DE2539175A1

DE2539175A1 - Atmungsgeraet mit geschlossenem kreislauf

Info

Publication number: DE2539175A1
Application number: DE19752539175
Authority: DE
Inventors: John William Henneman
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1974-09-16
Filing date: 1975-09-03
Publication date: 1976-03-25
Also published as: GB1492321A; FR2284343A1; FR2284343B1; US3976063A; CA1020837A; JPS5153790A; DE2539175B2

Description

Atmungsgerät mit geschlossenem Kreislauf

Die Erfindung betrifft ein Atmungsgerät mit geschlossenem Kreislauf, das in einem Paket untergebracht ist und, umgehängt, Personen in Notfällen gegen nichteinatembare Luft Schutz bietet.

Während eines Feuers kann es unmöglich sein, von den inneren "Laderäumen" eines Schiffes auf das Sturmdeck zu gelangen, da viele Verbindungsgänge mit nicht einatembarer Luft angefüllt sind. Früher wurden Atmungsgeräte wie das in der US-Patentschrift 3 692 026 beschriebene als Mittel für eine sichere Flucht durch die nicht einatembare Luft vorgeschlagen. Infolge ! der körperlichen Größe eines solchen Atmungsgerätes blieb seine ! Aufbewahrung in den "Laderäumen" ohne Erfolg, da jedes Besatzungs«-

S mitglied ein solches Sicherheitsfluchtgerät leicht greifbar an j j verschiedenen Stellen im Schiff brauchen würde. Außerdem wird j ι zur Ausrüstung einer einzelnen Person mehr Zeit gebraucht als

609813/0308

die Zeit, in der sich die meisten Leute unter Notbedingungen ruhig verhalten können.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Atmungsgerät mit geschlossenem Regelkreis zu schaffen, das langfristig und wirksam an verschiedenen Stellen gelagert werden kann um für das Entkommen aus einer nicht einatembaren Luft eine Notatmungsanlage zu bilden.

Das erfindungsgemäße Atmungsgerät mit geschlossenem Kreislauf umfaßt einen in einer Packung angeordneten Behälter für eine Menge eines einatmungsfähigen Strömungsmittels, eine an den Behälter angeschlossene Vorrichtung zur Regelung der Ausflußmenge des atmungsfähigen Strömungsmittels aus dem Behälter, eine an den Strömungsmittelflußregler angeschlossene Rohrleitung zur Ableitung des atmungsfähigen Strömungsmittels von einem ersten Ventil, ein an die Rohrleitung angeschlossenes Ventil zur Versorgung einer Person mit dem atmungsfähigen Strömungsmittel, eine mit dem Ventil verbundene Haube, welche mit der Person eine Dichtung bildet, um den Zutritt der nicht atmungsfähigen Luft zur Mund- und Nasengegend zu verhindern sowie einen an der Haube befestigten und über die Schultern der Person reichenden Schutzlatz, um diese vor weiteren schädlichen Einflüssen der nicht

; atmungsfähigen Luft zu schützen. i

■ i

; I

!

ι ι

j I

; Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Be-

;

j Schreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

60981 3/0308

Pig. 1 einen Schnitt durch die Bauteile eines Atmungsgerätes mit geschlossenem Kreislauf;

\ Fign. 2-6 die Reihenfolge der Entfaltung eines in Fig. 1 ge-

zeigten Atmungsgerätes mit geschlossenem Kreislauf;

Fig. 7 einen Schnitt durch die Bauteile eines anderen Ausführungsbeispiels des Atmungsgerätes mit geschlossenem Kreislauf;

Fig. 8 einen Schnitt durch eine Einspritzmischdüse für das Notatmungsgerät der Fig. 7.

