DE1491737C - Druckentlastungsventil zur Verwendung in Beatmungsapparaten - Google Patents

Description

ihren üblichen Ausführungen enthalten diese Ventile io Druckentlastungsventil, das ein magnetisch vorge Elemente, die sich unter gewissen Arbeitsbedingun- spanntes Ventilelement enthält, wenigstens theore gen so im Verhältnis zu Ventilsitzen bewegen, daß tisch eine Herabsetzung des Druckes in dem Luftsie eine direkte Verbindung zwischen einerseits einer system auf einen Wert bewirken sollte, der unterhalb Quelle für Behandlungsgas und andererseits einer des vorbestimmten Schwellendruckes liegt, bei dem über Mund und Nase des Patienten angebrachten 15 das Ventilelement durch den Luftdruck unter Über-Beatmungsmaske oder einem in die Luftwege des windung der Festhaltekraft eines Magneten von Patienten eingesetzten Rohr herstellen. Natürlich seinem Sitz abgehoben wird. In der Praxis hat es müssen Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden, um sich jedoch gezeigt, daß auch Magnetventile den ein Blockieren eines solchen Ventils in einer Lage Druck in dem Gassystem nicht hinreichend herab-ZU verhindern, in der ein bewegliches Ventilelement 20 setzen, um eine endgültige Beseitigung des Blockieeinen Ventilauslaß absperrt, so daß die Lungen des rungszustandes in dem Luftbeatmungsventil od. dgl. Patienten ununterbrochen einem überhohen Gas- sicherzustellen, wobei dieses Unvermögen von magnezufuhrdruck ausgesetzt werden. Eine derartige Blök- tisch geregelten Ventilen auf dem Umstand beruht, kierung wird einer geübten Bedienungsperson keine daß, schon ehe der Druck in dem System hinreichend Schwierigkeiten bereiten, aber weniger erfahrenes 25 gesunken ist, der Luftstrom, der an dem magnetisch Personal auf Lebensrettungs- und Narkosestationen vorgespannten Ventilelement vorbeistreicht, so kann leicht in Verlegenheit geraten, wenn eine schwach geworden ist, daß sich das Ventil schließt, solche Blockierung eintritt. während der Druckspiegel in dem System immer noch

Je nach Art des verwendeten Regelventils ist es zu hoch ist.

nicht sicher, daß die Anordnung eines gewöhnlichen 30 Die vorliegende Erfindung sucht das Problem zu Überdruckventils diesen Blockierungszustand und die lösen, einen Blockierungszustand in einem Beatmungsventil zwischen einer Gasquelle und den Atmungswegen des Patienten endgültig zu beheben.

Zur Lösung dieses Problems sieht die Erfindung 35 bei einem Druckentlastungsventil mit einer Ventilkammer, die über eine Einlaßöffnung mit dem Beatmungsgerät und über Auslaßöffnungen mit der Atmosphäre verbunden ist, und mit einem •Ventilschließglied, das sich bei einem bestimmten Druck Beatmungsventil zu gewährleisten. Der Grund dafüi 40 gegen die Wirkung eines Rückstellorgans von seinem ist der, daß die Blockierung in Beatmungsventilen bei Ventilsitz an der Einlaßöffnung abhebt und damit das Drücken eintrifft, die höher sind als diejenigen, bei Beatmungsgerät mit der Atmosphäre verbindet, vor, denen die gewöhnlichen Rückstellorgane, wie Federn daß das Ventilschließglied mit einer Verzögerungsu. dgl., für das Ventilelement unter normalen Bedin einrichtung versehen ist, die aus einem Balg, dessen gungen zu arbeiten bestimmt sind. Eine derartige 45 eines Ende verschlossen und mit dem Ventilschließ-Fcder oder ein gleichwertiges Rückstellorgan kann glied verbunden ist, und dessen anderes Ende offen

und an einer Seite eine Auslaßöffnung angeschlossen ist, und einer mit einer Öffnung versehenen Platte besteht, die unter der Einwirkung eines zweiten Rückstellorgans auf der anderen Seite der Auslaßöffnung abhebbar aufsitzt.

