DE1238778B

DE1238778B - Oxygen breathing apparatus with breathing air circulation

Info

Publication number: DE1238778B
Application number: DE1964H0053979
Authority: DE
Inventors: Karl Von Hoff
Original assignee: KARL VON HOFF
Current assignee: KARL VON HOFF
Priority date: 1964-10-08
Filing date: 1964-10-08
Publication date: 1967-04-13

Description

DEUTSCHES 4%s7SvS^ PATENTAMTGERMAN 4% s7SvS ^ PATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche Kl.: 61 a - 29/01German class: 61 a - 29/01

Nummer: 1 238 778Number: 1 238 778

Aktenzeichen: H 53979 V/61 aFile number: H 53979 V / 61 a

1 238 778 Anmeldetag: 8.Oktober 19641 238 778 Filing date: October 8, 1964

Auslegetag: 13. April 1967Opened on: April 13, 1967

Die Erfindung betrifft ein Sauerstoffatemschutzgerät mit Kreislauf der Atemluft, das eine Kohlensäureabsorptionspatrone, einen Atembeutel sowie ein vom Druck im Atemkreislauf gesteuertes, mit einem Betätigungshebel versehenes Sauerstoffzuführungsventil aufweist.The invention relates to an oxygen breathing apparatus with a breathing air circuit, which has a carbon dioxide absorption cartridge, a breathing bag and an oxygen supply valve which is controlled by the pressure in the breathing circuit and provided with an actuating lever having.

Bei einem bekannten Sauerstoffatemschutzgerät dieser Art mit lungengesteuertem Sauerstoffzuführungsventil ist in die Atemleitung eine Steuermembran eingeschaltet, die in einer Kammer derart angeordnet ist, daß sie mit ihrem mittleren Teil die Öffnung eines in diese Kammer hineinragenden und die Kammer mit dem Atembeutel verbindenden Rohrstücks abschließt und der übrige ringförmige Teil der Steuermembran dem durch die Strömungsenergie der umgewälzten Luftmenge hervorgerufenen Staudruck ausgesetzt ist. Bei diesem Sauerstoffatemschutzgerät muß die Steuermembran mit einem bestimmten Ausatemdruck beaufschlagt werden, um das Sauerstoffzuführungsventil entgegen der Wirkung einer Feder zu öffnen.In a known oxygen breathing apparatus of this type with a lung-controlled oxygen supply valve a control membrane is switched into the breathing line, which is arranged in a chamber in this way is that it with its middle part the opening of a protruding into this chamber and the chamber ends with the pipe connecting the breathing bag and the remainder of the annular part of the control membrane exposed to the dynamic pressure caused by the flow energy of the circulated air volume is. In this oxygen breathing apparatus, the control diaphragm must have a certain exhalation pressure be applied to the oxygen supply valve against the action of a spring to open.

