DE2421297B2 - Atemschutzgerät - Google Patents

Description

winden, so daß die Atmung nun auch durch diesen Kanister erfolgen kann, jedoch mit wiederum verstärktem Atemwiderstand und Druck. Eine solche Vorrichtung kann für beträchtlich längere Zeiträume als bekannte Systeme verwendet werden, hat jedoch den Nachteil 5 eines kontinuierlich ansteigenden Atenvwiderstandes. was eine immer größer werdende Anstrengung bedeutet, ausreichend Luft zu holen, so daß hier beträchtliche Nachteile auftreten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- iu gründe, ein Atemschutzgerät zu schaffen, das für längere Zeiträume verwendbar ist, von Gebrauchsbeginn bis zur endgültigen Erschöpfung der Chemikalie einen im wesentlichen gleichmäßigen Atemwiderstand garantiert und die einzelnen Chemikalien optimal bis zur endgültigen Erschöpfung auszunutzen erlaubt

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von dem eingangs als bekannt vorausgesetzten Atemschutzgerät und besteht erfindungsgemäß darin, daß das Ventil (Drehschieberanordnung) einen mit der Ausatemröhre verbundenen Einlaß und eine der Kammeranzahl entsprechende Anzahl von mit zu den Kammer einlassen führenden getrennten Leitungen verbundenen Auslassen aufweist und daß das Ventil so ausgebildet und durch ein Zeitschaltwerk so betätigbar ist, daß zunächst eine der Leitungen und in regelmäßigen Abständen zusätzlich aufeinanderfolgend die verbleibenden Leitungen mit der Ausatemröhre verbindbar sind.

Die Erfindung sieht demnach eine Vielzahl von Kammern vor. die eine Sauerstoff erzeugende und Kohlendioxid entfernende Chemikalie enthalten und Auslässe aufweisen, die mit der Einlaßröhre oder dem Einatemschlauch einer Atemschutzmaske verbunden sind. Die Einlasse der einzelnen Kammern sind über getrennte Leitungen mit getrennten Auslaßöffnungen einer Ventileinrichtung bzw. eines Drehschiebers verbunden, die normalerweise geschlossen ist, jedoch über eine einzige Einlaßöffnung verfügt, die an den Ausatemschlauch der Atemschutzmaske angeschlossen ist. Eine Zeitschaltung ist der Drehschieberanordnung so zugeordnet. daß der Ausatemschlauch zunächst nur mit einer der Leitungen verbunden wird, die zu einer ersten Kammer mit einem Chemikalienbett führen; in regelmäßigen / ^ständen wenden dann danach zusätzlich und aufeinanderfolgend auch die verbleibenden individuellen Leitungen zu den anderen Kammereinlässen hinzugeschaltet, bis sämtlkhe Chemikalienbetten parallel und gleichzeitig arbeiten, so daß es gelingt, den auf Grund der Konstruktion solcher Apparate kontinuierlich ansteigenden Atemwiderstand periodisch zu reduzieren, so so daß der Atemwiderstand innerhalb tolerierbarer Grenzen gehalten werden kann.

Die Verwendung von zwei Atemsäcken, nämlich einem Einatemsack, der zur Einatemleitung parallel geschaltet ist und über Ventile mit dieser in Verbindung steht, und einem Ausatemsack, der direkt in die Ausatemleitung eingeschaltet ist, läßt sich der DT-PS 6 08 897 entnehmen, die jedoch insgesamt auf ein anderes System abstellt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung,

F i g. 2 zeigt in explodierter Darstellung den zur Einschaltung der Chemikalienbetten verwendeten Drehschieber mit zugeordneter Zeitschaltung, während

Fig.3 ebenfalls in schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel zeigt

