DE3015760A1 - Lungengesteuertes druckgas-atemschutzgeraet mit ueberdruck in der atemschutzmaske - Google Patents
Lungengesteuertes druckgas-atemschutzgeraet mit ueberdruck in der atemschutzmaskeInfo
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Description
in der Atemschutzmaske
Die Erfindung betrifft ein lungengesteuertes Druckgas-Atemschutzgerät
mit Überdruck in der Atemschutzmaske, ent~ sprechend dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.
In den Druckgas-Atemschutzgeräten mit Überdruck in der Atemschutzmaske
ist sichergestellt, daß während der Benutzung sowohl in der Ausatem- als auch in der Einatemphase in der
Atemschutzmaske ein Überdruck herrscht. Dieser Überdruck verhindert unter allen Umständen während der Benutzung das
Eindringen von Umgebunasatmosphäre, die möglicherweise gefährlich
sein kann, in die Atemschutzmaske. Durch mögliche Undichtigkeiten entsteht in diesen immer nur ein Gasstrom
von innen nach außen.
Allen bekannten Geräten haftet jedoch der große Nachteil an, daß mit dem Ende der Benutzung und dem Abnehmen der
Atemschutzmaske, also dem Öffnen des Atemkreises, die Atemgasvorratsbehälter verschlossen oder die Funktion des
Lungenautomaten umgeschaltet werden müssen, da es sonst zu einem Abströmen des Atemgases und damit zu einer Verkürzung
der Benutzungszeit kommt.
Ein bekanntes lungengesteuertes Preßluftatemgerät mit Überdruck
in der Atemschutzmaske besitzt ein lungengesteuertes
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Ventil, dessen Schließglied über einen Kipphebel durch eine außen von der Umluft und innen von Maskeninnendruck
beaufschlagte Steuermembran bewegt wird. Die Bewegung
der Steuermembran kann durch einen längsbeweglich aus dem Steuerraum nach außen geführten Abstands- t
bolzen begrenzt werden. Der durch eine Druckfeder belastete Abstandsbolzen wird dazu durch einen Exzenterhebel
derart gegenüber der Steuermembran gehalten, daß er
a) einmal die Steuermembran in einer Verschlußstellung hä'lt, in der das Ventil über den Kipphebel geschlossen
ist und
b) in der anderen Überdruckstellung aber die volle Bewegung der Steuermembran erlaubt.
Mit der Verschlußstellung a), in der der Exzenterhebel
nach oben zeigt und das Ventil geschlossen ist, fließt auch bei abgenommener Atemschutzmaske oder bei großen
Undichtigkeiten kein Atemgas unnötig ab. In der Überdruckstellung b) mit der Exzenterhebelstellung nach
unten strömt das Atemgas und baut sich der gewünschte Überdruck in der Atemschutzmaske auf.
Die Überdruckstellung b) schaltet sich aus der Verschlußstellung a) mit aufgesetzter Atemschutzmaske mit einem
tiefen Atemzug des Benutzers durch selbsttätiges Drehen des Exzenterhebels nach unten wieder ein.
Nachteilig ist hier trotzdem, daß beim Absetzen der Atemschutzmaske
der Exzenterhebel von Hand aus der Überdruckstellung b) in die Verschlußstellung a) gedreht werden
muß. Wenn dies versäumt wird, dann kommt es zu Atemgasverlusten. (DE-OS 26 20 170)
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Auch das folqende bekannte Kreislauf-Atemschutzgerät mit
Überdruck in der Atemschutzmaske verlangt einen Willensakt, um unnötige Atemgasverluste zu vermeiden.
In diesem Gerät strömt das Atemgas dem Träger aus einem Atembeutel über einen Einatemschlauch mit einem Einatemventil
kurz vor der Atemschutzmaske zu. Das ausgeatmete Gas gelangt über ein Ausatemventil in den Ausatemschlauch
und durch diesen und eiaen CO_-Absorber wieder in den
Atembeutel. Zum Aufbau des Überdruckes ist der Atembeutel von außen mit einer Feder belastet.
