DE3916699A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der unterdruckcharakteristik eines mit einer saug- und entspannungsphase arbeitenden medizinischen absauggeraetes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Steuerung der Unterdruckcharakteristik eines mit einer Saug- und Entspannungsphase arbeitenden medizinischen Absaugge­ rätes mit einer zwischen dem Absauggerät und einem mit einem Sauger versehenen Flüssigkeitssammelgefäß verlaufenden Saug- und Belüftungsleitung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein typisches Beispiel des Verfahrens und der Vorrichtung, von denen hier die Rede ist, ist das Absaugen von Milch durch Muttermilchpumpen. Beim Einsatz dieser Geräte ist der zeitliche Verlauf der während der Saug- und Entspannungsphase des Absaugvorgangs im Sauger, d. h. in diesem Anwendungsfall in der Brustglocke anstehenden Unterdruckwerte von besonderer Bedeutung für eine erfolgreiche Laktation. So hat beispiels­ weise die Erfahrung beim Absaugen von Muttermilch gelehrt, daß ein kurzer schneller Anstieg des Unterdruckes zu Beginn der Saugphase des Pumpenaggregates mit zunächst anschließender Abflachung des Unterdruckanstiegs und danach folgendem langsa­ mem Unterdruckabfall bis zum schnellen Absinken des Unterdrucks im Verlauf der Entspannungsphase die Stimulation der Brust zur Milchabgabe begünstigt. Dieser Vorgang entspricht in etwa den natürlichen Bedingungen beim Trinken des Baby's an der Mutter­ brust.

Um betriebsmäßig einen ähnlichen gearteten zeitlichen Verlauf der in der Saug- und Belüftungsleitung einschließlich der Brust­ glocke an der abzusaugenden Brust anstehenden Unterdruck­ werte zu erzielen, wird bei bekannten Muttermilchpumpen eine ständig mittels eines Motors angetriebene Kurvenformscheibe, deren Formdaten der gewünschten Unterdruckcharakteristik ent­ sprechen, von einem mechanischen Fühler abgetastet, der die Bewegung des Fühlers auf einen als Taktgeber für die Saug- und Entspannungsphase dienenden Hebel zum Antrieb einer kolbenpum­ penähnlichen Absaugvorrichtung mit einstellbarer, jedoch nicht abstellbarer Bypassbelüftung zur Atmosphäre überträgt. In der Saugphase des Kolbens dieser Absaugvorrichtung kann die Saugvolumenstrommenge in Verbindung mit der Bypassbelüftung vermindert werden. Jede Bypassbelüftung zur Atmosphäre während der Saugphase der Kolbenpumpe kann jedoch eine zusätzliche Kontaminationsquelle durch unnötiges Einströmen atmosphä­ rischer Luft in das Saugsystem bedeuten. Der Betrieb der vorstehend beschriebenen, bekannten, kolbenpumpenähnlichen Absaugvorrichtung bedarf aufgrund ihrer mechanisch aufwendigen Programmsteuerung der Druckwerte in der Saug- und Entspan­ nungsphase und der bei dieser Vorrichtung verwendeten sogenannten oszillierenden Kolben-Zylinderanordnung einer häufigen Wartung sowie Austausch der beweglichen Verschleiß­ teile. Sowohl die Bypassbelüftung in der Saugphase als auch die Art der Unterdruckprogrammsteuerung dieser bekannten Milchpum­ pen sind aus den vorstehend angeführten Gründen sehr unvorteil­ haft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaf­ fen, bei der zur selbsttätigen Steuerung der Unterdruckcharak­ teristik nach Abschluß jeder Saugphase des Pumpenaggregates keine zusätzliche Bypassbelüftung der Brustglocke aus der Atmosphäre erforderlich ist und bis zu einem frei wählbaren, einstellbaren oder festein­ gestellten Zeitpunkt, der jedoch vor dem Ende der Entspannungs­ phase des Absauggerätes liegt, weiterhin ein Unterdruck mit steuerbarer, leicht fallender Tendenz in der Saug- und Belüf­ tungsleitung und in der Saugglocke während des Brustabsaugvor­ gangs aufrechterhalten wird und erst dann durch Einleiten von Luft in die Saug- und Belüftungsleitung ein schneller Druckan­ stieg in der Saugglocke zur Entspannung der Brust erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Patentanspruch 1 gekennzeichneten Verfahrensmaßnahmen gelöst. Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in An­ spruch 2 beschrieben. Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung sind in den Ansprüchen 3 bis 6 angegeben.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis des Umstandes, daß nach Abschluß der Saugphase des Pumpenaggregates und Beginn der Ent­ spannungsphase in dem Raumvolumen der Saug- und Belüftungslei­ tung einschließlich des bei vielen elektrischen Milchpumpen damit verbundenen Zwischengefäßraumvolumens sowie dem Luftraum­ volumen im Milchsammelgefäß noch ein erhebliches Unterdruckpo­ tential gespeichert ist, das ausreicht, um weiterhin über die Saugglocke Milch abzusaugen, und zwar ohne Mitwirkung des Pumpenaggregates. Ein Unterdruckabfall erfolgt in diesem Druck­ system also nur durch abgesaugte Milch (oder sonstige Körper­ flüssigkeit), die das Luftraumvolumen im Milchsammelgefäß verkleinert und durch vernachlässigbare natürliche Undichthei­ ten im Drucksystem.

