-
Sauerstoffatemschutzgerät mit Kreislauf der Atemluft, insbesondere
mit lungengesteuerter Sauerstoffzufuhr Zur Füllung der in Sauerstoffatemschutzgeräten
angeordneten Sauerstoffflaschen wird ein Sauerstoff verwendet, der bis zu 2% Fremdgase
(Stickstoff und Argon) enthält. Diese bei der Atmung nicht verbrauchten Gase würden
sich im Atemluftkreislauf anreichern, wenn man nicht für ihre Entfernung sorgte.
Bei Sauerstoffatemschutzgeräten, die mit einer Vorrichtung zur gleichbleibenden
Zufuhr des zuströmenden Sauerstoffes versehen sind, wird diese Sauerstoffzufuhr
so bemessen, daß sie den Sauerstoffbedarf des mäßig arbeitenden Menschen übertrifft.
In Arbeitspausen, also bei geringem Sauerstoffbedarf, füllt sich infolgedessen der
Atembeutel übermäßig an, so daß ein Teil der Gerätluft durch ein Überdruckventil
nach außen abströmt. Mit der abgeblasenen Luftmenge werden mit dem Sauerstoff auch
die nicht atembaren Fremdgase selbsttätig aus dem Atemluftkreislauf entfernt. Die
derartig ausgerüsteten Sauerstoffatemschutzgeräte haben den Nachteil, daß ein erheblicher
Teil des gleichbleibend zufließenden Sauerstoffes, insbesondere bei Arbeitspausen
oder bei leichter Arbeit, unausgenutzt abgeblasen wird, da die gleichbleibende Sauerstoffzufuhr
naturgem@ä@ß groß genug sein muß, um sowohl bei mäßiger als auch bei schwerer Arbeit
eine Anreicherung der unatembaren Gase mit Sicherheit zu vermeiden.
-
Es ist auch bereits bekannt, den Sauerstoff in Abh@ätngigkeit vom
Luftumsatz in das Gerät einzuführen, um Sauerstoff zu sparen. Die Sauerstoffatemschutzger!
äte
müssen dabei derart ausgebildet sein, daß die Sauerstoffzufuhr den Höchstbedarf
der Sauerstoffentnahme berücksichtigt, die sich nach der Konstitution der das Gerät
beatmenden Person und nach deren Arbeitsleistung richtet und sich zwischen 3 und
7% des Luftumsatzes bewegt. Es wird deshalb eine Sauerstoffabgabe von 7,5% des Luftumsatzes
eingestellt. Diese Sauerstoffatemschutzgeräte-arbeiten daher unter Umständen mit
einem hohen Sauerstoffverlust, der bei großem Luftumsatz, wie bei schwerer Arbeit,
denjenigen der Gerüte mit gleichbleibender Sauerstoffzufuhr noch übersteigt. Bei
leichter Arbeit und bei Ruhe ist bei diesen Getäten der Sauerstoffverlust geringer
als bei den mit gleichbleibender Sauerstoffzufuhr ausgerüsteten Sauerstoffatemschutzgeräten.
-
Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der bekannten Sauerstoffatemschutzgeräte
mit Kreislauf der Atemluft, insbesondere derjenigen mit lungengesteuerter Sauerstoffzufuhr,
zu beseitigen. Die Erfindung besteht darin, daß der einströmende Sauerstoff zum
Herauspumpen von Atemluft aus dem Atemluftkreislauf benutzt wird. Dies kann z. B.
in der Weise erfolgen, daß der in den Atemluftkreislauf einströmende Sauerstoff
eine Luftflördervorrichtung betätigt, welche Atemluft aus dem Atemluftkreislauf
ins Freie befördert. Dadurch wird erreicht, daß fortlaufend mit der Gerätluft aus
dem Atemluftkreislauf .eine ausreichende Menge an Fremdgasen entfernt wird, und
zwar unabhängig von der Art und Weise des Luftumsatzes, sondern nur abhängig von
dem tatsächlichen Sauerstoffbedarf des Gerätträgers. Wenn man unterstellt, daß mit
dem Flaschensauerstoff maximal 2% unatembare Gase in den Atemluftkreislauf einströmen,
so genügt es, wenn 4% Atemluft, bezogen auf die dem Atemluftkreislauf zuströmende
Sauerstoffmenge, aus dem Gerät herausgepumpt werden, um zu. erreichen, daß der Sauerstoffgehalt
der Gerätluft nach 5o% konvergiert.
