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Luftreinigungspatrone für offene Atmungsgeräte Bei offenen Atmungsgeräten
sind zwei Ausbildungsarten bekannt. Bei der einen wird die Ausatmungsluft auf dem
gleichen Wege wie die Einatmungsluft durch das Filter geführt (Pendelatmung). Bei
der anderen Art wird durch die Anwendung von Ventilen nur die Einatmungsluft durch
das Filter, die Ausatmungsluft aber sofort ins Freie geleitet (v entilgesteuerte
Atmung . Beide Ausführungsarten haben gewisse Vor- und Nachteile.
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Atmungsgeräte mit Pendelatmung haben den Vorteil. daß einzelne Filterschichten
des Luftreinigungseinsatzes durch die austretende Ausatmungsluft immer wieder ausgespült
werden. Dies zeigt sich z. B. bei Staubfiltern, bei denen die Staubteilchen zum
großen Teil wieder losgerissen werden, und bei physikalisch wirkenden Filterschichten,
wie z. B-. Schichten von Aktivkohle oder Silikagel, bei denen die durch Adsorption
festgehaltenen Gasteilchen in gleicher Weise teilweise wieder aus der Filtermasse
entfernt werden. Auch bei chemisch wirkenden Filterschichten, die beispielsweise
aus sauren oder basischen Stoffen bestehen, zeigt sich oft ein Vorteil, da hier
die Filterschichten durch die feuchte Ausatmungsluft gefeuchtet werden und dadurch
in vielen Fällen eine größere Reaktionsfähigkeit erhalten. Weiterhin kann zuweilen
der Durchtritt der Ausa.tmungsluft bei einer stärkeren Erwärmung der Filterschicht
zur Kühlung oder, in anderen Fällen, z. B. bei niedrigen Außentemperaturen, zu einer
Erwärmung und dadurch zur Steigerung der Reaktionsfähigkeit der Filtermassen führen.
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Der Hauptnachteil der Pendelatmung besteht darin, daß der ganze Luftinhalt
des Luftreinigungseinsatzes mit zu dem Totraum des Gerätes hinzugezählt werden muß,
da er sich bei der Ausatmung mit verbrauchter Luft anfüllt. In manchen Fällen kann
man daher von der Pendelatmung überhaupt keinen Gebrauch machen, da hier bei hoher
geforderter Schutzleistung häufig Filterschichten von einem zu großen Volumen erforderlich
sind. Ein weiterer Nachteil ist, daß der gesamte Strömungswiderstand des Luftreinigungseinsatzes
,auch bei der Ausatmung von dem Träger des Gerätes überwunden werden muß, was für
den Gerätträger sehr hinderlich ist, da bekanntlich beim Einatmen mit gleicher Anstrengung
ein höherer Strömungswiderstand überwunden werden kann als beim Ausatmen.
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Bei ventilgesteuerten Atmungsgeräten werden diese beiden letzten Übelstände
vermieden, indem die Ausatmungsluft einen anderen Weg geht als die Einatmungsluft.
Dafür kann jedoch die günstige Wirkung der Ausatmungsluft auf die Filterleistung,
die bei Pendelatmungsgeräten eintritt, l@ei den bekannten ventilgesteuerten Atmungsgeräten
nicht ausgenutzt werden.
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Gemäß der Erfindung werden nun die Vorteile der Pendelatmung mit den
Vorteilen der ventilgesteuerten Atmung vereinigt, indem die Atmungsluft zwar durch
Ventile zwangsläufig
geführt wird, die Ausatmungsluft aber nur durch
die Filterschichten hindurchgeführt wird, die von ihr günstig beeinflußt werden
können.
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Dieser günstige Einfiuß kann in manchen Fällen noch dadurch gesteigert
werden, daß die Ausatmungsluft nicht in. ihrer ursprünglichen Beschaffenheit ausgenutzt
wird, sondern daß sie vor dem Eintritt in die Filterschichten besonders vorbehandelt
wird, z. B. durch Zusatz von Stoffen, durch Feuchtung oder Trocknung, durch Erwärmung
oder Abkühlung oder durch völlige oder teilweise Befreiung von Kohlensäure.
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Die ungünstige Vergrößerung des Totraumes des Atmungsgerätes durch
das Volumen des durch Pendelatmung durchatmeten Einsatzteiles kann zum Teil dadurch
behuben werden, daß in den rein ventilgesteu -rtera Teil des Einsatzes eine kohlensäurebindende
Schicht eingelegt wird. Im Gegensatz zur reinen Pendelatmung läßt sich dies hier
leicht durchführen, da diese Schicht nicht durch die gesamte Ausatmungsluft, sondern
nur durch die Luft verbraucht wird, die in dem Einsatzteil verbleibt, der mit Pendelatmung
durchatmet wird. Bei größerem Totraum kann man durch den Einbau von sauerstoffabgebenden
Massen eine Verarmung der eingeatmeten Luft an Sauerstoff verhindern. Weiterhin
wird man aus diesen Gründen in einzelnen Fällen nicht alle Filterschichten, bei
denen an sich die Durchführung von Ausatmungsluft erwünscht wäre, tatsächlich in
den Weg der Ausatmungsluft einbauen.
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Baulich läßt sich das neue Gerät auf verschiedene Weise ausbilden.
Im folgenden sind einige Ausführungsmöglichkeiten angegeben. Man kann z. B. zwei
bis auf den mit Pendelatmung durchatmeten Einsatzteil getrennte Luftwege anordnen,
wobei durch den einen eingeatmet und durch den andienen ausgeatmet wird. Die Ein-
und Ausatmungsventile können in dem Trennungspunkt der Luftwege angeordnet werden,
und zwar am Einsatz selbst oder an der Maske oder an dazwischenliegenden Stellen.