Bei einem weiteren bekannten Sauerstoffatemschutzgerät mit Kreislauf der Atemluft, Kohlensäureabsorptionspatrone, Atembeutel und einem vom Druck im Atembeutel gesteuerten Sauerstoffzuführungsventil besteht die Steuervorrichtung entweder aus einem im Atembeutel oder außerhalb des Atembeutels angeordneten Steuerbeutel oder einem zwischen Atembeutel und Steuerbeutel angeordneten Steuerhebel, die jeweils mit dem Sauerstoffzuführungsventil verbunden sind und nur die für die Atmung notwendige Sauerstoffmenge bis zum Fassungsvermögen des Atembeutels aus der Sauerstoffflasche ergänzen. Nachteilig bei diesem bekannten Gerät ist es, daß zu seinem Arbeiten ein Steuerbeutel mit einem Ventil erforderlich ist, durch die das Gerät verhältnismäßig aufwendig und störungsanfällig wird.In another known oxygen breathing apparatus with a breathing air circuit, carbonic acid absorption cartridge, Breathing bag and an oxygen supply valve controlled by the pressure in the breathing bag the control device consists either of one in the breathing bag or outside the breathing bag arranged control bag or one arranged between the breathing bag and control bag Control levers that are each connected to the oxygen supply valve and only those for the Breathing Required amount of oxygen up to the capacity of the breathing bag from the oxygen bottle add to. The disadvantage of this known device is that a control bag for its work with a valve is required, which makes the device relatively expensive and prone to failure will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil des bekannten Sauerstoffatemschutzgeräts zu beheben und ein Gerät zu schaffen, das mit geringerem Kraftaufwand beim Atmen gesteuert werden kann. Die Lösung besteht darin, daß zwischen der Ausatemleitung und dem Atembeutel an dem Atemkreislauf eine Membrankammer über ein zur Membrankammer hin sich öffnendes Rückschlagventil und eine Drosseldüse angeschlossen sind und daß die Membran der Membrankammer mit dem Betätigungshebel des Sauerstoffzuführungsventils derart verbunden ist, daß sie bei dem durch das Ausatmen hervorgerufenen Überdruck in der Membrankammer die Sauerstoffabgabe des vorher in Offenstellung befind-Sauerstoffatemschutzgerät mit Kreislauf der
AtemluftThe invention is based on the object of eliminating this disadvantage of the known oxygen breathing apparatus and of creating a device which can be controlled with less effort when breathing. The solution is that between the exhalation line and the breathing bag on the breathing circuit, a diaphragm chamber is connected via a check valve opening towards the diaphragm chamber and a throttle nozzle and that the diaphragm of the diaphragm chamber is connected to the actuating lever of the oxygen supply valve in such a way that it passes through the exhalation caused overpressure in the diaphragm chamber the oxygen release of the oxygen breathing apparatus with circuit of the previously in the open position
Breathing air

Anmelder:Applicant:

Karl von Hoff, Essen, Schauinsland 12Karl von Hoff, Essen, Schauinsland 12

Als Erfinder benannt:
Karl von Hoff, EssenNamed as inventor:
Karl von Hoff, Essen

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liehen Sauerstoffzuführungsventils drosselt oder sperrt.Borrowed oxygen supply valve throttles or blocks.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind einmal in der durch den Wegfall des mit einem Ventil versehenen Steuerbeutels einfacheren Bauweise des Sauerstoffatemschutzgeräts zu sehen. Darüber hinaus ist bei dem Sauerstoffatemschutzgerät nach der Erfindung zugleich sichergestellt, daß durch die während des Einatmens aus der Membrankammer in den Kreislauf strömende geringe Luftmenge und die dadurch hervorgerufene Druckentlastung der Membran das Wiederöffnen des Sauerstoffzuführungsventils in bekannter Weise während des Einatmens eintritt. Da der Druckausgleich bei richtiger Einstellung der Drosseldüse und des Sauerstoffzuführungsventils erst nach einer Zeitspanne von mehreren Atemzügen erfolgt, schwankt der Druck in der Membrankammer wesentlich geringer als im Atemkreislauf. Durch den Druckabfall in der Membrankammer wird aber auch der zum Betätigen des Rückschlagventils erforderliche Kraftaufwand auf einen geringen Betrag herabgesetzt. Außerdem besteht die Möglichkeit, das Gerät mit Pendelatmung zu betreiben, also mit nur einem Atemschlauch zu arbeiten.The advantages achieved by the invention are first of all due to the elimination of the one with a valve provided control bag to see the simpler construction of the oxygen breathing apparatus. Furthermore is at the same time ensured in the oxygen breathing apparatus according to the invention that by the during inhalation from the diaphragm chamber into the circuit and the resulting small amount of air caused pressure relief of the membrane the reopening of the oxygen supply valve in known to occur during inhalation. Since the pressure equalization with the correct setting of the The throttle nozzle and the oxygen supply valve only take place after a period of several breaths, the pressure in the membrane chamber fluctuates much less than in the breathing circuit. Through the However, the pressure drop in the diaphragm chamber is also the one required to actuate the check valve Physical effort reduced to a small amount. There is also the option of using the device to operate with pendulum breathing, i.e. to work with only one breathing tube.

