DE1912572C - Einrichtung zum Mischen und Abgeben eines Gemisches aus zwei Gasen für medizinische Zwecke - Google Patents

Description

Membran (31, 51) kleiner ist als die wirksame Fläche der ersten Membran (30, 50) und die wirksamen Flächen der ersten und dritten Membran (30, 32 bzw. 50, 52) gleich groß sind.

stellbare Vorspannfeder (43) angeordnet ist (Fig. 3).

9. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, da-

durch gekennzeichnet, daß in dem Durchfluß- 40 bei einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art regler (20, 21) die wirksame Fläche der zweiten erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedem Gas ein

Durchflußregler zugeordnet ist zur Lieferung je eines Gasflusses, der dem Druckunterschied zwischen dem Zuführungsdruck des betreffenden Gases und dem Druck seines Eingangsflusses sowie einem Befehlssignal entspricht, und die Flüsse aus beiden Durchflußreglern in eine gemeinsame Leitung abfließen und

ein Druckregler mit einer Öffnung vorgesehen ist zur

Ausnutzung von in der gemeinsamen Leitung auftretenden und vom Mischungsbedarf abhängigen Druck-

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Mi- änderungen, um dadurch den einer Gasquelle über sehen und Abgeben eines Gemisches au* zwei Gasen die genannte Öffnung entnommenen Gasfluß zu änunter Einhaltung eines einstellbaren Mischungsvcr- dern und ein Befehlssignal in Form eines Gasdrucks hältnisses bei ständiger, schwankender oder zeitweili- zu erhalten und dieses den Durchflußreglern zuzufühger Abgabe der Mischung, aus je einer Gasquelle bei 55 ren, und daß jede Gasquelle mit einer Verhältnis-Einim wesentlichen geregelten Drücken, für medizinische Stellvorrichtung zum Regeln der anteiligen Gasmen-Zwecke. " ~

Derartige Einrichtungen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Eine dieser Einrichtungen dient zur Erzeugung eines in der Stärke regelbaren Stromes eines Gasgemisches für Narkosezwecke. Die unter Druck stehenden Gase werden mit Hilfe von Regelmilteln, die von einem Steuerorgan gemeinsam

gesteuert werden, auf gleiche oder im gleichen Ver-

hältnis zueinander stehende Niederdrücke entspannt, 65 darf des Patienten das Gas anspricht und ihm eine anschließend unter Entspannung auf Narkosedruck größere oder kleinere Gasmenge liefert, je nachdem. durch Düsen geleitet und dann gemischt (deutsche ob der Bedarf zu- oder abnimmt, während sie anPatentschrift 751 700). dererseits sicherstellt, daß der Gasstrom stets das vor-

gel verbunden ist, die von ihr zu den Durchflußreglern als deren Eingangsflüsse zugeführt und von dort in die gemeinsame Leitung weiitergeleitet werden.

Aus vorstehendem ergeben sich für die Erfindung gegenüber den bekannten Vorrichtungen zwei wesentliche Vorteile: in der Anwendung und Bedienung sehr einfach und bedarfsabhängig zu sein, indem sie, was nochmals zu betonen ist, auf den jeweiligen .Be-

eingestellte Mischungsverhältnis und den voreingestellten Druck hat.

Gemäß der Erfindung werden zwei Durchflußregler, und zwar je einer für jedes der beiden Gase, in Kombination mit einem Druckregler und einer Vorrichtung zum Einstellen des Mischungsverhältnisses verwendet. Die beiden Durchflußregler sind von gleicher Konstruktion und arbeiten nach dem gleichen Grundgedanken, der darin besteht, daß ein Druckunterschied an einer Drossel aufrechterhalten wird und daß der Durchfluß durch die Größe des Druckunterschiedes und den Querschnitt der Drosselöffnung bestimmt ist. Dieser Druckunterschied wird zwischen dem Eingangsdruck jedes Gases und seinem Ausgangsdruck hergestellt. Der geregelle Abgabedruck wird als Quelle für die Erzeugung eines Drucksignals durch den Druckregler entsprechend dem Gasgemischbedarf benutzt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird dieses Signal direkt den beiden Durchflußreglern zugeführt, oder es wird bei einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zum Einstellen des Mischungsverhältnisses zugeführt. Wenn das Signal von dem Druckregler direkt den Durchflußreglern zugeführt wird, ist der Querschnitt der öffnung, an der der Druckunterschied auftritt, durch die Vorrichtung zum Einstellen des Mischungsverhältnisses einstellbar. Wird das Signal dagegen den Durchflußreglern über die Vorrichtung zum Einstellen des Mischungsverhältnisses zugeführt, hat die öffnung eine unveränderliche Querschnittsfläche. In beiden Fällen fühlt der Druckregler den Ausgangsdruck des Gemisches, vergleicht diesen mit einem eingestellten Sollwert des Drucks und erzeugt ein Befehlssignal in Abhängigkeit von dem festgestellten Unterschied. Der Ausgangsdruck steht in einer direkten Beziehung zum Gasbedarf; denn eine Verringerung des Ausgangsdrucks zeigt eine Erhöhung des Gasbedarfs an. Somit wird ein resultierendes Befehlssignal den Durchflußreglern zugeführt, um diese zu veranlassen, den Gasdurchfluß zu vergrößern. Umgekehrt bedeutet eine Zunahme des Ausgangs- bzw. Austrittsdrucks, daß sich der Gasbedarf verringert hat, und in diesem Fall wird den Durchflußreglern ein Befehlssignal zugeführt, um die Abgabe von Gasen zu verringern. Wenn der Gasbedarf gleich Null ist, bewirkt das Befehlssignal, daß die Durchflußregler die Abgabe der Gase vollständig unterbrechen.

