DE1255865B

DE1255865B - Control valve for ventilators

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Publication number: DE1255865B
Application number: DED39994A
Authority: DE
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1962-10-06
Filing date: 1962-10-06
Publication date: 1967-12-07

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Tnt. Cl.:Tnt. Cl .:

A61hA61h

Deutsche Kl.: 30 k-13/01 German Kl .: 30 k -13/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
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Display day:

1 255 865
D39994IXd/30k1 255 865
D39994IXd / 30k

6. Oktober 1962October 6, 1962

7. Dezember 19677th December 1967

Es sind Beatmungsgeräte für die sogenannte assistierte Beatmung bekannt, die zur Unterstützung der Eigenatmung von Menschen dienen. Weiterhin sind Beatmungsgeräte für die sogenannte kontrollierte Beatmung bekannt, mit denen vollkommen atemgelähmte Menschen beatmet werden. Die Beatmungsgeräte für die assistierte Beatmung arbeiten nur, wenn das Atemzentrum der zu beatmenden Person die Umschaltimpulse für die Steuervorrichtung für die Umschaltung von Ein- und Ausatmung bzw. umgekehrt abgibt. Beispielsweise bei Beginn einer wenn auch nur schwachen Einatmung drückt das Atemunterstützungsgerät Luft bis zu einem vorher eingestellten Druck oder Volumen in die Lunge. Nachdem diese vollkommen gefüllt ist, steigt der Druck noch um einen bestimmten darüberliegenden Betrag an, wodurch dann durch diesen in der Atemleitung herrschenden Überdruck die Umschaltvorrichtung für die Ausatmung betätigt wird. Nunmehr wird mit dem Gerät ein Unterdruck erzeugt, wodurch die Ausatemluft abgesaugt wird. Wenn die Lunge leergesaugt ist, saugt das Gerät noch weiter, bis nach Erreichen eines bestimmten einstellbaren Unterdruckes durch dessen zusätzlichen Unterdruck die Umsteuervorrichtung eingeschaltet und das Gerät wiederum auf Einatmen umgeschaltet wird. Die von dem zusätzlichen Über- bzw. Unterdruck erzeugte Umsteuerung wird allgemein als »Trigger« bezeichnet. There are known ventilators for so-called assisted ventilation, which are used to support the Serve human breathing. Furthermore, ventilators are for the so-called controlled Ventilation known, with which completely breath-paralyzed people are ventilated. The ventilators for assisted ventilation only work when the respiratory center of the person to be ventilated receives the switching pulses for the control device for the switch between inhalation and exhalation and vice versa. For example at the beginning of an if Even if only weak inhalation is concerned, the breathing support device pushes air up to a preset value Pressure or volume in the lungs. After this is completely filled, the pressure rises by a certain amount above this, which then causes this in the breathing line prevailing overpressure the switching device for exhalation is actuated. Now is with creates a negative pressure in the device, whereby the exhaled air is sucked out. When the lungs are emptied the device continues to suck until a certain adjustable negative pressure has been reached due to its additional negative pressure, the reversing device is switched on and the device in turn is switched to inhalation. The one generated by the additional overpressure or underpressure Reversal is generally referred to as a »trigger«.

Die Beatmungsgeräte für die sogenannte kontrollierte Beatmung sind mit Vorrichtungen ausgerüstet, die in von dem Bedienungspersonal einstellbaren Zeitintervallen abwechselnd dem Patienten Luft für die Einatmung zuführen oder aus den Atemorganen zur Ausatmung absaugen. Diese Hilfsvorrichtungen werden »Timer« genannt.The ventilators for so-called controlled ventilation are equipped with devices the time intervals that can be set by the operating personnel alternately to give the patient air supply inhalation or aspirate from the respiratory organs for exhalation. These auxiliary devices are called "timers".

Es sind auch Beatmungsgeräte bekannt, die mit beiden Vorrichtungen ausgerüstet sind, bei denen also der Patient, solange er Eigenatmung besitzt, den Beatmungsrhythmus des Gerätes selbst steuert. Wenn dagegen die Eigenatmung aufhört, schaltet sich selbsttätig die zusätzliche Hilfsvorrichtung ein, so daß der Patient nunmehr nach einem willkürlich einstellbaren Rhythmus vom Gerät beatmet wird. Diese Geräte sind mit einer Trigger- und einer Timervorrichtung ausgerüstet. Die bekannten Geräte haben den Nachteil eines sehr umständlichen Aufbaues, da sie zwei verschiedene Steuersysteme benötigen. There are also known ventilators that are equipped with both devices, in which So the patient, as long as he can breathe himself, controls the ventilation rhythm of the device himself. if on the other hand, the self-breathing stops, the additional auxiliary device switches itself on, see above that the patient is now ventilated by the device according to an arbitrarily adjustable rhythm. These devices are equipped with a trigger and a timer device. The well-known devices have the disadvantage of a very cumbersome structure, since they require two different control systems.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Geräte. Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für Beatmungsgeräte mit einer Uberdruckleitung, Steuerventil für BeatmungsgeräteThe invention avoids the disadvantages of the known devices. The invention relates to a control valve for ventilators with a positive pressure line, control valve for ventilators

