DE3229240C2

DE3229240C2 - Für Überdruckbetrieb geeignetes Atemschutzgerät

Info

Publication number: DE3229240C2
Application number: DE3229240A
Authority: DE
Inventors: Klaus 7521 Karlsdorf-Neuthard Lehmann
Original assignee: Interspiro 7529 Forst De GmbH; Interspiro 7529 Forst GmbH
Current assignee: Interspiro GmbH
Priority date: 1982-08-05
Filing date: 1982-08-05
Publication date: 1986-09-18
Also published as: GB2124909A; FR2531341A1; DE3229240A1; GB2124909B; JPS5957090A; US4567889A; GB8320828D0; SE8304275D0; SE8304275L; FR2531341B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein für Überdruck geeignetes Atemschutzgerät, insbesondere Kreislauf-Atemschutzgerät mit einem Gasausgleichs-Behältnis, das unter einer im Sinne seiner Volumenverkleinerung wirkenden Kraft steht, die durch eine an den Flaschendruck oder an Mitteldruck angeschlossene Zylinder-Kolben-Einheit erzeugt wird. Dadurch läßt sich unabhängig von der Verformung des Gasausgleichs-Behältnisses ein konstanter Überdruck, gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sogar ein leicht zunehmender Überdruck herbeiführen. Des weiteren gestattet es die Ausbildung der Zylinder-Kolben-Einheit, die Überdruckregelung bei einer einstellbaren, unteren Hubgrenze abzuschalten, wobei das Gerät weiterhin im Normaldruckbetrieb beatmungsfähig bleibt, wobei sich der Überdruck bei Erreichen eines einstellbaren oberen Hubausschlages des Gasausgleichs-Behältnisses automatisch wieder zuschaltet.

Description

Druckräume auf, wobei im einen Druckraum der Kolben und das Auslaßventil, im anderen Druckraum das Einlaßventil angeordnet ist, derart, daß es eine zentrale Ventilöffnung in der Trennwand zwischen beiden Druckräumen öffnet oder schließt Zur automatischen Einschaltung des Überdruckes kann das Einlaßventil eine die Trennwand-Öffnung durchquerende Verlängerungaufweisen.

Um das Einlaßventil in der Offenstellung zu halten, bestehen verschiedene Konstruktionsmöglichkeiten. Auf mechanischem Weg kann das Einlaßventil durch einen Riegel in der Offenstellung gehalten werden, der seinerseits zur automatischen Abschaltung des Oberdruckes durch den als Kolbenstange ausgebildeten Kolben bei Überschreiten einer bestimmten Hubposition aus der Blockierstellung gelöst wird, etwa indem die Kolbenstange bei einer bestimmten Hubposition gegen den Riegel läuft und ihn aus der Blockierstellung herausdrückt Statt dessen kann das Einlaßventil aber auch durch entsprechende Bemessung der wirksamen Druckflächen pneumatisch in der Offenstellung gehalten werden bzw. aus ihr freigegeben werden.

Damit bei einer Leckage die Umschaltung von Überdruckbetrieb auf Normalbetrieb möglichst rasch vonstatten geht, empfiehlt es sich, daß das Auslaßventil als in dem hohl ausgebildeten Kolben axial verschiebbare Schubstange ausgebildet ist, die mit einem in der Kolbenbohrung angeordneten Ventilsitz zusammenwirkt, daß die Schubstange umströmbar ist und diese Umströmung auf eine an der Schubstange angebrachte, sich im wesentlichen radial erstreckende Prallplatte gerichtet ist, die mit dem äußeren Ende des Kolbens einen schmalen Ringspalt bildet, wenn die Schubstange am Ventilsitz anliegt.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben; dabei zeigt

Fig. 1 eine Zylinder-Kolben-Einheit in vergrößerter Darstellung bei Überdruckbetrieb;

F i g. 2 ein^n Ausschnitt der Zylinder-Koiben-Einheit von F i g. 1 bei Unterdruckbetrieb;

Fig.3 eine Zylinder-Kolben-Einheit ähnlich Fig. 1, jedoch mit mechanischer Abschaltung des Überdruckbetriebes und

F i g. 4 einen Ausschnitt der Zylinder-Kolben-Einheit von F i g. 3 hei Unterdruckbetrieb.

