【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于混合在呼吸装置或麻醉装置中的呼吸气流的至少两种呼吸气体组分的静态(或称为静力学，即statisches)混合元件、混合堆垛和混合器，以及用于制造静态混合元件和混合堆垛的方法。
技术介绍
1、通过呼吸装置或麻醉装置使患者呼吸涉及向患者供给以呼吸气体。在此，呼吸气体通常是两种或更多种呼吸气体组分组成的混合物。实践中最常见的呼吸气体组分是空气和氧气。呼吸气体组分可以从不同的来源获得，例如经由呼吸装置或麻醉装置在安装地点与其连接的中央气体供应、经由填充有相应呼吸气体组分的气瓶、和/或经由通过呼吸装置或麻醉装置本身从周围环境中吸入空气，即所谓的鼓风机技术。
2、所供应的呼吸气体组分在呼吸装置或麻醉装置中混合，以便实现呼吸气体组分的至少几乎均匀的分布。这对于确保紧接着正确监测呼吸气体尤其必要，而对于患者的安全和成功治疗也很重要的是，在呼吸装置或麻醉装置处调设的相应地存在于呼吸气流中的呼吸气体组分(例如空气和氧气)的比例。用于监测呼吸气体特性的所使用的传感器通常仅检测横截面中的局部气体特性，例如相应呼吸气体组分的浓度。因此，如果测量的气体浓度例如太低，局部浓度差可能会导致错误测量并触发误报。因此，期望一种混合呼吸气体，其中相应的呼吸气体组分的浓度梯度尽可能低。
3、为了产生混合呼吸气体，呼吸装置或麻醉装置内的设备是已知的，例如呼吸气体组分被导引到其中的中空体或容积。如此选择容积的大小，使得呼吸气流的停留时间足够长，以通过扩散降低相应呼吸气体组分的浓度梯度，理想地如此降低，使得它们几乎为零。停留时间决定
4、此外，马达式运行的混合器从现有技术中是已知的，其中例如通过安装马达式运行的搅拌器(quirls)到呼吸装置或麻醉装置中以及其操作来实现呼吸气体组分的混合。该解决方案的缺点是针对必要组件及其维护的与之伴随的较高成本。
5、上述两种解决方案都需要呼吸装置或麻醉装置中的大量空间。由此不利地增加了这种装置的结构大小。此外，此类解决方案并非针对不同的流动形式而设计，并且具有压力损失。
6、此外，从us2016082220 a1已知一种具有静态穿流混合器的用于呼吸治疗的系统。所描述的静态穿流混合器配置成其可混合多种气体并且包括入口和出口以及入口和出口之间的第一偏转板。此外，静态流动混合器包括布置在第一偏转板的下游的棱边和最近的下游表面之间的收缩部，其中收缩部的长度小于第一偏转板的高度。通过该技术解决方案应基本均匀地混合供给至静态流动混合器的气体。
技术实现思路
1、从现有技术中已知的解决方案以及所描绘的问题出发，本专利技术的任务是创造一种设备，其以简单且可靠的方式产生由至少两种呼吸气体组分组成的混合呼吸气体，所述至少两种呼吸气体组分从不同来源获得，用于呼吸装置或麻醉装置。在此，用于呼吸的呼吸装置或麻醉装置的动态特性应尽可能不受负面影响，尤其，应在尽可能低的压降的情形中引起呼吸气体组分中的一种的浓度尽快改变。
2、此外，应当说明一种设备，其具有构造上相对简单的结构并且能够以有效的方式制造，使得制造成本能够保持在经济上合理的范围内。
3、此外，该设备应该具有较小的结构大小，使得呼吸装置或麻醉装置也可以具有尽可能小的尺寸。
4、根据本专利技术，上述任务通过静态混合元件、混合堆垛以及混合器来解决。此外，本专利技术以一种用于制造静态混合元件的方法以及一种用于制造混合堆垛的方法解决。在此，结合根据本专利技术的静态混合元件描述的特征和细节也结合根据本专利技术的混合堆垛、混合器和根据本专利技术的方法适用，以及分别反之亦然并且相互亦然，从而可以关于各个专利技术方面的公开内容始终相互参考或可相互参考。本专利技术的有利实施形式是另外的主题，并且在下面部分参考附图的描述中更详细地解释。
