DE2758603A1

DE2758603A1 - Indikator und verfahren zum feststellen der erschoepfung von atemgeraetpatronen zum entfernen organischer daempfe

Info

Publication number: DE2758603A1
Application number: DE19772758603
Authority: DE
Inventors: John A Jones
Original assignee: American Optical Corp
Current assignee: AO Inc 07950 SOUTHBRIDGE MASS US
Priority date: 1977-01-05
Filing date: 1977-12-27
Publication date: 1978-07-20
Also published as: CA1100419A; GB1554542A; JPS6218156U; BR7800046A; HK22181A; JPS5385993A

Description

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Es wird eine optische Anordnung für das Feststellen geschaffen, wann organische Dampf-Gas-Atemgerätpatronen ihre Fähigkeit erschöpft habei einen Atemschutz bei oder unter einem gefährlichen Konzentrationswerl zu geben. Ein auf einem durchscheinenden Träger getragenes anorganisches Oxidationsmittel wird in einer Atemgerätpatrone angeordnet, um so organischen Dampf- oder Gas zu oxidieren, das mit dem Mittel bei dem Hindurchtritt durch dl* Patrone in Berührung kommt, obei sich gleichzeitig eine Farbveränderung ergibt, die als ein Hinweis auf die Lebensdauer der Patrone beobachtet werden kann.

Erfindungsgemäß wird in einer organischen Dampf-Gas Atemgerätpatrone eine optische Anzeigeanordnung geschaffen, durch die festgestellt wird, wann die Patrone bezüglich ihrer Fähigkeit erschöpft ist, einei Atemschutz bei oderunter einem gefährlichen Konzentrationswert zu geben. Der Indikator weist ein organisches Dampf/Gas-Oxidationsmittel auf, das gleichzeitig mit dem Erschöpfen des Patronensorbens eine Farbveränderung erfährt. Das Oxidationsmittel wird durch einen porösen durchscheinenden Träger, z.L. körniges Silikagel getragen.

In der Patronenhülse sind ein oder mehrere Fenster vorgesehen, gegen die der Träger mit seinem Oxidationsmittel zwecks leichter Beobachtung angeordnet ist und ist ansonsten durch das übliche organische Dampf/Gas Sorbens, z.B. Aktivkohle, umgeben.

Die Zusammensetzung des Indikators ist dergestalt, daß dessen Farbveränderung drastisch ist und gleichzeitig bei einer organischen Dampf/Gas-Sorbens der Atemgerätpatrone zu einem Punkt auftritt, wo die austretende Luft eine Dampf- oder Gaskonzentration aufweist, die bei oder über einem annehmbaren Schwellenwert (SW) liegt, und ein Feststellen der Farbveränderung durch das Fenster zeigt an, daß die Patrone erschöpft ist, d.h. nicht mehr verwendet werden kann.

Diese Fähigkeit, optisch einen Zustand einer niedrigen Konzentration organischer Dämpfe oder Gase in dem aus der Patrone austretenden Gas anzuzeigen, stellt ein zwangsläufiges und verläßliches Verfahren dar, um die Erschöpfung der Patrone anzuzeigen. Hierdurch ist es nid mehr erforderlich, die verwickelten und zeitaufwendigen und weniger als optimal verläßlichen, herkömmlichen Kontrollen durch Verwaltungs behörden dufchzufuhren, die darüber hinaus noch mit Ungewißheiten und/oder weiteren Problemen verknüpft sind.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschreben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Seitenaufriß einer organischen Dampf/Gas-Atemgerätpatrone mit dem erfindungsgemäßen Indikatorsystem;

Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Patrone längs der Linie 2-2 nach der Figur 1;

Fig. 3 eine weggebrochene Querschnittsansicht längs der Linie 3-3 nach der Figur 2 in Blickrichtung der Pfeile.

Erfindungsgemäß wird in einer organischen Dampf/Gas Atemgerätpatrone 10 ein Indikator 12 vorgesehen, der dazu angewandt werden kann, die ERschöpfung der Patrone festzustellen.

