WO2019057621A1 - Gas-durchflusssensor für eine beatmungsvorrichtung mit verminderter störanfälligkeit gegenüber feuchtigkeit im sensorgehäuse - Google Patents

Gas-durchflusssensor für eine beatmungsvorrichtung mit verminderter störanfälligkeit gegenüber feuchtigkeit im sensorgehäuse Download PDF

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WO2019057621A1
WO2019057621A1 PCT/EP2018/074856 EP2018074856W WO2019057621A1 WO 2019057621 A1 WO2019057621 A1 WO 2019057621A1 EP 2018074856 W EP2018074856 W EP 2018074856W WO 2019057621 A1 WO2019057621 A1 WO 2019057621A1
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flow channel
flow
housing
sensor
valve
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PCT/EP2018/074856
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Wolfram Murr
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Hamilton Medical Ag
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    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
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    • A61B5/087—Measuring breath flow
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    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/021—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes operated by electrical means
    • A61M16/022—Control means therefor
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    • A61M16/0003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
    • A61M2016/003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter
    • A61M2016/0033—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical
    • A61M2016/0036—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical in the breathing tube and used in both inspiratory and expiratory phase

Definitions

  • Gas flow sensor for a ventilation device with reduced susceptibility to moisture in the sensor housing
  • the present invention relates to a gas flow sensor for a ventilation device, comprising a sensor housing with a flow passage passing through the sensor housing along a flow path, and further comprising a connected to the sensor housing valve member having a relative to the sensor housing movable valve sheet, which in the flow channel relative to this movably protrudes and which changes by movement relative to the sensor housing along the throughflow cross-section of the flow channel, wherein the sensor housing comprises a first housing member and connected to the first housing component second housing component, of which each housing component is a connection formation for connecting a flow channel continuing breathing gas leading line to the sensor housing and, along the flow path at a distance from the respective connection formation, an end surface which z indicates each other housing component, so that the flow channel comprises a first flow channel portion formed in the first housing member and a second housing member formed in the second flow channel portion, wherein the valve member disposed between the end faces of the housing components mounting portion and the valve sheet, which relative to the mounting portion of a Rest position is deflectable, which occupies the valve sheet in
  • Such gas flow sensors are used inter alia in devices for artificial medical or veterinary medical ventilation of living beings to control or regulate the ventilation of the living on the basis of such a gas flow sensor.
  • the detection result of the gas does not have to be the sole basis of the ventilation control / regulation.
  • Gas flow sensors of the aforementioned type operate on the differential pressure principle, wherein during a flow through the flow channel with breathing gas along the throughflow path a pressure upstream and downstream of the valve sheet is measured. From the pressure difference of the flowing breathing gas upstream and downstream of the valve sheet of the flow channel flowing through the respiratory gas flow can be determined quantitatively.
  • Differential pressure gas flow sensors are well known for use in ventilators. Likewise, their operation is well known.
  • a problem of such gas flow sensors which are also referred to as “flow sensors” below, is their sensitivity to moisture.
  • the inspiratory breathing gas in the respiratory device can be conditioned with regard to its moisture and / or mixed with medication aerosols.
  • the respiratory gas on the patient side moisture such as in the form of saliva and / or mucus, lead with it.
  • the moisture contained in the respiratory gas flowing through the flow sensor of the prior art may be deposited as a liquid on the inner wall of the flow channel and on the valve sheet and collect in particular in the vicinity of the valve sheet.
  • the liquid thus accumulated in the area of the valve sheet generally alters the movement behavior of the valve sheet during a flow through the flow sensor with respiratory gas, so that incorrect measurements of the respiratory gas flow can occur. Such incorrect measurements can in turn result in a faulty control of the respiratory device, in which the flow sensor is inserted.
  • the moisture sensitivity of the flow sensors of the type mentioned above is particularly critical because they often as proximal flow sensors near the patient, where they can be reached by the patient's typical body fluids.
  • US 2006/0207658 A1 has recognized the sensitivity of differential pressure flow rate sensors for ventilators and proposes to reduce the influence of moisture on the detection result of the flow sensor, at least on one side of the valve sheet along the flow path in the direction away from the valve sheet To provide inclination in the inner wall of the flow channel, along which the valve sheet collecting liquid can flow away from this.
  • US 2006/0207658 A1 proposes to arrange the two flow channel sections on both sides of the valve sheet with a different flow cross section and channel section axes offset orthogonally to the throughflow path.
  • the US 2006/0207658 A1 proposes to attach the valve member to an inner wall of the sensor housing, which means on the one hand a high installation effort and on the other hand can adversely affect the accuracy of the flow sensor, since the valve sheet in its rest position is usually orthogonal the inner wall of the sensor housing projects into the flow channel. Preference is therefore given to an initially described determination of the valve member between the housing components of the sensor housing. This allows fast, easy che, safe and accuracy of the measurement in the measurement operation of the valve sheet in the flow channel.
  • a generic gas flow sensor wherein in addition the two housing components are designed at their respective end surface having longitudinal ends in their flow channel defining region such that when the valve sheet is in its rest position, at least one hereinafter referred to as "distance portion" designated portion of a radially inner joint edge formed on an inner wall of the flow channel connecting portion of the flow channel sections in the direction along the flow path at a distance from one of the inner wall of the flow channel nearest sheet edge of the valve sheet is arranged ,
  • the flow channel of the flow sensor is always divided into two sections, between which there is a connection joint.
  • This connecting joint extends to the inner wall of the flow channel, where it is visible in the circumferential direction around the flow channel circumferential notch.
  • This radially inner edge of the connecting joint of the flow channel sections forms a preferred liquid collecting point when moisture precipitates out of the respiratory gas flowing through the flow channel.
  • the connecting joint and thus also its radially inner edge on the inner wall of the flow channel is the valve sheet in the rest position directly opposite. Therefore, liquid that collects in the prior art at the inner edge of the connection joint, located at the most unfavorable point.
  • connection gap is located in radially small distance from the sheet edge of the valve sheet.
  • At least a portion of the radially inner joint edge of the connecting joint on the inner wall of the flow channel in the direction along the flow path at a distance from the inner edge of the flow channel nearest sheet edge of the valve sheet is net.
  • the capillary forces usually acting on the connecting joint which are unavoidable as long as the connecting joint exists, may therefore also favor the accumulation of moisture on the inner wall of the flow channel in the flow sensor according to the invention.
  • the location of this accumulation is remote from the sheet edge of the valve sheet along the flow path so that liquid accumulating on the radially inner seam edge does not interfere with the movement of the valve sheet.
  • the present invention since a blade edge of the valve sheet closest to the inner wall of the flow channel, when the valve sheet is in its resting position of breathing gas flow through the flow channel, in the direction along the through-flow path usually located closer to the attachment portion of the valve member than when the valve sheet is deflected from its rest position, the present invention according to the same inventive concept, however in other words, also solved by a generic gas flow sensor, wherein a hereinafter referred to as "distance section" portion of a located on an inner wall of the flow channel radially inner joint edge formed between the first and the second flow channel section connecting joint of the flow channel sections in the direction is arranged along the flow path at a distance from the mounting portion of the valve member.
  • This arrangement of the spacer portion at a distance from the mounting portion is also a development of the invention set forth above.
  • spacer is chosen only to clearly indicate that portion of the radially inner joint edge of the connection joint, which is arranged in the direction along the throughflow path at a distance from the sheet edge of the valve sheet and / or from the attachment portion of the valve member. Because the radially inner joint edge of the connecting joint may have, in addition to the spacer portion, a further portion which has no distance from a sheet edge of the valve sheet and / or from the mounting portion of the valve member.
  • such a section of the radially inner joint edge then lies preferably in the circumferential direction of the flow channel or the inner wall of the flow channel close to the attachment portion of the valve member or at least in the circumferential direction closer to the attachment portion than the spacer portion, so that it itself the movement of the valve sheet Moisture accumulation in or on the radially inner joint edge of the connecting joint does not disturb.
  • the spacer portion, and more preferably the entire radially inner edge of the joint is located outside the extension region of the attachment portion which is formed on the inner wall of the flow channel on one and the same side of the valve sheet.
  • the present application describes the gas flow sensor with a valve component whose valve leaf is in its rest position.
  • the valve component is preferably a flat valve component in a state not flowed by respiratory gas or in a state before installation between the housing components of the sensor housing, ie the attachment portion and the valve sheet are preferably in a common plane, although this is not absolutely necessary.
  • the valve component By designing the valve component as a component which is flat in the unloaded state, the same deflection stiffnesses of the valve sheet can be realized in opposite directions of flow particularly easily. Then with the flow sensor with equal accuracy both an expiratory as well as an inspiratory respiratory gas flow can be detected quantitatively.
  • "unloaded state” refers to an operationally unloaded state in which no fluid-dynamic forces act on the valve component.
  • the valve sheet cantilevers on one side from the mounting portion, wherein the connecting portion of the valve member in which the valve sheet and the mounting portion are interconnected, forms a deflection region in which the valve sheet is inclined or curved about a deflection axis when it flows against a breathing gas flow relative to the fastening portion becomes.
  • the valve sheet is integrally formed with the mounting portion, so that the deflection region is a region of maximum deformation of the valve member upon deflection of the valve sheet from the rest position. The deformation occurring during operation at the deflection region is a bend around the deflection axis as a bending axis.
  • the deflection axis about which the valve sheet is inclined relative to the mounting portion in deflection from the rest position, is located in a flat configuration of the valve member in the unloaded state in the plane of the valve member or oriented parallel thereto. More preferably, the deflection axis is preferably oriented orthogonal to the Auskragraum with which the valve sheet protrudes from the mounting portion.
  • the valve sheet has measured a preferred embodiment of the present invention - when viewed in its rest position - a farther from the mounting portion located remote first blade edge portion, which has a smaller distance from the inner wall of the flow channel than a closer to the attachment portion located second blade edge portion of the valve sheet.
  • the second sheet edge portion of the valve sheet closer to the attachment portion preferably has a greater distance from the inner wall of the flow channel to avoid collision between the valve sheet and the flow channel upon deflection of the valve sheet from the rest position.
  • the flow channel is preferably completely curved around the flow path at least in the region accommodating the valve arrangement and particularly preferably has a hollow cylindrical shape, whereby a shape with a fundamentally oval or elliptical boundary when viewed should not be excluded from cross sections with the flow path orthogonal cross sections.
  • the flow path should be thought of as passing through the area centers of cross-sectional areas of the flow channel.
  • the flow path defines an axial direction. If in the present application of a radial direction is mentioned, this is a direction orthogonal to the flow path. A circumferential direction is then a direction around the flow path.
