-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rückschlagventil für ein Kompaktbeatmungssystem, mit einer Rückschlagmembran und einem Halteelement zum Halten der Rückschlagmembran und zum Befestigen des Rückschlagventils an einem Strömungskanal des Kompaktbeatmungssystems. Ferner betrifft die Erfindung ein Kompaktbeatmungssystem, aufweisend einen Ventilator, einen Tubus sowie einen Strömungskanal zum Durchleiten von Atemluft zu einem Patienten, wobei der Strömungskanal eine erste Öffnung zum Anschluss des Ventilators, eine zweite Öffnung zum Anschluss des Tubus, einen Volumenstrommesser, ein Exspirationsventil sowie ein Rückschlagventil mit einer Rückschlagmembran und einem Halteelement zum Halten der Rückschlagmembran und zum Befestigen des Rückschlagventils an einem Strömungskanal des Kompaktbeatmungssystems aufweist.
-
STAND DER TECHNIK
-
Kompaktbeatmungssysteme dienen insbesondere dem mobilen Einsatz in der Notfallmedizin oder bei der Primärversorgung von Notfallpatienten. So werden Kompaktbeatmungssysteme beispielsweise während des Transports in Rettungsfahrzeugen oder in Hubschraubern verwendet. So können Patienten während Verlegungsfahrten von einer Klinik zu einer anderen Klinik mit Kompaktbeatmungssystemen beatmet werden.
-
Kompaktbeatmungssysteme weisen einen Ventilator auf, der dazu dient Atemluft zu einem Patienten zu fördern. Die von dem Ventilator bereitgestellte Atemluft geht durch einen Strömungskanal zu einem Tubus den der Patient über die Nase bzw. den Mund anlegt. Damit sowohl die Atemluft zum Patienten, die sogenannte Inspiration, und die Ausatemluft weg vom Patienten, die sogenannte Exspiration, durch das Kompaktbeatmungssystem geleitet werden, weisen diese ein Exspirationsventil sowie eine Rückschlagmembran auf. Ferner weisen derartige Systeme Volumenstrommesser bzw. Flowsensoren auf, die die Atemluft bzw. die ausgeatmete Luft während der Beatmung überwachen. Das heißt, besonders kompakte Beatmungssysteme, insbesondere für die Beatmung während des Patiententransports, weisen kompakte Schlauchsysteme auf. Diese Schlauchsysteme benötigen funktionelle Elemente, wie ein Exspirationsventil, ein Rückschlagventil, damit die ausgeatmete Luft nicht zurück zum Ventilator geleitet wird, sowie ein Element zum Messen des Atemluftstroms. Der Volumenstrommesser bzw. Flowsensor wird idealerweise möglichst patientennah, insbesondere in der Nähe des Tubus angebracht, sodass sowohl die Inspiration (Atemluft zum Patient), als auch die Exspiration (Ausatemluft weg vom Patienten) überwacht werden können. Der Volumenstrommesser soll aufgrund der sehr unterschiedlichen und extremen Umgebungsbedingungen für den Einsatz dieser Kompaktbeatmungssysteme sehr robust sein. Aus diesem Grund greift man häufig auf indirekte Volumenstrommessung über den Differenzdruck zurück, in der der eigentliche Differenzdrucksensor im Kompaktbeatmungsgerät untergebracht ist. Insbesondere wird ein Volumenstrommesser genutzt, welcher patientennah angebracht ist zur Linearisierung der Flow/Differenzdruck Kennlinie. Durch die Anordnung der funktionellen Elemente innerhalb des Kompaktbeatmungssystems werden die Beatmungszweige Inspiration und Exspiration definiert. Dem Ventilator nachgeordnet im Strömungskanal eines Kompaktbeatmungssystems ist das Rückschlagventil mit seiner Rückschlagmembran, die während der Inspiration öffnet, sodass vom Ventilator bereitgestellte Atemluft durch den Strömungskanal des Kompaktbeatmungssystems in Richtung des Patienten gefördert werden kann. Während der Inspiration ist das Exspirationsventil geschlossen, sodass die durch die Rückschlagmembran hindurchgeführte Atemluft am Exspirationsventil und am Volumenstrommesser vorbeigeführt und bis zum Tubus des Strömungskanals geleitet wird. Das Exspirationsventil liegt zwischen der Rückschlagmembran und dem Volumenstrommesser und sorgt dafür, dass bei der Exspiration ausgeatmete Luft aus dem Exspirationsventil in die Umgebung austreten kann. Damit dies erfolgt ist während der Exspiration die Rückschlagmembran geschlossen, d. h., diese verhindert, dass ausgeatmete Luft zurück zum Ventilator geleitet wird.
-
Während der Inspirationsphase strömt Luft aus dem Ventilator in Richtung Patient. Durch eine Steuerleitung des Exspirationsventils wird die Membran des Exspirationsventils auf eine sogenannte Ausatemöffnung gesenkt und damit die Ausatemöffnung verschlossen. Durch das Verhältnis der Flächen beziehungsweise des Drucks ober- und unterhalb der Membran wird sichergestellt, dass die Ausatemöffnung während der Inspirationsphase verschlossen bleibt. Die Rückschlagmembran öffnet den Atemluftweg in Richtung Patient. Der Strömungskanal im Exspirationsventil wird durchströmt. Die Atemluft strömt anschließend durch den Volumenstrommesser und verbiegt dabei eine Membran oder einen Draht die bzw. der zur Linearisierung des Differenzdrucks in dem Volumenstrommesser des Kompaktbeatmungssystems eingebaut ist.
-
Während der Exspirationsphase strömt die ausgeatmete Luft aus der Patientenlunge über den Tubus in den Volumenstrommesser, wobei sich die Membran bzw. der Draht in die entgegengesetzte Richtung, verglichen mit der Inspirationsphase, biegt. Die Rückschlagmembran des Rückschlagventils wird durch den Atemwegsdruck verschlossen. Der Druck auf die Steuerleitung des Exspirationsventils wird reduziert, sodass sich die Membran von der Ausatemöffnung abhebt und die ausgeatmete Luft in die Umgebung ausströmen kann. Um einen endexspiratorischen Druck (PEEP) zu erzeugen, kann der Steuerdruck am Ende der Exspiration über die Steuerleitung variiert werden.
-
Nachteilig bei derartigen Kompaktbeatmungssystemen ist, dass besonders während der Exspirationsphase entstehende Schwingungen durch die unkontrollierte Öffnung der Rückschlagmembran einen direkten Einfluss auf die Volumenstrommessung des Volumenstrommessers haben. Dieser Effekt wird besonders unvorhersehbar, da die Rückschlagmembran bekannter Rückschlagventile nicht immer in gleicher Weise öffnet. Bei derzeit bekannten Rückschlagventilen von Kompaktbeatmungssystemen ist eine flexible Membran im Strömungskanal zentriert an einem mittig positionierten Halteelement befestigt. Zentriert bedeutet dabei, dass die meist kreisförmige Membran im Bereich ihres Mittelpunktes an dem Halteelement fixiert ist. Während der Inspirationsphase strömt die vom Ventilator bereitgestellte Atemluft in Richtung der Rückschlagmembran und öffnet diese mal oben, mal seitlich, mal unten, immer unterschiedlich je nach verschiedener Anströmung der Atemluft. Die unkontrollierte Öffnung der Rückschlagmembran während der Inspirationsphase führt zu unterschiedlichen Verwirbelungen in der Atemluftströmung im Strömungskanal des Kompaktbeatmungssystems, was die Messgenauigkeit des Volumenstrommessers deutlich beeinflusst insbesondere verschlechtert. Der Volumenstrommesser ist aber um genaue Messungen durchzuführen auf eine definierte Anströmung angewiesen. Durch die mittige Aufhängung der Rückschlagmembran in dem Strömungskanal des Kompaktbeatmungssystems kann die Genauigkeit der Volumenstrommessung nur sehr schlecht vorhergesagt werden.
-
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Kompaktbeatmungssystem zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kompaktbeatmungssystem zu schaffen, welches ermöglicht, dass der Volumenstrommesser in allen Fällen kontrolliert angeströmt wird, sodass die Messgenauigkeit des Volumenstrommessers vorhersagbar wird. Die Rückschlagmembran soll sich definiert öffnen und während der Exspiration sicher schließen. Ferner soll die Lageabhängigkeit der Rückschlagmembran reduziert werden.
