SE439434B - Andningsapparat - Google Patents

Description

aooazes-7 D 2 med resultatet att det recirkulerade syret uppvärmes avsevärt genom värmeväxling då det passerar genom absorptionsmedlet.

Inandning av varm gas är ansträngande, och sålunda erfordrar apparaten vanligtvis en kylare på inandningssidan av andnings- kretsen, genom vilken den uppvärmda gasen passerar och avger dvärme till ett kylmedel, vilket kan bestå av is eller en kemi- kalie, som t.ex. dinatriumvätefosfat-dodekahydrat. Ett ytter- ligare problem är att andningsgasen vanligtvis är fullständigt mättad med vattenånga.

Det har alltid varit fallet att underjordiskt räddningsarbete ställer primära krav på en långvarig livslängd hos andnings- apparater. Detta innebär att någon form av system med sluten krets är väsentlig eftersom ett system med öppen krets, som släpper ut utandningen till atmosfären och sålunda icke erford- rar någon sektion för regenerering, är ytterligt oekonomiskt ifråga_om luft eller syre. Andningsapparater med öppen krets an- vändes av brandkåren, där vanligtvis icke något behov föreligger för långvarigt räddningsarbete av den typ som uppstår under jor- den. Grodmän använder likaså apparater med öppen krets, ty även om vikten för en eller flera fulla cylindrar för en livslängd på 1,5-2 timmar är alltför stor på land så är detta icke något problem i vatten.

För närvarande och även tidigare har det i praktiken alltid an- vänts andningsapparater för räddning i gruvor av den typ, som bevarar syre. Tidigare uppvisade den mest moderna andningsappa- raten med komprimerat syre en kombination av ett relativt lågt konstant flöde av ca 1,5 l/min, som är tillräckligt för en "vilo“- situation eller under låg arbetsbelastning, och en behovsventil, som påverkas då bäraren erfordrar extra "luft". Det har visat sig att detta system i själva verket bevarar syre men även kvarhåller värme inuti systemet. Vidare har det visat sig att i ett konven- tionellt system med sluten krets är det nödvändigt att så långt som möjligt eliminera inläckning under inandning under lågt tryck, då annars en risk föreligger för uppbyggnad av förorenande gaser, vare sig dessa är inerta, som t.ex. kväve, eller giftiga, som t.ex. kolmonoxid, vilka icke elimineras genom reningsanordningen.

Denna moderna anordning är komplicerad, dyrbar och, vad som är av största betydelse vid en räddningssituation i en gruva, den erfordrar långvarig och fackmannamässig service före återanvänd- 8008283-7 ning.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är erhållande av en an- ordning och ett sätt där en andningsapparat för användning un- der jorden ger syre vid en komfortabel temperatur, med en lägre fuktighet än vad som föreligger i konventionella apparater med sluten krets och vilken är i stånd att ge en lämplig livslängd.

Det är underförstått att i hela denna beskrivning och patent- kraven avses med "syre" även blandningar av minst 50 % syre med inerta gaser, t.ex. syreanrikad luft (t.ex. luft med en halt syre av 50%), syre-kväve-blandningar (t.ex. 50 % syre/50 %kväve) och syre/helium (som t.ex. 50 % syre/50 % helium). Éöreliggande uppfinning hänför sig således till en andningsappa- rat för användning i en atmosfär, som icke kan utnyttjas för and- ningsändamål, innefattande en andningskrets, som omfattar en hög- tryckskälla för syre eller gas innehållande minst 50 % syre, en reduceringsventil, gastillförselorgan till en person med en in- andningsventil och en utandningsventil, en regenereringssektion och en andningspâse, vilken kännetecknas av att reduceringsven- tilen är inställd så att den ger en hög konstant flödeshastighet av 4-30 l/min av syre eller gas, att en säkerhetsventil för ut- släpp till atmosfären är placerad mellan gastillförselorganet och regenereringssektionen och att andningskretsen är sådan att ut- andningsgasen från de djupare avsnitten från bärarens lungor ut- släppes till atmosfären genom ventil och ej passerar genom rege- nereringssektionen. I andningspåsen utsläppes överskott av utan- dad gas medförande kännbart värme, fukt och koldioxid. Även om apparaten icke är ett dykaraggregat (som ger "luft" vid ökat tryck med ökning i djup) kan man tänka sig att en bärare kan önska att simma under vattnet medan apparaten bäres, t.ex. vid ett försök att rädda en instängd person.