Die nach Abschluß der Saugphase beginnende Entspannungsphase ist zunächst trotz Nichtbeteiligung des Pumpaggregats noch sehr saugaktiv - bis zu dem Zeitpunkt, wo nach bisheriger Erkennt­ nis die maximal zulässige Absaugdauer jedes Absaugintervalles erreicht ist und nicht überschritten werden sollte. Danach wird unmittelbar durch einstellbare oder fest eingestellte Steuer­ vorrichtungen ein schneller Druckausgleich im Saug- und Belüf­ tungssystem gegenüber der Atmosphäre oder einem sonstigen Bezugsdruck eingeleitet, bis die nächste Saugphase beginnt. Die Funktion des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrich­ tung ist sowohl in Verbindung mit herkömmlichen Kolbenpumpen als auch in Verbindung mit kontinuierlich schnellaufenden Pumpen, z. B. Membranvakuumpumpen, bei denen der Rhythmus der Saug- und Entspannungsphasen durch elektronisch gesteuerte oder ähnlich betätigbare Ventilanordnungen bestimmt wird, ohne großen Aufwand gewährleistet.

Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt schematisch und in stark vereinfachter Darstel­ lung

Fig. 1 das Prinzipschema einer herkömmlichen Muttermilchpumpe als Beispiel eines mit einer Saug- und Entspannungsphase selbsttätig arbeitenden Absauggerätes in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 das Schema eines Ausführungsbeispiel der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung in Anwendung bei einer Milchpumpe mit konti­ nuierlich laufender Membranpumpe und elektronischer Steuerung der Saug- und Entspannungsphase.

In Fig. 1 ist 1 das Pumpenaggregat eines herkömmlichen Absauggerätes für Muttermilch mit einem (nicht eingezeichne­ ten) Taktgeber zur Steuerung der Saug- und Entspannungsphase des Absaugvorgangs. In der Saugphase des Pumpenaggregates 1 ist dieses über die Saug- und Belüftungsleitung 5, 6, 9, die geöffnete Ventilanordnung 4, das Zwischengefäß 7 mit Verschlußdeckel 8, das Milchsammelgefäß 10 mit dem Verschluß­ deckel 11 und der Saugglocke 15 verbunden, so daß sich in diesem Drucksystem bei dicht an der Brust aufgesetzter Saugglocke 15 ein Unterdruck aufbauen kann. Das Zwischengefäß 7 hat gegenüber dem Milchsammelgefäß 10 ein kleineres Raumvolu­ men. 12 ist die über die Saugglocke 15 abgesaugte Milch. 19 ist die Stromversorgung des Absauggerätes. Interne, für das Verständnis der erfindungsgemäßen Funktion unwesentliche Stromversorgungsleitungen, sind nicht eingezeichnet.

