DE4117168C2 - Luftreinigungspatrone mit einem dehnbaren Folienbeutel für die Füllung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftreinigungspatrone mit einer Füllung aus einem körnigen Chemikal zur Aufbereitung von Atemluft in einem Gehäuse, dessen Seitenwände zumindest teilweise aus einem dehnbaren, elastischen Material bestehen, und das mit je einem Atemanschluß zur Einleitung von Atemgas und zur Ausleitung von aufbereitetem Atemgas versehen ist.

Eine derartige Luftreinigungspatrone ist aus der DE-B 10 96 759 bekanntgeworden.

Bei der bekannten Luftreinigungspatrone ist zwischen den beiden Atemanschlüssen eine zylinderförmig gestaltete Außenwand vorgesehen, welche aus elastisch nachgiebigem Material, beispielsweise Gummi, besteht. Das Füllen der Patrone mit einem körnigen Chemikal, welches z. B. das CO₂ der Ausatemluft in einem Atemschutzgerät absorbiert, um das so aufbereitete Atemgas dem Geräteträger wieder zuzuführen, erfolgt bei zur Atmosphäre geöffnetem Behälter. Durch die Schwerkraft der Füllung wird mit fortschreitendem Füllungsgrad der elastische Wandteil der Luftreinigungspatrone gedehnt, so daß sich bei vollständig gefüllter Patrone die körnigen Füllkörper unter einer Kontraktionskraft des gedehnten Wandteils befinden. Durch diese Kontraktionskraft werden die körnigen Füllkörper zusammengehalten und in einem festen Verbund gepackt. Der Zweck einer solchen Patrone besteht darin, daß während des Gebrauchs die Volumenreduktion der Füllung infolge der erwarteten Kontraktionskraft ausgeglichen wird, so daß die Durchströmung des Atemgases durch die Patrone entlang den körnigen Füllkörpern erfolgt, damit die Aufbereitung des Atemgases möglichst vollständig stattfindet. Andernfalls würden sich sogenannte Bypasskanäle ausbilden, die von dem Atemgas durchströmt würden, ohne daß sie an den körnigen Füllkörpern vorbeistreichen.

Es hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, daß die Dehnbarkeit der elastischen Gehäusewand unter dem Eigendruck der Füllung nicht ausreichend ist, um die bis zu einige Kilogramm schwere Füllung auch während einer längeren Lagerzeit soweit unter einen Zusammenpreßdruck zu halten, daß die körnigen Füllkörper dicht gepackt bleiben, und das auch während eines möglichen Transportes. Bei der Auswahl dafür geeigneter Materialien war man auf solche beschränkt, die entweder die schwere Füllung aufnehmen konnten, somit aber nicht genügend dehnbar waren, um einen ausreichenden Kontraktionsdruck auszuüben, oder sie waren soweit dehnbar, daß vielleicht ein anfänglicher Kontraktionsdruck nach erfolgter Füllung auf die körnigen Füllkörper ausgeübt werden konnte, jedoch nach länger andauernder Lagerungszeit nahm die Elastizität soweit ab, daß auch die Kontraktionskraft auf ein verschwindendes Maß zurückging. Insbesondere ist die bekannte dehnbare Luftreinigungspatrone aus den genannten Gründen wenig geeignet, besonders große Füllungen aufzunehmen, die mit zunehmend verlängerter Gebrauchsdauer der Atemschutzgeräte, welche diese Luftreinigungspatronen aufnehmen, erforderlich sind. Je nach unterschiedlich schwerer Füllmenge dehnt sich die bekannte Luftreinigungspatrone mehr oder weniger auf, wodurch auch die dabei entstehende Kontraktionskraft unterschiedliche Werte annimmt. Würde man die Kontraktionskraft bei der bekannten gefüllten Luftreinigungspatrone noch erhöhen wollen, müßte man auf die vollständige Füllung einen mechanischen Druck ausüben, um die Wandung der Patrone noch weiter zu dehnen. Eine derartige mechanische Druckausübung hätte aber zur Folge, daß die Füllkörper zerbrechen, und sich dadurch die zum Betrieb erforderliche Packungsdichte verändert. Durch den Bruch an den Chemikalkörnern entsteht Staub, der sich in die Zwischenräume zwischen den Körnern setzt und den Strömungswiderstand erhöht.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Luftreinigungspatrone der genannten Art so zu verbessern, daß die Ausdehnung des Gehäuses kontrolliert erweiterbar ist, bevor das Chemikal eingefüllt wird, um eine reproduzierbare Kontraktionskraft des gefüllten Gehäuses zu erzielen, und um die brauchfertige Lagerzeit der Patrone zu verlängern.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß an einem der Anschlüsse ein Druckstutzen anschließbar ist, durch den ein Druckgas in das als isometrisch ausdehnbare, um ein Mehrfaches seines Ursprungvolumens erweiterbare, elastischer Folienbeutel ausgebildete Gehäuse einführbar ist, und daß das körnige Chemikal über einen Füllstutzen in den aufgeblähten, unter Überdruck gesetzten Folienbeutel einbringbar ist.

