DE2934241C2

DE2934241C2 - Warneinrichtung zur Verwendung in Narkosegeräten

Info

Publication number: DE2934241C2
Application number: DE2934241A
Authority: DE
Inventors: Joachim Telford Pa. Schreiber; Peter Jürgen Schreiber
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1978-08-25
Filing date: 1979-08-24
Publication date: 1982-09-02
Also published as: GB2064120B; DE2934241A1; NL184505C; NL7908356A; GB2064120A; US4191952A; NL184505B

Description

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Die Erfindung betrifft eine Warneinrichtung zur Verwendung in Narkosegeräten ertsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Handelsübliche Narkosegeräte besitzen Einstellventi- !ti für den Durchfluß von Sauerstoff und Narkosegas(en), z. B. Lachgas, in eine gemeinsame Sammelleitung und von dort zum Atemkreislauf des Patienten. Die meisten Geräte besitzen auch Fühler und Anzeigeinstrumente, z. B. Durchflußmesser, die den Durchfluß durch die Einstellventile anzeigen, wie Anzeigeinstrumente für andere Meßgrößen, z. B. den Gasdruck.

Es Hegt in der Verantwortlichkeit des Benutzers des Narkosegerätes, eine Mindestversorgung mit Sauerstoff in dem abgegebenen Gasfluß zu sichern. Ungeachtet dieser Verantwortlichkeit ereigneten sich in den letzten Jahren verschiedene Unfälle, weil der Sauerstoffgehalt die untere Sicherheitsgrenze unterschritt Manche derartigen Unfälle beruhter, auf dein Ausbleiben der Sauerstoffzufuhr, versehentlichem Schließen des Sauerstoff-Einstellventils oder einer Fehleinschätzung in der Einstellung der Durchflüsse.

Verschiedene Sicherheitseinrichtungen sind bekannt

zuleitung ansprechen. Solche Einrichtungen zeigen ein Absinken oder völliges Ausbleiben des Sauerstoffversorgungsdruckes an. Solche Einrichtungen können auch bei einem teilweisen oder völligen Ausbleiben des Sauerstoffversorgungsdruckes alle anderen Gasflüsse unterbrechen oder einschränken. Jedoch haben die bekannten Einrichtungen, die auf den Sauerstoffdruck ansprechen, den großen Nachteil, daß bei geschlossenem Saiierstoff-Einstellventil, wenn also dem Patienten kein '»·■ ..erstoff zugeführt wird, der Sauerstoffdruck in der Zuleitung weiterhin vorhanden ist und die Warneinrichtung keinen Alarm auslöst obwohl kein Sauerstoff fließt

Aufgabe der Erfindung ist eine Warneinrichtung, die bei Sauerstoffmangel oder unter einen festgesetzten Wert absinkender Sauerstoffkonzentration ein Warnsignal abgibt und die bei einfachem Aufbau und geringer Größe zuverlässig arbeitet

Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.

Die mit der Lösung erzielten Vorteile bestehen vor allem darin, daß durch die Überwachung der Durchflüsse beider Gase die mit der bisherigen Oberwacnung allein des Sauerstoffdruckes verbundenen Unzulänglichkeiten vermieden werden und insbesondere ein Ausbleiben der Warnung bei geschlossenem Sauerstoff-Einstellventil nicht eintreten kann. Aus der Überwachung des Verhältnisses der einzelnen Zuflüsse ergibt sich eine zuverlässige Überwachung der Zusammensetzung des dem Patienten zugeführten Gemisches und der darin vorliegenden Sauerstoffkonzentration. Bei Erreichen eines einstellbaren Grenzwertes wird ein Warnsignal abgegeben. Durch die Einbeziehung einer Vorspannung in den Vergleich der aus den Durchflüssen resultierenden Staudrücke wird erreicht daß sich der festgesetzte Grenzwert in physiologisch vorteilhafter Weise im umgekehrten Sinne wie der gesamte Gasdurchfluß zum Patienten ändert Ausgehend von einer bestimmten Sauerstoffkonzentration bei hohen Durchflüssen erhält der Patient dadurch auch bei geringen Durchflüssen die für seine Sicherheit erforderliche Mindestmenge Sauerstoff. Durch Verwendung unkomplizierter, robuster Bauteile wird neben einem einfachen Aufbau von geringer Größe ein störungsfreies Arbeiten über lange Zeiträume möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die Ansicht eines Narkosegerätes mit der erfindungsgemäßen Warneinrichtung,

F i g. 2 die Warneinrichtung aus F i g. 1 in schematischer Darstellung,

Fig. 3 die teilweise geschnittene Ansicht des Differenzdruckschalters aus F i g. 2,

F i g. 4 einen Schnitt adf der Linie 4-4 der F i g. 3;

F i g. 5 die perspektivische Explosivdarsieüung eines Teiles des Dif^renzdruckschalters aus F i g. 3.

