SE454796B - Doseringsventil for utmatning av en vald gasvolym vid valda intervaller - Google Patents

Doseringsventil for utmatning av en vald gasvolym vid valda intervaller

Info

Publication number
SE454796B
SE454796B SE8202840A SE8202840A SE454796B SE 454796 B SE454796 B SE 454796B SE 8202840 A SE8202840 A SE 8202840A SE 8202840 A SE8202840 A SE 8202840A SE 454796 B SE454796 B SE 454796B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
valve
passage
shaft
valve according
solenoid assembly
Prior art date
Application number
SE8202840A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8202840L (sv
Inventor
W F Everett
R C Valentine
Original Assignee
South Bend Controls Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South Bend Controls Inc filed Critical South Bend Controls Inc
Publication of SE8202840L publication Critical patent/SE8202840L/sv
Publication of SE454796B publication Critical patent/SE454796B/sv

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/20Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/08Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid using a permanent magnet
    • F16K31/082Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid using a permanent magnet using a electromagnet and a permanent magnet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025Electrical or magnetic means
    • F16K37/0041Electrical or magnetic means for measuring valve parameters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/20Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/201Controlled valves
    • A61M16/202Controlled valves electrically actuated
    • A61M16/203Proportional
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16Rectilinearly-movable armatures
    • H01F2007/1684Armature position measurement using coils

