SE465705B

SE465705B - Saekerhetsventil vid ventilator

Info

Publication number: SE465705B
Application number: SE9003465A
Authority: SE
Inventors: S-G Olsson
Original assignee: Siemens Elema Ab
Priority date: 1990-10-31
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1991-10-21
Also published as: SE9003465D0; US5273031A; JPH04266767A; ES2073641T3; SE9003465L; DE69110836D1; JP3255949B2; EP0484684A1; DE69110836T2; EP0484684B1

Description

15 20 25 30 \..o 01 465 705 2 fel i den. Exempelvis skulle det stängande trycket kunna försvinna om ventilen upphör att fungera och säkerhetsventilen skulle därvid öppnas helt trots att andningsgasen håller korrekt tryck mot patienten.

Det vore därför önskvärt med en konstruktion där tidigare sä- kerhetsfunktioner bibehålls och förbättras, där svagheterna över- vinns och där konstruktionen förenklas och görs säkrare.

Problemet löses i enlighet med uppfinningen genom att kraften från fjäderanordningen överstiger kraften från kraftbelastningen, att kraftbelastningen åstadkoms med minst en fjäder, vars fjäder- konstant väljes så att kraftbelastningen motsvarar ett definierat övertryck i inspirationsdelen och att en elektromagnet vid ström- tillslag kopplar bort fjäderanordningens påverkan på säkerhets- ventilen, varvid säkerhetsventilen är stängd då elektromagneten är pàkopplad och öppen då elektromagneten är urkopplad.

Härigenom kommer säkerhetsventilen att vara i öppet läge ända tills elektromagneten kopplas in, varefter säkerhetsventilen intar sitt läge som övertrycksskydd. Vid händelse av exempelvis ström- avbrott öppnar säkerhetsventilen omedelbart eftersom elektromag- neten därmed kopplas ur och patienten får luft via den öppna sä- kerhetsventilen. Eftersom detta system är helt oberoende av den inkommande tryckluften blir det maximalt tillåtna övertrycket väl- definierat och säkerhetsventilen hålls stängd så länge som trycket på andningsgasen är lägre än detta maximala tryck.

Genom att förse säkerhetsventilen med en justeranordning för kraftbelastningen, exempelvis en spännskruv för fjädern, kan det maximalt tillåtna övertrycket fininställas alternativt varieras inom vissa gränser.

En alternativ lösning av problemet i enlighet med uppfinningen ehålls genom att kraftbelastningen ges av en elektromagnet, varvid kraften kan styras med strömtillförseln till elektromagneten så att den motsvarar kraften i fjäderanordningen plus en kraft motsvaran- de ett definierat övertryck i inspirationsdelen.

Härigenom erhålls alla funktioner och fördelar med den första lösningen men med färre konstruktionsdelar. Det blir här möjligt att i än högre grad justera det definierade övertrycket vid vilket säkerhetsventilen skall öppnas genom att variera strömmen till elektromagneten. m, 10 15 20 25 30 35 465 705 3 För bägge alternativen är det fördelaktigt att utforma ven- tilatorn så att en anordning känner av trycket på inspirationssidan och att elektromagneten kopplas ur vid ett inställbart övertryck som underskrider det definierade övertrycket. Detta kan ske genom att en programmerbar styranordning kopplar ur elektromagneten vid ett programmerat övertryck. För att undvika att tillfälliga, åter- kommande toppar i tryckvariationen öppnar säkerhetsventilen i onö- dan är det lämpligt att utföra ventilatorn så att elektromagneten inte kopplas ur förrän trycket överskridit ett fastställt säker- hetsintervall utöver det inställda/programmerade övertrycket.

Detta ger då den extra fördelen för ventilatorn att den kan an- passas för varje individuell patient där det definierade övertryc- ket anses vara för högt för patienten. Elektromagneten kopplas då ur och säkerhetsventilen öppnas vid det inställda trycket.

I samband med fyra figurer beskrivs en ventilator som ett ut- föringsexempel i enlighet med uppfinningen, varvid fig 1 visar en pneumatisk enhet hos en ventilator, fig 2 visar en säkerhetsventil i öppet läge i den pneumatiska enheten, fig 3 visar säkerhetsventilen i stängt läge och fig 4 visar ett alternativt utförande av säkerhetsventilen.

En pneumatisk enhet 1 hos en ventilator, fig 1, har flera in- gångar 2 för luft och eventuella tillsatsgaser, som under tryck leds in i den pneumatiska enhetens 1 inspirationsdel 3. I inspira- tionsdelen 3 blandas tillsatsgaserna med luften och vidarebeford- ras till en patient under kontrollerat tryck och i kontrollerad mängd. Luftblandningen passerar på sin väg ut ur den pneumatiska enheten 1 ett bakteriefilter 4, en lufttrycksmätare 5 och en sä- kerhetsventil 6, som är streckmarkerad och ligger på undersidan av inspirationsdelen 3. Från patienten går luftblandningen, till- sammans med patientens utandningsluft, till en exspirationsdel 7 i den pneumatiska enheten. Även i exspirationsdelen 7 mäts trycket och en styrventil 8 reglerar trycket i exspirationsdelen 7 till en önskad nivå. Till ventilatorn hör också en, icke visad, kontroll- enhet där önskade variabler och parametrar kan ställas in och/eller programmeras.

Säkerhetsventilen 6 på inspirationsdelen 3 har i denna kon- struktion multipla funktioner. Den fungerar dels som mekanisk 10 15 20 25 30 \. 1 '- 465 705 4 övertrycksventil som öppnas om ett alltför högt tryck byggs upp i inspirationsdelen och hindrar patienten från att få gas av skadligt tryck, dels som övervakningsventil som öppnas vid ett godtyckligt programmerat övertryck som bestäms av en läkare och dels som nöd- ventil som öppnar direkt vid exempelvis strömavbrott och därmed ger patienten möjlighet att få in luft via den öppna ventilen. För att ytterligare öka säkerheten för patienten är ventílatorn utförd så att när säkerhetsventilen öppnas p g a någon av de nämnda orsaker- na, kommer styrventilen 8 att öppnas helt och inspirationsdelen 3 att stängas.

För att uppnå dessa funktioner har säkerhetsventilen 6 en spe- ciell utformning som framgår av fig 2 och fig 3.

En platta 9 är i sin ena ände försedd med en justerplatta 10 på vilken en tätningsring 11 är fäst. Tätningsringen 11 passar mot ventilöppningen 12 och pressas mot den av två fjädrar 13 (den ena dold bakom ventilen), som är fästa i plattan 9 och i två stift 14 (det ena dolt bakom ventilen), som sitter ovanför ventilöppningen 12.

På undersidan av plattan 9 sitter en justerskruv 15 med vilken justerplattan 10 kan förskjutas vertikalt gentemot plattan 9 och därmed kan också fjädrarna 13, spännas hårdare genom att förskjuta justerplattan 10 uppåt eller avlastas genom att förskjuta justerplattan 10 nedåt och härigenom kan alltså det övertryck vid vilket säkerhetsventilen 6 skall öppna varieras genom att variera förspänningen i fjädrarna 13.

För att hålla plattan 9 på rätt plats är två urtag 16 (endast den ena syns), uttagna mitt på de längsgående sidorna hos plattan 9 och dessa passar över två skänklar 17, (varav den ena är bort- snittad för att utförandet skall framgå) som går ned från området bakom ventilöppningen 12. Mellan de båda skänklarna 17, finns två stift 18 (endast det ena syns), som utgör hävaxel för plattan 9.

Vid den andra änden av plattan 9, sett från justerskruven 15 sitter en elektromagnetisk anordning 19 som består av en elek- tromagnet 20, en fjäder 21 och en kolv 22. Fjädern 21 pressar kol- ven 22 mot plattan 9 då elektromagneten 20 är frånslagen och öpp- nar därvid säkerhetsventilen 6, fig 2. Då strömmen kopplas på drar elektromagneten 20 till sig' kolven 22 och säkerhetsventilen 6 stängs av fjädrarna 13, fig 3. n) 10 15 20 25 465 705 5 Säkerhetsventilen 6 är alltså normalt sett öppen och stängs en- dast under ventilatorns användningsperioder. Förutom att säkerhets- ventilen 6 öppnar vid alltför stora övertryck, öppnar den också vid strömbortfall och ser till att patienten kan få luft via den. Genom att låta den elektromagnetiska öppningsanordningen 19 styras av kontrollenheten som via lufttrycksmätaren 5 får information om trycket i inspirationsdelen 3, kan elektromagneten 20 fås att slå ifrån vid ett tryck som kan programmeras in i kontrollenheten.

Detta ger då en läkare möjligheten att anpassa säkerhetsniván för trycket till varje individuell patient.