2 ist ein Verbindungsstutzen, der in der Entspannungsphase die Saug- und Belüftungsleitung 5, 6, 9 mit der Atmosphäre oder einem sonstigen Bezugsdruck verbindet, sobald die Ventilanord­ nung 4 geöffnet ist. Die Steuervorrichtung mit Zeitglied 3 frei wählbar, einstellbarer oder fest eingestellter Signaldauer, beispielsweise ein monostabiler Multivibrator, wird durch den vorgenannten Taktgeber bei Abschluß der Saugphase des Pumpen­ aggregates 1 über die elektrische Steuerleitung 13 gestartet und löst dabei das Zeitgliedsignal aus. Sie betätigt für die Dauer des Zeitgliedsignals über die elektrische Steuerleitung 14 die Ventilanordnung 4. Durch die Betätigung wird die Ventilanordnung 4 geschlossen - bzw. falls erforderlich, durch die Steuervorrichtung 3 steuerbar - dosiert durchlässig gegenüber der Atmosphäre. Diese erfindungs­ gemäße Anordnung bewirkt nach Ende der Saugphase des Pumpen­ aggregates die Aufrechterhaltung eines Unterdruckes in der Saug- und Belüftungsleitung und in der Saugglocke mit steuerba­ rer, leicht abfallender Tendenz bis zum Zeitpunkt des schnellen Druckanstiegs zur Entspannung der Brust bei Ende des Zeitglied­ signals. Die Signaldauer des Zeitgliedsignals der Steuervor­ richtung 3 zur Betätigung der Ventilanordnung 4 nach Abschluß der Saugphase ist vorzugsweise so einzustellen, daß nach Ende des Zeitgliedsignals und der dadurch bedingten Öffnung der Ventilanordnung 4 ausreichend Zeit für ein schnelles Absinken des Unterdrucks im Verlauf der Entspannungsphase verbleibt. Die Ventilanordnung4 kann sowohl als absperrbares 2-Wege-Magnet­ ventil (Durchgangsventil), oder umstellbares Drei-Wege-Magnet­ ventil, oder als volumenstromregelbare Zwei-Wege- bzw. Mehr­ wege-Magnetventilanordnung ausgebildet sein. Bei Ausbildung der Ventilanordnung 4 als volumenstromregelbares Magnetventil und Ausbildung der Steuervorrichtung mit Zeitglied 3 als program­ mierbare Mikrocomputersteuervorrichtung, kann die Unterdruck­ charakteristik in an sich bekannter Weise nach Abschluß der jeweiligen Saugphase des Pumpenaggregates bis zum Ende der jeweiligen Entspannungsphase gemäß festlegbarer Druckverlaufs­ daten gestaltet werden, Voraussetzung: Die Saugglocke 15 liegt dicht an der Brust an. Bei Ausbildung der Ventilanordnung 4 als absperrbares Zwei-Wege-Magnetventil oder in gleicher Funktion wirksames, umstellbares Drei-Wege-Magnetventil wird die Saug- und Belüftungsleitung 6, 9 während der Betätigung der Ventil­ anordnung dicht gegenüber der Atmosphäre und dicht gegenüber dem Pumpenaggregat abgeschlossen, Voraussetzung: Die Saug­ glocke 15 liegt dicht an der abzusaugenden Brust an. In Fig. 2 ist 27 das starre Gehäuse einer Milchpumpe, deren Pumpenaggre­ gat 1 aus der Membranpumpe 17 mit Auslaßstutzen 18 und Saugleitung 22, dem Speichergefäß 16, dem Drei-Wege-Magnet­ ventil 23 und dem Steuergenerator 20 besteht. P, R und A sind die Anschlußöffnungen des Drei-Wege-Magnetventils 23. Die Stromversorgung 19 ist einfachheitshalber in diesem Darstel­ lungsbeispiel nur dem Steuergenerator 20 zugeführt; sie ver­ sorgt jedoch alle elektronischen Bauelemente sowie den Antrieb der Membranpumpe 17 mit elektrischer Energie. Der Steuerge­ generator 20, beispielsweise ein astabiler Multivibrator mit frei wählbar einstellbarer oder fest eingestellter Taktfrequenz betätigt periodisch über die elektrische Steuerleitung 25 die Umschaltvorgänge des Drei-Wege-Magnetventils 23 und dient als Taktgeber zur Steuerung der Saug- und Entspannungsphase des Absaugvorgangs. Die Ausgänge des Drei-Wege-Magnetventils 23 sind wie folgt verbunden: Ausgang P ist über die Rohr- oder Schlauchleitung 