Swagelok-Ingenieure beschleunigen Beatmungsgeräte-Produktion durch Gasverteiler-Expertise

Wie Swagelok-Felddingenieure Gasverteiler-Wissen für Beatmungsgeräte-Produktion nutzten

Alex Chu, Engineering Manager, Swagelok Bristol

Industrielle Gasverteilung kann ein komplexer und komplizierter Prozess sein. Die effiziente Bereitstellung potenziell gefährlicher Gase an Verbrauchspunkte, bei korrekten Drücken und ohne Lecks, erfordert besondere ingenieurtechnische Fähigkeiten und Wissen.

Obwohl nicht allgemein als solches angesehen, ist eine bestimmte Art der Gasbereitstellung im vergangenen Jahr ins öffentliche Bewusstsein gerückt. Medizinische Beatmungsgeräte, die seit Beginn der Pandemie grundlegend für die Behandlung von COVID-19-Patienten in kritischem Zustand waren, liefern Sauerstoff an menschliche Atmungssysteme. Und 2020, als das Ausmaß der Pandemie wuchs, warnten Mediziner vor einem Beatmungsgeräte-Mangel, der einige Patienten ohne die zur Behandlung ihres Zustands erforderliche Versorgung lassen könnte.

Die U.K. Ventilator Challenge war eine Initiative zur Bekämpfung des potenziellen Mangels. Gruppen britischer Industrie-, Technologie- und Ingenieurunternehmen kamen zusammen, um die Beatmungsgeräte-Produktion zu beschleunigen, falls Krankenhaussysteme mehr Beatmungsgeräte benötigten. Swagelok Bristol war eines dieser Unternehmen – ein Team hauseigener Felddingenieure begann mit der Zusammenarbeit an der Bewältigung der Herausforderung, deren Ergebnis das Design und die Montage von mehr als 200 lebensrettenden Beatmungsgeräten war.

Hier erfahren Sie, wie das Swagelok Bristol-Team sein Wissen über industrielle Gasverteilung für einen kritischen Zweck einsetzte – und wie dieses Wissen je nach spezifischem Bedarf auf eine Vielzahl kundenspezifischer Anwendungen übertragen werden kann.

Den Kern einer Anwendung erfassen

Bei der Herangehensweise an die Beatmungsgeräte-Produktionsherausforderung untersuchte das Felddingenieur-Team zunächst die wesentliche Funktionalität eines Beatmungsgeräts. Im Kern ist ein Beatmungsgerät ein automatisiertes Gasverteilsystem, das Sauerstoff und Luft von einer Druckquelle zu einem Verbrauchspunkt bei angemessenem Durchfluss, Druck und Konzentration liefert – in diesem Fall an einen Patienten. Gasmisch- und -verteilsysteme werden in einer Vielzahl von Hochrisiko-Anwendungen eingesetzt, mit denen Swagelok-Felddingenieure bestens vertraut sind, einschließlich Ultrahochrein-Gasbereitstellung, Giftgasförderung und mehr.

Im Kern ist ein Beatmungsgerät ein automatisiertes Gasverteilsystem, das Sauerstoff und Luft von einer Druckquelle zu einem Verbrauchspunkt bei angemessenem Durchfluss, Druck und Konzentration liefert – in diesem Fall an einen Patienten.

Als Nächstes untersuchte das Swagelok Bristol-Team die richtige Art, den Luft- und Sauerstoffstrom in der Anwendung zu steuern. Die gewählte Lösung umfasste den Einsatz von Massendurchflussmessern in Kombination mit einem spezialisierten, kuppelbelasteten Gegenstromregler. Standardregler-Designs, die typischerweise hohe Federkonstanten aufweisen, waren für die empfindlichen Drucksteuerungsanforderungen eines Beatmungsgeräts nicht geeignet. Der kundenspezifische Regler, der von unseren Konstruktionsingenieuren auf der Isle of Man beschleunigt entwickelt wurde, ermöglichte dynamische Drucksteuerung, um die für die Patientenversorgung erforderlichen konstanten Druckniveaus bereitzustellen. Zusammen mit einer Reihe weiterer Swagelok-Komponenten war das Team in der Lage, ein System zu entwerfen, das alle Funktionen eines lebenserhaltenden Beatmungsgeräts erfüllen konnte.

Leistung in einer wahrhaft kritischen Anwendung erreichen

Nach der Festlegung eines Designs kamen Verifizierung und Validierung. Und unter globalen Branchen gibt es vielleicht kein höheres Validierungsniveau als das für ein Medizinprodukt der Klasse III. Beatmungsgeräte und ähnliche kritische Medizinprodukte werden in Situationen eingesetzt, in denen ein Geräteausfall aus irgendeinem Grund Tod oder schwere Verletzungen verursachen kann. Daher sind die Tests rigoros.

Viele der Anwendungen, die Swagelok-Ingenieuren vertraut sind, sind ähnlich kritisch. Sauerstoff, dasselbe Gas, das in Beatmungsgeräten verwendet wird, ist ein gängiges Versorgungsgas in einer Vielzahl industrieller Anlagen. Sauerstoff ist auch hochentzündlich, wenn er mit anderen Materialien oder Chemikalien interagiert, die in denselben industriellen Anlagen häufig vorkommen. Jegliche Lecks in einem industriellen Sauerstoffverteilsystem haben daher das Potenzial, zu einem erheblichen Sicherheitsrisiko für Anlagenpersonal zu werden. In den Branchen, in denen Swagelok Gasverteildienste anbietet, können Gase ähnlich schädlich oder kostspielig sein, wenn sie aus dem System in die Umwelt entweichen.

Sehen Sie, wie Swagelok bei kritischen Gasverteileranwendungen helfen kann.

Um Zuverlässigkeit zu gewährleisten, erfordert die Zulassung eines Medizinprodukts der Klasse III, dass der Hersteller robuste Qualitätskontrollmaßnahmen, Validierungsverfahren, vollständige Rückverfolgbarkeit, Materialzertifizierung und ein erhöhtes Maß an Komponentenreinheit nachweist – all dies konnte das Team liefern. Swagelok bietet Gasverteildienste und konfigurierbare Gaspaneele in einer Vielzahl von Branchen an, die ähnliche Zertifizierungs- und Validierungserwartungen haben. Unsere Materialien unterliegen ähnlichen Qualitätskontrollen, Rückverfolgbarkeits- und Zertifizierungsanforderungen als Teil unseres täglichen Geschäfts.

Gasverteiler-Wissen für jede Anwendung

Die Fähigkeit der Swagelok-Ingenieure, ihr Wissen auf eine neue und einzigartige Anwendung anzuwenden, trug zum Erfolg des Beatmungsgeräte-Produktionsprojekts bei. Das Ergebnis war eine hochzuverlässige, präzise Gasbereitstellung in einer kritischen Anwendung, in der Versagen keine Option ist. In den Branchen, in denen wir unsere Gasverteildienste anbieten, ist unser Ziel, dieselbe Leistungsstufe zu bieten – egal, was die Gasverteilerbedürfnisse eines Kunden sein mögen.

Interessiert an weiteren Informationen? Lesen Sie mehr darüber, wie Sie mit unserem Gasverteilerprogramm Lecks reduzieren, Kosten minimieren, Sicherheit verbessern und ungeplante Ausfallzeiten vermeiden können, indem Sie die untenstehenden Links nutzen, oder starten Sie noch heute ein Gespräch mit unserem Team über die Gasverteiler-Herausforderungen, denen Sie gegenüberstehen.