-
Spirometer Die Erfindung bezieht sich auf ein Spirometer derjenigen
Art, bei welchem die Luft eingeblasen und auf ein Schaufelrad wirkt, welches mit
eirein Zählwerk verbunden ist. Bei derartigen Vorrichtungen besteht der übelstand,
daß die Meßgenauigkeit aus verschiedenen Gründen zu wünschen übrigläßt, und zwar
einerseits, weil das Flügelrad nach Aufhören des Blasdruckes noch infolge der lebendigen
Kraft längere Zeit weiterläuft; anderseits ist aber auch die Meßgenaxuigkeit in
starkem Maße von der Höhe des jeweiligen Einblasdruckes abhängig, der seinerseits
in weiten Grenzen verschieden sein und bei den bekannten Apparaten nicht ohne weiteres
geregelt werden kann.
-
Um die durch das Weiterlaufen des Flügelrades entstehende Meßungenauigkeit
zu beseitigen, hat man schon versucht, zwischen Laufrad und Zählwerk eine ausrückbare
Kupphing einzuschalten, welche jeweils -während des Blasens durch Fingerdruck in
Eingriff gehalten und am Ende des Blasvorganges wieder gelöst werden muß oder auch
iungekehrt. Diese Einrichtung erfordert eine besondere Bedienung, die umständlich
ist und außerdem leicht fehlerhaft ausgeführt werden kann.
-
Bei solchen Spirometern, bei denen die Atemluft nicht hindurchgeblasen,
sondern hindurchgesaugt wird, hat man zwar bereits für das Flügelrad eine Bremsklappe-,angeordnet,
welche von einer durch den Atemstrom angesaugten Ventilklappe boeinflußt wird. Diese
Ventilklappe ist aber bei den bekannten Saugapparaten hinter dein Flügelrad an einer
Seitenöffnung der Saugleitung angeordnet und liegt demnach außerhalb des durch das
Meßrad geleiteten Luftstromes. Das hat einerseits den Mangel, daß die Bi em.sklappe
nur bei einem ganz bestimmten Saugdruck in Tätigkeit tritt und daß bis zur Erreichung
dieses Saugdruckes die bis dahin ,einströmende Luft nicht mitgeniessen wird. Dazu
kommt der weitere Nachteil, daß die Klappe unveränderlich geschlossen bleibt, sobald
eine geceisse Saugkraft erreicht ist, und zwar a uch dann, wenn die Saugkraft später
in weiteren Grenzen schwankt.
-
Bei den bekannten Flügelradmeßger.äten für Lungenprüfung fehlt somit
einerseits eine stets im richtigen Zeitpunkt wirkende selbsttätige Ausschaltung
der Schwungkraft des Flügelrades und des Zählwerkes nach Aufhören des Luftstromes
und anderseits die Möglichkeit einer Regelbarkeit des letzteren auf eine bestimmte
Stärke. Weil infolge dieser Mängel bei allen bekannten Flügelrad. messern die Meßgenauigkeit
ungenügend war, fanden diese bisher üi der Praxis keinen Anklang.
-
Im Gegensatz zu den bekannten Spirometern ist gemäß der Erfindung
bei einem Spirometer zum Einblasen der Atemluft eine Bremsklappe für das Flügelrad
,angeordnet, und zwar derart, daß sie im Hauptstrom der Einblasluft liegt. Selbsttätig
wirkende Bremsen für das Flügelrad sind bei Meßgeräten
für Flüssigkeitsmengen
bekannt. Auf dem Gebiete des Spirometerbaues bringt die Anwendung dieser Flügelradbremse
besondere Vorteile. Eilee Fehlleitung von Luft und dadure bedingte Meßfehler sind.
vermieden, wähnen anderseits auch eine fehlerhafte Bedienung wie sie bei den bisherigen
Einblasapparaten , möglich war, nicht mehr vorkommen kann. Dabei wirkt die Klapperanordnung
in do2-pelter Hinsicht. Denn es wird einerseits eine selbsttätige Freigabe und Bremsung
des Laufrades erzielt. Darüber hinaus wird aber auch noch der weitere Fortschritt
erreicht, daß die Klappe die Luft nur in den Apparat hinein, nicht aber heraus läßt.