5、本专利技术涉及一种用于混合在呼吸装置或麻醉装置的主流动通道中流动的呼吸气流的至少两种呼吸气体组分的静态混合元件，其中该静态混合元件具有布置在入口侧和出口侧之间并且可以与主流动通道流体连通连接的流动通道。根据本专利技术，静态混合元件的特征在于，至少一个第一流动通道位于第一平面中，并且至少一个第二流动通道位于第二平面中，第一平面和第二平面至少布置成几乎彼此平行，其中至少一个第一流动通道和至少一个第二流动通道至少部分区段地交叉，并且在至少一个第一流动通道和至少一个第二流动通道之间布置有穿过部作为混合点。在此，单个穿过部或多个穿过部是可以设想的。在任何情况下，在流动通道之间存在至少一个呼吸气体可穿透的连接，其用作混合点，在不同平面中流动的流体流在该混合点处至少部分地混合。
6、从主流动通道引入到静态混合元件中的呼吸气流因此被分成部分呼吸气流，其然后穿流不同的流动通道。相对于它们在主流动通道中的原始流动方向(其中它们在入口侧流入直到到达出口侧)，部分呼吸气流经历至少一个、优选多个方向变化。根据本专利技术在此设置成，部分呼吸气流中的至少一个相对于布置在不同平面中的流动通道至少部分地执行平面转换。
7、本专利技术的核心是产生相对于至少两种呼吸气体组分混合的呼吸气流，即由几乎均匀分布的呼吸气体组分组成的呼吸气流。这是通过静态混合元件来实现的，其用于将呼吸气流分离成多个部分呼吸气流，这些部分呼吸气流首先导引穿过单独的流动通道，且在下游被重新引入主流动通道中。在形成混合点的穿过部的区域中的流动通道的交叉区段中，以及在静态混合元件的出口处，通过多个部分呼吸气流的重新组合发生部分呼吸气流的混合。混合点是指具有两个或多个部分呼吸气流在其中混合的穿过部的区域。
8、流动通道的总数取决于相应的应用情况、呼吸气体组分和呼吸气流的流动特性。此外，静态混合元件的流动通道的数量取决于麻醉装置或呼吸装置中的针对静态混合元件的可用容积。因此，可以设置不同数量的流动通道，例如但不限于第一平面中的流动通道和第二平面中的流动通道、优选第一平面中的两个流动通道和第二平面中的两个流动通道、特别优选第一平面中的八个流动通道和第二平面中的七个流动通道。还可以设想将流动通道布置在多于两个平面中，例如三个平面或四个平面。流动通道布置在静态混合元件的入口侧和出口侧之间，并且可以各自在入口侧和/或出口侧与主流动通道流体连通连接。
9、本专利技术的对象还是一种可简单制造的结构，利用该结构实现不同呼吸气体组分的有效混合，即至少两种不同呼吸气体组分的至少几乎均匀的分布。由于根据本专利技术设计的静态混合元件能集成、例如置入、推入和/或插入到呼吸装置或麻醉装置的主流动通道中的事实，因此不需要附加的联接部或复杂的匹配，并且呼吸装置或麻醉装置的大小可以减小或至少保持不变。与之相应地，这种呼吸装置或麻醉装置的构造的耗费及其制造成本有利地较低。
10、在一个优选实施形式中，设置有偏转元件，穿流流动通道中的一个的部分呼吸气流可通过该偏转元件至少部分地偏转到至少部分地本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种静态混合元件(1)，用于混合在呼吸装置或麻醉装置的主流动通道(21)中流动的呼吸气流的至少两种呼吸气体组分，带有布置在入口侧(A)和出口侧(B)之间且能够与主流动通道(21)流体连通连接的流动通道(2a,2b,2c,...,2o)，
2.根据权利要求1所述的静态混合元件(1)，其特征在于，设置有偏转元件(5a,5b,...,5f)，使得流动穿过位于两个平面中的一个中的流动通道(2a,2b,2c,...,2i)中的一个的部分呼吸气流可以至少部分地偏转到流动通道(2j,2k,2l,2m,2n,2o)中的另一个中，其位于两个平面中的另一个中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的静态混合元件(1)，其特征在于，基本上布置在一个平面中的所述流动通道(2a,2b,2c,…,2o)至少几乎彼此平行地伸延。
4.根据前述权利要求中任一项所述的静态混合元件(1)，其特征在于，基本上布置在不同平面中的所述流动通道(2a,2b,2c,…,2o)至少部分地如此交叉，使得它们彼此以不等于0°的角伸延。
5.根据前述权利要求中任一项所述的静态混合元件(
6.根据权利要求5所述的静态混合元件(1)，其特征在于，所述连接是非破坏性可松脱连接。
