Brevet FR2674757A1 — publié le 19921009

"Dispositif de régulation des proportions de gaz pour appareils d'anesthésie" L'invention concerne un dispositif de régulation des proportions de gaz pour appareils d'anesthésie, comportant une conduite d'alimentation en gaz anesthésiant présentant, en série, une soupape de régulation, une soupape de réglage du gaz anesthésiant et une première résistance de mesure, et comportant une conduite d'alimentation en oxygène pourvue d'une soupape de réglage de l'oxygène et une deuxième résistance de mesure, la pression différentielle prélevée par les résistances de mesure étant transmise à un élément proportionnel qui commande la soupape de régulation. Un dispositif de régulation des proportions de gaz du type mentionné est exposé dans le document DE-Al- 38 10 745. Dans le dispositif de régulation des proportions de gaz connu, un gaz anesthésiant circule dans une conduite d'alimentation en gaz anesthésiant, qui contient un détendeur et une soupape de régulation, et qui est placée en amont d'une soupape de réglage du gaz anesthésiant Le gaz anesthésiant dosé traverse une première résistance de mesure et un débitmètre tubulaire destiné à indiquer le dosage, et s'écoule en direction25 d'une sortie de gaz frais Par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation en oxygène, l'oxygène est amené vers cette sortie de gaz frais, qui comporte un détendeur et une soupape de réglage de l'oxygène, ainsi qu'une deuxième résistance de mesure et qu'un débitmètre tubulaire Les flux gazeux font apparaître des pressions dynamiques au niveau des résistances de mesure, qui sont transmises à un élément proportionnel qui, en fonction de l'importance de la différence entre les deux pressions dynamiques, commande la soupape de régulation située dans la conduite d'alimentation en gaz anesthésiant de telle sorte que le débit de gaz anesthésiant ne peut pas dépasser une certaine valeur par rapport au débit d'oxygène On peut ainsi s'assurer pour le patient que le gaz frais alimenté contient au minimum une valeur relative définie de concentration en oxygène, par exemple 25 % en volume La conception détaillée d'une soupape proportionnelle de ce type est décrite dans le document EP-B 1-39932. Avant que le gaz frais ne pénètre dans le système respiratoire, il passe encore à travers un évaporateur d'anesthésique, qui enrichit le gaz frais en anesthésique sous forme de vapeur Etant donné le volume supplémentaire d'anesthésique présent dans le gaz frais, on constate une certaine baisse de la concentration en oxygène par rapport à la valeur relevée par le dispositif de régulation des proportions de gaz Si un volume limité d'anesthésique est rajouté, la différence est minime, et se situe normalement dans la plage de tolérance du dispositif de régulation-des proportions de gaz Un exemple chiffré illustrera ceci Si on ajoute à un courant de gaz frais composé de 2,5 litres d'oxygène et de 7,5 litres de gaz hilarant, un courant d'Halothan de 0,4 litre, la proportion d'oxygène tombe de % sans Halothan à 24 % avec Halothan Dans le cas présent, un courant d'Halothan de 0,4 litre signifie qu'il y a eu un ajustement correspondant à 4 % en volume au niveau de l'organe de réglage de dosage de l'évaporateur d'anesthésique, qui correspond à la concentration maximale habituelle de l'Halothan Par contre, si on emploie des anesthésiques rendant nécessaires des concentrations plus élevées dans le gaz frais pour obtenir l'effet thérapeutique désiré, la baisse de la concentration en oxygène ne peut plus être négligée Si, au lieu de 0,4 litre d'Halothan, on ajoute 2,5 litres d'un autre anesthésique, la concentration en oxygène tombe de 25 % à % Comme solution, il n'est pas possible d'adopter un réglage de base du dispositif de régulation des proportions de gaz sur une valeur minimale de concentration en oxygène élevée, car, dans le cas d'anesthésiques faiblement dosés, l'effet analgésique des gaz anesthésiants n'est pas totalement exploité. L'invention a pour but de perfectionner un dispositif de régulation des proportions de gaz de telle sorte que, dans le cas d'anesthésiques faiblement ou fortement dosés, on ne descende pas en-dessous de la valeur minimale de concentration en oxygène, tout en exploitant totalement l'effet analgésique des gaz anesthésiants. Ce but est atteint par le fait