DE3710141A1 - Niveauregelvorrichtung bei einem ultraschallvernebler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Niveauregelvorrichtung der im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 genannten Art.

Ultraschallvernebler werden in Kliniken sehr häufig einge­ setzt. Das von ihnen erzeugte Aerosol dient zur Behandlung der oberen und unteren Atemwege sowie zur Anfeuchtung der Atemluft. Als Verneblerflüssigkeit wird keimfreies Wasser unter teilweiser Beimischung von Medikamenten verwendet. Diese Lösungen werden in Glasflaschen, Kunststoff-Fla­ schen und Einwegbeuteln von der einschlägigen Industrie angeboten.

Die hygienischen Voraussetzungen spielen bei Ultraschall­ verneblern eine ganz entscheidende Rolle. Verneblerflüssig­ keiten verkeimen innerhalb von wenigen Stunden, wenn sie mit Außenluft oder unsterilen Verneblerbauteilen in Berührung kommen. Frisch operierte bzw. schwerkranke Patienten sind dabei gegenüber Keimen besonders empfindlich.

Verneblerkammern von Ultraschallverneblern nehmen in der Regel nur ca. 200 ccm Flüssigkeit auf. Bei Langzeitbehand­ lungen reicht diese Menge nicht aus, weshalb über Schlauch- und Niveauregelvorrichtungen kontinuierlich Flüssigkeit aus den vorgenannten Vorratsbehältern nachgefüllt werden muß.

Als einfache Niveauregelvorrichtung werden vielfach Tauch­ rohre mit unterschiedlicher Gestaltung verwendet. Derar­ tige Niveauregler bestehen entweder aus zwei dünnen Tauchrohren mit unterschiedlicher Eintauchtiefe in die Verneblerflüssigkeit der Verneblerkammer oder einem dic­ keren, unten abgeschrägten und ebenfalls in die Flüssig­ keit der Kammer eintauchendem Rohr, wobei beide Systeme nach Art der Vogeltränken funktionieren. Sobald Flüssig­ keit durch das längere Tauchrohr von dem Vorratsbehälter in die Verneblerkammer nachläuft, strömt die entsprechen­ de Menge Luft, die durch den Vernebler angesaugt wird, aus der Verneblerkammer über das kürzere Tauchrohr in den Vorratsbehälter. Taucht das kürzere Tauchrohr durch den gestiegenen Flüssigkeitspegel ebenfalls in die Flüs­ sigkeit, so wird dieser Vorgang unterbrochen, da keine Außenluft mehr in den Vorratsbehälter steigen kann.

Da die Außenluft auf ihrem Weg in die Verneblerkammer eine Vielzahl von Bauteilen des Ultraschallverneblers durch­ strömt, deren optimale Reinigung nicht immer gewährleistet ist, wird so nicht nur die Flüssigkeit in der Verneblerkam­ mer verunreinigt, sondern auch die Flüssigkeit in dem Vor­ ratsbehälter. Darüber hinaus funktionieren diese Niveaure­ gelvorrichtungen nicht beim Einsatz von Vorratsbehältern aus weichem Material (Einwegbeutel).

Bei der Verwendung von Vorratsbehältern aus weichem Material mußten deshalb die Ultraschallvernebler mit Schwimmersystemen ausgerüstet sein, die in der Verneblerkammer angeordnet sind und die Verbindungsleitung zwischen Vorratsbehälter und Kammer verschließen. Die bekannten Schwimmersysteme funktionieren dabei rein mechanisch, wobei diese in der Regel aus mehreren, teilweise komplizierten Teilen be­ stehen, die direkt in der Verneblerflüssigkeit hängen. Eine vollständige Reinigung solcher Systeme ist nur mit erheblichen Aufwand möglich. Erfolgt die Reinigung nur mit einem reduzierten Aufwand, so wird ebenfalls die Flüssigkeit in der Verneblerkammer und in dem Vorrats­ behälter verkeimt.

Weiterhin sind auf dem Markt Einweg-Verneblerkammern be­ kannt, die eine sterile Flüssigkeitsfüllung haben. Solche Einweg-Verneblerkammern besitzen ebenfalls nur einen gerin­ gen Flüssigkeitsvorrat, so daß aus Kostengründen in diese - ebenfalls über bekannte Nachfüllsysteme (zwei Tauchrohre) - aus großen wirtschaftlichen Behältern nachgefüllt wird. Es treten dabei die gleichen Probleme der Verkeimung der Ver­ neblerflüssigkeit wie bei den oben geschilderten Systemen auf.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Niveauregelvorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 zu schaffen, die eine Verkeimung der Verneblerflüssigkeit sowohl in dem Vorratsbehälter als auch in der Verneblerkammer verhindert.

