DE2335848A1 - Sicherheitswarnvorrichtung fuer ein chemisches atmungsgeraet - Google Patents

Description

Sicherheitswarnvorrichtung für ein cb.emiscb.es Atmungsgerät.

Sie Erfindung betrifft eine elektrische Sicherheitswarnvorrichtung für ein chemisches Atmungsgerät, vermittels welcher der elektrische Widerstand wenigstens eines chemischen Sorptionsmittels überwacht und bei einem durch Absorption von feuchtigkeit oder irritierenden Gasen oder Dämpfen bedingten hohen Widerstandsabfall des chemischen Sorptionsmittels innerhalb dt· Atmungsgeräts ein Warnsignal ausgelöst wird.

Chemische Atmungsgeräte sind bereits bekannt. Diese lassen sich allgemein in zwei unterschiedliche Gruppen einteilen, nämlich erstens Sauerstoff erzeugende chemische Geräte, die unter der Bezeichnung "Chemox" bekannt sind, und zweitens Gasfiltergeräte zum Schutz gegen schädliohe und irritierende Gase und Dämpfe in giftige Dämpfe enthaltenden Umgebungen.

Bei den Sauerstoff erzeugenden Atmungegeraten rom Typ "Chemox" ist eine mechanieciie Schaltuhr vorgesehen,

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die vom Träger von Hand eingestellt werden kann. Eine derartige Schaltuhr ist jedoch höchst unzuverlässig, da sie lediglich den Ablauf einer bestimmten Zeitspanne, nicht jedoch den tatsächlichen Zustand des innerhalb des Behälters befindlichen chemischen Sorptionsmittels anzeigt. Hinzu kommt, daß das nach Ablauf der eingestellten Zeit von der mechanischen Schaltuhr ausgelöste Klingelsignal bei dem hohen Geräuschpegel, welcher unter den tatsächlichen Einsatzbedingungen für chemische Atmungsgeräte im allgemeinen herrscht, in vielen Fällen überhört wird. Daher sind bekannte Warn- oder Anzeigevorrichtungen dieser Art nicht nur unzuverlässig, sondern stellen auch eine Gefährdung dar, da sich der Träger nicht auf die Warnvorrichtung verlassen kann.

Bei einigen bekannten Ausführungen von Gasfilter-Atmungsgeräten ist eine Penster-SÜitanzeige vorgesehen. Innerhalb des Sichtfensters befinden sich zwei Papierstücke unterschiedlicher Farbe unmittelbar nebeneinander, wobei das eine Papierstück chemisch repariert ist und durch Absorption von feuchtigkeit seine farbe verändert. Wenn die farbänderung des chemisch präparierten Papiers so weit fortgeschritten ist, daß sie der Farbgebung des nicht präparierten Papiers entspricht, wird dadurch angezeigt, daß das Chemieehe Sorptionsmittel keine Wirksamkeit mehr hat oder nahezu erschöpft ist. Zur einwandfreien Beurteilung der farbgebung dee Papiers ist jedoch Beobachtung unter Tageslicht erforderlich. Außerdem ist die Fenster-Sicht-

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anzeige so angeordnet, daß der Träger bei aufgesetzter Gesichtsmaske das Fenster nahezu nicht oder nur unter erheblichen Verrenkungen in Augenschein nehmen kann.

Aus diesen Gründen besteht daher ein dringender Bedarf an einer neuartigen und verbesserten Sicherheitswarnvorrichtung für chemische Atmungsgeräte, vermittels welcher die jeweils noch verbleibende Nutzungsdauer des Geräts, d.h. die noch verbleibende Nutzungsdauer des chemischen Sorptionsmittels unübersehbar anzeigbar ist, während der dem Träger des Geräts zugeführte Gase absorbiert, neutralisiert und/oder aufbereitet werden können. Diese Anzeige soll dem Träger des Geräts sehr genau die noch verbleibende Nutzungsdauer in unmittelbarer Beziehung zur Menge des jeweils noch frischen chemischen Sorptionsmittels innerhalb des Geräts anzeigen. Die Wirksamkeit und einwandfreie Beschaffenheit des Geräts sollen jederzeit, insbesondere bei längerer Lagerung, überprüfbar und das Gerät verhältnismäßig preiswert, einfach herzustellen und für bereits im Gebrauch befindliche chemische Atmungsgeräte verwendbar sein und hohe Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit aufweisen.

Die zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Sicherheitswarnvorrichtung für ein chemisches Atmungsgerät, das dazu dient, den Atmungsorganen einer sich in einer der Atmung unzuträglichen Gasatmosphäre aufhaltenden Person ein zur Atmung erforderliches Gasgemisch zuzuführen,

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und das bestellt aus einer am Körper der Person anbringbaren Büchse, in der sich wenigstens ein chemisches Sorptionsmittel befindet, durch welches in der Büchse aufbereitete Grase hindurchtreten müssen, einer über das Gesicht der Person aufsetzbaren und mit den AtmungsOrganen der Person in Verbindung stehenden Gesichtsmaske, und Verbindungskanälen zwischen Büchse und Gesichtsmaske, durch welche in der Büchse aufbereitete Gase der Gesichtsmaske zuführbar sind, ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch in einem gegenseitigen Abstand voneinander und in Berührung mit dem innerhalb der Büchse befindlichen chemischen Sorptionsmittel stehende Elektroden, wobei eine Elektrode nur in den oberen Abschnitt des chemischen Sorptionsmittels hineinreicht, so daß dieses zwischen den Elektroden einen hohen Widerstand aufweist, sowie durch eine in Reihe mit den Elektroden und einer Gleichetrom-SpeiBespannungsquelle geschaltete Signalvorrichtung, vermittels welcher ein Potential an die Elektroden anlegbar und bei erheblichem Abfall des elektrischen Widerstandes des zwischen den Elektroden befindlichen Sorptionsmittels ein zur Anzeige der noch verbleibenden Nutzungsdauer der Buchs« dienendes Sichtoignal abgtbbar ist.

Die Signalvorrichtung umfaßt entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Batterie und eine Lampe, die in einem vorbestimmten Zeitpunkt vor Ablauf der Nutzungsdauer aufleuchtet, damit das Warnsignal liefert und über

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-längere Zeit angeschaltet bleibt. Sie Lampe wird im Gesichtsfeld der das Atmungegerät tragenden Person angeordnet und ist daher für diese auch bei Dunkelheit unübersehbar, so daß sich die Person rechtzeitig aus einem gefährdeten Bereich in Sicherheit bringen kann.

Die erfindungsgemäße Sicherheitswarnvorrichtung wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Pig. 1 zeigt im Aufriß von vorn ein chemisches Sauerstoff-Atmungsgerät mit einer elektrischen Si-. cherheitswarnvorrichtung nach der Erfindung. Pig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie 2-2 von

Pig. 1.

Pig. 3 ist ein Schaltplan der elektrischen Sicherheitswarnvorriohtung bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2.

Pig. 4 ist eine graphische Darstellung des elektrischen Widerstandes des in einem typischen chemiechen Sauerstoff-Atmungegerät verwendeten chemischen Sorptionsmittel in Abhängigkeit von der Ausatmungsseit in Hinuten·

Pig. 5 zeigt in Ansicht von vorn einen Peuerwehrmann mit einem chemischen Oaefilter-Atmungsgerät in Terbindung mit einer elektrischen Sicherheitewarnvorriohtung entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

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fig. 6 ist ein Querschnitt entlang der Linie 6-6 von Jig. 5.

fig. 7 ist ein Schaltplan der elektrischen Sicherheitswarnvorrichtung hei der Aueführungsform nach den figuren 5 und 6.

Fig. 8 ist eine isometrische Schnittansicht der Büchse eines Atmungsgeräte mit einer weiteren Ausführungeform der Elektroden.

Tig. 9 ist eine graphische Darstellung des elektrischen Widerstandes eines chemischen Sorptionsmittels in einem typischen Gasfilter-Atmungsgerät in Abhängigkeit von der Aueatmungszeit.

Tig.10 ist eine graphische Darstellung des elektrischen Widerstandes einei ehemischen Sorptionsmittel^ in einem Gasfilter-Atmungsgerät in Abhängigkeit Ton der Sinatmungsseit.

Das für den menschlichen Gebrauch bestimmte chemische Saueretoff-Ataungsgerät mit der elektrischen SicherheitswarnTorriohtung führt den Atmungsorganen einer sich in einer der Atmung unzuträglichen oder giftigen Gasatmosphäre aufhaltenden Person ein sur Atmung erforderliches Gasgemisch su. Das Gerät umfaßt eine Buchs· 1.1, deren Behälterwandung beispielsweise aus verkupfertem Stahlblech besteht. Die Behälterwandung 12 kann aus einem titfgezogenen Behälter 13 bestehen, dessen offenes unteres Ende vermittele einer Bodenwand H verschlossen ist, welche vermittels einer,

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Umbördelung 16 an der Behälterwaudung 12 befestigt ist. Am oberen Ende des Sehältere 13 befindet sich, ein offener Balsabschnitt 17. Wie insbesondere aus fig. 2 ersichtlich, ist von dem Halsabschnitt 17 ein offenendiges Rohr 18 nach unten in den Behälter 13 hineingeführt. Das Rohr 18 besteht beispielsweise aus Kupfer.

