DE3519753C2 - - Google Patents
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- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
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Description
Die Erfindung betrifft ein Sauerstoffatemgerät mit ge
schlossenem Atemkreislauf, dessen Ausatemteil im wesent
lichen aus
- - einem Ausatemschlauch mit Ausatemrückschlagventil und
- - einem Atembeutel besteht, der die ausgeatmete Atem luft, sowie Sauerstoff aus einer Sauerstoffversor gungseinrichtung über ein automatisches druckge steuertes Sauerstoffzuführventil erhält, und
dessen Einatemteil aus
- - einem mit dem Atembeutel verbundenen Einatem schlauch mit Einatemrückschlagventil besteht,
wobei
- - der Einatemschlauch und der Ausatemschlauch an eine Atemmaske anschließbar sind,
- - ein Abblasventil im Ausatemteil angeordnet ist, dessen Ventilgehäuse mit einer ersten Ventilöff nung mit dem Atemkreislauf im Ausatemteil und mit einer zweiten Ventilöffnung mit der Atmosphäre verbunden ist,
- - in der ersten Ventilöffnung ein erstes Rückschlag ventil angeordnet ist, und
- - in der zweiten Ventilöffnung ein über eine Druck taste zu betätigendes zweites Ventil angeordnet ist.
Ein derartiges Sauerstoffatemschutzgerät mit Kreislauf
der Atemluft ist aus der DE-PS 9 28 505 bekannt. Das
darin beschriebene Sauerstoffatemschutzgerät weist
einen Einatemschlauch und einen Ausatemschlauch auf,
die mit einem Mundstück oder einer Maske verbunden
werden können und die jeweils mit einem Rückschlag
ventil versehen sind. Die ausgeatmete Luft wird über
eine Luftreinigungspatrone und einen Atembeutel wieder
dem Einatemschlauch zugeführt. Dem Atembeutel wird
ferner über ein membrangesteuertes Sauerstoffzuführ
ventil Sauerstoff aus einer Sauerstoffflasche zuge
führt. Ein im Ausatemteil des Kreislaufs angeordnetes
Überdruck-Entlüftungsventil besteht aus einem Ventil
gehäuse, das über eine erste Ventilöffnung und ein
Rückschlagventil mit einer Ausatemleitung, über eine
zweite Ventilöffnung und ein drucktastenbetätigtes
Entlüftungsventil mit der Atmosphäre und über eine
dritte Ventilöffnung permanent mit einer Druckkammer
verbunden ist, die die Membran des membrangesteuerten
Sauerstoffzuführventils enthält. Dabei ist das Rück
schlagventil an der ersten Ventilöffnung gegen das
drucktastenbetätigte Entlüftungsventil über eine Feder
abgestützt, so daß bei Betätigung des Entlüftungsven
tils das Rückschlagventil stets geschlossen ist. Das
Entlüftungsventil dient dazu, die Druckkammer des
membrangesteuerten Sauerstoffzuführventils zu entlasten
und damit die Sauerstoffzufuhr bei Betätigung des Ent
lüftungsventils zu unterbrechen. Dabei wird das Ent
lüftungsventil von einer starren Wand des Atembeutels
jedesmal dann betätigt, wenn der Atembeutel in seine
ausgedehnte Position gelangt, wodurch dann eine weitere
Sauerstoffzufuhr unterbrochen wird. Das Überdruckent
lüftungsventil dient also dazu, einerseits die Druck
kammer mit dem Ausatemdruck über das Rückschlagventil
zu beaufschlagen und andererseits, wenn der Atembeutel
in seiner ausgedehnten Position ist, die Druckkammer zu
entlasten, um eine weitere Sauerstoffzufuhr zu unter
brechen. Dabei wird dieses Überdruckentlüftungsventil
stets automatisch bei jedem Atemzug betätigt. Eine
Sauerstoffzufuhr erfolgt grundsätzlich unabhängig davon,
ob dies notwendig ist oder nicht. Das Überdruckentlüf
tungsventil dient nicht dazu, die Sauerstoffzufuhr
einzuleiten, sondern sie zu beenden.
