DE1910979A1

DE1910979A1 - Ventilvorrichtung,vor allem zur Verwendung in Narkosegaszufuhrsystemen

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Publication number: DE1910979A1
Application number: DE19691910979
Authority: DE
Inventors: Ruben Dr Henning; Hesse Dr Holger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-03-04
Filing date: 1969-03-04
Publication date: 1969-10-16
Also published as: IL31730A0; SU419006A3; US3700000A; NL6903307A; LU58141A1; GB1258071A; FR2003192A1; BE729311A; AT290004B; IL31730A; DK122712B; SE350699B; CH496447A; BR6906836D0

Description

4 MD7

Ruth Lea Η···· Kopenhagenj Dänemark

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Ventilvorriohtung, vor allem zur Verwendung in Narko»egaa«ufuhr«yatemen

Die vorliegende Erfindung bezieht eich auf Ventilvorrichtungen, die zur Verwendung in Verbindung mit Gaskreislaufsystemen, beispielsweise Anlagen zur Zufuhr von Narkösegas bestimmt sind, d.h. solche Anlagen, in denen Narkosegas und/oder Sauerstoff der Lunge eines Patienten zugeführt werden. Speziell, wenn auch nicht ausschliesslich, bezieht sich die Erfindung auf Ventilvorrichtungen zur zeitweisen Öffnung und Schliessung einer Verbindung zwischen einer sogenannten halbgeschlossenen Zufuhrvorrichtung für Narkosegas und der Atmosphäre.

Während einer Narkose ist es in vielen Fällen von grösster Bedeutung, die natürliche" Atmung zu unterstützen oder künstliche Atmung zuzuführen, wobei diese Funktionen mit Hilfe einer Zufuhrvorrichtung für Narkosegas der in Fig. 1 gezeigten Type ausgeführt werden können. Eine derartige Anlage umfasst einen halbgeschloßsenen Kreis, der ununterbrochen mit Gas von einer Gasquelle 2'gespeist wird. Die Anlage umfasst auch einen ausweitbaren Beutel eine Blase 3₍ die mit Gas von der Gasquelle 2 dadurch gefüllt wird, dass der Gasdruck in der Anlage etwas höher

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ist al9 der atmosphärische Druck. Ausserdem umfasst die Anlage gewöhnlich eine Verbindung 4, die zu den Atemwegen des Patienten führt, Richtungsventile 5» 6, die den Gasstrom in der richtigen Richtung durch die Anlage leiten, und einen Absorber 7, der Verunreinigungen, wie Kohlendioxyd aus der Anlage entfernt. Das Gas wird zwangsmässig in die Lunge des Patienten dadurch eingeführt, dass der Beutel oder die Blase 3 zusammengedrückt wird, wodurch ein Ueberdruckszustand in der Anlage hervorgerufen wird. Wird der Beutel anschliessend freigegeben, so fällt der Druck wieder im wesentlichen auf den atmosphärischen Brück oder darunter, wobei der dann in der Lunge herrschende Üeberdruck das Gas zurück in die Zufuhranlage für Narkosegas presst. Da während dem ganzen Prozess Sauerstoff und/oder Narkosegas ununterbrochen zugeführt wird, und da die ausgeatmete Luftmenge im wesentlichen ebenso gross ist, wit die eingeatmete, ist es offenbar notwendig, eine Ventilverbindung zwischen dem Gassystem 1 und der Atmosphäre zu schaffen, damit der Gasüberschuss aus der Anlage entfernt werden kann.

Die Ventilvorrichtungen in konventionellen, halbgeschloseenen Rückatmungsanlagen der oben beschriebenen Art arbeiten gewöhnlich in der Weise, dass .eine Ventilscheibe in einem Auslassventil 8 von ihrem Sitz abgehoben wird, sobald der Üeberdruck in der Anlage infolge spontaner Ausatmung oder Gaszufuhr im üeber-. ßchusB einen vorbestimmten Wert, beispielsweise etwa 0, 5 cm HgO überschreitet, wodurch überschüssiges Gas aus der Anlage entfernt wird. Wenn der in der- Anlage herrschende Di¹UCk einen niedrigeren Wert hat als den oben angegebenen, wird die Ventilecheibs durch ihre normale Vorbelastung, beispielsweise durch ein® Feder oder durch die Schwerkraft, gegen ihren Sits anliegen» wodurch die Verbindung zwischen der Eüekatiaungsanlag© und der Atmosphäre unterbrochen wird.

Die sogenannte geregelte Beatmung des Patienten, d.h. die zwangsläufige Zufuhr von Gas in die Lunge des Patienten durch Zusammendrücken des Beutels oder der Blase, macht es notwendig, dass ein bedeutend höherer Üeberdruck in der Anlage aufgebaut wird, wobei dieser Üeberdruck beiepieslweise in der Grössenordning von 30 cm H₉O liegt. In vielen vorbekannten Anlagen erhält man den für richtig geregelte Beatmung des ^Pfitfenten erforderlichen üeberdruck dadurch, dass dan einerseits flas Gaaabgabevermögen des Auslassventile hinreichend klein hält, sodaes 4er genannte Ueberdruck sich während

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des ZuBammendruckenB des Beutels in der Anlage aufbauen kann, und andererseits hinreichend gross, damit Gasüberschuss und/oder AueatmungBgase in die Atmosphäre "abgeblasen" werden können, ohne dass ein unerlaubt hoher Druck in der Anlage auftritt.

Eine wesentliche Unzuträglichkeit derartiger Ventilvorrichtungen iet dem Umstand zuzuschreiben, daes man keinen direkten Schluss aus dem Grad der Zusammendrüekung des Beutels oder der Blase auf die wirklich in die Lunge eingeführte Gasmenge ziehen kann. Folglich bewertet man diesen Paktor im allgemeinen durch Betrachtung der Ausweitung des Brustkorbes während der Einatmungsphase, wobei jedoch eine derartige Bewertung eher qualitativer als quantitativer Art ist.

