DE2254650A1

DE2254650A1 - Atemgeraet mit turbine

Info

Publication number: DE2254650A1
Application number: DE2254650A
Authority: DE
Inventors: Roger Paul Charles Cavallo
Original assignee: Synthelabo SA
Current assignee: Synthelabo SA
Priority date: 1971-11-10
Filing date: 1972-11-08
Publication date: 1973-05-24
Also published as: JPS4855597A; GB1392069A; BE791154A; RO69020A; IT970074B; JPS5142440B2; CS171272B2; US3863630A; SE386071B; AU4867472A; ES408493A1; CA974428A; AU471210B2; CH561072A5

Description

2254S5Q

Synthelsbo

Paris/Frankre i ch

Atemgerät mit Turbine'

ide Erfindung betrifft ein'Atemgerät mit !Turbine, das gegebenenfalls für längeren Gebrauch zu Hause leicht transportiert werden kann.

Bekanntlich bedürfen manche Patienten mit einer
lungenschwäche mehrmals täglich für mehr oder weniger·lange Zeit eines Atemgerätes. Die bekannten Atemgeräte haben im allgemeinen die I'orm von feststehenden Anlagen oder besitzen sehr große Abmessungen, so daß sie sich für Behandlungen zu Hause nicht eignen.

üiel der Erfindung ist es, ein relativ leichtes und tragbares Atemgerät zu schaffen, das durch einfachen An-

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schluß an eine Wetzdose in Betrieb gesetzt werden kann.

Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Atemgerät, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Elektromotor besitzt, der eine Luft liefernde Turbine antreibt, die über eine Leitung zur Luftzufuhr, eine verstellbare Verengung und ein vor dieser befindliches, durch Einrichtungen zur periodischen Öffnung gesteuertes Magnetventil ein Mundstück speist.

Die Luftversorgung eines Atemgerätes durch eine Turbine besitzt zahlreiche Vorteile. Bei geringem Austrittsdruck ist der Durchsatz hoch und der Druck bleibt im wesentlichen derselbe, ob der Turbinenausgang offen oder geschlossen ist.

Im Falle einer starken Atemschwäche ist es zweckmäßig, parallel zur Luftversorgung durch die Turbine der Luft der Turbine reinen Sauerstoff zuzusetzen, der von Flaschen geliefert wird, in denen dieses Gas komprimiert ist.

Vorzugsweise mündet die Leitung zur Sauerstoffzufuhr über einen mit Drosselung arbeitenden Durchsatzregler vor dem Magnetventil, das den Durchgang der Luft zu dem Patienten gestattet, frei in die Leitung zur Luftzufuhr.

Am Ausgang der Turbine, und zwar vor diesem Magnetventil, herrscht, unabhängig davon, ob dieses offen oder geschlossen ist, aufgrund des starken Durchsatzes der Turbine und eines Luftdurchsatzreglers, der ebenfalls mit Drosselung arbeitet, ständig ein konstanter Druck, der etwas größer als der atmosphärische Druck ist.

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ORIGINAL INSPECTED

Die Leitung für den Sauerstoff, die unter einem . größeren Druck steht und deren Durchsatz durch ihren eigenen Durchsatzregler begrenzt ist, mündet somit in eine Atmosphäre, deren Druck praktisch konstant· ist j infolgedessen ist der Druck des Sauerstoffs am Ausgang dieser Leitung ebenfalls konstant und etwas größer als der Druck am Ausgang der Turbine, wodurch ein konstanter Sauerstoffdurchsatz in der Leitung zur Sauerstoffzufuhr erreicht -wird.

v/enn das Magnetventil off en xst, d.h. also wenn der Patient einatmet, gelangt der auf diese V/eise abgegebene Sauerstoff direkt zu ihm. "fahrend der Schließung des Magnetventils tritt der Sauerstoff mit leichtem Überdruck gegenüber dem Ausgang der Turbine in diese ein und sammelt sich dort, so daß dieser mit Luft gemischte Sauerstoff, sobald das Magnetventil wieder offen ist, dem Patienten zugeführt wird.

Auf diese iVeise kann dem Patienten praktisch ein Luft-, durchsatz geliefert werden, dessen zugesetzter Sauerstoff genau dosiert ist. ,

Die Einrichtungen zur periodischen Öffnung des Magnetventils können aus einem entsprechend eingestellten Multivibrator bestehen, der insbesondere so eingestellt ist, daß die der Einatmung entsprechenden Öffnungszeiten des Magnetventils die Hälfte der der Ausatmung entsprechenden Zeiten sind, wobei die Arbeitsfolge dieses Multivibrators zweckmäßigerweise beispielsweise zwischen einem und, hundert Zyklen pro Minute regelbar sein kann.