Zur Deckung des Verbrauches wird Sauerstoff kontinuierlich und zusätzlich durch ein Bedarfsventil über einen
Druckminderer aus einer Sauerstoffflasche dem Atembeutel
zugeführt= Das Bedarfsventil wird von der Bewegung des
Atembeutels, resultierend aus der Atemgasbewegung, gesteuert»
Es öffnet sich mit dem Zusammenfallen des Atembeutels
und schließt sich wieder mit dem Aufblasen.
Vor jedem Ablegen der Atemschutzmaske muß das Flaschenventil verschlossen werden. Wenn dies versäumt wird, dann
kommt es zu einem großen Sauerstoffverlust, denn bei einer Öffnung des Atemkreislaufs - dies geschieht mit dem Abnehmen
der Atemschutzmaske oder auch mit dem Auftreten einer großen Undichtigkeit - fällt der Überdruck in diesem
ab. Dadurch wird der Atembeutel durch die äußere Feder zusammengedrückt und das Bedarfsventil geöffnet. Der
Sauerstoff kann ausströmen. (Prospekt ΒΡ-Ο87Θ, BioMarine
Industries Inc.)
Aufgabe der Erfindung ist ein lungengesteuertes Ventil in
Druckgas-Atemschutzgeräten sowohl für Preßluft- als auch
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für Kreislauf—Atemschutzgeräte,mit dem bei nicht angelegter
Atemschutzmaske automatisch das Abströmen von Atemgas bei offenem Atemgasvorrats-Behälter-Ventil verhindert
wird, das Atemschutzgerät aber trotzdem nach dem Anlegen der Atemschutzmaske beatembar ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 mit Ausbildungen in den Ansprüchen 2
bis 5.
Die Lösungen können in Preßluftatmern und in Kreislaufgeräten,
hier entweder direkt parallel zum bekannten Atembeutel oder mit einer Wand des Atembeutels als
Steuermembran»eingesetzt werden.
Alle Lösungen erfüllen sicher trotz des einfachen Aufbaues die Forderung aus der Aufgabe, nach der bei nicht
angelegter Atemschutzmaske und offenem Ventil am Atemgasvorrat
ein unnötiges Abströmen von Atemgas verhindert wird und das Gerät bei Wiederanlegen der Atemschutzmaske trotzdem
beatembar ist. Mit dem Abnehmen der Atemschutzmaske wird
automatisch das lungengesteuerte Ventil hinter dem Einlaß sowohl in der Ausführung mit dem Schließkolben als
auch mit dem Doppelkegelkolben verschlossen. Nach dem Aufsetzen der Atemschutzmaske öffnet sich das Ventil mit
dem durch das Ausatmen entstehenden Überdruck, um dann gleich in der weiteren Benutzung durch die jeweilige
Doppelwirkung des Schließkolbens und des Doppelkegelkolbens zu dem gewünschten Überdruck in der Atemschutzmaske
zu führen. Aus dem technischen Aufbau wird deutlich, daß das Gerät gleich beatembar ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus dem
Bypass nach dem Anspruch 3. Mit der hier gegebenen zu-
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sätzlichen Atemgasmenge werden für den Benutzer auch körperlich schwere Arbeiten möglich und vor allem
wenig strapaziös.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es
zeigen
Fig. 1 ein lungengesteuertes Ventil, verbunden mit einer Atemschutzmaske, mit kolbenförmigem
Schließglied,
Fig. 2 ein lungengesteuertes Ventil mit Schließglied als Doppelkegelkolben,
Fig. 3 ein lungengesteuertes Ventil mit zusätzlichem
Bypass«,
Ein mit einer Atemschutzmaske 1 verbundenes lungengesteuertes Ventil 2 ist in Fig. 1 in einem Preßluftatemschutzgerät
über eine Zuführungsleitung 3 an den Ausgang eines nicht dargestellten Druckminderers angeschlossen
und wird von dort an einem Einlaß 4 mit Atemgas versorgt. Innerhalb des lungengesteuerten Ventils 2 wird eine Steuermembran
5 auf ihrer äußeren Seite von Umgebungsdruck und einer Feder 6 beaufschlagt. Die innere Seite wird vom
Druck im Maskeninnenraum 7 belastet. Dieser Seite liegt
ein Membranarm 28 eines in einem Lager 8 schwenkbar gehaltenen Kipphebels 9 an, während ein Druckarm 29 über
einen Lenker 10 mit dem Schiießglied,einem Schließkolben
11 verbunden ist. Der Schließkolben 11 ist mit Dichtungen 12 in seinem Führungszylinder 27 abgedichtet
und verbindet bei entsprechender Stellung mit einer Öffnung 13 den Einlaß 4 mit dem Inneren des lungengesteuerten
Ventils 2. Eine Feder 14 belastet den Schließkolben 11 und hält den Membranarm 28 in Anlage an der
Steuermembran 5. Die Atemschutzmaske 1 besitzt ein Ausatemventil 15 zur Umgebung.
