NO178529B - Selvforsynt nödpusteinnretning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en nødpusteinnretning omfattende en gasstett beskyttelseshette som er tilpasset til å omgi en brukers hode, og i hvilken det er anordnet en oksygenforsyningsenhet med et reservoar for tilførsel av oksygen til pusteluften i hetten, og en C02-absorbator for rensing av pusteluften.

Det er tidligere utviklet en rekke forskjellige typer av pusteutstyr for åndedrettsbeskyttelse ved kortere eller lengre tids opphold i en forurenset atmosfære. Det meste av dette utstyr er utviklet for profesjonell innsats ved bekjempelse av brann e.l. Man oppnår effektiv beskyttelse, men størrelse, vekt, pris osv. gjør utstyret uegnet som generelt "fluktutstyr". Fluktutstyr bør kunne få plass i en liten veske, være operativt på kort varsel, og gi effektiv åndedrettsbeskyttelse i anslagsvis 10 minutter. Til tross for at behovet for slikt utstyr utvilsomt er stort, finnes det - etter det man kjenner til - ikke noe kommersielt tilgjengelig utstyr som tilfredsstiller disse krav.

En nødpusteinnretning av den innledningsvis angitte type er kjent fra US patentskrift nr. 4 552 140. Dette patentskrift viser en gjennomsiktig, ugjennomtrengelig, fleksibel hette for anbringelse over en brukers hode og som er tettende festet til en oppblåsbar krage. Et ringformet, sadelformet reservoar inneholder et forråd av oksygengass under trykk og er konsentrisk anbrakt på kragen, slik at når denne oppblåses, tetter vekten av reservoaret kragen rundt brukerens hals. En styremekanisme kan påvirkes av brukeren for tilførsel av oksygengass for samtidig å fylle hetten og blåse opp kragen. I hetten er det også anordnet en C02-absorbator for rensing av utåndet gass, og det er sørget for en ejektoranordning for å lede pustegassen gjennom absorbatoren slik at gassen kan resirkuleres.

Fra NO patentskrift nr. 5 352 er det kjent en nødpuste-innretning bestående av en flaske eller sekk som ved hjelp av en sele eller rem kan henges rundt halsen til en bruker, idet det i sekken er anordnet en luft- eller oksygenforsyningsenhet med et reservoar for tilførsel av luft eller oksygen til pusteluften i sekken, og en C02-absorbator for rensing av pusteluften. Sekken er via en slange forbundet med et munnstykke for benyttelse av brukeren, slik at det er dannet en pustesekk eller pustebelg som er atskilt fra den omgivende atmosfære. Denne kjente anordning er imidlertid forholdsvis plasskrevende, og den er også forholdsvis ubekvem å benytte, på grunn av flasken eller sekken som ved bruk henger løst rundt brukerens hals. Anordningen gir heller ingen beskyttelse av brukerens øyne i en atmosfære som er skadelig for øynene, slik det er tilfelle med en gasstett beskyttelseshette av den angitte type.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en nødpusteinnretning som tilfredsstiller de innledningsvis omtalte krav, og nærmere bestemt en selvforsynt, funksjonssikker og samtidig enkel og rimelig innretning som i en gitt tidsperiode kan opprettholde forsyningen av pustegass til en bruker ved rømming og ved kortvarig opphold i en forurenset og oksygenfattig atmosfære.

Ovennevnte formål oppnås med en nødpusteinnretning av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at hetten har doble vegger som danner et lukket volum, idet det i hettens innervegg er anordnet et munnstykke for innføring i brukerens munn, slik at det på i og for seg kjent måte er dannet en pustebelg som er atskilt fra den omgivende atmosfære, og at oksygenforsyningsenheten omfatter en oksygendoseringsanordning som er innrettet til å påvirkes i overensstemmelse med brukerens pustemønster.

I innretningen ifølge oppfinnelsen er et komplett, lukket pustesystem bygget inn i en spesialutviklet beskyttelseshette som hensiktsmessig er fremstilt av et varmebestandig og gasstett materiale. Innretningen kan i praksis gjøres operativ på få sekunder ved at en plastforsegling brytes, hvoretter hetten foldes ut og oksygendoseringsanordningen aktiveres. Deretter trekkes hetten over brukerens hode, og man strammer en snoranord-ning for tetning ved brukerens hals og nakke.

