Atemventil für CPAP-Geräte, Ventilkörper und VerfahrenBreathing valve for CPAP devices, valve bodies and processes
Diese Erfindung betrifft eine Atemventil für CPAP-Geräte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 , einen Ventilkörper für ein solches Atemventil sowie ein Verfahren zum Durchführen der CPAP-Therapie.This invention relates to a breathing valve for CPAP devices according to the preamble of claim 1, a valve body for such a breathing valve and a method for performing the CPAP therapy.
Die CPAP-(continuous positive airway pressure) Therapie wird in Chest. Volume No. 110, Seiten 1077-1088, Oktober 1996 und Sleep, Volume No. 19, Seiten 184-188 beschrieben. Sie soll obstruktive Atmungsstörungen verhindern. Diese führen zu Apnoen (Atemstillstand), durch die der Schlafende erwacht. Häufige Apnoen verhindern, dass der Schlafende in den erholsamen Tiefschlaf fällt. Menschen, die Apnoen während des Schlafens erleiden, sind deshalb tagsüber unausgeschlafen, was zu sozialen Problemen am Arbeitsplatz und im schlimmsten Fall zu tödlichen Unfällen, beispielsweise bei Berufskraftfahrern, führen kann.The CPAP (continuous positive airway pressure) therapy is in Chest. Volume No. 110, pages 1077-1088, October 1996 and Sleep, Volume No. 19, pages 184-188. It is intended to prevent obstructive breathing disorders. These lead to apneas (respiratory arrest), through which the sleeper awakens. Frequent apneas prevent the sleeper from falling into a restful deep sleep. People who suffer from apneas while sleeping are therefore not well rested during the day, which can lead to social problems at work and, in the worst case, fatal accidents, for example for professional drivers.
Bekannt sind CPAP-Geräte zur Durchführung der CPAP-Therapie. Ein CPAP-Gerät appliziert mittels eines Kompressors oder einer Turbine, vorzugsweise über einen Luftbefeuchter, über einen Beatmungsschlauch und eine Nasenmaske einen positiven Überdruck bis zu etwa 30 mbar in den Atemwegen des Patienten. Dieser Überdruck soll gewährleisten, dass die oberen Atemwege während der gesamten Nacht vollständig geöffnet bleiben und somit keine Apnoen (Atemstillstände) auftreten (DE 198 49 571 A1).CPAP devices for carrying out CPAP therapy are known. A CPAP device uses a compressor or a turbine, preferably via a humidifier, a ventilation hose and a nasal mask, to apply a positive pressure of up to about 30 mbar in the patient's airways. This overpressure is intended to ensure that the upper airways remain fully open throughout the night and thus no apneas (respiratory arrests) occur (DE 198 49 571 A1).
Daneben sind Bi-PAP- und Multilevelgeräte bekannt. Diese applizieren während des Ausatmens einen geringeren Überdruck als beim Einatmen.Bi-PAP and multilevel devices are also known. These apply a lower pressure during exhalation than when inhaling.
Um die vom Patienten während der Behandlung ausgeatmete Luft ins Freie zu leiten, werden bei der CPAP-Therapie sogenannte Ausatem ventile eingesetzt. Sie befinden sich entweder direkt an der Gesichtsmaske oder sind als Bauteil zwischen Maske und Beatmungsschlauch angebracht. Unabhängig von der Bauform im einzelnen stellen diese Ausatemventile lediglich Drosselventile dar: Sie realisieren nur unveränderliche Öffnungen nach außen und stellen damit einen Flusswiderstand für die vom Kompressor gelieferte Luft dar. Je geringer dieser Flusswiderstand ist, desto höher muss der vom Kompressor gelieferte Luftfluss sein, um einen bestimmten Überdruck in den Atemwegen des Patienten zu applizieren.
Im folgenden werden einige Hersteller von Geräten für die CPAP-Therapie mit den entsprechenden Bezeichnungen für ihre Ausatemventile aufgeführt: MAP (DE): Ae- ro-Click® ; Mallinckrodt (USA): Breeze™ SleepGear™ Mask; active exhalation val- ve; Respironix (USA): Profile™ Lite Mask, Spectrum® Reuseable Füll Face Mask; ResMed (AUS): Ultra Mirage™ Mask, Mirage® Füll Face Mask mit Unterdruck- Sicherheitsventil; MPV-Truma (DE): AirPilotMask®; Taema (FR): Concept 5 (Maskensystem); Breas (SE): SleepNet IQ® Nasal Mask.Exhalation valves are used in CPAP therapy to direct the air exhaled by the patient during treatment. They are either located directly on the face mask or are attached as a component between the mask and the ventilation hose. Regardless of the individual design, these exhalation valves are only throttle valves: they only create unchangeable openings to the outside and thus represent a flow resistance for the air supplied by the compressor. The lower this flow resistance, the higher the air flow supplied by the compressor to apply a certain excess pressure in the patient's airways. Some manufacturers of devices for CPAP therapy with the corresponding names for their exhalation valves are listed below: MAP (DE): Aero-Click®; Mallinckrodt (USA): Breeze ™ SleepGear ™ Mask; active exhalation valve; Respironix (USA): Profile ™ Lite Mask, Spectrum® Reuseable Filling Face Mask; ResMed (AUS): Ultra Mirage ™ Mask, Mirage® Filling Face Mask with vacuum safety valve; MPV-Truma (DE): AirPilotMask®; Taema (FR): Concept 5 (mask system); Breas (SE): SleepNet IQ® Nasal Mask.