Vorzugsweise ist das Rückschlagventil als Klappenventil ausgebildet und die Drosseldüse, beispielsweise eine einfache Drosselbohrung, in der den Verschlußkörper bildenden Klappe des Rückschlagventils angeordnet. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Betätigungshebel des Sauerstoffzuführungsventils ein die Klappe des Rückschlagventils öffnendes Anschlagstück auf, so daß bei starkem Sauerstoffbedarf ein schneller Druckausgleich zwischen dem Atemkreislauf und der Membrankammer durch das geöffnete Rückschlagventil stattfinden kann. Weiter kann das Sauerstoffatemschutzgerät eine Ein-The check valve is preferably designed as a flap valve and the throttle nozzle, for example a simple throttle bore, arranged in the flap of the check valve which forms the closure body. According to a further feature of the invention, the actuating lever of the oxygen supply valve a stop piece that opens the flap of the check valve, so that when there is a high demand for oxygen a quick pressure equalization between the breathing circuit and the diaphragm chamber the open check valve can take place. The oxygen breathing apparatus can also

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Stellvorrichtung für die Ruhelage der Membran aufweisen, mit der somit über den Betätigungshebel die normale Durchflußmenge des Sauerstoffzuführungsventils einstellbar ist. Der Anschluß der Membrankammer an dem Atemkreislauf kann je nach Bauweise des Geräts verschieden sein. So kann die Membrankammer zwischen Kohlensäureabsorptionspatrone und Atembeutel an dem Kreislauf angeschlossen sein.Have adjusting device for the rest position of the membrane, with which the operating lever thus normal flow rate of the oxygen supply valve is adjustable. The connection of the membrane chamber on the breathing circuit can be different depending on the construction of the device. So can the Membrane chamber connected to the circuit between the carbonic acid absorption cartridge and the breathing bag be.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät mit einem in einem festen Lager schwenkbar gelagerten Hebel versehen ist, der von einem versteiften Wandteil des Atembeutels beim Aufblähen desselben betätigt wird, und daß dem Hebel die Schwenkbewegung hemmende, elastisch nachgiebige Anschläge zugeordnet sind. Der kurz vor dem vollständigen Füllen des Atembeutels an den Anschlag anschlagende Hebel übt auf den sich weiter ausdehnenden Atembeutel eine Kraft aus, welche einen Druckanstieg im Innern des Atembeutels zur Folge hat, bevor dieser vollständig gefüllt ist. Dieser Überdruck pflanzt sich in die Membrankammer fort und betätigt die Membran, durch deren Verschiebung das Sauerstoffzuführungsventil geschlossen wird, ehe das bei vollständiger Füllung des Atembeutels ansprechende Überdruckventil geöffnet werden kann. Jedoch ist es selbstverständlich auch möglich, auf den Hebel zu verzichten und den bei vollständiger Füllung des Atembeutels auftretenden Überdruck zum Steuern des Sauerstoffzuführungsventils zu verwenden, wobei die Ansprechschwelle des Überdruckventils entsprechend höher zu bemessen ist. Diese Maßnahme hat jedoch den Nachteil, daß das Ausatmen gegen einen erheblichen größeren Widerstand erfolgen muß, die Atmung also erschwert ist, weil keine Möglichkeit mehr gegeben ist, die zum Betätigen des Sauerstoffzuführungsventils erforderliche Kraft beim Ausatmen durch geeignete Wahl des Hebelverhältnisses klein zu halten. Von dem Hebel kann auch das üblicherweise vorhandene Spülventil betätigt werden.Another embodiment of the invention is characterized in that the device with one in one fixed bearing pivotably mounted lever is provided by a stiffened wall part of the breathing bag is actuated when inflating the same, and that the lever the pivoting movement inhibiting, resilient stops are assigned. The one just before the breathing bag is completely filled Lever hitting the stop exerts a force on the breathing bag, which is expanding further which increases the pressure inside the breathing bag before it is completely filled is. This overpressure is propagated into the diaphragm chamber and actuates the diaphragm, through its Shift the oxygen supply valve is closed before that when the Breathing bag's appealing pressure relief valve can be opened. However, it is of course also possible to do without the lever and that which occurs when the breathing bag is completely filled Use excess pressure to control the oxygen supply valve, with the response threshold of the pressure relief valve is to be dimensioned correspondingly higher. However, this measure has the disadvantage that the exhalation must take place against a considerably greater resistance, thus making breathing more difficult is because there is no longer any possibility to operate the oxygen supply valve Keep the force when exhaling small by choosing a suitable lever ratio. From the lever the flush valve that is usually present can also be actuated.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung die hier wesentlichen Teile des Sauerstoffatemschutzgeräts. The invention is explained using an exemplary embodiment shown in the drawing. The single figure shows in a schematic representation the essential parts of the oxygen breathing apparatus here.

