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Sauerstoffatemschutzgerät mit lungengesteuerter Sauerstoffzuführung
Die Erfindiung betrifft ein Sauerstoffatemschutzgerät mit .lungengesteuerter Sauerstoffzuführung,
jedoch ohne konstante Dosierung. Derartige Geräte werden als Höhenatmer, als Inhalationsgeräte
oder als .Kreislaufgeräte mit Regeneration der Aasatemluft verwendet.
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Bisher war es üblich, das lungengesteuerte Sauerstoffzuführungsventil
für derartige Geräte durch Hebel zu betätigen bzw. zu öffnen, die von den Wandungen
des Atembeutels bewegt werden. Die Hebel wurden im Atembeutel angeordnet, oder sie
wurden an einer Außenwand des Atemb.euttels befestigt und infolgedessen von den
zusammenfallen, den Atembeutelwänden in die Öffnungsstellung gebrac-ht. Der Nachteil
dieser bekannten Konstruktionen liegt darin, daß Hebel erforderlich sind, die einen
empfindlichen Bauteil der Geräte darstellen, und daß diese Iungengest-euerten. Ventile
einen verhältnismäßig gr:oßen Öffnungswiderstand haben.
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Es ist bereits ein Verfahren zum Betätigen des lungengesteuerten Sauerstoff
fzu.satzv entils von Atemschutzgeräten vorgeschlagen worden, bei dem das Sauerstoffzusatzventil
durch die durch- ein Jungenbetätigtes Steuerglied .Steuerglied gesteuerte Druc-
oder :Strömungsenergie des Sauerstoffs der konstanten Dosierung betätigt wird. Bei
diesem Verfahren wird die im Sauerstoff der konstanten Dosierung enthaltene statische
oder kinetische Energie gleichsam als Servomnoto-r zum Betätigen des Sauerst:o.ffzusatzventils
benutzt.
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Die Erfindung, die sich auf Sauerstoffatemschutzg-eräte ohne konstante
Dosierung bezieht, besteht darin, daß zum Betätigen des Sauerstoffzufü'hmungsventils
Druckgas aus einem Niederdruckbehälter
oder aus einem durch einen
Druckminderer erzeugten Niederdruokraum dient, das durch ein lungenlbetätigtes Steuermittel,
z. B. .durch, ein mixt einer durch Lungenkraft bewegten Membran. oder mit einer
Wand des Atembeutels in Verbindung stehendes Steuerventil, gesteuert wird. Die Erfindung,hat
den Vorteil, daß der Öffnungswiderstand des lungengesteuerten Sauerstof£zuführungsventils
nicht in Form eines verhältnismäßig großen Atemwiderstandes vom Gerätbenutzer überwunden
werden muß. Die zum Betätigen des lungenselbsttätigen Sauerstoffzuführu-ngsventils
notwendige Kraft wird vielmehr von dem Niederdruckgas geleistet. Zum Betätigen des
Niederdrucksteuermittels ist nur eine sehr kleine Kraft erforderlich.
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Das Sauerstoffzuführungs.ventil kann au!f unterschiedliche Art und
Weise durch das N.ieder(d'ruckgas betätigt werden. Es kann so, ausgebildet sein,
daß das mit einer Offnungsfeder.aus,gerüstete Ventil durch das Niederdruckgas geschlossen
gehalten und im Bedarfsfall durch Absinken des Druckes des Nied.°rdru.ckgases unter
der Wirkung -der Öffnungsfeder geöffnet wird. Eine andere Ausbi-fd ungs@form des
Sauerstaffzuführungsventils besteht darin, daß das Sauerstoffzuführungsventil durch
eine Feder geschlossen gehalten und im Bedar-fsfal-l durch das Nieder.driuckgas
geöffnet wird. Hierfür kann das Sauerstoffzuführungsventil derart ausgebildet sein,
daß der Niederdruckbehäl.ter bzw. -raum über das lungenbetätigte Steuerventil mit
einer Kammer in Verbindung steht, die von einem mit dem Zuführungsventil kraftschlüssig
verbundenen, druckempfindlichen Steuermittel, wie einem Druckkörper, einer Membran
od. dgl., begrenzt. wird. .Sobald im Atembeutel Unterdruck entsteht, d. h.. ,Sauerstoffbedarf
auftritt, wird das durch: die zusammenfallende Atemnbeutelwand geöffnet. Der Niederdrucksauerstoff
-von beispielsweise 3, atü hat nun freien Durchgang durch das Steuerventil und gelangt
in die durch das dru-okempfindliche Steuermittel, z. B. eine Membran od. .dgl.,
abgegrenzte Kammer. Die Membran wird durchgedrückt- und öffnet dabei das Hochdruckventil
entgegen der Wirkung seiner Schließfeder. Sauerstoff -strömt in den Atembeutel,
bis der Unterdruck im Atembeutel durch den nachströmenden Sauerstoff ausgeglichen
ist. Bei gefülltem Atembeutel ist das Steuerventil geschlossen. Der Druck in der
durch eine Membran od. dgl. begrenzte Kammer fällt ab, so daß sich nunmehr -das
Hochdruckventil schließt.
