DE19615570A1 - Überdruck/Unterdruckluftadapter für Atemschutzgeräte - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kombiniertes Überdruck/Unterdruck-Atemschutzsystem und insbesondere einen Überdruck/Unterdruckluftadapter für Atemschutzsysteme.

Atemschutz- oder Atemgeräte werden in verschiedenen ge­ sundheitsschädlichen oder lebensgefährlichen Umgebungen ver­ wendet, wie beispielsweise in Lackierzellen oder -kabinen, Kornspeichereinrichtungen, Laboratorien und Fertigungsein­ richtungen, in denen Schadstoffe vorhanden sind. Atemschutz­ masken sind typischerweise dafür geeignet, verschiedenartige Filtereinsätze oder -kartuschen oder Luftzufuhrverbindungs­ stücke aufzunehmen, um für einen Träger oder Benutzer eine Quelle atembarer Luft bereitzustellen, so daß die gleiche Schutz- oder Gesichtsmaskenkonstruktion in verschiedenen ge­ sundheitsschädlichen oder lebensgefährlichen Umgebungen ver­ wendet werden kann.

Die zwei Hauptgruppen von Atemschutzsystemen sind Über­ druck- und Unterdruckatemschutzgeräte. Ein Überdruckatem­ schutzgerät weist typischerweise eine Überdruck-Luftquelle bzw. Druckluftquelle, wie beispielsweise eine externe Pumpe oder einen unter Druck stehenden Behälter auf, durch die/den einer Schutz- oder Gesichtsmaske zwangsweise Reinluft zuge­ führt wird. Durch die Überdruck- oder Druckluftquelle wird einer Schutzmaske ein Übermaß reiner, atembarer Luft zuge­ führt. Durch den durch die Druckluftquelle erhaltenen Netto- Überdruck in der Schutzmaske wird verhindert, daß die in der Umgebung der Gesichtsdichtung der Maske vorhandene Umgebungsluft angesaugt wird.

Eine Druckluftquellenart für ein Überdruckatem­ schutzsystem ist ein kraftbetriebenes oder elektrisch be­ triebenes Luftfilter- oder Luftreinigungs-Atemschutzgerät (PAPR). Ein kraftbetriebenes Luftfilter-Atemschutzgerät weist typischerweise eine sich von der Schutzmaske zu einer vom Benutzer getragenen batteriebetriebenen Gebläseeinheit erstreckende Rohr- oder Schlauchleitung auf. Die Geblä­ seeinheit weist typischerweise ein Filter zum Herausfiltern von Schadstoffen aus der Umgebungsluft auf. Kraftbetriebene Luftfilter-Atemschutzgeräte haben den Vorteil, daß der Benutzer sich frei bewegen kann, ohne daß er mit einer Luftleitung verbunden ist. Kraftbetriebene Luftfilter- Atemschutzgeräte sind jedoch normalerweise wesentlich teurer als Durchlauf- oder Dauerfluß-Atemschutzsysteme. Außerdem sind kraftbetriebene Luftfilter-Atemschutzsysteme batterie­ betrieben und können daher nur für eine begrenzte Zeitdauer verwendet werden. Schließlich ist für kraftbetriebene Luft­ filter-Atemschutzgeräte ein Beatmungsschlauch oder -rohr mit großem Öffnungsdurchmesser erforderlich (etwa 25 mm), weil durch batteriebetriebene Gebläse im allgemeinen kein ausrei­ chender Druck für einen Beatmungsschlauch mit kleinerem Durchmesser erzeugt werden kann. Diese Schläuche mit großem Öffnungsdurchmesser können für den Benutzer hinderlich sein.

Alternativ kann die Druckluftquelle ein Kompressor oder ein Druckbehälter sein, der durch eine Luftleitung mit dem Benutzer verbunden ist. Typischerweise weisen diese Systeme einen am Kompressor angeordneten Filter auf, um dem Benutzer atembare Luft zuzuführen. Bei einigen Anwendungen wird durch die Luftleitung jedoch die Leistungsfähigkeit bzw. Beweg­ lichkeit des Benutzers zum Ausführen bestimmter Funktionen eingeschränkt. Außerdem kann die Luftleitung geknickt oder die Druckluftzufuhr zufällig bzw. unbeabsichtigt unterbro­ chen werden, wodurch der Benutzer möglicherweise Schadstof­ fen ausgesetzt wird.