In der Zeichnung der F i g. 1 ist ein Gehäuse 1 in strichpunktierten Linien dargestellt welches nich' dargestellte Gurte oder ein Geschirrzeug aufweist, um auf dem Rücken einer Person getragen zu werden, die in eine gefährliche Atmosphäre eintritt Im Inneren des Gehäuses ist in geeigneter Weise ein chemischer Behälter oder ein entsprechendes Gehäuse 2 befestigt welches eine Vielzahl von zueinander im Abstand gehaltenen parallelen vertikalen Trennwänden 3 aufweist die das innere Gehäuse 2 in eine Reihe von Kammern 40,40', 40", 40'" unterteilen, wobei beim Ausführungsbeispiel vier Kammern dargestellt sind. Der Boden des inneren Gehäuses ist für jede Kammer mit einer getrennten Einlaßöffnung versehen. Die oberen Endbereiche der Trennwände 3 erreichen jedoch nicht die obere Abschlußwand 38 des Gehäuses 2, so daß sich die Oberteile sämtlicher Kammern in einen gemeinsamen Raum im oberen Teil des inneren Gehäuses 2 öffnen. Die obere Abschlußwand des Gehäuses ist mit einem Auslaß 39 versehen, der über eine kurze Zwischenröhre 4 mit einem Einatemsack 5 verbunden ist dessen Auslaß wiederum angeschlossen ist an einen flexiblen Einatemschiauch 6 einer Atemmaske 7 oder einer sonstigen hierfür geeigneten Vorrichtung beliebiger Form. Die Atemmaske ist weiterhin mit einem flexiblen Ausatemschlauch 8 versehen, der sich nach unten in das Gehäuse 1 zum Einlaß eines Ausatemsacks 9 erstreckt Beide Schläuche sind mit üblichen, nicht dargestellten Rückschlagventilen versehen, die einen Luftdurchfluß durch die Schläuche oder Röhren nur in einer vorgegebener. Richtung zulassen.

Der Auslaß des Ausatemsacks 9, der in der Ausatemleitung liegt ist über eine Leitung 11 mit dem Einlaß eines als Drehschiebers 12 ausgebildeten Ventils verbunden, das vier verschiedene Auslässe aufweist, wovon jeder über eine getrennte Leitung 13 mit dem Einlaß einer der Kammern verbunden ist. Der Drehschieber ist von einem solchen Aufbau, daß er bei Inbetriebnahme zunächst seinen Einlaß mit der Auslaßleitung 13 verbindet, die zu der Kammer 40 an dem einen Ende des inneren Gehäuses 2 führt; dann verbindet der Drehschieber in regelmäßigen Zeitabständen seinen Einlaß zusätzlich aufeinanderfolgend mit jeder der verbliebenen Leitungen 13", 13'". bis sämtliche Leitungen zur gleichen Zeit mit dem Ventileinlaß verbunden sind, so daß der Ventileinlaß mit sämtlichen vier Kammern 40 bis 40'" gleichzeitig in Verbindung steht. Ein zu diesen Zwecken geeigneter Drehschieber ist in seinen Einzelheiten genauer in F i g. 2 dargestellt Der ventilmäßig ausgebildete Drehschieber 12 verfügt über ein zylindrisches Gehäuse 15. welches an seinem einen Ende mit einem Einlaß 16 versehen ist, von dem ausgehend eine kurze Röhre vorspringt die mit der Leitung U des Ausatemsacks 9 zu verbinden ist. Die Seitenwände des Gehäuses sind im oberen Bereich mit einer Reihe von über den Umfang im Abstand verteilter Auslaßöffnungen 17 versehen, die in ihrer Anzahl der Anzahl der kammern in dem Gehäuse 2 entsprechen. Diese Auslässe sind über die Leitungen 13 bis 13'" mit den Kammereinlässen verbunden. Innerhalb des Drehschiebergehäuses befindet sich der Drehschieber 18 von zylindrischer Form. Der äußere Endbereich des hohlen Drehschiebers ist offen oder ist zumindest mit einem Einlaß versehen, der mit dem Einlaß 16 des Gehäuses übereinstimmt. Die Seitenwand des Drehschiebers ist

