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Sauerstoffatemschutzgerät Die Erfindung betrifft ein Sauerstoffatemschutzgerät
mit Kreislauf der Atemluft, lungengesteuerter Sauerstoffzufuhr und Einrichtungen
zur Behebung der Stickstoffgefahr. Für das Vorhandensein von Stickstoff und einigen
anderen Spurenbestandteilen der atmosphärischen Luft, die bei dem Atmungsvorgang
des Menschen unverbraucht wieder ausgeschieden werden, gibt es bekanntlich zwei
Ursachen. Die erste beruht darauf, daB der in hochverdichteter Form für Atemschutzgeräte
zur Verfügung. stehende Sauerstoff nicht ganz frei von solchen Beimengungen ist.
Nach bestehenden Vorschriften muß mit a 1 Stickstoff auf ioo 1 des auf Atmosphärendruck
entspannten Inhaltes der Vorratsbehälter gerechnet werden. Die zweite Ursache besteht
darin, daß der ganze Kreislauf der in Bereitschaft gehaltenen Atemschutzgeräte von
atmosphärischer Luft mit etwa 79°/o Stickstoff erfüllt sein kann. Den sparsamsten
Sauerstoffverbrauch gewährleistet eine lungengesteuerte Sauerstoffzufuhr, die jeweils
das Volumen des für die Atmung verbrauchten Sauerstoffs aus dem Vorratsbehälter
ersetzt. Da die nachströmende Menge nur wenig Stickstoff enthält, genügt erfahrungsgemäß
eine sehr geringe Ausspülung von wenigen Kubikzentimeter pro Atemzug, um einen bestehenden,
ausreichenden Sauerstoffgehalt auf gleicher Höhe zu halten oder besser leicht antsteigen
zu, lassen. War jedoch am Anfang des Gebrauches das Gerät mit atmosphärischer Luft
gefüllt, so beginnt die Atmung bereits bei einem gerade noch ausreichenden Sauerstoffgehalt.
Falls am Anfang des Gebrauchs auch der Atembeutel weitgehend gefüllt ist, so wird
der Sauerstoffverbrauch des Gerätträgers zunächst so lange dem Sauerstoffvorrat
des Kreislaufinhaltes entnommen, bis der Atembeutel hinreichend entleert ist und
die lungengesteuerte Sauerstoffzufuhr
einsetzt. Die Folge ist die
Stickstoffgefahr in Gestalt eines gefährlichen Absinkens des Sauerstoffgehaltes
im Kreislauf, das besondere Maßnahmen verlangt und nicht mit einer geringen Ausspülung
von Kreislaufluft bei jedem Atemzug behoben werden kann.
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Es ist bekannt, dieser Stickstoffgefahr durch eine Bedienungsvorschrift
zu begegnen, wonach der Gerätträger dazu erzogen werden soll, das Atemschutzgerät
am Beginn des Gebrauches leerzusaugen und durch Betätigung des für jedes Gerät vorgeschriebenen
Zuschußventils mit Sauerstoff aus dem Vorratsbehälter durchzuspülen. Die Befolgung
einer solchen Vorschrift kann natürlich in der Aufregung eines Ernstfalleinsatzes
leicht vergessen werden.
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Man hat ferner vorgeschlagen, die lungengesteuerte Sauerstoffzufuhr
so einzustellen, daß sie bereits bei einer geringen Entnahme aus dem vollen Atembeutel
einsetzt. Diese Maßnahme zwingt jedoch zu einer Drosselung der Sauerstoffabströmung,
da das Sauerstoffzuführungsventil dann während eines größeren Zeitabschnittes der
Atemzugdauer geöffnet bleibt. Eine Drosselung mit einer in der Zeiteinheit gleichbleibenden
Abgabe kann aber bei dem sehr unterschiedlichen, von der Arbeitsleistung abhängigen
Luftumsatz des Gerätträgers keinesfalls jedem möglichen Sauerstoffverbrauch entsprechen.