Anmelder:Applicant:

Drägerwerk, Heinr. & Bernh. Dräger,
Lübeck, Moislinger Allee 53/55Drägerwerk, Heinr. & Bernh. Dräger,
Lübeck, Moislinger Allee 53/55

einer Unterdruckleitung, einer ins Freie führenden Entlastungsleitung und einer zum Patienten führenden Leitung (Patientenleitung) sowie einem beweglichen Ventilbauteil zum Absperren dieser Leitungen. Die Erfindung besteht in einer den beweglichen Ventilbauteil in einer Normallage haltenden Richtkraft und einem mit dem beweglichen Ventilbauteil gekuppelten, auf die Druckunterschiede in der Patientenleitung ansprechenden Steuermittel, wobei in der Normallage die Über- und Unterdruckleitungen abgesperrt sind und die Entlastungsleitung über eine Durchbrechung im beweglichen Ventilbauteil mit der Patientenleitung oder mit einem Hohlraum im beweglichen Ventilbauteil in Verbindung steht und in der Verschiebelage die Entlastungsleitung abgesperrt ist und entweder die Uberdruckleitung oder die Unterdruckleitung mit der Patientenleitung in Verbindung steht. Die erfmdungsgemäße Vorrichtung hat zunächst den Vorteil, daß bei einer noch vorhandenen Eigenatmung des Patienten zur Umsteuerung des Beatmungsgeräts nicht mehr das Entstehen eines zusätzlichen, den Steuerimpuls abgebenden Überdrucks bzw. Unterdrucks erforderlich ist. Wenn nämlich beispielsweise die Ausatmung beendet ist und keine Luft mehr aus dem Patienten abgesaugt wird, schaltet das Steuerventil selbsttätig durch die auf das Steuerventil einwirkende Richtkraft in die Normalstellung zurück, in der die Unterdruckleitung abgesperrt wird. Es ist also zur Umschaltung des Steuerventils nicht mehr ein zusätzlicher Umschaltunterdruck erforderlich. Das gleiche gilt bei der Einatmung, wie es in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Die auf den beweglichen Ventilbauteil einwirkende Richtkraft kann durch einen diesen Bauteil in der Normallage haltenden Magneten ausgeübt sein. Eine andere Bauform besteht darin, daß als Richtkraft eine Feder verwendet wird. Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung kann die Richtkraft derart ausgebildet sein, daß sie mit dem Öffnungsweg des beweglichen Ventilbauteils abnimmt. Dadurch ergibt sich dera vacuum line, a relief line leading to the outside and one leading to the patient Line (patient line) and a movable valve component to shut off these lines. The invention consists in a straightening force that holds the movable valve component in a normal position and one which is coupled to the movable valve component and acts on the pressure differences in the patient line responsive control means, with the overpressure and vacuum lines shut off in the normal position are and the relief line via an opening in the movable valve component with the Patient line or is in communication with a cavity in the movable valve component and in the displacement position, the relief line is shut off and either the overpressure line or the Vacuum line is in communication with the patient line. The device according to the invention initially has the advantage that if the patient is still breathing naturally, it can be reversed the ventilator no longer creates an additional control pulse Overpressure or underpressure is required. For example, when the exhalation stops and no more air is being sucked out of the patient, the control valve switches automatically by the straightening force acting on the control valve back to the normal position in which the vacuum line is locked. So it is no longer an additional one for switching over the control valve Switching vacuum required. The same applies to inhalation as it does in the following Embodiment is described. The straightening force acting on the movable valve component can be exercised by a magnet holding this component in the normal position. Another design is that a spring is used as a straightening force. According to another embodiment the invention, the directional force can be designed so that it with the opening path of the movable Valve component decreases. This results in the

709 707/28709 707/28

3 43 4

Vorteil, daß die Kräfte, durch die das Ventil in der In dem Wandteil 4 α befindet sich ein Weicheisen-Einatemphase oder in der Ausatemphase gehalten kern 8, der von dem im Gehäuse 1 angeordneten wird, verhältnismäßig gering sein können. Soweit die Permanentmagneten 9 angezogen wird und den Richtkraft durch einen Magneten erzeugt wird, Drehschieber 2 in der in Abb. 1 dargestellten Nornimmt die Richtkraft mit dem Öffnungsweg des be- 5 malstellung hält.Advantage that the forces through which the valve is in the In the wall part 4 α there is a soft iron inhalation phase or in the exhalation phase held core 8, which is arranged in the housing 1 will be relatively low. As far as the permanent magnet 9 is attracted and the Directional force is generated by a magnet, rotary valve 2 in the direction shown in Fig. 1 the straightening force maintains with the opening path of the painting position.