Zwar ist die Fertigung dieser Ausatemventile sehr preiswert, doch ergeben sich zwangsläufig Nachteile. Ein ständiger Luftfluss nach außen zwingt das Beatmungs- gerät zur Bereitstellung großer Luftmengen. Entsprechend leistungsstark sind die Kompressoren/Turbinen in den Geräten auszulegen. Die Öffnungen in den Ausatemventilen sind andererseits bei weitem nicht groß genug, d.h. der Flusswiderstand der Ausatemventile ist nicht gering genug, um die gesamte ausgeatmete Luft sofort nach außen zu leiten. Deshalb strömt der überwiegende Teil der ausgeatmeten Luft zunächst in den Beatmungsschlauch und wird teilweise bis in das Kompressorgehäuse des CPAP-Geräts zurückgedrückt.Although the production of these exhalation valves is very inexpensive, there are necessarily disadvantages. A constant flow of air to the outside forces the ventilator to provide large amounts of air. The compressors / turbines in the devices are designed to be correspondingly powerful. The openings in the exhalation valves, on the other hand, are far from being large enough, i.e. the flow resistance of the exhalation valves is not low enough to direct all the exhaled air to the outside. Therefore, the majority of the exhaled air first flows into the ventilation hose and is partly pushed back into the compressor housing of the CPAP device.
Aufgrund der hohen Luftfeuchte der von den Patienten ausgeatmeten Luft und der - verglichen mit der Temperatur der ausgeatmeten Luft - geringeren Temperatur im Kompressorgehäuse kommt es hier zu einer Kondensation von Wasser. In Verbin- düng mit Feinststaub bildet sich besonders in Ritzen und Poren von Schallschutzschäumen ein Nährboden für Mikroorganismen. Aus der Umgebung und vom Patienten selbst können Keime an solche Brutstätten gelangen. Mit der Luft gelangen von dort aus Infektionen sowohl zum nächsten Patienten als auch in die Umgebung, was besonders bei wechselndem Einsatz der Geräte in Kliniken problematisch ist. Die regelmäßige Desinfektion dieser Geräte ist nur mit Gasen möglich, weil die in den Geräten eingebaute Elektronik die für eine Desinfektion notwendigen Temperaturen nicht übersteht. Aufgrund der zahlreichen schlecht zugänglichen Hohlräume im Kompressorgerät ist eine lange Eindringzeit der Gase und eine ebenso lange Spüldauer im Anschluss an die Desinfektion zu gewährleisten.Due to the high humidity of the air exhaled by the patient and the lower temperature in the compressor housing compared to the temperature of the exhaled air, water condenses here. In connection with fine dust, a breeding ground for microorganisms forms especially in the cracks and pores of soundproofing foams. Germs can get to such breeding grounds from the environment and from the patient himself. From there, infections reach the next patient as well as the environment with the air, which is particularly problematic when the devices are used in different clinics. Regular disinfection of these devices is only possible with gases because the electronics built into the devices do not survive the temperatures required for disinfection. Due to the numerous poorly accessible cavities in the compressor device, a long penetration time of the gases and an equally long flushing time after the disinfection must be guaranteed.