Der Indikator 12 besteht aus einem organischen Dampf/Gas-Oxidationsmittel, das durch einen porösen, durchscheinenden Träger 14 aus z.B. gekörntem Silikagel getragen wird und eine Farbveränderung gleichzeitig mit dem Erschöpfen des Patronensorbens 16 erfährt, das z.B. die herkömmliche gekörnte Aktivkohle sein kann. Das Oxidationsmittel, das z.B. eine getrocknete Lösung von Natriumdichromat, Wasser und Schwefelsäure auf und in dem porösen Träger 14 aufgebracht sein kann, kann hier in den Zeichnungen nicht wiedergegeben werden, und somit wird der körnige Träger 14 nachfolgend als Indikator 14 bezeichnet, uobei es sich versteht, daß eine Farbveränderung des Oxidationsmittels als eine Farbveränderung des durc hscheinenden gekörnten Trägers festgestellt wird.

Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine herkömmliche Atemgerätpatronenhülse 18 mit einer oder mehreren öffnungen 20 vorgesehen, deren jede innen oder außen in der gezeigten Weise mit einem durchsichtigen Fenster 22 bedeckt ist, das in seiner einfachsten Form ein Streifen eines kräftigen durchsichtigen Kunststoffbandes sein kann.

Hinter jedem Fenster 22, d.h. im Inneren der Patrone 18, sowie an der Patrone 18 befestigt,liegt eine durchsichtige Barriere 24 aus feinmaschigem Kunststoff oder Metallsieb vor, das dazu dient, den Indikator 14 in der gezeigten Lage benachbart zu dem Fenster 22 zu halten, so daß derselbe vor, während und/oder nach der Benutzung der Patrone 10 betrachtet werden kann. Das übliche organische Dampf/ Gas Sorbens 16 füllt das verbleibende Innere der Patrone 18 um die Barrieren 24 herum.

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Die Patrone 10 weist durchlässige gegenüberliegende Seiten 26 und auf, die in der gezeigten Weise einen durchlöcherten Deckel 26 und in ähnlicher Weise durchlöcherten Boden 28 aufweisen kann. Es versteht sich, daß der spezielle Aufbau der Hülse 18 einsbheließlich der Teile 26 und 28 verändert werden kann zwecks Anpassen an spezielle Bedingungen, ohne daß dies den Erfindungsgegenstand berührt. Die Erfindung betrifft insbesondere die Anpassung des genannten Indikators 14 auf Atemgerätpatronen im allgemeinen unabhängig von deren Tonnen, Größen, Typen des Dampf/Gas-Sorbens und/oder anderer derartiger Parameter.

Obere und untere FUllpolster 30 und 32 aus porösem Material, wie Ein- oder mehrschichtiger Filz, Gaze und/oder anderes Textilgut sind vorgesehen, um so das Aktivkohlesorbens 16 zu tragen, d.h. einen Verlust seiner Teilchen mit feinerer Korngröße durch die durchlässigen Teile 26 und 28 der Atemgerätpatrone zu verhindern.

Gegebenenfalls kann das Siebmaterial an dem oeren und unteren Ende der Barriere in Fortfall kommen. In fcnem derartigen Fall wird das Sorbens 16 zunächst auf eine Höhe unter der Barriere 24 gebracht, darüber der Indikator 14 innerhalb der Seiten der Barriere 24 angeordnet und die Patrone wird schließlich vollständig mit Sorbens 16 gefüllt. Der Indikator 14 wird somit an Ort und Stelle durch die obere und untere Berührung mit dem Material des Sorbens 16 in dem fertigen Produkt gehalten.

Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht der Indikator 14 aus Natriumdichromat p.a. und konzentrierter Schwefelsäure p.a. getragen durch den Träger aus granuliertem Silikagel. Das Silikagel wiest z.B. eine Maechengröße von 6 - 0,6 mm auf, und dasselbe istinert, amorph und porös, so daß das Natriumdichromat- : chwefelsäure-Oxidatlonsmittel absorbiert wird, wobei die Absprotion rein physikalisch ist.

