DE1491633A1 - Ventilationsmaschine - Google Patents

Description

DIPL-ING. LUDEWIG· DIPL-PHYS. BUSE · 56 WUPPERTAL-BÄRMEN

33 Kennwort: Ventilationsmasehine

finna Blease Anaesthetic Equipment Limited Deansway, Chesham, Buckinghamshire England

Tentilationsmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilationsmaschine, insbesondere ein tragbares Ventilationsgerät, mit Hilfe dessen, Sauerstoff durch eine Atemmaske einem Patienten zugeführt wird.

Es ist bekannt, daß Beschäftigte beim Reinigen von Tanks oder ■anderen Behältern für Brenn- oder andere Stoffe, die Dünste oder Dämpfe von sich geben und es unmöglich machen, die Atmung aufrechtzuerhalten oder in anderer Weise schädlich sind, durch Haschen der Dämpfe oder Dünste Fallen gestellt bekommen und bewußtlos werden, bevor sie eine Atemmaske oder ähnliche Geräte aufsetzen können. Arbeiter in Kohlen- und anderen Gruben sind der gleichen Gefahr ausgesetzt. Bekannte Ventilationsmaschinen sind unter sol-

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chen Umständen nicht brauchbar, da sie nicht tragbar sind oder eine Mehrzahl von unabhängig befestigten Steuerungen haben, die eine gelernte Bedienungsperson erfordern, bevor die faschine Gas mit dem erforderlichen zeitlich wechselnden Volumen und zylindrischen Betrag einem Patienten liefern können, der mit der Maschine verbunden ist. So ist eine solche Masohine in Brennstofftanks oder anderen Umgebungen, wie oben besehrieben, unerwünscht.

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. Dementsprechend zielt die Erfindung auf eine tragbare Ventilationsmaschine ab, die automatisch Gas mit einem bestimmten zeitlich wechselnden Volumen und zyklischen Betrag liefert, wenn sie von außen mit Gas gespeist wird und die keine außerhalb einstellbaren Steuerungen hat.

Erfindungsgemäß ist eine Ventilationsmaschine zur Speisung mit Gas von einem bestimmten genauen Volumen zur Zuführung an einem· Patienten mit einem zeitlich wechselnden Volumen und zyklischen Betrag vorgesehen und mit Mitteln zur Gaszufuhr zum Patienten ohne Rücksicht auf die Lage der Maschine in Bezug auf ihren Arbeitsgang ausgerüstet, wenn der Patient negativen Druck dem Ausgang der Maschine zuführt.

Unter "negativen Druck" ist in der nachfolgenden speziellen Beschreibung ein atmosphärischer Unterdruck zu verstehen, der z.B. entsteht, wenn der Patient versucht Gas einzuatmen, das von dem Ausgang der Maschine mit einem schnelleren Betrag ausfließt, als die Maschine Gas dem Ausgang zuführt.

In einer Abwandlung der Erfindung enthält die Maschine eine Signaleinrichtung, z.B. eine Pfeife, die durch ein belastetes Einweg-

mit
oder Ablaßventiü/der Maschine verbunden ist, so daß, wenn eine Atmungbehinderung am Ausgang der Maschine eintritt, der Gasdruck in der Maschine auf einen solchen Betrag steigt, daß das Einwegventil öffnet und bewirkt, daß der Gasdruck selbst die Signaleinrichtung betätigt. Die Signaleinrichtung ermöglicht so, daß Fehler der Maschine oder eine Bedingung des Patienten, die:, eine Behandlung erfordert, gemeldet werden.

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Die Maschine nach der Erfindung kann selbsthalternd sein in Verbindung mit einem ersetzbaren.und tragbaren Behälter oder Zylinder für Druckgas, wobei diese auf oder durch den Körper der Maschine getragen, werden, oder die Maschine zur Verbindung mit einer Speiseleitung für Gas mit hohem Druck bestimmt ist.

Ein Beispiel einer Maschine gemäß der Erfindung wird im folgenden beschrieben mit Bezug auf die teilweise schematische Zeichnung.

