DE2600227A1 - AUTOMATIC VENTILATOR WITH FACE MASK - Google Patents
AUTOMATIC VENTILATOR WITH FACE MASKInfo
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Description
ΟΛ;Ν. Ο,^,Ν. M. ,C Ο,Ρ, .-PHV.. Ο.. ΟΛ ; Ν . Ο, ^, Ν. M., C Ο, Ρ,.-PHV .. Ο ..
IN STUTTGART ΟΚΠΠ ? 97IN STUTTGART ΟΚΠΠ? 97
RICCARDO SPASCIANI SpA., MILANO - ITALIEN "Automatischer Beatmungsapparat mit Gesichtsmaske"RICCARDO SPASCIANI SpA., MILANO - ITALY "Automatic ventilator with face mask"
Es sind automatische Beatmungsapparate bekannt, die eine Druckluftquelle umfassen, wobei Druckluft einer am Gesicht des Benutzers eng anhaftenden Maske zugeführt wird, die mit einer die Luftabgabe an die Maske überwachenden Vorrichtung versehen ist.Automatic ventilators are known which comprise a source of compressed air, wherein compressed air a mask that adheres closely to the face of the user and that with an air release is provided on the mask monitoring device.
Bei einer ersten Art solcher Beatmungsapparate öffnet sich die Druckluftabgabevorrichtung, sobald zufolge der Lungeneinatmung in der Atemmaske ein Unterdruck erzeugt wird, der durch EinwirkungIn a first type of ventilator of this type, the compressed air delivery device opens as soon as it is As a result of lung inhalation, a negative pressure is generated in the breathing mask, which is caused by the action
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auf eine elastische Membrane die Öffnung eines Abcperrventils hervorruft; die ausgeatmete Luft wird über* ein Ausatemventil (mit dem die Gesichtsmaske selbst versehen ist) ausgestossen, das dem Luftdurchfluss einen sehr niedrigen Widerstand leistet.the opening of a shut-off valve on an elastic membrane evokes; the exhaled air is * an exhalation valve (with which the face mask itself is provided) expelled, which the air flow has very low resistance.
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Bei einer anderen Art eines sogenannten "Überdruck" Beatmungsapparates, wird der Luftstrom von der Abgabevorrichtung solange in die Gesichtsmaske eingeleitet, bis innerhalb derselben ein bestimmter Druckwert erreicht wird, der grosser ist als der atmosphärische Druck. Die Ausstossung der ausgeatmeten Luft erfolgt auch hier über das Ausatemventil, das jedoch in diesem Fall dem Luftdurchfluss einen gewissen Widerstand leisten kann, da sich das Ventil selbst bei einem sich leicht oberhalb des die Schliessung der Luftabgabevorrichtung bestimmenden Druckes liegenden Druck öffnen muss. Dieser Widerstand wird im allgemeinen mit Hilfe einer Feder erzielt, die auf die Membran des Ventils einwirkt.With another type of so-called "overpressure" Ventilator, the airflow from the dispenser is introduced into the face mask as long as until a certain pressure value is reached within it, which is greater than atmospheric pressure. The exhaled air is also expelled here via the exhalation valve, but in this case the Air flow can offer a certain resistance, because the valve itself is slightly above the closing position of the air delivery device Pressure lying pressure must open. This resistance is generally provided with the help of a spring achieved, which acts on the membrane of the valve.
Bei dieser Beatmuiigsapparatart wird erreicht, dass auch während des EinatmungsVorganges das System gegenüber dem Raumdruck einen Überdruck besitzt, wodurch durchaus vermieden wird, dass Aussenluft zufällig in die Maske eindringen könnte, auch wenn diese letztere nicht genau das Gesicht umschliesst oder an irgendeiner Stelle nicht luftdicht ist. Es liegt nahe, dass die Druckwerte innerhalb der Maske sowohl vom Druckwerk, der erforderlich ist, um den von der Abgabevorrichtung herkommenden Luftstrom zu unterbrechen, als auch vom Atemwiderstand des Ausatemventils abhängen.With this type of ventilator, that too is achieved the system opposite during the inhalation process the room pressure has an overpressure, which completely prevents outside air from accidentally entering the mask could penetrate, even if the latter does not exactly surround the face or not at any point is airtight. It is obvious that the pressure values within the mask are both required by the printing unit is to interrupt the air flow coming from the dispenser, as well as the breathing resistance of the Unhook the exhalation valve.
