EP0319612A1 - Das Sprechen und Ausatmen zulassende Vorrichtung, insbesondere für Atemschutzmasken - Google Patents

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EP0319612A1
EP0319612A1 EP87118418A EP87118418A EP0319612A1 EP 0319612 A1 EP0319612 A1 EP 0319612A1 EP 87118418 A EP87118418 A EP 87118418A EP 87118418 A EP87118418 A EP 87118418A EP 0319612 A1 EP0319612 A1 EP 0319612A1
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EP
European Patent Office
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valve
inner tube
outer tube
end wall
exhalation
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EP87118418A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Valentin Dipl.-Ing. Nentchev Nentchev
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ZENTRALEN INSTITUT PO CHIMITSCHESKA PROMISCHLENOST
Original Assignee
ZENTRALEN INSTITUT PO CHIMITSCHESKA PROMISCHLENOST
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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device that allows speech and exhalation with a sound-transmitting device and at least one exhalation valve, which is followed by at least one air outlet opening, in particular for respiratory masks.
  • the sound-transmitting device which consists of a sound-transmitting membrane sealed in a valve support, and the exhalation valve , which has a valve seat on the valve carrier and a valve membrane fixed centrally on the valve seat, arranged one below the other.
  • valve carrier occupies a considerable area of the respirator and there is a relatively large area around the nose and mouth of the person wearing the respirator, in which the mask is not in contact with the face. It is also unfavorable that the sound-transmitting membrane around the off breathing valve are offset with respect to the direction of flow of exhaled air, which affects the sound transmission. Since the area that the exhalation valve occupies is relatively small, the flexibility of the exhalation valve is impaired, so that its resistance per unit area is large, ie a correspondingly high pressure must be generated for the exhalation. In addition, there is only a limited space available, which does not allow a series arrangement of several exhalation valves to increase the degree of protection of the respiratory mask with regard to highly toxic gases or vapors.
  • the object on which the invention is based is therefore to design the device of the generic type in such a way that, with a minimal proportion of the surface of the respirator mask and with a minimal free space around the nose and mouth, it provides perfect protection against toxic gases or vapors, with little resistance when exhaling is and a perfect sound transmission is guaranteed without additional reinforcement.
  • an outer tube in which an inner tube is arranged coaxially, and by an end wall connecting the outer tube and the inner tube in an end region, in which end region the inner tube is hermetically sealed by the sound-transmitting device, which Exhalation valve is arranged sealingly between the inner tube and the outer tube and the air outlet openings are provided in the outer tube between the exhalation valve and the end wall.
  • the exhalation valve expediently consists of a disk-shaped valve seat and a valve membrane arranged on the side of the valve seat facing the end wall, each of which surrounds the inner tube with a central opening.
  • An advantageous embodiment is characterized by a plurality of openings formed in the valve seat concentrically with its central opening.
  • valve membrane consisting of an annular disk made of elastic material can advantageously be provided with ribs on one side or on both sides or have a step-shaped profile.
  • the protective effect can also be increased by at least one additional exhalation valve arranged between the outer tube and the inner tube axially at a distance from the side of the one exhalation valve facing away from the end wall.
  • the device according to the invention it is possible to omit the installation of valves or other elements in the side walls of the mask, so that it can optimally fit against the face.
  • the glasses inserted into the respirator can be placed very close to the eyes, increasing the viewing angle and working with optical ones Devices can be made possible. Since the sound transmission device and the exhalation valves can be positioned on the same axis in close proximity to the mouth, the flow of exhaled air and the sound waves hit the exhalation valves and the sound transmission device in the shortest possible way, which largely reduces transmission losses.
  • the resistance to opening when exhaling is low and the time in which the exhalation valves close after exhalation is finished, thereby preventing the penetration of toxic gases or vapors or other substances . Since the area occupied by the device in the front part of a respiratory mask is practically not larger than the area that is otherwise only occupied by the sound-transmitting device, the construction of the device is very compact.