Die Maschine enthält ein Gehäuse 10 für einen Blasebalg 12, der biegsame Wände 14 und eine Endplatte 16 hat. Das Ende des Blasebalges ist auf der der Endplatte abgekehrten Seite auf irgendeinem gebräuchlichen Bauteil 18 der Maschine befestigt. Ein drehbarer Hebel 20 ist mit der Endplatte verbunden und um seinen Stützpunkt 22 durch I'edermittel, z.B. eine Druckfeder 24 , drehbar im Sinne einer Verminderung des Volumens des Blasebalges 12. Die Maschine hat eine Zufuhrleitung 26 für Gas mit hohem Druck, z.B. 60 lbs psijGas aus der Leitung 26 strömt durch ein Druckminderventil 28 und ein einstellbares nadelventil 30. In dem Druckminderventil 28 wird der Gasdruck vermindert z.B. auf 5 lbs psi. Das Nadelventil 30 ist justiert und zur Abgabe eines gewünschten bestimmten Volumens, z.B. 12 1 pro Minute, eingestellt.

Das Gas verläßt den Blasebalg 12 durch ein Ausgangsventil 32, das durch einen Kippmechanismus 34 in Verbindung mit dem Hebel 20 betätigt wird. Der Kippmechanismus 34 enthält einen Hebel 56, der drehbar in einem Träger 37 lagert, welcher auf dem Bauteil 18 befestigt ist. Der Hebel 36 ist mit dem Ventilkörper 38 des Ventiles 32 und einem Hebel 40 durch eine Zugfeder 42 verbunden· Der

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Hebel 40 ist in einer auf dem Teil 18 befestigten Stütze 44 gelagert, lind ein der Feder 42 abgekehrtes Ende drehbar mit einem j Zwischenglied 46 verbunden, dessen anderes Ende mit dem belasteten

und drehbaren Hebel 20 verbunden ist. Das Zwischenglied 46 hat einen Längssohlitz 47 bestimmter Länge und der Hebel 20 einen /,, Stift 47 a, der in den Schlitz hineinragt und die Bewegung des Hebele 20 zum Zwischenglied 46 überträgt, wenn der Stift 47 a die obere oder untere Endstellung (wie aus der Zeichnung ersichtlich) des Schlitzes erreicht, Je nachdem der Hebel 20 gegen oder mit dem Uhrzeiger bewegt wird. Die Anordnung stellt so eine Verbindung zwischen dem Glied 46 und dem Hebel mit einem Totgang dar.

Die Betätigung des Kippmechanismus ist die folgendes Wenn das Volumen des Blasebalges noch nicht groß ist und die Teile 20, 46, 40, 42, 36 und 38 die in der Zeichnung dargestellte Lage einnehmen, wirkt die Kraft d«r Feder 42 im Sinne eines Haltens des Hebele 36 in seiner'Endlage entgegen dem Uhrzeiger, und das Ventil 32 ist dadurch offen. Wenn der Blasebalg den Hebel 20 im Uhrzeigersinnt ₉ wit in dir Zeichnung ersiehtlioh, bewegt und wenn der Stift 4-7 a das untere Ende des Schlitzes 47 erreicht, wird die Bewegung auf das Glied 46 übertragen, und das rechte Ende des Hebels 40 btwtgt sich aufwärts, wie in der Zeichnung ersichtlich. Unttr Umständen endet diese Drehung des Gliedes 36 in der KniehtbelTtrbindung, dit Glied 40, ftder 42 und Hebel 36 umfaßt, der seintn Totpunkt odtr die in einer Linie liegende Stellung Überschreitet, mit dem Ergebnis, daß die Kraft der Feder 42 in einer Richtung wirkt, die den Hebel 36 in die Endlage im Uhrzeigersinne drückt. Ditet Sohnapp- oder Kniehebelwirkung hat zur Folge, daß Ventil 42 geschlossen wird.

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Die gleichmäßige Gaszufuhr zum Druckminderventil 28 und Nadelventil 30 bewirkt dann die Ausdehnung des Blasebalges, und Hebel .20 beginnt sich gegen den Uhrzeiger zu bewegen» Stift 47 a bewegt sich deshalb gegen und in Verbindung mit dem oberen Endes des SiSKlitzes 47, wie aus der Zeiohnung ersichtlich, und Glied wird dann aufwärts bewegt durch die folgende Ausdehnung des Blasebalges 12. Diese dreht Hebel 40 im Uhrzeigersinne über die Kippstellung hinaus und schnappt Ventil 32 wieder in die Offenstellung.