Ferner sind im Stand der Technik Lungenautomaten bekannt, die beim Tauchen verwendet werden. Ein solcher Lungenautomat ist beispielsweise in Lueger, Lexikon der Technik, 1960, Stuttgart, beschrieben. Dieser Lungenautomat weist einen
Druckminderer auf, der den Druck der Sauerstoffflasche auf etwa 5 bar reduziert. Im Lungenautomat ist eine Membran vorgesehen, auf deren einer Seite der Umgebungsdruck, also beim Tauchen der Wasserdruck, anliegt und auf deren anderer Seite sich die einzuatmende Luft befindet. Durch das Einatmen der Luft wird ein ge- ringer Unterdruck erzeugt, der zu einem Verbiegen der Membran führt. Die Verbie- gung der Membran wird über einen Hebel auf ein Ventil übertragen. Das Ventil wird umso weiter geöffnet, je stärker sich die Membran verbiegt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass dem Taucher Sauerstoff unter dem ihn umgebenden Wasserdruck zur Verfügung gestellt wird. Das Ausatmen erfolgt bei diesem Lungenautoma- ten über eine getrennte Kammer über ein Rückschlagventil, so dass das Eindringen von Wasser in die Kammer verhindert wird.Furthermore, lung regulators are known in the prior art which are used for diving. Such a regulator is described, for example, in Lueger, Lexikon der Technik, 1960, Stuttgart. This regulator has one Pressure reducer, which reduces the pressure of the oxygen cylinder to about 5 bar. A membrane is provided in the regulator, on one side of which the ambient pressure, ie the water pressure when diving, is present and on the other side of which the air to be inhaled is located. Inhaling the air creates a slight negative pressure that causes the membrane to bend. The bending of the membrane is transferred to a valve using a lever. The more the membrane bends, the further the valve is opened. This ensures that the diver is provided with oxygen under the surrounding water pressure. With this lung regulator, exhalation takes place via a separate chamber via a non-return valve, so that water does not enter the chamber.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Atemventil, einen Ventilkörper und ein Verfahren anzugeben, die die Hygiene bei CPAP-Geräten verbessern.It is the object of the invention to provide a breathing valve, a valve body and a method which improve the hygiene in CPAP devices.
Diese Aufgabe wird durch ein Atemventil nach Patentanspruch 1, einem Ventilkörper nach Patentanspruch 12 sowie ein Verfahren nach Patentanspruch 15 gelöst.This object is achieved by a breathing valve according to claim 1, a valve body according to claim 12 and a method according to claim 15.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Preferred embodiments are the subject of the dependent claims.
Vorteilhaft am erfindungsgemäßen Atemventil ist, dass dem Patienten eine bessere Luftqualität zur Verfügung gestellt wird, da er im Gegensatz zum Stand der Technik nur einen kleinen Teil der gerade ausgeatmeten Luft wieder einatmet. Die Luftmen- ge, die nach dem Ausatmen wieder eingeatmet wird, beschränkt sich auf die Luft in der Beatmungsmaske, im Schlauchstück zwischen Ventil und Beatmungsmaske sowie im Rückraum. Die Erfindung kann auch bei Bi-PAP oder Multilevelgeräten eingesetzt werden.An advantage of the breathing valve according to the invention is that the patient is provided with better air quality since, in contrast to the prior art, he breathes in only a small part of the air that has just been exhaled. The amount of air that is breathed in again after exhaling is limited to the air in the respiratory mask, in the tube between the valve and the respiratory mask and in the back room. The invention can also be used in Bi-PAP or multilevel devices.
Vorteilhaft daran, dass ein erster Überdruck am Einlass einen zweiten Überdruck bei der Atemöffnung auch beim Ausatmen festlegt, ist, dass der Patient nicht gezwungen wird, gegen einen noch höheren Überdruck auszuatmen. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist ferner, dass sie bei Verwendung zusammen mit einem Bi-PAP- Gerät oder einem Multilevel-Gerät den geringeren Druck während der Atemphase dem Patienten appliziert.The advantage of the fact that a first overpressure at the inlet defines a second overpressure at the breathing opening also when exhaling is that the patient is not forced to exhale against an even higher overpressure. Another advantage of this embodiment is that when used together with a Bi-PAP device or a multilevel device, it applies the lower pressure to the patient during the breathing phase.
Vorteilhaft daran, dass beim Einatmen Luft vom Einlass zur Atemöffnung und beim Ausatmen von der Atemöffnung zum Auslass, aber nie - zumindest nicht in nen-
nenswerter Menge - Luft vom Einlass zum Auslass fließt, ist, dass eine geringere Pumpleistung der Turbine ausreicht. Dies ermöglicht die Verwendung einer kleineren Turbine, für die ein weniger leistungsfähiges Netzteil verwendet werden kann. So lassen sich Gewichts- und Kosteneinsparungen realisieren. Bei Verwendung eines gleichgroßen Rotors oder Läufers in der Turbine kann dessen Drehzahl abgesenkt werden, was zu einer Verringerung des durch die Turbine erzeugten Geräuschpegels führt. Somit können kleinere Schalldämpfer verwendet werden und/oder leisere CPAP-Geräte entwickelt werden. Der reduzierte Leistungsbedarf des Beatmungsgeräts in Verbindung mit Gewichts- und möglicher Volumenreduzie- rung führt zu einer Erweiterung der Mobilität des Beatmungsgeräts.The advantage of this is that when inhaling air from the inlet to the breathing opening and when exhaling from the breathing opening to the outlet, but never - at least not in the Significant amount - air flowing from the inlet to the outlet is that a lower pump power of the turbine is sufficient. This enables the use of a smaller turbine, for which a less powerful power supply can be used. In this way, weight and cost savings can be realized. If a rotor or rotor of the same size is used in the turbine, its speed can be reduced, which leads to a reduction in the noise level generated by the turbine. This means that smaller silencers can be used and / or quieter CPAP devices can be developed. The reduced power requirement of the ventilator in connection with weight and possible volume reduction leads to an expansion of the mobility of the ventilator.
