SE512856C2 - Modulär piezoventilanordning - Google Patents

Description

512 856 strömmen hindras. Beroende på var anordningen enligt uppfmningen används kan piezosvängningselementet eller piezosvängingselementen byggas in med en lätt för- spänning mot doseringskanalernas tätningsytor, vilken förspänning räcker för att täta det givna gasförtrycket eller altemativt så kan ett kontrollerat gasutflöde upp- nås genom en på förhand given spalt mellan piezosvängningselementet och dose- Iingskanalen. Vid den föredragna användningen av uppfinningen för andnings- apparater fylls tryckgaskanalen med tryckluft i sig själv eller blandad med ytter- ligare gaser, i synnerhet syrgas och/ eller ädelgaser. I ett sådant fall försöijs gas- tömningskanalen med andningsgas som skall avges till de andande patienterna.

Ventilbänkarna som är uppbyggda med de modulära ventilanordningarna enligt uppfinningen är betydligt mindre än de för närvarande använda ventilbärmkarria med mangnetventiler, som är parallellkopplade till varandra med genomströmnings- värden i binära steg och därmed på ett enkelt sätt möjliggör doseringen i en i praktiken analog gasvolymström genom de binära digitala stegen. I motsats till denna kända anordning kännetecknas lösningen enligt uppfinningen genom en enkel uppbyggnad av ventilerna, ett ringa energibehov och en ringa byggstorlek.

Blandningen av olika gaser i anordningen kan ske genom att exempelvis tryckgas- kanalen försöljs från två olika sidor och att tryckgaskanalen sluts med en kula eller en lämplig tätning mellan två enskilda ventilelement vid ett definierat ställe av ventilanordningen och att alla ventilelement verkar på den gemensamma gastöm- ningskanalen. Eftersom endast energi behövs för omkoppling av ventilelementen har styrningen av piezosvängningselementen en mycket ringa effektförbrukning.

Slutligen är också anordningen enligt uppñnningen mycket billig och tack vare det ringa antalet delar också enkelt att montera och underhålla.

Beroende på användningsområde och specifikationer kan ett enskilt ventilelement utrustas med ett eller också med flera piezosvängningselement. Om två eller flera piezosvängningselement är anordnade per ventilelement är dessa företrädesvis parallellkopplade och kroppsligt förbundna.

Nedan kommer ett utföringsexempel av uppfinningen att beskrivas med hjälp av de bifogade ritningar-na.

-F . 512 856 De visar: Figur l är en perspektivvy av ett enskilt ventilelement för en modulär piezo- ventilanordning, figur 2 år en tvärsnittsvy av den inringade detaljen i figur 1 och figur 3 är en perspektivvy av en modulär piezoventilanordning med tre enskilda ventilelement enligt figur 1.

I figur 1 visas ett ventilelement för en modulär ventilanordning enligt den förelig- gande uppfinning. De huvudsakliga byggkomponenterna är ett hus 1, utformat som en grundkropp, som antingen är tillverkad som en formsprutningsplastdel eller som ett avsnitt av en metall-strängpressproñl. Huset 1 uppvisar en tryckgaskanal 2 samt en gastömningskanal 3. Hålen 4 används ßr mekanisk uppradning, urtagen 5 för upptagning av elektriska kontaktorgan och som skydd för den fria änden av piezosvängningselementet 6. Företrädesvis kan speciella kontakter anordnas för upptagning av de elektriska kontaktorganen i ventilelementen, vilka även de mo- dulärt passar ivaxje uttag 5 i ett ventilelement och exempelvis genom en snäpp- koppling kan fästas lösbart. Genom sådana kontakter säkerställs den elektriska förbindelsen mellan de enskilda ventilelementen och den gemensamma centrala styr- eller mät- och reglerenheten. Från en sida är en inskäming 7 i huset 1 anord- nad för upptagning av piezo-svängningselement 6, på ett sådant sätt att piezo- sväningriingselementet 6 kan hållas spelfritt i denna inskärning 7. Hållningen av piezo-svängningselementet 6 i inskärningen 7 företas företrädesvis genom en gastät limning eller med lämpliga tätningsmedel. Såsom framgår av figur 2 ligger tätningen 8 av en påklistrad elastomer, exempelvis butyl-baserad, med O-ring-kontur kraft- fritt på tätningsytan 9. Tätningen 8 kan alternativt vara fäst på antingen den fria änden av piezo-svängningselementet 6 eller också på tätningsytan 9. Det andra alternativet ger mindre rörliga massor och därmed kortare kopplingstider och min- dre belastning av piezo-svängningselementet 6. Genom användning av tätnings- massa eller lim för montering av piezo-svångningselementet 6 uppnås å ena sidan gastäthet i förhållande till omgivningen samt ytplanhet med avseende på upprad- ningsytan 10 av ventilelementets hus 1. I tätningsytan 9 mynnar en doserings- kanal ll, genom vilken gas från tryckgaskanalen 2 kan strömma till gastömnings- kanalen 3. Den exakta gasgenomströmningen ställs in med en doseringsskruv 12, i 512 856 4 vilken en precisionsborrning, exempelvis en ursten, befinner sig. För att doserings- kanalen 1 1 och doseringsskruven 12 skall vara tillverkningsbara och monterbara kan en ej visad monteringsborming vara anordnad i den undre delen av huset 1 i u-yckgaskanalen 2, vilken efter montering försluts med en förslutningskula eller ett tätningsmaterial. För att bygga upp en modulär piezo-ventilanordnjng enligt uppfin- ningen, dvs. en ventilbänk, visas i figur 3, hur flera nämligen exempelvis tre enskil- da ventilelement via sina hål 4 träs på på exempelvis stagbultar. Därvidlag uppstår en över ventilanordningens hela bredd löpande tryckgaskanal 2 och en gastöm- ningskanal 3. Framñr det första ventilelementet är en anslutningsskiva 13 med en uyckgasansluming 14 och en gastömningsanslutning 15 monterad för förbindelse med tryckgaskanalen 2 och gastömningskanalen 3. Bakom det sista vcntilelementet är en avslutningsskiva 16t monterad för att försluta de längsgående kanalerna.

