DE2539175B2

DE2539175B2 - Atemgerät mit geschlossenem Kreislauf

Info

Publication number: DE2539175B2
Application number: DE2539175A
Authority: DE
Inventors: John William Davenport Ia. Henneman
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1974-09-16
Filing date: 1975-09-03
Publication date: 1981-06-11
Also published as: GB1492321A; FR2284343A1; FR2284343B1; US3976063A; CA1020837A; JPS5153790A; DE2539175A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Atemgerät mit geschlossenem Kreislauf, mit einem Vorratsbehälter, der eine Menge atembaren Strömungsmittels enthält, mit einem Steuerventil, das mit dem Behälter verbunden ist und dazu dient, den Durchsatz atembaren Gases zu regeln, mit einer Maske, die strömungsmitteldicht auf den Nasen- und Mundbereich des Benutzers aufsetzbar ist, mit einer Leitung, durch welche der Auslaß des Steuerventils mit der Maske verbindbar ist, mit einem Filter, welches ein Wasser und Kohlendioxid zurückhaltendes Filtermaterial enthält, mit einer mit dem Ausgang des Filters und dem Ausgang des Steuerventils verbundenen flexiblen Mischkammer und mit zwei

i'i Rückschlagventilen, von denen das erste ein Strömen ausgeatmeter Luft von der Maske zum Filter und das zweite ein Strömen atembaren Strömungsmittels von der Mischkammer zur Maske ermöglicht,

Ein Atemgerät der vorstehend beschriebenen Art ist aus der FR-PS 13 36 301 bekannt geworden. Bei diesem Atemgerät sind die verschiedenen Teile durch eine Vielzahl von Schläuchen miteinander verbunden und lassen sich nicht in eine kompakte Aufbewahrungskonfiguration bringen.

to In der ^CR-PS 8 02 496 ist ein ähnliches Atemgerät beschrieben. Um ein Eindringen von Umgebungsatmosphäre in den Atemkreislauf mit Sicherheit zu verhindern, werden ein Überdruckventil und ein Rückschlagventil zur Sauerstoffzufuhr im Gegentakt

^4<> durch einen Hebel zwangsweise betätigt, der seinerseits durch die flexible Wand der Mischkammer bewegt wird.

Auch dieses Atemgerät weist die vorstehend genannten Nachteile auf.

Auch aus der US-PS 23 25 049 ist ein Atemgerät der eingangs beschriebenen Art bekannt geworden. Insbesondere wird auch bei diesem Atemgerät eine gesonderte Mischkammer verwendet, die zwischen den Auslaß des Kohlendioxidfilters und die Verbindungsieitung zur Maske geschaltet ist. Auch dieses Atemgerät ist

^ sperrig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Atemgerät der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das sich besonders kompakt aufbewahren läßt und trotzdem eine lange Verweildauer in einer toxischen Atmosphäre ermöglicht, wobei das Atemgerät auch im Betriebszustand relativ geringe Abmessungen aufweisen soll.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Rückschlagventile in einem gememsamen Ventilgehäuse angeordnet sind; daß im Ventilgehäuse eine ringförmige Entlastungskammer vorgesehen ist, welche zugleich a!s Einlaßkammer eines an das Ventilgehäuse angesetzten ringförmigen Filtergehäuses

dient; daß die durch das Ventilgehäuse und das Filtergehäuse gebildete Einheit in unmittelbarer Nähe der Maske angeordnet ist; daß das vom Ventilgehäuse abliegende Ende des Filtergehäuses über die aufblasbare Verbindungsleitung, welche zugleich auch die Mischkammer bildet, mit dem Auslaß des Steuerventils verbunden ist; und daß die oben angegebenen Geräteteile in einer Aufbewahrungskonfiguration des Gerätes in einem an der Taille des Benutzers befestigbaren Paket untergebracht sind, aus welchem die Maske zusammen mit der durch das Ventilgehäuse und das Filtergehäuse gebildeten Einheit an der aufblasbaren Verbindungsleitung hängend entnehmbar sind.

