Ausatemventil für Gassehutzmasken Gasschutzmasken sind in vielen Fällen mit Aus atemventilen ausgerüstet, die die Aufgabe haben, die Ausatemluft mit möglichst geringem Widerstand nach aussen abzuleiten, während die Ausatemventile anderseits in der Einatemphase einwandfrei dicht sein müssen, damit nicht giftgashaltige Luft eindrin gen kann.
Bei einer bekannten Bauform von Ausatem- ventilen wird das Ventil aus einer Gummischeibe ge bildet, die auf einem aus Gummi gebildeten Sitz ab dichtet. Die Ventilscheibe erwirkt die Schliessspan nung. Bei einer andern bekannten Bauform ist die Ventilscheibe unelastisch, wobei die Ventilscheibe durch eine Feder auf ihren Sitz gedrückt wird, der ebenfalls unelastisch, z. B. aus Metall, Kunststoff oder dergleichen sein kann. Die bekannten Ventile haben den Nachteil, dass der Widerstand, der bei der Ausatmung zu überwinden ist, annähernd propor tional der Strömungsgeschwindigkeit, das heisst der Luftmenge in der Zeiteinheit, ansteigt. Bei ange strengter Arbeit und demzufolge angestrengter Atmung steigt der Ausatemwiderstand übermässig an.
Das Ansteigen des Atemwiderstandes ist physiolo gisch sehr ungünstig. Dabei ist noch zu berücksich tigen, dass die Ventilscheibe auch in Ruhestellung eine bestimmte Vorspannung haben muss.
Die Erfindung erstrebt, die Nachteile der bekann ten Ausatemventile zu vermeiden. Die Erfindung besteht darin, dass die aus gummielastischem Mate rial bestehende Ventilscheibe etwa kegelstumpfartig ausgebildet ist. Die Ventilscheibe kann aus Gummi, Kunststoff oder dergleichen bestehen. Die Schliess kraft des Ventils ist durch die Vorspannung der Scheibe auf den Ventilsitz gegeben. Bei Luftdurch gang hebt sich die Scheibe am Rand, so dass die Scheibe nahezu zu einer ebenen Fläche verformt wird. Die Rückstellkraft der Scheibe wird geringer.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass der Druckunterschied vor und hinter dem Ventil inner halb der in Frage kommenden unterschiedlichen Strö mungsgeschwindigkeiten nahezu konstant bleibt.
Dabei kann die Ventilscheibe aus konzentrischen, stufenförmig gegeneinander versetzten Ringen be stehen. Eine andere vorteilhafte Bauform besteht darin, dass der Mantel aus konzentrischen, im Quer schnitt etwa sinusförmigen Ringen besteht. Die Ven tilscheibe kann auch in ihrer Mitte unter zusätz lichem Federdruck stehen.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung schematisch im Schnitt dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 eine Ventilscheibe ohne Abstufungen, Fig. 2 das Ventil in geschlossenem Zustand, Fig. 3 das Ventil bei maximalem Luftdurchgang, Fig. 4 eine Ventilcharakteristik, Fig. 5 im Schnitt eine andere Ventilscheibe in grösserem Massstab, Fig. 6 eine Ventilscheibe mit konzentrischen, im Querschnitt annähernd sinusförmigen Ringen.
Das Ventil (Fig. 2 und 3) besteht aus dem Ventil unterteil 1 mit dem Dichtsitz 2 und dem zentral durch einen Steg gehaltenen Ventilknopf 3. Im Mit telteil der Ventilscheibe 4 ist ein Einzug 4a vor gesehen, mit dem die Ventilscheibe 4 am Knopf 3 befestigt wird. Die Knopfhöhe einerseits und der Winkel der Ventilscheibe 4 bestimmen die Vorspan- nung der Ventilscheibe.
Um die beim Verformen der Ventilscheibe auftretenden Querkräfte in den ge wünschten Grenzen zu halten, ist es vorteilhaft, wenn die Ventilscheibe aus mehreren konzentrischen, stufenförmig gegeneinander in Richtung der durch strömenden Luft versetzten Ringen 5 gebildet ist, die die etwa kegelstumpfartige Form ergeben. Fig. 3 zeigt das Ventil bei maximalem Luftdurchgang. Fig. 4 zeigt eine Widerstandscharakteristik W2 des erfindungsgemässen Ventils im Verhältnis zu der jenigen W1 einer bisher bekannten Bauform. Auf der Ordinate sind die Druckunterschiede und auf der Abszisse die Strömungsgeschwindigkeit aufge tragen.
Man erkennt, dass bei den bekannten Ventilen der Druckunterschied annähernd proportional mit der Strömungsgeschwindigkeit steigt, während bei der erfindungsgemässen Bauform der Druckunterschied sich nur wenig ändert.