Die DE-AS 11 37 645 beschreibt ein Tauchgerät, bei dem
beim Abstieg ein Atembeutel über ein Handzusatzventil
zum Ausgleich der Volumenverkleinerung durch den höhe
ren Wasserdruck zusätzlich direkt mit Sauerstoff ge
füllt wird. Dieses Handzusatzventil erlaubt nicht das
Abblasen ausgeatmeter Luft, um die Sauerstoffkonzen
tration indirekt zu erhöhen.
Aus der DE-OS 22 18 173 ist ein Atmungsschutzgerät be
kannt, das ein von dem Atembeutel in dessen ausgedehn
tem Zustand betätigtes Überdruckentlastungsventil auf
weist. Dieses Überdruckentlastungsventil wird automa
tisch und regelmäßig, d.h. bei jedem Atemzug in dessen
Endphase betätigt. Ein stets automatisch und regelmäßig
betätigtes Überdruckentlastungsventil ermöglicht ledig
lich, bei jedem Atemvorgang ein bestimmtes konstantes
Volumen der Ausatemluft abzublasen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sauer
stoffatemgerät mit geschlossenem Atemkreislauf zu
schaffen, bei dem das Risiko eines Sauerstoffmangels
unter statischen Bedingungen verringert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgese
hen, daß das zweite Ventil jederzeit und beliebig lang
betätigbar ist, und daß der Druckabfall im Atemkreis
lauf das Sauerstoffzuführventil betätigt.
Durch das Abblasen eines Teils der ausgeatmeten Luft in
die Atmosphäre wird der Druck in dem Atemkreislauf redu
ziert, wodurch Sauerstoff entsprechend dieser abgebla
senen ausgeatmeten Luft über das automatisch betätigte
Sauerstoffzuführventil zugeführt werden kann und die
Sauerstoffkonzentration in dem Atemgerät erhöht werden
kann.
Die Erfindung ermöglicht eine Anpassung der Sauerstoff
konzentration an den tatsächlichen Verbrauch, wobei
durch Betätigung des Abblasventils beliebig viel Aus
atemluft an die Atmosphäre abgegeben werden kann. Ein
Sauerstoffmangel kann jederzeit durch Betätigung des
Abblasventils vermieden werden, während gleichzeitig
der Sauerstoffverbrauch dadurch gesenkt werden kann,
daß nicht bei jedem Atemvorgang ein Luftaustausch
Atemkreislauf/Atmosphäre stattfinden muß.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das Abblasventil an
dem unteren vorderen Ende der Atemmaske angeordnet ist.
Aufgrund von Versuchen hat sich bestätigt, daß die
Sauerstoffkonzentration unter statischen Bedingungen
bei Verwendung des erfindungsgemäßen Atemgeräts im
wesentlichen konstant auf jeden gewünschten Wert
ungefähr von oberhalb 27% bis 100% gehalten werden
kann.
Zusätzlich kann das erfindungsgemäße Sauerstoffatem
gerät als Atemgerät für die Notfallmedizin mit offenem
Kreislauf verwendet werden, um ein toxisches Gas aus
zuwaschen, das in die Lunge eingedrungen ist, und um
auch eine Inhalation von hochkonzentriertem Sauerstoff
zu ermöglichen.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Abblasventil,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsge
mäßen Sauerstoffatemgerätes.
Bei dem Sauerstoffatemgerät gemäß Fig. 2 sind ein Ein
atemschlauch 5 und ein Ausatemschlauch 3 mit einer
Maske 1 über ein Einatemventil 2 und ein Ausatemventil
4 verbunden. Die ausgeatmete Luft, die über den Aus
atemschlauch 3 abgeblasen wird, wird durch einen Rei
nigungskanister 7 (Kohlendioxid-Entfernungseinrichtung)
hindurchgeführt, der mit einem Absorptionsmittel 6 (wie
beispielsweise Ca(OH)2) gefüllt ist, um Kohlendioxidgas
zu entfernen. Die gereinigte Luft wird durch einen Be
hälter 9, der einen mit der offenen Atmosphäre in Ver
bindung stehenden Atmungsbeutel 8 aufnimmt, geführt, um
dann in den Einatemschlauch 5 zurückgeführt zu werden.
