DE2106481B2

DE2106481B2 - Atemschutzgerät für Notfälle

Info

Publication number: DE2106481B2
Application number: DE2106481A
Authority: DE
Inventors: Elmer Edward Monroeville Buban; Harry Nelson Allison Park Cotabish; Layton Andrew Washington Wise
Original assignee: Mine Safety Appliances Co
Current assignee: MSA Safety Inc
Priority date: 1970-02-19
Filing date: 1971-02-11
Publication date: 1974-10-10
Also published as: DE2106481C3; US3655346A; FR2078430A5; DE2106481A1; GB1280125A; JPS50639B1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Atemschutzgerät für Notfälle mit einem die Luft reinigenden und Sauerstoff erzeugenden Kanister, der mittels einer horizontalen Trennwand in zwei unterschiedlich große Abteile unterteilt ist, wobei in dem großen Abteil das Bett einer die Luft reinigenden, Sauerstoff erzeugenden Chemikalie und in dem kleineren Abteil eine Sauerstoffkerze angeordnet ist.

Ein solches Atemschutzgerät ist bekannt aus dei GB-PS 834 422. Bei diesem bekannten Atemschutzge rät wird in einem Kanister durch eine im unteren Be reich angeordnete Trennwand ein größeres oberes Ab teil von einem kleineren Abteil abgetrennt Das Chemi kalienbett ist im oberen Abteil angeordnet, während in unteren eine Sauerstoffkerze zur sofortigen Ingangset zung der Saoerstoffproduktion bei Notfällen angeord net ist Durch das Chemikalienbett im oberen größerer Abteil erstreckt sich eine Röhre, die mit einem Ventil ir der Weise verbinden ist, daß die ausgeatmete Lufi durch das Röhreninnere, ohne einen nennenswerter Atemwiderstand zu überwinden, in das untere Abteil geführt wird und von dort durch die insgesamt poröse Trennwand nach oben durch das Chemikalienbett fließi und über getrennte Führungen zunächs» in einen Atem sack gelangt, der schließlich mit einer hinatemleitung in Verbindung steht. Bei diesem bekannten Gerät verläuft der Atmungsvorgang zwangläufig als geschlossener Kreislauf, und die Chemikalie wird lediglich einmal und immer von der einen Richtung ausgehend durchströmi. wobei noch besonders nachteilig ist, daß die Atemluft das Chemikalienbett in Längsrichtung durchströmen muß, so daß ein maximaler Atmungswiderstand /u überwinden isi. Da wegen des geschlossenen Kreislaufs und der gleichbleibenden .Strömungsrichtung durch das Chemikalienbcit die Erschöpfung desselben sich von unten nach eben fortschreitend bei längerem Gebrauch verändert, ergibt sich auch eine nur unvollständige Au«, nutzung des Chemikalicnbeltes, da ab einem bestimm ten Zeitpunkt auch bei möglicherweise noch aktiven oberen Schichten nicht mehr genug Gesamtsauerstoff zur Verfügung gestellt werden kann. Ein solches Atem schutzgerät ist für eine Pendelatmung ungeeignet.

