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Frei tragbares Atmungsgerät Die Erfindung betrifft ein frei tragbares
Atmungsgerät mit Kreislauf der Atmungsluft, Kohlensäureabsorptionspatrone und einem
Injektor. Bei den bisher bekannten Geräten dieser Art mit lungenselbsttätig gesteuerter
Sauerstoffzuführung ist diese neben und unabhängig von der gleichbleibenden Sauerstoffspeisung
durch den Inj ektor angeordnet, um bei erhöhter Arbeitsleistung außer der durch
den Injektor zugeführten Sauerstoffmenge eine zusätzliche Sauerstoffmenge zu liefern.
Ein gewisser Nachteil dieser Geräte besteht darin, daß der Inj ektor den an ihn
zu stellenden Forderungen nicht mehr zu genügen vermag, sobald bei stärkster Arbeitsleistung
die im Gerät umzuwälzende Luftmenge und die ihr durch den Injektor einerseits und
die lungenselbsttätige Sauerstoffzuführungsvorrichtung andererseits zugeführte Sauerstoffmenge
ein gewisses Maß überschreiten. Bekanntlich atmet der Gerätträger bei Ruhe in jeder
Minute etwa io 1 ein und io 1 aus, so daß die gesamte im Gerät in der Minute umzuwälzende
Luftmenge sich auf 2o 1 beläuft. Diese Menge steigt beim gewöhnlichen Gehen auf
501, beim Marsch auf 7o 1, beim Gewaltmarsch auf ioo 1 und bei schwerster Arbeit
sogar auf i8o 1. Vergleicht man damit die Leistung der Strahldüse eines für Atmungsgeräte
unter den bisherigen Bedingungen brauchbaren Injektors, so zeigt sich, daß dieser
bei einem Sauerstoffverbrauch von 1,5 1/Min. und io Atm. Betriebsdruck höchstens
40 1 Luft in der Minute in einem Gerät umwälzen kann. Diese Luftmenge erhöht sich
bei 21/Min. Sauerstoffverbrauch und io Atm. Betriebsdruck auf höchstens 7o 1/Min.
Ein derartiger Injektor vermag also höchstens noch bei einem Marsch des Gerätträgers
die Umwälzarbeit für die Luft im Gerät zu übernehmen. Ist die umzuwälzende Luftmenge
größer und steigt sie beispielsweise auf 18o 1/Min., so müssen 18o - 7o, d. h. iio
1/Min., durch die Lungenarbeit des Gerätträgers umgewälzt werden. Ein derartiges
Injektorgerät ist also hinsichtlich der von der Lunge des Gerätträgers zu leistenden
Arbeit nur wenig vorteilhafter als ein reines Lungenkraftgerät.
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Nun könnte man annehmen, daß diesem Übelstande durch Verstärkung des
Injektors zu begegnen wäre. Eine derartige Verstärkung des Injektors stößt aber
wiederum auf andere praktische Schwierigkeiten. Der Betriebsdruck läßt sich aus
allgemeinen Gründen schon kaum wesentlich erhöhen. Der Sauerstoffverbrauch des Inj
ektors könnte zwar an sich erhöht werden. Die Folge wäre aber, daß alsdann eine
außerordentliche Sauerstoffverschwendung eintreten würde, da der Injektor schon
im Ruhezustand des Gerätträgers oder bei leichter Arbeit desselben eine Sauerstoffmenge
liefern würde, die weit über das notwendige Maß hinausgeht. Der Sauerstoffvorrat
würde also schnell erschöpft und die Verwendungsdauer des Gerätes entsprechend verkürzt
werden.
