DE2535600C2 - Lungenautomat für Atmungsgeräte - Google Patents

Description

wird die Absperrmembran sogar kräftig gegen die öffnung der Gaszufuhr angedrückt.

Da nur zu Beginn des Einatmungsvorganges kurzzeitig (während des Entleerens der Kammer) Druckkräfte auf den Venülkörper des Kippventiles einwirken, nicht aber während der Dauer des Eing'mungsvorganges, müssen von der Steuermembran nur geringere Kräfte aufgebracht werden als bei dem eingangs genannten Lungenautomaten, so daß infolgedessen ein höherer Druck im Hohlraum zulässig ist und somit der Benutzer des erfindungsgemäßen Lungenautomaten während der Dauer des Einatmungsvorganges nicht so kräftig ansaugen muß, als dies beim bekannten Lungenautomaten erforderlich ist

Gemäß der Ausgestaltung der Erfindung ist eine Distanzscheibe vorgesehen, weiche sich in der Kammer befindet und mit einer ihrer Oberflächen gegen eine Gegenfläche anliegt Die genannte Oberfläche ist aufgerauht und verbindet den Innenraum der Kammer mit dem Gaszufuhrkanal. Die Unebenheiten der Oberfläche bilden ein Labyrinth, welches die gedrosselte Verbindung zwischen Kammer und Gaszufuhr herstellt.

Da das verhältnismäßig komplizierte und entsprechend anfällige Kippventil bei dem erfindungsgemäßen Lungenautomaten keine Absperrfunktion, sondern nur eine Steuerfunktion auszuüben hat, ist es auch nicht in jedem Maße der schädigenden Einwirkung der Atmungsgase ausgesetzt, wie bei dem bekannten Lungenautomaten.

In der Zeichnung ist als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform gezeigt, bei welcher zwei erfindungsgemäße Lungenautomaten zu einer Beatmungsgruppe zusammengefaßt sind. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 im Schnitt mit mehreren Lungenautomaten die Beatmungsgruppe, wobei auf der linken Seite die Steuermembran und verschiedene Einzelheiten, die auf der rechten Seite sichtbar sind, weggelassen sind, und

Fig.2 im axialen Schnitt und in vergrößertem Maßstab die Einzelheiten eines Lungenautomaten in dem während des Einatmens vorliegenden Zustand.

Die in der Zeichnung gezeigte Beatmungsgruppe weist zwei Lungenautomaten in einem einstückigen Hauptteil 1 auf, der aus Metallguß, Kunststoff oder irgendeinem anderen geeigneten Material besteht und eine untere öffnung 2 hat, die in Verbindung mit den in V-Form darüber angeordneten beiden Lungenautomaten steht.

Diese sind beide gleich und symmetrisch, weshalb nur einer der beiden, und zwar der rechte, beschrieben wird.

Von der öffnung 2 geht seitlich nach oben ein Kanal 3 zu einem Raum, in dem eine Absperrmembran 4 angeordnet ist. Die Leitung mündet an der einen, unteren Oberfläche der Absperrmembran. Vom Kanal 3 geht seitwärts ein anderer Kanal 3a nach oben zu einem Hohlraum 5, der zwischen dem Teil 1 und der Steuermembran 6 ausgebildet ist, die am Körper 1 befestigt ist. Der Kanal 3a steht mit einer Ausatmungsöffnung in Verbindung, die mit einem kleinen Rückschlagventil 7 versehen ist.

Den Boden des Hohlraums 5 bildet eine luftdicht eingelassene Scheibe 8, die in der Mitte durchbrochen ist und unten nicht ganz eingelassen eine Dichtungsscheibe 9 aufweist, die ebenfalls in der Mitte durchbohrt ist. Diese Bohrung umläuft auf der Unterseite der Dichtungsscheibe 9 eine Ringwulst, an welcher ein Kippventilteller anliegt, der einen Kippventilschaft 10 trägt. Der Teller wird von einer Schraubenfeder U in seiner Schließstellung gehallen, die sich nach unten gegen einen Sitz abstützi, der in einer Distanzscheibe 12 ausgespart ist Diese stützt sich wiederum auf der Oberseite einer Absperrmembran 4 ab.