Der genaue Volumenersatz des Sauerstoffverbrauches geht dadurch verloren. Die Drosselung
muß auf einen Wert eingestellt sein, der dem höchsten zu erwartenden Sauerstoffverbrauch
entspricht; dann wird bei allen anderen Möglichkeiten zuviel Sauerstoff zugesetzt,
und es entstehen durch Ablassen des Überschusses bei vollem Atembeutel erhebliche
Verluste, die weit über das hinausgehen, was zur Behebung der Stickstoffgefahr als
notwendig in Kauf genommen werden mulß.
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Es ist ferner ein Atemschutzgerät bekanntgeworden, bei dem der Atembeutel
aus zwei Teilen besteht, von denen der eine mit großem Fassungsvermögen (3,5 1)
im Ruhezustand durch eine Feder zusammengedrückt wird. Bei diesem Gerät kann bei
.Beginn des Gebrauches außer den Atemschläuchen, den festen Atemleitungen
und dem freien Luftraum im Luftreinigungseinsatz nur der kleine Atembeutelteil
(3/4 bis z 1) mit atmosphärischer Luft mit 2I % Sauerstoffgehalt angefüllt
sein. Eine frei bewegliche, durch eine Platte versteifte Wand dieses kleinen Beutelteiles
steht kraftschlüssig mit zwei Hebeln in Verbindung und betätigt durch diese das
Sauerstoffzwführungsventil und ein Spülventil. Die Regelung dieser Ventile soll
nach .einer Gebrauchsanweisung zu diesem Gerät so eingestellt sein, daß während
der Einatemperiode das Sauerstoffzuführungsventil bei Beginn des Zusammenfallens
des kleinen Atembeutelteiles geöffnet wird, während das Spülventil in der Ausatemperiode
in Tätigkeit tritt, wenn dieser Beutelteil voll ist. Die Sauerstoffzuführung setzt
also sofort bei Beginn der ersten Einatmung auch bei flachsten Atemzügen ein und
dauert bei allen möglichen Atemgrößen bis zur
Füllung des kleinen Atembeutelteiles
an. Die Sauerstoffzufuhr verteilt sich also auch bei diesem Gerät in Abhängigkeit
von der Tiefe des einzelnen Atemzuges über einen größeren oder kleineren Zeitabschnitt,
und der Grundsatz des genauen Volumenersatzes des Sauerstoffverbrauches aus dem
Vorratsbehälter kann nicht eingehalten werden. Zur Sicherung der Sauerstoffversorgung
muß durch entsprechende Drosselung der Abströmung aus dem Sauerstoffzuführungsventil
dafür gesorgt. werden, daß die Sauerstoffzugabe in jedem Fall den Bedarf übersteigt.
Nur so ist es möglich, auch den am Anfang des Gebrauches möglichen, geringen Sauerstoffgehalt
von 2ro/o im Kreislauf auf eine sichere Höhe zu bringen, von der aus immer mögliche
Schwankungen nach unten keine Stickstoffgefahr hervorrufen können. Durch diese notwendige
Maßnahme wird die Bedeutung des von dem kleinen Atembeutelteil ebenfalls gesteuerten
Spülventils ebenfalls eingeschränkt. Dieses Ventil wirkt mehr als Überdruckahlaßventil.
Sauerstoffverluste sind die Folge dieser, Gerätebauart, die außerdem durch die Teilung
des Atembeutels und die zum Steuern der Ventile notwendigen Hebelsysteme einen unübersichtlichen
Aufbau bedingt.
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Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Atemschutzgeräte.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Ventilsitzebene des Ausatemv entils ein
Spülrohr mündet, das den Aus- und Einatemteil des Ventilkastens durchsetzt und am
anderen Ende durch eine enge Spülöffnung mit der Außenluft in offener Verbindung
steht, daß daneben eine sich gegen einen den Atembeutel überspannenden Bügel abstützende
Feder vorgesehen ist, die den ungeteilten Atembeutel im Ruhezustand bis auf einen
geringen Rest entleert, und daß außerdem ein an sich bekanntes, von einem Hilfsventil
gesteuertes Sauerstoffzuführumgsventil vorgesehen ist, das beim Öffnen- des Absperrventils
des Sauerstoffvorratsbehälters und dem dann selbsttätig erfolgenden Übergang des
Ventils in die Gebrauchsstellung einen Sauerstoffanteil in den Kreislauf strömen
läßt.