Der Prüfling kann daher bei einer etwaigen fehlerhaften Bedienung des Apparates
durch Rücksatigen der Luft keinen Schaden an seiner Gesundheit nehmen, welcher et<va
dadurch entstehen könnte, daß sich Krankheitskeime im Apparat angesammelt hätten.
-
Schließlich ergibt sich bei der neuen Anordnung der Bremsklappe noch
die vorteilhafte Möglichkeit, die Bremsklappe mit einem Zeigerwerk zu verbinden,
welches die der Stärke des Luftstromes entsprechenden Bewegungen. der Klappe nach
außen sichtbar macht und dem Blasenden oder auch etwaigen Aufsichtspersonen an einem
:entsprechend eingeteilten Zifferblatt genau anzeigt, so daß damit auch während
der Volummessung der Einblasdruck ständig kontrolliert und auf vorgeschriebener
Höhe gehalten werden kann.
-
Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung irr einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen senkrechten Teilschnitt durch die Vorrichtung
seitlich zur Längsmittelebene nach der Linie A-B der Fig. 2, Fig.2 eine Draufsicht
auf den unteren Gehäuseteil, Fig.3 einen senkrechten Mittelschnitt durch die Vorrichtung
nach der Linie C-D der Fig. i.
-
Das dargestellte Spirometer besteht aus einem Schaufelrad i, das irr
einem zylindrischen Gehäuse 4 umläuft und von der eingeblasenen Luft in axialer
Richtung durchströmt wird. Auf der Zuführungsseite ist ein ebenfalls zylindrischer
Behälter 5 vorgesehen, der mit einem schraubenförmigen Leitkanal 6, 31 und einem
nach außen tangential sich daran anschließenden Stutzen 7 zum Anschluß eines Schlauches
und Mundstückes zum Einblasen versehen ist. Auf der anderen Seite des Schaufelrades
ist in einem zylindrischen Gehäuse g gleichachsig zum Schaufelrad ein Zählwerk zum
Messen der durchgeblasenen Luftmenge angeordnet. Zwischen dem Zählwerksgehäuse 9
und dem Schaufelrad i ist noch eine Luftkammer bzw. ein Leitkanal vorgesehen, der
die axial aus dem Schaufelrad austretende Luft radial nach außen durch Schlitze
8 ins Freie leitet.
-
Vor dem inneren Ende des Schlauchan-#_tlußstückes oder -stutzens 7
ist eine Klappe 3 angebraght, die um eine oberhalb der ' inneren Mündung des Stutzens
7 vorgesehene waagerechte Achse 24 schwenkbar gelagert ist. Unter dem Einfluß des
Eigengewichtes schwingt die Klappe 23 nach unten und legt sich dicht schließend
vor die innere öf-fnung des Anschlußstutzens. Die Klappe 23 öffnet sich unter dem
Druck der eingeblasenen Luft aber erst dann, wenn der Luftdruck ,ein bestimmtes
Maß überschreitet. Der Anschlußstutzen ist innen als Düse 7' ausgebildet, uin eine
gute Druckwirkung auf die Klappe 23 zu erzielen. Der Durclunesser und die Gestaltung
der Düse -und der Klappe ist nun so bemessen, daß bei vorschriftsmäßig geöffneter
Klappe 23 (Feg. i und 2 strichpunktierte, Fig.3 ausgezogene Lage) die Luftmenge
unter einem bestimmten, für die Messung günstigsten Druck austritt. Dieser Druck
hat dem günstigsten Atmungsdruck zu entsprechen, so daß einerseits ein schädlicher
überdruck in der Lunge vermieden wird, anderseits aber auch das Ausblasen der Luft
in einer nicht allzu langen Zeit erfolgt, so daß keine Atemnot eintritt. Dieser
günstigste Atmungsdruck liegt bei 0,07 Atm. überdruck. Damit sind die Maße
des Ventils und das erforderliche Klapp.engewicht bestimmt.
