DE8317751U1 - Mischgeraet mit durchflussmesser fuer die zufuehrung eines gemisches von zwei gasen, dessen verhaeltnis nicht unter einem bestimmten wert liegen darf - Google Patents

Mischgeraet mit durchflussmesser fuer die zufuehrung eines gemisches von zwei gasen, dessen verhaeltnis nicht unter einem bestimmten wert liegen darf

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DE8317751U1 DE19838317751U DE8317751U DE8317751U1 DE 8317751 U1 DE8317751 U1 DE 8317751U1 DE 19838317751 U DE19838317751 U DE 19838317751U DE 8317751 U DE8317751 U DE 8317751U DE 8317751 U1 DE8317751 U1 DE 8317751U1
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Description

Die Neuerung betrifft ein Mischgerät mit einem Durchflußmesser für die Zuführung eines Gemisches von zwei Gasen G1 und
G9 mit entsprechenden Volumenverhältnissen von und
100 — X
—j-jTp—, mit einem Kreislauf für jedes der Gase, der an einen Kreislauf für das Gemisch angeschlossen ist.
Es gibt einige Anwendungen, für welche das minimale Verhältnis eines Gases bezüglich des anderen genau beachtet werden muß, und dies ist der Fall bei der Anästhesie, bei welcher die Sicherheit bei der Benutzung der Mischgeräte für Sauerstoff-Lachgas ein wesentlicher Punkt ist. Das zugeführte Gemisch muß ein Minimum von 21% enthalten, um nicht hypoxisch bzw. mit Sauerstoff überladen zu sein.
Die vorliegende Neuerung hat die Aufgabe, die Zufuhr eines Gemisches mit weniger als γ^η an Gas Gi (Sauerstoff) zu unterbinden und den Durchsatz von Gas G~ (Lachgas) auf einen bestimmten Wert zu beschränken, gleich welche Einstellung des Beschickungsdurchsatzes dieser Gase man hat, und es wird zu diesem Zweck ein Mischgerät vorgeschlagen, in dem jeder Kreislauf für das vorgenannte Gas eine Leitung aufweist, die an eine Quelle angeschlossen und mit einer derart ausgewählt geeichten Öffnung ausgestattet ist, daß für denselben Druck P der zwei Gase die Durchsätze dieser Gase über die Öffnungen im Verhältnis liegen, wobei Mittel vorgesehen sind zum Beschränken des Druckes des Gases G2 auf den des Gases G1 sowie Mittel zum Beschränken des Druckes in den zwei Kreisläufen und zum Ermöglichen des Durchganges des Gases G- beim Ableiten aus seiner kalibrierten Öffnung, ausgehend von dem genannten Druck.
Die Auswahl der kalibrierten Öffnungen, damit die Durchsätze an Gas durch diese Öffnungen im Verhältnis für denselben Druck der zwei Gase liegen, die Tatsache, daß Mittel zur Begrenzung des Druckes des Gases G- auf den Druck des Gases G1 vorgesehen sind, und die Tatsache, daß der Druck des Gases G1 begrenzt wird, haben zur Folge, daß das Mischgerät gemäß der Neuerung immer ein Gemisch liefert,
welches ein Minimum von j^ an Gas G1 enthält, und den Durchsatz des Gases G2 auf einen bestimmten Wert beschränkt, gleich wie die Öffnung der Regelventile für die Durchsätze ist.
Gemäß einem anderen Merkmal der Neuerung sind die Begrenzungsmittel durch einen Druckbegrenzer gebildet, der mit einer Membrane versehen ist, welche die Stellung einer Klappe steuert, die in der Leitung des Gases G2 eingefügt ist, wobei die Membrane einerseits dem Druck des Gases G\. und andererseits dem Druck des Gases G2 unterliegt. Der Druck des Gases G2 kann also nicht den Druck des Gases G1 übersteigen.
