DE102012018697B3

DE102012018697B3 - Zentrale Gasversorgungsanlage für medizinische Druckluft

Info

Publication number: DE102012018697B3
Application number: DE201210018697
Authority: DE
Inventors: Reiner Harm; Kjer Martensen
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2032-09-22

Abstract

Zentrale Gasversorgungsanlage für medizinische Druckluft mit mehreren parallel arbeitenden Aggregaten (2, 3, 4) zur Erzeugung von Druckluft, mindestens einer Schaltvorrichtung (6) zum Zu- und Abschalten von Aggregaten (2, 3, 4), einem Puffervolumen (5) zur Speicherung der erzeugten Druckluft, und einer oder zwei parallel geschalteten Gasaufbereitungen (8), wobei dem Puffervolumen (5) stromabwärts ein Vorfilter (7), die eine oder zwei Gasaufbereitungen (8) und ein Druckreduzierungsventil (9) nachgeschaltet sind, wobei ein Gasprobenahme-Anschluss (11) zwischen dem Vorfilter (7) und der Gasaufbereitung (8) vorgesehen ist, wobei der Gasprobenahme-Anschluss (11) mit einem Gasanalysemessgerät (12) verbunden ist, das zur Messung von Gaskonzentrationen sowie Öl eingerichtet ist, so dass der Eintrag von Verunreinigungen schon erkannt wird, wenn Rohrleistungssystem und Verbraucher noch durch die Gasaufbereitung geschützt sind, wobei der Vorfilter (7) eingerichtet ist, die erzeugte Druckluft von flüssigen Anteilen von Öl und Wasser zu befreien, und wobei das Druckreduzierventil (9) zum Anschluss eines Verbrauchers (10) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine zentrale Gasversorgungsanlage für medizinische Druckluft.
Der Aufbau einer medizinischen Druckluft- oder Vakuumanlage enthält nach einschlägigen Normen drei oder mehr Kompressoren oder Pumpen, die durch ihre Redundanz für die nötige Versorgungssicherheit sorgen.
Damit die Aggregate möglichst gleich ausgelastet werden und nicht immer nur ein Aggregat läuft, sorgt eine sogenannte Grundlastwechselschaltung dafür, dass in einstellbaren Zeitintervallen immer ein anderes Aggregat die Grundlast übernimmt, da die Aggregate bei einwandfreier Funktion der Anlage immer eine vergleichbar ähnliche Anzahl von Betriebsstunden haben sollen. Als weitere Sicherheitsfunktion sorgt die Steuerung für eine Weiterschaltung auf ein anderes Aggregat dafür, dass automatisch weitere Aggregate zugeschaltet werden, wenn ein Aggregat den Bedarf nicht allein decken kann. Dieses Weiterschalten funktioniert auch, wenn ein Aggregat defekt ist oder nicht mehr seine volle Leistung bringt. Wenn ein Aggregat wegen eines Defektes einen Leistungsabfall hat, werden die anderen Aggregate im Vergleich wesentlich öfter dazu geschaltet, als das defekte Aggregat.
Die medizinische Druckluft- und Vakuumanlage besitzt ferner Druckbehälter als Puffervolumen und eine Gasaufbereitung zum Entfernen von Wasser, Öl und gasförmigen Verunreinigungen aus der Druckluft gemäß den Grenzwerten aus dem Europäischen Arzneibuch (European Pharmacopoeia). Ferner ist eine Druckmindereinheit zum Reduzieren des Systemdruckes von größer 10 bar auf den Betriebsdruck für Beatmungsgeräte vorhanden, der zwischen 4 bar und 5 bar liegt.
Seit dem Jahr 2000 gilt die medizinische Luft als Arzneimittel und unterliegt dem Europäischen Arzneibuch. Seitdem liegt die Verantwortung für die Qualität der erzeugten Druckluft bei dem Krankenhaus. Als Verfahren zur Messung von Gaskonzentrationen sieht die Pharmacopoeia die Messung mit Gasprüfröhrchen vor. Diese Messung soll regelmäßig ausgeführt werden. Gängige Praxis ist die halbjährliche Messung mit Gasprüfröhrchen für alle im Arzneibuch angegebenen Grenzwerte (CO2: 500 ml/m³, CO: 5 ml/m³, SO2: 1 ml/m³, NO: 2 ml/m³, NO2: 2 ml/m³, O2: 20,4–21,4 Vol%, Öl: 0,1 mg/m³, H2O: 63 ml/m³).
Aus der WO 2010/094750A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung des Gehalts von Öl, Kohlenwasserstoffen und oxidierbaren Gasen bekannt, mit denen auch geringste Konzentrationen in Druckluft gemessen werden können. Der Sensor ist als Photoionisationsdetektor ausgeführt. Das Messprinzip des Photoionisationsdetektors (PID) beruht auf der Ionisation der Gasmoleküle durch UV Strahlung und der Erfassung des entstehenden Ionenstroms. Die Stärke des Ionenstroms ist der Konzentration der ionisierten Moleküle direkt proportional.
Bisher wurden die Messungen am Ausgang der Druckluftanlage hinter der Gasaufbereitung durchgeführt. Das hat den Nachteil, dass für den Fall eines Alarms Verunreinigungen bereits in das nachgeschaltete Rohrleitungssystem gelangt sein können. Es gibt dann kaum noch Möglichkeiten für Gegenmaßnahmen.
Im Fall der Verunreinigung mit Öl oder Wasser entsteht unter Umständen ein großer Schaden für das Rohrleitungssystem, das dann stillgelegt und aufwändig gereinigt werden muss.
Aus der DE 27 27 430 C3 ist eine zentrale Gasversorgungsanlage für medizinische Gase bekannt, die dazu dient, medizinische Gase zum Betrieb von Beatmungs- oder Anästhesiegeräten bereitzustellen. Da die hygienischen Forderungen die Keimfreiheit der zugeführten Druckluft verlangen, sind auswechselbare Gasfilter vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zentrale Gasversorgungsanlage der genannten Art in der Weise zu verbessern, dass Verunreinigungen des Rohrleitungssystems vermieden werden.
