DE4132680C2 - Atemschutzmaske mit Innenhalbmaske und Schadstoffindikator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Atemschutzmaske mit einem von der Einatemluft durchströmten Augenraum und einem auf einem im Maskeninnenraum angeordneten Träger befindlichen Indikator für die Anzeige der Wirksamkeit einer der Schadstoff aus der Umgebung zurückhaltenden Schutzvorrichtung am Atemanschluß.

Die genannten Atemschutzmasken werden eingesetzt zur Atemgasversorgung von Personen, welche in der atmungschädlichen Atmosphäre arbeiten bzw. sich dort aufhalten müssen. Die zu atmende Luft wird dabei entweder über Filter gereinigt bzw. vom Schadstoff befreit, oder es wird aus einem Flaschenreservoir Atemgas über eine Schlauchleitung in die Schutzmaske geleitet. Bei Atemschutzmasken mit einem Filter werden an oder in dem Filter Indikatoren angebracht, welche entweder die Erschöpfung des Filtermaterials anzeigen oder den Durchbruch von Schadstoffen kenntlich machen, damit der Maskenträger rechtzeitig gewarnt wird bzw. einen Filterwechsel durchführen kann. Bei den Preßluftatmern entfällt zwar die Überwachung von Filtereinrichtungen, jedoch ist es genauso wichtig, den dichten Sitz der Vollmaske an der Gesichtspartie des Maskenträgers zu überwachen, um zu erkennen, ob Leckagen am Dichtrand auftreten, welche einen gefährlichen Zutritt von schadstoffbelasteter Umgebungsluft in die Einatemluft ermöglichen. In diesem Sinne ist mit dem Begriff Atemanschluß sowohl der Filteranschluß wie auch der Schlauchanschluß für ein preßluftbetriebenes Atemschutzgerät bzw. die Vollmaske selbst anzusehen.

Bei einer bekannten Vollmaske nach der DE-PS 9 62 313 ist ein kolorimetrischer Indikator im Maskeninnenraum vorgesehen, der den Durchtritt von schädlichen Bestandteilen aus der Umgebung in den Maskeninnenraum anzeigt, indem ein auf dem Träger angebrachtes Nachweisreagenz unter Anwesenheit des zu überwachenden Schadstoffes verfärbt wird. Bei dieser bekannten Maske ist es jedoch von Nachteil, daß es abhängig ist von dem Anbringungsort des Indikators, inwieweit Leckagedurchtritte bzw. Filtererschöpfung angezeigt werden, je nachdem, ob die einzuatmende Luft auch an dem Indikator vorbeistreicht. Insbesondere ist bei Atemschutzmasken mit Innenhalbmaske die Atemluftführung derart gestaltet, daß zwischen dem Außenmaskenraum und dem Innenmaskenraum Durchtrittsöffnungen mit zugehörigen Rückschlagventilen vorgesehen sind, durch welche die Einatemluft strömt. Bei einer derart gerichteten Luftströmung liegt der bekannte Indikator in der Regel im Strömungsschatten und ermöglicht lediglich eine ungenaue, wenn überhaupt eine Anzeige von durchtretendem Schadstoff.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Atemschutzmaske der genannten Art so zu verbessern, daß auch durch Leckagen am äußeren Dichtrand des Maskenkörpers in den Maskeninnenraum eindringende Schadstoffe durch den Indikator zwangsläufig angezeigt werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß der Träger an einer Innenhalbmaske der Atemschutzmaske angeordnet ist, und daß sich seine den Indikator enthaltende Zutrittsfläche im Durchströmungsbereich der den Augenraum mit dem Innenhalbmaskenraum verbindenden Durchtrittsöffnungen befindet.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß sämtliche Einatemluft unabhängig von der Art des Atemanschlusses zwangsläufig an dem Indikator vorbeigeleitet werden muß. Eine derartige Schadstoffanzeige erfaßt gleichzeitig die Rückhaltewirkung des Filters wie auch die Dichtwirkung des Maskenrandes sowie der Dichtheit der Maske mit ihren Einbauten.

