DE69303151T2

DE69303151T2 - Magneto-pneumatische, intermittierende Saugvorrichtung

Info

Publication number: DE69303151T2
Application number: DE69303151T
Authority: DE
Inventors: Russell J Fischer; Michael D Leshner; Ronald L Tobia
Original assignee: Ohmeda Inc
Current assignee: Datex Ohmeda Inc
Priority date: 1992-12-22
Filing date: 1993-12-09
Publication date: 1996-10-24
Anticipated expiration: 2013-12-10
Also published as: EP0604071A1; JPH06233812A; JP2557187B2; US5265638A; DE69303151D1; EP0604071B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein intermittierend arbeitendes Sauggerät zum Entfernen von Flüssigkeiten aus den Körperhöhlen eines Patienten, und insbesondere eine Einrichtung zur Erzeugung einer zeitgesteuerten Folge von Vakuum/Nichtvakuum an einem Patienten für eine solche Flüssigkeitsabsaugung.
Intermittierend arbeitende Sauggeräte werden routinemäßig in medizinischen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in Krankenhauszimmern, wo solche Geräte ständig an dem Patienten angebracht sind und postoperativ eingesetzt werden, um die Drainage von Körperhöhlen von Patienten, beispielsweise des Magens, zu bewirken.
Typische derartige Geräte sind im US-Patent Nr. 3 659 605 von Sielaff dargestellt. Bei dem Sielaff-Gerät findet ein intermittierend zeitgesteuerter Zyklus Anwendung, um zwischen zwei Zuständen abzuwechseln, nämlich einem Zustand, in welchem das Vakuum tatsächlich an die Patientenkörperhöhle angelegt wird, und dem anderen Zustand, wo das Vakuum beendet und Atmosphärendruck an die Patientenkörperhöhle angelegt wird, daß in den Absaugschläuchen befindliche Flüssigkeit kurzfristig zum Patienten zurückfließen kann, um die Schläuche freizumachen.
Des weiteren können solche Geräte normalerweise auch unabhängig von normalen Vakuumleitungen in Operationsräumen, Krankenzimmern und dgl. in Krankenhäusern betrieben werden.
Während das Sielaff-Gerät ein zuverlässiges, verbreitet eingesetztes Gerät ist, wäre es vorteilhaft, ein verbessertes Gerät zu schaffen, das geringste Kompliziertheit ohne Verzicht auf Zuverlässigkeit aufweist, so daß das Gerät ein Minimum an beweglichen Teilen, weniger Verschleißteile und somit größere Zuverlässigkeit und längere Standzeit hat. Außerdem soll, da gegenwärtig solche Geräte verhältnismäßig billig sind, ein neues Gerät vorzugsweise leicht bei niedrigen Kosten herstellbar sein.
Die deutsche Offenlegungsschrift 37 38 282, die den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, beschreibt eine Brustmilchpumpe, die eine Saugpumpe, einen Pulsator, einen Milchbehälter und einen Brustanschluß aufweist. Der Pulsator weist eine elastische Membran auf, die zwischen zwei Gehäuseteilen eingespannt ist. Die Membran unterteilt praktisch das durch diese Teile gebildete Gehäuse in eine Vakuumkammer und eine Luftkammer.
Es stehen Nippel mit dem Inneren der Vakuumkammer in Verbindung, in welcher eine Feder angeordnet ist, die Teil eines Steuermechanismus zur Steuerung des Differentialdrucks zwischen der Vakuumkammer und der Luftkammer bildet.
Die Luftkammer weist eine Drosseldüse auf, die eine Verbindung zwischen der Umgebungsatmosphäre und dem Inneren eines Balgs herstellt. Der Balg ist mit einem Ende auf einem Nippel montiert und mit seinem anderen Ende an einer zylindrischen Stange, die Teil eines Verschlußelements bildet. Die Stange verläuft durch eine Öffnung in der Membran hindurch und ist mit einem Ventilkopf verbunden. Der Ventilkopf ergreift einen Wulst, der die Öffnung in der Membran umschließt, und bildet mit diesen ein Lufteinlaßventil, das Teil des Steuermechanismus zur Steuerung des Differentialdrucks zwischen der ersten und der zweiten Kammer bildet.
In einer ersten Position des Pulsators wird ein an den einen Nippel angelegtes Vakuum mit der Vakuumkammer, dem anderen Nippel und folglich mit dem Patienten in Verbindung gebracht.
Da die Luftkammer den Umgebungsdruck ausgesetzt ist, bewegt sich die Membran so, daß sie möglicherweise die Position erreicht, in der das Lufteinlaßventil geöffnet wird. Dies bewirkt eine Unterbrechung des Vakuums in der Vakuumkammer mit dem Ergebnis, daß das an den Patienten angelegte Vakuum vorübergehend aufhört.
Wegen der durch das offene Lufteinlaßventil aus der Luftkammer in die Vakuumkammer einströmenden Luft findet ein Druckausgleich statt und die Membran bewegt sich in ihre ursprüngliche Position zurück. Wegen der Drosselwirkung der Drosseldüse und dem Balg kann das Verschlußelement der Rückkehrbewegung der Membran nicht mit der selben Geschwindigkeit folgen. Die Rückkehrbewegung des Verschlußelements ist daher entsprechend langsamer, so daß zwischen dem Öffnen und dem Schließen des Lufteinlaßventils eine Zeitverzögerung stattfindet, die von der Stärke der Druckfeder und vom Durchmesser der Drosseldüse abhängt, und dies bestimmt die Impulsfrequenz des Pulsators.
Das UK Patent 970 912 (Hamilton) beschreibt ein Steuerventil mit einer durch zwei Blöcke gebildeten Kammern. Zwischen den Blöcken ist eine Membran eingespannt, welche die Kammer in zwei Teile unterteilt. Auf jeder Seite der Membran befindet sich eine Flußstahlscheibe.
