EP0246444A2 - Warneinrichtung zur Anzeige des Erschöpfungszustandes eines Gasfilters - Google Patents

Warneinrichtung zur Anzeige des Erschöpfungszustandes eines Gasfilters Download PDF

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EP0246444A2
EP0246444A2 EP87105362A EP87105362A EP0246444A2 EP 0246444 A2 EP0246444 A2 EP 0246444A2 EP 87105362 A EP87105362 A EP 87105362A EP 87105362 A EP87105362 A EP 87105362A EP 0246444 A2 EP0246444 A2 EP 0246444A2
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EP
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gas filter
heat exchanger
measuring cell
harmful
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Jürgen Coym
Michael Freidank
Axel Dr. Schubert
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B18/00—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
    • A62B18/08—Component parts for gas-masks or gas-helmets, e.g. windows, straps, speech transmitters, signal-devices
    • A62B18/088—Devices for indicating filter saturation

Definitions

  • the invention relates to a warning device for indicating the state of exhaustion of a harmful gas from the air removing or restraining or converting into less harmful substances in connection with a breathing connection.
  • the approaching end of the service life is indicated to the user by a chemical warning layer introduced into the gas filter in such a way that he perceives a correspondingly unpleasant smell on the clean air side of the gas filter as an exhaustion feature. It is a so-called odor detector.
  • This warning device is disadvantageous in that, due to the possible effects of atmospheric moisture on the warning layer, premature exhaustion of the gas filter which retains the harmful gases can be simulated and the gas filter is therefore not used optimally.
  • the invention is therefore based on the object of providing a warning device for displaying the state of exhaustion of a gas filter which retains harmful gases and which ensures reliable indication of exhaustion with optimal utilization of the service life of the gas filter.
  • the advantages achieved by the invention consist in particular in that, on the one hand, the holding time of the gas filter can be increased considerably compared to the previously usual and, on the other hand, a reliable indication of exhaustion is given.
  • the warning device 1 consists of a cartridge-like housing 2 with two opposite connecting pieces 2a and 2b, into which an electrochemical measuring cell 3, a battery 4, an electronic circuit 5, a light-emitting diode 6, an acoustic signal generator 7 and a heat exchanger 8 are housed.
  • An exhalation valve 9 is provided on the housing side of the connecting piece 2a.
  • the heat exchanger 8 is only required if the warning device 1 is used, for example, in a carbon monoxide gas filter, because heating of the inhaled air of over 35 ° C. is then to be expected and the electrochemical measuring cell 3 must be protected from these hot temperatures.
  • the warning device 1 is to be ventilated in alternating breathing, so that the exhalation valve of the breathing connection must be sealed. In the event that the inhalation temperature is below 35 ° C, no heat exchanger is required in warning device 1. The consequence of this is that the warning device 1 then does not have an exhalation valve 9, since the warning device 1 does not have to be ventilated in alternating breathing because of the lack of a heat exchanger.
  • electrochemical measuring cells for the detection of carbon monoxide, chlorine, hydrogen sulfide, hydrocyanic acid and oxygen, which can be used in the warning device 1 for the corresponding gas filter.
  • FIGS. 3 to 5 how the warning device 1 can be installed in a filter device.
  • the cartridge-like housing 2 of the warning device 1 is connected on the one hand with the connection piece 2a to the breathing hose 11 leading to the gas filter 10 and on the other hand with the connection piece 2b directly to the full face mask 12.
  • the gas filter 10 can, for. B. can also be a filter canister.
  • Carbon monoxide retaining gas filter is as follows: The gas filter 10 is ventilated in one direction, ie the inhaled air I flows through the gas filter and through the warning device 1 into the full face mask 12 of the user.
  • the exhaled air II then passes the warning device 1 to behind the heat exchanger 8 and flows out via the exhalation valve 9. From this it is clear that the warning device 1 is ventilated in pendulum breathing.
  • the heat exchanger 8 is cooled by the exhaled air II, so that the hot inhaled air I is cooled from the gas filter 10 when inhaled again, and advantageously to below 40 C, for example, in order to ensure proper functioning of the electrochemical measuring cell 3 when the inhaled air is above a bypass, not shown in the drawing by diffusion through a Teflon membrane reaches the inside of the measuring cell 3.