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Die Erfindung geht nun von dem Gedanken aus, daß dennoch Inj ektoren
mit einem wesentlich größeren Sauerstoffverbrauch als dem bisher üblichen von 1,5
oder höchstens 21/Min. dann anwendbar werden, wenn der Strahldüse dieser Injektoren
der Betriebssauerstoff nicht
mehr wie bisher ununterbrochen, sondern
absatzweise, und zwar mittels einer selbsttätig durch die Lunge gesteuerten Vorrichtung
zugeführt wird.- Dann sind, ohne daß der Sauerstoffvorrat vorzeitig erschöpft und
die Verwendungszeit des Gerätes in schädlicher Weise verkürzt wird, Injektoren mit
einem Sauerstoffverbrauch von z. B. 3 bis 31/i 1/Min. verwendbar, also Inj ektoren,
die auch dann noch allein die Umwälzarbeit im Gerät übernehmen, wenn die umzuwälzende
Luftmenge 1501 und mehr beträgt. Das Wesen der Erfindung besteht demnach
darin, ein frei tragbares Atmungsgerät mit Kreislauf der Atmungsluft, Kohlensäureabsorptionspatrone,
einem Injektor und einer lungenselbsttätig gesteuerten Sauerstoffzuführung so auszubilden,
daß das durch die Lunge betätigte Verschlußglied des Sauerstoffzuführungsventils
mit Unterbrechungen den Zustrom des Betriebssauerstoffes zur Strahldüse des Injektors
steuert.
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Die selbsttätige Steuerung des Verschlußgliedes des Sauerstoffzuführungsventils
durch die Lunge kann dabei in üblicher Weise durch eine Kammer mit leicht beweglicher
Wand geschehen, die, sobald ein Unterdruck im Gerät eintritt, auf den Steuerhebel
der lungenselbsttätigen Sauerstoffzuführung wirkt und das Sauerstoffzuführungsventil
für die Strahldüse des Injektors öffnet. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
kann aber das lungenselbsttätig wirkende Sauerstoffzuführungsventil auch durch einen
bei der Ausatmung des Gerätträgers erzeugten Überdruck geöffnet werden, indem die
Ausatmungsluft aufgenommen wird durch eine an die Maske oder das Mundstück unmittelbar
angeschlossene Kammer (Ausatmungssack) mit leicht beweglicher, auf das Steuerglied
der selbsttätig durch die Lunge gesteuerten Sauerstoffzuführungsvorrichtung wirkender
Wand. Diese zweite Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes hat den Vorteil, daß
in allen Teilen des Gerätes dauernd ein gewisser Überdruck erhalten wird, der ein
Eindringen von schädlichen Gasen durch etwaige Undichtigkeiten des Gerätes verhindert.
Dies ist an sich zwar der Zweck jedes Inj ektorgerätes. Dieser Zweck wird aber dann
nur unvollkommen erfüllt, wenn, wie bei gewissen bekannten Geräten, neben dem Injektor
noch eine nur bei Unterdruck ansprechende lungernselbsttätige Sauerstoffzuführung
vorhanden ist. Dieser teilweise Unterdruck wird vermieden, wenn gemäß der Erfindung
die lungenselbsttätige Sauerstoffzuführung nur bei Überdruck anspricht. Außerdem
hat ein Unterdruck in einem Atmungsgerät neben der Gefahr, daß dadurch ein Eindringen
schädlicher Gase begünstigt wird, noch den weiteren Nachteil, daß bei steigendem
Unterdruck beim Gerätträger Atemnoterscheinungen auftreten, ähnlich wie bei Sauerstoffmangel
oder Kohlenoxydvergiftung. Auch dieser Nachteil wird also durch das neue Gerät beseitigt.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, bei denen, entsprechend dem zweiten Merkmal der Erfindung,.ein bei
der Ausatmung entstehender geringer Überdruck zur Steuerung der dem Injektor den
Betriebssauerstoff zuführenden lungenselbsttätigen Vorrichtung dient.