Im oberen Block befindet sich ein Kanal für unter Druck stehende Luft. In ähnlicher Weise ist im unteren Block ein Kanal für Luft unter einem konstanten Bezugsdruck vorgesehen.
In dem Block ist eine Aussparung gebildet, die eine permanent magnetisierte Scheibe aufnimmt. Diese Aussparung ist durch einen Stopfen verschlossen, der mit einem Auslaßkanal ausgebildet ist, der von einem ringförmigen erhabenen Wulst umschlossen ist. Ein Einlaßkanal steht mit der Innenseite der Aussparung in Verbindung.
Im Gebrauch wirkt durch den Kanal zugeführte Luft abwärts auf die Scheibe und hält sie auf dem Wulst. Die Fläche des in Berührung mit der Scheibe stehenden Wulstes ist jedoch absichtlich sehr klein gemacht, so daß die Abwärtskraft ebenfalls klein ist. Wenn der durch den zugehörigen Kanal angelegte Bezugsdruck größer als der durch den Luftkanal zugeführte Druck ist, wird die Membran zusammen mit den Flußstahlscheiben nach oben gestoßen, die am oberen Ende der Kammer von der magnetischen Scheibe entfernt gehalten werden. Sobald der Steuerdruck im Luftkanal mit Hilfe des Gewichts der Scheiben ausreichend gesteigert worden ist, um den Bezugsdruck zu überwinden, bewegt sich die Membran abwärts und die Scheiben sitzen auf dem Boden der Kammer auf. Die Nähe der Scheiben zu den Permanentmagneten bewirkt, daß Magnetkräfte auf die Scheibe wirken und die Scheibe anheben und so den Auslaßkanal öffnen. Dadurch kann der Luftdruck in dem Kanal entweichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein intermittierend arbeitendes Sauggerät zum Zuführen eines zeitgesteuerten Vakuums von einer Vakuumquelle zu einem Patienten zum Absaugen von Flüssigkeiten von dem Patienten ein Gehäuse mit einer Kammer auf, die eine die Kammer in eine erste und eine zweite Teilkammer unterteilende flexible Membran enthält, wobei die erste Teilkammer einen mit der Vakuumquelle verbindbaren Einlaß und einen Auslaß zum Anlegen des Vakuums von der Quelle an einem Patienten aufweist, wobei weiter die flexible Membran zwischen einer ersten Position, in welcher der Auslaß offen ist, um das Vakuum von der Vakuumquelle mit dem Auslaß zu verbinden, und einer zweiten Position beweglich ist, und Steuermittel zur Steuerung des Differenzdrucks zwischen der ersten und der zweiten Teilkammer zur Bewegung der Membran zwischen der ersten und der zweiten Position in vorgegebenen Zeitintervallen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran in der zweiten Position den Auslaß verschließt, um eine Vakuumverbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß zu sperren, und daß die Membran auf magnetische Kräfte anspricht und magnetische Krafterzeugungsmittel die flexible Membran in die erste Position vorspannen.
Das vorliegende intermittierend arbeitende Gerät kann durch ein Vakuumnetz betrieben werden, wie es in Krankenhäusern verfügbar ist, und weist nur sehr wenige bewegliche Teile auf. Die große Einfachheit des Geräts ermöglicht geringere Herstellungskosten gegenüber dem Sielaff-Gerät und verlangt weniger Wartung wegen des einfachen mechanischen Aufbaus, so daß das Zerlegen und die Reinigung verhältnismäßig einfach sind, Verschleiß durch das Vorhandensein von nur zwei beweglichen Teilen minimiert und die Zuverlässigkeit erhöht wird.
Außerdem können wegen der vereinfachten Konstruktion verhältnismäßig große Öffnungen verwendet werden, was die Notwendigkeit von mikrofeinen Filtern zum Zurückhalten von Teilchen entfallen läßt, die kleine Öffnungen verstopfen könnten.
Das Gerät weist eine einzige derartige Anordnung auf, bei welcher die Steuerung der zeitgesteuerten Vakuum/Atmosphärendruck-Zyklen zum Patienten mittels einer flexiblen Membran gesteuert werden, welche eine Kammer in zwei Teilkammern unterteilt. Die flexible Membran spricht auf magnetische Kräfte an, d. h. die flexible Membran kann selbst einen Permanentmagneten enthalten oder kann alternativ unter Verwendung eines magnetisch polarisierten Membranmaterials hergestellt sein.
Eine der Teilkammern weist einen Einlaß auf, der mit der Vakuumquelle verbindbar ist, und einen Auslaß, der mit dem Schlauch oder Gerät verbindbar ist, der bzw. das zur Patientenkörperhöhle verläuft. Die flexible Membran ist magnetisch in eine von zwei Positionen vorgespannt. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Membran magnetisch in eine erste Position vorgespannt, in welcher der Einlaß und der Auslaß miteinander in Verbindung stehen, so daß das am Einlaß verfügbare Vakuum durch den Auslaß zum Patienten zugeführt wird.
Durch Steuerung des Differentialdrucks zwischen den beiden Teilkammern, d. h. über der flexiblen Membran, kann ein Differenzdruck erreicht werden, der die magnetische Vorspannung ausreichend überwindet, um die Membran in ihre zweite Position zu bewegen, in welcher die Verbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß gesperrt und daher das Vakuum zum Patienten abgetrennt ist.
Infolgedessen kann bei der Konstruktion des vorliegenden Geräts ein zuverlässiges Schaltventil dadurch hergestellt werden, daß das Maß der magnetischen Vorspannung der flexiblen Membran entsprechend ausgelegt und eine Änderung des Differenzdrucks zwischen den Teilkammern mit einem vorgegebenen Schwellenwert vorgesehen wird, um die Membran aus ihrer Vorspannposition in die andere Position zu bewegen.