Der Speicherbehälter 12 des in Fig. 1 gezeigten Atmungsgerätes mit geschlossenem Kreislauf ist über eine · Versorgungsleitung an eine Verteilermaske 16 angeschlossen. Der Speicherbehälter enthält eine feste Menge eines atmungsfähigen Strömungsmittels, dessen Sauerstoffgehalt zwischen 21% und 100% schwanken kann und am Meßgerät 18 angezeigt wird, um den Stoffwechselbedarf einer Person für eine begrenzte Zeit zu gewährleisten. Zur Verwendung auf Hochseeschiffen ist eine Zeit zwischen 10 und 20 Minuten

; vorgesehen. Dies ermöglicht es, daß eine Person eine kompakte

j Packung 20 (Fig. 2) leicht tragen kann. ,

j Der Speicherbehälter 12 umfaßt eine Flasche 22 mit einer öffnung 24, in welche eine O-Ringdichtung 26 vor einem Metallstöpsel 28 j eingesetzt ist.

-4-

60981 3/0308

Ein erstes Regelventil 30 besitzt ein Gehäuse 32 mit einem Hals 34, der in die Flasche 22 eingeschraubt ist, um den Metallstöpsel 28 auf einen Lagersitz 36 und die O-Ringdichtung 34 zu drücken, damit das atmungsfähige Strömungsmittel in einer in der Flasche 22 ausgebildeten Kammer 38 verbleibt. Das Gehäuse 32 ist mit einer Leitung 40 versehen, um das atmungsfähige Strömungsmittel aus der Kammer 38 in die Versorgungseinrichtung 14 zu leiten, wenn eine Auslöseeinrichtung 41 dadurch betätigt wird, daß die Person einen Reißverschluß oder O-Ring 42 zieht, um die Bauteile der Packung 20 zu entnehmen.

Der Auslöser 41 besitzt einen Handgriff 43, der auf einem Stift 44 angeordnet ist, um einer Nockenfläche 46 gegen eine Welle 48 zu drücken. Die Welle 48 wird durch eine Lagerwand 50 im Gehäuse 32 fluchtend gehalten, so daß eine Bewegung des Handgriffs 43 bewirkt, daß der Kopf 52 den Metallstöpsel 28 zerbricht.

Eine Fläche 56 einer Begrenzungseinrichtung 54 wird durch eine Feder 60 gegen einen Lagersitz 58 gedrückt, um den Durchsatz des atmungsfähigen Strömungsmittels in der Strömungsleitung 40 zwischen der Kammer 38 und der Versorgungseinrichtung 14 zu steuern.

Die Versorgungseinrichtung 14 umfaßt eine in ein Speicherreservoir 64 hineinragende Rohrleitung 62. Das Speicherreservoir 64 wird von einem zweiten Ventil 66 abgeschlossen.

Ein Gehäuse 68 des zweiten Ventils 66 besitzt eine axial laufende Leitung 70, an welcher die zur Gesichtsmaske 75 führende Rohr-

-5-

6 0 98 13/0308

leitung 72 angebracht ist. Das Gehäuse 68 besitzt ein röhrenförmiges Teil 88, welches die Axialleitung 7O bildet. Das röhrenförmige Teil 88 erstreckt sich in eine Ausgleichkammer 90 bis zu einem Punkt, an welchem Absatz 92 mit einer Wand 94 in Eingriff steht. Die Ausgleichskammer 90 ist mit einer Anzahl von öffnungen 74 versehen, in denen ein entsprechendes überdruckventil 76 angeordnet ist. Ein Steuerventil 78 ist mit einem ersten Teller 82 versehen, dessen Rippe 84 in eine Nut 86 am Ende des röhrenförmigen Teils 88 einrastet sowie mit einem zweiten Teller 80, dessen Stößel 96 auf dem ersten Teller 82 ruht. Der erste Teller 82 ist mit einer Anzahl von Bohrungen 98 versehen, die unter dem zweiten Teller 8O angeordnet sind. Eine auf den Stößel 96 wirkende Feder drückt den zweiten Teller 80 auf den Lagersitz 102 des ersten Tellers 82, um das Reservoir 64 gegenüber der Leitung 72 abzudichten. Das unter Druck stehende atemfähige Strömungsmittel im Reservoir 64 wirkt auf den ersten Teller 82 ein und drückt eine Rippe 104 gegen einen Lagersitz 106, um die Ausgleichkammer 9O von der Rohrleitung 72 abzutrennen.