Vorstehende Aufgabe wird bei Vorratsbehältern mit im wesent­ lichen festen Wänden in der Weise gelöst, daß die Flüssig­ keitsleitung durch ein schaltbares und außerhalb der Ver­ neblerkammer angeordnetes Unterbrecherventil verschließ­ bar ist, welches über eine Regelleitung mit einer ebenfalls ortsfesten Erfassungseinrichtung für den Flüssigkeitsspiegel in der Verneblerkammer verbunden ist, und daß der Vorrats­ behälter über die Belüftungsleitung und ein Bakterien­ filter mit der Umgebungsluft in Verbindung steht.

Durch die Steuerung der aus dem Vorratsbehälter in die Ver­ neblerkammer nachzufüllenden Verneblerflüssigkeit durch eine Erfassungseinrichtung, die ein Unterbrecherventil steuert, muß die Außenluft nicht mehr durch die Verneblerkammer über eine Vielzahl von Bauteilen des Verneblers angesaugt werden. Vielmehr ist es möglich, durch eine relativ kurze und mit einem Bakterienfilter versehene Belüftungsleitung die not­ wendige Außenluft dem Vorratsbehälter mit festen Wänden zu­ zuführen. Der Reinigungsaufwand reduziert sich dadurch er­ heblich, so daß auch eine optimale Reinigung sicherer ge­ währleistet werden kann.

Bei Vorratsbehältern mit im wesentlichen leicht verformbaren Wänden wird vorstehende Aufgabe dadurch gelöst, daß das Un­ terbrecherventil außerhalb der Verneblerkammer angeordnet und über eine Regelleitung mit einer ortsfest im oder an der Verneblerkammer angeordneten Erfassungseinrichtung für den Flüssigkeitsspiegel in der Verneblerkammer verbunden ist.

Es wird hierdurch erreicht, daß die Verneblerflüssigkeit an keiner Stelle zwischen Vorratsbehälter und Verneblerkammer mit einer Regeleinrichtung in Berührung kommt, die aus einer Vielzahl von Teilen besteht und somit schwer zu reinigen ist. Darüber hinaus reduziert sich der Reinigungsaufwand erheb­ lich, so daß auch hier eine optimale Reinigung nahezu sicher gewährleistet werden kann.

Die Erfassungseinrichtung kann nach den unterschiedlichsten physikalischen Prinzipien arbeiten. So ist beispielsweise der Einsatz einer Lichtschranke möglich oder aber einer Federvorrichtung, die in Abhängigkeit einer auf ihr ruhen­ den Flüssigkeitssäule ein Ventil öffnet oder schließt. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung besteht die Erfas­ sungseinrichtung aus zwei Tauchelektroden, die über elek­ trische Leiter, eine dazwischen geschaltete Stromquelle und eine Verzögerungsschaltung mit dem Unterbrecherventil verbunden sind. Sinkt der Flüssigkeitspegel in der Verneblerkammer unter das freie Ende der Elektroden, so wird der Stromkreis unterbrochen. Als Folge davon öffnet das Unterbrecherventil, und es fließt Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter in die Ver­ neblerkammer nach. Die Schließung des Stromkreises und somit des Unterbrecherventils erfolgt, sobald die freien Enden der Elektroden wieder vollständig von Flüssigkeit umgeben sind.

Eine Vielzahl der bisher verwendeten Ultraschallvernebler weisen die oben geschilderten zwei Tauchrohre auf, die in der Regel aus Metall hergestellt sind. In diesen Fällen ist es möglich, die neue Niveauregelvorrichtung an die bereits verwendeten Ultralschallvernebler anzuschließen und auch bei diesen den Vorteil der Erfindung zu nutzen.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die Tauchelektroden über eine Kontaktzange mit den elektri­ schen Leitern verbunden. Diese Kontaktzange weist drei Schalt­ stellungen auf, wobei die beiden äußeren Stellungen dem Strom­ kreis zu dem Unterbrecherventil schließen. Die eine der bei­ den äußeren Schaltstellungen wird dabei gegen die Kraft eines Federmittels eingenommen, sobald die Kontaktzange zum Aufsetzen oder Absetzen von den Tauchelektroden in die Hand genommen wird. Die Einnahme der anderen äußeren Schaltstellung erfolgt demzufolge automatisch. Hierdurch wird neben der generell leichteren Bedienung erreicht, daß, sobald die Kontaktzange von den Tauchelektroden entfernt wird, das Unterbrecherventil schließt und so keine Flüssig­ keit mehr in die Verneblerkammer fließen kann.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Ausführungsbeispiel werden nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Ansicht einer Niveauregel­ vorrichtung gemäß der Erfindung an einem Ultraschallvernebler (mit nicht gezeigten Behandlungsschläuchen) mit einem Vorratsbehälter aus im wesent­ lichen weichen Material,