Gemäß der Erfindung werden zwei verschiedene Bauarten von Vorrichtungen zum Einstellen des Mischungsverhältnisses benutzt, was sich jeweils danach richtet, ob das Signal von dem Druckregler aus den Durchflußreglern direkt oder indirekt zugeführt wird. Bei der direkten Zuführung des Signals umfaßt die Mischungsverhältnis-Einstellvorrichtung zwei verstellbare Drosseln, die in Verbindung mit den Durchflußreglern zur Wirkung kommen, und die den Vorratsquellen entnommenen Gase werden den Durchflußreglern über die Vorrichtung zum Einstellen des Mischungsverhältnisses zugeführt Bei den Drosseln handelt es sich im wesentlichen um geeichte Zumeß-' ventile, die so miteinander gekuppelt sind, daß das eine Ventil weiter geöffnet wird, wenn das andere Ventil weiter geschlossen wird. Bei einer der Mitte einer Skala entsprechenden Stellung sind beide Ventile gleich weit geöffnet, so daß ihre öffnungsquerschnitte gleich groß sind; in den beiden denkbaren Grenzfällen ist das eine Zumeßventil vollständig eröffnet, während das andere vollständig geschlossen ist. Da an den beiden Zumeßvenlilen der gleiche Druckunterschied wirksam ist, bestimmt die relative Größe der öffnungen das Verhältnis zwischen den beiden Gasslrömen, die zu dem abzugebenden Gcmisch vereinigt werden.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der das Befehlssignal von dem Druckregler aus den beiden Durchflußreglern über die Vorrichtung zum Einstellen des Mischungsverhältnisses zugeführt

ίο wird, strömen die zugeführten Gase direkt über eine feste Drosselöffnung zu den Durchflußreglern. Die Vorrichtung zum Einstellen des Mischungsverhältnisses ist dann mit zwei pneumatischen Unterteilungskreisen versehen, die das durch den Druckregler er- zeugte Drucksignal verarbeiten, so daß zwei Signale erzeugt werden, die den zugehörigen Durchflußreglern zugeführt werden, um dort das Mischungsverhältnis des abzugebenden Gasstroms zu regeln. Wird die Vorrichtung zum Einstellen des Mischungsvcrhältnisses verstellt, vergrößert sich das eine Ausgangssignal, während sich gleichzeitig das andere Ausgangssignal verkleinert. Bei der der Skalenmitte entsprechenden Stellung haben die beiden Ausgangssignale die gleiche Größe, und sie sind gleich dem durch den Druckregler erzeugten Eingangssignal. Wird das Mischungsverhältnis gegenüber dem Mittelpunkt der Skala auf einen anderen Wert eingestellt, behält das eine Ausgangssignal die gleiche Größe bei wie das Eingangssignal, während sich das andere Ausgangssignal verkleinert, bis es einen kleinsten Wert erreicht, der unter dem Druck der Atmosphäre liegt. Die Dnickunterschiede, die durch die Durchflußregler an deren festen Drosseln erzeugt werden, sind den Signalen proportional, die von der Vorrichtung zum Einstellen des Mischungsverhältnisses abgegeben werden. Daher bestimmen die relativen Werte des Ausgangssignals bei jedem Mischungsverhältnis das Verhältnis zwischen dem Luftstrom und dem Sauerstoffstrom.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Mischen von zwei geregelten, etwa unter dem gleichen Druck abgegebenen Gasströmen und zum Abgeben des Gasgemisches unter einem gewünschten Druck und bei einer dem Bedarf entsprechenden Durchflußmenge;
F i g. 2 zeigt in einem teilweise als waagerechter Grundriß einen der beiden gemäß F i g. 1 verwendeten gleichartigen Durchflußregler;

F i g. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 in F ig. 2;

F i g. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2;

F i g. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 4;

F i g. 6 zeigt im Grundriß den Druckregler der Einrichtung nach Fig.];

Fig. 7* ist ein Schnitt längs der Linie.7-7 in Fig. 6;

Fig.8 ist eine teilweise als Längsschnitt gezeichnete Seitenansicht der bei der Einrichtung nach Fig. 1 verwendeten Vorrichtung zum Einstellen des

Mischungsverhältnisses;

Fig.9 ähnelt Fig. 1, zeigt jedoch schematisch eine abgeänderte Einrichtung nach der Erfindung; Fig. 10 zeigt in einer Ansicht die bei der Einrieb.-

7 8

lung nach Fig. 9 verwendete Vorrichtung zum Ein- zeugt, die mit Hilfe einer sich an der Blattfeder abstellen des Mischungsverhältnisses; stützenden Schraube 44 (F i g. 4) eingestellt werden

Fig. 11 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 10 teil- kann. Diese Einstellschraube ermöglicht es dem Herweise im Längsschnitt und teilweise in einer Seilenan- steller, die Membranbaugruppe so abzugleichen, daß sieht; ■ 5 sie beginnt, den Auslaß 48 der Kammer 36 zu öffnen.

Fig. 12 ist ein Teilschnitl längs der Linie 12-12 in wenn das Bcfchlssignal beginnt, sich vom Wert Null

Fig. ll. aus zu vergrößern.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform der Das Bcfchlssignal wird über einen Einlaß 45 der

Erfindung werden zwei im wesenllichcn gleichartige Kammer 34 zwischen den Membranen 30 und 31 zu-

Durchflußregler 20 und 21 in Verbindung mit einem io geführt, während die Kammer 35 über eine öffnung

Druckregler 22 und einer Vorrichtung 23 zum Ein- 46 in Verbindung mit der Atmosphäre steht. Das

stellen des Mischungsverhältnisses verwendet. Die gleiche gilt für den Durchflußreglcr 21. Die Kammer

Vorrichtung 23 wird im folgenden kurz »Verhältnis- 36 besitzt einen Einlaß 47 und einen Auslaß 48. Ent-

Einstellvorrichtung« genannt werden. Zwei Durch- sprechend ist die Kammer 56 mit einem Einlaß 57

messer 24 und 25 zeigen den Druck in den beiden 15 und einem Auslaß 58 versehen. Ferner ist in jeder der

