CZ2016295A3 - Dýchací ochranný přístroj s cirkulací a kontrolním zařízením - Google Patents

Abstract

Systém dýchacího ochranného přístroje (1) s cirkulací a kontrolního zařízení (13 – 15) pro něj, kde dýchací přístroj obsahuje: dýchací masku (2); dýchací okruh, který vede od dýchací masky (2) přes vydechovací trubici (3), patronu (4) dýchacího vápna pro vázání CO.sub.2.n., dýchací vak (5) zatížený pružinou a nadechovací trubici (7) zpět k dýchací masce; kyslíkovou láhev (11) s tlakovým kyslíkem, která je přes zařízení (8) konstantního dávkování spojená s dýchacím okruhem a přes minimální ventil (9) s dýchacím vakem (5), přičemž minimální ventil (9) je zřízený k tomu, aby se v reakci na splasknutí dýchacího vaku na základě nedostatku dýchacího plynu v dýchacím okruhu otevřel a tak dýchací vak (5) plnil kyslíkem z kyslíkové láhve (11) baž do jeho naplnění; a tlakový snímač (12) na zaznamenávání tlaku v kyslíkové láhvi (11); kde zařízení (8) konstantního dávkování je zřízené k tomu, aby dýchacímu okruhu přidávalo kyslík s nízkým základním objemovým proudem, který je menší než střední objemová potřeba kyslíku nezatíženého člověka, a že kontrolní zařízení (13 – 15) je zřízené k tomu, aby z okamžité hodnoty tlaku dodané od tlakového snímače (12) a z hodnoty výchozího tlaku tlakového kyslíku v kyslíkové láhvi na začátku nasazení vypočítávalo množství kyslíku spotřebovaného dýcháním nositele přístroje a množství kyslíku zůstávajícího ještě v kyslíkové láhvi (12).

Description

Dýchací ochranný přistroj s cirkulací a kontrolním zařízením ^bl <<a } c

Předložený vynález se týká systému z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a s kontrolním zařízením pro něj, přičemž tento dýchací ochranný přístroj s cirkulací vykazuj e:

dýchací masku, dýchací okruh, který vede od dýchací masky přes vydechovací trubici, patronu dýchacího vápna k vázání 002, dýchací vak zatížený pružinou a nadechovací trubici zpět k dýchací masce, kyslíkovou láhev s tlakovým kyslíkem, která je přes zařízení konstantního dávkování spojená s dýchacím okruhem a přes minimální ventil s dýchacím vakem, přičemž minimální ventil je zřízený k tomu, aby se v reakci na splasknutí dýchacího vaku na základě nedostatku dýchacího plynu v dýchacím okruhu otevřel a tak dýchací vak plnil kyslíkem z kyslíkové láhve až do jeho naplnění, a tlakový snímač na zjišťování tlaku v kyslíkové bombě.

Cirkulační ochranné dýchací přístroje jsou dýchací ochranné přístroje pracující nezávisle na atmosféře okolí. Rutinně se dostávají do použití tam, kde se musí počítat s ohroženími toxickými nečistotami dýchaného vzduchu nebo s nedostatkem kyslíku.

Volně nositelné cirkulační ochranné dýchací přístroje zásobují nositele dýchací ochrany dýchacím plynem, který se vyrábí a čistí v přístroji. Kysličník uhličitý vydechovaný nositelem dýchací ochrany se s dýchacím plynem v dýchacím okruhu provádí patronou dýchacího vápna, ve které se kysličník uhličitý přeměňuje chemickou reakcí a tak se odebírá dýchacímu plynu. Kromě toho se kontinuálně přidává kyslík z kyslíkové láhve s tlakovým kyslíkem. U známých přístrojů se provádí konstantní dávkování kyslíku s objemovým proudem asi 1,6 L/min. Toto konstantní dávkování je potřebné, aby se zásobovalo průměrným dýchacím minutovým objemem asi 30 L/min s dostatkem kyslíku. V dýchacím okruhu je dále k dispozici dýchací vak, který je protékán dýchacím plynem. Když má nositel dýchací ochrany díky zvýšenému zatížení vyšší dýchací minutový objem, je větší spotřeba dýchacího plynu pokryta z dýchacího vaku, který je zatížený pružinou a tím se s rostoucím odběrem dýchacího plynu do sebe prosedá. Toto prosedání resp. splasknutí dýchacího vaku

-2má za následek, že se otvírá s nim spojený minimální ventil, skrze který je pak veden kyslík z kyslíkové láhve s vysokým objemovým jproudem , do dýchacího vaku, aby se ten znovu naplnil. Při plnění dýchacího vaku se zase minimální ventil zavírá. Nachází-li se nositel dýchací ochrany v klidovém stavu a je-li spotřeba kyslíku mnohem menší než konstantní dávkování asi 1,6 L/min, je přes přetlakový ventil, který je uváděn, do činnosti expandovaným dýchacím vakem, objem dýchacího plynu odpouštěn. To však není efektivní, protože tak nespotřebovaný kyslík odchází ztracený do okolní atmosféry, není už tak pro nositele cirkulačního ochranného dýchacího přístroje k dispozici a tak snižuje teoreticky možnou ,maximální dobu provozu. Kromě toho se původně obsažený dusík vyplachuje s následkem stoupající koncentrace kyslíku.