  • the first sheet edge portion for a deflection of the valve sheet from the rest position travels a greater path than the second blade edge portion and also because in the rest position of the valve sheet between the first blade edge portion and the inner wall of the flow channel is formed a narrower radial gap than between the second sheet edge portion and the inner wall, the first sheet edge portion is easier by itself Liquid accumulating on the inner wall of the flow channel can be influenced as the second sheet edge section. Therefore, the distance section of the radially inner joint edge in the indicated direction along the throughflow path is preferably arranged at a distance from the first sheet edge section.
  • the radially inner joint edge of the connecting joint in the circumferential direction of the flow channel has a first, closer to the attachment portion located Fugenrandabrough which two Fugenrand- Includes subsections.
  • the attachment portion or / and the connection region of the valve component is located in the circumferential direction around the throughflow path between the two joint edge subsections of the first joint edge portion.
  • Each of the joint edge subsections of the first joint edge section runs between a longitudinal end closer to the attachment section and a longitudinal end further away from the attachment section in the direction along the throughflow section.
  • both joint edge subsections preferably extend away from the attachment section on the basis of their longitudinal ends located closer to the attachment section in the same direction.
  • the radially inner joint edge of the connection joint may further comprise a second joint edge portion which is located farther from the attachment portion than the above-mentioned first joint edge portion.
  • This second joint edge section which forms the above-mentioned spacer section, can then connect the longitudinal ends of the two sections of the first joint edge section remote from the fastening section to one another. Since, in order to achieve a high measuring accuracy, preferably the valve sheet and particularly preferably the entire valve component is mirror-inverted with respect to a symmetry plane containing the flow path in the region of the arrangement of the valve component, the distance section of the radially inner joint edge of the connection joint is also preferred with respect to a mirror symmetry plane containing the flow path mirror-symmetrical design.
  • first joint edge section is preferably arranged mirror-symmetrically with respect to a mirror symmetry plane containing the throughflow path. More preferably, the mirror symmetry planes of valve leaf or valve component on the one hand and of the spacer section or, more preferably, of the spacer section and the first joint edge section on the other hand are identical.
  • the first joint edge section preferably extends along the throughflow path or is inclined with respect to the throughflow path by no more than 10 ° in order to facilitate joining of the two housing components along the throughflow path.
  • the distance section of the radially inner joint edge extends to facilitate the mounting of the flow sensor from the housing components and the valve member in a plane orthogonal to the flow path.
  • the connecting joint preferably extends away from its radially inner joint edge in a direction orthogonal to the throughflow path away from the radially inner joint edge into the sensor housing.
  • a measuring channel for pressure measurement of a gas pressure in the flow channel can open in the circumferential direction between the joint edge subsections of the first joint edge portion.
  • both sides of the valve sheet at equidistant distance along the throughflow path from the valve sheet each have a measuring channel for pressure measurement of the gas pressure in the flow channel.
  • the two measuring channels for measuring the gas pressure upstream and downstream of the valve sheet are of equal length in order to provide identical measuring conditions at the two measuring points on both sides of the valve sheet.
  • the measuring channels can each be formed in a straight line and run away from their respective orifice in the flow channel orthogonal to the throughflow path away from the flow channel.
  • the two measuring channels are parallel to each other to provide identical pressure measuring ratios.
  • one measuring channel can each be formed in each connection flange of each housing component, which can be provided radially outside the flow channel for connecting the housing components to one another.
  • a connection flange is formed integrally with the flow channel section defining the flow channel section of the respective housing component.
  • a mouth of a measuring channel for pressure measurement of a gas pressure in the flow channel in the direction along the flow path is located closer to the valve sheet as the distance section. Then namely the distance portion of the radially inner edge of the connection joint as a possible liquid collection point is sufficiently far away from the mouth of the measuring channel, so that in the spacer portion collecting liquid, the pressure measurement does not disturb or as little as possible.
  • the attachment portion is located in the direction along the flow path between the measuring channels on both sides of the valve member.
  • the distance of the stand-off portion from the sheet edge of the valve sheet to be measured along the flow path, in particular from the above-mentioned first sheet edge portion, is not smaller than the maximum distance of the same sheet edge from the fixing portion. Then, namely the sheet edge relative to Fastening be deflected without it sweeps over the distance portion, so that any liquid accumulating in the spacer portion does not interfere with the deflected valve sheet and hinders its deflection movement.
  • Another advantage of the flow sensor according to the invention is that the shape of the flow channel along the flow path requires no changes in order to avoid liquid-induced malfunction. Thus, tapering and widening of the flow channel along the flow path can be avoided.
  • the flow channel on both sides of the valve sheet in the direction along the flow path away from the valve sheet to a shape and cross-sectional area constant flow cross-section.
  • the flow cross-section on both sides of the valve sheet is preferably constant at least over a distance which is not smaller than the clear width of the flow channel at the location of the arrangement of the valve component, measured along the discharge direction of the valve sheet from the attachment section.
  • the valve sheet can be designed relative to the mounting portion in a flow channel area, which does not change over the entire deflection range in terms of shape and cross-sectional area.
  • the flow channel over its entire length in the sensor housing on a constant cross-sectional shape and cross-sectional area flow area.
  • the flow channel can have axial recesses, for example slots or indentations, running along the throughflow path. These recesses can serve to prevent rotation of the continuing breathing gas lines relative to the sensor housing.
  • Such sections slotted from the longitudinal end of the housing components are no longer in the vicinity of the flow channel in the sense of the present application Count sense, so that the condition of a shape and cross-sectional area constant flow cross-section of the flow channel does not extend to such end-side areas which have no closed circumferential inner wall of the flow channel in the circumferential direction around the flow path.
  • this end region of the flow sensor which is remote from the valve component in the direction of the throughflow path, is also identical in terms of shape and cross-sectional area to the inner wall of the flow channel completely enclosed in the circumferential direction, with the exception of the measuring channel openings.
  • the sensor housing can have more than two housing components, although it is preferred for reasons of simplest possible production and assembly that the gas flow sensor has exactly two housing components.
  • the present invention further relates to a respiratory device with a gas flow sensor as described above.
  • the flow sensor is arranged as a proximal flow sensor in a breathing gas line arrangement of the ventilation device and more preferably in a portion of the breathing gas line arrangement, which is bi-directionally perfused both for inspiration and for the expiration of breathing gas.
  • a single proximal flow sensor can be used both for measuring the expiratory as well as for measuring the inspiratory breathing gas flow.
  • the present invention relates to the use of a gas flow sensor, as described above, in a ventilation device for the artificial respiration of living beings.
  • the flow sensor presented with the present application is particularly suitable for use in artificial respiration devices for newborns, because the flow sensor due to its stability to external influence of moisture and / or liquids can detect very small respiratory gas flows over a long time exactly.
  • FIG. 1 shows a longitudinal sectional view through an embodiment according to the invention of a flow sensor of the present invention
  • FIG. 2 shows the longitudinal sectional view of FIG. 1 with housing components separated along the throughflow path; and
  • FIG. 3 shows a perspective longitudinal sectional view through the completely separate ones
  • Housing components with arranged on a housing component valve member.
  • an embodiment of a gas flow sensor according to the present invention according to the present application is generally designated 10.
  • the flow sensor 10 has a sensor housing 12 which comprises a first housing component 14 and a second housing component 16. While the first housing component 14 is formed in one piece, the housing component 16 is formed in the example shown from two subcomponents 16a and 16b, so that the sensor housing 12 of the embodiment is formed of a total of three parts. If it is manufacturing technology possible, the second housing member 16 is preferably integrally formed. In this case, the sensor housing 12 is then formed only of two parts and includes only the two housing components 14 and 16. Alternatively, the second housing part component 16b may also be omitted.
  • the sensor housing 12 is penetrated by a flow channel 18, which extends in the preferred embodiment along a rectilinear flow path D through the sensor housing 12 therethrough.
  • the flow channel 18 is thus formed in the present embodiment of two flow channel sections, namely in each housing member 14 and 16 by a respective flow channel section.
  • a first The flow channel section 18a is formed and a second flow channel section 18b is formed in the second housing component 16.
  • the flow channel 18 is hollow cylindrical in the illustrated preferred embodiment and has over its entire length a circular cross section with unchanged over the entire length diameter.
  • Each housing component 14 and 16 has at its side facing away from the respective other housing component longitudinal end 20 and 22 each have a connection formation 24 and 26, which serve to connect the ventilation duct sections 28 and 30.
  • the breathing line sections 28 and 30 are shown only in FIG. 1.
  • the breathing line section 28 in this case connects the connection formation 24 of the housing component 14 with a breathing gas source which can be controlled in its breathing gas release behavior, such as, for example, a pump or a breathing fresh gas supply in conjunction with a controllable valve assembly.
  • the breathing line portion 30 connects the housing member 16 to a patient interface, such as a respiratory mask placed on portions of the face, a laryngeal mask, or an endotracheal tube, and thus to the patient.
  • the first housing component 14 has an end face 34.
  • the second housing component 16 has an end face 38 on its longitudinal end 36 facing the first housing component 14.
  • the end faces 34 and 38 are preferably stepped in the axial direction along the flow path D in order to achieve a clear orientation of the two housing components 14 and 16 both in the radial direction and in the circumferential direction about the flow path D relative to each other.
  • the stepped configuration of the end faces 34 and 38 acts like a labyrinth seal at the joint of the two housing components 14 and 16.
  • the stepped formation of the end surfaces 34 and 36 helps to make the flow sensor 10 insensitive to the influence of moisture and liquid present in the flow channel. For this, however, the grading must meet certain requirements, which will be discussed in more detail below.
  • each end face 34 and 38 comes into abutment with a portion of the other end face 38 and 34, there are also portions of the end faces 34 and 38 which do not abut the fully assembled flow sensor 10, but rather a functional feature receiving space provide.
  • a peripheral sealing structure 40 in the exemplary embodiment configured as an O-ring seal 40, received between sections of the end surfaces 34 and 38 to a connection joint 42, which at the location of the transition between the first housing member 14 and the second housing member 16 due to Using different housing components inevitably arises to seal radially outward.
  • a fastening portion 44 of a valve member 46 is received, preferably radially within the sealing structure 40, between each another portion of the end surfaces 34 and 38 and clamped between the end surface portions 34 and 38.
  • These portions of the end faces 34 and 38, which receive the attachment portion 44 between them, preferably do not extend completely around the throughflow path in the circumferential direction, but preferably extend only in the region of the attachment portion 44.