Die andere Hauptgruppe von Atemschutzgeräten werden als Unterdruck-Atemschutzgeräte bezeichnet, weil durch den Einatmungs- oder Inhalationsvorgang des Benutzers Luft durch eine Filterkartusche in die Schutzmaske gezogen bzw. gesaugt wird. Die Filterkartusche kann verschiedene Filterelemente aufweisen, wie beispielsweise geblasene Mikrofasern oder auf Kohlenstoff basierende Systeme für Gas- oder Dampfschutz­ zwecke. Unterdruck-Atemschutzgeräte haben den Vorteil, daß der Träger oder Benutzer keine Luftleitung mitziehen oder ein teures kraftbetriebenes Luftfiltersystem tragen muß. Der Nachteil der Unterdruck-Atemschutzgeräte ist, daß der Benut­ zer Lungenleistung aufbringen bzw. ausnutzen muß, um Luft durch das Filtermedium anzusaugen, und durch den erhaltenen Unterdruck in der Schutzmaske möglicherweise in der Umgebung der Gesichtdichtung vorhandene Schadstoffe angesaugt werden. Außerdem kann durch die für den Einatmungsvorgang erforder­ liche Lungenleistung zum Ansaugen von Luft durch das Filtermedium die Schutzmaske erwärmt werden, wodurch ein unangenehmes Gefühl für den Benutzer erzeugt wird. Daher weisen Unterdruck-Atemschutzgeräte im allgemeinen einen ge­ ringeren Schutzgrad auf als Überdruck-Atemschutzgeräte.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Überdruck/Un­ terdruckluftadapter für ein Atemschutzsystem. Der Über­ druck/Unterdruckluftadapter weist einen Öffnungsbereich auf, der in Fluidverbindung mit einer Filterkartusche oder einem Atemschutzgerät verbunden werden kann. Der Adapter weist eine Einlaßöffnung für eine Verbindung mit einer Druckluft­ quelle und ein erstes Absperr- oder Rückschlagventil auf, um die Luftströmung bzw. den Luftdurchfluß vom Öffnungsbereich zur Filterkartusche zu verhindern. Es kann ein zweites Ab­ sperr- oder Rückschlagventil vorgesehen sein, um die Luft­ strömung vom Atemschutzgerät zum Öffnungsbereich zu verhin­ dern.

Der Überdruck/Unterdruckluftadapter kann eine zwischen der Einlaßöffnung und dem Öffnungsbereich angeordnete poröse Struktur aufweisen. Die poröse Struktur kann als Geräusch- oder Schalldämpfer und/oder als Diffusor dienen. Die poröse Struktur kann aus einem porösen Polymermaterial, einem Sin­ termetall, wie beispielsweise Messing oder Eisenkies, porö­ ser Keramik oder einem anderen porösen Material gebildet sein.

Das erste Absperr- oder Rückschlagventil kann an der Filterkartusche oder am Überdruck/Unterdruckluftadapter angeordnet sein. Das zweite Absperr- oder Rückschlagventil kann an einer Einatem- oder Inhalationsöffnung des Über­ druck/Unterdruckluftadapters oder am Atemschutzgerät ange­ ordnet sein. Der Überdruck/Unterdruckluftadapter und die Filterkartusche können als einzelne Einheit konstruiert sein. Alternativ können der Überdruck/Unterdruckluftadapter und das Atemschutzgerät als einzelne Einheit aufgebaut sein.

Eine Luftleitung verbindet die Einlaßöffnung mit einer Druckluftquelle. Die Druckluftquelle kann einen tragbaren kraftbetriebenen Luftreiniger oder eine Durchlauf- oder Dauerströmung von von einem Kompressor oder einem unter Druck stehenden Behälter zugeführter Luft aufweisen. Die Luftleitung kann eine Schnell-Trennkupplung aufweisen, so daß die Verbindung zwischen dem Benutzer und der Luftleitung gelöst werden kann. Wenn die Verbindung zwischen dem Atem­ schutzgerät und der Druckluftquelle gelöst ist, arbeitet das Atemschutzgerät als Unterdruck-Atemschutzgerät. Zwischen der Schnell-Trennkupplung und der Schutzmaske ist vorzugsweise ein Absperr- oder Rückschlagventil angeordnet, um zu verhin­ dern, daß Umgebungsluft in das Atemschutzgerät gezogen bzw. gesaugt wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kombiniertes Überdruck/Unterdruck-Atemschutzsystem. Durch das vorliegende Atemschutzsystem wird an einer einzelnen Einatemöffnung ei­ ner Schutzmaske sowohl die Funktion eines Überdruck- als auch eines Unterdruck-Atemschutzsystems bereitgestellt. Der Überdruck/Unterdruckluftadapter weist einen Öffnungsbereich auf, durch den eine Fluidverbindung zwischen einer Einatem­ öffnung der Schutzmaske und mindestens einer Filterkartusche hergestellt werden kann. Eine Druckluftquelle kann mit dem Adapter verbunden werden. Mindestens eine Filterkartusche kann am Überdruck/Unterdruckluftadapter befestigt werden. Ein Absperr- oder Rückschlagventil ist vorgesehen, um die Luftströmung vom Überdruckadapter zur Filterkartusche zu verhindern. Ein zweites Absperr- oder Rückschlagventil kann in der Nähe der Schutzmaske angeordnet sein, um die Luftströmung von der Schutzmaskenkammer zum Überdruck/Un­ terdruckluftadapter zu verhindern.

