DE1922403A1 - Expansion temperature sensors, especially for medical devices - Google Patents
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Description
D r ä g e r w e r k , Helnr. & Eernh. Präger, Lübeck, Moisllnger Allee 5JD r ä ger o rk, Helnr. & Eernh. Präger, Lübeck, Moisllnger Allee 5J
Ausdehnungstemperaturfühler, in shesondere für medizinische Geräte Ausdehnungstemper a turfühl e r, i n particular sheson boards for medical Ge
Bei den bekannten Narkosemittelverdunstern für bei normaler Temperatur flüssige Narkotika besteht der Nachteil einer verhältnismäßig großen Temperaturabhängigkeit* Wenn die Temperatur des Geräts steigt, steigt der Dampfdruck des Narkotikums verhältnismäßig schnell an* je nach der Höhe des Dampfdrucks stellt sich aber der Sättigungsgrad des über das Narkotikum geführten LuftStroms ein. Da der Dampf- l druck verhältnismäßig stark temperaturabhängig ist, ergibt ; sich die Gefahr, daß bei einer schob verhältnismäßig gering-i fügigen Temperaturänderung von einigen Graden unter Umständen schon eine Änderung von einigen Volumenprozenten entsteht.The known anesthetic vaporizers for anesthetics that are liquid at normal temperature have the disadvantage of a relatively large temperature dependence * If the temperature of the device rises, the vapor pressure of the anesthetic rises relatively quickly * depending on the level of the vapor pressure, however, the degree of saturation of the anesthetized arises Air flow. Since the steam is pressure-l relatively strongly dependent on temperature, yields; there is a risk that with a relatively small change in temperature of a few degrees, a change of a few percent by volume may arise.
Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bekannt, die Temperatur des Narkosemittelverdunsters durch ein Thermometer zu meseen, wobei dem Narkotiseur eine Tabelle an die Hand gegeben ist,To avoid this disadvantage, it is known to measure the temperature of the anesthetic vaporizer using a thermometer, a table is given to the anesthetist,
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gemäßder er, je nach der abgelesenen Temperatur, die in den Leitungen eingesetzten Ventile unterschiedlich einstellt. Dies setzt einmal eine fortlaufend genaue Beobachtung des Thermometers voraus und erfordert sin ständiges Nachstellen. Auch ist die Eichung des Geräts, bei der sich eine sogenannte Kurvenschar für verschiedene Temperaturen und Konzentrationen ergibt, umständlich. Auch muß der M&rkotiseur nicht nur die Temperatur verfolgen, sondern auch die Sichkurve lesen können.according to which he, depending on the temperature read in the Lines used valves sets differently. This presupposes a continuous close observation of the once Thermometer ahead and requires constant readjustment. Also the calibration of the device, in which there is a so-called Family of curves for different temperatures and concentrations results, cumbersome. Also, the marketer doesn't just have to Track the temperature, but also be able to read the curve.
Es sind weiterhin Narkosemittelverdunster bekannt, die mit einer sogenannten selbsttälgen Temperaturausgleichs vorrichtung ausgerüstet sind. Diese besteht aus einer in den Gasstrom angeordneten Öffnung, die mehr oder minder ganz von einem Thermobimet allst reifen je oach der vorhandenen Temperatur überdeckt wird. Dadurch sollen Temperaturschwankungen durch Änderungen im Strömungswiderstand ausgeglichen werden» Bei der Verwendung von Therriiobimst&listrelfsn besteht die Gefahr einer Alterung. Außerdem besteht die Möglichkeit, daSdurch ein ungewolltes Verblegen des Simetallstreifsns die Einstellung völlig verstellt wird. Biese bekannte Regeleinrichtung wirkt im übrigen derart, daS der Verstellbereich bei einem bestimmten Temperaturintervall immer der gleiche bleibt und sich nicht mit der Konzentr&tlonselnstellung ändert. Dadurch ergibt sich der Nachteil, daS Temperatur» Schwankungen nicht bei allen Konzentrationsbereichen in gleicher Weise kompensiert werden.There are also anesthetic vaporizers known with a so-called automatic temperature compensation device are equipped. This consists of an opening arranged in the gas stream, which is more or less entirely of A Thermobimet will mature depending on the temperature is covered. This should cause temperature fluctuations be compensated by changes in the flow resistance » When using Therriiobimst & listrelfsn, the Risk of aging. In addition, there is the possibility that the Simetallstreifsns becomes unintentionally clogged the setting is completely adjusted. This known control device also acts in such a way that the adjustment range always remains the same at a certain temperature interval and does not deal with the concentration position changes. This has the disadvantage that the temperature » Fluctuations cannot be compensated for in the same way in all concentration ranges.
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Außerdem ist noch ein Narkosemitteiverdunster der obenbeschriebenen Bauart bekannt, bei dem einmal in die By-Pase-Leitung und einmal in die durch den Narkoeemittelverduneter führende Leitung Strömungsmesser eingeschaltet sind« wobei der Narkotiseur ebenfalls die Temperatur messen« fortlaufend beobachten und an Hand von Tabellen das Jeweils gewünschte Mischungsverhältnis durch Änderung der Strömungsgeschwindigkeiten der beiden Leitungen durch Einstellung von Ventilen überwachen muB.In addition, an anesthetic vaporizer of the type described above is known in which once in the by-pase line and once in that through the anesthetic vaporizer leading line flow meters are switched on «whereby the anesthetist also measure the temperature «continuously observe and use tables to find out what is required in each case Mixing ratio by changing the flow speeds of the two lines by adjusting valves must monitor.
Es sind weiterhin Narkosemittelverdunster vorgeschlagen worden, die in anderer Welse mit Tetaperaturausglelchsvorrlehtungen ausgerüstet sind»Furthermore, anesthetic vaporizers have been proposed which are equipped with Tetaperaturausglelchsvorrlehtungen in other catfish »
Dabei ist auch vorgeschlagen worden, die Narkoaemittelverdunster mit Ausdehnungstemperaturfühlern auszurüsten, daß die Ventile, Drosseln oder dergleichen in Abhängigkeit von TemperaturSchwankungen so gesteuert werden, daß bei Änderungen Strömungswiderstände, Änderungen in der Narkosemittelgaskonzentration usw. nicht auftreten. Dabei besteht die Gefahr, daß der von dem Temperaturfühler bei einer bestimmten TemperaturMnderung erzeugte Steuerweg nicht mit einem für die einwandfreie Kompensation der Temperaturänderung erwünschten Steuerweg übereinstimmt. Es kann seinen Grund darin haben, daß der Ausdehnungskoeffizient des Temperaturfühlers sich in Abhängigkeit von der Temperatur anders verändert als die Änderung der Dampfspannung, daß beispielsweise der Temperaturfühler in dem in Betracht kommenden Temperaturbereich einen etwaIt has also been proposed to equip the anesthetic vaporizer with expansion temperature sensors that the valves, throttles or the like are controlled as a function of temperature fluctuations so that at Changes in flow resistance, changes in the anesthetic gas concentration, etc. do not occur. There is a risk that the control path generated by the temperature sensor at a certain temperature change does not coincide with a control path desired for the correct compensation of the temperature change. It can be due to the fact that the expansion coefficient of the temperature sensor depends on the temperature changes differently than the change in vapor tension, that for example the temperature sensor in about the temperature range in question gleichbleibenden Ausdehnungskoeffizienten besitzt, daßconstant expansion coefficient that
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aber andererseits der Dampfdruck eines verwendeten Narkosemittels sich in dem infrage kommenden Temperaturbereich nicht linear in Abhängigkeit von einer Temperaturänderung verändert. Im allgemeinen ist der Ausdehnungskoeffizient von Ausdehnungstemperaturfühlern im möglichen Anwendungsbereich annähernd konstant, so daß sich der Steuerweg des Ausdehnungstemperaturfühlers praktisch linear mit der Temperatur verändert.but on the other hand the vapor pressure of an anesthetic agent used within the temperature range in question not linear as a function of a change in temperature changes. In general, the expansion coefficient of expansion temperature sensors is in the possible area of application approximately constant, so that the control path of the expansion temperature sensor is practically linear with the temperature changes.
Dagegen verläuft jedoch die Dampfdruckkurve von Narkosemitteln im Anwendungsbereich bei dem infrage kommenden Temperaturbereich gekrümmt.In contrast, however, the vapor pressure curve of anesthetics runs curved in the application area at the temperature range in question.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Ausdehnungstemperaturf Uhler zu schaffen, insbesondere zur Steuerung von Ventilen, Drosseln oder dergleichen für medizinische Zwecke, wie Beatmungsgeräte, Narkosegeräte oder dergleichen, bei dem der in Abhängigkeit von der Temperatur gegebene Steuerweg in einen anderen Steuerweg verändert wird und die gewünschte Verstellung entsprechend den vorliegenden Verhältnissen ergibt.The invention has the task of providing an expansion temperature Uhler to create, in particular to control valves, throttles or the like for medical purposes, such as ventilators, anesthesia machines or the like, in which the depending on the Temperature given control path is changed to another control path and the desired adjustment according to the present circumstances.
Die Erfindung besteht darin, daß zwischen dem Ausdehnungstemperaturfühler und dem Steuermittel ein Übersetzungswerk eingeschaltet 1st, daß eine lineare Stellwegänderung in Abhängigkeit von der absuluten Stellwegänge in eine nicht lineare Stellwegänderung in Abhängigkeit von der absuluten Stellweglänge übersetzt.The invention consists in that a transmission mechanism is switched on between the expansion temperature sensor and the control means, that a linear change in travel depending on the absolute travel length into a non-linear change in travel depending on the translated absolute travel length.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß ein vom Ausdehnungstemperaturfühler in Abhängigkeit von der Temperaturänderung beispielsweise linear erzeugter Stellweg in einen sich beispielsweise progressiv oder dergleichen ändernden Stellweg gewandelt werden kann..The invention has the advantage that one of the expansion temperature sensor as a function of the temperature change for example a linearly generated travel path into a travel path which changes, for example, progressively or the like can be converted ..
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und sind anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert, und zwar zeigtFurther details of the invention are the subject of the dependent claims and are based on the in the drawing schematically illustrated embodiment explained, namely shows
Fig. 1 einen Schnitt durch den Verdampfer einesFig. 1 is a section through the evaporator of a
erfindungsgemäßen Narkosegerätes, Fig. 2 einen Schnitt in der Ebene A-A nach Fig. 1, Fig. 5 eine Einzelheit des Temperaturfühlers im vertikalen Schnitt.anesthesia device according to the invention, FIG. 2 a section in the plane A-A according to FIG. 1, 5 shows a detail of the temperature sensor in vertical section.
An der Gaseintrittsöffnung 1 ist die nicht dargestellte Gaszuführungsleitung angeschlossen. Der Oasstrom teilt sich an der Stelle 2. Ein Teil des Gasstroms geht durch die Bohrung 3 In eine Druckkompensationsspirale k und durch die Leitung 5 in den Zylindermantelraum 6 des Verdunsters, derThe gas supply line, not shown, is connected to the gas inlet opening 1. The gas flow divides at point 2. Part of the gas flow goes through the bore 3 into a pressure compensation spiral k and through the line 5 into the cylinder jacket space 6 of the evaporator, the
beidseitig von den Dochtmänteln 7 und 8 begrenzt ist. Zwischen den Dochtmänteln ist eine Gasleiterspirale 9 gelegt, so daß das Narkosegas in dem Zylindermantelraum in einem Spiralweg nach unten geführt wird, um an der Stelle durch Bohrungen in der inneren Gehäusewand 11 in die Verdunsterkammer 12 einzutreten. Auf diesem Weg sättigt sich der Gasstrom mit dem Dampf des Narkosemittels. Das Gas is limited on both sides by the wick coats 7 and 8. A gas conductor spiral 9 is placed between the wick jackets, so that the anesthetic gas is guided downward in a spiral path in the cylinder jacket space in order to enter the evaporation chamber 12 at the point through bores in the inner housing wall 11. In this way, the gas flow becomes saturated with the vapor of the anesthetic. The gas
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strömt dann durch das Regelventil. 15 in den Raum 16.then flows through the control valve. 15 in room 16.
Der zweite Teilstrom tritt durch das By-Pass-Ventil 17 ebenfalls in den Raum 16 und vermischt sich dort mit dem ersten Teilstrom. Das Gasgemisch verläßt das Gerät an der Gasabgangsöffnung.18.The second partial flow passes through the by-pass valve 17 also into space 16 and mixes there with the first partial flow. The gas mixture leaves the device at the Gas outlet opening 18.
Das By-Pass-Ventil 17 wird einmal aus dem konischen Ventilsitz 19, der mit dem Gehäuse fest verbunden ist, und zum andern aus dem beweglichen Ventilbauteil 20 gebildet, dessen Außenfläche 21 ebenfalls konisch ist. Der bewegliche Ventilbauteil 20 ist verschiebbar in der öffnung 22 des Gehäuses gelagert. Auf seiner Außenseite ist er mit einer senkrecht verlaufenden Nut 23 versehen, in die eine Madenschraube 24 greift, um eine Drehung des Bauteils 20 zu verhindern. Zur Einstellung ist der bewegliche Ventilbauteil 20 mit einem Gewinde 25 versehen, in das das entsprechende Gewinde 26 des Einstellrades 27 eingreift. Der bewegliche Ventilbauteil 20 steht im übrigen unter Einwirkung einer Druckfeder 28, um eine einwandfreie Einstellung des Ventils 17 zu sichern.The by-pass valve 17 is once from the conical valve seat 19, which is firmly connected to the housing, and on the other hand formed from the movable valve member 20, whose Outer surface 21 is also conical. The movable valve component 20 is slidably mounted in the opening 22 of the housing. On its outside it is with one provided vertically extending groove 23 into which a grub screw 24 engages in order to prevent rotation of the component 20. The movable valve component is used for adjustment 20 provided with a thread 25 into which the corresponding thread 26 of the adjusting wheel 27 engages. The movable valve component 20 is also under the action of a compression spring 28 to ensure proper adjustment of the valve 17 to secure.
An seinem unteren Ende ist der bewegliche Ventilbauteil mit einem nach unten ragenden geschlossenen Tragbügel 29 versehen, der den in das Narkosemittel eintauchenden Temperaturfühler 31 trägt. Dieser enthält eine Flüssigkeit 32j die durch einen Faltenbalg33 abgeschlossen ist.At its lower end is the movable valve component with a closed support bracket 29 protruding downwards provided, which carries the immersed in the anesthetic temperature sensor 31. This contains a liquid 32j which is closed by a bellows33.
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Gegen das Abschlußstück 54 des Faltenbalgs stützt sich eine Spindel 55, die mit einem Einstellgewinde·56 in den mit einem entsprechenden Gewinde versehenen entsprechenden Ventilbauteil 57 eingreift. Dieser liegt in einer Bohrung des beweglichen Ventilbauteils 20 und stützt sich gegen diesen durch die Druckfeder 58 ab. Der bewegliche Ventilbauteil 57 trägt an seinem unteren Ende die konische Ventilfläche 59, die mit dem konischen Ventilsitz 40 das Regelventil 15 bildet.Against the end piece 54 of the bellows is supported Spindle 55 threaded with adjustment · 56 in the correspondingly threaded valve member 57 intervenes. This lies in a bore of the movable valve component 20 and is supported against it the compression spring 58 from. The movable valve member 57 carries at its lower end the conical valve surface 59, which forms the control valve 15 with the conical valve seat 40.
Die Einstellung der Konzentration erfolgt durch das Einstellrad 27, mit dem die öffnung des By-Pass-Ventils 17 eingestellt wird.The concentration is set using the adjusting wheel 27, with which the opening of the by-pass valve 17 is set will.
Das Regelventil 15 wird andererseits durch die Temperatur des Narkosemittels 50 so eingestellt, daß die das Narkose-'gerät verlassende Gasmischung ihren Gehalt an Narkosemittel bei Temperaturänderung nicht verändert. Bei einer Abkühlung oder Erwärmung des Narkosemittels vergrößert und verkleinert der Temperaturfühler 51 den Querschnitt des Regelventils 15.The control valve 15 is set on the other hand by the temperature of the anesthetic 50 so that the anesthetic 'device leaving gas mixture does not change its anesthetic content with a change in temperature. When cooling down or if the anesthetic is heated, the temperature sensor 51 increases and decreases the cross section of the control valve 15.
Bei der erfindungsgemäßen Vonlchtung übernimmt demzufolge das eine Ventil - im Ausführungsbeispiel das By-Pass-Ventil - die Konzentrationseinstellung, während das andere Ventil - im Ausführungsbeispiel das Regelventil - die Temperaturkompensation übernimmt.In the case of the device according to the invention, accordingly one valve - in the exemplary embodiment the by-pass valve - the concentration setting, while the other Valve - in the exemplary embodiment the control valve - the temperature compensation takes over.
Die Feder 58 dient dazu, ein störendes Spiel zwischen dem Temperaturfühler 51, der Spindel 55 und dem Ventilbauteil 57 auszuschalten.The spring 58 serves to eliminate a disruptive play between the temperature sensor 51, the spindle 55 and the valve component 57.
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Damit die dargestellte Vorrichtung auch bei der Verwendung von Narkosemitteln einwandfrei arbeitet, die im Temperaturbereich einer starken Krümmung der Dampfdruckkurve des Narkosemittels angewandt werden, kann die allgemein lineare Stellwegveränderung des Temperaturfühlers in Abhängigkeit von der Temperatur in eine progressive Querschnittsveränderung des Regelventils durch die Ausführungsform nach Fig. 3 umgewandelt werden. Dazu wird die Spindel 35 gleichsam unterteilt. Auf das Abschlußstück 34 stützt sich eine Druckstange 40 ab, deren anderes Ende sich an dem Hebel 4l abstützt, der bei 42 an dem Tragbügel 29 des Temperaturfühlers 31 angelenkt 1st. Der untere Teil 43 der Spindel ist an einer, mit einer Krümmung versehenen Druckplatte 44 befestigt, deren Krümmung in Richtung des Hebels 4l liegt. Der Hebel 41 liegt demzufolge bei einer Schwenkung in Richtung des Doppelpfeils an unterschiedlichen Stellen der gekrümmten Oberfläche an. Dadurch kann eine lineare Stellwegänderung des Bauteils 40 in eine progressive Stellwegänderung des Bauteils 43 umgewandelt werden. Dadurch wird der Öffnungsquerschnitt des Regelventils 15 so verändert, daß auch·bei einer progressiven Veränderung des Dampfdrucks des Narkosemittels bei Temperaturveränderungen eine gleichbleibende Konzentration des Gasgemisches an Narkosegas erreicht wird.So that the device shown is also in use of anesthetics works flawlessly, which in the temperature range of a strong curvature of the vapor pressure curve of the Anesthetics are used, the generally linear change in travel of the temperature sensor can be a function of from the temperature into a progressive change in cross-section of the control valve by the embodiment according to Fig. 3 can be converted. For this purpose, the spindle 35 is divided, as it were. On the end piece 34 is based on a Push rod 40, the other end of which is supported on the lever 4l, which is hinged at 42 to the support bracket 29 of the temperature sensor 31. The lower part 43 of the spindle is attached to a pressure plate 44 provided with a curvature, the curvature of which lies in the direction of the lever 4l. The lever 41 is accordingly at different points when pivoted in the direction of the double arrow the curved surface. As a result, a linear change in travel of the component 40 can be changed to a progressive one Change in travel of component 43 can be converted. As a result, the opening cross-section of the control valve 15 is changed so that even with a progressive change in the Vapor pressure of the anesthetic means a constant concentration of the gas mixture when the temperature changes Anesthetic gas is reached.
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