Der Vorteil der Erfindung liegt im wesentlichen darin, daß nunmehr das als Folienbeutel ausgebildete Gehäuse auf ein vorbestimmtes Volumen aufgebläht werden kann, um entsprechend der Dehnungskraft des aufgeblähten Folienbeutels eine auf die spätere Füllung ausübbare Kontraktionskraft im voraus festzulegen. Dadurch werden die körnigen Füllkörper mit einer reproduzierbaren Kompression zusammengedrückt und die Füllung bleibt auch während einer längeren Lagerzeit und während des Transportes rüttelfest und dicht zusammengepackt. Außerdem wird der Füllvorgang dadurch erleichtert, daß der Folienbeutel im vorhinein auf seinen Endzustand ausgedehnt wird, indem soviel Druckluft in ihn eingeführt wird, bis er die gewünschte Ausdehnung erhält. Die Füllkörper können dann in diesen ausgedehnten Folienbeutel über den Füllstutzen eingebracht werden.

Der Füllstutzen muß zum einen gegenüber dem aufgeblähten Folienbeutel druckdicht abgeschlossen sein, zum anderen aber auch eine Befüllung mit dem Chemikal ermöglichen. Dies geschieht zweckmäßigerweise dadurch, daß der Füllstutzen mit einer das Chemikal enthaltenden, auf einen der Anschlüsse druckdicht anschließbaren Füllkammer verbunden ist. Auf diese Weise ist einer der Anschlüsse mit dem Druckstutzen versehen, und der andere Anschluß mit der Füllkammer verbunden, in welcher sich das zu füllende Chemikal in geeigneter Menge befindet. Die Füllkammer kann in Höhe des Anschlusses mit einem Schieber verschlossen sein. Nachdem der Folienbeutel über den Druckstutzen auf sein gewünschtes Volumen ausgedehnt wurde, wird das Chemikal aus der Füllkammer in den ausgedehnten Folienbeutel geschüttet, worauf der Druck entlastet wird und der ausgedehnte Folienbeutel sich zusammenzuziehen versucht, woran er wegen der vollständigen Füllung gehindert wird. Druckstutzen und Füllkammer können nunmehr von den Anschlüssen entfernt werden, und die Luftreinigungspatrone ist einsetzbar.

Es kann vorteilhaft sein, den Druckstutzen direkt an der Füllkammer anzubringen. Dadurch ist eine zusammenhängende Fülleinheit gebildet, die an einen der Anschlüsse der Patrone druckdicht aufgesetzt werden kann, wobei der andere Anschluß dichtgesetzt ist. Zum Befüllen wird das Druckgas über den Druckstutzen sowohl in die mit dem Chemikal gefüllte Füllkammer als auch in den Folienbeutel geleitet, worauf dieser sich entsprechend seiner Dehnbarkeit und dem Fülldruck des Druckgases auf ein sich daraus ergebendes Volumen ausdehnt, worauf die Füllung aus der Füllkammer in den erweiterten Folienbeutel entleert werden kann. Anschließend wird der Druck des Druckgases entlastet, so daß sich der Folienbeutel um die Füllung zusammenzieht.

Ist der Folienbeutel soweit ausgedehnt, daß mehr Füllmaterial in ihn hineinpaßt als in der Füllkammer vorgesehen ist, sollte eine Möglichkeit vorgesehen werden, den Folienbeutel aus der Füllkammer wiederholt zu befüllen. Dazu ist es günstig, den mit der Füllkammer verbundenen Füllstutzen mit einem druckdichten Verschlußschieber auszustatten. Dieser wird dann geschlossen, wenn die Füllkammer leer ist und mit neuem Füllmaterial gefüllt werden soll, so daß in dem noch nicht ganz gefüllten Folienbeutel der Überdruck verbleibt.

Es hat sich herausgestellt, daß ein Folienbeutel aus einem Elastomer mit einer Dicke von etwa 0,25 mm geeignet ist, um in abgeschweißter Form durch einen geringen Überdruck von etwa 150 mbar von einem Ausgangsvolumen von 800 cm³ auf ein Volumen von etwa 2500 cm³ auszudehnen. Ein Elastomer, z. B. Polyurethan, in einer Folie zu einem Folienbeutel verschweißt, besitzt einerseits die genügende Dehnbarkeit, um ein gewünschtes Volumen zu bekommen, andererseits aber auch eine genügende Steifigkeit, um auch auf Dauer unter dem Gegendruck der Füllung in seiner auf die Füllung ausgeübten Kontraktionskraft nicht abzunehmen. Auf diese Weise sind Dehnungen des Folienbeutels auf sein fünffaches des Ursprungsvolumens erreichbar.

