum Patienten fließt;
    • 3 schematisch einen pneumatischen Druckminderer mit einem angesteuerten Stellglied in der Steuerdruck-Kammer;
    • 4 schematisch einen pneumatischen Druckminderer mit einem angesteuerten Stellglied in der Hinterdruck-Kammer;
    • 5 eine beispielhafte Abhängigkeit des erzielten Hinterdrucks vom Volumenfluss;
    • 6 eine beispielhafte Abhängigkeit des erzielten Hinterdrucks vom anliegenden Steuerdruck;
    • 7 beispielhaft, wie sich nach Einstellung der beiden Steuerdrücke in den beiden Druckminderern ein Gleichgewicht der beiden Volumenflüsse einstellt;
    • 8 das Beispiel von 7 in einer anderen Darstellung;
    • 9 eine alternative Ausführungsform, bei der zwei ansteuerbare Stellglieder für zwei veränderbare pneumatische Widerstände in den beiden Kanälen verwendet werden;
    • 10 beispielhaft, wie sich nach Einstellung der beiden pneumatischen Widerstände von 9 ein Gleichgewicht der beiden Volumenflüsse einstellt.
  • Im Ausführungsbeispiel wird die Erfindung benutzt, um einen Patienten Pt künstlich zu beatmen. Am oder im Körper des Patienten Pt ist eine patientenseitige Koppeleinheit 9 befestigt, beispielsweise eine Atemmaske oder ein Tubus oder ein Katheter.
  • Ein nur schematisch gezeigtes Beatmungsgerät 100 führt eine Abfolge von Beatmungshüben aus und fördert in jedem Beatmungshub eine Menge eines Gasgemischs zur patientenseitigen Koppeleinheit 9 und damit zum Patienten Pt. Dieses Gasgemisch enthält einen Anteil (Vol-%) von Sauerstoff, wobei ein Benutzer diesen Anteil vorgegeben hat. Dieser Sauerstoff-Anteil kann oberhalb des Anteils von Sauerstoff in der Atemluft liegen. Um den Anteil von Sauerstoff im Vergleich zum Anteil in der Atemluft zu vergrößern, wird im Ausführungsbeispiel ein Gasgemisch aus Atemluft und reinem Sauerstoff erzeugt. Das Gasgemisch kann zusätzlich ein Narkosemittel enthalten, sodass der Patient Pt sediert oder narkotisiert wird.
  • Die erfindungsgemäße Versorgungs-Anordnung gehört zum Beatmungsgerät 100 oder bildet das Beatmungsgerät 100. Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Versorgungs-Anordnung mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet.
  • Ein Benutzer gibt einen gewünschten Sauerstoff-Anteil in dem Gasgemisch vor. Beispielsweise stellt der Benutzer manuell den gewünschten Sauerstoff-Anteil an einem Drehknopf 30 ein.
  • 1 zeigt schematisch eine Versorgungs-Anordnung, um dieses Gasgemisch mit einem höheren Sauerstoffanteil zu erzeugen und zur patientenseitigen Koppeleinheit 9 zu fördern. Die beiden Bestandteile des Gasgemischs, nämlich Luft und reiner Sauerstoff (O2), werden in zwei Kanälen K.1 und K.2 bereitgestellt, wobei ein erster Kanal K.1 die Luft und ein zweiter Kanal K.2 den reinen Sauerstoff bereitstellt und wobei die beiden Kanäle K.1 und K.2 in einem Mischpunkt 8 zusammengeführt werden. Von diesem Mischpunkt 8 führt ein Inspirations-Kanal K.3, beispielsweise ein Schlauch für die Einatmung und optional ein Zwei-Lumen-Schlauch, zur patientenseitigen Koppeleinheit 9. Dieser Inspirations-Kanal K.3 leitet das Gemisch aus Luft und reinem Sauerstoff vom Mischpunkt 8 zur patientenseitigen Koppeleinheit 9.
  • Im Inspirations-Kanal K.3 ist ein ansteuerbares Stellglied in Form eines Ventils 4, in einer bevorzugten Ausgestaltung ein Proportionalventil, angeordnet. Dieses Proportionalventil 4 weist einen einlassseitigen Vordruck und einen auslassseitigen Hinterdruck auf und vermag den Volumenfluss zur patientenseitigen Koppeleinheit 9 zu steuern und unterteilt den Inspirations-Kanal K.3 in einen Abschnitt 41 zwischen dem Mischpunkt 8 und dem Proportionalventil 4 und einen Abschnitt 42 zwischen dem Proportionalventil 4 und der patientenseitigen Koppeleinheit 9.
  • Weil die beiden Kanäle K.1 und K.2 in denselben Mischpunkt 8 münden und weil der Inspirations-Kanal K.3 in diesem Mischpunkt 8 beginnt, herrscht in den beiden Kanälen K.1 und K.2 flussaufwärts vom Mischpunkt 8 sowie im Abschnitt 41 des Inspirations-Kanals K.3 derselbe Druck P. Dieser Druck P soll zwischen 20 mbar und 100 mbar liegen. Dieser Wert bezeichnet den Überdruck im Vergleich zum Umgebungsdruck. In einer Ausgestaltung soll dieser Druck P zeitlich konstant sein. Der Druck P ist der Vordruck am Proportionalventil 4.
  • Der Volumenfluss Vol'Pt(t), also der Fluss von Gas pro Zeiteinheit, durch den Abschnitt 42 des Inspirations-Kanals K.3 zur patientenseitigen Koppeleinheit 9 soll einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf folgen. Auch der Druck im Abschnitt 42 verändert sich mit der Zeit. 2 zeigt oben einen beispielhaften geforderten zeitlichen Verlauf des Volumenflusses (Vol'Pt) und unten einen beispielhaften zeitlichen Verlauf des Drucks (PPt). Werte oberhalb der x-Achse bedeuten einen Fluss des Gasgemischs zum Patienten Pt hin (Einatmung), Werte unterhalb einen Fluss vom Patienten Pt weg (Ausatmung).
  • Der zeitliche Verlauf Vol'Pt(t) des tatsächlichen Volumenflusses zur patientenseitigen Koppeleinheit 9 soll einem vorgegebenen zeitlichen Sollverlauf Vol'Pt,Soll(t) folgen. Dieser Sollverlauf Vol'Pt,Soll(t) kann von der eigenen Atmungsaktivität des Patienten Pt abhängen. Beispielsweise löst jeder Einatemzug des Patienten Pt einen Beatmungshub aus. Daher führt ein signalverarbeitendes Steuergerät 3 automatisch eine Regelung (closed-loop control) des Volumenflusses Vol'Pt(t) durch. Der tatsächliche zeitlich veränderliche Volumenfluss Vol'Pt(t) im Abschnitt 42 ist die Regelgröße, und der vorgegebene zeitliche Sollverlauf Vol'Pt,Soll(t) ist die Führungsgröße. Das Steuergerät 3 steuert das Proportionalventil 4 im Inspirations-Kanal K.3 an, um den Volumenfluss durch den Abschnitt 42 mit dem Regelungsziel zu verändern, dass der zeitliche Verlauf Vol'Pt(t) des tatsächlichen Volumenflusses gleich dem zeitlichen Sollverlauf Vol'Pt,Soll(t) ist.
  • Im Ausführungsbeispiel werden die Beatmungshübe dadurch erzielt, dass die beiden Gas-Bestandteile unter Überdruck bereitgestellt werden und das Steuergerät 3 das Proportionalventil 4 ansteuert und das angesteuerte Proportionalventil 4 den Volumenfluss durch den Abschnitt 42 des Inspirations-Kanals K.3 verändert. Das Gasgemisch soll einen zeitlich konstanten Anteil an Sauerstoff aufweisen. Das Proportionalventil 4 kann zwar den Volumenfluss steuern, nicht aber den Sauerstoff-Anteil. Daher soll der Sauerstoff-Gehalt im gesamten Inspirations-Kanal K.3 trotz des veränderlichen Volumenflusses konstant gehalten werden.
  • Der Volumenfluss Vol'(t) durch den Inspirations-Kanal K.3 vom Mischpunkt 8 zum Proportionalventil 4 ist die Summe aus dem Volumenfluss Vol'[1](t) von Atem luft durch den ersten Kanal K.1 zum Mischpunkt 8 und dem Volumenfluss Vol'[2](t) von reinem Sauerstoff (02) durch den zweiten Kanal K.2 zum Mischpunkt 8. Ein erster Volumenfluss-Sensor 6.1 misst ein Maß für den Volumenfluss Vol'[1](t) durch den ersten Kanal K.1, ein zweiter Volumenfluss-Sensor 6.2 ein Maß für den Volumenfluss Vol'[2](t) durch den zweiten Kanal K.2. Im gezeigten Beispiel sind im ersten Kanal K.1 ein erster pneumatischer Widerstand 5.1 angeordnet, im zweiten Kanal K.2 ein zweiter pneumatischer Widerstand 5.2. Der Widerstandswert des ersten pneumatischen Widerstands 5.1 ist mit R1 bezeichnet, der Widerstandswert des zweiten pneumatischen Widerstands 5.2 mit R2. Die Durchfluss-Querschnittsfläche durch den pneumatischen Widerstand 5.1, 5.2 ist kleiner als die Durchfluss-Querschnittsfläche im Rest des Kanals K.1, K.2. In einer Ausgestaltung ist diese kleinere Durchfluss-Querschnittsfläche unveränderlich, in einer anderen veränderlich, was weiter unten beschrieben wird.