Bei den automatischen Uberdruckbeatmungsapparaten liegtIn the case of the automatic positive pressure ventilators
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ein sehr heikles Problem vor, was die Eichung der Eintrittsund Austrittsventile angeht. Was das Ausatemventil betrifft, muss nämlich ein genauer und konstanter Wert des die Öffnung der Abgabevorrichtung festlegenden Druckes P erreicht werden, der mit dem Wert des die Schliessung der Abgabevorrichtung festlegenden Druckes P in Beziehung steht.presents a very delicate problem with regard to the calibration of the inlet and outlet valves. As for the exhalation valve, a precise and constant value of the pressure P defining the opening of the dispensing device must be achieved, which is related to the value of the pressure P determining the closure of the dispenser.
Liegt nämlich P zufällig unterhalb von P , so wird die · Abgabevorrichtung nicht geschlossen und in der Maske herrscht ein ununterbrochener Luftstrom, der klarerweise mit einer korrekten Ausnutzung einer autonomen, den Beatmungsapparat speisenden Luftquelle unvereinbar ist.If P happens to be below P, then the Dispenser not closed and there is a continuous flow of air in the mask, which is clearly associated with a Correct use of an autonomous air source feeding the ventilator is incompatible.
Andererseits darf P nicht übermässig grosser sein als P ,On the other hand, P must not be excessively larger than P,
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um nicht einen unzulässigen Widerstand gegen die Luftausstossung aus der Maske zufolge der Ausatmung des Benutzers zu erzeugen, der dadurch durch Ermüdung beansprucht würde.so as not to create undue resistance to the expulsion of air from the mask as a result of the exhalation of the user to generate, which would thereby be stressed by fatigue.
Die praktischen der Eichung gesetzten Grenzen sind daher nicht nur stark eingeschränkt, sondern sie müssen auch in einem klar festgelegten Bereich gegenüber dem Eichungswert der Abgabevorrichtung enthalten sein. Dies führt zu einer erheblichen Schwierigkeit bei der Einstellung einer jeden Maske und der Abgabevorrichtung, vor allem wenn diese abwechselnd mit verschiedenen Masken arbeiten muss. Die Abnützung einer der Bestandteile, der eine Ausbesserung oder eine Ersetzung erforderlich macht, verlangt eine neue Überprüfung und Eichung.The practical limits set for the calibration are therefore not only severely restricted, they must also be contained in a clearly defined range against the calibration value of the dispenser. this leads to a significant difficulty in adjusting each mask and delivery device, especially when they are have to work alternately with different masks. The wear and tear of one of the components, requiring a repair or requires replacement, requires a new check and calibration.
Schliesslich ist es nicht möglich, in der Praxis Masken mit einer optimalen Arbeitsweise zu verwirklichen, die eine bequeme Einstellung des Wertes des Lufteintrittsdruckes besitzen: es wäre .nämlich eine gleichzeitige EinstellungAfter all, it is not possible to use masks in practice to realize with an optimal working method, which have a comfortable setting of the value of the air inlet pressure: it would be a simultaneous shot
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des Druckwertes erforderlich, der' die Öffnung des Ausatemventils steuert.of the pressure value required, the opening of the exhalation valve controls.
Die vorliegende Erfindung besitzt die Aufgabe, die beschriebenen, den herkömmlichen Masken anhaftenden Mangel zu beheben und schlägt dazu vor, die Eichung des Ausatemventils automatisch der Eichung der Abgabevorrichtung zu unterstellen.The present invention has for its object the described deficiencies inherent in conventional masks to fix and proposes to calibrate the exhalation valve automatically to calibrate the dispensing device to assume.