Gemäß einem weiteren anderen Merkmal der Neuerung sind die genannten Druckbegrenzungsmittel durch eine Umlenkeinrichtung gebildet, die eine Kammer aufweist, welche als Abzweigung im Kreislauf des Gases G1 angebracht ist, sowie eine Membran aufweist, welche der Tätigkeit einer Tarierfeder unterworfen ist, die dafür vorgesehen ist, eine Leitung zu schließen und zu öffnen, die mit dem Kreislauf des Gases G2 abstromseitig seiner kalibrierten öffnung angeschlossen ist und in die genannte Kammer mündet.
Diese Umlenk- oder Entleerungseinrichtung öffnet sich, während der Druck des Gases G1 in Funktion des Durchsatzes durch die öffnung 14 durch die Kraft der Tarierfeder den bestimmten Wert annimmt. Diese öffnung begrenzt den Druck des Gases G1 und folglich den Durchsatz des Gases G2.
Weitere Merkmale und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus der - folgenden Beschreibung.
In den beiliegenden Zeichnungen werden lediglich beispielsweise Ausiiührungsformen gezeigt:
35
Figur 1 zeigt schematisch ein Mischgerät gemäß der Neuerung, welches insbesondere anwendbar ist, um ein Gemisch Sauerstoff-Lachgas für die Anästhesie zu erhalten;
Figur 2 stellt den charakteristischen Durchsatz-Druck dar für den Sauerstoff und das Lachgas, die man mit einem Mischgerät bekommt, dessen zwei Kreisläufe mit kalibrierten Öffnungen im Verhältnis der Durchsätze 25% - 75% für denselben Beschickungsdruck versehen sind;
Figur 3 stellt den charakteristischen Durchsatz-Druck dar für den Sauerstoff und das Lachgas, die man mit dem Mischgerät gemäß der Neuerung erhält; die Figuren 4 und 5 zeigen jeweils eine erste und eine zweite Ausführungsform des Mischgerätes der Figur 1 .
Gemäß der in Figur 1 veranschaulichten Ausführungsform weist das Mischgerät einen Kreislauf für das Gas G1, einen Kreislauf für das Gas G2 und einen Kreislauf für das Gemisch der zwei Gase auf, wobei die drei Kreisläufe allgemein mit den Bezugszahlen 1, 2 und 3 bezeichnet sind.
Der Kreislauf 1 weist eine Leitung 10 auf, die mit einer Quelle 11 für Gas G1 mittels einer Rückschlagklappe 12, einem Durchsatzregelventil 13 verbunden ist, und er weist eine Kalibrieröffnung 14 sowie ein Durchsat^-meßgerät 15 {z.B. Rotationsmeßgerät) auf, welches der überwachung des Durchsatzes des Gases G1 dient.
25
In gleicher Weise weist der Kreislauf 2 eine Leitung 20 auf, die mit einer Quelle 21 für das Gas- mittels einer Rückschlagklappe 22 und einem Durchsatzregelventil 23 verbunden ist, und er weist eine kalibrierte Öffnung 24 sowie ein DurchsatzmeBgerät 25 {beispielsweise ein Rotationsdurchsatzmeßgerät) auf, welches der Überwachung des Durchsatzes des Gases G„ dient.
Ein Druckbegrenzer 40 begrenzt gegebenenfalls den Druck des Gases G2 auf den des Gases G1. Der Begrenzer weist eine Membrane 41 auf, welche ihn innen in zwei Kammern 42 und 4 3 unterteilt. Die Kammer 42 ist in die Leitung 20 des Gases G2 eingefügt und mit einer mit der Membran 41 formschlüssig
verbundenen Klappe 44 versehen und unterliegt der Tätigkeit einer Rückholfeder 45, die versucht, sie in Schließstellung zu stoßen. Die Kammer 43 ist durch einen Kanal 46 mit der Leitung 10 des Gases G- verbunden.
Eine Umlenkeinrichtung 50, die man auch als Ableit- oder Entleerungseinrichtung bezeichnen könnte, ist als Abzweigung in der Leitung 10 montiert und erlaubt die Ableitung bzw. Umlenkung des Gases G-, wenn der Durchsatz dieses letztgenannten Gases einen bestimmten Wert übersteigt, wodurch der Druck in dem Kreislauf 1, ausgehend von diesem Durchsatz, konstant gehalten werden kann.