7.根据权利要求5或6所述的静态混合元件(1)，其特征在于，所述至少一个连接单元(4)被设计成堆垛至少两个静态混合元件(1)，使得它们的平面至少几乎彼此平行地伸延。
8.根据前述权利要求中任一项所述的静态混合元件(1)，其特征在于，所述流动通道(2a,2b,2c,...,2o)垂直于流动方向的横截面几乎是矩形的。
9.根据权利要求8所述的静态混合元件(1)，其特征在于，所述流动通道(2a,2b,2c,...,2o)垂直于流动方向的横截面为至少约4.5mm2。
10.一种混合堆垛(10)，其由至少两个根据前述权利要求中任一项所述的静态混合元件(1)组成，其特征在于，所述至少两个静态混合元件(1)经由至少一个连接单元(4)彼此连接。
11.根据权利要求10所述的混合堆垛(10)，其特征在于，垂直于主流动方向(24)的所述横截面几乎是矩形的。
12.根据权利要求11所述的混合堆垛(10)，其特征在于，其垂直于主流动方向(24)的横截面为至少约9cm2。
13.一种混合器(20)，其由至少两个根据权利要求10至12中任一项所述的混合堆垛(10,11)组成，其特征在于，所述混合堆垛(10,11)沿主流动方向(24)彼此先后地布置。
14.根据权利要求13所述的混合器(20)，其特征在于，所述至少两个混合堆垛(10,11)布置成围绕所述主流动通道(21)的纵向中心轴线相对于彼此转动至少约90°的角度。
15.根据权利要求13或14所述的混合器(20)，其特征在于，所述至少两个混合堆垛(10,11)具有所述混合堆垛(10,11)的液力直径的一倍、优选一倍半的距离。
16.一种方法，用于制造根据权利要求1至9中任一项所述的静态混合元件(1)，其中所述静态混合元件(1)在注射成型方法或3D打印方法中以至少一个工艺步骤来制造。
17.一种方法，用于制造根据权利要求10至12中任一项所述的混合堆垛(10)，其中，所述混合堆垛(10)在3D打印方法中以至少一个工艺步骤来制造。
...【技术特征摘要】
1.一种静态混合元件(1)，用于混合在呼吸装置或麻醉装置的主流动通道(21)中流动的呼吸气流的至少两种呼吸气体组分，带有布置在入口侧(a)和出口侧(b)之间且能够与主流动通道(21)流体连通连接的流动通道(2a,2b,2c,...,2o)，
2.根据权利要求1所述的静态混合元件(1)，其特征在于，设置有偏转元件(5a,5b,...,5f)，使得流动穿过位于两个平面中的一个中的流动通道(2a,2b,2c,...,2i)中的一个的部分呼吸气流可以至少部分地偏转到流动通道(2j,2k,2l,2m,2n,2o)中的另一个中，其位于两个平面中的另一个中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的静态混合元件(1)，其特征在于，基本上布置在一个平面中的所述流动通道(2a,2b,2c,…,2o)至少几乎彼此平行地伸延。
4.根据前述权利要求中任一项所述的静态混合元件(1)，其特征在于，基本上布置在不同平面中的所述流动通道(2a,2b,2c,…,2o)至少部分地如此交叉，使得它们彼此以不等于0°的角伸延。
5.根据前述权利要求中任一项所述的静态混合元件(1)，其特征在于，设置有至少一个连接单元(4)，所述连接单元适合于建立与另一静态混合元件(1)的连接。
6.根据权利要求5所述的静态混合元件(1)，其特征在于，所述连接是非破坏性可松脱连接。
7.根据权利要求5或6所述的静态混合元件(1)，其特征在于，所述至少一个连接单元(4)被设计成堆垛至少两个静态混合元件(1)，使得它们的平面至少几乎彼此平行地伸延。
8.根据前述权利要求中任一项所述的静态混合元件(1)，其特征在于，所述流动通道(2a,2b,2c,...,2o)垂直于...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·W·斯蒂恩，H·施纳斯，C·斯坦米奇，O·加布雷希特，
申请(专利权)人：德尔格制造股份两合公司，
类型：发明
国别省市：
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