Eine andere Unzuträglichkeit der genannten Ventilvorrichtungen liegt darin, dass eine bedeutende Rauinmenge während jeder ZusammendrUckung des Beutels verloren geht, wobei diese Unzuträglichkeit besonders in den Fällen hervortritt, in denen die Anlage ununterbrochen mit kostspieligem Narkosegas gespeist wird.

Man har vorgeschlagen, dieses Problem dadurch zu lösen, dass man den Widerstand des Auslassventil gegen das öffnen oder mit anderen Worten die Verechliessvortbelastung der Ventilscheibe durch manuelle Betätigung vergrössert. Dies bedeutet jedoch eine ernste Onzuträgliohkeit dadurch, dass infolge der Vergrösserung der Vorbelastung der Ventilscheibe das Auslassventil während der Aus»tmungsphase eich erst bei einem unzulässig hohen Ueberdruck Offnet. Hierdurch kan der Blutkreislauf dee Patienten ungünstig beeinflusst werden, da der durchweg Ubergrosse Druck in der Lunge dem Blutzufluss zu dem Herzen entgegenwirkt. Dieser Zustand verschlimmert sich proportionell zu der Kenge des dem Narkosesystem BugefUhrten Gases.

Da Atmung und Blutkreislauf vitale Funktionen sind, deren Änderung während kritischer Situationen mit Todesgefahr für den Patienten verbunden sein kann, ist θβ vorteilhaft, ja sogar notwendig, das β eine Anlage but Zufuhr von Narkosegas so betrieben wird, dass die Ausatmungsphase unter normalen Druckbedingungen ■ttttfinden kann» während die Anlage andererseits immer noch in der Heise betrieben werden kann, dass bei jeder Zusammendrilckung A·· Beutels eine Menge Gas in die Lunge gepresst wird, die der aus dem Beutel ausgetriebene^ ;£äemenge im wesentlichen entspricht.

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Die vorliegende Erfindung sucht die oben angegebenen Probleme im Zusammenhang mit dem öffnen und Schlieesen der Verbindung zwischen dem Rückatmungssystem und der Atmosphäre in der Weise zu lösen, dass diese Verbindung zum Abführen von Ueberschussgas und Ausatmungsluft offen gehalten wird, während sie beim Zusammenpressen des Beutels oder der Blase geschlossen ist, d.h. dann, wenn das uas in die Lungen des Patienten gepresst werden soll, wobei die Verbindung sich wieder öffnet, sobald die Zusammendrückung dee Beutels aufhört· Unter diesen Bedingungen ist der Druck in der Zufuhranlage für Narkosegas während der Ausatmungsphase auf einen Mindestwert begrenzt, der erforderlich ist, damit sich der Beutel oder die Blase unter der ununterbrochenen .Zufuhr von Gas mit Sicherheit wieder ausweitet, wodurch der

fe Charakter des Beutels oder der Blase als Gaszufuhrbehälter beibehalten wird.

Gemäss der Erfindung wird dieses Problem dadurch gelöst, dass man einerseits ein Auslassventil gebräuchlicher Art, d.h. ein Scheibenventil, ein Tellerventil, ein Membranventil ο.dg?., verwendet, dae die Verbindung zwischen der Rückatmungsanlage und der Atmosphäre bis zu einem verhältnismässig niedrigen Druck geschlossen hält, das aber diese Verbindung öffnet, sobald Gas im Ueberschuss vorkommt und/oder die Ausatmung stattfindet, wobei weiterhin eine Anordnung vorgesehen ist, die auf den in der Anlage herrschenden Druck reagiert und die auf die Ventilscheibe, den Ventilteller ο. dgl« dee Auslassventils so einwirkt, dass das Ventil wieder geschlossen wird, sobald der Beutel oder die Blase

\ zusammengedrückt wird, d.h. sobald in der Anlage ein Ueberdruck herrscht, der bedeutend grosser ist, als der Druck, bei dem die Vorbelaetungskraft des Ventilelements tiberwunden wird. Erfindungsgemäss erzielt man dieses Ergebnis dadurch, dass an irgend einer Stelle in der Anlage der dort herrechende Druck auf ein bewegliche» Element einwirkt, wobei dieses Element seinerseits eine von dem Druck abhängige Kraft entwickelt, die auf die Ventilscheibe o. dgl. des Auslassventils überfuhrt wird und das Ventil schliesst, sobald der Beutel zusammengedrückt wird. Ein Schliessen des Ventile beim Zusammendrücken *di* Beutels setzt voraus, dass der Ventilscheibe o. dgl. von den.beweglichen Element während der Zusammendrückung des Beutels zugeführte Druckkraft grosser 1st ale der

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Unterschied zwischen einerseits* der Druckkraft, die infolge des in der Anlage herrschenden Druckes auf die Ventilscheibe o. dgl. einwirkt und das Ventil zu öffnen sucht,"" und anderseits der Vorbelastungskraft, die das Ventil gegen geringe Ueberdrücke in der Anlage geschlossen hält. Ohne besonde.re lüassnahmen wirkt im wesentlichen der gleiche Druck auf sowohl das bewegliche Element als auch auf die Ventilscheibe ein, und in diesem Fall bedeutet die obengenannte Voraussetzung, dass entweder der Druck in der Anlage zur Einwirkung auf das bewegliche Element mit einer grösBeren Wirkfläche als der dem Druck ausgesetzten Fläche der Ventilsehetbe gebracht werden muBS, oder dass ein geeignetes Uebereetaungsverhältnis in die Kraftüberführung von dem beweglichen Element auf die Ventilscheibe eingeführt werden muss. Natürlich kann man diese beiden Mittel zur Erzielung einer überwiegenden Versehlusskraft gegenüber dem Auslassventil beim Zusammänpressen des Beutels mit einander kombinieren.