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Insbesondere ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das durch
den Ventilkasten hindurchgeführte Spülrohr als Ventilvorkammer mit verhältnismäßig
weitem Querschnitt ausgebildet ist und am offenen, nach außen führenden Ende mit
einer auswechselbaren, die eigentliche Spülöffnung enthaltenden Scheibe von etwa
(,r mm Dicke versehen ist.
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Eine besondere Ausführung besteht ferner darin, daß die den Atembeutel
im Ruhezustand zusammendrückende Feder als Kegelfeder ausgebildet ist.
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Das lungengesteuerte Sauerstoffzuführungsventil kann ferner so angeordnet
sein, daß die Membrankammer des Hilfsventils der lungengesteuerten Sauerstoffzuführung
durch eineDruckübertragungsleitung mit der Einatemventilkammer des Ventilkastens
und die Abströmöffnung des Hauptventils durch eine besondere Leitung mit einer Stelle
des Atemweges zwischen dem Luftreinigungseinsatz und der Einatemventilkammer verbunden
ist.
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Im einzelnen erweist es sich als zweckmäßig, daß die Drosseldüse irr
der Membran zwischen der ständig
mit der Sauerstoffzuleitung in
Verbindung stehenden Kammer und deren Gegenkammer in einem mit der Membran verbundenen
Bauteil angeordnet ist, der raumerfüllend in die Gegendruckkammer hineinragt.
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Eine besonders vorteilhafte Anordnung ist dadurch gegeben, daß ein
Luftreinigungseinsatz vorgesehen ist, der als Absorptionsmittel gekörnte Kalkmasse
in Vollschichtpackung enthält.
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Die Abb. i bis 4 geben eine Darstellung der wesentlichen»Merkmale
der Erfindung. Die Abb. i und 2 stellen schematisch in kleinem Maßstabe die Gesamtanordnung
dar, während die Abb. 3 und 4 in größerem Maßstabe die Einzelheiten des Atemventilkastens
und des Sauerstoffzuführungsventils zeigen.
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In Abb. i deutet die Umfangslinie i die Form des Unterteiles eines
zweiteiligen Schutzkastens an, in dem alle wesentlichen Geräteteile untergebracht
sind. Bei :2 und 3 sind die Anschlüsse für den Aus-und Einatemschlauch angedeutet.
Die Stutzen 2 und 3 befinden sich am Ventilkasten 4, der durch eine Zwischenwand
5 in zwei Teile aufgeteilt ist. Die Ausatemventilkammer 6 enthält das Ausatemventil
7 und eine Atemluftleitung 8, die die Verbindung mit dem Luftreinigungseinsatz 9
herstellt. In der Sitzebene des Ausatemventils 7 mündet das Spülrohr io, das durch
den ganzen Ventilkasten 4 hindurchgeführt ist und an seinem Ende i i die Spülöffnung
12 besitzt. Der Einatemventilraum 1,3 enthält das Einatemventil 14 und Anschlußverschraubungen
3 für den Einatemschlauch, 15 für den Atembeutel 24, 16 für das Druckübertragungsrohr
17 zum Membranraum 18 des Hilfsventils i9 und den Anschluß 2o für die Sauerstoffzuführung
21 aus dem Sauerstoffzuführungsventil22. Eine Atemleitung 23 verbindet den Luftreinigungseinsatz
9 mit dem Atembeutel 24. Dieser wird von einem Bügel 25 überspannt, der an dem Rand
des Schutzkastens i befestigt ist. 26 ist eine Feder, welche sich gegen den Bügel
25 abstützt und mit ihrem freien Ende auf die durch eine Platte 27 versteifte Wand
des Atembeutels 24 einwirkt. Das Sauerstoffzuführungsventil 22 steht durch ein Barunterliegendes
Druckminderventil28 und das Absperrventil 29 mit dem Sauerstoffvorratsbehälter 30
in Verbindung.