Die Umlenkeinrichtung 50 weist eine Membran 51 auf, welche ihn innen in eine Kammer 52 und eine Kammer 53 unterteilt. Die Kammer 52 steht direkt mit der Leitung 10 in Verbindung und weist ein mit dieser Leitung 10 verbundenes Ansatzrohr 54 auf. Eine in der Kammer 53 angeordnete Tarierfeder 55 versucht, die Membran 51 gegen das Ansatzrohr 54 anzudrücken, wodurch folglich letzteres entsprechend dem in dem Kreislauf 1 herrschenden Druck verschlossen oder geöffnet wird.
Eine die Kammer 53 der Umlenkeinrichtung mit der Leitung 10 verbindende Leitung 56 abstromig von der Kammer 52 erlaubt die Steuerung der Umlenkeinrichtung auf den Ausgangsdruck des Gases G,., um die Einflüsse des Druckes bei der Benutzung abstromig von dem Mischgerät auszuschalten.
Im Falle eines Mischgerätes zum Ableiten eines Anästhesiegemisches Sauerstoff-Lachgas (welches, wie oben schon erwähnt, mindestens 21% Sauerstoff enthalten soll) wird neuerungsgemäß vorgeschlagen, die Zufuhr eines Gemisches zu unterbinden, welches mindestens 25% Sauerstoff enthält, gleich wie der Durchsatz an Sauerstoff ist, und den Durchsatz an Lachgas auf 12 1 pro Minute zu beschränken.
In diesem Fall sind die Kreisläufe 1 und 2 der Figur 1 jeweils der Sauerstoff- und der Lachgaskreislauf, der Kreis-
- Kalibrieröffnung 14: Durchmesser = 0,45 mm für einen Durchsatz an Sauerstoff von 4 1 pro Minute bei 1,8 bar
- Kalibrieröffnung 24: Durchmesser = 0,76 mm für einen Durchsatz an Lachgas von 12 1 pro Minute bei 1,8 bar
- Umlenkeinrichtung 50, bei 1,8 bar derart gesteuert, daß der Druck in den zwei Kreisläufen auf einen Wert PQ beschränkt wird (siehe Figur 3): der Durchsatz des Lachgases wird somit auf 12 1 pro Minute begrenzt.
Es kann notwendig sein, den Patienten nicht mehr mit dem üblichen Gemisch Sauerstoff-Lachgas sondern wenigstens während bestimmter Zeit mit reinem Sauerstoff zu versorgen. In Figur 4 ist zu diesem Zweck ein Umsteuer- oder Spülventil 60 dargestellt. Das Ventil 60 weist eine erste und eine zweite Kammer 61 und 62 auf, in welchen Klappen 63 bzw. 64 gleiten, die mit Schäften 63a und 64a versehen und der Wirkung von Rückholfedern 65 und 66 ausgesetzt sind. Die Kammer
-δ-lauf des Gemisches 3 ist mit einem Gebrauchsgerät verbunden, beispielsweise eine (nicht dargestellte)·Atmungsmaske, und die Kalibrieröffnungen 14 und 24 sind so ausgewählt, daß für denselben Druck P der Durchsatz an Lachgas gleich dem dreifachen Sauerstoffdurchsatζ ist. Die Veränderung dieser Durchsätze in Funktion des Druckes ist für diese öffnungen in Figur 2 dargestellt.