Um beispielsweise zu Reinigungszwecken oder für Servicearbeiten den Indikator besser handhaben zu können, ist es zweckmäßig, einen herausnehmbaren Einsatz vorzusehen, der erforderlichenfalls aus dem Maskenkörper entfernt und wieder montiert werden kann.

In einer einfachen Ausführungsform besteht der Indikator aus einer lösbaren Plakette, die an der Innenfläche des Halbmaskenkörpers haftend angebracht ist. Sie kann leicht ausgewechselt und durch eine andere ersetzt werden, sofern der Nachweis verschiedener Schadstoffe erforderlich ist.

Um die Verwendungsvielfalt eines Indikators noch zu erhöhen, ist es günstig, ihn als einen chipförmigen Träger auszubilden. Dieser ist mit einer Vielzahl von Anzeigenbereichen ausgestattet, welche entweder denselben Schadstoff in unterschiedlicher Empfindlichkeit oder auch verschiedene Schadstoffe auf einem Indikator anzeigen können. Als chipförmig soll verstanden werden, daß ähnlich wie bei der Halbleiterindustrie, wo ein Chip verschiedenartige elektronische Baugruppen aufnimmt, im vorliegenden Fall der chipförmige Träger verschiedenartige Nachweissysteme in sich in miniaturisierter Form aufnimmt. Auf diese Weise wird dem Anwender eine Vielzahl von Nachweismöglichkeiten auf kleinstem Raum und auf einem einzigen Träger angeboten. Die verschiedenen Anzeigebereiche sind mit einem kolorimetrischen Indikator versehen, welche einerseits Öffnungen aufweisen, durch die der Schadstoff an den Indikator gelangen kann, andererseits sind die Bereiche einer optischen Auswertung zugänglich. Hierunter wird im einfachsten Fall die Beobachtung des Verfärbungsgrades durch den Benutzer verstanden, welcher anhand von Vergleichsfarbstandards ein Maß für die gesammelte Menge an Schadstoff bzw. dessen Konzentration ermitteln kann. Für eine automatische Auswertung ist es wünschenswert, die Anzeigebereiche durch eine optische Auswerteeinheit abtasten zu lassen.

Eine geeignete Form der Anzeigebereiche ist darin zu sehen, daß sie als Kanäle ausgebildet sind, wobei die Kanalöffnungen als Zutrittsflächen für den nachzuweisenden Schadstoff anzusehen sind. Zumindest eine der Kanalwände ist als optisch durchlässige Abdeckung ausgebildet. Somit erhält man mehrere kolorimetrische Nachweiskanäle, die einerseits allseits geschlossen sind, andererseits jedoch an ihrem Eingang bzw. zusätzlich an ihrem Kanalausgang eine Eintrittsöffnung besitzen, durch die der Schadstoff entweder per Diffusion oder zwangsweise durch eine Fördereinrichtung angesaugt strömen kann und den anwesenden Schadstoff über eine Längenverfärbung des Indikators anzeigt. Die optisch durchlässige Kanalwand ermöglicht entweder ein Beobachten dieser Verfärbung mit dem Auge oder eine Auswertung durch eine optische Auswerteeinheit.

Eine weitere zweckmäßige Ausbildungsform des chipförmigen Trägers ist darin zu sehen, daß die verschiedenen Anzeigebereiche netzartig den Träger überspannen. Sie bilden gewissermaßen eine zweidimensionale Matrix, wobei jeder einzelne Bereich entweder eine unterschiedliche Anzeigeempfindlichkeit für ein- und denselben Schadstoff oder auch jeweils ein oder mehrere Anzeigebereiche verschiedene Schadstoffe anzeigen können. Dabei sind die einzelnen Bereiche zumindest teilweise dem Schadstoff offen ausgesetzt, oder wenn eine Vorselektion in dem Sinne stattfinden soll, daß aus einer Vielzahl von Schadstoffen nur derjenige zu dem Anzeigebereich Zutritt erlangt, der von ihm auch nachweisbar ist, so ist dieser Bereich mit einer für den Schadstoff permeablen und optisch durchlässigen Abdeckung versiegelt.

