DE969646C - Sauerstoffatemschutzgeraet mit Kreislauf der Atemluft und lungengesteuerter Sauerstoffzufuhr - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 26. JUNI 1958

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Zur Füllung der in Sauerstoffatemschutzgeräten verwendeten Sauerstoffflaschen wird ein Sauerstoff verwendet, der bis zu 2% Fremdgase (Stickstoff und Argon) enthält. Diese bei der Atmung nicht verbrauchten Gase würden sich im Atemkreislauf anreichern, wenn man nicht für deren Entfernung sorgte. Bei Sauerstoffatemschutzgeräten, die mit einer gleichbleibenden Sauerstoffzufuhr versehen sind, wird diese so bemessen, daß sie den Sauerstoffbedarf des mäßig arbeitenden Menschen übertrifft. In Arbeitspausen, also bei geringem Sauerstoffbedarf, füllt sich demzufolge 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 aus dem Atemkreislauf entfernt. Die derartig ausgerüsteten Sauerstoffatemschutzgeräte haben den Nachteil, daß ein erheblicher Teil des gleichmäßig zufließenden Sauerstoffes, insbesondere bei Arbeitspause oder bei leichter Arbeit, unausgenutzt abgeblasen wird, da die gleichbleibende Sauerstoffzufuhr naturgemäß groß genug sein muß, um sowohl bei mäßiger als auch bei zeitweiser schwerer Arbeit eine Anreicherung der unatembaren Gase mit Sicherheit zu vermeiden.

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Es ist bereits ein Sauerstoff atemschutzgerät bekannt, bei dem am Mundstück ein Ventil angebracht ist. Bei jedem Ausatmen wird durch ein Rückschlagventil ein geringer Teil der Ausatemluft in eine Kammer gedrückt, die eine kleine, genau bemessene Ausströmöffnung hat. Das Rückschlagventil soll dafür sorgen, daß beim Einatmen Außenluft in das Gerät nicht eintritt. Bei dem bekannten Gerät ist die gegebenenfalls durch das Rückschlagventil nach außen geförderte Luft in ihrer Menge nicht bestimmt. Diese Luftmenge ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig, die in ihrer Größe nicht bestimmt und zufällig sind. Das Rückschlagventil öffnet sich nur, wenn der Widerstand in der Ausatemluftleitung in der Nähe des Rückschlagventils unter den Bedingungen der Ausatmung größer ist als der Öffnungswiderstand dieses Ventils. Die Höhe des Widerstandes in der Atemleitung ist von mehreren Faktoren abhängig. Die Menge der aus dem Atemluftkreislauf herausgedrückten Luft ist vor allem davon abhängig, wie groß die Ausatemgeschwindigkeit des Gerätträgers ist und wie groß der Luftwiderstand in den Atemluftleitungen des Gerätes ist. Bei langsamer und flacher Atmung ist z. B. die Ausatemgeschwindigkeit klein, so daß der zum Öffnen des Rückschlagventils erforderliche Druck nicht erreicht wird und somit auch keine Ausspülung von Atemluft stattfindet. Auch der Widerstand, den die in den Atemluftleitungen des Gerätes enthaltene Luft dem Ausatemstrom bietet, ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Bei leerem Atembeutel ist der Luftwiderstand klein, so daß dann selbst bei größerer Ausatemgeschwindigkeit sich das Rückschlagventil nicht unbedingt öffnet. Bei dem bekannten Gerät wird in vielen Fällen Atemluft aus dem Atemkreislauf nicht ausgespült.

Es ist weiterhin ein Atemschutzgerät bekannt, das einen aus zwei verschieden großen Teilen bestehenden Atembeutel aufweist. Der größere Teil des Atembeutels steht unter dem ständigen Druck einer ihn zusammendrückenden Feder. An einer starren Wand des kleineren Teiles des Atembeutels ist die Betätigungsvorrichtung für das Sauerstoffzuführungsventil und für ein Entlüftungsventil angelenkt. Beim Ausatmen wird zunächst der kleine Teil des Atembeutels aufgebläht. Dabei wird das Sauerstoff zuführungsventil geschlossen. Erreicht der kleine Atembeutel seine Endstellung, dann wird das Entlüftungsventil geöffnet, und ein Teil der Atemluft strömt aus der Atemleitung ins Freie. Findet aber eine flache Atmung statt, dann erreicht der kleine Atembeutel seine Endstellung nicht, so daß auch das Entlüftungsventil nicht geöffnet wird. Findet aber durch angestrengte Tätigkeit des Gerätträgers eine sehr starke Atmung statt, dann bleibt der kleine Atembeutel dauernd in aufgeblähter Lage, d. h., das Entlüftungsventil ist fast dauernd geöffnet. Auch bei diesem Gerät ist die Menge der nach außen geförderten Luft nicht bestimmt.