In der Zeicnnung bedeuten gleiche Bezugszahlen gleiche Teile. Das Narkosegerät 20 verwendet die Warneinrichtung nach der Erfindung. Das Narkosegerät 20 in Fig.! versorgt einer Patienten mit einem Gemisch aus Sauerstoff und Narkosegas(en) durch eine Sammelleitung. Das Gerät 20 enthält ein Fahrgestell 22, das die Druckgasbehälter 24 für Sauerstoff und 26 für Narkosegas trägt Sauerstoff und Narkosegas, z. B.

Lachgas, wcivjcii uuiui jeweilige Eiiraieiivemiie 25 und

30 und Durchflußmesser 32, 34 in eine gemeinsame Sammelleitung 36 eingespeist wo sich die Gase für die Versorgung des nicht dargestellten Atemkreislaufs des Patienten mischen. Die Einstellventile bestimmen den Gasdurchfluß. Die Gasdurchflüsse werden an den Durchflußmessern 32, 34 angezeigt Das Gerät enthält außerdem nicht dargestellte Anschlußstücke zur Verbindung mit der zentralen Gasversorgung des Krankenhauses für Sauerstoff, Lachgas oder andere Gase.

Die Einstellventile 28, 30 sind in einer Schalttafel 38 des Fahrgestells 22 angebracht Jedes Einstellventil ist von herkömmlicher Bauart und besitzt ein zur leichten Bedienung vor der Schalttafel liegendes Handrad. Das Handrad 42 stellt den Sauerstoffdurchfluß durch das Einstellventil 28 und das Handrad 44 den Lachgasdurchfluß durch das Einstellventil 30 ein. Die Durchflußmesser 32, 34 sind gleichfalls an der Schalttafel 38 angeordnet, ebenso wie etliche Meßgeräte 40 für weitere Meßwerte, z. B. für den Vorrat in den Druckgasbehältern usw.

Die Warneinrichtung nach der Erfindung ist schematisch mit dem Bezugszeichen 50 in F i g. 2 dargestellt und in der Schalttafel 38 des Narkosegerätes 20 untergebracht Die Warneinrichtung 50 ent!- Ut u. a. die ι > Warnlampe 52 auf der Vorderseite der jcha'"afel 38. die aufleuchtet, wenn der SauerstoffäurchfL· ^: /lter einen festgesetzten Wert absinkt

Eine Anzeigetafel 54 befindet sich er"· . alb der Schalttafel 38. Die Anzeigetafel 5' ^iiihält den >o Hauptschalter 56 für die Betätigun-. aiier Sauerstoffüberwachungsgeräte, das Sph·- .-uionnnometer 58, den Beatmungsdruckwächter 60 uno ' « Sauerstoffmeßgerät 62. Ein Paar Verdunster 64 für Halothan und Enfluran sind unter der Anzeigetafel 54 montiert.

In Fig.2 ist ersichtlich, daß die erfindungsge.riäße Warneinrichtung 50 als Gnindelement den Differenzdruckschalter 66 enthält Der Differenzdruckschalter 66 wird im einzelnen später beschrieben, vorläufig genügt die Feststellung, daß er den Sauerstoffdruck in der Sauerstoffzuführleitung und ebenso den Lachgasdruck in der Lachgaszuführleitung zu der gemeinsamen Sammelleitung überwacht Der Differenzdruckschalter 66 besitzt hierzu eine erste Membrananordnung, die über eine Meßleitung 68 von dem Einstellventil 28 für Sauerstoff, und eine zweite Membrananordnung, die über eine Meßleitung 70 von dem Einstellventii 30 für Lachgas unter Druck gesetzt wird. Beide Einstellventile 28, 30 sind von üblicher Bauart und besitzen ein Gehäuse 72 mit dem Einlaß 74, dem Auslaß 76, dem Meßleitungsanschluß 78 und der nadeiförmigen Ventilspindel 80. Zur Einstellung des Sauerstoffdurchflusses ist das Handrad 42 mit der Ventilspindel 80 des Einstellventils 28 verbunden. In gleicher Weise ist zur Einstellung des Lachgasdurchflusses das Handrad 44 mit der Ventilspindel 80 des Einstellventils 30 verbunden. Eine Zuleitung 82 ist an den Einlaß 74 des Einstellventils 28 angeschlossen, um Sauerstoff aus dem Druckgasbehälter 24 zur Weiterleitung an den Auslaß 76 zuzuführen. Die Meßleilung 68 verbindet den Meßleitungsanschluß 78 und das druckbetätigte Mittel 102 für Sauerstoff des Differenzdruckschalters 66. Eine Leitung 84 verbindet den Auslaß 76 mit dem Fuß des Darchflußmessers 32. Zwischen dem Einsteilventil 28 und dem Durchflußmesser 32 ist in der Leitung 84, wie schematisch in P i g. 2 dargestellt eine verminderte öffnung, lineare Blende oder Drossel 86 angeordnet

