EP1276541B1 - Volumensteuerung für gebläsefiltergeräte - Google Patents
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- EP1276541B1 EP1276541B1 EP01933612A EP01933612A EP1276541B1 EP 1276541 B1 EP1276541 B1 EP 1276541B1 EP 01933612 A EP01933612 A EP 01933612A EP 01933612 A EP01933612 A EP 01933612A EP 1276541 B1 EP1276541 B1 EP 1276541B1
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- filter device
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- fan
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- 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
- A62B18/006—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 with pumps for forced ventilation
Definitions
- the invention relates to a volume control for blower filter devices, which is suitable for a hood connection for ventilation.
- Prior art blower filter apparatuses have the problem that the flow rate of the air supplied to the hood varies depending on the degree of clogging of the filter. When the filter is new and clean, the filter passes more air than required by the standards in a given individual case. Similar problems occur when different filters are to be used. The resulting disadvantages require an excessive consumption of electricity and an excessive air flow. In addition, when adding the filters there is the problem that it is not known when the flow rate of the air supplied to the hood drops below the required flow rate.
- Another problem is that the air flow is influenced by the type of breathing connection.
- the EP 0 62 10 56 A1 provides to measure the back pressure at the outlet of the blower filter device.
- the dynamic pressure is generated by the flow resistance of the hood and can also serve as a measure of the air volume flow.
- a further sensor in the form of a thermistor is present here in a secondary channel, which is to monitor predetermined limits of the air volume flow and triggers an alarm signal when falling below.
- the object of the invention is to keep the volume flow constant, regardless of the filters and hoods used within limits. This object is achieved with the characterizing features of claim 1, advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
- the invention provides for the volume control of blower filter devices, in which a differential pressure between measuring points determined by a control unit and converted into a control signal for the fan power, before that at least two measuring points in the air flow behind the fan and in front of the respiratory protective hood, are arranged.
- a differential pressure between measuring points determined by a control unit and converted into a control signal for the fan power before that at least two measuring points in the air flow behind the fan and in front of the respiratory protective hood, are arranged.
- the measuring points are in the air flow within the housing filter device behind the fan and before the blower filter device output.
- the pressure difference is compared in the control unit with predetermined limits. If the pressure difference is outside preset limits, a change in fan power will attempt to control the air flow rate to the desired level (e.g., 1251 / min to 140 l / min). If this fails, a signaling device is activated which warns the user. This can be done via a measuring device which is coupled to the fan such that when exceeding or falling below limits of the fan power, the signaling device is activated, or the signaling device is coupled to the control unit such that it is activated when a predetermined differential pressure on - or falls below.
- a measuring device which is coupled to the fan such that when exceeding or falling below limits of the fan power, the signaling device is activated, or the signaling device is coupled to the control unit such that it is activated when a predetermined differential pressure on - or falls below.
- the volume control for blower filter devices consists of the measuring points 1, 2, which are located in the air flow within the housing filter device behind the fan 3 and before the blower filter device output to the breathing tube 8.
- pressure sensors are arranged, whose differential pressure is determined by a control unit 5 and converted into a control signal for the fan power. If an adjustment of the air volume flow to a desired level is not possible in this way, a signal device 6 is activated.
- the pressure difference depends on the air volume flow, but largely independent of the flow resistance of the filter or filters 7 and the breathing connection for the respiratory protection hood 4. This makes it possible to control the volume flow independently of the filters used 7 and the breathing connections for respiratory protection hoods 4 within limits to keep.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Volumensteuerung für Gebläsefiltergeräte, die geeignet ist für einen Haubenanschluss zur Beatmung.
- Gebläsefiltergeräte nach dem bekannten Stand der Technik weisen das Problem auf, dass die Durchflussmenge der Luft, die der Haube zugeführt wird, in Abhängigkeit vom Grad der Verstopfung des Filters variiert. Wenn der Filter neu und sauber ist, durchtritt den Filter mehr Luft als nach den Standards in einem gegebenen Einzelfall benötigt. Ähnliche Probleme treten auf, wenn unterschiedliche Filter verwendet werden sollen.
