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Sauerstoffatemsehutzgerät Bei Sauerstoffatemschutzgeräten mit lungengesteuerter
Sauerstoffzufuhr ist es bekannt, einen Zwischenbehälter zu verwenden, der die Aufgabe
hat, entsprechend seinem vorgesehenen Volumen, das in einem entsprechenden Verhältnis
(4. oder 511/o) zum großen Atembeutel steht, den verbrauchten Sauerstoff zu ersetzen.
Da der Zwischenbehälter in seinen Ausmaßen festliegt, wird dem Gerät -hierdurch
immer die prozentual gleiche Menge an Sauerstoff zugeführt. Diese Bauart der Geräte
berücksichtigt nicht in genügendem Maße, daß die Sauerstoffaufnahme des Blutes bei
Sondereinflüssen sehr unterschiedlich ist und von 4 bis etwa 81/o, schwanken kann.
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Die Erfindung hat eine Steuerung der Sauerstoffzufuhr bei Sauerstoff
atemschutzgeräten zum Gegenstand und besteht darin, daß nach Beendigung einer oder
mehrerer Ausatmungen die für die !'Atmung benötigte Sauerstoffmenge nur bis zum
Fassungsverm ',en des Atembeutels aus der Sauerstoffflasche ergänzt wird, um Sauerstoffverluste
zu vermeiden und den Wirkungsgrad der bekannten Geräte zu verbessern. Nach der Erfindung
soll infolgedessen die nach einem oder mehreren Atemvorgängen im Atembeutel fehlende
Luftmenge durch eine entsprechende Sauerstoffmenge wieder ersetzt werden, wobei
die durch die Atmung verursachte Beutelbewegun.g in Abhängigkeit von dem jeweiligen
Füllungsgrad des Atembeutels die Sauerstoffzu.fub-r derart steuert, daß nach Füllung
des noch fehlenden, veränderlichen. Beutel.volumens infolge des unterschiedlich
hohen Sauers.toffverbraucjhs des Gerätträ:gers die Sauers,toffz;ufuhr verlustfrei
begrenzt wird.
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Zur praktischen Durchführung der Erfindung können mechanische Steuerelemente
benutzt werden. Es ist z. B. möglich, innerhalb oder außerhalb des
Atembeutels
eine entsprechend den Bewegungen des Atembeuters mit Ausströmöffnung versehene und
an die Sauerstoffleitung angeschlossene, auf Saug und Druck wirkende Vorrichtung
anzubringen, die einerseits durch eine Leitung über ein Ventil, z. B. membrangesteuertes
Ventil, mit dem Sauerstoffbehälter und andererseits mit dem Atembeutel durch ein
Ventil derart verbunden ist, daß :durch die Bewegung des Atembeutels infolge der
Einatmung in dem Ventilsteuerbeutel ein Überdruck entsteht wind dadurch der Sauerstoff
aus dem Ventilsteuerbeutel in den Atembeutel übertritt sowie bei der Ausatmung infolge
des Unterdrucks im Ventilsteuerbeutel das membrangesteuerte Ventil. geöffnet wird
und Sauerstoff in den Ventilsteuerbeutel so lange einströmt, bis ein, Steuerhebel
bei Erreichung der Füllgrenze des Atembeutels das Sauerstoffventil schließt. Die
Erfindung wird auch schon verwirklicht, wenn die Einstellung der Steuerung so. vorgenommen
wird, daß kurz vor der Erreichung der Füllgrenze des Atembeutels das Sauerstoffventil.
geschlossen wird.