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Abb.2 zeigt schematisch einen Längsschnitt etwa in der Mitte der Abb.
i. Die Linie i deutet wieder die Umrisse des Schutzkastens an. Oben liegt der Luftreinigungseinsatz
9, dahinter die Atemleitung 8 zum Ventilkasten 4. Unten ist der Sauerstoffvorratsbehälter
30 im_ Schnitt angedeutet. Der Büge125 überspannt den Atembeutel 24. Die
Feder 26 ist als Kegelfeder dargestellt. Sie ist am Bügel 25 befestigt und drückt
auf den durch eine Platte 27 versteiften Atembeutel 24. 15 zeigt die Lage des Verbindungsrohres
zur Einatemventilkammer 13 des Ventilkastens 4. Das Rohr 17 stellt die hinter dem
Atembeutel 24 liegende Druckverbindungsleitung zwischen dem Hilfsventil 18 des Sauerstoffzuführungsventils
22 und dem Anschlußstutzen 16 am Ventilkasten 4 dar (s. Abb. i). Abb.3 gibt einen
Schnitt durch den Ventilkasten 4 in größerem Maßstabe. Wie in Abb. i ist 5 die Trennwand
zwischen Ausatemventilkammer 6 und Einatemventilkammer 13. Das Ausatemventil 7 sperrt
mit seinem durch die Feder 31 belasteten Ventilblättchen 32 sowohl den Sitz 33 des
Ausatemventils als auch die Öffnung 34 des Spülrohres io. Das aus dem Boden 35 des
Ventilkastens 4 herausragende Ende ii des Spülrohres 1o ist durch ein dünnes, die
Spülöffnung 12 enthaltendes Blättchen 36 abgedeckt. Das Blättchen ist auswechselbar
und wird durch eine Überwurfmntter 37 festgehalten.
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Abb.4 stellt einen Schnitt durch das lungengesteuerte Sauerstoffzuführungsventil
dar. Zwei Gehäuseteile 38 und 39 sind unter Einschaltung einer Membran 40 miteinander
verschraubt. Der Innenraum 41 des Gehäuseteiles 38 ist durch den Sfutzen42 ständig
in offener Verbindung mit einem nicht dargestellten Druckminderventil oder auch
unmittelbar mit dem Sauerstoffvorratsbehälter. In dem Innenraum ist das Sauerstoffzuführungsv
entil 22 eingebaut. Es besteht aus dem dicht eingeschraubten Führungsstück 43 mit
der Abströmöffnung 44 und Zuleitungskanälen 45 und dem Verschlußkörper 46 mit der
Dichtung 47. An dem Verschlußkörper 46 ist durch die Schraube 48 eine mit Öffnungen
49 versehene Verbindungskappe 5o befestigt, die durch eine Feder 51 gegen die Membran
40 gedrückt wird. Die Membran 4o besitzt in ihrer Mitte einen Durchlaß, der durch
die gegeneinander verschraubten und durchbohrten Körper 52 und 53 gebildet wird.
Der Durchlaß verengt sich im Drosselkörper 53 zu einer engen Drosseldüse 54. Der
Drosselkörper 53 ragt raumerfüllend in den unteren Innenraum 55 des Gehäuseteiles
39 hinein, so daß nur wenig Raum für die Schließfeder 56 übrigbleibt. Diese wirkt
über die Membran 4o und die Verbindungskappe 5o auf das VerSChlußStück 46 des Sauerstoffzuführungsventils
22. Der Innenraum 55 im Gehäuseteil 39 ist nach oben hin durch ein Düsenstück 57
abgeschlossen, das die enge Ventilöffnung 58 des Hilfsventils i9 enthält. Das Verschlußstück
59 des Hilfsventils i9 ist in einer Bohrung des Gehäuseteiles 39 geführt und wird
durch eine sich gegen einen Halter 62 abstützende Schließfeder 63 belastet. Konzentrisch
angeordnete Kanäle 6o sorgen für freie Abströmung aus der Ventilöffnung 58 in den
oberen Innenraum 18 unter der Membran 61. Ein Hebelsystem 64 stellt die kraftschlüssige
Verbindung zwischen dem Rand 65 des Verschlußstückes 59 und der Membran 61 her.
