DE69924635T3

DE69924635T3 - Drehventil

Info

Publication number: DE69924635T3
Application number: DE69924635T
Authority: DE
Inventors: Charles Peter STACY
Original assignee: KCI Licensing Inc
Current assignee: KCI Licensing Inc
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2019-11-26
Also published as: ES2238857T5; GB2344153B; GB2344153A; US6571825B2; WO2000032149A1; AU756860C; AU756860B2; GB9927891D0; AU1286300A; DE69924635D1; ATE292448T1; GB9826133D0; CA2351342A1; EP1133270B1; ES2238857T3; DE69924635T2; US20020121307A1; EP1133270B2; CA2351342C; EP1133270A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Drehventile und insbesondere auf Drehventile, die zum Steuern einer Luftzufuhr an Patientenunterstützungssysteme mit wechselndem Druck verwendet werden.
Wechseldruckmatratzen werden üblicherweise zum Verhindern und Behandeln von Wundliegestellen verwendet, und Wechseldruckpolster sind bei anderen Patientenunterstützungsausstattungen, wie beispielsweise Rollstuhlkissen, verwendet worden. Wechseldrucksysteme sind mit einer Pumpe oder einer anderen Luftdruckquelle über ein Steuerungssystem verbunden, welches verschiedene Zellen oder Zellensätze in dem Patientenunterstützungsaufbau abwechselnd aufbläst und entlüftet. Die Variation des Grenzflächendrucks zwischen der Haut des Patienten und der Matratze verringert das Auftreten von Wundliegegeschwüren.
Es sind zwei Methoden verwendet worden, um Luft zu den Matratzenzellen und von diesen weg zu verteilen, um den Wechseldruckeffekt zu erzeugen. Es handelt sich dabei um Drehventile und Mehrfachmagnetventile. In der Vergangenheit verwendete Drehventile wiesen eine Betätigerplatte auf, die sich kontinuierlich gegen eine Ventilfläche dreht. Die Betätigerplatte ist mit Schlitzen und Löchern ausgebildet, die periodisch zu Löchern in der Ventilfläche ausgerichtet sind, wodurch Luftöffnungen geöffnet und geschlossen werden. Die Zyklusdauer ist von der Geschwindigkeit bestimmt, mit welcher sich der Betätiger über der Ventilfläche dreht, und das Timing jedes Öffnungs- und Schließungsvorgangs ist durch die Positionen und Abmessungen der Schlitze und Löcher im Ventilaufbau und der Drehgeschwindigkeit festgelegt.
Obwohl Drehventile dieses Typs relativ kostengünstig, einfach und zuverlässig sind, haben sie den Nachteil, dass durch den kontinuierlichen Einsatz des Motors der Energieverbrauch erhöht wird und das Timing der Öffnungs- und Schließungsvorgänge innerhalb eines Zyklus festgelegt ist.
Die zweite Methode zum Steuern von Wechseldruckmatratzen und anderen Unterstützungssystemen sind Magnetventile. Obwohl Magnetventile mittels eines Mikro prozessors einfach gesteuert werden können, haben sie die Nachteile, relativ teuer zu sein und eine begrenzte Flussrate zu geben, sodass Ventile mit einer großen Leistungsfähigkeit erforderlich sind. Sie sind zudem relativ laut, neigen dazu im Betrieb unzuverlässig zu sein und haben einen hohen Energieverbrauch.
Das Dokument GB 2 212 058 A offenbart ein Drehventil zum Steuern der Luftversorgung an ein Patientenunterstützungssystem mit wechselndem Druck.
US 5,233,974 betrifft eine Luftmassagevorrichtung, die eine Vielzahl von aufblasbaren Lufttaschen verwendet, die von einem Drehventil gesteuert werden.
WO 89/08438 offenbart eine Drucksteuerung zur Steuerung eines Fluiddrucks in einer Unterlage mit wechselndem Druck, die von einem Drehventil gesteuert wird.
GB 2 020 399 A betrifft eine zyklische Verteileranordnung, bei der ein Fluidverteiler einen Rotor aufweist, der innerhalb einer Kammer eines Gehäuses angeordnet ist.
GB 2 164 124 A offenbart ein Drehventil mit einem Rotor, der mindestens eine innenliegende Durchflusspassage hat.
Die vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes Drehventilsystem bereit, das die meisten Vorteile von konventionellen Drehventilen und Magnetventilen kombiniert. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Drehventil bereitgestellt, wie es im Anspruch 1 offenbart ist.