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Bei Anordnung einer Steuervorrichtung, wie z. B. einem Beutel, zur
Betätigung- des Sauerstoffventils außerhalb des Atern:beutels kann die Steuervorrichtung
durch Leitungen mit eingebautem Ventil, z. B. membrangesteuertem Ventil, mit dem
Sauerstoff-' behälter so verbunden werden, daß. bei der Einatmung infolge eines
Auseinanderziehens der Steuervorrichtung durch den hierdurch entstehenden Unterdruck
das membranigesteuerte Ventil geöffnet wird und der Sauerstoff in, die Steuervorrichtung
einst römt. Gleichzeitig wird ein mit dem membrangesteuerten Ventil verbundener
Spülbeutel betätigt, der durch eine Leitung mit eingebautem Rückschlagventil mit
lern Atembeutel verbanden i.st'und vom Atembeutel mittels eines Hebels gesteuert
wird. Während der Einatmung wird der Spülbeutel mit Geräteluft gefüllt.
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Während der Ausatmung bleibt -das mem@brangesteuerte Sauerstoffventil
zunächst geschlossen und wird erst bei einem stärkeren Überdruck im Spülbeutel leicht
und kurz vor Erreichung der Füll.-grenze auch nach Beendigung der Ausatmung stärker
geöffnet, bis bei Erreichung der Füllgrenze das Spülbeutelüberdruckventil geöffnet
wird.
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Die Erfindung kann aber auch ohne Verwendung eines Ventilsteuerbeutels
beispielsweise dadurch verwirklicht werden, daß ein, membrangesteuertes Ventil einerseits
mit dem Atembeutel und dem Sauerstoffbehälter sowie andererseits mit einem Spülbeutel
in Verbindung gebracht wird, der durch einen Steuerliebel mit dem Atembeutel so
verbunden ist, daß .bei der Einatmung Gerätluft durch eine Leitung mit eingebautem
Rückschlagventil aus dem Atembeutel in den Spülbeutel, die beide durch einen Hebel
verbunden. sind, angesaugt wird. Die im Spülbeutel bei der Ausatmung unter Überdruck
stehende Luft übt nach Beendigung der Ausatmung, sofern der Füllungsgrad des Atembeutels
noch nicht erreicht ist, auf das während der Ausatmung bereits :leicht geöffnete
membrangesteuerte Sauerstoffventil bis zur Erreichung der Füllgrenze des Atembeuteln
eine Druckwirkung aus und hält dadurch das Ventil so lange offen, bis der Überdruck
durch Öffnen. eines Überdruckventils ausgespült wird.
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Nach der Erfindung ist es möglich, doppelte Steuervorrichtungen zur
Schließung der Sauerstoffzufuhr bei Erreichung oder kurz vor Erreichung der Füllgrenze
des Atembeutels anzuordnen, um die Arbeitsweise des Geräts mit größerer Sicherheit
zu gewährleisten. Als Beispiel einer doppelten Steuervorrichtung wird die Anwendung
eines mem@branr gesteuerten Ventils mit an seiner Ventilstange angebrachter Kulisse
sowie ,getrennt angeordnetem Mitnehmet offenbart, der mit Hilfe eines vom Atembeutel
bis zur Füllgrenze bewegten Winkelhebels die Sauerstoffzufuhr unabhängig von der
Membranwirkung bei Erreichung der Füllgrenze zu schließen vermag.
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Nach der Erfindung kann des weiteren mir dem Atembeutel bzw. den durch
ihn bewegten Teilen eine Spülvorrichtung verbunden werden, wobei je Atemzug oder
nach einer Reihe von Atemzügen eine bestimmte Luftmenge aus dem Atmungskreislauf
durch ein Ventil entweichen kann. Hierdurch wird erreicht, daß eine zwangsweisse
und begrenzte Spülung erfolgt.
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Die Erfindung kann auch in sonstigen Gaszusatz steuernden Geräten
angewendet werden.
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In der Zeichnung sind einige Anusführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Die Darstellung beschränkt sich auf den für die Erfindung in Betracht
kommenden Teil eines Atemgeräts.