Die Lösung ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die Gasaufbereitung garantiert bis zu einer gewissen Eingangskonzentration von Verunreinigungsgasen, dass die Verunreinigungen soweit ausgefiltert werden, dass die Grenzwerte des Europäischen Arzneibuches am Ausgang der Gasaufbereitung eingehalten werden.
In der hier beschriebenen Lösung soll die Konzentration des Öls, Wassers und der Schadgase vor dem Eingang der Gasaufbereitung gemessen werden und zwar strömungsabwärts eines Vorfilters, das den Kompressoren nachgeschaltet ist. Hier kann der Eintrag von Verunreinigungen schon erkannt werden, wenn das Rohrleitungssystem und der Verbraucher noch durch die Gasaufbereitung geschützt sind.
Das Vorfilter befreit das von den Kompressoren gelieferte Druckluft von flüssigen Anteilen von Öl und Wasser. Zwischen dem Vorfilter und der Gasaufbereitung befindet sich ein Gasprobenahme-Anschluss, mit dem eine Gasprobe aus dem System entnommen und einem Gasanalysemessgerät zugeführt werden kann. Bei Erreichen einer ersten Grenzwertüberschreitung, sie sich an den Grenzwerten der zu überwachenden Gaskonzentrationen nach dem Europäischen Arzneibuches orientiert, wird ein Voralarm gegeben. Erreicht die Schadstoffkonzentration einen vom Anwender festzulegenden zweiten Grenzwertwert, der nicht mehr von der Gasaufbereitung abgefangen werden kann, beispielsweise weil die Gasaufbereitung erschöpft ist, wird ein Notfallalarm ausgelöst.
Bei der halbjährlichen Kalibrierung des Gasanalysemessgerätes wird am Gaseingang des zum Verbraucher führenden Rohrleitungssystems eine zusätzliche Messung mit Gasprüfröhrchen durchgeführt.
Die hygienischen an die dem medizinischen Behandlungsgerät zugeführte Druckluft sind erfüllt, weil in das geschlossene Rohrleitungssystem nach der Messung keine weiteren Verschmutzungen eingetragen werden können. Das Rohrleitungssystem ist vor Verunreinigung geschützt, weil mögliche Verschmutzungen rechtzeitig erkannt werden.
Die Zeit zwischen Vor- und Notfallalarm kann genutzt werden, um die Ursachen der Verschmutzung zu finden, die Verschmutzungsquelle abzuschalten oder auf eine alternative Gasquelle umzuschalten.
Die Messung der Gaskonzentrationen vor der Gasaufbereitung bietet technische- und Kostenvorteile, weil die zulässigen Gaskonzentrationen am Eingang der Gasaufbereitung höher sein dürfen als am Ausgang und damit die Genauigkeit des Gasanalysemessgerät geringer sein darf.
Die Gasanalyse bezieht sich auf die Messung von Gaskonzentrationen in der erzeugten Druckluft, zu der auch Schadgaskonzentrationen gehören, sowie auf die Messung von Öl. Für die kontinuierliche Konzentrationsmessung von Gasbestandteilen in der Druckluft eignen sich elektrochemische Sensoren und Infrarot-Sensoren. Zur Ermittlung des Wasser/Feuchteanteils in der Druckluft können kapazitive Spurenfeuchtesensoren verwendet werden. Der Ölgehalt der Druckluft kann mit einem Photoionisationsdetektor (PID), einem Flammenionisationsdetektor (FID) oder auch einem Impaktor bestimmt werden. Bei einem Impaktor wird der Ölgehalt der Druckluft durch Umlenkung des Gasstrahls und Abscheidung der Ölpartikel auf einer transparenten Prallplatte bestimmt.
Die einzige Figur zeigt schematisch den Aufbau einer zentralen Gasversorgungsanlage 1 für medizinische Druckluft.
Ein erster Kompressor 2, ein zweiter Kompressor 3 und ein dritter Kompressor 4 sind an ein Puffervolumen 5 zur Speicherung der erzeugten Druckluft angeschlossen. Die Kompressoren 2, 3, 4 sind mit einer Schaltvorrichtung 6 verbunden, die dazu dient, dass jeder der Kompressoren in zyklischer Reihenfolge nacheinander eingeschaltet wird, damit jeder Kompressor in etwa die gleiche Auslastung und damit die gleiche Anzahl von Betriebsstunden hat. Wenn ein Kompressor nicht genug Leistung bringt, weil beispielsweise eine schadhafte interne Abdichtung vorhanden ist, sorgt die Schaltvorrichtung dafür, dass entweder auf einen anderen Kompressor umgeschaltet wird, oder dass ein anderer Kompressor zugeschaltet wird. Dadurch können sich für bestimmte Kompressoren unterschiedliche Betriebsstunden ergeben.
Dem Puffervolumen sind ein Vorfilter 7, eine Gasaufbereitung 8 und ein Druckreduzierventil 9 nachgeschaltet. Das Druckreduzierventil 9 liefert über ein nicht näher dargestelltes Rohrleitungssystem einen Versorgungsdruck von etwa 5 bar an einen Verbraucher 10. Zwischen dem Vorfilter 7 und der Gasaufbereitung 8 befindet sich ein Gasprobenahme-Anschluss 11 zum Verbinden mit einem Gasanalysemessgerät 12. Ein Alarmgeber 13, der an das Gasanalysemessgerät 12 angeschlossen ist, überwacht die gemessenen Schadgaskonzentrationen und löst bei einer Grenzwertüberschreitung einen Alarm aus. Der Alarmgeber 13 ist zur Einstellung unterschiedlicher Alarmierungsstufen ausgebildet. So wird ein Voralarm ausgelöst, wenn mindestens einer der Grenzwerte nach dem Europäischen Arzneibuch überschritten ist. Eine zweite Alarmstufe, die vom Anwender individuell eingestellt werden kann, richtet sich nach der Aufnahmekapazität der verwendeten Gasaufbereitung 8. Der Alarmgeber 13 berücksichtigt neben der Schadgaskonzentration auch die Höhe des Gasflusses um hieraus die Beladung der Gasaufbereitung 8 mit Schadgasen zu ermitteln.
Bezugszeichenliste