  • Der erste Volumenfluss-Sensor 6.1 misst die Druckdifferenz ΔP.1 am ersten pneumatischen Widerstand 5.1 und leitet aus der gemessenen Druckdifferenz den Volumenfluss Vol'[1](t) durch den ersten Kanal K.1 ab. Der zweite Volumenfluss-Sensor 6.2 misst die Druckdifferenz ΔP.1 am zweiten pneumatischen Widerstand 5.2 und leitet aus der gemessenen Druckdifferenz den Volumenfluss Vol'[2](t) durch den zweiten Kanal K.2 ab. Das Steuergerät 3 erhält jeweils ein Signal von den beiden Volumenfluss-Sensoren 6.1 und 6.2 und leitet hieraus den tatsächlichen zeitlich veränderlichen Volumenfluss Vol'(t) durch den Abschnitt 41 des Inspirations-Kanals K.3 und das Verhältnis Vol'[1](t) / Vol'[2](t) der beiden Volumenflüsse ab.
  • Ein Drucksensor 7 misst den tatsächlichen Druck im Inspirations-Kanal K.3. Ein Signal des Drucksensors 7 wird ebenfalls an das Steuergerät 3 übermittelt. Das Signal des Drucksensors 7 wird für eine weiter unten beschriebene Druckregelung verwendet. Das Signal des Drucksensors 7 lassen sich zusätzlich dafür verwenden, um - in der Regel zusammen mit Signalen von anderen Sensoren - wenigstens näherungsweise ein Maß für die eigene Atmungsaktivität des Patienten Pt zu ermitteln, beispielsweise den Druck am Atemweg (pressure in airway).
  • Im Ausführungsbeispiel stellt ein stationärer Versorgungsanschluss 20 in einer Wand W die Atem luft bereit, ein stationärer Versorgungsanschluss 21 den reinen Sauerstoff. Die Versorgungsanschlüsse 20, 21 stellen Luft bzw. Sauerstoff mit einem Druck bereit, der zwischen 3 bar und 8 bar liegt. Der übereinstimmende Druck in den beiden Kanälen K.1 und K.2 soll hingegen zwischen 20 mbar und 100 mbar liegen. Daher sind zwischen dem Versorgungsanschluss 20 und dem ersten Kanal K.1 ein erster pneumatischer Druckminderer 1 und zwischen dem Versorgungsanschluss 21 und dem zweiten Kanal K.2 ein zweiter pneumatischer Druckminderer 2 angeordnet. Der erste Druckminderer 1 umfasst einen Vordruck-Eingang V.1 und einen Hinterdruck-Ausgang H.1, der zweite Druckminderer 2 einen Vordruck-Eingang V.2 und einen Hinterdruck-Ausgang H.2. Der Vordruck-Eingang V.1 ist durch eine Versorgungsleitung 22 mit dem Versorgungsanschluss 20 verbunden, der Vordruck-Eingang V.2 durch eine Versorgungsleitung 23 mit dem Versorgungsanschluss 21. In der Versorgungsleitung 22 ist ein Rückschlagventil 24 angeordnet, welches verhindert, dass Atemluft durch die Versorgungsleitung 22 zurück zum Versorgungsanschluss 20 fließt. Ein entsprechendes Rückschlagventil 25 ist in der Versorgungsleitung 23 angeordnet.
  • Wie bereits erwähnt, gilt Vol'(t) = Vol'[1](t) + Vol'[2](t). Hierbei sind
    • - Vol'(t) der zeitlich variierende Volumenfluss durch den Abschnitt 41 des Inspirations-Kanals K.3,
    • - Vol'[1](t) der zeitlich variierende Volumenfluss von Atemluft durch den ersten Kanal K.1 und
    • - Vol'[2](t) der zeitlich variierende Volumenfluss von reinem Sauerstoff durch den zweiten Kanal K.2.
  • Die beiden Volumenflüsse Vol'[1](t) und Vol'[2](t) durch die beiden Kanäle K.1 und K.2 hängen von der Einstellung des Proportionalventils 4 ab, wobei diese Einstellung einen Volumenfluss Vol'(t) durch den Abschnitt 41 und einen Volumenfluss Vol'Pt(t) durch den Abschnitt 42 festlegt.
  • Der Sauerstoffgehalt Vol-%[O2_K.3] im Inspirations-Kanal K.3 (genauer: am Mischpunkt 8) zum Zeitpunkt t beträgt Vol − % [ O 2 _ K .3 ] = { Vol ' [ 1 ] ( t ) * Vol − % [ O 2 _ Luft ] + Vol ' [ 2 ] ( t ) * 100 % } / Vol ' ( t ) .
    Figure DE102022132952A1_0001
  • Hierbei ist Vol-%[O2_Luft] der Anteil in Vol-% von Sauerstoff in der Atemluft, welche der Versorgungsanschluss 20 bereitstellt und der knapp 21 % beträgt. Der Versorgungsanschluss 21 stellt reinen Sauerstoff bereit. Bei einer Anwendung sind ein geforderter Sauerstoffgehalt Vol-%[O2_K.3] in dem Gasgemisch, welches die patientenseitige Koppeleinheit 9 erreicht, ein zeitlich konstanter Soll-Vordruck P am Proportionalventil 4 und ein Sollverlauf Vol'Pt,Soll(t) des tatsächlichen Volumenflusses Vol'Pt(t) vorgegeben.
  • Aus dem geforderten Sauerstoffgehalt Vol-%[O2_K.3] resultiert ein gefordertes Soll-Verhältnis zwischen den beiden Volumenflüssen Vol'[1](t) und Vol'[2](t) durch die beiden Kanäle K.1 und K.2. In einer Ausgestaltung werden der jeweilige Gehalt von Sauerstoff in dem Gas oder Gasgemisch, den die beiden Versorgungsanschlüsse 20 und 21 bereitstellen, als bekannt und konstant angesehen. In einer anderen Ausgestaltung wird eine Variation über der Zeit in Betracht gezogen. Ein optionaler Konzentrations-Sensor 37 misst den tatsächlichen Gehalt von Sauerstoff im Gasgemisch, welches durch den Inspirations-Kanal K.3 fließt.
  • In der Regel sollen der Sauerstoffgehalt Vol-%[O2_K.3] und damit das Verhältnis Vol'[1](t) / Vol'[2](t) zeitlich konstant sein. Das Steuergerät 3 führt automatisch eine Regelung der Volumenflüsse in den beiden Kanälen K.1 und K.2 durch. Das Regelungsziel bei dieser Regelung ist, dass das Verhältnis zwischen den beiden Volumenflüssen Vol'[1](t) und Vol'[2](t) in den beiden Kanälen K.1 und K.2 konstant bleibt, und zwar trotz des variierenden Volumenflusses Vol'(t) im Abschnitt 41 des Inspirations-Kanals K.3.
  • In einer Abwandlung wird die Möglichkeit in Betracht gezogen, dass der Sauerstoff-Gehalt im Gas von einem Versorgungsanschluss 20, 21 von einem Soll-Sauerstoff-Gehalt abweicht. Um diese Abweichung zu kompensieren, erhöht oder reduziert das Steuergerät 3 den Volumenfluss durch einen der Kanäle K.1 oder K.2, je nachdem, ob der Sauerstoff-Gehalt vergrößert oder verkleinert werden soll.
  • Ein weiteres Regelungsziel der Regelung, welche das Steuergerät 3 durchführt, ist das folgende: Wie bereits erwähnt, stimmt der Druck in dem Abschnitt des Inspirations-Kanal K.3 im Abschnitt 41 zwischen dem Mischpunkt 8 und dem Proportionalventil 4 mit dem Druck im Abschnitt des ersten Kanals K.1 zwischen dem pneumatischen Widerstand 5.1 und dem Mischpunkt 8 sowie mit dem Druck im Abschnitt des zweiten Kanals K.2 zwischen dem pneumatischen Widerstand 5.2 und dem Mischpunkt 8 überein. Dieser übereinstimmende Druck P soll zeitlich konstant bleiben oder einem vorgegebenen zeitlichen Sollverlauf folgen.
