Brevet FR2543002A1 — publié le 19840928

"Dispositif de dosage de gaz pour appareils d'anesthésie" L'irvention concerne un dispositif de dosage de gaz pour appareils d'anesthésie destinés à produire un mélange d'oxygène et d'un gaz anesthésiant (N 20) comprenant des débitmètres dans les conduites de gaz qui se réunissent en une conduite conductrice, et des robinets de réglage, intercalés respectivement dans les conduites de gaz indi- viduelles, qui sont accouplés l'un à l'autre dans un méca- nisme, par l'intermédiaire de pignons, de telle manière qu'une rotation d'ouverture ou de fermeture commande la même manoeuvre dans les deux robinets de réglage. Le système respiratoire du patient est alimenté en oxygène et en gaz anesthésiant par-l'intermédiaire du dis- positif de dosage de gaz Ce dispositif a pour mission de garantir que dans la totalité de la plage de réglage pos- sible des gaz, on obtiendra une alimentation minimale en oxygène, c'est-àdire que ceci évite de tomber au-dessous d'une concentration minimum d'oxygène dans le gaz respi- ratoire. On connaît déjà divers dispositifs de dosage de gaz pour appareils d'anesthésie qui visent à atteindre le même but Toutefois, ces appareils exigent une construction com- pliquée et ils sont donc d'autant plus compliqués en uti- lisation et également en surveillance et en maintenance. Un dispositif mélangeur connu, notamment pour appa- reils d'anesthésie destinés à produire un mélange gazeux en circulation continue, est composé de deux organes de réglage de la pression, raccordés chacun à une source de gaz, auxquels une pression de commande est acheminée par l'organe de réglage de pression d'entrée, d'un dispositif de réglage des proportions, qui modifie l'une en sens inverse de l'autre, les proportions de gaz à mélanger, et de deux débitmètres dont chacun est intercalé dans une conduite de gaz simple, entre l'organe de réglage de la pression et la conduite de mélange. Etant donné que les organes de réglage de la pres- sion sont commandés par la pression de commande, de telle manière qu'il règne toujours la même pression dans leurs conduites de sortie, les gaz sont acheminés au dispositif de réglage des proportions avec la même pression De cette façon, on obtient un débit constant dans la conduite de mélange indépendamment du réglage du dispositif de réglage des proportions Le débit total est donné par la pression de commande, qui se règle sur l'organe de réglage de la pression d'entrée En dehors du fait que le débit total d'air respiratoire ne peut pas être réglé de façon simple par la pression, il est-difficile d'éviter que la teneur en oxygène ne soit établie au-dessous d'un pourcentage minimum (demande de brevet DE-AS 2 225 683). Dans un autre appareil d'anesthésie connu équipé d'un dispositif de commande de limitation proportionnelle, notamment un appareil qui reçoit des arrivées séparées d'oxygène et de gaz hilarant et donne un mélange de ces deux gaz destiné à des applications à l'anesthésie, les quantités relatives des différents gaz dans le mélange émis peuvent certes être modifiées sélectivement et on peut, certes, empêcher, par un dispositif d'arrêt, que l'utilisateur ne puisse établir certains dosages de mélange par inadvertance Toutefois, il est très compliqué mécani- quement et il exige une manipulation et une maintenance d'autant plus complexes. Le dispositif comprend des débitmètres pour les courants élémentaires de 2 et de N 0 ainsi que des robi- nets à pointeau individuels, qui peuvent être réglés pour la commande du débit des différents gaz, de manière à obtenir les proportions relatives des différents gaz Un dispositif de sécurité relie les robinets à pointeau de manière que le mouvement de chaque robinet, dans le sens de l'ouverture ou de la fermeture, soit influencé ou limité par le mouvement de l'autre robinet; par exemple, ces robinets sont accouplés de telle manière que le robi- net à pointeau d'oxygène puisse être ouvert sans