-
Das Herauspumpen von Atemluft in Abhängigkeit. von der dem Atemluftkreislauf
zugeführten Sauerstoffmenge kann auf jede Art und Weise erfolgen. Beispielsweise
kann in den Weg des zuströmenden Sauerstoffes eine Art Gasuhr eingeschaltet sein,
die ihrerseits mit einer Atemluft aus .dem Gerät ins Freie befördernden Pumpe gekuppelt
ist. Sowohl die Gasuhr als auch die Pumpe können beide oder auch jede für sich als
rotierender Gasmesser bzw. rotierende Pumpe, z. B. als Drehkolbenmesser bzw. Drehkolbenpumpe,
ausgebildet sein. Es ist ferner gleichgültig, wie der Gasmengenmesser in den Weg
des zuströmenden Sauerstoffes eingeschaltet ist. Er kann vor oder hinter dem Druckminderer
bzw. vor oder hinter dem lungengesteuerten Sauerstoffzuführungsventil eingeschaltet
sein. Die Atemluft kann an jeder beliebigen Stelle aus dem. Gerät herausgepumpt
werden. So kann z. B. die noch Kohlensäure enthaltende oder auch die bereits von
Kohlensäure befreite Atemluft aus dem Gerät ins Freie gefördert werden.
-
Eine einfache Ausführungsform ist gegeben, wenn der in .den Atemluftkreislauf
einströmende Sauerstoff eine als Kolben- oder Mernbranpumpe ausgebildete Spülluftpumpe
betätigt, deren Kolben bzw. Membran vorzugsweise unter dem Druck einer dein Sauerstoffdruck
entgegenwirkenden Feder steht. Wenn der Kolben bzw. die Membran der Pumpe unter
der Wirkung einer Feder steht, ergibt sich eine einfache Bauform, da die rückläufige
Bewegung des Kolbens bzw. der Membran dann selbsttätig bewirkt werden kann. Beim
Öffnen des Sauerstoffventils strömt Sauerstoff in den Antriebsraum der Pumpe und
von da aus in den Atemluftkreislauf. Entsprechend dem Maß des Druckgefälles auf
diesem Wege entsteht in dem Antriebsraum eine Drucksteigerung, die abfällt,. wenn
das Sauerstoffzuführungsventil wieder geschlossen wird. Diese Druckschwankungen
im Antriebsraum betreiben die Pumpe. Sie können dadurch verstärkt werden, daß in
die Sauerstoffzuführungsleitung hinter dem Antriebsraum der Pumpe eine Düse eingesetzt
ist, die einen Druckanstieg beim Öffnen des Sauerstoffventils erzeugt. Der Druckanstieg
fällt nach dem Schließen des Sauerstoffventils entsprechend dem Abströmen der Sauerstoffmenge.
-
Eine andere Ausführungsform kann darin bestehen, daß die Druckschwankungen,
die sich zwischen dem Ventilverschlußkörper des lungengesteuerten Sauerstoffzuführungsventils
und der Düse des Druckmin.derers einstellen, zum Antrieb einer benutzt werden. In
diesem Fall wird die Arbeit fier das Herauspumpen der Atemluft geleistet durch den
Sauerstoffdruck, der sich beim Schließen des Säuerstoffzüführungsventils in dein
oben angegebenen Raum einstellt, während die Saugarbeit .der Spülluftpumpe durch
die auf die Membran bzw. den Kolben einwirkende Feder dann geleistet wird, wenn
das Sauerstoffzuführungsventil geöffnet wird und infolgedessen in dem oben angegebenen
Raum eine Drucksenkung eintritt.
-
Vorzugsweise steht der Arbeitsraum der Kolben-bzw. Membranpumpe über
ein Saugventil mit der Atemluftleitung und über ein Druckventil mit der Außenluft
in Verbindung. Dabei kann in die vom Arbeitsraum ins Freie führende Abströmleitung
eine Düse eingeschaltet sein. Die in die Sauerstoffzuführungsleitung eingeschaltete
Düse und die in die Atemluftabströmleitung eingeschaltete Düse sind vorzugsweise
derart bemessen, daß sich bei mittlerem Sauerstoffdruck die zuströmende Sauerstoffmenge
zur abströmenden Atemluftmenge etwa wie zoo : 4 oder zoo : 5 verhält. Die Düsen
können leicht auswechselbar angeordnet sein. Außerdem können sie durch vorzugsweise
leicht auswechselbare Filter, z. B. keramische Platten, gegen Verstopfung gesichert
sein.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung
ausgebildeten Sauerstoffatemschutzgerätes schematisch dargestellt, und zwar zeigt
Abb. z die Ansicht .des Sauerstoffatemschutzgerätes, Abb. 2 in größerem Maßstab
die Einzelheiten des Einbaues der Spülluftpumpe in den Atemluftkreislauf des Gerätes
und
Abb. 3 in noch größerem Maßstab einen Querschnitt durch die
Spülluftpumpe.