Od prvních nasazení ochranných dýchacích přístrojů s cirkulací jsou tyto vybavené manometrem pro tlak v kyslíkové ^lahvl·' ^{takŽe sám nosi}tel musí spočítat, jak dlouho může ještě provádět nasazení a zdali má ještě dostatečnou zásobu kyslíku pro cestu zpátky. Modernější kontrolní systémy s mobilními přenosovými systémy dat jsou s to, ze spotřebovaného množství kyslíku a prošlé doby vypočítat, kdy musí být nasazení přerušeno, aby se provedl ústup s ještě dostatečnou rezervou. Tyto doby jsou prezentovány vedoucímu nasazení na monitoru. Jeden známý přístroj ukazuje tlak v kyslíkové láhvi a přes pokles tlaku vypočítává pravděpodobnost zbývající doby zbytku nasazení.

V DE ,23 29 240 AI je popsaný dýchací ochranný přístroj vhodný pro přetlakový provoz. V dýchacím okruhu se vytváří přetlak, který se tlakem plynové bomby nastavuje nepřímým způsobem prostřednictvím definované síly. Silový přenos se děje válcovou pístovou jednotkou.

V US 2006/0201508 se popisuje takzvaný Self-Contained Breathing Apparatus (SCBA). Elektronickou vyhodnocovací jednotkou se všechny parametry, které jsou k dispozici a které se během provozu vyskytnou, převádějí na jedno charakteristické číslo, které udává zbývající čas nasazení, který je k dispozici. Toto řešení umožňuje údaj ohledně doby nasazení pro systémy založené pro souš nebo vodu.

V,DE 26 41 579 AI je popsané uspořádání pro kontrolu dýchacího ochranného přístroje, přičemž se zaznamenává spotřeba dýchacího plynu a prostřednictvím bezdrátového spojení může být používající osobou předávána jiným osobám.

-3Nyni je to v mnoha případech nasazeni tak, že nositel dýchací ochrany má zřetelně menší potřebu kyslíku než pevně stanovených 1,6 L/min, což ale i při předem daném množství 400 L kyslíku v kyslíkové láhvi přesto vede k časovému omezení nasazení na přibližně 250 min, protože kyslík je přiváděn kontinuálně nehledě na skutečnou potřebu. Množství dýchacího vápna je stanovováno podle množství společně přiváděného kyslíku. Společně přiváděné množství dýchacího vápna je tak velké, že může být vázán CO2 vznikající při vydýchání veškerého společně přiváděného kyslíku. Existují scenáře, zejména v nouzových případech, při kterých se nositel dýchací ochrany dostal do nebezpečí a na základě nějakého poranění nebo zasypání, například v oboru hornictví, musí čekat sám na záchranu a na základě malého tělesného zatížení potřebuje relativně málo kyslíku; v takových případech by byla delší doba nasazení nutně potřebná. .

fa úkolem předloženého vynálezu vytvořit dýchací ochranný přístroj s cirkulací a s kontrolním zařízením tak, aby byla možná delší doba nasazení a s tím spojená se pak dodávala nutná zpráva, kolik kyslíku už je spotřebováno nebo kolik kyslíku je ještě k dispozici pro další dobu nasazení.

Pro řešení tohoto úkolu slouží systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení se znaky patentového nároku 1. Výhodné formy provedení jsou uvedené v nárocích podružných.

Podle vynálezu je navrženo, aby zařízeni konstantního dávkování bylo zařízené k tomu, aby dýchacímu okruhu přidávalo kyslík s nízkým základním objemovým proudem, který je menší než střední potřeba objemu kyslíku nezatíženého člověka. Tak se zajistí, že se během nasazení nevyskytnou žádné fáze s příliš velkou nabídkou kyslíku, který by se pak jako dosud musel nevyužitý odevzdávat do okolí. Spíše je tento nízký konstantní základní objemový proud tak nízký, že příležitostně, v závislosti na situaci zatížení nositele dýchací ochrany, musí být přes minimální ventil přidáván do dýchacího vaku kyslík; v extrémním případě může být základní objemový proud i nulový (pak se kyslík přivádí do dýchacího vaku po fázích jen přes minimální ventil). V každém případě je tak zajištěno, že veškerý kyslík, který je z kyslíkové láhve odebírán, je nositelem dýchací ochrany vydýchán. Kontrolní zařízení je nyní zřízené k tomu, aby z tlaku tlakového vzduchu v kyslíkové láhvi dodávaného tlakovým snímačem a z hodnoty výchozího tlaku v kyslíkové láhvi na začátku nasazení vypočítávalo množství kyslíku

-4spotřebovaného dýcháním nositele dýchací ochrany nebo z toho rezultujici množství kyslíku zbývajícího ještě v kyslíkové ahvi. Tímto vytvořením ochranného dýchacího přístroje s cirkulaci a kontrolního zařízení je možné vycházet ve fázích relativné malého zatížení se zřetelně menším než s objemovým proudem konstantního dávkování 1,6 L/min používaným ve stavu techniky, takže je pro mnoho scénářů nasazení možná delší doby nasazení.^ Současně je nositel dýchací ochrany nebo ri ici nasazeni kontrolním zařízením informován o skutečné spotrebe kyslíku a zbytkové kapacitě kyslíku v kyslíkové lahvi, která z toho plyne.

Obnasi-li na příklad při okolním tlaku PQ 1 bar plnící tlak ys i ové láhve PÍ 200 bar a obnáší-li objem kyslíkové láhve ?7°^{ttle 2 L}' P^ak nastává při úbytku tlaku v kyslíkové láhvi behem nasazení na tlak P2 120 bar pro spotřebovaný objem láhve Δ VBottie:

Δ VBottie = (1-P2/P1)· V_Bottie = 0,8 L.

Pro uložený objem kyslíku dává při plnícím tlaku PÍ 200 bar a okolním tlaku PO 1 bar:

VO2s = VBottie · P1/P0 = 400 L.

