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Ausatemventil für Höhenatemgeräte Die Erfindung betrifft ein Ausatemventil
für Höhenatemgeräte, bei dem an der dem Atemraum entgegengesetzten Seite des Ventilverschlußkörpers
eine Gegendruckkammer angeordnet ist, die über eine Zweigleitung mit der Atemgasquelle
in Verbindung steht und eine bewegliche, auf den Ventilverschlußkörper einwirkende
Wand aufweist und in der eine den Verschlußkörper in Schließrichtung belastende
Feder angeordnet ist.
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Ausatemventile für Höhenatemgeräte, bei denen unter der Maske ein
bestimmter Druck aufrechterhalten werden muß, weisen eine Gegendruckkammer auf,
die über eine Zweigleitung mit der Sauerstoffzufuhrleitung verbunden ist und den
Ventilverschlußkörper in Schließrichtung belastet. Die Kammer besteht z. B. aus
einem Faltenbalg, der zugleich den Verschlußkörper des Ausatemventils bildet. Sie
wird bei Überdruck unter der Maske aus der das Ventil geschlossen haltenden Stellung
in eine den Ventilsitz und damit das Austreten der Ausatemluft freigebende Stellung
bewegt.
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Wenn ein Flugzeug in Höhen fliegt, in denen gegenüber der Außenluft
ein Überdruck aufrechterhalten werden muß, kann bei solchen Ausatemventilen bei
einem plötzlichen Druckabfall in der Kabine keine Luft aus den Atemwegen durch das
Ventil abströmen. Während eines derartigen Druckabfalls dehnen sich nämlich die
Gase in der Lunge aus. Wenn nun das Verhältnis der Drücke bezogen auf den Anfangsdruck
einen bestimmten Wert überschreitet, so kann eine Anpassung nicht ohne Schäden für
die Lunge erfolgen. Deshalb ist es zum Vermindern der Wahrscheinlichkeit von Lungenschäden
bei schnellem Druckabfall erforderlich, für eine Entlüftung des Atemwegs während
des Druckabfalls zu sorgen. Wenn der Druckabfall in der Kabine sehr schnell eintritt,
beispielsweise innerhalb von 0,1 sec, hält das Ausströmen aus den Atemwegen
noch einige Zeit nach Beendigung des Druckwechsels an. über diesen Zeitraum sollte
die Entlüftung möglich sein.
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Es ist bereits der Vorschlag bekanntgeworden, derartige Ausatemventile
dadurch zu verbessern, daß man die Gegendruckkammer mit einem Überdruckventil versieht,
das sich öffnet, wenn der Gegendruck über einen bestimmten Größtwert ansteigt, und
den überschüssigen Druck nach außen entweichen läßt. Ein solches Ventil, welches
ein Ansteigen des Drucks in der Maske über ein gewünschtes Maß im Falle einer fehlerhaften
Arbeitsweise oder einer Fehleinstellung der Atemgaszuführungsvorrichtung verhindert,
ermöglicht jedoch keine sofortige Entlüftung der Lungen und der Atemwege, wenn der
Kabinendruck plötzlich fällt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ausateraventil der eingangs
genannten Art so zu verbessern, daß es die vorstehend angegebene Forderung erfüllt.
Die Lösung besteht erlindungsgemäß darin, daß die Gegendruckkammer mit einem Druckablaßventil
versehen ist, dessen Betätigungsmittel vom Druck der umgebenden Luft gesteuert und
derart ausgebildet sind, daß sie das Ventil bei plötzlichem Abfall des Luftdrucks
öffnen und es nach einem kurzen Zeitraum wieder schließen.
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Das bei einem plötzlichen Luftdruckabfall geöffnete Druckablaßventil
läßt Druck aus der Gegendruckkammer ab. Infolgedessen kann sich das Ausaternventit
öffnen. Die hierdurch geschaffene Verbindung zwischen Maske und der umgebenden Luft
ermöglicht ein freies Ausströmen der Luft aus den Atemwegen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Druckablaßventil
von einer Membran gesteuert, die eine Steuerkammer in zwei Räume unterteilt, von
denen der eine mit der umgebenden Luft in offener Verbindung und der andere über
eine Drosselöffnung in Verbindung steht.
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Bei einem solchen Ausatemventil wird während eines schnellen Abfalls
des Außendrucks in dem zweiten Raum gegenüber dem ersten Raum ein im Verhältnis
höherer Druck aufrechterhalten. Der so hervorgerufene Druckunterschied verschiebt
die Membran, wodurch das Druckablaßventil geöffnet wird. Es empfiehlt sich, ein
solches Druckablaßventil
mit einer es in Schließrichtung belastenden
Feder zu versehen.
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Die Gegendruckkammer, in der die Membran untergebracht ist, grenzt
vorzugsweise unmittelbar an den mit der umgebenden Luft in offener Verbindung stehenden
Raum der Steuerkammer an. Das Druckablaßventil ist dann als Tellerventil ausgebildet,
dessen Ventilteller in der Gegendruckkammer angeordnet und über einen die Trennwand
zwischen der Gegendruckkammer und dem an sie angrenzenden Raum der Steuerkammer
durchsetzenden Ventilstößel mit der Membran in der Steuerkammer verbunden ist.