Vorteilhaft an einer Reduzierung des lichten Querschnitts eines Gehäuseteils des Atemventils durch Stege 23 ist, dass bei Ausfall des CPAP-Geräts durch den beim Ausatmen entstehenden Überdruck in der Atemöffnung der Ventilkörper so in den Vorraum hineinbewegt wird, dass der Ventilkörper festklemmt. Jetzt kann der Patient durch den Abströmkanal in- und expirieren.An advantage of a reduction in the clear cross section of a housing part of the breathing valve by means of webs 23 is that if the CPAP device fails, the valve body is moved into the antechamber in such a way that the valve body clamps due to the overpressure in the breathing opening that occurs during exhalation. Now the patient can inhale and expire through the outflow channel.
Vorteilhaft an der Aufteilung des Ventilgehäuses in zwei Teile und die Aufteilung der beiden Anschläge für den Ventilkörper auf je einen der beidenTeile ist, dass das Ventil zu Reinigungszwecken leicht auseinandergenommen werden kann.An advantage of dividing the valve housing into two parts and dividing the two stops for the valve body into one of the two parts is that the valve can be easily disassembled for cleaning purposes.
Schließlich ist das erfindungsgemäße Ausatemventil klein und leicht, so dass es problemlos zwischen Beatmungsmaske und Beatmungsschlauch eingefügt werden kann.Finally, the exhalation valve according to the invention is small and light, so that it can be inserted between the ventilation mask and the ventilation hose without any problems.
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Atemventil.1 shows a breathing valve according to the invention.
Das erfindungsgemäße Ventil besteht im wesentlichen aus drei Teilen: Gehäuseteil 1 , Stutzen 2 sowie Ventilkörper 3. Der Stutzen 2 rastet in dem Gehäuseteil 1 ein. Hierzu sind Nasen 4 und Nut 5 vorgesehen, wobei die Nasen in der Nut 5 einrasten. Die Flanken der Nasen und/oder der Nut sind schräg - also nicht senkrecht - zur Längsachse 6 ausgeführt, so dass der Stutzen 2 unter mäßigem Kraftaufwand aus Gehäuseteil 1 gezogen werden kann.
In der bevorzugten Ausführungsform bildet die Nut 5 eine ringförmige Ausnehmung im Gehäuseteil 1 , so dass der Stutzen 2 drehbar um die Längsachse 6 im Gehäuse einrastet. Der Ventilkörper 3 hat vorzugsweise eine zylindrische Außenform und gleitet leicht, aber radial nahezu spielfrei im Gehäuseteil 1. Auf den Normkonus 7 des Stutzens 2 wird der Schlauch des Beatmungsgerätes geschoben. Der Normkonus 8 des Gehäuseteils passt in den Anschlussstutzen einer Beatmungsmaske. Die Normkonusse 7 und 8 weisen einen Außendurchmesser von etwa 18 mm auf.The valve according to the invention essentially consists of three parts: housing part 1, connecting piece 2 and valve body 3. The connecting piece 2 snaps into the housing part 1. Lugs 4 and groove 5 are provided for this purpose, the lugs engaging in groove 5. The flanks of the lugs and / or the groove are designed obliquely - that is, not perpendicular - to the longitudinal axis 6, so that the connecting piece 2 can be pulled out of the housing part 1 with moderate effort. In the preferred embodiment, the groove 5 forms an annular recess in the housing part 1, so that the socket 2 snaps into the housing so that it can rotate about the longitudinal axis 6. The valve body 3 preferably has a cylindrical outer shape and slides easily but radially almost without play in the housing part 1. The hose of the ventilator is pushed onto the standard cone 7 of the connector 2. The standard cone 8 of the housing part fits into the connection piece of a respiratory mask. The standard cones 7 and 8 have an outer diameter of approximately 18 mm.
Während der Inspirationsphase strömt Frischluft vom Beatmungsgerät in den Stutzen 2. Im Einlass 21 und Vorraum 9 herrscht ein Überdruck gegenüber patientensei- tigern Rückraum 10 und Atemöffnung 22. Der Ventilkörper 3 wird in Richtung Rückraum 10 in die in der Fig. 1 dargestellte Position gedrückt. Er gibt die Öffnung 12 vom Vorraum 9 in den Überströmkanal 11 frei. Die Frischluft strömt über Stutzen 2, Vorraum 9, Überströmkanal 11, Rückraum 10 und Atemöffnung 22 in die Beatmungsmaske zum Patienten.During the inspiration phase, fresh air flows from the ventilator into the nozzle 2. In the inlet 21 and the anteroom 9, there is an overpressure in relation to the patient-side rear space 10 and the breathing opening 22. The valve body 3 is pressed in the direction of the rear space 10 into the position shown in FIG. 1. It opens the opening 12 from the antechamber 9 into the overflow channel 11. The fresh air flows through connection piece 2, anteroom 9, overflow channel 11, back space 10 and breathing opening 22 into the respiratory mask to the patient.