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Es ergeben sich folgende Betriebszustände:
1. Im Bereitschaftszustand ist das Verschlußventil des Atemgasvorrates
des PreBluftatemgerates geöffnet und die Atemschutzmaske 1 abgelegt, im Maskeninnenraum 7 herrscht
Umgebungsdruck. Die Feder 6 ist entlastet und die Steuermembran 5 in ihrer inneren Endlage. Dadurch ist über den Kipphebel
9 der Schließkolben 11 gegen die Feder 14 in seine innere Endstellung verschoben· Der Einlaß 4 ist
in dieser inneren Endstellung des Schließkolbens 11 verschlossen, der Atemgasstrom ist unterbrochen.
2. Zum Auslösen des Atemgasstromes wird nach dem Anlegen der Atemschutzmaske 1 in dieselbe hinein ausgeatmet und
dadurch im Maskeninnenraum 7 ein Überdruck aufgebaut. Das Ausatemventil 15 öffnet erst bei einem Überdruck von etwa
7 mbar, bei geringeren Drücken bleibt es geschlossen. Damit wird die Steuermembran 5 nach außen verschoben und die
Feder 6 zusammengedrückt. Entsprechend wird der Schließkolben 11 von der Feder 14 aus der inneren Endstellung
heraus verschoben. Bei einem Überdruck im Maskeninnenraum 7 von etwa 0,5 mbar erreicht die Öffnung 13 den
Einlaß 4, und die Freigabe des Atemgasstromes beginnt. Das zuströmende Atemgas erhöht den Überdruck im Maskeninnenraum
7 und bewirkt mit einer weiteren Verschiebung des Schließkolbens 11 zunächst eine wachsende und anschließend
wieder abnehmende Überdeckung zwischen Öffnung und Einlaß 4. Bei einem Überdruck im Maskeninnenraum 7 von
etwa 6,5 mbar ist die Öffnung 13 in der Mußeren Endstellung des Schließkolbens 11 vom Einlaß 4 getrennt und der Atemgasstrom
unterbrochen.
3. Während des weiteren Betriebes tritt bei der Einatmung eine Verminderung des Überdruckes im Maskeninnenraum 7 ein.
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-κ-
Durch die zugehörige Bewegung der Steuermembran 5 in Richtung
auf ihre innere Endlage wird der Schließkolben 11 aus seiner äußeren Endstellung in Richtung auf die innere
Endstellung verschoben und gibt einen Atemgasstrom entsprechend der Einatmung frei. Bei voller Überdeckung
zwischen Öffnung 13 und Einlaß 4 reicht der Atemgasstrom aus, die größte Einatemmenge und Verluste an üblichen Undichtigkeiten
zu decken. Nach Beendigung der Einatmung gelangt der Schließkolben 11 wieder in seine äußere Endstellung»
Bei der Ausatmung öffnet bei einem Überdruck im Maskeninnenraum 7 oberhalb etwa 7 mbar das Ausatemventil
15, das ausgeatmete Atemgas entweicht in die Umgebung.
Der Schließkolben 11 bleibt währenddessen in der äußeren Endstellung«
4o Beim Ablegen der Maske entweicht der Überdruck aus dem
Maskeninnenraum 7„Durch die Bewegung der Steuermembran 5 wird
der Schließkolben 11 rasch von der äußeren Endstellunq
in die innere Endstellung gedruckt, der Atemgasstrom ist unterbrochen. Damit ist der Bereitschaftszustand wieder
erreicht.