obstacle mais que, inversement, lorsqu'un robinet de N 20 est ouvert, le dispositif commande la fermeture de ce robinet L'ac- couplement positif entre les deux robinets est constitué par une transmission à chaîne qui accouple positivement les pignons montés sur les arbres tournants des robinets. Dans cette construction, un pignon est calé sur l'arbre du robinet et l'autre pignon est monté sur son arbre de robinet respectif de manière à pouvoir se déplacer dans les limites de mouvement prédéterminées Lorsqu'on manoeuvre l'un des robinets, l'autre n'exécute la même manoeuvre qu'après une certaine temporisation (demande de brevet allemand DE-OS 3 038 563). Un autre dispositif de réglage des rapports de gaz pour appareils d'anesthésie surveille la teneur en oxygène du mélange gazeux au moyen d'un capteur de pression diffé- rentielle L'oxygène et le gaz hilarant sont acheminés à la conduite collectrice du mélange gazeux menant à l'appa- reil d'anesthésie par des conduites individuelles munies de robinets de réglage, d'étranglements et de débitmètres. Les robinets de réglage peuvent être réglés à la main pour déterminer le débit de gaz. La surveillance de la proportion d'oxygène passant dans la conduite collectrice s'effectue par comparaison entre la pression d'oxygène, mesurée par le débit d'oxy- gène qui traverse l'étranglement intercalé dans la conduite de 2 et la pression de gaz hilarant, mesurée par le débit de gaz hilarant qui traverse l'étranglement intercalé dans cette conduite La détermination de la différence de pres- sion s'effectue dans des groupes de membranes, qui sont sollicitées par les pressions gazeuses Un élément de liai- sion entre les groupes de membranes, qui est mis en mouve- ment avec ces groupes, agit sur un organe de réglage du débit, dans lequel un robinet intercalé dans la conduite de N 20 est ouvert ou fermé en conséquence Si l'on impose par exemple, une valeur limite de 25 % de 02 dans le gaz anesthésiant, la force exercée sur la membrane par la pression unitaire de 02 prédomine sur la force exercée sur la même membrane par le N 20, de sorte que l'élément de liaison ouvre le robinet intercalé dans la conduite de N 20 et laisse s'écouler le gaz hilarant Par suite de l'accrois- sement consécutif de la pression de gaz hilarant en amont de l'étranglement, le capteur de pression différentielle s'équilibre à nouveau (demande de brevet européen EP-OS O 039 932). Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de dosage de gaz pour appareils d'anesthésie qui, avec une forme de construction simple et une manoeuvre simple, per- mette des réglages indépendants de l'oxygène et du gaz anesthésiant, pourvu que la proportion d'oxygène soit supé- rieure à une valeur limite prédéterminée - Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que: a) le mécanisme d'accouplement comprend une roue dentée qui actionne le robinet de réglage du gaz anesthésiant et est munie d'un bouton de réglage, et une roue dentée qui actionne le robinet de réglage de 2 ' liée en mou- vement avec la première roue par l'intermédiaire d'une roue dentée intermédiaire, le rapport de transmission des deux premières roues étant fonction du rapport gaz anesthésiant/O 2 choisi, et b) le robinet de réglage de 02 est by-passé par une con- duite de 2 qui comprend un robinet de réglage fin de 02 * Les avantages obtenus avec l'invention consistent en particulier dans le fait que, d'une façon simple, à savoir par le choix des-diamètres des roues dentées, on assure dès la plus petite course d'ouverture des robinets de réglage N 20/02, la course d'ouverture nécessaire qui garantit la présence dans l'air respiratoire de la propor- tion de 02 qui est nécessaire à la respiration L'amplitude de l'ouverture du robinet de réglage donne le débit respi- ratoire nécessaire en conservant une proportion minimum de 2 toujours constante Le robinet de réglage fin intercalé dans la conduite de dérivation, qui by-passe le robinet de réglage