  • the end faces are in the circumferential direction on either side of the attachment portion 44 34 and 38 in contact with each other. For the purposes of the present application, such a contact should also apply if an adhesive or a solvent for cold welding is applied between the end faces 34 and 38 in order to permanently connect the end faces or to support connection means which provide such a connection.
  • a Auskragcardi A From the mounting portion 44 of the valve member 46 projects in a Auskragcardi A from a valve sheet 48, which is preferably integrally formed with the mounting portion 44 and is located with this in the unloaded state of the valve member 46 in a common plane.
  • This common plane is orthogonal to the drawing plane of FIGS. 1 and 2 and extends in the direction of projection A.
  • a connection region between the fastening section 44 and the valve sheet 48 is such that the valve sheet 48 can be deflected in the direction of expiration E and in the direction of inspiration I by a deflection axis P which is orthogonal to both the through-web D and the overhanging direction A.
  • the deflection axis P is at unloaded valve member 46 in its extension plane.
  • valve sheet 48 By deflection of the valve sheet 48 relative to the housing fixed mounting portion 44 of the flow-through cross section of the flow channel 18 is changed, so that a measurement of the breathing gas flow through the flow sensor 10 therethrough due to a known differential pressure measurement upstream and downstream of the valve member 46 is made possible.
  • the valve sheet 48 has a first sheet edge portion 50a, in which the sheet edge 50 of the valve sheet 48 faces the inner wall 19 of the flow channel 18 with a very small gap.
  • the gap of the gap between the first sheet edge portion 50a and the inner wall 19 of the flow channel 18 is usually not greater than 1 mm, more preferably less than 1 mm, preferably less than 0.4 mm.
  • a second sheet edge portion 50b (see Fig. 3), the distance between the sheet edge 50 of the valve sheet 48 and the inner wall 19 of the flow channel 18 is greater than between the first sheet edge portion 50a and the inner wall 90 to the deflection movement of the valve sheet 48 about the deflection axis P. to allow without collision of the valve blade sections with the inner wall 19 of the flow channel 18.
  • the first sheet edge portion 50a is further away from the mounting portion 44 in the direction of projection A than the second sheet edge portion 50b.
  • the connecting joint 42 between the first and second housing component 14 or 16 is formed with its radially inner edge 52 on the inner wall 19 of the flow portion 18 from.
  • Respiratory gas from an artificial respiration device is typically humid, either because the inspiratory respiratory flow is humidified on the ventilator side and / or is mixed with medication aerosols, or because of exhaled respiratory gas with added moisture and / or saliva is offset, to name just a few possible examples.
  • Moisture in the respiratory gas can be reflected during the ventilation process on walls of the flow sensor 10 wetted by the respiratory gas. These are, for example, the inner wall 19 of the flow channel 18 and the surfaces of the valve sheet 48.
  • the connecting joint lies in the radially inner region near the flow channel in a plane with the unloaded valve component 46.
  • this is also due to the fact that deviating from the flow sensor 10 of the present invention Fastening portion of the known from the cited document valve member 48 completely surrounds the outside radially.
  • a "fluid collection point" is disadvantageously located directly in the area of the first blade edge section distant from the deflection axis, where due to the large distance to the projection axis with already relatively small fluid-induced force effects on the valve blade, a relatively high deflection of the valve blade is obstructive Resistance moments could be generated.
  • the joint edge 52 has a first joint edge portion 52a, which is located substantially parallel to the throughflow path of a along the flow path D closer to the attachment portion 44, in particular exactly at the attachment portion 44, located longitudinal end 52a 1 to a along the flow path D further away from the attachment portion 44 Longitudinal end 52a2 runs.
  • the inner joint edge 52 has a second joint edge portion 52b, which is arranged as a spacing portion 52b at a distance from the first sheet edge portion 50a.
  • the second joint edge portion 52b is in a plane parallel to the plane of extension of the unloaded valve member 46 level.
  • the second joint edge section 52b preferably forms such that it connects the longitudinal ends 52a2 of the two partial edge sections of the first joint edge section 52a located farther away from the fastening section 44 with one another to the joint edge 52.
  • the axial distance (along the throughflow path D) of the second joint edge section 52b from the first sheet edge section 50a is preferably greater than the projecting length of the valve sheet 48 starting from the projecting axis P in the projecting direction A, and is preferably greater than the clear width of the flow channel 18 measured along the projecting direction A, at the location of the arrangement of the valve member 46.
  • the inside diameter is in the illustrated embodiment, the diameter of the circular cylindrical flow channel 18th
  • the proposed minimum distance of the second joint edge portion 52b from the first sheet edge portion 50a ensures that not only the valve sheet 48 comes in its rest position shown in Figs. 1 to 3, but also the deflected valve sheet 48 does not come into contact with any accumulating liquid at the joint edge 52 and thus unaffected by liquid.
  • a measuring channel 54 and 56 Arranged equidistant from the unloaded valve sheet 48 on each side of the valve component 46 are each a measuring channel 54 and 56 which can be brought into communication with a respective pressure sensor by means, preferably also integrally with their associated housing components 14 and 16.
  • the mouth 54a of that measuring channel in this case the measuring channel 54, on the side of which the inner joint edge 52 of the connecting joint 42 is located in a region which along the flow path D between the second joint edge portion 52b and the unloaded valve sheet 48 is located.
  • the mouth 54a is preferably received between the two sections of the first joint edge portion 52a.
  • the two housing components 14 and 16 each have a connecting flange 62 and 64, which surround the flow channel 18 radially outside and which may be formed, for example, for screwing or riveting together. Additionally or alternatively, the end surface portions of the flanges 62 and 64 contacting each other at the finished flow sensor 10 may be glued or cold-welded together. In this way, the sealing of the connecting joint 42 between the two housing parts 14 and 16 can be improved.

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Abstract

Ein Gas-Durchflusssensor (10) umfasst ein Sensorgehäuse (12) mit einem das Sensorgehäuse (12) längs einer Durchströmungsbahn (D) durchsetzenden Strömungskanal (18) sowie ein mit dem Sensorgehäuse (12) verbundenes Ventilbauteil (46), welches ein in den Strömungskanal (18) hineinragendes Ventilblatt (48) aufweist, das durch Bewegung einen Querschnitt des Strömungskanals (18) verändert, wobei das Sensorgehäuse (12) ein erstes Gehäusebauteil (14) und ein mit dem ersten Gehäusebauteil (14) verbundenes zweites Gehäusebauteil (16) umfasst, von welchen jedes Gehäusebauteil (14, 16) je eine Endfläche (34, 38) aufweist, welche zum jeweils anderen Gehäusebauteil (14, 16) hinweist, sodass der Strömungskanal (18) einen in dem ersten Gehäusebauteil (14) gebildeten ersten Strömungskanalabschnitt (18a) und einen in dem zweiten Gehäusebauteil (16) gebildeten zweiten Strömungskanalabschnitt (18b) umfasst, wobei das Ventilbauteil (46) einen zwischen den Endflächen (34, 38) der Gehäusebauteile (14, 16) angeordneten Befestigungsabschnitt (44) und das Ventilblatt (48) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die beiden Gehäusebauteile (14, 16) an ihren ihre jeweilige Endfläche (34, 38) aufweisenden Längsenden (32, 36) in ihrem den Strömungskanal (18) definierenden Bereich derart gestaltet sind, dass ein an einer Innenwandung (19) des Strömungskanals (18) gelegener radial innerer Fugenrand (52) einer zwischen den Strömungskanalabschnitten (18a, 18b) gebildeten Anschlussfuge (42) in Richtung längs der Durchströmungsbahn (D) mit Abstand von einem der Innenwandung (19) des Strömungskanals (18) nächstgelegenen Blattrand (50) des unausgelenkten Ventilblatts (48) angeordnet ist.

Description

Gas-Durchflusssensor für eine Beatmungsvorrichtung mit verminderter Störanfälligkeit gegenüber Feuchtigkeit im Sensorgehäuse
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gas-Durchflusssensor für eine Beatmungs- Vorrichtung, umfassend ein Sensorgehäuse mit einem das Sensorgehäuse längs einer Durchströmungsbahn durchsetzenden Strömungskanal, und weiter umfassend ein mit dem Sensorgehäuse verbundenes Ventilbauteil, welches ein relativ zum Sensorgehäuse bewegliches Ventilblatt aufweist, das in den Strömungskanal relativ zu diesem beweglich hineinragt und das durch Bewegung relativ zum Sensorgehäuse einen längs der Durchströmungsbahn durchströmbaren Querschnitt des Strömungskanals verändert, wobei das Sensorgehäuse ein erstes Gehäusebauteil und ein mit dem ersten Gehäusebauteil verbundenes zweites Gehäusebauteil umfasst, von welchen jedes Gehäusebauteil eine Anschlussformation zum Anschluss einer den Strömungskanal fortsetzenden Atemgas führenden Leitung an das Sensorgehäuse und, längs der Durchströmungsbahn mit Abstand von der jeweiligen Anschlussformation, eine Endfläche aufweist, welche zum jeweils anderen Gehäusebauteil hinweist, sodass der Strömungskanal einen in dem ersten Gehäusebauteil gebildeten ersten Strömungskanalabschnitt und einen in dem zweiten Gehäusebauteil gebildeten zweiten Strömungskanalabschnitt umfasst, wobei das Ventilbauteil einen zwischen den Endflächen der Gehäusebauteile angeordneten Befestigungsabschnitt und das Ventilblatt aufweist, welches relativ zum Befestigungsabschnitt aus einer Ruhelage auslenkbar ist, die das Ventilblatt bei fehlender Durchströmung des Strömungskanals einnimmt. Ein gattungsgemäßer Gas-Durchflusssensor ist aus der DE 10 2010 040 287 A1 bekannt.
Derartige Gas-Durchflusssensoren werden unter anderem in Vorrichtungen zur künstlichen medizinischen oder veterinär-medizinischen Beatmung von Lebewesen verwendet, um auf Grundlage eines solchen Gas-Durchflusssensors die Beatmung des Lebewesens zu steuern oder zu regeln. Das Erfassungsergebnis des Gas- Durchflusssensors muss dabei nicht einzige Grundlage der Beatmungssteuerung/re- gelung sein.
Gas-Durchflusssensoren der eingangs genannten Art arbeiten nach dem Differenz- druckprinzip, wobei während einer Durchströmung des Strömungskanals mit Atemgas längs der Durchströmungsbahn je ein Druck stromaufwärts und stromabwärts des Ventilblatts gemessen wird. Aus der Druckdifferenz des strömenden Atemgases stromaufwärts und stromabwärts des Ventilblatts kann der den Strömungskanal durchströmende Atemgasstrom quantitativ bestimmt werden. Nach dem Differenz- druckprinzip arbeitende Gas-Durchflusssensoren sind gerade zur Verwendung in Beatmungsvorrichtungen hinlänglich bekannt. Ebenso ist ihre Arbeitsweise hinlänglich bekannt.
