DE1548988A1

DE1548988A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Eichen von Durchflussmessern

Info

Publication number: DE1548988A1
Application number: DE19661548988
Authority: DE
Inventors: Herzog Dr H C Paul
Original assignee: HERZOG DR H C PAUL
Current assignee: HERZOG DR H C PAUL
Priority date: 1965-10-22
Filing date: 1966-10-20
Publication date: 1970-08-20
Also published as: US3425262A; FR1510890A

Description

Datum

Anwaltsakten»Nr. 14 509

Dr. h. o. Paul Herzog, So Ina, Nybo dag at en 7 /Schweden.

"Verfahren und Vorrichtung zum Eichen von Durchfluss· messern".

Die vorliegende Erfindung bezieht sioh auf ein Verfahren und eine Vorrichtung aur Eichung von Durchflussmesser«, wie z.B. Pneumotaohographen aur Beobachtung des Atmungavorganges, bei Verwendung eines Beatmungsgerätes oder beim natürlichen Atmen.

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Durchflussmesser der verschiedenen Sauarten zum Hessen des Durchflusses einer tropfbaren oder gasförmigen flüssigkeit besitzen oft die Eigenschaft, einen Wert zu registrieren, der von der Viskosität der strömenden Flüssigkeit abhängig ist und der natürlich auch von anderen Parametern wie dem Druck, der Temperatur usw. abhängig sein kann* Das bedeutet, dass beispielsweise bei einer Änderung der Viskosität der Flüssigkeit, deren Durchsatz gemessen werden soll, der verwendete Durchflussmesser gemäss der neuen Viskosität nachgeeicht werden mus3. Dieser Vorgang ist zeitraubend, wenn er entsprechend den an sich bekannten Verfahren aus» geführt werden soll und bringt es mit sich, dass der Durchflussmesser zur Eichung aus dem Strömungssystem entfernt werden muss. Es ist natürlich auch möglich, den Durchflussmesser dort zu eichen, wo er sich befindet. In diesem Fall muss jedoch die normale Funktion des Systems während der Eichung unterbrochen werden, was zeitraubend und teuer ist.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzusehen, durch die eine Eichung von Durchflussmessern schnell und einfach durchgeführt werden kann.

Nach einer anderen Aufgabe te* Erfindung soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die Insbesondere in Atmungseinriohtungen wie Beatmungsgeräten und dergleichen nützlich ist» und durch welche die lichung des Durchflussmesser

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ohne Unterbrechung der normalen für die Beatmung erforderlichen Strömung ausgeführt werden kann.

Das erfindungsgemasse Verfahren ist darin begründet₉ dass mittels einer Kolbenpumpe, deren Kolben in einer vorbestimmten Weise mit einer von Null bis zu einem Maximalwert kontinuierlich veränderlichen Geschwindigkeit bewegt wird, eine Irluidstrfrnung erzeugt wird, die durch den Durchflussmesser geführt wird, wobei seine Reaktion registriert und zu entsprechenden Werten des Durchsatzes der Flüssigkeit, die durch die Bewegung des Kolbens bestimmt sind, in Besialiung gesetzt wird*

In einer vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird die des Strö'mungsmessers, der ein sogenannter Pneumotachograph ist,dessen Anspruchverhalten auf einem DifferentiaLdruck begründet ist, zu einem elektrischen Differentialdruckmesser übertragen, dessen elektrisches Signal kontinuierlich durch eine Aufzeichnungseinrichtung registriert wird·

Nach dem er'findungsgemässen Verdahren ist es somit einen Durchflussmesser über seinen gesamten Messbereich kontinuierlich von Null bis zu einem Maximalwert in wenigen Sekunden zu eichen.

Lie erfindungsgemasse Vorrichtung enthält eine Kolbenpumpe, cerS=¹I: kolben sioh aufgrund seiner Anordnung in einer vorbt--

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stimmten Weise mit einer von Null bis zu einem Maximalwert kontinuierlich veränderlichen Geschwindigkeit bewegen kann« Das Arbeit β ende der Kolbenpumpe 1st mit dem Durchfluss·· mes8er verbunden« Der Kolben kann mit einer Kurbelwelle verbunden sein, die dem Kolben «Ine im wesentlichen sinus· förmige Bewegung erteilen kann*

In einer vorsugsweisen Ausführungsform der Erfindung ent» hält die Vorrichtung ein Abstandsstück zur Verbindung des Kolbens mit der Kurbelwell·, wobei dessen Länge swelmal so groee wie der Radius der Kurbelwelle ist« Die Vorrichtung kann mit einem Behälter wie ζ·Β· einer Gummiblase versehen sein, die an den Durchflussmesser gegenüber vom Arbeitsende der Kolbenpumpe angeschlossen ist. Durch den- Behälter ist ein geschlossenes Volumen für das zu eichende Fluid ge·· schaffen·

