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Miniaturisierte Magnetventile helfen Covid-19-Patienten beim Durchatmen

Miniaturisierte Magnetventile
Mikrofluidik von Lee hilft beim Durchatmen

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Die Miniatur-Magnetventile gibt es in verschiedenen Varianten. Um Montage- und Installationskosten zu reduzieren, stehen vorkonfigurierte Steuerblöcke zur Verfügung (Bild: Lee)
Immer wieder kommt es zu schweren Covid-19-Verläufen, bei denen eine professionelle Versorgung und Atemwegstherapie unumgänglich ist, um Leben zu retten. In Beatmungsgeräten leisten miniaturisierte Magnetventile von Lee ihren Beitrag, damit Patienten schnell wieder durchatmen können.

Peter Becker
Fachjournalist in Uelversheim

Nicht nur in der aktuellen Coronavirus-Krise sind Beatmungs- und Atemüberwachungsgeräte essenziell für die Gesundheit der Atemwegserkrankten. Viele Menschen, die unter chronisch-obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) und Asthma leiden, sind im täglichen Leben auf diese Geräte angewiesen. Da die Nachfrage nach Beatmungsgeräten mit höherer Funktionalität zunimmt, stehen die Gerätehersteller vor immer neuen Herausforderungen: Die Units sollen zuverlässig und leistungsfähig sein – aber auch zunehmend mobil.

Um diesen Spagat erfolgreich zu meistern, benötigen die Entwickler kompakte, hochwertige Komponenten mit geringem Gewicht und niedrigem Stromverbrauch. Wie die Miniaturkomponenten der Lee Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH, Sulzbach/Taunus, einer 100-%-igen Tochtergesellschaft der amerikanischen The Lee Company, Westbrook, CT, dabei zum Einsatz kommen können, zeigt das Beispiel eines Sauerstoffkonzentrators. Seine Funktion besteht darin, angereicherten Sauerstoff aus der Umgebungsluft zu erzeugen und ihn einem Patienten zuzuführen, der eine zusätzliche Sauerstofftherapie benötigt. Ein Kompressor wird verwendet, um Luft durch eine Reihe von Filtern beziehungsweise Membranen, so genannte Molekularsiebe, zu drücken. Diese entziehen der Luft den Stickstoff und geben letztlich hoch dosierten Sauerstoff ab. Magnetventile kommen in diesen Geräten unter anderem zum Einsatz, um den Luftdurchfluss zu steuern, den Sauerstoffdurchfluss zu regeln und den Sauerstofftank bei Bedarf zu entlüften.

Federleichtes Magnetventil für tragbare Geräte

Ähnliche Anforderungen stellt ein Beatmungsgerät, da auch hier die Abgabe der richtigen Menge Sauerstoff präzise dosiert und überwacht werden muss. Hier und an anderen Stellen in den Geräten werden zur fixen Reduktion des maximalen Volumenstroms zum großen Teil Drosseln der Lee-IMH-Gruppe verwendet. Dabei handelt es sich um 2,5 mm kleine Einpresspatronen mit einer zu 100 % kalibrierten und auf Durchsatz geprüften Drosselöffnung.

Zu den Magnetventilen, die in Beatmungsgeräten und Sauerstoffkonzentratoren zum Einsatz kommen, gehören die Baureihen LHL, LHD und LHQ. Das LHL beispielsweise ist ein kompaktes Steuerventil, das sich durch einen sehr niedrigen Stromverbrauch von bis zu 5,5 mJ pro Schaltung und eine geringe Wärmeableitung auszeichnet. Das Ventil ist in einer 2-Port- oder 3-Port-Konfiguration erhältlich. Es benötigt nur kurzzeitige Stromimpulse, um in den jeweiligen Durchflusszustand zu schalten und in diesem zu bleiben. Vorteil eines impulsgesteuerten Magnetventils: Es verbraucht keinen Strom und erzeugt weder Wärme noch ein elektrisches Rauschen, wenn es über eine längere Zeit in einem bestimmten Strömungszustand gehalten wird.

Einsatz in der Atemtherapie – auch bei Covid-19-Patienten

Für tragbare Geräte ebenfalls wichtig ist, dass die Kleinstkomponente in der kleinsten Ausführung lediglich 2,5 g wiegt. Diese Eigenschaften in Verbindung mit einem Design, das ein zuverlässiges, stabiles Schaltverhalten auf kleinstem Raum bietet, sind sehr gut für batteriebetriebene Anwendungen in der Atemtherapie geeignet. Aber auch in der Molekulardiagnostik oder in Patientensimulatoren kommen die Ventile zum Einsatz.

Doch nicht nur hinsichtlich des Stromverbrauchs haben die Ventile Vorteile in medizinischen Anwendungen: Wenn ein Magnetventil erregt wird, gibt es ein inhärentes Klickgeräusch, das durch den Metall-Metall-Kontakt des beweglichen Ankers und des stationären Kerns verursacht wird. Um dieses Problem zu lösen wurde das High-Density-Interface(HDI)-Magnetventil der Serie LHQ mit einer Technologie für besonders leisen Betrieb ausgestattet. Diese Technologie reduziert die Betätigungsgeräusche der Magneten um 50 %. Aufgrund seines niedrigen Geräuschprofils und der geringen Größe und eignet sich das HDI-Magnetventil für Luft- und Schwachgasanwendungen wie Beatmungsgeräte, Patientensimulatoren, Dialysegeräte, Patientenmonitore und andere bettseitige medizinische Geräte.


Kontakt zur Lee-Tochtergesellschaft für Deutschland, Österreich, Osteuropa und die deutschsprachige Schweiz:

Lee Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH
Am Limespark 2
65843 Sulzbach/Taunus
www.lee.de



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