FR3099062A1 - Débitmètre réglable à fuite pour gaz respiratoire et ensemble de fourniture de gaz respiratoire - Google Patents

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Abstract

« Débitmètre réglable à fuite pour gaz respiratoire et ensemble de fourniture de gaz respiratoire » Débitmètre (1) réglable à fuite pour gaz respiratoire comportant un corps (2), une entrée (23) et une sortie (24), un indicateur de débit (6), un dispositif de réglage du débit de sortie (4) et un circuit de fuite de gaz (5) respiratoire, le circuit de fuite de gaz (5) permettant d’assurer un débit déterminé minimum d’entrée de gaz, le dispositif de réglage du débit de sortie (4) du gaz respiratoire comportant un axe rotatif (40) fileté se déplaçant en translation axiale lors de sa rotation, un bouton (3) rotatif de réglage manuel de débit disposé le long du corps (2) étant solidarisé à l’axe rotatif (40), le bouton (3) lors de sa rotation se rapprochant ou s’éloignant du corps (2). Le circuit de fuite de gaz (5) est en outre commandé en ouverture et fermeture par le bouton (3) rotatif, le circuit de fuite de gaz (5) étant fermé pour un débit nul de sortie et étant ouvert pour un débit de sortie non nul réglé par le bouton (3). Figure 1

Description

Débitmètre réglable à fuite pour gaz respiratoire et ensemble de fourniture de gaz respiratoire
La présente invention concerne de manière générale le domaine des appareils médicaux et plus particulièrement un débitmètre réglable à fuite pour gaz respiratoire ainsi qu’un ensemble de fourniture de gaz respiratoire à débitmètre et mélangeur. Elle a des applications dans le domaine de la construction des appareils de ventilation.
Arrière-plan technologique
Les ensembles permettant le mélange contrôlé de fluides gazeux et le réglage de débit du mélange obtenu pour fourniture de gaz respiratoire à des patients sont connus.
Il est généralement nécessaire de procéder à un mélange de gaz, notamment l’oxygène, car le gaz pur peut s’avérer délétère à court ou long terme pour le patient et/ou ses poumons, en particulier chez les nouveaux nés.
Les mélangeurs sont des appareils fiables mais ils ont un inconvénient lié au fait que le mélange est difficilement contrôlable pour des débits faibles comme ceux que l’on rencontre par exemple pour les nouveaux nés.
Afin de surmonter cet inconvénient, on met en œuvre une fuite de gaz dans l’environnement en aval du mélangeur afin que le mélangeur ait au moins un débit minimal et qu’il soit dans une zone de débit où le contrôle du mélange est correct même pour des faibles débits côté patient. Le réglage du débit et sa mesure se font en aval de cette fuite afin que les mesures et réglages du débitmètre correspondent à ce qui est effectivement fourni au patient.
Il en résulte une perte du fluide gazeux qui est relargué dans l’environnement.
La présente invention propose une solution qui permet de fermer automatiquement la fuite lorsqu’un débit nul est réglé sur le débitmètre.
On propose donc selon l’invention, un débitmètre réglable à fuite pour gaz respiratoire comportant un corps, une entrée de gaz respiratoire, une sortie de gaz respiratoire, un indicateur de débit, un dispositif de réglage du débit de sortie de gaz respiratoire et un circuit de fuite de gaz respiratoire dans l’environnement du débitmètre, le circuit de fuite de gaz permettant d’assurer un débit déterminé minimum d’entrée de gaz, le dispositif de réglage du débit de sortie du gaz respiratoire installé dans le corps comportant un axe rotatif fileté, l’axe rotatif fileté se déplaçant en translation axiale lors de sa rotation afin de régler le débit de passage du gaz respiratoire entre l’entrée et la sortie, un bouton rotatif de réglage manuel de débit disposé le long du corps étant solidarisé à l’axe rotatif, le bouton lors de sa rotation se rapprochant ou s’éloignant du corps en fonction du sens de rotation.