Um Sauerstoff zu sparen, ist vorgeschlagen worden, den Sauerstoff in Abhängigkeit vom Luftumsatz in das Gerät einzuführen. Die Sauerstoffatemschutzgeräte 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% bewegt. Es wird deshalb eine Sauerstoffzufuhr von 7,5 °/o des Luftumsatzes vorgesehen. Diese Sauerstoff atemschutzgeräte arbeiten demzufolge unter Umständen mit einem hohen Sauerstoffverlust, der bei großem Liiftumsatz, wie bei schwerer Arbeit, denjenigen der Geräte mit gleichbleibender Sauerstoffzufuhr noch übersteigt. Bei leichter Arbeit und bei Ruhe sind diese Geräte hinsichtlich des Sauer stoff Verlustes denjenigen, die mit gleichbleibender Sauerstoffzufuhr ausgerüstet sind, überlegen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die geschilderten Nachteile der bekannten Sauerstoffatemschutzgeräte zu vermeiden. Die Erfindung betrifft ein Sauerstoff atemschutzgerät mit Kreislauf der Atemluft und lungengesteuerter Sauerstoffzufuhr und besteht in der Anordnung einer in Abhängigkeit vom Luftumsatz in den Atemleitungen betätigten Pumpe, die Atemluft aus den Atemleitungen herauspumpt. Dadurch wird erreicht, daß mit der Gerätluft aus den Atemleitungen eine ausreichende Menge an Fremdgasen entfernt wird. Es sei beispielsweise angenommen, daß 0,2% des Luftumsatzes an Atemluft aus den Atemleitungen entfernt werden. Es wird fernerhin davon ausgegangen, daß in Extremfällen 1500 bzw. 2500 1 Luft umgesetzt werden, bis der Gerätträger 100 1 Sauerstoff verbraucht. Dann werden im ersten Fall 3 1, im zweiten Fall 5 l'Luft aus dem Atemkreislauf entfernt, wenn 1001 Sauerstoff zugeführt sind. Im Atembeutel stellt sich selbsttätig im ersten Fall eine Sauerstoffkonzentration von 33VaVo, im zweiten Fall von 66,7% ein, wenn der Flaschensauerstoff das zuständige Maximum an unatembaren Gasen — nämlich 2% — enthält.

Der Sauerstoff verlust errechnet sich im ersten Fall zu 3 · 0,33 = ι 1 und im zweiten Fall zu 5 · 0,6 = 3 1 Sauerstoff je 100 1 Sauerstoffentnahme. Diese Sauerstoff Verluste sind erheblich geringer als diejenigen, die bei den bekannten Geräten auftreten.

Das Herauspumpen von Atemluft in Abhängigkeit vom Luftumsatz kann auf jede Art und Weise erfolgen. Beispielsweise kann in die Atemleitungen eine Art Gasuhr eingeschaltet sein, die z. B. mit einer aus dem Gerät ins Freie führenden Pumpe gekuppelt ist. Sowohl die Gasuhr als auch die Pumpe oder auch nur eine von beiden kann z. B. als rotierender Gasmesser bzw. Pumpe, z. B. als Dreh-Kolben-Messer bzw.-Pumpe, ausgebildet sein. Es kann dabei gleichgültig sein, wie bzw. wo der Gasmengenmesser in die Atemleitungen eingeschaltet ist. 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.

Zum Herauspumpen der Atemluft aus den Atemleitungen kann eine Vorrichtung dienen, bei der ein

in Abhängigkeit vom Luftumsatz bewegter Teil des Atemschutzgerätes, vorzugsweise der Atembeutel, mittelbar oder unmittelbar (kraft- oder bewegungsschlüssig) die die Luft aus den Atemleitungen nach außen fördernde Luftpumpe betätigt.

Als Luftpumpe kann jede Pumpe bekannter Art verwendet werden. Soweit bei diesen Pumpen die Ein- und Ausatemventile als Rückschlagventile ausgebildet sind, wirken sie bei überfülltem Atembeutel als Überdruckventil. Auch kann die Verbindung der Luftpumpe mit dem bewegten Teil des Luftkreislaufsystems, der die Bewegung der Pumpe bewirkt, jede beliebige Form haben.