  • the measuring cell works on the principle of electrochemical oxidation and serves as a measuring element for the detection of harmful concentrations of harmful gases in the inhaled air, which can no longer be retained or removed by the upstream gas filter 10 in the event of exhaustion.
  • the measuring cell 3 measures a certain harmful pollutant concentration, which indicates that the pollutant retained in the gas filter breaks through, which means that the gas filter 10 is exhausted.
  • the warning device 1 with the connection piece 2a is connected directly to the gas filter 10 designed as a filter sleeve and with the connection piece 2b to the breathing tube 11 with the full mask 12.
  • the warning device 1 is connected between the gas filter 10 and the full face mask 12.
  • Fig. 6 shows the electronic circuit arrangement of the warning device 1 as a block diagram, consisting of the electrochemical measuring cell 3 which is followed by a signal amplifier 13 and this a threshold switch 14 and the light emitting diode 6 and the acoustic signal generator 7.
  • a battery 15 is provided with a battery monitor 16, which indicates the consumption of the battery on the light-emitting diode 6 and the signal transmitter 7 optically and acoustically.
  • the switching threshold of the threshold switch 14 is set to the measurement signal corresponding to the alarm-triggering measurement value, which corresponds to a certain harmful gas concentration which indicates the end of the usage time of the gas filter 10.
  • the measurement signal coming from the measuring cell 3 exceeds the set switching threshold (alarm threshold) of the threshold switch 16, its output becomes conductive and the LED 6 and the signal transmitter 7 are activated and trigger the optical and acoustic alarm.
  • the gas filter 10 is then used up.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt eine elektronische Warneinrichtung (1) für ein Filtergerät zur Anzeige des Erschöpfungszustandes des Gasfilters (10), die in Strömungsrichtung hinter dem Gasfilter geschaltet ist. Die Warneinrichtung (1) weist im wesentlichen eine elektrochemische Meßzelle (3) als Meßelement zum Nachweis schädlicher Schadgaskonzentrationen auf, die das Ende der Gebrauchszeit des Gasfilters anzeigt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Warneinrichtung zur Anzeige des Erschöpfungszustandes eines Schadgase aus der Luft entfernenden bzw zurückhaltenden oder in weniger schädliche Stoffe umwandeln­den Gasfilters in Verbindung mit einem Atemanschluß.
  • Bei einer bekannten Warneinrichtung dieser Art wird das nahende Ende der Gebrauchsdauer durch eine in das Gasfilter eingebrachte chemische Warnschicht dem Benutzer derart angezeigt, indem er als Erschöpfungsmerkmal einen entsprechend unangenehmen Geruch auf der Reinluftseite des Gasfilters wahrnimmt. Es handelt sich hierbei um einen sogenannten Geruchswarner.
  • Diese Warneinrichtung ist insofern nachteilig, weil durch evtl. Einwirkungen von Luftfeuchtigkeit auf die Warnschicht eine vorzei­tige Erschöpfung des Schadgase zurückhaltenden Gasfilters vorge­täuscht werden kann und somit das Gasfilter nicht optimal ausgenutzt wird.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Warneinrichtung zur Anzeige des Erschöpfungszustandes eines Schadgase zurückhaltenden Gasfilters zu schaffen, die eine sichere Erschöpfungsanzeige bei optimaler Ausnutzung der Gebrauchsdauer des Gasfilters gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß einerseits die Haltezeit des Gasfilters gegenüber der bisher üblichen erheblich erhöht werden kann und andererseits eine sichere Erschöpfungsanzeige gegeben ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­stellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1 eine Seitenansicht des die Warneinrichtung aufnehmenden Gehäuses, teilweise geschnitten
    • Fig. 2 eine Draufsicht auf das Gehäuse mit Warneinrichtung bei abgenommenem Gehäusedeckel,
    • Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Filtergerätes, wobei die Warneinrichtung direkt an die Vollmaske angeschlossen und über einen Atemschlauch mit einer Filterbüchse verbunden ist,
    • Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Filtergerätes, wobei die Warneinrichtung direkt an die Filterbüchse angeschlossen und über den Atemschlauch mit der Vollmaske verbunden ist,
    • Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel des Filtergerätes, wobei die Warn­einrichtung zwischen einem Gasfilter und der Vollmaske geschaltet ist, und
    • Fig. 6 ein Blockschaltbild der Warneinrichtung
  • Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, besteht die Warnein­richtung 1 aus einem patronenartigen Gehäuse 2 mit zwei gegenüber­liegenden Anschlußstutzen 2a und 2b, in das eine elektrochemische Meßzelle 3, eine Batterie 4, eine elektronische Schaltung 5, eine Leuchtdiode 6, ein akustischer Signalgeber 7 und ein Wärmeaustauscher 8 untergebracht sind. An der Gehäuseseite des Anschlußstutzens 2a ist ein Ausatemventil 9 vorgesehen. Der Wärmeaustauscher 8 ist nur dann erforderlich, wenn die Warneinrichtung 1 beispielsweise bei einem Kohlenmonoxid-Gasfilter eingesetzt wird, weil dann mit einer Erwärmung der Einatemluft von über 35° C zu rechnen ist und die elektrochemische Meßzelle 3 vor diesen heißen Temperaturen geschützt werden muß. Bei Verwendung eines Wärmeaustauschers 8 ist die Warn­einrichtung 1 in Pendelatmung zu beatmen, so daß das Ausatemventil des Atemanschlusses dichtgesetzt werden muß. Für den Fall, daß die Einatemtemperatur unter 35° C liegt, ist in der Warneinrichtung 1 kein Wärmeaustauscher erforderlich. Das hat zur Folge, daß die Warn­einrichtung 1 dann auch kein Ausatemventil 9 aufweist, da wegen des fehlenden Wärmeaustauschers die Warneinrichtung 1 nicht in Pendelatmung beatmet werden muß.
    Es gibt bereits elektrochemische Meßzellen zum Nachweis von Kohlen­monoxid, Chlor, Schwefelwasserstoff, Blausäure und Sauerstoff, die in die Warneinrichtung 1 für die entsprechenden Gasfilter einsetzbar sind.
  • Aus den Figuren 3 bis 5 ist ersichtlich, wie die Warneinrichtung 1 in einem Filtergerät eingebaut werden kann.
    So ist in Fig. 3 das patronenartige Gehäuse 2 der Warneinrichtung 1 einerseits mit dem Anschlußstutzen 2a an dem zum Gasfilter 10 führenden Atemschlauch 11 angeschlossen und andererseits mit dem Anschlußstutzen 2b direkt an die Vollmaske 12. Das Gasfilter 10 kann z. B. auch eine Filterbüchse sein. Die Funktionsweise der derart in ein Filtergerät eingebauten Warneinrichtung, und zwar bei einem z. B. Kohlenmonoxid zurückhaltenden Gasfilter, ist folgen­de:
    Das Gasfilter 10 wird in einer Richtung beatmet, d. h. die Einatemluft I strömt durch das Gasfilter und durch die Warneinrichtung 1 in die Vollmaske 12 des Benutzers. Die Ausatemluft II passiert dann die Warneinrichtung 1 bis hinter den Wärmeaustauscher 8 und strömt über das Ausatemventil 9 ab. Hieraus wird deutlich, daß die Warnein­richtung 1 in Pendelatmung beatmet wird. Der Wärmeaustauscher 8 wird durch die Ausatemluft II gekühlt, so daß beim erneuten Einatmen die heiße Einatemluft I aus dem Gasfilter 10 abgekühlt wird, und zwar vorteilhaft auf beispielsweise unter 40 C, um eine einwandfreie Funktion der elektrochemischen Meßzelle 3 zu gewährleisten, wenn die Einatemluft über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Bypaß durch Diffusion durch eine Teflonmembran in das Innere der Meßzelle 3 gelangt.
    Die Meßzelle arbeitet nach dem Prinzip der elektrochemischen Oxidation und dient als Meßelement zum Nachweis schädlicher Schadgaskonzentrationen in der Einatemluft, die von dem vorgeschal­teten Gasfilter 10 im Falle des Erschöpfungszustandes nicht mehr zurückgehalten bzw. entfernt werden können. Mit anderen Worten: die Meßzelle 3 mißt eine bestimmte schädliche Schadstoffkonzentration, die anzeigt, daß der im Gasfilter zurückgehaltene Schadstoff durch­bricht, was bedeutet, daß das Gasfilter 10 erschöpft ist.
  • In Fig. 4 ist die Warneinrichtung 1 mit dem Anschlußstutzen 2a direkt an den als Filterbüchse ausgebildeten Gasfilter 10 und mit dem An­schlußstutzen 2b an den Atemschlauch 11 mit der Vollmaske 12 ange­schlossen.
  • In Fig. 5 ist die Warneinrichtung 1 zwischen dem Gasfilter 10 und der Vollmaske 12 geschaltet.
  • Fig. 6 zeigt die elektronische Schaltungsanordnung der Warneinrichtung 1 als Blockschaltbild, bestehend aus der elektrochemischen Meßzelle 3 der ein Signalverstärker 13 und diesem ein Schwellwertschalter 14 sowie die Leuchtdiode 6 und der akustische Signalgeber 7 nachgeschal­tet ist. Zur Energieversorgung der Schaltungsanordnung ist eine Batterie 15 mit einer Batterieüberwachung 16 vorgesehen, die den Verbrauch der Batterie an der Leuchtdiode 6 und dem Signalgeber 7 optisch und akustisch anzeigt.
    Die Schaltschwelle des Schwellwertschalters 14 ist auf das den alarm­auslösenden Meßwert entsprechende Meßsignal eingestellt, das einer bestimmten Schadgas-Konzentration entspricht, die das Ende der Gebrauchszeit des Gasfilters 10 anzeigt. Überschreitet beispiels­weise das von der Meßzelle 3 kommende Meßsignal die eingestellte Schaltschwelle (Alarmschwelle) des Schwellwertschalters 16, so wird dessen Ausgang leitend und die Leuchtdiode 6 sowie der Signalgeber 7 werden aktiviert und lösen den optischen und akustischen Alarm aus. Das Gasfilter 10 ist dann verbraucht.