In dem Atemkreislauf des nicht vollständig wiedergegebenen Atemschutzgeräts sind die Kohlensäureabsorptionspatrone 1 und der Atembeutel 2 angeordnet, die mit einer Leitung 3 verbunden sind. Die ausgeatmete Luft tritt durch den Stutzen 4 in die Kohlensäureabsorptionspatrone ein und verläßt den Atembeutel beim Einatmen durch die Öffnung 5. Die Atemschläuche und das — in Strömungsrichtung gesehen — vor der Kohlensäureabsorptionspatrone befindliche Ausatemventil und das hinter dem Atembeutel angeordnete Einatemventil sind der Einfachheit wegen nicht dargestellt. An dem Kreislauf ist über eine Leitung das Sauerstoffzuführungsventil 7 angeschlossen, dessen Sauerstoffzuführungsleitung 8 über einen ebenfalls nicht dargestellten Druckminderer mit der Sauerstoffflasche verbunden ist. An der Leitung ist eine Membrankammer 9 über ein zum Innern der Membrankammer hin öffnendes Rückschlagventil 10 angeschlossen, dessen als federbelastete KlappelOa ausgebildeter Verschlußkörper um die Achse 21 schwenkbar und dessen Ventilsitz 10 & an der Wand der Membrankammer angeordnet The carbonic acid absorption cartridge 1 and the breathing bag 2 , which are connected to a line 3 , are arranged in the breathing circuit of the breathing apparatus, which is not completely reproduced. The exhaled air enters the carbon dioxide absorption cartridge through the nozzle 4 and leaves the breathing bag when inhaling through the opening 5. The breathing tubes and the exhalation valve located in front of the carbon dioxide absorption cartridge and the inhalation valve located behind the breathing bag are not shown for the sake of simplicity . The oxygen supply valve 7 is connected to the circuit via a line, the oxygen supply line 8 of which is connected to the oxygen cylinder via a pressure reducer, also not shown. A diaphragm chamber 9 is connected to the line via a non-return valve 10 which opens towards the interior of the diaphragm chamber and whose closure body, designed as a spring-loaded flap Oa, is pivotable about axis 21 and whose valve seat 10 is arranged on the wall of the diaphragm chamber

ist. Die Klappe ist mit einer Drosseldüse 11 versehen. Die Membran 12 der Membrankammer 9 steht mit einem Betätigungshebel 13 zum Steuern des Sauerstoffzuführungsventils 7 in Verbindung. Die Ruhelage der Membran kann mit einer Einstellvorrichtung 14, die aus einer Stellschraube mit Feder besteht, geändert werden. Der Betätigungshebel weist ein der Klappe zugeordnetes Anschlagstück 20 auf, mit welchem die Klappe bei starkem Sauerstoffbedarf undis. The flap is provided with a throttle nozzle 11 . The membrane 12 of the membrane chamber 9 is connected to an actuating lever 13 for controlling the oxygen supply valve 7 . The rest position of the membrane can be changed with an adjusting device 14, which consists of an adjusting screw with a spring. The actuating lever has a stop piece 20 assigned to the flap, with which the flap can be opened when there is a high demand for oxygen and