Ein erstes und ein zweites ringförmiges Gitter 108 und 112 sind zur Aufnahme einer bestimmten Menge von Filtermaterial 110 wie Baralyme am röhrenförmigen Teil 88 angeordnet und mit dem Gehäuse 68 verbunden, um Wasserdampf und Kohlensäure von den durch die die Gesichtsmaske 75 tragende Person ausgeatmeten atmungsfähigen Strömungsmittel auszufiltern.

Die Gesichtsmaske 75 wird mit einem Band oder Gurt 114 über Nase und Mund des Trägers gehalten und bildet eine gummiartige Dich-

-6-

609813/0308

tung, damit Giftgase nicht in die Lungen des Trägers gelangen können.

Die Verteilermaske 16, welche eine Haube 116 und einen Schutzlatz 118 umfaßt, sowie die Versorgungseinrichtung 14, welche das Reservoir 64 umfaßt, bestehen aus einem von DuPont unter dem Warenzeichen "Kapton* hergestellten Kunststoff. "Kapton" besitzt die folgenden Eigenschaften: Schmelzpunkt: keinen; Durchschneidetemperatur (cut through temperature):435°C; Entflammbarkeit: erlischt von selbst; Warmenachhärtungsfrist: acht Jahre bei 25O°C; spezifische Gasdurchlässigkeit für Sauerstoff: vernachlässigbar; Schrumpfung: 3,5 % bei 400°C.

Auf dem Oberteil der Haube 1.16 befindet sich eine metallbeschichtete, beispielsweise' äluminiumbeschichtete Kappe 120, um Wärmestrahlen zu reflektieren, die in der nicht atembaren Luft vorhanden sein können.

Wenn eine Person Bedingungen mit nicht atembarer Luft antrifft, gegen die sie durch ein Notatmungsgerät 10 geschützt wird, dann wird einem gekennzeichneten Lagerfach eine Packung 20 entnommen. Zuerst prüft die Person das Meßgerät 18, um sich über die Menge des gespeicherten atnmngsfähigen Strömungsmittels (als Zeitangabe gemessen) im Behälter 12 in Kenntnis zu setzen. Nach Entnahme einer Packung* 2O vont Lagerfach wird zuerst der Gurt 20 über den Kopf gelegt tmd danra die Packung mit Hilfe der Klammern 126 (Fig. 2) am Gürtel 124 befestigt. Dann wird der Reißverschluß oder O-Ring 42 gezogen, um eine Kunststoffschutzdecke von der

-7-

8 0 9 8 13/0308

m~ *7 —

Packung 20 abzunehmen (Fig. 3). Jetzt kann die Gesichtsmaske der Packung 20 entnommen werden. Durch das Ziehen des Reißverschlusses 42 wird der Handgriff 43 bewegt und bewirkt, daß der Kopf 52 in den Metallstöpsel 28 eindringt, worauf atmungsfähiges Strömungsmittel an der Begrenzungseinrichtung 54 des ersten Ventils 30 vorbei in das Reservoir 64 fließen kann. Beim Auffalten der Gesichtsmaske 16 (Fig. 4) wird das Reservoir 64 schnell aufgefüllt, wodurch das erste Teller- oder Ausatmungsventil 82 an den Lagersitz 1O6 angedrückt wird. Jetzt wird der Gurt 114 über den Kopf gezogen und die Gesichtsmaske 75 über Nase und Mund gelegt (Fig. 5). Das Reservoir 64, das sich schnell mit atemfähigen Strömungsmittel füllt, wenn der Reißverschluß 42 gezogen wird, ermöglicht dann ein sofortiges Atmen durch die Gesichtsmaske 75. Bei angelegter Gesichtsmaske 75 wird jetzt der Schutzlatz 118 über die Schultern gelegt, um weiteren Schutz gegen die nicht atembare Luft zu bieten.

