DE102007014465A1 - Positive end expiratory pressure control, for a respiratory system, has the control valve in the connection between two switch valves - Google Patents

Positive end expiratory pressure control, for a respiratory system, has the control valve in the connection between two switch valves Download PDF

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Abstract

The positive end expiratory pressure (PEEP) control for a respiratory system, with at least one compressed gas supply, has two switch valves for the pneumatic control of the control valve assembly. A PEEP valve is in the connection between the two switch valves.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer Peep-Ansteuerung für eine Vorrichtung zur Beatmung, bei dem mindestens eine Druckgasquelle über eine Steuerventilanordnung mit einem Peep-Ventil verbunden wird.The The invention relates to a method for performing a peep drive for one Ventilation device in which at least one pressurized gas source via a Control valve assembly is connected to a peep valve.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Durchführung einer Peep-Steuerung, die eine Druckgasquelle, eine Steuerventilanordnung sowie ein Peep-Ventil aufweist.The Invention relates to this In addition, an apparatus for performing a peep control, the a pressurized gas source, a control valve assembly, and a peep valve having.

PEEP-Ventile sind pneumatisch angesteuerte Ventile. Diese besitzen eine Druckkammer auf der Steuerseite, deren Druck bzw. Füllgrad den Druck bzw. Flow auf der Hauptstromseite bestimmt. Durch Verschieben eines Steuervolumens von oder zu der Druckkammer wird somit der Hauptstrom beeinflusst.PEEP valves are pneumatically controlled valves. These have a pressure chamber on the control side, whose pressure or degree of filling the pressure or flow determined on the main current side. By moving a control volume from or to the pressure chamber thus the main flow is affected.

Bisher wird dies nur mittels einem Ventil erreicht, welches den Druck bedarfsweise an die Steuerkammer des Peep-Ventils weiterleitet.So far this is achieved only by means of a valve which, if necessary, the pressure to the control chamber of the peep valve passes.

Bei den herkömmlichen PEEP-Ventilansteuerung mit einem Proportionalventil wird zu jeder Zeit ein direkter Fluss von der hohen Druckseite zur niedrigen Druckseite benötigt, so dass immer ein Fluss aufrecht erhalten werden muss.at the conventional one PEEP valve control with a proportional valve is added to each Time a direct flow from the high pressure side to the low pressure side needed so that always a river must be maintained.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß eine verbesserte Steuerbarkeit erreicht wird.task It is the object of the present invention to provide a method of the mentioned type to improve such that improved controllability is reached.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich der Steuerventilanordnung die pneumatische Steuerung von zwei Schaltventilen durchgeführt wird und dass das Peep-Ventil an eine Verbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Schaltventil angeschlossen wird.These Task is inventively characterized solved, that in the Area of the control valve assembly, the pneumatic control of two switching valves performed and that the peep valve connects to a connection between a first and a second switching valve is connected.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß verbesserte Möglichkeiten zur Einstellung des Druckes bereitgestellt werden.Further Object of the present invention is to provide a device of initially mentioned type to improve that improved Ways to Adjustment of the pressure to be provided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerventilanordnung aus einem ersten und einem zweiten Schaltventil ausgebildet ist und dass das Peep-Ventil an eine Kopplung zwischen den beiden Steuerventile angeschlossen ist.These Task is inventively characterized solved, that the Control valve arrangement of a first and a second switching valve is formed and that the peep valve to a coupling between connected to the two control valves.

Durch Verschieben des einen Steuervolumens von oder zu der Druckkammer wird somit der Hauptstrom beeinflusst. Die Verwendung eines ersten Schaltventils, das von einer Druckquelle (hohe Druckseite) gespeist wird, ermöglicht die Ver schiebung von Luft in die Druckkammer und damit ein Verringern des Hauptstroms. Ein zweites Schaltventil ist mit der Druckkammer und dem Umgebungsdruck bzw. einem gegenüber der Druckkammer niedrigeren Druckniveau verbunden und bewirkt beim Öffnen eine Entlastung der Druckkammer und somit eine Erhöhung des Hauptstroms. Mit Hilfe von schnell schaltenden Ventilen kann so der PEEP-Druck eingestellt werden.By Shifting the one control volume from or to the pressure chamber thus the main current is influenced. The use of a first Switching valve fed by a pressure source (high pressure side) becomes possible the displacement of air into the pressure chamber and thus a reduction of the main stream. A second switching valve is connected to the pressure chamber and the ambient pressure or a relation to the pressure chamber lower pressure level connected and causes when opening a Relief of the pressure chamber and thus an increase in the main flow. With help Fast-switching valves can be used to set the PEEP pressure.

