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Federbelastetes Überdruckventil, insbesondere für Atmungsgeräte Die
Erfindung bezieht sich auf ein federbelastetes Überdruckventil, insbesondere für
Atmungsgeräte, mit einer koaxial zur Feder angeordneten Spindel, auf der ein Einstellglied
zur stufenlosen Veränderung der Federvorspannung verschiebbar gelagert ist.
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Atmungsgeräte sind in Ausführungen für verschiedene Zwecke bekannt.
Solche Geräte können dazu bestimmt sein, einem Patienten Sauerstoff oder auch ein
anderes Gas, beispielsweise für die Narkose, zuzuführen. In vielen Fällen bestehen
soIche Geräte aus einem Behälter für das Gas, beispielsweise einem Sauerstoffbehälter,
der über ein Druckausgleichsventil mit einem Atmungsbeutel in Verbindung steht,
wobei dieser Atmungsbeutel seinerseits über eine Leitung mit einer Gesichtsmaske
verbunden ist.
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Die praktische Entwicklung hat zu Atmungsgeräten geführt, die folgende
Hauptelemente auf weisen: I. ein Expirationsventil, durch das der in der Anlage
auftretende Gasüberschuß entweichen kann, II. eine Sperrvorrichtung, die dazu dient,
bei Bedarf die Wirkung des Expirationsventils auszuschalten, III. eine zusätzliche
Anordnung, die kurz als Ent lüftungsanordnung bezeichnet sei und deren Aufgabe darin
besteht, unabhängig vom Expirationsventil und von der Sperrvorrichtung das Gerät
mit der Außenluft zu verbinden, um ein Gas - beispielsweise ein Betäubungsgas -
schnell aus der Anlage und aus den Atmungsorganen des Patienten zu entfernen.
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Unter den bekannten Expirationsventilen gibt es solche, bei denen
die Möglichkeit zur Einregelung des Öffnungsdruckes dadurch geschaffen ist, daß
das Verschlußstück durch eine Druckfeder mit stufenlos verschiebbarem Einstellorgan
belastet ist. Hierbei ist dieses Einstellorgan (auch »Läufer« genannt) längs eines
mit einem Gewinde versehenen zentralen Stiftes beweglich. Der Nachteil dieser bekannten
Ausführungsformen besteht darin, daß die Einstellung eines gewünschten Überdrucks
und dessen Änderung nur langsam erfolgen können. Dies ist aber äußerst nachteilig
im Hinblick darauf, daß es in Fällen der Gefahr notwendig sein kann, den Überdruck
schnell zu ändern oder gar vollständig aufzuheben.
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Was die Ausbildung der Sperrvorrichtungen anbelangt, so sind auch
hierfür verschiedene Konstruktionen bekannt, nämlich 1. Anordnungen mit einem besonderen,
an das Expirationsventil angeschlossenen Kükenhahn, 2. Anordnungen, die ein Verschieben
des zentralen Stiftes oder des Läufers des Überdruckventils gegen den Ventilteller
ermöglichen, 3. Anordnungen mit einem am Ventil befestigten Kipphebel, mit dessen
Hilfe das Verschlußstück zusätzlich zu dem Druck, mit dem es durch die genannte
Feder normalerweise belastet ist, dem Druck einer weiteren Feder ausgesetzt werden
kann.
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Die Sperrvorrichtungen gemäß Ziffern 1 und 2 weisen den Nachteil
auf, daß sie die Ausströmöffnung der Anlage vollständig verschließen und daher nicht
als Sicherheitsventile wirken können, die beim Ansteigen des Drucks in der Anlage
über die zulässige Grenze hinaus geöffnet werden, beispielsweise bei einer Explosion
eines im Gerät befindlichen Narkosegases.
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Auch die Sperrvorrichtung gemäß Ziffer 3 kann nicht als Sicherheitsventil
wirken. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Kipphebel nicht so leicht und
schnell betätigt werden kann, wie es erforderlich ist, um bei plötzlich auftretender
Gefahr die Sperrung sofort aufzuheben.
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Bekannt sind weiterhin Entlüftungsanordnungen in der Form von getrennt
vom Überdruckventil angeordneten besonderen Ventilen. Diese getrennte Anordnung
ergibt aber eine Komplizierung des Gerätes.