-
Im Bereich der Klappe 23 sind die gegenüberliegenden Wandungen des
Einblaskanals bzw. Einblasschachtes abgeflacht. In diesen abgeflachten Wandungsteilen
25; 26 ist die Schwingungsachse 24 der Klappe gelagert. Das eine Ende 24' der Achse
ist durch die Wandung des Gehäuseteiles 5 nach außen durchgeführt und trägt außen
einen Zeiger 27, der die jeweilige Stellung der Klappe 23 und damit den zugehörigen
Druck anzeigt. Der Zeiger spielt vor einer an der Außenwandung des Gehäuses 'angebrachten
Skala, die in Druckeinheiten geeicht ist. Die Skala befindet sich an einer Abflachung
28 der Gehäusewandung. Die günstigste Stellung der Klappe 23 ist an der Skala, durch
eine rote Marke gekennzeichnet. Der Druck kann auf diese Weise leicht festgestellt
und während der ganzen Ausblasezeit auf den günstigsten Wert gehalten werden: Die
Klappe ist ferner mit einer Nase 29 versehen, die in der Schließstellung nach oben
gerichtet ist. Diese Nase 29 greift an der Unterseite einer Blattfeder 3o an und
drückt diese in der Schließstellung so weit nach oben, daß das Ende 3o' dieser Feder
zwischen die Flügel i' des Meßrades i greift und so das Flügelrad abbremst. Die
Feder
besteht aus einem hreisförrnigen Blechstreifen und ist am
Boden P i des schraubenförmigen Zuführungskanals 6 befestigt. Sie verläuft etwas
steiler als der Boden 3 i. und über das Ende des Bodens bzw. der Rinne hinaus bis
unter das Flügelrad. Wird die Klappe 23 geöffnet, so schwingt die Nase 29 nach unten
mid gibt die Feder 3o frei, so daß die Feder von dem Flügelrad fort nach unten schwingen
und das Rad durch den auftreffenden Luftstrom gedreht werden kann. Die Bremsfeder
3o und die Nase 29 sind so ausgebildet, daß das Flügelrad erst dann freigegeben
wird, wenn sich die Klappe 23 in der dem günstigsten Luftdruck entsprechenden Stellung
befindet. Beim Aufhören des vorschriftsmäßigen Druckes schließt sich die Klappe
wieder, und das Laufrad bzw. Zählwerk wird wieder abgebremst. Ein Nachlaufen, welches
das Meßergebnis beeinträchtigt, ist dadurch vermieden. Es wird nur diejenige Luftmenge
gemessen, die unter dem vorgeschriebenen Druck eingeblasen wurde.
-
Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt.
Vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen möglich. Insbesondere könnte das Ventil
auch anders, z. B. als Tellerventil, ausgebildet sein. Es könnte auch durch Federdruck
geschlossen gehalten werden. Die Bremse für das Flügelrad kann gegebenenfalls ,auch
schon beieinem kleineren als dem günstigsten Luftdruck, also auch schon bei kleinerer
öffnung des Ventils außer Wirkung treten. Ferner könnte an die Düse auch noch ein
besonderer Druckmesser angeschlossen und das Ventil mit einer Verriegelung versehen
sein, die erst dann von Hand oder selbsttätig ausgerückt wird, sobald der Druckmesser
den richtigen Druck anzeigt. Es wird dann auch das Ventil sich sofort auf den richtigen
Wert .einstellen, so daß das Flügelrad sich gleich zu drehen beginnt, sobald die
Luft einströmt. Dadurch wird stets die gesamte eingeblasene Luft gemessen.