Selon l’invention, le circuit de fuite de gaz est en outre commandé en ouverture et fermeture par le bouton rotatif, le circuit de fuite de gaz étant fermé lorsque qu’un débit nul de sortie du gaz respiratoire est réglé par le bouton et le circuit de fuite de gaz étant ouvert lorsqu’un débit de sortie du gaz respiratoire non nul est réglé par le bouton.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du débitmètre conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- le gaz respiratoire circulant dans le débitmètre est un mélange de gaz,
- l’axe rotatif fileté du dispositif de réglage du débit de sortie du gaz respiratoire est inséré dans un alésage taraudé d’un insert du dispositif de réglage du débit de sortie du gaz respiratoire, ledit insert étant installé dans le corps,
- l’axe rotatif commande en outre en ouverture et fermeture le circuit de fuite de gaz, ledit axe rotatif comportant deux parties sur sa longueur, une partie terminale et une partie intermédiaire,
- la partie terminale règle le débit et la partie intermédiaire commande l’ouverture et la fermeture du circuit de fuite de gaz,
- la partie intermédiaire règle le débit et la partie terminale commande l’ouverture et la fermeture du circuit de fuite de gaz,
- le bouton comporte une face arrière côté du corps du débitmètre et la commande en ouverture et fermeture du circuit de fuite de gaz est assuré par la face arrière du bouton, latéralement à l’axe rotatif,
- le circuit de fuite de gaz comporte un orifice débouchant en regard de la face arrière du bouton, et lorsque le bouton est tourné pour régler un débit nul, la face arrière du bouton s’applique contre l’orifice débouchant du circuit de fuite de gaz et le ferme et lorsque le bouton est tourné pour régler un débit non nul, la face arrière du bouton est séparée de l’orifice débouchant du circuit de fuite de gaz qui est alors ouvert,
- l’orifice débouchant comporte à sa périphérie un joint torique débordant vers l’extérieur dudit orifice débouchant,
- le circuit de fuite de gaz comporte un piston avec sa tige d’actionnement et un ressort, le piston étant dans une chambre du corps du débitmètre ou d’un insert installé dans le corps et pouvant se déplacer entre une positon de fermeture et une position d’ouverture du circuit de fuite de gaz, une extrémité de la tige d’actionnement étant disposée en regard de la face arrière du bouton et pouvant être poussée par ladite face arrière lorsque le bouton est réglé pour un débit nul et le ressort contraint le piston à passer en position d’ouverture lorsque l’extrémité de la tige d’actionnement n’est pas poussée par la face arrière du bouton,
- la face arrière est choisie, soit plane et perpendiculaire à l’axe rotatif afin que la variation de l’écartement entre la face arrière et l’orifice débouchant en fonction de la rotation du bouton soit sensiblement linéaire, soit contournée afin que la variation de l’écartement entre la face arrière et l’orifice débouchant en fonction de la rotation du bouton augmente lorsque la face arrière s’apprête à s’appliquer contre l’orifice débouchant et donc que le réglage de débit va atteindre le débit nul,
- le dispositif de réglage du débit de sortie de gaz respiratoire et le circuit de fuite de gaz respiratoire comportent chacun un insert installé dans le corps du débitmètre,
- les inserts sont démontables du corps du débitmètre,
- les inserts sont démontables par dévissage,
- le dispositif de réglage du débit de sortie de gaz respiratoire est démontable du corps du débitmètre,
- le circuit de fuite de gaz respiratoire est démontable du corps du débitmètre,
- l’axe rotatif est inséré dans un alésage taraudé d’un insert du dispositif de réglage du débit de sortie du gaz respiratoire et est rendu imperdable par ledit insert, un dévissage complet de l’axe rotatif entraînant sa sortie et désolidarisation de l’insert et du débitmètre étant impossible, l’axe rotatif pouvant seulement être sorti par démontage de l’insert hors du corps,
- le circuit de fuite de gaz est calibré afin d’assurer un débit déterminée minimum d’entrée de gaz dans le débitmètre,
