DE2908528A1

DE2908528A1 - Lungengesteuertes atemgeraet mit ueberdruck im maskeninnenraum

Info

Publication number: DE2908528A1
Application number: DE19792908528
Authority: DE
Inventors: Manfred Ing Grad Gdulla
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1979-03-05
Filing date: 1979-03-05
Publication date: 1980-09-18
Also published as: FR2450615B3; GB2044110B; GB2044110A; US4276877A; SE7909661L; FR2450615A1; SE437612B; DE2908528C2

Description

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Dräqerwerk Aktiengesellschaft Moislinqer Allee 53-55, 2400 Lübeck

Lungengesteuertes Atemgerät mit Überdruck im Maskeninnenraum

Die Erfindung betrifft ein Verfahren unter Anwendung des Überdrucksystems bei lungengesteuerten Atemgeräten und ein Atemgerät mit Anwendung des Verfahrens.

In den anatomischen Toträumen der äußeren Atemwege des Menschen ergibt sich durch die Funktion der Lunge während der Einatemphase ein Unterdruck und während der Ausatemphase ein Überdruck. Dieser Druckwechsel beim Atemzyklus wird bei Anschluß eines Atemschutzgerätes durch den Atemanschluß Maske oder Mundstück - auf das Gerät übertragen und für die Funktion des Gerätes nutzbar gemacht.

Diese Art der Ventilation der Lunge durch die Lunoenmuskulatur, wobei die natürlichen Ventilationswege durch das Atemschutzgerät nur künstlich verlängert werden, entspricht den normalen atemphysiologischen Vorgängen. Dieses System

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ist somit optimal, wenn die durch das Atemschutzgerät entstehenden zusätzlichen Atemwiderstände bzw. die Druckänderungen für Ein- und Ausatmung und die Totraumvergrößerung durch das Gerät niedrig genug gehalten werden können, so daß die Atmung nicht wesentlich erschwert wird.

Ein bekanntes Problem bei Atemschutzgeräten ist der dichte Anschluß des Atemgerätes an die Atemwege des Geräteträgers. Die Atemschutzmaske muß dabei dem Gesicht des Trägers dicht anliegen. Bedingt durch den Unterdruck beim Einatmen entsteht in der Atemmaske ein Unterdruck, durch den dann ein Druckgefälle zur Umgebungsatmosphäre vorhanden ist. Aus diesem Druckgefälle resultiert die Leckrate mit dem Eindringen von Umgebungsluft in den Maskeninnenraum.

Ein stetiger Überdruck in der Maske, auch beim Einatmen, verhindert das Eindringen von Umgebungsluft. Er führt jedoch zu atemphysiologisch ungünstigen Atemwiderständen. Der natürlichen Atmung entspricht während der Einatemphase ein geringer Unterdruck und nur während der Ausatemphase ein geringer Überdruck.

Ein bekanntes lungengesteuertes Atemgerät besitzt eine dem Gesicht über eine umlaufende Dichtung anliegende Maske mit einem atemgesteuerten Dosierventil für die unter Druck zugeführte Atemluft. Das Dosierventil enthält eine Steuermembran, deren Außenseitevom Umgebungsdruck und deren Innenseite vom Maskeninnendruck beaufschlagt sind. Das Dosierventil wird mit dem Vordruck geöffnet. Dazu sind die Innenseite der Steuermembran und der Ventilkörper über einen Kipphebel verbunden. Die Arme des Kipphebels sind derart bemessen, daß das Dosierventil beim Erreichen des im Maskeninnenraum gewünschten Überdruckes geschlossen wird.

Die Maske besitzt ein Ausatemventil, das erst bei Überschreiten des im Maskeninnenraum gewünschten Überdruckes öffnet. Zum Ausatmen muß der Träger daher erst den Maskenüberdruck überwinden. Sein Gesamtausatemdruck ergibt sich also aus dem Maskeninnendruck plus dem zusätzlichen Öffnungsdruck für das Ausatemventil.

Zum Einatmen öffnet das Einatemventil mit dem sich beim Einatmen im Maskeninnenraum einstellenden niedrigeren Überdruck. Mit dem dann auch während der gesamten Einatemphase verbleibenden Überdruck im Maskeninnenraum besteht grundsätzlich gegenüber der Umgebung eine gewünschte, nach außen gerichtete Druckdifferenz. Während der Atmung sind jedoch vom Träger die sich während der ganzen Benutzung des Atemgerätes ergebenden atemphysiologisch ungünstigen Atemwiderstände zu überwinden. (DE-OS 24 06 307).