Diese ist in ihrem Mittelteil durch Platten 66 versteift. Sie ist am Rand des Gehäuseteiles
39 mit einer Überwurfmutter 67 gefaßt und von einer Kappe 68 mit Durchbohrungen
69 überdeckt. Die Druckübertragungsleitung 17 führt aus dem Raum 18 zum Einatemventilraum
13 des Ventilkastens 4 (Abb. i und 3). In den gleichen Raum führt die Abströmleitung
21 aus dem Sauerstoffzuführungsventil22 (Abb. i und 3).
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Die Wirkungsweise eines Atemschutzgerätes nach der Erfindung ist folgende.
Vom
Gesichtsanschluß strömt die Ausatemluft des Geräteträgers durch einen Ausatemschlauch
und durch den AnschliAstutzen 2 in die Ausatemventilkammer 6 des Atemventilkastens
4 (Abb: i) und weiter durch das Ausatemventil 7 und die Atemleitung 8 in den Luftreinigungseinsatz
g. Nach Befreiung von dem Kohlensäuregehalt strömt-dann der Rest der Ausatemluft
in den Atembeutel 24. Beim Durchgang durch das Ausatemventil7 wird das Ventilblättchen
32 (Abb. 3) gegen den Druck der Ventilfeder 31 angehoben und-dabei neben dem Weg
durch das Atemrohr 8 und den Lwftreinigungseinsatz 9 auch der Weg durch das Spülrohr
io und die Spülöffnung 12 freigegeben. Die Ausatemöffnung verteilt sich infolgedessen
in Abhängigkeit von den Widerständen auf beide Strömungswege. Es ist theoretisch
und praktisch nachgewiesen, daß der durch Spülung nach außen abzublasende Teil eines
Atemzuges nicht wesentlich mehr als 0,3% der jeweiligen Größe des Atemzuges auszumachen
braucht. Dann kann im Kreislauf des Gerätes ein bestehender Sauerstoffgehalt aufrechterhalten
werden, obwohl jede aus dem Sauerstoffvorrat entnommene Sauerstoffergänzung mit
2% Stickstoff beladen ist.
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Diese an sich bekannte Art der Koppelung der Spülmenge mit der Strömung
durch das Ausatemventil ist offensichtlich ganz besonders geeignet, ein gegebenes
Verhältnis zwischen der durch die Spülöffnung 12 abgeblasenen Strömungsmenge und
der Größe eines Atemzuges über den, ganzen Bereich der praktischen Möglichkeiten
einzuhalten. Diese Spülvorrichtung gewährt jedoch die notwendige Sicherung gegen
Stickstoffansammlungen im Kreislauf des Atemschutzgerätes nur insoweit, als der
Stickstoff als Verunreinigung des Sauerstoffes aus dem Vorratsbehälter nach und
nach in den Kreislauf strömt. Falls der Kreislauf des Atemschutzgerätes am Anfang
des Gebrauches mit.Luft gefüllt ist, so daß eine größere Zahl von Atemzügen notwendig
ist, bis die lungengesteuerte Sauerstoffergänzung -einsetzt, ist das Absinken des
Sawerstoffgehaltes im Kreislauf unvermeidlich und durch eine geringe Spülung nicht
zu verhindern.
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Die oben beschriebenen, bekannten Geräte versuchen diese Schwierigkeiten
dadurch zu beheben, daß sie von der genau dem jeweiligen Verbrauch angepaßten Sauerstoffergänzung
abgehen. Hierdurch wird aber die Ausnutzung des Sauerstoffvorrates für die Atmung
verschlechtert und durch übermäßige Spülung die Gebrauchsdauer herabgesetzt. Die
Erfindung behält demgegenüber die an sich bekannte, sparsame Stickstoffspülung bei
und schlägt für die Beseitigung der Stickstoffmengen, die am Anfang des Gebrauches
im Kreislauf vorhanden sein können, bzw. für die selbsttätige Erhöhung des Sauerstoffgehaltes
bei Beginn der Atmung zwei ergänzende Maßnahmen vor.
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Neben den festen Atemleitungen, den Atemschläuchen und dem freien
Raum im Luftreinigungseinsatz ist der Atembeutel mit einem Fassungsvermögen von
5,5 bis 61 der größte Raum, der am Anfang des Gebrauches mit Luft gefüllt sein kann.