qu'au moins l'une des résistances de mesure peut être remplacée ou court- circuitée par au moins une conduite de dérivation, qui présente un point d'étranglement. L'avantage que présente l'invention réside essentiellement dans le fait qu'étant donné la présence de la conduite de dérivation à point d'étranglement qui peut être ajoutée, le rapport entre oxygène et gaz anesthésiant peut être augmenté en fonction des besoins, c'est-à-dire que la concentration en oxygène peut être augmentée lors de l'utilisation d'un anesthésique fortement dosé La conduite de dérivation à point d'étranglement est branchée soit en parallèle avec la résistance de mesure correspondante, soit en remplacement de celle-ci, ce qui implique que, dans ce cas, la pression dynamique n'est déterminée que par le point d'étranglement de la conduite de dérivation. Si la pression dynamique doit être réduite, la conduite de dérivation est en général branchée en parallèle avec la résistance de mesure S'il est nécessaire d'augmenter la pression dynamique, la conduite de dérivation se substitue à la résistance de mesure En plus d'une conduite de dérivation, on peut disposer de plusieurs conduites de dérivation, avec respectivement un point d'étranglement, court- circuitant ou remplaçant la résistance de mesure isolément ou en combinaison De cette manière, pour la régulation des proportions de gaz, on obtient une gradation plus en finesse de l'oxygène par rapport au gaz anesthésiant, et une meilleure adaptation à la concentration en anesthésique présente Il est avantageux de prévoir la conduite de dérivation au niveau de la deuxième résistance de mesure. Pour connecter la conduite de dérivation, il est avantageux de prévoir une soupape de commutation dans la conduite de dérivation Si plusieurs conduites de dérivation sont montées, chacune présente une telle soupape En fonction de l'anesthésique utilisé et de la concentration réglée au niveau de 1 'organe de réglage de dosage de l'évaporateur d'anesthésique, les conduites de dérivation à points d'étranglement correspondantes sont activées par l'intermédiaire des soupapes de commutation. Il est avantageux d'agir sur la soupape de commutation de la conduite de dérivation au moyen de l'organe de réglage de dosage de l'évaporateur d'anesthésique A cet effet, la soupape de commutation peut être conformée en auxiliaire de commande manuel actionné par l'organe de réglage de dosage, et remplissant la fonction de commutation dans une position angulaire correspondante de l'organe de réglage de dosage. Si l'organe de réglage de dosage est pourvu d'une surface de commutation s'étendant sur la circonférence et présentant un gradin, palpée pendant une course par la soupape de commutation, au moyen d'un palpeur, la fonction de commutation se déclenche lorsqu'est atteint l'angle de rotation présélectionné dans lequel se trouve le gradin.30 La surface de commutation peut également être conformée de telle sorte que plusieurs soupapes de commutation soient commutées à des angles de rotation différents, en prévoyant plusieurs gradins, et afin que les conduites de dérivation correspondantes soient connectées.35 Outre l'addition, en fonction des besoins, d'un ou de plusieurs points d'étranglement, il est avantageux que le point d'étranglement soit conformé en soupape d'étranglement, dont le degré d'ouverture peut être modifié par le palpeur situé sur la surface de commutation de l'organe de réglage de dosage A cet effet, la surface de commutation est conformée, au moins en partie, en plan incliné, sur lequel le palpeur peut effectuer une course. Une forme d'exécution de l'invention est représentée sur le dessin et est expliquée plus en détail ci-après. La figure 1 représente de façon schématique un dispositif -de régulation des proportions de gaz avec une conduite de dérivation. La figure 2 représente un dispositif de régulation des proportions de gaz associé à un évaporateur15 d'anesthésique. La figure 3 représente un dispositif de régulation des proportions de gaz associé à un évaporateur d'anesthésique, muni d'une soupape d'étranglement variable montée dans la conduite de dérivation. Dans le cas du dispositif de régulation des proportions de gaz représenté en figure 1, une conduite d'alimentation en gaz anesthésiant ( 1) et une conduite d'alimentation en oxygène ( 2) se réunissent pour