Fig. 2 eine Niveauregelvorrichtung ge­ mäß der Erfindung an einem Ultra­ schallvernebler mit einem Vorrats­ behälter mit im wesentlichen festen Außenwänden,

Fig. 3 eine Ansicht der Kontaktzange,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Kontakt­ zange gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3.

In Fig. 1 ist ein Ultraschallvernebler 12 mit einer vertikal ausgerichteten zylinderförmigen Verneblerkammer 10 gezeigt. An ihrem oberen Ende ist die Verneblerkammer 10 mit einem Kunststoffdeckel 16 verschlossen. In den Deckel 16 sind zwei parallel zueinander angeordnete und vertikal ausge­ richtete Tauchelektroden 22 eingesetzt, die sich sowohl in die Verneblerkammer 10 als auch nach außen fortsetzen.

Die Länge der Tauchelektroden 22 in der Verneblerkammer 10 ist dabei so bemessen, daß sie einerseits bei für den Ver­ neblungsvorgang ausreichendem Flüssigkeitsspiegel in die­ sen hineinragen und andererseits bei Sinken des Flüssig­ keitsspiegels unter diese Grenze frei kommen. Es genügt dabei, daß diese Bedingung für eine der beiden Elektro­ den erfüllt ist.

Eine der beiden Tauchelektroden 22 ist als Rohr ausge­ bildet. Diese Elektrode 22 ist außerhalb der Verneblerkammer 10 über einen flexiblen Schlauch 30 und ein Kupplungsteil 32 mit einem Vorratsbehälter 50 verbunden, dessen Außenwände im wesentlichen aus nachgiebigem Material bestehen. Das Kupp­ lungsteil 32 kann dabei aus einem sog. Luer-Lock-Anschluß be­ stehen. Der Vorratsbehälter 50 ist mit einer entsprechenden Aufhängevorrichtung an einem Gestell 14 befestigt.

Außerhalb der Verneblerkammer 10 sind an den beiden Tauch­ elektroden 22 zwei elektrische Leiter 24 angebracht. Diese beiden elektrischen Leiter 24 führen über eine Stromquelle 28 zu einer Verzögerungsschaltung 21. Die Verzögerungsschal­ tung 21 steht wiederum in Verbindung mit einem Unterbrecher­ ventil 20. Das Unterbrecherventil 20 ist ein elektromagne­ tisches Schlauchventil, das durch Abklemmen des Schlauches 30 oder dessen Freigabe die Zufuhr von Flüssigkeit in der Verneblerkammer regelt. Die Ausbildung des Ventils 20 kann äußerst unterschiedlich sein. Sie hängt zum einen von dem zur Übermittlung der Schaltsignale verwendeten physikali­ schen Prinzip ab und zum anderen von dem Aufbau der Regel­ leitungenund den damit verbundenen Schaltungen. Die Stromquel­ le 28 kann dabei sowohl durch einen Satz Batterien als auch durch eine Steckverbindung zu einer externen Stromquelle ge­ bildet sein. Unterbrecherventil 20, Verzögerungsschalter 21 und Stromquelle 28 sind in einem Gehäuse 26 angeordnet.