Ziel der Anordnung ist, durch impulsartiges Schalten der zwei Ventile die Position der PEEP-Ventil-Membran so zu ändern, dass der Patientenhauptstrom bei der Beatmung in Druck und in Fluss beeinflusst werden kann. Die treibende Kraft bilden die beiden Druckniveaus.aim The arrangement is by pulsed switching of the two valves Change the position of the PEEP valve membrane so that the patient mainstream can be influenced during ventilation in pressure and in flow. The driving force is the two pressure levels.

Sind beide Ventile geschlossen, so bleibt der Steuerdruck des PEEP-Ventils konstant. Im Gegensatz zu einer PEEP-Ventilansteuerung mit einem Proportionalventil wird zu keiner Zeit ein direkter Fluss von der hohen Druckseite zur niedrigen Druckseite benötigt.are both valves closed, the control pressure of the PEEP valve remains constant. In contrast to a PEEP valve control with a proportional valve At no time will there be a direct flow from the high pressure side needed to the low pressure side.

Eine auf der hohen Druckseite optionale Kombination aus Rückschlagventil und Druckspeicher macht die Ansteuerung des PEEP-Ventils unabhängig von. dynamischen Effekten der Druckquelle.A on the high pressure side optional combination of non-return valve and accumulator makes the control of the PEEP valve independent of. dynamic effects of the pressure source.

Typischer weise entspricht das niedrige Druckniveau dem Umgebungsdruck, das hohe Druckniveau dem Druck der Druckquelle. Das Volumen in der Druckkammer des PEEP-Ventils und das optionale Volumen in der Steuerleitung zum PEEP-Ventil werden durch den Schaltvorgang der Ventile gefüllt oder entleert.typical example, the low pressure level corresponds to the ambient pressure, the high pressure level the pressure of the pressure source. The volume in the pressure chamber of the PEEP valve and the optional volume in the control line to the PEEP valve are filled by the switching operation of the valves or emptied.

Abhängig vom Ventilquerschnitt sind diesen Volumina ergibt sich eine Zeitkonstante. Diese Zeitkonstante bestimmt in Verbindung mit der minimalen Pulsbreite der Ventile die kleinstmögliche Volumen- und damit auch Druckänderung auf der Steuerseite des PEEP-Ventils. Zum Schließen des PEEP-Ventils wird das erste Schaltventil so lange oder so oft geöffnet, bis genügend Volumen zur Steuerseite verschoben wurde. Zum Öffnen wird bedarfsabhängig das zweite Ventil betätigt.Depending on Valve cross-section are these volumes results in a time constant. This time constant determines in conjunction with the minimum pulse width the valves the smallest possible Volume and thus pressure change on the control side of the PEEP valve. To close the PEEP valve is the first switching valve open as long or as often until sufficient volume has been moved to the tax side. To open, depending on demand, the second Valve actuated.

Sind beide Ventile geschlossen, so bleibt der Steuerdruck des PEEP-Ventils konstant. In Verbindung mit dem optionalen Rückschlagventil und dem Speicher in der Zuleitung kann das Speichervolumen klein gehalten werden, da nur ein kurzzeitiger Fluss zum PEEP-Ventil erfolgt. Die dabei verschobenen Volumina liegen bei ca. 1 ccm.are both valves closed, the control pressure of the PEEP valve remains constant. In conjunction with the optional non-return valve and the reservoir in the supply line, the storage volume can be kept small, because only a short-term flow to the PEEP valve takes place. The case shifted volumes are about 1 cc.