former une sortie de gaz frais ( 3) Un évaporateur de gaz25 anesthésiant est disposé en aval de la sortie de gaz frais ( 3), et n'est pas représenté sur la figure 1 La conduite d'alimentation en gaz anesthésiant ( 1) contient un premier détendeur ( 4), une soupape de réglage du gaz anesthésiant ( 5), une première résistance de mesure ( 6), ainsi qu'un premier débitmètre tubulaire ( 7) De façon similaire sont prévus dans la conduite d'alimentation en oxygène ( 2) un deuxième détendeur ( 8), une soupape de réglage de l'oxygène ( 9), une deuxième résistance de mesure ( 10) et un deuxième débitmètre tubulaire ( 11) Dans la conduite35 d'alimentation en gaz anesthésiant ( 1) se trouve une soupape de régulation ( 12), située entre le premier détendeur ( 4) et la soupape de réglage du gaz anesthésiant ( 5), commandé par un élément proportionnel ( 13) réagissant à la différence de pression des résistances de mesure ( 6) et ( 10) L'élément proportionnel comprend une première membrane ( 131) et une deuxième membrane ( 132), reliées par une tige ( 133) Les membranes ( 131, 132) délimitent une première chambre sous pression ( 134) alimentée en pression de commande d'oxygène prélevée par la deuxième résistance de mesure ( 10), et une deuxième chambre sous pression ( 135) sur laquelle agit une pression de commande de gaz anesthésiant prélevée par la première résistance de mesure ( 6) En fonction du rapport entre pression de commande d'oxygène et pression de commande de gaz anesthésiant, la tige ( 133) est déviée vers la droite ou vers la gauche La soupape de régulation ( 12) est composée d'une soupape à siège à bille ( 121) placée sous l'action d'un ressort, qui peut être ouverte ou fermée par la tige ( 133) Grâce à la soupape à siège à bille ( 121), le courant de gaz anesthésiant présent dans la conduite d'alimentation en gaz anesthésiant ( 1) peut être réduit ou même totalement bloqué La soupape à siège à bille ( 121) se trouve par exemple en position de blocage, lorsque la pression de commande d'oxygène est tombée et que la première membrane ( 131) est déviée vers la gauche en même temps que la tige ( 133) Le flux de gaz anesthésiant est réglé et garanti par le jeu de variation entre pression de commande d'oxygène et pression de commande de gaz anesthésiant, de telle sorte que la concentration minimale d'oxygène ne puisse pas descendre en-dessous de 21 %.30 La pression de commande d'oxygène et la pression de commande de gaz anesthésiant ont les effets suivants sur la concentration en oxygène au niveau de la sortie de gaz frais: si, dans le cas d'un réglage similaire de la soupape de réglage de l'oxygène ( 9) et de la soupape de35 réglage du gaz anesthésiant ( 5), le courant de gaz anesthésiant devait être réduit au moyen de la soupape de régulation ( 12) et qu'ainsi, la concentration en oxygène au niveau de la sortie de gaz frais ( 3) doive augmenter, la pression de commande de l'oxygène doit être réduite dans la première chambre sous pression ( 134), c'est-à-dire que l'effet de pression dynamique au niveau de la deuxième résistance de mesure ( 10) doit être réduit Pour cela, la deuxième résistance de mesure ( 10) peut être court- circuitée par une conduite de dérivation ( 14) contenant un point d'étranglement ( 15) et une soupape de commutation ( 17), la soupape de commutation ( 17) étant représentée en figure 1 en position d'ouverture, c'est-à-dire lorsque la conduite de dérivation n'est pas branchée. La figure 2 représente un évaporateur d'anesthésique ( 21) pourvu d'une roue actionnable manuellement ( 22) servant d'organe de réglage de dosage, équipé d'une touche de point zéro ( 23) et d'une graduation ( 24) pour régler une concentration en anesthésique La roue actionnable manuellement ( 22) est pourvue sur sa face inférieure d'une surface de commutation ( 25) circonférentielle équipée d'un gradin ( 26), la surface de commutation ( 25) étant palpée par un palpeur ( 27) de la soupape de commutation ( 17) La soupape de commutation ( 17) est connectée au schéma de montage représenté en figure 1 au moyen des bornes ( 19, 19 a) L'évaporateur d'anesthésique ( 21) est raccordé à la sortie de gaz frais ( 3), figure 1, et du gaz anesthésiant et de l'oxygène y circulent Le raccord de la sortie de gaz frais ( 3) se trouve sur l'arrière de l'évaporateur d'anesthésique ( 21) et n'est pas