Innerhalb der Behälterwandung 12 befindet sich ein Sauerstoff freisetzendes chemisches Sorptionsmittel 21, welches wie insbesondere aus flg. 2 ersichtlich fast den ganzen Innenraum innerhalb der Behälterwandung 12 ausfüllt. Ein für diesen Zweck besonders gut geeignetes chemisches Sorptionsmittel ist Kaliumsuperoxid. Das chemische Sorptionsmittel kann im unteren Bereich mit einem Katalysator getränkt sein, um die zur Sauerstofferzeugung dienende chemische Umsetzung zu beschleunigen.

Unterhalb des chemischen Sorptionsmittel 21 am Boden der Büchse befindet sich ein freier Raum 22, in welchem das eingeatmete Gas frei zirkulieren kann, so daß der Atemwiderstand möglichst gering gehalten wird. Oberhalb und unterhalb des chemischen Sorptionsmittel· 21, d.h. am oberen und am unteren Ende der Büchse befinden eich Tilter 23, welche verhindern, daß im Gebrauch der Büchse losgelöste Teilchen des chemischen Sorptionsmittels in die Atemwege des Benutzers gelangen können. Das Filter 23 ist vermittels einer feder 24 nach oben gegen das chemische Sorptionsmittel beaufschlagt, so- daß unterhalb des unteren filters

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23 ein freier Raum 25 vorbanden ist und durch das Rohr 18 hindurohtretende Luft gleichmäßig die ganze freiliegende Oberfläche des unteren Filters 23 bestreichen kann. Bei nichtgebrauch ist die Büchse 11 hermetisch abgedichtet, so daß keine Luft in Berührung mit dem in dieser befindlichen chemischen Sorptionsmittel gelangen kann.

Sie Büchse 11 ist in einen Gurtträger 26 einsetzbar, der aus einer als Rahmen dienenden starren !tragplatte 27 mit einem isolierenden Segeltuchüberzug 28 besteht, der an seinem unteren Ende offen ist und zur Aufnahme der Büchse 11 dient. An dem Gurtträger 26 befindet sich außerdem ein oberer Gurt 29 und ein unterer Gurt 31, welche um den Körper des Trägers herumgeführt werden und dazu dienen, den Rahmen 27 vor der Brust des Trägers su befestigen. Ein weiterer Gurt 32 ist an gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 27 in der dargestellten Weise befestigt und über die Schulter des Trägers zum Rücken desselben führbar· Ein ü-förmiger Bügel 33 ist gelenkig mit dem Segeltuchüberzug 28 verbunden und wie aus Pig. 1 ersichtlich in eine Lage unterhalb des Überzuges 28 bringbar. Eine Schraube 34 ist in den Bügel 33 eingeschraubt und trägt einerseits einen Bandgriff 36 und andererseits eine Platte 37, welche gegen die Bodenwand 14 der Büchse angelegt werden kann.

Ein Stößel 41 ist an dem als Buchsenhalterung dienenden Segeltuchüberzug 28 befestigt und besteht aus einem (nicht dargestellten) federbeaufschlagten Stößel, welcher

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innerhalb eines hohlen Gehäuses angeordnet ist. Der Stößel hat die Form eines zylindrischen Rohrs mit einer sich konisch verjüngenden Spitze, welche eine Kupferfolie im Halsabschnitt 17 der Büchse durchstößt, wenn die Büchse 11 durch den Benutzer vermittels der Schraube 34 nach oben gedrückt wird. Sie Spitze des Stößels ist mit Durchbrechungen versehen, durch welche hindurch die Ausatmungsluft des Benutzers in die Büchse eintreten kann. Der zylindrisch-rohrförmige Stößel steht in Verbindung mit dem Rohr 18 innerhalb der Büchse, so daß die Ausatmungeluft des Benutzers in der nachstehend beschriebenen Weise durch die Büchse hindurchgeleitet wird.

Die Verbindung zu den AtmungsOrganen des Benutzers besteht aus einer Schutzmaske 46 in form einer Gesichtsmaske 47 beispieleweise aus Gummi, weiche der Benutzer über das Gesicht aufsetzt und die iann «ine luftdicht· Abdichtung gegen den Kopf bewirkt. An der Maske befinden sich Gurtbänder 48, vermittels welcher diese am Kopf befestigt werden kann. In der Maske befinden sich Augengläser 49t ««lohe dem Benutzer ein ungehindertes Sehen durch, die Maske hindurch gestatte*. An der Maske befindet sich außerdem ein Mundstiiok 51» welches dem Benutzer »ei aufgesetzter Sebntzmaske 46 die Spreohverständigung ermöglicht. Ein Sammelrohr 52 ist duroh Schlauch« 53 uns 54 ebenfalls mit der Sohutssaske 46 verbunden. Auf der linken

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Seite des Sasmelrohrs 52 befindet eich ein (nicht dargestelltes) Ausatmungsventil, welches über einen Ausatmungsschlauch 56 mit dem in Fig. 1 dargestellten Stößel 41 verbunden ist. JLuX der rechten Seit· des Sammelrohrs 52 befindet eich ein (nicht dargestelltes) Einatmungsventil, welches über einen Einatmungsechlauch 57 mit einem Atemsaek 58 verbunden ist. Außerdem befindet sich am Sammelrohr 52 ein (gleichfalls nicht dargestelltes) Überdruckventil.

Per Atemsack 58 hat die formgebung eines umgekehrten "U" und ist an der Rahmen-Tragplatte 27 für die Büchse 11 befestigt. Im rechten Schenkel des Atemsacks 58 befindet sich ein linlaßschlauch 59 und steht in Verbindung mit dem Einatmungsechlauch 57. Im linken Schenkel des Atemsacks 58 befindet sich ein Auslaßsohlauch 61 und steht in Verbindung mit dem äußeren Gehäuse des StOBeIs 41 und mit dem Inneren der Büchse 11, wie insbesondere aus Tig. 1 ersichtlich ist. As der Rahmen-Tragplatte 27 befindet sich außerdem eine Zeituhr 62, die durch Verdrehen eines Zeigers 63 Im Uhrseigersinn bis sum Ansehlag eingestellt wird. Je nach Ausführung wird vermittels der Zeituhr nach Ablauf von 45 - 60 Minuten eine Hingel in !Tätigkeit gesetst.

An ier Büchsemaalterung 28 ist auierdem ein lamens-•ohilöhalter 65 mit Bedienunfsamweisumsen befestigt.

Das ίο weit beschriebene chemische Atmungsgerät ist von tekammter Ausführung und bekannt unter dem Vmrenseichen

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"Chemox" (Mine Safety Appliances Company, Pittsburgh, Pa, V.St.A,).

Dae chemische Atmungegerät ist mit einer elektrischen Sicherheitswarnvorrichtung versehen, vermittels welcher angezeigt wird, etwa wie lange noch das Gerät den Atmungsorganen des Benutzers ein zur Atmung erforderliches Grasgemisch zuführen kann. Sie Sicherheitswarnvorrichtung umfaßt zwei Elektroden 66 und 67, von denen die Elektrode 66 aus einem Kupferdraht 68 besteht, der mit einer Isoliermaterialbeschichtung 69 versehen ist. Der Kupferdraht 68 kann beispielsweise stabförmig in der Drahtstärke 8 oder 10 Gauge ausgeführt sein. Das Isoliermaterial 69 für den Kupferdraht kann von beliebiger Beschaffenheit sein, muß jedoch in der Lage sein, hohe Temperaturen auszuhalten. Geeignet für diesen Zweck ist beispielsweise ein Polymer, das Dauertemperaturen von bis zu 100 ⁰C widerstehen kann. Die Isolation muß derartig hohe Temperaturen aushalten können, da die im Betrieb des Atmungsgeräts erfolgenden chemischen umsetzungen exotherm verlaufen und sehr viel Wärme erzeugen. Die Elektrode 66 befindet sich in einer verhältnismäßig genau vorbestimmten Lage innerhalb der Büchse 11. Sie ist insbesondere ausreichend weit von den Behälterseitenwänden entfernt, damit vor Benutzung der Büchse ein ausreichend hoher Widerstand zwischen den beiden Elektroden vorhanden ist. Die Lage und Länge der Elektrode 66 sind außerdem so bemessen, daß sich diese

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über eine vorbestimmte länge innerhalb des chemischen Sorptionemittele 21 befindet. Wie ohne weitere· ersichtlich, wird die Sichtanzeige desto früher ausgelöst, je weiter die Elektrode 66 in das chemische Sorptionsmittel hineinreicht. Wie aus fig. 2 ersichtlich, erstreckt sich die Elektrode 66 über eine größere Strecke nach unten in das chemische Sorptionsmittel 21 hinein und ist an ihrer Spitze nicht mit Isolierung versehen, so daß diese in freier Berührung mit dem chemischen Sorptionsmittel steht.