Der Durchflußmesser 32 ist von üblicher Bauart und enthält ein konisches Glasrohr mit nach oben zunehmendem Innendurchmesser. Das Glasrohr enthält einen frei beweglichen Schwimmer 88, der den Gasdurchfluß durch das Glasrohr anzeigt Das Glasrohr trägt die in Menge/Zeiteinheit geteilte Skala 90. Der Kopf des Durchflußmessers 32 ist mit der Zweigleitung 92 verbunden, die die Sauerstoffzuleitung in die Sammelleitung 36 bildet

Der Einlaß 74 des Einstellventils 30 ist mit der Zuleitung 94 verbunden, die Lachgas aus dem Druckgasbehälter 26 Heranführt Die Meßleitung 70 verbindet den Meßleitungsanschluß 78 des Einsteliventils 30 und das druckbetätigte Mittel 104 für Lachgas des Differenzdruckschalters 66. Eine Leitung 96 verbindet den Auslaß 76 des Einstellventils 30 und den Fuß dei Durchflußmessers 34. Der Durchflußmesser 34 ist von gleicher Bauart wie der Durchflußmesser 32. Zwischen dem Einstellventi! 30 und dem Durchflußmesser 34 ist in der Leitung 96 eine verminderte Öffnung, lineare Blende oder Drossel 98 angeordnet Der Kopf des Durchflußmessers 34 ist mit der Zweigleitung iOO verbunden, die eine weitere Zuleitung in die Sammelleitung 36 bildet

Die Warneinrichtung 50 überwacht den Sauerstoffprozentsatz im Sauerstoff-Lachgas-Gemisch und gibt eine Anzeige, wenn die Sauerstoffkonzentration unter einen festgesetzten Wert sinkt Damit der Patient immer eine angemessene absolute Sauerstoffmenge erhält, ändert sich der festgesetzte Wert im umgekehrten Sinne wie der gesamte Frischgas-fGemisch-JDurchfluß, wie im einzelnen noch erläutert wird. Die Sauerstoffkonzentration wird überwacht indem die Durchflüsse von Sauerstoff und Lachgas in die Sammelleitung 16 verglichen werden. Dies erfolgt durch den Vergleich des Sauerstoff- und Lach^ -.»druckes die von dem Durchfluß der Gase durch die Drosseln 86, 98 herrühren.

Bekanntlich sind die in den Gehäusen der Einstellventile 28, 30 sich ergeoenden Drücke eine Funktion des Widerstände, der zugehörigen Drossel und des Durchflusses durch die Drossel. Generell ist die Beziehung nicht linear, aber ein steigender Durchfluß führt zu einem steigenden Druck. Daher steht das Verhältnis von Sauerstoffdruck zu Lachgasdruck in Beziehung zu der Sauerstoffkonzentration in der Sammelleitung 36.

Das Druckverhältnis wird mit dem Differenzdruckschalter 66 überwacht Der Differenzdruckschalter 66 enthält zwei getrennte druckbetätigte Mittel 102, 104, die eine Trennung von Sauerstoff und Lachgas sicherstellen. Das druckbetätigte Mittel 102 enthält in einem Gehäuse 106 die Membrananordnung 108. Das Gehäuse besitzt den Meßanschluß 110, mit dem die Meßleitung 68 verbunden ist Das druckbetätigte Mittel 104 ist in seiner Bauweise identisch mit dem druckbetätigten Mittel 102 und an seinem Meßanschluß 110 mit der Meßleitung 70 verbunden.

Die Membrananordnungen 108 der druckbetätigteri Mittel 102, 104 sind untereinander mit der mechanischen StangenkupplUwg 112 verbunden, die so angeordnet ist daß die Bewegung der Membrananordnung 108 des druckbetätigten Mittels 102 unter dem Einfluß des Sauerstoffdruckes der Bewegung der Membrananordnupg 108 des druckbetätigten Mittels 104 unter dem Einfluß des Lachgasdru-:kes entgegenwirkt Da der Druck des Sauerstoffes in der Meßleitung 68 und des Lachgas.s in der Meßleitung 70 nicht nur jeweils von dem Sauerstoff- und Lachgasdurc-hfluß durch die Einstellventile 28, 30. sondern auch von den Wider standswerten der Drosseln 86, 98 abhängt, werden die Widerstandswerte in der Weise gewählt, daß ein Punkt der Stangenkupplung 112 sich über einen feststehenden Bezugspunkt bewegt, wenn das Verhältnis von Sauerstoff- und LachgasdurchfluB (und damit die Sauerstoffkonzentration in dem Frischgas) gerade einen festgesetzten Wert über- oder unterschreitet Der Wert wird im folgenden als Schaltpunkts-Verhältnis bezeichnet Ein Anschlag 114 fallest den Bezugspunkt auf der Stangenkupplung 112, während ein elektrischer Schal-