  • Um diese beiden Regelungsziele zu erreichen, umfassen die beiden Druckminderer 1 und 2 jeweils ein ansteuerbares Stellglied, welches als Steuerdruck-Stellglied bezeichnet wird. Die Ansteuerung dieser Steuerdruck-Stellglieder bewirkt, dass der jeweils erzielte Hinterdruck am Hinterdruck-Ausgang H.1 bzw. H.2 verändert wird. Falls der Druck am Hinterdruck-Ausgang H.1 vergrößert oder verkleinert wird und der Druck am Hinterdruck-Ausgang K.2 gleich bleibt, so steigt bzw. fällt der Volumenfluss Vol'[1](t) durch den ersten Kanal K.1. Das Entsprechende gilt für den Hinterdruck-Ausgang H.2. Die Steuerdruck-Stellglieder der beiden Druckminderer 1 und 2 werden nachfolgend beschrieben.
  • 3 und 4 zeigen zwei beispielhafte Ausgestaltungen des ersten Druckminderers 1. Gleiche Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie in 1. Der zweite pneumatische Druckminderer 2 kann genauso so wie in 3 oder in 4 gezeigt aufgebaut sein.
  • Ein starres Gehäuse 19 umschließt das Innere des ersten Druckminderers 1. In diesem Inneren werden bei der Ausgestaltung gemäß 3 drei Kammern gebildet, nämlich
    • - eine Vordruck-Kammer Ka.1, die über den Vordruck-Eingang V.1 in einer Fluidverbindung mit der Versorgungsleitung 22 steht,
    • - eine Hinterdruck-Kammer Ka.2, die über den Hinterdruck-Ausgang H.1 in einer Fluidverbindung mit dem ersten Kanal K.1 steht, sowie
    • - eine Steuerdruck-Kammer Ka.3.
  • Eine Trennwand 15 im Druckminderer 1 trennt die Hinterdruck-Kammer Ka.2 von der Vordruck-Kammer Ka.1. Bevorzugt ist die Trennwand 15 starr. In die Trennwand 15 ist eine Öffnung 26 eingelassen. Ein federbelasteter Verschluss 13 ist relativ zur Trennwand 15 in zwei entgegengesetzte Richtungen linear beweglich (in 3 vertikal nach oben und nach unten) und kann diese Öffnung 26 freigeben oder verschließen.
  • Eine bewegliche Wand 12 ist innen am Gehäuse 19 des Druckminderers 1 befestigt und trennt die Steuerdruck-Kammer Ka.2 von der Hinterdruck-Kammer Ka.3. Die Hinterdruck-Kammer Ka.3 wird also von der Trennwand 15, der beweglichen Wand 12 und dem Gehäuse 19 des Druckminderers 1 begrenzt. Im Ausführungsbeispiel hat die bewegliche Wand 12 die Form einer flexiblen Membrane. In einer Ausgestaltung umfasst die Membrane 12 eine zentriert angeordnete feste Platte. Die bewegliche Wand 12 kann auch die Form einer starren Platte aufweisen, die in beiden Richtungen relativ zum Gehäuse 19 vertikal verschieblich ist. Bevorzugt trennt die bewegliche Wand 12 die beiden Kammern Ka.2 und Ka.3 - bis auf unvermeidliche Undichtigkeiten - fluiddicht voneinander.
  • Ein Hebel 14 ist um eine Drehachse DA drehbar und liegt oben auf der beweglichen Wand 12, optional oben auf der festen Platte, auf. Der Verschluss 13 liegt oben auf dem Hebel 14 auf. Wie in 3 zu sehen ist, werden ein kurzer Hebelarm zwischen der Drehachse DA und dem Auflagepunkt des Verschlusses 13 sowie ein langer Hebelarm zwischen der Drehachse DA und dem Auflagepunkt des Hebels 14 auf der Membrane 12 gebildet.
  • Auf die bewegliche Wand 12 wirkt wiederum von einer Seite der Druck in der Hinterdruck-Kammer Ka.2 ein, von der anderen Seite der Druck in der Steuerdruck-Kammer Ka.3 und ein nachfolgend beschriebenes Steuerdruck-Stellglied in der Steuerdruck-Kammer Ka.3. Auf die bewegliche Wand 12 wirken somit von beiden Seiten jeweils eine Kraft und somit jeweils ein Druck ein. Weil die Wand 12 beweglich ist, stellt sich ein Gleichgewicht zwischen den beiden Kräften und somit zwischen den beiden Drücken ein. Dieses Gleichgewicht bewirkt eine bestimmte Position der bewegliche Wand 12. Diese Position wird durch den Hebel 14 auf den Verschluss 13 übertragen und bewegt den Verschluss 13.
  • Zu dem Steuerdruck-Stellglied, das von der Steuerdruck-Kammer Ka.3 aus auf die bewegliche Wand 12 einwirkt, gehört in der gezeigten Realisierungsform eine mechanische oder pneumatische Feder 16 in der Steuerdruck-Kammer Ka.3. Die Feder 16 ist auf der einen Seite mit der beweglichen Wand 12 und auf der anderen Seite mit einem Verbindungselement 18 verbunden. Ein angesteuertes Stellglied 17, beispielsweise eine hydraulische Pumpe oder eine Kolben-Zylinder-Einheit, stützt sich am Gehäuse 19 des Druckminderers 1 ab und wirkt von einer Seite auf das Verbindungselement 18. Das Stellglied 17 vermag den Abstand zwischen dem Verbindungselement 18 und dem Gehäuse des Druckminderers 1 und dadurch auch die Kraft der Feder 16 zu verändern. Je dichter das Verbindungselement 18 der beweglichen Wand 12 ist, desto größer ist die Federkraft der Feder 16. Die Bewegung des Stellglieds 17 verändert die Kraft und damit den Steuerdruck, der in der Steuerdruck-Kammer Ka.3 herrscht und auf die bewegliche Wand 12 einwirkt.
  • In der gezeigten Realisierungsform sind die Feder 16 und das Stellglied 17 in Reihe geschaltet. Möglich ist auch, dass die Feder 16 und das Stellglied 17 parallel geschaltet sind und das Stellglied 17 daher direkt auf die Membrane 12 wirkt.
  • In einer alternativen Ausgestaltung (nicht gezeigt) wird eine Feder 16 in der Steuerdruck-Kammer Ka.3 eingespart. Das angesteuerte Stellglied 17 wirkt direkt auf die bewegliche Wand 12.
  • Der Druckminderer 1 gemäß 4 umfasst keine Hinterdruck-Kammer und keine bewegliche Wand. Gleiche Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie in 3. Das Steuerdruck-Stellglied 17 befindet sich in der Hinterdruck-Kammer Ka.2 und ist über das Verbindungselement 18 mit dem Verschluss 13 mechanisch verbunden. Das Steuerdruck-Stellglied 17 vermag direkt den Verschluss 13 in zwei entgegengesetzte vertikale Richtungen zu bewegen und dadurch den Verschluss 13 in eine freigebende oder in eine verschließende Position zu bewegen.
  • In der Vordruck-Kammer Ka.1 herrscht idealerweise derselbe Druck wie in der Versorgungsleitung 22, also ein Vordruck, der bevorzugt zwischen 3 bar und 8 bar liegt und damit um ein Vielfaches oberhalb des übereinstimmenden Drucks in den beiden Kanälen K.1 und K.2. In der Hinterdruck-Kammer Ka.2 wird der Druck erzeugt, mit dem der erste Kanal K.1 Atemluft bereitstellt. Der Druck im ersten Kanal K.1 ist also zumindest in einem Abschnitt flussabwärts vom Hinterdruck-Ausgang H.1 gleich dem Druck in der Hinterdruck-Kammer Ka.2.
  • Wie weiter oben beschrieben wurde, vermag das Steuergerät 3 ein Stellglied 17 anzusteuern, welches bei der Ausgestaltung gemäß 3 den Druck in der Steuerdruck-Kammer Ka.3 verändert. Dieser Druck wird nachfolgend als der Steuerdruck bezeichnet. Nach einer Veränderung des Steuerdrucks verstreicht in der Regel eine Einschwing-Phase, bis die Drücke in der Hinterdruck-Kammer Ka.3 und in der Steuerdruck-Kammer Ka.2 wieder in einem Gleichgewicht sind. Je nach der Position der beweglichen Wand 12 öffnet oder verschließt der Verschluss 13 die Öffnung 26 in der Trennwand 15 und ermöglicht oder verhindert somit, dass Atemluft aus der Versorgungsleitung 22 durch den ersten Druckminderer 1 hindurch in den ersten Kanal K.1 fließt. Bei einem ausreichend großen Druck in der Hinterdruck-Kammer Ka.2 bewirkt die beweglichen Wand 12, dass der Verschluss 13 die Öffnung 26 verschließt.