-
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Rückschlagventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Kompaktbeatmungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Rückschlagventil beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kompaktbeatmungssystem als umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
-
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Rückschlagventil für ein Kompaktbeatmungssystem, mit einer Rückschlagmembran und einem Halteelement zum Halten der Rückschlagmembran und zum Befestigen des Rückschlagventils an einem Strömungskanal des Kompaktbeatmungssystems gelöst. Das erfindungsgemäße Rückschlagventil ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagmembran wenigstens einen mechanischen Stabilisierungsabschnitt zum Zusammenwirken mit wenigstens einem mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitt des Halteelements oder des Strömungskanals des Kompaktbeatmungssystems, zumindest einen Öffnungsabschnitt zur definierten Bewegung der Rückschlagmembran beim Öffnen des Rückschlagventils und einen Halteabschnitt zum Halten der Rückschlagmembran an einem Gegenhalteabschnitt des Halteelements aufweist.
-
Durch ein derartiges Rückschlagventil kann gewährleistet werden, dass die Rückschlagmembran während der Inspirationsphase definiert öffnet und während der Exspirationsphase sicher schließt. Dadurch, dass die Rückschlagmembran in verschiedene Abschnitte unterteilt ist, welche unterschiedliche technische Funktionen aufweisen, kann die vom Ventilator geförderte Atemluft immer gleich bzw. annähernd gleich durch das Rückschlagventil geleitet werden, sodass die anschließende Förderung der Atemluft im Strömungskanal eines Kompaktbeatmungssystems in Richtung des Volumenstrommessers des Kompaktbeatmungssystems, in welchem das Rückschlagventil eingesetzt wird, immer gleich bzw. annähernd gleich erfolgt. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Genauigkeit der Volumenstrommessung optimiert wird und insbesondere vorhersagbar ist.
-
Der wenigstens eine mechanische Stabilisierungsabschnitt dient dazu, mit wenigstens einem mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitt des Halteelements oder des Strömungskanals des Kompaktbeatmungssystems zusammenzuwirken. Zusammenwirken bedeutet im Sinne der Erfindung, dass der wenigstens eine mechanische Stabilisierungsabschnitt der Rückschlagmembran an dem wenigstens einen mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitt des Halteelements des Rückschlagventils oder des Strömungskanals des Kompaktbeatmungssystems gehalten wird, sodass sich die Rückschlagmembran im Bereich des wenigstens einen mechanischen Stabilisierungsabschnitts während des Öffnens der Rückschlagmembran nicht bewegt wird, sondern fest an dem Haltelement fixiert bleibt. D. h., die Rückschlagmembran wird im Bereich des wenigstens einen mechanischen Stabilisierungsabschnitts an dem wenigstens einen mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitt gehalten, sodass die Rückschlagmembran sowohl während der Inspirationsphase, als auch während der Exspirationsphase im Bereich des wenigstens einen mechanischen Stabilisierungsabschnitts unbeweglich im Rückschlagventil angeordnet bleibt. Die Rückschlagmembran weist ferner einen Halteabschnitt zum Halten der Rückschlagmembran an einem Gegenhalteabschnitt des Halteelements auf. Der Halteabschnitt dient ebenfalls zum definierten Anordnen der Rückschlagmembran innerhalb des Rückschlagventils. D. h., der Halteabschnitt des Rückschlagventils dient insbesondere zum definierten Positionieren und Halten der Rückschlagmembran an dem Halteelement des Rückschlagventils während der Exspirationsphase. Der Halteabschnitt der Rückschlagmembran sorgt dafür, dass die Rückschlagmembran während der Exspirationsphase definiert gegen das Halteelement des Rückschlagventils gedrückt wird und dadurch das Rückschlagventil schließt, sodass vom Patienten ausgeatmete Luft nicht durch das Rückschlagventil in Richtung des Ventilators strömen kann. Damit während der Inspirationsphase Atemluft, die von Ventilator bereitgestellt wird, durch das Rückschlagventil hindurch strömen kann, weist die Rückschlagmembran zumindest einen Öffnungsabschnitt auf. Der zumindest eine Öffnungsabschnitt dient zur definierten Bewegung der Rückschlagmembran beim Öffnen des Rückschlagventils. D. h., der zumindest eine Öffnungsabschnitt hebt beim Anströmen der vom Ventilator bereitgestellten Atemluft von dem Halteelement ab und ermöglicht so, dass die Atemluft durch das Rückschlagventil in Richtung des Patienten geleitet werden kann. Dadurch, dass der wenigstens einen mechanische Stabilisierungsabschnitt der Rückschlagmembran fest an dem wenigstens mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitt des Halteelements oder des Strömungskanals des Kompaktbeatmungssystems angeordnet ist, bewegt sich beim Durchströmen der Atemluft während der Inspirationsphase lediglich der zumindest eine Öffnungsabschnitt von dem Halteelement ab. Hierdurch ist sichergestellt, dass eine immer gleiche beziehungsweise annähernd gleiche Durchströmung des Rückschlagventils mit Atemluft ermöglicht wird. Dies wiederum hat zur Folge, dass eine definierte Anströmung der Atemluft durch den Strömungskanal des Kompaktbeatmungssystems zum Volumenstrommesser des Kompaktbeatmungssystems erfolgt, um eine Messgenauigkeit des Volumenstrommessers vorhersagbar zu machen. Ein derartiges Rückschlagventil für ein Kompaktbeatmungssystem ermöglicht ferner ein definiertes Öffnen der Rückschlagmembran während der Inspirationsphase und ein sicheres Schließen der Rückschlagmembran während der Exspirationsphase. Durch die verschiedenen Abschnitte der Rückschlagmembran und die damit verbundene definierte Anordnung der Rückschlagmembran an dem Halteelement des Rückschlagventils ist auch die Lageabhängigkeit des Rückschlagventils innerhalb des Strömungskanals eines Kompaktbeatmungssystems reduziert. D. h., das Rückschlagventil muss nicht an einer ganz speziellen Position innerhalb des Strömungskanals des Kompaktbeatmungssystems angeordnet werden, sondern kann in einem breiteren Bereich vor dem Ventilator angeordnet werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Rückschlagventil vorgesehen sein, dass das Halteelement zylinderförmig, insbesondere scheibenförmig, ringelementförmig oder als Korbelement, ausgebildet ist und durch Durchlässe zum Durchströmen von Atemluft aufweist. Durch die zylinderförmige Ausgestaltung des Halteelements kann dieses einfach formschlüssig innerhalb des Strömungskanals eines Kompaktbeatmungssystems angeordnet werden. Dabei entspricht vorzugsweise die Längsachse des Strömungskanals der Längsachse des Halteelementes. Über Dichtungen an der Außenmantelfläche des zylinderförmigen Halteelements oder an der Innenmantelfläche des zylinderförmigen Strömungskanals kann eine optimale Abdichtung zwischen der Außenseite des Halteelements und dem Strömungskanal gewährleistet werden. Eine definierte Positionierung des zylinderförmigen Halteelements innerhalb des Strömungskanals kann auf verschiedenartige Weise sichergestellt werden. Beispielsweise kann der Strömungskanal ab einem bestimmten Bereich verjüngend ausgebildet sein, sodass das zylinderförmige Halteelement bis zu Verjüngung in den Strömungskanal eingefügt werden kann, dort aber aufgrund der Verjüngung beispielsweise verklemmt wird. Eine scheibenförmige oder ringelementförmige Ausgestaltung des Halteelements ermöglicht eine sehr kompakte Ausgestaltung des Rückschlagventils, d. h., mit geringen äußeren, insbesondere axialen Abmaßen. In dem scheibenförmigen Halteelement bzw. dem ringelementförmigen Halteelement sind Durchlässe zum Durchströmen von Atemluft vorgesehen. So kann das Halteelement beispielsweise eine Lochscheibe sein. Ferner kann ein ringelementförmiges Halteelement mit Stegen versehen sein, die als Gegenhaltabschnitte dienen. Ein Halteelement, welches als Korbelement ausgebildet ist, weist im Prinzip einen scheibenförmigen oder ringelementförmigen Boden auf, an dessen Außenseiten ein hohlzylinderförmiges Profil sich anschließt. Ein derartiges Korbelement ist besonders einfach in den Strömungskanal eines Kompaktbeatmungssystems einführbar und an der entsprechenden Position positionierbar. Auch das Korbelement weist im Bereich seines Bodens Durchlässe zum Durchströmen von Atemluft durch das Rückschlagventil auf.