weglichen Ventils ab. Soweit eine Feder zur Erzeu- Der zylindrische Teil 3 des Drehschiebers 2 ist mitmovable valve. As far as a spring for generating the cylindrical part 3 of the rotary valve 2 is with

gung der Richtkraft verwendet wird, ist es zweck- den Öffnungen 10 und 11 versehen. In der in A b b. 1When the straightening force is used, openings 10 and 11 are provided for the purpose. In the in A b b. 1

mäßig, eine Kippfeder zu verwenden. dargestellten Normalstellung steht der Innenraum la moderate to use a toggle spring. normal position shown is the interior la

Eine einfache Ausführungsform der Erfindung des Drehschiebers 2 über die Öffnung 10 und die im besteht darin, daß der bewegliche Ventilbauteil als io Gehäuse 1 angeordnete Entlastungsleitung 12 mit der hohler Drehschieber mit einer Öffnung ausgebildet Außenluft in Verbindung. Die Nährgas zuführende ist, mit Mantelflächen unterschiedlicher Durchmes- Überdruckleitung 13 und die Unterdruckleitung 14 ser, wobei das Gehäuse mit einem in das Innere enden derart in dem Gehäuse 1, daß je eine von ragenden Vorsprung zur Abdichtung gegen die Man- ihnen in den beiden noch späterhin zu bezeichnenden telflächen geringeren Durchmessers versehen ist und 15 Endstellungen über die Öffnung 10 mit dem Innender durch diesen Vorsprung nicht abgedeckte Wand- raum 2 a des Drehschiebers 2 in Verbindung steht, teil des Drehschiebers die Absperrfläche gegenüber In der in Abb. 1 gezeigten Normalstellung sind dem mit den Atmungsorganen verbundenen Raum beide Leitungen 13 und 14 abgesperrt. Bei dieser des Ventils bildet. Weiterhin besteht eine einfache Stellung sperrt im übrigen der Wandteil Aa im Zu-Ausführungsform der Erfindung darin, daß in der 20 sammenhang mit dem Gehäuseteil 39 den Innenraum Gehäusewand des Drehschiebers beidseitig der Stelle, 2 a des Drehschiebers 2 gegen den mit den Atmungsan der in der Ruhestellung der Wandteil des Dreh- Organen des Patienten verbundenen Raum 15 ab, von Schiebers den zu den Atmungsorganen führenden dem die Leitung 16 zum Patienten (Patientenleitung) Raum abschließt, Ausnehmungen angeordnet sind führt. Beidseitig des Gehäuseteils 39 sind im Ge- und daß der Drehschieber eine Öffnung besitzt, so 25 häuse 1 Ausnehmungen 17 und 18 vorhanden,
daß bei Drehungen des Drehschiebers in der einen Von dem Gehäuse ragt eine Abdichtungswand oder anderen Richtung aus der Normallage heraus 19 — die den Raum 15 abschließt — an der zylinsein Innenraum mit dem zu den Atmungsorganen drischen Mantelfläche 7 der Drehschieberwand 4 führenden Raum in Verbindung steht. Eine einfache heran und schließt sich dieser an. Derart werden Bauform besteht darin, daß an der Stelle, an der in 30 zwei zylindrische Abdichtungsflächen gebildet, deren der Normallage die Absperrwand des Drehschiebers eine den großen Radius R besitzt und in der die Leider Gehäusewandung anliegt, ein die Richtkraft er- tungen 12, 13, 14 münden, während deren andere zeugender Magnet angeordnet ist. Eine andere Aus- den kleineren Radius r besitzt,
führungsform der Erfindung besteht darin, daß Beginnt der Patient mit der Einatmung, dann ent-Schaltmittel des beweglichen Ventilbauteils Elektro- 35 steht im Raum 15 ein Unterdruck, der, wenn er die magnete sind und daß das Steuermittel eine Steuer- Haltekraft des Permanentmagneten 9 überwiegt, den membran ist, der beidseitig Kontakte gegenüberlie- Drehschieber 2 entgegen dem Uhrzeigersinn in Richgen, von denen je einer in dem Stromkreis je eines tung des Pfeils P in die in A b b. 2 dargestellte Lage der Elektromagneten eingeschaltet ist und daß bei dreht. Das Drehmoment wird unter anderem durch Druckgleichheit beidseitig der Steuermembran beide 40 das Verhältnis R: r bestimmt. Bei dieser Drehung Kontakte sich in Offenstellung befinden. Bei dieser wird der Innenraum 2 a des Drehschiebers 2 über die Bauform wird dann durch den jeweiligen Kontakt Öffnung 10 mit der Überdruckleitung 13 eines Gedas Steuerventil so geschaltet, daß entweder die Aus- biases, einer Druckquelle od. dgl. verbunden, so daß atmung oder die Einatmung eingeschaltet wird. nunmehr Nährgas unter Druck über den InnenraumA simple embodiment of the invention of the rotary valve 2 via the opening 10 and the im consists in that the movable valve component as a io housing 1 arranged relief line 12 with the hollow rotary valve with an opening formed outside air in connection. The nutrient gas supplying is, with jacket surfaces of different diameters, overpressure line 13 and the underpressure line 14 ser, whereby the housing ends with one in the interior in the housing 1 that one of each protruding protrusion for sealing against the man- them in the two still The later to be designated central surfaces of smaller diameter is provided and 15 end positions via the opening 10 with the inside of the wall space 2 a of the rotary valve 2 not covered by this projection is in connection, part of the rotary valve is opposite the shut-off surface in the normal position shown in Fig. 1 the space connected to the respiratory organs, both lines 13 and 14 shut off. This forms the valve. Furthermore, there is a simple position blocks the wall part Aa in the other embodiment of the invention in that in the 20 related to the housing part 39 the interior housing wall of the rotary valve on both sides of the point, 2 a of the rotary valve 2 against the with the respiratory system in the Rest position of the wall part of the rotary organs of the patient connected space 15, from the slide that leads to the respiratory organs leading to the line 16 to the patient (patient line) closes the space, recesses are arranged. Both sides of the housing part 39 are in the Ge and that the rotary valve has an opening, so 25 housing 1 recesses 17 and 18 are available,
that when the rotary valve rotates in one of the housing protrudes a sealing wall or other direction from the normal position 19 - which closes the space 15 - on the zylinsein interior with the to the respiratory organs drical outer surface 7 of the rotary valve wall 4 leading space in connection. A simple approach and joins this one. Such a design consists in the fact that at the point at which two cylindrical sealing surfaces are formed in 30, the normal position of which the shut-off wall of the rotary valve has a large radius R and in which the housing wall rests, the straightening force 12, 13 is determined , 14 open, while the other generating magnet is arranged. Another out of the smaller radius r has,
The embodiment of the invention consists in that if the patient begins to inhale, then the switching means of the movable valve component electrical 35 is a negative pressure in the space 15 which, when the magnets are there, and that the control means a control holding force of the permanent magnet 9 outweighs The membrane is, the two-sided contacts opposite rotary valve 2 counterclockwise in directions, each of which in the circuit is one direction of the arrow P in the in A b b. 2 position shown the electromagnet is switched on and that rotates at. The torque is determined, among other things, by the pressure equality on both sides of the control diaphragm, the ratio R: r . During this rotation, the contacts are in the open position. In this, the interior 2 a of the rotary valve 2 via the design is then switched through the respective contact opening 10 with the pressure line 13 of a Gedas control valve so that either the exhaust, a pressure source or the like inhalation is turned on. now nutrient gas under pressure over the interior