In den Ausführungsbeispielen ist die lungengesteuerte Membran 8 als Teil eines Gasausgleichs-Behältnissei in Form eines Faltenbalges dargestellt Sie führt beim Ein- und Ausatmen die bekannten Ausgleichsbewegungen durch. Da insoweit Analogie mit den bekannten Atemschutzgeräten besteht, wird auf den Atemkreislauf nicht näher eingegangen.

Die Zylinder-Kolben-Einheit gemäß den F i g. 1 und 2 besteht aus einem Zylinder 40, der zwei Druckkammern 41 und 42 enthält. Beide Druckkammern stehen durch eine zentrale Bohrung 43 in der Zwischenwand 44 miteinander in Verbindung. In der rechten Druckkammer 41 befindet sich ein als Hohlkolben ausgebildeter Kolben 45. Seine im Durchmesser etwas reduzierte Kolbenstange läuft in einem Dichtring 46. In seinem Zentrum ist eine Schubstange 47 axial verschiebbar geführt, die mit ihrem einen Ende an einem Dichtring 48 im Kolben anliegt, während ihr anderes, nach außen laufendes Ende eine Prallplatte 49 trägt.Die Prallplatte 49 bildet in der in Fi g. 1 dargestellten Position mit der ihr benachbarten radialen Erweiterung 50 des Kolbens 45 einen schmalen, nach außen offenen Ringspalt. An ihrem freien Ende weist die Schubstange 47 eine justierbare Druckplatte 51 auf, die mit dem einen Ende eines Schwenkhebels 52 in Wirkverbindung steht Das andere Ende dieses Hebels rollt auf dem Gasausgleichsbehältnis 8 oder, sofern es sich um ein Preßluft-Atemschutzgerät handelt auf einer entsprechenden Membran ab, die mit dem Einatemventil in Verbindung steht.

In dem anderen Druckraum 42 ist der Anschluß 53 für die Druckgaszuführung und das dazugehörige Einlaßventil 54 untergebracht Das Einlaßventil 54 ist mitsamt seiner im Kern untergebrachten Verlängerung 55 verschiebbar in dem Druckraum 42 gelagert und weist an der der Zwischenv/and 44 zugewandten Stirnsehe einen Dichtungsring 56 auf. Durch eine Druckfeder 57 wird es in Richtung seiner Geschlossenstellung gedruckt
Die Funktion ist folgende:

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ventilposition teilt sich der Druck in der Zuführung 53 der Druckkammer 41 mit Da der Dichtring 46 einen größeren Durchmesser als der Dichtring 48 aufweist, bleibt die Schubstange 47 in Anlage am Dichtungsring 48, wi >n der Zeichnung dargestellt und der Kolben 45 übt üuer den Hebei 52 eine Anpreßkraft auf den Gasausgleichs-Behälter bzw. die Membran 8 aus, so daß das Gerät im Überdruckbetrieb arbeitet. Bei jedem Atemzug macht der Kolben 45 die Huroewegung entsprechend der Übersetzung am Hebel 52 mit.

Im Druckraum 42 hält der Überdruck das Einlaßventil 54 in der zeichnerisch dargestellten linken Anschlagposition. Die Kraft der Feder 57 ist so bemessen, daß sie etwas unterhalb derjenigen Kraft liegt, die sich aus dem Druck und der Fläche an der Abdichtung 58 ergibt, wo die Verlängerung 55 die Zylinderwand durchquert.

Wird das im folgenden als Atemblag bezeichnete Teil 8 aufgrund einer größeren Leckage über ein gewisses Maß hinaus zusammengedrückt, so kommt der Kolben 45 in Anlage an der rechten Innenwand des Druckraumes 41 und die Schubstange 47 hebt von der Dichtung 48 ab. Dieser Zustand ist in F i g. 2 dargestellt. L>a die Schubstange an ihrer Außenseite umströmbar ist, werden die Druckräume 41 und 42 entlüftet und die Feder 57 verschiebt das Einlaßventil 54 nach rechts in die Geschlossenstellung (vgl. F i g. 2). Über die in der Druckgaszuführung 53 angebrachte Drossel kann nicht soviel Luft bzw. Sauerstoff nachströmen, wip über die am Dichtring 48 freigewordene Öffnung abströmt Dadurch wird der Raum 41 drucklos, das bedeutet, daß das Atemschutzgerät ohne Überdruck beatmet werden kann.
Erst wenn z. B. durch Betätigung des Spülventils der Atembalg 8 prall gefüllt wird, so daß er die Schubstange 47 mit dem Hohlkolben 45 so weit nach links schiebt, daß er an der Verlängerung 55 anstößt und das Einlaßventil 54 nach rechts schiebt, arbeitet das Gerät wieder in: ÜLerdruckbetrieb.