Eine sehr wirksame Zusammensetzung des Indikators 14 weist z.B. angenähert die folgenden Werte auf: 30 g Na₂Cr₃O-, 30 ml konzentrierte H₃SO₄, 200 ml destilliertes Wasser und 40 g Silikagel. Vorzugsweise wird das Natriumdichromat zunächst in Wasser gelöst. Sodann wird die Schwefelsäure langsam zu der Natriumdichromat-Wasserlösung gegeben. Man läßt sich das ergebende Gemisch abkühlen, und

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unter konstantem Rühren wird das Silikagel zugesetzt. Man läßt eine längere Seitspanne von z.B. 2 Stunden lang stehen and sodann wird die überschüssige Lösung abgegossen und das Silikagel getrocknet, z..->. bei einer Temperatur von etwa iO7°C in einem Luftofen etwa 3 Stunden lang. Der in dieser Weise hergestellte Indikator 14 kann in einem gasdichten Behälter gelagert werden« Gegebenenfalls kann an die Stelle von Natriumdichromat natürlich auch K-Cr-O- treten.

Es sind Versuche unternommen worden, die bezüglich der obigen Sujammensetzung des Indikators 14 beispielsweise dessen Fähigkeit zeigen, anzugeben, wenn niedrige Konzentrationen organischen Dampfes/ Gases durch die Patrone 10 hindurchgetreten sind, .,ei diesen Versuchen wird durch eine frisch hergestellte Patrone 1O eine Konzentration von 1QQQ ppm auf der Volumengrundlage eines Dampfes hindurchgeführt, das aus einer drei herkömmliche Gruppen organischer Dämpfe ausgewählt ist, und zwar eine aromatische Verbindung» z,J, Benzol, eine chlorierte aliphatische Verbindung, z.B. 1,1,1-Trichloräthan und ein aliphatisches Keton, z.B. Butanon. In jedem Fall wird diese Konzentration von 1000 ppm Dampf in Luft durch die Patrone mit einer Fließgeschwindigkeit von etwa 64 l/min, bei 25°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit hindurchgeführt. Es wird sodann festgestellt, wann die Konzentration des Dampfes in der austretenden Luft einen Wert von 4 ppm auf der Voluraengrundlage erreicht hat.

Wenn dieser Konzentrationseert des austretenden als Bezugspunkt ausgewählt wird, dann deswegen weil die angegebenen Dämpfe einen Schwellenwert (SW) wesentlich über 5 ppm besitzen und dies trifft auch auf viele weitere organische Dämpfe der oben angegebenen drei Gruppen zu. Somit zeigt diese Konzentration einen konservativen unteren Grenzwert an, den man als einen geeignetes Kriterium für ein Indikatorsystem ansehen kann, das auf organische Dämpfe anspricht. Die SW Konzentration ist ein Wert, der durch die American Conference of Governmental Industrial Hygienists als sicher empfohlen wird.

Diese Versuche werden sowohl mit als auch ohne hohen Luftfeuchtigkeitsausgleich durchgeführt. In den ersteren Fällen werden die Patronen dadurch konditioniert, daß 85% relative Luftfeuchtigkeit

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aufweisende Luft durch dieselben etwa 6 Stunden mit einer Fließgeschwindigkeit von 25 l/min, vor dem Prüfen hindurchgeführt wird. In allen Fällen wird die Dampfkonzentration in dem aus den Patronen ausströmenden Gas Überwacht vermittels eines kalibrierten Wilks Miran I Einstrahl IR Gasspektralphotometers, und der 5 ppm Konzentrationswert wird mit der optischen Farbveränderung in dem Oxidationsmittel in Beziehung gesetzt.

Wachfolgend sind 3ie Ergebnisse der Untersuchungen angegeben:

Dampf

Farbe des Indikators 14 vor dem Dampftest

Farbe des Indikators 14 bei 5 ppm Dampfkonzentration in dem aus der Patrone 1O austretenden Gas

2-Butanon(methyläthyIketon)	orange
1,1,1-Trichloräthan	H
Benzol	R
2-Butanon	orange
1,1,1-Trichloräthan	H
Benzol	It

dunkelgrün oder schwär:

dunkelgrün

" oder schwarz*

dunkelgrün^a

= gibt Versuche an, nachdem mit hoher Luftfeuchtigkeit ein Gleichgewicht ausgebildet worden ist.

Die Oxadiations-Reduktionsreaktionen für organische Dämpfe, die zu einer Farbveränderung des Indikators 14 führen, werden wenigstens zu einem gewissen Ausmaß durch das Licht katalysiert, das in und durch die durchscheinenden Silikagelkdrner tritt.