Gasquellen an, und außerdem ist eine Vorrichtung 26 Kammern 36 und 56 eine Blattfeder 59 (Fig. 3 oder

zum Messen des Drucks des abgegebenen Gasgcmi- 4) angeordnet, die eine feste Vorspannkraft erzeugt

sches vorgesehen. Ein erstes Gas, z. B. Sauerstoff, das und auf die Membran 32 bzw. die Membran 52

einer geregelten Quelle 27 entnommen wird, strömt wirkt.

gleichzeitig zu dem Durcliflußregler 20, dem Druck- 20 In dem Auslaß 48 ist ein den Durchfluß regelndes regler 22, der Vorrichtung 23 und de« Druckmesser Sitzteil 60 angeordnet, an dem sich die Membran 32 24" zum Messen des Drucks dieses Gases, d. h. des abstützen kann, um die Abgase von Gas zu unterbre-Sauersloffs. Entsprechend strömt ein zweites Gas, chcn, oder von dem sich die Membran abheben kann, z. B. Druckluft, von einer geregelten Quelle 28 aus zu damit Gas in einer Menge über den Auslaß 48 entdem Durchflußrcgler 21. der Vorrichtung 23 und 25 weichen kann, die sich nach der Stellung der Mcmdem Druckmesser 25 zum Messen des Luftdrucks. bran 32 richtet. Bei dem Durchflußreglcr 21 ist die Natürlich kann man auch zwei beliebige andere Gase gleiche Anordnung vorgesehen. Bei beiden Durchverwenden, vorausgesetzt, daß ihre eingeregelten An- flußreglcrn 20 und 21 sind gemäß F i g. 3 die drei fangsdrücke im wesentlichen gleich hoch sind; in der Membranen mit Hilfe von Platten 62 und 63 und folgenden Beschreibung wird jedoch von der Ver- 30 einer Kopfschraubc 64 zu einer Baugruppe 61 verwendung von Sauerstoff und Luft ausgegangen. Ein einigt. Die obere Membran 30 und die untere Mcmdurch den Druckregler 22 erzeugte¹; Signal wird den bran 32 bzw. die obere Membran 50 und die untere beiden Durchflußreglern 20 und 21 zugeführt, und Membran 52 haben wirksame Flächen von gleicher ein Ausgangsgemisch aus Sauerstoff und Luft, das Größe. Der Druck der geregelten Gasquelle wirkt auf auf einen durch die Vorrichtung 26 angezeigten 35 die obere Membran 30, während der in der Strö-Druck eingeregelt ist. wird von den beiden Durch- mungsrichtung hinter der Vorrichtung 23 zum Einflußreglern 20 und 21 unter Einhaltung des richtigen stellen des Mischungsverhältnisses herrschende Mischungsverhältnisses abgegeben. , Druck auf die untere Membran 32 wirkt. Auf diese

Die beiden Durchflußregler 20 und 21 sind vor- Weise erzeugen die beiden Membranen 30 und 32

zugsweisc vollständig oder im wesentlichen von glei- 4° eine Kraft, die proportional zu dem Druckunter-

cher Konstruktion, und jeder Durchflußregler umfaßt schied an der Drossel der Vorrichtung 23 ist und die

drei Membranen, die vier Kammernabgrenzen. in einer solchen Richtung zur Wirkung gebracht wird.

Bei dem Durchflußrcgler 20 begrenzen drei Mem- daß der Auslaßkanal 48 bzw. der Auslaßkanai 58 an

branen 30, 31 und 32 getrennte Kammern 33, 34, 35 dem Silztcil bzw. der Drossel 60 verschlossen wird,

und 36. während bei dem Durchflußrcgler 21 drei 45 Ein Befchissignai, das durch den Druckregler-22 auf

Membranen 50, 51 und 52 vier Kammern 53, 54, 55 eine noch zu erläuternde Weise erzeugt wird, wird

und 56 abgrenzen. Gemäß F i g. 2 bis 5 sind Gchäu· der Kammer 34 bzw. der Kammer 54 zwischen den

seieile 37, 38, 39 und 40 vorgesehen, zwischen denen Membranen 30 und 31 bzw. 50 und 51 zugeführt; die

die Membranen 30, 31 und 32 angeordnet sind, wo- Membranen 31 und 51 haben eine kleinere wirksame

bei die Gehäuseteile und die Membranen durch 50 Fläche als die Membranen 30 und 32 bzw. 50 und 52,

Kopfschrauben 41 zusammengehalten werden; die da die Gehäuseteile 38 und 39 gemäß F i g. 3 mit

Gehäuseteile begrenzen zusammen mit den Membra- nach innen vorspringenden Rippen 65 und 66 vcrse-

ncn die Kammern 33. 34, 35 und 36. Der Durchfluß- hen sind. Da die Kammer 35 in Verbindung mit der

regler 21 umfaßt ähnliche Gehäuseteile und Kopf- Atmosphäre steht, erzeugt das Befehlssignal eine

schrauben, die die gleiche Aufgabe erfüllen wie die 55 Kraft, die so gerichtet ist, daß die Mcmbranbau-

Gehäusetcile und Kopfschrauben des Durchflußreg- gruppe 61 von dem Sitzteil 60 weg bewegt wird,

lcrs 21. Während des Betriebs besteht ein Gleichgewicht

Der der geregelten Quelle 27 entnommene Sauer- dann, wenn die beiden Kräfte gleich groß sind, und stoff strömt über einen F.inlaß 42 zu der äußersten dann wird ein zu dem Befehlssignal proportionaler Kammer 33 und wird in dieser Kammer zurückgehal- 60 Druckunterschied aufrechterhalten. Der Proportionalen, so daß er einen Bezugsdruck ausübt, der auf die litälsfaktor ist gleich dem Verhältnis zwischen dem Membran 30 wirkt. Die Druckluft wird auf ähnliche Unterschied der wirksamen Flächen der oberen Weise von der geregelten Druckluftquelle 28 aus di- Membran 30 und der mittleren Membran 311 und der rekl zu der Kammer 53 geleitet, so daß sie einen wirksamen Flache der oberen Membran 30 und der Druck auf die Membran 50 ausübt. Ferner ist in jeder 65 unteren Membran 32.