Um die Wiedereinschaltung des Überdruckes exakt zu justieren ist die Verlängerung 5 innerhalb cies Einlaßventils 54 verstellbar. Eine Zapfenschraube oder andere Axialführungen verhindern bei dieser Justierung ein Mitdrehen des EinhBventils 54.

Die Prallplatte 49 hat die Aufgabe, die Entlüftung des ; Druckraumes 41 so rasch wie möglich herbeizuführen, I- wenn der Kolben 45 in Anlage an der^recibtef^ Zylinderwand kommt. Dadurch wirkt das ausstVömeride Gas auf eine größere Fläche und sorgt für ein verstärktes Abheben der Schubstangf 47 vom Dichtring 48.

Die Fig.3 und 4 zeigen eine ähnliche Zylinder-Kolben-Einheit. Zum besseren Verständnis sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen

versehen.

Der Zylinder 40 ist wie im vorbeschriebenen Beispiel in zwei Druckräume 41 und 42 unterteilt, wobei im Druckraum 41 der Kolben und das Auslaßventil, im Druckraum 42 das Einlaßventil angeordnet ist Zum Unterschied zu dem vorangegangenen Beispiel ist hier jedoch das Auslaßventil 60 nicht innerhalb des Kolbens, sondern separat in der Zylinderwand angeordnet und der Kolben 61 einteilig ausgeführt. Außerdem ist das Einlaßventil 54 mit einem Zugknopf 62 verbunden.

Dar Zugknopf 62 weist eine Anschlagfläche 62a auf, die mit einem Schwenkhebel 63 korrespondiert, wenn sich dieser Schwenkhebel in der in Fi g. 3 dargestellten Position befindet. In diesem Fall wird das Auslaßventil 60 durch den im Druckraum 41 herrschenden Überdruck in der Geschlossenstellung gehalten. An seinem freien Ende weist der Hebel 63 eine Druckplatte 64 auf, die relativ zum Hebel 63 verstellbar ist. Diese Druckplatte 64 ist so positioniert, daß sie bei den normalen Hubbewegungen des Atembalges 8 und demzufolge des Kolben¹; 61 nicht berührt wird. Tritt jedoch ein abnorm hoher Gasverlust auf, so daß der Atembalg 8 stark nach unten sinkt, so stößt der Kolben 61 gegen die Druckplatte 64 und hebt sie etwas an. Dadurch wird das gegenüberliegende Ende des Schwenkhebels 63 nach unten bewegt. Dabei wird einerseits der Anschlag an der Fläche 62a des Zugknopfes 62 aufgehoben und zugleich das Auslaßventil 60 geöffnet Der im Druckraum 41 herrschende Druck baut sich rasch ab und das Einlaßventil 54 geht wie in dem zuvor beschriebenen Beispiel in die Geschlossenstellung. Dieser Zustand ist in F i g. 4 dargestellt

Ist die Leckage beseitigt, so nimmt der Atembalg 8 wieder seine normalen Hubpositionen ein. Dadurch wird der Kolben 61 wieder so weit in den Druckraum 41 hineingeschoben, daß er gegen die Verlängerung des Einlaßventiles 54 läuft und dieses öffnet Der Druckraum 4l Mit sich dann wieder mit Überdruck und der Kolben 61 übt auf den Atembalg 8 die für den Überdruckbetrieb notwendige Kraft aus. Beim öffnen des Einlaßventils 54 schnappt der Schwenkhebel 63 durch die an ihm einwirkende Feder 65 automatisch in die Blockierposition an der Fläche 62a.

Dadurch, daß das Einlaßventil 54 mit dem Zugknopf 62 verbunden ist kann auch eine manuelle Einschaltung des Überdruckbetriebes erfolgen.