Die Antriebsmittel sind in der Lage, den Betätiger in beide Richtungen zu drehen, und dies ermöglicht eine größere Flexibilität für den Ablauf der Vorgänge, des Timings und der Dauer der Luftzufuhr an die Zellen vor.
Vorzugsweise schließt der Betätiger auch eine Öffnung ein, durch welche man nacheinander von der einen oder der anderen der Zellen oder dem einen oder dem anderen der Zellensätze Luft entweichen lassen kann.
Der Detektor weist vorzugsweise zumindest einen optischen Sensor auf, der in Nachbarschaft der Betätigers montiert und derart angeordnet ist, dass er die Position des Betätigers relativ zum Körperelement erfasst. In einer Ausführung wirkt der Sensor mit Öffnungen oder Schlitzen im Betätiger zusammen, die sich in geeigneter Weise entlang des Umfangs angeordnet sind.
Eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Drehventils wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, bei welchen:
1 eine perspektivische Ansicht des zusammengebauten Ventils ist;
2 eine perspektivische Ansicht der Betätigerplatte ist; und
3 eine perspektivische Ansicht des Ventilkörperelements ist.
Mit Bezug auf die Zeichnungen umfasst das Drehventil ein Körperelement 10 und einen Drehbetätiger 12. Wie in 1 gezeigt, ist das Ventil auf einer Platte 15 montiert, unter welcher sich ein bidirektionaler Antrieb befindet, der einen Motor 16 und ein Getriebe 18 aufweist. Das Getriebe 18 schließt eine Antriebswelle 20 ein, die sich durch das Ventilkörperelement 10 erstreckt und mit der Betätigerplatte 12 in Eingriff bringbar ist, um die Platte relativ zum Ventilkörper zu drehen. Es ist eine Feder (nicht gezeigt) vorgesehen, um den Ventilkörper und den Betätiger aneinander zu drücken.
Das Ventilelement ist in 3 am besten ersichtlich, und es ist zu erkennen, dass das Element eine Planarfläche 21 umfasst, die eine zentrale Öffnung 23 für die Antriebswelle für die Betätigerplatte und eine Öffnung 22 zur Aufnahme von Druckluft aus einer Pumpe aufweist. Die Pumpe ist in den Zeichnungen nicht gezeigt, wäre aber mit einem Lufteinlass 24 auf einer Seite des Körperelements verbunden. Die Planarfläche 21 weist zwei diametral einander gegenüberliegende Öffnungen 25 und 26 auf, die zur Verbindung mit den ersten und zweiten Zellensätzen mit den Auslass- öffnungen 28 bzw. 29 verbunden sind. Die Planarfläche 21 weist auch einen bogenförmigen Schlitz 30 auf, der derart angeordnet sein kann, dass er andere Funktionen des Betts erfüllt, der in diesem Fall jedoch nicht verwendet ist.
In 3 ist auch ein optischer Schalter und Aufnehmer 32 gezeigt, der zur Verbindung mit einem Mikroprozessor mit einem Verbindungsstecker 34 verbunden ist.
2 zeigt die Betätigerplatte in Ansicht auf die Fläche 36, welche dazu vorgesehen ist, in flächigem Anlagekontakt mit der Planarfläche 21 angeordnet zu sein. Die Betätigerplatte 12 kann maschinell erzeugt sein, z. B. aus Metall oder Plastik, oder als Gussformteil hergestellt sein. Die Betätigerplatte weist eine Ausnehmung 38 auf, die eine Kammer zum Zuführen von Luft zum Ventil bildet. Die Platte weist auch die Öffnung 40 auf, um aus den zwei Zellensätzen Luft entweichen zu lassen.
Rund um den Umfang der Betätigerplatte ist eine Reihe von Indexschlitzen 42 vorgesehen. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind rund um den Umfang neun Schlitze in verschiedenen Abständen angeordnet.
Im Einsatz tritt die Betätigerfläche 36 mit der Ventilfläche 21 in Kontakt und wird durch den Motor und das Getriebe 16, 18 unter der Steuerung des Mikroprozessors (nicht gezeigt) in die eine oder andere Richtung angetrieben. Der Antrieb für die Platte wird durch die Nabe 44 geführt.
Während des Betriebs steht die Öffnung 22 immer mit der Zufuhrkammer 38 in Verbindung. Aufgrund der Gestalt der Kammer und der Position der Betätigerplatte auf der Ventilfläche wird Luft zum einen oder anderen Ventilsatz oder zu beiden Ventilsätzen zugeführt. Die Öffnungen oder Schlitze 42 im Umfang der Betätigerfläche wirken derart mit dem optischen Schalter 32 zusammen, dass die Steuermittel die Position und daher die Betriebsposition der Betätigungsplatte im Ventil erfassen können.

