Brevet FR2620043A1 — publié le 19890310

La présente invention concerne des humidi- ficateurs et a été conçue en particulier mais non unique- ment pour être utilisée pour fournir des gaz humidifiés à un patient se trouvant dans un h6pital lorsque de tels gaz humidifiés sont nécessaires, par exemple dans des si- tuations de soin intensif. Un objet de la présente invention est de créer un appareil d'humidification de gaz qui permette au moins aux utilisateurs d'effectuer un choix utile. Ainsi l'invention concerne un appareil pour humidifier des gaz, ledit appareil comprenant une chambre à gaz comportant une entrée et une sortie pour permettre à des gaz de passer au travers de ladite chambre; un com- partiment d'eau interconnecté; au moins un flotteur placé dans ladite chambre à gaz; une entrée d'eau et un conduit d'eau aboutissant audit compartiment d'eau; et au moins une soupape de commande d'eau comportant un élément mobile et un siège de soupape placé dans ledit conduit d'eau; le- dit élément mobile étant déplaçable par ledit flotteur de telle sorte que, lorsqu'une quantité d'eau supérieure à une valeur prédéterminée pénètre dans ladite chambre à gaz en provenance dudit compartiment d'eau, ledit flotteur au moins prévu actionne ledit élément mobile par rapport audit siège de soupape afin d'empêcher ensuite une entrée d'eau dans ledit compartiment d'eau. Selon un autre aspect, l'invention concerne un conduit de fluide contenant une soupape, lorsqu'il est construit, agencé et pouvant fonctionner sensiblement comme cela va être décrit dans la suite en référence aux dessins ci-joints. Selon encore un autre aspect, l'invention concerne un conduit de fluide contenant une soupape, la- dite soupape comprenant un siège entourant un orifice de soupape débouchant dans ledit conduit et une paroi fle- xible aboutissant audit conduit, une partie de ladite paroi flexible agissant également comme un élément mobile de ladite soupape, et un moyen d'actionnement de soupape pouvant opérer pour exercer une pression sur ladite partie de.ladite paroi flexible qui agit comme ledit élément mobile, une augmentation de la pression exercée par ledit moyen d'actionnement de soupape sur ledit élément mobile produisant une fermeture de ladite soupape et un relâchement de pression permettant un écoulement de fluide dans ledit conduit. Pour les spécialistes du domaine concerné par l'invention, de nombreuses modifications de construc- tion et des réalisations et applications de l'invention largement différentes peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention qui est défini dans les revendica- tions ci-jointes. Les particularités et les descriptions données ici sont purement illustratives et ne sont pas destinées à être limitatives en aucun sens. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention vont maintenant être décrits dans la suite en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue en élévation et en coupe d'un humidificateur construit conformément à l'inven- tion; La figure 2 est une vue en plan et en coupe de la structure représentée sur la figure 1; La figure 3 est une vue arrachée montrant un moyen d'articulation prévu entre un moyen desupport de parois et un bras portant un flotteur; Les figures 4 et 5 représentent respective- ment en vue en élévation et en vue en coupe, à échelle réduite, un moyen de liaison et une soupape faisant partie de l'invention; Les figures 6 à 8 sont respectivement une vue en coupe verticale, une vue en coupe horizontale et une vue en élévation d'un élément de soupape flexible faisant partie de la soupape des figures 4 et 5; Les figures 9 et 10 sont des vues à échelle agrandie de la soupape et d'autres parties de la structure représentée sur la figure 1; et La figure 11 est une vue conforme à la figure 9 mais montrant un agencement à deux soupapes. En référence aux dessins, un humidificateur 1 est pourvu d'une chambre h gaz 2 et d'un compartiment d'eau 3, la chambre-à gaz 2 étant reliée au compartiment d'eau 3 en étant disposée au-dessus de celui-ci. Une paroi microporeuse 4 est prévue en commun avec la chambre 2 et le compartiment d'eau 3. La paroi microporeuse est formée d'une matière microporeuse ayant la propriété d'être per- méable à la vapeur d'eau mais d'être pratiquement imper- méable à de l'eau liquide, en étant par exemple formée de PTFE (polytétrafluoréthylène) expansé, cette