DE7902767U1 - Abschirmung zum Verhindern des Eindringens kontaminierter Luft in Schutzzonen - Google Patents

Description

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DIPL..INC DIETER JANDER DR..ING. MANFRED BONINQ PAr(NTANWAlTI

- 4 Dipl.-Ing. Ziad Nouri 1187/17.425 DE

"Abschirmung zum Verhindern des Eindringens kontaminierter Luft in Schutzzonen"

Die Erfindung betrifft eine Abschirmung zum Verhindern des Eindringens kontaminierter Luft in eine Schutzzone, insbesondere in ein Wundfeld, mit einem die Schutzzone voll umschliessenden flexiblen, allseitig porösen Verteilkanal (Quellauslaß) für die Zufuhr von Schutzgas bzw. Reinluft, der mindestens einen seitlichen Einlaßstutzen aufweist.

In der DT-OS 26 46 710 ist eine Abschirmung beschrieben, die Reinluft bzw. Schutzgas allseitig über die gesamte poröse Wandung eines ringförmigen Verteilkanals ausströmen läßt. Sie wird zwischen dem zu schützenden Bereich, z.B. dem Wundfeld, und den im Raum vorhandenen Kontaminationsquellen dicht an dem zu schützenden Bereich angeordnet und baut dort ein Schutzfeld keimfreier Luft auf, das ein Eindringen kontaminierter Raumluft verhindert.

Die bekannte Abschirmung eliminiert durch die quellförmig über die gesamte Oberfläche des Verteilkanals ausströmende Reinluft wesentliche Nachteile bisheriger Lösungen. Insbesondere wird durch den Quellcharakter der Strömung am Auslaß' ] dessen Schutzwirkung gegenüber bisherigen Lösungen erheblich Ϊ verbessert. Das allseitige, quellförmige Ausströmen der Luft j verhindert die anderen bekannten Lösungen anhaftende nach- j teilige Bildung von Luftstrahlen, die an ihren Rändern Unter- j druck erzeugen, verunreinigte Umgebungsluft ansaugen und mitreißen. Diese gelangt somit nahe dem Auslaß ins lokale Strömungsfeld und breitet sich, mit der Reinluft vermischt, im Wundgebiet aus.

Bei der praktischen Anwendung der bekannten Abschirmung hat sich gezeigt, daß diese insbesondere in strömungstechnischer

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Hinsicht noch verbesserungsfähig ist. Die Ausbildung des ringförmigen Verteilkanals und dessen Anschluß an eine Zuleitung durch ein im wesentlichen senkrecht zum Ringumfang stehendes Rohrstück beeinträchtigte die Schutzwirkung im Bereich der Anschlußstelle und ermöglichte dort das Einschleusen verunreinigter Umgebungsluft. Nachteilig wirkte sich auch der Aufprall der vom Zuführrohr in den Verteilkanal einströmenden Reinluft auf der Innenseite der T-förmigen Anschlußstelle aus. Es entstanden hohe Strömungsverluste durch Wirbelbildungen und Strömungsablösung in diesem Bereich. Auch herrschten dort, bedingt durch den zusätzlichen Staudruck der ankommenden Strömung, höhere Ausströmgeschwindigkeiten als am übrigen Auslaßumfang. Die Ablösungen und Wirbelbildungen im Anschlußbereich verursachten Strömungsgeräusche, die zu einer Belästigung der Operateure und Überschreitung eines vertretbaren Geräuschpegels im Operationsraum führten.

Auch erwies sich bei chirurgischen Anwendungen eine toroidale, eine kreisförmige Kontur bildende Form des Verteilkanals als nicht besonders geeignet, da das V'undfeld meistens eine gestreckte Form hat;, es kann für die meisten Anwendungen ein Verhältnis Länge zu Breite von 1₇5 bis 2 angenommen werden.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Verteilkanals ist seine Zusammendrückbarkeit. Bei einer Operation greift das Operationsteam, das außerhalb des Schutzfeldes steht, ständig ins Wundfeld hinein. Dabei wird der durch die Reinluft aufgeblähte Verteilkanal durch Hände und Arme des Chirurgen sowie durch Geräte und Instrumente stellenweise zusammengedrückt. Das führt zu einer teilweisen Absperrung der Reinluftversorgung und zur Beeinträchtigung der Schutzwirkung.