de 2 permet uniquement d'accroître la teneur en O Avec la fermeture de ce robinet, cette quantité de O 2 ne peut décroître que jusqu'à la proportion déterminée par le rapport de transmission des roues dentées. Selon une forme avantageuse de réalisation de l'in- vention, avec un rapport de transmission de 1:1 du méca- nisme, les sections des sièges du robinet de réglage du gaz anesthésiant et du robinet de réglage de 02 sont cal- culées l'une par-rapport à l'autre dans le rapport gaz anesthésiant/O 2 choisi. Cette forme de réalisation fixe le rapport de mélange par le dimensionnement des sections des sièges Elle peut être utilisée lorsque les robinets sont de toute façon dif- férents pour les deux sortes de gaz et ceci conduit à un mécanisme simple et insensible aux erreurs de montage On pourrait également obtenir un résultat correspondant si, en remplacement des sections des sièges, c'étaient les pas des vis des robinets qui étaient dimensionnés dans le rapport choisi. Selon une autre forme avantageuse de réalisation de l'invention, le robinet de réglage du gaz anesthésiant est raccordé, sur le côté aval, à un débitmètre de gaz anesthésiant et le robinet de réglage de O 2 et le robinet de réglage fin de 2 sont raccordés sur le côté aval entre eux et à un débimètre de 02 Selon une autre forme avantageuse de réalisation de l'invention, le robinet de réglage fin de O 2 est raccordé, sur le côté aval, au débitmètre de 02 et le robinet de réglage de gaz anesthésiant et le robinet de réglage de 2 sont raccordés, sur le côté aval, l'un à l'autre et à un debit-mètre de mélange qazeux. Ces formes de réalisation offrent, par la coordina- tion des débitmètres, différentes possibilités d'indication que l'on choisira en fonction de l'application envisagée. La première affiche les débits des constituants du mélange tandis que la deuxième permet une mesure immédiate du débit de mélange gazeux total en utilisant uniquement le mélange standard prédéterminé. Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés au dessin et décrits ci-après Figure 1 montre, schématiquement, une forme de réa- lisation du dispositif de dosage de gaz; Figure 2 représente le mécanisme agissant sur les robinets de réglage; Figure 3 représente une autre forme de réalisation du dispositif de dosage des gaz. A la figure 1, le robinet de réglage ( 1) de N 20 est monté sur l'alimentation de N 20 ( 2) Le débitmètre de N 20 ( 3) est placé en aval dans la conduite ( 4) d'alimentation en N 20 qui, à la jonction ( 5), se raccorde à la conduite ( 6) d'alimentation en 02 pour former la conduite de mélange gazeux ( 7). L'alimentation en 02 ( 8) comprend, dans la conduite d'alimentation en 02 ( 6), le robinet de réglage de 02 ( 9) et le débitmètre de 2 ( 10) qui lui fait suite Le robinet de réglage de 02 ( 9) est by-passé par la conduite de 02 ( 11) qui comprend un robinet de réglage fin de 02 ( 12). Le robinet de réglage de 02 ( 9) et le robinet de réglage de N 20 ( 1) sontaccouplés positivement par l'inter- médiaire du mécanisme ( 13) Comme le montre la figure 2, le mécanisme ( 13) est composé par une roue dentée ( 14) liée au robinet de réglage de N 20 ( 1) et munie d'un bouton de réglage ( 15), qui agit sur'le débit du mélange gazeux, d'une roue dentée intermédiaire ( 16) qui engrène avec la roue ( 14), et une roue dentée ( 17), qui est liée au robi- net de réglage de 02 ( 9) Le rapport de transmission des deux roues ( 14) et ( 17) reliées par la roue intermédiaire ( 16) détermine le rapport de mélange N 20/02 Par exemple, on peut choisir 25 % en volume de 2 ' Les amplitudes d'ou- verture variables des robinets de réglage, qui sont comman- dées au moyen du bouton de réglage ( 15), donnent des débits gazeux correspondants, avec le-rapport de mélange fixé par le rapport de transmission. Le robinet de réglage fin de 02 ( 12), qui est actionné indépendamment de ce mécanisme, peut laisser passer en sup- plément le débit désiré de 02 c'est-à-dire