représenté sur la figure 2. Si la roue actionnable manuellement ( 22) est activée lorsque l'on appuie sur la touche de point zéro ( 23), et qu'elle est tournée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, le palpeur ( 27) glisse sur la surface de commutation ( 25), en fonction du réglage de la concentration Si le palpeur ( 27) atteint le gradin ( 26), la soupape de commutation ( 17) passe en position de fermeture, et la commande de dérivation est connectée à la conduite de dérivation ( 14) Grâce à cette commande de dérivation, la pression différentielle est modifiée au niveau de l'élément de réglage proportionnel ( 13) de telle manière qu'une proportion d'oxygène plus importante que la proportion de gaz anesthésiant est admise au niveau de la soupape de régulation ( 12) Le gradin ( 26) de la surface de commutation ( 25) est associé à une certaine valeur de concentration de la graduation ( 24). La figure 3 représente une variante d'exécution par rapport à la figure 2, avec une soupape d'étranglement ( 29) réglable venant remplacer le point d'étranglement ( 15) de la figure 1 Les mêmes composants sont désignés par les mêmes références qu'aux figures 1 et 2 Lepalpeur ( 27) est relié à la soupape d'étranglement ( 29) et règle le débit de la soupape d'étranglement ( 29) en fonction de la déviation La déviation du palpeur ( 27) est dûe à la surface de commutation ( 25), qui est conformée en plan incliné ( 28) au-delà du gradin ( 26) La soupape de commutation ( 17) et la soupape d'étranglement ( 29) sont raccordées aux bornes ( 19, 19 b) du schéma de montage de la figure 1. Lorsque l'on tourne la roue actionnable manuellement ( 22), la soupape de commutation ( 17) est tout d'abord commutée en position de fermeture lorsque le gradin ( 26) est touché, ce qui entraine que la commande de dérivation est connectée à la conduite de dérivation ( 14). Si le palpeur ( 27) parcourt le plan incliné ( 28), l'angle d'ouverture de la soupape de modération ( 29) est modifié en fonction de sa déviation, et des pressions différentielles différentes, proportionnelles à la concentration réglée, apparaissent au niveau de l'élément proportionnel ( 13) qui ont pour effet de réduire le courant de gaz anesthésiant et d'augmenter la35 concentration en oxygène. Revendications 1 Dispositif de régulation des proportions de gaz pour appareils d'anesthésie, comportant une conduite d'alimentation en gaz anesthésiant ( 1) présentant, en série, une soupape de régulation ( 12), une soupape de réglage du gaz anesthésiant ( 5) et une première résistance de mesure ( 6), et comportant une conduite d'alimentation en oxygène ( 2) pourvue d'une soupape de réglage de l'oxygène ( 9) et d'une deuxième résistance de mesure ( 10), la pression différentielle prélevée par les résistances de mesure étant transmise à un élément proportionnel ( 13) qui commande la soupape de régulation ( 12), caractérisé en ce qu'au moins l'une des résistances de mesure ( 6, 10) peut être remplacée ou court-circuitée par au moins une conduite de dérivation ( 14), qui présente un point d'étranglement ( 15, 29). 2 Dispositif de régulation des proportions de gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite de dérivation ( 14) comporte une soupape de commutation ( 17), qui supprime la commande de dérivation au niveau des résistances de mesure ( 6, 10) 3 Dispositif de régulation des proportions de gaz selon la revendication 2, caractérisé en ce que la soupape de commutation ( 17) est actionnée au moyen de l'organe de réglage de dosage ( 22) d'un évaporateur d'anesthésique ( 21). 4 Dispositif de régulation des proportions de gaz selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que le point d'étranglement est conformé en soupape d'étranglement ( 29), et en ce qu'un organe de transmission est prévu entre la soupape d'étranglement ( 29) et l'organe de réglage de dosage ( 22), avec lequel la résistance à l'écoulement de la soupape de modération peut être modifiée en fonction de l'ouverture de l'organe de réglage35 de dosage ( 22). Dispositif de régulation des proportions de gaz selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe de transmission est conformé en palpeur ( 27) sur un plan incliné ( 28), le plan incliné ( 28) permettant au palpeur5 ( 27) d'être dévié proportionnellement au réglage de l'organe de réglage de dosage ( 22).