Устройство для дозирования газообразных или жидких веществ, преимущественно для автоматических дыхательных аппаратов,в особенности для анестезии,реанимации и терапии

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (89) 139923 ГДР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.12.7? (21) 7770034/28-13 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 23.01.83. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 28.01.83 (51) M. Кл.з

А 61 М 17/00

Гееударстееллмй кемитет.СССР (53) УДК 615.475 (088.8) пе делам лзолретекий и еткрмтий

Иностранцы

Йемлих Клаус и Мюллер Рудольф (ГДР) / т (Иностранное предприятие

«ФЕБ Комбинат Медицин-унд Лабортехник Лейпциг;т. (ГДР) -"с(72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ГАЗООБРАЗНЪ|Х

ИЛИ ЖИДКИХ ВЕЩЕСТВ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО

ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ДЪ|ХАТЕЛЪНЪ|Х АППАРАТОВ, В ОСОБЕННОСТИ ДЛЯ АНЕСТЕЗИИ, РЕАНИМАЦИИ И ТЕРАПИИ

Изобретение касается устройства дозирования газообразных или жидких веществ, преимущественно для автоматических дыхательных аппаратов, в особенности для анастезии, реанимации и терапии и позволяет питание аппаратов для проведения автоматического искусственного дыхания вещества, которое используется в качестве добавки к дыхательному газу или непосредственно как дыхательный газ для пациента.

Известно устройство, имеющее большой, оснащенный поршнем и мехами насос, который попеременно посредством привода приводится в действие для того, чтобы циклически подавать воздух под давлением в камеру, или отсасывать его из камеры.

Давление воздействует на находящийся 5 в камере баллон, так что через вентили устройства поставляется протекающая в нем газообразная среда. При этом оказывается, что давление окружающего баллон воздуха, подаваемого в камеру, не соответствует требованиям: нарастает сначала очень медленно, а затем очень быстро, так что с помощью поршневого насоса не достигается в желаемом виде условия для вдувания газосодержащей среды, например, в автоматический дыхательный аппарат. Возможность регулирования для приспособления к различным случаям обеспечивает поддержание пригодных условий только.при большой компетенции и внимании, а также при обращении к таблицам и другим пособиям. особенно тогда, когда надо предотвратить опасность для пациентов, появляющуюся при внезапном наступлении критического состояния, или если должна оставаться постоянной изменяющаяся частота дыхания подаваемого в единицу времени количества газа газообразной среды.

Известен также оснащенный ротором насосный механизм с соответствующим устройством вентилей, который должен циклически подавать воздух в баллонную камеру с пригодным объемным нарастанием. Вентильное устройство содержит связанный с приводом распределитель, который работает в фазе и синхронно с движением вращения ротора и соединяет охватывающую баллон камеру с напорным трубопроводом или с всасывающим трубопроводом. Привод насосного механизма происходит посредством электромотора, скорость

990234

45

55 которого определяет частоту пульсаций.

Связанный посредством передаточного вала с приводным механизмом насос вызывает в баллонной камере переменное поднятие или снижение давления, вследствие чего газообразная среда засасывается в баллон или отсасывается из него. Воздухопроводы, соединяющие баллон с дыхательным аппаратом, на входном и выходном концах оснащены вентилями, которые обеспечивают поток газообразной среды в задан 0 ном направлении. Между распределителем и баллонной камерой расположены два следующих вентиля, которые предотвращают превышение предусмотренного давления в камере (положительного или отрицательного) . Этим вентильным управлением достигается, с одной стороны, создание постоянной разности давлений между подводящим трубопроводом и баллоном и, с другой стороны, обеспечение подачи независимой от пульсаций газообразной среды при постоянном количестве в единицу времени. Поддерживание постоянными разности давлений или количества газа зависит, кроме того, от точности роторного насоса, так как трудно осуществить пригонку и герметизацию. нельзя принебрегать силами трения и потерями на утечку даже и при низкой скорости вращения ротора, а также при низких положительных и отрицательных давлениях, так как при серийном изготовлении насосных механизмов не только различна необходимая для движения поршня разность сил, Но и вентильное управление работает также с различными уровнями давления. Выходящие из этого функциональные трудности повышаются, естественно, с возрастанием частоты пульсаций, так же, как и при расширенном использовании, так как поршневые насосы не пригодны для очень быстрых и больших цепей, которые реализуются, например, в современных дыхательных аппаратах.