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Nach Fig. z ist innerhalb des Atembeutels i ein Ventilsteuerbeutel2
eingebaut, der einerseits mit einer Sauerstoffzuführungsleitung 3, die durch ein
membrangesteeuertes Ventil 4a mit dem Sauerstoffbehälter 5 in, Verbindung steht,
und andererseits mit einem Ventil 6 versehern; ist, das gleichzeitig ein Spülventil
7 betätigt. Beide Ventile 6 und 7 sitzen auf einer Ventilstange i9 und werden durch,
eine Membran 2o betätigt. Die Membran ist in einem Ventilgehäuse 2i angeordnet,
das einerseits m-it dem Steuerbeutel 2 und andererseits mit dem Atembeutel i verbunden
ist. Die Wandungen des Ventilgehäuses sind unterhalb und oberhalb der Membran 2o
mit Drosselöffnungen 22 versehen. Über dem Spülventil 7 ist zur Sicherheit ein Rückschlagventi.l
18 eingebaut. An der Ventilstange 8 des membrangesteuerten Ventils 4 ist ein Mutnehmer
9 angebracht, der mit Hilfe eines vom Atembeutel, i innerhalb der Füllgrenzen bewegten
Winkelhebels io die Sauerstoffleitung 3 schließt. An der Ventilstange 8 des membrangesteuerten
Ventils 4 befindet sich eine Einstellschraube i i, um eim Hemmungsmoment herbeiführen
zu können.
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Die Wirkungsweise des Geräts bei den verschiedenen Atmungsphasen ist
folgende: Bei der Einatmung wird der im Steuerhebel 2 vrarhandern.e Druck auf die
Membran 4 mit Sauerstoffventi14a übertragen, wodurch das Ventil 4.a geschlossen
wird. Durch denselben Druck wird das Ventil 6 geöffnet und gleichzeitig Membran
2o und Ventilstange i9 derart nach oben gedrückt, daß das Venti.
l7
geschlossen: wird. Bei der Ausatmiung wird der Atembeutel i mit Ausatmungsluft angefüllt
und nimmt den Steuerhebel 2 mit. Hierdurch entsteht im Steuerbeutel 2 ein Unterdruck.
Durch diesen Unterdruck wird das Ventil 6 auf seinen Sitz gedrückt und geschlossen.
Hierdurch wird mittels der Ventilstange ig und. der Membran 2o das Spülventil 7
geöffnet, so daS kleine Atmungsluftmengen durch die Drosselöffnungen, das geöffnete
Ventil 7 und das Rückschlagvenbil 18 ausströmen. können. Außerdem überträgt sich
der Unterdruck im, Steuerbeutel 2 auf die Membran 4 mit Sauerstoffventil 4a und
öffnet die Sauerstoffzufuhr aus der Sauerstoffleitung 3; am Sch:luß der Ausatmung,
bei der das Sauers:toffzuf'ührungsventil4a geöffnet ist, nimmt der Hebel io den
Mitnehmer g mit und schließt dadurch das Sauerstoffzuführungsventil 49 wieder ab.
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Nach Fig. 2 ist außerhalb des Atembeutels i ein Ventilsteuerbeutel
2 angebracht, der unter Einschaltung eines menbbrangesteuerten Ventils 4a sowohl
über die Leitung 3a und unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 17 mit dem
Atembeutel i als auch über die Leitung 3° über das Membrangesteuerte Ventil 4a und
die Leitung 3b mit dem Sauerstoffbehälter 5 in Verbindung steht. Außerdem ist ein
Steuerbeutel, der, weil. er zugleich. auch als Spülbeutel dient, nicht die Bezeichnung
2, sondern eine neue Bezeichnung 16 erhalten hat, so angeordnet, daß er durch eine
Leitung 13 mit eingebautem Rückschlagventil 14 über die Ausatmungsleitung mit dem
Atembeutel i verbunden ist und vom Atembeutel mittels eines um die Achse 24 schwenkbaren
Hebels 12 gesteuert wird. Der Steuerbeutel 16 hat eine Verbindungsleitunig 27 mit
dem Membrangesteuerten Ventil ja. Außerdem ist ein Überdruckventil 15, welches durch
den Winkelhebel 12 betätigt wird, angeordnet. Der Winkelhebel' 12 ist im Winkelscheitelpunkt
auf einer Achse 24 gelagert und weist auf seinem kurzen Hebelschenkel ein Langloch
25 auf, in dem ein Stift geführt ist, der an einer mit dem beweglichen Boden des
Steuerbeutels 16 verbundenen Stange 26 sitzt.
