DE19543056A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Standzeit von Gasfiltern für Atemschutzgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Standzeit von Gas filtern für Atemschutzgeräte, bei dem hinter einem gasdurchströmten Filter in zeitlichem Abstand Gasproben entnommen werden und der Zeitpunkt bis zum ersten Feststellen toxischer Bestandteile die Filterstandzeit bestimmt, sowie eine Prüfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Gasfilter von Atemschutzgeräten sollen in der Umgebungsluft vorhandene schädliche gasförmige Bestandteile aus der Atemluft entfernen und so den menschlichen Organismus vor der Einatmung toxischer Gase schützen. Die Anwendung der Atemschutzgeräte erfolgt überall dort, wo gesundheitsschädliche Konzentrationen von Atemgiften in der Umgebungsatmosphäre auftreten. Alle bekannten Gasfilter haben jedoch eine begrenzte Betriebszeit. Die Filter müssen daher rechtzeitig vor Erschöpfung des Filtermaterials ausgetauscht werden, d. h. die Betriebszeit ist so gewählt, daß der Filter zum Zeitpunkt der Auswechslung noch über eine ausreichende Filterfunktion verfügt.

Die Feststellung der richtigen Auswechslungszeit ist jedoch problematisch. Nach den entsprechenden deutschen und europäischen Normen müssen verschiedene Filtertypen unter bestimmten Prüfbedingungen ein Mindestaufnahmevermögen und eine Mindestdurchbruchzeit für verschiedene Prüfgase aufweisen. Die Prüfung des Gasaufnahmevermögens erfolgt dabei unter bestimmten Rahmenbedingungen, wie Prüfgaskonzentration, Temperatur und relative Feuchte, bei einem konstanten Volumenstrom. Diese Mindeststandzeiten liegen aber weit unter den bei realistischen Einsatz­ bedingungen tatsächlich erreichbaren Standzeiten. In der praktischen Anwendung werden die Filter demzufolge, unabhängig von den in der Umgebungsatmosphäre vorhandenen Gasen und der Gaskonzentration sowie den sonstigen Randbedingungen, zumeist nach einer willkürlich festgelegten Benutzungszeit - beispielsweise von 20 Minuten - ausgewechselt, obwohl die Filterstandzeit tatsächlich um ein Mehrfaches darüber liegen kann. Gerade bei der Sanierung von kontaminierten Bereichen ist abhängig von der Art, Mobilität und Höhe der Gefahrstoffkonzentration von einer erheblichen Spannweite der Gefahrstoffeinwirkung auf die dort Beschäftigten auszugehen. Der dadurch bedingten unterschiedlichen, in einem weiten Bereich schwankenden Standzeit der Gasfilter wird bei der willkürlichen Festlegung des Zeitpunkts des Filterwechsels nicht Rechnung getragen. Das Auswechseln des Filters unabhängig von seiner Beladung nach Ablauf einer willkürlich festgelegten Betriebszeit, d. h. wenn er noch ausreichende Filterfunktion besitzt, ist daher unwirtschaftlich.

Es sind verschiedene Vorschläge unterbreitet worden, die darauf gerichtet sind, den Filterwechsel, ohne dabei die Sicherheit des Benutzers zu beeinträchtigen, erst nach Erreichen einer bestimmten, optimalen Filterbeladung durchzuführen.

Bei den sogenannten Geruchswarnern wird das Ende der Gebrauchsdauer durch eine in den Gasfilter eingebrachte chemische Warnschicht angezeigt, die bei hoher Beladung einen unangenehmen Geruch erzeugt. Bekannt ist weiterhin die Anordnung eines Gassensors hinter dem Filter, der bei Berührung mit dem Gas seinen elektrischen Widerstand, seine Spannung oder seine Kapazität ändert und dadurch ein optisches oder akustisches Signal erzeugt. Schließlich sind auch Vorrichtungen zur Anzeige des Erschöpfungszustandes von Gasfiltern durch einen kalorimetrischen Indikator bekannt, der einen die Erschöpfung des Filtermaterials anzeigenden Stoff enthält.