der beiden Kammern 33 und 53 eine Blattfeder 43 Gemäß Fig. 1, 6 und 7 dient der Druckregler 22

angeordnet, die sich an der Membran 30 bzw. der dazu, den Dnick mit Hilfe von zwei Membranen 70

•Membran 50 abstützt und eine Vorspannkraft er- 'und 71 zu fühlen, wobei die obere Membran 70 eine

größere wirksame Fläche hai als die untere Membran 71 und wobei ein Gehäuse 72 mit den Membranen

70 und 71 zusammenarbeitet, um drei Kammern 73, 74 und 75 abzugrenzen. Die Kammer 73 steht mit der Atmosphäre in Verbindung, während der in der Kammer 74 zwischen den beiden Membranen 70 und

71 herrschende Druck eine zu diesem Auslaßdruck proportionale Kraft erzeugt. Dieser Kraft wird durch eine Kraft entgegengewirkt, die durch das Einstellen der Druckkraft einer Schraubenfeder 76 erzeugt wird. Ein Gleichgewicht besteht dann, wenn diese Kräfte gleich groß sind, d. h. wenn der Eingangsdruck gleich dem der Zusammendrückung der Feder 76 entsprechenden Druck ist. Jede Abweichung von dieser Gleichgewichtsstellung wird durch den pneumatischen Druckregler 22 gefühlt, und die Größe der Abweichung wird durch eine entsprechende Änderung des Wertes des Befehlssignals ausgedrückt. Der pneumatische Druckregler umfaßt eine Eintritlsdrossel 77, der Sauerstoff von der geregelten Quelle 27 aus zugeführt wird. Das Gas strömt durch die Drossel 77 und über eine Düse 78 in die Kammer 75, aus der er über einen Auslaß 69 entweichen kann. Die Öffnung der Düse 78, die in der Kammer 75 mündet, wird durch die Bewegung einer Platte 79 gedrosselt, die einen Bestandteil einer Membranbaugruppe 68 bildet. Unter diesen Umständen steht der Druck in dem Kanal 67 zwischen der Drossel 77 und der Düse 78 in einer Beziehung zu dem Abstand der Platte 79 von der Düse 78. Wird die Düse 78 geschlossen, ist der Druck in dem Kanal 67 gleich dem Druck des der Drossel 77 zugeführten Sauerstoffs bzw. der Luft. Wenn die Düse 78 offen ist, wobei normalerweise ein Abstand von etwa 0.125 bis etwa 0,250 mm zwischen der Stirnfläche der Düse und der Platte 79 der Mem bran baugruppe 68 vorhanden ist, ändert sich der mittlere Druck in dem Kanal 67 in Richtung auf den Wert Null, oder es entsteht sogar ein Unterdruck; dies ist auf die Venturiwirkung zurückzuführen, die der aus der Drossel in den Einlaß der Düse eintretende Gasstrom hervorruft.

Jede Abweichung vom Einstellpunkt führt zu einer Bewegung der Membranbaugruppe 68, und schon eine sehr kleine Verlagerung von z. B. nur etwa 0,025 mm wird in eine große Änderung verwandelt, die einer Änderung des über einen Auslaß 80 des Kanals 67 übertragenen Druck um etwa 0,35 bis etwa 0,70 at entspricht; dieser Druck bildet das Befehlssignal für die Durchflußregler 20 und 21 der Einrichtung nach Fig. 1.

Beim Ruhezustand ist der Ausgangsdruck der Verhältnis-Einstellvorrichtung 23 nach Fig. 1 bestrebt, sich zu erhöhen, und hierdurch wird die Membranbaugruppe 68 des Druckreglers 22 von der Düse 78 abgehoben, so daß ein Unterdruck erzeugt wird. Wenn dieses Signal den Durchflußreglern 20 und 21 zugeführt wird, bewirkt es, daß die Membranbaugruppe 61 jedes Durchflußreglers 20 und 21 fest gegen das Sitzteil 60 gedruckt wird, so daß die Einrichtung zwangläufig abgesperrt wird, um die Abgabe eines Gasgemisches zu unterbrechen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 23 handelt es sich um eine einfache Vorrichtung, die zwei Präzisions-Zumeßvenüle 81 und 82 umfaßt, die beide durch eine Feder 83 (s. F i g. 8) vorgespannt sind, damit reproduzierbare Wirkungen hervorgerufen werden können, und die durch zwei Zahnräder 84 und 85 in entgegengesetzten Richtungen angetrieben werden können. Der Schaft 86 des Venlillcils 81 ist nach außen verlängert und trägt einen Drehknopf 87, mittels dessen die Vorrichtung mit der Hand eingestellt werden kann und der mit einer Skala 88 zum Anzeigen der jeweiligen Stellung versehen ist. Der Drehknopf weist zwangläufig wirkende Anschläge auf, um die Grenzen der anzuzeigenden Mischungsverhältnisse festzulegen und eine übermäßige Beanspruchung der Zahnräder zu verhindern. Jedes der

ίο Zahnräder 84 und 85 ist an dem Schaft des zugehörigen Ventilleils 81 bzw. 82 vorzugsweise mit Hilfe einer Klemmschraube befestigt, so daß die Ventilleile 81 und 82 leicht gegeneinander verstellt werden können, wie es bei der Eichung erforderlich ist. Wenn der Knopf 87 gedreht wird, werden beide Ventilleile 81 und 82 betätigt, um den Querschnitt der Düse 90 zwischen dem Einlaß 91 und dem Ausiaß 92 sowie der. Querschnitt der Düse 93 zwischen dem Einlaß 94 und dem Auslaß 95 zu ändern. Die Querschnitte der Dü-

ZQ sen 90 und 93 werden jeweils im entgegengesetzten Sinne geändert, d. h., wenn der eine Querschnitt vergrößert wird, verkleinert sich der andere Querschnitt. An diesen Düsen erscheint der schon erwähnte Druckunterschied, der zur Betätigung der Durehflußregler 20 und 21 dient.