Aus der OE-PS 106 752 ist jedoch eine Atmungsvor richtung bekannt, bei weicher eine Pcndelatmung erfolgt. Bei diesem Gerät hat das Chemikalienbett die Form eines Zylindermantels und ist zu einer umgebenden Hülse außen im Abstand gehalten und weist gleichzeitig einen inneren freien Ringraum auf. Die Leitungen innerhalb des Gerätes sind so getroffen, daß die Atemluft bei Ein- und Ausatmen jeweils das Bett der Chemikalie passieren muß, der untere Teil des Ringraums ist dabei zum Ausgleich mit einem Atemsack verbunden. Nachteilig ist, daß bei einem solchen Gerät in jeder Richtung die gleichen Abmessungen vorliegen, so daß es schwierig zu lagern und insbesondere auch in Notfällen zu handhaben ist, da es nicht flach genug und in ausreichender Unterstützung an den Träger herangebracht werden kann. Bei diesem bekannten Gerät wird zwar ein möglichst niedriger Widerstand gegen den Atemvorgang angestrebt, dies wird jedoch nur teilweise erreicht, da zwar der äußere Zylindermantel des Chcmikalienbetles eine ausreichend große Fläche auf weist, diese jedoch zum Ringraum zu rapide abnimmt und sich in den Ringraum hinein nur eine sehr kleine Fläche öffnet, daher der Atmungswiderstand überproportional ansteigt. Man muß daher zumindest mi«, einem mittleren Atmungswiderstand rechnen, denn auch dann, wenn die Außenfläche des zylindermantelähnlichen Chcmikalienbettes ausreichend groß ist, ist es erforderlich, die Atemluft immer auch durch die sehr kleine Innenfläche zu saugen bzw. zu pressen, so daß die Gesamterleichterung nur gering ist.

Eine z>lindcrmantelähnlichc Anordnung von Sauerstoff erzeugenden Chemikalien ist im übrigen auch schon bekannt aus der DTPS 642 093; allerdings ist dieses bekannte Saucrstoffatemschulzeerät nicht für

Pcndclatmung ausgelegt und verfügt zusätzlich noch ober einen mit Flüssigkeit gefüllten Kühler, dessen Auslaß sich in einen Atembeutel öffnet, an dem schließlich der Einaiemschlauch angeschlossen ist.

Ein Sauerstoffatemschutzgerät mit Pendelatmung s läßt sich weiterhin noch der DT-AS 1 132 802 entnehmen; das bekannte Atemschutzgerät stellt hauptsächlich auf die Lagerung der den Sauerstoff entwickelnden Patrone in einem etwa ovalen Kanister ab, zu diesem Zweck sind an der Patrone seitliche Stützen angebracht, die auf von der Innenfläche des Behälters herausragenden Rasten aufruhen. Die Atmung durch das Chemikalienbett erfolgt auch hier senkrecht zu einer Oberfläche, so daß sich ein maximaler Atemwiderstand ergibt Der Abstand, den das Chemikalienbett zu den Behälterwänden einhält, ist zur Aufnahme und zum Abführen der von der Chemikalie entwickelten Warme gedacht. Im unteren Teil ist an das Chemikalienbeii ein Aiemsack in bekannter Weise angeschlossen.

Weiterhin läßi sich der DTAS 1 134^1 noch ein jo Traggestell für auf dem Rücken /u tragende Atem schul/gerate mit Atembeutel und Chemikalienpatrone entnehmen, wobei die Traggestelle als Bereitschaftsbehiilier ausgebildet sind, die aus einem dein Körper anliegenden Teil, an dem die Geräteieile befestigt sind, ;> innI aus einem entfernbaren Deckel bestehen. Die Möglichkeit, Atemschutzgeräte mit /weiteiligen, sich zu beiden Kanisterlängsseilen erstreckenden Atembeuteln auszurüsten, ist schließlich noch bekannt aus Jer Informationsschrift »Development, Use, and Field Expcriences of Kilter-Self-Rescuers and Oxygen Self-Generating Self-Rescuers« der Auergesellschaft GmbH, 1168. Das in dieser lnformationsschnft beschriebene Gerat wird an einem um den Hals des Trägers gelegten Tragegurt getragen, das gleiche trifft für das Gerät nach der DT-AS 1 132 802 /.u, an deren Kanister ebenfalls ein Λ ragband befestigt ist, das Kanister und Atemsack in einer Position vor der Brust des Trägers hält

Bei Filtern allgemein ist es aus der GB-PS 331 754 bekannt, diese zur Erleichterung der Entnahme und Auswechslung schräg in der Weise anzuordnen, daß sich vor und hinter dem Eilterpaket keilförmige Kammern ergeben, auch ist es bekannt, die einzelnen Filtcrcinschübc mittels Anpreßfedern zusammenzuhalten.