Der durch den Sauerstoff gesteuerte Druckregler 40 verhindert, daß der Druck des Lachgases den des Sauerstoffs übersteigt. Die Tarierfeder 55 der Umlenkeinrichtung 50 ist so ausgewählt, daß die Membran 51 das Ansatzrohr 54 freisetzt, wenn der Durchsatz an Sauerstoff größer als vier Liter pro j Minute wird. Folglich ist der Druck in dem Sauerstoffkreis- | lauf und folglich in dem Kreislauf des Lachgases auf den Wert P0 beschränkt, und der Maximaldurchsatz des Lachgases ', beträgt 12 1 pro Minute, wie in Figur 3 dargestellt ist. j
Ein Mischgerät kann gemäß der Neuerung folgende Eigenschaf- : ten haben: ;
• «*■'
• »
61 ist in der Leitung 30 des Kreislauf eis des Gemisches oder J Benutzungskreisiaufes 3 eingefügt und weist eine öffnung
iß auf, die mit der Umgebung in Verbindung steht, während die
|| Kammer 62 in die Leitung 68 eingefügt ist, die mit der
J 5 Sauerstoffquelle 11 verbunden ist. Eine Drucktaste 69, wel- $ ehe auf die Schäfte 63a, 64a wirkt, erlaubt das Gleiten
% der Klappen 63, 64 gegen die Wirkung der Rückholfedern 65,
Ss 66. Die Leitungen 30 und 68 s'ir.d mit. einem Gebrauchsgerät,
■'! beispielsweise einer (nicht dargestellten) Atmungsmaske/
'Ά iQ verbunden. Die Stellung der Leitungen 30 und 68 und der öffnung 67 in den Kammern 61 und 62 sind dafür vorgesehen, um die Umsteuerung der Beschickung an Gemisch Sauerstoff-Lachgas und an reinem Sauerstoff entsprechend der Stellung der Klappen sicherzustellen. Während diese die mit ausgezogenen Linien dargestellte Stellung (Normsiposition) einnehmen, wird das Gebrauchsgerät allein mit Gemisch versorgt, während sie die mit gestrichelten Linien dargestellte Position einnehmen (gedrückte Taste 69), wird das Gebrauchsgerät nur mit Sauerstoff versorgt, und das Gemisch Sauerstoff -Lachgas entweicht durch die öffnung 67. Das Ventil 60 erlaubt also das Entleeren des Gemisches und das Ersetzen des reinen Sauerstoffs bei hohem Durchsatz (über 35 1 pro Minute) , ohne daß eine gleichzeitige Beschickung von Gemisch und Sauerstoff vorhanden ist.
25
Die Ausführungsform der Figur 4 ist in gleicher Weise mit einer Meldevcrrichtung 70 versehen, die eine Membran 71 aufweist, welche die Vorrichtung innen in zwei Kammern 72 und 73 unterteilt, die jeweils mit der Quelle 21 für Juachgas durch eine Leitung 74 verbunden ist, deren Ansatzrohr 74si normalerweise mit der Membran in Berührung steht, und mit der Quelle 11 für Sauerstoff durch eine Leitung 75 verbunden ist, die ihrerseits mit der genannten Leitung 68 verbunden ist. Eine Pfeife 76 oder dergleichen steht mit der Kammer in Verbindung. Beim normalen Betrieb, d.h. wenn der Sauerstoff druck ausreicht, wird die Membran 71 gegen das Ansatzrohr 74a gedrückt, das somit verschlossen wird, und wenn der Sauerstoffdruck unter einen bestimmten Wert fällt (z.B.
-δι 1 bar), entfernt sich die Membran 71 von dem Ansatzrohr, das Lachgas durchquert die Pfeife 76, die ein akustisches Signal aussendet, und zeigt den Sauerstoffmangel an. Es sei bemerkt, daß in dem Falle, wenn das Ventil 60 in der Stellung zur Abgabe reinen Sauerstoffs ist, die Vorrichtung nicht funktioniert.