Die Luftpumpe kann durch einen außerhalb des Atembeutels angeordneten und mit diesem'verbundenen, das lungengesteuerte Sauer stoff zuführungsventil steuernden Hebel betätigt werden.

Eine weitere einfache Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist gegeben, wenn die Luft-

ao pumpe als Membranpumpe ausgebildet ist, die vorzugsweise mit dem lungengesteuerten Sauerstoffzuführungsventil zu einem gemeinsamen Bauteil vereinigt ist.

Die Luftpumpe kann auch als Faltenbalg ausgebildet und außerhalb oder innerhalb des Atembeutels angeordnet sein. Dabei können eine bzw. beide Begrenzungsflächen des Faltenbalges von den Wandungen des Atembeutels gebildet sein. Die als Faltenbalg ausgebildete Luftpumpe kann auch leicht lösbar mit der bewegten Atembeutelwand verbunden und leicht auswechselbar sein.

Das Sauerstoffatemschutzgerät nach der Erfindung kann auch mit einer an sich bekannten Vorrichtung versehen sein, die beim Öffnen des Ventils der Sauerstoffflasche selbsttätig eine bestimmte Sauerstoffmenge in das Gerät einströmen läßt. Diese bekannten Vorrichtungen dienen dazu, um bei der Inbetriebnahme des Gerätes einen Teil der das Gerät füllenden atmosphärischen Luft auszuspülen.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι den Aufbau eines Gerätes nach der Erfindung in Aufsicht,

Abb. 2 einen Schnitt durch das in Abb. 1 dargestellte Gerät entlang der Linie A-B, wobei die hinter der Bildebene liegenden Teile zur Vereinfachung der Darstellung fortgelassen sind,

Abb. 3 eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes im Schnitt und

Abb. 4 eine der Ausführungsform nach Abb. 3 ähnliche Ausführungsform im Schnitt.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 sind im Gehäuse 1 oben die Alkalipatrone 2, in der Mitte der Atembeutel 3 und unten die Sauerstoffflasche 4 angeordnet. Vom Atembeutel 3 führt eine Rohrleitung 5 zum Einatemventil 6 und zum Einatemschlauch/. Der Ausatemschlauch 8 ist mit der Rohrleitung 9 verbunden, in der das Ausatemventil 10 angeordnet ist. Das obere Ende 11 des Rohres 9 ist mit der Alkalipatrone 2 verbunden, von der die Rohrleitung 12 zu dem Atembeutel 3 führt. Bei geöffnetem Flaschenventil 13 strömt der Drucksauerstoff aus der Flasche 4 zum Druckmesser 14 und zum lungengesteuerten Sauerstoffzuführungsventil 15. Von hier wird er durch eine Verbindungsleitung 16 (Abb. 2) zum Atembeutel 3 geleitet. Unter dem Druckmesser 14 ist ein von Hand zu betätigendes Zusatzventil 17 angeordnet. Der Hebel 18 des lungengesteuerten Ventils ist einerseits am Ventilgehäuse 15 angelenkt und andererseits mit der Wand 19 des Atembeutels 3 mittels eines Knopfes 20 lösbar verbunden. Über dem Hebel 18 liegt eine Brücke 21, die eine Membranpumpe 22 trägt, deren Kolbenstange an den Hebel 18 angelenkt ist. Die Bewegungen des Hebels 18 werden also auf die Membranpumpe 22 übertragen. Diese steht über die Rohrleitung 23 mit der Atemleitung 12 in Verbindung. Diese Rohrleitung 23 kann auch an das Rohr 11 oder an einer anderen Stelle des Atemluftkreislaufs angeschlossen sein, so daß dann von Kohlensäure noch nicht befreite Ausatemluft durch die Membranpumpe 22 aus dem Gerät herausgepumpt wird.

Beim Einatmen wird über den Einatemschlauch 7 Luft aus dem Atembeutel 3 entnommen. Da dessen Boden am Gehäuseboden festgelegt ist, senkt sich beim Einatemzug die Wand 19 des Atembeutels, wobei der Hebel 18 mitgenommen wird. Dadurch wird auch die Membranpumpe 22 betätigt, die durch ein kleines, nicht gezeichnetes Einlaßventil Luft aus dem Gerät ansaugt. Beim Ausatmen hebt sich die Wand 19 des Ausatembeutels. Dadurch wird der Hebel 18 gleichfalls aufwärts bewegt und der Schaft der Membranpumpe 22 nach oben gedrückt. Das Einlaßventil der Membranpumpe schließt sich hierbei, und die in der Pumpe befindliche Luft wird durch ein ebenfalls nicht gezeichnetes Auslaßventil ausgestoßen.