Gemäss einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung 1st der besagte Durchflussmesser so angeordnet, dass er in einem Eichkreis mit einer Sichflüssigkeit mit bekanntem Durchfluss geeicht werden kann und zwischen einer Meßstellung in einem Messkreis und einer Eichstellung in dem Eichkreis verschiebbar ist. Dabei sind Leitungen vorgesehen, um die flüssigkeit dem Eichkreis zuzuführen, um diesen mit der gerade interessierenden Flüssigkeit vor der Eichung zu küllen. Der Durchflussmesser befindet sich dabei in Meßstellung· Entsprechend einem besonderen Merkmal der Erfindung

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, ist eine Verbindungsleitung vorgesehen, durch welche die Flüsigkeit »strömung während der Sichung aufrecht erhalten werden kann, wotei sich der Durchflussmesser in Eichstellung befindet. Dieses Merkmal der Erfindung besitzt natürlich eine grösse Wichtigkeit bei Beatmungsgeräten, bei denen aus leicht verständlichen Gründen es nicht möglich ist, die Zufuhr des Atmungsgases während der Sichung zu unterbrechen.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig« 1 xüeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer 4rfindungsgeeässen Vorrichtung.

Fig« 2 zeigt ein Diagramm für den Durchfluss und das Volumen als Funktion der Bewegung der Kolbenpumpe aus Fig·

Fig« 3 zeigt ein Durchfluss-Blockdiagramm für ein vorgeschlagenes System, in dem die erfindungsgemässe Vorrichtung verwendet ist.

Fig· 4 zeigt schematisch einen Teilsohnitt einer Ausführungsform eines Umsohaltventiles gemäss der Erfindung, wobei sich der Durchflussmesser in Eichet ellung befindet.

Fig. 5 zeigt sohematisch einen dem Teilechnitt der Fig· 4 ähnlichen Teilschnitt, wobei sich der Durchflussmesser aber in der Meßstellung befindet.

Fig· 6 zeigt schematisoh einen Schnitt durch den Ventilschieber, wobei der Sohnitt entlang der Linie III-III aus Fig· 4 gelegt ist. ^ ____

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Fig. 7 zeigt echematisch einen Schnitt durch den Ventilschieber, wobei der Schnitt entlang der Linie IV-IV aus Fig, 4 gelegt 1st.

Fig. 8 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein Endstück, wobei der Schnitt entlang der Linie V-V aus Fig.4 gelegt ist..

Fig. 9 zeigt schematisch einen Schnitt durch das andere Endstück, wobei der Schnitt entlang der Linie VI-VI aus Fig. 4 gelegt ist.

Fig· IO xeigt schematisch einen Schnitt durch den Ventilschieber, wobei der Schnitt entlang der Linie VII-VII aus Fig, 5 gelegt ist.

Fig, 11 xeigt schematisch einen Schnitt durch den Ventil· schieber, wobei der Schnitt entlang der Linie VIII-VIII aus Fig. 5 gelegt ist.

Ganz allgemein umfasst die Vorrichtung aus Fig, 1 einen Durchflussmesser 1, einen sogenannten Fneumotachographen, dessen eine Seite 3 an das Arbeitsende einer Kolbenpumpe angeschlossen ist, die im Ganzen mit 5 bezeichnet ist, und dessen andere Seite 7 an eine Gummiblase 9 angeschlossen ist. Ein Pneumotachograph ist ein Durchflussmesser, in dem / die geströmende gasförmige Flüssigkeit durch sich in Längsrichtung erstreckende Kanäle 10 fliesst, in denen die Strömung laminar ist. Die Aufzeichnung des Durchsatzes be-

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ruht auf der Messung des Druckabfalls in den Kanälen 10. In dem vorliegenden Beispiel wird das Drucksignal durch zwei leitungen 11, 13 zu einem elektrischen Druckdifferential· messer 15 übertragen, dessen elektrisches Signal fortlaufend durch eine niohtgezeigte Aufzeichnungsvorrichtung aufge· aeiohnet wird»