Dadurch, daß erfindungsgemäß die beiden Rückschlagventile zur Steuerung des Atemkreislaufes in einem gemeinsamen Ventilgehäuse untergebracht sind und daß das Filtergehäuse des Kohlendioxid- und Wasserfilters direkt an das Ventilgehäuse angesetzt ist, benötigt man nur noch eine einzige Verbindungsleitung zum Sauerststoff bereitstellenden Vorratsbehälter. Diese Verbindungsleitung ist erfindungsgemäß zugleich ais Mischkammer ausgebildet, so daß letztere als gesondertes Teil des Atemgerätes entfällt.

Man erzielt hierdurch den weiteren Vorteil, daß die Mischkammer infolge ihrer verhältnismäßig großen Länge zwischen der auf das Gesicht aufgesetzten Maske und dem an der Taille befestigten Paket, welches im betriebsbereiten Zustand noch den Vorratsbehälter für Sauerstoff und das Steuerventil enthält, nur verhältnismäßig geringe Querschnittsabmessungen zu haben braucht. Damit kann sich die das Atemgerät tragende Person gut auch durch enge Durchgänge hindurchbewegen.

Ein weiterer mit dem erfindungsgemäßen Atemgerät J5 erhaltener Vorteil ist die größere Zuverlässigkeit, welche sich durch die Verringerung der Gesamtzahl an Gerätekomponenten ergibt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Atemgerätes nach dem Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch auf die US-PS 33 90 676 verwiesen, in der ein Atemgerät beschrieben ist, bei weichem ein Kohlendioxidfilter und ein Vorratsbehälter für Sauerstoff eine unveränderliche, blockförmige Einheit bilden, die in einem Außengehäuse untergebracht ist. Letzteres hat ein unteres Gehäuseteil und einen über eine Schnappverbindung hiermit verbundenen Deckel. Nach Abnehmen des Deckels ist ein im Außengehäuse untergebrachtes Mundstück zugänglich, welches über einen flexiblen Schlauch mit dem Ausgang des Filters verbunden ist. Nach Abnahme des Deckels kann auch das untere Gehäuseteil bezüglich der durch Filter und Vorratsbehälter gebildeten Einheit nach unten bewegt werden, so daß für eine flexible Mischkammer, die an der Unterseite des Filtergehäuses befestigt ist, mehr Platz zur Verfügung gestellt wird. Dieses bekannte Atemgerät hat zwar in der Aufbewahrungskonfiguration kompakte Abmessungen, es muß aber insgesamt im Arbeitszustand nahe beim Mundstück gehalten werden, was für viele Fälle unpraktisch ist. Die Idee der Verwendung des Verbindungsschlauches zwischen der eigentlichen Ve-sorgungseinheil und der Maske als Mischkammer ist durch diese Druckschrift jedenfalls in keiner Weise angesprochen. μ

In der US-PS 31 36 312 ist ein Atemgerät mit offenem Kreislauf beschrieben. Ks enthält keinerlei Hinweise auf die erfindungsgemäße bauliche Zusammenfassung von Ventilgehäuse und Filtergehäuse. Zwar ist von der Geometrie her eine gewisse Ähnlichkeit zwischen der erfindungsgemäßen Mischkammer und dem dortigen Speichersack vorgesehen, welcher jedoch eine ganz andere Funktion hat, nämlich einen gesonderten Druckminderer erübrigt und ein Expandieren des Sauerstoffvorrates aus der kleinen Vorratsflasche in das Sackinnere ermöglicht Ausgeatmete Luft gelangt dagegen nie in den dortigen Speichersack, da dieser oben durch ein Rückschlagventil verschlossen ist Damit geht aus dieser Druckschrift auch nicht der Gedanke hervor, eine Verbindungsleitung zwischen einem Kohlendioxidfilter und einem Sauerstoffvorratsbehälter zugleich als Mischkammer auszubilden.