Zu diesen Gaswarneinrichtungen ist insgesamt festzustellen, daß sie ungenau sind oder nur auf bestimmte Gase ansprechen und demzufolge für unterschiedliche Anwendungsfälle speziell ausgelegt sein müssen. Andererseits ist eine sichere Anzeige von schädlichen Gasen hinter dem Filter auch mit der Anordnung komplizierter aufwendiger Bauteile verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Prüfvorrichtung zur Ermittlung der zu erwartenden Standzeit von Gas filtern zu entwickeln, die für den spezifischen Anwendungsfall, das heißt entsprechend der Gefahrstoffkonzentration sowie der jeweiligen Arbeitsbelastung des Benutzers und auch bei mehreren unterschiedlichen Gasen, eine wirtschaftliche Nutzung des Gasfilters ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß der Gasfilter mit einem dem arbeitstypischen Atemverhalten eines Benutzers entsprechenden simulierten Atemluftstrom aus dem spezifischen gefahrstoffbelasteten Bereich beaufschlagt wird und in ein und demselben Schadstoffgebiet mehrere Filterstandzeitprüfungen entsprechend der jeweiligen Atemschwere durchgeführt werden.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, daß der Gasfilter nicht von einem bestimmten Prüfgas und auch nicht kontinuierlich durchströmt wird, sondern genau von dem Gasgemisch, daß beim praktischen Einsatz des Atemschutz­ gerätes tatsächlich auch vorhanden ist, und in Strömungs­ intervallen entsprechend dem bei der Ausübung der jeweiligen Tätigkeit beim Einatmen in der Zeiteinheit benötigten Volumenstrom und mit einer Strömungsunter­ brechung entsprechend dem natürlichen Ausatmen. Es wird somit ein Verfahren angegeben, mit dem eine exakt den äußeren Bedingungen entsprechende maximale Filterstandzeit ermittelt werden kann. Die Filter werden dadurch wirt­ schaftlich genutzt, da ihre Standzeit oftmals um ein Mehrfaches über der willkürlich festgelegten liegt. Aufgrund der exakten Prüfmethodik bestehen keine gesund­ heitlichen Risiken.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden für unterschiedliche körperliche Belastungen - entweder im Labor oder in dem jeweiligen gefahrstoffbelasteten Arbeitsbereich - belastungsspezifische Atemkennlinien entsprechend dem den Gasfilter in der Zeiteinheit durchströmenden Atemluftvolumen aufgezeichnet. Das heißt, es werden den je nach Arbeitsschwere unterschiedlichen Luft-Geschwindigkeitsintervallen beim Einatmen entspre­ chende Atemkennlinien aufgenommen und gespeichert, um bei der Ermittlung der Standzeit den den Gasfilter passieren­ den, gefahrstoffbelasteten Luftstrom anhand der jeweiligen Atemkennlinie zu steuern und damit bei der Standzeitprüfung die natürliche, arbeitsspezifische Atmung nachzuahmen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens zur Ermittlung der Filterstand­ zeit ist gekennzeichnet durch einen rohrartigen Hohlkörper mit an einem Ende angeordneter Saugpumpe und in den gegen­ überliegenden, vorderen Bereich des Hohlkörpers auswechsel­ bar eingebundenem Gasfilter, dem in Strömungsrichtung eine Prüfkammer mit einem Auslaß zum Anschluß an eine Probenahmevorrichtung nachgeschaltet ist, wobei in Strömungsrichtung vor der Saugpumpe eine eine Verbindung zur Umgebungsluft herstellende und über einen Computer anhand spezifischer Atemkennlinien und der mit einem Flowsensor gemessenen Fließgeschwindigkeit in dem rohrartigen Hohlkörper steuerbare Ventileinrichtung vorgesehen ist.

Kernstück der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei die Zweiteilung des gasdurchströmten, als Rohrstück ausge­ bildeten Hohlkörpers durch die mit der Außenluft in Verbindung stehende Ventileinrichtung, die je nach dem Grad der Ventilöffnung den durch den Gasfilter gesaugten Volumenstrom vergrößert oder verkleinert, wobei bei vollständig geschlossenem Ventil der Volumenstrom gleich Null ist und bei vollständig geöffnetem Ventil das größte Gasvolumen durch den Filter gesaugt wird. Die Regelung des Volumenstroms erfolgt durch Steuerung der Ventilstellung über einen Computer anhand bestimmter, der jeweiligen Arbeitsschwere entsprechender Atemkennlinien. Die charakteristischen Atemkennlinien werden unter stan­ dardisierten Bedingungen mit einem Atemschutzgerät ermittelt, bei dem in das Verbindungsstück zwischen dem Gasfilter und der Maske eine an einen Datenlogger ange­ schlossene Meßvorrichtung zur Messung und Aufzeichnung der Strömungsgeschwindigkeit der eingeatmeten Luft über die Zeit eingebunden ist.