Högtrycks-syrekällan kan bestå av en behållare, men är företrä- desvis en cylinder som är lättare bärbar som en del av andnings- apparaten. Isynnerhet består källan av en lätt cylinder med stor kapacitet, t.ex. en foglös stâlcylinder av en lätt legering el- ler en fiberomsluten lättmetall- (t.ex. alulminium) eller stålcy- linder. En sådan cylinder för syretillförsel har lämpligen en ka- pacitet av 1500 l vid ett laddningstryck av 200 bar. Naturligtvis OR QUEXLÉTY 8008283-7 kan apparaten uppvisa mer än_en cylinder.

Reduceringsventilen kan bestå av en regulator av kolv- eller diafragmatyp, som är känd inom tekniken. Konventionella appa- rater innefattar normalt en by-pass ventil vid fallet av even- tuell bristande funktion hos reduceringsventilen, och även om en by-pass ventil kan bilda en del av apparaten enligt uppfin- ningen, kan man tänka sig att två reduceringsventiler i paral- lellkoppling likaså kan anordnas. Exempelvis kan varje reduce- ringsventil vara inställda på 5 l/min, och vid en situation med lätt arbete eller vila behöver endast en av reduceringsventiler- na användas. Bäraren sätter sedan på den andra reduceringsven- tilen då han möter en situation med hög arbetsbelastning eller stressnivå. Med två parallellkopplade reduceringsventiler är ,en by-pass ventil icke nödvändig. Emellertid är det även möjligt att använda en enda reduceringsventil med två utlopp, eller en mångfald reduceringsventiler.

Gastillförselanordningen till personen kan vara ett konventionellt munstycke, som uppvisar ingående och utgående tillförselrör lik- som även därmed förbunden näsklämma. Alternativt kan en hel an- siktsmask användas, som har fördelen att den medger tal om den är utrustad med ett taldiafragma eller mikrofon. En full ansikts- mask ger emellertid nackdelen att risk för imbildning och förlust av synförmâga uppstår och detta förstärkes genom tillförsel av höggradigt mättat syre från systemets slutna kretsar. Dessutom lider bäraren vanligtvis av svettning i ansiktet, isynnerhet på pannan. Många metoder har använts för att försöka reducera im- bildningen, men inget har visat sig vara helt tillfredsställande för apparater med sluten krets. Moderna hela ansiktsmasker kan ha en uppblåsbar tätning kring kontaktkanten med huvudet, som är avsedd att reducera risken för läckage av föroreningar från at- mosfären in i masken. Det visar sig emellertid att tätningen icke kan vara effektiv för onormalt formade huvuden, och allvarliga störningar uppkommer om bäraren har en skäggväxt av mer än tre da- gar eller försöker att bära glasögon. Man kan tänka sig att före- liggande uppfinning kan användas med en hel ansiktsmask med åt- minstone en del av det färska syret från cylindern eller behål- laren infört direkt i utrymmet mellan näs- mun-halvmask och en_ yttre hel mask. Detta reducerar benägenhet för inläckning, re- ducerar imbildningsproblem och reducerar även problemen förbundna 8008283-7 med ansiktssvettning, isynnerhet om det färska syret riktas mot bärarens ansikte. ventilen för utsläpp till atmosfären består lämpligen av en en- kel tryckreduceringsventil, företrädesvis med anordningar för manuell överstyrning.

Såsom har angivits ovan är ventilen för utsläpp till atmosfären placerad mellan utandningsventilen och regenereringssektionen.

Företrädesvis är-regenereringssektionen av en typ med radiellt flöde, vari utandningsgasen passerar in i en eller flera centrala kärnor och tränger utåt genom en eller flera ihåliga cylindrar fyllda med absorptionsmedel. Det har visat sig att med denna pla- cering av ventilen för utsläpp till atmosfären passerar den ur- sprungliga delen av varje utandning från de övre trake- och bron- kialrören in i regenereringssektionen och då den genomtränger ab- sorptionsmedlet uppbyggss ett backtryck så att ventilen för ut- släpp till atmosfären pâverkas och släpper ut den senare delen av varje utandning till atmosfären. Den senare delen av varje utand- ning kommer från de djupare avsnitten av lungorna och är fullstän- digt mättad med vattenånga och uppvisar den högsta koncentratio- nen av C02. Konsekvensen av detta diskuteras nedan.

Andningspåsen och regenereringssektionen är av konventionellt slag och i princip välkända inom tekniken. Andningspåsen kan bestå av gummi eller liknande eller kan vara av metall med ett diafragma eller en blåsa.