Ein Problem derartiger Gas-Durchflusssensoren, welche nachfolgend auch nur als "Durchflusssensoren" bezeichnet sind, ist deren Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit. Zum einen kann das inspiratorische Atemgas in der Beatmungsvorrichtung hinsichtlich seiner Feuchtigkeit konditioniert oder/und mit Medikations-Aerosolen versetzt sein. Zum anderen kann das Atemgas patientenseitig Feuchtigkeit, wie etwa in Form von Speichel oder/und Schleim, mit sich führen.
Die in dem Atemgas, welches den Durchflusssensor des Standes der Technik durchströmt, enthaltene Feuchtigkeit kann sich als Flüssigkeit an der Innenwandung des Strömungskanals und am Ventilblatt niederschlagen und sich insbesondere in der Nähe des Ventilblatts sammeln. Die so im Bereich des Ventilblatts angesammelte Flüssigkeit verändert in der Regel das Bewegungsverhalten des Ventilblatts während einer Durchströmung des Durchflusssensors mit Atemgas, so dass es zu Fehlmessungen des Atemgasstroms kommen kann. Derartige Fehlmessungen können wiederum eine Fehlsteuerung der Beatmungsvorrichtung zur Folge haben, in welcher der Durchflusssensor eingesetzt ist.
Die Feuchtigkeitsempfindlichkeit der Durchflusssensoren der eingangs genannten Art ist insbesondere deshalb kritisch, da diese häufig als proximale Durchflusssensoren nahe beim Patienten eingesetzt werden, wo diese von atemtypischen Körperfiüssig- keiten des Patienten erreichbar sind.
Die US 2006/0207658 A1 hat die Empfindlichkeit von nach dem Differenzdruck- prinzip arbeitenden Durchflusssensoren für Beatmungsvorrichtungen erkannt und schlägt zur Minderung des Einflusses von Feuchtigkeit auf das Erfassungsergebnis des Durchflusssensors vor, wenigstens auf einer Seite des Ventilblatts längs der Durchströmungsbahn in Richtung vom Ventilblatt weg eine Neigung in der Innenwandung des Durchströmungskanals vorzusehen, längs welcher sich am Ventilblatt sammelnde Flüssigkeit von diesem wegströmen kann. Zu diesem Zweck schlägt die US 2006/0207658 A1 vor, die beiden Strömungskanalabschnitte beiderseits des Ventilblatts mit unterschiedlichem Strömungsquerschnitt und orthogonal zur Durchströmungsbahn versetzten Kanalabschnittsachsen anzuordnen. Nachteilig an der in der US 2006/0207658 A1 vorgeschlagenen Lösung ist, dass diese schwerkraftabhängig funktioniert und daher einen Erfolg nur dann erwarten lässt, wenn der Durchflusssensor in bestimmter Weise relativ zu Schwerkraftwirkungsrichtung orientiert ist. Dies lässt sich im medizinischen Einsatz jedoch nicht vorhersagen, da auch künstlich beatmete Patienten sich mitunter bewegen oder vom Pfle- gepersonal bewegt werden und sich so die Orientierung etwa eines proximalen Durchflusssensors relativ zur Schwerkraftwirkungsrichtung ändert.
Darüber hinaus schlägt die US 2006/0207658 A1 vor, das Ventilbauteil an einer Innenwandung des Sensorgehäuses zu befestigen, was zum einen einen hohen Montageaufwand bedeutet und zum anderen die Genauigkeit des Durchflusssensors negativ beeinflussen kann, da das Ventilblatt in seiner Ruhelage in der Regel orthogonal von der Innenwand des Sensorgehäuses in den Strömungskanal hinein absteht. Bevorzugt ist daher eine eingangs geschilderte Festlegung des Ventilbauteils zwischen Gehäusebauteilen des Sensorgehäuses. Dies gestattet eine schnelle, einfa- che, sichere und die Genauigkeit im Messbetrieb nicht einschränkende Anordnung des Ventilblatts im Strömungskanal.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Durchflusssensor der ein- gangs genannten Art derart weiterzubilden, dass seine Messgenauigkeit weniger als bisher durch Feuchtigkeit nachteilig beeinflusst wird.
Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung durch einen gattungsgemäßen Gas- Durchflusssensor, bei welchem zusätzlich die beiden Gehäusebauteile an ihren ihre jeweilige Endfläche aufweisenden Längsenden in ihrem den Strömungskanal definierenden Bereich derart gestaltet sind, dass dann, wenn sich das Ventilblatt in seiner Ruhelage befindet, wenigstens ein nachfolgend als "Abstandsabschnitt" bezeichneter Abschnitt eines an einer Innenwandung des Strömungskanals gelegenen radial inneren Fugenrandes einer zwischen dem ersten und dem zweiten Strömungskanal- abschnitt gebildeten Anschlussfuge der Strömungskanalabschnitte in Richtung längs der Durchströmungsbahn mit Abstand von einem der Innenwandung des Strömungskanals nächstgelegenen Blattrand des Ventilblatts angeordnet ist.
Sachbezogene Forschung auf Seiten der Anmelderin hat gezeigt, dass der Samm- lungsort von Flüssigkeit, welche sich aus Gasfeuchtigkeit an von Atemströmung benetzten Wandflächen des Durchflusssensors niederschlägt, durch Effekte der Oberflächenspannung und Kapillarität stärker beeinflusst wird lässt als durch Schwerkraft.
Aufgrund der Festlegung des Ventilbauteils zwischen den zwei Gehäusebauteilen des Durchflusssensors ist der Strömungskanal des Durchflusssensors stets in zwei Abschnitte geteilt, zwischen welchen eine Anschlussfuge besteht. Diese Anschlussfuge erstreckt sich bis zur Innenwandung des Strömungskanals, wo sie in Umfangs- richtung um den Strömungskanal umlaufende Kerbe sichtbar ist. Dieser radial innere Rand der Anschlussfuge der Strömungskanalabschnitte bildet eine bevorzugte Flüs- sigkeitssammelstelle bei Niederschlag von Feuchtigkeit aus dem den Strömungskanal durchströmenden Atemgas. Im Stand der Technik liegt die Anschlussfuge und damit auch ihr radial innerer Rand an der Innenwandung des Strömungskanals dem Ventilblatt in Ruhelage unmittelbar gegenüber. Daher befindet sich Flüssigkeit, die sich im Stand der Technik am inneren Rand der Anschlussfuge sammelt, an der ungünstigsten Stelle. Denn der An- schlussfuge liegt in radial geringem Abstand der Blattrand des Ventilblatts gegenüber. So kann im Stand der Technik bereits eine geringe Flüssigkeitsmenge den Widerstand des Ventilblatts gegen eine Auslenkung aus der Ruhelage bei Anstromung mit Atemgas verändern und folglich zu falschen Messergebnissen des Durchflusssensors führen.
Zur Vermeidung genau dieses Phänomens ist wenigstens ein Abschnitt des radial inneren Fugenrandes der Anschlussfuge an der Innenwandung des Strömungskanals in Richtung längs der Durchströmungsbahn mit Abstand von dem der Innenwandung des Strömungskanals nächstgelegenen Blattrand des Ventilblatts angeord- net. Die üblicherweise an der Anschlussfuge wirkenden Kapillarkräfte, die unvermeidlich sind, so lange die Anschlussfuge besteht, mögen daher auch beim erfindungsgemäßen Durchflusssensor eine Ansammlung von Feuchtigkeit an der Innenwandung des Strömungskanals begünstigen. Der Ort dieser Ansammlung liegt jedoch von dem Blattrand des Ventilblatts in Richtung längs der Durchströmungsbahn entfernt, so dass sich am radial inneren Fugenrand ansammelnde Flüssigkeit die Bewegung des Ventilblatts nicht stört.
Versuche haben ergeben, dass die Dauer bis zum Eintritt einer flüssigkeitsinduzier- ten Fehlmessung an einem erfindungsgemäßen Durchflusssensor die medizinisch übliche Gebrauchsdauer eines solchen Sensors übersteigt.
Da ein der Innenwandung des Strömungskanals nächstgelegener Blattrand des Ventilblatts dann, wenn sich das Ventilblatt in seiner von Atemgas-Strömung durch den Strömungskanal unbelasteten Ruhelage befindet, in Richtung längs der Durch- Strömungsbahn in der Regel näher beim Befestigungsabschnitt des Ventilbauteils gelegen ist als dann, wenn das Ventilblatt aus seiner Ruhelage ausgelenkt ist, wird die vorliegende Erfindung gemäß dem selben Erfindungsgedanken, jedoch ausgedrückt mit anderen Worten, auch gelöst durch einen gattungsgemäßen Gas- Durchflusssensor, bei welchem ein nachfolgend als "Abstandsabschnitt" bezeichneter Abschnitt eines an einer Innenwandung des Strömungskanals gelegenen radial inneren Fugenrandes einer zwischen dem ersten und dem zweiten Strömungskanal- abschnitt gebildeten Anschlussfuge der Strömungskanalabschnitte in Richtung längs der Durchströmungsbahn mit Abstand von dem Befestigungsabschnitt des Ventilbauteils angeordnet ist. Diese Anordnung des Abstandsabschnitts mit Abstand vom Befestigungsabschnitt ist ebenso eine Weiterbildung der weiter oben dargelegten Erfindung.