^Je~^{21 po ne}j^aké době nasazení tlak v kyslíkové láhvi poklesly na hodnotu P2 = 120 bar, pak nastává pro zbytkový objem, který zůstal v láhvi V02r:

VO2r = VO2s · P2/P0 = 240 L.

Pro objem kyslíku vydýchaný nositelem dýchací ochrany platí:

Δ VO₂ - VO2s-VO2r = 400 L - 240 L = 160 L

Pro vydýchaný dýchací minutový objem platí:

Vv = Δ VO2 · AMV/VO2 = 160 L x 30 L/min/1,45 L/min = 3.310 L, přičemž VO2 je podíl spotřebovaného kyslíku za minutu na dýchacím minutovém objemu (AMV = 30 L/min), který obnáší 1,45 L/min.

Nezávisle ® frekvenci dýchání nositele dýchací ochrany a jeho skutečném respiračním objemu (zdvihovém objemu) se dá ^zJ^eho neálné spotřeby kyslíku vypočítat jeho dýchací minutový obj^em, protože konstantní dávkování je tak malé, že je vždy menši než skutečná spotřeba kyslíku. Větší spotřeba se pak přivádí vždy minimálním ventilem. V zásadě se může konstantní dávkování nastavit také na 0, takže se kyslík

-5v dýchacím vaku přivádí jen tím do odpovídá dýchacího okruhu potřebě.

ještě přes minimální ventil a tento kyslík se přivádí „jak

U dosud vdechuj e plyn, který je podstatně vyšší spotřebuje méně než ; ' ' ' dýchací vak expanduje tak dalece, ventil. To vede k tomu, že je ze vyplachováno stále více kyslíku, a koncentrace kyslíku stoupá ve upuštění, od~ konstantního dávkování dochází k situaci, že přebytečný dýchací plyn musí vypuštěn, s tou výhodou, že nositel dýchací dlouhou dobu nadechuje směs dýchacího plynu podílem kyslíku. Jen průsakem na přístroji nebo pak ještě může přihodit vyplachování kyslíku být silně ' ' nasazení.

dýchat v okruhu známých systémů nositel dýchací ve své koncentraci kyslíku než okolní vzduch (21 obj . asi 1,6 L/min kyslíku, s

ochrany v prvních minutách dýchací se 40 - 60 % % O2) . Jakmile plní se systém a že ovládá přetlakový směsi dýchacího plynu který je v ní k dispozici, směru od 100 obj.%. Při velmi zřídka být z okruhu ochrany po se zvýšeným na masce se , . u ------, což však může minimalizováno zkouškou průsaku na začátku Upuštěním^ od pevného dávkování je tedy možné značné delší dobu s nižší koncentrací kyslíku nez u dosavadních dýchacích ochranných přístrojů _ / a,^f “ ^{Z kyslíkové láhve}jěďrie wýhodňe formy provedení je kontrolní zrizene k tomu, aby vypočítávalo z objemové spotřebovaného kyslíku ÁVO₂(t) jako funkci času stoupaní okamžitou spotřebu kyslíku za časovou jednotku. 3 ©dne výhodné formy provedení může být kontrolní zřízené k tomu, aby z této okamžité stanoveného množství kyslíku, který v kyslíkové lahvi, vypočetlo prognózovanou zbývající nasazení.

nejmenším dávkováním 1,6 L/min ^{S k}?^^aC/· dávkuj ících'konstantně

U zařízení křivky z jejího U zařízení spotřeby kyslíku a ještě zůstává dobu ^U. Jedne výhodné formy provedení je kontrolní zařízení zrizene k tomu, aby porovnávalo základní objemový proud kyslíku s okamžitou spotřebou kyslíku a, když není základní objemový proud menší o předem dané prahové kritérium než o^amzita spotřeba kyslíku, snížilo základní objemový proud působením na zařízení konstantního dávkování. Kontrolní zařízeni může být k tomu například zřízené tak, aby, když zakladni objemový proud není menší o nejméně 20% než okamzita spotřeba kyslíku, snižovalo základní objemový proud tak dlouho, az je toto prahové kritérium splněno.

U jedné výhodné formy provedení je kontrolní zařízení zrizene k tomu, aby z objemu kyslíku ÁVO₂(t) spotřebovaného

-6nositelem dýchací ochrany během nasazeni až do okamžiku t vypočítávalo práci Q(t) konanou nositelem přístroje rovnou Qo-ÁV0₂(t) (přičemž Qo je předem určený fyziologický parametr energetického ekvivalentu s hodnotou asi 20,2 kJ/L(O₂)) nebo prokázaného metabolického výkonu.

Energetickému ekvivalentu Q_o = 20,2 kJ na L 0₂ odpovídá , respiračni kvocient RQ 0,82 (Schmidt/Tews, Physiologie des Menschen, nakladatelství Springer).

V už výše využitém příkladu, ve kterém bylo spotřebováno 160 L kyslíku, to pak odpovídá práci

Q = Qo · Δ V0₂ = 20,2 kJ/L · 160 L - 3.232 kJ.

Toto odpovídá průměrnému metabolickému výkonu

Pmeta = Q/t = 3.232 kJ/100 min = 449 Watt.

Při stupni účinnosti mezi metabolickým a mechanickým výkonem η = 25% vykonal nositel dýchací ochrany mechanický, tělesný výkon P_mech = p_meta · η = 449 Watt · 25% = 112 Watt. U jedné výhodné formy provedení je kontrolní zařízení zřízené k tomu, aby z metabolického výkonu vydaného k nějakému okamžiku vypočítávalo mechanický výkon vydaný nositelem dýchací ochrany.