Da die für die Aufbereitung von Atemluft erforderlichen Chemikalien feuchtigkeitsempfindlich sind, ist es zweckmäßig, den Folienbeutel mit einer Wasserdampf-undurchlässigen Versiegelungsfolie zu umschließen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein als Folienbeutel (1) ausgebildetes Gehäuse einer Luftreinigungspatrone, welche mit ihren Anschlüssen (2) einerseits an eine Füllkammer (3) angeschlossen ist und andererseits zur Umgebung hin über einen druckdichten Stopfen (4) verschlossen ist. Die Füllkammer (3) ist mit einem körnigen Chemikal (5) als Füllung gefüllt und über einen Deckel (6) gegenüber der Umgebung abgeschlossen. Der Deckel (6) besitzt einen Druckstutzen (7), der über eine nur teilweise dargestellte Druckleitung (8) an eine nicht dargestellte Druckgasquelle angeschlossen ist. Der Druckstutzen (7) und die Anschlüsse (2) sind einerseits mit der Druckleitung (8) und andererseits mit dem Folienbeutel (1) über Schellen (9) dicht verbunden. Der Füllanschluß (10) der Füllkammer (3) ist zum Folienbeutel (1) hin über einen Schieber (11) druckdicht verschlossen, der in einer Schieberführung (12) in Öffnungsstellung bewegt werden kann.

Über den Druckstutzen (7) ist von der Druckleitung (8) kommend Druckgas von etwa 150 mbar Druck in die anfänglich leere Füllkammer (3), den geöffneten Schieber (11) in den Folienbeutel (1′) geleitet, der sich aus der gestrichelt dargestellten entspannten Form bis zu der durchgezogen dargestellten aufgeblähten Folienbeutel (1) ausdehnt. Danach wird der Schieber (11) geschlossen, so daß der Folienbeutel (1) in seiner aufgeblähten Form verbleibt und die Füllkammer (3) geöffnet werden kann über den herausschraubbaren Deckel (6) und mit dem körnigen Chemikal (5) gefüllt werden kann. Nach Verschließen der Füllkammer (3) und Wiederherstellung der Druckverbindung über Druckstutzen (7) und Druckleitung (8) zu der Druckgasquelle wird der Schieber (11) geöffnet und der Inhalt der Füllkammer (3) rieselt in den Folienbeutel (1). Nach dessen vollständiger Ausfüllung mit dem körnigen Chemikal (5) kann der Druck aus der Füllkammer (3) und dem Folienbeutel (1) zur Umgebung hin entlastet werden, so daß sich der Folienbeutel (1) auf seine ursprüngliche Gestalt (1′) zusammenzuziehen versucht und die von ihm umschlossene Füllung (5) fest zusammendrückt.

Eine weitere Füllmöglichkeit besteht darin, die mit dem Chemikal (5) gefüllte Füllkammer bei geschlossenem, das Chemikal (5) zurückhaltenden aber das Druckgas durchlassenden Schieber (11) an die nicht dargestellte Druckgasquelle über die Druckleitung (8) und den Druckstutzen (7) anzuschließen und den Folienbeutel (1′) aus seiner ursprünglichen Form auf die dargestellte aufgeblähte Form (1) aufzublasen. Bei Öffnung des Schiebers (11) rieselt die Füllung (5) der Füllkammer (3) in den gedehnten Folienbeutel (1).

Während des gesamten Füllvorganges verbleibt sowohl die Füllkammer (3) als auch der Folienbeutel (1) unter dem von der Druckleitung (8) gelieferten Überdruck des Druckgases.

Zum wasserdampfdichten Abschluß zur Umgebung hin ist der Folienbeutel (1) an seiner Oberfläche mit einer Versiegelungsfolie (15) versehen.

Claims (6)

1. Luftreinigungspatrone mit einer Füllung aus einem körnigen Chemikal zur Aufbereitung von Atemluft in einem Gehäuse, dessen Seitenwände zumindest teilweise aus einem dehnbaren, elastischen Material bestehen, und das mit je einem Atemanschluß zur Einleitung von Atemgas und zur Ausleitung von aufbereitetem Atemgas versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der Anschlüsse (2) ein Druckstutzen (7) anschließbar ist, durch den ein Druckgas in das als isometrisch ausdehnbare, um ein Mehrfaches seines Ursprungvolumens erweiterbare, elastischer Folienbeutel (1, 1′) ausgebildete Gehäuse einführbar ist, und daß das körnige Chemikal (5) über einen Füllstutzen (13) in den aufgeblähten, unter Überdruck gesetzten Folienbeutel (1) einbringbar ist.

2. Luftreinigungspatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstutzen (13) mit einer das Chemikal (5) enthaltenden, auf einen der Anschlüsse (2) druckdicht anschließbaren Füllkammer (3) verbunden ist.

3. Luftreinigungspatrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstutzen (7) an der Füllkammer (3) vorgesehen ist.

4. Luftreinigungspatrone nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstutzen (13) mit einem druckdichten Verschlußschieber (11) ausgestattet ist.

5. Luftreinigungspatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Folienbeutel (1, 1′) aus einem Elastomer mit einer Dicke von etwa 0,25 mm hergestellt ist.

6. Luftreinigungspatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Folienbeutel (1, 1′) mit einer Wasserdampf-undurchlässigen Versiegelungsfolie (15) umschlossen ist.