Die erste Maßnahme beruht daher bei der Erfindung darauf, den Atembeutel 24 an seiner
äußeren Wand durch eine Platte 27 zu versteifen und an einem den Atembeutel 24 überspannenden
Bügel 25 eine weich arbeitende Feder 26 anzuordnen, die den Atembeutel bis auf einen
geringen Rest leerdrückt. Die Feder 26 (Abb. 2) ist zweckmäßig als Kegelfeder ausgebildet,
damit sich ihre Windungenbei vollem Atembeutel ineinanderlegenund so die volle Ausnutzung
des zur Verfügung stehenden Raumes für den Atembeutel 24 gestatten. Da sich der
Druck der Feder 26 auf die große Fläche der Versteifungsplatte 27 des Atembeutels
24 verteilt, ergibt selbst eine starke Belastung des Atembeutels nur eine sehr geringe,
durchaus tragbare Erhöhung des beim Ausatmen in dem Atembeutel entstehenden Atemwiderstandes.
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Die zweite von der Erfindung vorgeschlagene Maßnahme betrifft die
Verwendung eines an sich bekannten, durch ein Hilfsventil gesteuerten Sauerstoffzusatzventils
nach Abb.4. Dieser Ventilblock ist durch den Stutzen 42 an ein Druckminderventil
28 (Abb. i) oder auch unmittelbar an das Absperrventil 29 (Abb. i) des Sauerstoffvorratsbehälters
30 (Abb. i) angeschlossen. Wird das Absperrventil ge, öffnet, so strömt der Sauerstoff
zunächst durch den Stutzen 42 (Abb. 4) in den Innenraum 41 des Gehäuseteiles 38,
der nach oben hin durch die Membran 4o begrenzt wird. Der Übergang des Sauerstoffstromes
in den Raum 55 über der Membran 40 ist nur durch die sehr enge Drosseldüse 54 in
dem Teil 53 möglich,. das mit der durchbohrten Schraube 52 an der Membran 4o befestigt
ist. Die Drosselung des Stromes durch die Düse 54 hat daher zur nächst einen Druckunterschied
zwischen den Räumen 41 und 55 beiderseits der Membran 40 zur Folge. Hierdurch wird
die Membran 40 dem Druck der Feder 56 entgegen angehoben, und die Feder 51 im Raum
41 sorgt dafür, daß die mit Durchlaßöffnüngen 49 versehene Verbindungskappe 5o und
das mit ihr durch die Schraube 48 verbundene Verschlußstück 46 dieser Bewegung folgen.
Dadurch wird das Sauerstoffzusatzventil 22 geöffnet, und eine gewisse Menge Sauerstoff
kann durch die weite Ventilöffnung 44 und die Rohrleitung 21 (Abb. 4 und
i) in den Kreislauf strömen. Während der Druck in dem Raum 41 infolge der offenen
Verbindung mit dem Sauerstoffvorratsbehälter 30 (Abb. i) aufrechterhalten bleibt,
steigt der Druck in dem Raum,55 über der Membran 40 wegen der Drosselung des Sauerstoffstromes
durch die Düse 54 bis zum Ausgleich der Drucke beiderseits der Membran 4o an. Die
Schließfeder 56 führt gegen Ende dieses Ausgleichsvorganges die Membran 40 in ihre
Ausgangslage zurück und überträgt ihre Schließkraft weiter auf die Verbindungskappe
5o und das Verschlußstück 46 -des Sauerstoffzuführungsventils 22. Der in
den Kreislauf eingeleitete Sauerstoffstrom wird so abgesperrt, bevor das Sauerstoffzuführungsventil
in die Gebrauchsstellung übergeführt ist.