Als weiteres Merkmal der Erfindung ist der Zeitgeber, der die Änderungen des Differenzdrucks in den obengenannten Teilkammern zur Bewegung der Membran steuert, außerdem durch Verwendung einer Kammer mit einer magnetisch anziehbaren Membran konstruiert, die, beruhend auf dem relativen Differentialdruck zwischen den Teilkammern, sich selbst zwischen zwei Positionen bewegt. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind beide Membranen in einem gemeinsamen Gehäuse eingebaut und die für beide Membranen vorgesehene magnetische Vorspannung stammt von einer gemeinsamen Quelle, beispielsweise einem Permanentmagneten, der zwischen den beiden flexiblen Membranen angeordnet ist.
Wie man außerdem sieht, kann der Zeitgeber auch für andere Zwecke als zur Steuerung eines intermittierend arbeitenden Sauggeräts zur Entfernung von Flüssigkeiten aus einem Patienten eingesetzt werden, und solche weiteren Verwendungen sind in einer parallelen Patentanmeldung der Anmelderin beschrieben.
Ausführungsformen der Erfindung werden nunmehr beispielsweise unter Bezugnahme auf die Figuren der anliegenden schematischen Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der vorliegenden Erfindung in der anfänglichen Stellung, bevor eine Vakuumquelle aktiviert worden ist,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der vorliegenden Erfindung in dem Aus-Abschnitt des Arbeitszyklus, in welchem kein Vakuum zum Patienten zugeführt wird,
Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung der Erfindung während des Ein-Abschnitts des Arbeitszyklus, wo Atmosphärendruck zum Patienten zugeführt wird,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit gewissen Magnetventilen, und
Fig. 5 eine schematische Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem magnetischen atmosphärischen Belüftungsventil.
Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, wo eine schematische Darstellung eines intermittierend arbeitenden Sauggeräts für einen Patienten dargestellt ist, das entsprechend der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Es ist ein Gehäuse 10 vorhanden, in welchem eine erste Kammer 12 und eine zweite Kammer 14 gebildet sind. Um zuerst auf die erste Kammer 12 zu kommen, im Inneren der ersten Kammer 12 ist eine flexible Membran 16 eingedichtet und trennt die erste Kammer 12 in eine erste und eine zweite Teilkammer 18 bzw. 20.
Die flexible Membran 16 ist so hergestellt, daß sie auf magnetische Kräfte anspricht und daher durch eine magnetische Kraft angezogen und/oder abgestoßen wird. Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Permanentmagnet 22 an einer nichtmagnetischen Membran befestigt, oder als Alternative könnte die flexible Membran 16 selbst unter Verwendung eines magnetisch polarisierten Membranmaterials hergestellt sein.
In jedem Fall bzw. auch im Fall irgendeiner anderen Alternative ist die erforderliche wichtige Eigenschaft der Membran die, daß sie auf magnetische Kräfte mit bestimmter Polarität magnetisch anspricht, d. h. eine magnetische Nord- und Südorientierung hat.
In der ersten Teilkammer 18 der ersten Kammer 12 ist ein Einlaß 24 gebildet, der beispielsweise mittels eines Schlauches 29 an eine Vakuumquelle 26 anschließbar ist. Die Vakuumquelle 26 kann das normale geregelte Vakuum sein, das in Krankenhäusern an verschiedenen Stellen vorhanden ist. Das Vakuum wird gewöhnlich über Leitungen von einem zentralen Vakuumpumpensystem, das sich an einer zentralen Stelle des Krankenhauses befindet, zu Räumen einschließlich Operationsräumen und Krankenzimmern geleitet. Das Vakuum in solchen Krankenhaussystemen liegt typischerweise in einem Bereich zwischen 300 und 600 mm Hg.
In der ersten Teilkammer 18 der ersten Kammer 12 ist außerdem ein Auslaß 28 gebildet und an entsprechende Mittel zum Zuführen des Vakuums zu der jeweiligen Patientenkörperhöhle anschließbar, die eine Flüssigkeitsdrainage benötigt. Solche Mittel sind allgemein bekannt und umfassen Saugschläuche, die im Patienten gelegt sind und über flexible Verbindungsschläuche mit einem intermittierend arbeitenden Sauggerät verbunden sind.
Weiter ist eine Öffnung 30 in der zweiten Teilkammer 20 der ersten Kammer 12 gebildet, die ebenfalls über eine geeignete Leitung 32 mit der Vakuumquelle 26 verbindbar ist, jedoch ist eine variable Drossel 34 in dem Verbindungsweg zwischen der Öffnung 30 und der Vakuumquelle 26 aus später noch erläuterten Gründen eingebaut. Wie man sieht, wird die bevorzugte Ausführungsform mit variablen Drosseln beschrieben, jedoch können auch feste Drosseln bei einem intermittierend arbeitenden Sauggerät eingesetzt werden, wenn der Arbeitszyklus fest ist und Veränderungen des Zyklus nicht vom Benutzer leicht vornehmbar sein müssen.
Die flexible Membran 16 der ersten Kammer 12 ist zwischen zwei Positionen bewegbar, nämlich einer ersten Position, wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt, und einer zweiten Position, wie in Fig. 2 dargestellt, und die Bewegung mit Bezug auf die beiden Positionen wird in Verbindung mit dem Betrieb des Geräts noch erläutert werden.