Bei der praktischen Handhabung der bekannten Abschirmung stellte sich außerdem heraus, daß der leichte und flexible Verteilkanal bei Beginn einer jeden Operation unter strenger Einhaltung der Sterilität um das Wundfeld fixiert werden muß. Die ursprünglich

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vorgesehene Befestigung durch Beschweren kann nur für waagerechte ebene Auflageflächen, zum Teil in der Bauchchirurgie, angewandt werden und ist gegen Anstoßen oder Verrutschen nicht ausreichend gesichert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine insbesondere für chirurgische Anwendungen geeignete Abschirmung zu schaffen, die die genannten Nachteile nicht aufweist, d.h. die den Operateur bei seiner Tätigkeit am Wundfeld nicht stört, behindert oder belästigt und ihm größtmögliche Freiheit in der Am/endung und Formgestaltung gestattet sowie durch entsprechende Ausbildung der Kontur unter Einbeziehung der Anschlußsituation an eine Zuleitung die Gewähr für optimale Strömungsverhältnisse, geringe Druckverluste durch Strömungswiderstände, geringes Strömungsgeräusch, weitgehende Anpassung an den Wundbereich und leichte Handhabung bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäli dadurch gelöst, daß der Verteilkanal eine im wesentlichen birnenförmige Kontur hat und der Einlaßstutzen mit den an ihn angrenzenden Abschnitten des Verteilkanals eine Y-förmige Abzweigung bildet.

Der Vorteil der gewählten birnenförmigen Kontur des Verteilkanal liegt darin, daß es bei dieser Form in optimaler Weise möglich ist, den Quellauslaß an das üblicherweise gestreckte Wundgebiet anzupassen und gleichzeitig an der spitzen Ecke bzw. den Sollen keinstf'i Krümmungsradius die über das Zuführrohr ankommende Reinluft so in den VerteLlkanal einmünden zu lassen, daß sich an der Mündung eine etwa Y-förmige Abzweigung bildet, die möglichst geringe Strömungsverluste aufweist. Die beiden abgehenden Schenkel bilden dabei einen Winkel zueinander, der eine strömungsgünstige abgerundete Umlenkung vom Einlaufstück in die abgehenden Abzweigungen gestattet.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer in der beigefügten Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Abschirmung; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II in Fig. 1; Fig. 3 eine Draufsicht auf eine andere Abschirmung; Fig. 4 eine Draufsicht auf eine dritte Abschirmung;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Abschirmung mit zwei Einlaßstutzen;

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Abschirmung mit drei Einlaßstutzen;

Fig. 7 einen Schnitt durch eine mit einer Stützeinlage versehenen Abschirmung;

Fig. 8 eine erste Schnellkuppelung für eine Abschirmung;

Fig. 9 eine v/eitere Schnellkuppelung für eine Abschirmung und |

Fig.10 eine dritte Schnellkuppelung für eine Abschirmung. i

In Fig. 1 und 2 ist ein erster Quellauslaß dargestellt. Er be-| sitzt einen Einlaßstutzen 11, über den Reinluft in einen | porösen flexiblen Verteilkanal 12 strömen kann. Die beiden | Abströmschenkel 13 und 14 des Einlaßstutzens 11 bilden an der | Innenseite einen spitzen Winkel, während sie außen mit dem Zu-f' führschenkel 15 über jeweils eine große Rundung 16 verbunden *, sind. Es ist somit möglich, eine;n geringen Widerstandsbeiwert und günstige Strömungsverhältnisse an der Abzweigung zu erzielen. Die birnenförmige Innenkontur des Verteilkanals 12

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gestattet die völlige Umschließung einer Schutzzone 17, z.B. einer ¥unde. Über die poröse Oberfläche des Verteilkanals 12 und des Einlaijstutzens 11 strömt Reinluft bzw. Schutzgas mit geringer Geschwindigkeit quellartig nach allen Seiten aus und verhindert das Eindringen kontaminierter Umgebungsluft in die Schutzzone.

Die poröse Oberfläche kann aus einem homogenen Material oder aus verschiedenen Materialien unterschiedlicher Durchlässigkeit bestehen. Die durch diese Anordnung erzielten Kontaminationsgrade in der Schutz2:one bei hantierendem Operationsteam •während des Operierens liegen unter 3% des Wertes der Umgebungsluft und damit weit günstiger als alle bisher mit örtlich angewandten Abschirmungen erzielbaren "Vierte.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Quellauslaß hat auf seiner Außenseite eine Borte 18, die seiner Befestigung dient. So kann der Quellauslaß beispielsweise mit einem darunter liegenden Operationstuch 19 mittels: einer oder mehrerer Klemmvorrichtungen 20, z.B. der in der Chirurgie üblichen Tuchklemmen nach Backhaus (DIN 58245) verbunden werden. Diese Befestigungsart zeichnet sich aus durch ihre Einfachheit und flexible Anwendbarkeit. Sie erlaubt außerdem dem Chirurgen die Anpassung der Form des flexiblen Quellauslasses an das jeweilige Wundfeld unmittelbar vor oder während der Operation. So kann bei einer längeren Wunde der Quellauslaß in Längsrichtung gestreckt und mittels der Tuchklemmen in dieser Position gehalten werden. Der hier beschriebene Auslaß hat auf der Innenseite eine Kontur, die durch eine Schleifenkurve (Lemniskate) mit der Gleichung