Abb. 3 zeigt das Prinzip eines Ausführungsbeispiels, bei dem auf dem Atembeutel 3 eine als Faltenbalg ausgebildete Luftpumpe 24 angeordnet ist. Der Boden des Atembeutels ist bei 25 am Gerätgehäuse festgelegt, so daß sich beim Beatmen des Gerätes der Deckel 26 des Atembeutels auf und nieder bewegt. Da der obere Teil 27 des Faltenbalges 24 bei 28 festgelegt ist, streckt sich der Faltenbalg 24, sobald der Atembeutel 3 sich entleert. Das Rückschlagventil 29 bleibt hierbei geschlossen, während Luft aus dem Atembeutel 3 durch das Saugventil 30 in den Faltenbalg 27 strömt. Beim Füllen des Atembeutels 3 mit Atemluft hebt sich der Deckel 26, wodurch der Faltenbalg 24 zusammengedrückt wird. Hierbei schließt sich das Ventil 30, und Luft wird aus dem Faltenbalg 2η durch das Rückschlagventil 29 ausgestoßen. Um eine Lageunempfindlichkeit des Gerätes zu gewährleisten, werden federbelastete Ventile verwendet. Die zum Einatemschlauch führende Leitung des Atembeutels 3 ist mit 31, der von der Alkalipatrone zum Atembeutel führende Luftweg mit 32 bezeichnet.

Der Aufbau des in Abb. 4 dargestellten Gerätes entspricht demjenigen der Abb. 3, mit dem Unterschied, daß die als Faltenbalg ausgebildete Luftpumpe 24 im Atembeutel 3 angeordnet ist. Das

Saugventil 30 ist über die Leitung 33 mit der zum Einatemschlauch führenden Leitung 31 des Atembeutels verbunden.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Abb. 3 und wirken die beiden am Faltenbalg angeordneten Ventile 29 und 30 als Überdruckventile, sobald eine weitere Aufwärtsbewegung des Beuteldeckels durch Anschlag begrenzt wird. Dann strömt Luft durch beide Ventile aus dem Atembeutel ins Freie.

Die Ausführungen nach Abb. 3 und 4 sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Atemschutzgerät mit einem lungengesteuerten Ventil ausgerüstet ist, das ohne Hebel arbeitet.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Sauerstoff atemschutzgerät mit Kreislauf der Atemluft und lungengesteuerter Sauerstoffzufuhr, gekennzeichnet durch eine in Abhängigkeit vom Luftumsatz in den Atemleitungen betätigte Pumpe, die aus diesen Atemluft herauspumpt.

2. S auerstoffatemschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Abhängigkeit vom Luftumsatz bewegter Teil des Gerätes, vorzugsweise des Atembeutels, unmittelbar oder mittelbar (kraft- oder bewegungsschlüssig) die die Luft aus den Atemleitungen nach außen fördernde Luftpumpe betätigt.

3. Sauerstoffatemschutzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftpumpe (22) durch einen außerhalb des Atembeutels (3) angeordneten und mit diesem verbundenen, das lungengesteuerte S auerstoffzuführungsventil (15) steuernden Hebel (18) betätigt wird (Abb. 1).

4. Sauerstoffatemschutzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftpumpe als Membranpumpe ausgebildet ist, die vorzugsweise mit dem lungengesteuerten Sauerstoffzuführungsventil zu einem gemeinsamen Bauteil vereinigt ist.

5. Sauerstoffatemschutzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftpumpe als Faltenbalg (24) ausgebildet und außerhalb oder innerhalb des Atembeutels (3) angeordnet ist (Abb. 3 und 4).

6. Sauerstoffatemschutzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine bzw. beide Begrenzungsflächen des Faltenbalges (24) von Wandungen des Atembeutels (31) gebildet sind (Abb. 3 bzw. 4).

7. S auerstoffatemschutzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Faltenbalg ausgebildete Luftpumpe leicht lösbar mit der bewegten Atembeutelwand verbunden und leicht auswechselbar ist.

8. S auerstoffatemschutzgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte Vorrichtung, die bei öffnen des Ventils der Sauerstoffflasche selbsttätig eine bestimmte Sauerstoffmenge in das Gerät einströmen läßt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Französische Patentschrift Nr. 917 321;
»Die Gasmaske«, 1942, Heft 1/2, S. 7 bis 9;
»Glückauf«, 1924, S. 590 bis 593;
Werbeblatt der Firma Appareils Respiratoire Fenzy: Gebrauchsanweisung zum Fenzygerät 1946.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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