Nach einer weiteren Ausführungsform (Fig. 5) nimmt die Dicke der Ventilscheibe von innen nach aussen ab. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Ventil sich beim Luftdurchgang leichter öffnet bzw. dass seine Rückstellkraft bei steigendem Luft durchgang nicht zu klein wird.
Die Ventilscheibe 4' ist im Mittelteil mit einem Einzug versehen, mit dem die Ventilscheibe am in gestrichelter Linienführung dargestellten Knopf 3' der zentralen Befestigung befestigt ist. Die Ventil scheibe ist aus mehreren konzentrischen, stufen förmig gegeneinander in Richtung der durchstreichen den Luft versetzten Ringen 5 gebildet, die die etwa kegelstumpfartige Scheibenform ergeben. Wie die Darstellung erkennen lässt, nimmt die Dicke 6 der Ventilfläche von ihrer Mitte in Richtung zum Rand 7 ab. Dadurch ergibt sich der eben genannte Vorteil.
Eine andere Bauform (Fig. 6) besteht darin, dass die Ventilscheibe aus konzentrischen, im Querschnitt annähernd sinusförmigen Ringen gebildet ist.
Exhalation valve for gas face masks In many cases, gas face masks are equipped with exhalation valves, which have the task of diverting the exhaled air to the outside with as little resistance as possible, while the exhalation valves, on the other hand, have to be perfectly tight during the inhalation phase so that air containing toxic gases cannot penetrate.
In a known design of exhalation valves, the valve is formed from a rubber washer which seals on a seat made of rubber. The valve disc produces the closing tension. In another known design, the valve disc is inelastic, the valve disc being pressed onto its seat by a spring, which is also inelastic, e.g. B. made of metal, plastic or the like. The known valves have the disadvantage that the resistance that has to be overcome during exhalation increases approximately proportionally to the flow rate, that is to say to the amount of air in the unit of time. With strenuous work and consequently strained breathing, the exhalation resistance increases excessively.
The increase in breathing resistance is physiologically very unfavorable. It must also be taken into account that the valve disc must have a certain preload even in the rest position.
The invention seeks to avoid the disadvantages of the known exhalation valves. The invention consists in the fact that the valve disc consisting of rubber-elastic Mate rial is approximately frustoconical. The valve disc can consist of rubber, plastic or the like. The closing force of the valve is given by the pretensioning of the disc on the valve seat. When air passes through, the pane rises at the edge, so that the pane is almost deformed into a flat surface. The restoring force of the disk is reduced.
Surprisingly, it has been shown that the pressure difference in front of and behind the valve remains almost constant within the different flow velocities in question.
The valve disc can be made up of concentric, stepped mutually offset rings. Another advantageous design consists in the fact that the jacket consists of concentric rings that are approximately sinusoidal in cross-section. The valve disc can also be in its center under additional spring pressure.
In the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically in section, namely: FIG. 1 shows a valve disc without graduations, FIG. 2 the valve in the closed state, FIG. 3 the valve with maximum air passage, FIG. 4 a valve characteristic, FIG 5 shows another valve disk on a larger scale in section, FIG. 6 shows a valve disk with concentric rings approximately sinusoidal in cross section.
The valve (Fig. 2 and 3) consists of the valve lower part 1 with the sealing seat 2 and the valve button 3 held centrally by a web. In the middle part of the valve disc 4, an indentation 4a is seen with which the valve disc 4 on the button 3 is attached. The height of the button on the one hand and the angle of the valve disk 4 determine the preload of the valve disk.
In order to keep the transverse forces occurring during deformation of the valve disc in the desired limits, it is advantageous if the valve disc is formed from several concentric, stepped against each other in the direction of the rings 5 offset by the flowing air, which give the approximately frustoconical shape. Fig. 3 shows the valve with maximum air passage. 4 shows a resistance characteristic W2 of the valve according to the invention in relation to that W1 of a previously known design. The pressure differences are shown on the ordinate and the flow velocity is shown on the abscissa.
It can be seen that in the known valves the pressure difference increases approximately proportionally with the flow rate, while in the design according to the invention the pressure difference changes only slightly.
According to a further embodiment (FIG. 5), the thickness of the valve disc decreases from the inside to the outside. This has the advantage that the valve opens more easily when air passes through or that its restoring force does not become too small when the air passage increases.
The valve disc 4 'is provided in the middle part with an indentation with which the valve disc is attached to the button 3' of the central fastening, shown in broken lines. The valve disc is formed from several concentric, step-shaped against each other in the direction of the rubbing through the air offset rings 5, which give the approximately frustoconical disc shape. As the illustration shows, the thickness 6 of the valve surface decreases from its center in the direction of the edge 7. This results in the advantage just mentioned.
Another design (FIG. 6) consists in that the valve disc is formed from concentric rings that are approximately sinusoidal in cross section.