Sauerstoff wird aus einem unter Druck stehenden Sauer
stoffbehälter 10 dem Behälter 9 über ein Sauerstoffzu
führventil 11 in einem Umfang zugeführt, der dem ent
fernten Kohlendioxid entspricht.
Ein Abzweigungsschlauch 13 ist mit dem Ausatemschlauch
3 verbunden. Am Ende des Abzweigschlauches 13 ist ein
Ausatembeutel 14 angeschlossen. Der Beutel 14 besteht
aus einem elastischen Beutelmaterial mit leichtem Wie
derherstellvermögen. Der Beutel zieht sich von selbst
in seine ursprüngliche Form, wie mit der durchgezogenen
Linie 14 gezeigt, zusammen. Wenn er aber durch eine
schnelle oder tiefe Atmung mit Gas gefüllt wird, dehnt
er sich in eine Form, wie durch die gestrichelte Linie
14′ gezeigt, aus. Wenn das Einströmen des Gases beendet
ist, wird das Gas in dem Beutel über den Schlauch 13
durch die Rückstellkraft des Beutels in das System wie
der zurückgeführt. Am Ende des Ausatembeutels 14 ist
eine Öffnung gebildet. Eine Kapillarleitung 15 extrem
kleinen Durchmessers ist mit dieser Öffnung verbunden.
Die Ausatemluftführung 19 besteht aus dem Abzweig
schlauch 13, dem Ausatembeutel 14 und der Kapillar
leitung 15. Am Ende der Kapillarleitung 15 ist ein
Druckentlastungsventil 16 für den statischen Druck an
geschlossen.
Bei dem innerhalb der Ausatemeinrichtung (Rücklauf
system) bestehenden Druck wird die durch das Atmen er
zeugte dynamische Atemdruckkomponente gedämpft und über
die abgezweigte Ausatemluftführung entfernt, so daß nur
die statische Druckkomponente das Druckentlastungs
ventil für den statischen Druck erreicht. Wenn der
statische Druck einen vorgeschriebenen Wert übersteigt,
wird der Überdruck nach außen abgelassen, um eine ex
zessive Zunahme des statischen Drucks zu verhindern,
und um die Funktion des Atembeutels unter normalen Be
dingungen aufrechtzuerhalten. Die Einrichtung kann da
her eine exzessive Zunahme der Sauerstoffkonzentration
in der inhalierten Luft verhindern.
Einzelheiten des Abblasventils 12 sind in Fig. 1 ge
zeigt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das
Abblasventil 12 an dem unteren vorderen Ende der Maske
1 angebracht.
Ein innerhalb der Maske 1 befestigter Stützring 20, ein
in dem Ring 20 fest eingefügtes Ringteil 21 und ein an
dem Ringteil 21 befestigter Zylinder 22 mit auf beiden
Seiten offenen Enden, bilden ein Gehäuse 23 des Abblas
ventils 12. Der durch den Stützring 20 und das Ringteil
21 begrenzte Raum im Zentrum bildet einen mit der Aus
atemeinrichtung des Zirkulationssystems verbindenden
Durchlaß 26. Ein scheibenähnliches Teil 24 ist an dem
Zylinder 22 ausgeformt und Entlüftungsöffnungen 24 a und
22 a sind in das scheibenähnliche Teil 24 bzw. in die
Außenwand des Zylinders 22 gebohrt. Diese Entlüftungs
öffnungen 24 a und 22 a bilden jeweils einen mit der
Atmosphäre in Verbindung stehenden Durchlaß.