Sie Elektrode 66 ist durch einen an der oberen Wand der Büchse befestigten Isolator 71 hindurohgeführt und mit einer Klemme 72 verbunden. Sie andere Elektrode 67 besteht aus der verkupferten Büohsenwandung. Sine Anschluß« öse 7? steht in elektrischer Verbindung mit der Kupferbe-•chichtung der Büchse und ist mit einer Klemme 74 verbunden. Sin federstecker 76 ist auf die Klemmen 72 und 74 aufsteckbar und an einem biegsamen Trägerring 77 befestigt· Der Federstecker 76 ist über Leiterdr&hte 78 und 79 eines Kabels 81 mit einer fassung 82 für eine Lampe 83 mit Stiftsockel verbünde*. Sie fassung 82 für die Lamp· 85 ist an einem Bügel 84 befestigt, ier seinerseits fest mit einer Krokodilklemme 86 verbunden ist. Si« Krokodilklemme 86 läßt eich an geeigneter Stelle des Atmungsgerät· befestigen, so daß sich die Lampe 85 im Gesichtsfeld des Benutzers befindet. Wie in den figuren 1 und 2 dar ge· teilt, läßt sich die Krokodilklemme 86 beispielsweise an der Cteeichtsmaske

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47 unmittelbar neben einem Augenglas 49 anbringen, so daß der Benutzer des Atmungsgeräts nicht übersehen kann, wenn die Lampe aufleuchtet. Das andere Ende des labeis 81 ist mit einem federsteoker 87 verbunden, der ebenfalls an einem biegsamen Ring oder einer Schleife 88 befestigt ist. Der federsteoker 87 ist mit den Klemmen 89 einer Batterie 91 verbindbar, welche sur Speisung der Lampe 83 dient« Die Batterie 91 ist abnehmbar in einem federbügel 92 befestigt, der leichtes linset«en und Herausnehmen der Batterie 91 gestattet. Der Tederbügel 92 ist mit einem Baken 93 versehen, mit dem er an der Platte 65 befestigt werden kann.

Der elektrische Sohaltplan der Sioherheitswarnrorriohtung ist in flg. 3 dargestellt. Der auch in flg. 2 dargestellten Lampe 83 ist ein Widerstand 96 parallelgesehaltet. Ein in Reihe mit einem Widerstand 98 geschalteter Taster 97 dient dasu, den mit feuchtigkeit gesättigten Zustand des chemischen Sorptionsmittel zu simulieren und dem Benutzer su ermöglichen, Sohaltung mnd Batterie der Warnvorrichtung ver Betreten eines gefährdeten Bereichs am überprüfen.

Das mit der Sicherheitswarnverriohtung ausgestattete chemische Atmungegerät wird wie felgt verwendet: Zunächst befestigt der Benutzer das Atmungsgerät in bekannter Weise an seinem Körper. Dazu werden die Hurte 29, 31 und 32 am Körper befestigt. line Büchse 11 wird dann in die Büchsen-

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halterung 28 eingeführt und in der vorstehend beschriebenen Weise vermittels des Stößels 41 aufgestoßen. normalerweise ist die elektrische Sicherheitswarnvorrichtung bereits an einem Atmungegerät befestigt. Sie Warnvorrichtung kann jedoch auch jederzeit nachträglich an einem chemiechen Atmungsgerät angebracht werden, indem die Batterie 91 vermittele des Bügele 92 an der Büohsenhalterung 28 befestigt wird. Der federsteoker 87 wird mit den Klemmen der Batterie verbunden, während der federsteoker 76 mit den Hemmen und 74 rerbunden wird. Die lampe 83 wird beispielsweise an der Gesichtsmaske 47 in Iahe eines Augenglases 49 oder auch am Mundstück $1 festgeklemmt.

Sann setzt der Benutzer die Gesichtsmaske 47 auf, beispielsweise Tor Betreten eines brennenden Gebäudes. Bei dem hier beschriebenen chemischen Atmungsgerät handelt es sich um ein Atmungsgerät, das selbst Sauerstoff erzeugt und unabhängig von der umgebenden Luft arbeitet. In der Jttohse befindet sich ein chemisches Sorptionsmittel, das bei Berührung mit der in der Aueatmungeluft enthaltenen feuchtigkeit Sauerstoff erseugt, welcher rom Benutzer eingeatmet wird, uad gleichseitig Kohlendioxid in der Aueatmungeluft des Benutzers absorbiert. Sie Luft legt dabei den in fig. 1 durch Pfeile angedeuteten Weg zurück. ΛΧ· gelangt durch den Aus~atmungsschlauch 56 nach unten Im ias loter 18, durohläuft dieses nach muten und tritt

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am unteren Ende des Rohrs In den freien Raum 25 au», in dem sich, jede etwa erfolgende Druckzunahme gleichmäßig rerteilt. Sie Luft durchtritt dann das chemische Absorptionsmittel, in welchem das Kohlendioxid gebunden und die in der Luft enthaltene feuchtigkeit zwecke Erzeugung von Sauerstoff zur Umsetzung mit dem chemischen Sorptionsmittel gebracht wird.

Kaliumsuperoxid wird durch die in der Atmungeluft enthaltene feuchtigkeit aktiviert, setzt Sauerstoff frei und führt zu Kaliumhydroxid, das sofort mit Kohlendioxid zu Kaliumbikarbonat umgesetzt wird. Aus den durch die Buchse bJ.nduroh.tre tend en Gasen ist daher das Kohlendioxid entfernt und diese sind mit Sauerstoff angereichert, gelangen nach oben durch das Äußere des Gehäuses für den Stößel 4-1, durch den AuslaSsohlauch 61 in einen Schenkel des Atemsacke 58, rerteilen sich gleichmäßig.innerhalb des Atemsacks, treten in den linlaßechlaucb. 59 ein und gelangen durch den Einatmungsschlauoh 57 in das SinatmungSTentil und Ton diesem zur Gesichtsmaske 47. Ton der Gesichtsmaske 47 treten die Oase entweder durch Mund oder Vase in die Atmungsorgane des Benutzers ein· Durch die Ausscheidung Ton Kohlendioxid aus der Ausatmungsluft und die Erzeugung ron Sauerstoff innerhalb der Büchse wird die umgewälzte Ausatmungsluft in ein zur Atmung des Benutzers erforderliches Gasgemisch, umgewandelt. Die in der Ausatmungeluft enthaltene feuchtigkeit wird durch

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das in der Büchse befindliche chemische Sorptionsmittel absorbiert. Diese Absorption erfolgt «unächet im unteren Bereich des chemischem Sorptionsmittels und sehreitet mit fortlaufender Sättigung des Sorptionsmittels ron unten nach ösen fort.

Sobald das innerhalb der Büchse befindliche chemische Sorptionsmittel su etwa 2/3 bis 3/4 rerbxaucht ist, erreicht die in der Ausatmuagsluft enthaltene feuchtigkeit die Elektrode 68, so daß das chemische Sorptionsmittel als Elektrolyt wirkt und somit aufgrund des durch die Batterie 91 «wischen den Elektroden angelegten Potentiale ein elektrischer Strom «wieeben den Elektroden flieften kann. Im treokenen Zustand des chemischen Sorptionsmittels 21 hat dieses einen sehr hohem und beispielsweise mehrere Millionen Ohm betragenden elektrischen Widerstand. Dieser elektrische Widerstand nimmt mit sunebmender feuchtigkeit des Sorptionsmittel· ab. Bei der feuchtigkeitsabsorption nimmt ier elektrische Widerstand auierdem aufgrund der femperatursunahme des chemischen Sorptionsmittel· ab, die durch ils bei der umsetzung freigesetste exotherme Wärme bedingt 1st. Eine Kurve, welche den Widerstanisabfall des chemischen Sorptionsmittels Zaliumsuperoxii in Abhängigkeit -ron der Atmungsielt lelgt, 1st im flg. 4 dargestellt. Wie aus dieser figur ersichtlich, fällt der Wideretand in Abhängigkeit ron der Seit rernältnismäJig rasch ab, so daß nach Ablauf rom-angenähert 25 Minuten ein etwas

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unterhalb 10 000 Ohm liegender Mindestwlderstand erreicht wird· in dieser Stelle hat der Widerstand seinen geringsten Wert. Etwas oberhalb dieses Widerstandewerts» welcher durch den paralleIgeβehaltetea Widerstand 96 rorgegeben wird, reicht der Stromdurohgamg dasu aus, die Lampe 83 ium Aulleuchten au bringen. Sobald die Lampe 83 aufleuchtet, Bleibt sie während eimer längeren Zeitspanne angeschaltet· Wie aus der lurre τοη Yig. 4 ersichtlich, steigt der Widerstani nach Ablauf eimer rorbestlmmten Zeitspanne wiederum allmählich an. Das dürfte ium Seil iarauf surüeksufuhren sein, daß allmählioh mehr und mehr ohemieohes Sorptionsmittel mit leuohtigkeit umgesetzt worden ist, und ium anderen feil auf eine femperaturabnahme des laliumeuperoxid-Sorptionsmittels innerhalb der heilen Büchse.