Die zweite Kammer 14 enthält ebenfalls eine flexible Membran 36, welche die zweite Kammer 14 in eine erste und eine zweite Teilkammer 38 bzw. 40 unterteilt. Die flexible Membran der zweiten Kammer ist wiederum ähnlich wie die flexible Membran 16 der ersten Kammer 12 aufgebaut und enthält in der bevorzugten Ausführungsform einen Permanentmagneten 42.
In der ersten Teilkammer 38 der zweiten Kammer 14 ist ein Vakuumanschluß 44 vorgesehen, der mittels einer geeigneten Leitung 46 mit der Vakuumquelle 26 verbindbar ist und die Verbindung zwischen der ersten Teilkammer 38 und der Vakuumquelle 26 weist wiederum eine variable Drossel 34 auf. Außerdem ist in der ersten Teilkammer 38 eine Umgehungsöffnung 48 gebildet, deren Zweck später noch erläutert wird. Im Zuge der Erläuterung der vorliegenden Erfindung werden die Strömungsmittelwege zweckmäßigkeitshalber als Leitungen bezeichnet, jedoch können solche Strömungswege leicht auch in einem Kunststoff-Spritzgußgehäuse selbst gebildet sein.
In der zweiten Teilkammer 40 der zweiten Kammer 14 ist eine Atmosphärendrucköffnung 50 gebildet, die über eine geeignete Leitung 52 in die Umgebungsatmosphäre führt. Eine in der zweiten Teilkammer 40 der zweiten Kammer 14 gebildete Umgehungsöffnung 54 steht über eine Leitung 56 mit der Umgehungsöffnung 48 und folglich mit der ersten Teilkammer 38 der zweiten Kammer 14 in Verbindung. In der Leitung 56 ist jedoch ebenfalls eine variable Drossel 58 und eine Ausgleichskammer 60 vorhanden. Die variable Drossel 58 könnte wiederum eine feste Drossel sein.
Die flexible Membran 36 in der zweiten Kammer 14 ist zwischen zwei Positionen bewegbar, wobei die erste dieser Positionen in den Fig. 1 und 2 abgebildet und die zweite dieser Positionen in Fig. 3 abgebildet ist.
Schließlich ist ein Permanentmagnet 62 zwischen den Permanentmagneten 22, 42 der flexiblen Membranen 14, 36 angeordnet, der eine magnetische Anziehungs- bzw. Vorspannkraft auf diese Membranen ausübt. Die Polarität der verschiedenen Magneten und/oder magnetischen Membranen ist so gewählt, daß der Permanentmagnet 62 jeweils mit einem Gegenpol dem Pol der Membranpermanentmagneten 22, 42 zugewandt ist, so daß diese flexiblen Membranen 16, 36 jeweils magnetisch in ihre erste Positionen vorgespannt sind, wie in Fig. 1 dargestellt ist.
Nachdem nun die Gesamtkonstruktion des intermittierend arbeitenden Sauggeräts nach der Erfindung beschrieben worden ist, wird nunmehr ein Abriß seiner Funktion unter Bezug auf die Fig. 1 bis 3 gegeben.
Anfänglich befindet sich das intermittierend arbeitende Sauggerät vor der Aktivierung der Vakuumzufuhr in dem in Fig. 1 gezeigten Zustand. Wie erläutert, hält die von dem Permanentmagneten 62 auf die auf die Magnetkraft ansprechenden flexiblen Membranen 16, 36 ausgeübte Vorspannung diese Membranen 16, 36 in ihren ersten Positionen, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Wenn die Vakuumquelle 26 aktiviert wird, entwickelt sich sofort ein Druckabfall über der variablen Drossel 34. Das Vakuum aus der Vakuumquelle 26 wird daher sofort zur ersten Teilkammer 18 der ersten Kammer 12 zugeführt. Der verhältnismäßig niedrigere Druck in der ersten Teilkammer 18 verursacht eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem niedrigeren Druck in der ersten Teilkammer 18 und dem Druck in der zweiten Teilkammer 20. Wie erwähnt, erzeugt die variable Strömungsdrossel 34 eine Druckdifferenz, obwohl die zweite Teilkammer 20 an die gleiche Vakuumquelle 26 wie die erste Teilkammer 18 angeschlossen ist.
Die Größe der Druckdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Teilkammer 18 bzw. 20 ist so ausgelegt, daß sie ausreicht, um die auf den an der flexiblen Membran 16 befestigten Permanentmagneten 22 ausgeübte magnetische Vorspannkraft zu überwinden, wodurch diese flexible Membran 16 schnell aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position umschaltet, wie in Fig. 2 gezeigt, wodurch die flexible Membran 16 den Auslaß 28 verschließt, wodurch verhindert wird, daß das Vakuum aus der Vakuumquelle 26 den Patienten erreicht. Das intermittierend arbeitende Sauggerät befindet sich daher in der Aus-Position, und es wird keine Flüssigkeit vom Patienten abgesaugt.
Gleichzeitig wird das Vakuum von der Vakuumquelle 26 durch den offenen Vakuumanschluß 44 (Fig. 1) und die variable Drossel 34 an die Ausgleichskammer 60 angelegt. Der Druck in der Ausgleichskammer 60 beginnt daher mit einer Geschwindigkeit abzunehmen, die durch den an der variablen Drossel 34 eingestellten Widerstandswert und die Kapazität bzw. das Volumen der Ausgleichskammer 60 bestimmt ist. Wie man sieht, bestimmt die ,Druckabfallgeschwindigkeit in der Ausgleichskammer 60 den Aus-Zyklus, d. h. die Zeitdauer, während welcher das intermittierend arbeitende Sauggerät im Aus-Zustand seines Arbeitszyklus verbleibt. Die Dauer dieses Zyklus wird daher nach Bedarf durch Veränderung des Widerstandswerts der variablen Drossel 34 eingestellt.