(x² + y²) = a² (x² - y²)

beschrieben werden kann. Dabei ist a der Abstand zwischen der Spitze der Kurve und dem auf der Mittellinie gegenüberliegenden Kurvenpunkt, χ und y sind die Koordinaten der Kurvenpunkte mit der Spitze der Kurve als Koordinatenursprung und ihrer Mittellinie als positive x-Achse.

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Eine solche Form des Verteilkanals stellt sich durch den in Strömungsrichtung stetig abnehmenden Strömungsimpuls von selbst ein, wenn ein hochflexibles, d.h. biegeweiches, innen durchströmtes allseitig poröses und gerades Rohrstück in Schleifenform gebracht wird,und zwar derart, daß die beiden Enden einen Winkel von 90° miteinander bilden.

In Fig. 3 ist eine Ausführung eines Ringquellauslasses dargestellt, der an die Reinluftzuführleitung über ein Formstück 21 angeschlossen ist. Die hier vorgenommene Verlagerung der Abzweigung aus dem Ringbereich heraus bringt' vor allem fertigungstechnische Vorteile, da ein flexibler Verteilkanal 22 mit gleichbleibendem Querschnitt verwendet werden kann, der beispielsweise aus einem gasdurchlässigen Mantel mit eingelegter Wendel aus metallischem Werkstoff oder aus einem Kunststoff bestehender Spirale besteht. Insbesondere auch für die Herstellung von Einweg-Quellauslässen, beispielsweise auf Zellulose-, Glasfaser- oder Kunststoffbasis, ist die dargestellte Ausführungsform besonders geeignet. Die eingearbeitete Wendel bietet u.a. den Vorteil, daß der Auslaß ^eim Hantieren der Operateure nicht abgedrückt wird und somit der Querschnitt des Verteilkanals für die durchströmende Reinluft offen bleibt.

In Fig. 4 wird ein Verteilkanal 23 dargestellt, der außen mit Schlaufen 24 zu seiner Befestigung an einer Unterlage versehen ist. Die Schlaufen können zusätzlich mit Druckknöpfen, Haken oder Klettenverschlüssen versehen v/erden. An den Einlaßstutzen 25 schließt sich eine schlauchförmige Verlängerung 26 an, die vorzugsweise aus einem besonders dichten textlien Material besteht. Die Verlängerung 26 wird über die Reinluftzuführleitung gezogen. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß das am Einlaßstutzen 25 anschliessende Ende der Zuführleitung durch die Verlängerung 26 abgedeckt wird und damit die auf der Oberfläche der Zuführleitung haftenden Verunreinigungen nicht in der im Operationsbereich liegenden "sterilen Zone" freigesetzt werden können.

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Um das Anschliessen des Einlaßstutzens 25 an eine Zuführleitung zu erleichtern, ist die Verlängerung 26 mit einem Reißverschluß 27 versehen. Vor jeder Operation wird ein steriler Quellauslaß zum Auflegen auf den Patienten vorbereitet. Das Ankoppeln der Zuführleitung an den Auslaß soll schnell und unter Einhaltung der Sterilitätsanforderungen erfolgen. Durch den geöffneten Reißverschluß 27 kann die Zuführleitung leicht an den Einlaßstutzen 25 angeschlossen werden. Anschliessend wird der Reißverschluß 27 zugezog^vi.

In Fig. 5 ist ein Quellauslaß dargestellt, der zwei Einlaßstutzen 28 29 hat die mit eir*9in Verteilkanal 30 in Verbindung stehen. Die Einlaßstutzen 28,29 bilden mit der Symmetrieachse des Auslasses einen Winkel von jewexls ca. 20 bis 50°. Sie liegen an den entfernsten Stellen von der Mitte der umschlossenen Schutzzone 31 und stellen keine Behinderung für die üblicherweise beidseits der Symmetrieachse arbeitenden Operateure dar.

