Brevet FR2597601A1 — publié le 19871023

- l- 2597601 La présente invention est relative à un appareil de compa-, raison de la densité des gaz destiné plus particulièrement à distinguer l'oxygène du protoxyde d'azote dans les équipements médicaux d'anesthésie-réanimation. Dans ces appareils, l'entrée des gaz est faite à l'aide de raccords de sécurité comportant un nombre de crans différent pour chacun d'entre eux, mais ces raccords sont montés sur des tuyauteries souplés à l'aide de canules et de colliers de serrage ce qui permet toujours une inversion dont les conséquences 10 sont d'une extrême gravité. Certains équipements existants utilisent des procédés de reconnaissance des gaz faisant appel à une énergie externe, généralement électrique. La présente invention se suffit des gaz sous la pression de quelques centaines de kPa disponibles dans 15 toutes les salles d'opération. Le fonctionnement de l'appareil objet de l'invention est basé sur la comparaison de la densité des gaz en mesurant leur vitesse de fuite pour une chute de pression donnée selon le montage utilisé pour les minuteries dites pneumatiques. Dans 20 ces appareils on remplit une capacité d'un volume donné, à partir d'une pression donnée, à travers un étranglement suffisamment petit; la pression dans ladite capacité monte à une vitesse définie et une vanne, équilibrée pour une pression donnée, bascule lorsqu'un certain seuil de pression est atteint. Ce montage est connu et très utilisé, le réglage s'obtenant soit par action sur l'étranglement soit par action sur le volume de la capacité. La présente invention comporte deux équipements semblables, alimentés à la même pression, démarrant au même moment et synchronisés pour un même gaz. Lorsqu'ils sont alimentés 30Q avec des gaz de densité différente, la vitesse de fuite des gaz dans l'étranglement est différente et plus lente pour le gaz le plus dense. On peut détecter cette différence par l'écart résultant sur la vitesse de montée en pression des capacités donc sur l'instant de basculement des deux vannes. Dans une version particulière de l'appareil représenté par le schéma I on a les deux raccords d'entrée (1) à 4 crans pour le protoxyde d'azote et (2) à 3 crans pour l'oxygène, ces deux raccords sont fixés de façon indémontable au corps de l'appareil et au besoin plombés. Le nombre des crans est normalisé 40 au niveau international. Le raccord (1) est relié par la conduite (19) à un détendeur (4) et le raccord(2) est relié par la - 2 - 2597601 conduite(20) aux détendeurs (3) et (5). Le détendeur (3) est équilibré par un ressort au réglage fixe, les détendeurs (4) et (5) sont des détendeurs de recopie d'une pression pilote ou le ressort est remplacé par la pression à recopier agissant sur la membrane, à part cela ce sont des détendeurs classiques. Le détendeur (3) alimente par la conduite (22) la membrane du détendeur (5). Quel que soit le raccord branché en premier lieu le débit sortant des'détendeurs (4) & (5) sera quasi-simultané et la pression quasi-égale. En effet, le détendeur (4) ne débitera 10 -que si (3) l'alimente et si la conduite (19) est sous pression, et (5) ne débitera que si (4) l'alimente et si la conduite (20) est sous pression elle aussi. On aura donc,au moins, des écarts de pression et d'instant de départ constants. Les détendeurs (4) & (5) alimentent respectivement par les 15 conduites (21) & (23) les étrangleurs (6) & (7)..Ces étrangleurs sont du modèle comportant un clapet anti-retour et sont tout fait classiques. Les étrangleurs (6) &(7) alimentant respectiv.vement par les conduites (24) & (25) les capacités (8) & (9) et les vannes "Non à seuil* (1'0) & (11.) par leurs entrées 'si0 'gnalm, tandis que l'entrée "pression" desdites vannes est alimentée en pleine pression par les conduites (26 & (27) prenant leur départ respectivement sur les conduites (21) & (23). Ces deux vannes (10) & (11) sont d'un type classique dans lequel la fermeture du circuit est obtenue lorsque la pression venant de l'entrée 'signal' atteint une certaine proportion de celle appliquée à l'entrée 'pression'. Si l'entrée (1) est alimentée en protoxyde d'azote qui est plus dense que l'oxygène puisque leurs masses moléculaires sont de 44 etude 32, et l'entrée (2) alimentée en oxygène, la vanne 3@,.'