  • Idealerweise hängt der Hinterdruck Phin, den der pneumatische Druckminderer 1 am Hinterdruck-Ausgang H.1 erzeugt, nicht vom Volumenfluss Vol'[1](t) flussabwärts vom Druckminderer 1 ab. 5 zeigt beispielhaft, wie in der Praxis der erzeugte Hinterdruck Phin vom Volumenfluss Vol'[1](t) aus dem Druckminderer 1 heraus in den ersten Kanal K.1 abhängt. Auf der x-Achse ist der Volumenfluss Vol'[1] in [l/min] aufgetragen, auf der y-Achse der Hinterdruck Phin[1] in [mbar]. Die Kennlinie Pauf zeigt den Hinterdruck Phin[1] abhängig vom Volumenfluss Vol'[1] bei steigendem Volumenfluss Vol'[1], die Kennlinie Pab den bei fallendem Volumenfluss Vol'[1]. Die Abhängigkeit beschreibt also eine Art Hysterese. Der Steuerdruck, also der Druck in der Steuerdruck-Kammer Ka.3, ist konstant gehalten. Idealerweise wären die beiden Kennlinien Pauf und Pab horizontal, in der Praxis fallen sie mit steigendem Volumenfluss Vol'[1]. Gründe hierfür sind Druckverluste im Inneren des Druckminderers 1, welche annähernd quadratisch vom Volumenfluss Vol'[1] abhängen, sowie die Tatsache, dass die Spannung und damit die Kraft der Feder 16 bei hergestellter Fluidverbindung zwischen dem Vordruck-Eingang V.1 und dem Hinterdruck-Ausgang H.1 abnimmt.
  • 6 zeigt, wie bei einem konstanten Volumenfluss Vol'[1] der erzielte Hinterdruck Phin[1] vom erzeugten Steuerdruck Pcon[1] in der Steuerdruck-Kammer Ka.2 des ersten Druckminderers 1 abhängt. Auf der x-Achse ist der Steuerdruck Pcon[1] in [mbar] aufgetragen, auf der y-Achse der Hinterdruck Phin[1] in [mbar].
  • Wie bereits erwähnt, vermag das Steuergerät 3 das Stellglied 17 im ersten Druckminderer 1 und ein entsprechendes Stellglied im zweiten Druckminderer 2 anzusteuern. Insbesondere bewirkt diese Ansteuerung, dass bei steigendem Volumenfluss der Steuerdruck in der Steuerdruck-Kammer Ka.3 vergrößert wird und bei fallendem Volumenfluss wieder verkleinert wird. Diese Ansteuerung bewirkt eine Veränderung des Hinterdrucks, wie sie in 6 gezeigt wird, und kompensiert bis zu einem gewissen Grad die Abhängigkeit, die in 5 gezeigt wird.
  • 7 veranschaulicht, wie sich ein Gleichgewicht einstellt, nachdem in den beiden Steuerdruck-Kammern der beiden Druckminderer 1 und 2 jeweils ein Steuerdruck eingestellt worden ist. Auf der x-Achse ist der Volumenfluss Vol'[1], Vol'[2] durch den Hinterdruck-Ausgang H.1 bzw. H.2 aufgetragen, auf der y-Achse der Druck Phin[1] und Phin[2] am Hinterdruck-Ausgang H.1 bzw. H.2. Im gezeigten Beispiel ist der Steuerdruck im zweiten Druckminderer 2 größer als der Steuerdruck im ersten Druckminderer 1. Phin[1](Vol') bezeichnet die Kennlinie, die den Hinterdruck am Hinterdruck-Ausgang H.1 als Funktion des Volumenflusses durch den Hinterdruck-Ausgang H.1 beschreibt. Diese Kennlinie resultiert aus dem Steuerdruck, der im ersten Druckminderer 1 eingestellt ist. Entsprechend bezeichnet Phin[2](Vol') die Kennlinie für den Hinterdruck am Hinterdruck-Ausgang H.2.
  • Wegen des größeren Steuerdrucks wäre bei gleichen Volumenflüssen der Druck am Hinterdruck-Ausgang H.2 größer als der Druck am Hinterdruck-Ausgang H.1. Die beiden Drücke Phin[1] und Phin[2] an den beiden Hinterdruck-Ausgängen H.1 und H.2 sind gleich, weil die beiden Kanäle K.1 und K.2 in denselben Mischpunkt 8 münden. Als Konsequenz ist der Volumenfluss im zweiten Kanal K.2 größer als der Volumenfluss im ersten Kanal K.1. Dargestellt sind die beiden resultierenden Volumenflüsse Vol'(1) und Vol'(2) durch die beiden Hinterdruck-Ausgänge H.1 und H.2.
  • 8 veranschaulicht dieses Gleichgewicht mit einer anderen Darstellung. Wiederum sind auf der x-Achse der jeweilige Volumenfluss und auf der y-Achse der jeweilige Hinterdruck eingetragen. Die x-Achse für den Volumenfluss Vol'[2] durch den Hinterdruck-Ausgang H.2 verläuft aber von rechts nach links. Entsprechend fällt die Kennlinie Phin[2](Vol') von rechts nach links ab. Der Schnittpunkt S der beiden Kennlinien Phin[1](Vol') und Phin[2](Vol') kennzeichnet den resultierenden übereinstimmenden Druck Phin[1] = Phin[2] und die beiden resultierenden Volumenflüsse Vol'[1] und Vol'[2].
  • Im Folgenden wird beispielhaft eine Regelung des Verhältnisses Vol'[1(t) / Vol'[2](t) der beiden Volumenflüsse und des Drucks P im Abschnitt 41 beschrieben, vgl. 1. In diesem Beispiel soll der Druck im Bereich zwischen den beiden pneumatischen Widerständen 5.1 und 5.2 einerseits und dem Proportionalventil 4 andererseits zeitlich konstant auf P0 in [mbar] gehalten werden. Der Druck P0 lässt sich auch als Vordruck für das Proportionalventil 4 bezeichnen. Außerdem ist ein maximal zu erzielender Volumenfluss Vol'max durch den Inspirations-Kanal K.3 vorgegeben. Dieser resultiert aus dem Soll-Verlauf Vol'soll,Pt(t).
  • Die beiden Federn 16 in den beiden Steuerdruck-Kammern Ka.3 der Druckminderer 1 und 2 vermögen ohne Unterstützung durch das Stellglied einen Steuerdruck zu erzeugen, der zu einem übereinstimmenden Hinterdruck von P0Feder in [mbar] führt. Die beiden ansteuerbaren Stellglieder 17 vermögen den erzielten Hinterdruck um maximal P0Stell(t) in [mbar] zu vergrößern. Die Federn 16 und die Stellglieder 17 werden so eingestellt, dass für die beiden erzielten Drücke P0Feder und P0Stell(t) gilt: P 0 > = P 0 Feder  und P 0 Feder + P 0 Stell ( t ) > = P 0.
    Figure DE102022132952A1_0002
  • Durch die Konstruktion der Versorgungs-Anordnung 100 sind die beiden pneumatischen Gesamt-Widerstandswerte R1fix und R2fix bekannt R2fix bekannt. Diese hängen vom Volumenfluss Vol'[1](t) bzw. Vol'[2](t) durch den ersten Kanal K.1 bzw. durch den zweiten Kanal K.2 ab und werden bevorzugt in [mbar/(l/min)] angegeben. Der Gesamt-Widerstandswert R1fix umfasst den Widerstandswert des pneumatischen Widerstands 5.1, den pneumatischen Innenwiderstand des Druckminderers 1 sowie die sonstigen pneumatischen Widerstände zwischen dem Hinterdruck-Ausgang K.2 und dem Proportionalventil 4. Das Entsprechende gilt für den Gesamt-Widerstandswert R2fix.
  • Wie bereits weiter oben dargelegt, gibt ein Benutzer einen gewünschten Anteil Vol-%[02_K.3] von reinem Sauerstoff in dem Gasgemisch vor, welches durch den Inspirations-Kanal K.3 zur patientenseitigen Koppeleinheit 9 fließt. Aus diesem gewünschten Sauerstoffanteil Vol-%[O2_K.3] resultiert ein Soll-Verhältnis Vol'[1](t) / Vol'[2](t). Die beiden Volumenfluss-Sensoren 6.1 und 6.2 messen die Volumenflüsse Vol'[1](t) und Vol'[2](t).
  • Das Stellglied 17 im ersten Druckminderer 1 wird so angesteuert, dass der resultierende Steuerdruck einen Hinterdruck von P 0 Feder + P 0 Stell [ 1 ] ( t ) = P 0 Feder + Vol ' [ 1 ] ( t ) * R 1 fix
    Figure DE102022132952A1_0003
    bewirkt. Dieser Hinterdruck soll gleich dem vorgegebenen Vordruck P0 für das Proportionalventil 4 sein.
  • Aus der Konstruktion des Druckminderers 1 ist annähernd bekannt, wie der Hinterdruck Phin[1] am Hinterdruck-Ausgang H.1 vom Steuerdruck in der Steuerdruck-Kammer Ka.3 abhängt, vgl. 6. Aufgrund dieser Abhängigkeit leitet das Steuergerät 3 Steuerbefehle für das Stellglied 17 ab. Außerdem misst der Volumenfluss-Sensor 6.1 den tatsächlichen Volumenfluss Vol'[1](t) durch den ersten Kanal K.1, der Drucksensor 7 misst den Druck im Inspirations-Kanal K.3, und bei Bedarf verändert das Steuergerät 3 die Ansteuerung des Stellglieds 17 und dadurch den Volumenfluss Vol'[1](t) durch den ersten Kanal K.1.