Det faktum at hetten har doble vegger for tilveiebringelse av en lukket pustebelg som er atskilt fra den omgivende atmosfære, innebærer at hetten kan tas -på direkte også i en forurenset atmosfære og umiddelbart sikre tilførsel av frisk pustegass til brukeren når munnstykket er på plass i munnen. Innretningens doseringsanordning representerer også et viktig sikkerhetsmessig aspekt, idet den injiserer oksygen i samsvar med brukerens pustefrekvens og sikrer tilførsel av pustbar luft uansett hvor hardt brukeren puster.

Innretningen ifølge oppfinnelsen er utviklet med sikte på å oppnå lav vekt og en ergonomisk gunstig utforming. I en fordelaktig utførelsesform utgjøres oksygenreservoaret i hovedsaken av hulrommet i et lukket høytrykksrør som danner en ringformet krage rundt hettens nedre del. Dette rør kan f.eks. være fremstilt av syrefast stål med en ytterdiameter på 20 mm og en ringdiameter på 250 mm, og vil da kunne inneholde en oksygenmengde som er tilstrekkelig for ca. 10 minutters bruk.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et sideriss av en innretning ifølge oppfinnelsen anbrakt over hodet til en bruker, fig. 2 viser et sideriss i snitt av en utførelse av innretningens pustesystemdel under utånding, og fig. 3 viser et tilsvarende snittriss av den samme utførelse under innånding.

Som vist på fig. 1, omfatter den viste innretning en beskyttelseshette 1 som er anbrakt over hodet 2 til en bruker, og som hensiktsmessig er fremstilt av et mykt, gasstett og varmebestandig og eventuelt også gjennomsiktig materiale. Hetten har doble vegger 3, 4 for tilveiebringelse av en lukket pustebelg 5 som er atskilt fra den omgivende atmosfære. Pustebelgen 5 danner et sammenhengende, indre rom eller kammer, og de forskjellige sammenhengende områder av dette kammer er på tegningene betegnet med 6. Pustebelgen er forsynt med et passende anbrakt munnstykke 7 for benyttelse av brukeren. Munnstykket er forbundet med innretningens pustesystemdel 8 som skal beskrives under henvisning til fig. 2 og 3.

Hetten er videre forsynt med et synsfelt 9. Dette består hensiktsmessig av doble plastplater 10 og 11 som på innsiden er behandlet med et duggreduserende middel, for å unngå problemer med sikten på grunn av dugging på innsiden av hetten <1.>

Hettens oksygenforsyningsenhet omfatter et oksygenre-servoar som i den viste utførelse består av et lukket høytrykks-rør 12 som danner eller inngår i en ringformet krage 13 rundt hettens nedre del. Som foran nevnt, kan dette rør være fremstilt av syrefast stål og være dimensjonert slik som foran angitt.

Slik det fremgår av fig. 2 og 3, er pustesystemdelen 8 oppbygget i tilknytning til en C02-absorbator 14 for rensing av pusteluften i hetten. Absorbatoren omfatter et absorpsjonslegeme 15 som er anordnet mellom to endeplater 16, 17 og som har en sentral, gjennomgående åpning, slik at en sentral passasje 18 er dannet gjennom absorbatorlegemet 15 via sentrale åpninger 19, 20 i endeplatene 16, 17. Munnstykket 7 står i forbindelse med den sentrale passasje 18 via åpningen 20 i den tilstøtende endeplate 17. Passasjen 18 er delvis avgrenset av en kanaldel 21 som er forbundet med og strekker seg innover fra den nevnte åpning, og ved hvis indre ende det er anordnet en ventil 22. Ventilen består av et sentralt åpent, fleksibelt ventillegeme 23 som med sin ene ende er forbundet med åpningen 19 i endeplaten 16, og med sin andre ende samvirker med et sete 24 som er dannet på den tilstøtende endekant av kanaldelen 21.

Den sentrale passasje 18 står via åpningen 19 i forbindelse med et kammer 25 som er avgrenset av endeplaten 16 og av en trykkfølende membran 26. Som vist, er følermembranen 26 fastspent ved sin omkrets, og den er på utsiden dekket av et beskyttelsesdeksel 27 som er forsynt med et antall hull 28, slik at membranen på sin utside står i forbindelse med den omgivende atmosfære. I sitt sentrale område er membranen 26 forbundet med den ene ende av en manøverstang 29 som strekker seg gjennom passasjen 18 og som i forbindelse med ventilen 22 er forsynt med en manøverdel 30 for manøvrering av ventillegemet 23 når følermembranen 26 påvirkes og beveges ved opptredende trykkvariasjoner under brukerens pustesyklus, slik som nærmere beskrevet senere.