matière étant de préférence flexible, inerte et hydrophobe. Une telle matière correspond à la matière en feuille fabriquée sous la désignation commerciale Gortex et est disponible auprès de W L Gore and Associates Inc. Del U.S.A.. Cette matière est mince et résiste aux pressions exercées par l'eau introduite dans le comparti- ment d'eau 3 à partir d'une vessie (non représentée) sus- pendue à une colonne (non représentée) placée dans une position adjacente à un patient de l'hôpital utilisant l'humidificateur; la matière microporeuse est montée sur un châssis porteur 5 qui, comme on peut le vdir sur la figure 2, est disposé dans un plan horizontal, en compor- tant une série de nervures qui se croisent et en dessous desquelles la matière microporeuse 6 est positionnée. Tout motif approprié de nervures peut être utilisé. Le support 5 est formé d'une matière plas- tique et il est réalisé dans une -opération de moulage par injection, qui permet simultanément de créer une paire de. bandes 10 dirigéesvers le haut et un raccord d'admission d'eau 1l qui est moulé unitairement avec le support 5. Le raccord d'admission d'eau Il comporte une entrée d'eau 12. Le raccord 11 est monté dans la paroi 13 de la chambre à gaz 2 en utilisant un mastic à solvant ou un autre moyen selon ce qui est désiré. Un orifice 14 de décharge d'eau est ménagé dans le produit moulé en étant entouré par un siège de soupape 15 aboutissant à un passage se présentant sous la forme d'une fente 16 qui traverse l'élément 5 de support de la paroi microporeuse et qui aboutit par consé- quent par l'intermédiaire d'une sortie 17 au compartiment d'eau 3. Un élément flexible 20 est réalisé par moulage dans une opération séparée, par exemple à partir d'une feuille mince de caoutchouc synthétique, par exemple du T.P.R. Santoprène 271-47, avec la forme indiquée sur les figures 4 et 10 et, dans l'opération de moulage précitée permettant de réaliser le support 5, l'élément flexible est moulé dans la périphérie extérieure 21 du raccord d'eau, l'élément flexible 20 formant alors une paroi fron- tale de la fente 16 et assurant l'étanchéité de la fente 16 par rapport à la chambre à gaz 2. L'élément flexible 20 comporte une partie surépaissie 22 qui constitue un élément de soupape qui, quand il est appliqué contre le siège 15, ferme l'entrée d'eau dans la fente 16 et par conséquent dans le compartiment d'eau 3. Pour faciliter la réalisation d'une opération de fermeture complète, la partie 18 (figure 5) du raccord d'eau qui est proche du siège de soupape 15 est constituée, éventuellement, d'une section comparativement épaisse dont le rétrécissement produit la formation d'une lèvre annu- laire en saillie autour de l'orifice 14 afin de former le siège de soupape 15 qui est représenté schématiquement sur la figure 5. Pour réaliser une telle fermeture complète, un flotteur 25 est prévu, ce flotteur étant relié à l'en- semble de bras 26 tandis qu'une traverse 27 est pourvue de fentes 28 qui, en service,glissent sur les bandes 10 en saillie. Les bandes comportent de préférence des épaule- ments proches des extrémités libres afin d'empêcher un soulèvement non intentionnel des bras à fentes. Les fentes 28 et les bandes 10 constituent un mécanisme d'articulations, les bandes 10 s'infléchissant quand le flotteur 25 se dé- place vers le haut, par exemple du fait de la présence d'eau dans la chambre à gaz 2. La traverse 27 porte un élément d'actionnement 30 qui exerce une pression contre l'élément flexible 20 à l'opposé de l'orifice 14 et qui produit par conséquent une pression considérable sur l'élé- ment 20 en l'appliquant contre son siège 15 sous l'effet du bras de levier créé entre le flotteur et l'élément 30 quand de l'eau se trouvant dans la chambre à gaz 2 produit une telle fermeture. Pour l'assemblage de la chambre à gaz 2, du compartiment d'eau 3 et du support 5 d'une manière étan- che à l'air et b l'eau, la chambre à gaz 2 comporte un rebord annulaire 34 (figure 9), le support 5 comporte un rebord annulaire 35 et la base 36 du compartiment d'eau 3 comporte un rebord 37 dont une partie 38 est enroulée sur les rebords 34 et 35 et sur un joint d'étanchéité 39 de manière à créer l'étanchéité nécessaire à l'eau et à l'air pour les parties correspondantes. En service, l'humidificateur est relié par son entrée 32 à une source d'alimentation en gaz tandis qu'une sortie (non représentée) est reliée à un appareil respiratoire associé à un patient se trouvant, par exemple, dans une zone de soin intensif d'un hôpital. Une source d'eau est reliée à l'entrée 12 et cette source d'alimentation en eau est de préférence située dans la vessie de type bien connu qui est montéesur une colonne placée *dans une position adjacente au patient. 