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Abb. i zeigt eine erste Ausführungsform des neuen Gerätes. Abb. 2
zeigt einen Schnitt in größerem Maßstabe durch die den Betriebssauerstoff dem Injektor
zuführende lungenselbsttätige Steuervorrichtung. Abb.3 zeigt eine zweite Ausführungsform,
bei der zwei Inj ektoren vorhanden sind, und Abb. 4 veranschaulicht eine besonders
gedrungene Ausführungsform eines Gerätes nach Abb. i. In allen Abbildungen könnte
das vorgesehene Atmungsmundstück auch durch eine Atmungsmaske ersetzt werden.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i führen von dem Atmungsmundstück
i der Ausatmungsschlauch 2 und der Einatmungsschlauch 3 nach einem in üblicher Weise
Ein- und Ausatmungsventile enthaltenen Kasten 4. Aus diesem Kasten 4 gelangt die
Ausatmungsluft durch eine Leitung 5 unmittelbar in einen Ausatmungssack 6, der eine
noch näher zu beschreibende lungenselbsttätig wirkende Steuervorrichtung enthält.
Aus dem Atmungssack 6 gelangt die Luft, durch die Strahldüse 7 eines Inj ektors
getrieben, über das Rohr 8 nach der Kohlensäureabsorptionspatrone 9 und von dieser
durch das Rohr io und den Einatmungsschlauch 3 nach dem Mundstück i zurück. An das
Rohr io ist mittels eines Rohransatzes ii der Einatmungssack 12 angeschlossen.
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Der zuzuführende Sauerstoff wird von dem Sauerstoffvorratsbehälter
13 mit Absperrhahn 14 und Druckminderventil 15 geliefert (Abb. i und 2). Die Einmündung
der von dem Druckminderventil 15 kommenden Rohrleitung 16 in das Gerät ist abschließbar
durch einen Ventilverschlußkörper 17, der in der Öffnungsstellung die Verbindung
des Rohres 1ö mit einem nach der Bohrung 18 der Strahldüse 7 des Injektors führenden
Kanal ig freigibt. Der Ventilverschlußkörper 17 ist gegen den Druck einer Feder
2o durch einen bei 21 angelenkten Hebel 22 anhebbar, dessen freies Ende durch einen
Lenker 23 mit der einen Wand des Ausatmungssackes 6 derart verbunden ist, daß, sobald
sich dieser Sack bläht, das Ventil 17 geöffnet wird. Eine in dem Ausatmungssack
6 angebrachte feste Platte 24 unterstützt dabei in bekannter Weise dessen Steuerbewegungen.
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Die Ausatmungsluft tritt aus dem Ausatmungsschlauch 2 in noch ungereinigtem
Zustande unmittelbar in den Ausatmungssack 6
über und erzeugt in
diesem einen gewissen Überdruck, der unter Vermittlung der beweglichen Wandung des
Ausatmungssackes und des Steuerhebels 22 das Ventil 17 öffnet. Die Drosselung, welche
durch die in dem Rohrstück 8 liegende Hohldüse des Injektors und den zwischen den
beiden Düsen des Injektors liegenden Spalt bewirkt wird, wird im übrigen die Entstehung
eines Überdruckes in dem Ausatmungssack begünstigen. Andere Arten von lungenselbsttätigen
Steuervorrichtungen sind ebenfalls verwendbar, sobald sie wie die dargestellte Vorrichtung
auf Überdruck ansprechen. Auch könnte der Ausatmungssack 6 durch eine andere Kammer
mit leicht beweglicher Wand, beispielsweise ein Membrangehäuse, in bekannter Weise
ersetzt werden.
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`Fenn auch in dem dargestellten Beispiel der Injektor die Weiterbeförderung
der Atmungsluft in der Weise bewirkt, daß er sie in die Kalipatrone 9 und von dort
in die Einatmungswege drückt, so könnte er jedoch auch in umgekehrter Richtung,
d. h. saugend, wirken.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 ist im Gegensatz zu der nach Abb.