ίο dementsprechend großer Durchbiegung der Membran geöffnet wird. Der Atembeutel 2 weist einen versteiften Wandteil 2 a auf, der mit einem Hebel 15 in Verbindung steht, der einseitig in einem festen Lager, beispielswiese am Gerätgestell, schwenkbar gelagert ist. Dem anderen Ende des Hebels sind als Federanschläge ausgebildete, elastisch nachgiebige Anschläge 16 zugeordnet. Der Hebel 15 betätigt über Ventilstangen 17 ein Überdruckventil 18 und ein Spülventil 19. ίο correspondingly large deflection of the membrane is opened. The breathing bag 2 has a stiffened wall part 2a on which is provided with a lever 15 in conjunction, which is, pivotally mounted at one end in a fixed bearing, for meadow the body frame. The other end of the lever is assigned elastically resilient stops 16 designed as spring stops. The lever 15 actuates a pressure relief valve 18 and a flushing valve 19 via valve rods 17.

ao Die Wirkungsweise des Geräts ist folgende: Während der Ausatemphase füllt sich der Atembeutel 2, bis der Hebel 15 an den einen Anschlag 16 anschlägt, der bei weiterem Ausdehnen des Atembeutels infolge Zusammendrückens der Feder einen Druck auf den Atembeutel ausübt. Hierdurch steigt der Innendruck im Atembeutel bereits an, bevor der Atembeutel vollständig gefüllt ist. Der im Atembeutel und damit auch in der Leitung 3 entstehende Überdruck öffnet das Rückschlagventil 10, so daß während der Ausatemphase eine bestimmte Luftmenge in die Membrankammer 9 eintritt, die einen Druck auf die Membran 12 ausübt, der ein Anheben der Membran und über den mit ihr verbundenen Betätigungshebel 13 ein Drosseln oder Schließen desSauerstoffzuführungsventils 7 zur Folge hat. Während der nun folgenden Einatemphase schließt sich das Rückschlagventil 10. Ein zum Wiederöffnen des Ventils notwendiges Zurückströmen der in der Membrankammer 9 vorhandenen Luftmenge in den Atemkreislauf wird hierdurch jedoch nicht völlig verhindert, weil durch die Drosseldüse 11 im Rückschlagventil 10 gewährleistet ist, daß während des Einatmens eine geringe Luftmenge in den Kreislauf strömen kann. Durch die eintretende Druckentlastung der Membran 12 wird ein Wiederöffnen des Sauerstoffzuführungsventils 7 erreicht. Ein Druckausgleich zwischen Membrankammer und Atemkreislauf erfolgt bei richtiger Einstellung der Drosseldüse und des Sauerstoffzuführungsventils erst nach einer Zeitspanne von mehreren Atemzügen. Infolgedessen schwankt der Druck in der Membrankammer wesentlich geringer als im Atemkreislauf und liegt im Mittel bei einem bestimmten, vom Sauerstoffbedarf abhängenden Wert unterhalb des durch die elastisch nachgiebigen Anschläge 16 gegebenen Öffnungsdrucks für das Rückschlagventil 10. Nur um bei kurzzeitig auftretenden Sauerstoßbedarfsspitzen den Druckausgleich zwischen Atemkreislauf und Membrankammer und damit eine zusätzliche Sauerstoffzufuhr zu erreichen, ist aus Sicherheitsgründen am Betätigungshebel 13 des Sauerstoffventils das die Klappe 10 a des Rückschlagventils 10 öffnende Anschlagstück 20 angeordnet. Fällt der Druck in der Membrankammer infolge hohen Sauerstoffbedarfs so weit, daß die Membran 12 den Betätigungshebel 13 über das Anschlagstück 20 gegen die Klappe 10 a drückt und diese öffnet, so fällt der Druck in der Membrankammer praktisch augenblicklich auf den Druck im Atemkreislauf. Hierdurch ao The mode of operation of the device is as follows: During the exhalation phase, the breathing bag 2 fills until the lever 15 strikes the one stop 16 , which exerts pressure on the breathing bag as the breathing bag expands as the spring is compressed. As a result, the internal pressure in the breathing bag increases even before the breathing bag is completely filled. The overpressure arising in the breathing bag and thus also in the line 3 opens the check valve 10, so that during the exhalation phase a certain amount of air enters the membrane chamber 9 , which exerts a pressure on the membrane 12 , which lifts the membrane and over the with her connected operating lever 13 has a throttling or closing of the oxygen supply valve 7 result. During the subsequent inhalation phase, the check valve 10. A necessary back flow existing in the membrane chamber 9 amount of air in the breathing circuit includes, for re-opening of the valve is thereby not completely prevented because it is ensured by the throttle nozzle 11 in the check valve 10 so that during inhalation a small amount of air can flow into the circuit. By entering the pressure relief membrane 12 is a re-opening the oxygen supply valve 7 is achieved. If the throttle nozzle and the oxygen supply valve are correctly set, the pressure between the membrane chamber and the breathing circuit will only be equalized after a period of several breaths. As a result, the pressure in the diaphragm chamber fluctuates significantly less than in the breathing circuit and is on average at a certain value, which depends on the oxygen demand, below the opening pressure for the check valve 10 given by the elastically flexible stops 16 To achieve the membrane chamber and thus an additional supply of oxygen, the stop piece 20 , which opens the flap 10 a of the check valve 10, is arranged on the actuating lever 13 of the oxygen valve for safety reasons. The pressure in the diaphragm chamber due to the high oxygen demand falls so far that the membrane 12 the actuating lever 13 pushes on the stopper piece 20 against the flap 10 a and opens so the pressure falls practically in the diaphragm chamber immediately to the pressure in the breathing circuit. Through this