Der Aufbau und die Verwendung von Molekularsieben läßt sich schließlich noch der Veröffentlichung »Molekularsiebe« von Grubner, ] i r u und R a I c k , VFB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1**68 entnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Atemschutzgerät für Notfälle zu schaffen, das für Pendelatmung ausgestaltet und besonders kompakt ist und einen besonders niedrigen Atemwiderstand aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von dem eingangs als bekannt vorausgesetzten Atem- s$ schutzgerät und besteht erfindungsgemäß darin, daß das quaderförmige Chemikalienbett mit seinen größten Flächen im Abstand von der Vorder- bzw. Rückwand des Kanisters angeordnet ist, wobei der so gebildete vordere Raum mit einer Atislaß-ZEinlaßöffnung für Pendelatmiing u^r;d der hintere über einen Durchlaß in der Trennwand mit dem kleineren Raum in Verbindung steht.

Das erfindungsgcinäßc Atemschutzgerät hat den Vorteil, daß es trotz rnchteckförmiger Ausbildung — in dieser Stellung läßt es sich am besten über der Brust des Trägers hängend anordnen und trägt praktisch nicht auf — einen besonders niedrigen Atemwidersland bietet, so daß es ohne weiteres for Pendelatmung eingesetzt werden kann, da bei diesem Funktionsprinzip die Atemluft während eines Atemzyklus (Ein- und Ausatmen) zweimal durch das Chemikalienbett geführt wird und sich daher for den Träger gesehen, an sich ein doppelter Atmungswiderstand ergibt. Der Erfindung gelingt es daher in überzeugender Weise, die Vorteile der Pendelatmung hinsichtlich einer guten Ausnutzung der verwendeten Chemikalien mit den Vorteilen zu kombinieren, die die kompakt ausgebildeten Atemschutzgeräte für normale geschlossene Kreislaufatmung bieten.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dann die Chemikalienpatrone in an sich bekannter Weise im größeren Abteil so geneigt angeordnet, daß sich vor und hinter ihr keilförmige Luftkam mern ergeben und die Verbindungsöffnung das größere Keilende der hinteren Luftkarr.mer mit dem Kerzenabteii verbindet. Durch die geneig,. ■ Anordnung wird den unterschiedlichen Strömungsverhä'inissen Rechnung getragen, die sich in einer rechteckförmigen Anordnung ergeben, der Atmungsvorgang wird dadurch weiter erleichtert. Wesentlich ist auch, daß das kleinere Kerzenabteil, ohne daß sich ein Strömungswiderstand ausbildet, mit dem größeren Abteil der Chemikalienpatrone verbunden ist und daher, bis auf den geringen AiHiungswidersland, den das Chemikalienbett selber ,niibringt. keine weiteren Widerstände in der Strömungsführung auftreten.

Weitere Ausgestallungen der Erfindung sind Gegenstand der Untcransprüche und in diesen niedergelegt.

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbcispicls der Erfindung an Hand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht des Atemschutzgeräts mit ausgefalteten Luftsäcken,

F i g. 2 eine Ansicht von vorn mit weggebrochenen Teilen und teilweise im Schnitt,

F i g. 3 einen Längsschnitt entlang der Linie 3-3 der F i g. 2 und

F i g. 4 in verkleinerter Darstellung eine Seitenansicht des geschlossenen, den Kanister und die Atemsäkke aufnehmenden Behälters.