6 2620043 L'humidificateur est installé sur un dispositif de chauffage connu et, quand de l'eau se trouvant dans le compartiment 3 est chauffée à une température suffisante, de la vapeur d'eau mais non de l'eau liquide passe au travers de la paroi microporeuse pour parvenir dans la chambre à gaz et elle humidifie ainsi les gaz traversant cette chambre pour parvenir au patient. Cependant, dans certaines circonstan- ces, il peut se produire un incident ou une autre condition dans laquelle l'eau liquide peut passer au travers de la paroi microporeuse pour pénétrer dans la chambre à gaz de telle sorte que le niveau d'eau dans cette chambre à gaz dépasse un niveau prédéterminé. De l'eau liquide pénétrant ainsi dans la chambre fait monter le flotteur 25 en faisant en sorte que l'élément 30 pousse la membrane flexible contre le siège de soupape 15, en coupant ainsi l'alimentation en eau du compartiment d'eau. En conséquence, d'une manière très simple mais efficace, il est créé une soupape de com- mande qui supprime ou réduit au minimum le risque de péné- tration d'une quantité excessive d'eau dans la chambre à gaz et par conséquent le passage d'eau liquide jusqu'au patient. Dans certains cas, il peut être souhaitable de supprimer la paroi microporeuse 4 de telle sorte que le compartiment d'eau constitue en fait simplement une partie. inférieure de la chambre à gaz 2. Egalement, même en uti- lisant la paroi microporeuse 4, il pourrait être souhai- table d'installer aussi bien une soupape de commande d'en- trée d'eau qu'une soupape de commande de sortie d'eau sur le compartiment d'eau 3. Dans de telles circonstances, une soupape de sécurité de la même construction que décrite ci-dessus est souhaitable et une telle construction est représentée sur la figure 11. Dans cette construction, unen- semble de bras de flotteur 26 comporte un élément 41 qui entre en contact avec une partie 42 de la paroi flexible 49 et qui la déplace pour la plaquer contre le siège de la soupape 50 partant de l'entrée d'eau 12. L'ensemble de bras de flotteur 26 est relié à un premier flotteur non représenté. Un autre flotteur ( non représenté) est relié à un autre ensemble de bras 44 et 45. Le bras 45 est prolongé de façon à former un élément d'actionnement 46 qui entre en contact avec une partie surépaissie 47 de la paroi flexible49 qui entre à son tour en contact avec l'orifice d'un passage de sortie 48 aboutissant à la cham- bre à gaz 2 en créant ainsi une soupape de sortie d'eau 51. Un des flotteurs ou organes d'actionnement de soupape, par exemple le flotteur actionnant les bras 44, 45 ou bien la partie surépaissie 47 ou bien l'élément d'actionnement 46, est de préférence réglé de telle sorte que la soupape 50 - prévue à l'entrée d'eau soit fermée avant la soupape de sortie 51 pour permettre à un observateur de se rendre compte si l'écoulement d'eau est correctement commandé par la soupape 50. Dans une telle construction, une humidifi- cation se produit à partir de la surface du compartiment d'eau 3, en étant assistéesi nécessaire par l'utilisation d'une matière poreuse de grande surface dans la chambre à gaz 2 afin d'augmenter la vitesse d'évaporation de l'eau. REVENDICATIONS 1. Appareil pour humidifier les gaz, carac- térisé en ce qu'il comprend une chambre à gaz (2) compor- tant une entrée et une sortie pour permettre à des gaz de passer au travers de ladite chambre; un compartiment d'eau (3) interconnecté; au moins un flotteur (25) placé dans ladite chambre à gaz (2); une entrée d'eau et un conduit d'eau (11)aboutissant audit compartiment d'eau (3); et au moins une soupape de commande d'eau comportant unélé- ment obturateur mobile (20) et un siège de soupape (15) placé dans ledit conduit d'eau; ledit élément mobile (20) étant dé- plaçable par ledit flotteur (25) de telle sorte que, lorsqu'une quantité d'eau supérieure à une valeur prédé- terminée pénètre dans ladite chambre à gaz (2) en prove- nance dudit compartiment d'eau (3), ledit flotteur (25) au moins prévu actionne ledit élément mobile (20) par rapport audit siège de soupape (15) pour empêcher ensuite une entrée d'eau dans ledit compartiment d'eau (3). 