Die daraus entstehenden Nachteile bedingen einen überhöhten Verbrauch von Strom und einen überhöhten Luftdurchsatz. Darüber hinaus besteht beim Zusetzen der Filter das Problem, dass es nicht bekannt ist, wann der Durchfluss der der Haube zugeführten Luft unter die benötigte Durchflussmenge abfällt. - Ein weiteres Problem besteht darin, dass der Luftvolumenstrom durch die Art des Atemanschlusses beeinflusst wird.
- Um hier Abhilfe zu schaffen, wurden verschiedene Arten der Volumensteuerung konzipiert.
Mit derEP 0 35 29 38 A2 wird vorgeschlagen, den Differenzdruck zwischen einem Messpunkt vor und einem Messpunkt hinter dem Lüfterrad des Gebläses zu messen und dieses Signal zur Steuerung der Lüfterdrehzahl zu nutzen. - Die
EP 0 62 10 56 A1 sieht vor, den Staudruck am Ausgang des Gebläsefiltergerätes zu messen. Der Staudruck wir durch den Strömungswiderstand der Haube erzeugt und kann ebenso als ein Maß für den Luftvolumenstrom dienen. Darüber hinaus ist hier in einem Nebenkanal ein weiterer Sensor in Form eines Thermistors vorhanden, der vorgegebene Grenzwerte des Luftvolumenstroms überwachen soll und beim Unterschreiten ein Alarmsignal auslöst. - Aus der
FI 80606 US 4905 687 ) ist eine Anordnung bekannt, die den Lüftermotor als Detektor benutzt, so dass die elektrische Steuerungsschaltung den von dem Lüftermotor benötigten Strom und die effektive Spannung an seinen Polen misst. Die Anordnung verwendet die Eigenschaften des Zentrifugallüfters derart, dass die Durchflussmenge der Luft, die je Zeiteinheit durch den Lüfter fließt, proportional zu dem Drehmoment des Rotors und darüber hinaus die Druckdifferenz proportional zur Umdrehungsgeschwindigkeit ist. Diese Lösung wird durch dieDE 195 02 360 A1 dahingehend weiterentwickelt, dass die Leistung des Lüfters auf Basis des Stromes und der Rotationsgeschwindigkeit des Lüfters reguliert wird. - Trotz dieser umfänglichen Entwicklung ist es bisher nicht gelungen, den Luftvolumenstrom unabhängig von den verwendeten Filtern und Hauben innerhalb von Grenzbereichen konstant zu halten. Die Staudruckmessung hinter dem Lüfter bzw. die Unterdruckmessung hinter dem Filter können nur als Maß für den Volumenstrom verwendet werden, wenn die Strömungswiderstände der Haube bzw. der Filter bekannt sind Für die praktische Anwendung bedeutet dies, dass die Strömungswiderstände der Filter und Hauben bereits in der Produktion in engen Grenzen konstant gehalten werden müssen, damit diese Methoden funktionieren.
- Aufgabe der Erfindung ist es, unabhängig von den verwendeten Filtern und Hauben innerhalb von Grenzbereichen den Volumenstrom konstant zu halten. Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Die Erfindung sieht für die Volumensteuerung von Gebläsefiltergeräten, bei der ein Differenzdruck zwischen Messpunkten durch eine Steuereinheit ermittelt und in ein Steuersignal für die Lüfterleistung umgewandelt wird, vor, dass mindestens zwei Messpunkte im Luftstrom hinter dem Lüfterrad und vor der Atemschutzhaube, angeordnet sind.
In einer Reihe von Versuchen konnte festgestellt werden, dass bei dieser Messpunktanordnung die Druckdiffernz abhängig ist vom Luftvolumenstrom, jedoch weitestgehend unabhängig vom Strömungswiderstand des oder der Filter und des Atemanschlusses.
In einer bevorzugten Ausführung befinden sich die Messpunkte im Luftstrom innerhalb des Gehäusefiltergerätes hinter dem Lüfterrad und vor dem Gebläsefiltergeräteausgang. Die Druckmesssensoren sowie die Steuerungstechnik mit Energieversorger lassen sich so optimal mit den Gebläsefiltergerät in einer kompakten Einheit zusammenfassen. - Möglich ist aber auch eine Anordnung eines Meßpunktes hinter dem Lüfterrad und eines Meßpunktes vor dem Atemanschluss im Atemschlauch oder beider Messpunkte im Atemschlauch. Vorteilhaft ist es dabei immer, wenn der Abstand der Messpunkte innerhalb der benannten Luftstrombereiche den technisch realisierbaren größtmöglichsten Wert aufweist.