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft die Verbindung einer Druckluftquelle mit einem zwischen einer Filter­ kartusche und einem Atemschutzgerät angeordneten Adapter. Die Luftströmung vom Überdruck/Unterdruckluftadapter zur Filterkartusche wird verhindert. Die Verbindung zwischen der Druckluftquelle und dem Überdruck/Unterdruckluftadapter kann daher gelöst werden, so daß das System als Unterdruck-Atem­ schutzgerät arbeitet. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann außerdem die Druckluftquelle zu einem späteren Zeitpunkt er­ neut mit dem Adapter verbunden werden, so daß das System als Überdruck-Atemschutzgerät arbeitet.

In der vorliegenden Patentanmeldung werden folgende De­ finitionen verwendet:
"Umgebungsluft" bezeichnet in der Umgebung vorhandene Luft:
"Absperr- oder Rückschlagventil" bezeichnet eine Ein­ richtung, durch die eine Strömung automatisch auf eine Rich­ tung begrenzt wird;
"Schadstoff" bezeichnet für die Atmung schädliche oder gefährliche gas-, dampf- oder partikelförmige Chemikalien;
"Außenumgebung" bezeichnet außerhalb des Atemschutzge­ rät vorhandene Umgebungsluft;
"Schutzmaske" bezeichnet eine vollständige Ge­ sichtsabdeckung oder eine Teil-Gesichtsabdeckung mit einer mit dem Gesicht, dem Hals und/oder dem Kopf eines Benutzers in Eingriff stehenden Dichtung;
"Übergießen" bzw. "Überformen" bezeichnet einen bezüg­ lich einem vorhandenen Element ausgeführten Gieß- bzw. Form­ prozeß, um eine zusätzliche Gieß- bzw. Formstruktur zu erhalten;
"Druckluftquelle" bezeichnet eine Vorrichtung, durch die einem Atemschutzgerät atembare Luft zwangsweise zu­ geführt wird, wie beispielsweise eine tragbare Luftpumpe, wie z. B. ein kraftbetriebenes Luftfilter-Atemschutzgerät (PAPR), eine ortsfeste Luftpumpe bzw. ein ortsfester Kom­ pressor oder ein unter Druck stehender Behälter.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Atem­ schutzsystems mit einem mit einer Druckluftquelle verbun­ denen Überdruck/Unterdruckluftadapter;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Atemschutzsystems von Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Über­ druck/Unterdruckluftadapters teilweise im Schnitt;

Fig. 4 zeigt eine Seiten-Querschnittansicht eines Atemschutzsystems mit einem mit einer Druckluftquelle ver­ bundenen Überdruck/Unterdruckluftadapter;

Fig. 5 zeigt das Atemschutzsystem von Fig. 4, wobei die Druckluftquelle abgeschaltet bzw. verbraucht oder ihre Leistung reduziert ist;

Fig. 6A und 6B zeigen Seiten-Querschnittansichten ei­ nes Überdruck/Unterdruckluftadapters vor bzw. nach dem Über­ gießen;

Fig. 7A und 7B zeigen perspektivische Ansichten eines Y-Anschluß- oder Verbindungsstücks für den erfindungsgemäßen Überdruck/Unterdruckluftadapter vor bzw. nach dem Übergie­ ßen;

Fig. 8 zeigt eine alternative Anordnung des Atem­ schutzsystems von Fig. 1;

Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht des Atemschutzsystems von Fig. 8;

Fig. 10 zeigt eine alternative Ausführungsform des Atemschutzsystems von Fig. 1, wobei Filterkartuschen ent­ fernt sind; und

Fig. 11 zeigt ein alternatives Atemschutzsystems mit Voll-Schutzmaske und einem mit einer Druckluftquelle verbun­ denen Überdruck/Unterdruckluftadapter.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines kombi­ nierten Überdruck/Unterdruck-Atemschutzsystems 20. Ein Paar Überdruck/Unterdruckluftadapter 22, 24 sind an entsprechen­ den Einatemöffnungen (vergl. Fig. 4) mit einer Teil-Schutz­ maske 26 verbunden. Die Schutzmaske 26 weist eine Abluft- oder Auslaßöffnung 28 mit einem Absperr- oder Rückschlagven­ til (nicht dargestellt) und Bänder 30 für eine Befestigung am Benutzer auf. Die Teil-Schutzmaske 26 umschließt im we­ sentlichen den Mund und die Nase des Benutzers. Die vorlie­ gende Erfindung kann mit einem beliebigen Schutzmaskentyp verwendet werden.

Ein Paar Filterkartuschen 32, 34 ist an den Adaptern 22 bzw. 24 befestigt. Eine Luftleitung 36 mit einem Y-Verbin­ dungsstück 37 verbindet die Adapter 22, 24 mit einer Druck­ luftquelle 38. Durch die Verwendung eines Paars von Adaptern 22, 24 und der Filterkartuschen 32, 34 ist das Atemschutzge­ rät 20 im wesentlichen gleichmäßig ausbalanciert. Die vor­ liegende Erfindung umfaßt jedoch auch ein Atemschutzsystem mit einem einzelnen Adapter und einer einzelnen Filterkartu­ sche.

