DE2822030A1 - Hubpumpe fuer gase, insbesondere fuer ein beatmungsgeraet - Google Patents

Hubpumpe fuer gase, insbesondere fuer ein beatmungsgeraet

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DE2822030A1
DE2822030A1 DE19782822030 DE2822030A DE2822030A1 DE 2822030 A1 DE2822030 A1 DE 2822030A1 DE 19782822030 DE19782822030 DE 19782822030 DE 2822030 A DE2822030 A DE 2822030A DE 2822030 A1 DE2822030 A1 DE 2822030A1
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DE
Germany
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pump
motor
pump according
pressure
gas
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DE19782822030
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English (en)
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Georg Schwienbacher
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Verzinkerei Zug AG
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Verzinkerei Zug AG
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    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0057Pumps therefor
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
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Description

  • Ilubpumpe für Gase, insbesondere für ein Beat-
  • mungsgerät Die Erfindung betririt eine Hubpumpe für Gase, mit einem Motor und damit in Verbindung stehenden Antrieb#Uobertra# gungsorganen für den Pumpenstössel, mit einem mit dem Pumpenraum in Verbindung stehenden Ansaugstutzen und einem mit dem Pumpenraum in Verbindung stehenden Druckstutzen, sowie mit einem Umschalter für den reversiblen Motor.
  • Die einfachste Art einer künstlichen Beatmung, ist die Mund-Nase-Beatmung. Ein Nachteil dieser Beatmung ist darin zu sehen, dass das zur Beatmung gelangende Gas nur noch einen sehr geringen Anteil Sauerstoff und einen grossen Anteil an Kohlensäure enthält. Diese Beatmungsart hat aber den Vorteil, das sie sehr anpassungsfähig arbeitet, das bedeutet, dass bei dieser Beatmungsart beim Patienten keine Schäden durch einen Gasüberdruck zu erwarten sind. Der Beatmende kann auch unmittelbar ein selbständiges Atmen des Patienten wahrnehmen, so dass er also eine sehr flexible Beatmung durchführen kann, Diese setzt voraus, dass die Beatmung sofort unterbrochen wird, wenn der Patient selbst zu atmen beginnt, und dass die Beatmung unverzüglich aber weich wieder durchgeführt wird, sobald die eigene Atmung des Patienten ausbleibt.
  • Es wurden nunmehr schon die verschiedensten Versuche unternommen eine mechanische Beatmung mit den Vorteilen einer Mund-Nase-Beatmung zu schaffen, ohne deren Nachteile mitaufzunehmen. Als weiterer Nachteil der Mund-Nase-Beatmung muss man natürlich noch ansehen, dass sie für die Hilfsperson sehr anstrengend ist, da sie sich oftmals über eine lange Zeitdauer erstrecken muss. Natürlich ist diese Beatmunsgsart auch in hygienischer Hinsicht verbesserungwürdig.
  • Um die Nachteile der Mund-Nase-Beatmung auszuschalten, wurden sogenannte Luftbeutel mit einer Gesichtsmaske entwickelt. Dieser Luftbeutel stellt eine als Faltenbalg ausgebildete Hubpumpe dar, wobei als Pumpenstössel eine Hand der Hilfsperson dient, während seine andere Hand zur Abstützung der Pumpe dient. Diese Beatumungsart ist hygienisch, braucht aber natürlich eine Hilfsperson zur Beatmung, welche zudem die fachgerechte Handhabung des Luftbeutels verstehen muss. Bei dieser einfachen Beatmungsart sind also auch schon gewisse Vorkenntnisse erforderlich, und trotzdem können Fehlmanipulationen eintreten. Der Luftbeutel wird von der Hilfsperson im eigenen Atemrythmus zusammengedrückt und losgelassen, so dass er sich wieder aufblähen kann. Im Mundstück der Gesichtsmaske befindet sich ein Ventil, welches erst durch das Beatmungsgas (Luft) ab einem bestimmten Druck geöffnet wird. Dieses Ventil ist vorhanden, damit eine eigene Atmung des Patienten über das geöffnete Ventil erfolgen kann. Hierdurch ergibt sich aber der Nachteil, dass der Luftbeutel gegen den Widerstand dieses Ventiles zusammengedrückt werden muss, so dass also auch diese Beatmungsart einen erheblichen Kraftaufwand und dies über längere Zeit erfordert. Beim Einsetzen der eigenen Atmung des Patienten kann zudem das Ausatmen des Patienten mit der Gaszufuhr durch den Luftbeutel zusammenfallen, so dass also die Eigenatmung des Patienten gestört oder gar verhindert wird. Ein solches Zusattumenfallen der Exspirationen vom Luftbeutel und Patienten bemerkt eine ausgebildete Hilfsperson durch den auftretenden Widerstand beim Pumpen. Dies setzt also auch eine gut instruierte Hilfsperson voraus. Die künstliche Beatmung muss in diesem Fall also sofort unterbrochen werden und sollte dann nach kurzem Unterbruch wieder durchgeführt werden.