Ein scheibenähnliches Rückschlagventil 27, das sich in
dem mit der Ausatemeinrichtung in Verbindung stehenden
Durchlaß 26 erstreckt, ist außen an einem ringförmigen
Ventilsitz 25 derart vorgesehen, daß es auf dem an dem
äußeren Ende (in Richtung auf die Atmosphäre) des Ring
teils 21 gebildeten Ventilsitz 25 aufliegt, wenn keine
ausgeatmete Luft zugeführt wird. Das Rückschlagventil
27 besteht aus einem flexiblen Material, wie beispiels
weise Gummi oder Kunststoff, so daß, wenn ausgeatmete
Luft zugeführt wird, sein äußerer Umfangsbereich um
gebogen wird, um die Luft nach außen zu lassen. Ein
scheibenähnliches manuelles Ventil 28 aus steifem
Kunststoff o.dgl., das sich zu den Entlüftungsöffnungen
24 a erstreckt, ist im Inneren des scheibenähnlichen
Teils 24 vorgesehen. Eine Drucktaste 29 ist an dem
Handventil 28 befestigt, und ein Schaft 29 a der Druck
taste 29 ist gleitend beweglich in eine Öffnung ein
gefügt, die in das scheibenähnliche Teil 24 gebohrt
ist. Eine Schraubenfeder 32 ist zwischen der Drucktaste
29 und dem scheibenähnlichen Teil 24 angeordnet, und
das Handventil 28 wird gegen einen innerhalb des schei
benähnlichen Teils 24 gebildeten ringförmigen Ventil
sitz 31 gedrückt. Auf diese Weise öffnet sich das Hand
ventil 28 nur, wenn die Drucktaste 29 gedrückt wird.
Im folgenden wird die Arbeitsweise des obigen Ausfüh
rungsbeispiels beschrieben.
Ein Benutzer zieht zunächst das Sauerstoff-Atemgerät
mit geschlossenem Atemkreislauf an und stülpt die Maske
1 über, damit sie anliegt. Nachdem überprüft worden
ist, daß die Maske fest angebracht ist, atmet der Anwen
der zwei- oder dreimal tief ein, während die Drucktaste
29 des Abblasventils 12, bis sie einen abgestuften in
dem Zylinder 22 gebildeten Bereich 30 berührt, gedrückt
wird. Die ausgeatmete Luft strömt durch das Rückschlag
ventil 27, durch den Zwischenraum zwischen dem zu die
sem Zeitpunkt offenen Handventil 28 und dem Ventilsitz
31 und wird nach außen über die Entlüftungsöffnungen
24 a und 22 a abgeblasen. Das Rückschlagventil 27 dient
dazu, zu verhindern, daß Einatemluft von außen in die
Maske 1 eindringt. Als Ergebnis wird der Druck in dem
Kreislaufsystem unvermeidbar reduziert und das Bedarfs
ventil 11 wird betätigt, um Sauerstoff in das Exhala
tionssystem mit einem zischenden Geräusch einzuführen,
wodurch die Sauerstoffkonzentration erhöht wird. Das
Zischgeräusch kann als Bestätigung der Betätigung des
Sauerstoffeinführventils 11 dienen. Wenn die Drucktaste
29 losgelassen wird, wird das Handventil 28 automatisch
durch die Rückstellkraft der Schraubenfeder 32 geschlos
sen, um unmittelbar die ausgeatmete Luft von außen zu
trennen. Durch Ausführung der obigen Operation zu Be
ginn der Benutzung tritt selten ein Abfall der Sauer
stoffkonzentration in dem Atemgerät mit geschlossenem
Kreislauf während der Benutzung auf, selbst wenn die
Luftzirkulation ausgesetzt ist. Die Sauerstoffkonzen
tration kann jedoch, falls während der Benutzung erfor
derlich, in dem Zirkulationssystem auf einfache Weise
durch Wiederholen der obigen Vorgänge erhöht werden.