ter 116 den festen Bezugspunkt bildet. Hierfür ist der Schalter 116 auf einem Joch 113 befestigt, das die druckbetätigten Mittel 102,104 trägt. Ein Warnkreis 120 ist an den Schalter 116 angeschlossen und enthält die in der Schalttafel 38 angebrachte Warnlampe 52.

Wie ersichtlich, führt eine Bewegung der Stangenkupplung 112 und damit des Anschlages 114 nach rech's von der in F i g. 2 gezeigten Stellung zu einem Schließen der Kontakte des Schalters 116. Dadurch wird der Warnkreis 120 betätigt und bewirkt das Aufleuchten der Warnlampe 52 zum Zeichen, daß die Sauerstoffkonzentration unter den kritischen Wert gefallen ist.

Nach einem vorzugsweisen Gesichtspunkt der Erfindung ist es wünschenswefL daß das Schaltpunkts-Verhältnis sich im umgekehrten Sinne wie der Frischgasfluß ändert, damit bei geringerem gesamten Gasdurchfluß ein höherei Prozentsatz von Sauerstoff in der Sammelleitung 36 erreicht wird und der Patient dadurch immer eine absolute Mindestmenge Sauerstoff erhält. Hierzu besitzt die Stangenkupplung 112 Vorspannung*- mittel, vorzugsweise als gewundene Druckfeder 122. Die Druckfeder ist auf der Stangenkupplung ί 12 zwischen dem Anschlag 114 und dem Gehäuse 106 des drjckbetätigien Mittels 104 so angeordnet, daß ihre Kraft derjenigen entgegenwirkt, die die Membranan-Ordnung <08 des druckbetätigten Mittels 102 unter dem Sauerstoffdruck ausübt.

Da der Weg der Druckfeder 122 am Schaltpunkt immer derselbe ist, ist die Federkraft konstant, und die Sauerstoffkonzentration liegt nur dann über dem kritischen Wert, wenn die Kraft aus dem Sauerstoffdurcnftuß größer ist als die Kraft aus dem Lachgasdurchfluß plus der Federkraft. Bei geringen Durchflüssen sind die aus den Durchflüssen herrührenden Kräfte klein im Verhältnis zur Federkraft, und das Schaltpunkts-Verhältnis ist hoch. Umgekehrt ist bei großen Durchflüssen die Federkraft verhältnismäßig unbedeutend, und das Schaltpunkts-Verhältnis nähert sich denjenigen, das durch die Wahl der Durchlässe der Drosseln 86,93 bestimmt ist

Das folgende Rechenbeispiel erläutert die Wirkung des Differenzdnickschalters 66. in dem Beispiel sind die Drossein 86, 98 als linear - angenommen, und die Wirkflächen der Membrananordnungen der druckbetätigten Mittel 102,504 sind gleich.

Das Schaltpunkts-Verhältnis wird erreicht, wenn die Stangenkupplung f 12 in statischem Gleichgewicht ist, und ist bestimmt durch die folgende Formel:

104 aus dem LachgasduchfluD durch die Drossel 98, Ao₂ die Fläche der Membrananordnung 108 des druckbetätigten Mittels 102 und An₂O die Fläche der Membrananordnung 108 des druckbetätigten Mittels 104. Da die Drosseln 86, 98 linear sind, ist der Druck auf die Membrananordnung 108 jedes druckbetätigten Mittels gleich dem Widerstand der zugehörigen Drossel multipliziert mit dem Gasdurchfluß durch die Drossel. Also ist:

Cb₂

Darin ist Roi der Widerstand der Drossel 86, ₂
Widerstand der Drossel 98, Qo₁ der Sauerstoffdurchfluß und Qn₂O der Lachgasdurchflüß sowohl im Rechenbeispiel wie in der dargestellten vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung.