  • Das anpassungsfähige, d.h. flexible, weiche Beatmen setzt also eine sorgfältige Beobachtung des Patienten durch die Hilfsperson voraus, erfordert also neben einem erheblichen Kraftaufwand während längerer Zeit ein anpassungsfähiges Pumpen, Unterbrechen des Pumpens und einen Wiederbeginn des Pumpens. Durch die vorstehende Erläuterung dieser einfachen als Luftbeutel ausgebildeten Hubpumpe ist ersichtlich, dass die Hilfsperson zur bestmöglichen Handhabung des Luftbeutels sowohl die Zusammendrückkraft des Luftbeutels als auch das Unterbrechen des Pumpens und Wiederbeginnen des Pumpens in richtiger Kenntnis variieren und durchführen muss.
  • Es wird nunmehr die Schaffung einer Hubpumpe bezweckt, die mechanisch und damit hygienisch betätigt werden kann, wobei diese Hubpumpe der idealen flexiblen, anpassungsfahigen Arbeitsweise möglichst nahe kommen soll, so dass also sowohl die Vorteile der erläuterten Mund-Nase-Beatmung als auch der Beatmung durch Luftbeutel möglich sein sollen.
  • Die erfindungsgemässe Hubpumpe ist gekennzeichnet durch eine mit dem Pumpenraum in Verbindungen stehende, zum Ein-und Ausschalten des Motors bestimmte, pumpendruckabhängige Steuervorrichtung mit Verzögerungseinrichtung, um beim Ueberschreiten eines vorbestimmten Druckes im Pumpenraum den Motor abzustellen, um ihn zeitlich verzögert wieder einzuschalten.
  • Um eine möglichst "weiche" Beatmung zu erzielen, sollte die Federcharakteristik des im Pumpenraum vorliegenden Gaspolsters flach und nicht steil verlaufen. Es soll also ein weiches Anfahren und Anhalten des Pumpenstössels bei seinen beiden Todpunktstellungen erreicht werden. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Hubpumpe, ohne Arbeiten des Motors, von Hand betrieben werden soll. Damit also der Pumpenstössel nicht abrupt seine Bewegung beginnt und diese auch nicht abrupt beendet, werden mit Vorteil Mittel zur Hemmung dieser Bewegung des Pumpenstössels verwendet. Mit Vorteil kann hierfür eine Schwungmasse verwendet werden, die mit dem Pumpenstössel bewegungsverbunden ist.
  • Eine solche Hubpumpe kann mit besonderem Vorteil bei einem tragbaren Beatmungsgerät für eine selbststeuernde künstliche Beatmung verwendet werden.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes zur Verwendung in einem solchen tragbaren Beatmungsgerät dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines tragbaren Beatmungsgerätes für die selbststeuernde künstliche Beatmung, von der Seite gesehen, wobei eine Geräteseitenwand entfernt worden ist, Fig. 2 das Beatmungsgerät nach Fig. 1, in schaubildlicher Darstellung von der anderen Seite gesehen, mit einer angeschlossenen Gesichtsmaske, und Fig. 3 eine Einzelheit des Gerätes bei der Darstellung nach Fig. 1, wobei der Motor mit den Antrieb-Uebertragungsorganen sowie der Umschalter für den reversiblen Motor teilweise im Schnitt gezeigt sind.
  • Das z.B. aus Kunststoff bestehende Gerät des Beatmungsgerätes ist im wesentlichen dreiteilig und hat die beiden Seiten 1,2 sowie einen davon lösbaren Boden 3. Die beiden Seiten 1 und 2 haben eine Trennfuge 4 in Längsrichtung des Gerätes.