Metabolický výkon po odečtení mechanického výkonu se přivádí tělu ve formě tepelného výkonu a zvyšuje bezprostředně tělesnou teplotu, která při překročeni fyziologických mezních hodnot, například 39°C může vést ke značným fyziologickým problémům až k výpadkům oběhu případně kolapsům. Odkaz na toto tepelné zatížení může být vytvořen touto jednoduchou kalkulací. Tělesná teplota nositele dýchací ochrany, která je skutečně k dispozici, zde nemůže být přirozeně individuálně vypočítávána, protože je kromě jiného závislá na podmínkách okolí, oblečení a váze nositele. Může být ale dobrý odkaz na to, že nositel dýchací ochrany poskytuje vysoký tělesný výkon a svoji způsobilost k práci ztrácí zvyšováním tělesné teploty a ztrátou vody a elektrolytů. Proti ztrátě elektrolytů a vody se dá působit, když se použije ochranná dýchací maska s picí přípojkou.

U jedné výhodné formy provedení je kontrolní zařízení zřízené k tomu, aby z objemu kyslíku spotřebovaného nositelem dýchací ochrany během nasazení ÁVO₂(t) až do okamžiku t vypočítávalo objem CO₂ vyprodukovaný k tomuto okamžiku nositelem dýchací ochrany VCO₂(t) = RQ -ÁVO₂(t),

-7přičemž RQ je jako respiračni ekvivalent předem stanovený empirický faktor. Tak se může z úbytku tlaku v kyslíkové láhvi také vypočítat produkce C0₂ a tím také spotřeba absorbérového, vápna, která s takovou produkcí C0₂ nastává. Tím je možné nepřímé oznámení spotřeby kapacity patrony dýchacího vápna.

Respiračni kvocient obnáší při středoevropské stravě RQ = °'⁸²( ^to znamená, že s tímto faktorem může být ze spotřebovaného objemu kyslíku vypočítán vyprodukovaný objem CO2:

VCO2(t) = RQ · ÁVO₂(t)

V už uvedeném příkladu, když bylo do okamžiku t vyrobeno 160 L kyslíku, byl vyroben následující objem CO2:

VCO₂(t) = 0,82 · 160L = 131 L.

Tento vyrobený objem CO₂ je absorbován dýchacím vápnem. Proto je kontrolní zařízení zejména zřízené k tomu, aby z objemu ~VCO₂(t)CO₂ vyprodukovaného nositelem dýchací ochrany az do okamžiku t vypočítávalo množství dýchacího vápna spotřebovaného do tohoto okamžiku pro vázání tohoto objemu CO₂^ nebo podle toho vypočítávalo ještě zbývající množství dýchacího vápna v patrone dýchacího vápna.

Dýchací vápno (v podstatě hydroxid vápenatý Ca(OH)₂) má v tomto příkladu tíhu 2,6 kg, přičemž přeměňuje CO₂ na uhličitan vápenatý CaCO₂ a vodu H₂O podle následujícího stechiometrického vzorce:

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCOa + H₂O

Absorpční^kapacita 2,6 kg dýchacího vápna odpovídá asi 180 L CO₂. S každým litrem spotřebovaného kyslíku je vázáno 0,82 L CO₂ v dýchacím vápně a dá se tak stanovit podobný výpočet zbytkové kapacity dýchacího vápna pro kyslík. Množství CO₂ vznikající ze 400 L O₂ obnáší asi 330 L. Dýchací vápno Dráger pro cirkulační přístroje váže teoreticky asi 266 L CO₂/kg. Vázací výkon CO₂ absorbéru CO₂ Dráger z nějakého známého přístroje s asi 2,6 kg dýchacího vápna obnáší podle toho maximálně 692 L CO₂, tedy asi dvakrát tolik, kolik vznikne při látkové výměně 400 L O₂. Stupeň účinnosti použitého Drágerova absorbéru CO₂ obnáší vždy podle rychlosti vydýchání asi 65-75% (450 L - 520 L CO₂) ;

zbývající bezpečnostní rezerva slouží k tomu, aby vyrovnala ztráty kapacity při uskladnění a extrémních klimatických podmínkách (zejména chladu).

-8jedné výhodné formy provedeni je kontrolní zařízení zřízené k tomu, aby provádělo výpočty spotřebovaného kyslíku ÁV02 (J) , vykonané práce Q(t), vyprodukovaného oxidu uhličitého VCO₂(t) nebo spotřebovaného množství dýchacího vápna po celé nasazení až do přítomného okamžiku t společně, přes postupné dílčí intervaly až do okamžiku t opakovaně nebo nepřetržitě v pravou chvíli jako okamžité hodnoty.

U Jedné výhodné formy provedení je v dýchacím okruhu ve směru cirkulace dýchacího plynu po proudu k dispozici patrona dýchacího vápna a před dýchací maskou chladič dýchacího plynu, který chladí dýchací plyn ohřátý v patroně dýchacího vápna chemickými reakcemi, které tam nastávají. Chladíc dýchacího plynu může například vykazovat zásobu ledu v tepelně^ vodivém styku s potrubím dýchacího plynu nebo zásobu nějakého jiného materiálu měnícího fáze, který při změně fázj jímá teplo z okolí a to tak ochlazuje; alternativně jsou také známé jako chladiče dýchacího plynu nucená chlazení dmýcháním.