- Die Druckdifferenz wird in der Steuereinheit mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen. Liegt die Druckdifferenz außerhalb vorgegebener Grenzwerte, wird durch eine Änderung der Lüfterleistung versucht, den Luftvolumenstrom auf das gewollte Maß (z.B. 1251/min. bis 140 l/min) einzupegeln. Gelingt dies nicht, wird eine Signaleinrichtung aktiviert, die den Benutzer warnt. Dies kann über eine Messeinrichtung erfolgen, die mit dem Lüfter derart gekoppelt ist, dass beim Über- und Unterschreiten von Grenzwerten der Lüfterleistung die Signaleinrichtung aktiviert wird, oder die Signaleinrichtung ist mit der Steuereinheit derart gekoppelt, dass diese aktiviert wird, wenn ein vorgegebener Differenzdruck über- oder unterschritten wird.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Volumensteuerung für Gebläsefiltergeräte besteht aus den Messpunkten 1, 2, die sich im Luftstrom innerhalb des Gehäusefiltergerätes hinter dem Lüfterrad 3 und vor dem Gebläsefiltergeräteausgang zum Atemschlauch 8 befinden. An den Messpunkten 1, 2 sind Drucksensoren angeordnet, deren Differenzdruck durch eine Steuereinheit 5 ermittelt und in ein Steuersignal für die Lüfterleistung umgewandelt wird. Ist auf diese Weise ein Einpegeln des Luftvolumenstroms auf ein gewolltes Maß nicht möglich, wird eine Signaleinrichtung 6 aktiviert.
- Bei dieser Messpunktanordnung ist die Druckdiffernz abhängig vom Luftvolumenstrom, jedoch weitestgehend unabhängig vom Strömungswiderstand des oder der Filter 7 und des Atemanschlusses für die Atemschutzhaube 4. Dies ermöglicht es, den Volumenstrom unabhängig von den verwendeten Filtern 7 und den Atemanschlüssen für Atemschutzhauben 4 innerhalb von Grenzbereichen konstant zu halten.
-
- 1
- Messpunkt
- 2
- Messpunkt
- 3
- Lüfterrad
- 4
- Atemschutzhaube
- 5
- Steuereinheit
- 6
- Signaleinrichtung
- 7
- Filter
- 8
- Atemschlauch
Claims (4)
- Gebläsefiltergerät mit einer Luftvolumensteuerung, das ein Gebläse mit Lüfterrad (3), ein dem Lüfterrad (3) vorgeschaltetes Filter (7) und einen Gebläsefiltergeräteausgang umfasst, wobei zur Regelung des Luftvolumenstroms eine aufgrund eines zwischen zwei Messpunkten (1, 2) gemessenen Differenzdruckes betriebene Steuereinheit (5) an das Gebläse angeschlossen und der Gebläsefiltergerätausgang über einen Atemschlauch (8) mit einer Atemschutzhaube (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Messpunkte (1, 2) in dem Luftstrom in Strömungsrichtung hinter dem Lüfterrad (3) und vor der Atemschutzhaube (4) in einem technisch maximal möglichen Abstand angeordnet sind und an die mit den Messpunkten (1, 2) verbundene Steuereinheit (5) eine Signaleinrichtung (6) gekoppelt ist, die bei einer Abweichung von einem vorgegebenen Differenzdruckwert und/oder einer vorgegebenen Gebläseleistung aktiviert wird.
- Gebläsefiltergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messpunkte (1, 2) hinter dem Lüfterrad und vor dem Gebläsefiltergerätausgang angeordnet sind.
- Gebläsefiltergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messpunkte (1, 2) hinter dem Lüfterrad und am Anschluß der Atemschutzhaube angeordnet sind.
- Gebläsefiltergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messpunkte (1, 2) im Atemschlauch angeordnet sind.
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