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Description

15 20 25 30 35 40 i454 796 2 reglera den gasvolym, som passerar vid varje andetag. Dessa tre funktioner har i stor utsträckning utförts medelst sepa- rata, individuella ventilorgan, vilket medför att anordningen - blir relativt stor med många verksamma komponenter och manga potentiella felkällor. På grund av de olika kraven på volym och flöde för utförande av volymstyrd ventilation jämfört med kraven på H.F.P.P.V.-teknikens prestanda, och på grund av de f.n. använda ventilorganens begränsningar, krävs dessutom separata ventilatorer för utförande av varje förfarande.
Därför krävs väsentliga finansiella investeringar för de olika typerna av ventilatorer. E En ytterligare nackdel hos de kända ventilatorerna är, att ingen noggrann átermatning av den aktuella ventilatorns uteffekt är tillgänglig för att reglera ventilatorns verknings- sätt. Standardventilatorer har vanligtvis styranordningar för val av olika gasblandningsförhâllanden och inandningsmängder samt för val av ett av ett flertal flödesmönster, men ingen noggrann àtermatning av den aktuella uteffekten åstadkommas, och uteffektens flödesmönster är begränsat till endast de fåtal speciella mönster, som har gjorts tillgängliga på ventila- torn. De flesta ventilatorer har mycket liten flexibilitet be- träffande flödesmönstret och flödesmängden.
Ett av huvudändamàlen med föreliggande uppfinning är där- för att åstadkomma en doseringsventil, som i en enda kompakt ventil kombinerar reglering av gasblandningsförhàllandet, styr- ning av den utgående volymen av blandgas, samt de funktioner, som bestämmer uteffektmönstret, och kan alstra en korresponde- rande flödesmängd för en godtycklig signalvàgform.
Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en blandnings- och doseringsventil, som är speciellt fördelaktig att använda i ventilationsanordningar för sjuka patienter, och som kan användas både för volymstyrd ventilation och högfrekvent övertrycksventilation av en patient.
Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en blandnings- och doseringsventil, som åstadkommer ett organ för avkänning och bestämning av ventilens aktuella ut- effekt för omvärdering och ändring av uteffekten under näst- följande uteffektfas om så erfordras, och som eliminerar icke g önskvärd förflyttning av ventilelementet, som ástadkommes av fluktuationer i inlopps- och/eller utloppstryck i ventilen. 10 15 20 25 35 40 454 796 .Ytterligare ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en doseríngsventil, som kan användas individu- ellt för att styra volymen och frekvensen av flödet av en gas, och som kan användas i kombination med en annan doserings- ventil för att styra flödesfrekvensen och volymen av bland- ningen av två eller flera gaser i en anordning..
Dessa och andra ändamål uppnås enligt föreliggande upp- finning genom att åstadkomma en proportionellt styrd ventil, som är förbunden med ett organ för bestämmande av ventilele- mentets aktuella läge, t.ex. en linjärvariabel differential- omformare. I det föredragna utförandet har den proportionellt styrda ventilen ett obegränsat antal verksamma lägen inom dess verksamhetsområde, och kan verksamt förbindas med en mikro- processor för styrning av den frekvens och den sträcka, som ventilen öppnar, och som därigenom reglerar den gasvolym, som passerar genom ventilen, och frekvensen och mönstret av gas- utflödet. Den proportionellt styrda ventilen innefattar ett ventilelement, med vilket en axel är förbunden, och ett solenoid- aggregat innefattande en spole, som upptager elektrisk ineffekt, vilken åstadkommer ett elektromagnetiskt fält, som förflyttar axeln och öppnar ventilen. Frekvensen och volymen av gasut- strömningen styres genom reglering av den elektriska ineffekten till solenoidaggregatet och det elektromagnetiska fältet, som därvid alstras. Axeln är förbunden med den linjärvariabla diffe- rentialomformarens kärna och förflyttar kärnan i relation till clementets förflyttning. Kärnans förflyttning i differential- omformaren åstadkommer ändringar av utspänningen från diffe- rentialomformaren, vilka kan analyseras medelst konventionella mikroprocessorer för att bestämma ventílens aktuella uteffekt.
Membran i ventilen utbalanserar trycken-på motsatta sidor av ventilelementet, så att fluktuationer i inlopps- och/eller utloppstrycken icke åstadkommer förflyttning av elementet.