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Das Steuerventil '.kann unter dem Einfiuß einer Schließfeder stehen,
die das Steuerventil nach dem Auffüllen des Atembeutels sehIießt. Hierdurch ist
ein sicheres Funktionieren des Steuerventils gewährleistet.
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Die durch. .das druckempfindliche Steuermittel abgeschlossene Kammer
kann mit dem Atemkreislauf in einer Verbindung stehen, die durch das Iungenbetätigte,Steuermittel
beim Öffnen des Sauerstoffzuführungsventils gesperrt und naeh dem Schließen des
S.auerstoffzuführungsventils freigegeben wirdr. Derart wird ein Entlüftungsventil
geschaffen, durch das der in der .durch eine Meinbrav od. dfgl. abgeschlossenen
Kammer befindliche Sauerstoff in den Atembeutel abströmen kann.
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Das lungenbetätigte Steuermittel kann auch mit zwei Ventilen versehen
sein, deren Ventilteller unter Federdruck stehen, und. von denen das in die Verbindung
zum Atem-luffikreislauf eingeschaltete Hilfsventil schließt, ,bevor .das das Niederdruckgas
steuernde Ventil öffnet, und umgekehrt. Derart wird ein unmittelbares Überströmen
von Sauerstoff aus dem Niederdruckbehälter tbzw. -raum in den Atemkreislauf vermieden.
Das Lungenbetätigte Steuermittel kann dabei in Form eines entgegen einer Feder bewegten
Betätigungsstiftes mit zwei Anschlagringen oder Tellern versehen sein, von denen
jeweils nur einer einender unter dem Druck von.Sohließdedern stehenden Ventilteller
des Steueruni Hilfsventils in Offernstellung hält.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform, des neuen,Sauerstoffatem.schutzgerätes
und eineweitere Ausbildung eines Bauteiles dieser Ausführungsform dargesteillt,
und zwar zeigt Abb. z einen Längsschnitt durch das Sauerstoffzuführungsvrentil und
-e-b. 2 einen Schnitt durch eine andere Bauart des lungenbetätigten Steuerventils.
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Der Hochdrucksauerstoff wird durch den Kanal. 3o einerseits dem Druckminderer
31 und andererseits dem Sauerstoffzuführungsventil 3 zugeleitet.
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Vom Niederdruckraum i des Druckminderers, der z. B. unter einem Druck
von 3 atü steht, fuhrt ein Kanal' 5 zu de@mn vorteilhaft kantig ausgebildeten oder
lose geführten Schließpfropfen 6 ides Steuerventils. Der Schließpfropfen 6 wind
durch den Stift 7, der durch die Krateröffnung 8 hindurchreicht und unmittelbar
mit dem Atembeutel 3,6 oder einer Membran durch die Stange 37 in Verbindung steht,
und durch idie Feder 9 auf den Krater i i, in den Kanal 5 ausmündet, gedrückt. Wird
im. Atembeutel ein Unterdruck erzeugt, so zieht ,sich der mit der Stange 37 in starrer
Verbindung stehende Stift 7 durch den Krater 8 zurück, wobei @die Feder 9 zusammengedrückt
wird. Der Verschlußpfropfen 6 wird durch die Feder io und durch .den in der Krateröffnung
lastenden Druck auf den Krater 8 gedrückt. Der Krater 8 ist geschlossen und der
Krater i i geöffnet. Nunmehr strömt Niederdruck vom Druckminderventil3i durch den
Kanals, durch den Krater ii und von da durch den Kanal 12 in die Kammer 33 unter
der Membran 2 des Sauersto.ffzuführungsventils 3. Die Membran 2 wölbt sich nach
oben durch und öffnet das ,S.auerstoffzuführungsventil 3.. Im Bedarfsfall (kann
das Sauerstoffzuführungsventil 3 auch von Hand. vermittels des Druckknopfes 4 geöffnet
werden. Der aus dem Sauerstoffzuführungsventil 3 strömende Sauerstoff fließt aus
der Kammer 32 durch die die Kanäle 34 und 14 und .die Leitung 3.9 zum Atembeutel
36. Sobald so viel Sauerstoff in den Atembeutel geströmt isst, .daß der dort durch
die Atmung entstehende Unterdruck ausgeglichen und der Atembeutel wieder aufgefüllt
ist, wird schließlich der Stift 37 unter Entspannung der Feder 9 nach links verschoben,
wobei der Ventilpfropfen 6
vorm Ventilsitz 8 abgehoben und entgegen
der Wirkung der Feder io auf den Ventilsitz ii gedrückt wird. Der Drucksauerstoff
im Kanal 12 und, im Raum 33 entweicht nun durch den geöffneten Krater 8 in die Kammer
13 und von dadurch den Kanal 14 und idie Rohrleitung 3.9 in den Atembeutel 36. Nach
dem Abfallen des Druckes im Raum 33 entspannt sich dle Schließfeder des .Sazuerst.offzuführungsventils
3 und- schließt das Ventil. Damit ist der Ausgangszustand wiederhergestellt.