Der Begriff "Abstandsabschnitt" ist lediglich gewählt, um jenen Abschnitt des radial inneren Fugenrandes der Anschlussfuge eindeutig zu benennen, welcher in Richtung längs der Durchströmungsbahn mit Abstand von dem Blattrand des Ventilblatts oder/und von dem Befestigungsabschnitt des Ventilbauteils angeordnet ist. Denn der radial innere Fugenrand der Anschlussfuge kann zusätzlich zum Abstandsabschnitt einen weiteren Abschnitt aufweisen, welcher keinen Abstand von einem Blattrand des Ventilblatts oder/und vom Befestigungsabschnitt des Ventilbauteils aufweist. Ein solcher Abschnitt des radial inneren Fugenrandes liegt dann jedoch bevorzugt in Um- fangsrichtung des Strömungskanals bzw. der Innenwandung des Strömungskanals nahe beim Befestigungsabschnitt des Ventilbauteils oder zumindest in Umfangs- richtung näher beim Befestigungsabschnitt als der Abstandsabschnitt, so dass er die Bewegung des Ventilblatts selbst bei Ansammlung von Feuchtigkeit im oder am radial inneren Fugenrand der Anschlussfuge nicht stört. Vorzugsweise liegt zur bestmöglichen Vermeidung von Störungen des Messbetriebs des Durchflusssensors der Abstandsabschnitt, und stärker bevorzugt der gesamte radial innere Rand der Anschlussfuge außerhalb des Erstreckungsbereichs des Befestigungsabschnitts, welcher sich an der Innenwandung des Strömungskanals abbildet, auf ein und derselben Seite des Ventilblatts. Grundsätzlich beschreibt die vorliegende Anmeldung, sofern darin nicht ausdrücklich anderes angezeigt ist, den Gas-Durchflusssensor mit einem Ventilbauteil, dessen Ventilblatt sich in seiner Ruhelage befindet. Bevorzugt ist das Ventilbauteil in einem nicht von Atemgas angeströmten Zustand bzw. in einem Zustand vor Einbau zwischen den Gehäusebauteilen des Sensorgehäuses ein ebenes Ventilbauteil, d. h. der Befestigungsabschnitt und das Ventil- blatt liegen bevorzugt in einer gemeinsamen Ebene, wenngleich dies nicht zwingend notwendig ist. Durch Ausbildung des Ventilbauteils als im unbelasteten Zustand ebenes Bauteil können besonders einfach gleiche Auslenkungs-Steifigkeiten des Ventilblatts in entgegengesetzten Strömungsrichtungen realisiert sein. Dann kann mit dem Durchflusssensor mit gleicher Genauigkeit sowohl ein exspiratorischer wie auch ein inspiratorischer Atemgasfluss quantitativ erfasst werden. Mit "unbelasteter Zustand" ist in der vorliegenden Anmeldung ein betriebsmäßig unbelasteter Zustand bezeichnet, in welchem keine fluiddynamischen Kräfte auf das Ventilbauteil einwirken.
Üblicherweise kragt das Ventilblatt einseitig vom Befestigungsabschnitt aus, wobei der Verbindungsbereich des Ventilbauteils, in welchem das Ventilblatt und der Befestigungsabschnitt miteinander verbunden sind, einen Auslenkbereich bildet, in welchen das Ventilblatt bei Anströmung durch eine Atemgasströmung relativ zum Befestigungsabschnitt um eine Auslenkachse geneigt oder/und gekrümmt wird. Bevorzugt ist das Ventilblatt einstückig mit dem Befestigungsabschnitt ausgebildet, so dass der Auslenkbereich ein Bereich maximaler Verformung des Ventilbauteils bei Auslenkung des Ventilblatts aus der Ruhelage ist. Die im Betrieb am Auslenkbereich auftretende Verformung ist dabei eine Biegung um die Auslenkachse als einer Biegeachse. Die Auslenkachse, um welche das Ventilblatt relativ zum Befestigungsabschnitt bei Auslenkung aus der Ruhelage geneigt wird, ist bei ebener Ausbildung des Ventilbauteils im unbelasteten Zustand in der Ebene des Ventilbauteils gelegen oder ist parallel hierzu orientiert. Weiter bevorzugt ist die Auslenkachse vorzugsweise orthogonal zur Auskragrichtung orientiert, mit welcher das Ventilblatt vom Befestigungsabschnitt auskragt. Um sowohl in der Ruhelage den Strömungskanal möglichst umfassend bedecken zu können als auch ohne Kollision mit der Innenwandung des Strömungskanal möglichst weit aus der Ruhelage ausgelenkt werden zu können, weist das Ventilblatt ge- maß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung - bei Betrachtung in seiner Ruhelage - einen weiter vom Befestigungsabschnitt entfernt gelegenen ersten Blattrandabschnitt auf, welcher einen kleineren Abstand von der Innenwandung des Strömungskanals aufweist als ein näher beim Befestigungsabschnitt gelegener zweiter Blattrandabschnitt des Ventilblatts. Der näher am Befestigungsabschnitt gelegene zweite Blattrandabschnitt des Ventilblatts hat bevorzugt einen größeren Abstand von der Innenwandung des Strömungskanals, um bei Auslenkung des Ventilblatts aus der Ruhelage eine Kollision zwischen Ventilblatt und dem Strömungskanal zu vermeiden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Strömungskanal wenigstens in dem Umfangsabschnitt, in welchem der Befestigungsabschnitt des Ventilbauteils zwischen den Gehäusebauteilen aufgenommen ist, eine um die Durchströmungsbahn gekrümmten Verlauf aufweist. Zur Sicherstellung einer möglichst laminaren Atemgasströmung durch den Durchflusssensor ist der Strömungskanal wenigstens in dem die Ventilanordnung aufnehmenden Bereich bevorzugt voll- ständig um die Durchströmungsbahn herum gekrümmt und weist besonders bevorzugt eine hohlzylindrische Gestalt auf, wobei auch eine Gestalt mit einer grundsätzlich ovalen oder elliptischen Berandung bei Betrachtung von Querschnitten mit zur Durchströmungsbahn orthogonalen Querschnitten nicht ausgeschlossen sein soll. Die Durchströmungsbahn soll vorliegend als die Flächenmittelpunkte von Querschnittsflächen des Strömungskanals durchlaufend gedacht sein. Insofern definiert die Strömungsbahn eine axiale Richtung. Sofern in der vorliegenden Anmeldung von einer radialen Richtung die Rede ist, ist diese eine Richtung orthogonal zur Durchströmungsbahn. Eine Umfangsrichtung ist dann eine Richtung um die Strömungs- bahn herum.
Dadurch, dass der oben genannte erste Blattrandabschnitt zum einen bei Auslenkung des Ventilblatts aus der Ruhelage einen größeren Bewegungsweg zurücklegt als der zweite Blattrandabschnitt und da außerdem in der Ruhelage des Ventilblatts zwischen dem ersten Blattrandabschnitt und der Innenwandung des Strömungskanals ein engerer Radialspalt gebildet ist als zwischen dem zweiten Blattrandabschnitt und der Innenwandung, ist der erste Blattrandabschnitt leichter durch sich an der Innenwandung des Strömungskanals ansammelnde Flüssigkeit beeinflussbar als der zweite Blattrandabschnitt. Daher ist der Abstandabschnitt des radial inneren Fugenrandes in der angegebenen Richtung längs der Durchströmungsbahn bevorzugt mit Abstand vom ersten Blattrandabschnitt angeordnet.
Um eine Anordnung des Befestigungsabschnitts des Ventilbauteils zwischen zwei Gehäusebauteilen bei möglichst geringer Bauteileanzahl des Sensorgehäuses insgesamt erreichen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der radial innere Fugenrand der Anschlussfuge in Umfangsrichtung des Strömungskanals einen ersten, näher beim Befestigungsabschnitt gelegenen Fugenrandabschnitt aufweist, welcher zwei Fugenrand-Teilabschnitte umfasst. Der Befestigungsabschnitt oder/und der Verbindungsbereich des Ventilbauteils befindet sich in Umfangsrichtung um die Durchströmungsbahn zwischen den beiden Fugenrand-Teilabschnitten des ersten Fugenrand- abschnitts. Jeder der Fugenrand-Teilabschnitte des ersten Fugenrandabschnitts ver- läuft zwischen einem näher beim Befestigungsabschnitt gelegenen Längsende und einem in Richtung längs der Durchströmungsbahn weiter vom Befestigungsabschnitt entfernt gelegenen Längsende. Dabei verlaufen beide Fugenrand-Teilabschnitte bevorzugt ausgehend von ihren dem Befestigungsabschnitt näher gelegenen Längsenden in derselben Richtung vom Befestigungsabschnitt weg.
Vorteilhafterweise liegt das näher beim Befestigungsabschnitt gelegene Längsende wenigstens eines Fugenrand-Teilabschnitts, vorzugsweise der beiden Fugenrand- Teilabschnitte, in Richtung längs der Durchströmungsbahn exakt beim Befestigungsabschnitt oder beim Verbindungsbereich des Ventilbauteils.
Der radial innere Fugenrand der Anschlussfuge kann weiter einen zweiten Fugenrandabschnitt aufweisen, welcher vom Befestigungsabschnitt weiter entfernt gelegen ist als der oben genannte erste Fugenrandabschnitt. Dieser zweite Fugenrandabschnitt, welcher den oben genannten Abstandsabschnitt bildet, kann dann die vom Befestigungsabschnitt fern liegenden Längsenden der beiden Teilabschnitte des ersten Fugenrandabschnitts miteinander verbinden. Da zur Erzielung einer hohen Messgenauigkeit unabhängig von der Atemgas- Strömungsrichtung bevorzugt das Ventilblatt und besonders bevorzugt das gesamte Ventilbauteil bezüglich einer die Durchstromungsbahn im Bereich der Anordnung des Ventilbauteils enthaltenden Symmetrieebene spiegelbildlich ausgebildet ist, ist be- vorzugt auch der Abstandsabschnitt des radial inneren Fugenrandes der Anschlussfuge bezüglich einer die Durchströmungsbahn enthaltenden Spiegelsymmetrieebene spiegelsymmetrisch ausgebildet. Ebenso ist der oben genannte erste Fugenrand- abschnitt bevorzugt bezüglich einer die Durchströmungsbahn enthaltenden Spiegelsymmetrieebene spiegelsymmetrisch angeordnet. Weiter bevorzugt sind die Spiegel- symmetrieebenen von Ventilblatt oder Ventilbauteil einerseits und von dem Abstandsabschnitt oder, noch weiter bevorzugt, von dem Abstandsabschnitt und dem ersten Fugenrandabschnitt andererseits identisch.
Bevorzugt erstreckt sich der erste Fugenrandabschnitt längs der Durchströmungs- bahn oder ist bezüglich der Durchströmungsbahn um nicht mehr als 10° geneigt, um ein Fügen der beiden Gehäusebauteile längs der Durchströmungsbahn zu erleichtern.
Ebenso bevorzugt verläuft der Abstandsabschnitt des radial inneren Fugenrandes zur Erleichterung der Montage des Durchflusssensors aus den Gehäusebauteilen und dem Ventilbauteil in einer zur Durchströmungsbahn orthogonalen Ebene. Aus demselben Grund bevorzugt verläuft die Anschlussfuge von ihrem radial inneren Fugenrand ausgehend in einer Richtung orthogonal zur Durchströmungsbahn vom radial inneren Fugenrand weg in das Sensorgehäuse hinein.