mit einem bogenförmigen Schlitz 19 ausgestattet, dessen Breite mindestens dem Durchmesser der Gehäuseauslässe 17 entspricht und dessen Länge so bemessen ist, daß der Schlitz groß genug ist, um sämtliche vier Auslässe mit der Innenseite des Drehschiebers zu verbinden, wenn der Schlitz den Auslaßöffnungen 17 gegenüberliegt. Um den Drehschieber zu drehen, erstreckt sich von seiner inneren Endwand eine kurze Welle 20 und reicht in eine übliche, federbetriebene Zeitschaltung 21 hinein, die in geeigneter Weise an dem angrenzenden Ende des Ventilgehäuses befestigt ist. Die Zeitschaltung dreht den Schieber langsam in Intervallen in Pfeilrichtung, so daß die Auslässe des Drehventils allmählich und aufeinanderfolgend geöffnet werden.

Jede der Kammern in dem Gehäuse 2 ist nahezu völlig mit einem granulierten Bett einer Chemikalie 23 angefüllt, die dann, wenn der Benutzer der Vorrichtung in die Chemikalie ausatmet. Sauerstoff erzeugt und Kohlendioxid absorbiert. Die gebräuchlichste Chemikalie für solche Zwecke ist KO2, obwohl auch andere Alkalimetallsuperoxide oder Peroxyde verwendet werden können, beispielsweise Natriumsuperoxyd. Auch Lithiumperoxyd und Natriumperoxyd arbeiten zufriedenstellend, is

Ein die Luft reinigender Kanister ermöglicht normalerweise das Durchfließen unerwünschter Mengen von Kohlendioxid, bevor die Kapazität zur Erzeugung von Sauerstoff völlig ve -braucht ist was zur Folge hat, daß der Kanister schor außer Betrieb gestellt wird. wenn er noch in der Lage ist. Sauerstoff zu erzeugen. Um daher die Lebensdauer des Kanisters zu vergrößern, ist es sehr erwünscht, über die Oberfläche der soeben beschriebenen Chemikalie eine zusätzliche Schicht 24 von Lithiumhydroxyd oder einem anderen wasserfreien CCh-Absorptionsmittel mit leichtem Gewicht und hoher Dichte zu verteilen, um den Aufbau von CO2 in dem System als Folge des Luftdurchflusses durch nur teilweise erschöpfte Chemikalienbetten zu verhindern, so daß man die Chemikalienbetten langer ausnutzen kann.

Bei Verwendung der Vorrichtung wird ein Chemikalienbett an einem Ende des inneren Gehäuses 2. beispielsweise das linke Bett, in den strömenden Atemkreislauf dadurch eingeschaltet, daß der Drehschieber so betätigt wird, daß die linke Auslaßleitung 13 mit dem Einlaß der ersten Kammer 40 verbunden wird. Am Ende eines vorgegebenen Zeitraumes (etwa zwischen 30 Minuten bis zu einer Stunde) beginnt der zeitschaltbetätigte Drehschieber seine Auslaßleiwng 13' in das zweite Chemikalienbett oder die zweite Kammer 40' zu öffnen, nach etwa 30 Minuten ist der Ventilauslaß in dieses Bett vollständig geöffnet Das erste Bett verbleibt im Strömungsverlauf, so daß der Luftdurchfluß zwischen den beiden Betten aufgespalten wird; dabei fließt die höhere Flußrate durch das zweite Bett und zwar auf Grand des durch die Reaktion von Feuchtigkeit und- COz in der Atemluft mit der Chemikalie im ersten Bett verusachten verstärkten Rußwiderstandes. Zu vorgeschriebenen Zeiträumen werden dann auch das dritte and das vierte Bett in den Strömungskreislauf aufeinanderfolgend eingeschaltet, bis sämtliche vier Betten zur gleichen Zeit verwendet werden, der Haupt durchfluß läuft dabei durch das vierte Bett. Bei der Wir kungsweise einer solchen Vorrichtung läßt sich feststel- !en. daß der Atemwiderstand in dem Kreislauf, wenn lediglich das erste Bett eingeschaltet ist. allmählich bis zu einem gewissen Punkt ansteigt, sobald jedoch das zweite Bett in den Kreislauf eingeschaltet wird, fällt der Atemwiderstand wieder auf seinen ursprünglichen Wert zurück, möglicherweise sogar auf einen niedrigeren Wert, da nunmehr beide Betten in Benutzung sind. Der Atemwiderstand steigt dann wiederum an in dem Maße, wie sich die Chemikalie in dem zweiten Bett erschöpft, bis schließlich das dritte Bett in den Strömungskreislauf eingeschaltet wird, worauf der Atemwiderstand wieder wie weiter von vor schon reduziert wird. Das gleiche ereignet sich dann in Verbindung mit dem vierten Bett, so daß zu dem Zeitpunkt, an welchem das vierte Bett seine Aufgabe oder Arbeit vollendet hat, der Atemwiderstand in dem Kreislauf nicht größer ist oder sein sollte, kurz bevor das zweite Bett ursprünglich eingeschaltet worden ist. Der Atemwiderstand ändert sich daher bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung innerhalb akzeptabler Grenzen und steigt an und fällt ab im Gegensatz zu einem ständigen Anstieg bei bekannten Vorrichtungen vom Beginn bis zum Ende.