Sobald die Lampe aufleuchtet* weifl der lenutier des Geräte, da£ ihm nur noch eine begrenzte Zeitspanne sur Terfügung steht» während der das Öerät ausreichend Sauerstoff für ihm liefert. Sie SicherheitswarnTorrichtung warnt daher den Benmtser, da£ ihm nur neeh eine begrenzte Se)Itapanme το» beispielsweise 15 Minutem sur Terfttgang stellt» um sieh im Sieherheit am bringen, iehr kmr« lanaoh f»Ut das Atmungsgerät aus» 1« es umsusii«n«mi Saueretoff £t* die mensohlione) Atmung liefert, la* ist iarauf surttoksuführen, iaJ €tm ohemieohe Sorptionsmittel Tellstäniig terbrauoht, d.h. «mgesetst werden isi. -

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ORIGINAL INSPECTED

Die elektrische SloherheitswarnTorrichtung kann die β in« ig· Warnrorriohtung dar« teilen oder zusätzlich zu der mn des chemischen Atsungsgerät bereit· Torband «neu, mechanisch arbeitenden Zeitmnr 62 Torgesehen sein. In dieses Zmeamsenhang «ei jedooh daran erinnert, daß bei Bränden sehr Tiel Bauch auf tr β tem und wenig licht Torhanden «ein kann «al der Benutzer aufgrund de· hohen eeräuaoapegels unter Daständen nicht in der Lage ist, das HarBSignal der Seitvhr 62 im huren oder auch die Stellung derselben s« erkemmen. Außerdem ist die Zeltuhr 62 alt des laohteil behaftet, das sie nicht genau die noch nutzbare Seit des innerhalb der Büchse 11 befindlichen chesiaohen Sorptionsmittel· anzeigt. Dagegen gibt die elektrische SloiwrheitswamTorriohtumg eine erheblioh genauere Anzeige des noch nutzbaren ehesiechem Sorptionssitteis, da iie Betätigung der SicherheitswarnTorrichtung erst dann •rf«Igt, wenn ein duroh die linbautiefe der liesrode 66 rorgegebemer lntell des chemisomen Serptiemwiittel· aufgebramoh-fe worden ist· Der Beamtzer ie· ehemisohen Atsmmgsgerlt· wird sefovt gewahr, wenn die Lasf· 83 aufleuchtet, da «lea lies· το» Mime* imgeigla· 49 befindet. I₀Sit ViH der lemmtzer amoh damm gewarnt, w«mm er siom in einer licmtloeem oder dmmklen Qagebmmg bef imdet mmd eimes mehen •erämaomfegel auagesetst 1st. Wemm der Benutzer in dieses feitfmmbr» bewegumgsmnfamig ms« beispielsweise ehamäohtig wiri, zeigt die LMf· 85 Retterm des lufentmalteert des Bemmtzer· am.

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ORIGINAL fNSPECTED

Bei einer Aueführungeform der erfindungegemaßen Warnvorrichtung hatte der Wideretand 96 einen Widerstandswert Ton 180 000 Oha. Bei der Lamp« 83 handelte β· »ich im eine leon-Glimmlampe rom typ HE-67. Sie Batterie 91 lieferte eine Klemmenspannung τοη 67 »5 ToIt. Der Regelwiderstand gestattet, den Zustand des innerhalb der Buchet 11 befindlichen chemischen Sorptionsmittel! 21 su simulieren. Wenn der Widerstand des innerhalb der Bttohse befindlichen chemischen Sorptionsmittel Termittels des parallelgesohalteten Widerstandes 96 auf angenähert 19 000 Ohm verringert wurde, leuchtete die Lampe 83 auf und ieigte damit die bevorstehende Erschöpfung bei der Sauerstofferzeugung an. Die Zeitspanne bis sum Aufleuchten der Lampe 83 läßt sich natürlich auch durch Terstellen der Elektrode 66 oder Änderung der an der Batterie 91 abgegebenen Spannung oder durch Widerstandsänderung des parallelgesohalteten Widerstandes 96 einstellen. Wenn der parallelgesohaltete Widerstand vergrößert wird, wird die leomlampe 83 bei einem niedrigeren Widerstandewert und erst nach Ablauf einer längeren Seitspanne ium Aufleuchten gebracht. Wenn der Widerstand 96 beispielsweise einen Widerstandswert τοη 180 000 0hm aufweist, wird die Lampe 83 bei einem Widerstandwert τοη 12 000 Ohm sum Aufleuchten gebracht, so daß sich fur den Benutzer eine lutsumgeseit τοη angenähert 21 Minuten ergibt. Bei verwendung dieses Widerstands bleibt das Licht auch nach vollständiger Erschöpfung der Büchse angeschaltet.

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Wenn der Widerstand 96 auf 120 000 Obm beschränkt wird, wird die Lampe 83 bei Erreichen eines Widerstand sw er ts von 8 000 Ohm oder nach angenähert 30 Minuten Nutzungszeit sum Aufleuchten gebracht. Sie Lampe bleibt dann angenähert 40 Minuten lang angeschaltet.

Selbstverständlich kann die Batterie auch in anderer als der hier dargestellten Weise mit der Lampe und den Elektroden verbunden sein.

Die Lampe stellt daher eine elektrisch betätigte Signalvorrichtung dar, welche gegenüber der seither verwendeten mechanischen Zeituhr 62 viele Torteile bietet. Die Signalvorrichtung ist verhältnismäßig leicht und kompakt und benötigt lediglich eine Stromquelle in form einer Batterie und zwei Elektroden. Der Aufbau der Sicherheitswarnvorrichtung ist verhältnismäßig einfach, und diese vermittelt eine einwandfreie Anzeige der bevorstehenden Beendigung der Sauerstofferseugung innerhalb der Büchse, falls gewünscht, läßt sich die Sicher he it swarnvorrichtung jederzeit vom chemischen Atmungsgerät abnehmen.

Der faster 97 dient dazu, die elektrische Schaltung su überprüfen, und gestattet dem Besatzer vor Betreten eines gefährdeten Bereiches festzustellen, ob iie Sicherheitswarnvorrichtung einwandfrei arbeitet.

Sine weitere Ausführungsform eines chemischen Atmungsgeräte ist in den figuren 5 und 6 dargestellt. Bei dieser

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Ausführungsform bandelt es sich um das sogenannte Universal- Allzweokmodell Typ N mit einer Filterbüchse 101. Sie Filterbüehse 101 ist von an sieb, bekannter Ausführung (und entspricht beispielsweise den Filterbüchsen« welche von den Firmen Mine Safety Appliances, Pittsburgh, Fa; Wilson Products DIt. of Electric Storage Battery, Inc., Heading, Pa und Acme, Inc., Pittsburgh, Pa geliefert werden). Sie Filterbüchse 101 weist eine tiefgezogene Behälterwandung 102 aus Stahlblech mit Kupferbeschichtung auf. Sas offene Ende der Behälterwandung 102 ist vermittels einer Bodenwand 103 verschlossen, die durch Umbördelung 104 mit der Behälterwandung 102 abgedichtet verbunden ist. Innerhalb der Filterbüchse 101 befinden sich mehrere chemische Sorptionsmittel in Schichtenanordnung. Eine verhältnismäßig starke Sorptionsmittelschicht 106 aus dem unter der Bezeichnung "Hopcalite* bekannten Sorptionsmittel wirkt als Katalysator und setzt Kohlenmonoxid durch Verbindung des in der Luft enthaltenen Sauerstoffs mit dem Kohlenmonoxid zu dem verhältnismäßig harmlosen Kohlendioxid um. Sas Sorptionsmittel Hopcalite weist außerdem ein hohes Absorptionsvermögen für organische Sämpfe und Säuredämpfe auf. Oberhalb und unterhalb der Hopcaliteschicht 106 befindet eich jeweils ein Nets 107 bzw. 103. Unmittelbar oberhalb der Hopcaliteschicht befindet sich ein Trocknungsmittel 109 beispielsweise aus Calciumohloridanhydrid und dient dazu, das Eindringen von Feuchtigkeit von oben her in die Hopcaliteschicht zu verhindern. Oberhalb des