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Ferner ist es vorteilhaft, zwischen dem Verschlußkörper des Ausatemventils
und der beweglichen Wand der Gegendruckkammer eine Druckfeder anzuordnen.
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Alle metallenen Teile des Ventils sind zweckmäßig aus leichten Metallegierungen
hergestellt.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt Fig.
1 einen schematischen Schnitt durch das erste Ausführungsbeispiel und F i
g. 2 teils eine Ansicht und teilweise einen Schnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel.
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Das Ausaternventil nach F i g. 1 weist ein zylindrisches Ventilgehäuse
11 mit einer Abschlußkappe 12 auf. Sein Ventilsitz ist mit 13 bezeichnet.
Die Gegendruckkammer 18 besteht aus einer Trennwand 16
und einer Membran
15, an der der Ventilverschlußkörper 14 befestigt ist. Zur Druckausgleichskammer
führt eine Zufuhrleitung 19 für Sauerstoff oder ein Luft-Sauerstoff-Gemisch,
welches den Druck in der Kammer herstellt. Der Ventilverschlußkörper 14 wird von
einer schwachen Feder 20 gegen den Ventilsitz 13 gedrückt und sperrt den
Innenraum 21 gegen die Luftaustrittsöffnungen 22 ab, die rings um das Ventilgehäuse
11 verteilt angeordnet sind.
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Die von der Trennwand 16 und der Abschlußkappe 12 in dem Ventilgehäuse
11 gebildete zweite Kammer enthält eine zweite Membran 24, die mit einer
starren Scheibe 23 versehen ist. Die Membran unterteilt die Kammer in einen
innenliegenden Raum 25 und einen außenliegenden Raum 27. Der Raum
25 steht über rings um das Ventilgehäuse angeordnete Öffnungen 26 mit der
umgebenden Luft in Verbindung. Der Raum 27 weist eine Drosselöffnung
28 auf. An der Scheibe 23 ist ein Ventilstößel 29
eines Tellerventils
befestigt, dessen Ventilteller 30
die Gasaustrittsöffnungen 31 in der
Trennwand 16
verschließt. Eine schwache Feder 32 hält das Tellerventil
geschlossen.
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Wenn das Ventil in die Atemmaske eingebaut ist, so ist es rings um
den Innenraum 21 mit der Maske abdichtend verbunden. über die Zufuhrleitung
19 ist die Innenseite der Membran 15 mit dem Gegendruck beaufschlagt.
Dieser ist gleich dem Druck, der von außen auf die Maske einwirkt, da die wirksamen
Flächen des Innenraums 21 und der Membran 15
gleich sind.
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Bei normalen Flugbedingungen ist der Ventilteller30 des Tellerventils
geschlossen, so daß kein Gas aus der Gegendruckkammer ausströmen kann. Wird jedoch
in Höhen geflogen, in denen in der Kabine ein Druck aufrechterhalten wird und fällt
dieser plötzlich, so fällt auch der Druck in dem Raum 25 entsprechend dem
Druckabfall in der Kabine um das gleiche Maß ab. Der Druck in dem zweiten Raum
27 vermindert sich demgegenüber in geringerem Maße, da die Drosselöffnung
28 einen wesentlich kleineren Strömungsquerschnitt hat. Durch den sich einstellenden
Druckunterschied an der Membran 24 wird diese in den Raum 25 ge-
drückt, wodurch
der Ventilteller 30 angehoben und die Gasaustrittsöffnungen 31 freigegeben
werden. Hierbei wird das Gleichgewicht der Drücke an der Membran 15 aufgehoben.
Infolgedessen hebt sich der Ventilverschlußkörper 14 von dem Ventilsitz
13
ab, so daß eine Verbindung zwischen der Maske und den Luftaustrittsöffnungen
22 hergestellt ist, durch die ein ungehindertes Ausströmen der Luft aus den Atemwegen
ermöglicht wird.
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Wenn die Drücke in den Räumen 25 und 27 sich ausgeglichen
haben, drückt die Feder 32 die Meinbran 24 wieder in die Ausgangslage zurück,
wodurch das Tellerventil geschlossen wird. Nunmehr entsteht in der Gegendruckkammer
18 ein das Ausatemventil in Schließrichtung belastender Druck.
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Das Ausatemventil nach F i g. 2 entspricht im Prinzip dem nach
F i g. 1. Den Bezugszeichen gleicher Teile ist hier eine 2 vorangestellt.
Eine nochmalige Beschreibung der Arbeitsweise ist nicht erforderlich, da sie der
des Ventils gemäß F i g. 1
entspricht. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß
der Ventilverschlußkörper an der Membran 215 aus zwei Verschlußkörpern 214
a und 214 b besteht zwischen denen eine Druckfeder 233 angeordnet
ist. Diese Zweiteilung gewährleistet bei ausbleibender Sauerstoffzufuhr und entsprechendem
Abfall des Gegendrucks, daß sich der Verschlußkörper 214 a
nicht vom Ventilsitz
213 abhebt und dem Piloten ein unbewußtes Weiteratmen ermöglicht.