(10) débitera plus longtemps que la vanne (11) puisque la vitesse de fuite dans l'étranglement (6) sera plus faible que ldans l'étranglement (7) et que la pression dans la capacité (8) montera donc plus lentement que dans la capacité (9). S'il y a inversion A l'entréee-,ce sera le contraire et la vanne (11) dé-3_5bitera plus, longtemps que la vanne (10). La vanne (10) alimente par la conduite (28) un côté de commande d'une vanne (12) à travers un sélecteur de circuit À (3) et la vanne (11) alimente par la conduite (29) l'autre - ' c-té de commande de la même vanne (12). Cette vanne (12) est "-6 formée de 2 vannes 3/2 classiqu-es accouplées. Ses deux extrémités sont équipées chacune d'une même commande pneumatique -3 mais l'extrômité alimentée par la conduite (29) est, en plus, munie d'un ressort. De la sorte, elle conserve une même position que ses deux extrémités soient alimentées simultanément ou qu'elles n'y soient pas du tout. Par contre, elle bascule si le côté alimenté par la conduite (28) est alimenté seul. D'autre part, la pression est amenée à la vanne (12) sur son circuit normal par la conduite (14) venant du raccord (2) et par la conduite (15) venant du raccord (1). Dans la position o la rappelle son ressort, le passage à travers la vanne (12) de la con10 duite (15) vers la sortie (17) est obturé, par contre le flux venant de la conduite (15) est dirigé dans cette position vers un dispositif d'alarme sonore formé d'un détendeur (18) et d'un sifflet (30). La conduite (14) voit elle aussi dans la même position la communication vers la sortie (16) interrompue et tou15 te la partie alimentée par la conduite (16) est alors à l'échappement. Une dérivation de la conduite (16) alimente l'autre entrée du sélecteur de circuit (13). Si les raccords sont correctement alimentés, c'est-à-dire 2 en oxygène et 1 en protoxyde d'azote, la pression montera plus lentement dans la capacité (8) que dans la capacité (9) et la vanne (10) demeurera ouverte plus longtemps que (11) de ce fait, le côté de la vanne(12) ne comportant pas de ressort sera alimenté plus longtemps que 1 'autre et la vanne basculera. A ce moment, la dérivation de la conduite (16) alimentera le 25 sélecteur de circuit (13), ce qui maintiendra la vanne (12) dans la position ainsi acquise et ce, tant que les pressions demeureront sans changement. De même la conduite (17) sera alimentée et l'alarme sonore (18,30) ne sera plus alimentée. Si l'on déconnecte les entrées de gaz, la vanne (12) re30 vient dans la position initiale et le cycle de contrôle recommencera à la prochaine connection. Si, par contre, les entrées sont inversées, c'est-à-dire si l'oxygène est raccordé à l'entrée (1) et le protoxyde d'azote à l'entrée (2) c-test la vanne (11) qui demeurera alimen35 tée le plus longtemps et la vanne (12) demeurera dans sa position initiale. Les circuits vers les conduites (16) & (17) ne seront jamais établis et l'alarme sonore continuera à retentir. Ce cycle se déroulera apparemment de la façon suivante: branchement des deux entrées; signal sonore pendant le temps 40 du test (10 à 12 s), puis arrêt du signal et passage des gaz., Ce mode de fonctionnement est valable pour la protection de la - 4 - 2597601 -plupart des mélangeurs de gaz ne disposant pas de sécurités par' ticulières. Il existe toutefois des mélangeurs dont le circuit interne est aménagé pour qu'ils ne puissent fonctionner que si les deux gaz sont raccordés, et qui, d'autre part, sont prévus pour fonctionner avec 3 entrées possibles 02-N20-Air et avec les possibiy lités de mixage limitatives suivantes 02+02, 02+N20,02+Air. Dans ce cas on ne. sait pas à priori si 2 ou 3 gaz seront raccordés, ni lesquels pourront être inversés, on procède alors à la vérification en se contentant de détecter si la conduite d'oxygène ne véhicule pas le gaz le plus dense. On pourra donc, à la rigueur, avoir un mélange N20102 lorsque l'on croira avoir AIR! 02 ou AIR/N20 au lieu de 02/N20. Dans ce dernier cas on pourra donc alimenter avec un mélange AIR/N20 ou AIR/AIR, ce qui pour15 ra être gênant mais pas mortel. A noter que cette configuration exige une double erreur. (Air pour 02 et N20 pour Air) et est tout de même très improbable. Le schéma de fonctionnement dans ce cas est donné par la figure 2. Il diffère du précédent en ce que, ainsi que dit plus haut, on se contente de vérifier que la conduite 02 ne contient _pas N20, mais on ne sait pas si la seconde conduite est en Air ou en protoxyde. Le schéma est en gros le même que pour la figure 1 ( les mêmes organes y portent les mêmes