Schließlich sei noch die US-PS 35 65 068 erwähnt, die ein in der Aufbewahrungskonfiguration kompaktes Atemgerät zeigt Bei diesem Gerät bleibt jedoch im betriebsbereiten Zustand die eigentliche Versorgungseinheit an der Taille des Benutzers befestigt, während das Kohlendioxidfilter an ein Mundstück angebaut ist. Das Filtergehäuse trägt auch Rückschlagventile, über welche Luft aus der als Haube ausgebildeten Mischkammer angesaugt werden kann. Im einzelnen enthält jedoch auch diese Druckschrift keinen Hinweis auf die spezielle erfindungsgemäße Ausbildung des Filtergehäuses und auf die Ausbildung der Verbindungsleitung zwischen Versorgungseinheit und Maske als Mischkammer.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. I einen Schnitt durch die Bauteile eines Atemgerätes mit geschlossenem Kreislauf; und die

Fig.2—6 die Reihenfolge der Entfaltung des in F i g. 1 gezeigten Atemgerätes mit geschlossenem Kreislauf.

Der Vorratsbehälter 12 des in Fig. 1 gezeigten Atemgerätes mit geschlossenem Kreislauf ist über eine Versorgungseinrichtung 14 an eine Maske 16 angeschlossen. Der Vorratsbehälter 12 enthält eine feste Menge eines atembaren Strömungsmittels, dessen Sauerstoffgehalt zwischen 21% und 100% schwanken kann und an einem 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.

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

Ein Steuerventil 30 weist ein Gehäuse 32 mit einem Hals 34 auf, der in die Flasche 22 eingeschraubt ist, um den Metallstöpsel 28 auf einen Sitz 36 und die O-Ringdichtung 26 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 Teile einem Paket 20 zu entnehmen.

Die Auslöseeinrichtung 41 weist einen Hebel 43 auf, der auf einem Stift 44 angeordnet ist, um eine Nockcnfläche 46 gegen einen Dorn 48 zu drücken. Der Dorn 48 wird durch eine Lagerwand 50 im Gehäuse 32 fluchtend gehalten, so daß eine Bewegung des Hebels 43 bewirkt, daß die Spitze 52 des Domes den Metallstöpsel 28 zerbricht.

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

Die Versorgungseinrichtung 14 umfaßt eine in eine flexible Mischkammer 64 hineinragende aufblasbare Verbindungsleitung 62. Die Mischkammer 64 wird von einem Ventilgehäuse 94 verschlossen.

An das Ventilgehäuse 94 angesetzt ist ein Filtergehäuse 68, das eine axial verlaufende Leitung 70 aufweist, an welcher die zur Gesichtsmaske 16 führende Rohrleitung 72 angebracht ist. Das Filtergehäuse 68 weist eine Umfangswand 88 auf, welche die Axialleitung 70 bildet. Die Umfangswand 88 erstreckt sich in eine ringförmige Entiastungskammer 9Ö bis zu einem Punkt, an welchem ein Absatz 92 mit dem Ventilgehäuse 94 in Eingriff steht. Die Entlastungskammer 90 ist mit einer Anzahl von öffnungen 74 versehen, in denen ein entsprechendes Überdruckventil 76 angeordnet ist. Ein Steuerventil 78 ist mit einem ersten Rückschlagventil 82 versehen, dessen Kante 84 in eine Umfangsnut 86 am Ende der Umfangswand 88 einrastet, sowie mit einem zweiten Rückschlagventil 80, dessen Stößel 96 auf dem ersten Rückschlagventil 82 ruht. Das erste Rückschlagventil 82 ist mit einer Steueröffnungsanordnung 98 versehen, die unter dem zweiten Rückschlagventil 80 angeordnet ist. Eine auf den Stößel 96 wirkende Feder 100 drückt das zweite Rückschlagventil 80 auf den Ventilsitz 102 am ersten Rückschlagventil 82, um die Mischkammer 64 gegenüber der Rohrleitung 72 abzudichten. Das unter Druck stehende atemfähige Strömungsmittel in der Mischkammer 64 wirkt auf das erste Rückschlagventil 82 ein und drückt eine Rippe 104 gegen einen Ventilsitz 106, um die Entlastungskammer 90 von der Rohrleitung 72 abzutrennen.

Ein erstes und ein zweites ringförmiges Gitter 108 und 112 sind zur Aufnahme einer bestimmten Menge von Filtermaterial 110 an der Umfangswand £8 angeordnet und mit dem Filtergehäuse 68 verbunden, um Wasserdampf und Kohlensäure von dem durch die die Gesichtsmaske 16 tragende Person ausgeatmeten atmungsfähigen Strömungsmittel auszufiltern.