augmenter la concentration de 02 La fermeture des robinets de réglage ( 1) et ( 9) permet d'obtenir une concentration de O 2 de %. Les débits des gaz circulant, respectivement, dans les conduites d'alimentation ( 4) et ( 6), sont mesurés et affichés par le débitmètre de N 20 ( 3) et par le débit- mètre de 02 ( 10). Dans la forme de réalisation représentée à la figure 3, le robinet de réglage de N 20 ( 1),intercalé dans la conduite ( 18) d'alimentation en N 20, est relié à l'alimen- tation en N 20 ( 2) Le robinet de réglage de 02 ( 9) est intercalé dans la conduite ( 19) d'alimentation en 02 et relié à l'alimentation en 02 ( 8) Les robinets de réglage ( 1, 9) sont accouplés positivement par l'intermédiaire du mécanisme ( 13) La conduite ( 18) d'alimentation en N 20 et la conduite ( 19) d'alimentation en O 2 se réunissent au niveau d'une jonction ( 20), pour former une conduite d'a- limentation ( 21), qui conduit le mélange gazeux possédant un rapport de mélange fixé par le rapport de transmission du mécanisme ( 13) Dans la conduite d'alimentation ( 21 >, est intercalé un débitmètre de mélange gazeux. Le robinet ( 9) de réglage de 02 est by-passé par la conduite de 02 ( 11) qui comprend le robinet ( 12} de réglage fin de 02 et le débitmètre de O 2 ( 10) La conduite de O Z ( 11) se réunit à la conduite d'alimentation ( 21) au niveau d'une jonction ( 231 pour former la conduite de mélange gazeux ( 7). Dans cette forme de réalisation, le débitmètre de 02 ( 10) indique le débit d'oxygène additionnel, et le débitmètre de mélange gazeux ( 221 indique le débit de mélange gazeux possédant la composition standard, débit qui est également le débit total de mélange gazeux lors- que le robinet de réglage fin de 02 ( 12) est fermé. REVENDICATIONS - 1. Dispositif de dosage de gaz pour appareils d'anesthésie, destiné à produire un mélange d'oxygène et d'un gaz anesthésiant (N 20), comprenant des débitmètres intercalés dans les conduites de gaz, qui se réunissent en une conduite collectrice, et des robinets de réglage intercalés respectivement dans les conduites de gaz indi- viduelles, qui sont accouplés l'un à l'autre dans un mécanisme, par l'intermédiaire de pignons, de manière qu' une rotation d'ouverture ou de fermeture détermine la même manoeuvre des deux robinets de réglage, caractérisé en ce que a) le mécanisme d'accouplement ( 13) comprend une roue den- tée ( 14) qui actionne le robinet ( 1) de réglage du gaz anesthésiant et est munie d'un bouton de réglage ( 15), -et une roue dentée ( 17), qui actionne le robinet de réglage de 2 ( 9), liée en mouvement avec la première roue par l'intermédiaire d'une roue dentée intermé- diaire ( 16), le rapport de transmission des deux pre- mières roues étant fonction du rapport gaz anesthésiant/ 2 choisi,et b) le robinet de réglage de 02 ( 9) est by-passé par une conduite de 2 ( 11) qui comprend un robinet de réglage fin de 02 ( 12). 2 Dispositif de dosage de gaz selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que, dans le cas d'un rapport de transmission de 1:1 du mécanisme ( 13), les sections des sièges du robinet de réglage du gaz anesthésiant ( 1) et du robinet de réglage de 2 ( 9) sont choisies l'une par rapport à l'autre dans le rapport gaz anesthésiant/O 2 désiré. 3. Dispositif de dosage de gaz selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le robinet de réglage de gaz anesthésiant ( 1) est raccordé, en aval, à un débitmètre de gaz anesthésiant ( 3) et le robinet de réglage de 02 ( 9) ainsi que le robinet de réglage fin de 02 ( 12) sont raccor- dés en aval de l'un et de l'autre à un débitmètre de 2 ( 10). 4. Dispositif de dosage de gaz selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le robinet de réglage fin de 02 ( 12) est raccordé, en aval, à un débitmètre de 2 ( 10) et le robinet de réglage de gaz anesthésiant ( 1) ainsi que le robinet de réglage de 02 ( 9) sont raccordés, en aval de l'un et de l'autre à un débitmètre de mélange gazeux ( 22).