  • Das Entsprechende gilt für die Ansteuerung des Stellglieds 17 im zweiten Druckminderer 2. Der erzielte Hinterdruck ist P 0 Feder + P 0 Stell [ 2 ] ( t ) = P 0 Feder + Vol ' [ 2 ] ( t ) * R 2 fix
    Figure DE102022132952A1_0004
    und soll gleich dem Vordruck P0 am Proportionalventil 4 sein.
  • Gemäß der gerade beschriebenen Ausgestaltung umfassen die beiden Druckminderer 1 und 2 jeweils ein Stellglied, welches den Druck in der Steuerdruck-Kammer zu verändern vermag. 9 zeigt eine Abwandlung der Ausgestaltung gemäß 1. Gemäß dieser Abwandlung umfasst die Versorgungs-Anordnung 100 zwei zusätzliche Stellglieder 27.1 und 27.2. Diese zusätzlichen Stellglieder 27.1 und 27.2 sind außerhalb der beiden Druckminderer 1 und 2 angeordnet.
  • Ein Widerstands-Stellglied 27.1, beispielsweise eine doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einheit, vermag die Querschnittsfläche und damit den pneumatischen Widerstandswert R1 des pneumatischen Widerstands 5.1 im ersten Kanal K.1 zu verändern. Das Steuergerät 3 vermag das Stellglied 27.1 anzusteuern. Wenn die Querschnittsfläche verändert wird, wird auch der Volumenfluss Vol'[1](t) durch den pneumatischen Widerstand 5.1 und damit durch den ersten Kanal K.1 verändert. Je kleiner die Querschnittsfläche ist, desto größer ist der pneumatische Widerstand und desto kleiner der Volumenfluss Vol'[1](t). Entsprechend vermag ein Widerstandswert-Stellglied 27.2 die Querschnittsfläche des pneumatischen Widerstands 5.2 im zweiten Kanal K.2 und damit dessen pneumatischen Widerstandswert R2 zu verändern. Das Steuergerät 3 vermag auch das Widerstandswert-Stellglied 27.2 anzusteuern.
  • 10 veranschaulicht, wie sich bei der Ausgestaltung gemäß 9 ein Gleichgewicht einstellt. Gewählt wurde die Darstellungsform von 7. Bei dieser Ausgestaltung wird vor dem ersten Einsatz eine Justierung durchgeführt. Nach dieser Justierung sind die beiden Steuerdrücke in den beiden Druckminderern 1 und 2 so eingestellt, dass an den beiden Hinterdruck-Ausgängen H.1 und H.2 dann der gleiche Hinterdruck auftritt, wenn die Volumenflüsse Vol'[1](t) und Vol'[2](t) durch die beiden Hinterdruck-Ausgänge H.1 und H.2 beide gleich einem Referenz-Hinterdruck sind, beispielsweise gleich Null sind. Diese anfänglichen Justierung gleicht mögliche bauartbedingte Unterschiede zwischen den beiden Druckminderern 1 und 2 aus. Die Darstellung von 10 resultiert aus folgender Einstellung: Das Stellglied 27.1 hat den pneumatischen Widerstand 5.1 im ersten Kanal K.1 auf einen Widerstandswert R1 eingestellt, das Stellglied 27.2 den pneumatischen Widerstand 5.2 im zweiten Kanal K.2 auf einen Widerstandswert R2. R1 ist größer als R2. Als Konsequenz hieraus ist der Volumenfluss Vol'[1](t) durch den ersten Kanal K.1 kleiner als der Volumenfluss Vol'[2](t) durch den zweiten Kanal K.2.
  • Die Ausgestaltung gemäß 9 sieht also eine Kombination von zwei Stellgliedern pro Kanal K.1, K.2 vor, nämlich ein Stellglied, welches den Steuerdruck in der Steuerdruck-Kammer Ka.3 verändert, und ein Stellglied, welches den pneumatischen Widerstandswert R1, R2 verändert. Diese Kombination ermöglicht es in manchen Fällen, die beiden Volumenflüsse Vol'[1](t) und Vol'[2](t) durch die beiden Kanäle K.1 und K.2 noch rascher anzupassen. Dadurch lässt sich der resultierende Volumenfluss Vol'Pt(t) des Gasgemischs durch den Inspirations-Kanal K.3 noch rascher regeln. Außerdem ist es in manchen Fällen mit größerer Zuverlässigkeit und / oder mit einer geringeren Regelabweichung möglich, mehrere Regelungsziele zu erreichen, insbesondere die beiden Regelungsziele,
    • - dass das Verhältnis zwischen dem tatsächlichen Volumenfluss Vol'[1](t) durch den ersten Kanal K.1 und dem tatsächlichen Volumenfluss Vol'[2](t) durch den zweiten Kanal K.2 konstant bleibt und
    • - dass die beiden Drücke Phin[1] und Phin[2] an den Hinterdruck-Ausgängen H.1 und H.2 konstant bleiben oder jeweils einem zeitlichen vorgegebenen zeitlichen Sollverlauf folgen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    erster Druckminderer, für den ersten Kanal K.1, umfasst den Vordruck-Eingang V.1 und den Hinterdruck-Ausgang H.1
    2
    zweiter Druckminderer, für den zweiten Kanal K.2, umfasst den Vordruck-Eingang V.2 und den Hinterdruck-Ausgang H.2
    3
    signalverarbeitendes Steuergerät, erhält Messwerte von den Sensoren 6.1, 6.2 und 7, steuert das Proportionalventil 4 an
    4
    Proportionalventil, verändert den Volumenfluss im Inspirations-Kanal K.3, wird vom Steuergerät 3 angesteuert
    5.1
    unveränderlicher pneumatischer Widerstand im ersten Kanal K.1
    5.2
    unveränderlicher pneumatischer Widerstand im zweiten Kanal K.2
    6.1
    Volumenfluss-Sensor, misst die Druckdifferenz ΔP.1 am pneumatischen Widerstand 5.1 und leitet den Volumenfluss durch den ersten Kanal K.1 ab
    6.2
    Volumenfluss-Sensor, misst die Druckdifferenz ΔP.2 am pneumatischen Widerstand 5.2 und leitet den Volumenfluss durch den zweiten Kanal K.2 ab
    7
    Drucksensor, misst den Druck im Inspirations-Kanal K.3
    8
    Mischpunkt, in denen die beiden Kanäle K.1 und K.2 münden und in den der dritte Kanal K.3 beginnt
    12
    bewegliche Wand in Form einer Membrane im Druckminderer 1, trennt die Kammern Ka.2 und Ka.3 voneinander
    13
    Verschluss, der die Öffnung 26 in der Trennwand 15 zwischen den beiden Kammern Ka.1 und Ka.2 wahlweise öffnen oder verschließt
    14
    Hebel, mit der beweglichen Wand 12 und den Verschluss 13 verbunden, um die Drehachse DA drehbar
    15
    Trennwand im Druckminderer 1, welche die beiden Kammern Ka.1 und Ka.2 voneinander trennt, hat eine Öffnung 26, die durch den Verschluss 13 verschließbar ist
    16
    Feder, mit der bewegliche Wand 12 und mit dem Verbindungselement 18 verbunden
    17
    Stellglied, welches das Verbindungselement 18 bewegt und damit die Kraft der Feder 16 verändert, wird vom Steuergerät 3 angesteuert, fungiert als das Steuerdruck-Stellglied
    18
    mechanisches Verbindungselement zwischen dem Stellglied 17 und der Feder 16
    19
    starres Gehäuse des Druckminderers 1, umschließt die drei Kammern Ka.1, Ka.2, Ka.3
    20
    Versorgungsanschluss in der Wand W, stellt Atemluft mit einem Druck zwischen 3 bar und 8 bar bereit
    21
    Versorgungsanschluss in der Wand W, stellt reinen Sauerstoff mit einem Druck zwischen 3 bar und 8 bar bereit
    22
    Versorgungsleitung für Atemluft, führt vom Versorgungsanschluss 20 zum Vordruck-Eingang V.1
    23
    Versorgungsleitung für reinen Sauerstoff, führt vom Versorgungsanschluss 21 zum Vordruck-Eingang V.2
    24
    Rückschlagventil in der Versorgungsleitung 22
    25
    Rückschlagventil in der Versorgungsleitung 23
    26
    Öffnung in der trennbaren 15, kann vom Verschluss 13 verschlossen werden
    27.1
    ansteuerbares Widerstands-Stellglied, welches die Querschnittsfläche und damit dem pneumatischen Widerstandswert R1 des pneumatischen Widerstands 5.1 verändert
    27.2
    ansteuerbares Widerstands-Stellglied, welches die Querschnittsfläche und damit dem pneumatischen Widerstandswert R2 des pneumatischen Widerstands 5.2 verändert
    30
    Drehknopf, den ein Benutzer drehen kann, um den geforderten Anteil von Sauerstoff in dem Gasgemisch, das zur patientenseitigen Koppeleinheit 9 gefördert wird, vorzugeben
    37
    optionaler Konzentrations-Sensor im Inspirations-Kanal K.3