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Rückschlagventil vorgesehen sein, dass der mechanische Stabilisierungsabschnitt ein Segment der Rückschlagmembran ist oder zwei in Bezug zum Mittelpunkt der Rückschlagmembran sich gegenüberliegende Segmente der Rückschlagmembran sind, und dass der Gegenstabilisierungsabschnitt des Halteelements wenigstens ein Gegensegment des Halteelements oder des Strömungskanals des Kompaktbeatmungssystems ist, wobei das/die Segment(e) der Rückschlagmembran kraft- und/oder formschlüssig an dem wenigstens einen Gegensegment des Halteelements anliegen. Beispielsweise kann das Segment der Rückschlagmembran ein durch den Mittelpunkt der Rückschlagmembran verlaufender geradliniger Streifen in der Rückschlagmembran sein. Alternativ kann der mechanische Stabilisierungsabschnitt durch zwei sich um den Mittelpunkt der Rückschlagmembran gespiegelte Segmente der Rückschlagmembran gebildet sein. Beispielsweise kann ein Segment der Rückschlagmembran an einem ersten Rand der Rückschlagmembran vorgesehen sein und das andere Segment in einem Randbereich der Rückschlagmembran, der 180° versetzt zum ersten Rand der Rückschlagmembran angeordnet ist. Der durch ein oder zwei Segmente ausgebildete mechanische Stabilisierungsabschnitt der Rückschlagmembran dient dazu, eine kraft- und/oder formschlüssig Verbindung mit dem wenigstens einen als Gegensegment ausgebildeten mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitt des Halteelements oder des Strömungskanals des Kompaktbeatmungssystems einzugehen. Der wenigstens eine mechanische Stabilisierungsabschnitt bzw. das Segment/die Segmente der Rückschlagmembran können verstärkt ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Rückschlagmembran im Bereich der mechanischen Stabilisierungsabschnitte aus einem festeren, formstabileren Material ausgebildet sein, als die Rückschlagmembran im Bereich des zumindest eine Öffnungsabschnitts. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass beim Eingehen der Wirkverbindung zwischen dem wenigstens einen mechanischen Stabilisierungsabschnitt mit dem wenigstens einen mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitt des Halteelements oder des Strömungskanals, die Rückschlagmembran nicht zerstört bzw. beschädigt wird. Bei einem derartig ausgestalteten Rückschlagventil wird die Rückschlagmembran vorzugsweise im Bereich des wenigstens einen mechanischen Stabilisierungsabschnittes zwischen dem Halteelement des Rückschlagventils und dem wenigstens einen mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitts des Halteelements oder des wenigstens einen Gegenstabilisierungsabschnitts des Strömungskanals eines Kompaktbeatmungssystems verklemmt. Durch eine Klemmverbindung ist sichergestellt, dass die Rückschlagmembran im Bereich des wenigstens einen mechanischen Stabilisierungsabschnitts beim Anströmen von Atemluft während der Inspirationsphase fest innerhalb des Rückschlagventils angeordnet bleibt. Lediglich im Bereich des zumindest einen Öffnungsabschnitts kann sich die Rückschlagmembran während der Inspirationsphase bewegen, sodass eine immer gleiche Öffnung der Rückschlagmembran und damit ein definierter Atemluftdurchfluss während der Inspirationsphase sichergestellt ist.
-
Ferner kann bei einem vorteilhaften Rückschlagventil vorgesehen sein, dass der mechanische Stabilisierungsabschnitt wenigstens ein aus der Rückschlagmembran hervorstehendes Aufhängungselement ist, welches in wenigstens ein als Aussparung ausgebildetes mechanisches Gegenaufhängungselement des Halteelements verrastet. D. h., die Rückschlagmembran kann ein oder zwei vorzugsweise randständig angeordnete Aufhängungselemente aufweisen, die in entsprechende Gegenaufhängungselemente des Halteelements verrasten. Das wenigstens eine hervorstehende Aufhängungselement ist vorzugsweise pils- oder hammerförmig ausgebildet, sodass dieses nach dem Hindurchführen durch das als Aussparung ausgebildete mechanische Gegenaufhängungselement an der Rückseite des Halteelements verrastet. Durch diese wenigstens eine Rastverbindung ist gewährleistet, dass die Rückschlagmembran während der Inspirationsphase durch den wenigstens einen mechanischen Stabilisierungsabschnitt fest an dem Halteelement fixiert bleibt. Vorzugsweise weist die Rückschlagmembran zwei derartig ausgebildete mechanische Stabilisierungsabschnitte, die um 180° versetzt zueinander in der Nähe des Randbereiches der Rückschlagmembran aus dieser hervorstehen. Auch bei einer derartigen Ausgestaltung des Rückschlagventils ist sichergestellt, dass beim Durchströmen von Atemluft während der Inspirationsphase lediglich der zumindest eine Öffnungsabschnitt der Rückschlagmembran sich definiert in Richtung des Volumenstrommessers bewegen kann und damit eine definierte Durchströmung des Rückschlagventils mit Atemluft sicherstellt.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Rückschlagventil vorgesehen sein, dass der mechanische Stabilisierungsabschnitt der Rückschlagmembran eine stegartige Verdickung in der Rückschlagmembran selbst ist. Diese stegartige Verdickung bzw. Verstärkungsrippe der Rückschlagmembran dient dazu, dass die Rückschlagmembran in dem mechanischen Stabilisierungsabschnitt formstabil ausgebildet ist und beim Anströmen von Atemluft zum Rückschlagventil die stegartige Verdickung ihre Position zum Halteelement nicht verändert, sodass lediglich der zumindest eine Öffnungsabschnitt beim Durchströmen von Atemluft durch das Rückschlagventil definiert bewegt wird. Dies wiederrum sorgt für eine definierte Anströmung des im Strömungskanal eines Kompaktbeatmungssystems nachgeschalteten Volumenstrommessers mittels Atemluft, sodass die Messgenauigkeit des Volumenstrommessers sehr genau vorhersagbar ist. Die stegartige Verdickung in der Rückschlagmembran kann durch eine Materialverdickung erreicht werden. Zusätzlich können Verstärkungen, wie eine Gitterstruktur aus Metall, in der stegartigen Verdickung vorgesehen sein.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Rückschlagventil vorgesehen sein, dass der Halteabschnitt der Rückschlagmembran ein aus der Rückschlagmembran hervorstehendes Aufhängungselement ist, welches in ein als Aussparung ausgebildetes Gegenaufhängungselement des Halteelements verrastet, oder dass der Halteabschnitt eine Anlagefläche auf einer Seite der Rückschlagmembran ist, die zur klemmenden Anlage an einem als Gegenanlagefläche ausgestalteten Gegenhalteabschnitt des Halteelement ausgebildet ist. Der Halteabschnitt der Rückschlagmembran hat die Funktion die Rückschlagmembran in einer definierten Position an dem Halteelement zu halten. Dies kann zum einen dadurch erfolgen, dass eine Anlagefläche der Rückschlagmembran an eine Gegenanlagefläche des Halteelements gedrückt beziehungsweise geklemmt wird und dadurch die Rückschlagmembran in einer bestimmten Position an dem Halteelement hält. Die Anlagefläche ist auf der Seite der Rückschlagmembran angeordnet, die beim Einbau des Rückschlagventils in ein Kompaktbeatmungssystem in Richtung des Ventilators des Kompaktbeatmungssystems gerichtet ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Halteabschnitt der Rückschlagmembran als ein aus der Rückschlagmembran hervorstehendes Aufhängungselement sein, welches in ein als Aussparung ausgebildetes Gegenaufhängungselement des Halteelements verrastet. Das Aufhängungselement kann als Rasthaken, vorzugsweise pils- oder hammerförmig, ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das hervorstehende Aufhängungselement im Bereich des Mittelpunkts der Rückschlagmembran an dieser angeordnet. Insbesondere steht das hervorstehende Aufhängungselement senkrecht zur Rückschlagmembran. Der als hervorstehendes Aufhängungselement ausgebildete Halteabschnitt und der als wenigstens ein hervorstehendes Aufhängungselement ausgebildete mechanische Stabilisierungsabschnitt können in Form und Größe identisch sein. In Verbindung mit dem wenigstens einen mechanischen Stabilisierungsabschnitt der Rückschlagmembran dient der Halteabschnitt der Rückschlagmembran zu einer definierten Befestigung der Rückschlagmembran innerhalb des Rückschlagventils, insbesondere an dem Halteelement des Rückschlagventils. So können die hervorstehenden Aufhängungselemente des wenigstens einen mechanischen Stabilisierungsabschnitts und des Halteabschnitts entlang einer Geraden durch den Mittelpunkt der Rückschlagmembran angeordnet sein, sodass die Rückschlagmembran im Bereich dieser Geraden fest an dem Halteelement des Rückschlagventils fixiert ist. Lediglich die seitlich von der Geraden angeordneten Öffnungsabschnitte der Rückschlagmembran können sich beim Anströmen von Atemluft während der Inspirationsphase von dem Halteelement abheben und so ein definiertes Durchströmen von Atemluft durch das Rückschlagventil gewährleisten.