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Die Menge des Sauerstoffes, die auf diese Art am Anfang des Gebrauches
in den Kreislauf des Gerätes
einströmt, ist, außer von dem Druck,
der in dem Raum 41 durch die offene Verbindung mit dem Druckminderventil 28 (Abb.
i) oder unmittelbar mit dem Sauerstoffvorratsbehälter zur Verfügung steht, wesentlich
abhängig von dem Querschnitt der Drosseldüse 54 und der Größe des Raumes 55 über
der Membran 40. Da der Durchmesser der Drosseldüse 54 praktisch in der Größenordnung
von o, i mm liegt und daher nur schwierig verändert werden kann, ist es zweckmäßiger,
die Größe des Raumes 55 zu verändern, wenn beim Öffnen des Absperrventils des Sauerstoffvorratsbehälters
eine bestimmte Sauerstoffmenge in den Kreislauf eintreten soll. Daher schlägt die
Erfindung vor, den Düsenkörper 53 so auszubilden, daß er raumerfüllend in den Raum
55 über der Membran 4o hineinragt. Durch Veränderung seines Durchmessers und seiner
Länge kann die Größe des freien Raumes 55 weitgehend verändert werden.
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Wählt man die Einstellung z. B. so, daß im Bruchteil einer Sekunde
etwa 1 1 Sauerstoff einströmt, bis das Sauerstoffzusatzventil in die Gebrauchsstellung
übergegangen ist, und sorgt man durch eine entsprechende Feder 26 dafür, daß der
Atembeutel bis auf einen Rest von 1/2 bis i 1 entleert ist, so kann mit Sicherheit
der anfängliche Sauerstoffgehalt im Kreislauf von 2i°/0 auf 35 bis 40% erhöht werden.
Der Gerätträger beginnt also die Atmung mit einer Sauerstoffreserve, die selbst
für den Fall, daß bei flachsten Atemzügen der erste Sauerstoffzusatz aus dem Zusatzventil
erst nach einer größeren Zahl von Atemzügen erfolgt, völlig ausreicht.
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Ist dann der Atembeutel fast entleert, so daß bei der Einatmung im
Einatemventilraum 13 (Abb. i und 3) ein Saugdruck von etwa io mm Wassersäule entsteht,
so überträgt sich dieser Unterdruck durch die Leitung 17 (Abb. i und 4) auf den
Raum 18 (Abb. 4) unter der Membran 61, die am oberen Teil 39 des Ventilblockes nach
außen hin abschließt. Die Membran 61 wirkt mit den Versteifungsplatten 66 über mehrere
konzentrisch angeordnete Hebelsysteme 64 auf den übergreifenden Rand 65 des Verschlußstückes
59. Dieses wird gegen den Druck der Schließfeder 63 angehoben und gibt die enge
Bohrung 58 des Hilfsventils i9 (Abb. i und 4) frei. Aus dem jetzt mit Druck erfüllten
Raum 55 über der Membran 4o beginnt ein geringer Sauerstoffstrom durch Kanäle 6o
in den Raum 18 unterhalb der Membran 61 abzuströmen. Es hat sofort einen kräftigen
Druckabfall in dem Raum 55 zur Folge, da der Raum sehr klein ist und der Sauerstoff
aus dem Raum 41 unterhalb der Membran 4o nur stark gedrosselt durch die enge Düse
54 nachströmen kann. Dadurch wird wieder, wie oben bei dem Vorgang unmittelbar nach
dem Öffnen des Absperrventils 29 (Abb. i) des Sauerstoffvorratsbehälters 3o beschrieben
würde, ein Ausschlag der Membran 4o entgegen der Kraft der Schließfeder 56 bewirkt,
so daß im geringen Bruchteil einer Sekunde nach dem Öffnen des Hilfsventils 19 die
bei dem jeweiligen Atemzug verbrauchte Sauerstoffmenge durch ein gleiches Volumen
aus dem Sauerstoffvorratsbehälter ersetzt wird. Die Abströmung erfolgt wieder durch
eine besondere Leitung 21, die zu dem Anschluß 2o (Abb. i und 3) der Einatemventilkammer
13 führt. Diese Leitung kann auch mit einer anderen Stelle des Atemweges zwischen
dem Luftreinigungseinsatz 9 und der Einatemventilkammer 13, besonders vorteilhaft
mit der Atemleitung 23 zwischen Luftreinigungseinsatz 9 und Atembeutel 24, verbunden
werden. Nach dem Aufhören des Unterdruckes in der Einatemventilkammer 13 (Abb. i
und 3) geht auch die Membran 61 (Abb. 4) in ihre Ausgangsstellung zurück, und das
Hilfsventil i9 wird durch die auf das Verschlußstück 59 wirkende Schließfeder 63
geschlossen. In geringstem Bruchteil einer Sekunde ist dann auch der Druckausgleich
zwischen den Räumen 55 und 41 des Ventilblockes hergestellt und das Sauerstoffzusatzventil22
geschlossen.