Bei den in Fig. 1 gezeigten Druckmessern 24 und 25 handelt es sich um Vorrichtungen, die den Druck der geregelten Quellen für Druckluft und Sauerstoff anzeigen, welche mit den Durchflußreglern 20 und 21 verbunden sind. Die Anzeige der Drücke durch die Druckmesser 24 und 25 erweist sich aus zwei Gründen als vorteilhaft. Erstens ist es wichtig, daß die beiden Drücke innerhalb eines gegebenen Bereichs von z. B. etwa 0,35 utü liegen, um ein genaues Arbeiten der Verhältnis-Hinstellvorrichtung 23 zu gewährleisten. Außerdem zeigen die Druckmesser 24 und 25 gegebenenfalls an, ob die Zufuhr von Sauerstoff oder Luft unterbrochen worden ist. Der Durchmesser 26 zeigt den Druck des Gemisches aus Sauerstoff und Luft am Ausgang der Vorrichtung 23, d. h. den Abgabedruck der Einrichtung, an.

Im folgenden wird weiterhin angenommen, daß es sich bei den zu mischenden Gasen um Sauerstoff und Luft handelt; der der geregelten Quelle 27 entnommene Sauerstoff strömt durch eine Leitung 100, an die sich Zweigleitungen 101, 102, 103 und 104 anschließen, die zu der Kammer 33 zur Erzeugung eines auf die Membran 30 des Durchflußreglers 20 wirkenden Drucks führen, ferner zu der Einlaßdrossel 77 des Druckreglers 22, zum Einlaß 94 der Verhältnis-Einstellvorrichtung 23 sowie zu dem Druckmesser 24. Die Kammer 33 ist ebenso wie der Druckmessei 24 nach außen abgeschlossen. An der Verhältnis-Einstellvorrichtung 23 wird der Sauerstoffstrom den Luftstrom durch das Nadelventil 82 und die öffnunt 93 zugemessen, und dieser zugemessene Gasstron strömt von dem Auslaßkanal 95 der Verhältnis-Ein Stellvorrichtung aus über eine Leitung 105 zum Ein laß 47 der Kammer 36 des Durchflußreglers 20, un

dort den erwähnten Druckunterschied hervorzurufei und das Gas abzugeben, das schließlich zu einem Be standteil des abzugebenden Gemisches wird.

Die Druckluft strömt von der Quelte 28 aus durc eine Leitung 110 zu drei Zweigleitungen 111, Il

und 113, die direkt zu der durch die Membran 50 al gegrenzten Kammer 53 des Durchflußreglers 21 bzv zu dem Einlaß der Verhältnis-Einstellvorrichtung 2 bzw. zu dem Druckmesser 25 führen. Die Kammer f

11 12

und der Druckmesser 25 sind nach außen abgeschlos- einer der Hauplvorteilc der Einrichtung nach Fig. 9

sen. Bei der Einstellvorrichtung 23 für das Mi- darin, daß die Menge jedes Gases angezeigt wird,

schungsverhältnis strömt die Druckluft durch die Öff- Ferner sind die verschiedenen Leitungen gemäß der

nung 90 an dem Nadelventil 81 vorbei zu einem Aus- folgenden Beschreibung anders angeordnet,

laß 92, an den sich eine Leitung 114 anschließt, die 5 Die Verhällnis-Einstellvorrichtung 120 umfaßt

die Druckluft dem Einlaß 57 der Kammer 56 des zwei pneumatische Unlerteilungskreisc, die entspre-

Durchflußreglers 21 zuführt, um dort den erwähnten chend dem Drucksignal betätigt werden, das durch

Druckunterschied zu erzeugen und die Druckluft zu- den Druckregler 22 erzeugt wird, um zwei Signale zu

zuführen, die danach einen Bestandteil des abgegcbe- erzeugen, die den Durchflußreglcrn 20 und 21 zugc-

nen Gemisches bildet. io führt werden. Die federbelastetcn Ventile 81 und 82

Der aus dem Auslaß 48 des Durchflußreglers 20 haben die gleiche Grundkonstruklion wie die enlspre-

auslretende Sauerstoff und die aus dem Auslaß 58 chenden Ventile nach Fig. 1, doch können sie an-

des Durchflußreglers 21 austretende Druckluft slrö- dere Abmessungen haben, und sie werden mit Hilfe

men zu einer gemeinsamen Leitung 115, an die sich gleichartiger Zahnräder 84 und 85 in enlgegengesel/-

Zweigleilungcn 116 und 117 anschließen, die zu dem 15 ten Richtungen angelriehen. Die Einrichtung nach

Austriltsdruckmesser 26 bzw. der Kammer 74 des F i g. 9 unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 1

Druckreglers 11 führen. Der Gasgemischbedarf der darin, daß die Auslässe 92 und 95 nicht mehr mit den

Abgabeleilung 115 beeinflußt den in dieser Leitung Durchflußreglern 20 und 21 verbunden sind, sondern

herrschenden Druck, so daß die Platte 79 auf die einfach Gas über gering belastete Rückschlagventile

Düse 78 zu oder von ihr weg bewegt wird; hierbei 20 135 und 136 an die Atmosphäre abgeben; zweitens

wird ein Befehlssignal über den Auslaß 80 des sind die [Einlasse 123 und 124 mit Düsen 125 bzw.