Für ein vollständiges Öffnen oder Schließen wird somit nur sehr wenig Fluss gebraucht. Typischerweise wird in der Inspiration mit einem Puls das PEEP-Ventil geschlossen. Zu Beginn der Exspiration wird das PEEP-Ventil voll geöffnet, d.h. der Steuerdruck wird über das zweite Schaltventil in die Umgebung entlassen und dann der Steuerdruck so lange erhöht, bis das Ventil am Ende wieder geschlossen ist.For a complete opening or closing thus very little flow is needed. Typically, in inspiration with one pulse, the PEEP valve is closed. At the beginning of the expiration, the PEEP valve is fully opened, ie the control Pressure is released via the second switching valve into the environment and then the control pressure increased until the valve is closed again at the end.

Zum vollständigen Schließen des PEEP-Ventils wird auf Grund der inneren Flächenverhältnisse zwischen der mit Steuerdruck und der mit Patientendruck beaufschlagten Membranfläche nur ein Steuerdruck benötigt, der einem Bruchteil des Patientendruckes entspricht. Aus diesem Grund kann vor dem ersten Schaltventil ein optionaler Druckteiler aufgebaut werden, welcher aus einem ersten und einem zweiten Zweig besteht und das hohe Druckniveau vom Gebläse in ein erstes und ein zweites Niveaus aufteilt, so dass das Steuerverhalten des ersten Ventils verbessert wird.To the complete Shut down of the PEEP valve is due to the internal area ratios between the with control pressure and the pressure applied to patient pressure membrane surface only a control pressure needed which corresponds to a fraction of the patient's pressure. For this Reason can be an optional pressure divider before the first switching valve be constructed, which consists of a first and a second branch exists and the high pressure level of the blower in a first and a second Divides levels, so that the control behavior of the first valve is improved.

Die Druckgasversorgung der Steuer-Ventilanordnung aus den Schaltventilen kann auch durch eine zweite Druckgasquelle erfolgen, beispielsweise durch ein zweites Gebläse oder durch einen Druckgasspeicher. Die Verwendung einfacher Gebläse wird durch die Pufferfunktion unterstützt, die einen oder mehrere Zwischenspeicher bereitstellt.The Compressed gas supply of the control valve assembly from the switching valves can also be done by a second compressed gas source, for example by a second blower or by a compressed gas storage. The use of simple blower will supported by the buffer function, which provides one or more buffers.

Des weitern können in die Anordnung Drosseln eingebaut sein, welche den Durchfluss zwischen den einzelnen Teilen der Anordnung einengen können.Of can continue built into the arrangement chokes, which the flow can constrict between the individual parts of the arrangement.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Durchführung einer Peep-Steuerung, die eine Druckgasquelle, eine Steuerventilanordnung sowie ein Peep-Ventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventilanordnung aus einem ersten und einem zweiten Schaltventil ausgebildet ist und dass das Peep-Ventil an eine Kopplung zwischen den beiden Steuerventilen angeschlossen ist.According to the invention is a Apparatus for carrying out a Peep-control, the a compressed gas source, a control valve assembly and a peep valve, characterized in that the Control valve arrangement of a first and a second switching valve is formed and that the peep valve to a coupling between connected to the two control valves.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind innerhalb der Zuleitungen und Abgänge Engstellen enthalten. Diese können durch Drosseln in den Leitungen, durch verschiedene Steuerventilquerschnitte oder durch eine Kombination von Drossel und Steuerventil gebildet werden.In a further preferred embodiment are contained within the supply lines and outlets bottlenecks. These can by throttling in the pipes, through different control valve cross sections or formed by a combination of throttle and control valve become.