Die Kolbenpumpe 5 enthält einen Pumpenzylinder IT Bit einem Kalten 19 und einer Kolbenstange 21, die durch das zu dem Pneumotachometer 1 entgegengesetzte Snde des Zylinders 17 geführt ist. Öle Kolbenstange 21 1st an ihrem Musseren Ende drehbar mit einem Abstandsstück 23 verbunden, das wiederum drehbar mit ,einem auf einem Kurbelrad 25 befestigten Kurbelstift 27 verbunden ist· Bas Kurbelrad 25 kann mit konstanter Geschwindigkeit durch einen Synohranometer 29 gedreht werden, dessen Drehzahl durch ein mit dem Kurbelrad 25 verbundenes Schneckengetriebe 31 herabgesetzt 1st· (Der Motor 29 und das Getriebe 31 sind schematisch mit gestrichelten Linien angedeutet·) In der gezeigten Ausführungsform ist das Abstandsstück 23 zweimal so lang wie der Kurbelradius R.

Der Arbeltsraum der Kolbenpumpe ist der Raum links vom Kolben 19, und er ist mit 33 in Fig, 1 angegeben. Der Raum ist mit dem Pneumotaohometer 1 verbunden, und er kann weiterhin zur Atmosphäre hin durch eine Leitung 35 geöffnet werden, die ein Ventil 37 enthält. Die Blase 9 ist durch

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eine Leitung 12 mit einem Ventil 14 ku einem später zu be* schreibenden Zweck verbunden»

Die Funktion der Verrichtung aus Fig· 1 wird nunmehr im einseinen in Verbindung mit dem Diagramm aus Fig. 2 beschrieben·

Es soll angenommen werden, dass der Pneumotachograph 1 für eine bestimmte Flüssigkeit wie i.B* ein Gas für Atmung·· swecke geeicht werden soll· Das Atmungsgas wird dem lichungs· raum der Verrichtung durch die Leitung 12 «ugeführt, wo sicm die Ventile 14 und 37 in ihrer effenen Stellung befinden· Der Sichungeraum echliesst die Blase 9 und den Arbeitsraum 33 des Zylinders 17 sowie die Verbindungsleitungen für sie einsohliesslich des Pneumetachtgraphen 1 ein. Der Eichungsraum wird in einem solchen Ausmass gefüllt, dass die Blase nur teilweise gefüllt ist und schlaff bleibt. Mach dem Einfüllen ven Gas werden die Ventile 14 und 37 geschlossen, und der Synohronemeter 29 wird betätigt.

Der Motor 29 erteilt dem Kurbelrad 25 eine konstante Drehgeschwindigkeit mit E.B. 60 Umdrehungen pro Min. Dabei wird dem Kolben 19 eine Bewegung entsprechend der Darstellung in der Kurve in Fig· 2a erteilt. Die rechte Endeteilung des Kolbens in dem Zylinder aus Fig«1 soll dem Ursprung 0 in Fig· 2 und gleichseitig 0° entsprechen. In dieser Stellung b'esitst der Kolben die Geschwindigkeit 0· Wenn er sich entsprechend Fig· 1 nach links bewegt, nimmt seine Geschwindig·»

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keit zu und erreicht ein Maximum an der Stelle H in Fig« 2a. Diese Stell· entspricht ie wesentlichen der in Fig« I ge« zeigten Stellung des Kolbens. Dann nimmt die Geschwindigkeit ab und erreicht an der Stelle A in Fig, 2a bei der linken Sndsteilung des Kolbens den Wert 0· Das Kurbelrad 25 hat sich um eine halbe Umdrehung oder um 180° aus der Startstellung gedreht» Sei andauernder Bewegung des Kurbelrades 25 bewegt sich der Kolben 19 mit zunehmender Geschwindigkeit aber in entgegengesetzter Richtung, läuft durch ein Geschwindigkeitsmaximum (die Stelle M* in Fig« 2a), worauf seine Geschwindigkeit auf Q abnimmt und er in seine Startstellung (Stelle B in Fig· 2a) zurückkehrt. Das Kurbelrad hat sich dann um eine volle Umdrehung oder 360° gedreht«

Wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Kurbelwell· 25 und der Hub und der Durchmesser des Kolbens bekannt sind, kann der Durchfluss des durch den Fneumotaohographen I hindurch» strömenden Gases leicht für jode Stellung des Kolbens 19 berechnet werten. Dl· Daten werden dann über den Koordinaten der der Kurve aus Fig· 2 entsprechenden Kurve aufgetragen und durch die Aufseichnungseinrichtung auf Grund der Signale von dem elektrischen Druokdlfferentialmesser 15 aufgeseiohnet. Auf diese Weise ist eine rasche und genaue Eichung des Pneumotachographen für die gerade interessierend· Gasmisohung über den ganzen Messbereich von O bis zu Maximalwerten bei M und M* in beiden Strömungsrichtungen möglich. Dadurch,dass die Blase 9 sohlaff ist, kann si· leicht die durch die Be-

