DE1181551B - Vorrichtung zum Regeln des Gasdruckes unter Atemschutzmasken von Hoehenatemgeraeten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: A 62 b

Deutsche Kl.: 61 a -29/04

Nummer: Γ18Ϊ55Ι

Aktenzeichen: 6=57844 V /61 a

Anmeldetag: 13. Mai 1960

Auslegetag: 12. November 1964

Es ist eine Vorrichtung zum Regeln das Gasdrukkes unter Atemschutzmasken von Höhenatemgeräten bekannt, die ein Ausatemventil aufweist, das in Schließrichtung durch den Druck in einer Steuerkammer belastet ist. Die Steuerkammer ist mit der Gegendruckkammer der Steuermembran der lungengesteuerten Atemgaszuführungsvorrichtung verbunden. Die Gegendruckkammer wird über eine Drosselöffnung mit unter Druck stehendem Gas gespeist und steht über eine Bohrung mit der umgebenden Luft in Verbindung, vor der ein Ventil angeordnet ist, das den Druck in der Gegendruckkammer steuert und erst durch eine Feder in der geöffneten Stellung gehalten ist. Erst bei Überschreiten einer bestimmten Höhe wird sein Verschlußkörper infolge Belastung mit Druckgas in die Schließstellung verschoben.

Wenn bei derartigen Vorrichtungen Undichtheiten auftreten, insbesondere beim Übergang von einer Höhe mit lungengesteuerter Atemgaszufuhr zu einer Höhe, in der eine Zwangsbeatmung erforderlich ist, kann unter der Atemschutzmaske nicht mehr dei Mindestsicherheitsüberdruck aufrechterhalten werden, da ein Teil des zugeführten Atemgases abströmt und bei Zwangsbeatmung die Atemgaszuführvorrichtung nicht mehr auf den Einatemsog anspricht. In diesem Fall ist der Träger einer solchen Maske der Gefahr des Erstickens ausgesetzt.

Die Erfindung betrifft eine solche Vorrichtung zum Regeln des Gasdruckes unter Atemschutzmasken von Höhenatemgeräten mit einem Ausatemventil, das auf seiner Außenseite von dem Druck in der Gegendruckkammer der Steuermembran einer lungengesteuerten Atemgaszuführungsvorrichtung belastet ist, die über eine Drosselöffnung mit Druckgas gespeist wird und mit der umgebenden Luft über eine Öffnung in Verbindung steht, die mit einem den Druck in der Kammer steuernden Ventil versehen ist. Mit der Erfindung wird bezweckt, den oben geschilderten Nachteil der bekannten Vorrichtung dieser Art zu beseitigen. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Verschlußkörper des Ventils in Schließrichtung durch eine Feder belastet ist und daß eine Barometerdose angeordnet ist, die den Verschlußkörper bei sinkendem Druck der umgebenden Luft zusätzlich belastet. Durch die Feder ist das Ventil stets in Schließrichtung belastet. Der Schließdruck wird so bemessen, daß in der Gegendruckkammer immer ein so großer Überdruck herrscht, daß die Steuermembran die Atemgaszuführungsvorrichtung dauernd so weit offen hält, daß diese die zum Ausgleich von Druckverlusten erforderliche Atem-Vorrichtung zum Regeln des Gasdruckes unter
Atemschutzmasken von Höhenatemgeräten

Anmelder:

The Bendix Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:
John William Henneman, ·
Rock Island, JU. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität: _:

V. St. v. Amerika vom 14. Mai 1959 (813 250) -

gasmenge abgibt. Bei Überschreiten einer bestimmten Höhe wird der Verschlußkörper dann zusätzlich durch die Barometerdose belastet.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung besteht darin, daß der Verschlußkörper des Ausatemventils mit einer vom Druck in der Gegendruckkammer beaufschlagten Membran verbunden ist, deren vom Druck beaufschlagte Fläche im Verhältnis zu der vom Druck unter der Atemschutzmaske beaufschlagten Fläche des Verschlußkörpers des Ausatemventils so bemessen ist, daß die Membran den Verschlußkörper bei jedem Außendruck in Schließrichtung belastet.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert.

In der Zeichnung ist nur der vordere Teil 10 der Atemschutzmaske dargestellt, an dem das Gehäuse 12 der Vorrichtung zum Regeln des Gasdruckes befestigt ist. Die Vorrichtung weist einen Stutzen 13, der mit einer nicht dargestellten: Atemgasquelle verbunden ist, und eine Einatemkammer 28 auf. Das Ausatmen erfolgt über eine wesentlich kleinere Ausatemkammer 62, das Ausatemventil 60 und die beiden Öffnungen 63 und 64 in dem Gehäuse 12 bzw. der Maske.

Das Atemgas strömt unter Druck durch den Atemgaszuführungskanal 17 in dem Stutzen 13 in eine Kammer 18 ein, die von einer Membran 16 abgeschlossen ist, die längs ihres'-Randes in dem Gehäuse befestigt ist und auf einem Sitz 15 aufliegt.