Um eine Druckmessung des im Strömungskanal strömenden Atemgases möglichst nahe am Ventilblatt zu ermöglichen, kann in Umfangsrichtung zwischen den Fugenrand-Teilabschnitten des ersten Fugenrandabschnitts ein Messkanal zur Druckmessung eines Gasdrucks im Strömungskanal münden. Bevorzugt münden beider- seits des Ventilblatts in äquidistanter Entfernung längs der Durchströmungsbahn vom Ventilblatt je ein Messkanal zur Druckmessung des Gasdrucks im Strömungskanal. Bevorzugt sind die beiden Messkanäle zur Messung des Gasdrucks stromaufwärts und stromabwärts des Ventilblatts gleich lang, um möglichst identische Messverhältnisse an den beiden Messstellen beiderseits des Ventilblatts bereitzustellen. In einem einfachen und bevorzugten Fall können die Messkanäle jeweils geradlinig ausgebildet sein und ausgehend von ihrer jeweiligen Mündung im Strömungskanal orthogonal zur Durchströmungsbahn vom Strömungskanal weg verlaufen. Bevorzugt sind die beiden Messkanäle zur Bereitstellung möglichst identischer Druckmessverhältnisse zueinander parallel.
Weiter kann je ein Messkanal in je einem Verbindungsflansch eines jeden Gehäusebauteils ausgebildet sein, welcher radial außerhalb des Strömungskanals zur Verbindung der Gehäusebauteile miteinander vorgesehen sein kann. Bevorzugt ist ein derartiger Verbindungsflansch einstückig mit der den Strömungskanalabschnitt des jeweiligen Gehäusebauteils definierenden Strömungskanalformation ausgebildet.
Um zu vermeiden, dass die Messung des Gasdrucks im Strömungskanal durch Feuchtigkeit beeinflusst wird, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass eine Mündung eines Messkanals zur Druck- messung eines Gasdrucks im Strömungskanal in Richtung längs der Durchströmungsbahn näher bei dem Ventilblatt gelegen ist als der Abstandsabschnitt. Dann ist nämlich der Abstandsabschnitt des radial inneren Randes der Anschlussfuge als möglicher Flüssigkeits-Sammelort ausreichend weit von der Mündung des Messkanals entfernt, so dass sich im Abstandsabschnitt sammelnde Flüssigkeit die Druckmessung nicht oder möglichst wenig stört. Bevorzugt befindet sich der Befestigungsabschnitt in Richtung längs der Strömungsbahn zwischen den Messkanälen beiderseits des Ventilbauteils.
Bevorzugt ist weiter der längs der Strömungsbahn zu messende Abstand des Ab- Standsabschnitts vom Blattrand des Ventilblatts, insbesondere von dem oben genannten ersten Blattrandabschnitt, nicht kleiner als der maximale Abstand desselben Blattrands vom Befestigungsabschnitt. Dann kann nämlich der Blattrand relativ zum Befestigungsabschnitt ausgelenkt werden, ohne dass er den Abstandsabschnitt überstreicht, so dass sich eventuell im Abstandsabschnitt ansammelnde Flüssigkeit auch das ausgelenkte Ventilblatt nicht stört und dessen Auslenkbewegung behindert. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Durchflusssensors liegt darin, dass zur Vermeidung von flüssigkeitsinduzierten Funktionsbehinderungen die Gestalt des Strömungskanals längs der Strömungsbahn keine Änderungen erfordert. Somit können Verjüngungen und Aufweitungen des Strömungskanals längs der Strömungsbahn vermieden werden. Bevorzugt weist daher der Strömungskanal beiderseits des Ventilblatts in Richtung längs der Strömungsbahn vom Ventilblatt weg einen in Gestalt und Querschnittsfläche konstanten Durchströmungsquerschnitt auf. Bevorzugt ist der Strömungsquerschnitt beiderseits des Ventilblatts wenigstens über eine Strecke konstant, die betragsmäßig nicht kleiner ist als die lichte Weite des Strömungskanals am Ort der Anordnung des Ventilbauteils, gemessen längs der Aus- kragrichtung des Ventilblatts vom Befestigungsabschnitt. Wiederum kann dann das Ventilblatt relativ zum Befestigungsabschnitt in einem Strömungskanalbereich ausgelegt werden, welcher sich über den gesamten Auslenkungsbereich hinsichtlich Gestalt und Querschnittsfläche nicht ändert. Zur Bereitstellung einer möglichst gleichförmigen Strömung, insbesondere laminaren Strömung von Atemgas durch den Durchflusssensor hindurch, weist der Strömungskanal über seine gesamte Länge im Sensorgehäuse einen in Gestalt und Querschnittsfläche konstanten Durchströmungsquerschnitt auf. An den jeweiligen von den oben genannten Endflächen fernliegenden Längsenden der Gehäusebauteile, wo bevorzugt die Anschlussformationen zum Anschluss von weiterführenden Atemgasleitungen vorgesehen sind, kann der Strömungskanal axiale, also längs der Durchströmungsbahn verlaufende Ausnehmungen, etwa Schlitze oder Einkerbungen, aufweisen. Diese Ausnehmungen können einer Ver- drehsicherung der weiterführenden Atemgasleitungen relativ zum Sensorgehäuse dienen. Derart vom Längsende der Gehäusebauteile her geschlitzte Abschnitte sind im Sinne der vorliegenden Anmeldung nicht mehr zum Strömungskanal im engeren Sinne zu zählen, so dass sich die Bedingung eines in Gestalt und Querschnittsfläche konstanten Durchströmungsquerschnitts des Strömungskanals nicht auf derartige endseitige Bereiche erstreckt, welche in Umfangsrichtung um die Durchströmungsbahn keine geschlossen umlaufende Innenwandung des Strömungskanals mehr aufweisen. Bevorzugt ist jedoch auch dieser vom Ventilbauteil in Richtung der Durchströmungsbahn fernliegende Endbereich des Strömungssensors, sofern er von einer Wandung nach radial außen begrenzt ist, hinsichtlich Gestalt und Querschnittsfläche zu den in Umfangsrichtung - mit Ausnahme der Messkanalmündungen - vollständig umschlossenen Innenwandung des Strömungskanals identisch.
Grundsätzlich kann das Sensorgehäuse mehr als zwei Gehäusebauteile aufweisen, wenngleich aus Gründen möglichst einfacher Herstellung und Montage bevorzugt ist, dass der Gas-Durchflusssensor genau zwei Gehäusebauteile aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiter eine Beatmungsvorrichtung mit einem Gas- Durchflusssensor, wie er vorstehend beschrieben ist. Bevorzugt ist der Durchflusssensor als proximaler Durchflusssensor in einer Atemgas-Leitungsanordnung der Beatmungsvorrichtung angeordnet und zwar besonders bevorzugt in einem Abschnitt der Atemgas-Leitungsanordnung, welche bidirektional sowohl zur Inspiration als auch zur Exspiration von Atemgas durchströmt wird. Dann kann nämlich ein einziger proximaler Durchflusssensor sowohl zur Messung des exspiratorischen wie auch zur Messung des inspiratorischen Atemgasstroms verwendet werden.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Gas-Durchfluss- sensors, wie er oben beschrieben wurde, in einer Beatmungsvorrichtung zur künstlichen Beatmung von Lebewesen. Dabei eignet sich der mit vorliegender Anmeldung vorgestellte Durchflusssensor besonders zur Verwendung in Beatmungsvorrichtungen für Neugeborene, da der Durchflusssensor aufgrund seiner Stabilität gegenüber einem äußeren Einfluss aus Feuchtigkeit oder/und Flüssigkeiten auch sehr klei- ne Atemgasströme über lange Zeit genau erfassen kann. Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Durchflusssensors der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 die Längsschnittansicht von Fig. 1 mit längs der Durchströmungsbahn getrennten Gehäusebauteilen und Fig. 3 eine perspektivische Längsschnittansicht durch die vollständig getrennten
Gehäusebauteile mit an einem Gehäusebauteil angeordnetem Ventilbauteil.
In den Fig. 1 bis 3 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Gas-Durchflusssensors gemäß der vorliegenden Anmeldung allgemein mit 10 bezeichnet.
Der Durchflusssensor 10 weist ein Sensorgehäuse 12 auf, welches ein erstes Gehäusebauteil 14 und ein zweites Gehäusebauteil 16 umfasst. Während das erste Gehäusebauteil 14 einstückig ausgebildet ist, ist das Gehäusebauteil 16 im dargestellten Beispiel aus zwei Teilbauteilen 16a und 16b gebildet, so dass das Sensor- gehäuse 12 des Ausführungsbeispiels aus insgesamt drei Teilen gebildet ist. Wenn es fertigungstechnisch möglich ist, ist auch das zweite Gehäusebauteil 16 bevorzugt einstückig ausgebildet. In diesem Falle ist das Sensorgehäuse 12 dann nur aus zwei Teilen gebildet und umfasst nur die beiden Gehäusebauteile 14 und 16. Alternativ kann das zweite Gehäuse-Teilbauteil 16b auch weggelassen sein.
Das Sensorgehäuse 12 ist von einem Strömungskanal 18 durchsetzt, welcher sich im bevorzugten Ausführungsbeispiel längs einer geradlinigen Durchströmungsbahn D durch das Sensorgehäuse 12 hindurch erstreckt.
Der Strömungskanal 18 ist damit im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus zwei Strömungskanalabschnitten gebildet, nämlich in jedem Gehäusebauteil 14 und 16 durch je einen Strömungskanalabschnitt. So ist im ersten Gehäusebauteil 14 ein ers- ter Strömungskanalabschnitt 18a ausgebildet und ist im zweiten Gehäusebauteil 16 ein zweiter Strömungskanalabschnitt 18b ausgebildet.
Der Strömungskanal 18 ist im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel hohl- zylindrisch und weist über seine gesamte Länge einen Kreisquerschnitt mit über die gesamte Länge unverändertem Durchmesser auf. Dadurch kann Atemgas, ungestört durch im Stand der Technik häufig vorhandene Verengungen und Aufweitungen des Kanals, möglichst laminar entlang der Durchströmungsbahn D in Exspirations- richtung E sowie in entgegengesetzter Inspirationsrichtung I das Sensorgehäuse 12 durchströmen.