2. Appareil selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il est prévu deux flotteurs (25) com- mandant chacun une soupape de commande respective (50, 51) une desdites soupapes de commande assurant la commande d'entrée de l'eau dans ledit conduit d'interconnection tandis que l'autre soupape commande la sortie d'eau à partir dudit conduit d'interconnection. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite chambre à gaz (2) est placée audessus dudit compartiment d'eau (3), la chambre (2) et le compartiment (3) étant séparés par une paroi microporeuse (4) commune aux deux, ladite!paroi mi- croporeuse (4) étant perméable à la vapeur d'eau mais pra- tiquement imperméable à l'eau liquide et ledit conduit d'eau (11) passant au travers d'une paroi de ladite chambre à gaz (2). 4. Appareil selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que ledit élément obturateur de chacune desdites soupapes de commande d'eau est un élément de soupape obturateur flexible en ce que ledit flotteur au moins prévu (25) est monté sur un moyen d'actionnement de flotteur qui assure l'actionnement dudit élément de soupape flexible (20), ledit flotteur (25) étant déplaçable d'une manière telle, que, lorsqu'une quantité d'eau supplé- mentaire à ladite valeur prédéterminée pénètre dans ladite chambre à gaz (2), ledit flotteur soit relevé pour faire en sorte qu'une partie dudit élément d'actionnement de flotteur pousse ledit élément obturateur flexible (20) contre ledit siège de soupape (15) pour arrêter l'alimen- tation en eau s'effectuant de ladite entrée d'eau audit compartiment d'eau (3). 5. Appareil selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que ledit support de conduit d'eau est pourvu de zones formées dans l'essentiel d'une matière plastique et positionnées de telle sorte qu'un rétrécisse- ment dans lesdites zones forme un creux (18) entourant une lèvre annulaire en saillie qui forme ledit siège de soupape (15), ladite lèvre établissant un contact linéaire annulaire avec ledit élément flexible quand la soupape est fermée. 6. Appareil selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit élément flexible (20) est formé de caoutchouc synthétique ou d'une matière fle- xible semblable qui est placée in situ dans une machine de moulage et qui estincorporée par moulage audit conduit d'eau(11) sous la forme d'une partie d'une paroi de celui-ci en cours de fabrication. 7. Appareil selon l'une quelconque des reven- dications 3 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu un moyen de support (5) de ladite paroi microporeuse (4) pour résister à la pression de l'eau régnant dans ledit compartiment d'eau (3) et s'exerçant sur ladite paroi microporeuse (4). 8. Appareil selon la revendication 7, carac- térisé en ce que ledit moyen de support (5) de ladite paroi microporeuse (4) comprend des nervures de renforcement qui sont réparties dans un certain motif dans un plan sensi- blement horizontal, lesdites nervures supportant des zones de ladite paroi microporeuse (4). 9. Appareil selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit conduit (11) est moulé comme une partie dudit moyen de support (5) de ladite paroi micro- poreuse (4). 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ledit moyen (26, 27, 28) d'actionnement dudit flotteur (25) est arti- culé sur ledit moyen de support comportant une paire de bandes flexibles (10) dirigées vers le haut et un bras (26), faisant partie dudit moyen d'actionnement de flotteur et portant ledit flotteur, comporte des fentes (28) dans lesquelles s'engagent lesdites bandes (10) de telle sorte que celles-ci s'infléchissent pour assurer le mouvement d'articulation dudit flotteur (25). 