- le calibrage comporte un étranglement de passage de gaz,
- l’étranglement est ajustable,
- le débit de fuite est d’environ 3 litres par minute,
- dans le sens de circulation du gaz dans le débitmètre, le circuit de fuite de gaz est installé entre l’entrée du débitmètre et l’indicateur de débit,
- dans le sens de circulation du gaz dans le débitmètre, le dispositif de réglage du débit de sortie est installé entre l’indicateur de débit et la sortie du débitmètre,
- l’indicateur de débit est un dispositif de mesure de débit à bille,
- le corps comporte une extrémité axiale haute, une extrémité axiale basse et au moins une face latérale,
- ladite au moins une face latérale est unique, le corps étant cylindrique et la face latérale cylindrique,
- le corps est polygonal et le corps comporte plusieurs faces latérales planes,
- le dispositif de mesure à bille est disposé à l’extrémité haute du corps du débitmètre,
- le dispositif de mesure à bille comporte un tube transparent gradué,
- le dispositif de mesure à bille est chapeauté/recouvert par une coiffe transparente disposée à l’extrémité haute du corps et isolant fluidiquement de l’environnement le dispositif de mesure à bille,
- la coiffe comporte en outre vers le bas une jupe venant s’insérer sur ladite au moins une face latérale du corps,
- la sortie du débitmètre est disposée à l’extrémité basse du corps du débitmètre,
- la sortie du débitmètre est démontable,
- l’entrée du débitmètre est disposée sur la/une face latérale du corps du débitmètre,
- l’entrée du débitmètre comporte un filtre,
- le filtre est démontable et interchangeable,
- l’entrée et la sortie du débitmètre comportent des connecteurs standards,
- les connecteurs sont à détrompeurs,
- le bouton et l’axe rotatif sont disposés sur une face latérale du corps du débitmètre opposée à la face comportant l’entrée,
- l’orifice débouchant du circuit de fuite de gaz est disposé dans le corps au-dessus de l’insert du dispositif de réglage du débit de sortie du gaz respiratoire,
- l’orifice débouchant du circuit de fuite de gaz est disposé dans le corps en dessous de l’insert du dispositif de réglage du débit de sortie du gaz respiratoire.
L’invention concerne également un ensemble de fourniture de gaz respiratoire comportant un mélangeur de fluides gazeux à taux de mélange réglable et un débitmètre réglable à fuite qui est tel que décrit, l’entrée du débitmètre étant reliée à une sortie du mélangeur.
Dans des variantes de mise en œuvre de l’ensemble :
- l’ensemble de fourniture de gaz respiratoire est indémontable, le mélangeur ne pouvant pas être séparé du débitmètre et formant un ensemble monobloc, ou
- l’ensemble de fourniture de gaz respiratoire est démontable, le mélangeur pouvant être séparé du débitmètre, et, possiblement, le mélangeur et le débitmètre de l’ensemble de fourniture de gaz respiratoire peuvent être échangés avec d’autres.
Dans certaines variantes, un distributeur ou orgue est installé en sortie du mélangeur et on peut y connecter un ou plusieurs débitmètres.
représente une vue en perspective latérale d’un débitmètre selon l’invention, l’indicateur de débit du type dispositif de mesure de débit à bille et sa coiffe ayant été retirés,
représente une vue en coupe axiale verticale du débitmètre de la figure 1, l’indicateur de débit du type dispositif de mesure de débit à bille et sa coiffe étant en place sur le corps,
représente une vue latérale du débitmètre de la figure 1, l’indicateur de débit du type dispositif de mesure de débit à bille et sa coiffe ayant été retirés, et
représente une vue en perspective latérale et éclaté partiel du débitmètre de la figure 1, la coiffe de l’indicateur de débit étant en place sur le corps.
Description détaillée d’un exemple de réalisation
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
On va décrite en détail un exemple illustré de réalisation de débitmètre dans lequel la face arrière du bouton du dispositif de réglage de débit commande directement en ouverture et fermeture la sortie du circuit de fuite de gaz en s’y appliquant et le fermant lorsque la commande de débit est réglée à zéro.