Två eller flera doseringsventíler kan sammankopplas för att åstadkomma olika blandningar vid godtycklig önskad volym och frekvens inom ventílernas verksamhetsområden.
Uppfínningen beskrives närmare i det följande med hänvis- ning till bifogade ritningar, på vilka fig. 1 visar en perspek- tivvy av ett blandnings- och doseringsventílaggregat för an- vändning i en ventilator; fig. 2 visar en perspektivvy av blandníngs- och doseringsventílaggregatet med dess kåpa av- 10 15 Z0 25 30 35 40 4§g_79e 4 lägsnad, så att de båda blandningsventilenheterna däri är syn- liga; fig. 3 visar en planvy av blandnings-doseringsventil- , aggregatet i fig. 1, varvid vissa av de dolda komponenterna är visade medelst streckade linjer; fig. 4 visar en sidovy av blandnings- och doseringsventilaggregatet i fig. 1, varvid likaledes vissa av de dolda komponenterna är visade medelst streckade linjer; fig. 5 visar i större skala en sektion efter 5-5 i fíg. 3.
I det följande beskrives den föredragna utföringsformen.
I fíg. 1 visar hänvisningsbeteckningen 10 ett blandnings- och doseringsventilaggregat, som är lämpligt för användning i en patientventilator. Blandnings- och doseringsventilaggregatet innefattar ett ventilhus 12, som har ett inlopp 14 för syre, ett luftinlopp 16, och ett utlopp 18 för en blandgas. Eloxide- rade aluminiumlegeringar är lämpliga material för ventilhuset 12, men även andra lämpliga material kan användas. En syre- doseringsventil 20 reglerar syreflödet mellan syreinloppet 14 och blandgasutloppet 18, och en luftdoseríngsventil 22 regle- rar luftflödet mellan luftinloppet 16 och blandgasutloppet 18.
Ett inlopp 24 för syre under tryck, och ett tryckluftinlopp 26 är anordnade i ventilhuset 12, som även har ett tryckutlopp 28. Syredoseringsventilen 20 och luftdoseringsventilen 22 är lika utförda och utför liknande funktioner för reglering av flödet av gaserna mellan dess inlopp och blandgasutloppet.
Det är givet, att en doseringsventil kan användas separat för att åstadkomma ett på förhand bestämt flöde av en gas i god- tyckligt vald vågform. I en anordning, som har flera än tvâ gasinlopp, kan tre eller flera doseringsventiler användas för att åstadkomma ett beräknat volymflöde av varje gas vid en på förhand bestämd frekvens och i godtyckligt vågformmönster för att åstadkomma olika blandningar av de olika gaserna.
Den på ritningarna visade utföringsformen med tvâ doserings- ventiler utgör endast ett exempel på en fördelaktig användning av doseringsventilen enligt uppfinningen.
Doseringsventilerna 20 och 22 är medelst kabelknippen 30 och 32 förbundna med elektriska kontaktdon 34, 36, 38 och 40, som är anbragta på en hållare 42. Hållaren kan vara utförd av rostfritt stål, aluminium, eller liknande, och är förbunden med ventilhuset 12 medelst skruvar 44, 46, 48 och 50. En kåpa 52 innosluter doseringsventilcrna och hâllaren och har hål S4, 10 15 20 25 40 454 796 S6, S8 och 60, genom vilka kontaktdonen 34, 36, 38 och 40 sträcker sig, när kåpan är anbragt på sin plats på ventil- huset 12. Kåpan kan vara utförd av en akryltermoplast, t.ex. metylmetakrylat, eller annat lämpligt material, och fast- hålles på ventilhuset 12 medelst skruvar 62, 64, 66 och 68.
Det är givet, att formen av ventilhuset 12 och kåpan 52, samt läget och orienteringen av de olika inloppen och utloppen, samt även de elektriska kontaktdonen, kan ändras, och arrange- manget av de komponenter, som visas på rítningarna, utgör endast ett lämpligt arrangemang.
Såsom ovan nämnts, är syredoseringsventílen 20 och luft- doseringsventílen 22 utförda på samma sätt, och den följande beskrivningen av syredoseringsventilen 20 är även tillämplig pâ luftdoseringsventilen 22. Syredoseringsventilen beskrives närmare i det följande med hänvisning speciellt till fíg. S, och de komponenter i luftdoseringsventilen 22, som korresponde- rar med syredoseringsventílens 20 komponenter, har samma hän- vísníngsbeteckningar som komponenterna i syredoseringsventilen men är försedda med primtecken.
Syredoseringsventilen 20 innefattar ett ventilaggregat 80, manövrerat medelst en proportíonerande solenoid, vilket innefattar ett ventilelement eller tätningsaggregat 82, som är verksamt mellan passager 84 och 86 i ändamål att reglera syreflödet mellan syreinloppet 14 och blandgasutloppet 18, samt ett proportionerande solenoidaggregat 88 anordnat att förflytta elementet 82 för att öppna och stänga passagen.