Eine geeignete optische Auswerteeinheit enthält nur wenige Komponenten, wie eine Lichtquelle und einen Detektor, wobei die Lichtquelle Strahlung geeigneter Wellenlänge auf den Indikatorbereich wirft, welche entweder in Transmission oder in Reflexion von dem Detektor aufgenommen wird. Die in Transmission bzw. Reflexion gemessene Lichtintensität gibt ein Maß für die durch den Indikator aufgenommene Schadstoffmenge bzw. Konzentration.

Es ist vorteilhaft, die Auswerteeinheit in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Träger anzubringen, um den Indikatorbereich ständig zu überwachen. Somit wird bei Fortschreiten der Verfärbung über einen vorgebbaren Grenzwert hinaus eine Alarmeinrichtung aktiviert, die den Geräteträger frühzeitig davon in Kenntnis setzt, daß entweder ein Durchbruch des Schadstoffes durch den Atemfilter oder eine Leckage am Dichtrand des Maskenkörpers aufgetreten ist.

Zur Vereinfachung der Handhabung ist vorgesehen, die Auswerteeinheit und den Träger in einem gemeinsamen herausnehmbaren Einsatz aufzunehmen, wobei dieser Einsatz gleich die Durchtrittsöffnungen besitzt und den Träger in einer für die Auswertung geeigneten und dem Einatemgas ausgesetzten Position aufnimmt. Träger und Auswerteeinheit bilden somit einen gemeinsamen Einsatz, welcher zu Wartungs- bzw. Reinigungszwecken leicht ausgewechselt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer schematischen Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert.

Fig. 1 Die Schnittdarstellung einer Atemschutzmaske mit einem Schadstoffindikator,

Fig. 2 Einen chipförmigen Indikator mit kanalförmigen Anzeigebereichen,

Fig. 3 Den Schnitt A-A durch den Träger nach Fig. 2,

Fig. 4 Die Ansicht eines chipförmigen Trägers mit matrixförmiger Verteilung der Anzeigebereiche,

Fig. 5 Einen Schnitt durch den chipförmigen Träger nach Fig. 4,

Fig. 6 Den Schnitt durch die Auswerteeinheit und den Träger als herausnehmbarer Einsatz.