Es wird damit eine mobile, auf einfache Weise handhabbare Vorrichtung zur Verfügung gestellt, die in dem jeweiligen kontaminierten Bereich aufgestellt und mit einer durch entsprechende Steuerung der Ventileinrichtung simulierten "künstlichen Atmung" periodisch von dem in dem gefahrstoff­ belasteten Bereich vorhandenen Gas bzw. Gasgemisch durch­ strömt wird.

Über eine der Prüfkammer, d. h. dem Bereich des Hohlkörpers nach dem Gasfilter außerhalb des gasdurchströmten Hohl­ körpers zugeordnete Probenahmekaskade werden in bestimmten Zeitabständen Gasproben entnommen. Die Proben werden nach herkömmlichen Verfahren analysiert, und aus dem Analyse­ ergebnis wird dann die Filterstandzeit - abzüglich einer Sicherheitsspanne - ermittelt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Flowsensor aus einem in dem Rohrstück angeordneten Flowsensorsieb sowie in Strömungsrichtung vor und hinter diesem angeordneten Drucksensoren, die über einen Druck­ anzeiger an den Computer angeschlossen sind. Aus der ermittelten Druckdifferenz wird die Strömungsgeschwindig­ keit im Rohrstück bestimmt. Dem Flowsensorsieb ist zur Vermeidung einer schnellen Verschmutzung ein Schutzsieb vorgeschaltet. Über die mittels weiterer Drucksensoren feststellbare Druckdifferenz wird der Verschmutzungsgrad des Schutzsiebes ermittelt, um im Bedarfsfall das Schutz­ sieb rechtzeitig austauschen zu können.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Ventil­ einrichtung aus einem in das Rohrstück vor der Saugpumpe eingebundenen Drehventil gebildet. Das mit einem Ritzel versehene Drehventil wird über einen Zahnriemen von einem Schrittmotor in eine Drehbewegung von maximal 90° - jeweils im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn - versetzt, um während dieser Drehbewegung den Strömungsquer­ schnitt zwischen der Saugpumpe und dem Gasfilter in der einen Drehrichtung zu verringern und zu verschließen und in der anderen Drehrichtung zu vergrößern oder vollständig freizugeben. Wenn der Strömungsquerschnitt des Rohrstücks ganz oder teilweise verschlossen ist, saugt die Saugpumpe über einen vom Drehventil gebildeten Bypass Außenluft an.

Das Drehventil verfügt über einen Luftdurchlaßkanal zur vollständigen Verbindung des Rohrstücks und damit des Gasfilters mit der Saugpumpe. An einer Seite des Luftdurchlaßkanals ist ein als Kreiszylinderabschnitt ausgebildetes Dichtelement vorgesehen, während die andere Seite des Luftdurchlaßkanals frei bleibt. Wenn die Luftströmung zwischen dem Gasfilter und der Saugpumpe über den Luftdurchlaßkanal des Drehventils zuvor vollständig freigegeben war, wird der Rohrquerschnitt durch Drehung des Drehventils allmählich verschlossen, während gleichzeitig die Saugseite der Saugpumpe durch den Bypass des Drehventils allmählich zur Außenluft freigegeben wird.

Die Steuerung von Schrittmotor und Drehventil und damit die Regelung des den Gasfilter in der Prüfvorrichtung passierenden Luftvolumenstroms erfolgt anhand der in den Computer eingegebenen arbeitsschwerespezifischen Atemkenn­ linien oder auch einer Kombination dieser Atemkennlinien, die zuvor für verschiedene Tätigkeiten bzw. Belastungen entweder direkt am Arbeitsplatz oder in einem labormäßig durchgeführten Belastungsversuch ermittelt wurden. Während der Aufnahme der Atemkenndaten trägt eine Versuchsperson ein Atemschutzgerät, bei dem sich zwischen Gasfilter und Maske ein Flowsensor zur Bestimmung der Luftdurchflußmenge über die Zeit befindet. Die ermittelten und in einem Datenlogger gespeicherten Meßwerte bilden die Grundlage für die Bestimmung der Atemkennlinien. Die mit den Atemkennlinien vorgegebenen Strömungssollwerte werden im Computer mit den vom Flowsensor in dem Rohrstück der Prüfvorrichtung festgestellten Istwerten verglichen, und auf dieser Grundlage erfolgt die Steuerung des aus Schrittmotor und Drehventil gebildeten Stellgliedes zur Regelung des simulierten Atemluftstroms.

Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor­ gesehenen Prüfvorrichtung zur Feststellung der Standzeit von Gas filtern während der "nachgebildeten Einatmungsphase";

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 während der "Ausat­ mungsphase" durch Unterbrechung des den Gasfil­ ter passierenden Luftstroms;

Fig. 3a eine Seitenansicht eines Drehventils zur Regelung des durch den Gasfilter gesaugten Volumenstroms;

Fig. 3b eine Schnittansicht des Drehventils längs der Linie AA in Fig. 3a;

Fig. 4 eine graphische Darstellung von Atemkennlinien, die bei unterschiedlicher Arbeitsschwere aufge­ nommen wurden.

Die Prüfvorrichtung umfaßt ein Rohrstück 1, an dessen vorderem Ende ein Gasfilter 2 auswechselbar angeordnet ist. An den Gasfilter 2 schließt sich innerhalb des Rohrstücks 1 eine Prüfkammer 3 mit einem Auslaß 4 zur Probenahme an. Der Auslaß 4 ist mit einer Probenahmekaskade 5 verbunden. Aus dem die Prüfkammer 3 bildenden Teil des Rohrstücks 1 werden mit Hilfe der Probenahmekaskade diskontinuierlich Proben zur Untersuchung des Gasanteils der über den Gasfilter angesaugten Luft entnommen.

Die Probenahmekaskade weist ein etwa U-förmig ausgebildetes Rohr 11 auf, das an einer Seite an den Auslaß 4 der Prüfkammer 3 und an der anderen Seite an eine Probenahme­ pumpe 12 zum Absaugen der Probe angeschlossen ist. Die beiden Schenkel 11a des U-förmigen Rohrs 11 sind durch parallel angeordnete Röhren 13 verbunden, in die jeweils ein Absorptionsröhrchen 14 zur Aufnahme der Probe eingebunden ist. In das U-förmige Rohr 11 und die Röhren 13 sind Durchgangsventile 15 eingeschlossen, um den Probeluftdurchgang durch die Probenahmekaskade 5 bzw. durch jeweils ein Absorptionsröhrchen 14 freizugeben. Die Absorptionsröhrchen 14 sind zur Durchführung nach herkömmlichen Methoden vornehmbarer Gasanalysen aus der Probenahmekaskade 5 entnehmbar.

An der dem Gasfilter 2 gegenüberliegenden Seite ist das Rohrstück 1 an eine Saugpumpe B angeschlossen. In Strömungsrichtung vor der Saugpumpe 8 ist in das Rohrstück eine Ventileinrichtung 6 zur Regelung des durch den Gasfilter 2 gesaugten Luftstroms entsprechend vorgegebener Atemkennlinien eingebunden. Die Ventileinrichtung 6 besteht aus einem Drehventil 7 mit einem Ritzel 9 und einem Lager 10. Über das Ritzel 9 und einen Zahnriemen 16 ist das Drehventil 7 mit einem Schrittmotor 17 verbunden, der das Drehventil 7 einmal in Uhrzeigerrichtung und einmal entgegen der Uhrzeigerrichtung jeweils um maximal 90° verdreht.