Jedes Gehäusebauteil 14 und 16 weist an seinem vom jeweils anderen Gehäusebauteil wegweisenden Längsende 20 bzw. 22 je eine Anschlussformation 24 bzw. 26 auf, welche dem Anschluss von Beatmungsleitungsabschnitten 28 und 30 dienen. Die Beatmungsleitungsabschnitte 28 und 30 sind nur in Fig. 1 dargestellt. Der Beatmungsleitungsabschnitt 28 verbindet dabei die Anschlussformation 24 des Gehäusebauteils 14 mit einer in ihrem Atemgas-Abgabeverhalten steuerbaren Atemgasquelle, wie etwa in an sich bekannter Weise einer Pumpe oder einem Atemfrischgasvorrat in Verbindung mit einer steuerbaren Ventilbaugruppe. Der Beatmungsleitungsabschnitt 30 verbindet das Gehäusebauteil 16 mit einer Patientenschnittstelle, wie etwa mit einer auf Abschnitte des Gesichts aufgesetzten Beatmungsmaske, mit einer Larynxmaske oder mit einem endotrachialen Rohr, und somit mit dem Patienten.
An dem dem Gehäusebauteil 16 zugewandten Längsende 32 weist das erste Ge- häusebauteil 14 eine Endfläche 34 auf. Ebenso weist das zweite Gehäusebauteil 16 an seinem dem ersten Gehäusebauteil 14 zugewandten Längsende 36 eine Endfläche 38 auf. Die Endflächen 34 und 38 sind bevorzugt in axialer Richtung längs der Durchströmungsbahn D mehrfach gestuft ausgebildet, um eine eindeutige Orientierung der beiden Gehäusebauteile 14 und 16 sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung um die Durchströmungsbahn D relativ zueinander zu erzielen. Darüber hinaus wirkt die abgestufte Ausgestaltung der Endflächen 34 und 38 wie eine Labyrinthdichtung an Fügestelle der beiden Gehäusebauteile 14 und 16. Schließlich trägt die gestufte Ausbildung der Endflächen 34 und 36 dazu bei, den Durchflusssensor 10 unempfindlich gegen den Einfluss von im Strömungskanal vorhandener Feuchtigkeit und Flüssigkeit zu machen. Hierzu muss die Stufung jedoch bestimmten Anforderungen genügen, auf die weiter unten näher eingegangen wer- den wird.
Während wenigstens ein Abschnitt jeder Endfläche 34 und 38 in Anlage mit einem Abschnitt der jeweils anderen Endfläche 38 und 34 kommt, gibt es auch Abschnitte der Endflächen 34 und 38, welche am fertig montierten Durchflusssensor 10 nicht in Anlage aneinander kommen, sondern einen Aufnahmeraum für Funktionsbauteile bereitstellen. So ist zum einen eine umlaufende Dichtungsstruktur 40, hier im Ausführungsbeispiel als O-Ring-Dichtung 40 ausgestaltet, zwischen Abschnitten der Endflächen 34 und 38 aufgenommen, um eine Anschlussfuge 42, welche am Ort des Übergangs zwischen erstem Gehäusebauteil 14 und zweitem Gehäusebauteil 16 aufgrund der Verwendung unterschiedlicher Gehäusebauteile unvermeidlich entsteht, nach radial außen abzudichten.
Zusätzlich ist, vorzugsweise radial innerhalb der Dichtungsstruktur 40, zwischen je einem weiteren Abschnitt der Endflächen 34 und 38 ein Befestigungsabschnitt 44 eines Ventilbauteils 46 aufgenommen und zwischen den Endflächenabschnitten 34 und 38 geklemmt. Diese Abschnitte der Endflächen 34 und 38, welche den Befestigungsabschnitt 44 zwischen sich aufnehmen, erstrecken sich in Umfangsrichtung vorzugsweise nicht vollständig um die Durchströmungsbahn herum, sondern erstrecken sich bevorzugt nur im Bereich des Befestigungsabschnitts 44. In Umfangs- richtung beiderseits des Befestigungsabschnitts 44 stehen die Endflächen 34 und 38 in Kontakt miteinander. Ein solcher Kontakt soll im Sinne der vorliegenden Anmeldung auch dann gelten, wenn zwischen den Endflächen 34 und 38 ein Klebstoff oder ein Lösungsmittel zur Kaltverschweißung aufgetragen ist, um die Endflächen dauerhaft mit einander zu verbinden oder um Verbindungsmittel zu unterstützen, die eine solche Verbindung bereitstellen. Vom Befestigungsabschnitt 44 des Ventilbauteils 46 kragt in einer Auskragrichtung A ein Ventilblatt 48 aus, welches bevorzugt einstückig mit dem Befestigungsabschnitt 44 ausgebildet ist und mit diesem im unbelasteten Zustand des Ventilbauteils 46 in einer gemeinsamen Ebene gelegen ist. Diese gemeinsame Ebene ist orthogonal zur Zeichenebene der Fig. 1 und 2 und erstreckt sich in Auskragrichtung A.
Ein Verbindungsbereich zwischen dem Befestigungsabschnitt 44 und dem Ventilblatt 48 ist derart, dass das Ventilblatt 48 bei Anströmung in Exspirationsrichtung E und in Inspirationsrichtung I um eine sowohl zur Durchgangsbahn D als auch zur Auskrag- richtung A orthogonale Auslenkachse P auslenkbar ist. Die Auslenkachse P liegt bei unbelastetem Ventilbauteil 46 in dessen Erstreckungsebene.
Durch Auslenkung des Ventilblatts 48 relativ zum gehäusefesten Befestigungsabschnitt 44 wird der durchströmbare Querschnitt des Strömungskanals 18 verändert, so dass eine Messung des Atemgasstroms durch den Durchflusssensor 10 hindurch aufgrund einer an sich bekannten Differenzdruckmessung stromaufwärts und stromabwärts des Ventilbauteils 46 ermöglicht wird.
Wie in Fig. 3 erkennbar ist, weist das Ventilblatt 48 einen ersten Blattrandabschnitt 50a auf, in welchem der Blattrand 50 des Ventilblatts 48 mit einem sehr geringen Spalt der Innenwandung 19 des Strömungskanals 18 gegenüberliegt. Das Spaltmaß des Spalts zwischen erstem Blattrandabschnitt 50a und der Innenwandung 19 des Strömungskanals 18 ist üblicherweise nicht größer als 1 mm, eher kleiner als 1 mm, bevorzugt kleiner als 0,4 mm.
In einem zweiten Blattrandabschnitt 50b (siehe Fig. 3) ist der Abstand zwischen dem Blattrand 50 des Ventilblatts 48 und der Innenwandung 19 des Strömungskanals 18 größer als zwischen dem ersten Blattrandabschnitt 50a und der Innenwandung 90, um die Auslenkbewegung des Ventilblatts 48 um die Auslenkachse P ohne Kollision von Ventilblattabschnitten mit der Innenwandung 19 des Strömungskanals 18 zu ermöglichen. Der erste Blattrandabschnitt 50a ist in Auskragrichtung A weiter vom Befestigungsabschnitt 44 entfernt als der zweite Blattrandabschnitt 50b. An dieser Stelle sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Fig. 1 bis 3 nicht exakt maßstäblich sind, beispielsweise ist die Dicke des Ventilbauteils 46 überhöht dargestellt.
Die Anschlussfuge 42 zwischen erstem und zweitem Gehäusebauteil 14 bzw. 16 bildet sich mit ihren radial inneren Rand 52 an der Innenwandung 19 des Strömungsabschnitts 18 ab. Atemgas eines Geräts zur künstlichen Beatmung von Patienten ist in der Regel feucht, sei es, weil der inspiratorische Atemgasstrom beatmungsvorrichtungsseitig befeuchtet oder/und mit Medikations-Aerosolen versetzt wird, oder sei es, weil exspi- ratorisches Atemgas mit zusätzlicher Feuchte oder/und mit Speichel versetzt ist, um nur einige mögliche Beispiele zu nennen.
Feuchtigkeit im Atemgas kann sich während des Beatmungsvorgangs an vom Atemgas benetzten Wänden des Durchflusssensors 10 niederschlagen. Dies sind beispielsweise die Innenwandung 19 des Strömungskanals 18 und die Oberflächen des Ventilblatts 48.
Sich ganz allgemein im Strömungskanal 18 - einschließlich des Ventilblatts 48 - niederschlagende Flüssigkeit sammelt sich bevorzugt am radial inneren Rand 52 der Anschlussfuge 42, vermutlich - jedoch nicht gesichert - aufgrund einer durch die Fuge 42 bereitgestellten Kapillarwirkung.
Im Stand der Technik liegt die Anschlussfuge in dem radial inneren, strömungskanal- nahen Bereich in einer Ebene mit dem unbelasteten Ventilbauteil 46. Dies liegt im Falle der DE 10 2010 040 287 A1 bauartbedingt auch daran, dass abweichend von dem Durchflusssensor 10 der vorliegenden Erfindung der Befestigungsabschnitt des aus der genannten Druckschrift bekannten Ventilbauteils das Ventilblatt 48 radial außen vollständig umgibt. Dadurch befindet sich im Durchflusssensor der DE 10 2010 040 287 A1 unvorteilhafterweise eine "Flüssigkeitssammelstelle" unmittelbar im Bereich des der Auslenkachse fernen ersten Blattrandabschnitts, wo aufgrund des großen Abstandes zur Auskragachse mit bereits geringen flussigkeitsinduzierten Kraftwirkungen auf das Ventilblatt verhältnismäßig hohe, eine Auslenkung des Ventilblatts behindernde Widerstandsmomente erzeugt werden konnten.
Vorliegend ist daher wenigstens ein Abschnitt 52b des radial inneren Fugenrands 52 längs der Durchströmungsbahn D mit Abstand vom Befestigungsabschnitt 44 und somit vom Blattrand 50, insbesondere vom ersten Blattrandabschnitt 50a, angeordnet, um eine Ansammlung von Flüssigkeit in der Nähe des Ventilblatts 48 zu vermeiden.
Der Fugenrand 52 weist einen ersten Fugenrandabschnitt 52a auf, welcher im Wesentlichen parallel zur Durchströmungsbahn von einem längs der Durchströmungsbahn D näher beim Befestigungsabschnitt 44, insbesondere genau beim Befestigungsabschnitt 44, gelegenen Längsende 52a 1 bis zu einem längs der Durchströmungsbahn D weiter vom Befestigungsabschnitt 44 entfernt gelegenen Längsende 52a2 verläuft. Dieser erste Fugenrandabschnitt 52a - von welchem in den Fig. 1 bis 3 jeweils nur ein Teilrandabschnitt dargestellt ist, da ein weiterer Teilrandabschnitt vor den Zeichenebenen der Fig. 1 und 2, bzw. vor der Schnittebene der Fig. 3 liegt - muss nicht parallel zur Durchströmungsbahn D verlaufen, sondern kann zu dieser geneigt sein, um ein Ineinanderschieben der Endflächen 34 und 38 der Gehäusebauteile 14 und 16 zu erleichtern.
