DE4035830C1 - Medical pressure chamber with cylindrical, pressure-tight housing - which consists of individual, strip-shaped profiles, aligned with long axis - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckkammer für medizinische Zwecke, mit einem zylindrischen, druckfesten, kubischen Kammergehäuse, dessen Kammerinnenraum zu einem Behandlungsraum ausgebildet ist und welches an den Stirnseiten mit einem Eingangsboden und einem Endboden abgeschlossen ist.

Eine Druckkammer der genannten Art ist aus dem DE-GM 87 05 838 bekanntgeworden. Sie ist als hyperbare Mehrpersonen Druckkammer für medizinische Anwendung mit einem maximalen Überdruck von etwa 1,5 bar ausgeführt und besteht aus rechtwinklig zueinander angeordneten Wänden, die eine kubische Bauform des Kammergehäuses ergeben. Der Kammerinnenraum des Kammergehäuses dient unmittelbar als Behandlungsraum und besitzt ebenfalls die kubische Raumform. Das Kammergehäuse ist aus ebenen Platten zusammengesetzt, welche in den Kanten rechtwinklig zusammenstoßen und dort verschweißt sind.

Nachteilig bei der bekannten Druckkammer ist, daß die Schweißnähte des Kammergehäuses in Längsrichtung bei Druckbeaufschlagung des Behandlungsraumes aufgrund von überlagerten Beanspruchungen, z. B. durch Zug und Biegung erhebliche Spannungskonzentrationen aufweisen und daher extrem rißgefährdet sind, wodurch ein plötzliches Versagen der Druckkammer auftreten kann.

Eine in der DE-PS 4 80 922 beschriebene Druckkammer besteht aus einem kreisrunden, zylindrischen Kammergehäuse, das an den Stirnseiten mit einem Eingangsboden und einem Endboden abgeschlossen und über eine druckfeste Tür im Eingangsboden zugänglich ist. Im Kammerinnenraum befindet sich ein Behandlungsraum, der eine quadratische Querschnittsfläche besitzt und aus ebenen Trennwänden zusammengesetzt ist.

Nachteilig bei der bekannten Druckkammer ist, daß durch den Einbau eines kubischen Behandlungsraumes in das kreisrunde Kammergehäuse die Kreisausschnitte zwischen den Seitenflächen des Behandlungsraumes und der Innenwand des Kammergehäuses als Totraum verloren gehen und zu einer schlechten Raumausnutzung der Druckkammer führen. Außerdem ist die konstruktive Ausführung eines separaten Behandlungsraumes in einer Druckkammer aufwendig und teuer.

Aus der DE-Z: Drägerheft Nr. 338 Mai-August 1987 ist eine Fluchtkammer mit einem gasdichten Fluchtkammergehäuse bekannt, die als rechteckförmiger Container ausgeführt ist. Der Container besteht aus ebenen Platten, die an den Enden zusammengeschweißt sind und in einem Containerrahmen gehalten werden. An dem Container ist eine Druckgas-Versorgungsanlage angebracht, die den Innenraum mit einer atembaren Sauerstoffatmosphäre versorgt und einen geringen Überdruck gegenüber der Umgebung erzeugt, um das Eindringen von Fremdgasen und Rauch in das Fluchtkammergehäuse zu verhindern.

Diese bekannte Fluchtkammer besitzt zwar ein rechteckförmiges Fluchtkammergehäuse, welches jedoch nur für Überdrücke im Millibar-Bereich festigkeitsmäßig ausgelegt und daher für medizinische Anwendungen im Bereich der hyperbaren Therapie nicht einsetzbar ist. Wird der Kammerinnenraum beispielsweise mit einem, deutlich über dem betriebsgemäßen Arbeitsdruck liegenden Druck beaufschlagt, führt dies zu einem ballonartigen Ausbeulen der Seitenflächen und Aufreißen der Schweißnähte an den Kanten und besonders in den Ecken, wodurch die Fluchtkammer unbrauchbar wird.

In der DE-PS 8 53 635 ist eine Druckkammer offenbart, welche als hyperbare Mehrpersonenkammer verwendbar ist. Das Kammergehäuse ist selbsttragend ausgeführt und besteht aus einem liegenden Zylinder, der beidseits mit kreisrunden, gwölbten Böden abgeschlossen ist. Eine Ausführungsform mit selbsttragendem, kubischen Kammergehäuse ist in dieser Schrift nicht angegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kubische Druckkammer der genannten Art so zu verbessern, daß die Herstellung vereinfacht wird und die Schweißnähte des Kammergehäuses in der Längsachse außerhalb der Kanten liegen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß das Kammergehäuse aus einzelnen, bandförmigen, die kubische Raumform erzeugenden Profilen besteht, welche fluchtend mit der Längsachse verlaufen, deren Profil-Schenkel zumindestens teilweise als Seitenflächen des Kammergehäuses ausgebildet sind und über einen Profil-Biegeradius R winklig zueinander stehen, und daß längs der Schenkelenden im Bereich der Seitenflächen Verbindungsnähte für die Profile untereinander vorhanden sind.

