DE102012201945A1

DE102012201945A1 - Kopplungsvorrichtung für ein Atemschutzgerät

Info

Publication number: DE102012201945A1
Application number: DE102012201945A
Authority: DE
Inventors: Lukasz Niewiadomski; Peter Kadow; Peter Kling
Original assignee: MSA Auer GmbH
Current assignee: MSA Europe GmbH
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2013-08-14
Also published as: EP2812077B1; US10561864B2; EP2812077A2; CN104114237A; BR112014018552A8; WO2013117676A3; CN109045501B; US20150075523A1; BR112014018552A2; CN109045501A; WO2013117676A2

Abstract

Kopplungsvorrichtung für ein Atemschutzgerät, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsvorrichtung (10) unlösbar mit dem Lungenautomatenschlauch (20) verbunden ist und mit mindestens zwei Anschlussstücken (11, 12) mit jeweils einem Rückschlagventil (13, 14) zum Anschluss an eine Atemgasquelle (1) koppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopplungsvorrichtung für ein Atemschutzgerät gemäß Anspruch 1.
Unabhängig von der Atmosphäre arbeitende Atemschutzgeräte finden z.B. als frei tragbare Pressluftatmer mit einer Pressluftflasche in vielen Bereichen Anwendung. Dabei strömt Atemgas (z.B. Luft) aus einem Druckbehälter als Atemgasquelle über ein Schlauchsystem mit Absperr- und Regelungsvorrichtungen zu einem Lungenautomaten.
Ein typisches Einsatzgebiet für solche frei tragbaren Atemschutzgeräte sind Pressluftatmer in der Brandbekämpfung oder im Industrieeinsatz. Im Industrieeinsatz in einer petrochemischen Anlage geht es z.B. um den Schutz vor giftigen Gasen, insbesondere Schwefelwasserstoff. Dabei kann es insbesondere notwendig sein, die Atemschutzgeräte klein und leicht zu gestalten, damit sie bei einer Flucht nicht behindern. Da aber die chemischen Anlagen immer größer werden, kann es notwendig werden, dass ein Geräteträger seine Atemgasquelle umschalten muss, um z.B. eine neue Druckgasflasche anzuschließen.
Es besteht daher die Aufgabe, eine Kopplungsvorrichtung zu schaffen, mit der ein schnelles Umschalten von einer Atemgasquelle zu einer anderen ermöglicht wird.
Die Aufgabe wird durch eine Kopplungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
In den Figuren sind beispielhaft Ausführungsformen der Verbindungsvorrichtung dargestellt. Dabei zeigt
1 ein Atemschutzgerät mit einer Ausführungsform einer Kopplungsvorrichtung;
2 eine vergrößerte Darstellung der Ausführungsform der Kopplungsvorrichtung gemäß 1;
3 eine Schnittansicht entlang eines Anschlussstücks einer Ausführungsform eines Verbindungsstückes in Verschlussposition;
3A eine Vorderansicht eines Anschlussstückes nach 3;
4 eine Schnittansicht des Anschlussstückes gemäß 3 in einer Durchstörmungsposition.
In 1 sind die wesentlichen Bestandteile eines frei tragbaren, von der Umgebung nicht abhängigen Atemschutzgerätes 100 dargestellt.
In einem Atemgasbehälter 1 als Atemgasquelle ist das Atemgas – in diesem Beispiel Luft – unter einem Druck von ca. 300 bar gespeichert. Das unter Druck stehende Atemgas wird einem Druckminderer 2 auf einen Mitteldruck zwischen 5 bis 10 bar gebracht und über eine Mitteldruckleitung 3 zum Lungenautomaten 4 geleitet. Der Lungenautomat 4 reduziert den Druck auf den Umgebungsdruck und steht mit einer Maske 5 des Geräteträgers in Verbindung. Durch geeignete Konstruktion des Lungenautomaten 4 wird die Abgabe des Atemgases an den Bedarf des Geräteträgers angepasst.