Die Absperrmembran 4 ist aus einer Vollscheibe aus Gummi oder ähnlichem Material gebildet Die Distanzscheibe 12 ist axial durchbohrt und liegt oben gegen einen mittig durchbohrten Druckring 13 an, welcher die Dichtungsscheibe 9 in ihrer richtigen Lage hält Die Umfangsfläche der Distanzscheibe 12 ist ebenso wie deren

ίο obere Oberfläche, die gegen den Druckring 13 anliegt, ausreichend rauh ausgebildet, um den Durchtritt von Luft zuzulassen. Am freien Ende des Kippventilschaftes 10 ist unter einem Winkel von etwa 90° in bezug auf die Achse dieses Stiftes bzw. die Mittelachse des Kippventiles ein Steuerhebel 14 fest angebracht, welcher gegen die Innenseite der Steuermembran 6 anliegt Wie aus der Zeichnung ersichtlich, liegt die die Absperrmembran 4 bildende Scheibe mit ihrer Unterseite auf zwei konzentrischen Ringwülsten auf, von denen der eine weiter außen und der andere weiter innen mittig den Gaszufuhrkanal 15 umgibt. Dieser ist in der Normalstellung geschlossen.

Der von der Distanzscheibe 12 umschlossene, nach oben hin vom Druckring 13 und nach unten hin von der Absperrmembran 4 begrenzte Raum bildet eine Kammer 20.

Der Gaszufuhrkanal 15 erstreckt sich zu einem mittig angeordneten Dreiwegehahn oder Drehverteiler 16, durch welchen das Atmungsgas ankommt Mittels des Dreiwegehahnes 16 können die beiden Lungenautomaten parallel oder wahlweise einzeln geschaltet werden. Von einer rückwärtigen Axialkammer des Dreiwegehahnes 16 erstrecken sich V-förmig zwei Kanäle 17 von verringertem, jedoch nicht kapilarem Durchmesser, welche jeweils zum Sitz einer der Absperrmembranen 4 führen. In F i g. 1 sind diese Kanäle 17 mit gestrichelten

Linien dargestellt, da sie hinter der Zeichnungsebene

der Figur liegen.

Das in der Ausatmungsöffnung 18 angeordnete Rück-

schlagventil 7 weist im Ausführungsbeispiel eine elastische Glockenmembrane auf, die den Austritt der ausgeatmeten Luft in die Umgebung erlaubt.

Die Wirkungsweise der Beatmungsgruppe bzw. ihrer Lungenautomaten wird nachfolgend anhand der F i g. 2 erläutert:

Das Beatmungsgas bzw. die Preßluft erreicht die Lungenautomaten durch die Mittelbohrung des Dreiwegehahnes 16 und die Haupt-Gaszufuhrkanäle 15 sowie die Kanäle 17. In der Normalstellung, in welcher die Steuermembran nicht belastet ist, ist der Kippventilschaft 10 koaxial zur Ventilanordnung ausgerichtet, und der Kippventilteller liegt an dem erhöhten Ringwulst der Dichtungsscheibe 9 an und schließt deren mittige Durchgangsbohrung nach oben ab. In der Kammer 20 oberhalb der Absperrmembran 4 liegt der gleiche Druck wie in dem Gaszufuhrkanal 15 vor, dessen Ausgangsöffnung durch diese Absperrmembran 4 geschlossen ist, weil die Kammer 20 über den Kanal 17, welcher in die Ringkammer mündet, die die Distanzscheibe 12

bo umgibt, und die Aufrauhungen der Oberfläche der Distanzscheibe 12 mit dem Gaszufuhrkanal verbunden ist. Durch die Druckbeaufschlagung der Absperrmembran 4 von oben her wird ein Gleichgewichtszustand stabilisiert.

fi5 Wenn sich nun im Hohlraum 5 unter der Steuermembran 6, veranlaßt durch den Beginn des Einatmens, ein Unterdruck bildet, neigt sich der von der Steuermembran 6 belastete Arm 14 und verschwenkt seinerseits

den Ventilschaft 10. Dieser veranlaßt demzufolge, den Kippventilteller vom Ringwulst der Dichtung abzuheben, wodurch deren weiterer Durchlaß nach oben geöffnet wird. Somit fällt der Druck in der Kammer 20 ab, was wiederum das Abheben des Mittelteiles der Ab- ^r, sperrmembran 4 veranlaßt, welche von unten her unter dem Druck der Gaszufuhr steht.

Wie durch den Pfeil in F i g. 2 angedeutet, kann das Atmungsgas dann vom Gaszufuhrkanal 15 unmittelbar in den Kanal 3 strömen, und von dort in die mit dem Hohlraum 5 verbundene Beatmungskammer 2.

Nach Beenden der Einatmung bewegt sich die Stcuermembran 6 rasch wieder in ihre normale Ausgangslage zurück, desgleichen auch der Kippventilschaft 10. So wird die Absperrmembran 4 von neuem automatisch η geschlossen, bis eine weitere Einatmung erfolgt. Wahrend der Ausatmungsphase strömt das ausgeatmete Gas durch den Kanal 3a und verläßt diesen durch die öffnung 18, in welcher das Rückschlagventil 7 liegt.