Ein Absperr- oder Rückschlagventil 40 und ein Schnell- Trennmechanismus 42 sind in der Luftleitung 36 angeordnet, so daß der Benutzer die Verbindung zur Druckluftquelle 38 schnell lösen kann. Durch das Absperr- oder Rückschlagventil 40 wird verhindert, daß Umgebungsluft in die Schutzmaske 26 gezogen wird, wenn die Luftleitung 36 von der Druckluft­ quelle 38 getrennt ist. Das Absperr- oder Rückschlagventil 40 kann an einer beliebigen Position zwischen dem Schnell- Trennmechanismus 42 und dem Atemschutzsystem 20 entlang der Luftleitung 36 angeordnet sein. Ein unter der Handelsbe­ zeichnung ICV Series von Generant Company, Butler, New Jer­ sey, USA, erhältliches Absperr- oder Rückschlagventil ist für diesen Zweck geeignet. Die Luftleitung 36 oder das Ab­ sperr- oder Rückschlagventil 40 können eine Unterdruckalarm­ einrichtung aufweisen, um den Benutzer zu warnen, wenn die Luftdurchflußmenge von der Druckluftquelle 38 unter einen vorgegebenen Pegel abgesunken ist und mindestens ein Teil der Luft über die Filterkartuschen 32, 34 zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Atemschutzsystems 20 von Fig. 1 zum Darstellen der sich von der Schutzmaske 26 ausgehend erstreckenden Luftleitung 36. Eine Band- oder Gurtklammer 39 ist vorgesehen, um die Luftleitung 36 am Be­ nutzer zu befestigen, so daß das Atemschutzsystem 20 nicht unbeabsichtigt vom Gesicht (nicht dargestellt) des Benutzers abgezogen werden kann.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Über­ druck/Unterdruckluftadapter 22, 24 teilweise im Schnitt, wo­ bei durch Pfeile die Luftströmung von der Luftleitung 36 in einen Luftverteilerkanal 50 dargestellt ist. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich der Luft­ verteilerkanal 50 allgemein um einen Öffnungsbereich 52, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Es können jedoch verschiedenartige Luftverteilerkammeranordnungen verwendet werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu ver­ lassen. Ein Bajonettverbindungsstück 60 ist in der Nähe ei­ ner Einatemöffnung 68 am Adaptergehäuse 23 angeordnet.

Die durch die Pfeile dargestellte zugeführte Luft tritt in den Luftverteilerkanal 50 ein, durchläuft radial ein po­ röses Element 54 und tritt in den Öffnungsbereich 52 ein. Das poröse Element 54 kann aus verschiedenartigen porösen Materialien hergestellt sein, wie beispielsweise Sinterme­ tall (z. B. Messing oder Eisenkies), poröses Polypropylen oder Acetal, eine poröse Keramik oder eine Glas­ kugelstruktur. Ein von General Polymeric, Reading, Pennsyl­ vania, USA, hergestelltes poröses Polyethylen mit einer mittleren Porengröße von 100 µm ist bekanntermaßen für die­ sen Zweck geeignet.

Es wurden Atemschutzmasken bezüglich des aufgrund der Luftströmung durch die Luftleitung, die Adapter, die Ventile und die Bestandteile des Schutzmaskensystems erzeugten Schall- oder Geräuschpegels in einem mit Teppichmaterial und schalldämpfenden Decken ausgestatteten schallgedämpften Laboraufbau getestet. Die getesteten Masken wurden an einem Modellkopf befestigt, und ein Schallaufnahmemikrofon wurde 3.5 cm von der Kopffläche an einer einem Ohr entsprechenden Position angeordnet. Der durch die Luftströmung erzeugte Ton oder Schall wurde unter Verwendung eines Mikrofons, eines Vorverstärkers und eines Signalverstärkers Model 2610, er­ hältlich von Bruel & Kjaer, Inc. (Naerum, Dänemark) mit ei­ ner "A"-Gewichtung des Signals erfaßt. Das Signal wurde un­ ter Verwendung eines Signalanalysators Model 3561A Dynamic Signal Analyzer, erhältlich von Hewlett Packard Co. (Eve­ rett, WA, USA) analysiert, der auf einen 1/3-Oktavenmodus mit quadratischer Mittelwertbildung eingestellt war. Durch die Analysebandbreite wurde ein Frequenzbereich von 12.5 Hz bis 20 kHz erfaßt. Das Mikrofon, der Vorverstärker und der Verstärker wurden unter Verwendung einer Schallpegel­ kalibriereinrichtung Model 4230, erhältlich von Bruel & Kjaer, Inc. kalibriert. Ein Halbmasken-Atemschutzgerät 3M Brand Easi-Air (TM) 7200, erhältlich von 3M Company, St. Paul, Minnesota, USA, wurde bei einer Luftdurchflußmenge von 3.304 Liter/Sekunde sowohl mit einem 3M W-3187-Luftleitungs­ adapter als auch mit einem erfindungsgemäßen Adapter mit und ohne den Geräuschdämpfer 54 getestet. Das poröse Element 54 hatte einen Außendurchmesser von 4.0 cm, einen Innendurch­ messer von 3.3 cm und eine Höhe von 1.1 cm. Die am Mikrofon gemessenen Schalldruckpegel sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