Ein automatischer LJeatmungsapparat umfasst erfindungsgem'ass eine Luft zuführungsleitung, die über ein, den Druck in der Maske fühlendes und bei Überschreitung eines ersten Grenzwertes dieses Druckes sich schliessendes Eintrittsventil und, in Folge, über eine Rückschlagventil mit einer Gesichtsmaske verbunden ist, wobei diese Gesichtsmaske überdies mit mindestens einem einsinnigen, den Druck in der Gesichtsmaske fühlenden Ausatemventil versehen ist, das von, den Luftdruck zwischen dem Eintrittsventil und dem Rückschlagsventil fühlenden Mitteln derart belastet wird, dass es bei Überschreitung des Druckes in der Maske über einem zweiten, oberhalb des ersten Grenzwertes liegenden Grenzwert geöffnet wird.An automatic breathing apparatus comprises according to the invention an air supply line that has a, the pressure in the mask sensing and when a first is exceeded Limit value of this pressure closing inlet valve and, as a result, via a non-return valve a face mask is connected, this face mask also with at least one unidirectional, the pressure in the Face mask sensing exhalation valve is provided, the air pressure between the inlet valve and the check valve sentient means is so stressed that when the pressure in the mask is exceeded, it is over a second limit value lying above the first limit value is opened.
Zur besseren Verständlichkeit der Vorteile und der baulichen sowie funktionellen Merkmale eines erfindungsgemassen, automatischen Beatmungsapparates, wird nachstehend eine beispielshafte Ausführungsform beschrieben, die in der anliegenden Zeichnung dargestellt ist, in der eine teilweise im Bereich ihrer Ventilorgane zur Überwachung des in sie eingeführten Luftstromes geschnittene Gesichtsmaske eines automatischen Beatmungsapparates gezeigt ist.For a better understanding of the advantages and the structural and functional features of an automatic according to the invention Ventilator, is exemplified below Embodiment described in the attached Drawing is shown in which a partially in the area of their valve organs to monitor the in them Introduced air flow cut face mask of an automatic ventilator is shown.
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Wie in der Figur gezeigt,trägt eine im allgemeinen mi IO angegebene Gesichtsmaske eine Luftzuführungsvorrichtung 11 und eine Luftablassventil 12.As shown in the figure, one generally carries mi IO indicated face mask an air supply device 11 and an air release valve 12.
Der Vorrichtung 11 wird Luft mit angemessenem Druck über eine Leitung 13 zugeführt, die an irgendeine zweckmässige Luftquelle angeschlossen werden kann. Die Luft erreicht eine durch ein Ventil 15 absperrbare Leitung 14. Das Ventil 15 wird durch eine Feder 16 in Schliessst ellung gedrückt und. von einem Schaft 17 getragen, der über Hebel, von denen einer in 18 beispielsweise dargestellt ist, auf einem BalgThe device 11 is supplied with air at an appropriate pressure via a line 13 connected to any suitable Air source can be connected. The air reaches a line 14 that can be shut off by a valve 15. The valve 15 is pressed by a spring 16 in the closing position and. carried by a shaft 17 which, via levers, of which one shown in Fig. 18, for example, on a bellows
19 abgestützt ist. Der Balg 19 wird durch eine innere Feder19 is supported. The bellows 19 is supported by an internal spring
20 ausgedehnt gehalten, die sich auf einem, innerhalb eines entsprechenden Sitzes des Innenraumes 22 des Balges 19 gesteuert verschiebbaren Element 21 abstützt.20 held extended, which is controlled on a, within a corresponding seat of the interior 22 of the bellows 19 displaceable element 21 is supported.
Das Ventil 15 ladet über 23 in einen Durchtritt 24 aus, der Luft sowohl dem Innenraum 22 als auch der Gesichtsmaske über ein als Rundmembran gezeigtes Rückschlagventil 25 zuführt. The valve 15 discharges via 23 into a passage 24, the air from both the interior 22 and the face mask via a check valve 25 shown as a round membrane.