-
Entsprechend ist ein Rückschlagventil vorteilhaft, bei dem die Rückschlagmembran zwei sich im Bezug zum Mittelpunkt der Rückschlagmembran auf zwei sich gegenüberliegende Seiten der Rückschlagmembran angeordnete Öffnungsabschnitte aufweist. Bei einem derartigen Rückschlagventil ist die Rückschlagmembran entlang einer Geraden durch den Mittelpunkt der Rückschlagmembran an dem Halteelement fest verankert. Lediglich die rechts und links von der Verankerung liegenden Öffnungsabschnitte bleiben beweglich und können bei der Inspirationsphase das Rückschlagventil öffnen und das Rückschlagventil während der Exspirationsphase wieder verschließen. Die zwei Öffnungsabschnitte sind flügelähnlich links und rechts von einem geraden Bereich, an dem der wenigstens eine mechanische Stabilisierungsabschnitt und der Halteabschnitt der Rückschlagmembran liegen, angeordnet.
-
Ferner kann bei einem Rückschlagventil vorgesehen sein, dass das Gegensegment des Halteelements als ein Längssteg oder als zwei radial aus der Mantelfläche des zylinderförmigen Halteelements hervorstehende Haken ausgebildet ist. D. h., dass Gegensegment des Halteelements, welches den Gegenstabilisierungsabschnitt des Halteelements bildet, kann ein Längssteg sein, der von einer Seite der Innenmantelfläche des zylinderförmigen Halteelements durch die Längsachse des Rückschlagventils zu einer gegenüberliegenden zweiten Seite der Innenmantelfläche des zylinderförmigen Halteelements verläuft. Der Längssteg verläuft parallel zur Rückschlagmembran, wenn diese während der Exspirationsphase abdichtend am Halteelement anliegt. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Rückschlagmembran zwischen dem Gegenhalteabschnitt des Halteelements und dem als Längssteg ausgebildeten Gegensegment bzw. Gegenstabilisierungsabschnitt des Halteelements verklemmt wird. Beim Anströmen von Atemluft verbiegen sich die links und rechts von dem Längssteg angeordneten Öffnungsabschnitte der Rückschlagmembran, während die Rückschlagmembran im Bereich ihres mechanischen Stabilisierungsabschnitts an dem als Längssteg ausgebildeten mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitt gehalten wird. Alternativ dazu kann das Gegensegment des Halteelements als zwei radiale aus der Mantelfläche des zylinderförmigen Halteelements hervorstehende Haken oder Vorsprünge ausgebildet sein. Hierdurch können in Verbindung mit einem als hervorstehendes Aufhängungselement ausgebildeten Halteabschnitts der Rückschlagmembran eine ebenso definierte Fixierung der Rückschlagmembran an dem Halteelement erreicht werden. Auch hier weist die Rückschlagmembran zwei bewegliche Öffnungsabschnitte auf, die ein definiertes Durchströmen des Rückschlagventils während der Inspirationsphase gewährleisten.
-
Bevorzugt ist des Weiteren ein Rückschlagventil, bei dem das Rückschlagventil ein Rohrelement aufweist und bei dem das Halteelement kraft- und/oder formschlüssig an der Innenmantelfläche des Rohrelements befestigt ist. Das bedeutet, das Rückschlagventil kann selbst ein Rohrelement aufweisen und so entsprechend einfach Teil eines Strömungskanals eines Kompaktbeatmungssystems werden. Ein derartig ausgebildetes Rückschlagventil kann besonders einfach montiert, aber auch wieder in einem Kompaktbeatmungssystem demontiert werden, sodass sichergestellt werden kann, dass immer ein sicher funktionierendes Rückschlagventil in dem Kompaktbeatmungssystem verwendet wird. Bevorzugt kann bei dem Rohrelement vorgesehen sein, dass dieses wenigstens einen mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitt aufweist. D. h., als mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitt kann das Rohrelement beispielsweise einen von einer Innenmantelfläche des Rohrelements zur gegenüberliegenden Innenmantelfläche des Rohrelements verlaufen Steg aufweisen, der dazu dient die Rückschlagmembran zwischen sich und dem Halteelement des Rückschlagventils zu fixieren. Alternativ dazu können zwei an gegenüberliegenden Seiten der Innenmantelfläche des Rohrelements radial hervorstehende Haken oder Vorsprünge vorgesehen sein, die als mechanische Stabilisierungsabschnitte dienen. Auch bei einer derartigen Ausgestaltung des Rückschlagventils kann die Rückschlagmembran definiert innerhalb des Rückschlagventils befestigt werden und eine definierte Öffnung der Öffnungsabschnitte der Rückschlagmembran während der Inspirationsphase gewährleisten.
-
Das Rohrelement des Rückschlagventils kann eine Kulissenführung in seiner Innenmantelfläche aufweisen, in der ein entsprechender Bolzen auf der Außenmantelfläche des Halteelements des Rückschlagventils verrastbar geführt werden kann. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass bei der Montage des Halteelements in dem Rohrelement des Rückschlagventils, dieses gezielt zu einer ganz speziellen Position geführt werden kann, die beim späteren Einbau des Rückschlagventils für eine optimale Durchströmung des Rückschlagventils mit Atemluft sorgt.