-
Im Gehäuse i des Sauerstoffatemschutzgerätes ist im oberen Teil die
Alkalipatrone 2 und im unteren Teil die Sauerstoffflasche 3 untergebracht. Zwischen
beiden liegt .der Atembeutel 4.. Rechts im Gehäuse ist an das .Inschlußsbück 5 des
Sauerstoffverteilers die Sauerstoffflasche 3 angeschlossen. Der Sauerstoffverteiler
enthält das von Hand zu betätigende Sauerstoffzusatzventil 7, den Druckminderer
8, das lungengesteuerte Sauerstoff zuführungsventil9 und einen Anschluß für den
Druckmesser 6. Auf der linken Seite des Gehäuses ist an diesem der Ventilkasten
io befestigt, von dem die Faltenschläuche i i und 12 zum Mundstuck oder zur Maske
führen. Unterhalb des Ventilkastens io befindet sich die Spülluftpumpe 13, die in
Abb. 2 und 3 im einzelnen dargestellt ist. Die Einatemluft strömt von dem Atembeutel
.4 durch das Rohr 14 und den Ventilkasten io in den Faltenschlauch i i. Die Ausatemluft
fließt durch den Faltenschlauch 12, den Ventilkasten io, das Rohr 15, die Alkalipatrone
2 und das Rohr 16 in den Atembeutel 4. Sobald dem Atemluftkreislauf so viel
Sauerstoff entnommen wird, daß die Luftmenge zum Füllen der Lunge nicht mehr ausreicht,
wird der Hebel i7, der an der oberen Wand des Atembeutels 4 befestigt ist, niedergezogen
und durch diesen Hebel das lungengesteuerte Ventil 9 (v g1. Abb. 2) geöffnet. Sauerstoff
strömt nun durch die Leitung 18 in die Antriebskammer der Membranpumpe 13 und aus
dieser durch die Leitung i9 in die Einatemkammer des N-'entilkastens io oder in
die Rohrleitung 14. Der durch :die Antriebskammer der Spülluftpumpe 13 strömende
Sauerstoff pumpt selbsttätig eine bestimmte, der zuströmenden Sauerstoffmenge entsprechende
Atemluftmenge aus dem Atemluftkreislauf, beispielsweise aus dem zum Atembeutel führenden
Rohr 16 über die Leitung 29, und drückt sie durch den Stutzen 20 ins Freie.
-
Wie die Abb. 3 zeigt, tritt :der von dem lungengesteuerten Ventil
zugeführte Sauerstoff durch die Leitung 18 und die Bohrung 21 in die Antriebskammer
22, die von der Membran 23 nach oben abgeschlossen ist. Der Drucksauerstoff wird
in der Kammer -22 gestaut, da die Düse 24 ein sofortiges Abströmen zur Leitung i9
verhindert. Der in der Kammer22 entstehende Druck bewegt die Membran 23 entgegen
der Wirkung der Feder 25 aufwärts. Der Druck in der Arbeitskammer 26 steigt infolgedessen
auf den gleichen Druck wie in der Kammer 22, abzüglich des durch die Feder z5 hervorgerufenen
Gegendruckes. Die Ventilplatte 27 wird infolgedessen auf den Ventilsitz 28 gedrückt
und dadurch ein Rückströmen von Luft durch die Leitung 29 in den Atemluftkreislauf
verhindert. Die in der Kammer 26 befindliche Luft kann nur über das Auslaßventil
3o, die Düse 31 und den Stutzen 2o ins Freie entweichen. Die Düsen 24 und 31 sind
so aufeinander abgestimmt, daß bei gegebener Kraft der Feder 25 stets ein gleiches
Verhältnis zwischen der dem Gerät zugeführten Sauerstoffmenge und der aus dem Atemluftkreislauf
herausgepumpten Luftmenge gewährleistet ist. Dieses Verhältnis kann beispielsweise
ioo : 4. sein. .Nach dem Schließen des lungengesteuerten Sauerstoffventils 9 und
nach dem Abströmen des Sauerstoffes aus der Kammer 2:2 durch die Düse 24 fällt der
Druck in der Kammer 22, so daß schließlich die Feder 2, die Membran 23 wieder in
die Ausgangsstellung zurückdrückt. Dabei schließt sich das Ventil 3o, das Ventil
27 öffnet sich, und Luft wird aus dem Atemluftkreislauf durch die Leitung 29 in
die Kammer 26 eingesaugt.
-
Bei der dargestellten Ausführungsform ist das lungengesteuerte Sauerstoffzuführungsventil
9 :über einen Druckminderer 8 an die Sauerstoffflasche angeschlossen. Das lungengesteuerte
Ventil kann aber auch unmittelbar vom Hochdrucksauerstoff gespeist werden.
-
Die Sauerstoffleitung i9 der Spülluftpumpe kann auch an jedem anderen
Punkt in den Atemluftkreislauf münden.