In Fig. 6 ist ein Quellauslaß dargestellt, der in seiner Innenkontur dem in Fig. 5 dargestellten Quellauslaß etwa gleicht.

Er hat jedoch außer seinen zwei Einlaßstutzen 32,33,die gleichzeitig an zv/ei Leitungen angeschlossen v/erden können, einen

ί weiteren Einlaßstutzen 34, der alternativ an eine Leitung ar -

ί geschlossen wird. Durch Verschlüsse 35,36,37 -^n den Eingänge

zu dem Verteilkanal 38 ist es möglich, diesen wahlweise über zwei Einlaßstutzen 32,33 oder durch einen Einlaßstutzen 34 mit Reinluft zu versorgen. Die Verschlüsse 35,36,37 können als Klettenverschlüsse, Reißverschlüsse, Nahte oder Klemmverbindungen ausgebildet werden. Der Verteilkanal hat eine umlaufende breite Borte 39, an die Befestigungsvorrichtungen, wie in Fig.

dargestellt, angeklemmt werden können.

In Fig. 7 ist ein Schnitt durch einen flexiblen Verteilkanal 40 dargestellt. Er wird durch die ir.nexi strömende Reinluft aufgebläht. Eine flexible Stützeinlage 41, z.B. aus einanflexiblen

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und durchlässigen Metall- oder Kunststoffschlauch bestehend, sorgt dafür, daß beim Zusammendrücken des Verteilkanals 40, beispielsweise durch den Arm 42 des Operateurs, ein Mindestquerschnitt für die Strömung offenbleibt.

Eine wichtige Forderung bei der Anwendung flexibler Quellauslässe im Operationsraum ist, daß sie schnell und leicht an eine Zuführleitung unter Einhaltung der Sterilitätsanforderungen angeschlossen werden können. In Fig. 8, 9 und 10 sind einige Schnellkupplungen zur Erfüllung dieser Forderung dargestellt.

Fig. 8 zeigt eine Ausführung mit einer lösbaren Kegelverbindung. Der Verteilkanal 43 wird as. seinem Einlaßstutzen 44 mit einer Hülse 46 versehen, die innen kegelig ausgebildet ist. Die Hülse 46 ist mittels einer Klammer 47 fest mit dem Sinlaßstutzen 44 verbunden. An der Zuführleitung 48 ist ein Kupplungsstück 49 befestigt, dessen Mantelfläche kegelig ausgebildet ist. Steckt man das Kupplungsstück 49 in die Hülse 46, entsteht auf Grund der Haftreibung der beiden Kegelflächen eine formschlüssige und gasdichte Verbindung zwischen der Zuführleitung 48 und dem Einlaßstutzen 44. Die Verbindung läßt sich durch Auseinanderziehen lösen.

Fig. 9 zeigt eine dichte und leicht lösbare Verbindung zwischen einer Zuführleitung 50 und einem Einlaßstutzen 51. An die Zuführleitung 50 schließt sich ein Kupplungs stück Z.2. an, das zwei Ringflansche 53,54 aufweist. Der Einlaßstutzen 51 des Verteilkanals 55 wird über das Kupplungsstück 52 gezogen und mittels eines oder mehrerer Klemmringe 56 mit diesem fest verbunden.

Schließlich zeigt Fig. 10 eine als Klauenkupplung ausgebildete Verbindung zwischen einer Zuführleitung 57 und einem Verteilkanal 58 mit einem Sinlaßstutzen 59- Die Kupplung besteht hier im wesentlichen aus zwei Teilen 60 und 61, die ineinander steck4-

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bar und leicht lösbar sind. Das am Ende der Zuführleitung 57 mit dieser festverbundene Kupplungsstück 61 hat auf seiner Mantelfläche einen Absatz 62, der zwischen zwei Anschlägen 63 und 64 liegt. Ein Ring 65 ist zwischen den Anschlägen 63 und 64 leicht verschiebbar gelagert. Das Kupplungsstück 60 hat seinerseits federnde Klauen 66, die beim Zusammenstecken der Kupplungsteil 60 und 61 in den Absatz 62 einrasten und damit eine feste Verbindung zwischen 60 un ' 61 herstellen. Zum Lösen der Verbindung werden die Teile 60 und 61 weiter und bis zum Anschlag gegeneinander gedrückt. Dadurch v/erden die Klauen 66 über den Ring 65 geschoben. Sodann werden die beiden Teile 60 und 61 auseinandergezogen. Der Ring 65 wird mit den ihn umklammernden Klauen 66 bis zum. Anschlag 63 zurückgeschoben. Die Klauen 66 können damit nicht mehr im Absatz 62 verbleiben und die beiden Teile 60 und 61 lassen sich leicht auseinanderziehen. Das Kupplungsstück ist über eine Klammer oder einen Spannring 67 mit dem Einlaßstutzen 59 verbunden.