Indem man den Widerstand des Abblasventils genügend
kleiner als den Widerstand der Ausatemeinrichtung hält
oder indem das Abblasventil 12 und das Ausatemventil 4
gekoppelt werden, um zu bewirken, daß das Ausatemventil
sich gleichzeitig mit der Betätigung des Abblasventils
schließt oder um zu bewirken, daß der Widerstand des
Ausatemschlauches sich vergrößert, wird die ausgeatmete
Luft direkt nach außen über das Abblasventil entlastet,
anstelle in den Ausatemschlauch einzuströmen. Daher
arbeitet das Atemgerät mit geschlossenem Kreislauf wie
ein Sauerstoff-Atemgerät mit offenem Kreislauf, wobei
das Abblasventil wie zuvor betätigt wird. Während eines
solchen Vorgangs wird die ausgeatmete Luft bei jeder
Atmung nach außen entlastet und als Folge davon, Sauer
stoff in den Ausatemschlauch eingeführt, um schnell die
Sauerstoffkonzentration in der ausgeatmeten Luft zu
erhöhen. Die auf diese Weise erhöhte Konzentration wird
danach aufrechterhalten. Auf diese Weise kann das Sau
erstoff-Atemgerät mit geschlossenem Kreislauf als ein
Gerät für Notfälle verwendet werden, um provisorisch
Substanzen, wie beispielsweise giftige Gase in der
Lunge auszuwaschen, und um auch die Inhalation von Sau
erstoff in hoher Konzentration zu bewirken. Wenn die
Notfallbehandlung beendet ist, nimmt das Gerät unmittel
bar und automatisch ihre ursprüngliche Funktion als
Sauerstoff-Atemgerät mit geschlossenem Atemkreislauf
zur Anwendung über lange Zeitspannen ein, indem die
Drucktaste des Abblasventils losgelassen wird.
Obwohl bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Ab
blasventil 12 manuell mit Hilfe der Drucktaste 29
geöffnet bzw. geschlossen wird, ist die Betätigung des
Ventils nicht auf eine Handbetätigung beschränkt. Ein
Sauerstoff-Konzentrationssensor kann an das Atemgerät
mit geschlossenem Kreislauf angeschlossen werden, um
automatisch das Abblasventil zu öffnen, um Sauerstoff
in das System einzuführen, wenn die von dem Sensor ge
messene Sauerstoffkonzentration unter einen vorbestimm
ten Wert fällt. Die Lage des Abblasventils 12 ist nicht
auf die in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 gezeigte
beschränkt. Es kann in jeder beliebigen Lage in der
Ausatemeinrichtung, die sich beispielsweise von der
Maske 1 zu dem Inhalationsbehälter 9 erstreckt, ange
ordnet sein. Wenn das Ventil an der Stelle, wie in Fig.
2 dargestellt, angeordnet ist, kann das Ventil durch
Drücken des Knopfes 29 gegen eine Wand, einen Tisch,
o.dgl., ohne Benutzung der Hand geöffnet werden, was
sehr vorteilhaft ist, wenn beide Hände anderweitig
beschäftigt sind.
Claims (5)
1. Sauerstoffatemgerät mit geschlossenem Atem
kreislauf, dessen Ausatemteil im wesentlichen aus
- - einem Ausatemschlauch mit Ausatemrückschlag ventil und
- - einem Atembeutel besteht, der die ausgeatmete Atemluft, sowie Sauerstoff aus einer Sauer stoffversorgungseinrichtung über ein auto matisches druckgesteuertes Sauerstoff zuführventil erhält, und
dessen Einatemteil aus
- - einem mit dem Atembeutel verbundenen Einatem schlauch mit Einatemrückschlagventil besteht,
wobei
- - der Einatemschlauch und der Ausatemschlauch an eine Atemmaske anschließbar sind,
- - ein Abblasventil im Ausatemteil angeordnet ist, dessen Ventilgehäuse mit einer ersten Ventilöffnung mit dem Atemkreislauf im Ausatemteil und mit einer zweiten Ventilöffnung mit der Atmosphäre verbunden ist,
- - in der ersten Ventilöffnung ein erstes Rück schlagventil angeordnet ist, und
- - in der zweiten Ventilöffnung ein über eine Drucktaste zu betätigendes zweites Ventil angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß das zweite Ventil (28) jederzeit und beliebig lang betätigbar ist, und
- - daß der Druckabfall im Atemkreislauf das Sauerstoffzuführventil (11) betätigt.
2. Sauerstoffatemgerät nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Abblasventil (12) an dem
unteren vorderen Ende der Atemmaske (1) angeordnet
ist.
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