i außer dem lungenselbsttätig gesteuerten Injektor eine an sich bekannte, dauernd
wirkende Sauerstoffzuführung vorgesehen, die außerdem noch dem Gerät ununterbrochen
eine gleichbleibende Sauerstoffmenge zuführt, und zwar dem sich an den Druckstutzen
des Injektors anschließenden Luftweg 8 des Gerätes. Die Zuführung dieser gleichbleibenden
Sauerstoffmenge erfolgt gemäß Abb.3 durch einen zweiten Injektor, dessen Strahldüse
25 von einer Abzweigleitung 26 der von dem Druckminderventil kommenden Leitung 16
gespeist wird. Die Strahldüsen 7 und 25 der beiden Injektoren sind bei dem
dargestellten Beispiel nebeneinander in den Kreislauf des Gerätes eingeschaltet,
und zwar derart, daß das die Hohldüse des Injektors 25 enthaltende Rohr 27 zusammen
mit dem Hohldüsenrohr 8 des Inj ektors 7 in die Kalipatrone 9 mündet. Die Wirkungsweise
des in Abb. 3 dargestellten Gerätes ist also derart, daß der die kleinere Strahldüse
25 enthaltende Injektor, dessen Sauerstoffverbrauch beispielsweise i bis 1,51 ;Min.
beträgt, dauernd arbeitet, während der die Strahldüse 7 besitzende Injektor mit
großem Sauerstoffverbrauch, beispielsweise 3 bis 3,51/Min., mit Unterbrechungen,
je nach den Arbeitsbedingungen des Gerätträgers, entweder bei jeder Ausatmung oder
nur bei gewissen Ausatmungen arbeitet.
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Damit bei einem Verstopen des Injektors oder der Injektoren eine selbsttätige
Umschaltung des Gerätes auf ein reines Lungenkraftgerät eintritt, kann überdies
in bekannter Weise eine Umgehungsleitung für den oder die Injektoren vorgesehen
sein. Diese Umgehungsleitung -,8 ist in Abb. 3 gestrichelt gezeichnet. Sie verbindet
den Ausatmungssack 6 mit dem Druckrohr 8 des Inj ektors 7 und enthält zweckmäßig
ein selbsttätig wirkendes Rückschlagventil 29.
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Die Abb. q. veranschaulicht eine Anordnung des Gerätes nach Abb. i
in solcher Weise, daß die einzelnen Rohrverbindungen und Atmungsschläuche auf ein
denkbar geringes Maß verkürzt sind und der Innenwiderstand des Gerätes entsprechend
verringert ist. Die Kohlensäureabsorptionspatrone 9 liegt hier räumlich zwischen
dem Ausatmungssack 6 und dem gegebenenfalls mit einem selbsttätigen Rückschlagventi129
ausgestatteten Einatmungssack 12. Der Ausatmungsschlauch 2 führt von dem Mundstück
i über das Ausatmungsventil 30 nach dem Ausatmungssack 6 und der Einatmungsschlauch
3 von dem Einatmungssack 12 über das Einatmungsventil 31 nach dem Mundstück i. Die
Verbindung des Ausatmungssackes 6 mit dem einen Ende der Kalipatrone 9 ist als ein
rechtwinklig abgebogener Rohrstutzen 32 ausgebildet, ebenso die Verbindung
33' zwischen dem anderen Ende der Kalipatrone 9 und dem Einatmungssack 12.
Die Rohrstutzen 32 und 33a bilden also zusammen mit der Kalipatrone 9 einen starren,
Z-förmigen Tragkörper für das gesamte Gerät. Die Strahldüse 7 des Injektors sowie
auch dessen Hohldüse 33 sind in dem Rohrstutzen 32 angeordnet. Dieser enthält auch
gleichzeitig die Umgehungsleitung 28 mit deren Rückschlagventil 29. Ferner ist in
üblicher Weise noch ein Sauerstoffzuführungsrohr 34 vorgesehen, das den Druckmesser
35 trägt und durch ein nur schematisch dargestelltes Ventil 36 mit dem nach
dem Einatmungssack i2 führenden- Rohr 37 verbunden werden kann, so daß der Gerätträger
bei Bedarf dem Einatmungssack 12 unmittelbar Sauerstoff zuführen kann.