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Lungenkraftatmungsgerät Die Erfindung betrifft ein Lungenkraftatinungsgerät
mit Krei.3lauf der Atrnungs-Iuft, bei dein die Sauerstoffspeisung Jungeüselbstt<itig
ürfolgt und eine Einrichtung zur Verhütung der Stickstoffüberladung angeordnet ist.
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Eine Stickstoffüberladung der Atmungsluft tritt in einem Atmungsgerät
mit lungenselbsttätiger Sauerstoffspeisung bekanntlich in erster Linie dann ein,
wenn gepreßter Sauerstoff verwendet wird, der einen mehr oder weniger großen Gehalt
an Stickstoft besitzt, und zwar desto eher, je vollkommener die Atmungsluft des
Gerätes nach außen hin abgeschlossen ist. Der sogenannte Industriesauerstoff beispielsweise
besteht aus einem Gemisch von nur 9o °j" Sauerstoff und io °!" Stickstoff. Wird
dieses Gemisch aus denn Vorratsbehälter dem Atmungskreislauf des Gerätes mittels
einer lungenselbsttätigen Steuervorrichtung zugeführt, so wird vom Körper des Gerätträgers
nur der zugeführte Sauerstoff aufgezehrt, während der Stickstoff in dem Atmungskreislauf
des Geräte, insbesondere in dessen Atmungssack, verbleibt und sich hier immer mehr
versaminelt. Die Folge ist, daß nach einer gewissen Zeit das Verhältnis zwischen
Stickstoff und Sauerstoff in der Atmungsluft des Gerätes so ungünstig wird, daß
die Sauerstoffversorgung der Lunge nicht mehr ausreicht. Dieser Fall tritt ein,
wenn beispielsweise in der Atmungsluft des Gerätes weniger als etwa 1G "(" Sauerstoff
und mehr als Stickstoff enthalten sind. Der Gerätträger fällt dann einer Ohnmacht
mit meistens tödlichem Ausgange zum Opfer.
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Der tiefere Grund für die Gefahr der Stickstoffüberladung bei Atmungsgeräten
mit lungenselbsttätiger Sauerstoffspeisung liegt darin, daß diese, wenn sie die
Bedingung einer Sauerstoffersparnis und einer dem Lungenbedarf angepaßten Saüerstoffeinströmung
wirklich erfüllen soll, nicht durch jede geringfügige Bewegung der Atmungssackwandung
oder einer sonstigen sie steuernden ansaugbaren Fläche in Tätigkeit gesetzt werden
darf, sondern entweder nur bei tieferen Atemzügen oder erst nach jedem zweiten oder
dritten Atemzage. Es muß also der Hebel, der zur Steuerung der lungenselbsttätigen
Sauerstoffzuführung dient, so innerhalb des Atmungssackes angeordnet werden, daß
dieser bei flacheren Atemzügen den Hebel unbeeinflußt läßt und erst bei tieferen
Atemzügen auf ihn wirkt, um dann plötzlich Sauerstoff in großer Menge in den Atmungssack
einströmen zu lassen. Der Atmungssack muß also einen gewissen toten Gang aufweisen,
der dann noch vergrößert wird, wenn der Hebel der lungenselbsttätigen Sauerstoffzuführung
nicht im Hauptatinungssack, sondern in einem Hilfsatmungssack angeordnet ist, da
dann unter Umständen der Hauptatmungssack ganz zusammenfallen kann, ohne daß der
Hilfsatmungssack eine steuernde Bewegung erfährt.