^U_ jedné výhodné formy provedení je kontrolní zařízení zřízené k tomu, aby z momentálních hodnot nebo z hodnot spotřeby kyslíku nositele dýchací ochrany zjištěných v nějakém časovém intervalu sahajícímu až do přítomného okamžiku nebo z toho odvozených hodnot pro vytváření oxidu uhličitého nebo z minutového objemu dýchání vypočítávalo fyziologickou míru zatížení nositele dýchací ochrany tak, že se aktuální hodnota vloží do vztahu k předem určené hodnotě odpovídající 100% krátkodobé schopnosti výkonu přetrénovaných osob.

Když je od jednotlivého nositele dýchací ochrany známá maximální fyziologická výkonnost, například diky údaji jeho maximální produkce CO₂, která se měří při maximálním tělesném zatížení na ergometru nebo na běhacím pásu asi po 3 minuty až do vyčerpání, pak se z toho může s vypočtenou produkcí CO2 odvodit, jak silně je zatížený. Jinak mohou být použity střední hodnoty průměrně protrénovaných osob.

Z mnoha ergonomických výzkumů je známo, že tělesně trénovaný člověk s přibližně 45% až 55% svojí maximální produkce CO₂ může být zatěžovaný po delší dobu, aniž by byl krátkodobě vyčerpaný. Tělesně trénovaní lidé, jako hasiči a lidé od horské služby, mají například maximální hodnotu CO₂ MaxCO₂ = 4,1 L/min CO2. To odpovídá maximální spotřebě kyslíku MaxO₂ = MaxCO₂/RQ, což v tomto příkladu dává:

MaxO₂ — MaxCO₂RQ =4,1 L/min/0,82 = 5 L/minO₂

-9To by odpovídalo maximálnímu minutovému dýchacímu objemu MaxAMV = 30 L/min AMV/1,45 L/min 0₂ · 5 L/min O₂ = 103 L/min. Tento maximální dýchací objem MaxAMV odpovídá 100 % jeho krátkodobé výkonnosti krátce před vyčerpáním.

^Pri. minutovém objemu dýchání 30 L/min by prokázal fyziologickou míru zatížení PB

PB = 100%/MaxAMV · AMV = 2 9%, což tedy leží ještě pod jeho očekávatelným fyziologickým trvalým zatížením. Je-li fyziologická míra zatížení PB 55% na stupnici od 0 do 10 maximální hodnota, pak 29% odpovídá hodnotě 5,3.

Z fyziologických výzkumů je známý fyziologický index namáhání (PSI)/Physiologische Strain Index/, který rovněž používá stupnici 0 až 10. Hodnoty mezi 5 až 6 jsou považovány za mírné, 7 až 8 za vysoké a 9 až 10 za velmi vysoké. Tato stupnice může být tedy využita a vedoucímu nasazení tak může být oznámeno, jak vysoce je nositel dýchací ochrany fyziologicky zatížený. Budou-li stupnice například opatřeny barvami jako u provozního světelného signálního zařízení, mohla by být oblast od 0 do 4 označena zeleně, od 5 do 8 žlutě a nad 8 červeně, takže informace by byla pro vedoucího nasazení lehce zachytitelná. U výše zmíněného příkladu by měla fyziologická míra zatížení PB s hodnotou 5,3 barvu žlutou.

Vysoká fyziologická zatížení přicházejí s vysokou metabolickou produkcí tepla v těle a s nebezpečím kolapsu z horka, omezením schopnosti výkonu a dehydratací intenzivním pocením. Se zaznamenáváními spotřeby kyslíku atd. možnými se systémy podle vynálezu se dá relativně dobře také odhadnout fyziologické zatížení a nebezpečí hypertermie resp. přehřátí. Při váze 85 kg (95 procent mužů) a metabolickém výkonu 449 Watt, s mechanickým výkonem 110 Watt produkuje člověk minimálně výkon 337 Watt, který zůstává ve formě tepla v těle. Bez zohlednění tepelných ztrát do okolí nemůže s tím zajisté nastat žádné přesné určení buněčné teploty těla, připraví se však cenná informace, která udává tepelné zatížení nositele dýchací ochrany a ukazuje na to, že je potřeba počítat se zvýšenou buněčnou teplotou, zejména když nasazení trvá dlouho a okolí má vysoké teploty a vlhkosti.

Při zahrnutí teploty okolí může toto fyziologické zatížení být ještě korigováno. Například je stoupání tělesné teploty při nízké teplotě okolí značně menší než při vysoké teplotě

-10okolí a zohledněním určité skupiny povolání pracující v průmyslu atd.) fyziologická zatížitelnost, fyziologická míra okolí o určitou částku, zatěžován a jeho 1 formy provedení by podmínky ^Ok?͹' ?^{aké Vlhkost okoli může} být spoluzačleněna, která má velký vliv na zvýšení buněčné teploty. Jedna další veličina diív^UISO 7730^elhf klečení, která může být dnes ^y , ohledne svoji tepelné a vlhkostní propustnosti stanovena velmi přesně. Tepelně izolující a vlhkost nepropouštějící oblečení vede ke zvýšené tělesné teplotě při s ejnem yziologickém zatížení než oblečení odvádějící dobře teplo a^ propustné pro vlhkost.θJednoduchým měřením podmínek parametrů oblečení, které jsou pro (jako požárníky, pyrotechniky, známé, může být také přizpůsobena Například zatížení PB 55% :

protože tělesná teplota

- - 2 okolí _ čidlo a případně také senzor vlhkosti.

se také může zvýšit při nižší teplotě nositel může být déle stoupá pomaleji. U této zaznamenávalo teplotní ---· Tato funkce by mohla zároveň zohledňovat přídavný údaj o vlastnostech oblečení.