Druckreglers 22 und eine Leitung 118 der Kammer 126 von kleinerem Durchmesser versehen, die zu Ka-

34 zwischen den Membranen 30 und 31 sowie der nälen 127 und 128 führen, von denen aus das Gas /u

Kammer 54 zwischen den Membranen 50 und 51 zu- Auslassen 130 und 131 strömt, so daß ein variabler

geführt. Dort betätigt das Befehlssignal die Mem- 25 Auslaßqucrschnitt für den Gasstrom vorhanden ist,

branbaugruppc 61, um den ÖffnungsquerschniU an der durch das Eingangssignal bestimmt ist, das dem

dem Silzleil 60 zu variieren und so den Slrömungs- Druckregler 22 über eine Leitung 132 entnommen

durchsalz der Drosseln 48 und 58 zu variieren, wobei und der Verhältnis-Einstellvorrichlung 120 über die

jedoch das Verhältnis zwischen den beiden Gasströ- festen Drossclöffnungen 125 und 126 zugeführt wird,

men durch die Verhältnis-E^inslellvorrichtung 23 für 30 Der in den Kanälen 127 und 128 zwischen den Dros-

das Mischungsverhältnis stcls auf dem gleichen Wert sein 125, 126 und den zugehörigen Ventilen 81. 82

gehalten wird. erzeugte Druck steht in einer Beziehung zum Öff-

Somit wird die Vcrhältnis-Einslellvorrichlung nach nungsgrad der Ventile 81 und 82. Der Druck in den

Fig. 1 mit Druckluft und Sauerstoff betrieben, die Kanälen 127 und 128 ist gleich dem Eingangssignal

beide den gleichen Druck haben, welcher z. B. zwi- 35 an den Einlassen 123 und 124, wenn die Ventile 81

sehen etwa 3.5 und etwa 4,2 atü liegt, wobei sich die und 82 geschlossen sind, und er ist gleich Null, wenn

beiden Drücke um nicht mehr als etwa 0,7 alü unter- die Ventile 81 und 82 genügend weit geöffnet sind,

scheiden. Der Austriltsdruck kann im vorliegenden Somit ist das an den Auslässen 130 und 131 erschei-

FaIl auf einen Wert eingestellt werden, der zwischen nende Ausgangssignal proportional zu dem Eingangs-

eiwa 0,7 atü und einem Wert liegt, welcher um etwa 40 signal, und das Mischungsverhältnis wird durch den

0.7 atü unter dem Zuführungsdruck liegt und somit Öffnungsgrad der Ventile 81 und 82 bestimmt,

clwa 2,8 bis 3,5 alü beträgt. Wenn ein einwandfreier Das Ausgangssignal der Verhähnis-Hinstellvor-

Betrieb der Durchflußregler gewährleistet sein soll, richtung i20 wird von den Auslassen 130 und 131

muß somit mindestens ein Unterschied von etwa aus durch Leitungen 133 und 134 den Durchflußreg-

0.7 atü zwischen dem Zuführungsdruck und dem 45 lern 20 und 21 und den Druckmessern 121 und 122

Austrittsdruck vorhanden sein. Die Teilstriche der zugeführt. Bei den Durchflußreglern 20 und 21 wirki

Skala 88 können Werte des Verhältnisses zwischen dieser Druck als das Befehlssigna!,

dem Sauerstoff und der Luft für mehrere Zwischen- Bei der Einrichtung nach F i g. 9 strömt der Sauer-

Stellungen anzeigen, z.B. die Werte 10:1, 5:1, stoff von der Quelle*27 aus durch eine Leitung 14i

3:1, 1:1, 1:2, 1:5 und 1 : 10, die zwischen zwei 50 und Zweigleitungen 141, 142 und 143 zu der Kam-

Stellungen liegen, bei denen einerseits der Luftanteil mer 33, zu dem Einlaß 47 der Kammer 36 und zu

0 ⁿ/o und der Sauerstoffanteil 100 °/o bzw. andererseits dem Einlaß 77 des Druckreglers 22. Die Druckluft

der Luftanteil 100 ⁰Zo und der Sauerstoffanteil O⁰O strömt durch eine Leitung 145 und Zweigleitungcr

beträgt. 146 und 147 zu der Kammer 53 und zu dem EinlaH

Die in F i g. 9 dargestellte Einrichtung unterschei- 55 57 der Kammer 56. Das Befehlssigna] wird von dem det sich etwas von derjenigen nach Fig. 1, doch sind Druckregler 22 aus durch eine Leitung 132 der Verbei ihr die meisten Hauptteile beibehalten, so daß hältnis-Einstellvorrichtung 120 zugeführt, der ir sich eine erneute Beschreibung erübrigen dürfte. Die einem vorbestimmten Verhältnis zueinander stehende Durchflußregler 20 und 21 sind genau ebenso ausge- Befehlssignale den Kammern 34 und 54 der Durchbildet wie diejenigen nach Fig. 1, doch werden sie 60 flußregier 20 und 21 zuführt. Von den Auslässen 4ί auf eine etwas andere Weise benutzt; auch der und 58 aus strömen Sauerstoff bzw. Druckluft zu Druckregler 22 und der Austriltsdruckmesser 26 ent- einer Austnltsleitung 150, die durch Zweigleitungcr sprechen der an Hand von Fig. 1 gegebenen Be- 151 und 152 mit dem Austrittsdruckmesser 26 und Schreibung. Bei der Vorrichtung zum Einstellen des dem Druckregler 22 verbunden ist. Die Eintrittsdiisc Mischungsverhältnisses handell es sich vorzugsweise 65 47 der Kammer 36 hat ebenso wie die Eintriltsdüsc um eine anders aufgebaute Vorrichtung 120, und an 57 der Kammer 56 eine unveränderliche Quer Stelle der Druckmesser 24 und 25 sind Durchfluß- schnittsfläche. Damit der Querschnitt dieser Düser messer 121 und 122 vorgesehen. Tatsächlich besteht genau bestimmt werden kann, ist es zum Zweck de«

Einsteilens im Herstellerwerk gemäß F i g. 2 möglich, eine abgestufte Bohrung 153, eine Venlilnadcl 154, eine Feder 155 und eine Einstellschraube 156 vorzusehen; diese Vorrichtung wird jedoch nur im Herstellerwerk eingestellt.