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Es ist bekannt, diese Stickstoffgefahr dadurch
zu
verhüten, daß ein rein lungenselbsttätig wirkendes Atmungsgerät mit einer zweiten
Sauerstoffzuführung ausgerüstet wird, die unabhängig von der lungenselbsttätigen
Steuervorrichtung eine für gewöhnliche Arbeitsleistung ausreichende, gleichbleibende
Sauerstoffmenge in das Gerät einströmen läßt, die also auch während des toten Ganges
arbeitet und einen Luftüberschuß im Gerät hervorruft, der einen die selbsttätige
oder willkürliche Ausspülung des etwa angesammelten Stickstoffes bedingenden überdruck
mit sich bringt, also jedenfalls im Bereiche dieser gleichbleibenden Sauerstoffspeisung
niemals die Atmungsluft so sauerstoffarm werden läßt, daß die Gefahr einer Stickstoffüberladung
eintritt. Ein derartiges Gerät ist auch geeignet, die zweite Quelle einer Stickstoffgefahr
zu beseitigen, die darin besteht, daß nach Anlegen des Gerätes der Gerätträger vor
Beginn der Arbeit Außenluft in den Atmungssack hineinatmet.
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Gemäß der Erfindung soll nun die Stickstoffgefahr auf andere Weise
verhütet oder beseitigt werden, und zwar durch eine an Stelle der gleichbleibenden
Sauerstoffspeisung angeordnete zweite lungenselbsttätige Sauerstoffspeisung, die
entweder von der lungenselbsttätigen Hauptsauerstoffspeisung getrennt oder mit ihr
vereinigt ist. Diese zweite lungenselbsttätige Sauerstoffspeisung läßt auch schon
während des sonst üblicher' toten Ganges der Steuervorrichtung der lungenselbsttätigen
Hauptsauerstoffspeisung eine bestimmte ?Menge Sauerstoff einströmen, und ihr Steuerhebel
ist in solcher Nähe der Atmungssackwand oder einer sonstigen ansaugbaren Fläche
angeordnet, daß sie schon bei verhältnismäßig geringen Bewegungen derselben in Tätigkeit
tritt. Allen möglichen Ausführungsformen dieses Erfindungsgedankens ist gemeinsam,
daß die lungenselbsttätige Sauerstoffspeisung so angeordnet oder ausgebildet ist,
daß die während eines -4temzuges den Luftwegen des Gerätes zugeführte Sauerstoffmenge
mit zunehmender Atemtiefe der Lunge des Gerätträgers absatzweise oder gleichmäßig
wächst.
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Das neue Gerät hat also neben dem Vorteil äußerster Sauerstoffersparung
gegenüber den bekannten, die Stickstoffüberladung verhütenden Geräten auch noch
den Vorteil, daß es, wenn keine Vergiftungsgefahr in der Außenluft vorliegt, ohne
weiteres durch Abnahme des Mundstückes oder der Maske außer Tätigkeit gesetzt werden
kann, ohne daß eine zusätzliche gleichbleibende Sauerstoffspeisung abgestellt zu
werden braucht, um das weitere nutzlose Entweichen von Sauerstoff zu verhindern,
da ja bei dem neuen Gerät Sauerstoff nur, wie bei den Vbliehen reinen lungenselbsttätigen
Geräten, unter dem Einfluß der Saugwirkung der Lunge zugeführt wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes,
das dazu dienen soll, den allgemeinen Grundgedanken desselben zu erläutern. Abb.
i zeigt ein gemäß der Erfindung ausgebildetes, lungenselbsttätiges Atmungsgerät,
bei dein die lungenselbsttätige Steuervorrichtung für die Sauerstoffspeisung im
Atmungssack angeordnet ist. Die Abb. 2 bis 5 zeigen verschiedene Betriebsstufen
des Atmungssackes dieses Gerätes.
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Das Gerät nach Abb. i besitzt, wie üblich, ein Mundstück i, das auch
durch eine ;Maske ersetzt werden kann, Atmungsschläuche :2 und 3, einen Ventilkasten
4., eine Kohlensäureabsorptionspatrone 5, einen Atmungssack 6 und eine Sauerstotfvorratsflasche
7 mit Druckminderventil B. Im Gegensatz zu den bekannten Geräten dieser Art besitzt
das neue Gerät zwei lungenselbsttätige Zuführungsventile 9 und io für den Sauerstoff.