^^S°^{U U} j^edné výhodné formy provedení k dispozici okolí a/nebo vlhkosti zřízené k tomu, aby do výpočtu zatížení vtáhlo teplotu okolí a/nebo snímače pro zaznamenávání teploty okolí. Kontrolní zařízení je fyziologické míry vlhkost okolí.

Dále je podle toho zařízeni zřízené k oblečeni tepla a/nebo vlhkosti, < fyziologické míry zatížení.

u jedné výhodné formy provedení kontrolní k tomu, aby udržovalo uložené informace nositele dýchací ochrany ohledně propustnosti aby je pak vtáhlo do výpočtu jedne výhodné formy provedení je kontrolní zařízení ^{k tOmU/ aby} Připravovalo uložené informace k výskytu o adice dýchacího plynu a popřípadě k jeho chladícím schopnostem. Když není k dispozici žádný chladič dýchacího plynu, omezuje se~ informace ohledně chlazení dýchacího plynu na informaci, je není žádný chladič dýchacího plynu ispozici. Když informace ohledně chlazení dýchacího plynu o sáhuji údaj, že je chladič dýchacího plynu k dispozici, mohou byt případně připraveny informace k jeho chladícím schopnostem,· k tomu mohou patřit informace ohledně celkové chladicí . kapacity, ohledně přenášené tepelné energie za oasovou jednotku nebo ještě zbývající chladící kapacity. Takové informace k chlazení dýchacího plynu mohou být kontrolním zařízením zahrnuty do výpočtu fyziologické míry zatížení. ⁷

-11U jedné výhodné^ formy provedeni je kontrolní zařízení integrované do dýchacího ochranného přístroje s cirkulací. Tento dýchací ochranný přístroj s cirkulací je pak opatřený udají, aby nositele dýchací ochrany informoval ohledně spotřeby kyslíku, produkce oxidu uhličitého nebo spotřeby dýchacího vápna. Tyto údaje mohou zahrnovat optická, akustická nebo hmatová kontrolní zařízení. V případě kontrolního zařízení integrovaného do dýchacího ochranného přístroje s cirkulací může být dýchací ochranný přístroj s cirkulací dále opatřený radiovými přenosovými zařízeními, která přenášejí výsledky kontrolního zařízení k nějakému odlehle ležícímu přijímači, například nějaké řídící centrále nasazení.

Alternativně může být kontrolní zařízení zařízení oddělené od dýchacího ochranného přístroje s cirkulací, přičemž dýchací' ochranný přístroj s cirkulací je opatřený rádiovým zařízením spojeným s tlakovým snímačem, kterým mohou být hodnoty tlaku tlakového kyslíku v kyslíkové láhvi přenášeny k vzdáleně ležícímu kontrolnímu zařízení. Vynález bude v následujícím popsán na základě jednoho příkladu provedení ve spojení s výkresem, který na γ/' obr. 1 ukazuje schematické blokové schéma zapojení dýchacího ochranného přístroje s cirkulací s kontrolním zařízením.

Dýchací' ochranný přístroj 1 s cirkulací s kontrolním zařízením vykazuje dýchací masku 2_, od které vede dýchací okruh nejdříve dále vydechovaní trubicí 3 k patroně 4 dýchacího vápna jako absorbéru C0₂. Přes dýchací vak 5 zatížený pružinou se vytvářejí protiplíce a dýchací plyn teče skrze dýchací vak 5 a dále k chladiči 6 dýchacího plynuj ve kterém se dýchací plyn ohřátý v patroně 4 dýchacího vápna zase chladí. Dýchací okruh se pak uzavírá přes nadechovací trubici J_, která zase vede zpátky k dýchací masce 2. Chladič dýchacího plynu, jak může být k dispozici v tomto příkladu provedení, však není pro předložený vynález nutný.

V' nadechovacím traktu se přes zařízení _8 konstantního dávkování přidává konstantně v dávkách kyslík. Když přiváděné množství kyslíku nepostačuje nebo se nějakou netěsností dýchací plyn ztrácí, pružinou zatížený dýchací vak 5 kolabuje a uvádí do činnosti minimální ventil 9, který dává k dispozici kyslík s vysokým objemovým proudem a rychle opět dýchací vak 5 naplní. Když se spotřebovává méně kyslíku než se přivádí přes konstantní dávkování 8, naplňuje se dýchací vak _5 vydatněji a tlačí proti maximálnímu ventilu

-12 1?'. ^kt-t^{rý přebytečny} dýchací plyn odpouští před patronou dýchacího vapna do okolí, p systému _pcT_{dle V}y_n-_lezu je jšak ritem konstantního dávkování zařízené tak, že přiváděný o jemoyy proud kyslíku leží bezpečně pod spotřebou kyslíku ne-trzene osoby takže čas od času se musí vést z kysl tove k^Hk/Tb ^ralnlmálnl ^«11 do dýchacího vaku ý vije S ÚČČ Přivádělo dost kyslíku. V každém případě je

Jištěno, ze se kyslík přiváděný z kyslíkové láhve 11 vydychá a nebude se odevzdávat do okolí. —

Zařízení ý konstantního dávkování napájeny z kyslíkové láhve 11, snímačem 12. ' e minimální ventil 9 jsou která je spojená s tlakovým

Kontrolní zařízení značkami 13 až se skládá z komponent — .15. Ve vyhodnocovací zaznamenávají naměřené hodnoty tlakového < časový průběh spotřeby kyslíku.

