DE19650897A1

DE19650897A1 - Apparatus and method for increasing the safety of respiratory masks

Info

Publication number: DE19650897A1
Application number: DE1996150897
Authority: DE
Original assignee: T E M TECH ENTWICKLUNG und MAN
Current assignee: T E M TECH ENTWICKLUNG und MAN
Priority date: 1996-12-07
Filing date: 1996-12-07
Publication date: 1998-06-10
Also published as: WO1998024516A1; AU5065698A

Abstract

The invention aims at improving the safety of a gas-mask. Gas-sensors are integrated within the gas-mask, that are electronically evaluated, whereby the applicant is warned in an appropriate manner of harmful gases leaking into the mask.

Description

Explanation of the invention

Es ist bekannt, daß sich Menschen gegen giftige Anteile in der Atemluft unter anderem durch den Gebrauch von Atemschutzmasken, auch Gasmasken genannt schützen. Diese Masken bestehen aus einer formschlüssigen Abdeckung des Gesichtsbereiches und bestehen meist aus Gummi bzw. einem anschmiegsamen synthetischen Kautschuk. Die Atemluft strömt in die Maske durch einen einschraubbaren Filter (Fig. 1; c). Ein Ventil (Fig. 1; a) sorgt dafür, daß beim Ausatmen die Luft nicht durch den Filtereinsatz hinausgeblasen werden kann, sondern die Maske durch spezielle Austrittsöffnungen (Fig. 1; b) verlassen muß. Auch in diesen Auslaßöffnungen sitzen Ventile, die das ungefilterte Einströmen von Luft verhindern.It is known that people protect themselves against toxic components in the air they breathe by using respirators, also called gas masks. These masks consist of a form-fitting covering of the face area and mostly consist of rubber or a supple synthetic rubber. The breathing air flows into the mask through a screw-in filter ( Fig. 1; c). A valve ( Fig. 1; a) ensures that the air cannot be blown out through the filter insert when exhaling, but must leave the mask through special outlet openings ( Fig. 1; b). Valves, which prevent the unfiltered inflow of air, are also located in these outlet openings.

Die für Atemschutzmasken verwendeten Filter sind meist mehrschichtig aufgebaut. Sie halten Partikel mechanisch zurück. Chemische Imprägnierungen binden eine Vielzahl von Gasen und Dämpfen. Es ist bekannt, daß es trotz des Gebrauchs von Masken regelmäßig zu Zwischenfällen mit teilweise erheblichen gesundheitlichen Schäden für die Benutzer der Maske kommt. Dieses sind häufig Feuerwehrleute, Chemiearbeiter, Katastrophenschutzdienste und dergleichen mehr. Die Ursache besteht oft darin, daß sich die Träger der Maske sehr sicher fühlen und dabei undichte Stellen am Abschluß der Maske zum Gesicht, technische Defekte an der Maske u.ä. während des Einsatzes übersehen. Auch kann vom Träger die Gefahr schlecht eingeschätzt werden, die im Brandfall z. B. von Kohlenmonoxid ausgeht. Kohlenmonoxid ist ein giftiges Gas, welches durch übliche Filter nicht zurück gehalten wird und daher ohne weiteres den Träger der Maske erreichen kann.The filters used for breathing masks are usually multi-layered built up. They hold back particles mechanically. Chemical impregnation bind a variety of gases and vapors. It is known that despite the Use of masks regularly to incidents with sometimes significant health damage comes to the users of the mask. These are often firefighters, chemical workers, civil protection services and the like more. The cause is often that the mask wearer feel very safe and there are leaks at the end of the mask Face, technical defects on the mask, etc. during use overlooked. The carrier can also poorly assess the danger that in the event of fire e.g. B. starts from carbon monoxide. Carbon monoxide is a toxic one Gas, which is not retained by conventional filters and therefore without can also reach the wearer of the mask.

Diese Erfindung erhöht die Sicherheit der Träger von Atemschutzmasken.This invention increases the safety of wearers of respirators.

Dazu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, im Innenbereich der Maske Sensoren einzubringen, die empfindlich auf eindringende Gase oder Dämpfe reagieren.For this purpose, it is proposed according to the invention, in the interior of the mask Introduce sensors that are sensitive to penetrating gases or vapors react.

Erfindungsgemäß sollen Sensoren zur Anwendung kommen, deren gassensitive Wirkschicht vorzugsweise ein Metalloxid ist. Als Träger kann sowohl ein beheiztes Keramikplättchen benutzt werden als auch eine beheizte Siliziummembran.According to the invention, sensors are to be used whose gas sensitive Active layer is preferably a metal oxide. Both a heated ceramic plates are used as well as a heated one Silicon membrane.