Damit wird erreicht, daß sich das Druckentlastungsventil öffnet, wenn der Solldruck für eine bestimmte Zeit überschritten wird, und sich schließt, nachdem liinatmung des Patienten aus der Luftzufuhrleitunü 55 es eine bestimmte Zeit geöffnet war und der Überdes Beatmungsventils entgegenwirken darf. Währena druck in die Atmosphäre abgelassen werden konnte.

dadurch hervorgerufene_Gefahr beseitigt.

Durch Anordnen eines Sicherheitsventils, das sich bei einem vorbestimmten Druckwert öffnet, ist es möglich, den Druck, bei dem ein Blockierungszustand eintreffen kann, auf einen höchsten Wert zu begrenzen, aber das bloße Abblasen des Überdrucks braucht nich* hinreichend zu sein, um eine Wiederherstellung des unblockierten Zustandes in dem

nicht im Hinblick auf einen so hohen Druck bc messen werden, wie er bei Blockierung vorliegt, da es einen bestimmten, recht niedrigen Grenzwert gibt, über den hinaus die Kraft der Rückstellfeder od. dgl in dem Beatmungsventil nicht vergrößert werden darf. Diese Begrenzung ist im Hinblick darauf notwendig, daß die Feder oder das sonst verwandte Rückstellorgan nicht nennenswert der spontanen

also ein normales Druckentlastungsventil verhindern kann, daß der Blockierungsdruck einen gewissen Grenzwert übersteigt, bewirkt es nicht eine solchi-

Zweckmäßig ist die in der Platte vorgesehene Öffnung einstellbar.

Es kann weiter vorgesehen sein, daß die Platte

Herabsetzung des Blockicrungsdruckes unter der 60 in einer zweiten Ventilkammer liegt, beide Ventil-

genannten Grenzwert, daß die Rückstellfeder odei das sonstige Rückstcllorgan das Ventilelement des Ikatmungsventils in eine Lage zurückführen kann, in der das Ventil in unblockiertcm Zustand weiterarbeiten kann.

Im Hinblick auf die oben erläuterten Arbeitsbedin gungen dürfte es deutlich sein, daß gewöhnliche Druckentlastungsventilc, die durch Federn oder

kammern von einem zur Atmosphäre offenen Ventilgehäuse umschlossen und in diesem durch eine die Auslaßöffnung enthaltende Wand voneinander abgetrennt sind.

Weiter kann vorgesehen sein, daß das Ventilgehäuse eine auf einen Ventilfuß aufschraubbare Kappe ist, das erste Rückstellorgan ein im Ventilfluß angeordneter Magnet, und das zugehörige Ventil-

schließglied ferromagnetisch und im Ventilgehäuse befestigt ist, so daß die Rückstellkraft des ersten Rückstellorgans durch Verdrehen des Ventilgehäuses gegenüber dem Ventilfuß veränderbar ist.

Weiter können von außen ablesbare und zusammenwirkende Markierungen auf Ventilfuß und Ventilgehäuse vorgesehen sein.

Schließlich kann noch vorgesehen sein, daß auf dem Ventilgehäuse ein Gummiring aufliegt und dieser so gespannt ist, daß er in einer Stellung außerhalb der Auslaßöffnungen und in einer anderen Stellung auf diesen aufliegend und sie verschließend auf dem Ventilgehäuse aufsitzt.

Zur näheren Erklärung der Erfindung folgt nun eine Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt in einer Arbeitsstellung,

Fig. 2 einen Schnitt in einer anderen Arbeitsstellung,'

F i g. 3 eine Seitenansicht und

F i g. 4 eine weitere Seitenansicht, wobei die Auslaßöffnungen verschlossen sind.

Das Entlastungsventil ist an einen Luftkanal 17 angeschlossen, durch den die Luft einem Beatmungsventil od. dgl. zugeführt wird, in dem ein Blockierungszustand auftreten kann.