So wird ersichtlich, daß Kippmechanismus 34 und. die zugehörigen Teile als automatische Mittel arbeiten, die selbsttätig und wieder- ' holt ,den Zyklus des Öffnens von Ventil 32 bei einem bestimmten maximalen Volumen des Blasebalges ausführen, um dem Blasebalg zu erlauben, Gas zum Patienten auszustoßen und Ventil 32 bei einem vorbestimmten kleineren Volumen des Blasebalges zu schließen, jium zu gestatten, daß der Blasebalg wieder aufgeladen wird und der Patient ausatmet. - -

Weitere zu beschreibende Mittel bewirken die automatische Betätigungs eines Ausatem- oder Aushauchventiles 60 in Übereinstimmung ₍ mit Ventil 32. -

Von dem Ausgangsrelais 32 gelangt das Gas entlang einer Röhre zu ' einem zweiten Nadelventil 48 und entlang einer Röhre 51 *u einem ι Ausgang 50, der zur Verbindung mit dem linlaßglied 52 einer üblichen Atemmaske 54 bestimmt ist, deren Ausgangeglied 56 mit einer Einheit 58 verbunden ist. Letztere ist mit dem Aueatemventil 60 verbunden, das einen Teil der Maschine bildet. _%

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Das Ausatemventil 60 ist von der belasteten Membrantype, die .durch Gasdruck gesteuert wird und mit der Ausgangsseite des Ausgangsventiles 32 des Blasebalges verbunden ist. Ventil 60 hat eine Membran 62, die einen Raum 64 begrenzt und mit einem Membrankörper 66 verbunden ist, der den Ausatemausgang abschließen kann. Ventil 60 hat als übliches Rückschlagventil eine Kugel 67, um die Einatmung der freien Atmosphäre duroh daa Ausatmungsventil 60 zu verhindern. Die Membran 62 ist durch eine leder 68 belastet, so daß, wenn Gas durch das Ausgangsventil 32 strömt, das Ausatemventil 60 geschlossen wird. Das Ausatemventil 60 wird geöffnet, wenn der Druck hinter der Membran, z.B. im Raum 64, geringer ist als der Ausgangsdruok des Blasebalgs.

Zwischen das zweite Nadelventil 48 und die Röhre 51 zur Atemmaske 54 des Patienten iat ein AÜlaiventil 50 eingeschaltet, das mit einer Signaleinriohtung 73» 2«B* einer Pfeife, verbunden ist. In diesem Beispiel einer Ventilationsmaschine ist der Blasebalg 12 zur füllung mit einem Gasdruck von 90 cm Wassersäule bestimmt J das Ausatemventil 60 wird bei einem Druckunterschied von weniger oder gleich 60 cm Wassersäule geöffnet und das Ablaßventil 70 bei einem Druckunterschied von 30 cm Wassersäule.

Zwischen dem Eingang des Abblasventiles 70 und dem Inneren des Blasebalges 12 liegt ein Ventil 72, das mit einer belasteten Membran 74- verbunden ist, die auf der einen Seite dem atmosphärischen Druek auegesetzt ist. Das Membranventil 72 ist auf Schluß durch ein« feder 76 belastet, wenn der Druck auf die andere Seite der Membran gleich oder größer als der atmosphärische Druck ist· Wenn «jedooh der Druck auf die besagte andere Seite der Membran

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negativ wird, wie oben definiert, was durch Wirkung der Verbindung zwischen dem Membranventil 72_und der Ausgangsröhre 51 zum Patienten eintritt, öffnet das Membranventil 72 um den Gasausstoß von den Blasebalg .12 unmittelbar zum Patienten unter der Wirkung der Belastungsfeder 24- des Blasebalges zu erlauben. So wirkt das

Membranventil*72 als ein spontanes Bedarfsventil, das betätigt wird, wenn immer der Patient einzuatmen versucht.

Zwischen dem Druckventil 28 und dem ersten Nadelventil 30 liegt eine Umleitung 78, die zu einem Abhebventil 80 führt, das die Verbindung mit dem Inneren des Blasebalges 12 herstellt. Die Platte 16 des Blasebalges 12 ist so angeordnet, daß ein bewegliches Glied 82 des Öffenventils 80 betätigt wird, so daß, wenn der Blasebalg, über sein normales Kleinstvolumen hinausgeht, bei dem das Ausgängsventil durch Wirkung des Kippmechanismus schließt, das Ausgangsventil·gegen seine Belastungsfeder 84- geöffnet wird..Wenn das eintritt, strömt das duroh das Druckminderventil 28 tretende Gas unmittelbar inj das Innere .des Blasebalges 12 unter Umgehung "des ersten Nadelventils 30.

