DE2351627A1 - Warnvorrichtung zur anzeige eines druckabfalls - Google Patents
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Description
DIPLOMINGENIEUR
PATE NTAN WALT
β MÜNCHEN 5 · GORNELIUSSTRASSE 42 · TELEFON 24Ο775
1746
Societe Minerve S.A. lbis-3, rue Barbes
F-92400 Courbevoie
Warnvorrichtung zur Anzeige eines Druckabfalls
Die Erfindung betrifft eine Warnvorrichtung zur Anzeige eines Druckabfalls, insbesondere für automatische Beatrnungsgeräte,
die einer von einer Strömungsmittelquelle ausgehenden
Speiseleitung für ein unter Druck stehendes Strömungsmittet
zugeordnet ist, wobei der Druckabfall angezeigt werden soil, wenn nach e'iner vorgegebenen Zeit der Druck nicht einen ge-·
wissen Maximalwert erreicht hat.
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Es gibt bereits Warnvorrichtungen dieser Art zur Anzeige eines Druckabfalles, welche mechanisch oder elektrisch betätigbar sind,
Ss hat sich in der Praxis gezeigt, daß diese Vorrichtungen nicht ganz so zuverlässig sind, wie es bei Geräten zur automatischen,
■ künstlichen Beatmung erforderlich ist.
Die Überwachung von Gasbewegungen langer Dauer erfordert
kostspielige elektrische und elektronische Apparate. Der wichtigste zu beobachtende Parameter der Gasbewegung ist der
Stillstand des Beatmungsgerätes oder der Ausfall, bzw. die Unterbrechung eines der Kanäle, die das Beatmungsgerät mit
dem Kranken verbinden. In einem solchen Fall bleibt der Druck in der Strömungsmittelquelle aufrechterhalten, während die
Speiseleitung für das unter Druck stehende Strömungsmittel
einen Druckabfall erfährt, der durch eine Warnvorrichtung angezeigt werden muß.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Warnvorrichtung mit höchster Zuverlässigkeit zu schaffen. Sie ist dazu bestimmt,
optische und/oder akustische Signale zu erzeugen, wenn der maximale Beatmungsdruck unterhalb einer vorgegebenen Schwelle
liegt und nach einer Verzögerung, deren minimale Dauer größer
ist, als die längste Periode des Beatmungszyklus.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß die Warnvorrichtung für pneumatische Funktionsweise ausgelegt
ist, daß die Strömungsmittelquelle an einen Verzögerungskreis angeschlossen ist, der mit einem Ausgang über eine
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normalerweise geschlossene manometrische Kapsel mit der Speiseleitung verbunden ist, wobei die Kapsel jedoch geöffnet
ist, wenn der Druck in der Speiseleitung einen Maximalwert erreicht, um den Verzögerungskreis zu leeren,
daß der Ausgang zugleich mit einer logischen pneumatischen Zelle der Funktion JA verbunden ist, die normalerweise geschlossen
ist um die Versorgung wenigstens eines Warnorgans aus der .Strömungsmittelquelle zu verhindern, und geöffnet,
wenn der Druck im Verzögerungskreis einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, weil der Druck in der Speiseleitung
den Maximalwert nicht erreicht hat und sich die manometrische Kapsel nicht geöffnet hat.
Der Hauptvorteil· der vorliegenden Erfindung gegenüber bisher
bekannten Vorrichtungen der gleichen Art besteht außer ihren wenig erhöhten Kosten in der Hohen. Zuverlässigkeit der Funktion.
Diese kann nur dadurch erhalten werden, daß man das unter Druck stehende Gas, das die Speiseleitung mit einem unter Druck
stehenden Strömungsmittel versorgt, als. Träger der Information
benutzt, die die Überwachung des Druckes durch Anzeige eines entsprechenden Druckabfalles bewirkt. Das unter Druck stehende
Gas ist im Falle eines Gerätes zur künstlichen Beatmung komprimierter Sauerstoff. An Stätten, die sich der Wiederbelebung
durch künstliche Beatmung widmen, steht komprimierter Sauerstoff ununterbrochen zur Verfügung.
Anhand der nun folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese
näher erläutert.