Das Ventilaggregat 12 umfasst ein einsinniges Membranventil 26, auf dem der Balg 27 bei seiner Ausdehnung aufliegen kann. Dem Balg 27 wird über eine Leitung 28 von der Vorrichtung 11 in der Zwischenstellung zwischen dem Ventil 15 und dem Ventil 25 abgeleitete Luft zugeführt.The valve assembly 12 comprises a single-direction diaphragm valve 26 on which the bellows 27 rest when it expands can. The bellows 27 is connected via a line 28 from the device 11 in the intermediate position between the valve 15 and discharged air is supplied to the valve 25.
Die Betriebsv/eise des erläuterten, automatischen Beatniungsapparates wird nachstehend, auch unter Bezugnahme auf das Schaubild der Figur 2, kurz beschrieben.The operating mode of the explained automatic ventilator is briefly described below, also with reference to the diagram of FIG.
Der Gesichtsmaske 10 wird über 13 Luft zugeführt, bis inThe face mask 10 is supplied with air via 13 until in
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derselben ein Druck erreicht wird, der die Schlj.essung des Ventils 15 steuert. Man nehme an, dass der Balg durch die Feder 20 gespannt und P der Steuerdruck des Ventils 15 sei. Der Verlauf der Drücke beim Betrieb ist im allgemeinen annähernd jenem, der in Figur 2 mit der Kurve Λ angegeben ist, wobei die innerhalb der Maske herrschenden Drücke schematisch in Abhängigkeit der Zeit dargestellt sind.the same a pressure is reached that the Schlj.essung of the valve 15 controls. Assume that the bellows is tensioned by the spring 20 and that P is the control pressure of the valve 15 is. The course of the pressures during operation is generally approximately that indicated in FIG. 2 with the curve Λ is, the pressures prevailing inside the mask shown schematically as a function of time are.
Wird also in der Maske der Druck P erzielt, so verursacht eine Einatmung des Benutzers einen leichten Unterdruck, der solange das Ventil 15 offen hält, solange Luft verlangt wird. Wird die Einatmung beendet, so stabilisiert sich der Druck weiterhin auf P und der Balg 27 ist gleicherweise diesem Druck ausgesetzt, wobei in entsprechender Weise das Ventil 26 belastet wird. Dieses Ventil öffnet sich daher während der Ausatmung des Benutzers bei einem Druck, der um eine bestimmte Druckdifferenz Δ P gegenüber P grosser ist,If the pressure P is thus achieved in the mask, it is caused inhalation of the user a slight negative pressure, which keeps the valve 15 open as long as air requires will. If inhalation is ended, the pressure continues to stabilize at P and the bellows 27 is the same exposed to this pressure, the valve 26 being loaded in a corresponding manner. This valve opens therefore during the exhalation of the user at a pressure which is greater by a certain pressure difference Δ P compared to P,
Der Schliesskörper 26 wird nämlich an seiner Aussenseite konstant vom Druck P beaufschlagt, während er an seiner Innenseite von dem in der Maske herrschenden Druck beaufschlagt wird; die Differenz Δ-p zwischen diesen beiden Drücken muss daher die spontane Vorspannung überwinden, mit der der Schliesskörper in Schliessstellung verstellt wird. Wird diese Vorspannung in zweckmässiger Weise festgelegt, so erhält man einen gewünschten und konstanten Wert des ΔΡThe closing body 26 is namely on its outside constantly acted upon by the pressure P, while it is acted upon on its inside by the pressure prevailing in the mask will; the difference Δ-p between these two pressures must therefore overcome the spontaneous bias with which the closing body is adjusted in the closed position. Will If this bias is set in an expedient manner, a desired and constant value of the ΔΡ is obtained
Das Vorhandensein des Ventils 25 verhindert dass der Überdruck bei der Ausatmung in entsprechender Weise den BalgThe presence of the valve 25 prevents the overpressure the bellows in a corresponding manner on exhalation
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beaufschlagt.applied.