Der Vorteil der Erfindung liegt im wesentlichen darin, daß das Kammergehäuse aus winklig gebogenen Profilen zusammengesetzt ist, welche im Bereich der ebenen Seitenflächen miteinander verbunden sind. Die Profile können miteinander verschweißt oder über Flanschverbindungen zusammengesetzt sein. Durch die Verlagerung der Verbindungsnähte in die Seitenflächen werden Spannungskonzentrationen und damit Rißgefahren an den Kanten und in den Ecken vermieden. Auf diese Weise können im Innenraum einer mit kubischen Querschnitt versehenen Druckkammer Innendrücke bis zu etwa 3 bar verwirklicht werden. Die in den Seitenflächen angebrachten Verbindungsnähte brauchen im wesentlichen nur Zugkräfte aufzunehmen, gegen die sie wirksam verstärkt ausgeführt werden können. Die abgerundeten Kanten mit einem Biegeradius R nehmen die Last der Biegekräfte auf, ohne daß sie durch Verbindungsnähte geschwächt wären.

Durch die kubische Bauform der Druckkammer können auch platzsparend mehrere Druckkammern nebeneinander gestellt werden, was besonders beim Transport Vorteile bringt.

Durch die Verwendung von handelsüblichen Profilen ist eine kostengünstige Herstellung der Druckkammer möglich. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, symmetrische, d. h. gleichschenkelige Profile zu benutzen.

Die Unteransprüche zeigen zweckmäßige konstruktive Ausgestaltungen der Erfindung.

Eine erste Ausführungsform sieht vor, das Kammergehäuse aus zwei Ü-förmigen Profilen zu fertigen, welche durch zwei in Richtung der Längsachse verlaufende Schweißnähte verbunden sind.

In einer zweiten Bauform sind vier gleichschenkelige L-Profile vorgesehen, die ebenfalls im Bereich der Seitenflächen miteinander verschweißt sind.

Eine dritte Variante entsteht dadurch, daß ein Rohr vom Profil-Biegeradius R zunächst viergeteilt wird, und anschließend vier ebene, rechteckige Platten als Seitenflächen eingeschweißt werden, die dann zu der kubischen Bauform führen. Auch hier liegen die Verbindungsnähte in den Seitenflächen.

Der Profil-Biegeradius R wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß er bei quadratischer Querschnittsfläche des Kammergehäuses dem vierten Teil der lichten Kammerbreite entspricht.

Nach den für Druckbehälter geltenden Berechnungsformeln ist die Wandstärke des Kammergehäuses abhängig vom Innendruck und vom Profil-Biegeradius R. Um ein Ausbeulen der Seitenflächen unter Innendruck-Beaufschlagung zu verhindern, muß bei kleinem Profil-Biegeradius R, also bei nahezu eckiger Querschnittsform eine vergleichsweise große Wandstärke gewählt werden, während die minimale Wandstärke bei kreisrunder Querschnittsform vorliegt. Wird der Profil-Biegeradius R so ausgelegt, daß er bei quadratischer Querschnittsfläche des Kammergehäuses dem vierten Teil der lichten Kammerbreite entspricht, stellt dies ein Optimum dar für gute Raumausnutzung der Druckkammer bei geringstmöglichem Materialverbrauch.

Eine günstige Parameterauswahl für eine Druckkammer mit einem Innendruck von etwa 3,3 bar besteht in einer Wandstärke von ungefähr 30 Millimeter für einen dafür geeigneten herkömmlichen Stahl nach DIN 17 102 und einem inneren Biegeradius von etwa 450 Millimeter. Man kann damit Kammerhöhen und -breiten von 1,5 Meter bis 2 Meter verwirklichen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Druckkammer aus zwei U-förmigen Profilen,

Fig 2 die Vorderansicht einer Druckkammer aus vier L-förmigen Profilen,

Fig. 3 die Vorderansicht einer Druckkammer aus einem viergeteilten Rohr mit vier eingesetzten ebenen Platten.

Die in Fig. 1 dargestellte erste Druckkammer (1) besteht aus einem kubischen Kammergehäuse (2), dessen Stirnseiten mit einem Eingangsboden (3) und einem Endboden (4) verschlossen sind.

Der Eingangsboden (3) hat eine druckfeste Tür (5) zum Einstieg in den Kammerinnenraum (6).