In dem Weg der Ausatmungsluft kann an beliebiger Stelle vor dem Eintritt in den
mit Pendelatmung durchatmeten Einsatzteil, der die in ihrer Leistungsfähigkeit zu
erhaltende oder zu steigernde Filterschicht enthält, eine Vorrichtung vorgesehen
werden, in der die Ausatmungsluft vorbehandelt wird.
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'Man kann den Luftreinigungseinsatz auch so bauen, daß Ein- und Ausatmungsventile
und die Vorbehandlungsvorrichtung für die Ausatmungsluft zu einer in sich geschlossenen
Einheit zusammengefaßt sind. Die einzelnen Teile der Luftreinigungsvorrichtung können
anderseits auch getrennt ausgeführt und durch Zwischenstücke verbunden sein. Die
Einatmungsluft, die vor ihrem Eintritt in die Atmungswege des Trägers alle Filterschichten
durchstreicht, kann so geführt werden, daß , sie zunächst den durch Pendelatmung
durchatmeten Teil und darauf den ventilgesteuerten Teil des Einsatzes durchstreicht
oder auch umgekehrt. Das Einatmungsventil kann dabei vor, zwischen oder auch hinter
den beiden Teilen des Einsatzes liegen.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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a ist die Luftreinigungspatrone, welche die Filterschichten
b, c und d enthält, von denen b diejenige Schicht ist, deren Leistungsfähigkeit
durch die Ausatmungsluft erhalten oder verbessert werden kann. Die Schichten b und
c sind durch einen freien Raum e voneinander getrennt. In diesen Raum mündet die
Ausatmungsleitung y2, die an das Mundstückz der Maske angeschlossen ist.
Die Wirkungsweise des Gerätes nach Abb. i ist folgende Die Einatmungsluft tritt
in die Öffnung f der Luftreinigungspatrone a ein, durchstreicht hintereinander die
Filterschichten b, c und d
und gelangt durch das sich nach dem Innern
der Maske zu öffnende Ventil g, den Verbindungsschlauchyi und das sich ebenfalls
nach dem Innern der Maske zu öffnende Einatmungsventil h in die Maske, um dort eingeatmet
zu werden. Die Ausatmungsluft tritt vom Mundstück z der Maske durch den Verbindungsschlauch
y2 und das nach dem Innen der Filterbüchse zu sich öffnende Ventil! in den freien
Raume der Filterbüchse und gelangt, da durch den Ausatmungsdruck das Einatmungsventil
h in der Maske geschlossen ist und dadurch der Weg durch die Schichten c, d versperrt
ist, aus dem freien Raum e durch die in ihrer Leistungsfähigkeit zu erhaltende :oder
zu verbessernde Schicht b und die öffnung f der Luftreinigungspatrone ins Freie.
Eine derartige Ausführung würde sich beispielsweise bewähren, wenn die Schicht b
aus einem adsorbierenden Material, z. B. aus aktiver Noble, bestände, da in diesem
Falle diese Schicht bei jedem Ausatmungsstoß beträchtlich ausgespült würde.
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Die Spülwirkung der Ausatmungsluft auf die Schicht aus adsorbierenden
Mitteln kann nun beträchtlich erhöht werden, wenn die Ausatmungsluft erwärmt wird,
wie dies bei dem in Abb. 2 dargestellten Gerät geschieht. Bei diesem Gerät ist in
.den Ausatmuxcgsschlauch y2 eine z. B. durch eine elektrische Batterie x gespeiste
Heizvorrichtung k @eingeschaltet.
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Das Gerät nach Abb. i bewährt sich -ferner,
wenn die
Schicht b beispielsweise aus Alkali oder einer Natronka masse besteht, die
in feuchtem Zustand besser reagiert als im trocknen. Diese alkalische Schicht wird
nämlich bei jedem Ausatmungsstoß durch die natürliche Feuchtigkeit der Ausatmungsluft
wieder mit neuer Feuchtigkeit versorgt. Diese die Leistungsfähigkeit einer derartigen
absorbierenden Filterschicht steigernde Wirkung der Ausatmungsluft kann aber noch
erheblich erhöht werden, wenn nicht nur die natürliche Feuchtigkeit in der Ausatmungsluft
zur Feuchtung der Schicht b herangezogen wird, sondern wenn in die Ausatmungsleitung
y=, wie dies in der Abb. 3 dargestellt ist, eine Feuchtungsvorrichtung Z eingeschaltet
wird, die Wasser, das z. B. in porösem Stoff aufgesogen ist, enthält. Da Alkali-
oder Natronkalkmassen aber kohlensäureempfindlich sind und durch Kohlensäure in
ihrer Wirksamkeit herabgesetzt werden, kann die Vorrichtung l auch gleichzeitig
zur Bindung von Kohlensäure gebraucht werden. Falls die in ihrer Leistungsfähigkeit
zu erhaltende oder zu verbessernde Filterschicht b aus einem adsorptivem Stoff,
z. B. aktiver Kohle oder Silikagel, besteht, der durch trockene Luft besser ausgespült
wird als durch feuchte, wird in dem Behälter L ein Trockenmittel, z. B. Chlorcalcium,
angeordnet.
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Zur Verbesserung mancher Filterschichten kann es notwendig sein, die
durchgeblasene, zur Verbesserung der Schicht gebrauchte Ausatmungsluft zu trocknen
oder zu feuchten und gleichzeitig zu erwärmen. In diesem Fall ist das in der Abb.4
dargestellte Gerät geeignet, bei dem sowohl ein Feuchtungsgefäß oder Trocknungsgefäß
L als auch eine Heizvorrichtung k in die Ausatmungsleitung y21 eingeschaltet ist.