Claims (7)

1. Warneinrichtung zur Anzeige des Erschöpfungszustandes eines Schadgase aus der Luft entfernenden bzw. zurückhaltenden oder in weniger schädliche Stoffe umwandelnden Gasfilters in Verbindung mit einem Atemanschluß, dadurch gekennzeichnet, daß
a) in Strömungsrichtung hinter dem Gasfilter (10) eine mit dem Atemanschluß (12) verbundene elektronische Warneinrichtung (1) geschaltet ist, und
b) die Warneinrichtung (1) eine elektrochemische Meßzelle (3) als Meßelement zum Nachweis schädlicher Schadgas-Konzentra­tionen aufweist, die das Ende der Gebrauchszeit des Gasfil­ters (10) akustisch und optisch mittels eines Signalgebers (7) und einer Leuchtdiode (6) anzeigt.
2. Warneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Warneinrichtung (1) aus einem patronenartigen Gehäuse (2) mit zwei gegenüberliegenden Anschlußstutzen (2a und 2b) besteht, in dem ein Wärmeaustauscher (8) angeordnet ist, der das Gehäuse (2) in zwei Kammern (A und B) unterteilt, wobei die eine Kammer (A) ein Ausatemventil (9) aufweist.
3. Warneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Wärmeaustauscher (8) in der anderen Kammer (B) des Gehäuses (2) eine elektronische Schaltungsanordnung (5) für die elektrochemische Meßzelle (3), dem Signalgeber (7) und der Leuchtdiode (6) angeordnet ist.
4. Warneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichent, daß zur Energieversorgung der Schaltungsanordnung (5) eine Batterie (15) mit einer Batterieüberwachung (16) vorgesehen ist, die den Verbrauch der Batterie (15) an der Leuchtdiode (6) und dem Signalgeber (7) anzeigt.
5. Warneinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Atemanschluß (12) und dem Gasfilter (10) geschaltete Warneinrichtung (1) in Pendelatmung beatembar ist, wobei die Ausatemluft (II) durch den Wärmeaustauscher (8) und das Ausatemventil (9) abströmt.
6. Warneinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnnet, daß beim Durchströmen der Warneinrichtung (1) die Einatemluft (I) über einen Bypaß durch Diffusion in das Innere der Meßzelle (3) gelangt.
7. Warneinrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltungsanorndung (5) der Warneinrichtung (1) einen Schwellwertschalter (14) aufweist, dessen Schaltschwel­le auf ein den alarmauslösenden Meßwert entsprechendes Meßsignal einstellbar ist, das einer von der Meßzelle (3) gemessenen bestimmten Schadgas-Konzentration entspricht, die das Ende der Gebrauchszeit des Gasfilters (10) anzeigt.
EP87105362A 1986-04-22 1987-04-10 Warneinrichtung zur Anzeige des Erschöpfungszustandes eines Gasfilters Expired - Lifetime EP0246444B1 (de)

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