Brevet FR2036765A1 — publié le 19701231

La présente invention se rapporte à un respirateur pneumatique comportant un commutateur basculeur à fluide et, sur une des sorties du dit commutateur, une capacité à volume réglable pour faire varier la fréquence de basculement du commutateur. 5 On a proposé de faire suivre le commutateur basculeur d'un c onmuta teur réglant le rapport entre les durées de phase : une des voies par laquelle ce dernier est commando est reliée à la capacité à volume réglable pa"~ une var.no dont le degré d1 ouverture commande le rapport entre les durées de passage du fluide da.ns les doux sorties du commuta--]q teur régleur de rapport. Celui-ci commande à son tour, de préférence par un commutateur-amplificateur, Une vanne qui ouvre et ferme alternativement le passage du gaz à insuffler ; cette vanne peut être un commutateur à fluide, de faible encombrement mais qui laisse s'échapper à l'air libre le gaz à insuffler lors des périodes d'expiration du 15 patient. Cette vanne peut être également du type usuel à actionnement pneumatique. Cet appareil à trois ou quatre éta.ges est assez complexe, ce qui augmente les risques de panne. En plus, le réglage de la vanne réglant le "apport entre les durées de passage dans les deux sorties est très deli— 2q cat ; on ne peut guère le faire qu'à l'atelier de fabrication, ce qui empêche de régler ce rapport lors de l'utilisation. Le respirateur selon l'invention ne présente pas ces inconvénients ; il est caractérisé par le fait que la pression dans la dite capacité commande une vanne à actionnement nn^unatique qui, pa.r son 0r- organe de fermeture, ouvre ou ferme un passage entre les voies respiratoires du lationt et la source du ras à insuffler. Le réglage du rapport entre les durées est réalisé aisément et par des moyens dont le repérage est facile, en agissant sur un ou plusieurs moyens réglant la pression de déclenchement de la 7ar.n0 à actionnement pneumatique ; des exemples sont décrits ci-anrès. Les dessins ci—joints représentent, sclvéna-tiquement et a titre d ' "xe^^les non limitatifs "Insieurs modes de réalisation de l'invention. ■3,i~ur.g 1 repr'-s"rt"; une première forme de réalisation. La figure 2 ri''"'-"•sente aorrrent "irie, er fonction du temps, la 33ior. ^ans la cernaiité à vol-arc réglable. "o. figure représente une va.riante de la réalisation selon la figu"'» 1. T-, -figure 'r représente plus er. détail une vanne pour la réalisation de l'invention. ko BAD ORIGINAL 08694 2 2036765 Sur la figure 1 est représenté schématiquement en 2 un commutateur basculeur à fluide qui est une cellule bistable dont les orifices de commande sont obstrués. Le gaz actionnant ce commutateur arrive par un canal 4 et passe alternativement dans un canal de sortie 6, dont l'extrémité est à l'air libre, et dans un autre canal de sortie 8, débouchant dans un espace variable 10. Le canal 8 est également relié, par un tube 12, à une chambre 14 d'une vanne 16 à actionnement pneumatique. L'espace 10 est contenu dans un cylindre 18 et limité par un piston 20 dont- l'emplacement peut Stre réglé par une poignée 22. Le déplacement du piston modifie la fréquence de fonctionnement du commutateur 2 en modifiant le volume de la capacité à volume réglable à laquelle est connectée la sortie 8 du cômmutateur-basculeur ; ce volume comprend, non seulement l'espace 10, mais aussi les volumes intérieurs au canal 8, au tube 12 et le volume de la chambre 14. La vanne 16 contient une membrane 24 qui sépare la chambre 1k d'une autre chambre 26, communiquant avec l'air ambiant par un orifice 28. La membrane actionne, par une tige 30,' une tête de clapet J2 coopérant avec un siège 34 pour constituer l'organe de fermeture de la vanne. La tige passe à travers un joint torique 36. Le gaz à insuffler arrive par une tubulure 38, passe à travers le clapet 32, 34 lorsqu'il est ouvert et sort par une tubulure 40 vers le masque porté par le patient. Le clapet est ouvert lorsque la pression dans la chambre 1k, donc dans l'espace 10, est suffisante. La tite de clapet, et par là même la membrane, sont poussés par un ressort 42 en sens inverse de l'action, sur la membrane, de la pression dans la chambre ik. Le ressort est poussé par un plateau kk qui termine une vis 46 munie d'un bouton de manoeuvre 48. Cette vis est en prise avec un taraudage dans le fond 50 de la vanne ; elle permet de comprimer plus ou moins le ressort. De la force exercée par le ressort 42 dépend le rapport entre les durées