    41
    erster Abschnitt des Inspirations-Kanals K.3, führt vom Mischpunkt 8 zum Proportionalventil 4
    42
    zweiter Abschnitt des Inspirations-Kanals K.3, führt vom Proportionalventil 4 zur patientenseitigen Koppeleinheit 9
    100
    Versorgungs-Anordnung (100), welches ein Gasgemisch aus Luft und reinem Sauerstoff zur patientenseitigen Koppeleinheit 9 leitet, umfasst die Druckminderer 1 und 2, die Kanäle K.1, K.2 und K.3, die pneumatischen Widerstände 5.1 und 5.2, die Stellglied der 27.1 und 27.2, die Sensoren 6.1, 6.2, 7 und die Versorgungsleitungen 22 und 23
    H.1
    Hinterdruck-Ausgang des ersten Druckminderers 1
    H.2
    Hinterdruck-Ausgang des zweiten Druckminderers 2
    K.1
    erster Kanal, leitet Atemluft vom Hinterdruck-Ausgang H.1 zum Mischpunkt 8
    K.2
    zweiter Kanal, leitet reinen Sauerstoff vom Hinterdruck-Ausgang H.2 zum Mischpunkt 8
    K.3
    Inspirations-Kanal, leitet ein Gasgemisch aus Atemluft und reinem Sauerstoff zur patientenseitigen Koppeleinheit 9
    Ka.1
    Vordruck-Kammer im Druckminderer 1, über den Vordruck-Eingang V.1 mit der Versorgungsleitung 22 verbunden
    Ka.2
    Hinterdruck-Kammer im Druckminderer 1, über den Hinterdruck-Ausgang H.1 mit dem ersten Kanal K.1 verbunden
    Ka.3
    Steuerdruck-Kammer im Druckminderer 1, erzeugt den Steuerdruck
    P
    Druck
    P0
    Vordruck, der am Proportionalventil 4 anliegt, soll zeitlich konstant gehalten werden
    P0Feder
    Hinterdruck, der durch denjenigen Steuerdruck in der Steuerdruck-Kammer Ka.3 bewirkt wird, den die Feder 16 erzeugt
    P0Stell[1](t)
    zeitlich veränderlicher Hinterdruck, der durch denjenigen Steuerdruck in der Steuerdruck-Kammer Ka.3 bewirkt wird, den das ansteuerbares Stellglied 17 erzeugt
    Pab
    Abhängigkeit des Hinterdrucks P vom Volumenfluss Vol' bei fallendem Volumenfluss Vol'
    Pauf
    Abhängigkeit des Hinterdrucks P vom Volumenfluss Vol' bei steigendem Volumenfluss Vol'
    Pcon[1]
    Steuerdruck, der in der Steuerdruck-Kammer Ka.3 erzeugt wird
    Phin
    Hinterdruck
    Phin[1]
    Hinterdruck am Hinterdruck-Ausgang H.1
    Phin[2]
    Hinterdruck am Hinterdruck-Ausgang H.2
    Phin[1](Vol')
    Kennlinie, die den Hinterdruck am Hinterdruck-Ausgang H.1 als Funktion des Volumenflusses durch den Hinterdruck-Ausgang H.1 beschreibt
    Phin[2](Vol')
    Kennlinie, die den Hinterdruck am Hinterdruck-Ausgang H.2 als Funktion des Volumenflusses durch den Hinterdruck-Ausgang H.2 beschreibt
    ΔP.1
    Druckdifferenz am pneumatischen Widerstand 5.1, vom Sensor 6.1 gemessen
    ΔP.1
    Druckdifferenz am pneumatischen Widerstand 5.2, vom Sensor 6.2 gemessen
    Pt
    Patient, wird künstlich beatmet, ist mit der patientenseitigen Koppeleinheit 9 verbunden
    R1
    pneumatischer Widerstandswert des ersten pneumatischen Widerstands 5.1
    R1fix
    gesamter pneumatischer Widerstandswert des ersten Kanals K. 1
    R2
    pneumatischer Widerstandswert des zweiten pneumatischen Widerstands 5.2
    R2fix
    gesamter pneumatischer Widerstandswert des zweiten Kanals K.2
    S
    Schnittpunkt zwischen den beiden Kennlinien Phin[1](Vol') und Phin[2](Vol')
    V.1
    Vordruck-Eingang des ersten Druckminderers 1
    V.2
    Vordruck-Eingang des zweiten Druckminderers 2
    Vol'(t)
    zeitlich veränderlicher Volumenfluss durch den Abschnitt 41 des Inspirations-Kanals K.3 zum Proportionalventil 4, ist gleich Vol'[1](t) + Vol'[2](t)
    Vol'[1](t)
    zeitlich veränderlicher Volumenfluss durch den ersten Kanal K.1
    Vol'[2](t)
    zeitlich veränderlicher Volumenfluss durch den zweiten Kanal K.2
    Vol'Pt(t)
    zeitlich veränderlicher Volumenfluss durch den Abschnitt 42 vom Proportionalventil 4 zur patientenseitigen Koppeleinheit 9, wird mittels des Proportionalventils 4 geregelt
    Vol'Pt,Soll(t)
    vorgegebener Sollverlauf für den Volumenfluss Vol'Pt(t) durch den Abschnitt 42
    W
    Wand, trägt die beiden stationären Versorgungsanschlüsse 20 und 21

Claims (14)

  1. Versorgungs-Anordnung (100) zur Versorgung einer patientenseitigen Koppeleinheit (9) mit einem Gasgemisch umfassend einen ersten Gas-Bestandteil (Luft) und einen zweiten Gas-Bestandteil (O2), wobei die patientenseitige Koppeleinheit (9) mit einem Patienten (Pt) wenigstens zeitweise verbunden oder verbindbar ist, wobei die Versorgungs-Anordnung (100) - einen ersten Kanal (K.1), - einen zweiten Kanal (K.2), - einen Mischpunkt (8), - einen Inspirations-Kanal (K.3), - einen ersten Druckminderer (1), - einen zweiten Druckminderer (2) und - ein signalverarbeitendes Steuergerät (3) umfasst, wobei jeder Druckminderer (1, 2) jeweils - einen Vordruck-Eingang (V.1, V.2), - einen Hinterdruck-Ausgang (H.1, H.2) und - ein Steuerdruck-Stellglied (16, 17) umfasst, wobei der erste Druckminderer (1) dazu ausgestaltet ist, den ersten Gas-Bestandteil (Luft) an seinem Hinterdruck-Ausgang (H.1) bereitzustellen, wobei der zweite Druckminderer (1) dazu ausgestaltet ist, den zweiten Gas-Bestandteil (O2) an seinem Hinterdruck-Ausgang (H.2) bereitzustellen, wobei das Steuerdruck-Stellglied (16, 17) eines Druckminderers (1, 2) dazu ausgestaltet ist, einen Druck zu steuern, mit dem der Druckminderer (1, 2) den jeweiligen Gas-Bestandteil (Luft, O2) an seinem Hinterdruck-Ausgang (H.1, H.2) bereitstellt, wobei wenigstens zeitweise eine Fluidverbindung (22) zwischen dem Vordruck-Eingang (V.1) des ersten Druckminderers (1) und einer ersten Quelle (20), nämlich einer Quelle für den ersten Gas-Bestandteil (Luft), hergestellt oder herstellbar ist, wobei der erste Kanal (K.1) dazu ausgestaltet ist, den ersten Gas-Bestandteil (Luft) vom Hinterdruck-Ausgang (H.1) des ersten Druckminderers (1) zum Mischpunkt (8) zu leiten, wobei wenigstens zeitweise eine Fluidverbindung (23) zwischen dem Vordruck-Eingang (V.2) des zweiten Druckminderers (2) und einer zweiten Quelle (21), nämlich einer Quelle für den zweiten Gas-Bestandteil (O2), hergestellt oder herstellbar ist, wobei der zweite Kanal (K.2) dazu ausgestaltet ist, den zweiten Gas-Bestandteil (O2) vom Hinterdruck-Ausgang (H.2) des zweiten Druckminderers (2) zum Mischpunkt (8) zu leiten, wobei der Inspirations-Kanal (K.3) dazu ausgestaltet ist, ein im Mischpunkt (8) erzeugtes oder entstehendes Gasgemisch zur patientenseitigen Koppeleinheit (9) zu leiten, wobei das Steuergerät (3) dazu ausgestaltet ist, automatisch abhängig von einem vorgegebenen Soll-Anteil des ersten Gas-Bestandteils (Luft) und / oder des zweiten Gas-Bestandteils (O2) im zu erzeugenden Gasgemisch ein Soll-Verhältnis zwischen dem Volumenfluss (Vol'[1]) durch den ersten Kanal (K.1) und dem Volumenfluss (Vol'[2]) durch den zweiten Kanal (K.2) herzuleiten, abhängig vom hergeleiteten Soll-Verhältnis der beiden Volumenflüsse (Vol'[1], Vol'[2]) - das Steuerdruck-Stellglied (16, 17) des ersten Druckminderers (1) anzusteuern und dadurch den Druck am Hinterdruck-Ausgang (H.1) des ersten Druckminderers (1) zu steuern und - das Steuerdruck-Stellglied des zweiten Druckminderers (2) anzusteuern und dadurch den Druck am Hinterdruck-Ausgang (H.2) des zweiten Druckminderers (2) zu steuern, und die Ansteuerung der beiden Steuerdruck-Stellglieder mit dem Steuerungsziel oder Regelungsziel durchzuführen, dass das tatsächliche Verhältnis der beiden Volumenflüsse gleich dem hergeleiteten Soll-Verhältnis ist.