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Ss zeigt:
Figur 1 eine schematische Blockdarstellung einer erfindüngsgemäßen
Vorrichtung,
Figur 2 eine pneumatisches Schaltbild der gleichen Vorrichtung
und
Figur 3 eine graphische Darstellung des Druckverlaufs in der
Speiseleitung des unter Druck stehenden Strömungsmittels als Funktion der Zeit, sowie gleichzeitig
die Druckentwicklung im. Bereich des Verzögerungssystems
der erfindüngsgemäßen Warnvorrichtung zur
Anzeige eines Druckabfalls.
Die erfindungsgemäße und in den Figuren 1 und 2 dargestellte
Vorrichtung ist einer Speiseleitung 4 für unter Druck stehendes Strömungsmittel zugeordnet, insbesondere einem Beatmung skreis
eines Gerätes zur künstlichen, automatischen Beatmung. Sie soll jeden anormalen Druckabfall in dieser Leitung anzeigen, beispielsweise
auf Grund eines Stillstandes des Beatmungsgerätes, wenn
der Druck in dieser Leitung nach einer gewissen Vorgegebenen Zeit nicht ein gewisses Niveau erreicht hat.
Man hat festgestellt, daß nur eine Warnvorrichtung, die als Energiequelle ein Gas besitzt, alle Garantien für eine zuverlässige
Funktion bietet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dieser Art und nach der schematischen Darstellung in Figur 1 ist deshalb
mit einer Strömungsmittelquelle 1 verbunden, wobei das Strömungsmittel aus einem komprimierten Gas besteht. Diese
Strömungsmittelquelle 1 speist die Speiseleitung 4 mit einem unter Druck stehenden Strömungsmittel und gleichzeitig eine
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pneumatische Verzögerungseinrichtung 2, mit deren Eingang
Ε* sie verbunden ist.
Die Verzögerungseinrichtung 2 ist mit ihrem Ausgang S^ mit
dem Eingang E,. einer manometrischen Kapsel 3 verbunden. Der
Ausgang S" der Kapsel, der mit der Speiseleitung 4 des unter dem durch die Warnvorrichtung kontrollierten Druck stehenden
Ströüiungsmittels verbunden ist, ist normalerweise geschlossen.
Ausgang S9 des Verzögerungskreises 2 ist gleichzeitig mit
einem Steuereinga.ng C1- einer pneumatischen Zelle 5 mit der
logischen Funktion JA verbunden. Diese Zelle ist über ihren Eingang E_ mit der Strömungsmittelquelle 1 und über ihren
normalerweise geschlossenen Ausgang S,- mit wenigstens einem,
Warnorgari 6 mit akustischer und/oder optischer Anzeige verbunden,
wobei Warnorgane in ausreichender Zahl an allen ge-.eignet
ausgewählten Stellen angeordnet sind, insbesondere eine Pfeife 7 una ein pneumatisch betätigtes, optisches
Anzeigeelement 8.
Die Warnvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, ist außerdem
bei einer Ausführungsform, die. aus dem pneumatischen Schaltbild
nach Figur 2 ersichtlich ist, am Anschlußpunkt 20 an die Quelle 1 des unter Druck stehenden Strömungsmittels mit einem
Steuerhahn 10 versehen, der die Stellungen "Betrieb" und "iüihe"
besitzt. ·
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Der Verzögerungskreis 2 umfaßt eine Einschnürung 11, die einen Widerstand darstellt, der in Reihe im Gaskanal angeordnet
ist, der von der Strömungsmittelquelle 1 zu einem Speicher 12 führt, der über die Einschnürung 11 gespeist wird.
Die manometrische Kapsel 3 besteht aus einem normalerweise
geschlossenen Ventil, das in den Strömungsweg des Gases zwischen einer Leitung 21 und einer Leitung 22 eingefügt ist,
wobei die Leitung 21 den .Eingang E- der Kapsel an den Ausgang
S^ des Verzögerungskreises anschließt, während die Leitung
22 den Ausgang S- der Kapsel mit der Speiseleitung 4 des
unter Druck stehenden Strömungsmittels, das heißt des Beatrnungskreises, verbindet, der unter der Kontrolle der Warnvorrichtung
steht.
Diese manometrische Kapsel 3 umfaßt ein Gehäuse 3.1 aus zwei
Teilen, in dessen Innerem eine elastische Membran 32 angeordnet ist, die zwei' Kammern 33 und 34 voneinander trennt.
Eine Feder 35, deren Federkraft entsprechend dem öffnungsdruck P des Ventils mittels eines nicht dargestellten Knopfes regelbar
ist, ist innerhalb der oberen Kammer 33 angeordnet. Die Feder 35 drückt über eine dazwischen liegende Scheibe 36 auf
die Membran 32.