24 mit dem Speichergefäß 16, Ausgang R mit dem Verbindungsstutzen 2 zur Atmosphäre und Ausgang A über die Rohr- oder Schlauchleitung 5 mit dem Ausgang A der Ventilanord­ nung 4, in diesem Falle einem Zwei-Wege-Magnetventil mit den Druckanschlüssen P und A in der Saug- und Belüftungsleitung 5, 6, 9. Durch das Drei-Wege-Magnetventil 23, das, wie schon vorstehend angeführt, mittels des Steuergenerators 20 über die elektrische Leitung 25 periodisch umgesteuert wird, wird das Teilstück 5 der Saug- und Belüftungsleitung periodisch abwech­ selnd, entweder über die Leitung 24 sowie das Speichergefäß 16 und die Saugleitung 22 mit der Membranpumpe 17 (Saugphase) oder über den Verbindungsstutzen 2 mit der Atmosphäre (Entspannungs­ phase) verbunden. Während der Zeit, in der das Leitungsteil­ stück 5 über den Durchgangsweg der Anschlußöffnungen A-R des Drei-Wege-Magnetventils 23 und den Verbindungsstutzen 2 mit der Atmosphäre verbunden ist, bei gleichzeitiger Absperrung der Anschlußöffnung P zur Leitung 24, wird durch den Dauerbetrieb der Membranpumpe 17 das erzeugte Vakuum in dem Speichergefäß 16 gespeichert. Nach dem erneuten Umschalten des Drei-Wege-Magnetventils 23 (Beginn der Saugphase) und der dadurch geschaffenen Durchgangsweg-Verbindung A-P des Ma­ gnetventils 23 über die Leitung 24 mit dem Speichergefäß 16 und über die Leitung 22 mit der Membranpumpe 17, bei gleichzeiti­ ger Absperrung des Ausgangs R gegenüber der Atmosphäre, steht ein hohes Unterdruckpotential für den Absaugvorgang in der Saugphase im Teilstück 5 der Saug- und Belüftungsleitung zur Verfügung. Da in der Saugphase des Pumpenaggregates 1 auch die von der Steuervorrichtung 3 über die elektrische Steuerleitung 14 betätigbare Ventilanordnung 4, in diesem Falle beispielswei­ se ein Zwei-Wege-Magnetventil, geöffnet ist, steht der Unter­ druck auch in den Teilstücken 6 und 9 der Saug- und Belüftungs­ leitung und in dem Zwischengefäß 7, dem Milchsammelgefäß 10 und in der Saugglocke 15 an und verursacht an der abzusaugenden Brust einen kurzen, schnellen Unterdruckanstieg mit anschlie­ ßender Herabsetzung der Anstiegsgeschwindigkeit bis zum Abschluß der Saugphase, der durch die Rückschaltung des Drei-Wege- Magnetventils 23 bewirkt wird. Die weitere Funktion der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung verläuft in gleicher Weise, wie schon in der Beschreibung der Fig. 1 angegeben. Die Steuervorrich­ tung mit Zeitglied 3 frei wählbarer, einstellbarer oder fest eingestellter Signaldauer, beispielsweise ein monostabiler Multivibrator, wird durch den Steuergenerator 20 als Taktgeber bei Abschluß der Saugphase des Pumpenaggregates 1 über die elektrische Steuerleitung 13 gestartet und löst dabei das Zeit­ gliedsignal aus. Sie betätigt für die Dauer des Zeitgliedsi­ gnals über die elektrische Steuerleitung 14 die Ventilanordnung 4. Durch diese Betätigung wird die Ventilanordnung 4 abge­ sperrt, bis das Zeitgliedsignal endet. Diese erfindungsgemäße Anordnung bewirkt nach Ende der Saugphase des Pumpenaggregates die Aufrechterhaltung eines Unterdruckes in der Saug- und Belüftungsleitung und in der Saugglocke mit leicht fallender Tendenz bis zum Zeitpunkt des schnellen Druckanstiegs zur Entspannung der Brust bei Ende des Zeitgliedsignals. Die Signaldauer des Zeitgliedsignals der Steuervorrichtung 3 zur Betätigung der Ventilanordnung 4 nach Abschluß der Saugphase ist vorzugsweise so einzustellen, daß nach Ende des Zeitglied­ signals und der dadurch bedingten Öffnung der Ventilanordnung 4 ausreichend Zeit für ein schnelles Absinken des Unterdrucks im Verlauf der Entspannungsphase verbleibt.