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Irocknungsmittels 109 befinden sich ein weiteres Netz und ein Hocaleistungsfilter 112. Unterhalb des Netzes ist ein Molekular sieb 113 beispielsweise aus Silicagel angeordnet und dient dazu, Ammoniak zu absorbieren und als ^trocknungsmittel das Eindringen von feuchtigkeit in die Hopcalitesohicht zu verhindern. Unterhalb dieses Molekularsiebs 113 befindet sich ein weiteres Netz 114. Unterhalb des Netzes 114 befindet sich eine.Kauetitschicht 116 aus Natronkalk, das aus einem Gemisch aus Ätznatron (NaOH) und Kalk [Ca(OH)₂] besteht. Unterhalb der Kaustitschicht befinden sich ein Netz 11? und eine Aktivkohleschicht 118, welche zur Absorption organischer Dämpfe dient. Unterhalb der Aktivkqhleschicht 118 befindet sich ein Netz 119. im Boden der Büchse befindet sich ein Ultrahochleistungsfilter 120 und dient zum Ausfiltern von toxischem Staub, Dämpfen, Sprühnebel, Rauch- und Schmutzteilchen, sowie radioaktiver !Teilchen» In der Bodenwand 103 der filterbüohse befindet sich eine Durchbrechung 121, welche bei Nichtgebrauch der filterbüchse hermetisch verschlossen ist und den Luftzutritt verhindert. Eine im oberen Ende der Büchse befindliche feder 122 dient dazu, die verschiedenen Chemikalienschichten in der beschriebenen Reihenfolge innerhalb der filterbüchse zu halten. Die filter-Büohse 101 1st mit einer fenster-Slchtanzeige versehen, welche in der vorstehend beschriebenen Weise anzeigt, wenn die filterbückse keine Wirksamkeit mehr gegenüber Kohlenmonoxid aufweist·

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Die Behälterwandung 102 bildet einen Halsabechnitt 122, der Termittele einer Kupplung 124 mit dem unteren Snde eines biegsamen Atmungsschlauohs 123 verbindbar ist. Das obere Ende des Atmungsechlauchs 123 ist vermittele einer weiteren Kupplung 127 mit einer Sohutzmaske 126 verbindbar. Die Schutzmaske ist mit einem Mundstück 128 und einem Breitband-Sehglas 129 versehen, welches dem Benutzer eine Rund umsieht ermöglicht · Die Schut maske 126 ist durch Gurtbänder 131 an dem Kopf des Benutzers zu befestigen. Vermittels eines Qurtträgers 132 kann die Filterbüohse 101 auf der Brust eines Benutzers befestigt werden. Der Gurtträger 132 weist wie in Pig. 5 dargestellt einen um die Hüfte des Benutzers herumlegbaren Gurt 133 und einen über die Schulter des Benutzers hinwegfuhrbaren Gurt 134 auf.

Der soweit anhand Figuren 5 und 6 beschriebene Teil des chemischen Atmungsgeräts ist von bekannter Ausführung. Das Gerät ist jedoch außerdem mit einer erfindungsgemäfien Sicherheitswarnvorriehtung ausgerüstet, welche dem Benutzer anzeigt, wie lange die Filterbüohse noch zur Aufbereitung von Gasen nutzbar ist. Die Sioherheitswar&vorriohtung besteht auch bei dieser Ausführu&gsform aus zwei Elektroden, von denen die eine die Form einer Stabelektrode 141 aufweist, die innerhalb der Filterbüchse 101 angeordnet ist und innerhalb derselben aaoh unten in die in der Filter-

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touches befindlichen chemischen Sorptionsmittel hineinreicht. Die andere Elektrode bestellt aus der Behälterwandung 102 und der Bodenwand 103 der Pilterbüchse 101, welche zu diesem Zweck mit einem Masseanschlußstreifen 142 rersehen ist. Die Stabelektrode 141 besteht aus einem Kupferdraht 143 der Drahtstärke 8 oder 10 Gauge, der mit einem Isoliermaterial 144 wie z.B. einem hochtemperaturbeständigen Polymer überzogen ist. Die Stabelektrode Hl steht über eine vor bestimmte Einbautiefe in Verbindung mit den in der Pilterbüchse befindlichen Chemikalien. Wie aus flg. 6 ersichtlich, ist die Isolierung des Zupferdrahts 143 an zwei Stellen entfernt, so daß dieser zwei blanke Abschnitte 143a und 143b aufweist. Der blanke Abschnitt 143a befindet sich in der Trocknungsmittelschicht 109 unmittelbar oberhalb der Hopcaliteschicht 106, während sich der blanke Abschnitt 143b innerhalb der Eaustitschicht 116 befindet. Die Stabelektrode Hl ist mit einer Klemme I46 verbunden, die durch die obere Wand der Behalterwandung 102 der Filterbüchse 101 durchgeführt ist. Ein· Klemme 147 ist mit der Klemme 146 verbunden, während eine weitere Klemme 148 mit dem Maseeanschlußstreifen 142 verbunden ist. Die Klemmen 147 und 148 sind über Leiterdrähte 149 bzw. 151 mit einer Stromquelle I50 verbunden, welche in einem Gehäuse 152 angeordnet ist, das wie in fig. 5 dargestellt am Gurtträger 132 befestigt werden kann. Innerhalb des Gehäuses 152 befindet sich eine gedruckte Schaltungsplatte 153,

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die mit der durch einen federbügel 156 gehaltenen Batterie 154 innerhalb des Gehäuses 152 verbunden ist. Die gedruckte Schaltungsplatte 153 und die Batterie 154 sind durch Leiterdrähte 157 und 153 mit einer Lampenfassung 159 verbunden, welche an einer Klammer 161 befestigt ist. In die Lampenfassung 159 ist eine Lampe 162 wie z.B. eine Leuchtstofflampe mit einer Betriebsspannung von 6 YoIt eingesetzt. Sie Klammer 161 läßt sich so anbringen, daß sich die Lampe 162 im Gesichtsfeld des Benutzers des Gerätes befindet. Wie aus den Figuren 5 und 6 ersichtlich, kann die Klammer 161 beispielsweise am Band eines Helms 164 im Gesichtsfeld des Benutzers angebracht werden. Selbstverständlich läßt sich die Lampe vermittels der Klammer 161 auch an jedem anderen beliebigen Seil des Atmungegeräts im Gesichtsfeld des Benutzers anbringen.

Die elektrische Schaltung der Sicherheitswarnvorrichtung, vermittels welcher die Lampe 162 zum Aufleuchten gebracht wird, ist in Fig. 7 dargestellt und befindet sich auf der gedruckten Schaltungsplatte 153. Die Schaltung umfaßt einen Regelwiderstand 166, welcher dem veränderlichen Widerstand eines chemischen Sorptionsmittel innerhalb der Filterbüohse 101 entspricht, und einen Festwiderstand 167 mit einem vorbestimmten Widers tandswert, welcher etwa dem 4 - 6-fachen des Widerstandswerts des chemischen Sorptionsmittels entspricht und damit ein Widerstandsverhältnis zwischen 4 zu 1 bis 6 zu 1 vorgibt. Der Yerbindunge-

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punkt beider Widerstände 166 und 167 ist mit der Basis eines Transistors Q1 verbunden. Der Emitter des Transistors Q1 ist mit der Basis eines Transistors Q2 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q1 ist mit dem einen Anschluß der Lampe 162 und dem Kollektor des Transistors Q2 verbunden. Der Emitter des Transistors Q2 ist mit dem anderen Anschluß .des Widerstandes 167 verbunden.

Ein Taster 171 ist in Reihe geschaltet mit einem festwiderstand 172 von beispielsweise 5 000 Ohm, welcher parallelgeschaltet ist dem Regelw id erstand 166, der zum Prüfen der Schaltung den Widerstand innerhalb der filterbüchse simuliert. Durch Betätigung des Tasters 172 läßt sich somit feststellen, ob die Schaltung einwandfrei arbeitet und ob die Lampe 162 vermittels der Schaltung zum Aufleuchten gebracht werden kann.

Die Arbeitsweise und Anwendung des chemischen Atmungsgeräts in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Sicherheitswarnvorrichtung ist wie folgt: Der Benutzer legt zunächst das chemische Beatmungsgerät wie in Pig. 5 dargestellt in üblicher Weise an. Dann entfernt er die (nicht dargestellten) Dichtungen am Haieabschnitt und an der Durchbrechung 121 in der Bodenwand 103 der filtertuch·· _f so daß Luft durch die rilterbüch·· hindurohtreten kann. Dann drückt der Benutzer den Taster 171, um zu prüfen, ob die Sicherheit swarnvor richtung im Betriebszustand let. Die Klammer 161 wird an geeigneter Stelle befestigt und dann die

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Schutzmaske aufgesetzt. Der Benutzer kann sich dann in einen Bereich begeben, in welchem er das chemische Beatmungsgerät zur Atmung benötigt. Wenn der Benutzer des Geräts einatmet tritt Luft durch die am Boden der filterbüchse 101 befindliche Durchbrechung 121 in diese ein, wird zunächst durch das Ultrahochleistungsfilter 120, dann durch die verschiedenen anderen Schichten aus chemischen Sorptionsmitteln innerhalb der Büchse und schließlich durch das am oberen Ende der Büchse befindliche filter 112 gereinigt, tritt durch den Atmungssohlauch 123 in die Sohutzmaske ein und gelangt von dieser in die Atmungeorgane des Benutzers. Beim Durchtritt durch die Filterbüchse wird die Luft vermittele der filter gründlich gereinigt, welche groben Staub, Dämpfe, Rauch, Sprühnebel und dgl. zurückhalten. Schädliche oder giftige Gase und Dämpfe werden in den Schichten aus chemischem Sorptionsmittel absorbiert.