Diese Einrichtungen zur periodischen Öffnungen können auch nach Verlangen des Patienten selbst gesteuert wer-

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den, d.h. die öffnung des Magnetventils, das die Luftzufuhr gestattet, wird durchgeführt, sobald der Patient eine Einatmung beginnt, während die Schließung zu Beginn der Ausatmung durchgeführt wird.

Die aus der Turbine austretende Luft wird durch die Komprimierung erhitzt. Ferner wird diese Luft vorzugsweise durch Berührung mit «/asserdampf angefeuchtet, der auf eine Temperatur erhitzt ist, die über der Umgebungstemperatur liegt. Die dem Patienten zugeführte Luft hat somit eine Temperatur, die normalerweise über dor Umgebungstemperatur liegt und zu hoch sein kann.

Gemäß einem zweckmäßigen Merkmal der Erfindung wird die Temperatur der Luft durch Verstellung der Länge des zu üem Mundstück führenden Rohrs eingestellt. In diesem Fall bewirkt die wandung des Rohrs durch Berührung mit der Außenluft die gewünschte Kühlung.

Das Atemgerät besitzt ferner vorzugsweise ein durch den Betrieb der Turbine gesteuertes Sicherheitsventil, das sich automatisch öffnet, wenn die Turbine keinen Durohsatz mehr hat. Dieses Sicherheitsventil besitzt einen ■Ventilkörper, der normalerweise in geöffneter Stellung ist und durch den Luftdruck geschlossen gehalten wird, der von einer Zweigleitung des Turbinenausgangs übertragen wird.

Vorzugsweise besitzt dieser Ventilkörper eine magnetische Rückholkraft und ist zweckmäßigerweise aus magnetischem Gummi ausgeführt.

v/eitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. In dieser Zeichnung zeigen:

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INSPECTED

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Pig. 1 eine Gesamtdarstellung eines erfindungsgemaßen Atemgerätes. ' ' ' .

J?ig. 2 einen Schnitt nach der Linie ΪΙ-ΙΙ von Ji'igur 1.

Pig. 3 einen Schnitt durch das Sicherheitsventil dieses Atemgerätes.

Das auf Pig*. 1 dargestellte Atemgerät besitzt in einem tragbaren Rahmen (nicht dargestellt) einen Elektromotor 1 für Wechselstrom, der über einen Riemen 3 eine Turbine 2 antreibt. Die Turbine 2 saugt über, das Filter die Umgebungsluft an und pumpt komprimierte, warme iiuft in die Leitung 5, in welcher sich aas Magnetventil 6 mit seiner ,/ickelung 7 und der iiahn 8 zur Sperrung.und Regulierung des Durchsatzes durch Drosselung des Luftstroms befinden.

In die Leitung 5 mündet vor dem magnetventil 6 eine -zweite Leitung 9 ^ur Zufuhr des ixi Flaschen 10 enthaltenen Sauerstoff Der Druck dieses Sauerstoffs wird durch einen Druckminderer 11 und sein Durchsatz wird durch einen Hahn 14 eingestellt. Da die auftretenden Drücke;praktisch konstant sind, können die Hähne 8 und 14 in Durchsätzen geeicht werden, ueis'pielsweise in Liter pro Minute. Ein Magnetventil 12, 13/ das direkt an die elektrische Versorgung der Vorrichtung angeschlossen ist, bewirkt die Schließung der Leitung 9, wenn die Vorrichtung nicht mehr mit Strom gespeist wird.

Zur Erleichterung der Vorrichtung und zu ihrer leichteren Beförderung kann der Rahmen jedoch auch keinen iiaum zur Aufnahme der Flaschen 10 enthalten und ein Teil

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der Leitung 9 kann biegsam sein und abnehmbare Anschlüsse besitzen, so daß die «Zahl des Standortes der Flaschen neben dem Rahmen der Vorrichtung möglich ist.

Die gegebenenfalls mit Sauerstoff angereicherte Luft (oder in manchen Fällen nur der Sauerstoff) v/ird durch Durchgang durch die Atmosphäre des .ßefeuchters 15 mit Wasserdampf gesättigt, dessen Wasser 16 durch den eingetauchten Heizwiderstand 17 erwärmt wird. Die aus dem Befeuchter austretende Luft wird durch das Rohr 18 dem Mundstück augeführt. Das Rohr 18 besitzt auf einem Teil seiner Länge zwei vorzugsweise aus Metall bestehende Elemente 18a und 18b, die ineinander verschiebbar sind, so daß man eine verstellbare Länge, d.h. eine verstellbare Kühlkapazität erhält, wodurch die Luft mit zu hoher Temperatur auf die optimale Temperatur gebracht v/erden kann.