Die Gesichtsmaske 16 wird mit einem Band oder Gurt 114 über Nase und Mund des Trägers gehalten und bildet eine gummiartige Dichtung, damit Giftgase nicht in die Lungen des Trägers gelangen können.

Die Maske 16, die eine Haube 116 und einen Schutzlatz 118 umfaßt sowie die Versorgungseinrichtung 14, welche die Mischkammer 64 umfaßt, bestehen aus einem speziellen Kunststoff, der die nachfolgenden Eigenschaften besitzt: Schmelzpunkt: keinen; Durchschneidetemperatur: 435°C; Entflammbarkeit: erlischt von selbst; Wärmenachhärtungsfrist: acht Jahre bei 250⁰C; spezifische Gasdurchlässigkeit für Sauerstoff: vernachlässigbar: Schrumpfung: 3,5% bei 400° C.

Auf dem Oberteil der Haube 116 befindet sich eine metallbeschichtete, beispielsweise aluminiumbeschichtete 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 das Atemgerät 10 geschützt werden soll, dann entnimmt sie einem gekennzeichneten Lagerfach das Paket 20. Zuerst prüft die Person das Meßgerät 18, um sich über die Menge des gespeicherten atmungsfähigen Strömungsmittels (als Zeitangabe gemessen) im Vorratsbehälter 12 in Kenntnis zu setzen. Nach Entnahme des Pakets 20 vom Lagerfach wird zuerst der Gurt 122 über den Kopf gelegt und dann das Paket mit Hilfe der Klammern 126 (Fig. 2) am Gürtel 124 befestigt. Dann wird der Reißverschluß oder O-Ring 42 gezogen, um eine Kunststoffschutzdecke von dem Paket 20 abzunehmen (Fig. 3). Jetzt kann die Gesichtsmaske 16 dem Paket 20 entnommen werden. Durch das Ziehen des Reißverschlusses 42 wird der Hebel 43 bewegt, der bewirkt, daß die Spitze 52 in den Metallstöpsel 28 eindringt, worauf atmungsfähiges Strömungsmittel an der Drossel 54 des Steuerventils 30 vorbei in die Mischkammer 64 fließen kann. Beim Auffalten der Gesichtsmaske 16 (Fig.4) wird die Mischkammer 64 schnell aufgefüllt, wodurch das erste Rückschlag- oder Ausatmungsventil 82 an den Ventilsitz 106 gedrückt wird. Jetzt wird der Gurt 114 über den Kopf gezogen und die Gesichtsmaske 16 über Nase und Mund gelegt (Fig.5). Die Mischkammer 64, die sich schnell mit atemfähigen Strömungsmittel füllt, wenn der Reißverschluß 42 gezogen wird, ermöglicht dann ein sofortiges Atmen durch die Maske 16. Bei angelegter Maske wird jetzt der Schutzlatz 118 über die Schultern gelegt, um weiteren Schutz gegen die nicht atembare Luft zu bieten.

Wenn eine die Maske 16 tragende Person einatmet, wird der Druck der Feder 100 überwunden, so daß atemfähiges Strömungsmittel von der Leitung 40 durch die Axialleitung 70 fließen kann. Wenn kein Atmungsbedarf mehr vorhanden ist, drückt die Feder 100 wieder das zweite Rückschlag- oder Einatmungsventil 80 gegen den Ventilsitz 102. Beim Ausatmen wird das erste Rückschlagventil 82 von seinem Ventilsitz 106 abgehoben, wodurch das ausgeatmete Strömungsmittel in die Entlastungskammer 90 gelangen kann und damit mindestens einen Teil dieser Luft durch die Filtermasse 110 drückt, um Kohlendioxid und Wasserdampf auszuscheiden, bevor sie zur Mischkammer 64 zurückgeleitet wird, in der ein Mischvorgang stattfindet. Wenn der Druck des atmungsfähigen Strömungsmittels in der Mischkammer über einem bestimmten Wert liegt öffnet das Oberdruckventil 76, wodurch eine bestimmte Menge in die Atmosphäre entweichen kann und nicht die Lungen des Trägers unter Druck setzt oder das Abheben des ersten Rückschlagventils 82 von seinem Ventilsitz erschwert