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que ladite cham- bre à gaz (2) a une forme de cloche et comporte un rebord annu- laire (34) s'étendant vers l'extérieur et entourant une périphérie inférieure de la chambre à gaz (2),ledit moyen de support (5) de ladite paroi microporeuse (4) comporte un autre rebordannulaire (35) coopérant et ledit compartiment d'eau (3) comporte une partie en creux (36) qui est pourvue d'encore un autre rebord annulaire(37) coopérant dont une partie extérieure (38) est enroulée sur lerebord annulaire (34) de la chambre à gaz (2) et le rebord annulaire (35) du moyen de support (5),1a partie enroulée comprimant les deux premiers rebords coopérants contre le troisième rebord coopérant de façon à créer des joints étanches à l'air et étanchE à l'eau entre des parties de ladite chambre à gaz (2) et du- dit compartiment d'eau (3). l1 12. Conduit de fluide contenant une soupape, ladite soupape contenant un siège de soupape (15) entourant un orifice de soupape(14)débouchant dansledit conduit ainsi qu'une paroi flexible (20) aboutissant auditconduit, une partie (22) de la- dite paroi flexible agissant également comme un élément mobile de ladite soupape, et un moyen d'actionnement de soupape pouvant opérer pour exercer une pression sur ladite par- tie (22) de ladite paroi flexible qui agit comme ledit élément mobile, une augmentation de la pression exercée par ledit moyen d'actionnement de soupape sur ledit élément mobile (22) produisant une fermeture de ladite soupape et un relâche- ment de pression permettant un écoulement de fluide dans ledit conduit. 13. Conduit de fluide contenant une soupape selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit moyen d'actionnement de soupape comprend un levier (26) dépla- çableselon un arc, ledit levier étant pourvu d'un élément de pression (30) agencé pour exercerune pression sur laditepar- tie (22)de ladite paroi flexible en vue de fermer ladite soupape et ledit levier (26) étant actionné par un flotteur (25) disposé dans une chambre à liquide et agencé de telle sorte que, quand le niveau de liquide monte dans ladite chambre, ledit flotteur actionne ledit levier pour fermer ladite soupape. 14. Conduit de fluide contenant une soupape selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit le- vier(26) est déplaçableselon ledit arc par le fait qu'il est pourvu de deux fentes transversales (28) dans lesquelles s'engagent des bandes flexibles (10),les bandes étant prévues pour produire le mouvement nécessaire. 15. Conduit de fluide contenant une soupape selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, carac- térisé en ce qu'il est prévu un support comportant des zones formées sensiblement de matière plastique et posi- tionnées de telle sorte qu'un rétrécissement se produisant dans lesdites zones créé un creux (18) entourant une lèvre annulaire en saillie qui forme ledit siège de soupape(15), la- dite lèvre établissant un contact linéaire annulaire avec ladite matière flexible quand la soupape est fermée. 16. Conduit selon l'une quelconque des re- vendications 12 à 15, caractérisé en ce que ledit élément flexible (20) est forméde caoutchouc synthétique ou d'une matière flexible semblable qui est placée in situ dans une machine de moulage et qui est incorporée par moulage audit conduit d'eau (11)souslaforme d'une partie d'une paroi de celui-ci en cours de fabrication. 17. Appareil pour humidifier des gaz, ca- ractérisé en ce qu'il comprend une chambre à gaz (2) comportant une entrée et une sortie pour permettre à des gaz de passer au travers de ladite chambre; un compartiment d'eau(3)inter- connecté; ladite chambre à gaz étant disposée au-dessus du compartiment d'eau, la chambre et le compartiment étant séparés par une paroi microporeuse (4) commune aux deux, ladite paroi microporeuse étant perméable à la vapeur d'eau mais pratiquement imperméable à l'eau liquide et ledit conduit d'eau (11) passant au travers d'une paroi (13) de ladite chambre à gaz, un moyen de support (5) de ladite paroi microporeuse étant prévu pour résister à la pression d'eau engendrée dans ledit compartiment d'eau et s'exerçant sur ladite paroi microporeuse, ladite chambre à gaz (2) ayant une forme de cloche comportant un rebord annulaire (34), s'étendant vers l'extérieur et entourant une périphérie inférieure de la- dite chambre à gaz, ledit moyen support (5) de ladite paroi microporeuse comportant un autre rebord annulaire(35) coopé- rant et ledit compartiment d'eau (3) comprenant une partie en creux (36)comportant encore un autre rebord annulaire(37) coo- pérant dont une partie extérieure (38) est enroulée sur le rebord annulaire(34) dela chambre à 9gaz et le rebord annulaire (35) du moyen de support, cette partie enroulée(38) comprimant les deux rebords coopérants précités contre le troisième re- bord coopérant de façon à créer des joints étanches à l'eau et étanches à l'air entre des parties de ladite chambre à gaz et dudit compartiment d'eau.