Schließlich fällt der Druck in der ersten Teilkammer 38 der zweiten Kammer 14 so weit ab, daß eine ausreichende Druckdifferenz zwischen der ersten Teilkammer 38 und der zweiten Teilkammer 40 der zweiten Kammer 14 hergestellt ist, daß die durch den Permanentmagneten 62 auf die flexible Membran 36 ausgeübte magnetische Vorspannung überwunden wird und die flexible Membran 36 sich aus ihrer ersten Position, wie in Fig. 2 dargestellt, sich in ihre zweite Position bewegt, wie in Fig. 3 dargestellt, wo sie den Vakuumanschluß 44 verschließt und dadurch die Vakuumquelle von der zweiten Kammer 14 und folglich auch von der Ausgleichskammer 60 absperrt.
Da der Vakuumanschluß 44 nunmehr geschlossen ist und die Ausgleichskammer von der Leitung 46 abgetrennt ist, fällt der Druck in der Leitung 46 und an der Öffnung 30 in die zweite Teilkammer 20 der ersten Kammer 12 schnell auf das volle Vakuum von der Vakuumquelle 26 ab, wodurch der Differenzdruck zwischen der ersten und der zweiten Teilkammer 18, 20 der ersten Kammer 20 bis zu dem Punkt verringert wird, in welchem die von dem Permanentmagneten 62 auf den Permanentmagneten 22 der flexiblen Membran 16 ausgeübte magnetische Vorspannung die flexible Membran 16 zurück in ihre erste Position bewegt, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn die flexible Membran 16 so in ihre erste Position zurückkehrt, wird der Auslaß 28 geöffnet und das Vakuum von der Vakuumquelle 26 gelangt durch die erste Teilkammer 18 der ersten Kammer 12 zur Patientenkörperhöhle, um Flüssigkeit abzusaugen, so daß dadurch der Ein-Zyklus des intermittierend arbeitenden Sauggeräts eingeleitet wird.
Während der Ein-Zyklus fortdauert (Fig. 3), wird die Ausgleichskammer 60 durch die Umgehungsöffnung 54 und die variable Drossel 58 aus der Atmosphäre belüftet. Der Druck in der Ausgleichskammer 60 steigt daher mit einer Geschwindigkeit an, die als Funktion des an der variablen Drossel 58 eingestellten Widerstands und der Kapazität der Ausgleichskammer 60 bestimmt ist. Ebenso wie im Aus-Zyklus ist die variable Drossel 58 so einstellbar, daß die Bedienungsperson den gewünschten Wert wählen kann und diese Wahl die Dauer des Ein-Zyklus bestimmt.
Der Ein-Zyklus dauert daher an, bis der Druck in der Ausgleichskammer 60 so weit angestiegen ist, daß der Differenzdruck über der flexiblen Membran 36 auf einem Schwellenwert verringert worden ist und die vom Permanentmagneten 62 auf die flexible Membran 36 ausgeübte magnetische Vorspannung die Rückbewegung der flexiblem Membran 36 in die erste Position bewirkt, die in Fig. 1 dargestellt ist. An dieser Stelle hat das intermittierend arbeitende Sauggerät einen vollständigen Zyklus durchlaufen und ist in den Zustand zurückgekehrt, der in Fig. 1 dargestellt ist, und die Zyklen gehen in der beschriebenen Weise weiter.
Das Gerät arbeitet also zyklisch aufgrund der Verwendung von zwei magnetisch vorgespannten flexiblen Membranen und durch die Steuerung und Zeitgabe der Differenzdrücke über den flexiblen Membranen im Zusammenhang mit der magnetischen Vorspannung, die auf die flexiblen Membranen ausgeübt wird.
Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen, in welcher schematisch eine weitere Ausführungsform des intermittierend arbeitenden Sauggeräts nach der Erfindung dargestellt ist und wo gleiche Bezugszeichen für entsprechende Teile und Merkmale wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 verwendet worden sind.
Bei dieser Ausführungsform sind zusätzliche Merkmale hinzugefügt, um den Betrieb des Geräts bei der Ausführung der Flüssigkeitsabsaugung von einem Patienten zu verbessern. Insbesondere ist es extrem wichtig, daß die Umgehungsöffnung 54 und der Vakuumanschluß 44 der zweiten Kammer 14 vollständig und dicht geschlossen sind, wenn die flexible Membran 36 sich in der ersten bzw. in der zweiten Position befindet, da irgendeine Leckage durch die geschlossenen Öffnungen einen beträchtlichen Einfluß auf die Zeitsteuerzyklen haben kann, d. h. auf den Arbeitszyklus bzw. die Zeitdauer, deren welcher das Gerät sich im Ein-Zyklus bzw. Aus-Zyklus befindet.
Demgemäß schafft die Ausführungsform nach Fig. 4 eine bessere Abdichtung zwischen der flexiblen Membran 36 und der Umgehungsöffnung 54 bzw. dem Vakuumanschluß 44, wenn die flexible Membran 36 sich in der ersten bzw. zweiten Position befindet.
In der Umgehungsöffnung 54 der zweiten Kammer 14 ist ein Schließmagnet 64 in der Ausgleichsöffnung 54 eingebaut und ein nachgiebiger Sitz 66 mit einer kleinen Öffnung 68 ist über der Umgehungsöffnung 54 dicht angeordnet. Der nachgiebige Sitz 66 ist aus einem flexiblen Material wie beispielsweise dünnem Latex mit einer Dicke von etwa 0,030 Zoll hergestellt und um die Umgehungsöffnung 54 herum dicht angebracht. Wenn die flexible Membran 36 vom Permanentmagneten 62 in ihre erste Position angezogen wird, wird der Schließmagnet 64 von dem Permanentmagneten 42 in der flexiblem Membran 36 angezogen und die kleine Öffnung 68 wird daher geschlossen, indem sie sandwichartig zwischen dem Permanentmagneten 42 und dem Schließmagneten 64 zu liegen kommt, wodurch eine gute lecksichere Abdichtung der Umgehungsöffnung 54 sichergestellt wird. Die Polarität des Schließmagneten 64 muß selbstverständlich so gewählt sein, daß sein dem Permanentmagneten 42 der flexiblen Membran 36 zugewandter Pol entgegengesetzt zu demjenigen des Permanentmagenten 42 ist, so daß eine Anziehung zwischen den beiden Magneten stattfindet. Die magnetische Anziehungskraft des Schließmagneten 64 kann, obwohl dies nicht trivial ist, tatsächlich vernachlässigt werden, wenn man die Gleichungen bezüglich der magnetischen Anziehungskraft des Permanentmagneten 62 auf die Permanentmagneten 22 und 42 betrachtet. Folglich wird die Zeitsteuerung der Ein- und Aus-Zyklen durch das Hinzufügen des Schließmagneten 64 nicht beeinträchtigt.