Wenn gemäß Fig.6 der Schutzlatz 118 und die Mischkammer 64 die Schultern und die Brust des Trägers bedecken, wird ein wesentlicher Teil der empfindlicheren Korperteile gegenüber Einwirkungen der nicht atembaren Luft geschützt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Atemgerät mit geschlossenem Kreislauf, mit einem Vorratsbehälter, der eine Menge atembaren Strömungsmitteis enthält, mit einem Steuerventil, das mit dem Behälter verbunden ist und dazu dient, den Durchsatz atembaren Gases zu regeln, mit einer Maske, die strömungsmitteldicht auf den Nasen- und Mundbereich des Benutzers aufsetzbar ist, mit einer Leitung, durch welche der Auslaß des Steuerventils mit der Maske verbindbar ist, mit einem Filter, welches ein Wasser und Kohlendioxid zurückhaltendes Filtermaterial enthält, mit einer mit dem Ausgang des Filters und dem Ausgang des Steuerventils verbundenen flexiblen Mischkammer und mit zwei Rückschlagventilen, von denen das erste ein Strömen ausgeatmeter Luft von der Maske zum Filter und das zweite ein Strömen atembaren Strömungsmittels von der Mischkammer zur Maske ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rückschlagventile (80, 82) in einem gemeinsamen Ventilgehäuse (94) angeordnet sind; daß im Ventilgehäuse (94) eine ringförmige Entlastungskammer (90) vorgesehen ist, welche zugleich als Einlaßkammer eines an das Ventilgehäuse (94) angesetzten ringförmigen Filtergehäuses (68) dient; daß die durch das Ventilgehäuse (94) und das Filtergehäuse (68) gebildete Einheit in unmittelbarer Nähe der Maske (16) angeordnet ist; daß das vom Ventilgehäuse (94) abliegende Ende des Filtergehäuses (68) über die aufblasbare Verbindungsleitung (62), welche zugleich auch die Mischkammer (64) bildet, mit dem Auslaß des Steuerventils (30) verbunden ist; und daß die oben angegebenen Geräteteile in einer Aufbewahrungskonfiguration des Gerätes in einem an der Taille des Benutzers befestigbaren Paket (20) untergebracht sind, aus welchem die Maske (16) zusammen mit der durch das Ventilgehäuse (94) und das Filtergehäuse (68) gebildeten Einheit an der aufblasbaren Verbindungsleitung (62) hängend entnehmbar sind.

2. Atemgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Rückschlagventil (82) einen kappenförmigen, elastisch verformbaren Ventilkörper aufweist, welcher mit der Kante (84) eines gebogenen Randabschnittes in eine Umfangsnut (86) einer Verlängerung der radial innenliegenden Umfangswand (88) des Filtergehäuses (68) eingreift und mit seiner Stirnfläche mit einem axialen Ventilsitz (106) des Ventilgehäuses (94) zusammenarbeitet.

3. Atemgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper des zweiten Rückschlagventils (80) radial innerhalb des axialen Ventilsitzes (106) liegend vom Ventilkörper des ersten Rückschlagventils (82) getragen ist und eine im letzteren ausgebildete Steueröffnungsanordnung (98) dicht überdecken kann.

4. Atemgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper des zweiten Rückschlagventils (80) kartenförmig ist und mit seiner Randkante dicht auf die Stirnfläche des Ventilkörpers des ersten Rückschlagventils (82) aufsetzbar ist.

5. Atemgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper des zweiten Rückschlagventils (80) über eine am Ventilkörper des ersten Rückschlagventils (82) abgestützte Feder (100) in die Schließstellung vorgespannt ist.

6. Atemgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand des Ventilgehäuses (94) mindestens ein Oberdruckventil (76) trägt.

7. Atemgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem zwischen dem Vorratsbehälter und dem Steuerventil eine Verschlußmembran angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hebel (43) zum Betätigen eines Doms (48) zum Durchstoßen der Verschlußmembran (28) zwangsweise betätigt wird, wenn die Packung (20) zum Zwecke des Entnehmens der Maske (16) geöffnet wird.