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Durch den Gasdruck wird die Membran 16 angehoben, so daß das Atemgas durch einen ringförmigen Kanal 32 in die Einatemkammer 28 und von dort zur Maske strömen kann. Die Membran 16 ist in ihrer Mitte mit einer Drosselöffnung 19 versehen, durch die das Atemgas in eine Gegendruckkammer 20 gelangt. Hier herrscht nach einer gewissen Zeit der gleiche Druck wie in der Kammer 18. Da die Fläche der Membran 16, auf die der Gegendruck wirkt, größer ist als die vom Gasdruck in der Kammer 18 beaufschlagte Fläche, wird die Membran bei Druckgleichheit auf beiden Seiten gegen ihren Sitz 15 gepreßt.

Der Druck in der Gegendruckkammer 20 wird durch Betätigen eines Ventils 24 geändert, das an einem Kanal 22 angeordnet ist, der die Gegendruckkammer 20 mit einer Steuerkammer 23 verbindet, die über einen Kanal 29 mit der Einatemkammer 28 in Verbindung steht. Das Ventil 24 wird über einen Hebel 25 durch eine Steuermembran 27 gesteuert, die die Steuerkammer 23 abschließt und lungenbetätigt ist. Atmet der Maskenträger ein, so entsteht in der Einatemkammer 28 ein Druckabfall, der sich über den Kanal 29 in die Steuerkammer 23 fortpflanzt, wodurch sich die Steuermembran 27 zur Steuerkammer hin durchbiegt und dadurch das Ventil 24 öffnet, so daß das Atemgas, das sich in der Gegendruckkammer 20 angesammelt hat, zur Maske strömen kann. Gleichzeitig verringert sich dadurch der Gegendruck auf die Membran 16 so weit, daß diese sich von ihrem Sitz 15 abhebt. Infolgedessen strömt Atemgas über den ringförmigen Kanal 32 in die Einatemkammer 28 und von dort zur Maske. Durch die lungenbetätigte Steuerung der Atemgaszuführungsvorrichtung ist die Menge des beim Einatmen zugeführten Atemgases der Atemtiefe des Maskenträgers proportional.

Der beim Beendigen des Einatmens unter der Maske entstehende Überdruck hebt dann die Steuermembran 27 wieder. Dadurch wird über das Ventil 24 der Kanal 22 verschlossen. Nun entsteht in der Gegendruckkammer 20 wieder ein Druck, durch den die Membran 16 erneut gegen ihren Sitz 15 gepreßt wird.

Beim Ausatmen ist das Ausatemventil 60 geöffnet, damit die Ausatemluft über die öffnungen 63 und 64 nach draußen abströmen kann.

Bekanntlich muß das Atemgas oberhalb einer gewissen Höhe den Lungen des Maskenträgers unter Überdruck zugeführt werden. Es ist weiter wünschenswert, auch bei niedrigen Höhen einen leichten Überdruck unter der Maske aufrechtzuerhalten, um so den Atemgasverlust durch Undichtheiten auszugleichen. Zu diesem Zweck wird in der Gegendruckkammer 38 für die Steuermembran 27 ein änderbarer Überdruck aufrechterhalten. Die Gegendruckkammer 38 ist einerseits über einen Kanal 40 und eine Drosselöffnung 39 mit dem Atemgaszuführungskanal 17 und andererseits über ein Ventil, eine Kammer 45 und öffnungen 46 mit der umgebenden Luft verbunden. Der Verschlußkörper 43 des Ventils wird durch eine schwache Feder 50 auf seinen Sitz gepreßt. In der Kammer 45 ist weiter eine Barometerdose 51 angeordnet, die mit einem Gewindestift 52 in dem Gehäuse 12 befestigt und in der gewünschten Stellung durch eine Gegenmutter 53 blockiert ist. Der dem Verschlußkörper 43 zugewandte Boden der Barometerdose ist mit einem Nocken 54 versehen, der die Bewegung des Verschlußkörpers begrenzt. Der Druck in der Gegendruckkammer 38 hängt ab von der Geschwindigkeit, mit der das Gas aus dieser Kammer durch die öffnung 41 entweicht. Bei Höhen unterhalb einer bestimmten Grenze, die durch Verstellen der Barometerdose 51 in der Kammer 45 geändert werden kann, wird der Verschlußkörper 43 nur durch die Kraft der Feder 50 am Abheben gehindert. Der dann in der Gegendruckkammer 38

ίο herrschende geringe Überdruck drückt die Steuermembran 27 dauernd leicht nach innen und öffnet das Ventil 24 ein wenig. Dadurch ist auch die Membran 16 leicht von ihrem Sitz 15 abgehoben, so daß dauernd eine geringe Gasmenge in die Maske einströmt, die dort einen die Gasverluste durch Undichtheiten ausgleichenden Überdruck aufrechterhält.