Eine weitere Voraussetzung für die richtige Wirkungsweise der erfindungsgemässen Ventilvorrichtung ist die, dass die ▼on dem beweglichen Element erzeugte Kraft bei geringen UeberdrUcken in der Anlage nicht in vollem Umfang auf die Ventilscheibe übertragen werden darf, da dies zur Folge hätte, dass das Auslassventil sich nach der Füllung des Beutels oder während der Ausatmungsphase nicht zur Abgabe von überschüssigem Gas öffnen würde. Die Anlage würde in diesem Fall als völlig geschlossene Anlage arbeiten. Die wünschenswert e Betriebsweise erzielt man erfind ungsgemäss entweder mit Hilfe von Organen, die eine gewisse, vor- «ugsweise konstante und druckunabhängige Kraft erzeugen, die der durch dae bewegliche Element entwickelten schliessenden Kraft entgegenwirkt* oder mit Hilfe von Organen, die die schliessende Kraft erst dann zur Einwirkung auf die Ventilscheibe o. dgl. des Auslassventils kommen lassen, wenn diese Kraft einen gewissen Wert erreicht hat, d.h. wenn der Druck in der Anlage einen gewissen Wert angenommen hat, der höher ist als der, bei dem die Vorbelastungskraft des Auslassventils überwunden wird.

Ein wesentlicher Gegenstand der Erfindung ist also eine Ventilvorrichtung zur Verwendung in Gaskreislauf anlagen, wie Zufahranlagen für Narkosegas,"in denen eine Verbindung zwischen der Anlage und der Atmosphäre abhängig von dem in der Anlage herrschenden Druck geöffnet odejs verschlossen werden soll, wobei

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diese Anlage ein Auslassventil umfasst, das die Anlage mit der Atmosphäre verbindet und das.mit Vorbelastungsorganen versehen ist, die das Ventil bei geringen Ueberdrücken in der Anlage geschlossen halten, die aber ein Öffnen das Ventils bei etwas höheren Ueberdrücken durch Zufuhr von Gas im Ueberschuss und/oder während der Ausatmung erlauben, und ein bewegliches Element, das an die Anlage angeschlossen ist und das durch den in der Anlage herrschenden Druck beeinflusst wird, wobei es unter der Einwirkung dieses Druckes eine Kraft entwickelt, die über eine Transmission auf die Ventilscheibe überführt wird, um das Auslassventil zu schliessen, soblad der Beutel zusammengedrückt wird, und es zu öffnen oder seine Öffnung zu erlauben, wenn die Zu-Muaendrückung des Beutels aufhört.

Die Erfinderung wird näher erläutert in der folgenden Beschreibung bevorzugter AusfUhrungsformen des Erfindungsgegenetandes, wie sie in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind.

Wie einleitend hervorgehoben, veranschaulicht Pig. 1 eine konventionelle, halbgeschlossene Rückatmungsanlage;

Fig. 2a und 2b veranschaulichen eine bevorzugte AusfUhrungsform der erfindungsgemässen Ventilvorrichtung während verschiedener Druckzustände;

Fig« 3 zeigt eine andere Ausführungsform, des beweglichen KLwoentes;

Pig. 4 zeigt eine andere Aueführungsform der KraftüberfUhrung;

Pig. 5 und 6 veranschaulichen eine andere Außführungsform der Kraftüberführung und

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsfora der erfindunga- gemassen Ventilvorrichtung.

Fig. 2a und 2b veranschaulichen eine bevorzugte Ausfüh.~ rungsform der erfindungsgemässen Ventilvorrichtung, wobei Fig. 2a die Einatmungsphase unter Zusammendrücken des Beutels oder der Blase und Fig. 2b die Ausatmungsphase beim Freigeben des Beutels oder der Blase zeigt. In dieser AusfÜhrungsform ist die erfindttS^Bgenäsee Ventilvorrichtung äusserst gedrängt und umfasst ein Oekäuse 15 mit einem Einlassanschluss 16, einem Auslassanschluss t? und einem Beutelanschluas, 18. Eien Gasleitung 19, die den EinlassanBchluss 16 mit dem Ausans^llluss 17 verbindet, wird ununter-.

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brochen mit Sauerstoff und/oder Narkoeegas von einer Gasquelle 2 gespeist. Die Leitung 19 ist auch mit einer Zweigleitung versehen, die zu dem Patienten führt, und mit einem Absorber 7, der Verunreinigungen, wie Kohlendioxyd' aus dem in der Leitung 19 zirkulierenden Gas entfernt. Die Leitung ist auch mit Einwegventil en wie ·* ε,8« 5 versehen, die zwangsläufig eine Gasströmung in der richtigen Richtung in der Gasleitung 19 herbeiführen.

Das Gehäuse 15 ist mit einem Auslassventil 8 versehen, durch den das Innere des Gehäuses in Verbindung mit der Atmosphäre steht und das vorzugsweise eine Ventilscheibe 14 und einen entsprechenden Ventilsitz 20 aufweist, Die Ventilscheibe 14 ist vorbelastet, beispielsweise dadurch, dass eine Feder die Ventilscheibe gegen den Sitz presst und/oder dass die Ventilscheibe der Schwerkraft unterworfen ist. Die Vorbelastungskraft ist so eingestellt, dass das Auslassventil sich öffnet, sobald der Ueberdruck in der Anlage einen verhältnismässig niedrigen Wert von beispielsweise 0,5 cm HgO errreicht hat, d.h. den Druck, der zur Füllung des Beutels mit Gas nach dem Zusammendrücken erforderlich ist.

ErfindungsgeiiiäsB ist das Gehäuse 15 auch mit einer Verbindung zu einem beweglichen Element 9 versehen, das in der Ausführungsform der Figuren 2a und 2b als Balg ausgeführt ist. Der Balg 9 weitet sich aus und sieht eich zusammen entsprechend den Druck-. Schwankungen in der Anlage. Die vom Druck abhängige, von dem Balg bei seiner Ausweitung entwickelte Kraft wird auf die Ventilscheibe 14 Über eine KraftUberfUhrung 23 in der Richtung überführt, dass das Auslassventil 8 einer verschliessenden Kraft auegesetzt wird. Die KraftUberfUhrung 23 kann in verschiedener Weise ausgeführt •ein, wobei die Fig. 2a und 2b «ine vorgezogene Aueführungsform veranschaulichen. Gemäss dieser AuefuhrungBfonn wirkt der Balg 9 auf das Ende einee Hebele 13 ein, dessen anderes Ende auf die Ventilscheibe 14 in schliessender Richtung einwirkt.