Wenn eine die Maske 75 tragende Person einatmet, wird der Druck der Feder 100 überwunden und ermöglicht es, daß atemfähiges Strömungsmittel vom Reservoir 40 durch die Axialleitung 70 fließt. Wenn kein Atmungsbedarf mehr vorhanden ist, drückt die Feder wieder das zweite Teller- oder Einatmungsventil 80 gegen den Lagersitz 102. Beim Ausatmen wird das erste Tellerventil 82 von seinem ι Leigesitz 106 abgehoben, wodurch das ausgeatmete Strömungsmittel

in die Ausgleichkammer 90 gelangen kann und damit mindestens einen i

j Teil dieser Luft durch die Filtermasse 110 drückt, um Kohlendioxyd ι

und Wasserdampf auszuscheiden, bevor sie zum Reservoir 64 zurück-j

geleitet wird, wo ein Mischvorgang stattfindet. Wenn der Druck

60981 3/0308

j des atmungsfähigen Strömungsmittels im Reservoir über einem be-

I stimmten Wert liegt, öffnet das Überdruckventil 76, wodurch eine bestimmte Menge in die Atmosphäre entweichen kann und nicht die Lungen des Trägers unter Druck setzt oder das Abheben des ersten Tellerventils 82 von seinem Lagersitz zu schwierig gestaltet.

Wenn nach Fig. 6 der Schutzlatz 118 und das Reservoir 64 die Schultern und die Brust des Trägers bedecken, wird ein wesentlicher Teil der empfindlicheren Körperteile vor nachteiligen Wirkungen geschützt, die sich aus der nicht atembaren Luft ergeben können.

Soweit das Ausführungsbeispiel der Fig. 7 gleiche Teile wie die der Fig. 1 aufweist, sind sie durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die Versorgungseinrichtung 14 ist eine einzige Rohrleitung 200, welche über einen Druckminderer 270 und ein zweites Ventil 204 an eine Haube 202 angeschlossen ist.

• Der Druckminderer 270 umfaßt ein Gehäuse 272 mit einer Druckregelkammer 278, deren Einlaßöffnung 274 und Auslaßöffnung 276 an die i j

Einzelrohrleitung 200 angeschlossen sind. Ein Börtelrand 280 einez Membran 279 ist an Gehäuse 272 befestigt, um die Auslaßöffnung von der unter atmosphärischem Druck stehenden Einlaßöffnung 282 zu trennen. Eine Kegelfläche 286 eines Stößel 184 ist neben einer Wand 288 zwischen der Einlaßöffnung 274 und der Auslaßöffnung angeordnet. Zwischen dem Gehäuse 272 und der Membran 279 befin-

6098 13/0308

' det sich eine Feder 290, welche die Kegelfläche 286 vom Lagerj sitz 292 abdrückt. Wenn das atmungsfähige Strömungsmittel durch die Rohrleitung 200 zu strömen beginnt, überwindet die an der Membran 279 herrschende Druckdifferenz den Druck der Feder 290 und drückt die Kegelfläche 286 gegen den Lagersitz 292. Wenn ein zweites Ventil 204 vom Strömungsmittel entleert ist, überwindet die Feder 290 die Druckdifferenz und ermöglicht, daß eine größere Menge des atemfähigen Strömungsmittels am Lagersitz vorbei und aus der Auslaßöffnung 296 zur Verteilung in die Haube 202 strömt.