Manøverstangen 29 er ved sin frie ende forbundet med en vektarm 31 som er operativt koplet til innretningens oksygendoseringsanordning, slik som nærmere beskrevet nedenfor. Stangens 29 frie ende er videre innrettet til å manøvrere en ventil 32 som, når den åpnes, danner en åpen forbindelse mellom munnstykket 7 og pustebelgens 5 indre rom 6, slik det fremgår av fig. 3.

Innretningens oksygendoseringsanordning 40 er innrettet til å tilføre tilmålte doser av oksygen til munnstykket 7 via en kanal 41, når brukeren puster inn. I den viste utførelse omfatter anordningen et sylindrisk hus 42 med en endevegg 43 som vender mot kanalen 41 og i hvilken det er glidbart montert et hult stempel 44. Stempelet er ved hjelp av en fjær 45 forspent mot et sete på en rørformet støttedel 46 ved husets andre endevegg 47. Mellom husets 42 innervegg og stempelet 44 er det dannet et doseringskammer 48 som står i forbindelse med stempelets indre hulrom 49 via en sideåpning 50 i stempelet.

I husets endevegg 47 er det anordnet en første ventil

> 51 med et stangformet ventillegeme 52 for styring av forbindelsen mellom doseringskammeret 48 og et høytrykkskammer 53 som står i forbindelse med høytrykksreservoaret 12. Ventillegemet 52 er forspent mot stengt stilling av ventilen ved hjelp av en fjær 54.

Ventillegemet 52 er videre fast forbundet med den ene ende av et rør 55 som på tettende måte er glidbart montert i et veggparti av stempelet 44, slik at røret strekker seg utenfor stempelets indre hulrom 49. Rørets 55 andre eller ytre ende danner et sete i en andre ventil 56 med et stempelformet ventillegeme 57 som er glidbart i en føring i stempelets 44 ytre endeparti 58, slik som vist på fig. 2 og 3. Ventillegemet 57 er forspent mot stengt stilling av ventilen ved hjelp av en fjær 59. Ved åpning av ventilen 56 settes doseringskammeret 48 i forbindelse med kanalen 41 via en sideåpning 60 i røret 55 og via en åpning 61 i stempelets 44 ytre endeparti 58.

Slik det fremgår av fig. 2 og 3, er vektarmen 31 dreibart forbundet med stempelets 44 ytre endeparti ved hjelp av en dreietapp 62, og den har en kort arm som er i inngrep med ventillegemet 57 for å stenge og åpne ventilen 56 i avhengighet av vektarmens bevegelse under påvirkning av følermembranen 26.

Innretningens virkemåte skal beskrives nærmere i det

følgende.

Pustegassens strømningsretning er vist med piler på fig. 2 og 3, idet fig. 2 viser situasjonen ved utånding og fig.

3 viser situasjonen ved innånding.

Som vist på fig. 2, passerer utåndet gass gjennom munnstykket 7, gjennom kanaldelen 21 og gjennom senteråpningen i énveisventilen 22 inn i kammeret 25. Følermembranen 26 og manøverstangen 29 presses mot venstre, og ventilmanøverdelen 30 bringer énveisventilen 22 i åpen stilling, slik at den utåndede gass dirigeres gjennom C02-absorbatoren 14 og videre ut i pustebelgrommet 6. Idet følermebranen presses mot venstre, trekker manøverstangen~ 29 også med seg vektarmen 31 som presser det fjærbelastede ventillegeme 57 og dermed også røret 55 og ventillegemet 52 nedover, slik at ventilen 51 åpnes for tilførsel av oksygen fra høytrykkskammeret 53 til stempelets 44 indre hulrom 49 og doseringskammeret 48. Trykket i doseringskammeret stiger raskt, og idet trykket er tilstrekkelig til å oppveie spennkraften i fjæren 45, presses stempelet 44 oppover i huset 42. Når stempelet beveges oppover, fjernes vektarmens 31 nedoverrettede press på det fjærbelastede ventillegeme 57, og spennet i fjæren 54 sørger for at ventillegemet 52 umiddelbart stenger ventilen 51 og dermed avstenger tilførselen av oksygen til doseringskammeret 48. Samtidig sørger fjæren 59 for at ventillegemet 57 holder ventilen 56 stengt.

Idet innåndingen begynner, oppstår et undertrykk i kammeret 25, og membranen 26 og manøverstangen 29 beveges mot høyre. Dette medfører at vektarmens 31 korte arm presser ventillegemet 57 oppover slik at ventilen 56 åpnes og frigjør oksygenet som ble oppmagasinert i doseringskammeret 48 ved den foregående utånding, slik at den tilmålte oksygendose ledes til brukeren via kanalen 41 og munnstykket 7. Samtidig bevirker manøverstangen 29 at ventilen 32 åpnes, slik at det tilveiebrin-ges åpen forbindelse fra pustebelgrommet 6 til munnstykket 7.