  • the device that allows speaking and exhaling consists of an outer tube 1 and a coaxial to it arranged inner tube 2, which are connected in Fig. 1 in the left part, ie the part pointing away from the respirator, by an end wall 3, which is formed by a conical extension of the inner tube 2.
  • Exhalation valves 4 are arranged in the annular space formed between the outer tube 1 and the inner tube 2.
  • air outlet openings 5 for the exhaled air.
  • a sound-transmitting device 6 is attached, which hermetically seals the outlet of the inner tube 2 at the front end.
  • each exhalation valve 4 consists of a valve seat 7 and a valve membrane 8, which are sealingly attached between the outer tube 1 and the inner tube 2.
  • the valve seat 7 has the shape of a disk with a central opening 9, to which openings 10 are concentrically arranged, through which the exhaled air flows out.
  • the valve membrane 8 shown in FIG. 4 consists of an elastic material and has the shape of a disc with a central opening 11. Ribs can be provided on one or both sides of the valve membrane 8, the valve membrane 8 can also have a step-shaped profile, which is not shown in detail.
  • the valve membrane 8 is on the end wall 3 facing side of the Ven tilsitzes 7 arranged.
  • a shoulder is provided on the inner tube 2, on which the edge of the valve membrane 8 surrounding the central opening 11 rests and is held by an annular web surrounding the central opening 9 of the valve seat.
  • the valve seat 7 is connected via radial webs to an outer ring web, the inner ring web, the outer ring web and the radial webs delimiting the openings 10 for the passage of the exhaled air.
  • an outer shoulder is formed on the side facing the end wall 3, into which a sealing ring is inserted, which ensures the sealing of the valve seat 7 against the inner wall of the outer tube 1.
  • valve membrane 8 is fixed on the inner tube side and lies sealingly on the outer annular web of the valve seat 7, from which it lifts off due to the pressure during exhalation, as a result of which the exhaled air can flow out through the openings 10 to the air outlet openings 5.
  • the exhaled air thus reaches the outside atmosphere through the air outlet openings 5.
  • the sound vibrations when speaking are transmitted through the inner tube 2 to the sound-transmitting device 6 formed by a membrane and from there in the form of vibrations to the environment. Since the exhalation valves 4 close very quickly after exhaling, the penetration of the air from the outside atmosphere is prevented. Even if small amounts of the outside air through the first exhalation valve 4 directly upstream of the air outlet openings 5 into the space between the outer tube 1 and the inside tube 2 should arrive, this air remains trapped between the exhalation valves 4 and is transported back to the outside atmosphere with the next exhalation.

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Abstract

Die Vorrichtung besteht aus einem Außenrohr (1), in welchem koaxial ein Innenrohr (2) angeordnet ist. Das Außenrohr (1) und das Innenrohr (2) sind in ihrem einen Endbereich durch eine Abschlußwand (3) verbunden. In diesem Endbereich ist das Innenrohr (2) von einer schallübertragenden Einrichtung (6) luftdicht abgeschlossen. Zwischen dem Innenrohr (2) und dem Außenrohr (1) ist wenigstens ein Ausatemventil (4) angeordnet. In dem Außenrohr (1) sind zwischen dem Ausatemventil (4) und der Abschlußwand Luftaustrittsöffnungen (5) vorgesehen. Diese Vorrichtung benötigt beim Einbau in die Atemschutzmaske wenig Platz und gewährleistet den erforderlichen Schutz gegenüber der Außenatmosphäre ohne die Schallübertragung beim Sprechen oder das Ausatmen merklich zu beeinträchtigen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine das Sprechen und Ausatmen zulassende Vorrichtung mit einer schallübertragenden Ein­richtung und wenigstens einem Ausatemventil, dem wenig­stens eine Luftaustrittsöffnung nachgeordnet ist, insbe­sondere für Atemschutzmasken.
  • Bei einer solchen, aus der DE-OS 34 46 771 bekannten Vor­richtung, die nasen- bzw. mundseitig abdichtend in der Frontseite einer Gasmaske eingesetzt wird, sind die schallübertragende Einrichtung, die aus einer in einem Ventilträger abdichtend eingespannten schallübertragen­den Membrane besteht, und das Ausatemventil, welches ei­nen Ventilsitz am Ventilträger und eine zentral am Ven­tilsitz festgelegte Ventilmembran aufweist, untereinan­der angeordnet.