Beim Ruhezustand der Hinrichtung erzeugt der Druckregler 22 einen Unterdruck, und dieser Unterdruck wird durch die beiden Rückschlagventile 135

und 136 (Fig. 12) aufrechterhalten und zu den Durchflußrcglern 20 und 21 übertragen; wo er bewirkt daß die Auslässe 48 und 58 verschlossen werden Nachdem das Bcfehls.ugnal mit Hilfe der Verhällnis-Einsldlvorrichlung 120 zum Einstellen des Mischungsverhältnisses verändert worden ist, kommt es in der gleichen Weise zur Wirkung, wie es an Hand von Fig. I beschrieben ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Mischen und Abgeben eines Gemisches aus zwei Gasen unter Einhaltung eines einstellbaren Mischungsverhältnisses bei ständiger, schwankender oder zeitweiliger Abgabe der Mischung, aus je einer Gasquelle bei im wesentlichen den gleichen geregelten Drucken, für medizinische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Gas ein Durchflußregler (20, 21) zugeordnet ist zur Lieferung je eines Gasflusses, der dem Druckunterschied zwischen dem Zuführungsdruck des betreffenden Gases und dem Druck seines Eingangsflusses sowie einem Befehlssignal entspricht, und die Flüsse aus beiden Durchflußreglern (20, 21) in eine gemeinsame Leitung (115) abfließen und ein Druckregler (22) mit einer öffnung (80) vorgesehen ist zur Ausnutzung von in der gemeinsamen Leitung auftretenden und von; Mischungsbedarf abhängigen Druckänderungen, um dadurch den einer Gasquelle über die genannte öffnung (80) entnommenen Gasfluß zu ändern und ein Befehlssignal in Form eines Gasdrucks /u erhalten und die- ses den DurchfluUrcglcrn (20, 21) zuzuführen.

ui d daß jede Gasquelle mit einer Verhältnis-Einstellvorrichtung (23) /um Regeln der anteiligen Gasmengen verbunden ist. die von ihr zu den Durchflußreglern (20, 21) als deren Eingangflüsse zugeführt und von dort in die gemeinsame Leitung (115) weitergeleitet werden (Fig. 1).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verhältnis-E.inslellvorrichtung (23) zwei Zumeßventile (81, 82) mit je einer öffnung und einer Vorrichtung (84 bis 87) zum gleichzeitigen gegenläufigen Verstellen der Ventile aufweist, derart, daß das eine weiter geöffnet und das andere mehr geschlossen wird, und jedes Ventil einen mit einer Gasquelle verbundenen Einlaß (91, 94) und einen Auslaß (92, 95) aufweist, die jeweils mit einem Einlaß (47, 57) der Durchflußregler (20, 21) verbunden sind, daß der Druckregler (22) über seinen Einlaß (77) an eine Gasquelle angeschlossen ist und eine auf den Mischungsdruck ansprechende Vorrichtung (70, 71) zur Änderung des Drucks am Druckreglerauslaß (80) aufweist, daß die Durchflußregler (20, 21) eine auf Druck ansprechende Vorrichtung (30, 34) enthalten, die mit dem Auslaß (80) des Druckreglers (22) zum Ändern der mit der gemeinsamen Leitung (115) verbundenen Auslaßöffnung (48, 58) der Durchflußregler (20, 21) entsprechend dem Druckunterschied zwischen dem Zuführungsdruck und dem Gasdruck an seinem Einlaß und entsprechend dem Druck am Auslaß (80) des Druckreglers (22) (F i g. 1).

3. Einrichtung zum Mischen und Abgeben eines Gemisches aus zwei Gasen unter Einhalten eines einstellbaren Mischungsverhältnisses bei ständiger, schwankender oder zeitweiliger Abgabe der Mischung, aus je einer Gasquelle bei im wesentlichen den gleichen geregelten Drücken, für medizinische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Gas ein Durchflußregler (20, 21) zugeordnet ist zur Lieferung je eines Gasflusses, der ecm Druckunterschied zwischen dem Zuführungsdruck des betreffenden Gases und dem Druck seines Eingangsflusses wk einem Bcfehlssignal entspricht, und die Flusse aus beiden Durchflußreglern (20, 21) in eine geniemsame Leitung (150) abfließen, und em Druckregler (22) mit einer öffnung (80) vorgesehen ist zur Ausnutzung von in der gemeinsamen Leitung auftretenden und vom Mischungsbedarf abhängigen Druckänderungen, um dadurch den einer Gasquelle über die genannte Öffnung (80) entnommenen Gasfluß zu ändern und ein Befehlssigna! iu Form eines Gasdrucks zu erhalten, und daß eine Verhältnis-Einstellvorrichlung (120) diesen Gasfluß außerhalb der Öffnung (80) in zwei Flüsse in einem festgesetzten Verhältnis zueinander teili, wobei jeder Teilfluß mit einem Befehlssignal beaufschlagt ist, so daß die anteiligen Gasmengen durch die Durchflußregler f20. 21) in die gemeinsame I eiiung (150) fließen (F i g. ¹J).

4 1 inrichtung nach Anspruch 3, dadurch -ckcim/ciJi.i-i, daß die Verhältnis-Einstellvomdilung (120) /wei miteinander gekuppelte Vcn L-(81 82) mit einer Vorrichtung (84, 85) zum ^-- genlaufigen Verändern von zwei Hauplöffnuni;en (127, 128) Hufweist, derart, daß die eine vertmßert und die andere verkleinert wird, und jedes Ventil einen Finlaß (123, 124) mit einer begror./.-ten öffnung (125. 126) zur Eingabe des Signuldrucks und einen in der Strömungsrichtung hinler der begrenzten öffnung und, bezogen auf die Stromungsrichtung, vor der Hauptöffnung (!27, 128) liegenden Auslaß (130. 131) aufweist /um Weiterleiten des Drucks in der Strömungsrichuini· der begrenzten öffnung (125, 126) zum Durchflußregler (20, 21) als Signaldruck dieses Gases und um dadurch die Signaldrücke in ein Verhältnis zueinander zu bringen, wobei die Signaldrücke den Fluß jedes Gases vom Durchflußregler in die gemeinsame Abgabeleitung (150) entsprechend der Wirkung des Signaldrucks auf das Bezugssignal liefern (Fig. 9).