  2. Versorgungs-Anordnung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Druckminderer (1, 2), bevorzugt jeder Druckminderer, zusätzlich eine Steuerdruck-Kammer (Ka.3) umfasst, wobei das Steuerdruck-Stellglied (16, 17) dieses Druckminderers (1, 2) dazu ausgestaltet ist, einen Druck in der Steuerdruck-Kammer (Ka.3) des Druckminderers (1, 2) zu steuern, wobei der Druck (Phin[1], Phin[2]) am Hinterdruck-Ausgang (H.1, H.2) des Druckminderers (1, 2) dergestalt vom Druck in der Steuerdruck-Kammer (Ka.3) des Druckminderers (1, 2) abhängt, dass der Druck (Phin[1], Phin[2]) am Hinterdruck-Ausgang (H.1, H.2) umso größer ist, je größer der Druck in der Steuerdruck-Kammer (Ka.3) ist.
  3. Versorgungs-Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Druckminderer (1, 2), bevorzugt jeder Druckminderer, zusätzlich - eine Vordruck-Kammer (Ka.1), die mit dem Vordruck-Eingang (H.1, H.2) des Druckminderers (1, 2) verbunden ist, - eine Hinterdruck-Kammer (Ka.2), die mit dem Hinterdruck-Ausgang (V.1, V.2) des Druckminderers (1, 2) verbunden ist, - eine Trennwand (15) zwischen der Vordruck-Kammer (Ka.1) und der Hinterdruck-Kammer (Ka.2), - eine Öffnung (26) in der Trennwand (15) und - einen Verschluss (13) für die Öffnung (26) umfasst, wobei der Verschluss (13) die Öffnung (29) in der Trennwand (15) wahlweise freizugeben oder zu verschließen vermag, wobei bei freigegebener Öffnung (26) eine Fluidverbindung zwischen der Vordruck-Kammer (Ka.1) und der Hinterdruck-Kammer (Ka.2) hergestellt ist, wobei diese Fluidverbindung bei verschlossener Öffnung (26) unterbrochen ist und wobei das Steuerdruck-Stellglied (16, 17) des Druckminderers (1, 2) den Verschluss (13) zwischen einer freigebenden und einer verschließen Position hin und her zu bewegen vermag.
  4. Versorgungs-Anordnung (100) nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungs-Anordnung (100) so ausgestaltet ist, dass - der Druck im ersten Kanal (K.1), - der Druck im zweiten Kanal (K.2) und - der Druck am Mischpunkt (8) übereinstimmen, und das Steuergerät (3) dazu ausgestaltet ist, - das Steuerdruck-Stellglied (16, 17) des ersten Druckminderers (1) mit dem zusätzlichen Regelungsziel anzusteuern, dass der zeitliche Verlauf des tatsächlichen Drucks (Phin[1]) am Hinterdruck-Ausgang (H.1) des ersten Druckminderers (1) einem vorgegebenen zeitlichen Sollverlauf des Drucks am Mischpunkt (8) folgt, und - das Steuerdruck-Stellglied des zweiten Druckminderers (2) mit dem zusätzlichen Regelungsziel anzusteuern, dass der zeitliche Verlauf des tatsächlichen Drucks (Phin[2]) am Hinterdruck-Ausgang (H.2) des zweiten Druckminderers (2) dem vorgegebenen zeitlichen Sollverlauf des Drucks am Mischpunkt (8) folgt.
  5. Versorgungs-Anordnung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene zeitliche Sollverlauf des Drucks am Mischpunkt (8) ist, dass dieser Druck wenigstens zeitweise gleich einem vorgegebenen Soll-Druckwert (P0) sein soll, das zusätzliche Regelungsziel, mit dem das Steuergerät (3) das Steuerdruck-Stellglied (16, 17) des ersten Druckminderers (1) ansteuert oder anzusteuern vermag, ist, dass der tatsächlichen Drucks (Phin[1]) am Hinterdruck-Ausgang (H.1) des ersten Druckminderers (1) gleich dem Soll-Druckwert (P0) ist, und das zusätzliche Regelungsziel, mit dem das Steuergerät (3) das Steuerdruck-Stellglied des zweiten Druckminderers (2) ansteuert oder anzusteuern vermag, ist, dass der tatsächlichen Drucks (Phin[2]) am Hinterdruck-Ausgang (H.2) des zweiten Druckminderers (2) gleich dem Soll-Druckwert (P0) ist.
  6. Versorgungs-Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Druckminderer (1, 2), bevorzugt jeder Druckminderer (1, 2) zusätzlich jeweils - eine Hinterdruck-Kammer (Ka.2), - eine Steuerdruck-Kammer (Ka.3) und - eine bewegliche Wand (12) umfasst, wobei die Hinterdruck-Kammer (Ka.2) eines Druckminderers (1, 2) mit dem Hinterdruck-Ausgang (H.1, H.2) dieses Druckminderers (1, 2) verbunden ist, wobei der Druck (Phin[1], Phin[2]) am Hinterdruck-Ausgang (H.1, H.2) des Druckminderers (1, 2) dergestalt vom Druck in der Steuerdruck-Kammer (Ka.3) des Druckminderers (1, 2) abhängt, dass der Druck (Phin[1], Phin[2]) am Hinterdruck-Ausgang (H.1, H.2) umso größer ist, je größer der Druck in der Steuerdruck-Kammer (Ka.3) ist, wobei die bewegliche Wand (12) die Hinterdruck-Kammer (Ka.2) dergestalt von der Steuerdruck-Kammer (Ka.3) trennt, dass sich zwischen dem Druck in der Hinterdruck-Kammer (Ka.3) und dem Druck in der Steuerdruck-Kammer (Ka.3) ein Druckausgleich einstellt, und wobei das Steuerdruck-Stellglied (16, 17) eines Druckminderers (1, 2) dazu ausgestaltet ist, die bewegliche Wand (12) dieses Druckminderers (1, 2) zu bewegen.
  7. Versorgungs-Anordnung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Druckminderer (1, 2) zusätzlich jeweils - eine Vordruck-Kammer (Ka.1), - eine Wand (15) zwischen der Hinterdruck-Kammer (Ka.2) und der Vordruck-Kammer (Ka.1), - eine Öffnung in der Trennwand (15), - einen Verschluss (13) für die Öffnung in der Trennwand (15) und - eine mechanische Wirkverbindung (14) zwischen der beweglichen Wand (12) und dem Verschluss (13) umfasst, wobei die Vordruck-Kammer (Ka.1) eines Druckminderers (1, 2) mit dem Vordruck-Eingang (V.1, V.2) dieses Druckminderers (1, 2) verbunden ist, wobei der Verschluss (13) die Öffnung wahlweise zu verschließen oder freizugeben vermag und wobei die mechanische Wirkverbindung (14) bewirkt, dass - der Verschluss (13) die Öffnung verschließt, wenn der Druck in der Hinterdruck-Kammer (Ka.2) größer als der Druck in der Steuerdruck-Kammer (Ka.3) ist, und - ansonsten die Öffnung freigibt.
  8. Versorgungs-Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Kanal (K.1) ein erster pneumatischer Widerstand (5.1) mit einem veränderbaren pneumatischen Widerstandswert (R1) angeordnet ist und die Versorgungs-Anordnung (100) zusätzlich ein erstes Widerstands-Stellglied (27.1) umfasst, welches dazu ausgestaltet ist, den pneumatischen Widerstandswert (R1) des ersten pneumatischen Widerstands (5.1) zu verändern, wobei das Steuergerät (3) dazu ausgestaltet ist, abhängig vom hergeleiteten Soll-Verhältnis der beiden Volumenflüsse (Vol'[1], Vol'[2]) das erste Widerstands-Stellglied (27.1) anzusteuern und dadurch den pneumatischen Widerstandswert (R1) des ersten pneumatischen Widerstands (5.1) einzustellen, und / oder im zweiten Kanal (K.2) ein zweiter pneumatischer Widerstand (5.2) mit einem veränderbaren pneumatischen Widerstandswert (R2) angeordnet ist und die Versorgungs-Anordnung (100) zusätzlich ein zweites Widerstands-Stellglied (27.2) umfasst, welches dazu ausgestaltet ist, den pneumatischen Widerstandswert (R2) des zweiten pneumatischen Widerstands (5.2) zu verändern, wobei das Steuergerät (3) dazu ausgestaltet ist, abhängig vom hergeleiteten Soll-Verhältnis der beiden Volumenflüsse (Vol'[1], Vol'[2]) das zweite Widerstands-Stellglied (27.2) anzusteuern und dadurch den pneumatischen Widerstandswert (R2) des zweiten pneumatischen Widerstands (5.2) einzustellen.