  • Beide Seiten 1 und 2 werden bei eingesetztem Boden 3 durch Schrauben 5 zusammengehalten, so dass sich ein Traggriff 6 ergibt Am Boden 3 ist eine Haube 7 befestigt, die zwei wannenförmige Ausbuchtungen 8 und 9 aufweist, in denen elektrische Stabbatterien liegen, die zum Antrieb des Elektromotors 10 dienen. Letzterer ist ein hochtouriger Gleichstrommotor, der mit einem Untersetzungsgetriebe 11 verblockt ist. Aus dem Untersetzungsgetriebe 11 ragt ein Zahnrad 12, das mit einer Zahnstange 13 und einem als Schaltrad wirkenden Zahnrad 14' kämmt. Die Zahnstange 13 stellt den Pumpenstössel einer Hubpumpe 14 dar, die als Kolbenpumpe ausgebildet ist und einen Zylinder 15 sowie einen Kolben 16 aufweist. Zwischen dem Kolben 16 und der Zahnstange 13 liegt die Kolbenstange 17. Am Pumpenraum 18 sind drei Anschlussstutzen 19,20 und 21 angeschlossen. Dient das Gerät zum Beatmen, so stellt der Stutzen 20 den Druckstutzen dar und der Stutzen 19 ist der Ansaugstutzen. In den Stutzen 19 und 20 müssen in bekannter Weise Rückschlagventile vorhanden sein, um zu gewährleisten, dass über den Stutzen 19 nur angesaugt und über den Stutzen 20 nur ausgestossen wird. An den Druckstutzen 20 ist eine zu einer Gesichtsmaske 22 führende Leitung 23 angeschlossen. Bei der Darstellung in Fig. 2 ist die links gezeigte Gesichtsmaske in einem grösseren Massstab als das rechts dargestellte Beatmungsgerät gezeigt.
  • An den dritten Stutzen 21 ist eine Leitung 24 angeschlossen, die zu einer Gasdruckdose 25 führt. In der Leitung 24 befindet sich eine Verzögerungseinrichtung 26. Die an sich bekannte Gasdruckdose 25 enthält einen elektrischen Schalter sowie eine gasbeaufschlagbare Membran, die auf den Schalter einwirkt und den Schalter in die eine oder andere Stellung umschaltet.
  • Die von der Gasdruckdose 25 zum Elektromotor 10 führenden, nicht dargestellten elektrischen Leitungen sind so verdrahtet, dass beim Beaufschlagen der Membran durch einen im Pumpenraum 18 herrschenden entsprechend hohen Druck die Erregung für den Motor 10 unterbrochen wird, so dass dieser abgestoppt wird. Die nicht dargestellten elektrischen Leitungen führen zu einem Verteilerblock 27. Dies betrifft das pumpendruckabhängige Ausschalten des Motors 10. Ein pumpendruckunabhangiges Ein- und Ausschalten des Elektromotors 10 wird über einen Schalter 28 vorgenommen. Die Verzögerungseinrichtung 26 stellt ein in beiden Durchflussrichtungen wirkendes Ventil dar, wobei aber das Durchflussvermögen je nach Durchflussrichtung unterschiedlich ist. Das Ventil der Verzögerungseinrichtung 26 arbeitet hierbei als Einweg-Drosselöffnung für einen ungehinderten Gasfluss vom Pumpenraum 18 zur Gasdruckdose 25 und einen gehemmten Gasrückfluss aud der Gasdruckdose. Durch diese Massnahme wird gewährleistet, dass der im Pumpenraum 8 jeweils herrschende Druck sofort auch auf der gasbeaufschlagbaren Seite der in der Dose 25 befindlichen Membran herrscht, so dass der in der Dose vorhandene Schalter zum Abstellen des Motors 10 betätigt wird. Andererseits wird aber auch gewährleistet, dass beim Vermindern des Druckes im Pumpenraum 18 dieser verminderte Druck nicht sofort bei der gasbeaufschlagbaren Seite der Membran in der Dose 25 herrscht, so dass sich also dieser verminderte Druck in der Dose 25 erst nach einer zeitlichen Verzögerung einstellt. Deshalb wird auch erst in verzögerter Weise der in der Dose 25 vorhandene Schalter im umgekehrten Sinne betätigt und schaltet den Motor 10 wieder ein.
  • Die Zahnstange 13 ragt in Längsrichtung des Gerätes aus dem Gehäuse 1 bis 3 heraus und ist am äusseren Ende mit einem als Handhabe dienenden Knopf 29 versehen. Bei der Bewegung der Zahnstange 13 wird diese also aus dem Pumpengehäuse herausbewegt und in dieses hineinbewegt. Die Hubpumpe 15,16 kann somit über den Motor 10 oder von Hand betrieben werden, wobei man im letzeren Falle die Zahnstange 13 beim Knopf 29 umfasst und die vorerwähnte Schiebbewegung ausführt. Der Elektromotor 10 wird über die erwähnten in den Wannen 8 und 9 liegenden Batterien gespeist. Es ist natürlich auch möglich, innerhalb des Gehäuses 1 bis 3 noch einen Umformer und Transformator unterzubringen, so dass das Gerät auch ans Netz angeschlossen werden kann.