Schalldruckpegelmessungen

Diese Ergebnisse zeigen, daß durch den Schalldämpfer der integrierte Schalldruckpegel über einen Frequenzbereich von 12.5 bis 20 kHz um typischerweise 20 dB reduziert wird. Dies entspricht einem Viertel des Geräuschpegels, der vor­ handen ist, wenn die Adapter ohne schalldämpfendes Material verwendet werden. Außerdem wirkt das poröse Element 54 als Diffusor, durch den die Intensität der Luftströmung dis­ sipiert wird, wodurch die Maximalgeschwindigkeit der in die Schutzmaske 26 eintretenden Luft reduziert wird, während eine den Bedarf des Benutzers überschreitende kontinuierli­ che Strömung zugeführter Luft bereitgestellt wird.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des Über­ druck/Unterdruckluftadapters 22 oder 24, durch den eine Filterkartusche 32 bzw. 34 mit einer Einatemöffnung 62 der Schutzmaske 26 in Fluidverbindung verbunden wird. Die Fil­ terkartusche 32 bzw. 34 wird an dem an der Einatemöffnung 68 des Adapters 22 bzw. 24 vorgesehenen Bajonettverbindungs­ stück 60 befestigt (vergl. auch Fig. 3). Außerdem ist ein entsprechendes Bajonettverbindungsstück 60′ in der Nähe der Einatemöffnung 62 der Schutzmaske 26 vorgesehen. Bei der be­ vorzugten Ausführungsform sind die Bajonettverbindungsstücke 60, 60′ identisch, so daß eine Filterkartusche 32, 34 direkt an der Schutzmaske 26 befestigt werden kann. Für einige Verwendungszwecke kann es wünschenswert sein, eines der Bajonettverbindungsstücke 60, 60′ zu modifizieren, um die Art der Komponenten zu begrenzen, die daran befestigt werden können. Zwischen den Adaptern 22, 24 und der Filterkartusche 32, 34 bzw. zwischen den Adaptern 22, 24 und der Schutzmaske 26 sind vorzugsweise Dichtungen 64, 66 angeordnet. Die Dichtungen können aus verschiedenartigen elastischen Mate­ rialien hergestellt sein, wie beispielsweise aus geschlos­ senzelligem Urethangummi oder Silikon.

Obwohl bei der bevorzugten Ausführungsform Bajonettver­ bindungsstücke 60, 60′ vorgesehen sind, ist die vorliegende Erfindung bezüglich der Art des Verbindungsstücks, durch das die verschiedenen Komponenten 22, 24, 26, 32, 34 in Fluid­ verbindung verbunden werden, nicht eingeschränkt. Anders­ artige Verbindungsstücke, die ausschließlich dazu geeignet sind, ein mit Gewinde versehenes Element aufzunehmen, das in einen entsprechenden einteiligen bzw. einstückigen Zylinder geschraubt werden kann, der mit oder ohne permanente oder lösbare Dichtung gedichtet ist, können kombiniert werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Au­ ßerdem können einige der Komponenten als einzelne Einheit aufgebaut sein. Beispielsweise können die Filterkartusche 32, 34 und der Adapter 22, 24 als einzelne Einheit ausgebil­ det sein. Alternativ können die Einatemöffnung 62 der Schutzmaske 26 und die Adapter 22, 24 als einzelne Einheit konstruiert sein.

Wie in Fig. 4 dargestellt, wird, wenn Luft das poröse Element 54 durchströmt und in den Öffnungsbereich 52 ein­ tritt, durch ein Überdruckventil 66 verhindert, daß Luft durch die Einatemöffnung 68 in die Filterkartuschen 32, 34 eintritt. Das Überdruckventil 66 ist an einer Halterung 70 befestigt, die sich allgemein in die Einatemöffnung 68 er­ streckt. Durch den durch die Luft erzeugten Druck wird das Überdruckventil 66 gegen einen Ventilsitz 72 auf dem Adap­ tergehäuse 23 gezwungen, wodurch die Dichtwirkung des Ven­ tils verbessert wird. Wenn durch die Druckluftquelle 38 keine dem Bedarf des Benutzers entsprechende geeignete Luft­ durchflußmenge bereitgestellt wird, wird durch die Inhala­ tion bzw. den Einatmungsvorgang des Benutzers ein Netto-Un­ terdruck in der Schutzmaskenkammer 84 erzeugt. Durch den Netto-Unterdruck wird das Ventil 66 vom Ventilsitz 72 wegge­ zogen, so daß Luft durch die Kartuschen 32, 34 gezogen bzw. angesaugt werden kann. Bei der in Fig. 4 dargestellten Aus­ führungsform ist das Überdruckventil 66 ein aus einem hoch­ flexiblen Material, wie beispielsweise Silikongummi, herge­ stelltes Membranventil. Für diesen Zweck sind verschie­ denartige Absperr- oder Rückschlagventilanordnungen ge­ eignet, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf die be­ stimmte Absperrventilart beschränkt ist.