Das eigentliche Drehventil ist, wie die Fig. 3a und 3b zeigen, aus einem in der Größe dem Querschnitt des Rohrstücks 1 entsprechenden Luftdurchlaßkanal 7b mit an dessen einer Längsseite angeformtem, im Querschnitt kreissegmentförmig ausgeführtem Dichtelement 7a gebildet. Entsprechend dem Radius "r" des Dichtelements 7a sind auch die Stirnflächen des Luftdurchflußkanals 7b des Drehventils 7 und die Stirnflächen des durch das Drehventil 7 unterbrochenen Rohrstücks 1 gerundet ausgeführt. Auf der anderen, dem Dichtelement 7a gegenüberliegenden Längsseite des Luftdurchlaßkanals 7b bildet das Drehventil 7 zur Saugseite der Saugpumpe 8 einen Bypass 7c zum Ansaugen von Außenluft, und zwar wenn sich das Dichtelement 7a in Schließstellung bewegt. Während der simulierten Einatmungsphase mit dem größten Volumenstrom steht der Luftdurchlaßkanal 7b gemäß Fig. 1 in Längsrichtung zum Rohrstück 1, so daß über die Saugpumpe 8 kontaminierte Luft durch den Gasfilter 2 gesaugt wird. Während der Ausatmungsphase des Prüfgerätes ist das Rohrstück 1 durch das Drehventil 7, das entgegen dem Uhrzeigersinn durch den Schrittmotor 17 um maximal 90° verstellt wurde, verschlossen. Das heißt, das Dichtelement 7a liegt im wesentlichen an der zum Gasfilter 2 weisenden Seite des Rohrstücks 1 an, während die gegenüberliegende, zur Saugpumpe 8 weisende Seite des Rohrstücks 1 durch den Bypass 7c des Drehventils 7 offenge­ halten wird. Anschließend wird das Drehventil 7 wieder entgegen dem Uhrzeigersinn um maximal 90° gedreht, um das Durchsaugen von Luft durch den Gasfilter 2 zu ermöglichen. Auf diese Weise ist in schneller Folge eine periodische, der menschlichen Atmung entsprechende Beaufschlagung des Gasfilters 2 mit kontaminierter Luft möglich.

Die Steuerung des Schrittmotors 17 anhand beispielhaft in Fig. 4 dargestellter Atemkennlinien erfolgt über eine Regeleinrichtung, deren Kernstück der Computer 18 ist. In den Computer 18 werden entsprechend der in einem kontaminierten Arbeitsbereich durchzuführenden, unter­ schiedlich schweren Tätigkeiten Atemkennlinien sowie über einen Klimasensor 19 die aktuellen Werte der Luftfeuchtig­ keit, der Außenlufttemperatur und des Luftdruckes eingegeben. Andererseits befindet sich in dem Rohrstück 1 vor dem Drehventil 7 eine Meßkammer 20 mit einem Flowsensor 21. Der Flowsensor 21 umfaßt ein den Querschnitt des Rohrstückes 1 abdeckendes Flowsensorsieb 21a zur Erzeugung einer Druckdifferenz, deren Größe von der Fließgeschwin­ digkeit abhängt, sowie beidseitig vom Flowsensorsieb 21a angeordnete Drucksensoren 21b. Auf der Grundlage der von den Drucksensoren 21b gemessenen Druckdifferenz wird eine Aussage über die Strömungsgeschwindigkeit im Rohrstück 1 getroffen. Die ermittelten Werte werden an den Computer 18 weitergeleitet, der die auf Normbedingungen (20°C, 1013hPa) umgerechnete Fließgeschwindigkeit ermittelt und den Luftvolumenstrom über den Schrittmotor 17 und das Drehventil 7 nach vorgegebenen Atemkennlinien regelt.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist dem Flowsensorsieb 21a ein Schutzsieb 22 vorgeschaltet, das eine Verschmutzung des Flowsensorsiebes 21a verhindern soll. Vor dem Schutzsieb 22 ist ein Drucksensor 23 mit einer Druckanzeige 23a zur Messung und Anzeige des Luftdrucks zur Kontrolle des Gasfilters 1 vorgesehen. Ein weiterer Drucksensor 24 ist im Rohrstück 1 hinter dem Flowsensor 21 angeordnet. Die Drucksensoren 23 und 24 sind an einen Druckdifferenz­ anzeiger 25 zur Kontrolle des Verschmutzungsgrades des Schutzsiebes 22 und als Kontrollelement für die Eichung des Flowsensors 21 angeschlossen. Die Eichung des Flowsensors 25 erfolgt vor der Inbetriebnahme des Prüfgerätes durch einen mit diesem zu verbindenden handelsüblichen Glaskonus-Durchflußmesser (nicht dargestellt).