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand 45 2 a des Drehschiebers 2. die öffnung 11, die Aus-Further details of the invention are at hand 45 2 a of the rotary valve 2, the opening 11, the training

der in den Zeichnungen schematisch dargestellten nehmung 17, den Raum 15 und die Patientenleitungthe intake 17 shown schematically in the drawings, the room 15 and the patient line

Ausführungsbeispiele erläutert, und zwar zeigt 16 gelangt. Wenn das Nährgas bei der EinatmungEmbodiments explained, namely shows 16 arrives. When the nutrient gas on inhalation

Abb. 1 eine Steuervorrichtung in Normalstellung in dem vorgeschriebenen Weg strömt, entsteht anFig. 1 a control device flows in the normal position in the prescribed path, arises

im Horizontalschnitt, der Öffnung 11 ein dynamischer Widerstand, dessenin horizontal section, the opening 11 a dynamic resistance, whose

Abb. 2 die gleiche Steuervorrichtung in der Ein- 50 Kraftkomponente den Drehschieber 2 in der inFig. 2 shows the same control device in the one 50 force component the rotary valve 2 in the in

atemphase, Abb. 2 dargestellten Einatemstellung hält. Ist ambreathing phase, Fig. 2 holds the inhalation position shown. Is by

A b b. 3 die gleiche Steuervorrichtung in der Aus- Ende der Einatmung Druckausgleich zwischen deiA b b. 3 the same control device in the end of inhalation pressure equalization between the dei

atemphase, Lunge des Patienten und der Nährgasquelle er-respiratory phase, lungs of the patient and the nutrient gas source

A b b. 4 eine andere Ausführungsform mit einer reicht, so daß kein Einatemgas mehr zufließt, so bil-A b b. 4 another embodiment with one is enough so that no more inhalation gas flows in, so form-

gleichartigen Steuervorrichtung in Normalstellung 55 det sich kein Druckstaub vor der Öffnung 11. Dersimilar control device in normal position 55 det there is no pressure dust in front of the opening 11. The

und Drehschieber 2 wird nicht mehr in der Offenstellungand rotary valve 2 is no longer in the open position