repères) sauf -que la seconde branche de test est alimentée par un sélecteur de circuit (31) alimenté par la conduite (32) amenant normalement de l'air ou la conduite (19) amenant normalement du protoxyde d'azote. La conduite (33) alimente alors le détendeur (4) précédemment alimenté par (19). La vanne (34) remplace la vanne (12) du schéma (1) et 3Oy n'en diffère qu'en ce qu'elle ne comporte plus qu'une seule vanne 3/2 au lieu de 2 mais le montage de ses extrêmités de commande est le même. La vanne (10) pouvant correspondre à du protoxyde d'azote ou de l'air on règle le limiteur (6) pour que la temporisation de cette branche soit légèrement plus 3$ longue avec de l'air que celle (limiteur 7, vanne 11) avec. de 'l'oxygène. A fortiori, l'écart sera encore plus important avec du protoxyde. Par contre, si le protoxyde d'azote est sur la ligne (6-10) c'est la temporisation de la ligne (11) qui sern la plus longue. A partir de ce point, le fonctionnement est 40 -le même que dans le schéma I sauf que seul un gaz présumé être de l'oxygène -est coupé- Cela est suffisant puisque le mélan- - 5- 2597601 geur placé en aval est équipé d'une sécurité empêchant le fonc-' tionnement sur un seul gaz et émettant une alarme sonore dans ce cas. D'autres aménagements de ces circuits peuvent être utili5 sés, par exemple on peut aménager les étrangleurs 6 & 7 et les vannes 10 & 11 pour que le cycle se reproduise en permanence et permettre ainsi de détecter une modification du gaz arrivant par la conduite oxygène, modification se produisant après le raccordement et due par exemple au mauvais fonctionnement d'un mélan10 geur dans une salle d'anesthésie voisine. On peut aussi disposer différemment les vannes de sécurité, utiliser un autre moyen de signalisation, ou encore utiliser des capacités (8) & (9) variables avec les étrangleurs (6) & (7) fixes. On peut encore utiliser d'autres dispositifs pour égaliser et synchroni15 serles pressions à l'entrée. Tous ces détails ne remettent pas en cause le principe même de l'invention. Cette invention est prévue plus particulièrement pour les équipements d'anesthésie-réanimation, mais elle peut être utile dans beaucoup d'autres industries par exemple, l'alimenta20 tion des chalumeaux oxyacétylénique ou oxhydrique ou les alimentations de four à gaz. 1- _rG REVENDICATIONS. 1) Discriminateur de gaz selon la densité caractérisé en ce qu'il comprend deux circuits de temporisation formés chacun d'un limiteur de débit (6,7), d'une capacité (8,9) et d'une vanne VNON A SEUIL({10,11), les limiteurs($,7) ou les capacités (8,9) _q- étant ajustables. Lesdits circuits étant alimentés respectivesent chacun avec un des deux gaz que 1 'on veut comparer, et on utilise l'ordre d'arrivée en fin de temporisation desdits circits pour reconnaître chacun des deux gaz. 2) Discriminateur de gaz selon la revendication 1 caractéri' st'' en ce qu'il comprend un dispositif d'égalisation-des pressions et de synchronisation de l'instant de départ des circuits de temporisation, dispositif formé d'un détendeur pilote (3) et de deux détendeurs à contrepression (4,5), le premier détendeur. - contrepression (4) étant alimenté par un gaz et piloté par la 1.5 -pression du détendeur pilote (3) et 1 'autre détendeur à contrepression (5) étant alimenté par l'autre gaz et piloté par la pression sortant du premier détendeur à contrepression (4). 3> Discriminateur de gaz selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de détection du résultat 20 de la comparaison, formé d'une vanne à tiroir (12) disposant de - -deux c6tés de commande pneumatique équilibrés, alimentés chacun par la sortie de chacune des vannes "NON A SEUILN(10,11), l'un entre-eux étant aussi équipé d'un ressort de rappel donnant une position préférentielle, les circuits principaux de la vanne '-25 étant alimentés respectivement par le plein débit de chacun des deux gaz A compater de telle sorte qu 'ils soient, coupés dans la "osition préférentielle et disposent du libre passage dans l'autre position et dans cette dernière position alimentent le cÈté de commande non muni d'un ressort en parallèle avec la vanne "NON A SEUIL, (10) qui est accordée avec interposliion d'un sélecteur de circuit (13). 4) Discriminateur de gaz selon la revendication 3 caracté-risé en ce que, dans la position préférentielle, un des gaz raccordé aux circuits principaux de la vanne alimente un dispositif -35 d4'alarme (30)k.