Aufgabe der Erfindung ist ein lungengesteuertes Beatmungsverfahren und ein lungengesteuertes Atemgerät mit Anwendung des Verfahrens mit den Vorteilen des Überdruckes in der Maske bezüglich der Abdichtung der Atemmaske, jedoch ohne die atemphysiologisch ungünstigen Atemwiderstände für den Träger.

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Verfahren entsprechend dem Kennzeichen des Anspruches 1.

Der wesentliche Vorteil für den Träger liegt in der Beibehaltung des Normaldruckes um die Atemorgane. Der Innenraum der Innenmaske ist durch die Steuerventile gegenüber dem Maskeninnenraum der Vollmaske abgeschlossen. Zur Einleituno der Einatemphase muß nur der normale Unterdruck aufgebracht werden, um die gegen den Überdruck auf der anderen

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Seite gerade schließenden Steuerventile zu öffnen. Für die Ausatemphase gelten auch die bisher bekannten Werte der Atemgeräte ohne Anwendung des Überdrucksystems. Die Steuerventile schließen durch die nur vom Differenzdruck bewegte Schließfeder. Das Ausatemventil öffnet wie üblich von einem Maskeninnenraum mit Normaldruck gegenüber dem Umgebungsdruck. Die Lösung ist einfach und wirkt sicher.

Die Lösung mit dem Kennzeichen des Anspruches 2 zeigt die einfache technische Ausbildung und bestätigt die Vorteile aus dem Anspruch 1.

Ein weiteres Merkmal im Rahmen der Erfindung zeigt das Kennzeichen des Anspruches 3. Mit der Ausbildung des Dichtungsrandes der Innenmaske wird in einfacher Weise eine ausreichende Abdichtung gegenüber der Gesichtshaut des Trägers erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 das komplette Atemgerät, jedoch ohne Atemluftvorrat,

Fig. 2 eine Einzelheit der Innenmaskemit den Ventilen.

Das Atemgas, im allgemeinen Druckluft, wird dem Anschluß 1 des druckgesteuerten Einatemventils 2 mit einem Druck, der normalerweise zwischen 3 und 10 bar liegt, zugeführt. Dabei kann dieser Anschluß 1 mit dem Druckminderer eines Behältergerätes oder mit einem Druckluftschlauchqerät verbunden werden. Das druckgesteuerte Einatemventil 2 enthält eine Membran 3, die auf der mit der Umgebunasatmosphäre in

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Verbindung stehenden Membranseite durch eine Membranfeder 4 belastet ist. Der Membran 3 liegt ein Steuerhebel 5 an. Dieser Steuerhebel 5 steht mit dem Druckluftventil 6 derart in Verbindung, daß bei Bewegung der Membran 3 in Richtung zum Steuerhebel 5 das Druckluftventil 6 geöffnet wird, so daß vom Anschluß 1 her Druckluft in den Steuerraum 7 einströmen kann.

Der Steuerraum 7 ist der Vollmaske 8 vorgeschaltet, so daß der sich in dem Steuerraum 7 eineteilende Druck auf den Maskeninnenraum 9 übertragen wird.

In dem Maskeninnenraum 9 ist eine Innenmaske 10 angeordnet, die mit zwei Steuerventilen 11 versehen ist. Diese Steuerventile 11 sind mit einer Schließfeder 12 versehen. Die Innenmaske 10 deckt die Atemorgane des Maskenträ'gers, d.h. Mund und Nase, ab. Der Innenraum 13 der Innenmaske 10 ist mit der Umgebungsatmosphäre durch ein auf geringste Druckunterschiede ansprechendes übliches Ausatemventil 14 verbunden. Der Dichtungsrand 16 der Innenmaske 10 läuft der Gesichtshaut anliegend flach aus, so daß der überdruck im Maskeninnenraum 9 zusätzlich den Anpreßdruck zum Abdichten vergrößert.

Die die Atemorgane abdeckende Innenmaske 10 mit den erwähnten Ventilen 11 und 14 ist in Fig. 2 genauer dargestellt. Die Ventilfläche 15 ergibt sich dabei aus der Bohruna in der Wand der Innenmaske 10.