Beim Ausatmen wird die Luft in der Gesichtsmaske durch ein im Mundstück 128 befindliches Ausatmungsventil hindurch abgegeben, welches aufgrund seiner Lage und Ausbildung eine Sprechverständigung gestattet. Das Mundstück dient gleichzeitig zum Abführen von feuchtigkeit, die sich ggf. auf der Innenseite der Schutzmaske ansammeln könnte. Ein am oberen Ende der filterbüchse angeordnetes (nicht dargestelltes) Rückschlagventil verhindert, daß Ausatmungsluft in die filterbüchse abgegeben und somit erneut eingeatmet wird.

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In der Hopcaliteschieht 106 wird Kohlenmonoxid durch flammlose Verbrennung oder Katalyse zu Kohlendioxid oxidiert. Bei Vorhandensein von Kohlenmonoxid erwärmt sich daher die Filterbüchse sehr stark und proportional zur Gasdurchtrittsmenge. Filterbüchsen der hier beschriebenen Ausbildung dienen im allgemeinen zum Atmungsschutz gegen ein bestimmtes Gas oder eine bestimmte Gasgruppe und eignen sich zum Einsatz in allen fällen, in denen ausreichend viel Sauerstoff zur Atmung (16 Volumenprozent) zur Verfugung steht und die Gesamtkonzentration an toxischem Gas 2 Volumenprozent nicht überschreitet.

Einige der in derartigen FiIterbüchsen verwendeten Chemikalien sind stark hygroskopisch und verlieren bei Berührung mit Feuchtigkeit ihre Wirksamkeit rasch. Die elektrische Sicherheitswarnvorrichtung, welche einen Teil des chemischen Atmungsgeräts bildet, dient dazu, die Ansammlung von Feuchtigkeit innerhalb der Filterbüchse abzutasten. Wenn die Chemikalien trocken sind, haben diese einen sehr hohen Widerstand. Die Feuchtigkeit durchdringt die Chemikalien von unten nach oben, wobei sich die Grenze bei Sättigung der am Boden befindlichen Chemikalien langsam nach oben verschiebt. Sobald die Feuchtigkeit den unteren blanken Abschnitt 143b der Stabelektrode H1 erreicht, nimmt der Widerstand der Chemikalie sehr rasch ab, so daß die Batterie-gespeisten Sohalttransistoren Q1 und Q2 betätigt werden und die Lampe 162 zum Aufleuchten gebracht

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wird. Der Transistor Q1 bestellt beispielsweise aus einem npn-Transistor vom Typ 2H3565, d.h. einem kleinen Siliziumtransistor honen Yerstärkungsgrades. Der Transistor Q2 bestellt beispielsweise aus einem npn-Silizium-Leistungstransistor vom Typ TIP31A. Sie beiden Transistoren Q1 und Q2 wirken als Spannungsschalter· Wenn die Steuerspannung am Widerstand 167 der Zündspannung des Transistorscbalters (von angenähert 1,4 Volt) entspricht, wird der Transistorschalter angesteuert, so daß ein Strom durch die Lampe 162 fließen kann. Durch Abnahme des elektrischen Widerstandes des innerhalb der Pilterbüchse befindlichen chemischen Sorptionsmittels (hier angedeutet als Widerstand 166) nimmt daher die am Pestwiderstand 167 erzeugte Spannung zu, so daß die Lampe 162 angeschaltet wird. Beim Anschalten der Lampe 162 glüht zunächst der Glühfaden schwach und wird dann immer heller, wenn der Widerstand zwischen dem Abschnitt HJa der Stabelektrode 141 und der Filterbüchse abnimmt und der Stromkreis durch den Masseanschlußstreifen 142 geschlossen wird. Das Aufleuchten der Lampe 162 wird vom Benutzer sofort bemerkt und warnt diesen, daß die FiI ter "büchse nur noch eine begrenzte Nutzungsdauer aufweist. Somit kann er sich aus einem gefährdeten Bereich rechtzeitig entfernen, so daß die !ilterbüchse auch auf dem Wege zur Sicherheit noch ausreicht.

Die Stabelektrode Hl weist außerdem einen zweiten blanken Abschnitt H3a auf, welcher dann zum Tragen kommt,

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wenn sich bei dem Benutzer Übelkeit einstellt und dieser sich übergeben muß oder wenn versehentlich ein Atmungsschlauch einen Fabrikats mit einer Filterbüchse eines anderen Fabrikats verbunden wird, oder schließlich falls Feuchtigkeit durch den Halsabschnitt der Filterbüchse eindringen und von oben her in das chemische Sorptionsmittel gelangen sollte. Sobald Feuchtigkeit von den Chemikalien absorbiert wird, wird dieses durch den blanken Abschnitt 143a ermittelt, wobei der Stromkreis durch das als Elektrolyt wirkende chemische Sorptionsmittel zur Behälterwandung und Masse geschlossen wird, die !!Transistoren Q1 und Q2 angesteuert werden und ihrerseits die Lampe zum Aufleuchten bringen. Dadurch wird der Benutzer auch in diesem Falle gewarnt, daß ihm nur noch begrenzte Zeit zur Verfügung steht, bis die Feuchtigkeit nach unten zur Hopcaliteschicht gelangt und somit die Filterbüchse nur noch eine begrenzte Nutzungsdauer aufweist. Daher wird der Benutzer in die Lage versetzt, den gefährdeten Bereich su verlassen und sich in Sicherheit zu bringen, bevor das Atmungsgerät wirkungelos wird.

Durch Einbau der Elektroden an einer bestimmten Stelle Innerhalb des chemischen Sorptionsmittel läßt sich die elektrische Sicherheitswarnvorrichtung so einstellen, daß sie in einem vorbestimmten Zeitpunkt vor Ablauf der Hutaungs-

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dauer des Atmungegeräts anspricht. An dieser Stelle sei besonders darauf hingewiesen, daß die Auslösung der SioherheitswarnYorriohtung in unmittelbarer Beziehung zur Belastung der chemischen Atmungsgeräts steht und somit wesentlich genauer anzeigt, wielange das Atmungsgerät noch zur Aufbereitung von Einatmungsgas wirksam ist. Bei stärkerer Beanspruchung des Atmungsgeräts werden mehr feuchtigkeit und auch mehr schädliche Gase in die Filterbüchse angesaugt, so daß mit einem schnelleren Verschleiß der Filterbüchse zu rechnen ist..

Die Sicherheitswarnvorrichtung liefert eine genaue und zuverlässige Anzeige auch bei Verwendung des Atmungsgeräts in einer feuchten oder dampfgeschwängerten Atmosphäre. Bei Einsatz unter derartigen Bedingungen nimmt die Filterbüchse mehr Feuchtigkeit auf, so daß das Atmungsgerät eine kürzere Yerwendungszeit aufweist. In jedem Falle wird auch hier das Ende der Nutzungszeit rechtzeitig angezeigt.

Bei den vorstehend beschriebenen beiden Ausführungsformen der Sicherheitswarnvorrichtung läßt sich diese in bereits vorhandene Atmungsgeräte nachträglich einbauen. Dazu wird lediglich eine Elektrode durch die obere Wandung der Büchse eingeführt und ein Hasseanschluß herstellt.

Der in den Figuren 6 und 8 dargestellte Aufbau ist insbesondere für Anwendungen geeignet, bei denen die Sicherheitswarnvorrichtung bereits bei der Herstellung

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des Atmungsgeräts in dieses eingebaut werden kann.

Pig. 8 zeigt eine weitere Aueführungefora der Elektroden für die elektrische Sicherheitswarnvorriehtung nach Fig. 6 zur Verwendung mit einer Filterbüchse der in fig. 6 dargestellten Ausführungsform. Die Klemme 146 ist mit einem isolierten Leiterdraht 176 verbunden, der bei 177 mit einem zusätzlichen Leiternetz 173 verbunden ist, das sich mittig innerhalb der Trocknungsmittelschicht 109 zwischen den Hetzen 107 und 111 und in einer zu diesen parallelen Ausrichtung befindet. Ein weiterer isolierter Leiterdraht 181 ist mit dem Leiterdraht 176 und bei 183 mit einem weiteren zusätzlichen Leiternetz 182 verbunden. Das Leiternetz 182 befindet sich mittig in der Kaustitschieht 116 in paralleler Ausrichtung zu den Netzen 114 und 117. Somit befinden sich die beiden Leiternetze 178 und 182 oberhalb bzw. unterhalb der Hopcaliteschicht 106 und sind parallel zueinander mit der Klemme 146 verbunden. Bei der Herstellung der Filterbüchse können somit die Leiterdrähte mit den zusätzlichen Leiternetzen 178 und 182 verbunden und diese in die Büchse eingesetzt werden.