Ein Ventilkörper 38 ist in der unteren Kammer 34 angeordnet. Er kann die Verbindung zwischen der Eingangsöffnung E- und
dem Inneren dieser Kammer, in die der Ausgang S~ einmündet
unterbrechen oder nicht.
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Ein mit einer fest mit der Membran 32 verbütideheti Druckplatte
41 versehener Druckkörper 40 ist außerdem mit einem fest mit
dem Ventilkörper 38 verbundenen Stempel 42 versehen. Normalerweise
drückt die Feder 35 auf die Membran 32 üttd die Drückplatte;
41 des Drückkörpers 40 drückt dtLrcÜ den Stempel 42
deü Ventilkörper 38 atif die E ihgartg Soff ruing E„ um Sie ,zu
verschließen.
Die pneumatische Zelle .5 mit der logischen Funktion' Ja ist
ein Steuerventil, das normalerweise geschlossen ist und au
eine Eeitüng 23 angeschlossen ist, die den Steüereingäng C1-mit
dom Msgäng Sa des Verzögerungskreises 2 verbindet. Diese
prieüma fei sehe' Zeile 5 ist gleichermaßen in den Strömurigsweg
des voti der Strömungsmitte !quelle 1 kommenden Gases einbezögen,
wobei die Strömüngsmitteiqttelle an ihren Eingang E5 angeschlossen
ist. Da die Zelle normalerweise geschlossen
ist j verhindert öle y daß das Gas die Warnorgarie 7 und 8
erreichen kann, die an den Äusgäng S_ dieser Zeile angeschlossen
sitid.
Die pneumatische Zelle 5 umfaßt ein Gehäuse 51, das mit drei Öffnungen versehen ist, nämlich einer EingangsÖffnung
En. für das komprimierte Gas, eine Aus gangs öffnung S1. und
eine Steueröffnung G^. Die Eingangs öffnung En. steht mit
einer oberen Kammer 52 in Verbindung, die Ausgangsöffnung
S1. mit einer mittleren Kammer 53 und die Steueröffnung C,-mit
einer unteren Kammer 55.
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Die beiden Kammern 52 und 53 werden durch feste Wände begrenzt,
die durch Öffnungen 56, bzw. 57 durchbrochen sind. In der Öffnung 56. sitzt auf der Seite der oberen Kammer eine
Kugel 58, die einen beweglichen Ventilkörper darstellt, der auf einen dichtenden Ventilsitz aufgesetzt werden kann.
Ein Stempel 59 eines in der mittleren Kammer 54 angeordneten Druckkörpers 60 ragt durch die öffnung 57 gegen die Kugel 58.
Der Druckkörper 60 ruht auf einer Membran 61 auf, die eine elastische Wand zwischen der unteren Kammer 55 und der mittleren
Kammer 54 bildet. : -
Das aus der Strömungsmittelquelle 1 kommende Gas drückt normalerweise
die Kugel 58 auf ihren Sitz und schließt den Durchgang in Richtung auf die mittlere Kammer 53 und die Auslaßöffnung
S1-. Die pneumatischen Warnorgane 7, 8 werden auf diese
Weise nicht mit unter Druck stehendem Gas versorgt.'
Die prinzipielle Funktionsweise der erfindungsgemäßen Warnvorrichtung
wird unter Benützung der graphischen Darstellung nach F igur 3 erläutert, die in der im unteren Teil angeordneten
Kurve die Entwicklung des Druckes in der Speiseleitung 4 für das unter Druck stehende Strömungsmittel als
Funktion der Zeit darstellt. Bei normalem Betrieb nimmt
dieser Druck ausgehend von einem anfänglichen Wert 0 zum
Zeitpunkt 0 gegen einen Wert P zu. Wenn dieser Wert einmal erreicht ist, fällt der.Druck rasch bis auf den Anfangswert
0 ab. Dies erfolgt während einer Zeitspanne t1, nach der der
τ 9 409 8 17/08 8?
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Zyklus von Neuem beginnt und sich wiederholt.