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Im weiteren Verlauf der Atmung, bei dem sich dieser Vorgang im allgemeinen
bei jedem Atemzug wiederholt, genügt dann zur Verhinderung weiterer Stickstoffansammlungen
aus den Verunreinigungen des verwendeten Sauerstoffes, wie oben dargestellt wurde,
eine sehr geringe Spülung, die bei jeder Ausatmung zwangläufig einige Kubikzentimeter
während des Durchganges der Ausatemluft durch das Ausatemventil 7 in das Spülrohr
und durch die Spülöffnung 12 nach außen abzweigt. Die in Abb. 3 dargestellte und
in den Patentansprüchen gekennzeichnete Ausführung dieser Spüleinrichtung weist
gegenüber dem Bekannten einen wesentlichen Fortschritt auf. Das Spülrohr 1o ist
nicht auf kürzestem Wege aus dem Ausatemventilraum 6 herausgeführt, sondern mit
verhältnismäßig großem Querschnitt durch den ganzen Ventilkasten 4 hindurchgeführt.
Das Spülrohr 1o bildet daher vom Ausatemventil 7 bis zur Spülöffnung 12 eine hinreichend
große Vorkammer, die verhindert, daß eine infolge des Schlupfes des Ausatemventils
einsetzende Rückströmung von Außenluft in den Kreislauf des Gerätes gelangen kann.
Das Spülrohr 1o ist ferner so in Räumen mit wenig veränderlichen Temperaturen gelagert,
daß aus der abströmenden Spülluft keine Kondensation infolge Abkühlung zu befürchten
ist. Ein in der Spülöffnung 12 sich bildender und kapillar festgehaltener Wassertropfen
findet wegen der sehr dünnen Scheibe, in der sich die Spülöffnung befindet, nur
wenig Halt, so daß er leicht ausgeblasen wird und daher nur unwesentlichen Einfluß
auf die Menge der jeweils in Abhängigkeit von der Größe und Zeitdauer der einzelnen
Atemzüge abströmenden Spülluft haben kann.
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Von größerem Einfluß auf die Spülung ist jedoch der Strömungswiderstand
des Luftreinigungseinsatzes 9 (Abb. i), wenn dieser in bekannter Weise mit Alkalichemikal
gefüllt ist. Durch das starke Aufblühen der Chemikalkörner bei der. Aufnahme der
ausgeatmeten Kohlensäure und durch unvermeidliche Laugenbildung steigt der Widerstand
solcher Einsätze in unkontrollierbarer Weise stark an und macht eine genau geregelte
Spülung, wie sie bei der vorliegenden Erfindung angestrebt wird, schwierig. Als
besonders vorteihaft erweist es sich
daher, wenn im vorliegenden
Fälle eine an sich bekannte Füllung des Luftreinigungseinsatzes mit Kalkchemikal
verwendet wird, dessen Chemikalkörner sich äußerlich bei der Kohlensäureaufnahme
nicht verändern, so daß im Gebrauch keine Widerstandserhöhung eintritt. Durch diese
Anordnung wird die Stickstoffspülung auf das.unbedingt Notwendige beschränkt, der
Sauerstoffvorrat weitgehendst für den Atembedarf ausgenutzt und daher die Gebrauchsdauer
gegenüber den bekannten Geräten erheblich verlängert.
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In Verbindung mit den anderen Merkmalen der Erfindung, durch die der,
Atembeutel im Ruhezustand entleert wird- und am Anfang des Gebrauches beim Öffnen
des Absperrventils der Sauerstoffvorratsfiasche selbsttätig der Sauerstoffgehalt
im Kreislauf erhöht wird, ist auf völlig neuem Wege jede Stickstoffgefahr ausgeschaltet.