Das Mundstück 19 ist zvveckmäßi^erweise wie in Fig.2 so ausgebildet, daß es ein Organ besitzt, das die eingeblasene Luft von der ausgeatmeten Luft trennt.

Der zu dem Mundstück führende Leitungsabschnitt ist zu einer starren Schnauze 45 abgeflacht und besitzt an seinen beiden Seiten Öffnungen 46, die durch die leichten Ventile 48 geschlossen werden. Im Inneren der starren Schnauze 45 ist ein Lippenventil 47 befestigt, das aus einem biegsamen und elastischen Werkstoff besteht. >ienn Luft dem Kranken eingepumpt wird, entfernen sich die beiden Lippen des Lippenventils voneinander und lassen die Luft durch und, wenn sie die mit unterbrochenen Linien dargestellte Stellung einnehmen, verschließen sie die öffnungen 46.

Bei der Ausatmung schließen sich die Lippen wieder

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SAD ORIGINAL

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und der Atem des Kranken tritt frei durch die öffnung 46 aus, in-dem die Ventile 48 geöffnet werden.

./em der Kranke eine Einatmung beginnt, entfernen sich die "beiden Lippen des Lippenventils voneinander und verschließen die öffnungen 46, so daß der Unterdruck den auf das Hohr 18 aufgesteckten Druckfühler 20 erreichen kann.

Bei dieser Ausführung reguliert der Hahn 8, der den gegebenenfalls mit Sauerstoff versetzten Luftstrom drosselt, den Durchsatz der Gesamtbelüftung, während der Hahn 14, der den Durchsatz einer Leitung steuert, die in eine Kammer mit praktisch konstantem Druck, nämlich den Ausgang der Turbine, mündet, als Durchsatzmesser arbeitet, d.h. die pro Zeiteinheit gelieferte Sauerstoffmenge bestimmt. Dieser Sauer-* stoffdurchsatz,-der dem Patienten entweder direkt oder indirekt zugeführt wird, indem er zunächst in der Turbine gesammelt wird, ist zur Gänze in dem eingeatmeten Gas enthalten. Auf diese Weise kann der dem Patienten zugefülirte Sauerstoff zusatz genau dosiert v/erden.

Das gesamte Atemgerät v/ird über ein elektrisches Kabel 21 gespeist, das an eine Uetzdose anschließbar ist. Auf diese Weise wird über die Leiter 22 der .Widerstand 17, über die Leiter 23 der Elektromotor 1 und über den Gleichrichter 24 die Schaltung 25 gespeist.

Über einen Umschalter 26 kann die Spule 7 entweder mit einer vorbestimmten Frequenz oder mit eine/r durch den Atemrhythmus des Patienten gesteuertenFrequenz gespeist* werden, wobei eine Vorrichtung benutzt wird, wie sie in der Patentanmeldung "Steuervorrichtung für ein Atemgerät·' vom selben Datum und von der Anmeiderin der vorliegenden An-

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meldung beschrieben wird.

Auf der Leitung 5, die auf das Mundstück 19 für den Patienten zu gerichtet ist, ist das Sicherheitsventil 50 montiert, dessen Einzelheiten auf Pig. 3 dargestellt sind. Dieses Sicherheitsventil wird durch den durch die Zweigleitung 51 abgenommenen Ausgangsdruck der Turbine gesteuert.

Die Leitung 5 ist über eine Zweigleitung 52 und eine Bohrung 53 mit dem Inneren eines Gehäuses 54 in Verbindung, von dem mindestens der Boden 54a ferromagnetisch ist. In diesem Gehäuse ist eine Scheibe 55 beweglich, die aus einem magnetischen Gummi besteht, d.h. aus einem Elastomer, welches magnetische Partikel enthält, die magnetisiert und ausgerichtet sind.

tfenn in der Zweigleitung 51 kein Druck auftritt, haftet der Ventilkörper 55 am Boden 54a und gibt den Durchgang der Luft zwischen der Bohrung 53 und einer benachbarten Bohrung 56 frei,die in einer aus einem nicht magnetischen Werkstoff bestehenden Platte 57 vorgesehen ist, an welcher das Gehäuse 54 befestigt ist.

Wenn dagegen die Turbine einen Durchsatz hat, wird der Ventilkörper 55 auf die dargestellte Weise durch den Luftdruck gegen die Platte 57 gedrückt und die Verbindung der Leitung 5 mit der Außenluft ist unterbrochen.

Auf diese ./eise kann der Patient, solang die Turbine einen Durchsatz hat, die von der Turbine gelieferte, gegebenenfalls mit Sauerstoff versetzte Luft einatmen, während im Falle eines Ausfalls der Turbine die Außenluft über die Zweigleitung 52 und die Bohrungen 53 und 56 eingeatmet werden kann.