Die Kurve im oberen Teil der graphischen Darstellung in
Figur 3 zeigt die gleichzeitige Entwicklung des Druckes
im Speicher 12, in der Leitung 23 und in der Kammer 55.
der pneumatischen Zelle 5. Bei normalem Betrieb nimmt
dieser Druck von einem Anfangswert P„, in Abhängigkeit von der Strömungsmittelquelle 1 und dem Widerstand 11 zu. Wenn
der Druck in der Speiseleitung 4 ausreichend zugenommen hat, um die manometrische Kapsel 3 zu öffnen, beginnt sich der
Speicher 12 zu entleeren. Der Druck im Speicher 12 verringert sich ziemlich rasch und deshalb erreicht er nicht
das Niveau P ,, das erforderlich ist, um die pneumatische
Zelle 5 zu betätigen, die Warnorgane bleiben deshalb in Ruhe.
'Wenn der Druck in der Speiseleitung 4 für das unter Druck
stehende Strömungsmittel nach einer Zeitspanne t„>t,
keinen höheren Druck erreicht, als P, <?, kann die manometrische
Kapsel 3 die Leitung 21 nicht öffnen und die Zelle 12 füllt sich mehr und mehr und erreicht nach einer Zeitspanne t9>t, einen
Druck P -J^P · Die pneumatische Zelle 5 wird-betätigt. Das
unter Druck stehende, von der Strömungsmittelquelle zuströmende
Gas strömt über die Warnorgane und es wird ein Warnsignal erzeugt.
Eine Verzögerungseinrichtung ist,deshalb erforderlich,
damit der Alarm nicht ausgelöst wird, wenn der Druck P -i
im Speicher 12 erreicht wird.
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Die tatsächliche Funktionsweise der Warnvorrichtung wird nachfolgend anhand des in Figur 2 dargestellten Schemas .
erläutert.
Das unter Druck stehende, aus der Strömungsmittelquelle 1
gelieferte Gas trifft, nachdem es dem Druck des Kreises
unterworfen worden ist, auf seinem Weg zu den Warnorganen auf die pneumatische Zelle 5, die geschlossen ist. Es erscheint
deshalb weder die optische Anzeige 8, noch ertönt die Pfeife 7. Der Speicher 12 füllt sich über die Einschnürung
11, der Druck in der Kammer 55 der pneumatischen Zelle 5 steigt an, überschreitet aber den Wert P nicht,
de;a er nach einer Zeit tn erreicht, wobei dieser Druck aber
nicht ausreichend ist, um diese Zelle zu betätigen.
Dagegen öffnet der maximale Atmungsdruck P eines jeden Atmungszyklus die manometrische Kapsel 3, denn der bei
ihr über den Ausgang S„ ankommende Druck wirkt* auf die
Membran 32 entgegen der Wirkung der Feder 35 ein. Biese Membran hebt den Druckkörper 40 an, worauf der Stempel 42
das Ventil 38 öffnet. Der Speicher 12 entleert sich dann über die Leitung 21. Ss findet ein regulärer Zyklus statt
und es wird kein Warnsignal gegeben. Wenn das aus dem Beatmungskreis stammende Signal verschwindet oder nach
einer Zeitspanne t~ nicht ausreichend bleibt, um die manometrische
Kapsel 3 zu betätigen, beginnt die Zeitverzögerung zu arbeiten. Der Druck im Speicher nimmt zu, denn dieser kann
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sich mehr über die Leitungen 21 und 22 entleeren. Sobald
die Zeitverzögerung ihren Endpunkt erreicht hat, bei dem
der Druck am Ausgang S9 des Verzögerungskreises 2 den Wert
P -ii>P erreicht hat, wird die pneumatische Zelle 5 im Sinne
der logischen Funktion JA betätigt. Der mit dem Wert P , in
- G-L
der Leitung 23 ankommende Druck hebt die Membran 61 und den ■
Druckkörper 60. Die Kugel 58 wird angehoben und öffnet die Verbindung zwischen den Kammern 52 und 53. Das aus der
Strömungsmittelquelle 1 stammende Gas strömt gegen den Ausgang Sn. und zu den Warnorganen 7 und 8, die Warnsignale abgeben.
Es ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Anzeige eines Druckabfalls in allen unter Druck stehenden Strömungsmittelkreisen verwendet werden kann, seien sie pulsierend
betätigt oder nicht. Die Anwendung der Warnvorrichtung lediglich bei einem automatischen Gerät zur künstlichen Beatmung
ist als nicht einschränkendes Beispiel beschrieben worden, die Vorrichtung kann Gegenstand zahlreicher Ausführungsformen sein, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
- Ansprüche: -
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.