-
Besonders bevorzugt kann bei einen Rückschlagventil vorgesehen sein, dass der Gegenhalteabschnitt des Halteelements ein aus dem Halteelement hervorstehendes Gegenaufhängungselement ist, welches in ein als Aussparung ausgebildeten Halteabschnitt der Rückschlagmembran verrastet, wobei das Gegenaufhängungselement eine Breite aufweist, die größer ist als der als Aussparung ausgebildete Halteabschnitt, insbesondere die mindestens die zweifache Größe des als Aussparung ausgebildeten Halteabschnitts aufweist. Das Gegenaufhängungselement weist vorzugsweise eine radiale Erstreckung bezogen auf die Längsachse des als Aussparung ausgebildeten Halteabschnitts auf, die mindestens dem 2- bis 3-fachen des Durchmessers des als Aussparung ausgebildeten Halteabschnitts entspricht. Ein derartig ausgebildetes Rückschlagventil ermöglicht ein definiertes Zurückhalten der Rückschlagmembran bei einer Ausströmung von Atemluft beziehungsweise einem Durchströmen von Atemluft während der Inspirationsphase. Das Gegenaufhängungselement weist vorzugsweise eine längliche Form, insbesondere eine oval-längliche Form auf. Das Gegenaufhängungselement verklemmt die Rückschlagmembran an dem Halteelement und sorgt dafür, dass nur die Öffnungsabschnitte der Rückschlagmembran, die links und rechts von dem Gegenaufhängungselement liegen, bewegt werden können.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kompaktbeatmungssystem, aufweisend einen Ventilator, einen Tubus sowie einen Strömungskanal zum Durchleiten von Atemluft zu einem Patienten, wobei der Strömungskanal eine erste Öffnung zum Anschluss des Ventilators, eine zweite Öffnung zum Anschluss des Tubus, einen Volumenstrommesser, ein Exspirationsventil sowie ein Rückschlagventil mit einer Rückschlagmembran und einem Halteelement zum Halten der Rückschlagmembran und zum Befestigen des Rückschlagventils an einem Strömungskanal des Kompaktbeatmungssystems gelöst. Erfindungsgemäß weist ein derartiges Kompaktbeatmungssystem ein Rückschlagventil auf, welches gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, insbesondere einem der Ansprüche 1 bis 10, ausgebildet ist. Ein derartiges Kompaktbeatmungssystem weist die gleichen Vorteile auf, wie sie bereits ausführlich zu dem Rückschlagventil gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Insbesondere kann bei dem Kompaktbeatmungssystem aufgrund des erfindungsgemäßen Rückschlagventils gewährleistet werden, dass die Strömung der Atemluft während der Inspirationsphase eine wiederholte Reproduzierbarkeit aufweist. D. h., aufgrund der speziellen Befestigung der Rückschlagmembran innerhalb des Rückschlagventils kann gewährleistet werden, das während der Inspirationsphase die Rückschlagmembran immer gleich öffnet, sodass ein immer gleicher Atemluftstrom, der von dem Ventilator des Kompaktbeatmungssystems bereitgestellt wird, durch den Strömungskanal des Kompaktbeatmungssystems geleitet werden kann. Insbesondere kann sichergestellt werden, dass die Verwirbelungen der durchgeströmten Atemluft immer gleich beziehungsweise annähernd gleich sind. Die Kombination aus kontrollierter Öffnung der Rückschlagmembran, einer bestimmten Ausrichtung der Rückschlagmembran bzw. des Rückschlagventils zum Volumenstrommesser und einem definierten Strömungskanal im Exspirationsventil, welches zwischen dem Volumenstrommesser und dem Rückschlagventil in dem Strömungskanal des Kompaktbeatmungssystems angeordnet ist, sorgt für eine vorhersagbare Anströmung des Volumenstrommessers mit Atemluft. Die Rückschlagmembran hebt während der Inspirationsphase nur mit dem oder den Öffnungsabschnitten der Rückschlagmembran von dem Halteelement, insbesondere von dem scheibenförmigen, dem ringelementförmigen bzw. dem korbförmigen Halteelement, ab und gibt entsprechend den Durchfluss der Atemluft im Strömungskanal in Richtung des Volumenstrommessers frei.
-
Bevorzugt kann bei einem Kompaktbeatmungssystem vorgesehen sein, dass der Strömungskanal wenigstens einen mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitt zum Zusammenwirken mit dem wenigstens einen mechanischen Stabilisierungsabschnitt der Rückschlagmembran aufweist. D. h., der wenigstens einen mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitt des Strömungskanals des Kompaktbeatmungssystems und der wenigstens eine mechanische Stabilisierungsabschnitt der Rückschlagmembran des Rückschlagventils können derart zusammenwirken, dass die Rückschlagmembran definiert zwischen dem wenigstens einen mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitt des Strömungskanals und dem wenigstens einen mechanischen Stabilisierungsabschnitt der Rückschlagmembran des Rückschlagventils eingeklemmt wird. Der wenigstens ein mechanischer Gegenstabilisierungsabschnitt des Strömungskanals kann beispielsweise als ein zur Längsachse des Strömungskanals gerichteter Vorsprung sein. Vorzugsweise sind zwei um 180° versetzt zueinander, zur Längsachse des Strömungskanals gerichtete Vorsprünge vorgesehen als mechanische Gegenstabilisierungsabschnitte. Alternativ kann als mechanischer Gegenstabilisierungsabschnitt ein Steg im Strömungskanal des Kompaktbeatmungssystems vorgesehen sein, der von einer Innenwandseite des Strömungskanals zu der gegenüberliegenden Innenwandseite des Strömungskanals verläuft. Der Strömungskanal des Kompaktbeatmungssystems ist vorzugsweise durch ein Schlauch- oder Rohrelement gebildet.
-
Ferner kann bei einem bevorzugten Kompaktbeatmungssystem vorgesehen sein, dass der Volumenstrommesser der zweiten Öffnung zugewandt in dem Strömungskanal, dass das Rückschlagventil der ersten Öffnung zugewandt in dem Strömungskanal und dass das Exspirationsventil zwischen dem Volumenstrommesser und dem Rückschlagventil in dem Strömungskanal angeordnet ist. Hierdurch ist ein optimaler Durchfluss von Atemluft während der Inspirationsphase und von ausgeatmeter Luft während der Exspirationsphase durch das Kompaktbeatmungssystem gewährleistet. Vorzugsweise weist das Exspirationsventil eine Steuerleitung auf, die mit dem Strömungskanal im Bereich zwischen dem Rückschlagventil und dem Ventilator einen Anschluss an den Strömungskanal aufweist. Hierdurch kann während der Inspirationsphase Atemluft durch die Steuerleitung durchgeführt werden, sodass die Membran beziehungsweise die Ausatemöffnung des Exspirationsventils während der Inspirationsphase aufgrund des Drucks innerhalb der Steuerleitung verschlossen wird, wodurch ein optimaler Durchfluss von Atemluft durch das Rückschlagventil zu dem Volumenstrommesser gewährleitet werden kann.
-
Besonders bevorzugt kann gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung bei einem Kompaktbeatmungssystem vorgesehen sein, dass der Volumenstrommesser einen Hitzdraht-Technologie aufweist zur Durchführung eines Hitzdraht-Anemometrie-Verfahrens. Durch einen derartig ausgebildeten Volumenstrommesser bzw. Flowsensor ist eine sehr exakte Bestimmung des Volumenstroms von Atemluft bzw. ausgeatmeter Luft innerhalb des Strömungskanals des Kompaktbeatmungssystems gewährleistet. Der Volumenstrommesser kann über einer Datenleitung mit einer Auswerteinheit verbunden sein. Alternativ dazu kann in dem Volumenstrommesser ein Funkmodul, insbesondere ein RFID-Modul, integriert sein. Hierdurch können vom Volumenstrommesser gemessene Daten leicht an eine entfernt angeordnete Auswerteeinheit gefunkt werden, sodass eine optimale Überwachung des Volumenstroms innerhalb des Kompaktbeatmungssystems sichergestellt werden kann.
-
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen jeweils schematisch:
-
1 ein erfindungsgemäßes Kompaktbeatmungssystem während der Inspirationsphase,
-
2 das Kompaktbeatmungssystem gemäß 1 während der Exspirationsphase,
-
3 den Durchfluss von Atemluft durch einen Strömungskanal eines Kompaktbeatmungssystems in einer Seitenansicht,
-
4 den Durchfluss durch den Strömungskanal des Kompaktbeatmungssystems gemäß 3 in einer Draufsicht auf das Kompaktbeatmungssystem,
-
5 eine erste Ausführungsform eines Rückschlagventils für ein Kompaktbeatmungssystem in einer Seitenansicht,
-
6 das Rückschlagventil gemäß 5 in einer Frontalansicht,
-
7 eine Frontalansicht auf eine Rückschlagmembran eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils gemäß 5,
-
8 eine zweite Ausführungsform eines Rückschlagventils für ein Kompaktbeatmungssystem in einer Seitenansicht,
-
9 das Rückschlagventil gemäß 8 in einer Frontalansicht,
-
10 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils für ein Kompaktbeatmungssystem in einer Seitenansicht,
-
11 das Rückschlagventil gemäß 10 in einer Frontalansicht,
-
12 eine vierte Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils für ein Kompaktbeatmungssystem in einer Seitenansicht,
-
13 das Rückschlagventil gemäß 12 in einer Frontalansicht,
-
14 das Rückschlagventil gemäß 12 in einer leicht veränderten Ausführungsvariante in einer Frontalansicht,
-
15 eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils für ein Kompaktbeatmungssystem in einer Seitenansicht,
-
16 das Rückschlagventil gemäß 15 in einer Frontalansicht,
-
17 ein Schnitt durch die Rückschlagmembran eines Rückschlagventils gemäß 15,
-
18 eine sechste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils für ein Kompaktbeatmungssystem in einer Seitenansicht,
-
19 das Rückschlagventil gemäß 18 in einer Frontalansicht,
-
20 die Montage des Halteelements inklusive der Rückschlagmembran an ein Rohrelement eines Rückschlagventils in einer Seitenansicht,
-
21 das in 20 dargestellt Rückschlagventil zum Ende der Montage in einer Seitenansicht,
-
22 eine siebte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils für ein Kompaktbeatmungssystem in einer Seitenansicht, und
-
23 eine achte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils für ein Kompaktbeatmungssystem in einer Seitenansicht.