J nositeli dýchací aktuální tlak kyslíku, a nasazení, která Přes rádiovou jednotku 15 k řízení přijímány a Ve vyhodnocovací mohou být rovněž ohlašovány spotřeba kyslíku a zbývající doba z toho se vypočítává < indikaci 14 mohou být různé informace, asi spotřeba kyslíku a neměnící rmohou být v přijímací vyhodnocovací v řízení tlaky, která je vývoj ové nasazení důležité dýchací sdělovat fyziologickém zatížení středním zatížení žluté se musí počítat s tím, ukazovány jako < ’ ' ’ zbývající doba se spotřebě k dispozici.

zasílány .

se vztahovými jednotce 13 se snímače 12 v čase a . . Přes ochrany aktuální j e při tyto údaje j ednotce j ednotce nasazení aktuální :

k dispozici. Tyto hodnoty mohou být také tendence. Kromě toho tam mohou být také sdělovány, například ve formě světelného odkazy na fyziologické a tepelné zatížení ochrany. Například se fyziologické z_ barevným kódováním (světelným návěstím).

nasazení a indikovány jednotce aktuální nasazení, ve formě řídícímu návěstí, nositele zatížení může ,. Při nižším je světelné návěstí zelené, při a při vysokém zatížení červené, když .že toto nasazení tepelnemu zatížení nebo dokonce k vvčernóní a Xtírr?^{a nositei dýchaci} aa jbZrZo opustit. Toto jsou všechno nositele dýchací ochrany samotného, řídící nasazení. Tyto systémem podle vynálezu, veškerý kyslík vydávaný tedy přes měření vypočítáváno se pak dají odvodit další data spotřeba dýchacího vápna atd.

okruhu a zaznamenáváno a z čehož tam ve že toto nasazení vede k vysokému ¹ nasazení musí

---- ----ožení důležité informace jak pro tak také pro zodpovědné informace mohou být zaznamenávány protože v tomto systému se vydýchá 7. kyslíkové láhve 11 do dýchacího tlakového poklesu může být množství vydýchaného kyslíku, -- -----¹ jako produkce C0₂,

Claims (19)

1. patentové nároky

   1. Systém z dýchacího ochranného přístroje kontrolního zařízení (13-15) pro něj, ochranný přístroj vykazuje: (1) s cirkulací a přičemž dýchací dýchací masku (2), dýchací okruh, který vede od dýchací masky vydechovací trubici (3), patronu (4) dýchacího vazaniC02, dýchací vak (5) zatížený pružinou a trubici (7) zpět k dýchací masce, (2) přes vápna pro nadechovací kyslíkovou láhev (11) _s tlakovým kyslíkem, která je přes zařízeni (8J konstantního dávkování spojená s dýchacím ~ru em a pres minimální ventil (9) s dýchacím vakem (5) pricemz. minimální ventil (9) je zařízený k tomu, aby sé v reakci na splasknuti dýchacího vaku na základě nedostatku dýchacího plynu v dýchacím okruhu otevřel a tak dýchací vak _Ί ?^ln11 kyslíkem z kyslíkové láhve (11) až do jeho naplněni, ^J a tlakový snímač (12) na zaznamenávání tlaku v kyslíkové 18nvi (11), vyznačující se tím ze zařízení (8) konstantního dávkování je aby dýchacímu okruhu přidávalo kyslík s objemovým proudem, který je menší než potřeba kyslíku nezatíženého člověka, a zřízené k tomu, nízkým základním střední objemová že kontrolní zařízení (13-15) je zřízené k tomu, aby z okamžité hodnoty tlaku dodané od tlakového snímače (12) a z hodnoty výchozího tlaku tlakového kyslíku v kyslíkové a vi na zacatku nasazení vypočítávalo množství kyslíku spotřebovaného dýcháním nositele přístroje a množství kyslíku zůstávajícího ještě v kyslíkové láhvi (12).
2. 2. System z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního, zařízení podle nároku 1, vyznačuj ící ^{S e} t í m, že kontrolní zařízení (13-15) je zřízené k tomu, aby z objemové křivky spotřebovaného kyslíku ÁVO₂(t) jako funkce času vypočítávalo z jejího stoupání okamžitou spotřebu kyslíku za časovou jednotku.
3. 3. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle nároku 2, vyznačuj lei ^{s e} t i m, že kontrolní zařízení (13-15) je zřízené k°tomu, aby z okamžité spotřeby kyslíku a množství kyslíku zůstávajícího ještě v kyslíkové láhvi vypočítávalo prognózovanou zbývající dobu nasazení.
4. 4. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle nároku 2 nebo 3, vyznaču^c/ ^{3 e} t i m, že kontrolní zařízení (13-15) je zřízené k tomu, aby porovnávalo základní objemový proud s okamžitou spotřebou kyslíku a, když základní objemový proudnení o předem dané prahové kritérium menší než okamžitá spotřeba kyslíku, snížilo základní objemový proud působením na zařízení konstantního dávkování.
5. 5. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle některého z předcházejících nároků,vyznačující se tím, že kontrolní zařízeni (13-15) je zřízené k tomu, aby z objemu kyslíku AVO₂(t) spotřebovaného nositelem dýchací ochrany během nasazení do okamžiku (t) vypočítávalo práci Q(t) = Qo · ÁVO₂(t) (přičemž Q_o je předem určený fyziologický parametr energetického ekvivalentu s hodnotou asi 20,2 kJ/Litr(O₂)) nebo podaný metabolický výkon.
6. 6. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle nároku 5, vyznačuj íci ³ ® t í m, že kontrolní zařízení (13 — 15) je zřízené k tomu, aby z metabolického výkonu podaného do nějakého okamžiku vypočítalo mechanický výkon podaný nositelem dýchací ochrany.
7. 7. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že kontrolní zařízení (13-15) je zřízené k tomu, aby z objemu kyslíku AVO₂(t) spotřebovaného nositelem dýchací ochrany během nasazení do okamžiku (t) vypočítalo objem CO₂ vyprodukovaný nositelem dýchací ochrany do tohoto okamžiku

