DE1183051B - Verfahren zur Bildung eines homogenen Gemisches aus einem permanenten Gas und Lachgas - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B Ol f

Deutsche KL: 12 e-4/01

Nummer: 1183 051

Aktenzeichen: B 68400 HI/12 e

Anmeldetag: 13. August 1962

Auslegetag: 10. Dezember 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung homogener Gasgemische, welche Lachgas als Gemischkomponente enthalten.

Lachgas wird in erheblichem Umfang als Anästhesiegas verwendet und normalerweise unter Beimischung von Sauerstoff verabreicht. Zu diesem Zweck werden die beiden Gase jeweils in getrennten Druckbehältern gespeichert, wobei der Sauerstoff unter hohem Druck in seinem Druckbehälter gespeichert wird und das Lachgas als Flüssiggas unter niedrigerem Druck in seinem Druckbehälter gespeichert wird. Das jeweils benötigte Gasgemisch wird im allgemeinen jeweils erst bei Entnahme der betreffenden Gasgemischkomponenten aus ihren Druckbehältern durch Mischung hergestellt. Jeder der beiden Druckbehälter ist üblicherweise mit einem Druckregler versehen, und außerdem ist zur Gasgemischbildung eine Mischapparatur vorgesehen, in welcher die beiden miteinander zu mischenden Gase in den jeweils gewünschten Volumenanteilsmengen einer Mischkammer zugeführt werden.

Sauerstoff ist ein sogenanntes »permanentes« Gas, d. h., er behält im wesentlichen bei jeder Temperatur seine Gasphase bei. Der in einer Sauerstoffflasche herrschende Druck fällt infolgedessen im wesentliehen nach Maßgabe der Entnahme des Inhalts der Flasche und ändert sich verhältnismäßig geringfügig entsprechend der jeweiligen Umgebungstemperatur. Bei Sauerstoffflaschen kann infolgedessen der Flascheninhalt mittels eines den Raschendruck angebenden Manometers gemessen werden.

Demgegenüber kann Lachgas unter Druck in seiner Flüssigphase gespeichert werden. Unabhängig von dem jeweils in dem Druckbehälter herrschenden Flüssiggasstand wird infolgedessen ein an dem Druckbehälter angebrachtes Manometer stets etwa denselben Druck anzeigen, so daß also ein Manometer bei der Speicherung von flüssigem Lachgas in einem Druckbehälter nicht dazu geeignet ist, den jeweiligen Behälterinhalt anzuzeigen, solange noch flüssiges Lachgas in dem Druckbehälter enthalten ist. Wird bei der Entnahme von Lachgas aus dem Druckbehälter die Geschwindigkeit überschritten, mit welcher durch Verdampfung flüssigen Lachgases die jeweils aus dem Behälter entnommene Lachgasmenge ersetzt wird, so fällt zwar der in dem Druckbehälter herrschende Gasdruck momentan, um jedoch sofort wieder auf den ursprünglichen Flaschendruck anzusteigen, wenn die Gasentnahme beendigt wird, sofern sich noch flüssiges Lachgas in dem Druckbehälter befindet. Änderungen der Umgebungstemperatur können infolgedessen einen sehr wesentlichen Verfahren zur Bildung eines homogenen
Gemisches aus einem permanenten Gas und
Lachgas

Anmelder:

The British Oxygen Company Limited, London

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Holzer, Patentanwalt,
Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14

Als Erfinder benannt:

Arthur Bracken,

Colin Corry Wilton-Davies, London

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 15. August 1961 (29 417)

Einfluß auf die Druckanzeige haben. Es gibt infolgedessen keinerlei einfach aufgebaute Anzeigeapparaturen, mit deren Hilfe unter Normalbedingungen der Inhalt von Druckbehältern, welche flüssiges Lachgas enthalten, zuverlässig angezeigt werden könnte. Aus diesem Grunde besteht bei der Entnahme von Lachgas aus derartigen Druckbehältern stets die Gefahr, daß der betreffende Behälter plötzlich entleert ist und unerwartetermaßen keine weitere Lachgasentnahme aus dem Behälter mehr möglich ist.