Wenn gemäß der Beschreibung der Arbeitsweise des Geräts die flexible Membran 36 sich in die zweite Position bewegt und die Umgehungsöffnung 54 öffnet und den Vakuumanschluß 44 verschließt, verringern sich die Anziehungskräfte zwischen dem Permanentmagneten 42 und dem Schließmagnet 64 und der Schließmagnet wird durch die Anziehungskraft des Permanentmagneten 62 von dem nachgiebigen Sitz 66 weg in die in Fig. 4 dargestellte Position gezogen. Dadurch wird die Umgehungsöffnung 54 vollständig geöffnet.
Eine ähnliche Dichtungsbauart findet sich am Vakuumanschluß 44, wo ein Schließmagnet 70 innerhalb des Vakuumanschlusses 44 angeordnet ist und von dem Permanentmagneten 42 angezogen wird, um einen nachgiebigen Sitz 72 zwischen dem Permanentmagneten 42 und dem Schließmagneten 70 sandwichartig zu erfassen, um die kleine Öffnung 74 in dem nachgiebigen Sitz 72 zu verschließen.
Zusätzlich ist jedoch auch ein negativer Vorspannmagnet 76 im Gehäuse 10 enthalten und dem Schließmagneten 70 benachbart angeordnet, wobei einander gegensinnige Pole des Schließmagneten 70 und den negativen Vorspannmagneten 76 zugewandt sind. Der negative Vorspannmagnet 76 dient dazu, den Schließmagneten 70 vom nachgiebigen Sitz 72 weg anzuziehen, wenn der Permanentmagnet 42 und die Membran 36 sich in der ersten Position befinden und die Anziehung des Permanentmagneten 42 den Schließmagneten 70 nicht mehr beeinflußt und die kleine Öffnung 74 daher unverschlossen ist.
Als weiteres Merkmal der Ausführungsform nach Fig. 4 schafft eine atmosphärische Belüftung 78 ein Belüftungsorgan für die Patientenkörperhöhle, wenn kein Vakuum mehr an dem Patienten angelegt ist. Es gibt offensichtlich viele Wege zur Herstellung einer solchen Belüftung, jedoch ist bei der Ausführungsform nach Fig. 4 die Belüftung 78 in das gleiche Gehäuse 10 eingebaut wie die anderen Funktionselemente des intermittierend arbeitenden Sauggeräts. Eine flexible Klappe 80, die in die die atmosphärische Belüftung 78 verschließende Schließposition vorgespannt ist, wird mit Mitteln wie beispielsweise einen Schaft 82 in ihre Offenstellung bewegt. Der Schaft 82 weist ein Ende 84 auf, das um eine vorgegebene Distanz abwärts in die erste Kammer 12 vorsteht. Wenn der Permanentmagnet 22 in der flexiblen Membran sich in die zweite Position bewegt, erfaßt der Permanentmagnet 22 das Ende 84 des Schaftes 82 und bewegt diesen ausreichend weit, um die flexible Klappe 80 zu öffnen und eine atmosphärische Belüftung der zum Patienten führenden Leitung herzustellen (in Fig. 4 nicht dargestellt). Auf diese Weise wird, ebenso wie beim Sielaff- Patent, die Patientenleitung automatisch immer dann zum Atmosphärendruck geöffnet, wenn das Vakuum zum Patienten unterbrochen wird, d. h. das intermittierend arbeitende Sauggerät sich in seiner Aus-Position befindet.
Zuletzt wird auf Fig. 5 Bezug genommen, in der noch ein weiteres Mittel zum Bewirken einer Belüftung der zum Patienten führenden Leitung mittels magnetischer Ventile dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform ist im Gehäuse 10 eine Belüftungsleitung 86 zwischen dem Auslaß 28 und einer zur Atmosphäre führenden Öffnung 88 gebildet.
In der Belüftungsleitung 86 ist ein Magnetventil vorgesehen, das einen nachgiebigen Sitz 90 aufweist, der die Belüftungsleitung 86 durchquert und eine darin gebildete Öffnung 92 aufweist.
Ein Belüftungsschließmagnet 94 ist gegenüber dem nachgiebigen Sitz 90 angeordnet, und auf diesem Wert der Permanentmagnet 62 und zu gewissen Zeiten der Permanentmagnet 22 in der flexiblen Membran 16 ein.
Wenn also die Membran 16 sich in ihrer ersten Position befindet, d. h. von dem Auslaß 28 entfernt ist (Vakuum wird zum Patienten geführt), ist die Polarität derart, daß der Permanentmagnet 22 in der Membran 16 den Belüftungsschließmagneten 94 anzieht und bewirkt, daß er sich straff gegen den nachgiebigen Sitz 90 legt und dadurch die Belüftungsöffnung 92 verschließt.
Wenn andererseits die flexible Membran 16 sich in ihrer zweiten Position (Aus-Stellung) befindet, ist die magnetische Anziehung zwischen dem Permanentmagneten 22 und dem Belüftungsschließmagneten 94 unwirksam und der Belüftungsschließmagnet 94 wird statt dessen vom Permanentmagneten 62 angezogen und von dem nachgiebigen Sitz 90 weggezogen, wodurch die Öffnung 92 freigegeben wird und Atmosphärendruck in die Belüftungsleitung 86 zum Auslaß 28 eintreten kann, wo sie zum Patienten gelangt, wie im oben erwähnten Sielaff-Patent beschrieben ist, um Materialien zu lösen, welche die Leitung vom Patienten verstopfen können.