Die Ausführung nach Fig. 2 entspricht der bisher besprochenen mit der Abwandlung, daß als Schließglied ein Doppelkegelkolben
16 vorhanden ist. Sein innerer Kegel 17 liegt in der inneren Endstellung des Doppelkegelkolbens 16 einer
inneren Sitzfläche 18 an. In der äußeren Endstellung des Doppelkegelkolbens 16 liegt sein äußerer Kegel 19 einer
äußeren Sitzfläche 20 an. Der größte Atemgasstrom ergibt sich bei einer symmetrischen Mittelstellung des Doppelkegelkolbens
16, in der das Atemgas vom Einlaß 4 durch einen Ringraum zwischen einem Durchlaß 21 und einem Schaft 22
des Doppelkegelkolbens 16 in den Maskeninnenraum 7 strömt.
Die Ausführung nach Fig. 3 entspricht der Fig. 2, jedoch ist der Doppelkegelkolben 16 nicht über den Lenker 10,
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sondern über eine Koppelfeder 23 mit dem Kipphebel 9 verbunden. In entgegengesetzter Richtung dazu ist der Kipphebel 9 über
eine Ventilfeder 24 mit einem Schließkörper 25 verbunden, der einen von dem Einlaß 4 ausgehenden Bypass 26 verschließt.
Diese Ausführung ist für den Atemschutz bei körperlich schwerer Arbeit bestimmt. Bei dieser Ausführung ist
der Ringraum um den Doppelkegelkolben 16 für eine Regelung be1 normalem Atemgasdurchfluß gewählt» Wenn während der
Schwerarbeit einzelne besonders tiefe Einatemzüge vorkommen und dabei der Doppelkegelkolben 16 die innere Endstellung
erreicht, fließt bei weiterer Absenkung des Druckes im Maskeninnenraum 7 infolge der Einatmung das
zusätzlich benötigte Atemgas über den Bypass 26 und mit Abhebung des Schließkörpers 25 in den Maskeninnenraum 7. unter
Rückkehr zu einem normalen Atemgasbedarf ergibt sich automatisch wieder die ursprüngliche Funktion mit dem ständigen
Überdruck im Maskeninnenraum 7.
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Claims (5)
- Patentansprüche1= Lungengesteuertes Druckgas-Atemschutzgerät mit Überdruck in der Atemschutzmaske und einem Einlaß für das Atemgas, dessen lungengesteuertes Ventil ein über einen Kipphebel mit einer außen von der Umluft und innen vom Maskeninnendruck beaufschlagten federbelasteten Steuermembran verbundenes Schließglied besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das1entsprechend der Lage der Steuermembran (5) über den Kipphebel (9) gegen eine Feder (14) in einem Führungszylinder (27) verschobene Schließglied (11,16) in seiner inneren und Mußeren Endstellung jeweils den Einlaß (4) verschließt, während dieser in den Zwischenstellungen zum Maskeninnenraum entsprechend geöffnet ist.
- 2. Lungengesteuertes Druckgas-Atemschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied ein über einen Lenker (10) mit dem Kipphebel (9) verbundener, mit einer Öffnung (13) versehener Schließkolben (11) ist, in dessen Zwischenstellungen der Einlaß (4) über die Öffnung (13) entsprechend der Überdeckung geöffnet ist.
- 3. Lungengesteuertes Druckgas-Atemschutzgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkolben (11) durch Dichtungen (12) innerhalb des Führungszylinders (27) abgedichtet ist.
- 4„ Lungengesteuertes Druckgas-Atemschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied ein über den Lenker (10) mit dem Kipphebel (9) verbundener Doppelkegelkolben (16) ist, dessen innerer Kegel (17) und äußerer Kegel (19) durch einen in einem- 2 130045/0039Durchlaß (21) für das Atemgas geführten Schaft (22) verbunden sind und der innere Kegel (17) in der inneren Endstellung dichtend einer inneren Sitzfläche (18) sowie der äußere Kegel (19) in der äußeren Endstellung dichtend einer äußeren Sitzfläche (20) anliegen.
- 5. Lungengesteuertes Druckgas-Atemschutzgerät nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom
Einlaß (4) ausgehende^mit einem durch eine Ventilfeder (24) betätigten Schließkörper (25) endender Bypass (26) den Doppelkegelkolben (16) sowie die Sitzflächen (18,20) umgeht und der Kipphebel (9) mit seinem Druckarm (29) in ein Federsystem aus der Ventilfeder (24) und einer Koppelfeder (23),angeordnet statt des Lenkers (10),eingreift.- 3 13 0045/0039
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