Das Entlastungsventil umfaßt ein Gehäuse, das aus miteinander verschraubten, zylindrischen Teilen besteht, nämlich dem Ventilfuß 1, dem Wandteil 15> das auf ein Gewinde 5 aufgeschraubt ist, und einer Haube 8, die auf das Wandteil 15 aufgeschraubt ist. In eine Nut zwischen dem Ende des ringförmigen Teiles der Haube 8 und einem Absatz auf der Innenseite des ringförmigen Wandteils 15 ist eine Wand 7 eingesetzt, die die Auslaßöffnung 16 umschließt. Eine mit dem Luftkanal 17 verbundene Bohrung 2 erstreckt sich axial durch den Ventilfuß 1. Die Bohrung 2 hat einen größeren Durchmesser als die Auslaßöffnung 16, deren Durchmesser größer ist als der der öffnung 13, die zwischen der ersten Ventilkammer 3 und der zweiten Ventilkammer 19 liegt. Zentral in der Bohrung 2 sitzt das erste Rückstellorgan 4 in Form eines Magneten. Im Wandteil 15 sind die Auslaßöffnungen 11 verteilt, die die erste Ventilkammer 3 mit der Atmosphäre verbinden. Die innerhalb der Haube 8 durch die Wand 7 abgegrenzte zweite Ventilkammer 19 ist durch die Öffnung 13 in offener Verbindung mit der Atmosphäre.

Ein Flansch 6, der sich von dem Wandteil 15 nach innen erstreckt, bildet den Sitz für das Ventilschließglied 10 aus magnetisch beeinflußbarem Material, das schwebend in der Ventilkammer 3 auf der flachen Endfläche eines elastischen Balges 9 getragen wird. Das andere Ende des Balges 9 umschließt dicht die Auslaßöffnung 16.

Das Ventil enthält weiter eine Platte 12. Diese hat einen größeren Durchmesser als die öffnung 16. Die Platte 12 ist in der zweiten Ventilkammer 19 beweglich zwischen einer Lage, in der sie die öffnung 16 abdeckt, und einer Lage, in der Luft aus dem Balg frei in die Kammer 19 einströmen kann. Eine öffnung 14 in der Platte 12 erlaubt begrenztes Einströmen von Luft aus der Kammer 19 in den Balg 9, wenn die Platte 12 auf der Auslaßöffnung 16 aufliegt. Ein nicht gezeigtes Rückstellorgan drückt die Platte 12 in Ruhelage auf die öffnung 16. Die Größe der öffnung 14 ist einstellbar.

Das Entlastungsventil arbeitet in folgender Weise:

Es sei angenommen, daß sich in dem durch den Luftkanal 17 angedeuteten Luftsystem ein vorbestimmtes, einer Blockierung entsprechendes Druckniveau entwickelt hat. Die von dem Rückstellorgan 4 ausgeübte magnetische Rückstellkraft ist so bemessen, daß sich das Ventilschließglied 10 bei diesem Druck' vom Sitz 6 abhebt. Hierdurch wird zunächst der vorbestimmte Blockierungsdruck gesenkt, da Luft aus dem Kanal 17 durch die Bohrung 2, an dem

ίο Ventilschließglied 10 vorbei in die Kammer 3 einströmt und aus dieser durch die AuslaßöfFnung 11 in die Atmosphäre abfließt. Beim Abheben des Ventilschließgliedes 10 vom Sitz 6 in die in Fig. 2 gezeigte Lage wird der Balg 9 zusammengedrückt.