Die sich rund um den Umfang der Betätigerplatte angeordneten Schlitze 42 entsprechen jeweils einem Indexpunkt, der einen bestimmten Zustand bezüglich der beiden Zellengruppen darstellt. Die verschiedenen Indexpunktpositionen sind nachstehend gezeigt:

Indexpunkt	Zelle A	Zelle B
1	Füllen	Füllen
2	Füllen	Aufgeblasen halten
3	Füllen	Ablassen
4	Füllen	Entlüftet halten
5	Füllen	Füllen
6	Aufgeblasen halten	Füllen
7	Ablassen	Füllen
8	Entlüftet halten	Füllen

Es ist ersichtlich, dass vorstehend acht Positionen aufgelistet sind, dass der Betätigerumfang aber neun Schlitze aufweist. Dieser zusätzliche Schlitz wird benötigt, damit die Betriebs-Software beim Hochfahren des Geräts die Ausgangsposition findet. Beim ersten Einschalten der Vorrichtung hat das Ventil somit die Orientierung verloren, und deshalb dreht die Steuervorrichtung den Betätiger, bis der optische Schalter drei nahe beieinander liegende Schlitze erkennt. Beim dritten Schlitz ist sie in der Lage, diese Position als Indexpunkt 1 zu erkennen, und beim weiteren Einsatz der Vorrichtung wird dieser zusätzliche Schlitz nicht mehr verwendet.
Das vorstehend beschriebene Ventil kann in Verbindung mit jeglichem Typ von Wechseldruck-Unterstützungssystem verwendet werden, wobei ein Beispiel die im US Patent Nr. 5,396,671 beschriebene Matratze ist.

Claims

Drehventil zum Steuern der Luftzufuhr an ein Patientenunterstützungssystem mit wechselndem Druck, das ein Körperelement (10) mit einer planaren Oberfläche (21) und zumindest zwei Öffnungen (25, 26) für eine Verbindung mit Zellen oder Gruppen von Zellen in dem Patientenunterstützungssystem aufweist, sowie eine weitere Öffnung (22) für eine Verbindung mit einer Druckluftquelle, ein Betätigungselement (12), das drehbar in flächigem Anlagekontakt mit der planaren Oberfläche ist, wobei das Betätigungselement (12) einen ausgenommenen Abschnitt (38) aufweist, der eine Luftzufuhrkammer bildet, wenn er sich in Kontakt mit der planaren Oberfläche befindet, und derart angeordnet ist, dass er ständig mit Luft aus der weiteren Öffnung versorgt ist, Antriebsmittel (16, 18) zum Drehen des Betätigungselements (12) bezogen auf das erste Element und Erfassungsmittel (32) zum Erfassen der Position des Betätigungselements relativ zu dem Körperelement und, in Verbindung mit Steuermitteln, zum Steuern des Timings und der Dauer der Luftzufuhr an die Zellen oder Gruppen von Zellen, wobei die Antriebsmittel dafür ausgebildet sind, das Betätigungselement (12) in beide Richtungen zu drehen und wobei die planare Oberfläche (21) eine zentrale Öffnung (23) für die Antriebswelle des Betätigungselements (12) hat.
Ventil nach Anspruch 1, wobei das Betätigungselement (12) auch eine Öffnung (40) aufweist, durch die man in einer Reihenfolge aus einer oder der anderen der Zellen oder Gruppen von Zellen Luft entweichen lassen kann.
Ventil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Erfassungsmittel zumindest einen optischen Sensor aufweisen, der in der Nähe des Betätigungselements (12) befestigt und angeordnet ist, um die Position des Betätigungselements (12) relativ zu dem Körperelement (10) zu erfassen.
Ventil nach Anspruch 3, bei dem der Sensor mit Indexöffnungen oder -schlitzen (42) in dem Betätigungselement (12) zusammenwirkt.
Patientenunterstützungssystem mit zumindest zwei aufblasbaren Zellen oder Gruppen von Zellen, wobei die Luftzufuhr an die Zellen durch ein Drehventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche gesteuert ist.