  • Einzelteile des Antriebes der Zahnstange 13 mittels des Motors 10 sind aus Fig. 3 ersichtlich. Aus einer Lagerachse 30 des Schaltrades 14' oder am Schaltrad 14' selbst sitzt ein Schaltnocken 31, der z.B. mittels Nocken formschlüssig mit dem Rad 14' so verbunden ist, dass er sich zusammen mit dem Rad 14' dreht. Die jeweilige Stellung des Schaltnockens 31 bezüglich des Rades 14' kann verändert werden. Es ist hierfür eine Druckfeder 32 vorhanden, die also den Schaltnocken immer in der jeweils eingestellten Winkellage drehfest am Rad 14' hält. Auf der Achse 30 ist ein hohler Schaft 33, der am einen Ende drehfest mit dem Schaltnocken 31 und am anderen Ende mit einem mit einer Skala auf seiner Mantelfläche versehenen Einstellrad 34 drehfest verbunden ist. Das Schaltrad 14' und auch der Schaft 33 sind in einer Lagerstelle 35 drehfest gelagert. Mittels der Skalenscheibe 34 kann die jeweils gewünschte Lage des Schaltnockens 31 bezüglich des Schaltrades 14' eingestellt werden. An der Stirnfläche des Schaltrades 14' ist noch ein weiterer Schaltnocken 36 unverstellbar befestigt. Zwischen den beiden Schaltnocken 31 und und 36 liegt also ein verstellbarer Winkelbereich vor. Durch diesen verstellbaren Winkelbereich wird die Hublänge des Kolbens 16 im Zylinder 15 bestimmt. Beide Schaltnocken 31 und 35 liegen bei ihrem Bewegungsweg im Bereich eines Umschalters 37 für den Motor 10. Durch das Betätigen des Umschalters 37 wird der Gleichstrommotor 10 jeweils umgepolt und ändert seine Drehrichtung.
  • Durch diese Arbeitsweise wird also die Zahnstange 13 und damit der Kolben 16 hin- und herbewegt. Mit der Skalenscheibe 34 kann somit direkt das Hubvolumen der Hubpumpe eingestellt werden. Die Zahnstange 13 liegt bei ihrer Hin- und Herbewegung an einem drehbaren Stützrad 38 an, das in Gehäusewänden 39 und 40 gelagert ist. Anstelle der beiden Schaltnocken 31 und 36 kann natürlich auch nur mit einem Schaltnocken gearbeitet werden, der sich über einen bestimmten Drehwinkelbereich erstreckt. Durch diesen Drehwinkelbereich wird der Hub der Kolbenpumpe bestimmt. Wird ein anderer Hub gewünscht, so muss dann dieser Schaltnocken gegen einen anderen ausgewechselt werden, der sich über einen anderen Drehwinkelbereich erstreckt.
  • Es wird nunmehr die aus Fig. 2 ersichtliche Beatmungsmaske 22 detaillierter beschrieben. Die von der Hubpumpe wegführende Beatmungsleitung 23 ist mit ihrem äusseren Ende an das eine Ende 41 eines Rohrkümmers 42 angeschlossen. Im Rohrkrümmer 42 befindet sich ein Rückschlagventil 43 mit einer Ventilkugel 44, einem Ventilsitz 45 und einer Druckfeder 46. Die Mantelfläche des Rohrkrümmers ist mit einer Oeffnung 47 versehen, die zwischen der Beatmungsleitung 23 und dem Ventilsitz 45 liegt.
  • Der Rohrkrümmer 42 wird von einem Kanal 48 mit Abstand umgeben, wobei in diesem Kanal die Oeffnung 47 ausmündet. Das andere Ende 49 des Rohrkrümmers ragt durch den Kanal 48 hindurch frei nach aussen. Die Mündung des Kanals 48 führt ins Innere 50 der Beatmungsmaske 22. Der Kanal 48 wird aussen von einem Rohrstück 51 begrenzt, der einen Boden 62 hat, so dass der Kanal 48 als Ringraum vorliegt.