Das Druckminderventil 28 kann einen bekannten Aufbau haben} da die genauen Einzelheiten eines solchen Ventiles nicht Teil der Erfindung sind, wird das Ventil nioht beschrieben. Die Nadelventile 30 und ,48 können jede Form haben, die einen verhältnismäßig konstanten Betrag des Stromes für einen gegebenen, im wesentlichen festgelegten Eingängsdruck ergeben; eine übliche Konstruktion wurde gefunden, bei der ein Metällb!'ock mit einer kleinen zylindrischen Bohrung versehen ist. Wiedörum bildet jedoch die genaue Konstruktion/ eines solchen flußregul&törs keinen Teil der Brfindung. ■ ₉ ο 9 _{8 14} y 06 64" ^_{0 0RlolilAL}

Die Maschine arbeitet wie folgt:

Gas,ζ.Β. Sauerstoff, strömt mit hohem Druck durch das Druckminderventil 28 und erhält infolgedessen einen Druck von ungefähr 5 lbs psi. Vom Druckminderventil 28 gelangt das Gas durch das erste Nadelventil 30 zum Inneren des Blasebalges 12 mit einem genauen Volumen, das exakt durch Einstellung des ersten Nadelventiles 30 bestimmt ist. Wenn der Gasdruck im Blasebalg den Druok der Belastung des Hebels des Blasebalges z.B. 90 lbs psi erreicht und überschreitet, steigt der Blasebalg unter der Annahme, daß in diesem Stadium des Zyklus der Blasebalg in oder nahe bei seiner normalen Kleinstvolumen-Stellung ist, Venn Ausgangsventil 32 geschlossen ist, wenn ein Gasvolumen entsprechend einem eingestellten, zeitlich wechselnden Volumen, z.B. 500 mis, in den Blasebalg eingetreten, ist, 'bewirkt der Kippmechanismus, daß das Blasebalgausgangsventil öffnet. Gas wird sofort zur Eingangseeite des zweiten Nadelventiles 48 geführt und zum Raum 64 des Ausatemventiles 60. Die Wirkung des zweiten Nadelventils steuert das Maß, mit dem Gas vom Blasebalg 12 zum Patienten fließt, der nicht ausatmen kann, weil das Aueatemventil 60 geschlossen ist.

Die Einatemphase des Atemzyklus ist zu Ende, wenn der Blasebalg seine normale Kleinststellung erreicht, bei der das Ausgangsventil 32 schließt und Abhebeventil 80 nicht betätigt ist. Sobald das Ausgangsventil schließt, fällt der Druck auf der Eingangsseite des zweiten Nadelventile 48 und in dem Steuerraum 64 des Ausgangsven-'til's, um das Ausgangsventil öffnen zu können. Der Patient atmet dann aus. Während der Patient das tut, wird der Blasebalg wieder gefüllt durch gleichmäßige Zufuhr von Gas, das durch die Speise- '

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leitung 26 zum Blasebalg strömt.

Sobald der Patient einzuatmen versucht zu einer Zeit, wenn das Blasebalgausgangsrelais geschlossen ist, wird negativer Druok einer Seite der Membran des Ventils 72 zugeführt, um dieses Ventil zu öffnen. So strömt bereits Gas in den Blasebalg und unmittelbar vom Blasebalg zum Patienten über Rohr 51. Sollte der Patient mehr Gas einzuatmen wünschen als sofort im Blasebalg zur Verfügung steht, fällt der Blasebalg über seine normale Kleinstvolumenstellung hinunter zu einer Stellung, in der das Abhebeventil 80 geöffnet wird. Solang bis das Abheberelais wieder geschlossen ist, strömt Gas unmittelbar über den Ausgang des Druckminderventils 28» das Abhebeventil 80, den Blasebalg und das Membranventil 42 zum Patienten. Sobald der Patient die Einatmung beendet, schließt Membranrelais 72 und der Blasebalg beginnt zu wachsen, wodurch das Abhefceventil 80 geschlossen und der automatische Kreislauf der Maschine wieder hergestellt ist.

Sollte der Einatmungsbedarf des Patienten kleiner sein als das, was die Maschine aufgrund ihrer Einstellung liefern kann, ebenso wenn eine Stockung der Lungen des Patienten auftritt, so/£ steigt der Druck auf der Ausgangsseite des zweiten Nadelventils 48, wenn das BlasebalgausgangsventJls 32 offen ist, auf einen Wert von 30 cm Wassersäule, bei dem das Abgasventil 70 öffnet. Gas strömt durch eine Pfeife oder eine andere Signaleinrichtung 73 um die Aufmerksamkeit eines Wärters auf die Tatsache zu lenken, daß der Patient einer besonderen Aufmerksamkeit bedarf.