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wegung des Kolbens 19 verursachten Volumenttnderungen aufnehmen, sodas3 der Druck in dem EichungsrauM während der .Sichung im wesentlichen'konstant bleibt·

Der Verteiler Verwendung eines Abstandsstückes mit einer Länge von 2 R ist darin zu sehen, dass die Berechnung des Strömungsdiagramms aus Fig. 2a bedeutend vereinfacht wird· Es ist natürlich möglich, irgendeine Länge zu verwenden. Auch ist es nicht erforderlich, dem Aussenende des Abstands« Stückes eine kreisförmige Bewegung, wie in dem vorliegenden Beispiel, zu erteilen· Das Kurbelrad 25 kann mit einer Führung mit irgendeiner Form versehen sein, in der ein am Aussenende des Abstandsstückes befindlicher Führungsstift angreift. Auf diese Weise kann irgendeine Kurvenform über dem Verlauf der Strömung erreicht werden·

Fig. 2b xeigt die Kurve der Volumensänderung, die durch die Bewegung des Kolbens 19 verursacht wird· Die Kurve ist durch Integration der Strömungskurve in Fig. 2a erhältlich und besitzt dementsprechend ein Maximum bei 180° (Stelle A in Fig« 2a). Die Aufzeichnungseinrichtung zur Registrierung des Druckabfalls über dem Pneueotachographen 1 kann mit einer Einrichtung zum elektrischen Integrieren der registrierten Strömungskurve versehen sein, wodurch eine der Kurve aus Fig* 2 entsprechende Volumenskurve direkt an der Aufzeichnungseinrichtung erhältlich ist«

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Flg. 5 seigt sohenntisoh mittels eines Durchfluss-Block« diagramms ein angenommenes System, in dem die Einrichtung der Srflndung verwendet werden kann» Eine Strömung Q einer Flüssigkeit, s_cB· eines Gases wird a.ii. einem Rtiaktionbereioh in einer vorbestimmten Menge pro Zeiteinheit sugeführt und flieset durch eine Leitung 41, 43, in die ein Durchflussmesser 45 und ein 1ehälter 47 entsprechend der Hase 9 auf I¹Ig* 1 eingefügt sind. An die leitung 41, 43 ist eine Isbenleitung 49 auf beiden Seiten der Meßeinrichtung 45 und des Behälters 47 durch swel drel-lege-Ventile 51, angesohiessen. line Kilbenpumpe. 55 ist an die Leitung 41 swisoaen einem der drei-lege-Ventile 51 und dem Durchflussmesser angeschlossen.

Bs seil nun angenommen werden, dass die Reaktionsbedlngungen gelindert werden seilen, und dadurch die Zusammenset sung des Gasts Q und settee Viskosität geändert werden sollen· Das Bedeutet, dass dl« Ablesung des Durchflussmesser nicht mehr genau ist, da der Durchflussmesser auf ein Gas mit einer anderen Vlsoositftt geeicht wurde. Der Durchflussmesser must somit hinsichtlich der fraglichen Gasmischung naohgeeicht werden. Diese Vaohelohung wird durch Aas Weben· sohliessen des Systems 45, 47, 55 durch gleichseitiges Veraahleben der Drei-Wege-Ventile 51, 53 so ausgeführt, dass die Strömung durch die lebenleitung 49 verläuft. Auf diese Weise ist ein Eichraum* der die fragliche Gasmlsohung ent-

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hält, abgetrennt. Durch die Betätigung der Kolbenpumpe 55 wird eine sohneile Eichung des Durchflussmesser 45 ausgeführt. Nach diesem Vorgang, der gemäss Irfindung in wenigen Sekunden ausgeführt werden kann, wiri die ursprüngliche Strömungsbahn durch Verschieben der Drei-tege-Ventile 51, wieder hergestellt, und die Strömung Q wird wieder registriert.