Durch ein quer über eine Öffnung 82 in der Nähe der Einatemöffnung 62 angeordnetes Inhalations- oder Einatemven­ til 80 wird ermöglicht, daß die Luft im Öffnungsbereich 52 in eine durch die Schutzmaske 26 und das Gesicht des Benut­ zers (nicht dargestellt) definierte Schutzmaskenkammer 84 eintreten kann. Das Einatemventil 80 kann ebenfalls aus ei­ nem hochflexiblen Material, wie beispielsweise Silikongummi, hergestellt sein. Das Einatemventil 80 kann alternativ am Adaptergehäuse 23 angeordnet sein. Durch den während des Ausatmungsvorgangs des Benutzers erzeugten Netto-Überdruck in der Schutzmaskenkammer 84 wird das Einatemventil 80 gegen einen Ventilsitz 86 gezwungen. Der Überdruck in der Schutz­ maskenkammer 84 wird durch die Auslaßöffnung 28 (vergl. Fig. 1) freigesetzt.

Die Leistung der Druckluftquelle 38 kann aus ver­ schiedenen Gründen vermindert oder unterbrochen werden. Bei­ spielsweise kann eine Fehlfunktion oder Störung des Kompres­ sors vorliegen, kann die Luftleitung 36 unbeabsichtigt ge­ knickt oder durchtrennt werden oder kann der Benutzer die Luftleitung 36 absichtlich abtrennen, um eine größere Bewe­ gungsfreiheit zu erhalten. Die Pfeile in Fig. 5 bezeichnen die Luftströmung durch das Atemschutzsystem 20, wenn die Leistung der Druckluftquelle 38 den Bedarf des Benutzers un­ terschreitet oder unterbrochen ist. Durch den Überdruckver­ lust im Öffnungsbereich 52 kann sich das Überdruckventil 66 von seinem Ventilsitz 72 abheben, um eine Luftströmung durch die Filterkartusche 32, 34 zu ermöglichen. Bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung arbeitet das Atemschutzsystem 20 als Unterdrucksystem, das von der Lungenleistung des Benut­ zers abhängig ist, um Luft durch die Öffnungen 90 in die Filterkartusche 32, 34, durch das Filtermedium 92 und in die Schutzmaskenkammer 84 zu ziehen. Wie in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben wurde, wird das Einatemventil 80 gegen seinen Ventilsitz 86 gezwungen, wenn der Benutzer ausatmet, so daß der übermäßige Druck in der Schutzmaskenkammer 84 über die Auslaßöffnung 28 freigesetzt wird (vergl. Fig. 1).

Wenn der Benutzer die Luftleitung 36 von der Druckluft­ quelle 38 trennt, wird durch das Absperrventil 40 in der Luftleitung 36 verhindert, daß verschmutzte Luft durch die Luftleitung angesaugt wird, wenn das Atemschutzsystem 20 im Unterdruckmodus arbeitet. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist das Absperrventil 40 in der Nähe eines Schnell-Trennmechanismus 42 angeordnet, durch den der Benut­ zer das Atemschutzsystem 20 von der Druckluftquelle 38 tren­ nen kann.

Die Fig. 6A und 6B zeigen ein exemplarisches Verfah­ ren zum Herstellen der Überdruck/Unterdruckluftadapter 22, 24. Die Hauptkomponenten des Adapters sind eine Basis 100, eine Abdeckung 102, das poröse Element 54 und Dichtungen 55. Die Basis 100 weist ein Aufnahme-Bajonettverbindungsstück 60F auf, das mit dem Bajonettverbindungsstück 60′ der Schutzmaske 26 in Eingriff gebracht werden kann. Die Basis 100 weist außerdem ein Widerhakenverbindungsstück 104 mit einem Ring- oder Muffenbefestigungsmechanismus oder einem anderen geeigneten Befestigungsmechanismus zum Halten der Luftleitung 36 auf. Zusätzlich können eine Zugentlastungsfe­ der und eine Halteklemme vorgesehen sein, um die Luftleitung 36 auf dem Widerhakenverbindungsstück 104 zu halten. Die Ba­ sis 100 und die Abdeckung 102 können aus verschiedenartigen Polymermaterialien hergestellt sein, wie beispielsweise Po­ lyethylen, Polypropylen oder Polystyrol. Polypropylen 6323, erhältlich von Himont, Minneapolis, Minnesota, USA, ist ein für diese Zwecke geeignetes Material.