  • Die Beatmungsmaske 22 hat ein aus gummiartigem Material bestehendes Mund-Nasenstück 53. Die Ventilfeder 46 wird nur so schwach ausgelegt, dass sie das Eigengewicht der Ventilkugel 44 aufnehmen kann, damit die Kugel 44 nicht durch ihr Eigengewicht am Ventilsitz 45 aufliegen kann. Dies wird benötigt, damit der Patient in jeder Lage der Beatmungsmaske seine Eigenatmung ungehindert durchführen kann.
  • Es wurde eingangs schon darauf hingewiesen, dass es ausserordentlich wichtig ist, dass die Hubpumpe "weich" arbeitet.
  • Der Druckanstieg im Pumpenraum 18 soll also nicht abrupt verlaufen. Um dies zu erreichen, könnte man ein grosses Verhältnis zwischen dem Kolbenhub und dem Kolbendurchmesser vorsehen. Dies ist jedoch nicht möglich, wenn das Beatmungsgerät kompakt, also möglichst klein, ausgebildet werden soll. Aus diesem Grund hat man einen Kolbendurchmesser gewählt, der nur um weniger geringer als die Hublänge ist. Mit einer solchen Hubpumpe können grosse Luftmengen gefördert werden. Damit diese Pumpe aber weich arbeitet, sollten besondere Massnahmen getroffen werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel enthalten die Antrieb-Uebertragungsorgane für den Pumpenstössel 13,17 eine ausreichende Schwungmasse, um ein weiches Anfahren und Anhalten des Pumpenstössels bei seinen beiden Todpunktstellungen zu erzielen. Diese Schwungmasse entsteht durch den hochtourigen Motor 10 und das mehrstufige Untersetzungsgetriebe 11. Die Bewegung des Pumpenstössels 13,17 sollte dem normalen Atemrythmus von etwa 20 bis 30 Atemzügen pro Minute entsprechen. Um diese langsame Hin- und Herbewegung der Zahnstange 13 zu erzielen, muss der hochtourige Motor 10 durch das Getriebe 11 sehr stark untersetzt werden, damit also das Abtriebszahnrad 12 des Getriebes 11 die notwendig langsame Drehzahl in beiden Drehrichtungen aufweist. Beim Antrieb der Zahnstange 13 mittels des Motors 10 ist also durch die starke Untersetzung der Motordrehzahl das erwünschte weiche Anfahren und Auslaufen des Kolbens 16 in seinen beiden Endstellungen gewährleistet. Wird die Hubpumpe, also das Beatmungsgerät, nicht mittels Motor 10 sondern von Hand bei Kraftangriff am Knopf 29 betrieben, so wird durch die erläuterte erhebliche Schwungmasse ebenfalls eine solche langsame Hin- und Herbewegung der Zahnstange 13 bei gleichzeitigem weichen Anfahren und weichen Beendigen der Kolbenbewegung erreicht. Wird nämlich die Zahnstange 13 von Hand hin- und hergeschoben, so muss über das Rad 12 das Untersetzungsgetriebe 11 und auch der Anker des Elektromotors 10 mitgeschleppt werden. Diese Massen können nur mit einem erheblichen Kraftaufwand bewegt und somit in Schwung gebracht werden.
  • Uebt die Bedienungshand dagegen bei ins Gehäuse 1 bis 3 eingeschobener Zahnstange 13 keine Kraft mehr auf diese aus, so ist die in Schwung befindliche Schwungmasse noch fähig über das Rad 12 die Zahnstange 13 noch etwas weiter zu verschieben, so dass also die Zahnstange und damit der Kolben 16 mit einer verzögerten Bewegung seine Endstellung erreicht. Das gleiche gilt natürlich beim Herausziehen der Zahnstange 13 aus dem Gehäuse 1 bis 3 bis zur anderen Endstellung des Kolbens. Durch die erläuterte Schwungmasse wird also das weiche Arbeiten der Hubpumpe gewährleistet. Es hat sich hierfür ein Untersetzungsgetriebe 11 mit einem Untersetzungsverhältnis von 30:1 bewährt.
  • Die erwähnte, vorteilhafte Schwungmasse kann auch anders ausgebildet und an anderer Stelle des Antrieb-Uebertragungsorganes für den Pumpenstössel angeordnet werden. So wäre es z.B. denkbar, als Schwungmasse ein Schwungrad zu verwenden, das mit einem schnellaufenden Zahnrad des Untersetzungsgetriebes 11, also nah beim Motorritzel liegend, bewegungsverbunden ist.