Es ist allgemein schwierig, zwei Gase zum Zwecke der Bildung eines Gasgemisches von unveränderlicher, bestimmter Zusammensetzung miteinander zu mischen. Zur Herstellung derartiger Gasgemische werden komplizierte Mischapparaturen benötigt, deren Mischorgane sehr genau gearbeitet sein müssen. Schon geringe Abweichungen von den für die Bildung des Gasgemisches voraussetzungsgemäß einzuhaltenden Toleranzen können zu erheblichen Schwankungen hinsichtlich der Zusammensetzung des zu bildenden Gasgemisches führen. Derartige Mischapparaturen müssen infolgedessen in regelmäßigen Zeitabständen immer wieder nachtariert werden und bedürfen einer sorgfältigen ständigen Überwachung und Pflege.

Es ist bekannt, das Gasgemische, welche Lachgas enthalten, nur bis zu einem Druck homogen bleiben, bei welchem der Partialdruck des Lachgases 50 ata beträgt. Bei höheren Partialdrücken des Lachgases

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ist nach bisheriger Kenntnis der Fachwelt eine Verflüssigung eines Teiles des Lachgases zu erwarten, so daß das zu bildende Gasgemisch nicht mehr langer homogen bleiben würde. Nach bisheriger Kenntnis der Fachwelt wäre also beispielsweise zu erwarten, daß die obere Druckgrenze für ein Gasgemisch aus 70 Volumprozent Lachgas und 30 Volumprozent Sauerstoff für ein homogenes Gasgemisch bei etwa 72 ata liegen würde. Es ist jedoch allgemein üblich,

Gemisch ein stärkeres Betäubungsmittel, wie z. B. Halothan oder Zyklopropan, beigemischt sein. Man kann dem erfindungsgemäßen Gasgemisch bis zu etwa 1 Volumprozent Halothan oder bis zu etwa 5 5 Volumprozent Zyklopropan beimischen und das Gasgemisch trotzdem im Druckbehälter unter Druck halten, ohne daß es zur Ausscheidung einer Flüssiggasphase kommt. Wird Zyklopropan als Beimengung verwendet, so ist das auf diese Weise gebildete Gas

permanente Gase unter einem Druck von 132 ata io gemisch leicht entzündlich, und es müssen infolge

dessen bei der zur Verwendung kommenden Speicher- und Verabreichungsapparatur Vorkehrungen getroffen werden, um elektrostatische Entladungen zu vermeiden.

Die Bildung des Gasgemisches nach der Erfindung kann in der Weise erfolgen, daß zunächst der gewünschte Volumenanteil an Lachgas in einen mit einem Ventil versehenen Druckbehälter eingelassen wird, wobei die betreffende Lachgasmenge entweder

oder unter noch höheren Drücken in Druckbehältern zu speichern. Derartige Druckbehälter sind für solch hohe Drücke konstruiert, und es wäre unwirtschaftlich, darin Gase unter niedrigeren Drücken zu speichern oder zu transportieren. 15

Die Erfindung weist nun einen Weg, wodurch es
möglich ist, ohne Verwendung komplizierter Mischapparaturen Gasgemische zu bilden, welche Lachgas
enthalten, wobei es trotzdem möglich ist, eine permanente Gasgemischkomponente unter dem ge- 20 durch Gewichtsmessung oder durch Volumenwohnten hohen Druck zu speichern und zu trans- messung bestimmt werden kann. Anschließend kann portieren. die gewünschte Beimengung permanenten Gases Mn-

Demgemäß beinhaltet die Erfindung ein Verfahren zugefügt werden, was entweder kontinuierlich oder zur Bildung eines homogenen Gemisches aus einem intermittierend erfolgen kann, in welch letzterem Fall permanenten Gas und bis zu 75 Volumprozent Lach- 25 sich jeweils von Stufe zu Stufe das jeweilige Druckgas, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die gleichgewicht zwischen den beiden Gaskomponenten beiden Gase so lange in jeweils gewünschten einstellen kann. Um dieses Druckgleichgewicht je-Volumenanteilen in einen Druckbehälter eingebracht weils rasch zu erreichen und dadurch jegliche flüssige werden, bis in demselben ein Druck erreicht ist, bei Gasphase schnell zum Verschwinden zu bringen, welchem der Lachgas-Partialdruck höher als 50 ata 30 kann der Inhalt des Druckbehälters gerührt, bewegt ist. oder geschüttelt werden. So kann also beispielsweise