  • Das bedeutet, daß der Ventilträger eine beträchtliche Fläche der Atemschutzmaske einnimmt und ein relativ großer Bereich um die Nase und um den Mund der die Atemschutzmaske tragenden Person vorhanden ist, in wel­chem die Maske nicht am Gesicht anliegt. Ungünstig ist ferner, daß die schallübertragende Membran um das Aus­ atemventil im Bezug auf die Strömungsrichtung ausgeatmeter Luft zueinander versetzt sind, was die Schallübertragung beeinträchtigt. Da die Fläche, die das Ausatemventil ein­nimmt, relativ klein ist, ist die Flexibilität des Aus­atemventils beeinträchtigt, so daß sein Widerstand pro Flächeneinheit groß ist, also für das Ausatmen ein ent­sprechend hoher Druck erzeugt werden muß. Außerdem steht nur ein begrenzter Raum zur Verfügung, der eine Hinter­einanderanordnung von mehreren Ausatmungsventilen zur Steigerung des Schutzgrades der Atemschutzmaske in Bezug auf stark giftige Gase oder Dämpfe nicht zulässt.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszu­bilden, daß sie bei minimalem Anteil der Atemschutzmasken­oberfläche und bei minimalem freien Raum um Nase und um Mund den Schutz vor giftigen Gasen oder Dämpfen einwand­frei gewährleistet, wobei der Widerstand beim Ausatmen gering ist und eine einwandfreie Schallübertragung ohne zusätzliche Verstärkungsmittel gewährleistet ist.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von der gattungsgemäßen Vor­richtung durch ein Außenrohr, in welchem koaxial ein In­nenrohr angeordnet ist, und durch eine das Außenrohr und das Innenrohr in einem Endbereich verbindende Abschluß­wand gelöst, wobei in diesem Endbereich das Innenrohr von der schallübertragenden Einrichtung luftdicht abge­schlossen ist, das Ausatemventil abdichtend zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr angeordnet ist und die Luft­austrittsöffnungen im Außenrohr zwischen dem Ausatemven­til und der Abschlußwand vorgesehen sind.
  • Eine baulich einfach gestaltete Ausführungsform ergibt sich dann, wenn die Abschlußwand von einer kegelförmigen Erweiterung des Innenrohres gebildet wird.
  • Zweckmäßigerweise besteht das Ausatemventil aus einem scheibenförmigen Ventilsitz und aus einem auf der der Abschlußwand zugewandten Seite des Ventilsitzes angeord­neten Ventilmembrane, die jeweils mit einer zentralen Öffnung das Innenrohr umschließen.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dabei durch eine Vielzahl von im Ventilsitz konzentrisch zu seiner zentralen Öffnung ausgebildeten Öffnungen aus.
  • Die aus einer Ringscheibe aus elastischem Material beste­hende Ventilmembrane kann dabei vorteilhafterweise auf der einen Seite oder beidseitig mit Rippen versehen sein oder ein stufenförmiges Profil aufweisen.
  • Die Schutzwirkung kann außerdem durch wenigstens ein zwi­schen dem Außenrohr und dem Innenrohr axial im Abstand zu der von der Abschlußwand abgewandten Seite des ei­nen Ausatemventils angeordnetes weiteres Ausatemventil erhöht werden.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, den Einbau von Ventilen oder anderen Elementen in den Seitenwänden der Maske wegzulassen, so daß sich diese optimal an das Gesicht anlegen kann. Die in die Atem­schutzmaske eingesetzten Gläser können bezogen auf die Augen ganz nahe daran angeordnet werden, wodurch der Blickwinkel vergrößert und ein Arbeiten mit optischen Geräten ermöglicht werden kann. Da die schallübertragende Einrichtung und die Ausatemventile auf ein und derselben Achse in unmittelbarer Nähe zum Mund positioniert werden können, treffen der Strom der ausgeatmeten Luft und die Schallwellen auf kürzestem Weg direkt auf die Ausatemven­tile und die schallübertragende Einrichtung, was Übertra­gungsverluste weitgehend reduziert. Aufgrund der großen Fläche der Ausatemventile und aufgrund der speziellen Befestigung der Ventilmembranen ist der Widerstand gegen das Öffnen beim Ausatmen gering und die Zeit kurz, in der die Ausatemventile nach Beendigung des Ausatmens schließen, wodurch das Eindringen von giftigen Gasen oder Dämpfen oder anderen Substanzen vermieden wird. Da die von der Vorrichtung im Frontteil einer Atemschutzmaske eingenommene Fläche praktisch nicht größer ist als die Fläche, die sonst nur von der schallübertragenden Einrich­tung eingenommen wird, ist die Bauweise der Vorrichtung sehr kompakt.