  • Eine Schwungmasse stellt natürlich auch eine Art Bremse für den Antrieb dar. Um eine weitere Bremswirkung und Wirkung eines Schwungrades zu erzielen, ist es auch möglich, an den Druckstutzen 20 und den Saugstutzen 19 eine Propellerturbine bzw. Propellerpumpe anzuschliessen, so dass also durch das angesaugte Gas die Propellerpumpe angetrieben wird und durch das aus der Hub- Pumpe aus geschobene Druckgas die Propellerturbine angetrieben wird. Diese beiden Propeller müssen also beim Hin- und Herbewegen der Zahnstange 13 angetrieben werden, wodurch eine Bremswirkung eintritt, und gleichzeitig stellen diese Propeller auch eine Schwungmasse dar, die beim plötzlichen Anhalten des Kolbens 16 erst allmählich auslaufen, bis sie zum Stillstand kommen. Auch mit einer derartigen Massnahme wird ein weiches Arbeiten der Hubpumpe erzielt.
  • Da, wie bereits erläutert, aus Platzgründen der Pumpenzylinder 15 bei gegebenem Kolbendurchmesser nicht sehr lang ausgebildet werden kann, so dass also das Volumen des Pumpenraumes 18 im Verhältnis zum Durchmesser des Kolbens 16 nicht so gross gewählt werden kann, wie es für ein flaches Ansteigen der Gasfeder-Charakteristik erforderlich wäre, kann der Pumpenraum auf eine andere Weise vergrössert werden. Dies kann dadurch erfolgen, dass der Druckstutzen 20 und der Saugstutzen 19 je mit einem ballonähnlichen Windkessel in Verbindung stehen, da nunmehr durch das Volumen dieser Windkessel der Pumpenraum der Hubpumpe vergrössert wird. Auch durch eine solche Massnahme wird wiederum ein weiches Anfahren und Anhalten des Pumpenstössels bei seinen beiden Endstellungen erreicht.
  • Es soll noch darauf hingewiesen werden, dass die Hubpumpe auch als Faltenbalg ausgebildet werden kann, so dass sich nicht das Abdichtungsproblem zwischen Kolben 16 und Zylinder 15 stellt. Es sei weiterhin noch darauf hingewiesen, dass bei der Darstellung des Gerätes nach Fig. 2 der Deutlichkeit wegen der in der Gehäusedurchbrechung 35 gelagerte Schaft 33 mit Skalenscheibe 34 nach Fig. 3 nicht gezeigt ist.
  • Der Saugstutzen 19 kann gemäss Fig. 2 ins Freie führen, so dass also die Umgebungsluft gepumpt wird; es ist natürlich möglich, an den Saugstutzen 19 einen Luftfilter anzubringen.
  • An den Saugstutzen kann auch eine Sauerstoffflasche oder eine Heliumflasche angeschlossen werden. Die Hubpumpe kann auch zur Pulver- und Flüssigkeitsdesinfektion von Personen und Tieren oder zum Besprühen von Pflanzen verwendet werden. Das zu versprühende Mittel wird dann ebenfalls an den Saugstutzen 19 angeschlossen.
  • Bisher wurde die Hubpumpe derart beschrieben, dass mit ihr irgendein Druckgas zur Behandlungsstelle gebracht wird.
  • Die Hubpumpe kann natürlich auch zur umgekehrten Arbeitsweise verwendet werden. So kann die Hubpumpe auch zur Durchführung der sogenannten Beutel-Absaugtechnik verwendet werden. Der Saugstutzen 19 wird dann luftdicht an einen Beutel angeschlossen, in den eine zum Absaugen dienende Leitung ebenfalls gasdicht einmündet.
  • Mit dieser Absaugleitung können dann auch Flüssigkeiten z.B. aus dem Körper eines Patienten abgesaugt werden.
  • Mittels der in Fig. 3 gezeigten Schaltnocken 31 und 36 kann sowohl der Hub der Pumpe als auch deren Hubfrequenz in einem weiten Rahmen praktisch stufenlos verändert werden, so dass die Hubpumpe für die jeweilige Verwendungsart und auch entsprechend dem Behandlungsobjekt (z.B. ob Erwachsener, Kind oder Tier) in der günstigsten Weise arbeiten kann.