Claims (8)
- PatentanwaltDlpMng. H. Lamprecht .o:icof,8 München 5 Z 3 5 I O 2 / Cortwlluutra·· 41- 12 - 1746Ansprüche:[ l.iWarnvorrichtung zur Anzeige eines Druckabfalls, insbesondere für automatische Beatmungsgeräte, die einer von einer Strömungsmittelquelle ausgehenden Speiseleitung für ein unter Druck stehendes Strömungsmittel zugeordnet ist, wobei der Druckabfall angezeigt werden soll, wenn nach einer vorge* gebenen Zeit der Druck nicht einen gewissen Maximalwert erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Warnvorrichtung für pneumatische Funktionsx^eise ausgelegt ist, daß die Strömungsmittelquelle (l) an einen Verzögerungskreis (2) angeschlossen ist, der mit einem Ausgang (S^) über eine normalerweise geschlossene Kapsel (3) mit der Speiseleitung (4) verbunden ist, wobei die Kapsel jedoch geöffnet ist, wenn der Druck in der Speiseleitung einen Maximalwert (P) erreicht, um den Verzögerungskreis zu leeren, daß der Ausgang (S^) zugleich mit einer logischen pneumatischen Zelle (5) der Funktion JA verbunden ist, die. normalerweise geschlossen ist, um die Versorgung'wenigstens eines Warnorgans. (6) aus der Strömungsmittelquelle zu verhindern, und geöffnet, wenn der Druck im Verzögerungskreis einen vorgegebenen Schwellenwert (P ,) überschreitet, weil der Druck in der Speiseleitung den Maximalwert (P) nicht erreicht hat und sich die manometrische Kapsel nicht geöffnet hat.
- 2. Warnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungskreis (2) eine Einschnürung (11) besitzt, die im Strömungsweg des komprimierten Gases in Reihe- 13 -409817/0887-'13 - 1746mit-einem Speicher (12) angeordnet ist, wobei der Verzögerungskreis einen Eingang (EJ besitzt, mit dem diese Einschnürung an die Strömungsmittelquelle (l) angeschlossen ist, sowie einen Ausgang (S2) in Verbindung mit dem Speicher (12).
- 3. Warnvorrichtung nach einem der Ansprüche l^oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die' manometrische Kapsel (3) mit einem Eingang (E„) über eine Leitung 21 mit dem Ausgang (S„) des Verzögerungskreises (2) und über einen Ausgang (Sn) und eine Leitung (22) mit der Speiseleitung (4) verbunden ist.
- 4. Warnvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die manometrische Kapsel (3) als Ventil ausgebildet ist, dessen Eingang (£„) normalerweise geschlossen ist und sich zur Herstellung einer Verbindung mit dem Ausgang (S.-) öffnet, wenn der Druck in der Speiseleitung (4) den Maximalwert (P) erreicht.
- 5. Warnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Zelle (5) als Steuerventil ausgebildet ist, das normalerweise die Verbindung zwischen einem an die Strömungsmittelquelle (1) angeschlossenen Eingang .(E1.) und einem mit dem Warnorgan (6) verbundenen Ausgang (S1.) unterbricht. ' ·
- 6. Warnvorrichtung nach·einem der vorhergehendenAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Zelle (5) geeignet ist, sich zu öffnen und durch Verbindung des Warn-409817/0887 - 14 -- 14 - . 1746organs (6) mit der Strömungsmittelquelle (1) ein Warnsignal auszulösen, wenn der Druck des vom Speicher 12 über eine mit dessen Ausgang (S2) verbundene Leitung (23) dem Steuereingang (C1.) der pneumatischen Zelle zuströmenden Strömungsmittels den Schwellenwert (P ,) erreicht.el
- 7. warnvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Warnorgan (6) wenigstens eine Pfeife (7) und/oder wenigstens eine pneumatisch betätigbare optische Anzeigevorrichtung (8) umfaßt.
- 8. Warnvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Anschlußstelle (20) der Strömungsmittelquelle (1) ein Steuerhahn (10) mit den Stellungen "Betrieb" und "Ruhe" vorgesehen ist.DipUlng. Π. Lampracht409817/0887
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| FR2202677B1 (de) | 1976-05-21 |
| NL7313998A (de) | 1974-04-18 |
| US3870012A (en) | 1975-03-11 |
| JPS4994190A (de) | 1974-09-06 |
| IT995889B (it) | 1975-11-20 |
| FR2202677A1 (de) | 1974-05-10 |
| BR7308078D0 (pt) | 1974-06-27 |
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