Gelangt eine der Tauchelektroden 22, oder beide, außerhalb der Flüssigkeit 54 in der Verneblerkammer 10, so wird der vor­ her bestehende Stromkreis unterbrochen; das Unterbrecherven­ til 20 öffnet. Es fließt dann soviel Flüssigkeit von dem Vor­ ratsbehälter 50 in die Verneblerkammer 10 nach, bis beide Tauchelektroden 22 mit ihren freien Enden in die Flüssig­ keit 54 eintauchen. Der Stromkreis schließt sich nunmehr wieder, so daß das Unterbrecherventil 20 durch Abklemmen des Schlauches 30 die Zufuhr von Flüssigkeit verhindert. Da bei der Vernebelung der Flüssigkeit 54 in der Verneblerkam­ mer 10 der Flüssigkeitsspiegel 52 keine glatte Oberfläche aufweist, könnte es vorkommen, daß die Tauchelektroden 22 einzeln oder beide kurzfristig aus der Flüssigkeit 54 frei­ kommen. Dies hätte zur Folge, daß das Unterbrecherventil 20 permanent öffnet und wieder schließt. Um die damit verbun­ dene Geräuschentwicklung zu vermeiden und um die Lebensdauer des Unterbrecherventils 20 zu erhöhen, ist zwischen der Stromquelle 28 und dem Unterbrecherventil 20 die aus be­ kannten Bauteilen aufgebaute Verzögerungsschaltung 21 an­ geordnet.

Besitzt der Vorratsbehälter 50 im wesentlichen feste Außen­ wände, so ist neben den bisher beschriebenen Bauteilen eine zusätzliche mit einem Bakterienfilter 54 versehene Belüf­ tungsleitung 52 vorzusehen, wie dies Fig. 2 zeigt. Die Be­ lüftungsleitung 52 ist über ein Infusionsbesteck mit dem Vorratsbehälter 50 verbunden. Um leichtes Auswechseln zu ermöglichen, ist das Bakterienfilter 54 in einem separaten Gehäuse am Anfang der Belüftungsleitung 52 angeordnet. Es ist auch möglich, daß die Belüftungsleitung 52 und das Bak­ terienfilter 54 eine Einheit bilden, die nach einmaligem Gebrauch nicht wieder verwendet wird.

Die in einer Schutzhülle geführten elektrischen Leiter 24 können nicht nur direkt an den Tauchelektroden 22 angebracht werden, sondern auch über eine Kontaktzange 40. Die Kontakt­ zange 40 besteht im wesentlichen aus zwei um eine gemeinsame, vertikal ausgerichtete und isolierte Achse 44 drehbar gela­ gerten Schenkeln 42, die aus leitendem Material gefertigt sind. Jeweils einer der beiden Schenkel 42 steht mit einer der bei­ den elektrischen Leiter 24 in Verbindung. Die horizontal aus­ gerichteten Schenkel 42 besitzen jeweils an ihrem einen frei­ en Ende eine Ausbuchtung, mittels derer sie die Elektroden 22 zumindest teilweise umfassen können. Auf der anderen Sei­ te der isolierten Achse 44 befindet sich zwischen den bei­ den Schenkeln 42 eine Schraubenfeder 48,die durch zwei an den Schenkeln 42 jeweils angebrachte Isolierstopfen 45 geführt wird. Die Schraubenfeder 47 steht somit nicht in leitender Verbindung mit den beiden Schenkeln 42.

Steht die Kontaktzange 40 mit den beiden Elektroden 22 in Verbindung, so nehmen ihre beiden Schenkel 42 eine Mittel­ stellung ein. Der Stromfluß in dem Stromkreis hängt dann von dem Flüssigkeitsspiegel 52 in der Verneblerkammer 10 ab. Wird die Kontaktzange von den Elektroden 22 abgenom­ men, so ist es hierzu notwendig, daß die beiden Schenkel 42 gegen die Kraft der Schraubenfeder 47 zusammengedrückt werden. Hierdurch kommen zwei an den Schenkeln 42 befind­ liche Kontaktflächen 48 in Berührung, so daß der Strom­ kreis zu dem Unterbrecherventil 20 geschlossen wird und dieses die Flüssigkeitszufuhr von dem Vorratsbehälter 50 zu der Verneblerkammer 10 unterbricht. Wird die Kontakt­ zange 40 abgelegt, so nehmen die Schenkel 42 automatisch aufgrund der Federkraft eine dritte Stellung ein, in der ebenfalls zwei an den Schenkeln 42 befindliche Kontakt­ fläche 49 in Berührung kommen. Der Stromkreis wird somit wieder geschlossen, so daß das Unterbrecherventil 20 schließt. Hierdurch wird erreicht, daß eine Flüssigkeits­ zufuhr nur dann möglich ist, wenn die Kontaktzange 40 mit den Elektroden 22 in Verbindung steht.