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Bel einer praktischen Ausführungsform der Erfindung besitzt die Turbine sechs Stufen und hat einen Druck von etwa 100 bis 120 cm Wasser und' einen Durchsatz von etwa 250 Liter/Min. Tatsächlich genügt ein Durchsatz von 25 bis 30 Liter/Min. Der momentane Durchsatz muß jedoch mit Sicherheit zum Zeitpunkt der Öffnung des Magnetventils 45 bis 100 Liter/Min, erreichen können.

Die Luft verläßt die Turbine mit einer Temperatur von 60 bis 70 und, nachdem sie durch Durchgang durch den .Befeuchter gesättigt wurde, wird sie zweckmäßigerweise auf eine Temperatur von 30 bis 35° gebracht.

Zu medizinischen Zwecken kann die Frequenz auf 10 bis 60 Ausatmungen und Einatmungen pro Minute eingestellt werden. Zu tierärztlichen Zwecken kann dieser Bereich je nach der Tiergattung weiter ausgedehnt werden. In der Praxis kann die Atemfolge der Vorrichtung pro Minute zwischen 1 und 100 eingestellt werden.

Die Erfindung eignet sieh für alle Krankheiten, die die Verwendung eines Atemgerätes erfordern, und insbesondere zur Behandlung von chronischen Atemschwächen zu Hause.

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Claims

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Patentansprüche

Atemgerät, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Elektromotor (1) besitzt, der eine Luft liefernde Turbine (2) antreibt, die über eine Leitung (5) zur Luftzufuhr, eine verstellbare Verengung (8), und ein vor dieser befindliches, durch Einrichtungen (25) zur periodischen Öffnung gesteuertes Magnetventil (6) ein Mundstück (19) speist.
2. Atemgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zu der durch die Turbine (2) gespeisten Leitung (5) zur Luftzufuhr eine zweite Leitung (9) parallel geschaltet ist, die in diese Leitung (5) mündet und durch unter Druck stehende Behälter (10) mit Sauerstoff gespeist ist.
3. Atemgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitung (9) zur Sauerstoffzufuhr über eine verstellbare Verengung (14) zur Durchsatzregulierung durch Drosselung des Gasstroms vor dem Magnetventil (6) der Leitung (5) zur Luftzufuhr frei in diese Leitung (5) mündet.
4. Atemgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitung (9) zu Sauerstoffzufuhr ein Magnetventil (12) enthält, das im Ruhezustand geschlossen ist und dessen Wicklung (13) paraLlel mit dem Elektromotor (I) gespeist wird.
5. Atemgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t , daß das zu dem Mundstück (19) füh-

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rende Rohr (18) längenmäßig zur Einstellung der lemperatur der zu dem Mundstück gelangenden Luft.ausdehnbar ist.
6. Atemgerät nach Anspruch 1, dadurch ge k e η η ζ e i c-h.net , .daß die Leitung (5) zur Luftzufuhr zu dem Mundstück (19) hinter dem Magnetventil (6) einen Luftbefeuchter (15) durchquert, in-welchem ein Heizwiderstand (17) Wasserdampf erzeugt.
7- Atemgerät nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet , daß der Rahmen der Torrichtung Griffe für den Transport und ein Kabel (21) zum Anschluß an eine elektrische Steckdose besitzt.
8. Atemgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Mundstück (19) einen zu einer Schnauze (45) abgeflachten starren Teil besitzt, der an seinen beiden Seiten jeweils eine Öffnung (46) aufweist und in dem ein Ventil (47) mit zwei Lippen, ein sogenanntes Gummilippenventil, vorgesehen ist, dessen Lippen abwechselnd den Durchgang-in dem Mundstück (19) -und die Öffnungen (46) der starren Schnauze (45) schließen.
9. Atemgerät nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitung (5) zur Luftzufuhr ein Sicherheitsventil (50) zur Belüftung besitzt, das normalerweise durch Einwirkung einer Rückholkraft geöffnet ist und durch den am Ausgang der (Turbine (2) herrschenden Luftdruck geschlossen gehabten ist, der diesem Sicherheitsventil durch eine Zweigleitung (51) zugeführt wird.
10. Atemgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Rückholkraft eine magnetische Kraft ist. ■

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11. Atemgerät nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil (50) eine Scheibe (55) aus einem magnetische
Partikel enthaltenden Elastomer besitzt, die in einem flachen Gehäuse (54) beweglich ist, das auf einer Seite eine nicht magnetische Wand (57), die mit zwei Bohrungen (56)
versehen ist, deren eine mit der Außenluft und deren andere mit der Leitung (5) zur Luftzufuhr verbunden ist, und auf der anderen Seite einen ferroma^netisehen Boden (54a) besitzt, in welchem die Zweigleitung (51) mündet.

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L e e r s e i t e