Diese Ventile werden unter Federdruck geschlossen gehalten und stehen unter der
Einwirkung von Steuerhebeln i i und 12. Auf diese kann die bewegliche, zweckmäßig
durch eine Platte 13 verstärkte Wand 14. des Atmungssackes 6 beim Zusammenfallen
einwirken. Die gegenüberliegende Wand des Atmungssackes 6 wird durch eine feste
Platte 1s in unveränderter Lage gehalten.
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Die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispieles ist die folgende: Es
sei angenommen, daß der Haupthebel 12, wie üblich, nur dann anspricht, wenn dem
Atmungssack 6 beispielsweise 3 bis ,4 1 Atmungsluft entnommen werden, so daß erst
dann die Platte 13 der beweglichen Atmungssackwandung 14 den Hebel 12 erreicht.
Zwischen der Platte 13 und dem Ende des Hebels I2 liegt nun noch der Hebel i i,
dessen Ventil 9, im Gegensatz zu dem Ventil io des Hebels 12, nicht plötzlich große
Sauerstoffmengen in den Atmungssack einströmen läßt, sondern nur eine geringe, entsprechend
bemessene Menge von beispielsweise 2 bis 3 1 in der Minute, wenn das Ventil 9 eine
ganze Minute in Tätigkeit wäre. Der Abstand des Endes des Hebels ii von der Platte
13 kann nun je nach Bedarf gewählt werden. Er kann beispielsweise derart sein, daß
schon, wenn dein Atmungssack o,5 oder 1 1 Atmungsluft entnommen wird, die Platte
13 den Hebel i i erreicht und das Ventil 9 in Tätigkeit setzt. Der Abstand der Platte
13 vom Ende des Hebels ii kann aber je nach der Bauweise und der Wirkungsweise des
Gerätes bzw. der Beweglichkeit des Atmungssackes auch noch größer gewählt werden.
Der Grenzfall wäre
etwa der, daß der Abstand einer Luftentnahme
von 2 bis 3 1 entspricht. Diese Menge ist ungefähr gleich derjenigen, die bei leichter
Arbeit von der Lunge aufgenommen wird. Hierbei tviirde man sich allerdings darauf
verlassen, daß auch bei normaler Arbeit und bei normaler Einahnung die flache Atmung
von Zeit zii Zeit durch mitteltiefe Atemzüge unterbrochen wird, so daß auch dann
die Platte 13 das Ende des Hebels i i erreicht, um so mehr, da auch bei einer Stickstoffansammlung
in der Atmungsluft des Gerätes die Einatmung sich naturnotwendig vertieft. Abb.3
-zeigt den Augenblick der Berührung der Platte 13 mit dem Ende des Hebels i i, Abb.
4 das öffnen allein des Ventiles 9 durch den Hebel i i und Abb. 3 das öffnen beider
Ventile 9 und io.
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Die Bedienung der beiden Sauerstoffventile 9 und io braucht nicht
durch den Atinungssack 6 zu erfolgen. Es genügt, wenn das Gerät eine von der Lunge
ansaugbare Fläche, beispielsweise auch in Gestalt einer Rlembran o. dgl., enthält,
die auf die lungenselbsttätige Steuervorrichtung wirkt. Die Ausbildung der Steuervorrichtung
selbst ist gleichfalls vollkommen beliebig.
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An Stelle zweier Ventile können auch mehrere verwendet werden. Geschieht
das, so ist es unter Umständen nicht notwendig, daß die verschiedenen Ventile verschiedene
Speiseleistungen derart bewirken, daß, wie bei dem dargestellten Beispiel, das zunächst
in Tätigkeit tretende Ventil eine geringere Sauerstoffmenge liefert als das später
geöffnete.