Ferner sollen erfindungsgemäß geeignete Meldesysteme in oder an der Maske den Benutzer visuell oder akustisch warnen bzw. über den momentanen Status informieren. Dieses kann z. B. über Leuchtdioden, welche in Sichtbereich an der der Maske angeordnet sind erfolgen. In addition, according to the invention, suitable detection systems should be in or on the mask warn the user visually or acoustically or about the current status inform. This can e.g. B. via LEDs, which are in the field of vision on the the mask are arranged.

Die Auswertemethoden müssen geeignet sein, die Einflüsse von Luftfeuchtigkeit zu minimieren bzw. eliminieren. Denn beim stoßweisen Ausatmen in die Maske hinein erhöht sich die Luftfeuchte stark, wogegen beim Einatmen sich diese sehr stark vermindert. Diese stoßweisen Schwankungen der Luftfeuchtigkeit wirken sich auf traditionell betriebene Gassensoren sehr stark aus. Aus diesem Grunde werden z. T. Auswertestrategien eingesetzt, die diese Nachteile vermeiden. Im Wesentlichen werden Auswertestrategien eingesetzt wie sie in den Patentanmeldungen P 196 17 297,7 und P 195 43 296,7 in Detail beschrieben sind.The evaluation methods must be suitable, the influences of air humidity to minimize or eliminate. Because with intermittent exhalation into the mask the air humidity increases sharply, whereas when inhaled, it increases very much greatly reduced. These intermittent fluctuations in air humidity have an effect rely heavily on traditionally operated gas sensors. For this reason z. T. evaluation strategies used to avoid these disadvantages. in the Evaluation strategies such as those in the Patent applications P 196 17 297.7 and P 195 43 296.7 described in detail are.

Erfindungsgemäß soll jedoch der Sensor an einer sensortechnisch optimalen Stelle angeordnet werden. Hierbei ist zwischen einer preisgünstigeren Version mit nur einem Sensor z. B. für Anwendungen bei denen keine Hochtoxen zu erwarten sind und einer Version mit mehreren z: B. zwei Sensoren zu unterscheiden.According to the invention, however, the sensor should be at an optimal sensor level Be arranged. Here is between a cheaper version with only one sensor z. B. for applications where no toxins too are expected and a version with several e.g. two sensors differentiate.

Für die erste Version wird der Sensor vorzugsweise in unmittelbarer Nähe von Mund und Nase des Trägers (Fig. 1; f) angeordnet. Hierdurch kann gleichzeitig der Filter und die Dichtigkeit der Ausatemventile (Fig. 1; b) wie auch der gesamten Atemschutzmaske überprüft werden.For the first version, the sensor is preferably arranged in the immediate vicinity of the wearer's mouth and nose ( FIG. 1; f). In this way, the filter and the tightness of the exhalation valves ( Fig. 1; b) as well as the entire respiratory mask can be checked at the same time.

Für die zweite Version soll die Überwachung des Filterelementes mit einem Sensor erfolgen, der vorzugsweise in dem Zwischenraum (Fig. 1; d) zwischen Filtereinsatz und Rückschlag-Ventil angeordnet ist. Dort kann der Sensor nicht durch die ausgeatmete Luftfeuchte irritiert werden. Nachteilig ist jedoch, daß Leckagen, z. B. zwischen Maske und Kopfform unentdeckt bleiben. Um die daraus resultierenden Gefahren erkennen zu können, wird mindestens ein weiterer Sensor erfindungsgemäß im Innenbereich (Fig. 1; e) der Maske angeordnet und zwar abhängig von der Ausgestaltung der Maske vorzugsweise nicht unmittelbar in der Nähe von Mund und Nase des Trägers, um nicht den extremen Feuchteschwankungen ausgesetzt zu sein.For the second version, the filter element is to be monitored with a sensor, which is preferably arranged in the intermediate space ( FIG. 1; d) between the filter insert and check valve. There, the sensor cannot be irritated by the exhaled humidity. However, it is disadvantageous that leakages, e.g. B. remain undetected between mask and head shape. In order to be able to recognize the resulting dangers, at least one further sensor according to the invention is arranged in the inner region ( FIG. 1; e) of the mask and, depending on the design of the mask, preferably not in the immediate vicinity of the mouth and nose of the wearer, or not to be exposed to extreme humidity fluctuations.