Die Regelung der Gasströmung durch den Gasfilter 2 erfolgt anhand dem jeweiligen Atemverhalten der in einem kontaminierten Bereich mit unterschiedlicher körperlicher Belastung tätigen Personen entsprechenden Atemkennlinien. Diese Atemkennlinien, die, wie Fig. 4 zeigt, für verschiedene Belastungshöhen, beispielsweise von 25 bis 125 Watt in Stufen von 25 Watt aufgenommen werden, geben die Luftgeschwindigkeit über der Zeit wieder. Die mit einem modifizierten Pneumotachometer gemessenen und in einem Datenlogger aufgezeichneten Atemkenndaten werden mit einem Computer analysiert, so daß jederzeit wiederaufrufbare belastungs-abhängige Atemcharakteristika ermittelt werden können. Selbstverständlich ist es auch möglich, unmittelbar der spezifischen Tätigkeit entsprechende Atemkennlinien aufzustellen.

Zur Ermittlung der Filterstandzeiten wird die oben beschriebene transportable Prüfvorrichtung in den mit Gefahrstoffen belasteten Raum gebracht. Die schadstoff­ haltige Luft wird nun auf der Grundlage der über den Computer eingegebenen Atemkennlinie, d. h. mit einer bestimmten Luftdurchlaßmenge entsprechend der Phase des Einatmens und einer bestimmten Luftdurchflußpause entsprechend der Ausatemphase periodisch durch den Gasfilter 2 gesaugt. In bestimmten Zeitabständen werden Probenahmepumpe 12 und bei nacheinander geöffneten Durchgangsventilen 15 ein Teil des aus dem Gasfilter 2 austretenden Luftstroms über das Absorptionsröhrchen 14 geleitet wird. Die zu verschiedenen Zeitpunkten genommenen Gasproben werden dann nach herkömmlichen Analyseverfahren auf ihren Gehalt an toxischen Bestandteilen untersucht. Auf diese Weise kann für den spezifischen Einsatzfall, d. h. entsprechend der jeweiligen Arbeitsschwere sowie der Gefahrstoffzusammensetzung und -konzentration der Umgebungsatmosphäre der Zeitpunkt genau ermittelt werden, bei dem in der aus dem Gasfilter 2 austretenden Einatemluft erstmals toxische Substanzen auftreten. Damit ist die Filterstandzeit, die noch um eine bestimmte Sicherheits­ zeitspanne reduziert wird, für ganz bestimmte Anwendungs­ bedingungen festgelegt, und es wird eine optimale, wirt­ schaftliche Nutzung der Gasfilter erreicht.

Bezugszeichenliste

1 Rohrstück
2 Gasfilter
3 Prüfkammer
4 Auslaß
5 Probenahmekaskade
6 Ventileinrichtung
7 Drehventil
7a Dichtelement von 7
7b Luftdurchlaßkanal
7c Bypass
8 Saugpumpe
9 Ritzel
10 Lager
11 U-förmiges Rohr
11a Schenkel
12 Probenahmepumpe
13 Röhre
14 Absorptionsröhrchen
15 Durchgangsventile
16 Zahnriemen
17 Schrittmotor
18 Computer
19 Klimasensor
20 Meßkammer
21 Flowsensor
21a Flowsensorsieb
21b Drucksensoren
21c Druckdifferenzanzeiger
22 Schutzsieb
23 Drucksensor
23a Druckanzeiger
24 Drucksensor.

Claims (15)