Ventilaggregatct 80 är verksamt förbundet med ett linjär- variabelt differentíalomformaraggregat (L.V.D.T.) 90, som av- ger cn utspänningssígnal, som kan behandlas medelst en mikro- processor för att analysera läget av elementet 82 och därigenom volymen och frekvensen av syreöverförseln mellan syreinloppet 14 och blandgasutloppet 18.
Elementet 82 innefattar en ventiltätning 92, som kan bringas till anliggning mot ett säte 94 i passagen 84 i ända- mål att hindra syreflöde från passagen 84 till passagen 86.
Ventiltätníngen 92 är anbragt på en venti1bricka*96, som är förbunden med en axel 98, som sträcker sig genom solenoídaggre- gatet 88, och är förbunden med L.V.D.T.-aggregatet 90, såsom närmare beskrives i det följande. Ett spindelorgan 100 sträcker sig från elementet 82 i motsatt riktning från axeln 98 och inne- 10 15 20 25 30 35 40 454 796 fattar en spindel 102 i ett öppet rum, som i sin helhet är betecknat med 104, mellan passagen 84 och passagen 86. Rummet 104 i ventilhuset 12 sträcker sig genom den yttre ytan av ventilhuset, och ett lock 106 för öppningen, av liknande mate- rial som i ventilhuset, är förbundet med ventilhuset medelst skruvar 108. Ett membran 110 är anbragt på änden av spindeln 102 och fasthålles på spindeländen medelst en bricka 112 och en skruv 114. Lämpliga syntetmaterial för membranet är silikon eller Dacron. Membranet är anbragt mellan locket 105 och en ansats 116 i ventilhuset 12 och tätar rummet mellan locket och ventilhuset samt även änden av spindeln 102. Membranet utgöres av ett friktionslöst rullmembran, som åstadkommer tryckbalanse- ring av ventilelementet, så att ändringar i utloppstrycket icke påverkar elementets verkningssätt.
Det proportionerande solenoidaggregatet 88 innefattar ett hus 130, som är fastskruvat vid ventilhuset 12 medelst gängor 132 och fäst i huset medelst en ställskruv 134. I huset 130 är anbragt ett främre ringorgan 136, ett bakre ringorgan 138, och en magnet 140 mellan de nämnda ringorganen. Ett spolaggregat 142 är anbragt axiellt i solenoidaggregatet, och ett ankaraggre- gat 144 är anbragt axiellt i spolaggregatet. Axeln 98 sträcker sig genom ankaraggregatet och har ett membran 146 anbragt därpå, som fasthålles mot ventílbríckan 96 medelst en mutter 148.
Membranet liknar membranet 110 och fasthålles mot en ansats 150 i huset 130 medelst en stoppríng 152. Membranet har samma verk- ningssätt som membranet 110 vid utbalansering av ínloppstryck- krafter. Membranen 146 och 110 utjämnar sålunda tryckkrafterna på motsatta sidor av elementet 82, så att elementets 92 ansätt- ning mot och frígöring från sätet 94 icke påverkas av olika stora tryckkrafter på_motsatta sidor av elementet. 7 Det främre ringorganet 136 innefattar en ring 154 och en fjäder 156, som är anbragt mellan muttern 148 och en ansats 157 på ringen 154. Det bakre ringorganet 138 innefattar en ring 158 och en fjäder 160, som är anbragt mot en ansats 161 på ringen 158. Fjädrarna är utförda av plant härdat fjäderstål, som böjs, när elementet 92 förflyttas bort från sätet 94, och som för- flyttar axeln axiellt i ändamål att återföra elementet till an- liggning mot sätet, när den aktiverande strömtillförseln till solcnoidaggregatet avbrytes. Spolaggregatet 142 innefattar en spolstomme 162, som är lindad med magnetiseringstråd i det rum, IJ 10 20 25 b: G 35 40 454 796 som är betecknat med 164. Trâdarna 166 och 168, som bildar del av kabelknippet 30, sträcker sig från spolaggregatet och kan anslutas till en elektrisk kraftkälla via de nämnda elek- triska kontaktdonen. Ankaraggregatet 144 innefattar ett ankare 170 och en ankarplatta 172, som är anbragt på ankaret och skild från fjädern 156 medelst ett mellanlägg 174. Ankaret 170 är fastskruvat på axeln 98 och åstadkommer axiell förflyttning av axeln som svar på det fält, som alstras av spolaggregatet och magneten, när en elektrisk ström tillföres till spolaggregatet genom trådarna 166 och 168. Genom reglering av det alstrade elektriska fältet kan sålunda elementet 92 förflyttas godtyck- ligt avstånd från sätet 94 inom ventilens verksamma område, och kan fasthållas under godtycklig tid i öppet eller stängt läge. Ventilen kan öppnas snabbt, långsamt, eller i olika steg, och kan fasthållas i godtyckligt delvis öppet eller fullt öppet läge under godtycklig önskvärd tidslängd. Därigenom kan sålunda godtycklig vågform av gasflöde genom ventilen åstadkommas.