Der Behandlungsraum (7) ist ein Teil der axialen Länge des Kammerinnenraums (6) und von diesem durch ein nicht dargestelltes Querschott abgeteilt. Das Querschott ist ebenfalls mit einer druckfesten Tür versehen, so daß der Kammerinnenraum (6) zwischen dem Eingangsboden (3) und dem Querschott als Luftschleuse dient. Die erste Druckkammer (1) steht auf vier Standkufen (16), von denen in der Fig. 1 nur zwei erkennbar sind. Das Kammergehäuse (2) ist längs der Linie (8) aufgebrochen und zeigt dort einen Ausschnitt aus dem Behandlungsraum (7) mit Sitzmodulen (9) für die zu behandelnden Personen.

Das Kammergehäuse (2) ist aus einem U-Profil-Oberteil (10) und einem U-Profil-Unterteil (11) zusammengesetzt, die jeweils einen Horizontal-Schenkel (12) und zwei Vertikal-Schenkel (13) besitzen. Im folgenden sind diese als Schenkel (12, 13) und U-Profile (10, 11) bezeichnet. Die Schenkelenden (15) der Vertikal-Schenkel (13) sind längs einer Verbindungsnaht (17) miteinander verschweißt.

Die Schenkel (13) mit den verschweißten Schenkelenden (15) sowie die Schenkel (12) bilden jeweils eine ebene Seitenfläche (14).

Die Schenkel (12) haben gleiche Länge wie die Schenkel (13), so daß ein symmetrisches Kammergehäuse (2) mit quadratischem Querschnitt und abgerundeten Kanten entsteht. Die U-Profile (10, 11) sind mit dem Profil-Biegeradius (R) abgekantet, der gleich dem vierten Teil der lichten Kammerbreite (18) ist.

Die Druckkammer (1) ist ausgelegt für einen Arbeitsdruck von ungefähr 3 bar, hat eine lichte Höhe bzw. Breite von 1,8 Meter und eine Länge von 4,5 Meter, die je nach Personenanzahl variabel ist. Die Profilstärke beträgt ungefähr 30 Millimeter. Der Biegeradius (R) liegt bei etwa 450 Millimeter.

Fig. 2 zeigt die Vorderansicht einer zweiten Druckkammer (20) aus vier gleichschenkligen L-Profilen (21) mit gleichem Profil-Biegeradius (R), deren Schenkelenden (15) im Bereich der Seitenflächen (14), Fig. 1, längs der Verbindungsnähte (17) miteinander verschweißt sind. Der Eingangsboden (3) sowie das nicht dargestellte Querschott der zweiten Druckkammer (20) sind längs der Schnittlinie (22) aufgebrochen, so daß eines der Sitzmodule (9) des Behandlungsraumes (7), Fig. 1, sichtbar ist.

Fig. 3 veranschaulicht die Ausführungsform einer dritten Druckkammer (30), welche aus einem viergeteilten Rohr (31) vom Profil-Biegeradius (R) und vier ebenen, rechteckigen Platten (32) als Seitenflächen zusammengeschweißt ist. Die Schenkel (12, 13) des Rohres (31) fallen mit den Schenkelenden (15) zusammen und werden in den rechteckigen Platten (32) fortgesetzt. Die Verbindungsnähte (17) liegen hier ebenfalls im Bereich der Seitenflächen (14).

Claims (5)

1. Druckkammer für medizinische Zwecke, mit einem zylindrischen, druckfesten, kubischen Kammergehäuse (2), dessen Kammerinnenraum (6) zu einem Behandlungsraum (7) ausgestaltet ist, und welches an den Stirnseiten mit einem Eingangsboden (3) und einem Endboden (4) abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammergehäuse (2) aus einzelnen, bandförmigen, die kubische Raumform erzeugenden Profilen (10, 11, 21, 31, 32) besteht, welche fluchtend mit der Längsachse verlaufen, deren Profil-Schenkel (12, 13) zumindestens teilweise als Seitenflächen (14) des Kammergehäuses (2) ausgebildet sind und über einen Profil-Biegeradius (R) winklig zueinander stehen, und daß längs der Schenkelenden (15) im Bereich der Seitenflächen (14) Verbindungsnähte (17) für die Profile (10, 11, 21, 31, 32) untereinander vorhanden sind.

2. Druckkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammergehäuse (2) aus zwei U-förmigen Profilen (10, 11) besteht, welche an den Schenkelenden (15) durch zwei parallel zur Längsachse verlaufende Schweißnähte als Verbindungsnähte (17) verbunden sind.

3. Druckkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammergehäuse (2) aus vier L-förmigen, gleichschenkligen Profilen (21) besteht, welche durch vier parallel zur Längsachse verlaufende Schweißnähte als Verbindungsnähte (17) verbunden sind.

4. Druckkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammergehäuse (2) aus einem viergeteilten Rohr (31) vom Profil-Biegeradius (R) mit vier zwischengesetzten, ebenen Platten (32) als Seitenflächen besteht.

5. Druckkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Profil-Biegeradius (R) bei quadratischem Querschnitt des Kammergehäuses (2) dem vierten Teil der lichten Kammerbreite (18) entspricht.