Das in Fig. 8 gezeigte zweite Ventil 204 besitzt ein zylinderförmiges Gehäuse 206 mit einer Anzahl von Radialbohrungen 208. Eine Axialbohrung 214 ist durch ein erstes am zylinderförmigen Gehäuse 206 befestigtes Endstück 212 geführt. Ein Rohr 216 besitzt einen Teil 218 mit großem Druchmesser, das durch einen Absatz 222 von einem Teil 220 mit kleinerem Durchmesser getrennt ist. Vom Absatz 222 ragt eine Einspritzdüse 224 in eine Nebel- oder Dehnungsmischkammer 226. Eine Reib- und Klemmfläche 228 verbindet den Teil 220 von kleinerem Durchmesser mit dem Einzelleitungsrohr 200. Am zylinderförmigen Gehäuse 206 ist ein erstes Gitter 210 konzentrisch angeordnet während ein zweites Gitter 230 auf einer Abstandsscheibe 232 ruht. Die Distanzscheibe 232 besitzt eine Anzahl von Radialbohrungen 234, welche über öffnungen 236 und 238 mit der Mischkammer 226 in Verbindung stehen. Der Raum zwischen dem ersten Gitter 21O und dem zweiten Gitter 230 ist mit einer Filtermasse 231 gefüllt. In die Filtermasse 231 sind neben dem Gitter , 230 eine Exhalationsdampfsperre 233 sowie eine bis zum Gitter j reichende Gaswaschschicht wie Baralyme eingelagert, um Wasser-

j -10-

609813/0308

dampf und Kohlensäure von dem zur Mischkammer 226 fließenden Strom auszuscheiden. Am zylinderförmigen Gehäuse 206, dem Distanzstück 232 und dem Rohrteil 218 mit großem Durchmesser ist ein zweites Endstück 240 befestigt, um dem zweiten Ventil 204 einen einheitlichen Aufbau zu geben.

Ein Überdruckventil 242 ist an der Blase oder Glocke 244 befestigt, die aufgeblasen wird, wenn Sauerstoff oder ein anderes atmungsfähiges Strömungsmittel in der Rohrleitung 200 fließt.Das Überdruckventil besitzt einen in einem Gehäuse 248 angeordneten Ventilteller 246. Der Ventilteller 246 umfaßt eine Scheibe 250, welche durch eine Feder 252 gegen einen Lagersitz 254 gedrückt wird. Die Feder 252 ist so ausgelegt, daß sieh der Strömungsmitteldruck in der Glocke 244 einem Wert von 2,11 kg/cm (30 Psi) nähert, wenn eine um den Hals des Trägers gelegte Dichtung 256 geschlossen wird. Von der Glocke 244 aus erstreckt sich ein Latz 258, um der Schulter, der Brust und der Rückenfläche des Trägers des Notatmungsgerätes 260 weiteren Schutz zu bieten.

Wenn der Handgriff 43 während des Abnehmens der Schutzdecke von der Packung 20 bewegt wird, strömt Sauerstoff oder ein anderes atmungsfähiges Strömungsmittel in der Flußleitung 40 zum ersten Ventil 30 und über die Versorgungsbegrenzungseinrichtung 54 in die Versorgungsleitung 200. Das atmungsfähige Druckströmungsmittel wird nach Durchlauf durch den Druckminderer 270 zur Einspritz- : düse 224 weitergeleitet, um am Filter 210 eine Druckdifferenz zu

erzeugen. Diese Druckdifferenz bewirkt, daß das ausgeatmete Strömungsmittel in der Glocke 244 durch das Filter 231 in die

-11-

6098 1 3/0308

tschkammer 226 fließt, wo es mit Sauerstoff oder einem anderen atmungsfähigen Strömungsmittel gemischt wird, welches durch die Einspritzdüse 224 zugeführt wird. Diese Anordnung sorgt für eine Qualität des eingeatmeten atmungsfähigen Strömungsmittels für eine Zeit, die hinreichend ist, den für den Stoffwechsel erforderlichen Sauerstoffverbrauch des Trägers in einer Flucht- und Notsituation zu gewährleisten.