Die Apparate, wie z.B. die Atmungsmasken, die in dem Gebrauchskreislauf angebracht sind, führen Gegendrücke ein, die zur Folge haben, daß die von den Durchsatzmeßgeräten auf Rotationsbasis, wie z.B. den Geräten 15 und 25, gegebenen Anzeigen falsch sind, weil diese Durchsatzmeßgeräte gewöhnlich auf den Atmosphärendurck geeicht sind. Daraus ergibt sich, daß der tatsächliche Durchsatz des Gases, welches ein Durchsatzmeßgerät auf Rotationsbasis durchströmt, erheblich anders sein kann (beispielsweise 1, 2 mal mehr), als der auf diesem Rotationsdurchsatzmeßgerät abgelesene Durchsatz. Die in Figur 5 dargestellte Ausführungsform ist mit einer Umlenkeinrichtung 80 versehen, die in dem Gebrauchskreislauf 3 angebracht ist, und zwar abstromig von dem Ventil 60 und also den Rotationsdurchsatzmeßgeräten 15, 25, um diese Nachteile auszuschalten. Die Umlenkeinrichtung 80 weist eine Membran 81 auf, welche sie innen in eine Kammer 82 und eine Kammer 83 unterteilt, die mit der Umgebung durch eine Öffnung 84 in Verbindung stehen. Die Kammer 82 ist in der Leitung 30 des Kreislaufs 3 eingesetzt, und diese Leitung ist mit einem Ansatzrohr 30a versehen, gegen welches die Membran 81 normalerweise durch die Wirkung einer Feder 85 angedrückt wird. Man eicht die Umlenkeinrichtung 80 mitteis der Feder 85 derart, daß der Druck in den Rotationsdurchsatzmeßgeräten 15, 25 konstant gehalten wird, gleich welcher Gegendruck in dem Gebrauchskreislauf ist. Die Rotationsdurchsatzmeßgeräte müssen also auf den Tarierdruck der Umlenkeinrichtung geeicht werden (z.B. 500 mbar) und nicht mehr auf den Atmosphärendruck, und der Durchsatz, den sie anzeigen, entspricht dem tatsächlichen Durchüatz.
Bei der Ausführungsform nach Figur 5 sind die Kreisläufe
und 2 mit regelbaren Druckreglern 13a, 23a an Stelle von den Schiebern 13, 23 der vorgenannten Ausführungsform versehen, und diese Druckregler erlauben eine Stabilisierung des Druckes des Durchsatzes dieser Kreisläufe, gleich wie die Veränderungen der Beschickungsdrücke sind. Der Entspannungsdruck des Druckreglers 23a ist vorzugsweise durch die Konstruktion auf einen Wert begrenzt, wie der Durchsatz an Lachgas auf einen gegebenen -Wert (z.B. 12 Im ) begrenzt ist, wenn man den Widerstand in Rechnung stellt, welcher durch die kalibrierte öffnung 24 gegeben ist, und den in den Rotationsdurchsatzmeßgeräten 15, 25 konstant gehaltenen Druck in Rechnung stellt.
Im letzteren Falle wird die Umlenkeinrichtung 50, die im
Kreislauf 1 vorgesehen ist, unnötig, da sie den Zweck hat,
den Durchsatz an Lachgas zu beschränken, und sie kann folglich weggelassen werden.
Statt daß die Umlenkeinrichtung 80 abstromig von dem Ventil 60 angeordnet ist, wie in Figur 4 dargestellt ist, kann diese auch direkt abstromig von den Rotationsdurchsatzmeßgeräten 15, 25 montiert sein.
Die Verwendung von Druckreglern und der Umlenkeinrichtung in dem Gebrauchskreislauf erlaubt die Schaffung eines Universalmischgerätes, d.h. eines auf Veränderungen des Druckes der Gasquellen wie auf Gegendrücke der Gebrauchsapparate unempfindlichen Gerätes.

Claims (6)

  1. Schutzansprüche
    Gas-Misehgerät, bestehend aus der räumlich konstruktiven Verbindung eines Anschlußstutzens (12) für eine Quelle (11) eines ersten Gases (G1) und eines Anschlußstutzens (22) für eine Quelle (21) eines zweiten Gases (G2) mit zwei Durchsatzmeßeinrichtungen (15, 25), von denen die eine (15) eingangsseitig über ein erstes Rohrleitungsstück (10) und die andere (25) über ein zweites Rohrleitungsstück (20) mit einem zugeordneten Anschlußstutzen (12, 22) räumlich verbunden ist"und die ausgangsseitig einen gemeinsamen Anschlußstutzen (3) für ein Gas-Gebrauchsgerät aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Druckbegrenzer (40) vorgesehen ist, der aus einem Gehäuse besteht, in dem eine Membran (41) mechanisch gehaltert ist, die das Gehäuse in zwei Kammern (42, 43) unterteilt, von denen die eine (43) über ein drittes Rohrleitungsstück (46) an einen Abzweig des ersten Rohrleitungs-
    -2-
    Stutzens (10) angebracht ist und von denen die andere (42) unmittelbar in das zweite Rohrleitungsstück (20) mechanisch eingefügt ist, wobei in einer Anschlußöffnung letzterer Kammer (42) ein in Schließrichtung vorgespanntes Ventilschließglied (44) sitzt, das formschlüssig mit der Membran (41) verbunden ist, und daß eine Umlenkeirtrichtung (50) mit einer Kammer (52) vorgesehen ist, in der eine durch eine Tarierfeder (55) vorgespannte Membran (51) zur Raumbegrenzung der Kammer mechanisch gehaltert ist, und die in das erste Rohrleitungsstück (10) mechanisch eingefügt ist, wobei an einer Anschlußöffnung der Kammer ein ins Kammerninnere führenes, mit. der freien öffnung gegen die Membran (51) gerichtetes Ansatzrohr (54) angebracht ist, und daß an die Umlenkeinrichtung ein By-pass-Rohrleitungsstück angeschlossen ist, das, ebenso wie das zweite Rchrleitungsstück (20), einen Bereich (14, 24) mit einem definierten, eine Kalibrierung vorgebenden freien Querschnitt aufweist.