  • Anhand einer Zeichnung wird eine Ausführungsform der Er­findung näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1 die Vorrichtung schematisch im Axialschnitt,
    • Fig. 2 ein in der Vorrichtung eingesetztes Ausatemventil im Axialschnitt,
    • Fig. 3 den Ventilsitz des Ausatemventils in einer Stirn­ansicht und
    • Fig. 4 die Ventilmembrane des Ausatemventils in der Stirnansicht.
  • Die das Sprechen und Ausatmen zulassende Vorrichtung be­steht aus einem Außenrohr 1 und einem koaxial dazu ange­ ordneten Innenrohr 2, die in Fig. 1 im linken Teil, also dem von der Atemschutzmaske wegweisenden Teil, durch ei­ne Abschlußwand 3 miteinander verbunden sind, welche von einer kegelförmigen Erweiterung des Innenrohrs 2 gebildet wird. In dem zwischen dem Außenrohr 1 und dem Innenrohr 2 gebildeten Ringraum sind Ausatemventile 4 angeordnet. In dem Breich des Außenrohrs 1 zwischen der Abschlußwand 3 und dem der Abschlußwand 3 nächstgelegenen Ausatemventil 4 befinden sich Luftaustrittsöffnungen 5 für die ausgeat­mete Luft. Vor der Abschlußwand 3 ist eine schallübertra­gende Einrichtung 6 angebracht, welche den Ausgang des Innenrohrs 2 am vorderen Ende hermetisch abschließt.
  • Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, besteht jedes Ausatemven­til 4 aus einem Ventilsitz 7 und aus einer Ventilmembrane 8, die abdichtend zwischen dem Außenrohr 1 und dem Innen­rohr 2 angebracht sind.
  • Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, hat der Ventilsitz 7 die Form einer Scheibe mit einer zentralen Öffnung 9, zu der konzentrisch Öffnungen 10 angeordnet sind, durch die die ausgeatmete Luft abströmt.
  • Die in Fig. 4 gezeigte Ventilmembrane 8 besteht aus einem elastischen Material und hat die Form einer Scheibe mit einer zentralen Öffnung 11. Auf der einen oder auf beiden Seiten der Ventilmembrane 8 können Rippen vorgesehen sein, die Ventilmembrane 8 kann auch ein stufenförmiges Profil aufweisen, was im einzelnen nicht dargestellt ist.
  • Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist die Ventilmembrane 8 auf der der Abschlußwand 3 zugewandten Seite des Ven­ tilsitzes 7 angeordnet. Dabei ist am Innenrohr 2 eine Schulter vorgesehen, an der der die zentrale Öffnung 11 umgebende Rand der Ventilmembrane 8 anliegt und da­gegen durch einen die zentrale Öffnung 9 des Ventil­sitzes umgebenden Ringsteg gehalten wird. Der Ventil­sitz 7 ist über radiale Stege mit einem äußeren Ring­steg verbunden, wobei der innere Ringsteg, der äußere Ringsteg und die radialen Stege die Öffnungen 10 für den Durchlaß der ausgeatmeten Luft begrenzen. Mit dem äuße­ren Ringsteg des Ventilsitzes 7 ist auf der der Abschluß­wand 3 zugewandten Seite eine Außenschulter ausgebildet, in die ein Dichtungsring eingelegt ist, der die Abdich­tung des Ventilsitzes 7 gegenüber der Innenwand des Außenrohres 1 gewährleistet. Die Ventilmembrane 8 ist bei diesem Aufbau innenrohrseitig fixiert und liegt ab­dichtend an dem äußeren Ringsteg des Ventilsitzes 7 auf, von dem sie durch den Druck beim Ausatmen abhebt, wodurch die ausgeatmete Luft durch die Öffnungen 10 zu den Luft­austrittsöffnungen 5 abströmen kann.