Under forutsetning av at innretningen er riktig justert vil det ikke være mulig å puste inn eller ut uten at doseringsan-ordningen trer i funksjon. Dette sikres ved at doseringsmekanis-men og ventilene 22 og 32 styres av den samme følermembran 26. Ved å la følermembranen være forholdsvis stor, kombineres stabil oksygeninjisering med lav pustemotstand.

Mengden av oksygen som injiseres ved hver innånding, er konstant, og er beregnet slik at den alltid er større enn den mengde som forbrukes. Dette innebærer at oksygennivået i pusteluften gradvis vil øke. Overskytende luft i kretsløpet presses under utåndingen ut gjennom den på fig. 1 viste over-trykksventil 33, og videre ut gjennom hals/nakke-tetningen. Denne løsning bidrar til å beskytte brukerens ansikt effektivt mot inntrengning av forurenset gass fra den omgivende atmosfære, også for personer med skjegg.

Innretningens hette er myk inntil kammeret 6 er fullstendig fylt av luft. Totalvolumet er ca. 3 1. Bruken av et munnstykke i stedet for en oral-nasal-maske inne i hetten eliminerer ytterligere faren for inntrengning av forurenset gass, og systemet er utformet med sikte på å minimere faren for inhalering av forurenset gass ved at undertrykket som oppstår ved innåndingen, skal være minst mulig- C02-absorbatoren er av denne grunn montert på utåndingssiden. Videre er luftkanalene grovt dimensjonert med sikte på å minimere pustemotstanden og derved sikre at brukeren er i stand til å klare harde fysiske belastnin-ger.

Claims (6)

1. Nødpusteinnretning omfattende en gasstett beskyttelseshette (1) som er tilpasset til å omgi en brukers hode (2), og i hvilken det er anordnet en oksygenforsyningsenhet med et reservoar (12) for tilførsel av oksygen til pusteluften i hetten (1), og en C02-absorbator (14) for rensing av pusteluften, KARAKTERISERT VED at hetten (1) har doble vegger (3, 4) som danner et lukket volum, idet det i hettens (1) innervegg (3) er anordnet et munnstykke (7) for innføring i brukerens munn, slik at det på i og for seg kjent måte er dannet en pustebelg (5) som er atskilt fra den omgivende atmosfære, og at oksygenforsyningsenheten omfatter en oksygendoseringsanordning (40) som er innrettet til å påvirkes i overensstemmelse med brukerens pustemønster.

2. Innretning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at dose-ringsanordningen (40) omfatter et doseringskammer (48) som står i forbindelse med oksygenreservoaret (12) og med munnstykket (7) via respektive ventiler (51 hhv. 56), hvilke ventiler er mekanisk koplet til en følermembran (26) som påvirkes av opptredende trykkvariasjoner under brukerens pustesyklus, slik at doseringskammeret (48) fylles med en tilmålt oksygenmengde fra reservoaret (12) når utånding pågår, og den tilmålte oksygenmengde tilføres fra doseringskammeret (48) til pustemunnstykket (7) ved den påfølgende innånding.

3. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den mekaniske kopling mellom følermembranen (26) og de nevnte ventiler (51, 56) omfatter en vektarm (31) som er innrettet til å påvirke et ventillegeme (52 hhv. 57) i en respektiv av ventilene (51, 56) i avhengighet av følermembranens (26) bevegelse.

4. Innretning ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at følermembranen (26) i sitt sentrale område er koplet til en manøverstang (29) som er koplet til den nevnte vektarm (31), og som også er innrettet til å åpne en ventil (22) for utslipp av utåndingsluft fra munnstykket (7) til pustebelgrommet (6), og deretter å åpne en annen ventil (32) for tilførsel av innån-dingsluft fra pustebelgrommet (6) til munnstykket (7).

5. Innretning ifølge ett av kravene 2-4, KARAKTERISERT VED at doseringskammeret (48) er avgrenset av et hus (49) og et i dette anordnet, fjærbelastet stempel (44) som forskyves når trykket i doseringskammeret (48) overstiger en gitt verdi, og derved sørger for lukning av ventilen (51) mellom oksygenreservoaret (12) og doseringskammeret (48).

6. Innretning ifølge ett av de foregående krav, KARAKTERISERT VED at oksygenreservoaret i hovedsaken utgjøres av hulrommet i et lukket høytrykksrør (12) som inngår i en ringformet krage (13) rundt hettens (1) nedre del.