Claims

the membrane opens the oxygen supply valve even further via the actuation lever and thus supplies a sufficient amount of oxygen to the breathing circuit. If the breathing bag 2 is too full or too full, the lever 15 touches one or the other of the stops 16 and causes an overpressure in the exhalation phase, as already described, and a negative pressure in the breathing bag 2 in the inhalation phase, which affects the membrane 12 and thus has an effect on the oxygen supply valve 7 and at the same time actuates the overpressure and flushing valve 18 and 19 at a selected overpressure. Claims: 15

1. Oxygen breathing apparatus with a breathing air circuit, which has a carbon dioxide absorption cartridge, a breathing bag and an oxygen supply valve controlled by the pressure in the breathing circuit and provided with an actuating lever, characterized in that a membrane chamber (9) is located between the exhalation line and the breathing bag (2) on the breathing circuit are connected via a non-return valve (10) opening towards the diaphragm chamber and a throttle nozzle (11) and that the diaphragm (12) of the diaphragm chamber (9) is connected to the actuating lever (13) of the oxygen supply valve (7) in such a way that it is connected through the Exhalation caused overpressure in the diaphragm chamber throttles or blocks the oxygen delivery of the oxygen supply valve (7), which was previously in the open position.

2. Oxygen breathing apparatus according to claim 1, characterized in that the check valve (10) is designed as a flap valve and the throttle nozzle (11) is arranged in the flap (IOa) of the check valve (10) which forms the closure body.

3. Oxygen respirator according to claim 2, characterized in that the actuating lever (13) of the oxygen supply valve (7) has a stop piece (20) which opens the flap (IOfl) of the check valve (10) .

4. Oxygen breathing apparatus according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is provided with an adjusting device (14) for the rest position of the membrane (12) .

5. Oxygen breathing apparatus according to one of claims 1 to 4, characterized in that the membrane chamber (9) is connected to the breathing circuit between the carbon dioxide absorption cartridge (1) and the breathing bag (2).

6. Oxygen breathing apparatus according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is provided with a lever (15) which is pivotably mounted in a fixed bearing and which is actuated by a stiffened wall part (2d) of the breathing bag (2) when it is inflated, and that the lever (15) is assigned to the pivoting movement inhibiting, resilient stops (16) .

Considered publications:
German patent specifications No. 644 212, 893 295,
810.

1 sheet of drawings