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Claims (1)

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   Zustelladresse

   reply to:

   KOLBERGER STRASSE 21 KURFORSTENDAMM 66

   8 MÖNCHEN SO [BOGENHAUSEN) 1 BERLIN 15

   Telefon : 089/98 27 04 Telefon : 030/8 83 50 71/72

   Telegramme: Cons* leration Berlin

   1187/17.425 DE 30. Januar 1979

   Anmeldung

   des Herrn

   Dipl.-Ing. Ziad Kouri Englerallee 14 1000 Berlin 33

   Ansprüche :

   1. Abschirmung zum Verhindern des Eindringens kontaminierter Luft in eine Schutzzone, insbesondere in ein Wundfpld, mit einem die Schutzzone voll umschliessenden flexiblen, allseitig porösen Verteilkanal '(Quellauslaß) für die Zufuhr von Schutzgas bzw. Reinluft, der mindestens einen seitlichen Einlaßstutzen aufweist, dadurch gekennze ichnet , daß der Verteilkanal (12,22,23,30,38) eine im wesentlichen birnenförmige Kontur hat und der Einlaßstutzen mit den an ihn angrenzenden Abschnitten des Verteilkanals eine Y-förmige Abzweigung bildet.

   2. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmschenkel der Abzweigung einen Winkel von höchstens 90° einschliessen.

   Pottscheckkonto Berlin West Konto 1743 84-100 Berliner Benk AG., Konto 01 10921 900

   DIPL-INO. DIETER JANDER DR.-INC MANFRED BDNINq

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   3. Abschirmung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßstutzen an der Stelle des kleinsten Krümmungsradius des Verteilkanals (12,22,23,30,38) in diesen mündet.

   4. Abschirmung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Verteilkanal (30,38) mit mehreren Einlaßstutzen (28,29;32,33,34) versehen ist, von denen ein

   \ jeder an einer Stelle in den Verteilkanal müur'.at, an der

   I dieser einen gegenüber angrenzenden Sxellen kleineren Krüm-

   j mungsradius hat.

   I 5· Abschirmung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich

   I net, daß die Einlaßstutzen (32,33,34) einzeln verschließbar

   I sind.

   I- 6. Abschirmung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e -

   I kennzeichnet, daß der Einlaßstutzen (21) von

   I einem Y-förmigen Formstück gebildet wird.

   \ 7. Abschirmung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch

   I gekennzeichnet, daß der Einlaßstutzen (25) eine

   I schlauchförmige Verlängerung (26) mit einem in Längsrichtung

   I verlaufenden Reißverschluß (27) aufvreist.

   \ 8. Abschirmung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

   s gekennzeichnet, daß der Einlaßstutzen (44,51,

   59) mit einem Teil einer Schnellkuppelung zur Befestigung einer

   { Zuführleitung versehen ist, an deren Fnde der andere Teil der

   ι Schnellkuppelung befestigt ist.

   I 9. Abschirmung nach Anspruch 8, dauurch gekennzeich-

   1 net, daß der am Einlaßstutzen angeordnete Teil der Schnell-

   I kuppelung zur Versteifung des EinlaßStutzens dient.

   DIPL-INC. DIETER !ANDER DR.ING-MANFRED BONINQ PATINVANWALTi

   10. Abschirmung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch i gekennzeichnet , daß im Innern des Verteilkanals eine einen Restquerschnitt sichernde Stützeinlage

   (41) angeordnet ist.

   11. Abschirmung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinlage von einem im Querschnitt formsteifen Rohr mit durchbrochener Rohrwand gebildet wird.

   12. Abschirmung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinlage wendelförmig ausgebildet ist.

   13. Abschirmung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt der Stützeinlage einen Bruchteil des Querschnittes des Verteilkanals hat.

   14. Abschirmung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Verteilkanal mit Befestigungsmitteln (18,24) versehen ist.

   15. Abschirmung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel von einer mit dem Verteilkanal ein Stück bildenden umlaufenden Borte (18) gebildet wird.

   16. Abschirmung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel von Schlaufen (24) gebildet werden.