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Durchflußregler (20, 21) aus einem Gehäuse mit drei darin befindlichen Membranen (30, 31, 32 bzw. 50, 51. 52) besteht, die jeweils vier Kammern (33, 34, 35, 36 bzw. 53, 54, 55, 56) abgrenzen, von denen jede Kammer einen Einlaß (z. B. 42, 45, 46, 47 für Regler 20) aufweist und nur die vierte Kammer (36 bzw. 56) mit einem Auslaß (48 bzw. 58) versehen ist, und die erste Kammer (33 bzw. 53) jeweils an die betreffende Gasquelle (27, 28) angeschlossen ist und die dritte Kammer (35 bzw. 55) zwischen der zweiten und dritten Membran liegt und mit der Außenluft Verbindung hat, während die vierte Kammer (36 bzw. 56) auf der der dritten Membran (32 bzw. 52) abgewandten Seite liegt und diese Membran von dem erwähnten Auslaß (48 bzw. 58) weg und auf diesen zu zum Regeln des austretenden Gasstroms bewegbar ist, und daß die Membranen miteinander verbunden sind und eine Baugruppe bilden, die entsprechend den in den Kammern herrschenden relativen Drücken im Reglergehäuse bewegbar ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (22) aus zwei in einem Gehäuse angeordneten zu einer Baugruppe vereinigten Membranen (70, 71)

mit verschieden großen wirksamen Flächen besteht, die drei Kammern (73, 74, 75) abgrenzen, wobei die erste Kammer (73) m!{ der Außenluft Verbindung hat und durch eine an der ersten Membran (70) sich abstützenden Feder (76) vorgespannt ist, und der auf die zweite Kammer \14)

Nachteilig bei dieser Einrichtung ist, daß zwei Handräder betätigt werden müssen: eines zürn Einstellen der Strömungsgeschwindigkeit des Narkosegasgemisches, ein anderes zum Einstellen des Sauer

stoffgehaltes.

Eine andere, für Geburten und kleine chirurgische

zwischen der ersten und zweiten Membran (70, Operationen bestimmte Narkoseeinrichtung weist 71) wirkende Druck eine Kraft erzeugt, die die- mehrere Ventile zur Steuerung eines narkotischen sein Druck proportional ist und dem die Kraft der Gases und von Sauerstoff auf. Auch hier muß jedes Vorspannfeder (76) entgegenwirkt, daß die zweite io mit einem Handknopf versehene Ventil von Hand beKammer (74) dne Einlaßöffnung zum Einführen tätigt werden, wobei außerdem darauf^geachtet^ wer« des abgegebenen Gasgemisches und die dritte
Kammer (75) eine Düse (78) mit einer zu ihr ausgefluchteten und mit der Quelle (27) zum Zuführen eines der Gase verbundenen Drossel (77) so- 15
wie einen mit der Außenluft in Verbindung ste

henden Auslaß (69) aufweist, ferner einen Kanal (67), der aus dem Raum zwischen der Drossel

den muß, daß das jeweils richtige Ventil geöffnet oder geschlossen wird (britische Patentschrift 1043 211).

Ein weiteres bekanntes Narkosegerät, insbesondere Lachgas-Sauerstoff-Narkosegerät, ist mit in die Gaszuführungsleitungen eingeschalteten Druckminderern und einem vom Druck bzw. Volumen des Atmungs

und dem Einlaß der Düse (78) zu einem Auslaß systems gesteuerten Hilfsventil, das die Gaszufuhr re-

(80) führt, der mit der zweiten Kammer (34 bzw. ₂o gelt, verschen. Dieses Hilfsventil wird voi/ug»weise

54) jedes Durchflußreglers (20, 21) über eine Lei- von dem beweglichen Teil eines in die Atemleitumi

lung (118) verbunden ist. eingeschalteten Atembeutels gesteuert. Es leuchtet

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ein, daß dieser Atembeutel nicht nur viel Platz bean-

gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (23) spracht, -ndern auch Alterungserscheinungen ausge-

zum Regeln des Mischungsverhältnisses zwei in 25 setzt ist, die, wenn sie nicht rechtzeitig erkannt wer-

cinem Gehäuse parallel zueinander angeordnete den, zu Komplikationen führen können (deutsche

federbelastete Präzisionszumeßvcntile (81, 82) Auslegeschrift 1 034 331).

mit einem Zahnradgetriebe (84, 85) aufweist. Die Erfindung hat sich, ausgehend von der emdurch das die Ventilspindeln gleichzeitig in enlge- gangs beschriebenen Einrichtung, die Aufgabe gegengesetzten Richtungen verschiebbar sind, wobei 30 stellt, diese Einrichtung so zu verbessern, daß keine der Schaft einer Ventilspindel verlängert und mit Einstellung oder Regelung von Hand vorgenommen

zu werden braucht und bei der der Patient das eingestellte Mischungsverhältnis hu gleichem Druck erhält, gleichgültig, ob ein Gasbedarf zeitweilig nicht

einem Drehkopf (87) versehen ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten —, _σ „ ^

Kammer (33, 53) des Durchflußreglers (20, 21) 35 besteht, z. B. während der ^satmungsphase, oder ob eine auf die Membrangruppe (61) wirkende ein- der Patient während einer hinatmungsphase viel oder

wenig Gas aufnimmt oder ob das Mischungsverhältnis vom Arzt absichtlich geändert wild.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird