DE2236404B2 - OXYGEN SUPPLY DEVICE - Google Patents

OXYGEN SUPPLY DEVICE

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Description

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Die Erfindung betrifft ein Sauerstoff-Versorgungsgerät mit einer Sauerstoff-Druckflasche, mit einem Auslaßventil und einem in der Druckflasche angeordneten Druck-Drosselsysiem.The invention relates to an oxygen supply device with an oxygen pressure bottle, with a Outlet valve and a pressure throttle system arranged in the pressure bottle.

Es ist ein Gerät der vorbezeichr.eten Gattung bekannt, bei dem im Inneren der Druckflasche ein inetallisches Kapillarröhrchen angeordnet ist, das an die dem Flascheninnern zugekehrte Eintrittsöffnung des Auslaßventils angeschlossen und mit einer Vielzahl hintereinandergeschalttter Abknickungen versehen ist. Das derart gestaltete Kapillarröhrchen bildet ein Druck-Drosselsystem, wobei der Effekt der Druckminderung in der Kapillare auf dem Prinzip des Hagen-Poiseuilleschen Gesetzes beruht, das in einer laminaren Strömung die Länge der Kapillare direkt proportional der Druckdifferenz ist. Die Kapillare hat den Nachteil, daß sie sehr leicht verstopfen kann, so daß eine absolute Betriebssicherheit nicht gegeben ist. Die Gefahr einer Verstopfung ist besonders groß, wenn das Gerät zu Vereisungen neigt, weil sich dann die Kapillare durch Eisstückchen zusetzen kann. Bei höheren Volumengeschwindigkeiten treten Turbulenzen auf, die den Widerstand in der Kapillare enorm anwachsen lassen. Die damit verbundenen Vibrationen rufen eine mechanische Beanspruchung der Verbindungsstelle zwischen Kapillare und Absperrventil hervor. Die Gefügeveränderung des Materials infolge des bei einer Entspannung von Gasen erfolgenden starken Temperaturabfalls, unterstützt durch die Vibrationen, können zu einer Funktionsunfähigkeit des bekannten Gerätes führen. Das hat auch zur Felge, daß die Kapillare nicht in einem System mit höherer Volumengeschwindigkeit verwendet werden kann, zumal dort die Gefahr einer Vereisung noch größer ist.A device of the aforementioned type is known in which a inetallic capillary tube is arranged, which is attached to the inlet opening facing the inside of the bottle Exhaust valve is connected and provided with a large number of bends connected in series. The capillary tube designed in this way forms a pressure throttle system, the effect of which is to reduce the pressure in the capillary is based on the principle of Hagen-Poiseuille's law, which in a laminar flow the length of the capillary is directly proportional to the pressure difference. The capillary has the disadvantage that it can become clogged very easily, so that absolute operational reliability is not given. the The risk of clogging is particularly great if the device tends to freeze because the capillary is then closed can clog by pieces of ice. Turbulence occurs at higher volume velocities, the let the resistance in the capillary increase enormously. The associated vibrations call you mechanical stress on the connection point between capillary and shut-off valve. the Changes in the structure of the material as a result of the sharp drop in temperature that occurs when the gases are released, aided by the vibrations, the known device can become inoperable to lead. This has also to do with the fact that the capillary is not in a system with a higher volume velocity can be used, especially since the risk of icing is even greater there.

Weiterhin ist ein Sauerstoff-Versorgungsgerät bekannt, bei dem das Düsen und Entspannungskammern aufweisende Druck-Drosselsystem außerhalb der Druckflasche angeordnet ist. Bei einer solchen Anordnung des Druck-Drosselsystems außerhalb der Flasche ist zwar die Veieisungsgefahr weitgehend herabgesetzt, jedoch besteht die Gefahr, daß infolge von Bedienungsfehlern oder Materialermüdungen oder Herstellungsfehlern das Druck-Drosselsystem während der Benutzung unter der Wirkung des hohen Gasdruckes explodiert, wie verschiedene derartige Vorfälle gezeigt haben.Furthermore, an oxygen supply device is known in which the nozzles and expansion chambers having pressure throttle system is arranged outside of the pressure bottle. With such an arrangement the pressure throttle system outside the bottle, although the risk of icing is largely reduced, however, there is a risk that, as a result of operating errors or material fatigue or manufacturing errors, the pressure throttle system during use exploded under the effect of the high gas pressure, as various such incidents have shown to have.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Sauerstoff-Versorgungsgerät zu schaffen, bei dem einerseits auch bei langzeitigem Einsatz keine Vereisung des Drosselsystems auftritt und bei dem das Drosselsystem hohe Betriebssicherheit besitzt.The invention is based on the object of creating an improved oxygen supply device, in which on the one hand no icing of the throttle system occurs even with long-term use and in which the Throttle system has high operational reliability.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß das Drosselsystem in an sich bekannter Weise in Reihe und wechselweise angeordnete Düsen und Entspannungskammern aufweist, die in einem mit der Austrittsöffnung der Druckflasche verbundenen Aufnahmerohr angeordnet sind, wobei die Entspannungskammern die Innenwandung des Aufnahmerohres berühren.This object has been achieved according to the invention in that the throttle system is known per se Way in series and alternately arranged nozzles and expansion chambers, which in one with the outlet opening of the pressure bottle connected receiving tube are arranged, wherein the expansion chambers touch the inner wall of the receiving tube.

Durch die Anordnung des an sich bekannten Drosselsystems innerhalb der Druckflasche ist volle Betriebssicherheit gegen explosionsartige Zerstörung des Drosselsystems gewährleistet, weil in einem derartigen Falle die Druckflasche selbst als Schutzgehäuse dient. Die erfindungsgemäße Ausbildung verhindert zugleich die Vereisungsgefahr des in der Flasche angeordneten Drosselsystems dadurch, daß über das die Hntspannungskammern umgebende Aufnahmerohr von außen her an das Drosselsystem ausreichende Wärmemengen herangeführt werden, die den Wärmebedarf befriedigen, welcher bei der Entspannung des Gases innerhalb des Drosselsystems auftritt. Das im Zuge der Erfindung angeordnete Aufnahmerohr verhindert damit eine Vereisung, womit die Betriebssicherheit des Gerätes verbessert und die Leistungsfähigkeit des Gerätes erhöht wird.The arrangement of the throttle system, known per se, inside the pressure bottle means that it is full Operational safety against explosive destruction of the throttle system is guaranteed because in one such a case, the pressure bottle itself serves as a protective housing. The inventive training prevents at the same time the risk of freezing of the throttle system arranged in the bottle by the fact that the The receiving tube surrounding the expansion chambers provides sufficient heat from the outside to the throttle system are brought in, which satisfy the heat demand, which in the expansion of the gas occurs within the throttle system. The receiving tube arranged in the course of the invention thus prevents icing, which improves the operational safety of the device and improves the performance of the Device is increased.

Der Effekt der Druckminderung in diesem Entspannungskammer-Düsensystem beruht auf dem Carnotschen Druckverlust. Die Carnotsche Stoßverlustformel lautet:The effect of the pressure reduction in this expansion chamber nozzle system is based on Carnot's pressure loss. Carnot's shock loss formula is:

IP' - IP= IP vcrl = ' -(tv. - tv·,)-IP '- IP = IP vcrl =' - (tv. - tv ·,) -

In der einer Düse nachgeschalteten Kammer hat das Gas die Möglichkeit der Ausdehnung. Das Gas wird so schrittweise durch nochmaliges Aneinanderkoppeln von Düsen und Kammern entspannt, wobei gleichzeitig der Umgebung Energie entzogen wird, die den Kammern durch das Aufnahmerohr wieder zugeführt wird. Dadurch wird auch bei hohen Ausströmgeschwin-In the chamber downstream of a nozzle, the gas has the opportunity to expand. The gas will be like this gradually relaxed by coupling the nozzles and chambers again, while at the same time Energy is withdrawn from the environment and fed back to the chambers through the receiving tube will. This means that even at high discharge speeds

digkeiten eine Vereisung im Drosselsystem und im Absperrventil verhindert.prevents icing in the throttle system and in the shut-off valve.

Die Entspannungskammern-Düsenanordnung ist absolut fest und schwingungsfrei, da si? in dem mit der Flaschenöffnung oder direkt mit dem Absperrventil ? verbundenen Aufnahmerohr angeordnet ist. Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Entspannungskammer-Düsenanordnung mit dem Aufnahmerohr eine günstige Montageeinheit bildet.The expansion chamber nozzle arrangement is absolutely solid and vibration-free, because it? in the one with the Bottle opening or directly with the shut-off valve? connected receiving tube is arranged. Through this there is the further advantage that the expansion chamber nozzle arrangement with the receiving tube cheap assembly unit forms.

Zur Erzielung eines besonders günstigen Entspannungseffektes ist nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ein Teil der Entspannungskammern birnenförmig ausgebildet, während nach einem weiteren Merkmal ein Teil der Entspannungskammern kugelförmig ausgebildet ist. Dabei sollten die birnenförmigen Entspannungskammern am Anfang und die kugelförmigen am Ende der Entspannungsstrecke liegen.To achieve a particularly favorable relaxation effect, according to a preferred feature, the Invention, a part of the expansion chambers is pear-shaped, while after another Feature a part of the expansion chambers is spherical. The pear-shaped Relaxation chambers at the beginning and the spherical ones at the end of the relaxation section.

Die Zahl der Entspannungskammern kann z. B. vier betragen, wobei die letzte Entspannungskammer eine in das Absperrventil mündende Austrittsdüse aufweist. Hierdurch ergibt sich eine besonders günstige Verwirbelung und damit Entspannung.The number of expansion chambers can be, for. B. be four, with the last expansion chamber one in the shut-off valve has opening outlet nozzle. This results in a particularly favorable turbulence and thus relaxation.

Die Entspannungswirkung wird zusätzlich nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung dadurch verbessert, daß die Düsen vom Behälter zum Absperrventil hin 2_s zunehmende Durchmesser aufweisen, wobei die beiden mittleren Düsen gleichen Durchmesser haben.The relaxation effect is additionally improved according to another development of the invention in that the nozzles from the container to the shut-off valve have an increasing diameter of 2 s , the two middle nozzles having the same diameter.

Insgesamt gesehen bestehen die Vorteile des erfindungsgemäßen Versorgungsgerätes darin, daß selbst über einen viele Stunden dauernden Zeilraum ^o hinweg eine völlige Vereisungsfreiheit und damit absolute Funktionsfähigkeit unter Beseitigung der Gefahr mechanischer Fehler erzielt wird, so daß das Gerät für klinische Zwecke besonders gut geeignet ist. Ebenfalls folgt daraus, daß das Gerät in einem System mit höheren Volumengeschwindigkeiten, z. B. ein System mit gekoppelten Sauerstoff-Flaschen, verwendet werden kann. Das Gerät ist. wie Versuche ergeben haben, sowohl tropen- als auch arktissicher. Außerdem können die mit dem beschriebenen Drosselsystem versehenen Geräte an jeder, im Bereich des Einsatzortes zur Verfügung stehenden Industriesauerstoff-Flasche nachgefüllt werden.Overall, the advantages of the supply device according to the invention is that even over a long space of many hours ^ o completely free of icing and thus absolute functionality with elimination of the Risk of mechanical failure is achieved, so that the device is particularly well suited for clinical purposes. It also follows that the device in a system with higher volume velocities, e.g. B. a System with coupled oxygen cylinders, can be used. The device is. as tests show have, both tropical and arctic safe. In addition, those with the described throttle system provided devices on every industrial oxygen bottle available in the area of the place of use be refilled.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert,A preferred embodiment of the invention is illustrated below with reference to the schematic Drawing explained in more detail,

In einer Sauerstoff-Flasche 10 befindet sich unter hohem Druck Sauerstoff. Die Sauerstoff-Flasche hat ein Absperrventil 11, ein Manometer 12 und einen Ausgangsstutzen 13.Oxygen is located in an oxygen bottle 10 under high pressure. The oxygen bottle has a Shut-off valve 11, a pressure gauge 12 and an outlet connection 13.

Das Drosselsystem, bestehend aus vier über fünf Düsen 6a, 6b, 6c miteinander in Reihe verbundenen Entspannungskammern 1 bis 4, Durchmesser 11 mm, befindet sich im Inneren der Flasche 10. Die ersten beiden Entspannungskammern 1 und 2 sind birnenförmig gestaltet, die beiden Entspannungskammern 3 und 4 kugelförmig. Über den Filter 8 und die Eintrittsdüse 6a mit 0,20 mm Durchmesser gelangt der Sauerstoff in die Entspannungskammer 1 und über die zweite Düse 6a mit 0,20 mm Durchmesser in die Entspannungskammer 2. In die in Kugelform gehaltene Entspannungskammer 3 tritt der Sauerstoff durch die Düse 6b mit 0,30 mm Durchmesser, und durch eine weitere Düse 6b mit 0,30 n;m Durchmesser wird der Sauerstoff der auch in Kugelform gehaltenen Entspannungskammer 4 zugeführt. Die Entspannungskammer 4 mündet mit der Austrittsdüse 6c von 0,40 mm Durchmesser in das Absperrventil 11, von wo aus das Gas dem Patienten zugeführt wird. Mit dem Absperrventil 11 ist das Aufnahmerohr 5 fest verschraubt. Die Entspannungskammer 1 ist mit dem Aufnahmerohr 5 mit der Lötstelle 7 verbunden. Die Länge des Aufnahmeröhre^ 5 beträgt etwa 85 mm. An dem Absperrventil 11 ist ein Anzeigemanometer 12 angeordnet, das den Sauerstoffvorrat ständig anzeigt. Auch bei abgesperrtem Ventil steht das Anzeigemanometer unter Druck.The throttle system, consisting of four expansion chambers 1 to 4, diameter 11 mm, connected in series via five nozzles 6a, 6b, 6c , is located inside the bottle 10. The first two expansion chambers 1 and 2 are pear-shaped, the two expansion chambers 3 and 4 spherical. The oxygen enters the expansion chamber 1 via the filter 8 and the inlet nozzle 6a with a diameter of 0.20 mm and into the expansion chamber 2 via the second nozzle 6a with a diameter of 0.20 mm m diameter of the oxygen of the expansion chamber 4 and held in a spherical shape is supplied; 6b nozzle 0.30 mm in diameter, and by a further nozzle 6b with n 0.30. The expansion chamber 4 opens with the outlet nozzle 6c of 0.40 mm diameter into the shut-off valve 11, from where the gas is supplied to the patient. The receiving tube 5 is firmly screwed to the shut-off valve 11. The expansion chamber 1 is connected to the receiving tube 5 with the soldering point 7. The length of the pick-up tube ^ 5 is about 85 mm. On the shut-off valve 11 there is a display manometer 12 which constantly displays the oxygen supply. Even when the valve is shut off, the pressure gauge is under pressure.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: !. Sauerstoff-Versorgungsgerät mit einer Sauer- »toff-Druckflasche, mit einem Auslaßventil und einem in der Druckflasche angeordneten Druck-Drosselsystem, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselsystem in an sich bekannter Weise in Reihe und wechselweise angeordnete Düsen (6a, 6b) und Entspannungskammern (1 bis 4) aufweist, die in einem mit der Austrittsöffnung der Druckflasche (10) verbundenen Aufnahmerohr (5) angeordnet sind, wobei die Entspannungskammern die Innenwandung des Aufnahmerohres berühren.! Oxygen supply device with an oxygen pressure bottle, with an outlet valve and a pressure throttle system arranged in the pressure bottle, characterized in that the throttle system in a manner known per se in series and alternately arranged nozzles (6a, 6b) and expansion chambers ( 1 to 4), which are arranged in a receiving tube (5) connected to the outlet opening of the pressure bottle (10), the expansion chambers touching the inner wall of the receiving tube. 2. Sauerstoff-Versorgungsgerät nach Anspruch 1, 's dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von Entspannungskammern (1, 2) birnenförmig geformt ist.2. Oxygen supply device according to claim 1, 's characterized in that a group of expansion chambers (1, 2) is pear-shaped is. 3. Sauerstoff-Versorgungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von Entspannungskammern (3, 4) kugelförmig geformt ist.3. Oxygen supply device according to claim 1, characterized in that a group of Expansion chambers (3, 4) is spherical in shape. 4. Sauerstoff-Versorgungsgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannungskammern (1 bis 4) einen Durchmesser von 11 mm aufweisen.4. Oxygen supply device according to claim 2 or 3, characterized in that the expansion chambers (1 to 4) have a diameter of 11 mm. 5. Sauerstoff-Versorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen zwei birnenförmigen Entspannungskammern (1, 2) liegende Düse (6a) eine lichte Weite von 0,20 mm hat.5. Oxygen supply device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the between two pear-shaped expansion chambers (1, 2) lying nozzle (6a) a clear width of 0.20 mm. 6. Sauerstoff-Versorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen zwei kugelförmigen Entspannungskammern (3, 4) liegende Düse (6b) eine lichte Weite von 0,30 mm hat.6. Oxygen supply device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the nozzle (6b) lying between two spherical expansion chambers (3, 4) has a clearance of 0.30 mm. 7. Sauerstoff-Versorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmerohr (5) eine Gesamtlänge von 85 mm hat unu daß das Dro^ulsystem mit einer am Ende liegenden Entspannungskammer mit dem Aufnahmerohr durch eine Lötung (7) verbunden ist.7. Oxygen supply device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the The receiving tube (5) has a total length of 85 mm and the drop system with one at the end lying expansion chamber is connected to the receiving tube by soldering (7).
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