Da die Fläche der Membrananordnung beider druckbetätigten Mittel gleich ist, ist nach den Formeln 1 bis 5 der Sauerstoffdurchfluß Qo₂ bestimmt durch die folgende Formel

_n σ

Daraus ist ersichtlich, daß bei geringen Durchflüssen, das heißt, wenn der Lachgasdurchfluß sich Null nähert, die Sauerstoffkonzentration weitgehend abhängt von dem Parameter

Bei höheren Gasdurchflüssen ist 2n₂o groß,
F,

unbedeutend und die Sauerstoffkonzentration bestimmt durch den Term

*N₂O

ON:

I₂O-

Fo₂ =

Dieser Effekt sichert einen steigenden Wert des Schaltpunkts-Verhältnisses bei abnehmenden Durchflüssen. Wie ersichtlich, ergibt sich auch bei auf Null gesunkenem Lachgasdurchfluß noch eine Mindestmenge (1) 50 Sauerstoff, die bestimmt ist durch den Term

Darin bedeuten Fo₂ die Kraft der Membrananordnung 108 des druckbetätigten Mittels 102 unter dem Sauerstoffdruck in der Meßleitung 68, Fn₂O die Kraft der Membrananordnung 108 des druckbetätigten Mittels iO4 unter dem Lachgasdruck m der Meßleitung 70 und F_s die Kraft der Druckfeder 122.

Bekanntlich fet die Kraft auf eine Membran gleich dem Drjck auf die Membran multipliziert mit ihrer Fläche. Also ist:

Darin ία Po₂ der Druck auf der Membrananordnung 108 des druckbetätigten Mittels 102 aus dem Sauerstoffdurchfluß durch die Drossel 86, Fn₂O der Druck auf die Membrananordnung 108 des druckbetätigten Mittels zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts. Hierdurch ist gesichert, daß aer Patient eine Mindestmenge Sauerstoff auch dann empfängt, wenn er kein Narkosegas erhält.

Die baulichen Einzelheiten des Differenzdruckschalters 66 sind am deutlichsten in Fig.3 bis 5 dargestellt Gemäß Fig.3 ist das Joch 118 ein U-förmiger Bauteil mit einem aufrecbien Schenkel 124 zur Befestigung des druckbetätigten Mittels 102 und einem gegenüberliegenden aufrechten Schenkel 126 zur Befestigung des druckbetätigten Mittels 104.

Da die druckbetätigten Mittel 102,104 von gleicher Bauweise sind, werden der Kürze halber nur die Einzelheiten des druckbetätigten Mittels 102 beschrie-

ben. Das Gehäuse 106 des druckbetätigten Mittels 102 besteht aus dem Gehäuseboden 128, dem Gewindering 130, der Ringmutter 132 und dem Gehäusedeckel 134. Der Gehäuseboden 128 ist ein zylindrischer Bauteil mit der Seitenwand 136 und dem Absatz 138 darin. Ein Flansch 140 des Gewinderinges 130 liegt in dem Absatz 138, Und Gehäuseboden 128 und Gewindering 130 sind miteinander durch die Lötverbindung 142 verbunden. Die Ringmutter 132 ist mit dem Gewindering 130 verschraubt und enthält die zentrale öffnung 144, die den Gdiäusedeckel 134 aufnimmt. Der Gehäusedeckel 134 ist eiii scheibenförmiger Bauteil mit umgebendem Flansch 146. In der Mitte besitzt der Gehäusedeckel 134 die Öffnung 148, die von dem ringförmigen Absatz 150 umgeben ist. Der Gehäuseboden 128 besitzt eine 7 3ntrale öffnung als Eingangsöffnung 119 für die Meßleitung. Die Eingangsöffnung HO ist von der Erweiterung 152 umgeben, in der das Gewindestück 154 dauerhaft befestigt ist. Das Gewindestück 154 trägt das Außengewinde 156 und das Innengewinde 158. Das Anschlußstück 160 ist mit seinem Gewinde 162 in das Innengewinde 158 des Gewindestückes 154 geschraubt. Das Anschlußstück 160 hat eine zentrale öffnung, die durch das hohle Innere des Gewindestückes 154 mit der Eingangsöffnung 110 verbunden ist. Das gegenüberliegende Ende des Anschlußstückes 160 ist mit dem Absatz 164 im Ende der Meßleitung 68 befestigt.

Zur Befestigung des Gehäuses 106 enthält der aufrechte Schenkel 124 einen Schlitz 166, durch den sich das Gewindestück 154 erstreckt. Eine auf das Gewindestück 154 geschraubte Mutter 168 spannt beim Festziehen die den Schlitz 166 umgebenden Abschnitte des 3'ifrechten Schenkels 124 zwischen sich und dem Gehäus^boden 128.