  9. Versorgungs-Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Steuerdruck-Stellglieder (16, 17) so eingestellt sind, dass mindestens dann, wenn kein Gas durch die beiden Druckminderer (1, 2) fließt, an den beiden Hinterdruck-Ausgängen (H.1, H.2) der beiden Druckminderer (1, 2) der gleiche Druck auftritt.
  10. Versorgungs-Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Inspirations-Kanal (K.3) ein ansteuerbares Ventil (4) angeordnet ist, wobei das Steuergerät (3) dazu ausgestaltet ist, abhängig von einem vorgegebenen zeitlichen Sollverlauf (Vol'Pt,soll) des Volumenflusses (Vol'Pt) zur patientenseitigen Koppeleinheit (9) das Ventil (4) dergestalt anzusteuern, dass der tatsächliche Volumenfluss (Vol'Pt) zur patientenseitigen Koppeleinheit (9) mit dem Regelungsziel geregelt wird, dass der tatsächliche Volumenfluss (Vol'Pt) gleich dem vorgegebenen zeitlichen Sollverlauf (Vol'Pt,soll) zur patientenseitigen Koppeleinheit (9) ist.
  11. Versorgungs-System zur Versorgung einer patientenseitigen Koppeleinheit (9), mit einem Gasgemisch umfassend einen ersten Gas-Bestandteil (Luft) und einen zweiten Gas-Bestandteil (O2), wobei die patientenseitige Koppeleinheit (9) (9) wenigstens zeitweise mit einem Patienten (Pt) verbunden oder verbindbar ist, wobei das Versorgungs-System - eine Versorgungs-Anordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - eine erste Quelle (20), nämlich eine Quelle für den ersten Gas-Bestandteil (Luft) und - eine zweite Quelle (21), nämlich eine Quelle für den zweiten Gas-Bestandteil (O2) umfasst, wobei wenigstens zeitweise eine Fluidverbindung (22) zwischen dem Vordruck-Eingang (V.1) des ersten Druckminderers (1) und der ersten Quelle (20) hergestellt ist und wobei wenigstens zeitweise eine Fluidverbindung (23) zwischen dem Vordruck-Eingang (V.2) des zweiten Druckminderers (2) und der zweiten Quelle (21) hergestellt ist.
  12. Patienten-Versorgungs-System zur Versorgung einer patientenseitige Koppeleinheit (9) mit einem Gasgemisch, wobei das Gasgemisch einen ersten Gas-Bestandteil (Luft) und einen zweiten Gas-Bestandteil (O2) umfasst, wobei die patientenseitige Koppeleinheit (9) wenigstens zeitweise mit einem Patienten (Pt) verbunden oder verbindbar ist, wobei das Patienten-Versorgungs-System - eine Versorgungs-Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder ein Versorgungs-System nach Anspruch 11 und - eine patientenseitige Koppeleinheit (9) umfasst und wobei der Inspirations-Kanal (K.3) - mit der patientenseitigen Koppeleinheit (9) verbunden ist und - dazu ausgestaltet ist, das Gasgemisch vom Mischpunkt (8) zur patientenseitigen Koppeleinheit (9) zu leiten.
  13. Versorgungs-Verfahren zur Versorgung einer patientenseitigen Koppeleinheit (9) mit einem Gasgemisch umfassend einen ersten Gas-Bestandteil (Luft) und einen zweiten Gas-Bestandteil (O2), wobei die patientenseitige Koppeleinheit (9) Wenigstens zeitweise mit einem Patienten (Pt) verbunden oder verbindbar ist, wobei das Versorgungs-Verfahren unter Verwendung einer Versorgungs-Anordnung (100) durchgeführt wird, die - einen ersten Kanal (K.1), - einen zweiten Kanal (K.2), - einen Mischpunkt (8), - einen Inspirations-Kanal (K.3), - einen ersten Druckminderer (1) und - einen zweiten Druckminderer (2) umfasst, wobei jeder Druckminderer (1, 2) jeweils - einen Vordruck-Eingang (V.1, V.2), - einen Hinterdruck-Ausgang (H.1, H.2) und - ein Steuerdruck-Stellglied (16, 17) umfasst, wobei das Versorgungs-Verfahren die automatisch durchgeführten Schritte umfasst, dass - eine erste Quelle (20) den ersten Gas-Bestandteil (Luft) bereitstellt, - eine zweite Quelle (21) den zweiten Gas-Bestandteil (O2) bereitstellt, - der erste Gas-Bestandteil (Luft) von der ersten Quelle (20) zum Vordruck-Eingang (V.1) des ersten Druckminderers (1) geleitet wird und wenigstens zeitweise durch den ersten Druckminderer (1) hindurch zum Hinterdruck-Ausgang (H.1) des ersten Druckminderers (1) fließt, - der zweite Gas-Bestandteil (O2) von der zweiten Quelle (21) zum Vordruck-Eingang (V.2) des zweiten Druckminderers (2) geleitet wird und wenigstens zeitweise durch den zweiten Druckminderer (2) hindurch zum Hinterdruck-Ausgang (H.2) des zweiten Druckminderers (2) fließt, - der erste Kanal (K.1) den ersten Gas-Bestandteil (Luft) vom Hinterdruck-Ausgang (H.1) des ersten Druckminderers (1) zum Mischpunkt (8) leitet, - der zweite Kanal (K.2) den zweiten Gas-Bestandteil (O2) vom Hinterdruck-Ausgang (H.2) des zweiten Druckminderers (2) zum Mischpunkt (8) leitet und - der Inspirations-Kanal (K.3) ein im Mischpunkt (8) erzeugtes oder entstehendes oder entstandenes Gasgemisch zur patientenseitigen Koppeleinheit (9) leitet, wobei das Versorgungs-Verfahren die weiteren automatisch durchgeführten Schritte umfasst, dass - abhängig von einem vorgegebenen Soll-Anteil des ersten Gas-Bestandteils (Luft) und / oder des zweiten Gas-Bestandteils (O2) im Gasgemisch ein Soll-Verhältnis zwischen dem Volumenfluss (Vol'[1]) durch den ersten Kanal (K.1) und dem Volumenfluss (Vol'[2]) durch den zweiten Kanal (K.2) hergeleitet wird, - abhängig vom hergeleiteten Soll-Verhältnis der beiden Volumenflüsse (Vol'[1], Vol'[2]) das Steuerdruck-Stellglied (16, 17) des ersten Druckminderers (1) angesteuert wird, - durch diese Ansteuerung des Steuerdruck-Stellglieds (16, 17) der Druck (Phin[1]) am Hinterdruck-Ausgang (H.1) des ersten Druckminderers (1) gesteuert wird, - abhängig vom hergeleiteten Soll-Verhältnis der beiden Volumenflüsse (Vol'[1], Vol'[2]) das Steuerdruck-Stellglied des zweiten Druckminderers (2) angesteuert wird und - durch diese Ansteuerung des Steuerdruck-Stellglieds der Druck (Phin[2]) am Hinterdruck-Ausgang (H.2) des zweiten Druckminderers (2) gesteuert wird, wobei die Ansteuerung der beiden Steuerdruck-Stellglieder mit dem Steuerungsziel oder Regelungsziel durchgeführt wird, dass das tatsächliche Verhältnis der beiden Volumenflüsse (Vol'[1], Vol'[2]) gleich dem hergeleiteten Soll-Verhältnis ist.
  14. Versorgungs-Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im ersten Kanal (K.1), der Druck im zweiten Kanal (K.2) und der Druck am Mischpunkt (8) übereinstimmen und das Versorgungs-Verfahren die zusätzlichen Schritte umfasst, dass - das Steuerdruck-Stellglied (16, 17) des ersten Druckminderers (1) mit dem zusätzlichen Regelungsziel angesteuert wird, dass der zeitliche Verlauf des tatsächlichen Drucks (Phin[1]) am Hinterdruck-Ausgang (H.1) des ersten Druckminderers (1) einem vorgegebenen zeitlichen Sollverlauf des Drucks am Mischpunkt (8) folgt, und - das Steuerdruck-Stellglied des zweiten Druckminderers (2) mit dem zusätzlichen Regelungsziel angesteuert wird, dass der zeitliche Verlauf des tatsächlichen Drucks (Phin[2]) am Hinterdruck-Ausgang (H.2) des zweiten Druckminderers (2) dem vorgegebenen zeitlichen Sollverlauf des Drucks am Mischpunkt (8) folgt.
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