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Als bekannt sind weiterhin Geräte zu erwähnen, bei denen ein besonderes
sogenanntes »Leckventil« und ein besonderes Überdruckventil zusammengebaut sind.
Bei dieser Anordnung wirkt das Leckventil je-
doch nur als zusätzliches
Expirationsventil. Es kann zwar ganz gesperrt werden, jedoch ist es nicht möglich,
es vollständig so zu öffnen, daß eine freie Verbindung zwischen der Anlage und der
Außenluft sowohl während der Expirations- als auch während der Inspirationsphase
des Gerätes ensteht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem baulichem
Aufwand ein Überdruckventil zu schaffen, dessen Ansprechdruck ohne Verwendung eines
Werkzeugs schnell und zuverlässsig eingestellt werden kann; außerdem soll der Ansprechdruck
rasch so weit erhöht werden können, daß das Ventil nur im Falle eines plötzlichen
großen Druckanstiegs, wie er z. B. bei einer Explosion des im Gerät eingeschlossenen
Narkosegases auftritt, öffnet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß das Einstellglied ausschließlich durch Reibschluß mit der Spindel und/oder der
Innenfiäche des die Feder umgebenden zylindrischen Ventilgehäuses verbunden ist.
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Wohl wird zur stufenlosen Veränderung der Federvorspannung auch hier
ein Einstellglied benutzt, das auf einer koaxial zur Feder angeordneten Spindel
verschiebbar gelagert ist; diese Verschiebung erfolgt aber nicht durch eine schraubende
Drehung, sondern einfach in gerader Linie. Die Fixierung des Einstellgliedes allein
durch Reibung ist deswegen ausreichend, weil es sich bei Atmungsgeräten und ähnlichen
Anlagen, für die das federbelastete tSberdruckventil gemäß der Erfindung bestimmt
ist, nur um geringe Drücke in der Größenordnung von einigen Zentimetern Wassersäule
handelt. Angesichts dieser geringen Drücke sind die Reibungskräfte, die zur zuverlässigen
Festlegung des Einstellgliedes auf der Spindel erforderlich sind, sehr gering. Die
Verstellung auf einen anderen Wert kann daher unter Überwindung dieser geringen
Reibungskräfte sehr leicht von Hand vorgenommen werden. Somit besteht die Möglichkeit,
die Lage des Einstellgliedes sehr schnell von Hand zu ändern und dadurch die gewünschte
Spannung der das Verschlußstück belastenden Feder einzustellen.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Überdruckventil
zusätzlich zu der vorstehend erläuterten stufenlos verstellbaren Einstellvorrichtung
auch noch eine zweite Einstellvorrichtung erhalten, die es ermöglicht, den Überdruck
sprunghaft um einen festen Betrag zu ändern, und zwar ebenfalls einfach und schnell.
Auch für diese Verstellung ist ein am Ventilgehäuse stetig verschiebbarer Läufer
vorgesehen, jedoch besitzt dieser nur zwei feste Einstellmöglichkeiten. Diese Vorrichtung
besitzt als wesentliches Element eine zusätzliche Feder, die die Spindel beaufschlagt.
Letztere ist über ein Kugelgesperre lösbar mit einer gehäusefesten koaxialen Führung
verbunden. Ist die Spindel nicht gesperrt, so erzeugt die genannte Feder eine zusätzliche
Belastung des Verschlußstücks.
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Weiterhin ist es möglich, an dem Überdruckventil ein Lüftungsventil
in solcher Weise anzuordnen, daß das Verschluß stück gegen die Wirkung der belastenden
Druckglieder abgehoben werden kann. Dies erfolgt mit Hilfe eines am Ventilgehäuse
gleitend angeordneten Läufers oder eines Heberinges.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung nachstehend
beschrieben.
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Fig. 1 ist eine räumliche Darstellung des Überdruckventils gemäß
der Erfindung;
Fig.2 stellt, gleichfalls in Perspektive und teilweise im Schnitt,
dasselbe Überdruckventil dar, das für normalen Druck eingestellt ist, während Fig.
3 einen Teil des Überdruckventils mit dem stufenweise einstellbaren Betätigungsglied
in der wirksamen Lage zeigt, d. h. in der Lage, in welcher das Verschlußstück mit
der zusätzlichen Feder und mit dem Spindelgewicht belastet ist; Fig. 4 zeigt einen
der Fig. 2 entsprechenden vertikalen Schnitt des Überdruckventils.