Le débitmètre 1 exemplatif est connecté à un mélangeur de gaz réglable (non représenté sur les figures) situé en amont dans le sens de la circulation des gaz, d’une source vers un patient. Ce mélangeur est typiquement un mélangeur d’oxygène avec de l’air ambiant. Le débitmètre 1 comporte donc une entrée 23 avec un connecteur standard disposée sur la face latérale 20 cylindrique du corps 2 du débitmètre 1 et qui sert à le connecter au mélangeur. Le débitmètre comporte une sortie 24 située à l’extrémité basse 22 du corps 2 du débitmètre 1 avec un connecteur standard pour envoi du mélange de gaz à débit réglé vers un patient. De préférence les connecteurs sont à détrompeurs empêchant ainsi des branchements erronés.
Un indicateur de débit démontable, du type dispositif de mesure de débit à bille, est installé à l’extrémité haute 21 du corps 2 du débitmètre 1. Sur les figures 1 et 3 cet indicateur de débit 6 a été démonté. L’indicateur de débit 6 comporte un tube 61 transparent gradué dans lequel est placée une bille 62, le tube 61 étant installé sur un téton 25 de l’extrémité haute 21 du corps 2, cet ensemble étant chapeauté/recouvert par une coiffe 60 isolant l’intérieur de l’indicateur de débit 6 de l’environnement extérieur. En effet, le mélange de gaz arrive par le téton 25, dans le bas du tube 61 en pouvant soulever la bille plus ou moins haut en fonction du débit de sortie du débitmètre 1, et sort en haut du tube 61 pour redescendre à l’intérieur de la coiffe 60 vers un orifice 26 (visible en arrière-plan de la figure 1) de l’extrémité haute 21 du corps 2.
La coiffe 60 comporte en outre vers le bas, une jupe 63 venant s’insérer sur la face latérale 20 du corps 2, d’où les traits de repérage en tirets des références 2 et 20 sur la figure 4, les éléments correspondants à ces références étant sous la jupe 63.
Un dispositif de réglage du débit de sortie 4 est installé dans le corps 2 en aval de cet orifice 26. Ce dispositif de réglage du débit de sortie 4 comporte un insert 41 installé dans le corps 2 avec ici un axe rotatif 40 fileté commandé par un bouton 3 rotatif et dont la rotation permet de régler le débit de sortie entre un débit nul/à zéro et un débit non nul réglable. Cet axe rotatif 40 fileté est inséré dans un alésage taraudé de l’insert 41 du dispositif de réglage du débit de sortie 4 et est rendu imperdable dans ledit insert 41 sauf à démonter ce dernier.
L’axe rotatif 40 dans le dispositif de réglage du débit de sortie 4 est configuré pour qu’en position de débit nul, le bouton soit le plus rapproché du corps 2 du débitmètre 1 par rapport aux cas de réglage à débit non nul. Cela revient à ce que le réglage du débit nul correspond à un vissage de l’axe rotatif 40 provoquant l’enfoncement dudit axe rotatif 40 dans le corps 2.
Un circuit de fuite de gaz 5 est installé dans le corps 2 du débitmètre. Le circuit de fuite de gaz 5, qui débouche par un orifice débouchant 54 dans l’environnement extérieur du débitmètre 1, comporte un étranglement 52 qui permet de calibrer le débit de fuite. Le circuit de fuite de gaz 5 débouche sur l’arrière du bouton 3 et l’orifice débouchant 54 est en regard de la face arrière 30 du bouton 3. Le circuit de fuite de gaz 5 est constitué d’un insert 50 démontable installé dans le corps 2 du débitmètre 1 et qui comporte des joints toriques 51 et 53 (voir figure 4). Fonctionnellement, le circuit de fuite de gaz 5 est installé entre l’entrée 23 et l’indicateur de débit 6 du type dispositif de mesure de débit 6 à bille 62, ce qui fait que le débit de fuite ne fausse pas la mesure de débit de sortie patient donnée par l’indicateur de débit 6.
Le dispositif de réglage du débit de sortie 4 et le circuit de fuite de gaz 5 sont ici configurés pour qu’en position de réglage de débit nul, la face arrière 30 du bouton 3 soit appliquée contre le joint torique 51 de l’orifice débouchant 54 du circuit de fuite de gaz 5. Ainsi, le joint torique 51 qui dépasse légèrement de l’extrémité libre à orifice débouchant 54 de l’insert 50 du circuit de fuite de gaz 5 sert à assurer la fermeture dudit circuit 5 lorsque la face arrière 30 du bouton 3 rotatif est appliquée contre cette extrémité libre à orifice débouchant 54 et joint torique 51. Cette fermeture correspond donc à une position du bouton 3 où le débit de sortie du débitmètre est nul, réglé à zéro.
Sur les figures 2 et 3, on peut voir que la face arrière 30 du bouton 3 réglé pour un débit de sortie nul, vient s’appliquer contre le joint torique 51 de l’extrémité libre à orifice débouchant 54 de l’insert 50 du circuit de fuite de gaz 5, ce qui ferme la fuite de gaz.
Dans cet exemple de réalisation, la face arrière 30 du bouton 3 est sensiblement plane. Dans d’autre modalités de réalisation, cette face arrière peut être contournée pour modifier la vitesse d’approche de la face arrière contre le joint torique 51 en fin de course de rotation du bouton 3 correspondant à un réglage de débit nul.
Dans un autre mode de mise en œuvre de la fermeture du circuit de fuite de gaz 5, la fermeture, au lieu d’être directe par la face arrière du bouton (cf. les figures), peut être indirecte, la face arrière agissant sur une tige d’actionnement d’un piston pouvant se déplacer entre une positon de fermeture et une position d’ouverture du circuit de fuite de gaz, un ressort contraignant le piston à passer en position d’ouverture de la fuite lorsque l’extrémité de la tige d’actionnement n’est pas poussée par la face arrière du bouton. Le piston forme donc une soupape commandée.
Les matériaux mis en œuvre dans le débitmètre 1 sont compatibles avec l’application prévue et, en particulier le corps est métallique ainsi que les principales parties du dispositif de réglage du débit de sortie 4 et du circuit de fuite de gaz 5. La coiffe 60 et le tube 61 sont en matière plastique ayant au moins une partie transparente pour permettre la visualisation de la bille 62 dans le tube 61 ainsi que les graduations du tube.
On comprend que l’invention peut être mise en œuvre de nombreuses autres manières. Par exemple l’indicateur de débit peut être d’un autre type qu’à bille et par exemple à affichage électronique, affichage éventuellement déporté. Dans le cas d’utilisation de circuits électroniques à faible consommation pour l’indicateur de débit, il est possible d’utiliser la fuite de gaz pour actionner une micro turbine génératrice d’électricité. Dans d’autres modes de mise en œuvre, la forme du corps et/ou les emplacements de l’entrée et de la sortie de gaz peuvent être différents. Il en est de même pour le dispositif de réglage du débit de sortie 4 et le circuit de fuite de gaz 5 mais ces derniers doivent rester dans une relation permettant la fermeture du circuit de fuite de gaz 5 lorsque le dispositif de réglage du débit de sortie 4 est réglé à débit nul, et qu’en particulier la face arrière 30 du bouton 3 puisse permettre la fermeture du circuit de fuite de gaz.

Claims (10)

  1. Débitmètre (1) réglable à fuite pour gaz respiratoire comportant un corps (2), une entrée (23) de gaz respiratoire, une sortie (24) de gaz respiratoire, un indicateur de débit (6), un dispositif de réglage du débit de sortie (4) de gaz respiratoire et un circuit de fuite de gaz (5) respiratoire dans l’environnement du débitmètre (1), le circuit de fuite de gaz (5) permettant d’assurer un débit déterminé minimum d’entrée de gaz, le dispositif de réglage du débit de sortie (4) du gaz respiratoire installé dans le corps (2) comportant un axe rotatif (40) fileté, l’axe rotatif (40) fileté se déplaçant en translation axiale lors de sa rotation afin de régler le débit de passage du gaz respiratoire entre l’entrée et la sortie, un bouton (3) rotatif de réglage manuel de débit disposé le long du corps (2) étant solidarisé à l’axe rotatif (40), le bouton (3) lors de sa rotation se rapprochant ou s’éloignant du corps (2) en fonction du sens de rotation, caractérisé en ce que le circuit de fuite de gaz (5) est en outre commandé en ouverture et fermeture par le bouton (3) rotatif, le circuit de fuite de gaz (5) étant fermé lorsqu’un débit nul de sortie du gaz respiratoire est réglé par le bouton (3) et le circuit de fuite de gaz (5) étant ouvert lorsqu’un débit de sortie du gaz respiratoire non nul est réglé par le bouton (3).
  2. Débitmètre (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bouton (3) comporte une face arrière (30) côté du corps (2) du débitmètre (1) et la commande en ouverture et fermeture du circuit de fuite de gaz (5) est assuré par la face arrière (30) du bouton, latéralement à l’axe rotatif (40).
  3. Débitmètre (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de fuite de gaz (5) comporte un orifice débouchant (54) en regard de la face arrière (30) du bouton (3), et lorsque le bouton (3) est tourné pour régler un débit nul, la face arrière (30) du bouton s’applique contre l’orifice débouchant (54) du circuit de fuite de gaz (5) et le ferme et lorsque le bouton (3) est tourné pour régler un débit non nul, la face arrière (30) du bouton (3) est séparée de l’orifice débouchant (54) du circuit de fuite de gaz (5) qui est alors ouvert.
  4. Débitmètre (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’orifice débouchant (54) comporte à sa périphérie un joint torique (51) débordant vers l’extérieur dudit orifice débouchant (54).
  5. Débitmètre (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de fuite de gaz (5) comporte un piston avec sa tige d’actionnement et un ressort, le piston étant dans une chambre du corps (2) du débitmètre (1) ou d’un insert installé dans le corps (2) et pouvant se déplacer entre une positon de fermeture et une position d’ouverture du circuit de fuite de gaz, une extrémité de la tige d’actionnement étant disposée en regard de la face arrière (30) du bouton (3) et pouvant être poussée par ladite face arrière (30) lorsque le bouton (3) est réglé pour un débit nul et en ce que le ressort contraint le piston à passer en position d’ouverture lorsque l’extrémité de la tige d’actionnement n’est pas poussée par la face arrière (30) du bouton (3).
  6. Débitmètre (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la face arrière (3) est choisie, soit plane et perpendiculaire à l’axe rotatif (40) afin que la variation de l’écartement entre la face arrière (30) et l’orifice débouchant (54) en fonction de la rotation du bouton (3) soit sensiblement linéaire, soit contournée afin que la variation de l’écartement entre la face arrière (30) et l’orifice débouchant (54) en fonction de la rotation du bouton augmente lorsque la face arrière (30) s’apprête à s’appliquer contre l’orifice débouchant (54) et donc que le réglage de débit va atteindre le débit nul.
  7. Débitmètre (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de réglage du débit de sortie (4) de gaz respiratoire et le circuit de fuite de gaz (5) respiratoire comportent chacun un insert (41) (50) installé dans le corps (2) du débitmètre (1).
  8. Débitmètre (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de fuite de gaz (5) est calibré afin d’assurer un débit déterminée minimum d’entrée de gaz dans le débitmètre (1).
  9. Débitmètre (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’indicateur de débit (6) est un dispositif de mesure de débit à bille (62, 61, 60).
  10. Ensemble de fourniture de gaz respiratoire comportant un mélangeur de fluides gazeux à taux de mélange réglable et un débitmètre (1) réglable à fuite selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’entrée (23) du débitmètre (1) étant reliée à une sortie du mélangeur.
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