Die Membrananordnung 108 ist in dem hohlen Innern des Gehäuses 106 untergebracht Die Membrananordnung 108 enthält eine biegsame Membran 170 aus elastischem Material, z. B. Silicongummi, eine Vorderplatte 172 und eine Hinterplatte 174. Die Membran 170 ist ein hauptsächlich scheibenförmiger Bauteil mit einer zentralen öffnung, deren Rand ein Wulst 176 ist Der äußere Umfang der Membran 170 besitzt ebenfalls die Form eines Wulstes 178. Der mittlere Teil der Membran 170 hat die Form einer ringförmigen Sicke 180, die konzentrisch mit der zentralen Öffnung und dem äußeren Umfang der Membran 170 angeordnet ist Der Teil der Membran 170 zwischen der Sicke 180 und dem inneren Wulst 176 ist dicht zwischen der Vorderplatte 172 und der Hinterplatte 174 eingespannt

Wie aus F ί g. 3 und 5 ersichtlich, ist die Vorderplatte 172 ein scheibenförmiger Bauteil mit einer zentralen Gewindeöffnung 182 Die Rückseite der Vorderplatte 172 besitzt eine Ringnut 184, in die der innere Wulst 176 der Membran 170 eingreift Der Umfang der Vorderplatte 172 ist konisch an die Sicke 180 der Membran 170 angepaßt Die Hinterplatte 174 ist ein scheibenförmiger Bauteil mit einer zentrale»! Gewindeöffnung 186, fluchtend mit der Gewindeöffnung 182 in der Vorderplatte 172. Die Stirn- oder Innenfläche der Hinterplatte 174 hat eine Ringnut 188 zur Aufnahme des inneren Wulstes 176 der Membran 170. Die Vorderplatte 172, Membran 170 und Hinierplatte 174 sind miteinander durch den Verbindungsbolzen 190 zur Membrananordnung 108 verschraubt Der Verbindungsbolzen 190 bildet einen Teil der Stangenkupplung 112. Wie aus Fig.3 und 5 ersichtlich, besitzt der Verbindungsbolzen 190 ein Gewinde 192, das sich durch die Gewindeöffnung 1S2 der Vorderplatte i72, die zentrale Öffnung der Membran 170 und die Gewindeöffming 186 der Hinterplatte 174 erstreckt. Die Rückseite 194 der Hintsrplatte 174 enthält vier radiale Schlitze 196(Fig.4 und 5). Ihre Funktion wird später erläutert Der äußere

Wulst 178 der Membran 170 liegt in der Ringnut 198 des Gewinderinges 130. Wenn die Ringmutter 132 auf dem Gewindering 130 festgezogen wird, wird der Wulst 178 dicht in der Ringnut 198 durch die auf ihn von dem Flansch 146 des Gehäusedeckels 134 ausgeübte Kraft

κι eingespannt Dadurch ist der äußere Teil der Membran 170 dicht in dem Gehäuse 106 gehalten.

Innerhalb des Gehäuses 108 bildet die Membrananordnung 108 eine Arbeitskammer 200 zwischen sich und dem Gehäuseboden 128. Die Eingangsöffnung 110 ist mit der Arbeitskammer 200 verbunden. Somit beaufschlagt der Druck in der Meßleitung 68 gleichzeitig die Arbeitskammer 200. Dadurch wird entsprechend dem Druckaufbau die Membrananordnung 108 gegenüber der in F i g. 3 dargestellten Lage nach links verschoben.

Die radialen Schlitze 136 in der Hinterplatte 174 sorgen für eine gleichmäßige Druckverteilung über die Membran 170 in der Arbeitskammer 200, wenn die Membrananordnjng 108 in einer Stellung ist in der die Rückseite 194 der Hinterplatte 174 nahe der Innenseite des Gehäusebodens 128 liegt.

Wie bemerkt, entspricht das druckbetätigte Mittel 104 dem druckbetätigten Mittel 102 mit der Ausnahme, daß die Membrananordnung 108 des druckbetätigten Mittels 104 durch einen Gewindebolzen 202 statt des

so Verbindungsbolzens 190 zusammengehalten wird. Der Gewindebolzen 202 ist ein gestreckter Bauteil mit einem 1. Gewinde 204, das sich durch die Gewindeöffnungen 182, 186 der Platten 174, 172 erstreckt, und einem 2. Gewinde 206. Der Gewindebolzen 202 bildet einen weiteren Teil der Stangenkupplung 112.

Die Stangenkupplung 112 enthält den Verbindungsbolzen 190, den Gewindebolzen 202 und den Anschlag 114. Wie aus Fig.3 und 5 ersichtlich, besitzt der Verbindungsbolzen 190 gegenüber dem Gewinde 192 einen Schaft 208 von größerem Durchmesser. Der Schaft 208 enthält das Muttergev/inde 210. Das 2. Gewinde 206 des Gewindebolzens 202 ist in das Muttergewinde 210 eingeschraubt, um den Gewindebolzen 202 mit dem Verbindungsbolzen 190 zu verbinden.