Företrädesvis är apparaten konstruerad så att den köres kall. Exem- pelvis kan andningspåsen vara i termisk kontakt med cylindern, vil- ken kyles genom adiabatisk expansion av den komprimerade gasen. På liknande sätt är andningspåsen företrädesvis isolerad från regene- reringssektionen, vilken uppvärmes genom reaktionsvärmet.

Ett antal fördelar uppstår genom anordningen och sättet enligt upp- finningen. Det torde omedelbart inses att uppfinningen strider mot alla framsteg för andningsapparater med sluten krets, som gjorts under de sista decennierna. En konstant tillförsel av syre erhål- les, vilken höggradigt överstiger vad som erfordras och vad som tidigare tillförts genmnandningsapparatermed konstant flöde av högt tryck. Användningen av en högtryckstillförsel och en flödes- P°°R Qvaum 8008283-7 hastighet, vilken i apparaten är av storleksordningen 10 l/min, medför flera fördelar, primärt ifråga om bekvämlighet och kom- fort för bäraren. Apparater ger i sina föredragna utföringsfor- mer syre vid en temperatur som vid samtliga, utom eventuellt de lmest extrema förhållanden, är vid en komfortabel temperatur.Det- ta beror sannolikt av flera olika effekter: för det första, på .grund av den adiabatiska kylningen av den komprimerade gasen då! den lämnar högtryckskällan, för det andra, på grund av att en relativt stor mängd gas utsläppes till atmosfären medförande kroppsvärme, och för det tredje, på grund av att den senare de- len av varje utandning,som kommer från de djupare avsnitten av lungorna, utsläppes till atmosfären, varvid denna senare del är uppvärmd till kroppstemperatur och även innehåller de högsta kon- centrationerna av C02, vilken om den skulle passera genom rege- nereringssektionen skulle alstra en avsevärd värmemängd. Dessutom, och isynnerhet då en hel ansiktsmask användes, ger själva det sto- ra gasflödet en fysiologisk kylande effekt på bäraren.

Vid fallet av en miljö med hög fuktighet och/eller en hög tempe- ratur, är bäraren utsatt för ogynnsamma effekter då det är mer än vanligt önskvärt att tillföra relativt sval och torr luft till bäraren. Apparaten enligt uppfinningen kan anpassas för extrema förhållanden ifråga om hög temperatur och fuktighet genom ökning av den konstanta flödeshastigheten upp till 30 l/min med en mot- svarande reducerad effektiv varaktighet. Alternativt kan man an- vända en kylanordning, som t.ex. en iskylare, en torkanordning, som t.ex. silikagel, eller en kall klädsel, som t.ex. en isfylld klädsel. Anordningen för uppfinningen kan för sådana besvärliga betingelser innefatta en eller flera av följande: en kylanordning, som t.ex. en iskylare, en torkanordning, som t.ex. en sådan in- nehâllande silikagel, och en ökad flödeshastighet, t.ex. 20-25 l/ min.

Förutom att den är relativt sval, är andningsgasen torrare än för konventionella apparater med sluten krets och komprimerat syre, eftersom förlusten av kroppsfuktighet vid utandning icke får byggas upp.utan utsläppes till atmosfären, och dessutom fö- religger en hög tillförsel av färskt syre.

Apparaten enligt uppfinningen kan uppdelas, med vissa komponen- ter burna på framsidan av kroppen och vissa på baksidan, men 8008283-7 företrädesvis bäres den i en kompakt förpackning på ryggen.

Företrädesvis är ett jämnt yttre hölje anordnat för att mins- ka risken för fasthakning under krypning.

Man kan tänka sig att apparaten kan vara konstruerad så att den även fungerar för konstgjord andning för personer, som hittas medvetslösa i en atmosfär som icke går att inandas.

Apparaten enligt uppfinningen är jämförelsevis enkel och kan sålunda förväntas vara mera tillförlitlig och lättare och snabbare att genomgå efter användning än de flesta moderna and- ningsapparater, som för närvarande är tillgängliga. Tillförlit- lighet och lätthet vid service är en viktig faktor vid tidpunk- ten för en större olycka då en snabk>âteranvändning av apparaten erfordras. Alternativet är kravet på ytterligt stora lager av anordningar, som även nödvändiggör ett omfattande service- och testningsarbete för att hålla dessa i god funktion. Apparaten enligt uppfinningen erfordrar icke den omsorgsfulla reningen före användning, som är väsentlig med de flesta konventionella apparater med sluten krets och komprimerat syre, och kan även på grund av sin åtföljande flexibilitet och komfort användas av otränade män och även äldre män i mindre god kondition.