Da die Ventileinstellung ausschließlich, aber in unveränderbarer formschlüssiger Weise von der Zeitschaltung geregelt wird, ist die Sauerstofferzeugung durch die Kanister unter besserer Kontrolle als etwa in der genannten US-PS 3148 034, bei welchem unter ausreichend hohem Ausatemdruck (beispielsweise bei starker Belastung und Arbeit) Luft zur gleichen Zeit durch sämtliche Kanister fließen kann, selbst dann, wenn der erste Kanister noch mit einer ausreichend hohen Rate Sauerstoff zu erzeugen in der Lage ist. Daher sorgt die vorliegende Vorrichtung auch für eine bessere und wirtschaftlichere Ausnutzung der Chemikalien in den Kanistern.

Es ist wünschenswert, den Ausatemsack 9 etwa auf einen Gleichwert eines Drucks von etwa 1,26 cm Wassersäule aufzuladen, um einen kontinuierlichen Luftdurchfluß durch die Kammern sicherzustellen. Eine Möglichkeit der Vorspannung dieses Ausatemsackes besteht darin, eine als Zugfeder ausgebildete Schraubenfeder 25 so in dem Atemsack anzuordnen, daß ihre Enden an den angrenzenden zugeordneten Endbereichen des Atemsackes befestigt sind, so daß diese aufeinander zugedrückt werden.

Bei dem geänderten Ausführungsbeispiel der F i g. 3 ist wiederum ein Einatemsack 5 und ein Ausatemsack 9 vorgesehen, des weiteren ein Drehschieber 12 und eine Zeitschaltung 21 zum Betrieb desselben. Das Gehäuse für die Chemikalienbetten ist jedoch zu dem weiter vorn beschriebenen Gehäuse unterschiedlich. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse in zwei Reihen von eine geeignete Chemikalie enthaltenden Kammern 30. 30', 30", 30'" unterteilt bevorzugt eine obere und eine untere Reihe, wobei in jeder Reihe als Beispiel zwei Kammern in der Zeichnung dargestellt sind. Jede Kammer ist von einem nicht dargestellten Sieb oder Schirm gelagert und getragen, die beiden Kammern in jeder Reihe sind mittels einer festen vertikalen Trenn wand 31 voneinander abgetrennt. Dis beiden Trennwände stehen mit der oberen und dt-r unteren Wand des Gehäuses in Verbindung, sind jedoch zueinander im mittleren Bereich im Abstand gehalten. Auch sind die oberen Bereiche der oberen Kammern 30. 30' zu dem Oberteil des Gehäuses und die unteren Bereiche der unteren Kammern 30". 30'" zu dem Unterteil des Gehäuses im Abstand gehalten, wie m der Zeichnung angegeben. Schließlich sind die beiden Reihen von Kammern auch noch zueinander im Abstand gehalten und bilden auf diese Weise einen Raum 42 zwischen sich.