Sie Arbeitsweise dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitswarnvorrichtung entspricht weitgehend der der vorstehend beschriebenen beiden Ausführungsformen. Sie beiden zusätzlichen Leiternetze 178 und 182 sind einander parallelgeschaltet und bilden die eine Elektrode, während die Filterbüchse selbst die andere Elektrode bildet,

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mit welcher der Masseanschlußstreifen 142 verbunden ist. Sie Leiternetze 178 und 182 befinden sich jeweils oberhalb bzw. unterhalb der Hopcaliteschicht 106 und dienen daher zur Ermittlung von Feuchtigkeit in den mit den Leiternetzen in Berührung stehenden Chemikalien. Ba die Leiternetze auf beiden Seiten der Hopcaliteschicht angeordnet sind, ermitteln sie das Vorhandensein von feuchtigkeit, die von oben bzw. von unten her zu dieser Schicht gelangt. Sobald der elektrische Widerstand der die Leiternetze 178 und/oder 182 enthaltenden Chemikalien stark genug abgenommen hat, leuchtet die Lampe 162 auf und zeigt somit dem Benutzer an, daß die PiIt er büchse nur noch eine begrenzte Nutzungsdauer bietet.

Der in fig. 8 dargestellte Aufbau bietet den Torteil, daß die Herstellungskosten der Filterbüehse durch den zusätzlichen Einbau der beiden Leiternetze 178 und 182 und der Anschlußdrähte für die elektrische Sicherheitswarnvorrichtung nur wenig gesteigert werden.

In den figuren 9 und 10 sind repräsentative Ergebnisse dargestellt, die mit einem Elektrodensystem der in fig. dargestellten Ausführungsform erhalten wurden. Die Kurve von fig. 9 wurde mit einer Filterbüchse vom 3?yp Mine Safety Appliances Model SW-Allzweck-Filterbüchse erhalten, welche in der Mitte der Calciumanhydridschicht* 109 eine Eupfernetzsonde der Größe 12,7 y-57,15 bis aufwies. Wäoreni

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des Versuchs wurde das Rückschlagventil, welches den Wiedereintritt von Ausatmungsluft in die Filterbüchse verhindert, am oberen Ende der Filterbüehse abgenommen. Bei kontinuierlichem starkem Ausatmen des Benutzers in die Filterbüchse wurde die in Fig. 9 aufgezeichnete Kurve erhalten. Wie aus der graphischen Darstellung ersichtlich, bleibt der Widerstandwährend angenähert 40 Minuten auf einem verhältnismäßig hohen Wert und fällt dann sehr rasch auf angenähert 10 000 0hm ab. Dadurch wird angezeigt, daß Feuchtigkeit bis auf die Höhe des Leiternetzes vorgedrungen ist und das Calciumchlorid hoch leitfähig gemacht und den Widerstand zum Abfallen gebracht hat. Wie weiterhin aus der graphischen Darstellung von Fig. 9 ersichtlich, blieb der Widerstand während längerer Zeit auf diesem Wert, so daß die angeschaltete Lampe auch angeschaltet blieb. Au^und des raschen Widerstandsabfalls ist ersichtlich, daß die Fetzelektrode sehr empfindlich gegenüber einer Durchdringung des Oalciumchlorid-SorptionsmittelsmLt Feuchtigkeit ist.

Bei einer weiteren, in Fig. 10 graphisch dargestellten Prüfung der erfindungsgemäßen Sicherheitswarnvorrichtung wurde die gleiche Filterbüchse wie für Fig. 9 verwendet. Die aus Kupfernetz bestehende Sonde hatte eine Größe von 12,7 x 57,15 mm und befand sich in der Mitte der Hatronkalk- oder Kaustitsehicht. In diesem Falle wurde jedoch die Ausatmungsluft bei starker Atmung in das untere Ende

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der Filterbüchse eingeleitet. Wie aus der graphischen Dar stellung ersichtlich, hatte der Widerstand während angenähert 50 Hinuten einen hohen Wert und fiel dann sehr schnell auf etwas über 10 000 Ohm ah, wodurch auch in diesem Falle angezeigt wurde, daß sich hei Erreichen der Leitfähiglceitssonde durch die feuchtigkeit eine sehr gute Leitfähigkeit ergab, der Stromkreis geschlossen und die Lampe 162 zum Aufleuchten gebracht wurde. Der Widerstand blieb anschließend verhältnismäßig konstant, so daß auch die Lampe 162 weiter brannte.

Sie Widerstandswerte hängen selbstverständlich von mehreren Faktoren wie z.B. dem gegenseitigen Abstand der Elektroden, der Länge und Größe der Elektrode und ggf. von der Maschenweite des Slektroden-Leiternetzes ab.

In jedem Falle ist die elektrische Sicherheitswarnvorrichtung hoch wirksam und gibt eine genaue und zuverlässige Anzeige der noch zur Verfugung stehenden Nutzungs dauer der FilterbUchse. Die Ergebnisse lassen sich durch wiederholte Versuche bestätigen, so daß die Sicherheitswarnvorrichtung als zuverlässig anzusehen ist.

Die erfindungtgemäße Sicherheitswarnvorrichtung ist außerdem für Gasfilterbüchsen geeignet, welche saure und basische irritierende Gase wie z.B. Chlorgas (Cl₂)$ Broagas (Br₂), Schwefeldioxidga^ (SO₂), Schwefelsulfid (H₂S), Salzsäuredäapfe (HGl), Schwefelsäuredämpfe. (H₂SO₄)

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Chlorkohlenoxid oder Phosgen (COCl₂), Sulfurylfluorid Sulfurylchlorid (SO₂Ol₂)» basisches Ammoniak (NH,) und orga nische Amine absorbieren. Die Erfindung ist für alle derartigen Filterbüchsen geeignet, da die verwendeten chemischen Sorptionsmittel bei Absorption von feuchtigkeit und/ oder saurer oder basischer Gase oder Dämpfe eine Widerstands abnähme aufweisen. Die Absorption von Feuchtigkeit ist nicht unbedingt erforderlich, da der elektrische Widerstand auch bei Absorption von nur sauren oder basischen

Gasen oder Dämpfen abnimmt.

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Die vorstehend beschriebene Sicherheitswarnvorrichtung

läßt sich daher auch für Filterbüchsen dieser Ausführungsform verwenden, wobei sie bei gleicher Arbeitsweise eine sehr genaue und zuverlässige Anzeige der Nutzungelebensdauer der Filterbüchse liefert. Im nachfolgenden sind die Ergebnisse von Untersuchungen beschrieben, welche mit Filterbüchsen der vorstehend beschriebenen Ausführung angestellt wurden.

Eine Filterbüchse vom Typ Mine Safety Appliance Model GML, die mit chemischen Sorptionsmitteln in der Form von Natronkalk- und Aktivkohleschichten gefüllt war, wurde zum Schutz gegen Chlordämpfe eingesetzt. Sie in die Büchse eingesetzte Elektrode wies blanke Abschnitte jeweils in den beiden Fatronkalk- oder Kaustitichichten auf. Tor Ingebrauchnahme der Filterbüchee betrug der

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elektrische Widerstand der oberen Hatronkalkschieht 15 000 Obm und der der unteren Natronkalkschicht 6 000 000 Ohm. Bei Prüfung der filterbüchse in einer Gasatmosphäre mit 1 Volumenprozent Chlorgas und 65# relative feuchtigkeit und

einer Temperatur von 25 ⁰C nahm der elektrische Widerstand der unteren Hatronkalkschicht fortschreitend ab. Die Widerstandsabnahme erfolgte jedoch zunächst recht langsam und anschließend wesentlich schneller, wobei nach Ablauf von angenähert 22 Minuten ein Widerstandswert von 80 000 0hm erreicht war. Fach 33 Minuten war der Widerstand auf 24 000 0hm_f und nach 33 Minuten auf 9 000 0hm abgefallen. Die Schaltung der Warnvorrichtung war so eingestellt, daß die Lampe in der vorstehend beschriebenen Weise ein Warnsignal abgab. Die Warnvorrichtung ließ sich auf jeden gewünschten Widerstandswert der Chemikalie und damit proportional zu einer vom Benutzer gewünschten Vorwarnzeit einstellen.

Eine weitere Filterbüohse vom Typ Modell QMC MIL-M-I2309 der Firma Mine Safety Appliance wurde mit einer Elektrode versehen, wobei sich ein elektrischer Widerstand von 4 000 000 Ohm ergab. Nach Gebrauch der filterbüchse in einer Luftkammer, die eine Atmosphäre mit 1 Volumenprosent Chlorgas und 65^ relativer !Feuchtigkeit bei einer Temperatur von 25 ⁰C aufwies, nahm der elektrische Widerstand nach 33 Minuten rasch ab und erreichte nach Ablauf von 54 Minuten einen Wert von angenähert 13 000 Obm, wobei

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die lampe zum Aufleuchten gebracht wurde.

Bei einer weiteren, untersuchten filterbüchse handelte es sich um das Modell GMD-SS der firma Mine Safety Appliance, die zum Schutz gegen Ammoniakgas, organische Amine und Sprühnebel verwendet wird. Das chemische Sorptionsmittel bestand aus Silicagel. Der elektrische Widerstand des wasserfreien Silicagels betrug zu Anfang angenähert 200 000 000 0hm. Fach Gebrauch der filter büchse in einer Atmosphäre, die 2,5 Volumenprozent Ammoniak enthielt und eine relative feuchtigkeit von 9O56 und eine Temperatur von 20 ⁰O aufwies, nahm der Widerstand während angenähert 55 Minuten leicht ab. Sobald feuchtigkeit und Ammoniakgas durch das Silicagel hindurch die freiliegenden Elektrodenabschnitte im Silicagel-Sorptionsmittel erreichten, nahm der elektrische Widerst and rasch ab. Mach angenähert 95 Minuten war der elektrische Widerstand auf etwa 340 000 0hm abgefallen, so daß die Warnlampe zum Aufleuchten gebracht wurde.