I fig' 4 visas ett alternativt utförande för att uppnå sä- kerhetsventilens 6 olika funktioner. Här är kolven 22 mekaniskt förbunden 25 med plattan 9 och plattan 9 är svängbart anordnad kring en rotationsaxel 24. Genom att reglera strömmen genom elek- tromagneten 20 kan dess dragkraft på kolven 22 varieras för att motsvara önskat stängningstryck för säkerhetsventilen 6 och häri- genom behövs inte fjädrarna 13, i fig 2 och fig 3 för att stänga ventilen med en specifik kraft. Genom en programmerbar styr- anordning 23 för elektromagneten 20 (som kan utgöra en integrerad del av kontrollenheten) kan det övertryck vid vilket säkerhetsven- tilen skall öppna enkelt väljas helt individuellt för varje pati- ent. För att öka säkerheten kan dessutom strömmen genom elektro- magneten 20 begränsas uppåt, så att det stängande trycket aldrig överstiger ett definierat högsta övertryck. 8 patentkrav 4 figurer

Claims

10 15 20 25 30 465 705 6 Patentkrav

1. Ventilator avsedd att anslutas till andningsvägarna på människa eller djur för tillförsel och avgivning av andningsgas till resp från andningsvägarna, vilken Ventilator bl a omfattar en inspira- tionsdel (3), som leder andningsgasen till andningsvägarna, bestå- ende av åtminstone en styrventil för gasflödet samt en säkerhets- ventil (6), påverkad av en kraftbelastning i stângande riktning och en fjäderanordning (21, 22) i öppnande riktning, vilken säkerhets- ventil (6) är placerad mellan styrventilen och andningsvägarna, k ä n n e t e c k n a d a v att kraften från fjäderanordningen (21, 22) överstiger kraften från kraftbelastningen, att kraftbelastningen åstadkoms med minst en fjäder (13), vars fjäderkonstant väljs så att kraftbelastningen motsvarar ett defi- nierat övertryck i inspirationsdelen och att en elektromagnet (20) vid strömtillslag kopplar bort fjäderan- ordningens (21, 22) påverkan på säkerhetsventilen (6), varvid säkerhetsventilen (6) är stängd då elektromagneten (20) är pákopp- lad och öppen då elektromagneten (20) är urkopplad.

2. Ventilator enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att säkerhetsventilen (6) är försedd med en justeranordning (15) för kraftbelastningen.

3. Ventilator enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att justeringsanordningen (15) utgörs av en spännskruv för fjädern.

4. Ventilator enligt något av ovanstående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v att en anordning (5) känner av trycket i in- spirationsdelen (3) och att elektromagneten (20) kopplas ur vid ett inställbart övertrycket. övertryck som underskrider det definierade a

5. Ventilator enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att en programmerbar styranordning kopplar ur elektromagneten (20) vid ett programmerat övertryck, som.underskrider det definierade över- trycket. 10 15 20 25 30 35 465 705 7

6. Ventilator enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e t e c k - n a d a v att en anordning (5) känner av trycket i inspirations- delen (3) och att elektromagneten (20) kopplas ur vid ett övertryck som med ett fastställt säkerhetsintervall överstiger ett inställ- bart övertryck och som underskrider det definierade övertrycket.

7. Ventilator avsedd att anslutas till andningsvägarna på människa eller djur för tillförsel och avgivning av andningsgas till resp från andningsvägarna, vilken Ventilator bl a omfattar en inspira- tionsdel (3), som leder andningsgasen till andningsvägarna, bestå- ende av åtminstone en styrventil för gasflödet samt en säkerhets- ventil (6), påverkad av en kraftbelastning i stängande riktning och en fjäderanordning i öppnande riktning, vilken säkerhetsventil (6) är placerad mellan styrventilen och andningsvägarna, k ä n n e - t e c k n a d a v att kraftbelastningen ges av en elektromagnet (20), varvid kraften kan strömtillförseln till elektromagneten (20) så att kraften i fjäderanordningen (21, 22) plus en kraft motsvarande ett definie- rat övertryck i inspirationsdelen (3) (fig 4). styras med den motsvarar

8. Ventilator enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att en anordning (5) känner av trycket i inspirationsdelen (3) och att elektromagneten (20) kopplas ur vid ett inställbart övertryck som underskrider det definierade övertrycket.

9. Ventilator enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d a v att en programmerbar styranordning (23) kopplar ur elektromagneten (20) vid ett programmerat övertryck, som underskrider det definierade övertrycket.

10. Ventilator enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att en anordning (5) känner av trycket i inspirationsdelen (3) och att elektromagneten (20) kopplas ur vid ett övertryck, som med ett fastställt säkerhetsintervall överstiger ett inställbart övertryck och som underskrider det definierade övertrycket.