-
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 23 mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kompaktbeatmungssystem 100. Das Kompaktbeatmungssystem 100 weist einen Ventilator 120, einen Tubus 130 sowie einen Strömungskanal 110 zum Durchleiten von Atemluft von dem Ventilator 120 durch den Strömungskanal 110 zu dem Tubus 130 auf. Der Strömungskanal 110 weist eine zweite Öffnung 114 zum Anschluss des Tubus 130 auf. Ferner weist der Strömungskanal 110 eine erste Öffnung 112 zum Anschluss des Ventilators 120 auf. Das Kompaktbeatmungssystem 100 weist ferner einen Volumenstrommesser 140 auf, der nahe des Tubus 130 innerhalb des Strömungskanals 110 angeordnet ist. Nahe bedeutet insbesondre, dass der Tubus 130 einige Zentimeter entfernt zur zweiten Öffnung 114 im Strömungskanal 110 sitzt. Nahe dem Ventilator 120 ist ein erfindungsgemäßes Rückschlagventil 10, hier nur schematisch dargestellt, innerhalb des Strömungskanals 110 angeordnet. Hierdurch ist sichergestellt, dass von dem Ventilator 120 bereitgestellte Atemluft zunächst durch das Rückschlagventil 10 hindurchfließt, bevor es in Richtung des Volumenstrommessers 140 weiter durch den Strömungskanals 110 geleitet wird. Zwischen dem Rückschlagventil 10 und dem Volumenstrommessers 140 ist ein Exspirationsventil 150 angeordnet, welches während der hier dargestellten Inspirationsphase erschlossen ist, um den Durchfluss der vom Ventilator 120 bereitgestellten Atemluft zu dem Volumenstromensor 140 durch den Strömungskanal 110 zu gewährleisten. Das Kompaktbeatmungssystem 100 bzw. das Exspirationsventil 150 weist eine Steuerleitung auf, die gewährleistet, dass während der Inspirationsphase etwas Atemluft vor dem Durchfluss durch das Rückschlagventil 10 abgezweigt wird und dem Exspirationsventil 150 zugeführt wird, sodass die Membran 156 des Exspirationsventils 150 die Ausatemöffnung 154 des Exspirationsventil 150 verschließt, sodass vom Ventilator 120 bereitgestellte Atemluft während der Inspirationsphase nicht aus dem Exspirationsventil 150 entweichen kann. Hierdurch ist sichergestellt, dass die während der Inspirationsphase bereitgestellte Atemluft definiert zu dem Volumenstrommesser 140 und damit zum Patienten 180 zugeführt werden kann.
-
2 zeigt schematisch das in 1 dargestellte Kompaktbeatmungssystem 100 während der Exspirationsphase. Die vom Patienten 180 ausgeatmete Luft durchströmt den Tubus 130, anschließend den Volumenstrommesser 140, bevor es zum Exspirationsventil 150 gelangt. Durch die anströmende ausgeatmete Luft wird das Rückschlagventil 10 geschlossen, sodass durch dieses keine ausgeatmete Luft in Richtung des Ventilators 120 hingeleitet werden kann. Die ausgeatmete Luft drückt die Membran des Exspirationsventils 150 in eine offene Position 158, sodass die Ausatemöffnung 154 zum Ableiten von Exspirationsluft 160 freigegeben wird.
-
Die 3 und 4 zeigen jeweils schematisch ein Kompaktbeatmungssystem 100, einmal in einer Seitenansicht, 3, und einmal in einer Draufsicht, 4. Der Strömungskanal 110 wird durch mehrere Strömungselemente gebildet. Ein erstes Strömungselement weist den Volumenstrommesser 140 auf, ein zweites an dem ersten Strömungselement angeordnetes Strömungselement weist das Exspirationsventil, hier nicht dargestellt, und das Rückschlagventil 10 auf. In beiden Darstellungen befindet sich die Rückschlagmembran 20 des Rückschlagventils 10 in der Inspirationsphase. Die Rückschlagmembran 20 gibt den Durchfluss von Atemluft, die von einem Ventilator 120 bereitgestellt wird, frei, sodass diese definiert durch das Rückschlagventil 10 und den Strömungskanal 110 zum Volumenstrommesser 140 geführt werden kann. Die Rückschlagmembran 120 öffnet in einer immer gleichen definierten Art und Weise. Dies wird durch die spezielle Ausgestaltung des Rückschlagventils 10 gewährleistet.
-
5 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils 10. Das Rückschlagventil 10 weist eine Rückschlagmembran 20, ein Halteelement 40 sowie ein Rohrelement 70 auf. Die Rückschlagmembran 20 weist zwei mechanische Stabilisierungsabschnitte 22 in Form von Segmenten 28 auf, die mit zwei mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitten 42, die als Gegensegmente 48 ausgebildet sind, zusammenwirken. Die mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitte 42 sind als aus der Innenmantelfläche des Rohrelementes 70 hervorspringende Haken bzw. Vorsprünge ausgebildet. Das Halteelement 40 weist Gegenhalteabschnitte 46 auf, die als Gegenanlageflächen 56 zur Anlage der als Anlageflächen 36 ausgebildeten Halteabschnitte 26 der Rückschlagmembran 20 dienen. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird die Rückschlagmembran 20 im Bereich ihrer als Segmente ausgebildeten mechanischen Stabilisierungsabschnitte 22 zwischen die mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitte 42 des Rohrelementes 70 und die als Gegenanlageflächen 56 ausgebildeten Gegenhalteabschnitte 46 geklemmt. Hierdurch ist die Rückschlagmembran 20 in diesen Bereichen fest innerhalb des Rückschlagventils 10 angeordnet. Eine Bewegung dieser Abschnitte ist beim Anströmen von Atemluft zu dem Rückschlagventil 10 nicht möglich. Lediglich die zwei Öffnungsabschnitte 24 der Rückschlagmembran 20 bleiben beweglich und können beim Anströmen von Abluft definiert aufklappen, um so eine definierte Durchströmung der Atemluft durch das Rückschlagventil 10 zu gewährleisten. In 7 ist schematisch in einer Frontansicht eine Rückschlagmembran 20, wie sie in 5 dargestellt ist, gezeigt. Die beiden gezeigten mechanischen Stabilisierungsabschnitte 22, die als Segmente 28 der Rückschlagmembran 20 ausgebildet sind, werden zwischen die mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitte 42 des Rohrelementes 70 und die Gegenhalteabschnitte 46 bzw. die Gegenanlagefläche 56 des Halteelementes 40 geklemmt. Dadurch, dass die mechanischen Stabilisierungsabschnitte 22 an zwei gegenüberliegenden Seiten der Rückschlagmembran 20 angeordnet sind und dass im Bereich des Mittelpunkts 30 der Rückschlagmembran 20 ein als Aufhängungselement 34 ausgebildeter Halteabschnitt 26 vorgesehen ist, ist sichergestellt, dass beim Anströmen von Atemluft aus einem Ventilator 120 eines Kompaktbeatmungssystems 100 nur die nicht befestigten Öffnungsabschnitte 24, die in dieser 7 links und rechts von einer gedachten Geraden zwischen den beiden mechanischen Stabilisierungsabschnitten 22 verläuft, sich bewegen können.