Ein einwandfreier Betrieb der Sicherheitewarnvorrichtung wurde auch mit einer Raketentreibmittel-?ilterbüchse vom Typ GMI-SSW der firm» Mine Safety Appliance Company erhalten. Sie Raketentreibmittel-filterbüchse schützt gegen Salpetersäure, Dirnethylhydrazin, Hydrazin und Wasserstoffperoxid. In jeder filterbüchae befinden sich schichtweise folgende chemische Sorptionsmittel: eine obere Schicht Aktivkohle, eine mittlere Schicht Silicagel und eine untere Sohicht Hatronkalk. filterbüchsen dieser Ausführung sind

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mit einer Fenster-Siehtanzeige verseilen und werden von der Firma Mine Safety Appliance Company hergestellt.

Die Stabelektrode (mit einer Drahtstärke von 8 Gauge) wurde von oben her in die ÜTatronkalksohicht innerhalb der Filterbüchse eingesetzt. An zwei Stellen der Stabelektrode war die Polymerisolierung entfernt worden. Der untere, blanke Elektrodenabschnitt stand über eine Länge von 19 am von der Spitze der Elektrode aus in freier Berührung mit der Natronkalkschicht. In einem oberen Abschnitt der Stabelektrode war die Polymerisolierung über eine Länge von 25f4 mm entfernt worden und stand in diesem Bereich in freier Berührung mit der Silicagelschicht. Der gemessene elektrische Widerstand der Natronkalkschicat betrug 100 000 0hm, und der der Silicagelsohicht 500 000 000 Ohm.

Eine kleine Atmungskammer, die eine simulierte Raketentreibstoffatmosphäre aus 1 Volumenprozent Salpetersäuredämpfen, 1,2 56 Hydrazin und 0,05 Jt Anilin enthielt und bei 20 ⁰C eine relative Feuchtigkeit von 70 i· aufwies, wurde durch Einatmen in die Filterbüchse angesaugt, die mit der erfindungsgemäßen Sicherheitswarnvorrichtung ausgerüstet war. Die Warnung war dabei so eingestellt, daß sie bei einem Widerstandswert des Sorptionsmittel von 150 000 0hm ausgelöst wurde. Bei kontinuierlicher Einatmung blieb der elektrische Widerstand der Hatronkalkeohioht während angenähert 20 Hinuten im wesentlichen unverändert.

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Bei des anschließend en fortschreitenden Eindringen der Dämpfe in die Hatronkalkschicht nahm der elektrische Widerstand ab und betrug nach 30 Minuten 30 000 000 Ohm, während der elektrische Widerstand des Silioagels unverändert einen hohen Wert von 300 000 000 Ohm aufwies. Haoh Ablauf einer Einatmungszeit τοη 50 Minuten begann auch der Widerstand des Silicagels abzufallen.

Fach Ablauf τοη 120 Minuten war die lilterbtichse in der Gaskammer nahezu erschöpft. Der elektrische Widerstand der Natronkalksohicht betrug angenähert 150 000 Ohm, und der der Silioagelschicht etwa 110 000 000 Ohm. In diesem Zustand wurde die Sicherheitswarnvorrichtung entsprechend den vorher eingestellten elektrischen Widerstandswerten der chemischen Sorptionssohicht in Tätigkeit gesetzt.

Die vorstehenden Beispiele veranschaulichen die mit Tilterbüchsen dieser Ausführung erzielbaren Ergebnisse.

An dieeer Stelle sei auch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Sicherheitswarnvorrichtung eine Überprüfung des chemischen Atmungegeräts bei Lagerung gestattet. Dabei können insbesondere der Zustand der chemiechen Sorptionsmittel in Sauerstoff erzeugenden Büchsen und in Oasmasken-PiIt erbliche en auf einfache Weise dadurch geprüft werden, daß der Wert des elektrischen Widerstands zwischen den Elektroden gemessen wird. Wenn die Elektrode oder Elektroden bereits bei der Herstellung vorgesehen worden ist bzw. sind,

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läßt sieb, eine solche Überprüfung rasen und einfach ausführen und damit sicherstellen, daß sich sämtliche Behälter in einwandfreiem Betriebszustand befinden und für Feuerwehrleute oder dgl. einsatzbereit sind.

Sie Sioherheitswarnvorrichtung läßt sioh selbstverständlich bei entsprechender Anpassung genau so gut auoh für Atmungegeräte für Xiere wie z.B. Bande und Pferde anwenden.

Sie mit der erfindungsgemäßen Sicherheitswarnvorrichtung ausgerüsteten chemischen Atmungsgeräte sind für FiIterwüchsen mit unterschiedlichen Chemikalien verwendbar und liefern in jedem Falle eine Anzeige, sobald nur noch eine vorbestimmtβ lutzungszeit für die filterhüchse zur Verfügung steht. Sie Anzeige erfolgt genau und zuverlässig, auch bei Verwendung des Atmungsgeräts in einer wasserdampfgeatttigten oder nassen Umgebung. Auch wenn die Nutzungsdauer der Filterbüchse aufgrund der hohen Feuohtigkeitskonzentration der in die Filterbüohse angesaugten Atemluft wesentlich kürzer ist, liefert die Sicherheitswarnvorriohtung eine genaue und zuverlässige Anzeige.

Sas von der Sicherheitswarnvorrichtung abgegebene Warnsignal ist für den Benutzer ohne weiter·· sichtbar und zeigt ihm genau an, wielange dl· lilterbüchse nooh zur Aufbereitung von Gasen verwendet werden kann. Si« weist eine wesentlich höhere Betriebssicherheit als eine

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fernanzeige auf, welche nickt leicht zu beurteilen und unter den Sinsatzbedingungen für ein Atmungegerät nur unter Schwierigkeiten zu beobachten ist· Sie Warnvorrichtung spricht unmittelbar auf den Luftdurchsatz durch das Filter an. Bei Verwendung τοη Leiternetzen ergibt sich eine großflächige Berührung mit den Chemikalien, wobei Luft ungehindert duroh die Leiternetze hindurchtreten kann.

Bei den hier beschriebenen JLusführungeformen bildet die filterbUohse die eine Elektrode. Statt dessen ist jedoch auch möglieh, ein oder mehrere zusätzliche Elektroden zu diesem Zweck innerhalb des Behälters anzuordnen. Sie YarnTorriohtung gestattet die Überprüfung des Behältersustandes auch Tor dessen Ingebrauchnahme.

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Claims (2)

1. Pate nt a η ■ ρ r ü o ge

   ι 1. /Sicherheitewarnrorrichtung für ein ohemiflob.ee Ataungsgerät, da· dasu dient, ien Atmungeorganen einer ■ich in einer der Ataung unzuträglichen Gtasatmosphäre aufhaltenden Person ein sur Atmung erforderliches Gasgemisch susuführen, und das besteht aus einer aa lürper der Person anbringbaren BUohit, in der eioh wenigetens ein ohtifliBohes Sorptionsmittel befindet, durch welche· in der Büchse aufbereitete aase hindurohtreten müeeen, einer über das Gesicht der Person aufsetsbaren und mit den Ataungsorganen der Person in Verbindung stehenden aeeichtsnaske, und Terbindungskanalen swisohen BUohse und Gtesiohtsaaske, durch, welche in der Buchse aufbereitete Gase der Geeiohtemaeke euführbar sind, gekennseiohnet durch in einem gegenseitigen Abstand -voneinander und in Berührung mit dem innerhalb der Büchse (11, 101) befindlichen chemischen Sorptionsmittel (21; 116, 118) stehende Elektroden (66, 67, 68{ 141» U3), wobei eine Elektrode nur in den oberen Abschnitt des chemischen Sorptionsmittels hineinreicht, so eaft dieeee nrisohen ien Elektroden einen hohen Widerstand aufweist» sowie durch ein in Reihe mit den Elektroden und einer aieiohetrom-Speiseepannungsquelle (91; 150 - 154) geschaltete Signalrorrichtung, Termittels welcher «in Potential an die Elektroden anlegbar und bei erhebliehem Abfall des elektrischen Wideretandes des swischen den Elektroden befindlichen Sorptione-

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   mittel· ein lur In« elf· I tr nooh. rtrkltifctnitm Wutsungadauer

   iat.
2. 2. ilekerheitewarnTerrioktunf aatk lnepruch 1, daduroh gek«ams«l«1ui«t_v ta· ii« ei«ioketro*-8ptla««faBm*ac*au«ll· eine latttri· (91, 1$4) umXftit.

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   Lee rl e i te