Ist die Spannung der Feder 20 null und die Verformung des Balgs 19 nicht beachtlich, so wird das Ventil 15 geschlossen, sobald der Druck innerhalb der Maske gleich Po, dem Atmosphärendruck,ist. Eine Einatmung verursacht einen leichten Unterdruck, der das Ventil 15 öffnet; zur Öffnung des Ventils 12 genügt dann bei der Ausatmung derselbe, leichte Überdruck Δ Ρ der, notwendig ist, um die Vorspannung des Schliesskörpers 26 ( Kurve β aus Figur 2) zu überwinden.If the tension of the spring 20 is zero and the deformation of the bellows 19 is not significant, the valve 15 is closed, as soon as the pressure inside the mask equals Po, the atmospheric pressure. Inhalation causes a slight negative pressure which opens valve 15; to open the valve 12 the same, slight overpressure Δ Ρ that is necessary to preload the closing body is then sufficient during exhalation 26 (curve β from Figure 2) to overcome.
Wird daher in angemessener Weise die Spannung der Feder 20 geändert, so kann der statische Druck in der Maske beliebig geändert werden, ohne deshalb die Luftausstossungskraft durch das Ventil 12 zu ändern.Therefore, if the tension of the spring 20 is appropriately changed, the static pressure in the mask can be arbitrary can be changed without therefore changing the air expulsion force by the valve 12.
Oben wurde in erklärender Weise eine schematische Ausführung des erfindungsgemassen, automatischen Beatmungsapparates beschrieben: es versteht sich jedoch, dass dieser mit jeder weiteren Vorrichtung und Zubehör ausgestattet werden kann, die die gewünschte Vollständigkeit der gestellten Aufgaben ermöglichen.Above, in an explanatory manner, is a schematic embodiment of the automatic ventilator according to the invention described: it goes without saying, however, that this can be equipped with any other device and accessories that enable the desired completeness of the tasks set.
Die Bestandteile der Maske selbst können die verschiedensten Ausbildungen annehmen, ohne deshalb den Bereich der Erfindung zu verlassen.The components of the mask itself can take on the most varied of designs without therefore falling outside the scope of the invention to leave.
So kann beispielsweise die Schlxessmembrane 26 direkt vom Balg 27 getragen Airerden, der andererseits selbst mit einem Wandteil ein Schliesselement der Luftablassung der Maske bilden kann.For example, the Schlxessmembrane 26 can directly from Bellow 27 worn Airerden, the other hand itself with a Wall part can form a closing element for deflating the mask.
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Die Vorspannung des Schliesskörpers 26, die den Wert des ΔΡ festlegt, kann auf verschiedenste Weisen erzielt werden: z.B. aufgrund der Elastizität des Balges, oder durch Einbringung einer Feder in den Schliesskörper, die auf ihn eine ähnliche Wirkung verursacht, wie die Feder 20 auf den Balg 19.The bias of the closing body 26, the value of the ΔΡ can be achieved in various ways: e.g. due to the elasticity of the bellows, or by incorporation a spring in the closing body, which causes a similar effect on him as the spring 20 on the Bellows 19.
Eine Einstellung der Spannung der Feder 20 muss nicht unbedingt vorliegen. Die Aufgabe der Erfindung ist nämlich auch die Überwindung oder Umgehung der von den industriellen Toleranzen herstammenden Spannungsänderungen.An adjustment of the tension of the spring 20 does not necessarily have to be present. The object of the invention is namely also that Overcoming or bypassing the voltage changes resulting from industrial tolerances.
Die Änderung, wenn sie vorliegt, kann kontinuierlich sein, oder eine beliebige Anzahl von Einstellungsstufen vorsehen. Das stopfenartige Element 21 kann beispielsweise zwei feste Stellungen, die den Drücken P und P in der Maske entsprechen, oder aber eine Vielzahl von Zwischenstellungen besitzen. Die Ausbildung des Spannung-selementes der Feder ist für die Erfindung nicht wesentlich und kann unter jenen, dem Fachmann bekannten Elementen ausgewählt werden.The change, if any, can be continuous, or provide any number of setting levels. The plug-like element 21 can, for example, have two fixed positions corresponding to the pressures P and P in the mask, or have a large number of intermediate positions. The formation of the tension element of the spring is not essential to the invention and can be selected from those elements known to those skilled in the art.
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