. 6Ü9813/0308

Claims

Patentansprüche

1. Atmungsgerät mit geschlossenem Kreislauf in einem Paket und von Personen getragen, um Notschutfc gegen eine nicht atembare Luft zu bieten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (12) im Paket (20) zur Speicherung einer bestimmten Menge eines atmungsfähigen Strömungsmittels angeordnet ist, daß eine Einrichtung (30) mit dem Behälter (12) zur Regelung des Flusses des atmungsfähigen Strömungsmittels aus den Behälter verbunden ist, ferner dadurch, daß eine Rohrleitung (62,200) an den Strömungsmittelflußregler (30) angeschlossen ist, um das

j atmungsfähige Strömungsmittel von diesem Regler (30) hinweg- \ zuleiten, sodann dadurch, daß ein Ventil (66,204) mit der Rohrleitung (62,200) zur Versorgung des Trägers mit atmungs- \ fähigem Strömungsmittel verbunden ist, daß eine Haube (16) am Ventil angeschlossen ist, um mit dem Träger eine Dichtung

-13-

6 09813/0308

zu bilden, damit keine nicht atembare Luft seine Mund- und Nasengegend erreichen kann und schließlich dadurch, daß an der Haube (16) ein Latz (118) angebracht ist, der die Schultern des Trägers bedeckt, um diesem weiteren Schutz gegen schädliche in der nicht atembaren Luft vorhandene Einflüsse zu gewähren«

2. Atmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Packung (20) eine Abdeckung besitzt, welche die Übertragung von Schadstoffen auf die Einzelteile verhindert sowie dadurch, daß ein Reißverschluß (42) mit der Abdeckung sowie mit einer Einrichtung (41) zum Entplomben des Behälters beim Abnehmen der Abdeckung verbunden ist.

3. Atmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (12) ein Meßgerät (18) enthält, welches die Menge des vorhandenen atmungsfähigen Strömungsmittels als Zeitangabe anzeigt.

4. Atmungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsmittelflußregler (30) eine Dichtung (28) zur Abdeckung einer öffnung (24) des Behälters (12) umfaßt, sowie dadurch, daß ein Ventilkolben (48) mit dem Reißverschluß (42) verbunden ist, um die Dichtung (28) beim Abnehmen der Abdeckung zu durchstoßen und sdiießlich dadurch, daß eine Begrenzungseinrichtung (54) vorgesehen ist, um den Durchsatz des atmungsfähigen Strömungsmittels zur Rohrleitung (62) zu steuern.

609813/0308

5. Atmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß sich

, die Rohrleitung (62) zu einer Mischkammer (64) für das atmungsfähige Strömungsmittel erweitert.

6. Atmungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil _;(66) ein erstes Rückschlagventil (82) zum Einatmen des atmungsfähigen Strömungsmittels sowie ein zweites Rückschlagventil (80) umfaßt, damit das ausgeatmete Strömungsmittel in eine Ausgleichkansner (90) und von dort über eine Filtereinrichtung (108-112) in eine Mischkammer (64) geleitet werden kann, um Wasserdampf und Kohlensäure vom ausgeatmetem Strömungsmittel auszuscheiden, bevor es in die Mischkammer (64) gelangt und ferner dadurch, daß in der Ausgleichkammer (90) mindestens ein Oberdruckventil (76) angeordnet ist, um den Druck in der Mischkammer (64) in einem bestimmten Größenbereich zu halten.

7. Atmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (16) eine Kappe (120) mit einer metallbeschichteten reflektierenden Oberfläche umfaßt.

8. Atmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube sich zu einer blasenförmigen Glocke (244) ausdehnen kann, welche den Kopf des Trägers einkapselt, ferner dadurch, daß die Glocke (244) eine öffnung (258) mit einer sie umfassenden Dichtung besitzt, um den Hals des Trägers zu umschließen, ι damit kein atmungsfähiges Strömungsmittel von der Glocke (244) entweichen kann.

609813/0308

:9. Atmungsgerät nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, ' daß das Ventil (204) eine Einspritzvorrichtung (224) umfaßt, um das atmungsfähige Strömungsmittel von der Rohrleitung (200) aus der Mischkammer (226) sowie dem die Mischkammer (226) umschließenden und der ausgeatmeten Luft in der Glocke (244) ausgesetzten Filter (231,233) zuzuführen.

10. Atmungsgerät nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter eine Schicht von wasserdampf^absorbierendem Material (231) sowie eine Schicht von kohlensäureabsorbierendem Material (233) enthält.

600013/0308