Die Luftleitung 36 weist allgemein einen dem Außen­ durchmesser des Widerhakenverbindungsstücks 104 entsprechen­ den Innendurchmesser von 6 mm auf, obwohl für einige Zwecke auch Luftleitungen mit einem Innendurchmesser von 3 mm ge­ eignet sein können. Für Anwendungen, bei denen ein tragbares kraftbetriebenes Luftfilter-Atemschutzgerät verwendet wird, sind allgemein Luftleitungen mit einem Öffnungsdurchmesser von 25 mm erforderlich. Der Außendurchmesser des Widerhaken­ verbindungsstücks 104 kann so hergestellt werden, daß Luftleitungen beliebiger Größe aufgenommen werden können. Für diesen Zweck kann ein aus einer 50/50-Mischung aus Shell Kraton G2701 und G2705, erhältlich von Shell Chemical Com­ pany, Houston, Texas, USA, hergestellter Schlauch verwendet werden.

Fig. 6B zeigt ein exemplarisches Verfahren zum Befe­ stigen der Luftleitung 36 am Verbindungsstück 104 und zum Herstellen eines luftdichten Verschlusses zwischen der Basis 100 und der Abdeckung 102. Das an der Luftleitung 36 befe­ stigte Adaptergehäuse 23 wird in einer Form angeordnet, wo es mit einem Polymermaterial 106 überformt bzw. übergossen wird. Obwohl für diesen Zweck verschiedenartige Polymermate­ rialien 106 verwendet werden können, hat sich gezeigt, daß durch die Kompatibilität bestimmter Polymermaterialien eine chemische Verbindung erhalten wird, durch die eine ideale mechanische Festigkeit und ein idealer luftdichter Verschluß erhalten werden. Beispielsweise sind ein unter der Handels­ bezeichnung Monprene 2850M, erhältlich von Quality Service Technology, St. Albans, Vermont, USA, verkauftes Polymerma­ terial sowie die vorstehend erwähnten Materialien Kraton oder Polypropylen besonders kompatibel mit einer Basis und einer Abdeckung 100, 102, die aus Polypropylen hergestellt sind, und einer aus Kraton oder Monoprene hergestellten Luftleitung 36.

Fig. 7A und 7B zeigen die Verwendung des vorliegenden Übergießverfahrens, um ein Y-Verbindungsstück 37 für die Verbindung mit einem Paar von Adaptern 22, 24 herzustellen. Ein Y-Anschlußstück 110 ist an drei Luftleitungsabschnitten 36 befestigt. Das Y-Anschlußstück 110 und die Luftleitungen 36 werden daraufhin unter Verwendung der vorstehend erwähn­ ten Materialien 106 übergossen, wie in Fig. 7B dargestellt.

Fig. 8 und 9 zeigen eine alternative Ausführungsform des Atemschutzsystems 20, wobei die Luftleitungen 36 so angeordnet sind, daß sie sich zur Rückseite der Schutzmaske 26 erstrecken. Wie in Fig. 9 dargestellt, erstreckt sich die Luftleitung 36 zur Rückseite des Benutzers, so daß sie die Aktivitäten des Benutzers nicht behindert.

Fig. 10 zeigt eine andere alternative Ausführungsform des Atemschutzsystems 20, wobei die Filterkartuschen 32, 34 entfernt und durch Ventilklappen 112, 114 ersetzt sind. Bei dem in Fig. 10 dargestellten Aufbau arbeitet das Atemschutzsystem 20 im wesentlichen ähnlich wie das in Fig. 1 dargestellte System nur als Überdruck-Atemschutzsystem.

Fig. 11 zeigt ein alternatives Voll-Schutzmasken-Atem­ schutzsystem 20′ mit einem Paar Überdruck/Unterdruckluft­ adapter 22′, 24′, die mit einer Druckluftquelle 38 verbunden sind. Die Voll-Schutzmaske 20′ umschließt typischerweise den Mund, die Nase und die Augen des Benutzers.

Claims (26)

1. Überdruck/Unterdruckluftadapter mit einem Adapterge­ häuse mit einem Öffnungsbereich, durch den eine Fil­ terkartusche in Fluidverbindung mit einem Atem­ schutzgerät verbunden wird, einer Einlaßöffnung, durch die eine Druckluftquelle mit dem Öffnungsbereich ver­ bunden wird, und einem ersten Absperrventil, durch das die Luftströmung vom Öffnungsbereich zur Filter­ kartusche verhindert wird.

2. Adapter nach Anspruch 1, ferner mit einem zweiten Ab­ sperrventil, durch das die Luftströmung vom Atemschutz­ gerät zum Öffnungsbereich verhindert wird.