  • Die ausgeatmete Luft gelangt also, nachdem der Widerstand der Ausatemventile 4 überwunden ist, durch die Luftaus­trittsöffnungen 5 in die Außenatmosphäre. Die Schallschwin­gungen beim Sprechen werden durch das Innenrohr 2 auf die von einer Membrane gebildeten schallübertragenden Einrichtung 6 übertragen und von dieser in Form von Schwingungen an die Umgebung. Da sich die Ausatemventile 4 nach dem Ausatmen sehr schnell schließen, wird das Ein­dringen der Luft der Außenatmosphäre verhindert. Selbst wenn kleine Mengen der Außenluft durch das den Luftaus­trittsöffnungen 5 direkt vorgeordnete erste Ausatemven­til 4 in den Raum zwischen dem Außenrohr 1 und dem Innen­ rohr 2 gelangen sollten, bleibt diese Luft zwischen den im Abstand angeordneten Ausatemventilen 4 eingeschlossen und wird mit dem nächstfolgenden Ausatmen wieder zur Außenatmosphäre transportiert.

Claims (6)

1. Das Sprechen und Ausatmen zulassende Vorrichtung mit einer schallübertragenden Einrichtung (6) und wenig­stens einem Ausatemventil (4), dem wenigstens eine Luftaustrittsöffnung (5) nachgeordnet ist, insbesondere für Atemschutzmasken, gekennzeichnet durch ein Außenrohr (1), in welchem koaxial ein Innen­rohr (2) angeordnet ist, und durch eine das Außenrohr (1) und das Innenrohr (2) in einem Endbereich verbin­dende Abschlußwand (3), wobei in diesem Endbereich das Innenrohr (2) von der schallübertragenden Einrich­tung (6) luftdicht abgeschlossen ist, das Ausatemven­til (4) abdichtend zwischen dem Innenrohr (2) und dem Außenrohr (1) angeordnet ist, und die Luftaustritts­öfnungen (5) im Außenrohr (1) zwischen dem Ausatemven­til (4) und der Abschlußwand (3) vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruche 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Abschlußwand (3) von einer kegelförmigen Erweiterung des Innenrohrs (2) gebildet wird.
3. Vorrichtung nach Anspruche 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Ausatemventil (4) aus einem scheibenförmigen Ventilsitz (7) und aus ei­ner auf der der Abschlußwand (3) zugewandten Seite des Ventilsitzes (7) angeordneten Ventilmembrane (8) besteht, die jeweils mit einer zentralen Öffnung (9 bzw. 11) das Innenrohr (1) umschließen.
4. Vorrichtung nach Anspruche 3, gekenn­zeichnet durch eine Vielzahl von im Ventil­sitz (7) konzentrisch zu seiner zentralen Öffnung (9) ausgebildeten Öffnungen (10).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­durch gekennzeichnet, daß die aus einer Ringscheibe aus elastischem Material bestehende Ventilmembrane (8) auf der einen Seite oder beidsei­tig mit Rippen versehen ist oder ein stufenförmiges Profil aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens ein zwischen dem Außenrohr (1) und dem Innenrohr (2) axial im Abstand zu der von der Abschlußwand (3) abgewand­ten Seite des einen Auslaßventils (4) angeordnetes weiteres Ausatemventil (4).
EP87118418A 1987-12-11 1987-12-11 Das Sprechen und Ausatmen zulassende Vorrichtung, insbesondere für Atemschutzmasken Withdrawn EP0319612A1 (de)

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