d'inspiration et d'expiration ; ceci peut-être expliqué à l'aide de la figure 2. La courbe 54 montre comment varie en fonction du temps la pression dans le volume 10 par suite du fonctionnement du cômmutateur-basculeur 2. Cette courbe.est valable pour un certain appareil et une-certaine valeur pour le volume réglable. Les abcisses sont graduées en secondes et les ordonnées en millibars. On- suppose d'abord que le ressort 42 est réglé pour que 69 0Ô694 3 2036765 l'organe de fermeture 32, 34 s'ouvre sous une pression Po, dont l'ordonnée coupe la courbe en des points 56, 58, 60, 62... Les durées d'ouverture sont celles entre les temps correspondants aux points 56 et 58, entre les points 60 et 62, etc. soit environ 2 secondes chacune : pen-5 dant ces durées, la pression dans le volume 10 est suffisante pour maintenir ouvert l'organe 32, 34. Les durées de fermeture sont celles entre les temps correspondant aux points 58 et 60, etc., soit environ 3 secondes. Le rapport entre ces durées est donc, pour le réglage du ressort qui donne Po comme pression d'ouverture, égal à 2 : 3. Si, en comprimant 10 le ressort, on donne à cette pression la valeur P^, plus élevée, on voit sur le graphique, par les points 64, 66, 68, 70, que les durées d'ouverture sont de 1,2 seconde et les durées de fermeture 3,8 secondes ; le rapport est devenu 1,2 : 3)8 soit 0,32. La somme d'une ouverture et d'une fermeture reste égale à 5 secondes ; cette indépendance vis-à-vis 15 du ressort 42 permet d'étalonner l'emplacement du piston 20 en durées totales d'une aspiration et d'une expiration. En réalité, le fonctionnement est un peu décalé par les frottements, par exemple celui dû au joint 36 ; ces frottements augmentent la pression d'ouverture et diminuent la pression de fermeture. Par ex-20 emple, en revenant au réglage prévu pour la pression Po, l'ouverture se fait au point 72 et la fermeture au point 74. Comme ces frottements sont pratiquement égaux dans les deux sens, la différence d'ordonnées entre les points 56 et 72 est égale et de sens contraire à celle entre les points 58 et 74. Si en plus, et comme c'est approximativement le 25 cas de la courbe 54, les deux flancs de la courbe ont une même pente, constante, dans le domaine utile, l'ouverture est retardée d'autant que la fermeture, donc les durées ne sont pas modifiées par les frottements. Une variation des frottements au cours de la vie de l'appareil n'a donc pas d'influence. Ceci permet d'étalonner en rapport des durées 30 l'emplacement de la vis 46. La figure 3 représente une variante dans laquelle les pressions d'ouverture et de fermeture de l'organe de fermeture (non représenté) de la vanne sont modifiées en mettant sous une pression réglable la chambre 26 de la vanne 76 à actionnement pneumatique. Le ressort 42 est réglé en atelier pour donner par exemple un rapport des durées égal à l'unité, ce qui est le maximum de ce qu'on veut réaliser en pratique. La pression dans la chambre 26 est fournie par un gaz arrivant par un tube 78 et détendu à la valeur convenable par un détendeur 40 69 ÔÔ694 h 2036765 réglable 80, Un manomètre 82 mesure la pression qui complète ainsi l'action du ressert 42 ; il est utile de le graduer en rapport des durées, mais alors il ne faut pas que le réglage du ressort par l'utilisateur soit possible. Un petit orifice 84, dans la paroi de la chambre 26, crée 5 une légère fuite pour que le mouvement de la membrane ne change pratiquement pas la pression dans la chambre et pour qu'on puisse faire baisser la pression dans la chambre 26. On pourrait aussi créer une dépression réglable dans la chambre 26, mais c'est généralement moins commode car il faudrait disposer 10 d'une source de vide. La figure 4 représente plus en détail une forme de réalisation de la vanne 76. Dans la partie supérieure, la membrane 24 sépare deux chambres 14, 26 creusées dans des plaques 86, 88 serrées sur la membrane 15 par des vis 90, 92 ; la chambre 14 est vissée au tube 12 par une tubulure 94 et la chambre 26 est connectée par un orifice taraudé 96 à la sortie du détendeur 80, et à un petit évent non représenté. Une tige 98 est attelée à deux plateaux 100, 102 enserrant la zone centrale de la membrane ; elle s'élargit en une tête de clapet 20 104 et en une douille 106 qui guide le ressort 42. Dans le corps de la vanne est encastré un siège de clapet 108, coopérant avec la tête 104. Le_ressort prend appui, d'un côté sur le fond de son guide, de l'autre sur une butée 110 que peut déplacer