Ss wird nun auf die Fig· 4 bis 11 Bezug genommen. Pi· geselgte Blnriohtung kann als Umschaltventil sum Umschalten des DurchfIus8mcaεerβ aus der HeSstellung in die Eiohstellung angesehen werden, wodurch die Ventile 51 und 53 in Fig_# 3 ersetzt werden. BIe Einrichtung, die in Verbindung mit einem Beatmungsgerät verwendet werden soll, besitzt eine Ventileinheit, die im Gänsen mit 1 bezeichnet ist« Die Ventileinheit besitzt einen Ventilschieber 3» *er In einem aus Endstücken 7, 9 und einem Zwischenstück 11 bestehenden Ventilgehäuse drehbar angeordnet ist« Der Ventilschieber 3» der in der vorliegenden Erfindung die Form eines zylindrischen Körpers besitzt, enthält drei axiale Durchlasikanale 15» 15, 17, die sich in gleichen radialen Abständen von der Mittelachse des Ventilschiebers befinden und um 90° versetzt sind. Der Ventilsohleber besitzt ferner einen Sndkanal 19 an einem Ende, der sich zum rechten Ende des Ventilschiebers 3 hin Öffnet (gemäss Fig· 4} und am anderen Ende sich zur Umfangsfläche des Ventilschiebers in Abstand von dessen Ende öffnet. Das Ende des Kanals 19 ist zu dem Kanal 15 diametral entgegengesetzt angeordnet.

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In dem Kanal 13 ist.tin Durohflu»«j*ae*r angeordnet, der in ganzen mit 21 beitiohnet ist* Der Durchflussmesser besteht im vorliegenden full aus eintM sogenannten Pneumotaoho« graphen« Der Pneumotachograph ist sin Durchflussmesser, in dem die Strömung einer gasförmigen Flüssigkeit durch sich in Längsrichtung erstreckende Kanäle 23 verläuft_t in welchen die Strömung laminar ist. Die Aufzeichnung der Strömung erfolgt aufgrund der Messung des Druckabfalls über den Kanälen 23. Die Figuren 4 und 5 zeigen soheaatisoh die Druckanschlüsse 25 des Durchflussmessers zur Registrierung der Druckdifferenz· Die Aufzeichnung kann durch einen elektrisehen Druokdifferentialmesser ausgeführt werden, wobei sein elektrisches Signal fortlaufend aufgezeichnet wird. Fig· 4 zeigt auch einen Druokansohluss 27 zur Bestimmung des absoluten Drucks in dem Kanal 13· Der Einfachheit halber wird der Kanal 13 Strömungsiiesskanal, der Kanal 15 Durch» lasskanal und der Kanal 17 Verbindungskanal genannt«

Durch Einstellung der Winkelstellung des Ventilsohiebers können die verschiedenen^ ihm enthaltenen Kanäle mit entsprechenden Öffnungen oder Durchlässen in den Endstücken 7,9 des Ventilgehäuses 5 verbunden werden· Ss soll zuerst das linke Endstück 7 betrachtet werden, das im Schnitt in Fig,8 gezeigt ist· Das Endstück 7 ist mit einer Durohlassöffnung 31 und diametral entgegengesetzt zu ihr mit einer öffnung 33 versehen, die sich zu dem Vent j|l schieb er 3 hin öffnet, wobei die öffnung 31 mit einem Aussenbehälter 35 mit ver·

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änderlichem Volumen verbunden 1st, und die öffnung 33 duroh ein/sich in Querrichtung trrtreoHenden Kanal 37 alt einer öffnung 39 verbunden ist, Sie öffnung 39 öffnet sioh nach einwärts zu dem Ventilsohieber 3 und 1st dabei um 90° im Winkel bezüglich des Durchlasses 31 und des Durchlasses 33 versetzt.

Das rechte Endstück 9, dessen Schnitt in Fig.9 gezeigt ist, ist mit. drei Durohlassöffnungen 41, 43, 45 versehen, die mit der Öffnung 33, der Öffnung 39 und dem Durchlass 31 des linken Endstücks 7 jeweils fluchten.

Die oben beschriebene Einrichtung kann vorteilhaft in solchen Anwendungsfällen verwendet werden, in denen die Strömung der Flüssigkeit durch eine Leitung, ein Kreis oder dergleichen beobachtet werden soll, und wo der Durchflussmesser in bestimmten Interwallen in Abhängigkeit von den Eigenschaften der strömenden Flüssigkeit nachgeeicht werden soll. In der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform ist die Erfindung auf ein Beatmungsgerät angewendet, wodurch es durch die vorliegende Erfindung möglich ist, die Strömung eines Atmungsgases zum Patienten hin und von ihm fortlaufend zu beobachten. Dadurch kann die Atmungscharakteristik genau naohgeführt werden. '

Der Durchlass 31 in dem linken Endstück 7 ist mit den Atmungswegen des Patienten durch eine nichtgezeigte Leitung

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verbunden, und der Durchlass 45 in dem rechten Endstück ist mit einem Beatmungsgerät verbunden« Der Durchlass 43 in dem Endstück 9 1st dabei so angeschlossen, dass er das Ausatmungsgas von dem Beatmungsgerät liefert, wie es in den FIg* 4 und 5 schematisch gezeigt ist.