In vielen Fällen ist es sinnvoll, dass der Geräteträger die Möglichkeit hat, sich an unterschiedliche Atemgasquellen 1 anzuschließen. Dieser Fall kann eintreten, wenn z.B. der Atemgasbehälter 1 leer ist und ein anderer angeschlossen werden muss. Auch kann es notwendig sein, dass sich der Geräteträger an eine stationäre Atemgasversorgung – zumindest für einen Zeitraum – anschließt.
Daher weist die in 1 dargestellte Ausführungsform einer Kopplungsvorrichtung eine Verbindungsvorrichtung 10 und zwei Anschlussstücke 11, 12 für Atemgasquellen 1 auf. Grundsätzlich können auch mehr als zwei Anschlussstücke 11, 12 vorgesehen sein. Ein Anschlussstück 11, 12 weist jeweils einen Nippel-Anschluss 11a, 12a und jeweils einen Kupplungsanschluss 11b, 12b auf, wobei jeweils ein Nippel-Anschluss 11a, 12a mit einem Kupplungsanschluss 11b, 12 verbunden wird (siehe 2). Im Folgenden wird der Begriff Anschlussstück 11, 12 auch so verwendet, das er einen Nippel-Anschluss 11a, 12a und einen Kupplungsanschluss 11b, 12b aufweist.
Die Verbindungsvorrichtung 10 weist in der in 1 dargestellten Ausführungsform eine Y-Form auf. Die Basis der Verbindungsvorrichtung 10 ist fest, d.h. unlösbar mit dem Lungenautomatschlauch 20 verbunden.
An den beiden Schenkeln der Y-förmigen Ausführungsform der Verbindungsvorrichtung 10 sind Atemgasleitungen 3, 6 jeweils über Anschlussstücke 11, 12 ankoppelbar. Über ein erstes Anschlussstück 11a, 11b wird eine lösbare Verbindung mit der Mitteldruckleitung 3 und damit mit einer ersten Atemgasquelle 1 hergestellt. Ein Anschluss für das zweite Anschlussstück 12a, 12b ist hier frei, d.h. es liegt hier keine Verbindung mit einer zweiten Atemgasquelle vor.
Die Verbindungsvorrichtung 10 ist somit fest an der Atemgas empfangenden Stelle des Atemschutzgerätes 100 angeordnet, da sie unlösbar mit der Leitung zum Lungenautomaten 4 verbunden ist. Die Druckgasflasche 1 kann somit leicht mit dem ersten Anschlussstück 11a, 11b abgekoppelt werden, wenn mit dem zweiten Anschlussstück 12a, 12b eine neue Atemgasflasche 1 oder eine andere Atemgasquelle 1 angeschlossen wurde. Damit ist ein schneller und sicherer Wechsel der Geräte möglich. Der Geräteträger würde z.B. bei einer Verwendung als Fluchtgerät die leere Atemgasflasche 1 und den Druckminderer 2 zurücklassen.
Insbesondere bei einer industriellen Verwendung eines Atemschutzgerätes 100, z.B. als Fluchtgerät in einer petrochemischen Anlage kann eine solche Verwendung sinnvoll sein. Bei einer solchen Fluchtanwendung wäre der Druckgasbehälter 1 kleiner ausgebildet als in der prinzipiellen Darstellung der 1.
Jedes der Nippel-Anschlüsse 11a, 12a weist ein Rückschlagventil 13, 14 auf, so dass die Atemgasleitung 3, 6 zum Lungenautomaten 4 verschlossen ist, wenn keine Atemgasquelle 1 angeschlossen ist. In der dargestellten Ausführungsform sind die Rückschlagventile 13, 14 auf der Seite des Lungenautomaten 4 angeordnet. In alternativen Ausführungsformen können sie auch auf der Seite der Leitungen 3, 6 angeordnet sein. Dies bedeutet, dass die Anordnung von Nippel-Anschlüssen 11a, 12a und Kupplungsanschlüssen 11b, 12b grundsätzlich frei gewählt werden kann.
Die Anschlussstücke 11, 12 haben in einer Ausführungsform noch eine weitere Funktion, die den Anschluss einer neuen Atemgasquelle 1 sicherer macht.