Der Hebel 13 ist zweiarmig und ist drehbar in einem Halter 26 gelagert, der seinerseits an dem Ventilgehäuse 15 befestigt ist. Zur Erzielung einer guten KraftUberfUhrung von dem Balg 9 auf den Kraftarm 25 des Hebele ist das Ende des Armes vorzugsweise ale sins dünne Platte ausgeführt, dor<nOberfläche sich der oberen Fläohe des Balges 9 anschliesst. Bei Verwendung dieser Ausführungsfom der Kraftüberführung ist es möglich, die dem in der Anlage herrschenden Druck ausgesetzte Oberfläche des beweglichene Elemen-

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tes 9, die entsprechende Oberfläche der Ventilscheibe 14 und das Längenverhältnis zwischen dem Kraftarm 25 und dem Lastann 24 des Hebels 13 so aneinander anzupassen, dass die druckabhängige Kraft, die von dem Balg 9 übertragen wird und die in schliessender Richtung auf das Auslassventil einwirkt, grosser wird, als die druckabhängige Kraft, die im Sinne einer Öffnung das Auslassventils auf die Ventilscheibe 14 einwirkt.

Die in den Fig. 2a und 2b gezeigte Ventilvorrichtung veranschaulicht auch eine bevorzugte Lösung des Problems, eine Blockierung des Auslassventile während der Ausatmungsphase zu verhindern, d.h. in einem Zeitpunkt, in dem ein verhältnismässig geringer üeberdruck in der Anlage herrscht. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäss ein Magnet 21 angeordnet, der einen Eisenteil 22 in der Kraftüberführung 23 anzieht. Dieser Eisenteil 22 hat eine solche Lage im Verhältnis zu dem Magneten 21, dass die Anziehungskraft des Magneten 21 der durch das bewegliche ISlement 9 erzeugten, ver·- ; schliecsenden Kraft entgegenwirkt, sodass der Lastarm 24 das Auslassventil 8 erst dann schliesst, wenn die Anziehungskraft des Magneten überwunden ist. Da die Anziehungskraft zwischen dem Magneten und dem Eisenteil mit zunehmenden Abstand zwischen diesen . Teilen schnell abnimmt, tritt ein schnelles und wirkungsvolles Verschlie8sen ein, sobald die schliessende Kraft, die von dem beweglichen Element herrührt, die Anziehungskraft überwindet. Die Anziehungskraft ist einstellbar durch Organe, die eine Verschiebung des Magneten 21 im Verhältnis zu dem Eieenteil 22 in der Kraftüberführung 23 ermöglichen. In der Ausführungsform der Fig. 2a und 2b ist der Magnet 21 oberhalb des mit dem Eisenteil 22 versehenen Lastarms 24 dea Hebels 13 angebracht, aber es ist natürlich durchaus möglich, den Magneten unterhalb des Kraftarms 25 anzubringen, wobei in diesem Fall der Eieenteil an dem Kraftarm befestigt ist. Ein einfaches Mittel zur Änderung der Anziehungskraft zwischen dem Eisenteil 22 und dem Magneten, der vorzugsweise von einem an dem Gehäuse 15 befestigten Halter 27 getragen wird, besteht darin, den Magneten jnit einem Schraubengewinde zum Eingriff mit einem entsprechenden Innengewinde auf dem Halter 27 zu versehen, wobei die Anziehungskraft durch mehr oder weniger tiefes Einschrauben des Magneten in den Halter geändert werden kann. Der Halter kann natürlich mit einer Skala vere^Jira £«1**» *t.e, »lt *iner Markierung

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auf dem Magneten zusammenwirkt und die für jede Einstellungslage beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit oder den Üeberdruck anzeigt, bei dem die Ausblasung gesperrt sein wird.

Ein anderes Mittel zur Verhinderung einer Blockierung des Auslassventils bei verhältnismässig geringen Ueberdrücken oder Strömungsgeschwindigkeiten besteht darin, dass die Kraftüberführung erst dann wirksam wird, wenn der Druck in der Anlage einen gewisaen Wert erreicht hat. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass das Ventil nicht einer nach und nach zunehmenden schliessenden Kraft ausgesetzt wird, sondern einer Verschlusskraft, die bei Betätigung der Kraftüberführung plötzlich von Null auf einen verhältnismässig hohen Wert ansteigt. Hierdurch erhält man einen wirkungsvolleren Verlauf beim Schlieesen des Ventils.· Bei der Verwendung eines Balges als bewegliches Element kann die Anordnung beispielsweise so getroffen werden, dass der Balg die Kraftübsrführung nur dann beeinflusst, wenn ein gewisser Grad der Ausweitung des Balges erreicht ist. Bei einer Konstruktion, die einen in einem Zylinder beweglichen Kolben umfaeet, kann eine entsprechende Anordnung darin bestehen, dass der Kolben die Kraftüberführung erst nach Zurüoklegung einer gewissen Schlaglänge in dem Zylinder auslöst.

Die Verschlusswirkung der erfinaungsgasässen Ventilanordnung kann dadurch verbessert werden, das© ein Rückschlagventil in Form eines Scheiben- oder Klappenventils in die Anlage eingebaut wird zwischen der Stelle, wo das Auslassventil vorgesehen ist, und der Stelle, wo dae bewegliche Element an die Anlage angeschlossen let. In dieser Weise ist es möglich, den Gasstrom in der Anlage 80 zu steuern, dass man einerseits einen wirkungsvolleren Verschluss des Auslassventils erhält und andererseits eine verzögerte Verachlusswirkung unter der Einwirkung von Druckänderungen während der Ausatmungsphase.

Wie in den Fig. 2a und 2b gezeigt, wird das Rückschlagventil 28 vorzugsweise in der Nähe des beweglichen Elementes 9 oder in der zu dem beweglichen Element führenden Zweigleitung angebracht, wobei das Rückschlagventil 28 so gerichtet ist, dass es den durch Zusammendrücken dee Beutels erzeugten Gasstrom daran hindert, den kürzesten Weg in dem Kreislauf zu dem Auslassventil 8 zu nehmen. Wenn das bewegliche Element 9 nahe an dem Beutel 3 angeordnet ist

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und das Auslassventil 8 nahe, an dem beweglichen Element, während gleichzeitig das Rückschlagventil 28 das Gas daran hindert, auf dem kürzesten Weg zwischen dem beweglichen Element 9 und des Auslassventil 8 zu fliessen, wird die Druckwelle beim Zusammendrücken des Beutels 3 das bewegliche Element 9 praktisch unverzüglich betätigen, während die Ventilscheibe 14 des Auslassventils 8 ©rat nach einer Portpflanzung der Druckwelle durih prakticoh die ganze Anlage beaufschlagt wird.