Claims

1. Intermittierend arbeitendes Sauggerät zum Zuführen eines zeitgesteuerten Vakuums von einer Vakuumquelle (26) zu einem Patienten zum Absaugen von Flüssigkeiten von dem Patienten, mit einem Gehäuse (10) mit einer Kammer (12), die eine die Kammer (12) in eine erste und eine zweite Teilkammer (18, 20) unterteilende flexible Membran (16) enthält, wobei die erste Teilkammer (18) einen mit der Vakuumquelle (26) verbindbaren Einlaß (24) und einen Auslaß (28) zum Anlegen des Vakuums von der Quelle (26) an einen Patienten aufweist, wobei weiter die flexible Membran (16) zwischen einer ersten Position, in welcher der Auslaß (28) offen ist, um das Vakuum von der Vakuumquelle (26) mit dem Auslaß (28) zu verbinden, und einer zweiten Position beweglich ist, und mit Steuermitteln zur Steuerung des Differenzdrucks zwischen der ersten und der zweiten Teilkammer (18, 20) zur Bewegung der Membran zwischen der ersten und der zweiten Position in vorgegebenen Zeitintervallen, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran (16) in der zweiten Position den Auslaß (28) verschließt, um eine Vakuumverbindung zwischen dem Einlaß (24) und dem Auslaß (28) zu sperren, und daß die Membran (16) auf magnetische Kräfte anspricht, und magnetische Krafterzeugungsmittel (62) die flexible Membran (16) in die erste Position vorspannen.

2. Intermittierend arbeitendes Sauggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran (16) einen Permanentmagneten (22) enthält.

3. Intermittierend arbeitendes Sauggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran (16) aus einem magnetisch polarisierten Material besteht.