Die Membranfeder 4 ist so bemessen, daß sich im Steuerraum 7 und damit auch im Maskeninnenraum 9 der gewünschte Überdruck von z.B. 4mbar einstellt. Damit herrscht dieser Druck auch an der Dichtung oder Dich tunasl ir.ie 17, die den

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Maskeninnenraum 9 gegenüber der Umqebungsatmosphare absperrt. Dieser Druck von 4 mbar ist somit der Überdruck, der in dem System gegenüber der Umgebungsatmosphäre bei eventuellen Undichtigkeiten an der Dichtungslinie 17 oder an sonstigen Teilen des gesamten Überdruckraumes zur Auswirkung kommt, d.h. bei Leckagen strömt Luft aus dem System nach außen ab und nicht in umgekehrter Richtung, wie es bei einem normalen Behälterqerät mit Unterdruckphase während der Einatmung der Fall wäre.

Damit nun bei diesem statischen Zustand nicht die Steuerventile 11 der Innenmaske 10 geöffnet werden und sich dann auch im Innenraum 13 etwa der gleiche Druck einstellen würde, sind die Steuerventile 11 mit Schließfedern versehen, die der Kraft, die aus dem Überdruck von 4 mbar mal Ventilfläche der Steuerventile 11 gebildet wird, mindestens das Gleichgewicht halten. Zweckmäßiger sind die Schließfedern 12 jedoch so bemessen, daß eine geringe Überschußkraft vorhanden ist.

Das aus dem Innenraum 13 ableitende Ausatemventil 14 ist ein normales Ausatemventil mit sehr geringem Öffnungswiderstand.

Mit dem Einatmen öffnet der Maskenträger bereits durch Erzeugung eines geringen Unterdruckes im Innenraum 13 die Steuerventile 11. Damit strömt Luft aus dem Maskeninnenraum 9 in den Innenraum 13 ein und weiter zu den Atemorqanen des Maskenträgers. Mit dem Druckabbau im Maskeninnenraum 9 durch diese Luftentnahme wird durch die Membranfeder 4 des Einatemventils 2 die Membran 3 gegen den Steuerhebel 5 bewegt und damit das Druckluftventil 6 so lanqe öffnet, bis nach Deckung des Atemluftbedarfs der

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Gleichgewichtszustand wieder hergestellt ist. Dabei bleibt in dem verbundenen System des Steuerraumes 7 und des Maskeninnenraumes 9 stets der Überdruck erhalten« Ein Unterdruck tritt beim Einatmen nur im Innenraum 13 auf.

Mit der Ausatmung bildet sich im Innenraum 13 ein positiver Druck aus, mit dem die Steuerventile 11 sofort schließen, sich dagegen das Ausatemventil 14 bei üblichem Überdruck öffnet, so daß die Ausatemluft ohne zusätzliche Belastung durch den Überdruck im Maskeninnenraum 9 ins Freie abaeführt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren unter Anwendung des Überdrucksystems bei lungengesteuerten Atemgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß über ein atemdruckgesteuertes Einatemventil (2) Atemluft bis zu einem gewünschten Überdruck in den Maskeninnenraum (9) zwischen einer Vollmaske (8) und einer Innenmaske (10), deren Innenraum (13.) mit dem Maskeninnenraum (9) durch Steuerventile (11) mit einem-Schließdruck entsprechend diesem Überdruck verbunden ist, eingeleitet wird, aus diesem über die Steuerventile (11) zu den Atemorganen des Trägers fließt, wenn während der Einatemphase ein Unterdruck im Innenraum (13) entsteht, und in der Ausatemphase bei geschlossenen Steuerventilen (11) durch ein bei üblichem Überdruck öffnendes Ausatemventil (14) nach außen abgeleitet wird.

2. Lungengesteuertes Atemgerät unter Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem druckgesteuerten Einatemventil mit nachgeschaltetem Steuerraum, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollmaske (8) eine bekannte Innenmaske (10) enthält, deren Innenraum (13) über Steuerventile (11), ausgerüstet mit einer Schließfeder (12), aus deren Schließkraft mal der Ventilfläche (15) ein Schließdruck entsprechend dem Überdruck resultiert, mit dem mit dem Steuerraum f7) verbundenen Maskeninnenraum (9) verbunden ist.

3. Lungengesteuertes Atemgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenmaske (10) einen der Gesichtsform angepaßten, flach auslaufenden Dichtungsrand (16) besitzt.

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