Das erfindungsgemäße Indikatorsystern ist leicht auf die verschiedenen Arten und/oder Formen von Atemgerätpatronen anpaßbar, die nicht der hier gezeigten Patrone entsprechen, und es können Abwandlungen und Modifizierungen bezüglich der genauen chemischen Zusammensetzungen und mechanischen Formen vorgenommen werden. So kann z.B. die Patronenhülse 18 teilweise oder vollständig aus einem durchsichtigen Material gefertigt seih, wobei dann die Hülse als solche als Fenster 22 wirkt. im Zusammenhang mit der Auswahl eines geeigneten Trägers für den Indikator 14 kann der Träger auch ein undurchsichtiges Material, wie poröser Bimsstein oder ein Molekularsieb sein. In einem derartigen Fall wird jedoch lediglich der äußere Oberzug des Oxidationsmittels als der Farbindikator dienen.

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Leerse ite

Claims

PATENTANWALT D-I BERLIN 33 27.12 1977

MANFREDMIEHE FALKENRIED 4

Tcltfon: VtMSt 8 311950

Diplom-Chemiker 0"7COCnO Tetramine: INDUSPROP BERLIN

C I D O D U O Tel«: 01(5441

ÜS/O2/2374 AO-3185

AMERICAN OPTICAL CORPORATION Southbridge, Mass. 01550, USA

Indikator und Verfahren zum Feststellen der Erschöpfung von Atemgerätpatronen zum Entfernen organischer Dämpfe

Patentansprüche

Atemgerätpatrone mit einer Hülse, in der ein organisches Dampf-Gas-Sorbens getragen wird, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) einen organischen Dampf-Gas anzeigenden, oxidierenden Indikator (12), der eine drastische Farbveränderung erfährt gleichzeitig mit dem Inberührungkommen mit Konzentrationen der organischen Dämpfe und Gase, die wesentlich unter einem Schwellenwert liegen, von dem bekannt ist, daß derselbe noch sicher eingeatmet werden kann,

b) einen durchscheinenden Träger (14) erheblicher Tiefe für das Tragen des Indikators (12), wobei der Träger (14) porös ist und der Indikator (12) hierdurch getrggen wird,

c) ein Fenster (22) in der Hülse (18), durch die der Indikator (12) betrachtet werden kann, in die Tiefe des durchscheinenden Trägers (14) zwecks Feststellen des Auftretens einer Farbveränderung des Indikators (12);
2. Atemgerätpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (14) ein poröses körniges Silikagel ist und der Indikator (12) auf und in dem Silikagel getragen wird und aus Natriumdlchromat, Schwefelsäure und Wasser besteht, wobei aus dem Gemisch die flüssigen Bestandteile verdampft worden sind.
3. Atemgerätpatrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß anstelle von Natriumdichcomat Kaliumdichromat vorliegt.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Atemgerätpatrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Indikator (12) die nachfolgende angenäherte Zusammensetzung der Bestandteile aufweist:

30 g Na-Cr₂O-, 3O ml konzentrierte H₃SO₄, 200 ml destilliertes Wasser und 40 g Silikagel.
5. Atemgerätpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (18) benachbart zu dem Fenster (22) eine durchlässige Barriere (24) aufweist, die den durchsichtigen Träger (14) an Ort und Stelle hält und ein merkliches Vermischen desselben mit dem Dampf-Gas Sorbens verhindert.
6. Verfahren zum Feststellen der Erschöpfung von Atemgerätpatronen zum Entfernen organischer Dämpfe und Gase, gekennzeichnet durch die Kombination der nachfolgenden Merkmale:

a) in die Hülse und benachbart zu dem Sorbens wird ein Indikator angeordnet, der darin ein Oxidationsmittel für organische Dämpfe/ Gase in einer erheblichen Tiefe getragen auf einem durchscheinenden Träger aufweist, der Indikator eine drastische Farbveränderung erfährt gleichzeitig mit dem Inberührungkommen mit Konzentrationen der organischen Dämpfe und Gase, die erheblich unter einem Schwellenwert liegen, von dem bekannt ist, daß man sie noch sicher einatmen kann und

b) der Indikator so angeordnet wird, daß derselbe von außerhalb der Patronenhülse sichtbar ist, so daß ein Feststellen der drastischen Farbveränderung des Indikators als ein Hinweis darauf genommen werden kann, daß die Atemgerätpatrone erschöpft ist.

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