Auf diese Weise wird die Druckerhöhung infolg® des ZusammendrUckens des Beutels unmittelbar auf das bewegliche Element 9 einwirken, wobei eine vom Druck abhängige verschli©ss©näe Kraft erzeugt wird, aber diese Druckzunahme wird die Ventilseheibe des

k Auslassventils erst nach einer gewissen Zeit erreichen. Folglich wird der auf das bewegliche Element 9 einwirkende. Druck während des Zusammendrückens des Beutels 3 höher -sain als der Druck, der auf die Ventilscheibe 14 einwirkt und dar a«eh das Ventil 8 zu öffnen sucht.

Auf der anderen Seite werden Druckerhöhungen durch Ausatsrung oder Zufuhr von Sauerstoff oder Narkosegas im Ueberschuss erst auf die Ventilscheibe 14 einwirken und erst danach auf das * bewegliche Element 9. In solchen Fällen, in denen es nicht wünschenswert ist, dass das Auslassventil geschlossen wird, wird der auf das bewegliche Element 9 einwirkende Druck gleich oder eher etwas niedriger sein als der Druck, der auf die Yentilacheib® 14 einwirkt, wodurch eine Blockierung des Auelassventile verhindert

> wird.

Die Fortpflanzung der Druckerhöhung infolge des Zusammen» drückens des Beutele kann weiterhin dadurch verzögert werden, dass man eine Verengung in die Anlage einbaut. Eine äusserst einfache und wirkungsvolle Ausführungsform einer solchen Verengung ist in Fig. 2a gezeigt· Bei dieser AusfUhrungsform besteht die Verengungsvorrichtung aus einer Scheibe 29 mit einer Mittel'jffnung 30 mit vermindertem Querschnitt. Die in Fig. 2a gezeigte Scheibe 29 ist zwischen dem Einlassende dee Gehäuses 15 und dem Auslassventil δ angebracht» es let aber auch möglich die an irgend einer anderen Stelle iit der Anlag® Beutel und stromaufwärts im V^ftatfiältisig zu eiern Auslassventil «ubauen. Andere bekannte Verengüngsvorriclitungem, wie

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ne Typen von Mundstücken und Düsen können an stelle der Scheibe 29 dazu verwendet werden, um die Cffnungskraft auf die Ventilecheibe des'Auslassventile während der Zusammenpressung des Beutels und während der Aueatmung zu vermindern.

Eine weitere geeignete Aueführungsform dee beweglichen Elementes wird in Fig. 3 gezeigt. In diesem Fall hat das bewegliche Element die Form eines Kolben 10, der in einem Zylinder 11 gleitet. Der Zylinder 11 ist in Verbindung mit der Hauptleitung der halbgeßchlossenen Rückatmungsanlage, und die Verschiebung des Kolbens let abhängig von dem auf die eine Oberfläche des Kolbens 10 einwirkenden Druck. Der Kolben kenn unter der Einwirkung einer Feder 1? stehen, die der Kraft entgegenwirkt, der der Kolben durch Ueberdruok in der Anlage ausgesetzt ist, sodass die Feder eine Uebertragung der letztgenannten Kraft auf die Ventilscheibe erst dann zuläest, wenn diese Kraft grosser geworden ist als die Federkraft, d.h. beim Vorhandensein eines verhältnismässig hohen Ueberdrucks in der Anlage in Folge des Zusammendrücken des Beutels oder der Blase 3· Der Kolben 1? kan mechanisch mit dem einen Ende eines Hebels 13 verbunden sein, dessen anderes Ende mit der Ventilecheibe 14 des Auslpssventils in Berührung kommen kann oder durch •ine geeignete Transmission diese Scheibe betätigt, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 2a und 2b beschrieben ist. Anstelle der Feder 12 kann man auch die obenbeeohriebene Magnetvorrichtung verwenden.

OemäBS einer anderen, in Fig. 4 veranschaulichten Aueführungeform der Erfindung ist die Krafttlberführung mit einem eineteilbaren Gegengewicht 31 versehen, dass so angeordnet ist, dass die der Ventilsoheibe durch die KraftUberführung 23 vermittelte Kraft nicht gross genug zum Schliessen des Auslassventile/ 8 wird, ehe nicht der Ueberdruok in der Anlage einen gewissen Wert erreioht hat, bei dem die auf das bewegliche Element, beispielsweise dem Balg 9 oder dem Kolben 10 einwirkende Kraft grosser ist ale die durch das Gegengewicht 31 erzeugte, in der entgegengesetzten Richtung wirkende AKraft. In diesem Falle kann die Kraftüberführung 23 in Form eines Hebele 13 ausgeführt sein, auf dem das Gegengewioht verschiebbar ist. Die durch das Gegengewicht 31 erzeugte Kraft, "die der durch das bewegliche Element 9 erzeugten Kraft entgegenwirkt, ist in diesem Fall abhängig von der Lage des Gegengewichts im Verhältnis zu dem'Momentnullpunkt des Hebels 13. Auch in diesem Fall kann eine Skala vorgesehen sein, die für verschie-

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dene Lagen des Gegengewicht8 auf dem Hebel verschiedene Strömungsgeschwindigkeiten und/oder Ueberdrücke anzeigt.