der mit sämtlichen vier Kammern in Verbindung steht. Dieser offene Raum 42 ist mit einem Auslaßanschluß 32 an der einen Seitenwand des Gehäuses verbunden und führt über eine Leitung 4 zu dem Einatemsack 5. Oberteil und Unterteil des Gehäuses sind insgesamt mit vier Einlassen 34 versehen, und zwar jeder für eine der die Chemikalienbetten aufnehmenden Kammern. Diese Einlasse sind über Leitungen 13, 13', 13", 13'" mit den vier Auslassen des zeitschaltungsbetätigten Drehschiebers 12 verbunden, der Einlaß des Drehschiebers ist über die Leitung 11 mit dem Ausatemsack 9 verbunden Die Wirkungsweise dieser soeben beschriebenen Vor richtung ist die gleiche wie beim ersten Ausführungs beispiel; dabei werden für beste Temperaturbedingun gen die beiden oberen Kammern in dem chemischer Gehäuse mit dem Drehschiebereinlaß verbunden, be vor der Drehschieber auch die Zuleitungen zu den an deren Kammern öffnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

509 ί

Claims (8)

Patentansprüche: V/

1. Atemschutzgerät mit einer mit einer Einatemröhre und einer Ausatemröhre verbundenen Atemschutzmaske, mit einer Vielzahl von eine Sauerstoff erzeugende und Kohlendicxyd entfernende Chemikalie enthaltenden und Ein- und Auslässe aufweisenden Kammern und mit einem die Kammern wahlweise in den Luftkreislauf einschaltenden Ventil mit mehreren Schaltstellungen, vorzugsweise Drehschieberanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (Drehschieberanordnung 12) einen mit der Ausatemröhre (8) verbundenen Einlaß (16) und eine der Kammeranzahl entsprechende Anzahl von mit zu den Kammereinlässen führenden getrennten Leitungen (13 bis 13'") verbundenen Auslässen (17) aufweist und daß das Ventil so ausgebildet und durch ein Zeitschaltwerk (21) so betätigbar ist, daß zunächst eine der Leitungen (13) und in regelmäßigen Abständen zusätzlich aufeinanderfolgend die verbleibenden Leitungen (13' bis 13'") mit der Ausatemröhre (8) verbindbar sind.

2. Atemschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Auslaßende der Chemikalienkammern (40,40', 40". 40'") und der Kammerwand (38), die eine mit der Einatemröhre (6) verbundene Auslaßöffnung aufweist, ein freier Raum vorgesehen ist.

3. Atemschutzgerät nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Einatemröhre (6) und den Kammerauslässen ein Einatemsack (5) und zwischen dem Einlaß des Drehschiebers (12) und der Ausatemröhre (8) ein Ausatemsack (9) angeordnet ist.

4. Atemschutzgerät nach Ampruch !,dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Drehschiebergehäuses (15) der Einlaß (16) und in seiner zylindrischen Mantelwand über den Umfang im Abstand verteilt die Auslässe (17) angeordnet sind, und der hohle Drehschieber (18) mit einer mit der Gehäuseeinlaßöffnung übereinstimmenden Einlaßöffnung und in seiner zylindrischen Mantelfläche mit einem bogenförmigen Schlitz (19) versehen und mit der Zeitschaltung (21) verbunden ist

5. Atemschutzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Drehschieber (18) eine Drehwelle (20) angeordnet ist.

6. Atemschutzgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reihen von Kammern (30 bis 30'") vorgesehen sind, zwischen denen sich ein freier Raum (42) befindet, der an den Einatemsack (5) angeschlossen ist.

7. Atemschutzgerät nach Anspruch 6. dadurch gekti.-i.-eichnet, daß die beiden Kammerreihen übereinander angeordnet sind und der Drehschieber (12) so geschaltet ist, daß zunächst die Ausatemröhre (8) aufeinanderfolgend mit der oberen Kammerreihe und anschließend mit der unteren Kammerreihe verbindbar ist.

8. Atemschutzgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Schichten (24) von Kohlendioxid entfernenden Materialien auf den Chemikalienbetten (23) in den Kammern angeordnet sind.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Atemschutzgerät mit einer mit einer Einatemröhre und einer Ausatemröhre verbundenen Atemschutzmaske, mit einer Vielzahl von eine Sauerstoff erzeugende und Kohlendioxid entfernende Chemikalie enthaltenden und Ein- und Auslässe aufweisenden Kammern und mit einem die Kammern wahlweise in den Luftkreislauf einschaltenden Ventil mit mehreren Schaltstellungen, vorzugsweise Drehschieberanordnung.

Bn solches Atemschutzgerät ist bekannt aus der DT-PS 1 76 506, bei der in Verbindung mit parallel angeordneten und eine entsprechende Chemikalie enthaltenden Kanistern eine Schaltung für den Notfall so getroffen ist daß die Kanisterauslässe mit einer Drehschieberanordnung so verbunden sind, daß zunächst zwei der insgesamt drei vorhandenen Kanister in den Atemkreislauf eingeschaltet sind; nach Erschöpfung desselben, was von dem Benutzer bemerkt wird, erhält dieser dann Gelegenheit, durch Betätigung des Drehschiebers den letzten noch verbliebenen Kanister, jedoch nur diesen in den Atemkreislauf einzuschalten und die bisher gebrauchten durch eine entsprechende VentilbenesMing abzuschalten. Dadurch soll dem Benutzer Gelegenheit gegeben werden, den Zeitraum abzumessen, der ihm noch verbleibt und zu welchem ein Rück zug aus der giftigen Atmosphäre angetreten werden muß.

Nachteilig ist, daß der Atemwiderstand auf Grund der Erschöpfung der Chemikalien kontinuierlich ansteigt und lediglich ein einziges Mal bei maximaler Er Schöpfung umgeschaltet werden kann, wobei jedoch die bisher benutzten und die Chemikalien enthaltenden Kanister endgültig aus dem Atemkreislauf herausgenommen werden, auch wenn deren Kapazität noch nicht absolut erschöpft ist.

Allgemein läßt sich feststellen, daß dann, wenn in schädlichen oder giftigen Umgebungen für längere Zeiträume gearbeitet werden muß. leichtgewichtige Ausrüstungen nicht mehr verwendet werden können, die etwa für Zeiträume bis zu eir.er Stunde ausreichenden Atemsauerstoff zur Verfugung stellen. Für größere Zeiträume werden relativ schwere und sperrige Ausrüstungen benötigt, wozu man auch das eingangs genannte System der DT-PS 1 76 506 rechnen kann.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung nach der US-PS 3148 034 ist ebenfalls der Versuch gemacht worden, ein Atemschutzgerät mit geschlossenem Kreislauf zu schaffen, welches für längere Benutzungsperioden verwendet werden kann und Nachteile bekannter Vorrichtungen beseitigt. Ein solches Atemschutzgerät ist insbesondere in F i g. 3 dieses Patentes gezeigt. Die bekannte Vorrichtung verfügt über dre chemische Kanister, die parallel zueinander angeordnei sind und wobei zwei von ihnen mit federverschlossener Auslaßventilen versehen sind. Die Federkräfte diesel Ventile sind unterschiedlich bemessen. Eine Person, die eine solche bekannte Vorrichtung verwendet, atmet zu nächst durch den ventilfreien Kanister, bis der Atemwiderstand sich auf Grund der Reaktion des chemi sehen Bettes mit der in der Atemluft enthaltender Feuchtigkeit soweit aufbaut, daß der Luftdruck an der Kanistereinlässen ausreichend ist, um das Ventil de: zweiten Kanisters zu öffnen. Die Atmung setzt siel dann durch beide Kanister fort, selbstverständlich je doch mit höherem Druck. Wird der Atemwiderstand der von dem zweiten Kanister erzeugt wird, noch grö ßer, gelingt es auch, der Federdruck der Feder, die da Ventil des dritten Kanisters geschlossen hat, zu über