Beim Übergang zur Expirationsphase steigt der Druck im Rückraum 10 an, während er im Vorraum 9 durch eine Druckregelung des CPAP-Gerätes konstant gehalten wird. Der Ventilkörper 3 bewegt sich in den Vorraum 9. Erreicht die vorraumseitige Kante 13 des Ventilkörpers die vorraumseitige Kante 14 der Öffnung 12, ist die Öffnung 12 vollständig verschlossen. Gleichzeitig oder etwas später beginnt mit weite- rer Bewegung des Ventilkörpers 3 in den Vorraum 9 die rückraumseitige Kante 15 des Ventilkörpers 3 die Öffnung 16 zum Abströmkanal 17 freizugeben. Die Öffnungen 12 und 16 sind also so angeordnet und die Länge des Ventilkörpers ist so ausgewählt, dass höchstens eine der Öffnungen 12 oder 16 offen ist. Die ausgeatmete Luft strömt nun vom Patienten aus der Beatmungsmaske durch die Atemöffnung 22 den Rückraum 10, die Öffnung 16 und den Abströmkanal 17 ins Freie. Die Bewegung des Ventilkörpers 3 in den Vorraum 9 während der Expiration erfolgt nur soweit, bis ein Druckgleichgewicht zwischen Rückraum 10 und Vorraum 9 erreicht ist. Die Öffnung 16 wird daher in der Regel nicht völlig freigegeben, sondern nur soweit, dass der im Beatmungsgerät eingestellte Druck im Rückraum 10 eingehalten wird.During the transition to the expiration phase, the pressure in the back room 10 increases, while it is kept constant in the anteroom 9 by pressure regulation of the CPAP device. The valve body 3 moves into the antechamber 9. When the antechamber-side edge 13 of the valve body reaches the antechamber-side edge 14 of the opening 12, the opening 12 is completely closed. Simultaneously or somewhat later, with further movement of the valve body 3 into the antechamber 9, the rear edge 15 of the valve body 3 begins to open the opening 16 to the outflow channel 17. The openings 12 and 16 are thus arranged and the length of the valve body is selected such that at most one of the openings 12 or 16 is open. The exhaled air now flows from the patient out of the breathing mask through the breathing opening 22, the back space 10, the opening 16 and the outflow channel 17 into the open. The movement of the valve body 3 into the antechamber 9 during the expiration only takes place until a pressure equilibrium between the rear chamber 10 and the anteroom 9 is reached. The opening 16 is therefore generally not completely opened, but only to the extent that the pressure set in the ventilator in the rear space 10 is maintained.
Um Geräusche beim Anschlagen des Ventilkörpers 3 an den Anschlägen 19 zu vermeiden, können die Kanten 15 und 13 des Ventilkörpers 3 und/oder die Anschläge 19 und 20 selbst aus einem weichen Material gefertigt sein oder mit einer an-
derartigen Federung versehen werden. Die Federung kann durch das Einsetzen von Schraubenfedern zwischen den Anschlägen 20 oder der rückraumseitigen Kante 15 des Ventilkörpers 3 und/oder den Anschlägen 19 und der vorraumseitigen Kante 13 des Ventilkörpers 3 realisiert werden. Die Federn können ferner so dimen- sioniert werden, dass sie den Ventilkörper in einer bevorzugten Position halten, sofern kein durch das CPAP-Gerät erzeugter Überdruck am Einlass 21 anliegt. In einer bevorzugten Position gibt der Ventilkörper die zweite Öffnung 16 frei, so dass der Patient durch den Abströmkanal ein- oder ausatmen kann.In order to avoid noise when the valve body 3 strikes the stops 19, the edges 15 and 13 of the valve body 3 and / or the stops 19 and 20 themselves can be made of a soft material or with a different such suspension are provided. The suspension can be implemented by inserting helical springs between the stops 20 or the rear edge 15 of the valve body 3 and / or the stops 19 and the front edge 13 of the valve body 3. The springs can also be dimensioned such that they hold the valve body in a preferred position, provided that there is no overpressure generated by the CPAP device at the inlet 21. In a preferred position, the valve body clears the second opening 16 so that the patient can breathe in or out through the outflow channel.