In Fig. 1 liegt eine Vollmaske (1) mit ihrem Dichtrand (2) an dem Gesicht eines Maskenträgers an, welche zusätzlich eine Innenhalbmaske (3) aufweist, die sich mit ihrem Innenhalbmaskenraum (4) um den Nasen-Mundbereich des Maskenträgers anlegt. Die Vollmaske (1) besitzt einen Gewindeanschluß (5) für ein nicht dargestelltes Atemfilter, der jedoch auch bei Verwendung eines Preßluftatmers den Verbindungsschlauch für die als Atemluft verwendete Preßluft aufnehmen kann. Eine Sichtscheibe (6) ermöglicht den Blickkontakt zur Umgebung. Die Innenhalbmaske (3) trägt einen herausnehmenbaren Einsatz (7), der an seinem Rand (8) in eine entsprechende Aussparung der Innenhalbmaske (3) eingeknöpft ist. In den Einsatz (7) ragt eine Auswerteeinheit (9) hinein, die in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem chipförmigen Träger (10) für die den Schadstoff anzeigenden kolorimetrischen Anzeigebereiche (11, 111), Fig. 3, Fig. 5, gegenüberliegend positioniert ist. Der Einsatz (7) besitzt Durchtrittsöffnungen (12, 112) für das Einatemgas, welches aus dem Filteranschluß (5) über ein Einatemventil (13) in den Innenhalbmaskenraum (4) strömt. Ein Ausatemventil (14) mit einem Ventilgehäuse (15) ermöglicht die Ausatmung entlang des Ausatempfeils (A) in die Umgebung. Sollte das Atemschutzfilter erschöpft sein, so daß der Schadstoff durch das Filter hindurchtritt, würde mit der Einatemluft längs des Einatempfeils (D) Schadstoff durch die Durchtrittsöffnungen (112, 12) in den Innenhalbmaskenraum (4) eindringen, welcher zwangsläufig an dem Träger (10) vorbeiströmt und diesen verfärbt. In gleicher Weise würde eine Leckage am Dichtrand (2) Umgebungsluft entsprechend dem Pfeil (U) in den Augenraum (16) der Vollmaske (1) eintreten lassen, welcher ebenfalls zwangsläufig über die Durchtrittsöffnungen (12, 112) an dem Träger (10) vorbei in den Innenhalbmaskenraum (4) längs des Strömungspfeiles (L) eintreten würde. In beiden Fällen führen die während der Einatmung mitgeführten Schadstoffe zu einer Verfärbung der Anzeigebereiche auf dem Träger (10), die von der Auswerteeinheit (9) ständig überwacht und bei Uberschreiten eines vorgebbaren Schwellwertes zu einer optischen Anzeige oder einer ähnlichen Warnvorrichtung führen.

In Fig. 2 ist ein chipförmiger Träger (10) mit seinen kanalförmigen Anzeigebereichen (11) dargestellt, wie er beispielsweise von einem Beobachter oder von der Auswerteeinheit (9) betrachtet werden kann. Die Kanäle (11) sind mit ihrer Kanalöffnung (17) dem mit der Einatemluft mitgeführten nachzuweisenden Schadstoff ausgesetzt. Über die Kanalöffnungen (17) dringen die Schadstoffe über Diffusion zu den auf dem Boden des Kanals (11) aufgebrachten Indikators (18) vor und gehen dort mit dem Indikator (18) eine Verfärbungsreaktion ein. Die Kanäle (11) sind mit einer permeablen, optisch durchlässigen Membran (19) versiegelt (Fig. 3). Diese Versiegelung (19) kann über sämtliche Kanäle (11) oder nur über einen Teil dieser Kanäle (11) angebracht sein.

Die Ausbildungsform nach Fig. 4 zeigt den chipförmigen Träger (10) mit einer matrixähnlichen Anordnung von Anzeigebereichen als Anzeigefelder (111). In der dargestellten Form besitzt der Träger (10) neun solcher Felder (111), welche jedes für sich mit einem Indikator (118) belegt ist. Im mittleren Anzeigefeld (111) ist dieser Indikator (118) repräsentativ durch Punkte verdeutlicht. Die einzelnen Anzeigefelder (111) sind voneinander durch Trennwände (20) abgeteilt. Einzelne, oder sämtliche Anzeigefelder (111) können mit einer für den nachzuweisenden Schadstoff permeablen, aber optisch durchlässigen Membran (119) versiegelt sein (Fig. 5).

In Fig. 6 ist die Auswerteeinheit (9) in dem Einsatz (7) aufgenommen, welcher zugleich den Träger (10) in einer dafür geeigneten Aufnahme enthält. Der Träger (10) kann in die Aufnahme längs des Pfeiles (21) eingeschoben und wieder aus ihr herausgezogen werden, wobei die Befestigung des Trägers (10) durch eine klemmschlüssige Verbindung hergestellt wird. Die Auswerteeinheit (9) besitzt eine Lichtquelle (22) in Form einer LED, die Licht entlang des Strahlungspfeiles (23) auf den Träger (10), und speziell auf eine oder mehrere Anzeigebereiche (11, 111), aussendet. Das reflektierte Licht (24) wird von einem Detektor (25) aufgenommen und verarbeitet. Die elektronische Verarbeitung sowie die für den Betrieb der Auswerteeinheit (9) notwendige Energie sind alle in demselben Gehäuse für die Auswerteeinheit (9) untergebracht. Für den Fall, daß die Verfärbung eines Anzeigebereichs (11, 111) über einen gewissen Schwellwert hinaus angestiegen ist, wird durch die Auswerteeinheit ein Warnsignal abgegeben, welches beispielsweise dadurch erfolgt, daß die Strahlungsquelle (22) blinkt und somit dem Maskenträger ein Zeichen gibt, entweder das Filter zu wechseln oder den Maskensitz zu überprüfen. In dem Einsatz (7) befinden sich die Durchtrittsöffnungen (12, 112), wobei die Durchtrittsöffnung (112) mit dem nicht dargestellten Einatemventil (13) versehen ist.