une vis 112. Si l'on désire que la variation du rapport des durées ne puisse être effectuée 25 par l'utilisateur que par variation de la pression de gaz sous la me*- brane, on empêche l'accès à la vis 112 et à son bouton de commande éventuel. La source de gaz à insuffler, par exemple un détendeur alimenté par une bouteille d'air comprimé, est connectée à la vanne 76 par 50 un orifice taraudé 114. Si la tête du clapet est décollée de son siège, elle laisse passer le gaz qui, par un autre orifice taraudé 116, quitte la vanne et est dirigé vers le patient par un tube non représenté. Des joints toriques 118, 120 guident de façon étanche le plateau 102 et la douille 106. Le diamètre extérieur de la douille est égal au diamètre de la tête 104 de façon que l'organe de fermeture 104, 108 soit équilibré lorsqu'il est fermé, en ce qui concerne la pression amont. Le diamètre de la queue 122 du plateau 102 sur laquelle porte le joint 118 est égal au diamètre de la tête 104 de façon que l'organe de fermeture 40 08694 5 2036765 104, 108 soit équilibré lorsqu'il est fermé, en ce qui concerne la pression aval- Ldfrsque la vanne est ouverte, le diamètre extérieur de la queue 122 étant égal au diamètre extérieur de la douille 106 l'ensemble mobile est équilibré en ce qui concerne la pression qui traverse la vanne. Pour équilibrer en ce qui concerne la pression dans la chambre 26, un canal "124 fait communiquer celle-ci avec l'espace intérieur à la donille 106 et, par le léger jeu auteur de la butée 110s avec la portion de la douille qui se trouve au~c®sscms du joint 120. Des mesures ont été effectuées avec une vanne du type représenté sur la figure 4 et dont le ressort était réglé pour un rapport entre durée d'inspiration et durée d'expiration égal à 1 : 1 ; une pression de 80 millibars dans la chambre 26 abaissait ce rapport à 1 s 2a ce qui est pratiquement la limite minimale recherchés. Le respirateur selon l'invention peut être réalisé de façons différentesde celles décrites. Par exemple, le commutateur 2 peut être d'un type couvert par le brevet français n° 1.530.662 de la Demanderesse? on peut utiliser des vannes à commande pneumatique d'autres types ; le ressort 42 peut être supprimé dans le cas où une pression de gaz auxiliaire est déjà utilisée pour faire varier le rapport des durées. Le respirateur selon l'invention peut être appliqué à toute distribution automatique de fluide dont la durée de cycle et le rapport entre les durées d'ouverture et de fermeture doivent pouvoir être réglées aisément j par exemple, il peut être utilisé pour la commande périodique d'un vérin. BAO OBsQîNÂL 64 08694 0 2030/ba REVENDICATIONS 1. Aspirateur pneumatique comportant un commutateur basculeur à fluide et, sur une des sorties du dit commutateur, une capacité à volume réglable potir faire varier la fréquence de basculement du com-mutateur, caractérisé par- le fait que la pïscsion dans la dite capacité 5 commande une vanne à actionnemes-t pneumatiene quis par son organe de feraeture, ouvre ou ferme un passage entre les voies respiratoires du patient et la source du gaz à iastîiJfxer» 2. Respirateur selon la revendication. 1, caractérisé par le fait que la dite vanne comporte un ressort agissant sur l'organe de fermeture -]0 en sens inverse de la dite pression. 3» Eespirateur selon la revendication 1» caractérisé par le fait que le mouvement de l'organe de fermeture est soumis â l'action d'une pression de gaz auxiliaire ou d'une dêpresel-3n5 qui se combine à l'action de la pression dans la dite oapaor.tr. •35 4. Respirateur selon la revendication Zg caractérisé par- le fiait que l'action du dit ressort est réglable9 la position de l'organe de réglage étant éventuellement repérée par une graduation en rapports-entre les durées d'inspiration et d'expiration. 20 5- Eespirateur selon la revendication 3j caractérisé par le fait que la pression de gaz auxiliaire est réglable. 6. Eespirateur selon la revendication 53 caractérisé par le fait qu'il comporte un manomètre pour repérer la pression de gaa auxiliaire,, ce manomètre comportant éventuellement une graduation en rapports entre : 25 les durées d'inspiration et d'expiration. 7- Eespirateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mouvement du dit organe de fermeture est soumis à la fois à l'action d'un ressort et à l'action d'une pression de gaz auxiliaire- ou d'une dépression, ces deux actions se combinant â l'action de la pression jO dans la capacité à volume réglable. BAD ORIGINAL