Dabei hat sich entgegen der bisherigen Kenntnis während des Einlasses des Sauerstoffanteils der der Fachwelt gezeigt, daß ein derartiges Gasgemisch Druckbehälter geschüttelt werden, oder aber der nach der Erfindung in einem Druckbehälter ge- Druckbehälter kann nach Einlaß des Sauerstoffspeichert werden kann, ohne daß irgendeine Gas- 35 anteils gerollt werden. In Abwandlung dessen kann verflüssigung stattfindet. der Druckbehälter nach Einbringen der betreffenden

Durch die Erfindung ist es infolgedessen möglich, Lachgasmenge auch mit seiner Oberseite nach unten Lachgas in Mischung mit einem permanenten Gas, gekehrt werden und der Sauerstoffanteil so in den beispielsweise also in Mischung mit Sauerstoff inner- Druckbehälter eingelassen werden, daß er in Form halb eines Druckbehälters zu speichern, in welchem 40 von Gasblasen durch das flüssige Lachgas hindurch der normalerweise bei der Speicherung von perma- nach oben perlt.

nenten Gasen übliche Fülldruck herrscht. Es ist Gemäß einer anderen Ausführungsform des erfin-

auch möglich, aus dem Druckbehälter ein derartiges dungsgemäßen Verfahrens zur Bildung eines solchen Gasgemisch zu entnehmen, welches unter allen vor- Gasgemisches können das Lachgas und der Sauerkommenden Entnahmebedingungen homogen bleibt. 45 stoff auch gleichzeitig in den Druckbehälter einge-Dadurch ergibt sich eine ganz erhebliche Verein- lassen werden. Dabei werden die beiden Gase zweckfachung der Speicher- und Entnahmeapparaturen, mäßig in einem besonderen Zwischengasometer vor- und außerdem können die teueren und empfindlichen gemischt, aus welchem sie sodann in den Druckbe-Mischapparaturen überhaupt vermieden werden. hälter hineingepumpt werden. Der Gaseinlaß der

Das Gasgemisch nach der Erfindung wird zweck- 50 beiden Mischungskomponenten in den Druckbehälter mäßig bei einem Druck von 132 ata gespeichert. kann auch nach der sogenannten »Einströmmethode«

Das am häufigsten zusammen mit Lachgas verwendete permanente Gas ist Sauerstoff. Zur Schmerzbetäubung werden häufig Gasgemische verabreicht,
welche aus einem Lachgas-Sauerstoff-Gemisch be- 55
stehen, dessen Lachgas-Volumenanteil im Bereich
zwischen 50 und 60% liegt. Da es gemäß der Erfindung möglich ist, ein derartiges Gasgemisch unter
hohem Druck von beispielsweise 132 ata zu
speichern, kann für die Verabreichung eines der- ^6o einen Gasinhalt von 62301 aufzunehmen vermag, artigen Gasgemisches die bisher übliche teuere Sodann wurde eine abgewogene Menge von Lachgas Mischapparatur in Wegfall kommen. Dieser Umstand in den Druckbehälter eingelassen. Danach wurde so ist beispielsweise insofern von großem Vorteil, als lange Sauerstoff in den Druckbehälter eingelassen, dadurch z. B. das Gepäck ambulanter Hebammen, bis in demselben ein Druck von 135 ata erreicht war. welche bei Hausgeburten mitwirken, gewichts- und 65 Die Zusammensetzung des auf diese Weise gebildeten raummäßig ganz erheblich verringert werden kann. Gasgemisches ergab sich durch Analyse zu 74,9 Vo-Zur Herbeiführung von Betäubungszuständen lumprozent Lachgas und 25,1 Volumprozent Sauerkann dem erfindungsgemäßen Lachgas-Sauerstoff- stoff. Anschließend wurde der Druckbehälter allmäh-

erfolgen, gemäß welcher die Teilströme der beiden
Gaskomponenten so eingestellt werden, daß sich das jeweils gewünschte Mischungsverhältnis ergibt.