Claims (11)

1. Atemschutzmaske mit einem von der Einatemluft durchströmten Augenraum und einem auf einem im Maskeninnenraum angeordneten Träger befindlichen Indikator für die Anzeige der Wirksamkeit einer den Schadstoff aus der Umgebung zurückhaltenden Schutzvorrichtung am Atemanschluß, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) an einer Innenhalbmaske (3) der Atemschutzmaske angeordnet ist, und daß sich seine den Indikator (18, 118) enthaltende Zutrittsfläche im Durchströmungsbereich der den Augenraum (16) mit dem Innenhalbmaskenraum (4) verbindenden Durchstrittsöffnungen (12, 112) befindet.

2. Atemschutzmaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) in einem schalenförmigen Einsatz (7) gekapselt ist und daß der Einsatz (7) in die Innenhalbmaske (3) gasdicht einknöpfbar ist und die Durchtrittsöffnungen (12, 112) besitzt.

3. Atemschutzmaske nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) als eine auf der Innenfläche des Halbmaskenkörpers (3) haftend angebrachte lösbare Plakette ausgebildet ist.

4. Atemschutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Indikator (18, 118) auf einem chipförmigen Träger (10) aufgebracht ist, der mit einer Vielzahl von Anzeigebereichen (11, 111), versehen mit einem kolorimetrischen Indikator (18, 118), ausgestattet ist, die einerseits über Öffnungen (17) als Zutrittsfläche dem Schadstoff ausgesetzt sind, und deren Bereiche (11, 111) andererseits für eine optische Auswerteeinheit (9) abtastbar sind.

5. Atemschutzmaske nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigebereiche auf dem chipförmigen Träger (10) als Kanäle (11) ausgebildet sind, deren Kanalöffnungen (17) die Zutrittsflächen bilden, und von denen mindestens eine Kanalwand als optisch durchlässige Abdeckung (19) ausgebildet ist.
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6. Atemschutzmaske nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigebereiche als Anzeigefelder (111) matrixartig über dem -chipförmigen Träger (10) verteilt sind.

7. Atemschutzmaske nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bereiche (11, 111) zumindest teilweise dem Schadstoff offen ausgesetzt sind.

8. Atemschutzmaske nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bereiche (11, 111) zumindest teilweise mit einer für den Schadstoff permeablen und optisch durchlässigen Abdeckung (19, 119) versiegelt sind.

9. Atemschutzmaske nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Auswerteeinheit (9) eine den Indikatorbereich (11, 111) beleuchtende Lichtquelle (22), einen die Transmissions-/Reflexionsstrahlung aufnehmenden Detektor (25) und eine Meßeinheit aufweist.

10. Atemschutzmaske nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (9) in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Träger (10) den Indikatorbereich (11, 111) ständig überwachend angebracht ist.

11. Atemschutzgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (9) und der Träger (10) in einem herausnehmbaren Einsatz (7) aufgenommen sind, der einerseits die Durchtrittsöffnungen (12, 112) besitzt, und andererseits den Träger (10) in einer für die Auswertung geeigneten, dem Einatemgas ausgesetzten Position aufnimmt.