Abb. 5 eine elektrisch geschaltete Steuervorrich- gehalten, vielmehr durch die Rückstellkraft des Per-Fig. 5 an electrically switched control device held, rather by the restoring force of the

tung mitsamt der Steuermembran. manentmagneten 9 wieder in die in A b b. 1 darge-together with the control diaphragm. Manentmagneten 9 again in the in A b b. 1 shown

Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 ist inner- stellte Normalstellung zurückgedreht. Dabei wird derIn the embodiment according to Fig. 1, the normal position is turned back. The

halb des Gehäuses 1 ein leicht beweglicher Dreh- 60 Innenraum 2 a des Drehschiebers 2 über die öffnunghalf of the housing 1 an easily movable rotary 60 interior 2 a of the rotary slide 2 via the opening

schieber 2 gelagert, der im Querschnitt halbkreisför- 10 und die Entlastungsleitung 12 mit der Atmosphäreslide 2 mounted, the semi-circular in cross section 10 and the relief line 12 with the atmosphere

mig und hohl ausgebildet ist. Der Drehschieber be- verbunden, so daß der Innenraum 2 a des Drehschie-is formed mig and hollow. The rotary valve is connected so that the interior 2 a of the rotary valve

steht aus dem zylindrischen Teil 3 und den in Rieh- bers 2 druckentlastet wird.consists of the cylindrical part 3 and which is depressurized in Rieh- bers 2.

tung des Durchmessers verlaufenden Wandteilen 4 a Infolge der Einatmung herrscht in der Lunge des und 4b. Der Drehschieber ist um die Achse 5 65 Patienten ein Überdruck gegenüber dem Atmosphäschwenkbar. Die äußere Verbindungsfläche 6 der rendruck, d. h., daß der Druck im Raum 15 den Wandteile 4 a und 4 b ist im mittleren Bereich 7 Druck im Innenraum 2 a des Drehschiebers 2 überzylindrisch, wiegt, wodurch dieser nunmehr in die in A b b. 3 dar-direction of the diameter extending wall parts 4 a As a result of inhalation prevails in the lungs of the and 4b. The rotary valve can be pivoted about the axis 5 65 patients an overpressure compared to the atmosphere. The outer connecting surface 6 of the rent pressure, that is, that the pressure in the space 15 of the wall parts 4 a and 4 b is over-cylindrical in the middle area 7 pressure in the interior 2 a of the rotary valve 2, so that it is now in the in A b b. 3 dar-

gestellte Lage im Uhrzeigersinn gedreht wird. Bei dieser Drehung wird der Innenraum 2 a des Drehschiebers 2 über die Öffnung 10 mit der Unterdruckseite eines Gebläses oder einer anderen Unterdruckquelle über die Unterdruckleitung 14 verbunden, so daß nunmehr die Ausatemluft des Patienten über den Raum 15, die Ausnehmung 18, den Innenraum 2 a des Drehschiebers 2 usw. abgesaugt wird. Auch in diesem Fall entsteht vor der Öffnung 11 ein dynamischer Widerstand, dessen Kraftkomponente den Drehschieber 2 in der in Abb. 3 dargestellten Lage hält.position is rotated clockwise. During this rotation, the interior 2 a of the rotary valve 2 is connected via the opening 10 to the vacuum side of a fan or another vacuum source via the vacuum line 14, so that now the exhaled air of the patient via the space 15, the recess 18, the interior 2 a the rotary valve 2 etc. is sucked off. In this case, too, a dynamic resistance arises in front of the opening 11, the force component of which holds the rotary valve 2 in the position shown in FIG. 3.

Wenn am Ende der Ausatmung Druckausgleich zwischen der Lunge des Patienten und der Unterdruckleitung 14 erzielt ist und demzufolge kein Gas mehr in die angegebene Richtung fließt, entfällt ein Staudruck an der Öffnung 11, so daß die Rückstellkraft des Magneten 9 den Drehschieber 2 wieder in die in Abb. 1 dargestellte Lage zurückdreht.When, at the end of exhalation, pressure equalization between the patient's lungs and the vacuum line 14 is achieved and consequently no more gas flows in the specified direction, is omitted Dynamic pressure at the opening 11, so that the restoring force of the magnet 9 turns the rotary valve 2 back into turns back the position shown in Fig. 1.

Wiederum wird nunmehr der Innenraum la des Drehschiebers 2 über die Entlastungsleitung 12 mit der Atmosphäre verbunden und damit druckentlastet.Again, the interior la of the rotary valve 2 is now connected to the atmosphere via the relief line 12 and thus relieved of pressure.

Nunmehr wiederholt sich das beschriebene Ein- und Ausatemspiel, wobei davon ausgegangen sei, daß der Patient noch eine Eigenatmung besitzt. Durch diese Eigenatmung wird das Gerät gesteuert. Es wirkt also als Trigger. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wirkt aber auch als Timer. Wenn nämlich während der beschriebenen Beatmung aus irgendeinem Grund die spontanen, vom Patienten abgegebenen Atemimpulse nicht mehr auftreten, wirkt das Gerät in gleicher Weise, d. h., die bisher assistierte Beatmung durch das Gerät geht nach Aufhören der spontanen Atemimpulse ohne Verzögerung in eine kontrollierte Beatmung über, da am Ende einer jeden Einatmung und am Ende jeder Ausatmung der Drehschieber, da zu diesen Zeitpunkten kein Gas mehr fließt, von dem Permanentmagneten 9 in die Normalstellung nach A b b. 1 zurückgedreht wird. Andererseits genügen allein die durch die gleichsam federartige Muskelkraft des Thorax gegebenen geringen Kräfte schon, um den Drehschieber 2 dann aus der Normalstellung in die jeweils notwendige folgende Schaltstellung zu drehen. Dies geschieht ohne ein Zutun des Patienten.Now the described inhalation and exhalation game is repeated, assuming that that the patient still has his own breathing. The device is controlled by this self-breathing. So it acts as a trigger. However, the device according to the invention also acts as a timer. If namely during the described ventilation for whatever reason spontaneous, from the patient breath impulses no longer occur, the device works in the same way, i. h. that so far Assisted ventilation by the device goes without delay after the spontaneous breathing impulses have stopped into controlled ventilation, as at the end of each inhalation and at the end of each Exhalation of the rotary valve, since no more gas flows at this point in time, from the permanent magnet 9 in the normal position according to A b b. 1 is turned back. On the other hand, those alone are sufficient the small forces given by the feather-like muscular force of the thorax already, to the Then turn the rotary valve 2 from the normal position into the following switching position required in each case. This happens without any action on the part of the patient.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Rückstellkräfte beispielsweise des Permanentmagneten unterschiedlich einstellbar sein, so daß auch die unterschiedliche Einstellung des Beginns der Normalstellung erreicht werden kann. Des weiteren kann der Unterdruck bzw. der Überdruck in den Leitungen 12 und 14 einstellbar sein, wodurch die Geschwindigkeit und die Tiefe der Beatmung reguliert werden können.In the device according to the invention, the restoring forces, for example, of the permanent magnet be differently adjustable, so that the different setting of the beginning of the Normal position can be achieved. Furthermore, the negative pressure or the overpressure in the Lines 12 and 14 can be adjustable, thereby regulating the speed and depth of ventilation can be.

Die Ausführung nach Abb. 4 unterscheidet sich von der nach A b b. 1 nur dadurch, daß an Stelle der durch einen Magneten gebildeten Rückstellkraft diese durch eine Kippfeder 22 erzeugt wird. Diese ist eine Doppelfeder, die beidseitig zwischen Anschlagstücken 23 und 24 liegt und deren freies Ende einen an der Mantelfläche 7 des Drehschiebers 2 befestigten Zapfen 25 umschließt. Durch die Doppelfeder 22 wird der Drehschieber in der in A b b. 4 dargestellten Normallage gehalten. Der Drehschieber 2 kann dann, wie oben beschrieben, in die Stellungen nach den A b b. 2 und 3 gebracht werden, wobei beim Knicken der Feder 22 die Richtkraft abnimmt.The design according to Fig. 4 differs from that according to A b b. 1 only by the fact that instead of the The restoring force formed by a magnet is generated by a toggle spring 22. This is one Double spring that lies on both sides between stop pieces 23 and 24 and the free end of which is one on the The lateral surface 7 of the rotary valve 2 encloses the pin 25 attached. Due to the double spring 22 the rotary valve is in the position shown in A b b. 4 held normal position shown. The rotary valve 2 can then as described above, in the positions according to A b b. 2 and 3 are brought, with when buckling the spring 22 decreases the straightening force.

Um ein Flattern des Drehschiebers 2 mit Sicherheit zu vermeiden, kann weiterhin eine den Drehschieber in der Normalstellung haltende Rastfeder 25 α vorgesehen sein, die am Gehäuse 1 befestigt ist und ebenfalls einem Anschlag 26 anliegt. Das winkelförmig abgebogene Ende 27 ragt in eine Raste 28 des Wandteils 4 b ein und hält den Drehschieber 2 mit einer zusätzlichen Kraft in der dargestellten Normalstellung. Die in dem Wandteil 4 b vorgesehene Bohrung 30 dient zum Druckausgleich gegenüber dem InnenraumIn order to reliably prevent the rotary slide 2 from fluttering, a detent spring 25 a holding the rotary slide in the normal position can also be provided, which is attached to the housing 1 and also rests against a stop 26. The angularly bent end 27 protrudes into a notch 28 of the wall part 4 b and holds the rotary valve 2 with an additional force in the normal position shown. The bore 30 provided in the wall part 4 b serves to equalize pressure with respect to the interior

ίο la. ίο la.

Bei dem in A b b. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel münden die Überdruckleitung 13 und die Unterdruckleitung 14 in den Bohrungen 31 und 32 der Wandung 33 des beweglichen Ventilbauteils 35. Zwisehen den Bohrungen 31 und 32 befindet sich die Bohrung 34 der Entlastungsleitung 12.In the case of A b b. 5, the overpressure line 13 and the vacuum line open out 14 in the bores 31 and 32 of the wall 33 of the movable valve component 35. Zwisehen the bores 31 and 32 are the bore 34 of the relief line 12.

Der Ventilbauteil 35 kann als Hohlkörper ausgebildet sein mit zwei einander gegenüberliegenden Öffnungen 36 und 37, die aber auch nur durch einenThe valve component 35 can be designed as a hollow body with two opposing openings 36 and 37, but only through one

ao Kanal miteinander verbunden sein können. In dem Gehäuse 33 ist eine den Bohrungen 31 und 32 gegenüberliegende Längsbohrung 38 angeordnet, die mit der Leitung 40 verbunden ist, die mit dem Anschlußstutzen 41 für die Patientenleitung 61 verbunden ist.ao channel can be interconnected. By doing Housing 33 is arranged a longitudinal bore 38 opposite the bores 31 and 32, which with the line 40 is connected, which is connected to the connection piece 41 for the patient line 61.

In der Leitung 41 ist eine geringfügige Drossel 42 eingeschaltet. A slight throttle 42 is switched on in line 41.

Der bewegliche Ventilbauteil 35 ist beidseitig mit einer Ventilstange 43 versehen, auf der Weicheisenteile 44 und 45 aufgesetzt sind. Beidseitig von diesen befinden sich Elektromagnete 46 und 47. Beide sind über die Leitungen 48 und 49 an dem Pol einer Stromquelle angeschlossen und stehen außerdem über Leitungen 50 und 51 mit je einem Kontakt 52 und 53 in Verbindung. Diese Kontakte liegen beidseitig des in einer Steuermembran 54 eingesetzten Kontaktstücks 55. Die Steuermembran 54 ist in einem Gehäuse 56 eingespannt und teilt dieses in zwei Räume 57 und 58, die über Verbindungsleitungen 59 und 60 beidseitig der Drossel 42 an die Leitung 41 angeschlossen sind.The movable valve component 35 is provided on both sides with a valve rod 43 on which soft iron parts 44 and 45 are attached. Electromagnets 46 and 47 are located on both sides of these. Both are connected via lines 48 and 49 to the pole of a power source and also protrude Lines 50 and 51 each with a contact 52 and 53 in connection. These contacts are on both sides of the in a control membrane 54 inserted contact piece 55. The control membrane 54 is in a housing 56 clamped and divides this into two rooms 57 and 58, which are connected via connecting lines 59 and 60 both sides of the throttle 42 are connected to the line 41.

Die Vorrichtung ist in der Normalstellung entsprechend der A b b. 1 dargestellt.The device is in the normal position according to A b b. 1 shown.

Es sei angenommen, daß der Patient völlig ausgeatmet habe und nunmehr infolge der geringen Kraft in der Lunge ein geringer Unterdruck in der Patientenleitung 61 erzeugt wird. Dadurch wird ein geringer Unterdruck im Raum 57 erzeugt, der die Membran 54 anzieht, so daß der Kontakt 52, 55 und damit der Stromkreis des Elektromagneten 46 geschlossen wird. Der bewegliche Ventilbauteil 35 wird nach links gezogen, bis seine Öffnungen 36, 37 vor die öffnungen 31 und 38 kommen, so daß nunmehr Nährgas aus der Überdruckleitung 13 über die Leitung 40 und die Drossel 42 in die Leitung 41 tritt und den Atmungsorganen des Patienten zuströmt.It is assumed that the patient has exhaled completely and is now due to the low force a slight negative pressure is generated in the patient line 61 in the lungs. This becomes a generated slight negative pressure in the space 57, which attracts the membrane 54, so that the contact 52, 55 and so that the circuit of the electromagnet 46 is closed. The movable valve member 35 becomes pulled to the left until its openings 36, 37 come in front of the openings 31 and 38, so that now nutrient gas from the overpressure line 13 via the line 40 and the throttle 42 into the line 41 and the The patient's respiratory system.

Infolge des dynamischen Widerstands an der Drossel 42 erhöht sich der Druck im Raum 58, so daß die Kontakte 52, 55 geschlossen bleiben. Wenn am Ende der Einatemphase keine Luft mehr zum Patienten strömt und sich demzufolge Druckgleichheit beidseitig der Drossel 42 einstellt, geht die Steuermembran 54 in die in A b b. 5 dargestellte Lage zurück, wobei der bewegliche Ventilbauteil 35 durch eine am Ende der Schieberstange 43 angreifende Einstellfeder 62 in die in A b b. 5 dargestellte Lage gezogen wird. Der Überdruck kann aus der Leitung 40 und dem Hohlraum des Ventilbauteils 35 über die Entlastungsleitung 12 entweichen.As a result of the dynamic resistance at the throttle 42, the pressure in the space 58 increases, see above that the contacts 52, 55 remain closed. If at the end of the inhalation phase there is no more air to Patient flows and consequently pressure equality is established on both sides of the throttle 42, the Control diaphragm 54 in the in A b b. 5 position shown back, wherein the movable valve member 35 by an adjusting spring 62 acting on the end of the slide rod 43 into the position shown in A b b. 5 position shown drawn will. The overpressure can from the line 40 and the cavity of the valve component 35 via the Relief line 12 escape.

Andererseits wird nun durch die Federkraft der Lungenmuskulatur ein geringer Überdruck in der Leitung 41 oberhalb der Drossel 42 erzeugt, der die Steuermembran 54 nach unten biegt, so daß nunmehr das Kontaktpaar 53, 55 geschlossen und der Stromkreis des Elektromagneten 47 eingeschaltet wird. Der bewegliche Ventilbauteil 35 geht nach rechts und gibt den Weg der Unterdruckleitung 14 zur Leitung über die Bohrungen 32, 36, 37 und 38 frei, so daß nunmehr auf die Organe ein Unterdruck einwirkt. Infolge des dynamischen Widerstands bei 42 bleibt der Unterdruck im Raum 58 bestehen, bis am Ende der Ausatmung kein Atemgas mehr fließt und demzufolge sich wieder Druckgleichheit und damit auch in den Räumen 57, 58 einstellt und die Steuermembran 54 in die in Abb. 5 dargestellte Lage zurückgeht, worauf dann wieder nach Öffnen des Stromkreises der bewegliche Ventilbauteil wieder in die dargestellte Lage geht.On the other hand, the spring force of the lung muscles now creates a slight overpressure in the line 41 generated above the throttle 42, which bends the control membrane 54 downwards, so that now the pair of contacts 53, 55 closed and the circuit of the electromagnet 47 is switched on. Of the movable valve member 35 goes to the right and gives the path of the vacuum line 14 to the line free via the bores 32, 36, 37 and 38, so that a negative pressure now acts on the organs. As a result of the dynamic resistance at 42, the negative pressure remains in the space 58 until the end of the Exhalation no longer flows breathing gas and consequently pressure equilibrium again and thus also in the Spaces 57, 58 and the control diaphragm 54 returns to the position shown in Fig. 5, whereupon again after opening the circuit, the movable valve component returns to the one shown Location goes.

2020th

Claims

Patent claims:

1. Control valve for ventilators with an overpressure line, a vacuum line, a relief line leading to the open air and a line leading to the patient (patient line) as well as a movable valve component for shutting off these lines, characterized by a movable valve component (2, 35) that holds the movable valve component (2, 35) in a normal position Directional force and a control means that is coupled to the movable valve component (2, 35) and responsive to the pressure differences in the patient line, with the overpressure and underpressure lines (13, 14) being shut off in the normal position and the relief line (12) via an opening in the movable Valve component (35) is in communication with the patient line (61) or with a cavity (2a) in the movable valve component (2) and in the shifted position the relief line (12) is shut off and either the overpressure line (13) or the vacuum line (14 ) is in communication with the patient line (16, 61).

2. Control valve according to claim 1, characterized in that a magnet (9) as a straightening force is used.

3. Control valve according to claim 1, characterized in that a spring (22, 62) as a straightening force is used.

4. Control valve according to claim 3, characterized in that the spring (22) is a toggle spring is.

5. Control valve according to claim 1 to 4, characterized in that the movable valve component is designed as a hollow rotary slide valve (2) with an opening (10) with lateral surfaces (3, 7) of different diameters (R, r), the housing (1 ) is provided with a projection (19) protruding into the interior for sealing against the outer surfaces (7) of smaller diameter (r) and the wall part (4 a) of the rotary valve (2) not covered by this projection (19) the shut-off surface opposite the with the respiratory organs connected space (15) of the valve forms.

6. Control valve according to claim 1 to 5, characterized in that in the housing (1) of the Rotary valve (2) on both sides of the point (39) at which the wall part (4 a) of the in the rest position Rotary valve (2) closes the space (15) leading to the respiratory organs, recesses (17, 18) are arranged and that the rotary valve (2) has an opening (11) so that at Rotations of the rotary valve (2) in one direction or the other out of the normal position its interior (2a) with the space leading to the respiratory organs (15) in connection stands.

7. Control valve according to claim 6, characterized in that at the point (39) at which in the Normal position the shut-off wall (4 a) of the rotary valve (2) rests against the housing wall, a Directional force generating magnet (9) is arranged.

8. Control valve according to claim 1 to 4, characterized in that switching means of the movable Valve component (35) are electromagnets (46, 47) and that the control means is a control diaphragm (54) is opposite the contacts (52, 53) on both sides, one of which is in the circuit each one of the electromagnets (46, 47) is switched on and that when the pressure is equal on both sides of the Control membrane (54) both contacts (52, 53) are in the open position.

For this purpose 2 sheets of drawings