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Bei der Einatmung wird infolge der Zus,am:menziehung des Atembeutel-a-
i durch den im Steuerbeutel2 entstehenden Unterdruck das Membrangesteuerte Ventil
4a geöffnet, wodurch, Sauerstoff in den Ventilsteuerbeutel2 einströmt. Gleichzeitig
wird durch das Strecken des Steuerbeutels 16 mittels der Bewegung des Hebels 12
im Spülbeutel 16 ein Unterdruck erzeugt und Atemluft durch die Leitung über das
Rückschlagventil 14 angesaugt. Bei der Ausatmung füllt sich. der Atemibeutel i,
wodurch der Ventilsteuerbeutel2 zusammengedrückt wird und wodurch der unter Druck
stehende Sauerstoff durch die Leitungen 3a und 3a in den. Atembeutel übertritt.
Gleichzeitig wird infolge des Zusammendrückens des Spülbeutels 16 durch die Bewegung
des Hebels 12 der Druck im Spülbeutel 16 gesteigert, und zwar stärker als im Steuerbeutel
2. Dieser Druck überträgt sieh auf dass mernbranges:teuerte Sauerstoffventil 4.a
und öffnet letzteres. Der Öffnungsvorgang vollzieht sich so, daß die im Stenerspülbeutel
16 bei der Ausatmung unter Überdruck stehende Luft nach Beendigung der Ausatmung,
sofern der Füllungsgrad des, Atembeutels noch nicht erreicht ist, auf das während
der Autsatmung bereits leicht geöffnete membrangesteuerte Ventil4@ bis zur Erreichung
der Füllgrenze des Atembeutels seine Druckwirkung ausübt und dadurch das Ventil4a
so lange, offen hält, bis der Überdruck durch Öffnen des Überdruckventils i = mittels
des Hebels 12 ausgespült wird.
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Nach Fig. 3 ist das membrangestenerte Ventil 4a einerseits mit dem
Atembeutel' i durch die Leitung 3a und dem Sauerstoffbehälter 5 durch, die Leitung
3b sowie andererseits mit einem Beutel 16 verbunden, der gleichzeitig als Steuerbeutel.
dient. Der Spülbeutel 16 steht durch einen. Steuerhebel 12 mit dem Atembeutel i
derart in Verbindung, daß bei der Einatmung Gerätluft durch die Leitung 13 mit eingebautem
Rückschlagventil 14 aus dem Atembeutel i in den Beutel 16- strömt. Bei der Ausatmu,ng
wird der Beutel 16 mittels der Bewegung des Hebels 12 derart zusammengedrückt, d'aß
durch den entstehenden Überdruck das mem'.bran.geis.te.uerte Ventil 4.9 geöffnet
wird und so :lange: offen bleibt, bis der Hebel 12 durch die Füllung des Atembeutels
das Überdruckventil 15 öffnet und den Überdru..ck ausspült. Bei der Einatmung wird
infolge der Zusammenziehung des Atembeutels der Steuerbeutel 16 durch die Bewegung
des Winkel:hebel's 12 gestreckt, wodurch Gerätluft durch die Leitumg 13 über das
Ventil 14 in den Beutel 16 einströmt. Bai der Ausatmung wird der Spülbeutel 16 durch:
die Bemvegung des Winkelhebels 12 zusammengedrückt, wodurch der Überdruck die Membran
4 ausdehnt und infolgedessen das Ventil 4" öffnet, und zwar so lange, bis der kürzere
WinkelhebelSch:erikel das Ventil 15 öffnet und der Überdruck entweichen kann. Hierdurch
bewegt sich die Membran 4 wieder in ihre Ruhestellung, wodurch. das Ventil 4a geschlossen
wird.