Die in ihm enthaltene Luft strömt durch die Öffnung 16 in der Richtung des in Fig. 1 eingezeichneten Pfeiles ab. Die Platte 12 wird in der Weise verlagert, wie dies F i g. 1 zeigt, wobei die Öffnung 14 zu klein ist, um ohne Verlagerung der Platte 12 die Luft durchzulassen, die durch die verhältnsimäßig große Öffnung 16 bei der plötzlichen Zusammenpressung des Balges 9 abzugehen sucht. Der Luftstoß aus dem Inneren des Balges verläßt die Kammer 19 durch die Öffnung 13. Am Ende der Zusammenpressung des Balges 9, sobald der Luftstrom aus dem Inneren des Balges aufgehört hat, wird die Platte 12 durch die Schwerkraft, durch Rückstellorgane oder auch durch die Saugwirkung aus dem Inneren des Balges wieder in ihre normale Lage über der Öffnung 16 zurückgeführt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Der Wirkung des magnetischen Rückstellorgans 4, das das Ventil 10 anzieht und dadurch den Balg 9 in die Lage zurückführt, in der dieses auf seinem Sitz 6 aufsitzt, widersetzt sich jetzt die Saugkraft, die notwendig ist, um die Luft aus der Kammer 19 durch die Öffnung 14 in das Innere des Balges 9 einzusaugen. Durch Bestimmung der Größe der Öffnung 14 kann eine bestimmte Verzögerung in der Rückbewegung des Ventilverschlußgliedes 10 auf den Sitz 6 erzielt werden. Der Druck in dem Luftkanal 17 kann unter das vorbestimmte Niveau sinken, bei dem das Verschlußglied 10 von dem Sitz 6 abgehoben wurde. Erst wenn der Balg 9 wieder vollständig mit Luft gefüllt ist und das Ventilverschlußglied 10 wieder fest auf dem Sitz 6 aufliegt, ist die Druckentlastung vollständig durchgeführt, und die Blockierung, die möglicherweise in dem Beatmungsventil aufgetreten war, ist endgültig aufgehoben. Die Wirkung ist vollständig automatisch.

Ein flacher Gummiring 18 mit elliptischem Querschnitt sitzt auf dem ringförmigen Wandteil 15 in einer Lage zwischen dem Ventilfuß 1 und den Öffnungen 11. Der Innendurchmesser des Ringes 18 ist etwas kleiner als der Außendurchmesser des ringförmigen Wandteils 15·. Beim Aufsetzen wird er also in eine der beiden Lagen gespannt, die in Fig. 1 bis 3 bzw. Fig. 4 gezeigt sind. Während der Ring 18 in der Lage gemäß der Fig. 1 bis 3 den Luftstrom durch die öffnungen 11 nicht bceinträchtigt, verschließt er diese in der Lage gemäß Fi g. 4, wodurch das Entlastungsventil außer Funktion gesetzt wird. Dies kann unter gewissen Arbeitsbedingungen wünschenswert sein, z. B. wenn in dem Beatmungsluftkreislauf unter der Überwachung der Bedienungsperson hohe Drücke künstlich erzeugt werden sollen.

Die Haltekraft des magnetischen Rückstcllorgans 4 ist abhängig von seinem Abstand zum Ventilver-

schlußglied 10. Dieser Abstand ist einstellbar. Während in F i g. 1 und 2 die Schraubverbindung zwischen dem Wandteil 15 und dem Ventilfuß 1 fest angezogen ist und folglich der Abstand seinen kleinsten Wert hat, was Höchstwerten für die Magnetwirkung und für den Entlastungsdruck entspricht, kann der Druckwert, bei dem das Ventil auslöst, dadurch gesenkt werden, daß man das Wandteil 5 mit dem Ventilverschlußglied 10 hochdreht und damit von dem magnetischen Rückstellorgan 4 entfernt. Wie F i g. 4 zeigt, ist das Ventil zur Erleichterung der Einstellung kalibriert, wobei Zifferangaben auf dem äußeren Umfang des ringförmigen Wandteils 15 gegen einen Zeiger oder eine Markierung auf dem Ventilfuß 1 ablesbar sind. . t5