Wie oben erwähnt, wird die Öffnung 16 durch den Ventilkörper 3 nur soweit freige- geben, dass beim Ausatmen des Patienten in der Atemöffnung 22 und Rückraum 10 gerade der am CPAP eingestellte Druck erreicht wird. Somit stellt im normalen Betrieb die Öffnung 16 im Zusammenwirken mit dem vom CPAP-Gerät erzeugten Ü- berdruck einen weichen Anschlag für den Ventilkörper 3 dar. Deshalb werden die Anschläge 19 in der bevorzugten Ausführungsform so angeordnet, dass der Ventil- körper diese Anschläge noch nicht berührt, wenn seine rückraumseitige Kante 15 die Öffnung 16 gerade vollständig freigibt. Folglich werden in dieser bevorzugten Ausführungsform nur die Anschläge 20 oder/und die rückraumseitige Kante 15 des Ventilkörpers 3 aus einem weichen Material gefertigt.As mentioned above, the opening 16 is only opened by the valve body 3 to such an extent that when the patient exhales in the breathing opening 22 and back space 10, the pressure set on the CPAP is just reached. Thus, in normal operation, the opening 16, in cooperation with the overpressure generated by the CPAP device, represents a soft stop for the valve body 3. For this reason, the stops 19 are arranged in the preferred embodiment such that the valve body does not yet have these stops touches when its rear edge 15 just clears the opening 16 completely. Consequently, in this preferred embodiment, only the stops 20 and / or the rear edge 15 of the valve body 3 are made of a soft material.
Wie oben erwähnt, ist Gehäuseteil 1, Stutzen 2 sowie Ventilkörper 3 im wesentli- chen rotationssymmetrisch zur Längsachse 6 ausgebildet. Der Überströmkanal 11 erstreckt sich außen vorzugsweise um die eine Hälfte der Mantelfläche des Gehäuseteils 1 in einem ca. 180° Sektor. Er bildet also einen in etwa halbzylindrischen Mantel. Der Überström kanal ist in radialer Richtung und die Öffnung 12 in axialer Richtung in der bevorzugten Ausführungsform 5 bis 8 mm breit. In ähnlicher Weise erstrecken sich die Öffnung 16, der Abströmkanal 17 sowie der Ausgang 18 um die andere Hälfte der Mantelfläche des Gehäuseteils 1. Die Länge der Öffnung 16 in axialer Richtung sowie die Breite des Abströmkanals 17 in radialer Richtung beträgt in der bevorzugten Ausführungsform ebenfalls 5 bis 8 mm.As mentioned above, housing part 1, connecting piece 2 and valve body 3 are essentially rotationally symmetrical to the longitudinal axis 6. The overflow channel 11 preferably extends around one half of the outer surface of the housing part 1 in an approximately 180 ° sector. It therefore forms an approximately semi-cylindrical jacket. The overflow channel is 5 to 8 mm wide in the radial direction and the opening 12 in the axial direction in the preferred embodiment. Similarly, the opening 16, the outflow channel 17 and the outlet 18 extend around the other half of the outer surface of the housing part 1. The length of the opening 16 in the axial direction and the width of the outflow channel 17 in the radial direction is likewise 5 in the preferred embodiment up to 8 mm.
Der Ausgang 18 des Abströmkanals 17 ist dabei in besonders schallreduzierender Form aufgebaut, z.B. als Laminardüse. Um Geräusche, die von ausgeatmeter Luft am Ausgang 18 erzeugt werden, möglichst gering zu halten, muss der Ausgang 18 eine möglichst große Fläche aufweisen. Deshalb wird in einer anderen bevorzugten
Ausführungsform der Abströmkanal 17 über die Öffnung 12 hinaus in axialer Richtung zum Einlass 21 hin verlängert, so dass der Ausgang 18 sich rotationssymmetrisch in einem 360°-Winkel zur Längsachse 6 um das Gehäuseteil 1 herum erstrecken kann. Dort, wo es der Überström kanal 11 erlaubt, also im wesentlichen von der vorraumseitigen Kante 14 in Richtung Stutzen 2, weitet sich der Abströmkanal von einem 180°-Segment auf ein 360°-Segment auf.The outlet 18 of the outflow channel 17 is constructed in a particularly sound-reducing form, for example as a laminar nozzle. In order to keep noise generated by exhaled air at the outlet 18 as low as possible, the outlet 18 must have the largest possible area. Therefore, another is preferred Embodiment of the outflow channel 17 extends beyond the opening 12 in the axial direction towards the inlet 21, so that the outlet 18 can extend rotationally symmetrically at a 360 ° angle to the longitudinal axis 6 around the housing part 1. Where the overflow channel 11 allows, ie essentially from the antechamber-side edge 14 in the direction of the nozzle 2, the outflow channel widens from a 180 ° segment to a 360 ° segment.