   -15VCC>2(t) - RQ -AV02(t), přičemž RQ je předem empiricky určený faktor jako respiračni ekvivalent.
8. 8. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle nároku 7, vyznačuj ící s θ t í m, že kontrolní zařízení (13-15) je zřízené k tomu, aby z objemu VCO₂(t) kysličníku uhličitého vyprodukovaného nositelem dýchací ochrany do okamžiku (t) vypočítávalo množství dýchacího vápna pro vázání tohoto objemu C0₂ spotřebovaného do tohoto okamžiku nebo vypočítávalo podle toho množství dýchacího vápna zbývajícího ještě v patroně dýchacího vápna.
9. 9. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle některého z nároků 5 až 8, vyznačující se tím, že kontrolní zařízení (13— 15) je zřízené k tomu, aby provádělo výpočty spotřebovaného kyslíku ÁVO₂(t), vykonané práce Q(t), vyprodukovaného kysličníku uhličitého VCO₂(t) nebo spotřebovaného množství dýchacího vápna po celé nasazení až po přítomný okamžik (t) včetně, po průběžné dílčí časové intervaly až do okamžiku (t) opakovaně, nebo průběžně v reálném čase jako okamžité hodnoty.
10. 10. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že v dýchacím okruhu je po proudu za patronou (4) dýchacího vápna a před dýchací maskou (2) k dispozici chladič (6) dýchacího plynu.
11. 11. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že kontrolní zařízení (13-15) je zřízené k tomu, aby z okamžitých hodnot nebo z hodnot spotřeby kyslíku nositele dýchací ochrany zjištěných v časovém intervalu sahajícím až do přítomného okamžiku nebo z toho odvozených hodnot pro produkci oxidu uhličitého nebo minutového dechového objemu vypočítávalo fyziologickou míru zatížení nositele dýchací ochrany.
12. 12. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle nároku 11, vyznačující ® θ t í m, že kontrolní zařízení (13-15) je zřízené k tomu, aby vypočítávalo fyziologickou míru zatížení, z okamžitých nebo z hodnot spotřeby kyslíku nositele dýchací ----- z ’ časový interval sahající až do z toho odvozených hodnot produkce z minutového dýchacího objemu . ochrany tak, že ochrany zjišťovaných po přítomného okamžiku nebo kysličníku uhličitého nebo fyziologickou míru zatížení nositele dýchací ochrany tak, se aktuální hodnota uvede do vztahu k předem určené hodnotě odpovídající 100% krátkodobé schopnosti výkonu trénovaných osob.
13. 13. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle nároku 11 nebo 12, vyznačuJ ^c í ^{s e} t i m, že jsou k dispozici snímače pro zjišťování teploty okolí a/nebo vlhkosti okolí a že kontrolní zařízení (13-15) je zřízené k tomu, aby do výpočtu fyziologické míry zatížení tuto teplotu okolí a/nebo vlhkost okolí zahrnulo.
14. 14. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle některého z nároků 11 až 13, v yznacujici se t 15) je zřízené k tomu, aby k oblečení nositele dýchací tepla a/nebo vlhkosti a že zřízené k tomu, aby tyto propustnosti tepla a/nebo fyziologické míry zatížení.

    í m, že kontrolní zařízení (13připravovalo uložené informace ochrany ohledně propustnosti kontrolní zařízení (13-15) je informace o oblečení ohledně vlhkosti zahrnulo do výpočtu
15. 15. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle některého z nároků 11 až 13, v y značující se tím, že kontrolní zařízení (1315) je zřízené k tomu, aby připravovalo uložené informace k výskytu chladiče dýchacího plynu a případně k jeho chladící schopnosti a že je toto kontrolní zařízení (13-15) zřízené k tomu, aby do výpočtu fyziologické míry zatížení tuto informaci ohledně chlazení dýchacího plynu zahrnulo.
16. 16. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle některého z předcházejících

    -17nároků, vyznačující se tím, že kontrolní zařízení (13-15) je integrované do dýchacího ochranného přístroje (1) s cirkulací a tento dýchací ochranný přístroj s cirkulací je zřízený k tomu, aby výsledky kontrolního zařízení sděloval nositeli dýchací ochrany přes vizuální, akustická nebo hmatová indikační zařízení.
17. 17. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle nároku 16, vyznačuj ící ^{s e} t i m, že dýchací ochranný přístroj s cirkulací je vybavený rádiovým přenosovým zařízením (15), aby mohl přenášet výsledky kontrolního zařízení ke vzdáleně ležícímu přijímači.
18. 18. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle některého z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že kontrolní zařízení je zařízení (16, 17) oddělené od dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a že dýchací ochranný přístroj s cirkulací je opatřený rádiovým zařízením (15) spojeným s tlakovým snímačem (12), kterým se mohou přenášet hodnoty tlaku tlakového kyslíku v kyslíkové láhvi ke kontrolnímu zařízení.
19. 19. Systém z dýchacího ochranného přístroje s cirkulací a kontrolního zařízení podle nároku 18, vyznačuj ící ^{s e} t í m, že kontrolní zařízení je opatřené vizuálním nebo akustickým indikačním zařízením pro oznamování hodnot zjištěných kontrolním zařízením.