Die für die Eichung verwendete Kolbenpumpe 51 arbeitet in der gleichen Art und Welse, wie es in Verbindung mit den FIg* 1 und 2 beschrieben wurde· Ihr Arbeitsende ist an die Durehlaatöffnur-g 41 la dem reohten Endstück 9 angeschlossen, 2a der Verbtndungsleitung 55, die das Arbeitsende der Kolben« pumpe 51 und den Durchlass 41 verbindet, 1st ein Ventil eingebaut· Durch dieses Ventil kann von der Verbindüngs» leitung 55 sur Atmosphäre eine Verbindung hergestellt werden. Der Behälter 35, s*B« eine Gummiblftse mit veränderlichem Volumen, ist an die öffnung 33 la dem linken Endstück? am entgegengesetzten Ende der Einrichtung angeschlossen.

Die Funktion der Einrichtung wird nunmehr im einzelnen in Verbindung mit ihrer Anwendung in einem Beatmungsgerät erklärt. Zuerst wird auf Fig»5 Bezug genommen, in der der Durchflussmesser 21 In die Herstellung gebracht 1st, d.h. er ist In den Ataungskreis zwischen das Beatmungsgerät und die Verbindung mit den Atmungswegen des Patienten gebracht« Diese Stellung entspricht den Figuren 10 und 11. In der in Fig. 5 gezeigten Stellung ist es somit möglich, mittels des Durchflussmesser kontinuierlich die Atmungscharakteristik

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zu registrieren, wenn eich das Beatmungsgerät in Betrieb befindet. Während der Ausatmung flieset das Ausatmungsgas duroh den Durchlass 31» den Strömungskanal 13, der den Durchflussmesser 21 enthält, den Durchlass 45 und zu dem Beatmungsgerät» Das Ausatmungsgas wird weiterhin zu dem Durchlass 43 des Endstücks 9, dem Durchlasskanal 15, der Öffnung 39 und dem sich in Querrichtung erstreckenden Kanal 37 zur Eichseite der Einrichtung geleitet· Dort füllt das Atteatmungsgas den Behälter 35ι den Verbindungskanal 17 und die Verbindungsleitung 55· Das Ventil 57 ist in diesem Fall offen, sodass das Ausatnrungsgas in die Atmosphäre, ausgestoesen

werden kann· Der Sichseite wird auf dieie Weist fortwährend das in frage kommende Ausatmungsgas^vzugeführt, während die Ausatmungeohafakterlstik mittels des Durchflussmesser» 21 beobachtet wird.

Se soll nun angenommen werden, dass der Durchflussmesser z.B. wegen einer veränderten Zusammensetzung des Atmung·- gases nachgeeicht werden soll, durch die ein verändertes Verhältnis swlschen der Durchflussmenge und dem Druckabfall In dem Durchflussmesser verursacht wird· Zur Ausführung •iner derartigen Nacheichung wird der Ventilsohieber um . 180 in die in Flg. 4 gezeigte Eichstellung gedreht. Diese Drehung wird mittels eines an dem Ventilschieber 3 befestigten Handgriffs 4 ausgeführt. In der in Fig· 4 gezeigten

Stellung wird die Verbindung zwischen dem Beatmungsgerät

und den Atmungswegen des Patienten nftch durch den Verbindungs«

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kanal 17 zu gleicher Zelt aufrecht erhalten, wie das Aus· atuungsgas durch den Sndkanal 19 in die Atmosphäre austreten kann. Während das Ventil 57 nun gesohloasen ist, bildet die Eichseite ein geschlossenes System, das auf der einen Seite die Kolbenpumpe 51 und auf der anderen Seite den Behälter 35 enthält, wobei der Durchflussmesser 21 sich zwischen diesen Elementen befindet. Dieses geschlossene System ist vollständig mit dem in Frage kommenden Ausatmungsgas gefüllt. Durch Betätigung der Kolbenpumpe 51 ist es jetzt möglich, den Durchflussmesser 21 mit den in Frage kommenden Ausatmungsgas als Arbeitsmedium naohzueichen, wie es im einzelnen in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 beschrieben wurde. Nach durchgeführter Eichung wird der Ventilsohieber 3 wieder um 180° in die Stellung aus Fig. 5 zurückgedreht, um weiterhin den Verlauf der Atmung aufgrund der Naoheiehung aufzuzeichnen. Dabei ist das Ventil 57 natürlich offen.