1: Zentrale Gasversorgungsanlage
2: erster Kompressor
3: zweiter Kompressor
4: dritter Kompressor
5: Puffervolumen
6: Schaltvorrichtung
7: Vorfilter
8: Gasaufbereitung
9: Druckreduzierventil
10: Verbraucher
11: Gasprobenahme-Anschluss
12: Gasanalysemessgerät
13: Alarmgeber

Claims

Zentrale Gasversorgungsanlage für medizinische Druckluft mit mehreren parallel arbeitenden Aggregaten (2, 3, 4) zur Erzeugung von Druckluft, mindestens einer Schaltvorrichtung (6) zum Zu- und Abschalten von Aggregaten (2, 3, 4), einem Puffervolumen (5) zur Speicherung der erzeugten Druckluft, und einer oder zwei parallel geschalteten Gasaufbereitungen (8), wobei dem Puffervolumen (5) stromabwärts ein Vorfilter (7), die eine oder zwei Gasaufbereitungen (8) und ein Druckreduzierungsventil (9) nachgeschaltet sind, wobei ein Gasprobenahme-Anschluss (11) zwischen dem Vorfilter (7) und der Gasaufbereitung (8) vorgesehen ist, wobei der Gasprobenahme-Anschluss (11) mit einem Gasanalysemessgerät (12) verbunden ist, das zur Messung von Gaskonzentrationen sowie Öl eingerichtet ist, so dass der Eintrag von Verunreinigungen schon erkannt wird, wenn Rohrleistungssystem und Verbraucher noch durch die Gasaufbereitung geschützt sind, wobei der Vorfilter (7) eingerichtet ist, die erzeugte Druckluft von flüssigen Anteilen von Öl und Wasser zu befreien, und wobei das Druckreduzierventil (9) zum Anschluss eines Verbrauchers (10) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Gasanalysemessgerät (12) verbundener Alarmgeber (13) vorgesehen ist, der zur Abgabe eines Voralarms beim Vorliegen einer ersten Grenzwertüberschreitung und eines Notfallalarms beim Vorliegen einer zweiten Grenzwertüberschreitung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasanalysemessgerät einen Photoionisationsdetektor (PID), Flammenionisationsdetektor (FID) oder einen Impaktor zur Bestimmung des Ölgehalts der Druckluft enthält.