Sn den Figuren ist ein rechteckförmiges, aus einem flachen Rück- bzw. Basisleil 1 und einem tiefen Deckelteil 2 bestehender Behälter 45 dargestellt. Rückteil 1 und Deckelteil 2 sind mit Seitenwänden versehen, die, wie in F i g. 3 dargestellt, an ihren freien Kanten von nach außen sich erstreckenden Flanschen 3 umgeben sind. Im Inneren des Behälters und im Abstand zu den Seitenwänden ist ein rechteckförmiger Kanister 4 angeordnet, welcher unter anderem eine Kohlendioxyd absorbierende und Sauerstoff produzierende Chemikalie, beispielsweise Kaliumsuperoxyd, enthält. Der Kanister 4 ist mit seitlichen Ansätzen 5 ausgestattet, mittels welchen er mit dem Rückteil 1 verbunden ist, von dem aus sich der Kanister, wie durch die gestricheil dargestellten Linien in F i g. 3 angedeutet, bis in den Deckel teil 2 hinein erstreckt.

Wie in F i g. 3 gezeigt, ist das beim Gebrauch obere Teil des Kanisters mit einer kombinierten Einlaß-/Auslaßöffnung 7 versehen, mit welcher das eine Ende eines flexiblen Atemschlauches 8 verbunden ist. Das andere Ende des Schlauches ist mit einem Mundstück 9 und einer Nasenklammer IO versehen. Der entgegengesetzte Endteil des Kanisters ist an seinen beiden Seitenwänden mit Öffnungen versehen, die über kurze röhrenförmige Anschlußteile 12 mit den unteren Teilen

eines Paars von Atemsäcken 13 verbunden sind. Die oberen Endlcile dieser Alemsäckc sind über ein Band 14 einstückig miteinander verbunden, das sich um den hinteren Malsteil des Benutzers des Atemschutzgerätes herum erstreckt damit die Alemsäckc über der Brust nach unten hängen können. Der Atcmschlauch und die Alemsäcke sind normalerweise in dem Behälter in den von Kanister und Gchäuscwändcn gebildeten Zwischenräumen cingefaltct.

Um den Behälter 45 so abzudichten, daß die in dem Kanister enthaltende Chemikalie nicht verdirbt bzw. sich verschlechtert, ist eine Dichtungsmanschette 16 vorgesehen, die zwischen den CJehäuscflanschen und in dichter Verbindung mit diesen angeordnet ist, wie das in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist. Mit zwischen den Flanschen eingeklemmter Dichtungsmanschette wird der Behälter durch schnell zu öffnende Anordnungen verschlossen gehalten, beispielsweise durch einen Spanndraht 17, der die Dichtung umgibt (s. hierzu F i g. 4). Zu diesem Zweck ist der Spanndraht in etwa in Zick-Zackart so gebogen, daß zwei Reihen in Längsrichtung voneinander im Abstand gehaltener Schleifen gebildet werden, die sich nach innen über die Gchäuseflansche erstrecken und diese aufeinander pressen. Sie können leicht durch einen Ziehstreifen 18 von den Flanschen abgezogen werden. Es ist offensichtlich, daß auf diese Weise das Öffnen des Behälters eine Frage von Sekunden ist, wonach die Atemsäcke um den Hals gehängt werden können, die dann in aufrechter Position zwischen sich den Kanister tragen, der seinerseits wieder den Rückteil 1 des Behälters gegen die Brust drückt und ebenfalls trägt. Es versteht sich, daß in diesem Falle der Deckeltcil 2 entweder weggelegt oder weggeworfen werden kann.