  2. 2. Gas-Mischgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkeinrichtung (50) eine zweite Kammer (53) enthält, in der die Tarierfeder (55) räumlich angeordnet ist, und die an ein Ausgleichs-Rohrleitungsstück (56) angeschlossen ist, das abstromseitig von der ersten Kammer (52) mit einem Anschluß im ersten Rohrleitungsstück (10) mechanisch verbunden ist.
  3. 3. Gas-Mischgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, claß es ein Umsteuerventil (60) aufweist, welches mit einer ersten und einer zweiten Ventilkammer (61, 62) ausgestattet ist, in der durch Ventilfedern (65, 66) vorgespannte Gleit-Ventilschließglieder (63, 64) untergebracht sind, und von denen die eine (61) in den gemeinsamen Anschlußstutzen (3) für das Gasgebrauchsgerät eingefügt ist und von denen die andere (62) in ein zusätzliches Rohrleitungsstück (68) eingefügt ist, das mit einem Abzweig am Anschlußstutzen (12* für die Quelle des eisten Gases verbunden ist.
    -3-
  4. 4. Gas-Mischgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsteuerventil (60) mit einer Drucktaste (69) versehen ist und die Ventilschließglieder sich zur Drucktaste hin erstreckende Stößel (63a, 64a) aufweisen.
  5. 5. Gas-Mischgerät nach Anspruch 1 oder mindestens einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Meldeeinrichtung (70) aufweist, die ein Gehäuse mit zwei durch eine Membran (71) getrennten Kammern (72, 73) besitzt, von denen die eine (73) mit einem zum Anschlußstutzen
    (12) der Quelle des ersten Gases führenden ersten Zusatz-Rohrleitungsstück (75) und die andere (72) eine Pfeifeinrichtung (76) besitzt und mit einem zum Anschlußstutzen (22) der Quelle des zweiten Gases führenden zweiten Zusatz-Rohrleitungsstück (74), das in die zugehörige Kammer (72) zu einem Ansatzrohr (74a) an der Membran hineinführt, verbunden ist.
  6. 6. Gas-Mischgerät nach Anspruch 1 oder mindestens einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß es eine weitere Umlenkeinrichtung (80) aufweist, die in den gemeinsamen Anschlußstutzen (3) für das Gas-Gebrauchsgerät eingefügt ist und die zwei, durch eine verschiebbar gehalterte Membran getrennte Kammern (82, 83) aufweist, von denen die eine (82), an deren Anschlußöffnung ein ins Kanunerinnere führendes mit der freien öffnung gegsn die Membran (81) gerichtetes Ansatzrohr (30, 30a) angebracht ist, in den Anschlußstutzen (3) mechanisch eingefügt ist.
DE19838317751U 1982-06-29 1983-06-18 Mischgeraet mit durchflussmesser fuer die zufuehrung eines gemisches von zwei gasen, dessen verhaeltnis nicht unter einem bestimmten wert liegen darf Expired DE8317751U1 (de)

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