Oberhalb der Höhe, auf die die Barometerdose 51 eingestellt ist, verhindert der Nocken 54 mit einer Kraft, die mit der Höhe ansteigt, daß der Verschlußkörper 43 sich von seinem Sitz abhebt. Infolgedessen herrscht in der Kammer 45 ein beträchtlicher Druck, der die Steuermembran 27 nach innen drückt und das Ventil 24 stärker öffnet. Die Membran 16 ist dann mehr angehoben, so daß das Innere der Maske unabhängig von der Atemtätigkeit des Maskenträgers unter Überdruck steht.

Wie sich aus den vorstehenden Ausführungen ergibt, arbeitet die Vorrichtung zum Regeln des Gasdruckes in allen Höhen. Sie hält in niedrigen Höhen einen leichten Sicherheitsüberdruck aufrecht, bei dem trotzdem das Atemgas noch entsprechend der Atemtätigkeit des Maskenträgers zugeführt wird; in großen Höhen wird das Atemgas dann unter einem mit der Höhe zunehmenden Überdruck zugeführt. Dies wird dadurch erreicht, daß der Verschlußkörper 43 des Ventils vor der öffnung 41 in der Gegendruckkammer 38 unterhalb einer bestimmten Höhe unabhängig von der Barometerdose51 arbeitet und nur durch die gleichbleibende Kraft der Feder 50 belastet ist. Der Druck, bei dessen Unterschreiten dann die Barometerdose das Ventil am öffnen hindert, liegt z. B. bei etwa 0,24 kp/cm². Die Feder 50 übt auf den Verschlußkörper 43 einen Druck von etwa 7 p/cm² und die Barometerdose 51 eine zusätzliche Kraft von 233 p/cm² aus. Diese Werte, entsprechen bestimmten Vorschriften für den Fall, daß der Maskenträger einen Druckanzug trägt.

Der Druck in der Gegendruckkammer 38, der von den durch das Einatmen und das Ausatmen hervorgerufenen Druckschwankungen unabhängig ist, wird mit dazu verwendet, das Ausatemventil 60 zu schließen. Dadurch soll sichergestellt werden, daß in allen Höhen, also sowohl bei lungengesteuerter Atemgaszufuhr als auch bei Druckatmung, die Kraft, die der Maskenträger beim Ausatmen aufwenden muß, um das Ventil zu öffnen, ein gewisses Maß nicht überschreitet, damit eine schädliche Übermüdung des Benutzers verhindert wird.

Zu diesem Zweck ist der Verschlußkörper 61 des Ausatemventils 60 über eine Stange 67 mit einer Membran 66 verbunden, die einen Kanal 65 abschließt, der zur Gegendruckkammer 38 führt. Die dem Kanal entgegengesetzte Fläche der Membran 66 ist wie die ihr gegenüberliegende Fläche des Verschlußkörpers 61 über die öffnungen 63 und 64 vom äußeren Druck beaufschlagt. Zwischen dem Verschlußkörper 61 und einem Vorsprung im Gehäuse 12 ist eine Feder 70 angeordnet, die das Ausatem-

ventil 60 in Schließrichtung belastet. Die vom Druck in der Gegendruckkammer beaufschlagte Fläche der Membran 66 und die vom Druck unter der Atemschutzmaske beaufschlagte Fläche des Verschlußkörpers stehen in einem Verhältnis zueinander, das dem Verhältnis der Drücke in der Kammer und unter der Maske entspricht. Dadurch ist die den Verschlußkörper 61 belastende Schließkraft dem Druck in der Gegendruckkammer 38 und damit dem mittleren Druck unter der Maske proportional.

IO

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Regeln des Gasdruckes unter Atemschutzmasken von Höhenatemgeräten mit einem Ausatemventil, das auf seiner Außenseite von dem Druck in der Gegendruckkammer der Steuermembran einer lungengesteuerten Atemgaszuführungsvorrichtung belastet ist, die über eine Drosselöffnung mit Druckgas gespeist wird und mit der umgebenden Luft über eine öffnung in Verbindung steht, die mit einem den Druck in der Kammer steuernden Ventil versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (43) des Ventils in Schließrichtung durch eine Feder (50) belastet ist und daß eine Barometerdose (51) angeordnet ist, die den Verschlußkörper (43) bei sinkendem Druck der umgebenden Luft zusätzlich belastet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (61) des Ausatemventils mit einer vom Druck in der Gegendruckkammer beaufschlagten Membran (66) verbunden ist, deren vom Druck beaufschlagte Fläche im Verhältnis zu der vom Druck unter der Atemschutzmaske beaufschlagten Fläche des Verschlußkörpers (61) des Ausatemventils (60) so bemessen ist, daß die Membran (66) den Verschlußkörper (61) bei jedem Außendruck in Schließrichtung belastet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1172 206.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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