Кроме того, известные устройства осуществляют транспортировку только газообразных сред, так что их использование ограничивается условием питания кондиционированным дахательным газом.

Цель изобретения состоит в том, чтобы при использовании простой и почти не требующей обслуживания пневматической или электрической схемотехники сделать возможной соответствующую требованиям до. зировку газообразных или жидких веществ, которыми могут быть, например, дыхательный газ, газовая смесь, инфузионный раствор или наркотик. Поэтому задачей изобретения является создание устройства и соответствующего ему мембранного насоса с регулируемым подаваемым потоком, которое независимо от газообразного или жидкого агрегатного состояния потока должно быть регулируемым по частоте, сопротивлению, тактовому отношению или входному давлению.

Изобретение содержит потенциальное отделение управляющего контура от рабочего контура посредством пневматически или электрически управляемого мембранного насоса, который, с одной стороны, посредством регулируемого сопротивления и также вентильного элемента соединен с сепаратным блоком датчиков тактовых импульсов или с датчиком импульсов с регулируемым тактовым отношением управления дыхательным аппаратом и, с другой стороны, через впускной или выпускной трубопроводы имеет связь с циркуляционной системой транспортируемого потока, в которой расположены зависимые от направления потока сопротивления и диоды.

Целесообразно сконструировать блок датчиков тактовых импульсов устройства как логически связанный блок переключений, в котором датчик импульсов сигнально соединен с двумя регулируемыми для выбора тактовой частоты и тактового соотношения определенными элементами известной конструкции, так что блок переключений делает возможным модифицированный по частоте и тактовому соотношению транспортируемый поток.

Он может быть регулируемым также посредством расположенного между мебранным насосом и переключаюгцим вентилем сопротивления.

Выгодное решение для, например, дозируемых инфузионных растворов или наркотиков получается, если во время фазы всасывания прикладывается еще и фаза повышенного давления, т. е. создается постоянный напор. Эффективность достигается тем, что впускной и выпускной трубопроводы выполнены как двухпроводные линии, каждая из которых, проходя через зависимые от направления потока сопротивления и диоды, входит в две мембранные камеры двойного мембранного управления. Для случая потока, транспортируемого сглаженными импульсами, цепь датчика, проводящая сигнал от блока датчиков тактовых импульсов через усилитель, может разделяться на три ответвления, каждое из которых через промежуточную схему из резистивно-емкостной комбинации и порогового переключателя сигнально связано с сепаратно работающим мембранным насосом. Состоящие из регулируемого дросселя и объемного элемента резистивно-емкостные комбинации связаны с соответствующими им пороговыми переключателями таким образом, что достигается эффективность сглаживания импульсов.

Устройство дозирования газообразных и жидких веществ, а также имеющая преимущества форма исполнения изобретения имеют простую конструкцию и имеющий преимущества модульный принцип монтажа. Они обеспечивают оптимальную возможность управления регулированием транспортируемого потока, а именно, грубо по частоте и точно сопротивлением, тактовым соотношением и регулированием входного давления.

На фиг. 1 изображен мембранный насос с пневматически приводимой в действие управляющей частью; на фиг. 2 — насос с электрически приводимой в действие управляющей частью; на фиг. 3 — насос с двойной мембраной с электрическим управлением; на фиг. 4 — пример выполнения управляющего устройства для потока, транспортируемого сглаженными импульсами.