Erfindungsgemäß ist das Sensorelement durch Membranen vom Luftraum der Maske getrennt.According to the invention, the sensor element is separated from the air space by membranes Mask separated.

Es handelt sich hierbei z. B. um semi-permeable Membranen aus z. B. gestreckter PTFE-Folie. Gas strebt dazu, stets einen gleichen Gasdruck anzunehmen. Gasmoleküle diffundieren ohne nennenswerte Verlängerung der Reaktionszeit aus diesem Grunde durch derartige Folien, wogegen Speicheltröpfchen Kondenswasser und ähnliches ausgeschlossen werden. Diese Folien werden vorzugsweise in der Form eines Sandwich ein- oder mehrlagig zwischen Drahtgewebe eingelagert, wodurch die Folien und das Sensorelement gegen größere Luftbewegungen mechanische Beschädigungen geschützt ist.It is e.g. B. to semi-permeable membranes from z. B. stretched PTFE film. Gas strives to always have the same gas pressure to assume. Gas molecules diffuse without appreciable extension of the For this reason, reaction time by such foils, against Droplets of saliva, condensation and the like can be excluded. This Foils are preferably in the form of a sandwich in one or more layers embedded between wire mesh, creating the foils and the sensor element mechanical damage is protected against major air movements.

Die Leistungsaufnahme wird aus Batterien/Akkus mit ausreichender Kapazität für eine übliche Einsatzdauer von häufig mehreren Stunden zur Verfügung gestellt. Da ausgeschlossen ist, daß sich die Batterien innerhalb der Maske anordnen lassen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine elektrische Leitung oder ein Stecker (z. B. durch Induktion) gasdicht aus der Maske herausgeführt wird und zu einem Batteriebehältnis führt, welches an einem Schulterriemen oder am Gürtel getragen werden kann. Hierdurch ist auch während des Betriebs ein einfacher Wechsel der Batterie möglich. The power consumption is made up of batteries with sufficient capacity for a usual period of use of often several hours is provided. Since it is impossible for the batteries to be arranged within the mask leave, it is proposed according to the invention that an electrical line or a plug (e.g. by induction) is led out of the mask in a gas-tight manner and leads to a battery case, which is on a shoulder strap or on Belt can be worn. This means that even during operation easy battery replacement possible.

Die Erfindung kann in zahlreichen Variationen ausgeführt werden. Gemeinsam ist jedoch, daß sich innerhalb der Maske Gassensoren befinden, welche von einer Elektronik ausgewertet werden, wobei bei Eindringen von gesundheitsschädlichen Gasen eine geeignete Alarmierung des Benutzers der Maske erfolgt.The invention can be carried out in numerous variations. Together is that there are gas sensors inside the mask, which of electronics are evaluated, with penetration of harmful gases an appropriate alarm to the user of the Mask is done.

Claims

1. Respirator mask to protect against inhalation or absorption through the mucous and conjunctiva of undesirable or dangerous gases for the use of firefighters, chemical workers, civil protection officers, farmers, soldiers, etc., characterized in that the respirator mask one or inside contains several sensors that are sensitive to the ingress of gases or vapors and whose signals are electronically processed and inform the user, the power supply being provided by batteries.

2. Respirator according to claim 1, characterized in that a single sensor is used, the location of which is in immediate Proximity to the mouth and nose is located within the so-called inner mask.

3. Respirator mask according to claim 1, characterized in that at least two sensors are used. The location of the first sensor is in the air inlet between the filter insert and the check valve. This Sensor is responsible for filter monitoring. The one or more sensors are arranged in the interior of the mask. The sensor or sensors check the tightness of the respirator.

4. Respirator according to claim 1, characterized in that the Visual or acoustic indicators or warning devices or within the breathing mask about the current state is informed.

5. Respirator mask according to claim 1, characterized in that the sensor thanks to a semi-permeable, gas-permeable layer against droplets of saliva, Condensation and the like is protected.

6. Respiratory mask according to claim 5, characterized in that the semipermeable layer is embedded in a wire mesh to the gas permeable layer and the sensor element against mechanical Protect damage and major fluctuations in air pressure.

7. Respirator according to claim 1, characterized in that the Power is supplied by batteries that are outside the mask are located.

8. Respirator mask according to at least one of the previous ones Claims, characterized in that the power supply from the battery to the electronics through a gas-tight passage of the electrical line from the mask or a gas-tight plug mounted on the mask or done by induction.