In einer weiteren Ausführungsform sind Keile 23 vorgesehen. Die Keile 23 engen den lichten Querschnitt des Gehäuseteils 1 ein, so dass die Keile für eine erhöhte Reibung zwischen dem Ventilkörper 3 und dem Gehäuseteil 1 sorgen. Die dem Ven- tilkörper 3 zugewandten Kanten der Keile 23 sind so angeordnet, dass der Ventilkörper 3 diese Kanten noch nicht erreicht, wenn die rückraumseitige Kante 15 des Ventilkörpers 3 die Öffnung 16 gerade vollständig freigibt. Bei dieser Anordnung der Keile berührt der Ventilkörper 3 die Keile nicht, solange das CPAP-Gerät über den Stutzen 2 einen Überdruck liefert. Fällt jedoch das CPAP-Gerät aus, so dass im Stutzen 2 und Vorraum 9 kein Überdruck die Bewegung des Ventilkörpers beim Ausatmen des Patienten in Richtung Stutzen 2 hemmt, so wird der Ventilkörper durch Keile 23 festgeklemmt, so dass der Patient über Öffnung 16, Abströmkanal 17 und Ausgang 18 sowohl aus- wie auch einatmen kann.In a further embodiment, wedges 23 are provided. The wedges 23 narrow the clear cross section of the housing part 1, so that the wedges ensure increased friction between the valve body 3 and the housing part 1. The edges of the wedges 23 facing the valve body 3 are arranged in such a way that the valve body 3 does not yet reach these edges when the rear-side edge 15 of the valve body 3 is just completely opening the opening 16. With this arrangement of the wedges, the valve body 3 does not touch the wedges as long as the CPAP device delivers an overpressure via the connector 2. However, if the CPAP device fails, so that no excess pressure inhibits the movement of the valve body in the direction of connection 2 when the patient exhales, the valve body is clamped by wedges 23, so that the patient via opening 16, outflow channel 17 and outlet 18 can both exhale and inhale.
Zwar führen die Keile 23 zu einer moderat erhöhten Reibung zwischen Ventilkörper 3 und Gehäuseteil 1. Die Reibung ist jedoch so gering, dass der Ventilkörper 3 bei entferntem Stutzen 2 aus dem Gehäuseteil 1 ausgeblasen werden kann oder zumindest mit einem Finger aus dem Gehäuseteil 1 herausgedrückt werden kann. Entsprechend kann der Ventilkörper 3 beispielsweise nach seiner Reinigung wieder in das Gehäuseteil 1 mit mäßigem Kraftaufwand eingesetzt werden.The wedges 23 lead to a moderately increased friction between the valve body 3 and the housing part 1. However, the friction is so low that the valve body 3 can be blown out of the housing part 1 with the nozzle 2 removed or at least pressed out of the housing part 1 with a finger can. Accordingly, the valve body 3 can be reinserted into the housing part 1 with moderate effort, for example after it has been cleaned.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Ventilkörper 3 an seiner äußeren Mantelfläche Erhöhungen auf. Lediglich diese Erhöhungen des Ventilkörpers 3 berühren die Innenwand des Gehäuseteils 1 , so dass die Reibungskraft zwischen Gehäuseteil 1 und Ventilkörper 3 reduziert wird. Vorzugsweise ist eine ringförmige Erhöhung nahe der rückraumseitigen Kante 15 und eine weitere ringförmige Erhöhung an der vorraumseitigen Kante 13 des Ventilkörpers 3 vorgesehen. Um die Reibungskraft effektiv zu verringern, ist die Breite dieser Erhöhungen geringer als die axiale Länge der Öffnungen 12 und 16 und beträgt z.B. 1 mm. Somit kann, wenn
sich die Erhöhung in der Nähe der vorraumseitigen Kante 13 gerade auf Höhe der Öffnung 12 befindet, ein Leckluftfluss von Einlass 21 über den Zwischenraum zwischen der Außenfläche des Ventilkörpers 3 und der Innenfläche des Gehäuseteils 1 zur Öffnung 16 hin ausbilden. In dieser Stellung befindet sich die Erhöhung in der Nähe der rückraumseitigen Kante 15 des Ventilkörpers 3 zwischen Anschlag 20 und der Öffnung 16. Dieser Leckfluss wird vorzugsweise durch eine dritte ringförmige Erhöhung um die Mantelfläche des Ventilkörpers 3 herum etwa in der Mitte des Ventilkörpers weitgehend unterbunden. Andererseits reduziert der Leckfluss die Wirkung des Atemventils nicht dramatisch, da er nur kurze Zeit während der Bewegung des Ventilkörpers auftritt.In a further preferred embodiment, the valve body 3 has elevations on its outer lateral surface. Only these elevations of the valve body 3 touch the inner wall of the housing part 1, so that the frictional force between the housing part 1 and the valve body 3 is reduced. An annular elevation near the rear-side edge 15 and a further annular elevation on the antechamber-side edge 13 of the valve body 3 are preferably provided. In order to effectively reduce the frictional force, the width of these ridges is less than the axial length of the openings 12 and 16 and is, for example, 1 mm. Thus, if the elevation is near the edge 13 on the antechamber just at the level of the opening 12, form a leakage air flow from the inlet 21 through the space between the outer surface of the valve body 3 and the inner surface of the housing part 1 to the opening 16. In this position, the increase is in the vicinity of the rear edge 15 of the valve body 3 between the stop 20 and the opening 16. This leakage flow is preferably largely prevented by a third annular increase around the outer surface of the valve body 3 approximately in the middle of the valve body. On the other hand, the leakage flow does not dramatically reduce the effect of the breathing valve since it only occurs for a short time during the movement of the valve body.