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In der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung
ist das Ventil mit einem mit Innengewinde versehenen Bodenteil oder einer Muffe
1 versehen, welche auf einen Rohrstutzen des Atmungsgerätes oder dessen Leitungssystems
aufzuschrauben ist. Der obere Teil des Bodenteils ist als ein Ventilsitzla ausgeführt,
auf dem das Verschluß stück 2 ruht. Am Ventilsitz befindet sich ein ringförmiger
Ansatz 16 a, über welchen das langgestreckte Ventilgehäuse 3 gestülpt ist und an
welchem es befestigt ist. Der zylindrische Teil des Ventilgehäuses 3 ist in seinem
oberen Teil mittels eines Deckels 6 abgeschlossen. In der Mitte dieses Deckels ist
eine gehäusefeste koaxiale Führung 5 für die beweglichen Druckeinstellglieder des
Ventils befestigt.
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Zur stufenlosen Einstellung des Ventilansprechdruckes ist im Ventilgehäuse
3 ein ringförmiges Einstellglied 7 angeordnet; dieses kann durch Betätigungselemente
10, die aus in der Längsrichtung des Ventilgehäuses angeordneten Schlitzen herausragen,
auf- und abwärts geführt werden, wodurch die Verspannung einer zwischen dem Einstellglied
7 und dem Verschlußstück 2 angeordneten Spiralfeder 9 verändert werden kann.
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Auf der Führung 5 ist gleitbar eine Spindel 4 angeordnet, welche
in der in den Fig. 2 und 4 der Zeichnung gezeigten Lage des Ventils starr mit dem
Ventilgehäuse 3 verbunden ist. Das Einstellglied 7 gleitet somit zwischen der Innenseite
des Ventilgehäuses 3 und der Außenseite der Spindel 4. Damit das Einstellglied 7
unabhängig vom Druck der Feder 9 in jeder Lage festgestellt werden kann, ist es
mit einem Reibring 8 versehen, welcher an der Spindel 4 anliegt. Die Bewegung des
Einstellgliedes 7 nach oben wird durch einen Anschlag auf der Spindel 4, der mit
dem Reibring 8 zusammenwirkt, begrenzt. Außer den Schlitzen für die Betätigungselemente
10 sind auf der Vorder- und der Rückseite des Gehäuses zwei entsprechende Schlitze
vor versehen, durch welche das Einstellglied 7 zu seher ist. Mittels eines Gradierstriches
und entsprechender an der Außenseite des Gehäuses entlang der Schlitze angeordneter
Skalen kann der Ansprechdruck genau auf den gewünschten Wert, der beispielsweise
i Zentimeter Wassersäule ausgedrückt ist, eingestell werden.
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In der in F i g. 3 gezeigten Lage ist das Verschluß stück sowohl
von der Feder 9 wie auch einer zwi schen dem Deckel 6 des Ventilgehäuses und de
Oberkante der Spindel 4 angeordneten zusätzliche Federl3 beaufschlagt. Die in Fig.3
gezeigte Be triebsstellung nimmt das Ventil nach Verschiebe eines Läufers 12 und
eines mit demselben verbun denen Betätigungselementes 14 in deren untere Lag ein.
Will man den zusätzlichen Druck der Feder t auf die Spindel 4 aufheben, wird nur
der Betätigungs ring 14 sowie die Spindel 4 gegen die Wirkung de Feder 13 nach oben
gehoben, bis eine Kugel 11 i
eine entsprechende Aussparung in der
Führung 5 fällt und durch den abgeschrägten Boden in der Rille des Läufersl2 eingerastet
wird. Am Umfang des Laufringes 12 können mehrere Kugeln 11 angeordnet sein.
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Damit die Möglichkeit gegeben ist, unabhängig von der Einstellung
des Überdruckventils dieses willkürlich von Hand zu öffnen, ist am unteren Teil
des Ventilgehäuses 3 ein Hebering 15 angeordnet. Dieser ist mit Schrauben 16 versehen,
die sich in das Ventilgehäuse 3 hinein erstrecken und mittels welcher beim Anheben
des Ringes 15 das Verschlußstück 2 vom Ventilsitz abgehoben und das Leitungssystem
somit entlüftet werden kann.