In dem Gehäuse 26 befindet sich eine weitere Schaltung 23, die bei Stromausfall ein Schließen des Unterbrecherventils 20 bewirkt.

Selbstverständlich kann die Schaltung auch aus zwei Strom­ kreisen bestehen, wobei der eine die Tauchelektroden 22 und der andere die Verzögerungsschaltung 21 und das Unterbrecher­ ventil 20 enthält. Wird der erste Stromkreis geschlossen, so wird der zweite unterbrochen, und das Unterbrecherven­ til 20 z. B. durch eine Feder geschlossen. Im anderen Fall wird der erste Stromkreis unterbrochen, als Folge davon wird der zweite Stromkreis geschlossen und das Unterbrecher­ ventil 20 geöffnet. Da bei Stromausfall beide Stromkreise unterbrochen werden, schließt das Ventil in diesem Fall automatisch.

Claims (12)

1. Niveauregelvorrichtung bei einem Ultraschallvernebler, der eine Verneblerkammer aufweist, oberhalb der ein im wesentlichen mit festen Wänden versehener Vorratsbehäl­ ter für Verneblerflüssigkeit angeordnet ist, wobei der Vorratsbehälter über eine Flüssigkeitsleitung mit der Verneblerkammer verbunden und an eine Belüftungslei­ tung angeschlossen ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Flüssigkeitsleitung (30) durch ein schaltbares und außerhalb der Vernebler­ kammer (10) angeordnetes Unterbrecherventil (20) ver­ schließbar ist, welches über eine Regelleitung (24) mit einer ebenfalls ortsfesten Erfassungseinrichtung (22) für den Flüssigkeitsspiegel (52) in der Verneb­ lerkammer (10) verbunden ist, und daß der Vorratsbe­ hälter (50) über die Belüftungsleitung (52) und ein Bakterienfilter (54) mit der Umgebungsluft in Verbin­ dung steht.

2. Niveauregelvorrichtung bei einem Ultraschallvernebler, der eine Verneblerkammer aufweist oberhalb der ein im wesentlichen mit leicht verformbaren Wänden versehener Vorratsbehälter für Verneblerflüssigkeit angeordnet ist, wobei der Vorratsbehälter über eine Flüssigkeits­ leitung mit der Verneblerkammer verbunden ist, die durch ein mittels einer Erfassungseinrichtung für den Flüssigkeitsspiegel in der Verneblerkammer schaltbares Unterbrecherventil verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterbrecherventil (20) außerhalb der Vernebler­ kammer (10) angeordnet und über eine Regelleitung (24) mit einer ortsfest in oder an der Verneblerkam­ mer (10) angeordneten Erfassungseinrichtung (22) für den Flüssigkeitsspiegel (52) in der Verneblerkammer (10) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsein­ richtung (22) für den Flüssigkeitsstand in der Ver­ neblerkammer (10) durch zwei Tauchelektroden gebil­ det ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Unterbrecherventil (20) ein von außen auf die Flüssigkeitsleitung (30) einwirkendes Ventil, ins­ besondere ein elektromagnetisches Schlauchventil ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Unterbrecherventil (20) mittels einer Verzögerungsschaltung (21) zeit­ verzögert schaltet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Tauchelektroden (22) mittels der als elektrische Leiter ausgebildeten Regel­ leitung (24) in einem von einer Stromquelle gespeisten Stromkreis über die Verzögerungsschaltung (21) mit dem Unterbrecherventil (20) verbunden sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Tauchelektroden (22) über eine Kontaktzange (40) mit den elektrischen Leitern (24) verbunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontaktzange (40) drei Schaltstellungen besitzt, wobei die Zange (40) die mittlere Schaltstellung bei Verbindung mit den Tauchelektroden (22) einnimmt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontaktzange (40) eine der beiden äußeren Schaltstellungen einnimmt, sobald der Kontakt mit den Tauchelektroden (22) auf­ gehoben ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontaktzange (40) bei ihrer Bedienung gegen die Kraft eines Federmit­ tels (47) die andere Schaltstellung einnimmt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden äußeren Schalt­ stellungen der Kontaktzange (40) den Stromkreis zu dem Unterbrecherventil (20) schließen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsleitung (30) mit der Verneblerkammer (10) über eine als Rohr ausgebildete Tauchelektrode (22) und mit dem Vorratsbehälter (50) über ein Kupplungs­ teil (32) verbunden ist.