Figurenbeschreibungfigure description

1: Schematische Darstellung einer optimalen Variante der PEEP-Ansteuerung 1 : Schematic representation of an optimal variant of the PEEP control

2: Variante mit zwei Steuerventilen und einer Peep-Steuerzuleitung 2 : Variant with two control valves and a Peep control cable

3: Variante für eine Steueranordnung und 3 : Variant for a control arrangement and

4: Variante für eine Steueranordnung. 4 : Variant for a control arrangement.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Pneumatikplans. Das hohe Druckniveau (1) pflanzt sich über eine Eingangsdrossel (2) fort und teilt sich an der Teilungsstelle (3) in einen Nebenzweig (14), welcher über einer Drossel (13) verfügen kann, und einen Hauptzweig. Der Hauptzweig (erste Zweig) führt über ein Rückschlagventil (4), einen Nebendruckspeicher (5) und eine erste Ventildrossel (6) mit zugehörigem ersten Steuerventil (7) zu einem Hauptdruckspeicher (9) sowie vorbei an einem optionalen Drucksensor (16) zum PEEP-Ventilanschluss/Peep-Steuerdruckzuleitung (10). Dies geschieht so lange das erste Steuerventil (7) geöffnet und das zweite Steuerventil (11) geschlossen ist. Wird das zweite Ventil (11) geöffnet, kann der Druck innerhalb des Hauptzweiges über das zweite Steuerventil (11) und eine optionale zweite Ventildrossel (12) in die Umgebung (15) entweichen oder für eine weitere Anwendung zur Verfügung stehen. 1 shows a schematic representation of a pneumatic plan. The high pressure level ( 1 ) plants itself via an input choke ( 2 ) and shares at the division ( 3 ) into a secondary branch ( 14 ), which over a throttle ( 13 ) and a main branch. The main branch (first branch) leads via a check valve ( 4 ), a secondary pressure accumulator ( 5 ) and a first valve throttle ( 6 ) with associated first control valve ( 7 ) to a main accumulator ( 9 ) and past an optional pressure sensor ( 16 ) to the PEEP valve connection / Peep control pressure supply line ( 10 ). This happens as long as the first control valve ( 7 ) and the second control valve ( 11 ) closed is. Will the second valve ( 11 ), the pressure within the main branch can be controlled via the second control valve ( 11 ) and an optional second valve throttle ( 12 ) in the nearby areas ( 15 ) or for another application.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Pneumatikplans. Das hohe Druckniveau (1) pflanzt sich über das erste Steuerventil (7) zum PEEP-Ventilanschluss/Peep-Steuerdruckzuleitung (10) fort. Wird das zweite Steuerventil (11) geöffnet, kann der Druck innerhalb des Hauptzweiges über das zweite Steuerventil (11) in die Umgebung (15) entweichen oder für eine weitere Anwendung zur Verfügung stehen. Es wird somit ein Nebenzweig bereitgestellt. 2 shows a schematic representation of a pneumatic plan. The high pressure level ( 1 ) plants itself via the first control valve ( 7 ) to the PEEP valve connection / Peep control pressure supply line ( 10 ). Is the second control valve ( 11 ), the pressure within the main branch can be controlled via the second control valve ( 11 ) in the nearby areas ( 15 ) or for another application. Thus, a side branch is provided.

In 3 pflanzt sich das hohe Druckniveau (1) bei geöffnetem ersten Steuerventil (7) über die erste Ventildrossel (6) mit zugehörigem ersten Steuerventil (7) zu einem Haupt druckspeicher (9) bis zum PEEP-Ventilanschluss/Peep-Steuerdruckzuleitung (10) fort.In 3 the high pressure level ( 1 ) with opened first control valve ( 7 ) via the first valve throttle ( 6 ) with associated first control valve ( 7 ) to a main accumulator ( 9 ) to the PEEP valve connection / Peep control pressure supply line ( 10 ).

Wird das zweite Ventil (11) geöffnet, kann der Druck innerhalb des Hauptzweiges über das zweite Steuerventil (11) und eine optionale zweite Ventildrossel (12) in die Umgebung (15) entweichen oder für eine weitere Anwendung zur Verfügung stehen.Will the second valve ( 11 ), the pressure within the main branch can be controlled via the second control valve ( 11 ) and an optional second valve throttle ( 12 ) in the nearby areas ( 15 ) or for another application.

In 4 ist eine ähnliche Anordnung wie in 1 gezeigt, wobei auf das Rückschlagelement und den optionalen Drucksensor verzichtet wurde.In 4 is a similar arrangement as in 1 shown, with the non-return element and the optional pressure sensor has been omitted.

Claims (15)

Verfahren zur Durchführung einer Peep-Ansteuerung für eine Vorrichtung zur Beatmung, bei dem mindestens eine Druckgasquelle über eine Steuerventilanordnung mit einem Peep-Ventil verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Steuerventilanordnung die pneumatische Steuerung von zwei Schaltventilen durchgeführt wird und dass das Peep-Ventil an eine Verbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Schaltventil angeschlossen wird.Method for carrying out a peep control for a device for ventilation, in which at least one compressed gas source is connected via a control valve arrangement with a peep valve, characterized in that in the region of the control valve arrangement, the pneumatic control of two switching valves is performed and that the peep Valve is connected to a connection between a first and a second switching valve. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Steuerung durch impulsartiges Schalten der Steuerventile ermöglicht wird.Method according to claim 1, characterized in that that the pneumatic control by pulse-like switching of the control valves is possible. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Öffnen des ersten Steuerventils das hohe Druckniveau vorzugsweise gedrosselt in die Steuerkammer des Peep-Ventils vordringt und den Hauptstrom senkt.Method according to claim 1 or 2, characterized that by opening the first control valve, the high pressure level preferably throttled penetrates into the control chamber of the peep valve and the main flow lowers. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Öffnen des ersten Steuerventils das Druckniveau zum Peep-Ventili entlastet wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that by opening the first control valve relieved the pressure level to the Peep-Ventili becomes. Vorrichtung zur Durchführung einer Peep-Steuerung, die eine Druckgasgtielle, eine Steuerventilanordnung sowie ein Peep-Ventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventilanordnung aus einem ersten und einem zweiten Schaltventil ausgebildet ist und dass das Peep-Ventil an eine Kopplung zwischen den beiden Steuerventile angeschlossen ist.Device for performing a peep control, the one Druckgasgtielle, a control valve assembly and a peep valve characterized in that the control valve arrangement is formed of a first and a second switching valve and that the peep valve is connected to a coupling between the two control valves is. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerventile unterschiedliche oder gleiche Querschnitte aufweisen.Device according to claim 5, characterized in that that the two control valves different or the same cross-sections exhibit. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kopplung und Peep-Ventil ein Speicher angeordnet ist, um Druckschwankungen auszugleichen.Apparatus according to claim 5 or 6, characterized that between Coupling and peep valve a memory is arranged to pressure fluctuations compensate. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem zweiten Ventil eine Drossel eingebaut ist, um die Trägheit des Systems zu beeinflussen und um gleiche Steuerventile zu nutzen.Device according to one of claims 5 to 7, characterized that behind The second valve has a throttle built in to slow the system to influence and to use the same control valves. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem ersten Ventil eine Drossel eingebaut ist, um die Trägheit des Systems zu beeinflussen.Device according to one of claims 5 to 8, characterized that before The first valve is fitted with a throttle to reduce the inertia of the System to influence. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem ersten Ventil ein Speicher eingebaut ist, um Druckschwankungen auszugleichen.Device according to one of claims 5 to 9, characterized that before The first valve has a built-in reservoir to withstand pressure fluctuations compensate. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem ersten Ventil und dem Speicher ein Rückschlagelement eingebaut ist.Device according to one of claims 5 to 10, characterized that before the first valve and the memory a check element is installed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem ersten Ventil ein Druckteiler angeordnet ist, welcher aus einem ersten und einem zweiten Zweig besteht und das hohe Druckniveau vom Gebläse in ein erstes und ein zweites Niveaus aufteilt.Device according to one of claims 5 to 11, characterized that before the first valve, a pressure divider is arranged, which consists of a first and a second branch and the high pressure level from the blower divided into a first and a second level. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zweig über eine Drossel verfügt, um das zweite Druckniveau bereitzustellen.Device according to one of claims 5 to 12, characterized that the second branch over has a throttle, to provide the second pressure level. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zweig den ersten Teildruck zu den beiden Steuerventilen weiterleitet.Device according to one of claims 5 to 13, characterized that the first branch forwards the first partial pressure to the two control valves. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerdruckzuleitung ein Drucksensor angekoppelt ist.Device according to one of claims 5 to 14, characterized that in the control pressure supply line, a pressure sensor is coupled.
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