Die Vorteile der beschriebenen Einrichtung sind Offensicht· lieh. Es ist ohne Unterbrechung der Atmung möglich, den Durch· flussmesser 21 aus der Meßstellung in dem Kreis des Beatmungsgerät es in die Eichstellung zu bringen, den Durchflussmesser mit dem in Frage kommenden Ausatmungsgas nachzueichen, was in wenigen Sekunden ausgeführt werden kann, und dann den Durchflussmesser wieder in seine Meßstellung zurückzubringen. Dadurch, dass die Einrichtung 1 fest mit dem Beatmungsgerät

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verbunden ist, ist es somit möglich, den obenbeschriebenen Vorgang rasch und einfach auszuführen, ohne dass zu dem Beatmungsgerät gehörende Leitungen und Verbindungen durcheinandergebracht werden. Dies ist vom klinischen Standpunkt aus von sehr grosser Bedeutung.

Es ist auch möglich, die Einrichtung für natürliche Atmung anzuwenden, was schematisch in Fig. 5 durch eine Verbindungs· leitung 59 angezeigt ist, die ein Rückschlagventil 61 besitzt. Durch dieses Ventil wird die Einströmung von Luft von der Aussenseite bei der Einatmung gestattet, aber der Ausstoss von Gas in die Atmosphäre bei der Ausatmung verhindert. Das ausgeatmete Gas wird vielmehr dem Eichsystem zugeführt. In diesem Fall ist das Beatmungsgerät nicht angeschaltet. Ansonsten funktioniert die Einrichtung beim natürlichen Atmen in der gleichen Weise wie weiter oben beschrieben.

Patentansprüche :

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Claims

Patentansprüche*

t. Verfahren zum. Eichen van Durohf lussiaeeeersi * wie z.B. Pneumotachographen für die Beobachtung des Atmungsvorgangs bei Verwendung von Beatmungsgeräten oder bei natürlicher Atmung, dadurch gekennzeichnet« dass durch eine Kolbenpumpe (5), deren Kolben (19) In vorbestimmter feiet* alt einer lieh kontinuierlich von KuIl bis zu einem Xwcltoalwert; ändernden Gesöhwiadigkeit &*w®gt vls-ä_t ein Strom einer tropfbaren a<3.$:- gasfumLgttn flüssigkeit eraeugt wird» -der durch den Bttrohflu«s*e«ser (21) geleitet wird, und dass

dessen Reaktion registriert wird und nit den entsprechenden Werten des Durchfluss·» verglichen wird, die durob die Bewegung des Kolbens (19) bestisrat sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass dem Kolben (19) eine im wesentlichen sinusförmige Bewegung erteilt wird·

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anspreohverhalten des Durchflussmesser (21) fort» laufend registriert wird«

4-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser (21) ein sogenannter Pneumotachograph ist, dessen Reaktion auf dem Differensdruck beruht, wobei die Reaktion einem elektrischen

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Differentialdruckmetser (11) sugeführt wird, dessen eltktri· , :

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sch·s Signal fortlaufend durch eine AufBelohnungβeinrichtung registriert wird·

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5. Vorrichtung iur Siohung von Durohflutsmessern mittels ' ' ■- i des Verfahrene nach eine« der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennselohnetι dass eine Kolbenpumpe (5) enthalten 1st» deren Kolben (19} in einer vorbestimmten Art und Weise mit einer kontinuierlichen von VuIl bis su einem Maximalwert veränderlichen Geschwindigkeit bewegbar 1st und dass das Arbeitsende der Kolbenpumpe (5) an den Durchflussmesser (21) angeschlossen ist·

6· Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Kolben (19) verbundene und so angeordnete Kurbelwelle (25) vorhanden 1st, dass dem Kolben (19) eine im wesentlichen sinusförmige Bewegung erteilt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstandsstück (23) sur Verbindung des Kolbens mit der Kurbelwelle vorhanden ist, das die zweifache Länge des Krb*pfungsradiu8 der Kurbelwelle (25) besitzt,

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass ein Behälter (9) wie z.B. eine Gummiblase vorhanden ist, die an den Durchflussmesser (21) entgegengesetzt su dem Arbeitsende der Kolbenpumpe (5) ange-Mtttisen ist, der ein geschlossenes Volumen für das eu elchende Fluid enthält·

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t« Verrichtung für Durchflussmesser, die »um Feststellen : £·#- Ströimiif einer Flii»iiskeit is tine« Meiskxei» geeignet •ißd, dadurch, gekennaeiciinet, das« der JJ*rehflTi§s*e*ser (2t) so angeordnet ist, dass er in eineis Biohiereis mit einem Sichmedium mit einer bekannten, durch eine Antriebsein« richtung erzeugten Strömung geeicht werden kann» dass der Durchflussmesser (21) zwischen einer Meßstellung in dem Messkreis und einer Siohstellung in dem Eioh&reie verschieb» bar¹ angeordnet ist, dass Leitungen (15, 37) vorgesehen sind, um die Flüssigkeit au dem Eichkreis zur Füllung des» selben mit der in Frage kommenden Flüssigkeit vor der Eichung zu liefern, wobei sich der Durchflussmesser (2t) in der Meßstellung befindet.