Eftersom de på varandra liggande uppradningsytorna 10 hos de enskilda ventilele- menten är planparallella räcker det med användning av lösbara tåtmassor fór tät- ning, exempelvis Hylomar, Silikon eller andra lämpliga material. Beroende på användningen kan också samma avslutningsskiva 16 vara anordnad på båda sidor och en försörjnings- och tömningsmodul på en plats mellan två enskilda ventilele- ment. För kontaktbildning med piezo-svängningselementen 6 förbinds vid använd- ning av ett hus 1 av metall de båda ytterelektroderna av piezo-svängningselementen praktiskt direkt med huset l och detta sedan med apparatmassan. Som styrnings- ledning måste nu per ventilenhet bara mittelektroden få kontakt. Vid användning av ett hus 1 av plast måste också de båda ytterelektrroderna ha kontakt, företrädes- vis med samma potential. Kontaktbildningen kan, såsom är känt av fackmannen, antingen sker genom lödning, genom påíörandet av íjäderclips eller genom speciella kontakter, som passar precis i urtagen 5 i ventilelementen.

Vid praktisk användning vid ett typiskt förtrycki tryckkanalen 2 på omkring 2 bar (resp. 1 till 3 bar) fås genom överkritisk dosering, dvs. så länge som det absoluta baktrycket i gastömningskanalen 3 inte är större än hälften av det absoluta tör- trycket i tryckgaskanalen 2, en volymström som år oberoende av ventílelementets baktryck. 512 856 Vid en aktuell användning vid andning ligger volymströmmen för andningsluften i området från några millíliter per minut till 100 liter per minut, i synnerhet mellan omkring 0,03 liter per minut och 60 liter per minut.

Vid binâra steg av de enskilda ventilelementen år det nödvändigt med 10 till 12 i ventilelement per gassort.

Claims (5)

512 856 PATENTKRAV

1. Modulâr piezoventilanordning, k â n n e t e c k n a d av att åtminstone ett enskilt ventilelement år anordnat mellan en anslutningsskiva (13) som har en tryckgasanslutriing (14) och en gastömningsansluming (15) och en avslutningsskiva (16), vilket ventilelement uppvisar en tryckgaskanal (2) och en gastömningskanal (3) i sitt hus (1), varvid gasströmningsriktningen i varje ventilelement sker fràn tryckgaskanalen (2) till gastömningskanalen (3) via en doseringsskruv (12), en doseringskanal (11) och ett på ena sidan frisvängande kopplat piezosvängnirigs- element (6).

2. Modulâr piezoventilanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att varje enskilt ventilelement uppvisar en eller flera parallellkopplade, kroppsligt för- bundna piezosvångriingselement (6), vars ena sida är inklistrad gastätt i huset (1) och vars motsatta sida, i ett elektriskt ej styrt vilotillstånd, antingen vilar tâtande på en tätningsyta (9) eller bildar en definierad öppning.

3. Modulâr piezoventilanordning enligt patentkrav 1 eller 2, k å n n e t e c k n a d av att ventilelementen genom respektive tillhörande doseringsskruv (12) är inställda för olika gasvolymströmmar och att varje piezosvängningselement (6) styrs motsvarande den inställda gasvolymströmmen.

4. Modulâr piezoventilanordning enligt patentkrav 1 till 3, k ä n n e t e c k n a d av att anslutningsskivan (13) är utformad som avslutningsskiva (16) och att åtmin- stone en försörjnings- och tömningsmodul år anordnad mellan åtminstone två ven- tilelement för tillförandet' av olika gaser till tryckgaskanalen (2) och för bortledandet av gasblandningen ur gastömningskanalen (3).

5. Modulâr piezoventilanordning enligt patentkrav 1 till 3, k â n n e t e c k n a d av att avslutningsskivan (16) år utformad som anslutriingsslciva (13) med åtmin- stone vardera en tryckgasanslutning (14) och en gastömningsanslutning (15) och att vid ett ställe av piezoventilanordningen tryckgaskanalen (2) är sluten med en tätning mellan två. enskilda ventilelement och att alla ventilelement verkar på den gemensamrna gastömningskanalen (3).