Det linjärvariabla differentialomformaraggregatet 90 inne- fattar en hållare 190, som är förbunden med ventilaggregatet, och en linjärvariabel dífferentialomformare 192, som är fäst i hållaren medelst en skruv 194. Kablarna för in- och utspänning är i sin helhet betecknade med 196 och bildar del av kabel- kníppet 30, sträcker sig från differentíalomformaren till de elektriska kontaktdonen och kan anslutas till en mikroprocessor, som jämför utspänníngen med inspänníngen och därigenom utvisar ventilens uteffekt. Hållaren har ett flänsparti 198, som sträcker sig från den cylíndriska hållaren till huset 130. Flänsen är anbragt mot änden av ringen 158, och en vågformad bricka 200 är anbragt ovanpå Flänsen 198 och har ett ovanpå denna anbragt mellanlägg 202. Hela differentialomformaraggregatet fasthâlles medelst en stoppring 204, som är anbragt i ett spår i inner- ytan av huset 130.
Den linjärvariabla differentíalomformaren är en konven- tionell apparnt, medelst vilken läget av en axiellt rörlig kärna 206 avkännes genom att jämföra inspänningen med utspänning- en i anordningen. En lämplig typ utgöres av en elektromekanisk omformare, som har en ferromagnetísk kärna och en primärlind- ning och två sekundärlíndningar på en spolstomme. Kärnan är axiellt rörlig och åstadkommer en ändring i den spänning, som índuceras i sekundärlindníngarna, när elektrisk ström tíllföres 10 15 20 25 35 40 454 _7_96 till primärlindningen. Spänningen från utgångsklämmorna är proportionell mot förflyttningen av den axiellt rörliga kärnan.
Vid användning i föreliggande doseringsventil är omformarens axiellt rörliga kärna förbunden med axeln 98 via en tapp 210.
Vid axiell förflyttning av axeln, när ventilen öppnar och e stänger, förflyttas sålunda omformarens kärna, varvid utspänning- en från omformaren ändras. Ändringarna av utspänníngen kan be- handlas medelst en mikroprocessor, som reglerar verkan av det solenoídstyrda ventilaggregatet, och återmatning av ventilens aktuella uteffekt åstadkommes. Till mikroprocessorn ínmatas data rörande tryck och gasflöde samt läget av ventilelementet 82 för att utvisa uteffekten från ventilen. En mutter 212 är anbragt på axeln 98 på den motsatta sidan av fjädern 160 från tappen 210. Tappen har en ansats 214 på vilken är anbragt en bricka 216. En fjäderhållare 218 är anbragt pä tappen 210 och är förbunden med ett inåt sig sträckande parti 220 av hållaren 190. En fjäder 222 är anbragt mellan hållaren 218 och brickan 216. Tappen glider axiellt i hállaren 218, när axeln 98 för- flyttas axiellt. När ventilen öppnar, varvid elementet 92 för- flyttas bort från sätet 94, förflyttas tappen 210 inåt och mot omformaren, varvid omformarens kärna förflyttas axiellt och åstadkommer en ändring av utspänningen från omformaren.
Luftdoseringsventilen 22 har samma utförande som syre- doseríngsventílen 20, varför en närmare beskrivning därav icke erfordras. För tydlighetens skull har ett flertal av kompo- nenterna i luftdoseringsventilen 22 visats i fig. 5 och försetts med hänvísníngsbeteckningar med primtecken, som motsvarar hän- vísningsbeteckníngarna för komponenterna i syredoseringsventilen 20. En passage 230 från luftdoseringsventilen möter passagen S6 vid blandgasutloppet 18. Det syre, som passerar genom syre- doseringsventilen 20, möter sålunda och blandas med den luft, som passerar genom luftdoseringsventilen 22 vid blandgasutloppet 18. Stödfötter 232; 234, 236 och 238 kan vara anbragta under huset 12, och om dessa är inskruvade i huset, kan dc användas för att höjdreglera ventilaggregatet. l Vid användning av en blandnings- och doseringsvcntíl en1ígf“ uppfinningen förbindes syreínloppet 14 och luftínloppet löpmeö If förråd av dessa gaser. Lämpliga anslutningar utföres mellan kontaktdonen 34, 36, 38 och 40, en mikroprocessor, och en elek- trisk kraftkälla för att åstadkomma en elektrisk ínsignal ti11 10 15 20 ZS 30 40 454 796 solenoidaggregatet 88 och in- och utspänningsanslutningar till omformaren 192. I avställnings- eller viloläge, när ingen ström tillföres till solenoidaggregatet 88, fasthâller fjädrarna 156, 160 och 222 axeln 98 i sådant läge, att elementet 92 är ansatt mot sätet 94, och syre, som inkommer i syreinloppet 14, hindras från att passera genom rummet 104 och passagen 86 till utloppet 18. När en elektrisk ström tillföres till solenoid- aggregatet och alstrar ett elektromagnetiskt fält, förflyttas axeln 98 axiellt till följd av den axiella förflyttningen av ankaret 170, med vilket axeln är förbunden. Elementet 92 för- flyttas bort från sätet 94, och tillåter passage av syre från passagen 84 till passagen 86 via rummet 104. Den fältstyrka, som krävs för att förflytta axeln, bestämmes av kraften av fjädrarna 156, 160 och 222, och den sträcka, som elementet 92 förflyttas från sätet 94, bestämmes av den fältstyrka, som alstras i solenoidaggregatet. Den volym av gas, som passerar genom ventilen, regleras delvis av den sträcka, som ventilen öppnas, och som regleras av den elektromagnetiska fältstyrkan, delvis genom den tid, som ventilen är öppen. Ventilen hålles öppen till dess att den ström, som tillföres till spolaggre- gatet, avbrytes, och det elektromagnetiska fältet upphör. När det elektromagnetiska fältet upphör, förflyttar fjädrarna 156, 160 och 222 axeln 98 axiellt till dess att elementet 92 an- sättes mot sätet 94 och effektivt spärrar gasflödet genom ven- tilen. Det är uppenbart, att en godtycklig vâgform av gasflöde kan alstras i denna ventil enbart genom att reglera det elektro- magnetiska fält, som alstras i solenoidaggregatet. Exempelvis en plötslig högspänning, som tillföres till spolaggregatet, kommer att snabbt förflytta ventilelementet till fullt öppet läge. Alternativt kan den ström, som tillföres till spolen, först vara måttlig och därefter öka jämnt, varvid ventilen öppnas långsamt, eller också kan först ett måttligt elektro- magnetiskt fält åstadkommas och hållas vid den nivån, varvid en efterföljande ökning alstrar ett gasflöde med liten volym, som efterföljes av ett gasflöde med större volym. Andra ändringar av gasflödets karaktärístika och volym kan också åstadkommas.
Vid användning i en ventilator kan doseringsventilen sålunda utnyttjas för att avgiva en gas för volymstyrd ventilation, och en ventilator kan användas för båda förfarandena och åstad- komma praktiskt taget godtycklíg inandningsvågform. 10 15 20 25 30 35 40 454 796 10 Den axíella förflyttningen av axeln 98 överföres direkt till axíell förflyttning av kärnan 206 i omformaren 192 genom att tappen 210 är förbunden med axeln och med kärnan. När ven- tilelementet 82 förflyttas bort från sätet 94, förflyttas så- lunda kärnan 206 axiellt i omformaren 192, och utspänningen från omformaren ändras. Ändringarna i utspänningen från om- formaren korresponderar med ändringarna av ventilelementets 82 läge. De noggranna karaktäristikorna av ventilens uteffekt och den noggranna vâgformen av ventilens uteffekt återspeglas så- lunda av ändringarna i utspänningen från omformaren. Mikro- processorn, som reglerar strömmen till solenoidaggregatet 88, kan även mottaga och tolka signalspånningarna till och från omformaren för att tolka ventilens uteffekt och utföra ändring- ar av den ström, som tillföres till solenoidaggregatet, om så erfordras.
Luftdoseringsventilen 22 har samma verkningssätt som syre- doseringsventilen 20, och den luft, som passerar därigenom, inkommer i passagen 230 och möter syret från passagen 86 i bland- gasutloppet 18. Genom att reglera gasflödet genom vardera ven- tilen åstadkommes sålunda noggranna blandningsförhållanden vid utloppet 18. Etthundra procent syre eller luft kan åstadkommas helt enkelt genom att icke tillföra någon elektrisk ström till solenoidaggregatet i ventilen för den gas, som icke önskas, så att ventilen icke öppnar och enbart gas från den andra ventilen når fram till utloppet 18. I en respirator öppnas normalt de båda ventilerna under samma tídslängd, när blandgas erfordras.
För att ändra förhållandet mellan syre och luft i blandgasen, reglerar man de avstånd, som ventilelementen förflyttas från sätena, så att en större volym av den gas, som önskas i större procentandel, strömmar genom dess regleringsventil till ut- loppet 18, än den andra gasen.
En doseringsventil enligt uppfinningen kan användas för att reglera flödet av en gas i en anordning, och kan åstad- komma godtycklig vágform av flödesmönster för gasen, och dess- utom en âterkopplingssígnal, som kan användas för att analysera den noggranna utströmningen från ventilen. I anordníngen, som igenomströmmas av flera än två gaser, kan tre eller flera av doseringsventilerna användas, varvid en doseríngsventil an- vändes för varje gas.
Ovan har beskrivits en onda blandníngs- och doserings- få! 454 796 11 ventil, men det är givet att allehanda modifikationer kan före- komma inom ramen för uppfinningen.

Claims (21)

10 15 20 25 30 35 40 454 796 __ 11/ Patentkrav f.)
1. Doseringsventil (10) för utmatning av en vald gas- volym vid valda intervall, innefattande ett ventilhus (12) med en inlopps- och en utloppeöppning (14 resp. 18). en passage 3 (84, 86) mellan inlopps- och utloppsöppningar, och ett ventil- element (82) anordnat att reglera gasflödet genom passagen, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar ett propor- tionerande solenoidaggregat (68) anordnat att förflytta ven- tilelementet (82) en valbar sträcka under en valbar tidsperiod för att öppna passagen (84, 86), och ett avkänningsorgan (90) anordnat att bestämma ventilelementets (82) läge och därmed gasflödet genom ventilen.
2. Ventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att en axel (98) är förbunden med ventilelementet (82), och att solenoidaggregatet (88) är anordnat att alstra ett magnet- fält, som åstadkommer axiell förflyttning av axeln (98).
3. Ventil enligt krav 2, _k ä n n e t e c k n a d av att avkänningsorganet (90) innefattar en linjärvariabel dif- 'ferentialomformare (192) med en axiellt rörlig kärna (206), vars axiella förflyttning alstrar ändringar av en utsignal fràn omformaren, och att nämnda axel (98) är förbunden med kärnan.
4. Ventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att avkänningsorganet (90) innefattar en linjärvariabel dif- ferentialomformare (192) med en axiellt rörlig kärna (206), vara axiella förflyttning àstadkommer ändringar i en utsignal från omformaren, och att ventilelementet (82) är förbundet med kärnan,
5. Ventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ventilhuset har ett andra inlopp (16), att en andra pas- sage (230) frán det andra inloppet star i förbindelse med passagen fràn det första inloppet (14), att ett andra ventil- element (82') är anordnat att reglera gasflödet genom den andra passagen, att ett andra proportionerande solenoidaggreg- w at (8B') är anordnat att förflytta det andra ventilelementet (82'9 en valbar sträcka under en Valbar tidsperiod för att öppna den andra passagen (230), och att ett andra avkännings- g organ (90') är anordnat att beräkna läget av det andra ventil- elementet och därmed gasflödet genom ventilen. 10 15 20 30 40 _: 15 454 796
6. Ventil enligt krav 5, att aolenoidaggregaten (88, 88') för förflyttning av ventil- k ä n n ett e c k n a d av elementen för att öppna passagerna innefattar axlar (98, 98') förbundna med ventilelementen och eolenoidaggregaten, som alstrar elektromagnetiska fält, vilka åstadkommer axiell förflyttning av nämnda axlar.
7. Ventil enligt krav 6, att avkänningsorganet (90) innefattar linjärvariabla differen- k ä n n e t e c k n a d av tialomformare (192, 192') med axiellt rörliga kärnor (206, 206'), och att axlarna är förbundna med respektive omformar- kärnor.
8. Ventil enligt krav 5, att avkänningsorganet (90) innefattar linjärvariabla differen- k ä n n e t e c k n a d av tialomformare (192, 192') med axiellt rörliga kärnor (206, 206'), och att ventilelementen (82, 82') är förbundna med respektive omformarkärnor.
9.Ventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att solenoidaggregatet (88) är anordnat att alstra ett elek- tromagnetiskt fält, att en axel (98) är förbunden med nämnda element och sträcker sig genom solenoidaggregatet, vilket elektromagnetiska fält bringar axeln (96) att förflyttas axiellt i solenoidaggregatet (88) för att förflytta nämnda element och öppna passagen 884, 86), att en linjärvariabel differentialomformare (192) är fäst vid solenoidaggregatet och har en kärna (206) förbunden med nämnda axel (98), varvid axelns axiella förflyttning åstadkommer axiell förflyttning av karnan för att ändra utspänningen fràn omformaren (192) och åstadkomma en áterkopplingsssignal, som utvisar det aktuella utflödet fràn doseringsventilen.
10. Ventil enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att solenoidaggregatet (88) innefattar ett hus (130), framre och bakre ringar (136 resp. 138) anbragta i huset, un magnet (140) anbragt i huset mellan främre och bakre ringarna, ett spolaggregat (142), som är axiellt angrabt i magneten och M namnda främre och bakre ringarna, och ett ankaraggregat (144) som är axiellt rörligt i spolaggregatet (142) och förbundet med nämnda axel (98).
11. Ventil enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en fjäder (156), som är förbunden med axeln (98) for att förflytta axeln axiellt och ansätta ventilelemen- 10 15 20 25 30 352 40 454 796 W tet (82) mot sätet i passagen, när det elektromagnetiska fältet avbrytas.
12. Ventil enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en tapp (210), som är förbunden med om- formarens kärna (206) och sträcker sig utåt därifrån, samt att' axeln (98) är förbunden med nämnda tapp.
13. ventil enligt krav 10, k ä n n e f. e c k n a a av att den innefattar en hållare (109), som är fäst vid huset (130) och att omformaren är anbragt i nämnda hållare.
14. Ventil enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av * att membran (110, 146) är anbragta pa motsatta sidor av vart- dera av nämnda ventilelement (82, 82') i ändamål att utbalan- sera tryckkrafterna vid inloppet (16) och utloppet (18).
15. Ventil enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att höljen (130) är förbundna med ventilhuset (12), att solenoidaggregaten (88, 88') är anbragta i nämnda höljen, att_ hàllaren (190) är förbundna med höljena, och att omformarna (192, l92() är anbragta i nämnda hållare.
16. V18. Ventil enligt krav 6, k ä n n e t e.c k n a d av att fjädrar (156, 160, 222) är förbundna med axlarna (98, 98') i ändamål att förflytta nämnda axlar axiellt och därigenom stänga passagerna, när de elektromagnetiska fälten avbrytes.
17. Ventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att volymen och intervallen av gas regleras som svar pà det aktuella flödet genom ventilen samt att avkänningsorganet (90) är anordnat att bestämma gasflödet genom ventilen och att åstadkomma en signal för styrning av selenoidaggregatet (88).
18. Ventil enligt krav 17, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar en axel (98), som är förbunden med nämnda ventilelement (82), att solenoidaggregatet (88) är anordnat att axiellt förflytta nämnda axel som svar pà en insignal till solenoídaggregatet, och att nämnda signal frán avkänningsorganet (90) påverkar signalen till solenoidaggrega- tet_och förflyttningen av ventilelementet (82).
19. ventil enligt krav 17, k ä n n e t e c k n a t av att ventilhuset (12) har ett andra inlopp (16), en passage (230) från det andra inloppet, som står i förbindelse med passagen fràn det förstnämnda inloppet (14), ett andra ventil- element (82'), som ar anbragt i den andra passagen och anord- nat att reglera flödet av en gas genom nämnda andra passage, t.) m* p 10 15 20 , 454 796 _.- If) att ett andra proportionerande solenoidaggregat (88') är förbundet med deta andra ventilelementet (82') för att för- flytta det andra ventilelementet en valbar sträcka under en valbar tidsperiod för att öppna den andra passagen, och att ett andra avkänníngsorgan (90') är anordnat att bestämma gasflödet genom den andra passagen och att åstadkomma en signal, som styr organet för förflyttning av det andra ventil- elementet (82').
20. Ventil enligt krav 5, att avkänningsorganet (90) är anordnat att bestämma gasflödet k ä n n e t e c k n a d av genom vardera av passagerna (84, 85, 86) och att åstadkomma signaler, som reglerar solenoidaggregaten (88, 88') som var pa ventilene aktuella utflöde.
21. Ventil enligt krav 20, av att varje solenoidaggregat (88, 8B') innefattar en spole k ä n n e t e c k n a d (142) och ett axiellt rörligt ankare (144), vilken spole alstrar ett elektromagnetiskt fält, som åstadkommer axiell förflyttnoing av ankaret, och att en axel B98) är förbunden med ankaret och med ett av ventilelementen.
SE8202840A 1981-05-11 1982-05-06 Doseringsventil for utmatning av en vald gasvolym vid valda intervaller SE454796B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US26255481A 1981-05-11 1981-05-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8202840L SE8202840L (sv) 1982-11-12
SE454796B true SE454796B (sv) 1988-05-30

Family

ID=22997998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8202840A SE454796B (sv) 1981-05-11 1982-05-06 Doseringsventil for utmatning av en vald gasvolym vid valda intervaller

Country Status (5)

Country Link
CA (1) CA1153893A (sv)
DE (1) DE3211336A1 (sv)
FR (1) FR2505442B1 (sv)
GB (1) GB2099110A (sv)
SE (1) SE454796B (sv)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4602653A (en) * 1984-11-01 1986-07-29 Bear Medical Systems, Inc. Electronically-controlled gas blending system
DE8813817U1 (de) * 1988-11-04 1990-03-01 Hydac Technology GmbH, 6603 Sulzbach Überwachtes Sitzventil
US7464709B2 (en) 2005-06-08 2008-12-16 Norgren, Inc. Integrated regulator mount for a ventilator system
US7464710B2 (en) 2005-06-08 2008-12-16 Norgren, Inc. Manifold assembly for a ventilator system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3985333A (en) * 1975-09-02 1976-10-12 Spraying Systems Co. Solenoid valve
NL7707259A (nl) * 1977-06-30 1979-01-03 Philips Nv Beademingstoestel.
DE2831312A1 (de) * 1978-07-17 1980-01-31 Draegerwerk Ag Geraet zur unterstuetzung der atmung und/oder kuenstlichen beatmung mit einer hochfrequenten beatmung

Also Published As

Publication number Publication date
FR2505442B1 (fr) 1986-08-01
SE8202840L (sv) 1982-11-12
CA1153893A (en) 1983-09-20
DE3211336A1 (de) 1982-12-02
FR2505442A1 (fr) 1982-11-12
GB2099110A (en) 1982-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4344144A (en) Apparatus for creating gas flow cycles
EP0581391B1 (en) Control system for supplying a gas flow to a gas consumption apparatus
US6505812B1 (en) Solenoid valve
GB2026729A (en) Apparatus and method for the controlled metering and mixing of two or more gases
CA1157928A (en) Current to pressure converter apparatus
JPS6122194B2 (sv)
US6648019B2 (en) Air mass flow controller
SE454796B (sv) Doseringsventil for utmatning av en vald gasvolym vid valda intervaller
US4938256A (en) Apparatus for the production of particular concentrations of gaseous materials as well as for mixing various gaseous materials in a specified ratio
Borrello Adaptive control of a proportional flow valve for critical care ventilators
SE9401661D0 (sv) Reglerventil
US6830060B2 (en) Air mass flow controller valve
US2926691A (en) Electric pressure regulator
EP1170534A2 (en) Fuel cell control valves
US4658858A (en) Electromechanical oxygen regulator valve assembly
US6817380B2 (en) Diffuser in an air mass flow controller
HUT69914A (en) Regulator
SU985526A1 (ru) Устройство дл управлени потоком текучей среды
JPS645166Y2 (sv)
JPS62106103A (ja) 空気圧インタ−フエ−ス装置
CN117234249A (zh) 利用数字组合阀控制混合配比的气体混合配比器
SU851336A1 (ru) Пневматический пропорциональныйРЕгул ТОР
GB2191564A (en) Gas regulator-modulater for wall boilers
SU706828A2 (ru) Устройство дл регулировани расхода
SU618727A1 (ru) Регул тор давлени газа

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8202840-8

Effective date: 19921204

Format of ref document f/p: F