Dazu werden beim Anschluss der Nippel-Anschlüsse 11a, 12a zwei Kontaktstufen realisiert. In einer ersten Kontaktstufe wird das Rückschlagventil 13, 14 leicht geöffnet, so dass etwas Atemgas strömen kann, um u.U. in der Umgebungsluft vorhandene Schadgase (z.B. Schwefelwasserstoff, Zyanide etc.) aus dem Bereich der Anschlussstücke 11, 12 zu entfernen, bevor in einer zweiten Kontaktstufe eine Atemgas führende Verbindung zwischen Atemgasquelle 1 und Lungenautomat 4 gekoppelt wird. Damit wird vermieden, dass kleine Schadgasmengen, die sich im Bereich der Anschlussstücke 11, 12 angesammelt haben, nach dem Anschließen der neuen Atemgasquelle 1 zum Lungenautomat 4 gefördert werden. Eine Ausführungsform eines Nippel-Anschlusses 11a, 12a mit einem Rückschlagventil 13, 14 wird in 3 dargestellt.
Grundsätzlich sind unterschiedliche Varianten der Spülung des Kopplungsbereiches mittels der dargestellten beiden Kontaktstufen denkbar. So kann in einer ersten Kontaktstufe das Atemgas aus einer ersten Atemgasquelle 1 (z.B. eine fast leere Druckgasflasche) zum Spülen verwendet werden. Es ist auch möglich, in der ersten Kontaktstufe das Gas der neuen zweiten Atemgasquelle zu verwenden. Auch eine Kombination der Möglichkeiten ist denkbar, dass das Spülgas aus beiden Atemgasquellen stammt.
In 2 ist die Integration eines Verbindungsstücks 10 mit dem Lungenautomat 4 dargestellt, wobei dies eine vergrößerte Darstellung der Konfiguration der 1 ist.
Die Verbindungsvorrichtung 10 ist unlösbar mit dem Lungenautomatenschlauch 20 verbunden ist. Die Verbindungsvorrichtung 10 ist hier Y-förmig ausgebildet. In alternativen Ausführungsformen kann sie auch T-förmig ausgebildet sein. Auch sind Varianten möglich, bei denen die Verbindungsvorrichtung 10 frei konfigurierbare Anschlüsse, insbesondere auch mehr als zwei in einer gabelförmigen oder kammförmigen Anordnung aufweist. Auch können die Anschlüsse untereinander verdrehbar sein.
In allen Ausführungsformen können zwei Leitungen 3, 6 an die jeweiligen Nippel-Anschlüsse 11a, 12a der Verbindungsvorrichtung 10 angekoppelt werden.
In dieser Ausführungsform sind die zwei Kupplungsanschlüsse 11b, 12b mit Nippel-Anschlüssen 11a, 12a mit jeweils einem Rückschlagventil 13, 14 durch die Verbindungsvorrichtung 10 koppelbar.
Die Kupplungsanschlüsse 11b, 12b an den Nippel-Anschlüssen 11a, 12a der Verbindungsvorrichtung 10 sind ankuppelbar fest mit den Leitungen verbunden, insbesondere ist das erste Anschlussstück 11 mit der Mitteldruckleitung 3 und das zweite Anschlussstück 12 mit einer Zusatzleitung 5 verbunden. Die Mitteldruckleitung 3 führt zu einer hier nicht dargestellten ersten Atemgasquelle 1A, die Zusatzleitung zu einer hier nicht dargestellten zweiten Atemgasquelle 1B
Grundsätzlich ist es auch möglich, die Kupplungsanschlüsse 11b, 12b am Verbindungsstück 10 anzuordnen und die entsprechenden Nippel-Anschlüsse 11a, 12a an den Leitungen 3, 6.
3 zeigt im Schnitt eine Ausführungsform eines Nippel-Anschlusses 11a, das mit einer Atemgas führenden Leitung 3 verbunden ist und ein Rückschlagventil 13 aufweist.
Die feste Verbindung des Nippel-Anschlusses 11a mit der Leitung 3 wird über ein Gehäuse 30 hergestellt. Das Gehäuse 30 läuft zum Leitungsende in einen rohrförmigen Abschnitt 31 aus, in dem ein Stößel 32 als Teil des Rückschlagventils 13 angeordnet ist. Der Stößel 32 wird von dem rohrförmigen Abschnitt 31 umgeben und ist in diesem axial beweglich (siehe Doppelpfeil in 3) angeordnet.