Die Erfindung ist nicht auf die spezielle gezeigte und beschriebene Ausführungsform beschränkt. Jede gleichwertige Konstruktion des Entlastungsventils, der Vorspannorgane, der Manövrierorgane und der Organe für die Verzögerungen der Rückstellung statt der speziell beschriebenen Organe kann verwandt werden. Das Ventilverschlußglied 10 ist beispielsweise nicht notwendigerweise magnetisch vorgespannt und kann durch Federwirkung auf den Satz 6 zurückgestellt werden. Während in der vorstehenden Beschreibung ein gegen die Atmosphäre offenes System zur pneumatischen Verzögerung der Rückstellung des Veritilverschlußgliedes 10 beschrieben wurde, können auch hydraulische Systeme in Frage kommen. Beispielsweise kann an die öffnung 13 der Kammer 19 eine elastisch ausweitbare Blase oder ein Balg angeschlossen sein, wodurch ein geschlossenes hydraulisches System gebildet wird. Beim Zusammendrücken des Balges 9 wird eine das System einschließlich der Kammer 19 füllende Druckflüssigkeit, z. B. Öl, unter Abheben der Platte 12 von der Öffnung 16 aus dem Balg 9 ausgetrieben und weitet dabei die an die Öffnung 13 angeschlossene Blase od. dgl. aus. Der Rückfluß des zuvor aus dem Balg 9 ausgetriebenen Öls od. dgl. zurück in den Balg erfolgt ähnlich wie bei dem beschriebenen pneumatischen System mit einer durch die lichte Weite der öffnung 14 bedingten Verzögerung.

Die Druckentlastungsvorrichtung gemäß der Erfindung kann im Zusammenhang mit tragbaren Beatmungs- oder Gaszufuhranlagen ausgeführt sein. In diesem und ähnlichen Anwendungsfällen kann das Entlastungsventil ein Bestandteil eines Beatmungsventilkörpers sein, der grundsätzlich der normalen Type mit drei Zweigen entspricht, bei der ein Zweig an eine Quelle für Druckluft oder Druckgas angeschlossen ist, ein anderer Zweig einen Auslaß zur Atmosphäre bildet und ein dritter Zweig zu den Luftwegen des Patienten führt; beim Zusammenbau des Beatmungsventils mit dem Entlastungsventil ist der Beatmungsventilkörper mit einem vierten Zweig ausgeführt, der sich an die Einlaßbohrung 2 einer Druckentlastungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung anschließt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Druckentlastungsventil für ein Beatmungsgerät mit einer Ventilkammer, die über eine Einlaßöffnung mit dem Beatmungsgerät und über Auslaßöffnungen mit der Atmosphäre verbunden ist, und mit einem Ventilschließglied, das sich bei einem bestimmten Druck gegen die Wirkung eines Rückstellorgans von seinem Ventilsitz an der Einlaßöffnung abhebt und damit das Beatmungsgerät mit der Atmosphäre verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilschließglied (10) mit einer Verzögerungseinrichtung versehen ist, die aus einem Balg (9), dessen eines Ende verschlossen und mit dem Ventilschließglied (10) verbunden ist und dessen anderes Ende offen und an einer Seite einer Auslaßöffnung (16) angeschlossen ist, und einer mit einer Öffnung (14) versehenen Platte (12) besteht, die unter der Einwirkung eines zweiten Rückstellorgans auf der anderen Seite der Auslaßöffnung (16) abhebbar aufsitzt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (14) einstellbar ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (12) in einer zweiten Ventilkammer (19) liegt, beide Ventilkammern (3, 19) von einem zur Atmosphäre offenen Ventilgehäuse (8,15) umschlossen und in diesem durch eine die Auslaßöffnung (16) enthaltende Wand (7) voneinander abgetrennt sind.

4. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (8, 15) eine auf einen Ventilfuß (1) aufschraubbare Kappe ist, das erste Rückstellorgan (4) ein im Ventilfuß (1) angeordneter Magnet, und das zugehörige Ventilschließglied (10) ferromagnetisch und im Ventilgehäuse (8,15) befestigt ist, so daß die Rückstellkraft des ersten Rückstellorgans (4) durch Verdrehen des Ventilgehäuses (8, 15) gegenüber dem Ventilfuß (1) veränderbar ist.

5. Ventil nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch von außen ablesbare und zusammenwirkende Markierungen auf Ventilfuß (1) und Ventilgehäuse (8,15).

6. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Ventilgehäuse (8,15) ein Gummiring (18) aufliegt und dieser so gespannt ist, daß er in einer Stellung außerhalb der Auslaßöffnungen (11) und in einer anderen Stellung auf diesen aufliegend und sie verschließend auf dem Ventilgehäuse (8,15) aufsitzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen