DE29723222U1

DE29723222U1 - Ventilator

Info

Publication number: DE29723222U1
Application number: DE29723222U
Authority: DE
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draeger Medical GmbH
Priority date: 1997-09-18
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 1998-06-10
Anticipated expiration: 2007-09-19

Description

BeschreibungDescription

Dräger Medizintechnik GmbH Moislinger Allee 53/55, 23542 Lübeck, DEDräger Medical Technology GmbH Moislinger Allee 53/55, 23542 Lübeck, DE

BeatmungsgerätVentilator

Die Erfindung betrifft ein Beatmungsgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1.The invention relates to a ventilator with the features of the preamble of claim 1.

Ein pneumatisch angetriebenes Beatmungsgerät mit einer pneumatischen Zeitsteuerung zur Einstellung der Atemphasen ist aus der DE 24 30 839 C2 bekanntgeworden. Die Zeitsteuerung, als Steuereinrichtung des Beatmungsgerätes, ist dabei als pneumatischer Oszillator mit einem bistabilen Speicher ausgeführt, dessen Ausgänge über R-C-Glieder auf die Steuereingänge zurückgekoppelt sind. Bei dem bekannten Beatmungsgerät werden für die Zeitsteuerung pneumatische Bauelemente verwendet, die wesentlich größer und teurer als vergleichbare elektrische Bauteile sind. So kostet beispielsweise eine als Transistor geschaltete pneumatische Baugruppe um den Faktor 20 mehr als ein elektronisch arbeitender Transistor, und sie hat ein um den Faktor 5 größeres Bauvolumen.A pneumatically driven ventilator with a pneumatic time control for setting the breathing phases is known from DE 24 30 839 C2. The time control, as the control device of the ventilator, is designed as a pneumatic oscillator with a bistable memory, the outputs of which are fed back to the control inputs via R-C elements. In the known ventilator, pneumatic components are used for the time control, which are significantly larger and more expensive than comparable electrical components. For example, a pneumatic assembly connected as a transistor costs 20 times more than an electronically operating transistor, and its construction volume is 5 times larger.

Es sind auch tragbare Beatmungsgeräte bekannt, bei denen elektrische Komponenten von einem im Gerätegehäuse befindlichen Akkumulator betrieben werden. Ein derartiges Beatmungsgerät geht aus der EP 302 958 A1 hervor. Nachteilig bei diesem Beatmungsgerät ist, daß der Akkumulator ständig nachgeladen und gewartet werden muß, und daß die Betriebsbereitschaft des Akkumulators von außen nur eingeschränkt überprüft werden kann. 30Portable ventilators are also known in which electrical components are operated by a battery located in the device housing. One such ventilator is described in EP 302 958 A1. The disadvantage of this ventilator is that the battery must be constantly recharged and maintained, and that the operational readiness of the battery can only be checked to a limited extent from the outside. 30

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beatmungsgerät der genannten Art derart zu verbessern, daß die Steuereinrichtung zur Einstellung und Überwachung der Beatmung kompakt und kostengünstigThe invention is based on the object of improving a ventilator of the type mentioned in such a way that the control device for setting and monitoring the ventilation is compact and cost-effective

aufgebaut ist und die Energieversorgung allein aus der an das Beatmungsgerät angeschlossenen Druckgasquelle erfolgt.
5and the energy supply comes solely from the compressed gas source connected to the ventilator.
5

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1.The problem is solved with the features of claim 1.

Der Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß durch Verwendung von elektrischen Bauelementen für die Steuereinrichtung des Beatmungsgerätes in Kombination mit einer von der Druckgasquelle angetriebenen Turbine mit einem Generator, einerseits durch die elektrischen Bauelemente eine besonders platzsparende Bauweise möglich ist und andererseits die Energieversorgung allein aus der Druckgasquelle heraus erfolgt.The advantage of the invention is essentially that by using electrical components for the control device of the ventilator in combination with a turbine driven by the compressed gas source with a generator, on the one hand a particularly space-saving design is possible due to the electrical components and on the other hand the energy supply comes solely from the compressed gas source.

Das erfindungsgemäße Beatmungsgerät eignet sich besonders gut als tragbares Notfallbeatmungsgerät, das zusammen mit einer Atemgas-Druckgasflasche unabhängig von einer Stromquelle betrieben werden kann, und bei dem über den Füllzustand der Druckgasflasche jederzeit direkt erkennbar ist, wie lange das Beatmungsgerät noch einsetzbar ist. Da der Generator für die elektronischen Bauelemente nur eine vergleichsweise kleine Leistung liefern muß, ist der Druckabfall durch den pneumatischen Antrieb der Turbine gering.The ventilator according to the invention is particularly suitable as a portable emergency ventilator that can be operated together with a compressed breathing gas cylinder independently of a power source, and where the filling level of the compressed gas cylinder allows you to see at any time how long the ventilator can still be used. Since the generator for the electronic components only has to deliver a comparatively small amount of power, the pressure drop caused by the pneumatic drive of the turbine is small.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
25Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
25

In zweckmäßiger Weise ist zumindestens die Atemphasensteuerung, d.h. die Zeitsteuerung, aus elektrischen Bauelementen aufgebaut.In a practical manner, at least the breathing phase control, i.e. the time control, is constructed from electrical components.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, den Schaltkreis zusammen mit der Turbine und dem Generator als modulartig austauschbare Baugruppe auszuführen und mit Kunststoff zu vergießen. Durch den Verguß mit Kunststoff ist dasIt is particularly advantageous to design the circuit together with the turbine and the generator as a modular, interchangeable assembly and to encapsulate it with plastic. By encapsulating it with plastic, the

erfindungsgemäße Beatmungsgerät dann auch in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzbar.
5The ventilator according to the invention can then also be used in potentially explosive areas.
5

Ein Blockschaltbild der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert.A block diagram of the invention is shown in the drawing and explained in more detail below.

Es zeigen:
10Show it:
10

Figur 1: ein Blockschaltbild eines Beatmungsgerätes,Figure 1: a block diagram of a ventilator,

Figur 2: eine Turbine mit einem Generator in perspektivischer Ansicht.Figure 2: a turbine with a generator in perspective view.

Figur 1 zeigt schematisch ein Beatmungsgerät 100, bei dem Sauersstoff oder Druckluft aus einer Druckgasquelle 1 über einen Druckregler 2 zu einem pneumatischen Ein-Ausschalter 3 gelangt. Bei Betätigung des Ein-Ausschalters 3 wird ein Generator 6 von einer Turbine 5 angetrieben. Die Spannung des Generators 6 wird mit einem Gleichrichter 7 gleichgerichtet und durch einen Kondensator 8 geglättet. Die von dem Generator 6 erzeugte Spannung wird dann einem Mikroprozessor 15 als Versorgungsspannung zugeführt.Figure 1 shows a schematic of a ventilator 100 in which oxygen or compressed air from a compressed gas source 1 passes through a pressure regulator 2 to a pneumatic on-off switch 3. When the on-off switch 3 is operated, a generator 6 is driven by a turbine 5. The voltage of the generator 6 is rectified by a rectifier 7 and smoothed by a capacitor 8. The voltage generated by the generator 6 is then supplied to a microprocessor 15 as a supply voltage.

Der von der Druckgasquelle 1 gelieferte Vordruck von üblicherweise 2,4 bis 7 bar wird durch den Druckregler 2 auf einen internen Arbeitsdruck von etwa 1,4 bar reduziert. Da die Turbine 5 naturgemäß dem internen Arbeitsdruck einen Teil der Energie entzieht, wird derDruckregler 2 auf einen entsprechend höheren Druck eingestellt, so daß der Arbeitsdruck hinter der Turbine 5 weiterhin 1,4 bar beträgt.The pre-pressure of usually 2.4 to 7 bar supplied by the compressed gas source 1 is reduced by the pressure regulator 2 to an internal working pressure of about 1.4 bar. Since the turbine 5 naturally extracts some of the energy from the internal working pressure, the pressure regulator 2 is set to a correspondingly higher pressure so that the working pressure behind the turbine 5 remains 1.4 bar.

Der aus der Turbine kommende Gasstrom wird Atemgasstromventilen 12 sowie über die Strömungswiderstände 9 einzelnen Ansteuerventilen 10, 11 zugeführt. Die Ventile 10, 11 sind leistungsarme Vorsteuerventile geringer Nennweite, die dieThe gas flow coming from the turbine is fed to breathing gas flow valves 12 and via the flow resistances 9 to individual control valves 10, 11. The valves 10, 11 are low-power pilot valves with a small nominal diameter, which

in der Figur 1 nicht dargestellten Schaltventile der Atemgasstromventile 12 ansteuern. Die Atemgasstromventile 12 sind Ventile mit großen Nennweiten, da hier Gasflüsse von bis zu 100 Liter pro Minute auftreten können.control the switching valves of the breathing gas flow valves 12 (not shown in Figure 1). The breathing gas flow valves 12 are valves with large nominal diameters, since gas flows of up to 100 liters per minute can occur here.

Der Mikroprozessor 15 übernimmt im wesentlichen die Zeitsteuerung der Atemphasen sowie die Verarbeitung der erforderlichen Warnlogik. Die gewünschte Atemfrequenz, d.h. das Zeitverhältnis von Inspiration und Exspiration, wird an einem Potentiometer 22 eingestellt. Eine akustische Alarmeinrichtung 20 kann durch einen Tastenschalter 21 für eine üblicherweise auf zwei Minuten begrenzte Zeitspanne ausgestellt werden. Bei stumm gestelltem Alarm leuchtet dann eine Diode 19. Mit den Leuchtdioden 16, 17, 18 wird angezeigt, wenn der Atemwegsdruck zu hoch oder zu niedrig ist oder wenn der von der Druckgasquelle 1 gelieferte Vordruck einen bestimmten Wert unterschreitet. An den Mikroprozessor 15 sind einzelne Drucksensoren 13, 14, 4 angeschlossen, die den Druck an unterschiedlichen Stellen der Atemgasstromventile 12 erfassen. Das Atemgas gelangt über die Atemstromventile 12 sowie über ein Ventil 23 zu einer in der Figur 1 schematisch dargestellten Patientenlunge 24. Der Mikroprozessor 15 zusammen mit den Leuchtdioden 16, 17, 18 , 19, dem akustischen Signalgeber 20, dem Potentiometer 22, dem Taster 21, dem Gleichrichter 7 und dem Kondensator 8 bilden zusammen einen elektrischen Schaltkreis 200 des Beatmungsgerätes 100. Der elektrische Schaltkreis 200 ist zusammen mit dem Generator 6 und der Turbine 5 als modulartig austauschbare Baugruppe ausgeführt und in Kunststoff vergossen. Auf diese Weise ist ein besonders einfacher Service des Beatmungsgerätes 100 möglich, indem bei einer Gerätestörung die gesamte Baugruppe ausgetauscht wird.The microprocessor 15 essentially takes over the timing of the breathing phases and the processing of the necessary warning logic. The desired breathing frequency, ie the time ratio of inspiration and expiration, is set on a potentiometer 22. An acoustic alarm device 20 can be switched off for a period of time usually limited to two minutes using a push button switch 21. When the alarm is muted, a diode 19 lights up. The LEDs 16, 17, 18 indicate when the airway pressure is too high or too low or when the pre-pressure supplied by the compressed gas source 1 falls below a certain value. Individual pressure sensors 13, 14, 4 are connected to the microprocessor 15 and record the pressure at different points on the respiratory gas flow valves 12. The breathing gas passes through the breathing flow valves 12 and a valve 23 to a patient's lung 24, shown schematically in Figure 1. The microprocessor 15 together with the LEDs 16, 17, 18, 19, the acoustic signal generator 20, the potentiometer 22, the button 21, the rectifier 7 and the capacitor 8 together form an electrical circuit 200 of the ventilator 100. The electrical circuit 200, together with the generator 6 and the turbine 5, is designed as a modular, replaceable assembly and is cast in plastic. In this way, the ventilator 100 can be serviced particularly easily by replacing the entire assembly in the event of a device malfunction.

Figur 2 zeigt in perspektivischer Ansicht die Turbine 5 mit dem Generator 6 ohne Gehäusedeckel auf der Turbine 5. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugsziffern der Figur 1 bezeichnet. Das von der Druckgasquelle 1 gelieferte Antriebsgas tritt durch die Turbine 5Figure 2 shows a perspective view of the turbine 5 with the generator 6 without the housing cover on the turbine 5. The same components are designated with the same reference numbers as in Figure 1. The drive gas supplied by the compressed gas source 1 passes through the turbine 5

längs der Pfeile 25 hindurch und treibt dabei das Turbinenrad 26 an. Die elektrischen Leitungen 27 sind direkt mit dem Gleichrichter 7 verbunden. 5along the arrows 25 and drives the turbine wheel 26. The electrical lines 27 are directly connected to the rectifier 7. 5

Claims

Protection claims

1. Ventilator (100) which is connected to a compressed gas source (1) and has a control device for adjusting and/or monitoring the ventilation, characterized in that the control device consists at least partially of electrically controllable components assembled to form a circuit (200), that a generator (6) driven by a turbine (5) is provided within the ventilator (100), which generates the electrical energy for the circuit (200), and that the turbine (5) is connected to the compressed gas source (1).

2. Ventilator according to claim 1, characterized in that the circuit (200) includes at least one breathing phase control.

3. Ventilator according to claim 1 or 2, characterized in that the circuit (200) contains at least monitoring devices (16, 17, 18, 19, 20).

4. Ventilator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the circuit (200) together with the turbine (5) and the generator

(6) is designed as a modular, interchangeable assembly.

5. Ventilator according to claim 4, characterized in that the assembly is cast in plastic.