Schließlich ist in F i g. 3 die Anwendung der Zylinder-Kolben-Einheit bei einem Preßluft-Atemschutzgerät gezeigt dessen Einatemventil 66 so in die Druckgasleitung 67 eingebaut ist daß es mit dem Vordruck schließt se In an sich bekannter Weise steht es mit dem Atembalg 8 in Wirkverbindung, beispielsweise durch den in der Zeichnung angedeuteten Kipphebel 68. Bei dieser Anordnung bietet sich die Möglichkeit, das Atemschutzgerät und die Zylinder-Kolben-Einheit direkt an Hochdruck anzuschließen, also auf einen Druckminderer zu verzichten. Denn an dem Balg 8 gleichen sich automatisch die Kräfte aus.

Die Ausfühniiigsbeispiele zeichnen sich dadurch aus, daß bei größerer Leckage automatisch auf Unterdruckbetrieb umgeschaltet wird, wobei das Gerät beatmungsfähig bleibt und daß sich bei vollständiger Füllung des Atembalges 8 automatisch der Überdruckbetrieb wieder einschaltet Zugleich ist durch die Geometrie des Schwenkhebels 52 sichergestellt daß der Überdruck beim Einatmen leicht zunimmt beim Ausatmen leicht abnimmt Die Zylinder-Kolben-Einheh eignet sich auch zum Ersatz der in Fig. 2 der DE-OS 31 05 637 dargestellten einfachen Zylinder-Kolben-Einheit, damit auch dort die Überdruckregelung bei einer einstellbaren, unteren Hubgrenze des Atembalges automatisch abgeschaltet wird, das Gerät aber weiterhin im Normalbetrieb beatmungsfähig bleibt, der Überdruck sich jedoch bei Erreichen einer einstellbaren, oberen Hubgrenze automatisch wieder zuschaltet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Für Oberdruckbetrieb geeignetes Atemschutzgerät mit lungengesteuertem Einatemventil, wobei der Oberdruck durch ein auf eine lungengesteuerte Membran wirkende Kraft gewährleistet ist und mit einer bei Leckage automatish betätigten Sperre des Überdruckbetriebes, wobei die Auslösung der Sperre durch einen definierten Hub der Membran erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre als eine Zylinder-Kolben-Einheit (40,45, 61) ausgebildet ist die ein Auslaßventil (47,60) aufweist, das bei Oberschreiten einer bestimmten Hubposition des Kolbens (45, 61) öffnet so daß sich der Überdruck in einer Kammer (41) über dem Kolben (45, 61) abbaut und daß die weitere Druckmittelzufuhr mittels eines auf den Druckabbau in der Kammer (41) reagierenden Einlaßventils (54) blockiert wird und daß bei Überschreiten einer anderen definierten Hubposrtion der Membran (8) das Auslaßventil (47, 60) geschlossen, das Einlaßventil (54) geöffnet wird und damit die Kraft für die Erzeugung des Überdruckbetriebes wieder vorhanden ist

2. Atemschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Einlaßventil (54) von dem über dem Kolben (45, 61) herrschenden Druck im Öffnungssinn, von dem in der Zuführleitung (53) herrschenden Druck im Schließsinn beaufschlagt ist

3. Atemschutzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Zylinder-Kolben-Einheit (40, 45, 61) i'vei Druckräume (41, 42) aufweist, wobei im einen Druckraum (41) des Kolben (45, 61) und das Auslaßventil (47, 60), im anderen Druckraum (42) das Einlaßventil (54) angeordnet ist, derart, daß es eine zentrale Ventilöffnung (^J) in der Trennwand (44) zwischen beiden Druckräumen (41. 42) öffnet oder schließt.

4. Atemschutzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (54) eine die Trennwand-Öffnung (43) durchquerende Verlängerung (55) in die Kammer (41) zur automatischen Einschaltung des Überdruckes aufweist.

5. Atemschutzgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (54) in der Offenstellung durch einen Riegel (63) blockierbar ist, der seinerseits zur automatischen Abschaltung des Überdruckes durch den als Kolbenstange ausgebildeten Kolben (61) bei Überschreiten einer bestimmten Hubposition aus der Blockierstellung lösbar ist.

6. Atemschutzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (63) beim Lösen aus der Blockierstellung das Auslaßventil (60) öffnet.

7. Atemschutzgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil als in dem hohl ausgebildeten Kolben (45) axial verschiebbare Schubstange (47) ausgebildet ist, die mit einem in der Kolbenbohrung angeordneten Ventilsitz (48) zusammenwirkt daß die Schubstange (47) umströmbar ist und diese Umströmung auf eine an der/Schubstange angebrachte};sich im wesentlichen radial erstreckende PraHplätte^!(49):geriqhtet ist, die mit dem äußeren Ende (50) des Kolbens (45) einen schmalen Ringspalt bildet, wenn die Schubstange (47) am Ventilsitz (48) anliegt.

Die Erfindung geht aus yon einem für Überdruckbetrieb geeigneten Atemschutzgerät mit lungengesteuertem Einatemventil, wobei der Überdruck durch eine auf eine lungengesteuerte Membran wirkende Kraft gewährleistet ist und mit einer bei Leckage automatisch betätigten Sperre des Überdruckbetriebes, wobei die Auslösung der Sperre durch einen definierten Hub der Membran erfolgt
Ein derartiges Atemschutzgerät ist durch die DE-OS

ίο 30 15 759 bekannt Es handelt sich dabei um ein Drucksauerstoff-Kreislaufgerät bei dem die Membran als balgförmiger Atembeutel ausgebildet ist. Die Sperre besteht aus einem Ventil, das in der Sauerstoffzufuhrleitung vor dem lungengesteuerten Einatemventil angeordnet ist Es wird bei Leckage von dem sich zusammenziehenden Atembeutel in die Geschlossenstellung gedrückt Damit ist zwar ein Ausströmen von Sauerstoff ausgeschlossen. Nachteilig an dieser Konstruktion ist aber die Tatsache, daß das Gerät dann nicht mehr beatmungsfähig ist Denn es wird kein Sauerstoff mehr nachgeliefert, der Sauerstoffgehalt im Kreislauf nimmt rasch ab und aufgrund des weiteren Sauerstcffverbrauches in der Lunge entsteht schließlich ein Unterdruck in der Maske. Das bedeutet daß der Benutzer möglicherweise giftige Gase oder Wasser aus der Umgebung in die Maske einsaugt bis er feststellt, daß die Maske nicht mehr beatembar ist

Hiervon ausgehend, Ik-gt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Atemschutzgerät für Überdruckbetrieb anzugeben, das auch bei Leckage und dadurch bedingter Abspp-Jtung des Überdruckbetriebes noch beatmungsfähig bleibt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sperre als eine Zylinder-Kolben-Einheit ausge-

bildet ist die ein Auslaßventil aufweist, das bei Überschreiten einer bestimmten Hubposition des Kolbens öffnet so daß sich der Überdruck in einer Kammer über dem Kolben abbaut und daß die weitere Druckmitelzufuhr mittels eines auf den Druckabbau in der Kammer reagierenden Einlaßventils blockiert wi rf und daß bei Überschreiten einer anderen definierten Hubposition der Membran das Auslaßventil geschlossen, das Einlaßventil geöffnet wird und damit die Kraft für die Erzeugung des Überdruckbetriebes wieder vorhanden ist.

Erfindungsgemäß bewirkt also eine Leckage lediglich die automatische Umschaltung von Überdruckbetrieb auf Normalbetrieb, wobei das Gerät durchgehend beatmungsfähig bleibt. Zugleich ist durch diese Umschaltung sichergestellt, daß es durch die Leckage nicht zu einem großen Verbrauch an entweichendem Atemgas kommen kann. Nach Beseitigung der Leckstelle kann der Überdruck manuell oder automatisch wieder eingeschaltet werden.
Zwar ist in der DE-OS 26 41 576 die Verwendung eines Kolbenzylindeis bei einem mit Überdruck arbeitenden Kreislauf-Atemschutzgerät erwähnt. Dieser hat aber die Aufgabe, im Atembeutel den gewünschten Überdruck aufrecht zu erhalten. An eine automatische Umschaltung von Überdruckbetrieb auf Normalbetrieb ist dort nicht gedacht

Für die Ausbildung der Zylinder-Kolben-Einheit

^empfiehlt es sich, daß das Einlaßventil von-dem über

fdern Kolben herrschenden Drück imiöffnüngssinn, von dem in der Zuführleitung herrschenden Druck im Schließsinn beaufschlagt wird. Dadurch führt abfallender Zylinderdruck aufgrund einer Leckage automatisch zum Schließen des Einlaßventils.
Zweckmäßig weist die Zylinder-Kolben-Einheit zwei