Der Anschlag 114 ist eine Buchse mit der zentralen öffnung 212, durch die sich der Schaft 208 erstreckt Der Anschlag 114 enthält ein radiales Gewinde mit der Stellschraube 214. Der Anschlag 114 kann auf dem Schaft 208 in Längsrichtung verschoben und mit der Stellschraube 214 festgestellt werden, um den Schaltpurikt an der Stangenkupplung 112 einzustellen.

Die Druckfeder 122 ist eine Schraubenfeder und über dem Schaft 208 des Verbindungsbolzens 190 sowie dem Mittelteil des Gewindebolzens 202 angeordnet Die Druckfeder 122 liegt zwischen dem Gehäusedeckel 134 des diickbetätigten Mittels 104 und dem Anschlag 114. Das von dem druckbetätigten Mittel iO4 entfernte Federende ruht in einem ringförmigen, die öffnung 212 umgebenden Absatz 216 an einer Stirnseite des Anschlags 114.

Der elektrische Schalter 116 ist deutlich in Fi g. 2 und 3 dargestellt und enthält ein Paar Blattfeder-Kontakte 218, 220, die an die Stangenkupplung 112 heranragen. Der Schalter 116 ist auf dem Joch 118 mit einem Winke!

222 befestigt Der Winkel 222 enthält ein Langloch 224, durch das sich die Befestigungsschraube 226 erstreckt Dadurch kann die Stellung des Winkels 222 und damit des Schalters 116 entlang der Stangenkupplung 112

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durch Lösen der Befestigungsschraube 226 und Verschieben des Winkels 2^2 parallel zur Achse der Stangenkupplung 112 verstellt werden. Die Befestigungsschraube 226 wird danach angezogen, um den Schalter 116 zu fixieren. Ein Paar elektrischer Leitungen 228 Verbindet die Kontakte 218,220 mit dem Warnkreis 120.

Die Warneinrichtung 50 arbeitet wie folgt: Solange das Verhältnis des Sauerstoffdruckes zum Lachgasdruck größer als das Sdialtungs-Verhältnis ist und dadurch angezeigt wird, daß die Sauerstoffkonzentration im Gasgemisch der Sammelleitung 36 wenigstens den für den herrschenden Gesamtgasfluß festgesetzten Mindestwert einhält, überschreitet die von der Membrananordnung des druckbetätigten Mittels 102 für Sauerstoff auf die Stangenkupplung 112 ausgeübte Kraft die dagegen von der Druckfeder 122 und der Membrananordnung des druckbetätigten Mittels 104 für Lachgas wirkende Kraft In diesem Zustand liegt der Anschlag 114 auf der Darstellung in F i g. 3 links des Schalters 116, so daß die Kontakte 218, 22G elektrisch getrennt sind und die Warnlampe 52 abgeschaltet ist. Falls das Verhältnis des Sauerstoffdruckes zum Lachgasdruck unter den Einstellwert fällt, wie es eintreten kann, wenn das Einstellventil 30 für Lachgas zu weit geöffnet oder das Einstellventil 28 für Sauerstoff zu weit geschlossen wird, überwiegt die Kraft auf die Stangenkupplung 112 aus dem druckbetätigten Mittel 104 und der Druckfeder 122 die entgegengesetzte Kraft, so daß die Stangenkupplung 112 sich rasch aus der in F i g. 3 dargestellten Lage nach rechts bewegt. Dadurch kommt der Anschlag 114 in Berührung mit dem Kontakt 218, worauf die Kontakte 218, 220 in Berührung gebracht werden und den Warnkreis 120 schließen. Dies bewirkt das Aufleuchten der Warnlampe 52, die das Bedienungspersonal auf den Sauerstoffmangel hinweist.

Wie bemerkt, sind bei geringen Gesamtgasflüssen die Kräfte auf die Stangenkupplung 112 aus den druckbetätigten Mitteln 102,104 gering im Vergleich zu der Kraft aus der Druckfeder 122 Daher ist das Schaltpunkts-Verhältnis hoch, und eine größere Sauerstoffkonzentration muß dem Patienten zugeführt werden, als sie bei höheren Durchflüssen nötig ist. Das mit abnehmenden Durchflüssen ansteigende Schahpunkts-Verhältnis, wie es durch die Druckfeder 122 gegeben ist, ist von besonderer Bedeutung, um für den Patienten immer eine absolute Mindestmenge Sauerstoff zu sichern. Bei hohen Durchflüssen ist die auf die Stangenkupplung 112 aus der Druckfeder 122 ausgeübte Kraft unbedeutend gegenüber den Kräften aus den druckbetätigten Mitteln 102, 104. Unter diesen Bedingungen nähert sich das Schaltungspunkts-Verhältnis dem Wert, der durch die Widerstände der Drosseln 86,98 vorgegeben ist. Es wurde gefueöen, daß durch eine Auslegung der