10. Vorrichtung nach Ansprach 9_$ insbesonder® für Beatmungsgerät e, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitung (17) enthalten ist, durch die die Strömung der Flüssigkeit während der Eichung aufrechterhalten wird, wobei dor Durchfluss» messer (21) sich in der Eichstellung befindet·

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sohleberventll (1) vorhanden 1st, in dem der Ventllsohieber (3) den Durchflussmesser (21) enthält, der durch Einstellen des Schiebers (3) wischen der MeSstellung und der Eichstellung verschiebbar ist.

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12. Verrichtung nach Aaspruoh t1_s iadturch gckeimselQ^aet, toi da* »ehieberventil (f) «in ie» V***Useki·»·* <J) ent· haltendes Oehauee (5) enthält, und is*· Aas ScfeiefceanreÄtil

(1) sylindrisch ist und durch Drehung in dem Ventilgehäuse (5) einstellbar ist, dass der Ventilschieber (3) einen «ich in axialer Richtung erstreckenden Strönungsmesekanal (13) enthält, der den Durchflussmesser (2t) enthalt, und dass er auf der einen Seite mit den Antrieb «einrichtungen verbunden ist, wobei sich der Strömungsmesser (21) in der Eiohatellung befindet, und dass er andererseits mit dem Durchlass (45, 31) der zu »essenden Flüssigkeit verbunden ist, wobei der Durchflußmeseer (21) sich in der Meßstellung befindet, und·dass er einen sieh in axialer Richtung er* streckenden Durchflusskanal enthält, durch den die Flüssigkeit strömt, wobei sich der Strömungsmesser (21) in der Eichstellung befindet, und dass ein axialer Durchlasskanal vorhanden, ist, damit die Flüssigkeit zu dem Eichkreis durchgelassen werden kann, wobei sich der Durchflussmesser (21) in &ex MeSstellung befindet.

13· Vorrichtung nach Anapruah 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsmesskanal (13) und der Verbindungskanal (17) diametral entgegengesetzt angeordnet sind und im gleichen radialen Abstand von der Hittelachse des Ventil· Schiebers (3) angeordnet sind«

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Uli Vitflohtnaf IUMiIi Aftepruoh 13_f tadurch gekennieiohnet, da»· der »uiOhlaeekaiial (15) in Winkel um 90° betügllch dtr aaittui Kanal« (15,17) vertttit let und »Ich la gleichen raflial·» AH»t*»d vtn dtr Älttelach·· dt« Vtntllsehltfeers (3) wi» dit »ndiren Kaa&l· (13,17) befindet, dues «In Indkanal (19) ma, 9i&tB lad· dt· V«ntiXtohi«b*rs (3) vorgesehen Ist und dtMwtral entgeftneteetet iu des Durohla··kanal (15) angeordnet lit, daas der Indkanal (19) te angeordnet ist, «Μ» die rilUeigkelt in die At«o»phäre oder einen Behälter oder dergleichen geleitet werden kann, wobei »Ich der Durohflu»eneeeer (21) In der Siehstellung befindet.

15. Verrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,da·· da*. Ventilgehäuse (I| »ndetück» (7, 9) besitzt, deren erste» (7) einen »it den Str»eungskanal (13) und dem Verbindungekanal (17) rerbindtoaren Durchlaee (31) enthält und zwei Ui 9Qr »uelnander im Winkel veraetete und um jeweils 90 und IeO⁰ xu der öffnung (5t) vereetste Öffnungen (33,39) besittt, die eieh einwärts eu dem VentHechleter (3) öffnen und miteinander durch einen »Ich in Querrichtung erstreckenden Kanal (37) verbunden »ind, wobei sie mit der Ata»Sphäre oder einen Behälter verbunden sind, und dass das tweite findstück (9) drei «it den öffnungen (33,39) und dem Durchlaes (31) d·· ersten Endstück· (7) jeweils fluchtende Durchlässe (41, 43· 45) enthält.

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