Устройство (фиг. 1) содержит мебранный насос 1, мембрана 2 которого осуществляет потенциальное отделение управляющего контура от рабочего контура. Рабочий контур может быть системой циркулирования жидкости или, например, дыхательным циркуляционным контуром, в котором движется преимущественно транспортируемый поток смешанного дыхательного газа. Этот рабочий контур имеет мембранную камеру 3 с возвратной пружиной 37, в которой впускной 4 и выпускной 5 трубопроводы оснащены зависимым от направления потока сопротивлением 6, 7. Со стороны управляющего контура мембранный насос посредством сопротивления 8 и вентильного элемента 9 сигнально связан с датчиком импульсов 10, который имеет два управляемых для выбора частоты тактов и тактового соотношения определенных элемента 11, 12. Вместо выработанных этим блоком переключений импульсных сигналов могут быть использованы сигналы датчика импульсов управления дыхательного аппарата (не изображен) для управления мембраны 2. Сопротивление 8 размещено так, что, во-первых, оно подавляет колебания вспомогательного давления и амплитуды сигналов и, во-вторых, позволяет воздействовать на временную характеристику и качество транспортируемого потока. На конце выпускной трубопровод 5 разделяется на два или более ответвлений 39, в которых включены сопротивления 13, 14 различной величины. С их помощью дозируются различные объемы вещества, которое, например, будет использовано для вливания.

Расход количества вещества в открытой или замкнутой циркуляционной системе зависит от установленного динамического напора, который со своей стороны определяется частотой и тактовым соотношением, а также регулированием сопротивления и входного давления. Принцип действия используемых логических элементов известен, поэтому они не описываются подробно.

На фиг. 2 изображен электрически приводимый в действие мембранный насос 15, 990234 на мембране 2 которого укреплен ферромагнитный сердечник 16, который в зависимости от управляемого тока втягивается в катушку 17. Она подключена к выключателю 18, который сигнально связан с состоящим из датчика тактовых импульсов 10 и элементов 11, 12, пневматически и электронно работающим блоком переключений.

Возбуждаемый при приложении напряжения например 24 В в выключателе 18 ток протекает во включенном состоянии через катушку 17, в которой соответственно силе тока против силы пружины 37 втягивается ферромагнитный сердечник 16, соединенный с мембранной 2. Благодаря перемещению мембраны налево и в бестоковом со15 стоянии под действием пружины снова направо возникает насосное действие. Оно заключается, следовательно, в пропорциональной связи между транспортируемым потоком и создаваемым ферромагнитным сердечником 17 напором, с одной сторо2О ны, и между ним и прохождением тока в катушке 17, с другой стороны. Функцию регулирования входного давления здесь выполняет прохождение тока.

На фиг. 3 простыми средствами достигается привод двойной мембраной тем, что ферромагнитный сердечник 16 соответственно прохождению тока в катушке 19 попеременно воздействует непосредственно на две мембраны 20, 21. Зафиксированные пружинами 37 в нулевом положении зо мембраны 20, 21 замыкают камеры 22, 23, которые соединены с ответвлениями 24, 25 и 26, 27 соответственно впускного 4 и выпускного 5 трубопроводов. В них включены зависимые от направления потока сопротивления 6, 7, через которые при од35 новременно происходящих отсасывающем и нагнетающем воздействиях протекает соответствующая среда. Управляемое посредством прохождения тока по катушке 19 перемещение мембраны происходит здесь также согласно примеру по фиг. 2.