  • Die Arbeitsweise der dargestellten Hubpumpe ist folgendermassen: Bei Betätigen des Schalters 28 wird der Motor 10 durch die in den Wannen 8 und 9 liegenden Batterien erregt und treibt die Zahnstange 13 und damit den Kolben 16. In der gewünschten Endstellung wird der Schalter 37 durch den Schaltnokken 31 oder 36 umgeschaltet, so dass der Motor 10 seine Drehrichtung ändert und der Kolben 16 in der anderen Richtung verschoben wird. Die in der Leitung 23 strömende Druckluft drückt die Ventilkugel 44 gegen die Kraft der Feder 46 nach oben, so dass die Druckluft über die Oeffnung 47 ins Innere 50 des Nasen-Mundstückes 53 und damit zum Patienten gelangt. Bei dieser Arbeitsweise der Hubpumpe treten die Gasdruckdose 25 und die Verzögerungseinrichtung 25 nicht in Funktion, da der Druck im Pumpenraum 18 nicht auf einen solchen Wert ansteigt, dass der in der Gasdruckdose 25 vorhandene Schalter betätigt werden würde. Bei dieser erläuterten Beatmung kann während des Saughubes der Hubpumpe die dem Patienten zuvor zugeführte Luft in Form der Ausatmungsgase über das Mund-Nasenstück 53, Innenraum 50, Kanal 48, Oeffnung 47, geöffneten Ventilsitz 45 und Mündung 49 ins Freie austreten. Es wurde eingangs bereits erwähnt, dass eine beim Patienten einsetzende natürliche Atmung durch die Hubpumpe, also durch das beim Patienten angeschlossene Beatmungsgerät nicht unterdrückt werden darf. Trifft nun der über die Leitung 24 zum Patienten geführte Gasstrom auf die Exspiration des Patienten, so muss die künstliche Beatmung sofort unterbrochen werden. Dies geschieht folgendermassen. Durch die Exspiration des Patienten trifft der zum Patienten geführte Gasstrom auf Widerstand, so dass ein Rückstau eintritt, der über den Pumpenraum 18 über den Druckstutzen 21, Leitung 24, Verzögerungseinrichtung 26 auf die Druckdose 25 einwirkt, so dass durch den eingetretenen erhöhten Druck der in der Dose 25 vorhandene Schalter umgeschaltet wird, so dass der Motor 10 abgestoppt wird. Die Exspiration des Patienten kann nunmehr über den Innenraum 50, Kanal 48, Oeffnung 47, offenen Ventilsitz 45 und Mündung 49 ins Freie durchgeführt werden. Bei Stillstand des Kolbens 16 verringert sich auch sofort der Druck im Pumpenraum 18, da bei der Ventilkugel 44 sofort ein Druckausgleich stattfindet. Trotz Abbau des Druckes im Pumpenraum 18 wird nun aber nicht sofort der Motor 10 wieder eingeschaltet, da nunmehr die Verzögerungseinrichtung 26 wirksam ist.
  • Diese Einrichtung verhindert einen sofortigen Druckabbau in der Gasdose 25, verhindert also einen sofortigen Druckausgleich zwischen der Dose 25 und dem Pumpenraum 18. Deshalb bleibt der Motor 10 während einer vorbestimmbaren Zeitspanne ausgeschaltet.
  • Hat dann der Druckausgleich zwischen der Dose 25 und dem Pumpenraum 18 stattgefunden, schaltet der in der Dose 25 vorhandene Schalter wieder um, so dass der Motor 10 wieder eingeschaltet wird. Trifft der Gasstrom des Beatmungsgerätes wiederum auf die Exspiration des Patienten, so erfolgt wiederum der Unterbruch der künstlichen Beatmung in der vorerwähnten Weise. Die erläuterte Hubpumpe behindert auf diese Weise nicht die natürliche Atmung des Patienten, arbeitet vollautomatisch, da sie sich je nach der Verfassung des Patienten ein- und ausschaltet, so dass ein Beatmungsgerät, bei dem eine solche Hubpumpe verwendet wird, am Patienten angeschlossen werden kann und nicht ständig beaufsichtigt zu werden braucht.
  • Das erläuterte weiche Anfahren und Anhalten des Pumpenstössels und damit das weiche Arbeiten der Hubpumpe tritt natürlich nicht nur in den beiden Endstellungen des Pumpenstössels sondern auch in jeder anderen Pumpenstösselstellung ein, wenn dessen Antrieb unterbrochen wird, z.B. durch Umschalten des in der Dose 25 vorhandenen Schalters.