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Der :durch Undich.tigkeit in der Führung der Stange 37 etwa entweichende
Sauerstoff wird durch die elastische Membran 15, die mit dem Gehäuse und der Stange
37 gut abdichtet, aufgefangen und durch die schräge Bohrung 16 in den :Sanvnelkanal'
14 geleitet.
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Die Verwendung eines Pfropfens 6, der unter der Wirkung einer Feder-
oder Druckkraft in eine' Kammer gleitet und einmal mit seinem Oberteil, das andere
Mal, mit seinem Unterteil einen Krater abdichtet, hat einen Nachteil. Im Augenblick
des Stellungswechsels, d. h. wenn der Pfropfen den einen Krater i i freigibt und
den anderen Krater 8 noch nicht geschlossen hat, stehen -beide Kanäle 5 und- 14
in offener Verbindung. Das Niederdruckgas' hat, wenn auch nur für einen kurzen Augenblick,
freien Durchgang zum Atembeutel. Dieser Nachteil soll durch die in Abb.2 dargestellte
Ventilsteuerung vermieden werden.
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Im Kanal 17 gleitet ein Pfropfen i8. Dieser wird durch die Feder i9,
die an einem an der Ventilstange 21 befestigten Federteiler io abgestützt ist, auf
den Ventilsitz 22 gedrückt. Die Ventilstange 21 wird durch eine Feder 23 in Druckstellung
gehalten. Im Kanal 17 gleitet ein zweiter Versch.lußpfropfen 2.1;, der durch: eine
Feder 25 gegen den auf der Ventilstange 21 befestigten Anschlag 26 gedrückt wird.
Die Feder 25 stützt sich ebenfalls gegen den Federteller 20 aib.
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Wird die Venfiilstange 2,1 durch Unterdruck im Atembeutel: -in der
Pfeilrichtung bewegt, so be,#vegt sich der Federteller 2o in gleicher Richtung und
entspannt -die Feder i9. Die Feder i9 hat aber eine genügend große Verspannung,
:um den Pfropfen iß auf dem Kratersitz festzuhalten. Bei der Bewegungder Ventilstange
in Pfeilrichtung legt sich der Verschlußpfropfen 24 ;gegen den Krater 27 und wird
durch die Feder 25 aulf diesen gedrückt. Bei einer weiteren Bewegung .der Ventilstange
2.1 kommt der Federteller 2o ;schließlich mit einem Anschlag 28 im Verschlußp.fropfen
i8 -in: Berührung und hebt diesen von seinem Krater 22 ab. Dem Niederdruck ist nun
der Durchlaß durch: den Kanal 5 zum Kanal 12 freigegeben, der zur Membrankammer
3.3 des Zuführungsventils 3 führt.
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Nach dem Auffüllen des Atemb'eu.tels 36 spielen sich bei der
Rückwärtsbewegung der Ventilstange die geschilderten Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge
ab. Zuerst wird .der Krater 22 geschlossen, dann erst der Krater 27 geöffnet. Nachdem
der Krater 27 geöffnet ist, entweicht der noch in der Ventilkammer, in der Membrankam.mer
und nm Kanal verblieb,-ne Sauerstoff durch die Leitung 14 und Rohr 39 zum Atembeutel
36.