Um zu sichern, daß der Patient mit Gas versorgt wird, das durch

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. . . '! die Maschine strömt und nioht mit Gas aus der umgebenden Atmosphäre, enthält das Ausatemventil ein Rückschlagventil 67, so daß, wenn der Patient einzuatmen versuoht, er sein Gas von dem Ausgang 50 der Maschine einzieht und nicht durch die Umkehrrichtung des Grasstromes durch das Ausatemventil 60.

So ist ersichtlich, daß die. Erfindung eine Ventilationsmaschine mit einem offenen Kreislauf vorsieht, die eine wertvolle doppelte Erleichterung hat, verbunden mit einer vorzugsweise vollautomatisohen Arbeitsweise undkeinem Bedarf an äußeren Justierung. " .. Erstens ist die Masohine zur Lieferung von G-as mit einem genauen Volumen und einem zeitlich wechselnden Volumen geeignet, das zur Versorgung normalerweise eines Erwachsenen von mittleren Kb'rpergewloht ausreicht, wobei die Masohine über die ^eitung 26 mit geeignetem Gas gespeist wird. Zweitens kann die ^asohine automatisch auf spontane Versuche zu atmen antworten durch Verbindung des Patienten mit der Masohine. Der Patient wird beim Versuch zu atmtn mit genügender Gasmenge durch Wirkung der Umgehung des Flußreglers 30 über Ventil 80 versorgt? unter diesen Umständen wird die automatische Arbeitsweise des Blasebalges 12 überbrückt.

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Claims (6)

1. PATENTANW)ECtTE DIPL-ING. LUDEWIG · DIPL.-PHYS. BUSE · 56 WUPPERTAUBARMEN

   ~ ~"~ ΠΓΤΓ6ΤΤ

   Ansprüche:

   Ventilationsmaschine zur Gaszufuhr zu einem Patienten mit einem voreingestellten zeitlich wechselnden Volumen und wiederkehrenden Betrag, gekennzeichnet durch Ventilmittel, die bei einem negativen Druck ansprechen, der der Maschine vom Patienten zugeführt wird, wobei die Ventilmittel beim öffnen die Gaszufuhr zum Patienten erlauben.
2. 2. VentilationsmasoMne nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Blasebalg mit veränderlichem Volumen, Gaszufuhrmittel zur Gasspeisung mit einem voreingestellten Volumenbetrag und Druck zum Blasebalg, einem Ausgangeventil für den Blasebalg, automatische Mittel zum Öffnen des Ausgangsventils, wenn das Volumen des Blasebalgs einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet, und zum Schließen des Ausgangsventil, wenn das Volumen des Blasebalges unter einen zweiten vorbestimmten Wert fällt, eine Röhre zum Verbinden des Ausgangsventiles mit einer Atemmaske für den Patienten, und auf den Plüssigkeitsdruck ansprechende Ventilmittel, die zwischen dem Blasebalg und dem Rohr angeordnet sind und öffnen, wenn der vom Patienten den Vintilmitteln zugeführte Druck negativ ist(in der Beschreibung definiert}
3. 3. Ventilationsmaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Belastungsmittel zum Antrieb des Blasebalges nach einem kleinsten

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   -w.2

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   Volumen hin, wobei die selbsttätigen Mittel einen Kippmechanismus aufweisen, der durch den Blasebalg bei Erreichen des ersten und zweiten vorbestimmten Volumens betätigt wird, wobei der Meohanismus mechanisch mit dem Ausgangsventil zum Betätigen desselben verbunden ist.
4. 4. Ventilationsmaschine nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch ein Ausatemventil, das ein druokbetätigtes Ventilglied hat, das auf

   . den Druck in einem Kontrollraum des Ausatemventils anspricht, und Führungsmittel zum Verbinden des Steuerraumes mit dem Inneren des Blasebalges.
5. 5. Ventilationsmaschine naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszufuhrmittel ein Druckminderventil enthalten und einen· KLußregler, der in Eeihe mit dem Blasebalg liegt.
6. 6. Ventilationsmaschine nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Umgehungsleitung parallel zum ITußregulator zwischen dem 1 Ausgang des Druckminderventils und dem Blasebalg, wobei die umgehungsleitung ein Bedarfsventil aufweist, das geöffnet, wird entsprechend einem negativen Druck, (in der Beschreibung definiert), der vom Patienten der Maschine zugeführt wird.

   /f. ■ 7· Ventilationsmaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein

   r ■ '-

   mit der Röhre verbundenes Ablaßventil und eine Signaleinrichtung in Reihe mit dem Ablaßventil, wobei ein Druck entsprachen^ einer Behinderung des Patienten beim Atmen das Ablaßventil öffnet und die Signaleinrichtung betätigt.

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