4. Intermittierend arbeitendes Sauggerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (16) den Auslaß (28) dadurch öffnet, daß die magnetischen Krafterzeugungsmittel auf den Permanentmagneten (22) einwirken.

5. Intermittierend arbeitendes Sauggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel ihrerseits Mittel (34) zum Erzeugen einer positiven Druckdifferenz zwischen der zweiten Teilkammer (20) und der ersten Teilkammer (18) in ausreichendem Maße aufweisen, um die flexible Membran (16) vorspannende Magnetkraft zu überwinden und die flexible Membran aus der ersten in die zweite Position zu bewegen.

6. Intermittierend arbeitendes Sauggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel ihrerseits Mittel (34, 36, 44, 48, 60) aufweisen, die ein Reduzieren der Druckdifferenz zwischen der zweiten Teilkammer (20) und der ersten Teilkammer (18) auf einen vorgegebenen Schwellenwert bewirken, bei welchem die magnetische Vorspannkraft (62) die flexible Membran (16) aus der zweiten Position in die erste Position bewegt.

7. Intermittierend arbeitendes Sauggerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bewirken der Druckdifferenzreduzierung zwischen der zweiten Teilkammer (20) und der ersten Teilkammer (18) Mittel (30, 32, 34) zur Verringerung des Drucks in der zweiten Teilkammer (20) unter Atmosphärendruck aufweisen.

8. Intermittierend arbeitendes Sauggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Ventilmittel vorgesehen sind und die Ventilmittel (80) durch die flexible Membran (16) betätigbar sind, um Atmosphärendruck mit dem Auslaß (28) zu verbinden, wenn die flexible Membran (16) sich in die zweite Position bewegt.

9. Intermittierend arbeitendes Sauggerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel (80, 82) einen Durchlaß (78), der den Atmosphärendruck mit dem Auslaß (28) verbindet, und ein normalerweise den Durchlaß (78) verschließendes bewegliches Ventilelement (80) aufweisen, wobei das bewegliche Ventilelement (80) einen in die erste Teilkammer (18) vorspringenden Ventilschaft (82) aufweist und die flexible Membran (16) an dem Ventilschaft (82) anliegt und diesen bewegt, um den Durchlaß (78) zu öffnen, wenn die flexible Membran (16) sich in ihre zweite Position bewegt.

10. Intermittierend arbeitendes Sauggerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel (90, 92, 94) einen Kanal (86) zur Verbindung des Atmosphärendrucks mit dem Auslaß (28), einen den Kanal (86) verschließenden Ventilsitz (90) mit einer Durchgangsöffnung (92), und einen Ventilmagneten (94) in dem Gehäuse (10) aufweisen, der gegenüber der flexiblen Membran (16) angrenzend an den Ventilsitz (90) angeordnet ist, wobei die Polarität des Ventilmagneten (94) den Ventilmagneten (94) zu der flexiblen Membran (16) hin ansieht, um die Durchgangsöffnung zu verschließen, wenn die flexible Membran (16) sich in ihrer ersten Position befindet.

11. Intermittierend arbeitendes Sauggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Leitung (46) vorgesehen ist, die mit der Vakuumquelle (26) verbunden ist und in welcher ein Ventil (14, 42) eingebaut ist, eine Drossel (34) in der Leitung zwischen der Vakuumquelle (26) und dem Ventil angeordnet ist, eine zweite Leitung (30) mit der zweiten Teilkammer (20) in Verbindung steht und an einer Stelle zwischen der Drossel (34) und dem Ventil (14, 42) mit der ersten Leitung (46) verbunden ist, und Mittel zum Öffnen und Schließen des Ventils (14, 42) in vorgegebenen Intervallen zum Steuern des Differenzdrucks zwischen der ersten und der zweiten Teilkammer (18, 20) vorgesehen sind, um die flexible Membran (16) zwischen der ersten und der zweiten Position zu bewegen.

12. Intermittierend arbeitendes Sauggerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Gehäuse (10) mit einer Kammer (14) aufweist, die eine magnetisch empfindliche Membran (36) aufweist, welche die Kammer (14) in eine erste und eine zweite Teilkammer (38, 40) unterteilt und eine erste Position, in der die genannte erste Leitung (46) geöffnet ist, und eine zweite Position aufweist, in welcher die erste Leitung (46) geschlossen ist, weiter Magnetmittel (62), welche die Membran (36) in die erste Position vorspannen, und Mittel zum steuern der Differenzdrücke zwischen der ersten und der zweiten Teilkammer (38, 40) vorgesehen sind, um die Membran (36) zwischen der ersten und der zweiten Position zu bewegen.

13. Intermittierend arbeitendes Sauggerät nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Vorspannmittel (62) zum Vorspannen beider genannter Membranen (16, 36) einen zwischen den Membranen angeordneten Magneten (62) aufweisen.

14. Intermittierend arbeitendes Sauggerät nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Steuern der Differenzdrücke zwischen der ersten und der zweiten Teilkammer (38, 40) einen Strömungsweg zwischen der ersten und der zweiten Teilkammer mit einer Drossel (58) und eine Ausgleichskammer (60) aufweisen.

15. Intermittierend arbeitendes Sauggerät nach den Ansprüchen 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln (34, 58) variable Drosseln sind.