Omfattande personförsök med utnyttjande av en apparat enligt uppfinningen har visat en mycket förbättrad grad av bärarkom- fort efter arbete, jämfört med kontrollförsök med konventionella apparater.

Uppfinningen beskrives nedan i form av exempel med hänvisning till bifogade ritning, som är en schematisk vy av en andnings- apparat enligt uppfinningen.

På en bärande plåt eller ram (icke visad), vilken uppvisar kon- ventionella axelremmar, är en lätt cylinder 1 med hög kapacitet innehållande syre monterad. Cylindern avger syret genom två redu- ceringsventiler 2, 2' för konstant flöde. varvid ventil 2 är in- ställd på 5 l/min syre genom matarröret 3, som kan vara utökat med den andra reduceringsventilen 2' , som är förinställd till en lämplig nivå i enlighet med omgivningskraven, vid 4-25 l/min, t.ex. likaså 5 l/min. Matarröret 3 tillför färskt syre så nära som möjligt till inandningssidan av munstycket 8 och visas så a sooszss-vi att det avslutas angränsande till utloppet på andningspåsen 15 och hålles inom en perforerad diffusör 4 av stympad konisk form.

Vid utloppet på påsen är ett ingående andningsrör 6 monterat.i Röret 6 är förbundet med hjälp av inandningsventil 7 till ett konventionellt munstycke 8 och ett utgående andningsrör 11 är kopplat därtill genom en utandningsventil 9. Näsklämma 10 är via en snodd fäst till munstycket, Röret 11 leder in i ett grenrör 12 utrustat med en automatisk säkerhetsventil 13 och ett inlopp till en regenereringssektion eller reningsanordning 14 med ra- diellt flöde. Reningsanordningen är försedd med ett absorptions- I medel, som t.ex. natronkalk. Reningsanordningen är kopplad till andningspâse 15.

Vid användning utkommer ett primärt konstant flöde av S l/min av syre, utökat om så erfordras genom ett sekundärt flöde av 5 l/min, från änden på röret 3. Under inandning öppnas ventil 7 och färskt syre från rör 3 inmatas i andningsrör 6, och drar- med sig syre från andningspâsen 15. Bäraren har naturligtvis munstycket 8 i munnen och bär näsklämman 10. Dä bäraren utan- das öppnas ventil 9 och ventil 7 stänges, så att syre från rör 3 passerar in i andningspåsen. Bärarens utandning passerar genom andningsrör 11 och börjar att passera genom reningsanordning 14.

Då backtrycket bygges upp öppnas ventil 13 för utsläppning av ut- andningsgasen från de djupare avsnitten av lungorna till atmos- fären. Den del av utandningsgasen, som genomtränger natronkalken i reningsanordningen, befrias från sitt C02-innehåll genom ab- sorption därpå och återstoden, dvs renat syre, passerar in i andningspåsen, där det blandas med det kalla.torrafärska syret från cylindern.

Claims (4)

JÄ ".U, Patentkrav

1. Andningsapparat för användning i en atmosfär, som icke kan utnyttjas för andningsändamål, innefattande en andningskrets, som omfattar en högtryckskälla för syre eller gas innehållande minst 50 % syre, en reduceringsventil, gastillförselorgan till en person med en inandningsventil och en utandningsventil, en regenereringssektion och en andningspåse, k ä n n e t e c k - n a d av att reduceringsventilen (2) är inställd så att den.ger en hög konstant flödeshastighet av 4-30 l/min av syre eller gas, att en säkerhetsventil (13) för utsläpp till atmosfären är pla- cerad mellan gastillförselorganet (8) och regenereringssektionen UA) ochamtanüflngäuæmsen är sådan att utandningsgasen från de djupare avsnitten från bärarens lungor utsläppes till atmosfären genom ventil (13) och ej passerar genom regenereringssektionen (14).

2. Apparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att redu- ceringsventilen (2) är inställd så att den ger en primär syr- gasflödeshastighet av ca 5 1/min och en andra reduceringsventil (2') är anordnad parallellt därmed, vilken är istånd att vara i "frånläge“ eller omställas till “till-läge" av bäraren, för erhållande av en sekundär syrgasflödeshastighet förinställd till 4-25 l/min.

3. Apparat enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att gastillförselorganet till personen innefattar ett mun- stycke (8) med en därmed förbunden näsklämma (10).

4. Apparat enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att gastillförselanordningen till personen innefattar en hel ansiktsmask. 80082834