Da die Kanäle 17 verhältnismäßig weit sind, da ferner auch die durch die Unregelmäßigkeiten der Oberfläche der Distanzscheibc 12 gebildeten Durchlässe weit sind, ohne daß jedoch eine wirksame Drosselung des Durchflusses beeinträchtigt wird, erhält man einen sicheren Strömungsdurchgang und ein regelmäßiges Funktionieren von größter Zuverlässigkeit, was besonders für Taucherausrüstungen wesentlich ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gewährleistet die beachtliche Länge des Steuerhebels 14 und der geringe Achsabstand des Schwenkpunktes des Kippventiles eine sehr hohe Empfindlichkeit der gesamten Servosteuereinrichtung und damit eine leichte und bequeme Atmung für den Benutzer des mit einem gezeigten Lungenautomaten ausgerüsteten Atmungsgerätes. ■»

Die Lage der Kanäle 3 und 15 kann auch umgekehrt erfolgen, wenn die Lage der angeschlossenen Kanäle 3u und 17 entsprechend geändert wird. Die oben beschriebene Funktion wird hierbei nicht beeinflußt. Ferner ist anzumerken, daß bei Ausfall eines der beiden Lungenautomaten dieser durch einfaches Drehen des eingebauten Dreiwegehahnes um 90" nach rechts oder links angetrennt werden kann. In diesem Falle ist der entsprechende Gaszufuhrkanal 15 dann nicht mehr an die Gasversorgung angeschlossen. 4^r>

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 demnach verhältnismäßig kräftig an der Einatmungsöff- Patentansprüche: nung saugen, wenn er Atmungsgas erhalten will, um trotz des in den Hohlraum nachströmenden Atmungs-

1. Lungenautomat für Atmungsgeräte mit einer gases in diesem einen erheblichen Unterdruck beizube-Gaszufuhr, die absperrbar in einem mit einer Einat- s haken.

mungsöffnung verbundenen Hohlraum einmündet. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der der zur Umgebung hin durch eine Steuermembran Erfindung die Aufgabe zugrunde, den bekannten Lunbegrenzt ist, und mit einem Kippventil, dessen Ven- genautomaten dahingehend weiterzubilden, daß für den tilkörper durch eine Feder gegen einen Ventilsitz Benutzer das Atmen dadurch erleichtert wird, daß wahgedrückt ist und einen Ventilschaft trägt, der aus- io rend der Dauer des Einatmungsvorganges im Hohlraum lenkbar gegen die Steuermembran anliegt, g e - ein höherer Druck als bisher erforderlich ist und somit kennzeichnet durch eine Absperrmembran weniger kräftig angesaugt werden muß.
(4), deren eine Räche gegen die öffnung des Gaszu- Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anfuhrkanals (15) anlegbar ist, so den Hohlraum (5) Spruchs 1 gelöst

begrenzt und beim Abheben von der öffnung diesen ι«; Hierbei ist eine Absperrmembran vorgesehen, deren (15) mit dem Hohlraum (5) verbindet, und deren an- eine Fläche gegen die öffnung der Gaszufuhr anlegbar dere Fläche eine Kammer (20) begrenzt, die über ist. um diese abzusperren. Der Anschluß an den Hohleine gedrosselte Verbindung (Kanal 17) ständig am raum ist hierbei derart hergestellt, daß beim Abheben Gaszufuhrkanal (15) angeschlossen ist und Ober das der Absperrmembran von der genannten öffnung das Ventil (9,10) mit dem Hohlraum (5) verbunden ist 20 Atmungsgas aus dieser heraus und entlang der Absperr-

2. Lungenautomat nach Anspruch 1, gekennzeich- membran ungehindert in den Hohlraum strömen kann, net durch eine sich in der Kammer (20) befindende Mit der anderen Oberfläche begrenzt die Absperr-Distanzscheibe (12), die eine aufgerauhte, gegen eine membran eine Kammer, welche ihrerseits über eine ge-Gegenfläche (Druckring (13) anliegende und die drosselte Verbindung wieder mit der Gaszufuhr in VerKammer (20) mit dem Gaszufuhrkanal (15) über den 25 bindung steht.