Die Erfindung wird nunmehr auf Grund des nachstehend beschriebenen Beispiels in ihren Einzelheiten
erläutert.

Als Druckbehälter wurde eine normale Druckgasflasche verwendet, die bei einem Druck von 132 ata

lieh entleert, und es wurden jeweils in bestimmten Intervallen Proben des aus dem Druckbehälter entnommenen Gasgemisches untersucht. Dabei wurden die entnommenen Gasproben jedesmal sowohl aus dem aufrecht stehenden Druckbehälter als auch aus dem umgekehrt stehenden Druckbehälter entnommen. Der Lachgasgehalt der einzelnen entnommenen Proben wurde jeweils durch Messung des Unterschiedes zwischen den Lichtbrechungskoeffizienten des Gasgemisches und des Sauerstoffanteils be- ίο stimmt. Die auf diese Weise erhaltenen Messungsergebnisse liegen infolgedessen innerhalb einer Fehlergrenze von ±0,2%. Sie sind in nachstehender Tabelle zusammengetragen:

15

Im Druck behälter herr schender Druck kp/cm2	Druck behälter stellung	Tempe ratur 0C	Lachgas anteil in Volumprozent
119,5 { 105,5 j 91,4 { 77,3 { 69,6 { 41,5 { 27,4 { 13,4 {	aufrecht umgekehrt aufrecht umgekehrt aufrecht umgekehrt aufrecht umgekehrt aufrecht umgekehrt aufrecht umgekehrt aufrecht umgekehrt aufrecht umgekehrt	21,1 21,1 23,0 23,0 23,8 23,8 20,2 20,2 22,2 22,2 23,0 23,0 24,8 24,8 27,2 27,2	74,7 74,7 74,9 74,7 75,0 75,0:; 74,6 74,6 74,7 74,7 74,7 74,7 75,2 75,2 75,2 75,2

35

Aus diesen Meßergebnissen geht hervor, daß (1) das Gasgemisch durch die Umkehrung des Druckbehälters nicht verändert wird, daß infolgedessen keine Teilverflüssigung von Lachgas eintritt und daß (2) die Zusammensetzung des entnommenen Gasgemisches mit fortschreitender Entleerung des Druckbehälters unverändert bleibt.

In der folgenden Tabelle sind die Volumina der aus identischen Druckbehältern entnommenen Gasgemische miteinander verglichen, die jeweils verschiedene Lachgas-Sauerstoff-Anteile haben, wobei diese Gemische bei einer Temperatur von 19° C bei verschiedenen Drücken miteinander verglichen werden. Das Einheitsvolumen ist als dasjenige Sauerstoffvolumen festgelegt, welches aus einem Druckbehälter entnommen werden kann, der mit dem betreffenden Gasgemisch unter einem Druck von 140,6 atü gefüllt ist.

60

ΓϊπϊΜγ	Volumprozent Lachgas innerhalb des	0	Binheitsvolumens Sauerstoff	56	100
atü	]	1,485	47	2,778
	1,300	2,504	2,476	unbestimmt,
200,4	1,000	2,225	1,925	da der Druck-
175,8	0,731	1,665	1,247	DcJlallCr VOIl Flüssigkeit ist
140,6	0,469	1,145	0,696
105,5	0,357	0,678	0,485	2,667
70,3	0,244	0,485	0,308	—
52,7	0,308
35,1

In der nachstehenden Tabelle ist der Fall dargestellt, daß ein kräftigeres Betäubungsmittel, beispielsweise Halothan, als Beimengung dem Lachgas-Sauerstoff-Gemisch beigefügt ist.