3. Adapter nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Ab­ sperrventil an einer Einatemöffnung angeordnet ist, durch die der Öffnungsbereich in Fluidverbindung mit der Filterkartusche verbunden ist.

4. Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ad­ aptergehäuse außerdem eine zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung angeordnete poröse Struktur auf­ weist.

5. Adapter nach Anspruch 4, wobei das Material der porösen Struktur aus Sintermetall, porösem Polypropylen, porö­ sem Polyethylen, porösem Acetal, poröser Keramik und/oder einer porösen Glaskugelstruktur ausgewählt wird.

6. Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein zweites Absperrventil an einer Einatemöffnung des Atem­ schutzgerätes angeordnet ist.

7. Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Ad­ aptergehäuse und die Filterkartusche eine einzelne Ein­ heit bilden.

8. Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Adaptergehäuse und das Atemschutzgerät eine einzelne Einheit bilden.

9. Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit einer Luftleitung, durch die die Einlaßöffnung mit der Druckluftquelle verbunden ist.

10. Adapter nach Anspruch 9, ferner mit einem Schnell- Trennmechanismus zum Abtrennen der Druckluftquelle vom Atemschutzgerät.

11. Adapter nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Luftleitung auf dem Adaptergehäuse geformt ist.

12. Adapter nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner mit einem in der Luftleitung in der Nähe der Einlaßöffnung angeordneten Absperrventil.

13. Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Druckluftquelle ein tragbares, kraftbetriebenes Luftfiltersystem aufweist.

14. Überdruck/Unterdruck-Atemschutzsystem mit:
einer Schutzmaske mit einer Auslaßöffnung und min­ destens einer Einatemöffnung;
mindestens einem Überdruck/Unterdruckluftadapter mit einem Öffnungsbereich, durch den eine Filterkartu­ sche in Fluidverbindung mit mindestens einer Einatemöffnung verbunden wird, wobei der Über­ druck/Unterdruckluftadapter eine Einlaßöffnung für eine Verbindung mit einer Druckluftquelle aufweist; und
einem ersten Absperrventil, das so angeordnet ist, daß die Luftströmung vom Öffnungsbereich zur Filterkar­ tusche verhindert wird.

15. Atemschutzsystem nach Anspruch 14, ferner mit einem zweiten Absperrventil, durch das die Luftströmung von der Schutzmaske zum Öffnungsbereich verhindert wird.

16. Atemschutzsystem nach Anspruch 14 oder 15, wobei das Absperrventil am Überdruck/Unterdruckluftadapter befe­ stigt ist.

17. Atemschutzsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wo­ bei das erste Absperrventil an der Einatemöffnung des Atemschutzsystems angeordnet ist.

18. Atemschutzsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wo­ bei der Überdruck/Unterdruckluftadapter außerdem eine zwischen der Einlaßöffnung und dem Öffnungsbereich an­ geordnete poröse Struktur aufweist.

19. Atemschutzsystem nach Anspruch 18, wobei das Material der porösen Struktur aus Sintermetall, porösem Poly­ propylen, porösem Polyethylen, porösem Acetal, poröser Keramik und/oder einer porösen Glaskugelstruktur aus­ gewählt wird.

20. Atemschutzsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wo­ bei der Überdruck/Unterdruckluftadapter und die Filter­ kartusche eine einzelne Einheit bilden.

21. Atemschutzsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wo­ bei der Überdruck/Unterdruckluftadapter und mindestens eine Einatemöffnung eine einzelne Einheit bilden.

22. Atemschutzsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wo­ bei die mindestens eine Einatemöffnung und mindestens ein Überdruck/Unterdruckluftadapter zwei Einatemöffnun­ gen bzw. zwei Überdruck/Unterdruckluftadapter aufwei­ sen.

23. Atemschutzsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 22, ferner mit einer Luftleitung, durch die die Einlaßöff­ nung mit der Druckluftquelle verbunden ist.

24. Atemschutzsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 23, wo­ bei die Druckluftquelle ein tragbares, kraftbetriebenes Luftfiltersystem aufweist.

25. Verfahren zum Betrieben eines kombinierten Über­ druck/Unterdruck-Atemschutzsystems mit den Schritten:
Verbinden einer Druckluftquelle mit einem Über­ druck/Unterdruckluftadapter, durch den eine Filterkar­ tusche in Fluidverbindung mit einem Atemschutzgerät verbunden ist;
Verhindern der Luftströmung vom Überdruck/Un­ terdruckluftadapter zur Filterkartusche, so daß das Atemschutzsystem als Überdruck-Atemschutzsystem arbei­ tet; und
Reduzieren der Luftströmung von der Druckluft­ quelle zum Überdruck/Unterdruckluftadapter, so daß mindestens ein Teil der Luft durch die Filterkartusche in das Atemschutzsystem gezogen wird.

26. Verfahren nach Anspruch 25, ferner mit dem Schritt:
Trennen der Druckluftquelle vom Überdruck/Unterdruck­ luftadapter.