1. Verfahren zur Ermittlung der Standzeit von Gasfiltern für Atemschutzgeräte, bei dem hinter einem gasdurch­ strömten Filter in zeitlichem Abstand Gasproben entnom­ men und der Zeitraum bis zum ersten Feststellen toxi­ scher Bestandteile die Filterstandzeit bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasfilter mit einem dem arbeitstypischen Atemverhalten eines Benutzers entsprechenden simulierten Atemluftstrom aus dem spezifischen gefahrstoffbelasteten Bereich beaufschlagt wird und in dem Schadstoffgebiet Filterstandzeitprü­ fungen entsprechend der jeweiligen Arbeitsschwere durchgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für durch unterschiedliche körperliche Belastungen (Ar­ beitsschwere) geprägte Tätigkeiten Atemkenndaten in Form der Luftgeschwindigkeit über der Zeit gemessen und als tätigkeitsspezifische Atemkennlinien gespeichert werden und durch den Gasfilter eine in der Zusammensetzung dem jeweiligen Schadstoffgebiet entsprechende, sich gemäß den gespeicherten Atemkennlinien periodisch ändernde Luftströmung gesaugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Atemkennlinien unter standardisierten Be­ lastungsbedingungen im Labor aufgenommen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Atemkennlinien unter realistischen Arbeits­ bedingungen, vorzugsweise in dem jeweiligen Gefahrstoff­ gebiet und unter Verwendung von Atemschutzgeräten, aufgezeichnet werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Ermitt­ lung der Filterstandzeit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen rohrartigen Hohlkörper (1) mit an einem Ende angeordneter Saugpumpe (8) und in den gegenüberlie­ genden vorderen Bereich des Hohlkörpers auswechselbar eingebundenem Gasfilter (2), dem in Strömungsrichtung eine Prüfkammer (3) mit einem Auslaß (4) zum Anschluß an eine Probenahmevorrichtung (5) nachgeschaltet ist, wobei in Strömungsrichtung vor der Saugpumpe (8) eine eine Verbindung zur Umgebungsluft herstellende und über einen Computer (18) anhand spezifischer Atemkennlinien und der mit einem Flowsensor (21) gemessenen Fließge­ schwindigkeit im Hohlkörper (1) steuerbare Ventil­ einrichtung vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flowsensor (21) aus einem den Querschnitt der Rohr­ stücks (1) abdeckenden Flowsensorsieb (21a) sowie an beiden Seiten des Flowsensorsiebs (21a) angeordneten Drucksensoren (21b) besteht, wobei die beiden Druck­ sensoren (21b) über einen Druckdifferenzanzeiger (21c) an den Computer (18) angeschlossen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Flowsensor (21) ein Schutzsieb (22) vor­ geschaltet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schutzsieb (22) zur Messung der Druckdifferenz als Maß für die Verschmutzung des Schutzsiebes ein Drucksensor (23) vorgeschaltet und dem Flowsensor (21) ein weiterer Drucksensor (24) nachgeschaltet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (6) aus einem in das Rohrstück (1) vor der Saugpumpe (8) eingebundenen Drehventil (7) und einem das Drehventil (7) über einen Zahnriemen (16) antreibenden Schrittmotor (17), der über die in den Computer (18) eingegebenen Luftgeschwindig­ keitswerte des Flowsensors (21) und die jeweiligen Atem­ kennwerte steuerbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der Atemkennwerte bei unterschied­ licher physischer Belastung in das Verbindungsstück zwischen Gasfilter und Maske eines Atemschutzgerätes ein Flowsensor zur Bestimmung der Luftdurchflußmenge über der Zeit eingebracht ist und dem Flowsensor ein Datenlogger zur Speicherung der Meßwerte als Basis für die Erarbeitung von Atemkennlinien nachgeschaltet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Computer (18) ein Klimasensor (19) zur Messung der Temperatur, des Drucks und der Feuchte der Außen­ luft zugeordnet ist, wobei die im Rohrstück (1) gemessene Fließgeschwindigkeit auf Normbedingungen umrechenbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehventil (7) einen in der Achse des Rohr­ stücks (1) verlaufenden Luftdurchlaßkanal (7b) sowie ein an einer Seite des Luftdurchlaßkanals vorgesehenes, als Kreiszylinderabschnitt ausgebildetes Dichtelement (7a) umfaßt, während auf der dem Dichtelement (7a) gegenüberliegenden Seite des Drehventils (7) ein freier Raum verbleibt, der in Sperrstellung des Drehventils einen Bypass (7c) zwischen Außenluft und Saugpumpe (8) bildet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Drehventil (7) mit einem Ritzel (9) versehen und in einem Lager (10) drehbar geführt ist sowie um eine senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufende Achse mittels des Zahnriemens (16) und des Schrittmotors (17) antreibbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (4) in der Prüfkammer (3) mit einer Probenahmekaskade (5), bestehend aus einem etwa U-förmigen Rohr (11) mit zwischen dessen Schenkeln (11a) parallel verlaufenden, über Durchgangs­ ventile (15) zuschaltbaren Absorptionsröhrchen (14) zur zeitlich beabstandeten Gasprobenahme, mit nachgeschalteter Probenahmepumpe (12) verbunden ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gasfilter (1) zur Eichung des Flowsensors (21) ein Glaskonus-Durchflußmengenmesser zugeordnet ist.