Wie in den Pig. 5 und 6 gezeigt ist, kann die Kraftüberftihrung auch als direkte Verbindung zwischen der Ventilscheibe und dem beweglichen Element 9 ausgeführt sein, wobei in diesem Fall die von dem Druck in der Narkoseanlage abhängigen und auf die Ventilscheibe bzw. das bewegliche Element einwirkenden Kräfte in verschiedenen Richtungen im wesentlichen entlang einer gemeinsamen Achse gerichtet sind. Diese Verbindung kann gemäss Fig. ein steifes Kraftüberführungeelement 32 oder, wie in Fig. 6 gezeigt, ein biegsames Element 33 sein, wobei als Beispiele für Elemente der letztgenannten Art Schnüren, Riemen, Ketten oder Gummibänder genannt werden können. Es ist darauf zu achten, dass eine solche Verschiebung des beweglichen Elements; wie sie bei geringen UeberdrUoken in der Anlage (Gaszufuhr im Ueberschuss, Aueatmung) auftritt, nicht in versohliessender Richtung auf die Vexitilsoheibe einwirkt. Man ordnet aus dieses Grund einen Spiel· nw an, der eine Einwirkung dieser Kraft auf die Ventilsoheibe 14 nur beim Auftreten höherer Drücke in der Anlage (Zusammendrücken des Beutele) hervorruft. Bei der Verwendung steifer Ver-' Madungeelettente bedarf et einer Teleskopverbindung 34 oder ähxvliohen Verbindung alt Spiel, vm kleine Versehiebungsbewegungen de« beweglichen Elementes 9 infolge kleiner Ueberdrüoke in der Anlage aufzunehmen und ein Öffnen des Auslassventils 8 sum Ablassen im Uebersohuss zugefUhrten Gases. oder von Aueatmungsluft zuzulassen, ohne dass die Ventilseheibe unter diesen Bedingungen in eohliessender Riohtung durch das bewegliche Element beaufschlagt wird..

Wie in Fig. 7 gezeigt, kann die KraftUberführung auch in der Weise ausgeführt werden, dass das bewegliche Element direkt ■ auf die Ventilsoheibe 14 des Auslassventils 8 oder eine Berlihnmesfl&ohe darauf einwirkt. Gemäss Fig. 7 ist ein Balg oder •in beweglicher Kolben oder irgend eine andere Aueführungeform •Ines auBweitbaren Elementes 9 an einen ersten Ansohlues eines f-8tücke 35 angeschlossen, das im Verhältnis zu dem Auslassventil β stillstehend ist. Der Beutel 3 ist an den zweiten Ansohluss des T-Stüoks 35 angeschlossen, während dessen dritter Ansohluss mit der Gaszufuhranlage über eine Zweigleitung 36 verbunden iet. Bei

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feiner Ausweitung des Balges oder einer Verschiebung dee Kolbens infolge der Zusaramendrückung des Beutels 3, kommt das Element 9 in direkte Berührung mit der Ventilscheibe 14 in der Weise, dass das Auslassventil 8 geschlossen wird. Es ist von Bedeutung, dass diese direkte Berührung nicht schon bei geringen Ueberdrücken in der Anlage eintritt, wobei man zu diesem Zweck einen oder mehrere Magnete 21 verwenden kann, die einen Eisenteil 22 auf dem ausweitbaren Element 9 anziehen. Wie in den früher beschriebenen Ausftihrungsformen ist es vorteilhaft, ein Einwegventil-28 zwischen dem Auslassventil 8 und der Zweigleitung 36 und eine Verengungsvorrichtung 29, 30 stromaufwärts im Verhältnis zu dem Auslassventil anzuordnen.

Dadurch dass man die erfindungsgemässe Ventilvorrichtung mit einem mit der Hand betätigten Deblookator 37 (Fig. 2a und 2b) versieht, z.B. mit einem Druckknopf, der in zwei Lagen verriegelt werden kann, ist es möglich, ein Debiockieren des Auslassventils zuetandezubringen, wsnn infolge falscher Handhabung oder Einstellung ein Blockierungszustand eingetreten ist. In der ersten Lage, die in den Fig. 2a und 2b durch ausgezogene Linien angegeben ist, wirkt der Druckknopf 37 nicht auf die Kraftüberführung ein, aber in der mit gestrichelten Linien in Fig. 2b gezeigten anderen Lage greift der Druckknopf so in die Kraftüberführung ein, dass eine üeberführung der von dem beweglichen Element erzeugten Kraft auf das Auslassventil verhindert wird. Die Ventilvorrichtung kann auch Organe umfassen, die es ermöglichen, manuell eine Blockierung oder Abschaltung des Auslassventils herbeizuführen, was im Zusammenhang mit gewissen Typen von Narkose wünschenswert sein kann, vor allem dann, wenn geringe Gasmengen zugeführt werden, die keine Verbindung zwischen der Anlage und der umgebenden Atmosphäre erfordern.

Durch die obenbeschriebene Ventilkonstruktion ist es somit möglich, die Ufczuträglichkeiten der vorbekannten Ventilkonstruktionen, vor allem der in den sogenannten halbgesohlossenen Buekatmungeeystemen verwendeten Ventile zu vermeiden. Bei der Verwendung der Ventilvorriohtung gemaee der vorliegenden Erfindung erhält man eine Anlege zur Zufuhr von Narkoeegae, Öle einerseits bei verhältniBmäseig kleinen ÜeberdrUoken in der Anlage (hoch gtnug, um dit yorbeiaetung des Auslassventile zu

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überwinden) in Verbindung mit der Atmosphäre e^giht, wordurch Ausatmung und Ablassen von im Ueberechuss zugeführtem Gas unter günstigen Bedingungen geschehen kann, und andererseits von der Verbindung mit der Atmosphäre abgeschlossen ist, wenn durch Zusammendrücken des Beatmungsbeutels ein höherer Ueberdruck in der Anlage erzeugt wird, wobei eine Ueberwaohung der auf diese Weise in die Atemwege des Patienten eingeführten Gasmenge erleichtert und Gasverluste vermindert werden. Durch Einstellung der verschiedenen einstellbaren Vorbelastungsanordnuiigen, wit sie ia Zusammenhang mit der Erfindung verwendet werden, beispielsweise ein verschiebbares Gegengewicht oder ein Magnet, kann die Narkoseanlage in bequemer Weise der Verwendung unter verschiedenen Be-. dingungen der ununterbrochenen Gaszufuhr angepasst werden, sodass ' das Ventil bei einem geeigneten Druck öffnet, beispielsweise einem Druck von 0,5 - 1,0 cm H^O.