Weiter weist der innere Fugenrand 52 einen zweiten Fugenrandabschnitt 52b auf, welcher als Abstandsabschnitt 52b mit Abstand vom ersten Blattrandabschnitt 50a entfernt angeordnet ist. Bevorzugt liegt der zweite Fugenrandabschnitt 52b in einer zur Erstreckungsebene des unbelasteten Ventilbauteils 46 parallelen Ebene. Dies muss jedoch nicht so sein. Um eine zu komplizierte Struktur des radial inneren Fugenrandes zu vermeiden, ist der zweite Fugenrandabschnitt 52b bevorzugt derart gebildet, dass er die weiter entfernt vom Befestigungsabschnitt 44 gelegenen Längsenden 52a2 der beiden Teilrandabschnitte des ersten Fugenrandabschnitts 52a miteinander zum Fugenrand 52 verbindet.
Der axiale Abstand (längs der Durchströmungsbahn D) des zweiten Fugenrandabschnitts 52b vom ersten Blattrandabschnitt 50a ist bevorzugt größer als die Auskraglänge des Ventilblatts 48 ausgehend von Auskragachse P in Auskragrichtung A, und ist vorzugsweise größer als die lichte Weite des Strömungskanals 18, gemessen längs der Auskragrichtung A, am Ort der Anordnung des Ventilbauteils 46. Die lichte Weite ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Durchmesser des kreiszylindrischen Strömungskanals 18.
Der vorgestellten Mindestabstand des zweiten Fugenrandsabschnitts 52b vom ersten Blattrandabschnitt 50a sorgt dafür, dass nicht nur das Ventilblatt 48 in seiner in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ruhestellung, sondern auch das ausgelenkte Ventilblatt 48 nicht in Kontakt mit etwaig sich am Fugenrand 52 ansammelnder Flüssigkeit kommt und somit durch Flüssigkeit unbeeinflusst bleibt. Bevorzugt sind äquidistant vom unbelasteten Ventilblatt 48 beiderseits des Ventilbauteils 46 je ein Messkanal 54 und 56 angeordnet, welche durch, vorzugsweise ebenfalls einstückig mit ihren zugeordneten Gehäusebauteilen 14 und 16 ausgebildete, Anschlussstutzen 58 bzw. 60 mit jeweils einem Drucksensor in Verbindung bringbar sind. Zur Vermeidung von Störungen des Druckmessbetriebs ist die Mün- dung 54a jenes Messkanals, vorliegend des Messkanals 54, auf dessen Seite sich der innere Fugenrand 52 der Anschlussfuge 42 befindet, in einem Bereich angeordnet, welcher sich längs der Durchströmungsbahn D zwischen dem zweiten Fugenrandabschnitt 52b und dem unbelasteten Ventilblatt 48 befindet. In Umfangsrichtung um die Durchströmungsbahn D ist die Mündung 54a bevorzugt zwischen den beiden Teilabschnitten des ersten Fugenrandabschnitts 52a aufgenommen. Wie insbesondere in Fig. 3 erkennbar ist, weisen die beiden Gehäusebauteile 14 und 16 jeweils einen Verbindungsflansch 62 bzw. 64 auf, welche den Strömungskanal 18 radial außen umgeben und welche beispielsweise zur Verschraubung oder Vernietung miteinander ausgebildet sein können. Zusätzlich oder alternativ können die einander am fertigen Durchflusssensor 10 kontaktierenden Endflächenabschnitte der Flansche 62 und 64 miteinander verklebt oder kaltverschweißt sein. Hierdurch kann auch die Abdichtung der Anschlussfuge 42 zwischen den beiden Gehäuseteilen 14 und 16 verbessert sein.

Claims

Ansprüche
Gas-Durchflusssensor (10) für eine Beatmungsvorrichtung, umfassend ein Sensorgehäuse (12) mit einem das Sensorgehäuse (12) längs einer Durchströmungsbahn (D) durchsetzenden Strömungskanal (18), und weiter umfassend ein mit dem Sensorgehäuse (12) verbundenes Ventilbauteil (46), welches ein relativ zum Sensorgehäuse (12) bewegliches Ventilblatt (48) aufweist, das in den Strömungskanal (18) hineinragt und das durch Bewegung relativ zum Sensorgehäuse (12) einen längs der Durchströmungsbahn (D) durchströmbaren Querschnitt des Strömungskanals (18) verändert, wobei das Sensorgehäuse (12) ein erstes Gehäusebauteil (14) und ein mit dem ersten Gehäusebauteil (14) verbundenes zweites Gehäusebauteil (16) umfasst, von welchen jedes Gehäusebauteil (14, 16) eine Anschlussformation (24, 26) zum Anschluss einer den Strömungskanal (18) fortsetzenden Atemgas führenden Leitung (28, 30) an das Sensorgehäuse (12) und, längs der Durchströmungsbahn (D) mit Abstand von der jeweiligen Anschlussformation (28, 30), eine Endfläche (34, 38) aufweist, welche zum jeweils anderen Gehäusebauteil (14, 16) hinweist, sodass der Strömungskanal (18) einen in dem ersten Gehäusebauteil (14) gebildeten ersten Strömungskanalabschnitt (18a) und einen in dem zweiten Gehäusebauteil (16) gebildeten zweiten Strömungskanalabschnitt (18b) umfasst, wobei das Ventilbauteil (46) einen zwischen den Endflächen (34, 38) der Gehäusebauteile (14, 16) angeordneten Befestigungsabschnitt (44) und das Ventilblatt (48) aufweist, welches relativ zum Befestigungsabschnitt (44) aus einer Ruhelage auslenkbar ist, die das Ventilblatt (48) bei fehlender Durchströmung des Strömungskanals (18) einnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäusebauteile (14, 16) an ihren ihre jeweilige Endfläche (34, 38) aufweisenden Längsenden (32, 36) in ihrem den Strömungskanal (18) definierenden Bereich derart gestaltet sind, dass dann, wenn sich das Ventilblatt (48) in seiner Ruhelage befindet, wenigstens ein Abstandsabschnitt (52b) eines an einer Innenwandung (19) des Strömungskanals (18) gelegenen radial inneren Fugenrandes (52) einer zwischen dem ersten und dem zweiten Strömungskanalabschnitt (18a, 18b) gebildeten Anschlussfuge (42) der Strömungskanalabschnitte (18a, 18b) in Richtung längs der Durchströmungsbahn (D) mit Abstand von einem der Innenwandung (19) des Strömungskanals (18) nächstgelegenen Blattrand (50) des Ventilblatts (48) angeordnet ist.
2. Gas-Durchflusssensor (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandsabschnitt (52b) des radial inneren Fugenrandes (52) in Richtung längs der Durchströmungsbahn (D) mit Abstand von dem Befestigungsabschnitt (44) des Ventilbauteils (46) angeordnet ist.
3. Gas-Durchflusssensor (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilblatt (48) - bei Betrachtung in seiner Ruhelage - einen weiter vom Befestigungsabschnitt (44) entfernt gelegenen ersten Blattrandabschnitt (50a) aufweist, welcher einen kleineren Abstand von der Innenwandung (19) des Strömungskanals (18) aufweist als ein näher beim Befestigungsabschnitt (44) gelegener zweiter Blattrandabschnitt (50b) des Ventilblatts (48), wobei der Abstandsabschnitt (52b) des radial inneren Fugenrandes (52) in Richtung längs der Durchströmungsbahn (D) mit Abstand vom ersten Blattrandabschnitt (50a) angeordnet ist.
4. Gas-Durchflusssensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der radial innere Fugenrand (52) der Anschlussfuge (42) in Umfangsrichtung des Strömungskanals (18) einen ersten, näher beim Befestigungsabschnitt (44) gelegenen Fugenrandabschnitt (52a) aufweist, welcher zwei Fugenrand-Teilabschnitte umfasst, nämlich in Umfangsrichtung des Strömungskanals (18) beiderseits des Befestigungsabschnitts (44) je einen, von welchen sich jeder Fugenrand-Teilabschnitt zwischen einem näher beim Befestigungsabschnitt (44) gelegenen Längsende (52a 1 ) und einem in Richtung längs der Durchströmungsbahn (D) weiter vom Befestigungsabschnitt (44) entfernt gelegenen Längsende (52a2) erstreckt, und dass der radial innere Fugenrand (52) der Anschlussfuge (42) in Um- fangsrichtung des Strömungskanals (18) einen zweiten, weiter vom Befestigungsabschnitt (44) entfernt gelegenen Fugenrandabschnitt (52b) aufweist, welcher die vom Befestigungsabschnitt (44) fernliegenden Längsenden (52a2) der Teilabschnitte des ersten Fugenrandabschnitts (52) miteinander verbindet.
Gas-Durchflusssensor (10) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung zwischen den Fugenrand-Teilabschnitten des ersten Fugenrandabschnitts (52a) ein Messkanal (54) zur Druckmessung eines Gasdrucks im Strömungskanal (18) mündet.
Gas-Durchflusssensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mündung (54a) eines Messkanals (54) zur Druckmessung eines Gasdrucks im Strömungskanal (18) in Richtung längs der Durchströmungsbahn (D) näher bei dem Ventilblatt (48) gelegen ist als der Abstandsabschnitt (52b).
Gas-Durchflusssensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der längs der Durchströmungsbahn (D) zu messende Abstand des Abstandsabschnitts (52b) vom Blattrand (50) nicht kleiner ist als der maximale Abstand des Blattrands (50) vom Befestigungsabschnitt (44).
Gas-Durchflusssensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (18) beiderseits des Ventilblatts (48) in Richtung längs der Durchströmungsbahn (D) vom Ventilblatt (48) weg über wenigstens eine Strecke, die betragsmäßig nicht kleiner ist als die lichte Weite des Strömungskanals (18) am Ort der Anordnung des Ventilbauteils (46) längs der Auskragrichtung (A) des Ventilblatts (48) vom Befestigungsabschnitt (44), einen in Gestalt und Querschnittsfläche konstanten Durchströmungsquerschnitt aufweist.
Gas-Durchflusssensor (10) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (18) über seine gesamte Länge einen in Gestalt und Querschnittsfläche konstanten Durchströmungsquerschnitt aufweist.
Gas-Durchflusssensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er genau zwei Gehäusebauteile (14, 16) aufweist.
Beatmungsvorrichtung mit einem Gas-Durchflusssensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere als proximaler Durchflusssensor in einer Atemgasleitung der Beatmungsvorrichtung.
12. Verwendung eines Gas-Durchflusssensors (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in einer Beatmungsvorrichtung zur künstlichen Beatmung von Lebewesen, insbesondere von Neugeborenen.
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