Der Stößel 32 ragt am Ende des Gehäuses 30 aus einer Öffnung 33 heraus. Am Ende des Stößels 32, das der Öffnung 33 gegen überliegt wird ein konischer Abschnitt 34 des Stößels 32 durch eine Feder 35 gegen einen ebenfalls konischen Abschnitts des Gehäuses 30 gedrückt. Durch eine im konischen Abschnitt 34 des Stößels 32 angeordnete Ringdichtung 36 wird in der Leitung 3 unter Druck stehendes Atemgas in der dargestellten Position des Stößels 32 in der Leitung 3 gehalten; die Leitung 3 ist durch das Rückschlagventil 13 über die konische Dichtfläche abgedichtet. Das Rückschlagventil 13 umfasst somit den Stößel 32, den konischen Abschnitt 34 des ihn umgebenden Gehäuses 30 und die Feder 35 auf.
Der Stößel 32 weist in dem Abschnitt, der aus der Öffnung ragt einen kreuzförmigen Querschnitt auf, der in 3A in einer Vorderansicht des Anschlussstückes 11a erkennbar ist.
Die radial zur Wandung des Gehäuses 30 zeigenden Rippen des Stößels 32 stützen diesen gegenüber dem Gehäuse 30, so dass der Stößel 32 im Gehäuse 30 axial sicher beweglich und geführt ist. Diese Art der Führung des Stößels 32 erlaubt eine reibungsarme Bewegung, auch wenn der Stößel 32 einmal z.B. durch Sand verschmutzt wird.
In alternativen Ausführungsformen ist der Querschnitt des Stößels 32 polygonal, insbesondere dreieckig oder sternförmig ausgebildet.
Grundsätzlich kann die Dichtung 36 auch anders ausgebildet sein. So ist auch eine rein axiale Dichtung 36 möglich, bei der eine Ringdichtung 36 an einer Fläche angeordnet ist, die senkrecht zur Längsachse des Stößels 32 liegt und auf einer ebenfalls senkrecht zur Längsachse des Stößels 32 liegenden Dichtfläche anliegt.
In 4 ist die Ausführungsform des Nippels-Anschlusses 11a aus 3 einer Lage dargestellt, in der Atemgas aus der Leitung 3 strömen kann (Durchströmungsposition). Der Stößel 32 wird dazu in Richtung des Gehäuses 30 gedrückt, so dass im Bereich des konischen Abschnitts 34 des Gehäuses 30 ein Spalt entsteht, durch den Luft L aus der Leitung 3 in Richtung der Öffnung 33 austreten kann. Der kreuzförmige Ausgestaltung des vorderen Teils des Stößels 32 erlaubt ein widerstandsarmes Austreten des Atemgases.
Der Stößel 32 wird in diese Lage gebracht, wenn das Anschlussstück 11b mit Anschlussstück 11a der Verbindungsvorrichtung 10 gekoppelt wird.
Bezugszeichenliste

1: Atemgasquelle, Druckgasflasche
2: Druckminderer
3: Mitteldruckleitung
4: Lungenautomat
5: Maske
6: Zusatzleitung
10: Verbindungsvorrichtung
11a: erstes Anschlussstück (Nippel-Anschluss)
11b: erstes Anschlussstück (Kupplungsanschluss)
12a: zweites Anschlussstück (Nippel-Anschluss)
12b: zweites Anschlussstück (Kupplungsanschluss)
13: erstes Rückschlagventil
14: zweites Rückschlagventil
20: Lungenautomatschlauch
30: Gehäuse eines Anschlussstückes
31: rohrförmiger Abschnitt des Gehäuses
32: Stößel
33: Öffnung des Gehäuses
34: konischer Abschnitt des Gehäuses
35: Feder des Stößels
36: Ringdichtung
100: Atemschutzgerät
L: Luftstrom durch Anschlussstück

Claims

Kopplungsvorrichtung für ein Atemschutzgerät, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsvorrichtung (10) unlösbar mit dem Lungenautomatenschlauch (20) verbunden ist und mit mindestens zwei Anschlussstücken (11, 12) mit jeweils einem Rückschlagventil (13, 14) zum Anschluss an eine Atemgasquelle (1) koppelbar ist.
Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Nipppel-Anschluss (11a, 12a) an einer Leitung, insbesondere einem Lungenautomatenschlauch (20) angeschlossen ist, der mit einem Lungenautomaten (4) oder an einer Leitung (3, 6), die mit einer Atemgasquelle (1) angeordnet ist.
Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kupplungsanschluss (11b, 12b) an einer Leitung, insbesondere einem Lungenautomatenschlauch (20) angeschlossen ist, der mit einem Lungenautomaten (4) oder an einer Leitung (3, 6), die mit einer Atemgasquelle (1) angeordnet ist.
Kopplungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (10) Y-förmig, T-förmig, insbesondere von der Richtung frei konfigurierbar ausgebildet ist, wobei an den Schenkeln der Verbindungsvorrichtung (10) jeweils ein Nippel-Anschluss (11a, 12a) mit einem Rückschlagventil (13, 14) und / oder ein Kupplungsanschluss (11b, 12b) anordbar ist.
Kopplungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (10) mit den mindestens zwei Anschlussstücken (11, 12) so ausgebildet ist, dass beim Anschluss einer Atemgasleitung (3, 6), insbesondere einer Mitteldruckleitung (3) in einer ersten Kontaktstufe der Bereich zwischen einem Anschlussstück (11a, 11b oder 12a und 12b) und einer Atemgasleitung (3) mit sauberem Atemgas spülbar ist, bevor in einer zweiten Kontaktstufe durch die Verbindungsvorrichtung (10) eine Atemgas leitende Verbindung zwischen Atemgasquelle (1) und Lungenautomat (4) gekuppelt wird.
Kopplungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Anschlussstück (11a, 12b) so ausgebildet ist, dass beim Anschluss einer Atemgasleitung (3, 6), insbesondere einer Mitteldruckleitung (3) in einer ersten Kontaktstufe der Bereich zwischen Anschlussstück (11a, 11b oder 12a und 12b) und Atemgasleitung mit sauberem Atemgas spülbar ist, bevor in einer zweiten Kontaktstufe durch die Verbindungsvorrichtung (10) eine Atemgas leitende Verbindung zwischen Atemgasquelle (1) und Lungenautomat (4) gekuppelt wird.
Kopplungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Kontaktstufe Atemgas aus einer ersten Atemgasquelle (1A) verwendbar ist, bevor die erste Atemgasquelle (1A) gegen eine zweite Atemgasquelle (1B) austauschbar ist.
Kopplungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spülung des Bereiches der Anschlussstücke (11, 12) durch Atemgas aus einer ersten Atemgasquelle erfolgt, die in der Folge von der Verbindungsvorrichtung (10) abgenommen wird und/oder dass eine Spülung des Bereiches der Anschlussstücke (11, 12) durch Atemgas aus einer zweiten Atemgasquelle erfolgt, die in der Folge an die Verbindungsvorrichtung (10) angeschlossen wird.
Kopplungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (35) des Rückschlagventils (13, 14) des mindestens einen Nippel-Anschlusses (11a, 12a) eine geringere Federsteifigkeit aufweist als eine Feder im korrespondierenden Kupplungsanschluss (11b, 12b) der anzuschließenden Atemgasleitung, insbesondere der Mitteldruckleitung (3, 6).
Kopplungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (13, 14) in einem Gehäuse (30) des Anschlussstückes (11, 12), insbesondere des Nippel-Anschlusses (11a, 12a) angeordnet ist und das Rückschlagventil (13, 14) einen durch eine Feder (35) abgestützten Stößel (32) aufweist, der in einer mit der Verbindungsvorrichtung nicht-gekoppelten Position eine Atemgasleitung (3, 4) dichtend abschließt.
Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (32) einen Bereich mit einem kreuzförmigen, einem polygonalen, eine dreieckigen oder einen sternförmigen Querschnitt aufweist.