Устройство для создания потока; транспортируемого сглаженными импульсами (фиг. 4), имеет также простую и одновременно целесообразную конструкцию. Каждый из трех параллельно включенных мемб45 ранных насосов 1 при наличии зависимых от направления потока сопротивлений 6, 7 оснащен служащими для впуска и вывода транспортируемого потока ответвлениями, которые выходят из впускного трубопровода 4 или входят в выпускной трубопро50 вод 5. К состоящему из датчика тактовых импульсов 10 и обоих элементов 11, 12 блоку переключений последовательно подключен усилитель 28, выходя из которого линия датчика 29, проводящая пневматически й, а в соответствующих случаях

55 также и электрическии сигнал, разделяется на три ответвления 30, 31, 32. В каждом ответвлении включена состоящая из регулируемого дросселя 33 и объемного элемен990234

Формула изобретения та 34 резистивно-емкостная комбинация, к которой последовательно подключен пороговый переключатель 35, выход которого соединен с предкамерой 36 мембранного насоса l. Дроссель 33, об.ьемный элемент 24 и пороговый переключатель 35 образуют, смотря по обстоятельствам, звено задержки, которое позволяет передавать насосу 1 для перемещения мембраны 2 направо импульсы блока переключений 10, 11, 12 после усиления, которые могут быть замедлены выборочно на любую величину.

Обратное перемещение мембраны происходит при подаче пороговым переключателем 35 нулевого сигнала посредством пружины 37, расположенной в мембранной камере 3 соответствующего мембранного насоса 1. Конструкцией, изображенной на фиг. 4, возможно реализовать требуемую последовательность импульсов или эффекты сглаживания объемного потока.

1. Устройство для дозирования газообразных или жидких веществ, преимущественно для автоматических дыхательных аппаратов, в особенности для анестезии, реанимации И терапии, с цепью управления, действующей на отделенную от нее цепь мощности, отличающееся тем, что цепь управления потенциально отделена от цепи мощности пневматически или электрически управляемыми мембранными насосами 1, 15, связанными с одной стороны через регулируемое сопротивление 8 и вентильный прибор 9 с отдельным датчиком тактовых импульсов 10 или датчиком импульсов с регулируемой скважностью управления дыхательного аппарата и с другой стороны имеет соединенные через входной трубопровод 4 и выходной трубопровод 5 с циркуляцией подъемного потока 38, в которых расположены сопротивления или диоды 6, 7, зависимые от направления потоков.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик тактовых импульсов 10 содержит для выбора частоты тактов и скважности определенные элементы 11, 12 и образует блок переключений.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличан ;ееся тем, что в целях эффективности н .рерывного давления, введены две мембранные камеры 22, 23 с приводом двух мембран, которые соединены с входным 4 и выходным 5 трубопроводами, образованными двойными трубопроводами 24, 25 и 26, 27 с включенными зависимыми от направления потоков сопротивлениями 6, 7.

4. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что для получения потока заглушенными импульсами параллельно включено несколько мембранных насосов, к датчику тактовых импульсов 10 с элементами 11 и 12 подключен усилитель 28, сигналоподающий провод 29 которого, отходящий от него, расцеплен на несколько отдельных проводов 30, 31 и 32, имеющих С-комбинации, состоящие из регулируемого сопротивления 33 и объемного прибора 34, и последовательно им подключены по одному триггеру,35, выход которого связан с соответствующей предварительной ка мерой 36 мембранного насоса l.

5. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что выходной трубопровод 5 расцеплен на два или несколько отдельных проводов

39, к которым можно подключить сопротивления 13, 14 различных значений.

6. Устройство по пп. 1 — 3, отличающееся тем, что мембрана 2 или при приводе двух мембран мембраны 20 и 21 укреплены на железном сердечнике 16, двигающемся в зависимости от управляемого тока в катушке 17 или 19, подключенной через связанный с источником тока пусковой переключатель 18 к блоку переключений 10, 11, 12.

7. Устройство по пп. 1 — 4, отличающееся тем, что мембранные насосы 1, 15 имеют пружину 37, образованную пружиной растяжения или зажимной пружиной и связанную мембраной 2 или 20 и 21.

8. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что С-комбинации 33, 34 и триггеры 35 являются схемами задержки, имеющими различную замедленную регулировку относительно действия импульсов.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.

990234

2Ч

2Ч!/

Редактор Н. Джуган

Заказ 5/8

Составитель Э. Тележникова

Техред И. Верес Корректор E. Рошко

Тираж 7! 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4