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Claims (17)

  1. Patentans#rüche S Hubpumpe für Gase, mit einem Motor und damit in Verbindung stehenden Antrieb- Uebertragungsorganen für den Pumpenstössel, mit einem mit dem Pumpenraum in Verbindung stehenden Ansaugstutzen und einem mit dem Pumpenraum in Verbindung stehenden Druckstutzen, sowie mit einem Umschalter für den reversiblen Motor, gekennzeichnet durch eine mit dem Pumpenraum (18) in Verbindung stehende, zum Ein- und Ausschalten des Motors (10) bestimmte pumpendruckabhängige Steuervorrichtung (21,24,25) mit Verzögerungseinrichtung (26), um bei Ueberschreiten eines vorbestimmten Druckes im Pumpenraum (18) den Motor (10) abzustellen, um ihn zeitlich verzögert wieder einzuschalten.
  2. 2. Verwendung der Pumpe nach Anspruch 1 in einem tragbaren Beatmungsgerät für die selbststeuernde künstliche Beatmung.
  3. 3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs- Uebertragungsorgane für den Pumpenstössel (13,17) eine solche Schwungmasse (11) enthalten, dass ein weiches Anfahren und Anhalten des Pumpenstössels erzielt wird.
  4. 4. Pumpe nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker eines Elektromotors (10) und ein zwischen diesem Motor und dem Pumpenstössel (13,17) angeordnetes, mehrstufiges Untersetzungsgetriebe (11) als Schwungmasse dient.
  5. 5. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenstössel (13,17) eine Zahnstange (13) aufweist, die bei ihrer Bewegung aus einem Pumpengehäuse (1-3) herausbewegbar und in dieses hineinbewegbar ist.
  6. 6. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung eine Gasdruckdose (25) aufweist, die mit einer qasbeaufschlagbaren Membran und einem über die Membranbewegung betätigbaren Schalter versehen ist, um durch die Schalterbewegungen den Motor (10) ein- oder auszuschalten.
  7. 7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungseinrichtung (26) als zwischen dem Pumpenraum (18) und der gasbeaufschlagbaren Membranfläche der Gasdruckdose (25) vorhandene Einweg-Drosselöffnung ausgebildet ist, für einen ungehinderten Gasfluss vom Pumpenraum zur gasbeaufschlagbaren Membranfläche und einem gehemmten Gasrückfluss aus der Gasdruckdose.
  8. 8. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenstössel (13,17) mit einer Handhabe (29) zu seiner handbetätigbaren Hin- und Herbewegung versehen ist.
  9. 9. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Zylinder-Kolben-Aggregat (15,16) ausgebildet ist.
  10. 10. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Faltenbalg ausgebildet ist.
  11. 11. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Druckstutzen (20) das eine Ende einer Beatmungsleitung (23) angeschlossen ist, deren anderes Ende an das eine Ende (41) eines Rohrkrümmers (42) angeschlossen ist, dass sich in diesem Rohrkrümmer ein Rückschlagventil (44-46) befindet, das durch das in der Beatmungsleitung (23) strömende Gas in die geschlossene Stellung bewegt wird, dass die Manteifläche des Rohrkrümmers (42) mit einer Oeffnung (47) versehen ist, die zwischen dem Druckstutzen (20) und dem Ventilsitz (45) des Rückschlagventils (44-46) liegt, dass der Rohrkrümmer (42) von einem Kanal (48) mit Abstand umgeben ist, in den die Oeffnung (47) ausmündet, dass das andere Ende (49) des Rohrkrümmers durch den Kanal (48) hindurch frei nach aussen mündet, und dass die Mündung des Kanals (48)ins Innere (50) eines Mund-Nasenstückes (53) der Beatmungsmaske (22) mündet.
  12. 12. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (11) mit einem Schaltrad (14) kämmt, das auf seiner Peripherie mit zumindest einem Schaltnocken (31, 36) versehen ist, in dessen Bewegungsweg ein Umschalter (37) für das Umpolen des Motors (10) für dessen Drehrichtungsumkehr liegt.
  13. 13. Pumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass der Winkelbereich des Schaltnockens (31,36) zur Veränderung des Hubweges des Pumpenstössels (13,17) verstellbar ist.
  14. 14. Pumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Schaltnocken (31,36) über die Peripherie des Schaltrades (14) verstellbar angeordnet sind.
  15. 15. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck- und Saugstutzen (20 bzw. 19) mit je einem Windkessel in Verbindung steht, um ein weiches Anfahren und Anhalten des Pumpenstössels (13,17) zu erzielen.
  16. 16. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck- und Saugstutzen (20 bzw. 19) mit einer Propellerturbine bzw. Propellerpumpe in Verbindung steht, um ein weiches Anfahren und Anhalten des Pumpenstössels (13,17) zu erzielen.
  17. 17. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (10) als hochtouriger Gleichstrommotor ausgebildet ist.
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