ί Widerstände der Drosseln 86,98 für eine Schaltpunkts-Konzentration von etwa 30% bei hohen gesamten Gasflüssen, z. B. 13 l/min, und Auslegung der Federkraft für ein Einstellverhältnis von etwa 80% bei niedrigen Gesamtgasflüssen, z. B. 0,5 l/min, eine funktionsfähige

ι ο und sichere Warneinrichtung geschaffen wird.

In diesem Zusammenhang muß darauf verwiesen werden, daß die Warneinrichtung nach der Erfindung nicht auf ein besonderes Narkosegerät beschränkt ist, sondern mit jedem Gassystem verwendbar ist. das

π mindestens zwei Gase in eine Sammelleitung einspeist, und bei dem eine festgesetzte Konzentration eines Gases in dem Gemisch gesichert werden muß.

Demgemäß ist die Warneinrichtung 50 nach der Erfindung genauso anwendbar bei Narkosegeräten, die den Patienten mit Sauerstoff, Narkosegas und weiteren Gasen, z. B. Luft, versorgen. In der Tat ist das Gerät 20 nach Fig. 1 für die Versorgung des Atemkreislaufs des Patienten mit Sauerstoff. Lachgas (oder einem anderen Narkosegas) sowie Luft vorgesehen.

Weiterhin braucht der Differenzdruckschalter nicht nach der Zeichnung gebaut zu sein, sondern kann druckbetätigte Mittel für Sauerstoff und Narkosegas verwenden, die nicht einander gegenüberliegen und nicht durch eine starre, gestreckte Stangenkupplung

jo verbunden sind. So können getrennte druckbetätigte Mittel für Sauerstoff und für Narkosegas an verschiedenen Stellen eines drehbaren Hebels angeordnet sein, wobei das druckbetätigte Mittel für Sauerstoff den Hebel in der einen und das druckbetätigte Mittel für

ii Narkosegas den Hebel in der anderen Richtung drehen will. Bei einer derartigen Einrichtung sind elektrische Schaltmittel mit dem Hebel verbunden, um ein Warnsignal auszulösen, sobald der Hebe! in eine festgesetzte Lage bewegt ist, die anzeigs, daß die

w Sauerstolfkonzentration unter das Schaltpunkts-Verhältnis gesunken ist. Die Lage jedes druckbetätigten Mittels kann entlang des Hebels zur Einstellung des Schaltpunktes verändert werden. Zusätzlich können in Kombination mit dem Hebel Federn, Gewichte oder andere Vorspannungsmittel verwendet werden.

Des weiteren können bei der Warneinrichtung nach der Erfindung statt der dargestellten und beschriebenen linearen Drosseln auch nichtlineare Drosseln verwendet werden, um die Veränderung des Eir.stellverhähnisses bei wechselnden Durchflüssen zu bewirken.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Warneinrichtung zur Verwendung in Narkosegeräten mit einem druckbetätigten Mittel in der Sauerstoffversorgung, dadurch gekennzeichnet, daß ein gleiches druckbetätigtes Mittel (104) in der Narkosegasversorgung und das druckbetätigte Mittel (102) in der Sauerstoffversorgung gegeneinanderwjrkend durch eine Siangenkupplung (Π2) miteinander verbunden sind, wobei eine Druckfeder (122) auf der Stangenkupplung (112) zusätzlich im Sinne des Druckes in der Narkosegasversorgung drückt beide druckbetätigten Mittel (102,104) an die Gasversorgung hinter Einsteliventilen (28, 30) vor je einer Drossel (86, 98) zur Sammelleitung (36) des Narkosegerätes angeschlossen sind und ein einstellbarer Anschlag (114) auf der Stangenkupplung (112) einen Schalter (116) des Warnkreises (120) betätigt

2. Warneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die druckbetätigten Mittei (102, 104) je eine bewegliche Membrananordnung (108) in einem Gehäuse (106) sind, die einander gegenüber angeordnet und die Membrananordnungen (108) durch die Stangenkupplung (112) auf der sich die Druckfeder (122), sich gegen das Gehäuse (106) der Narkoseseite und den Anschlag (114) abstützend, befindet miteinander verbunden sind.

3. Warneinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Drosseln (86, 98) eine lineare Charakteristik besitzen.