Durch geeignete Bemessung des beweglichen Elementes und geeignete Wahl der Kraftüberführung und ihrer Vorbelastung, kann man erreichen, dass beim Zusammendrücken des Beutels die Gaemenge, die vor dem Schliessen der Ventilscheibe aus der Anlage abgeht, durch die Einwirkung des beweglichen Elementes den Wert Null oder einen beliebigen Wert hat.

Während die Erfindung im Zusammenhang mit RUckatmungsanlagen zur Unterstützung der natürlichen Atmung oder der Zufuhr künstlicher Beatmung beschrieben würde, kann eine erfindungsgemässe Ventilvorrichtung im Zusammenhang mit allen Arten von druck-) geregelten. Gaskreislauf systemen verwendet werden, in denen eine Verbindung zu einem anderen System in Abhängigkeit von dem in dem ersten System herrschenden Druck geöffnet oder geschlossen werden soll.

Die Ventilvorrichtung kann im Rahmen des Grundgedankens der Erfindung in verschiedener Weise abgewandelt werden. Beispielsweise bracht die Kraftüberführung von dem beweglichen Element zu dem Auslassventil nicht mit Hilfe der oben speziell beschriebenen Vorrichtungen zu erfolgen, sondern gebräuchliche, mechanische, hydraulische, pneumatische oder elektrische Transmissionen können statt dessen verwendet werden. Während vorzugsweise das beweglich· Element und das Auslassventil nebeneinander in einer gedrängten Einheit angeordnet werden, is;t die Erfindung nioht auf dies· Anordnung beschränkt, vielmehr kann.ein· erfindungsgeaäse· Ventilvor-

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richtung eine zufriedenstellende Verschlueswirkung ausüben unabhängig von der lage dee beweglichen Elementes im Verhältnis IU den Auslassventil und von der Reihenfolge dieser Teile im Verhältnis zur Strönungsriohtung des Gases.

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Claims

Pat entanaprüche _o

1. Ventilvorrichtung zur Verwendung in solchen Gaskrsislaufs ystem, in denen eine Verbindung zwischen dem System und seiner Umgebung geschlossen oder geöffnet ist in Abhängigkeit von dem in dem System herrschenden Druck, mit einem in der genannten Verbindung vorgesehenen Auslassventil mit einem Ventilsitz, einem damit zusammenwirkenden Ventilverschlusselement und Vorbelastungsorganen, die das Verschluss element in einer das Ventil schliesoenden Lage gegen den Sitz festhalten, wenn der Ueberdruck in dem System einen ersten Druckwert untersteigt, gekennzeichnet durch'ein bewegliches Element, das mit einer Oberfläche dem in dem Gaskreislaufs syst em herrschenden Druck ausgesetzt ist, und durch Kraft-Überführungsorgane, welche die auf die genannte Oberfläche einwirkende Kraft so auf das Ventilverschlusselement, des Auslassventils tibertragen, dass dieses Ventil wieder geschlossen wird, sobald der Ueberdruck in dem System einen zweiten Druckwert über» steigt, der höher ist als der erste Druckwert·

2. Ventilvorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft Überführungsorgane mit Anordnungen versehen sind, die eine der genannten Verschlu3skraft entgegenwirkende Kraft erzeugen, die grosser ist als die vom Druck abhängige Verschlusskraft bei üeberdrücken unterhalb des genannten zweiten Wertes, aber kleiner als die Verschlusskraft bei üeber drücken aberhalb des genannten zweiten Wertes.

3. Ventilvorrichtung gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Anordnung einen Magneten umfasst, der einen auf einem Hebel in der in den Kraftüberführungeorganen angeordneten Eisenteil anzieht.

4ο Ventilvorrichtung genäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet auf der gegenüberliegenden Seite des Lastarms des Hebels im Verhältnis zu dem Auslassventil angeordnet ist, während der Eisenteil an dem Lastarm befestigt ist·

5. Ventilvorrichtung gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kagnet auf der gleichen Seite des Kraftarms des Hebels wie das bewegliche Element angebracht ist und dass der Eisenteil an dem Kraftarm befestigt ist.

6. Ventilvorrichtung gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem-Magneten und dem Eisenteil ein-

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stellbar ist. **

7. Ventilvorrichtung gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da3s die genannte Anordnung ein Gegengewicht auf dem Kraftarm des Hebels umfasst.

8. Ventilvorrichtung gemäss Anspruch 7, dadurch gekennBeichnet, dass das Gegengewicht gleitend auf dem Kraftarm des Hebels gelagert ist.

9. Ventilvorrichtung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die KraftUberführungsorgane einen zweiarmigen Hebel umfassen, auf dessen Kraftarm das bewegliche Element einwirkt, während dessen Lastarm auf die Ventilacheibe des Auslassventils in das Ventil schliessender Richtung einwirkt.

10. Ventilvorrichtung gemäas Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Element und das Auslassventil einander gegenüber angeordnet sind und dass die-Kraftüberführungsorgane ein biegsames Element, z.B. eine Schnur, einen Riemen, eine Kette oder ein Gummiband umfassen, das das bewegliche Element mit der Ventilscheibe des Auslassventils verbindet, wobei das Element eine solche Länge hat, dass die Verschiebung des beweglichen Elementes das •Auslassventil erst dann schliesst, wenn der Druck in dem System den genannten zweiten Wert übersteigt.

11. Ventilvorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass daa bewegliche Element und das Auslassventil einander gegenüber angeordnet sind und dass die Kraftüberführungsorgane ein steifes KraftÜberführungselement umfassen, das das bewegliche Element und die Ventilsoheibe dee Auslassventils verbindet und das mit Organen zur Erzeugung von totem Gang in den Kraftüberführungsorganen bei UeberdrUoken unter dem genannten zweiten Wert versehen ist.

12. Ventilvorrichtung gemäsa Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der tote Gang durch eine teleskopische Verbundung erzielt ist.

13. Ventilvorriohtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Element ein ausweifcarer und zusammenziehbarer Balg ist.

14. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Element ein Kolben ist, der in einem mit dem Gasaysi^ verbundenen Zylinder gleitet.

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15J Rückatmungssystem für Narkose οαΐίΓ künstliche Atmung mit einer Kreislauf leitung, von der eine erste Verbindung zu dem Patienten führt, oine zweite Verbindung ununterbrochen ein Behandlungsgas, Sauerstoff und/o^der liarkosegas, dem System zuführt, und eine dritte Verbindung an einen zusammendrückbaren Beutel eine Blase angeschlossen ist, Einwegventile, die das Gas in der richtigen Richtung in der Leitung zu strömen, ein Auslassventil, versehen mit einem Ventilsitz und einem damit zusammen» wirkenden Ventilverschlusselement, Vorbelastungsorgane, die das Ventilverschlusselement in einer das Ventil schlieasenden Lag® gegen den Ventilsitz halten, wenn der Ueberdrue.k in dem System einen ersten Druckwert untersteigt, der zur Füllung des Beutels oder der Blase mit Gas nach der Zusammendrückung erforderlich ist, und ein Absorber zum Entfernen von Verunreinigungen wie Kohl©ndioxyd, gekennzeichnet durch ein bewegliches Element, das mit einer Oberfläche dem in dem System herrsehenden Druck ausgesetzt ist₀ und durch Kraft Überführungsorgane für solche" Ueberführung der auf die genannte Oberfläche einwirkenden Kraft auf das Verschlüssele« ment des Auslassventils, dass das Ventil wieder geschlossen wird, wenn der Ueberdruck in dem System einen zweiten, durch Zusammen*» drücken des Beutels oder der Blase örsaugten Druckwert übersteigt, der höher ist als der genannt ei. erste Dr&skwert.

16. Rückatmungssystem gemäss Anspruch 15_t dadurch gekenasaicnet, dass das bewegliche Element stromabwärts im Verhältnis zu dem Auslassventil angeodmet ist·

17· Rüokatmungssystem gemäss Anspruch 16, dadurch gekennsöiehnet, dass der Beutel oder die Blase an die Kreislauf leitung stromabwärts im Verhältnis zu dem Auslassventil angeschlossen ist. 18. Rückatmungssystem gemäss Anspruch 17, dadurch gekennzeich« net, dass ein Einwegventil in der Kreislauf leitung stromabwärts la Verhältnis zu dem Auslassventil und stromaufwärts im Verhältnis zu dem beweglichen Element und dem Beutel oder der Blase angeorsslQt let und dass das Einwegsventil aus dem Beutel oder der Blase ausgetriebenes Gas daran hindert, auf dem kürzesten Weg zu dem Auslassventil zu flieasen.

19· Rückatmungssystem gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der ßeutel oder die Blase und das bewegliche Element n&hi dem Auslassventil angeordnet ^sindt, wodurch das aus dem Beutel oder

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der Blase ausgetriebene Gas beim Zusammenpressen des Beutels oder der Blase gezwungen wird, durch, fast die ganze Kreislauf'Mtung zu fliessen, ehe es das Auslassventil erreicht.

20. HÜekatmungssytem gemäss Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verengungsorgan in der Kreislaufleitung zwischen dem Patienten anschluss und dem Auslassventil vorgesehen ist su dem Zweoji, die Ueberführung der durch das Zusammendrücken' des Beutels oder der Blase erzeugten Druckwelle von dem Beutel oder der Blase zu dem Auslassventil zu verzögern.

21. HÜckatmungssytem gemäss Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Verengungsorgan eine Scheibe ist, die mit einer zentralen öffnung mit vermindertem Querschnitt versehen ist.

22. RUckatmungssystem gemäss Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Verengungsorgan eine Düse oder ein Mundstück umfasst.

23. Ventileinheit zur Verwendung in einem RUckatmungssystem zur Versorgung eines Patienten mit Behandlungsgas, mit einem Ventilgehauset das einen Einlassanschluss, einen Auslasoan3chluss und •inen Beutelanschluss hat, einem Auslassventil mit einem Ventilsitz und einem damit zusammenwirkenden Ventilverschluaselement, und Vorbelastungsorganen, die das Auslassventil verschlossen halten, wenn der aus dem Inneren des Ventilgehäuses auf das Verschlus3ele-■ent, einwirkende Druck niedriger ist als ein erster Ueberdruckwert, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit zusätzlich •inen Anschluss zu eine» beweglichen Element aufweist, das sich unter de» Einfluss von Druckänderungen in dem Ventilgehäuse ausweiten und zusammenziehen kann, und einen zweiarmigen Hebel, auf dessen Kraftarm eine durch Ausweitung des beweglichen Elements erzeugteKraft einwirkt, während dessen Lastarm auf das Verschlusseleaent zum Schliessen des Auslassventils dann einwirkt, wenn der Druck in dem Ventilgehäuse einen zweiten Druckwert, der höher als der genannte erste Druckwert ist, übersteigt»

24. Ventileinheit gemäss Anspruck 23. dadurch gekennzeichnet, dass der Laätarm der Hebels mit einem Eisenteil versehen ist, der durch einen auf der im Verhältnis zum Auslassventil entgegengesegten Suite des Lastarms angebrachten Magnet angezogen wird, wobei eine solche Anziehungskraft zwischen dem Magnet und dem Eisenteil wirkt, dass der Lastarm auf den Verschlussteil erst dann einwirkt, wenn der Ueberdruck in dem Ventilgehäuse höher als der genannte zweite Druck-

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25. Ventileinheit gemäss Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse in zwei getrennte Kammern eingeteilt ist mit Hilfe eines Einwegsventils, das ein Strömen des Grases nur von einer ersten der Kammern, die in Verbindung mit dem Auslassventil ist, in die zweite Kammer erlaubt, in die der Beufcelan3chluss und der Anschluss zu dem beweglichen Element münden.

26. Ventileinheit gemäss Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, das8 ein Verengungsorgan in dem Ventilgehäuse zwischen dem Einla3~ sanschluss und dem Auslassventil vorgesehen ist.

27. Ventileinheit gemäss Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Verengungsorgan eine Trennwand mit einer öffnung von beschränkter Weite ist.

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