Kanal (17) verbindende Fläche aufweist. Das aus dem gattungsbildenden Lungenautomaten

bekannte Kippventil ist an der Einmündung der genann-

ten Kammer in den Hohlraum angeordnet, wobei der

Schaft des Kippventiles in bekannter Weise an der den 30 Hohlraum begrenzenden Steuermembran anliegt

Die Erfindung betrifft einen Lungenautomat für At- Wenn der Benutzer nicht einatmet, die Steuermem-

mungsgeräte, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. bran also auch nicht ausgelenkt ist dann sperrt das

Ein bekannter Lungenautomat dieser Art (US-PS Kippventil die Kammer ab. Da diese über eine Drossel-29 29 376) weist einen mit einer Einatmungsöffnung vcr- stelle mit der Gaszufuhr verbunden ist stellt sich in bundenen Hohlraum auf, in welchen eine Zufuhrleitung 35 dieser Kammer der gleiche Druck ein, wie er auch in der für das Atemgas einmündet. Zur Umgebung hin ist die- Gaszufuhr herrscht so daß beiderseits der Absperrser Hohlraum durch eine Steuermembran abgegrenzt. membran jeweils der gleiche Druck vorliegt Die Ab-An der Einmündungsstelle der Gaszufuhr in den Hohl· sperrmembran befindet sich somit in ihrer Ruhelage, in raum ist ein Kippventil angeordnet, welches einen ge- welcher sie die Einmündung der Gaszufuhr in den Hohlgen einen Ventilsitz durch eine Feder angedrückten 40 raum versperrt.

Ventilkörper aufweist, der einen langen Ventilschaft Wenn beim Einatmen der Druck im Hohlraum abträgt, welcher gegen die Innenseite der genannten Stcti- sinkt, dsnn öffnet die sich einwärts wölbende Steuerermembran anliegt, und zwar derart, daß dann, wenn die membran das Kippventil und läßt somit rasch den Steuermembran in den Hohlraum hinein verformt wird, Druck aus der Kammer entweichen, so daß kammerseider Schaft ausgelenkt wird und somit der Ventilkörper 45 tig ein sehr viel niedrigerer Druck an der Absperrmemgegenüber dem Ventilsitz gekippt wird und somit ein- bran anliegt als auf der gegenüberliegenden Seite. Die seitig von diesem abhebt. Absperrmembran hebt somit von eier Mündung der

In der Ruhelage versperrt das Kippventil die öffnung Gaszufuhr ab und läßt den ungestörten Gasstrom aus

der Gaszufuhr. Wenn nun der Benutzer dieses Lungen- der Gaszufuhr in den Hohlraum und somit in die Einat-

automaten einatmet, dann entsteht innerhalb des Hohl- 50 mungsöffnung zu.

raums ein Unterdruck, infolge dessen die Steuermem- Während dieses Einatmungsvorganges strömt über

bran zur Innenseite des Hohlraums hin verformt wird die genannte Drosselstelle nur verhältnismäßig wenig

und über den Ventilschaft das Kippventil öffnet. Gas aus der Gaszufuhr auch in die Kammer, so daß der

Zum öffnen des Kippventiles muß die Steuermem- Druck in der Kammer stets etwa gleich hoch wie jener

bran nicht nur die Kraft jener Feder überwinden, die 55 im Hohlraum verbleibt

den Ventilkörper gegen seinen Ventilsitz anzudrücken Wenn der Benutzer den Einatmungsvorgang beendet trachtet, sondern es entsteht während des Ausströmcns hat und somit nicht mehr an der Einatmungsöffnung von Atmungsgas durch den schmalen Spalt zwischen ansaugt, dann nimmt die Steuermembran ihre Ruhelage Ventilkörper und Ventilsitz ein dynamischer Unter- ein. die Feder des Kippventiles drückt dessen Ventilkördruck, so daß auch der Druck in der Gaszufuhr danach 60 per wieder auf den zugehörigen Ventilsitz und über die trachtet, den Ventilkörper gegen seinen Sitz anzudrük- Drosselstelle füllt sich die kleine Kammer rasch mit Beken. atmungsgax, so daß bald in dieser Kammer wieder der

Die aus diesem Druck resultierende Kraft muß wäh- Druck der Gaszufuhr herrscht und die Membran wieder rend des gesamten Einatmungsvorganges durch die gegen die Gaszufuhr-Einmündung anliegt.

Steuermembran überwunden werden, was wiederum ei- 65 Da auf der Seite der Einmündung der Gaszufuhr in nen verhältnismäßig hohen Unterdruck innerhalb des den Hohlraum auch dieser an die genannte Absperr -

von dieser begrenzten Hohlraumes erfordert. membran angrenzt und in diesem Hohlraum ein wesent-

Der Benutzer des bekannten Lungcnautomuten muß lieh niedrigerer Druck vorliegt als in der Gaszufuhr,