Ein Druckbehälter von 538 g Wasserinhalt wurde luftleer gepumpt, und sodann wurden in den Druckbehälter 3,75 cm³ (7,01 g) Halothan eingebracht. Der Druckbehälter wurde sodann mit einem Gemisch von 68,51 Volumprozent Lachgas und 31,49 Volumprozent Sauerstoff bei einer Temperatur von 20° C auf einen Druck von 113,9 atü aufgepumpt. Anschließend wurde der Druckbehälter fortschreitend entleert, und es wurden jeweils Gasproben entnommen und deren Halothangehalt von Fall zu Fall bestimmt. Die Meßergebnisse sind in folgender Tabelle zusammengetragen:

Druckbehälter	Im Druckbehälter	Halothan-
inhalt	herrschender Druck	Volumenanteil
(Normalzustand)	atiibei20°C	Volumprozent
151,6	113,9	0,518
148,8	112,5 : ,	0,528
139,1	108,3 :	0,535
111,2	97,7 . ,	0,538 ■
69,3	73,4	0,524
49,8	61,2	0,512
13,6	24,2	0,539
4,31	11,2	0,538
1,06	3,5	0,523
0,6	1,4	0,516

Die gemessenen, sehr kleinen Unterschiede innerhalb des Halothananteils haben ihre Ursache in Ungenauigkeiten bei der Probeentnahme. Da infolgedessen diese Fehlerdifferenzen unbeachtlich sind, zeigt die Tabelle, daß der Halothananteil im wesentlichen unverändert geblieben ist.

Gasgemische aus Lachgas und anderen permanenten Gasen als Sauerstoff können ebenfalls in der beschriebenen Wedse nach der Erfindung hergestellt werden, in welchem Fall sich selbst dann Gasgemische von unveränderlicher Zusammensetzung ergeben, wenn der Lachgas-Partialdruck den Wert von 50 ata überschreitet. Ein typisches Beispiel für ein solches Gasgemisch ist ein Lachgas-Stickstoff-Gemisch, welches bis zu 75 Volumprozent Lachgas enthalten kann und unter einem Druck von 132 ata in einem Druckbehälter gespeichert ist. Derartige Gasgemische können bei der Suche von Undichtigkeiten in Behältern oder Rohrleitungen von Nutzen sein, in welchem Fall Infrarotmeßgeräte zur Feststellung von Undichtigkeiten unter hohen Innendrücken verwendet werden. Solche Undichtigkeitsmessungen unter hohen Drücken können beispielsweise bed der Untersuchung von Wasserleitungs-Hauptsträngen oder anderen Hochdruck-Flüssigkeitsleitungen bzw. Hochdruck-Flüssigkeitsbehältern, wie z. B. auch bei Röhrenkondensatoren, notwendig sein.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bildung eines homogenen Gemisches aus einem permanenten Gas und bis zu 75 Volumprozent Lachgas, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gase so lange in jeweils gewünschten Volumenanteilen in einen

Druckbehälter eingebracht werden, bis in demselben ein Druck erreicht ist, bei welchem der Lachgas-Partialdruck höher als 50 ata ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Lachgasmenge in einen mit einem Ventil versehenen Druckbehälter eingebracht wird und daß dann erst die gewünschte anteilige Menge an permanentem Gas beigefügt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß das permanente Gas derart intermittierend beigemengt wird, daß sich jeweils das Druckgleichgewicht zwischen beiden Gasen einspielen kann.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschleunigung der Einstellung des Druckgleichgewichts zwischen beiden Gasen der Druckbehälter bewegt bzw. sein Inhalt umgerührt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- so kennzeichnet, daß die Oberseite des mit Lachgas gefüllten Druckbehälters nach unten gedreht wird, so daß das beizumengende permanente Gas in Form von Gasblasen durch das flüssige Lachgas hindurch nach oben in den Druckbehälter as hineinperlt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch dadurch gebildet wird, daß das Lachgas und das permanente Gas gleichzeitig in den Druckbehälter eingebracht werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als permanentes Gas Stickstoff beigemengt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Bildung eines Atemgasgemisches, dadurch gekennzeichnet, daß als permanentes Gas Sauerstoff beigemengt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lachgasanteil von 50 bis 60 Volumprozent zugegeben wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gasgemisch eiae kleine Menge eines kräftiger wirkenden Betäubungsgases beigemengt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beimengung in einem Volumenanteil von bis zu 1 Vo Halothan besteht.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beimengung in einem Volumenanteil von bis zu 5·/· Zyklopropan besteht.

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