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Die nacheinander geöffneten Speiseventile können auch anstatt, wie
dargestellt, von je einem besonderen Steuerhebel durch einen gemeinsamen Steuerhebel
bedient `-erden, der dann aber derart mit den Ventilen gekuppelt sein muß, daß diese
sich innerhalb seines Bewegungsbereiches nacheinander öffnen. Bei Verwendung je
eines Steuerhebels für jedes Ventil kann die Anordnung gegebenenfalls auch so getroffen
werden, daß der eine Hebel oder die eine Hebelgruppe von der einen Sackwandung und
der andere Hebel oder die andere Hebelgruppe von der anderen Sackwandung bewegt
werden. Ebenso ist es auch ohne weiteres möglich, die Hebel von ansaugbaren Flächen
bedienen zu lassen, die nicht zu demselben Gerätteil, beispielsweise zu demselben
Atmungssack, gehören. Es kann beispielsweise das Ventil 9 mit seinem Hebel i i innerhalb
des Hauptatmungssackes 6 und das Ventil io mit seinem Hebel 12 innerhalb eines zwischen
dem Vorratsbehälter 7 und dem Atmungssack 6 eingeschalteten Hilfssackes, Meinbrangehäuses
o. dgl. liegen. Hierbei bedingt schon die Lage des Hilfssackes o. dgl. im Gerät,
daß das zweite Ventil später als das erste in Tätigkeit tritt. Diese Verzögerung
in der Wirkung der beiden, die Sauerstoffspeiseventile nacheinander bedienenden
ansaugbaren Flächen kann aber auch anstatt durch die Lage derselben im Gerät dadurch
erreicht werden, daß sich den Bewegungen dieser Flächen verschiedene, durch ihre
Rückführfedern, ihr Eigengewicht, ihre Reibung oder ihre sonstige Belastung bedingte
Widerstände entgegensetzen, so daß die Fläche mit geringerem Widerstande zuerst
auf den ihr zugeordneten Steuerhebel und diejenige mit größerem Widerstande später
auf den ihr zugeordneten Steuerhebel wirkt. Auch hierbei ist eine Vermehrfachung
der Ventile und der zugehörigen ansaugbaren Flächen ohne weiteres möglich.
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Endlich kann an Stelle zweier oder mehrerer Sauerstoff speiseventile
auch ein einziges, sich nicht sofort voll öffnendes Ventil verwendet werden, dessen
öffnungsweite und somit Speiseleistung innerhalb eines wesentlichen Teiles des Bewegungsbereiches
der ansaugbaren Fläche entsprechend der Bewegung derselben gleichmäßig oder absatzweise
wächst, indem z. B. das Verschlußglied des Ventils nacheinander zwei oder mehr Einströmöffnungen
freigibt. Hierbei kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß die öffnungsweite
des beispielsweise mit mehreren Einströmöffnungen zunehmender Größe versehenen Ventils
und dessen Speiseleistung in stärkerem Maße wächst als die sie hervorrufende Bewegung
der ansaugbaren Fläche.
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Die lungenselbsttätig gesteuerten Speiseventile oder das an ihre Stelle
tretende einzige Ventil erhalten ihren Sauerstoffzufluß entweder unmittelbar aus
dem Hochdruckraum des Sauerstoffvorratsbehälters 7 oder einer ihm angeschlossenen
Kammer oder aus diesen erst mittelbar über ein Druckininderv entil B. Ebenso kann
ein Ventil oder eine Ventilgruppe mit N iederdrucksauerstoff und das andere Ventil
oder die andere Ventilgruppe mit Hochdrucksauerstoff gespeist werden. Zweckmäßig
wird ein selbsttätiges oder von Hand zu bedienendes überschußlüftungsventil angeordnet,
beispielsweise am Atmungssack oder an einer sonstigen beliebigen Stelle. In der
Zeichnung ist dieses überschußlüftungsventil nicht dargestellt. Es kann aber auch
wegbleiben, wenn man sich auf die rechtzeitige willkiirliche Entlüftung und Ausspülung
des Stickstoffes durch den Gerätträger durch Offnen des Mundes oder Anlüften des
Maskenrandes verlassen will.