Bei Ausbildung der Ventilanordnung 4 als absperrbares 2-Wege- Magnetventil oder in gleicher Funktion wirksames, umstellbares Drei-Wege-Magnetventil wird die Saug- und Belüftungsleitung 6, 9 während der Betätigung der Ventilanordnung dicht gegenüber der Atmosphäre und dicht gegenüber dem Pumpenaggregat abge­ schlossen, Voraussetzung: Die Saugglocke 15 liegt dicht an der abzusaugenden Brust an. 26 ist eine Schlauchkupplung in dem Teilstück 6 der Saug- und Belüftungsleitung. Anstatt die, von der Steuervorrichtung mit Zeitglied 3 betätigbare Ventilanord­ nung 4 im Verlauf der Saug- und Belüftungsleitung anzuordnen, kann diese auch direkt oder indirekt über eine Rohr- oder Schlauchverbindung am geräteseitigen Ende der Saug- und Belüf­ tungsleitung, z. B. an dem Verbindungsstutzen 2 zur Atmosphäre oder einem sonstigen Bezugsdruck angeordnet werden. Sie kann auch als elektromagnetisch von der Steuervorrichtung mit Zeit­ glied 3 betätigbare(r) Dichtungsklappe auf einem Anker aus magnetischem Material oder Dichtungsschieber ausgebildet sein, der den Verbindungsstutzen 2 oder eine ähnlich wirksame Verbindungsöffnung der Saug- und Belüftungsleitung zur Atmo­ sphäre abdichtet bzw. verschließt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Steuerung der Unterdruckcharakteristik eines mit einer Saug- und Entspannungsphase arbeitenden medizinischen Absauggerätes mit einer zwischen dem Absauggerät und einem mit einem Sauger versehenen Flüssigkeitssammelgefäß verlaufenden Saug- und Belüftungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschluß der Saugphase des Pumpenaggregates des Absauggerätes und bei Beginn der Entspannungsphase bis zu einem frei wählbaren, einstellbaren oder fest eingestellten Zeitpunkt, der jedoch vor dem Ende der Entspannungsphase liegt, die Einleitung von Luft in die Belüftungsleitung und damit in den Sauger blockiert und/oder einstellbar oder fest einge­ stellt dosiert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach Anspruch 1, bei der ein Taktgeber die Steuerung der Saug- und Entspan­ nungsphase des Pumpenaggregats im Absauggerät bewirkt und bei Abschluß der Saugphase jeweils ein Signal auslöst und eine Steuervorrichtung mit Zeitglied frei wählbar einstellbarer oder fest eingestellter Signaldauer zur Betätigung einer Ventilan­ ordnung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des Taktgebers im Pumpenaggregat (1) bei Abschluß der Saugphase die Steuervorrichtung mit Zeitglied (3) frei wählbar einstellbarer oder fest eingestellter Zeitdauer zur Betätigung der entweder in der Saug- und Belüftungsleitung (5) (6) (9) oder direkt oder indirekt an dem Verbindungsstut­ zen (2) zur Saug- und Belüftungsleitung zur Atmosphäre oder einem sonstigen Bezugsdruck angeordneten Ventilanordnung (4) auslöst und daß diese Ventilanordnung während der Dauer ihrer Betätigung die Saug- und Belüftungsleitung dicht gegenüber dem Pumpenaggregat und dicht oder steuerbar dosiert durchlässig gegenüber der Atmosphäre (oder einem sonstigem Bezugsdruck) abschließt, wobei das Ende der Betätigung der Ventilanordnung, d. h. der Absperrung oder nur dosierten Durchlässigkeit von Luft, jedoch vor dem Ende der Entspannungsphase liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (4) als Durchgangsventil oder Drei- Wege-Ventil ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (4) als volumenstromregelbares Ventil ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung mit Zeitglied (3) in an sich bekann­ ter Art und Weise als programmierbare Mikrocomputersteuervor­ richtung ausgebildet ist, so daß die Betätigung der Ventilan­ ordnung (4) als volumenstromregelbares Ventil einen vorher festlegbaren Verlauf der Entspannungsphasen-Charakteristik ermöglicht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (4) als elektromagnetisch betätigbare (r) Dichtungsklappe oder -schieber ausgebildet ist, die (der) die Verbindungsöffnung (2) der Saug- und Belüftungsleitung bzw. des damit verbundenen Rohr- oder Schlauchleitungssystems zur Atmosphäre bei Betätigung durch die Steuervorrichtung mit Zeitglied (3) dicht abschließt.