Wenn der Ventilkörper an seiner Mantelfläche ringförmige Erhöhungen aufweist und sich diese Erhöhungen gerade auf Höhe der Öffnung 12 oder 16 befinden, neigt der Ventilkörper 3 zum Verkippen. Diese Neigung zum Verkippen kann dadurch reduziert werden, dass Stege 24 in den Öffnungen 12 und 16 zur besseren Führung des Ventilkörpers vorgesehen sind. In einer anderen Ausführungsform werden vorzugsweise 3 bis 5 Erhöhungen auf der Mantelfläche des Ventilkörpers 3 vorgesehen, die sich von den ringförmigen Erhöhungen an den Kanten 15 und 13 in axialer Richtung weg erstrecken. Die Länge der letzteren Erhöhungen in axialer Richtung ist etwas länger als die Länge der entsprechenden Öffnungen 12 und 16 in axialer Richtung. Die Breite der letzteren Erhöhungen in radialer Richtung entspricht in etwa der Breite der ringförmigen Erhöhungen und ist deutlich geringer als die Länge der Öffnungen 12 und 16 in axialer Richtung, die etwa 5 bis 8 mm beträgt.If the valve body has annular elevations on its lateral surface and these elevations are just at the level of the opening 12 or 16, the valve body 3 tends to tilt. This tendency to tilt can be reduced by providing webs 24 in the openings 12 and 16 for better guidance of the valve body. In another embodiment, 3 to 5 elevations are preferably provided on the lateral surface of the valve body 3, which extend away from the annular elevations on the edges 15 and 13 in the axial direction. The length of the latter increases in the axial direction is somewhat longer than the length of the corresponding openings 12 and 16 in the axial direction. The width of the latter elevations in the radial direction corresponds approximately to the width of the annular elevations and is significantly less than the length of the openings 12 and 16 in the axial direction, which is approximately 5 to 8 mm.
In einer anderen Ausführungsform können die Erhöhungen statt auf dem Ventilkörper innen im Gehäuseteil 1 vorgesehen sein. Hier werden vorzugsweise zwei zur Längsachse 6 rotationssymmetrische Erhebungen zwischen den Öffnungen 12 und 16, je eine nahe der Öffnung 12 und eine andere nahe der Öffnung 16, vorgesehen.In another embodiment, the elevations can be provided inside the housing part 1 instead of on the valve body. Here, two elevations, which are rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis 6, are preferably provided between the openings 12 and 16, one close to the opening 12 and another close to the opening 16.
Aufgrund der geringen Druckdifferenzen von weniger als 30 mbar wird das Spiel zwischen dem Ventilkörper 3 und dem Gehäuseteil 1 in Kauf genommen, um geringe Reibung zwischen Ventilkörper und Gehäuseteil zu erzielen. Die dadurch entste- henden Lecks können toleriert werden, da der Fluss bei laminarer Strömung zwischen zwei Wänden proportional dem Quadrat des Abstands der Wände ist. In jedem Fall soll aber die Lücke zwischen Gehäuseteil 1 und Ventilkörper 3 klein ge-
genüber der radialen Breite des Überströmkanals 11 sein, so dass auch der Leckfluss klein gegenüber dem Fluss durch den Überström kanal ist.
Due to the small pressure differences of less than 30 mbar, the clearance between the valve body 3 and the housing part 1 is accepted in order to achieve low friction between the valve body and the housing part. The resulting leaks can be tolerated since the flow in laminar flow between two walls is proportional to the square of the distance between the walls. In any case, the gap between housing part 1 and valve body 3 should be small. be compared to the radial width of the overflow channel 11, so that the leakage flow is small compared to the flow through the overflow channel.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gehäuseteil1 housing part
2 Stutzen2 sockets
3 Ventilkörper3 valve bodies
5 4 Nasen5 4 noses
5 Nut5 groove
6 Längsachse6 longitudinal axis
7 Normkonus7 standard cone
8 Normkonus8 standard cone
10 9 Vorraum10 9 anteroom
10 Rückraum10 back room
11 Überströmkanal11 overflow channel
12 erste Öffnung12 first opening
13 vorraumseitige Kante13 edge on the vestibule side
15 14 vorraumseitige Kante der Öffnung15 14 edge of the opening on the vestibule side
15 rückraumseitige Kante15 rear edge
16 zweite Öffnung16 second opening
17 Abströmkanal17 outflow channel
18 Ausgang18 exit
20 19 Anschläge20 19 stops
20 Anschläge20 strokes
21 Einlass21 admission
22 Atemöffnung22 breath opening
23 Keile23 wedges
25 24 Steg
25 24 bridge