-
6 zeigt schematisch in einer Frontansicht das Rückschlagventil 10 gemäß der 5. Aus dem Rohrelement 70 des Rückschlagventils 10 ragen in Richtung der Längsachse des Rohrelementes 70 zwei als Vorsprünge bzw. Haken ausgebildete mechanische Gegenstabilisierungsabschnitte 42 bzw. Gegensegmente 48 heraus. Hinter diesen wird die Rückschlagmembran 20 im Bereich ihrer mechanischen Stabilisierungsabschnitte 22 verklemmt. Das Halteelement 40 weist in seinem Bodenbereich einen Steg auf, der von einer Seite der Mantelfläche 50 des zylinderförmigen Halteelementes 40 zu einer gegenüberliegenden Seite der Mantelfläche 50 des zylinderförmigen Halteelementes 40 verläuft. In diesem Steg ist ein als Aussparung ausgebildetes Gegenaufhängungselement 54 vorhanden, in das das als aus der Rückschlagmembran 20 hervorstehendes Aufhängungselement 34 ausgebildeter Halteabschnitt 26 hindurchgeführt ist, um an dem Gegenaufhängungselement 54 zu verrasten. Durch diese Rastverbindung ist die Rückschlagmembran 20 sicher an dem Halteelement 40 des Rückschlagventils 10 gehalten. Die von dem Ventilator 120 bereitgestellte Atemluft durchströmt die Durchlässe 58 des Halteelementes 40 und bewegt die Öffnungsabschnitte 24 der Rückschlagmembran 20 in einer definierten, immer gleichbleibenden Art und Weise, sodass hierdurch auch das weitere Durchströmen des Strömungskanals 110 eines Kompaktbeatmungssystems 100 definiert erfolgen kann. Dies wiederum sorgt dafür, dass ein Volumenstrommesser bzw. ein sogenannter Flowsensor 140 kontrolliert angeströmt wird, sodass die Messgenauigkeit des Volumenstrommessers 140 vorhersagbar wird.
-
8 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils 10 für ein Kontaktbeatmungssystem 100. Im Unterschied zu dem Rückschlagventil 10 gemäß der 5, weist das in 8 gezeigte Rückschlagventil 10 keine Haken oder Vorsprünge an der Innenmantelfläche 74 des Rohrelementes 70 auf. Der mechanische Stabilisierungsabschnitt 22 der Rückschlagmembran 20 wird durch eine stegartige Verdickung in der Rückschlagmembran 20 selbst gebildet. Diese stegartige Verdickung bzw. Verstärkungsrippe sorgt dafür, dass die Rückschlagmembran 20 im Bereich der steghaltigen Verdickung bei einem Durchströmen von Atemluft formstabil bleibt. Das heißt, in diesem mechanischen Stabilisierungsabschnitt 22 behält der Rückschlagmembran 20 ihre Form bei, sodass auch hier lediglich die auf beiden Seiten des mechanischen Stabilisierungsabschnitts 22 anschließenden Öffnungsabschnitte 22 bewegbar sind. Damit die Rückschlagmembran 20 fest an dem Halteelement 40 des Rückschlagventils 10 sitzt, weist die Rückschlagmembran 20 einen als Aufhängungselement 34 ausgebildeten Halteabschnitt 26 auf. Dieses Aufhängungselement 34 ist hammerförmig oder pilzförmig ausgebildet und verrastet hinter dem als Aussparung ausgebildeten Gegenaufhängungselement 54 des Gegenhalteabschnitts 46 des Halteelementes 40. Durch diese spezielle Ausgestaltung der Rückschlagmembran 20 des Rückschlagventils 10 kann ebenfalls ein definiertes Öffnen der Rückschlagmembran 20 beim Durchströmen von Atemluft sichergestellt werden, sodass auch hier eine dauerhaft gleiche Strömung zu dem Volumenstrommesser 140 eines Kompaktbeatmungssystems 100 bereitgestellt werden kann.
-
Das Halteelement 40 dieser zweiten Ausführungsform des Rückschlagventils 10 weist die gleiche Form auf, wie das Halteelement 40 der ersten Ausführungsform des Rückschlagventils 10 gemäß 5. Das als Aussparung ausgebildete Gegenaufhängungselement 54 ist vorzugsweise mittig in dem zentral verlaufenden Steg des Halteelementes 40 vorgesehen.
-
In der 10 ist eine dritte Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils 10 für ein Kompaktbeatmungssystem 100 schematisch dargestellt. Auch hier erfolgt wieder eine zentrale Aufhängung der Rückschlagmembran 20 an dem Halteelement 40. Die Rückschlagmembran 20 weist ein hammerförmig bzw. pilzförmig ausgebildetes Aufhängungselement 34 auf, welches hinter dem als Aussparung ausgebildeten Gegenaufhängungselement 54, welches den Gegenhalteabschnitt 46 des Halteelementes 40 bildet, verrastet. Die Rückschlagmembran 20 weist wiederum zwei als Segmente 28 ausgebildete mechanische Stabilisierungsabschnitte 22 auf. Diese mechanischen Stabilisierungsabschnitte 22 werden zwischen den als Gegensegmente 48 ausgebildeten mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitten 42 des Halteelementes 40 und den als Gegenanlageflächen 46 ausgebildeten Gegenhalteabschnitten 46 des Halteelementes 40 geklemmt. Zur Anlage an die Gegenanlageflächen 46 weist die Rückschlagmembran 20 entsprechende Anlagenflächen 36 auf. Durch das Verklemmen der mechanischen Stabilisierungsabschnitte 22 der Rückschlagmembran 20 bzw. das Anlegen der als Anlageflächen 36 ausgebildeten Halteabschnitte 26 der Rückschlagmembran 20 an die Gegenanlagefläche 56 des Halteelementes 40 ist sichergestellt, dass nur die Öffnungsabschnitte 24 der Rückschlagmembran 20 bewegbar sind und so ein definiertes Durchströmen von Atemluft durch das Rückschlagventil 10 gewährleisten.
-
11 zeigt schematisch die dritte Ausführungsvariante des Rückschlagventils gemäß 10 in einer Frontansicht.
-
12 zeigt schematisch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils 10 für ein Kompaktbeatmungssystem 100 in einer Seitenansicht. Als mechanische Stabilisierungsabschnitte 22 weist in dieser Ausführungsform die Rückschlagmembran 20 zwei hammerförmig bzw. pilzförmig ausgebildete Aufhängungselemente 32 auf. Diese Aufhängungselemente 32 werden in zwei als Aussparung ausgebildete Gegenaufhängungselemente 52, die die mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitte 42 bilden, hindurchgesteckt, sodass sie an dem Halteelement 40 verrasten. Zusätzlich ist im Bereich des Mittelpunktes 30 der Rückschlagmembran 20 ein weiteres hammerförmig bzw. pilzförmig ausgebildetes Aufhängungselement 34 vorgesehen, welches die Rückschlagmembran 20 zentral an einem entsprechenden als Aussparung ausgebildeten Gegenaufhängungselement 54 des Halteelementes 40 hält. Die Aufhängungselemente 32, 34 der Rückschlagmembran 20 verlaufen auf einer Geraden, sodass die Rückschlagmembran 20 entlang dieser Geraden formstabil an dem Halteelement 40 des Rückschlagventils 10 gehalten ist. Bei einem Durchströmen von Atemluft durch das Rückschlagventil 10 wird auch hier die Rückschlagmembran 20 nur im Bereich der beiden Öffnungsabschnitte 24 definiert bewegt, sodass eine gleichbleibende Durchströmung von Atemluft durch das Rückschlagventil 10 gewährleistet ist. Entsprechend kann auch mit einem derartigen Rückschlagventil 10 eine gleichbleibende definierte Anströmung zu einem nachgeschalteten Volumenstrommesser 140 eines Kompaktbeatmungssystems 100 gewährleistet werden. In den 13 und 14 sind jeweils schematisch mögliche Ausführungsvarianten des Halteelementes 40 des Rückschlagventils 10 gemäß 12 dargestellt. Das Halteelement 40 kann einen zentral verlaufenden Steg, siehe 13, aufweisen. Alternativ dazu kann das Halteelement 40 zwei kreuzartig verlaufende Stege aufweisen, siehe 14. Diese Stege dienen zur Aufnahme der als Aussparungen ausgebildeten Gegenaufhängungselemente 52, 54.
-
15 zeigt schematisch eine fünfte Ausführungsform eines Rückschlagventils 10 für ein Kompaktbeatmungssystem 100. Im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsformen der Rückschlagventile 10 weist dieses Rückschlagventil 10 keine mittige Aufhängung der Rückschlagmembran 20 an dem Halteelement 40 des Rückschlagventils 10 auf. Im Bereich des Mittelpunkts 30 der Rückschlagmembran 20 weist diese einen als Anlagefläche 36 ausgebildeten Halteabschnitt 26 auf. Hierdurch wird sichergestellt, dass bei der Exspirationsphase die Rückschlagmembran 20 an dem Halteelement 40 sicher gehalten ist. Ansonsten ist die Rückschlagmembran 20 lediglich im Bereich ihrer mechanischen Stabilisierungsabschnitte 22 und ihrer als Anlagefläche 36 ausgebildeten Halteabschnitt 26 in ihrem Randbereich an dem Halteelement 40 gehalten. Das heißt, die Rückschlagmembran 20 wird nur an zwei Randbereichen an dem Halteelement 40 verklemmt. Auch hierdurch kann gewährleistet werden, dass beim Durchströmen von Atemluft nur die Öffnungsabschnitte 24 bewegt werden können, um so eine definierte Durchströmung der Atemluft durch das Rückschlagventil 10 zu gewährleisten.
-
In 17 ist die Rückschlagmembran 20 gemäß der 15 nochmals schematisch dargestellt. 17 zeigt die Rückschlagmembran 20 in einem Längsschnitt durch ihren Mittelpunkt 30, sodass die Öffnungsabschnitte 24 nicht dargestellt sind. Die Rückschlagmembran 20 weist zwei mechanische Stabilisierungsabschnitte 22 auf, die als sich gegenüberliegende Segmente 28 ausgebildet sind. Ferner weist die Rückschlagmembran 22 als Anlageflächen 36 ausgebildete Halteabschnitte 26 auf, die ebenfalls dazu dienen, an entsprechenden als Gegenanlageflächen 56 ausgebildeten Gegenhalteabschnitte 46 des Haltelements 40 formschlüssig anzulegen.
-
In der 18 ist eine sechste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils 10 für ein Kompaktbeatmungssystem 100 schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Im Unterschied zu dem Rückschlagventil 10 gemäß der 15 weist das Halteelement 40 des Rückschlagventils 10 nicht zwei als Vorsprünge bzw. Haken ausgebildete mechanische Gegenstabilisierungsabschnitte 42 auf, sondern einen als Steg ausgebildeten mechanischen Gegenstabilisierungsabschnitt 42 auf. Dieser als Steg ausgebildete mechanische Gegenstabilisierungsabschnitt 42 dient als Gegensegment 48 für den als Segment 28 ausgebildeten mechanischen Stabilisierungsabschnitt 22 der Rückschlagmembran 20. Dieser mechanische Stabilisierungsabschnitt 22 der Rückschlagmembran 20 verläuft von einer Seite der Rückschlagmembran 20 zu einer gegenüberliegenden zweiten Seite der Rückschlagmembran 20. In 19 ist in einer Frontalansicht auf das Rückschlagventil 10 der Verlauf des Gegensegments 48 bzw. des mechanischen Gegenstabilisierungsabschnittes 42 des Halteelementes 40 dargestellt.
-
Die in Frontansicht dargestellten Rückschlagventile 10 der sechs zuvor beschriebenen verschiedenen Ausführungsvarianten, sind immer aus Sicht eines Ventilators 120 eines Kompaktbeatmungssystems 100, in welchem die Rückschlagventile 10 eingebaut sind, dargestellt.
-
In den 20 und 21 ist schematisch dargestellt, wie ein Rückschlagventil 10, hier im Beispiel der sechsten Ausführungsform des Rückschlagventils 10, zusammengebaut wird. Das Rohrelement 70 des Rückschlagventils 10 weist an seiner Innenmantelfläche 74 eine Kulissenführung 72 auf. An der Außenmantelfläche 62 des Halteelementes 40 ist ein hervorstehender Bolzen 60 vorgesehen. Der Bolzen 60 an der Außenmantelfläche 62 des Halteelementes 40 wird in die Kulissenführung 72 des Rohrelementes 70 eingeführt und das Halteelement 40 wird entlang der Längsachse des Rohrelementes 70 bewegt, bis das Halteelement 40 seine definierte Position innerhalb des Rohrelementes 70 erreicht hat. Diese definierte Position des Halteelementes 40 in dem Rohrelement 70 ist in 21 schematisch dargestellt. Vorzugsweise verrastet der Bolzen 60 in der definierten Position in einer Rastaufnahme am Ende der Kulissenführung 72 des Rohrelementes 70, sodass das Halteelement 40 fest innerhalb des Rohrelementes 70 angeordnet ist.
-
In den vorherigen Figuren ist das Halteelement 40 als Korbelement ausgebildet. Das heißt, es weist zum einen eine hohlzylinderförmige Mantelfläche 50 auf, die zu einem Ende hin einen ringelementförmigen oder scheibenförmigen Boden mit entsprechenden Durchlässen 58 aufweist. Das Halteelement 40 gemäß der 22 ist ebenfalls zylinderförmig, aber in Form einer Scheibe beziehungsweise eines Ringelementes ausgebildet. Die sonstigen Funktionen des Rückschlagventils 10 entsprechen denen der Rückschlagventile 10 der vorherigen Ausführungsformen.
-
In 23 ist schematisch eine achte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils 10 für ein Kontaktbeatmungssystem 100 dargestellt. Der Gegenhalteabschnitt 46 des Halteelements 40 ist ein aus dem Halteelement 40 hervorstehendes Gegenaufhängungselement 54, welches in ein als Aussparung ausgebildeten Halteabschnitt 26 der Rückschlagmembran 20 verrastet. Das Gegenaufhängungselement 54 weist dabei eine Breite auf, die größer ist als der als Aussparung ausgebildete Halteabschnitt 26. Insbesondere weist die Breite des Gegenaufhängungselements 54 mindestens die zweifache Größe des als Aussparung ausgebildeten Halteabschnitts 26 auf. Das Gegenaufhängungselement 54 weist vorzugsweise eine radiale Erstreckung bezogen auf die Längsachse des als Aussparung ausgebildeten Halteabschnitts 26 auf, die mindestens dem 2- bis 3-fachen des Durchmessers des als Aussparung ausgebildeten Halteabschnitts 26 entspricht. Ein derartig ausgebildetes Rückschlagventil 10 ermöglicht ein definiertes Zurückhalten der Rückschlagmembran 20 bei einer Ausströmung von Atemluft beziehungsweise einem Durchströmen von Atemluft während der Inspirationsphase. Das Gegenaufhängungselement 54 weist vorzugsweise eine längliche Form, insbesondere eine oval-längliche Form auf. Das Gegenaufhängungselement 54 verklemmt die Rückschlagmembran 20 an dem Halteelement 40 und sorgt dafür, dass nur die Öffnungsabschnitte 24 der Rückschlagmembran 20, die links und rechts von dem Gegenaufhängungselement 54 liegen, bewegt werden können.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Rückschlagventil
- 20
- Rückschlagmembran
- 22
- mechanischer Stabilisierungsabschnitt
- 24
- Öffnungsabschnitt
- 26
- Halteabschnitt
- 28
- Segment
- 30
- Mittelpunkt der Rückschlagmembran
- 32
- Aufhängungselement
- 34
- Aufhängungselement
- 36
- Anlagefläche
- 40
- Halteelement
- 42
- mechanischer Gegenstabilisierungsabschnitt
- 46
- Gegenhalteabschnitt
- 48
- Gegensegment
- 50
- Mantelfläche
- 52
- Gegenaufhängungselement
- 54
- Gegenaufhängungselement
- 56
- Gegenanlagefläche
- 58
- Durchlässe
- 60
- Bolzen
- 62
- Außenmantelfläche
- 70
- Rohrelement
- 72
- Kulissenführung
- 74
- Innenmantelfläche
- 100
- Kompaktbeatmungssystem
- 110
- Strömungskanal
- 112
- erste Öffnung
- 114
- zweite Öffnung
- 116
- Längsachse
- 120
- Ventilator
- 130
- Tubus
- 140
- Volumenstrommesser
- 150
- Exspirationsventil
- 152
- Steuerleitung
- 154
- Ausatemöffnung
- 156
- Membran in Verschlussposition
- 158
- Membran in offener Position
- 160
- Öffnung zum Ableiten von Exspirationsluft
- 180
- Patient