Wesentlich ist, daß trotz der Verwendung eines nur kleinen Behälters der in seinem Inneren angeordnete Kanister im Hinblick auf seine geringe Größe außerordentlich wirkungsvoll ist, da er so gebaut und angeordnet ist, daß er zur Erzeugung eines geringen Atemwiderstandes querschnittsmäßig eine große Durchflußflache durch die Chemikalie vorsieht. Weiterhin ist der Kanister noch mit einer Sauersloffkerzc versehen, um. noch bevor das Kaliumsuperoxya im Chcmikalienbett 36 seine Arbeit beginnt, sofort mit der Sauerstofferzeugung zu beginnen. Wie in den F i g. 2 und 3 dargestellt, befindet sich die Kerze 25 am Bodenteil des aufrechtstehenden Kanisters und wird in üblicher Weise von einer Zündanordnung gezündet, die ihrerseits von einem drehbar angelenkten und von einer Feder 27 bewegten Feuerstift angeschlagen wird, wenn ein Sicherheitshebel 28 herausgezogen wird. Unmittelbar oberhalb der Kerze ist eine Trennwand 29 vorgesehen, die sich von der einen Seite des Kanisters zur anderen erstreckt und sowohl an beiden Seitenwänden als auch an der Vorderwand des Kanisters befestigt ist und dadurch den Kanister in ein großes oberes Abteil 46 und in ein kleines unteres Abteil, nämlich das Kerzenabteil 47, unterteilt. An der Rückseite weist der Kanister einen Durchlaß 30 auf. der an der Trennwand 29 vorbeiführt und die beiden Abteile 46, 47 verbindet. Dies kann beispielsweise durch öffnungen in der Trennwand bewirkt werden oder durch einen Abstand der Trennwand zur Rückwand des Kanisters, den diese einhält, in diesem Fall ist die hintere Kante der Trennwand 29 nach oben abgebogen, um einen Flansch 31 zu bilden.

Die Anschlußteile 12 für die Atemsäcke sind an gegenüberliegenden Seiten in dem unteren, auch die Sauerstoffkerze 25 enthaltenen Raum angebracht.

Auf dem vorderen Teil der Trennwand 29 liegt das untere finde einer geneigten perforierten Metallplatte 32 auf, deren oberes Ende direkt hinter der Auslaß-/ Einlaßöffnung 7 abschließt. Die Metallplatte ist von der Vorderwand des Kanisters durch einstückig mit ihr verbundene und sich nach unten verjüngende, seitliche Flansche 33 verbunden, die mit der Vorderwand in Berührung stehen. Unmittelbar hinter der Platte ist eine dünne, aus Filtermaterial bestehende Matte 34 und ein

ίο Schirm 35 angeordnet. Hinter dem Schirm befindet sich dann das Bett 36 der Chemikalie, nämlich ein Bett aus Kaliumsuperoxyd, dann folgt ein weiterer Schirm 37, eine andere Filtermatte 38 und eine zweite perforierte Metallplatte 39, die auf dem rückwärtigen Teil der

is Trennwand 29 aufliegt. Auch diese Platte ist in geneigter Position gehalten und hält einen Absland zu der hinteren Wand des Kanisters ein, und zwar auf Grund einer Feder 40, die zwischen die Platte und die Rückwand geklemmt ist. Weiterhin ist es wünschenswert, molekulare Siebe 41 zwischen dem Chcmikalienbett 36 und den Schirmen vorzusehen. Die Siebe absorbieren Feuchtigkeit und verringern bzw. verhindern dadurch eine Überproduktion von Sauerstoff, wodurch die Lebensdauer der Chemikalie vergrößert wird. Auch dann, wenn die Chemikalie zu viel Feuchtigkeit absorbiert, kann sie erweichen und dann dazu neigen, die Filter zu verstopfen bzw. vollzuselzen, was den Atemwiderstand vergrößern würde. Die molekularen Siebe helfen dies verhindern. Durch die Schräglage des Chemikalicnbct-

y> tes 36 und der weiteren Elemente ergeben sich vor und hinter dem Chemikalienbeti keilförmige Luftkammern 48 und 49.

In den Kanister durch den Atemschlauch ausgeatmete Luft kann nach unten bis zur Zwischenwand 29 strömen und in die Chemikalie durch die große Fläche der Platte 32 eindringen. Die von Kohlcndioxyd gereinigte und mit Sauerstoff angereicherte Luft verläßt die Chemikalie durch den gesamten Raum der Platte 39 und fließt nach unten unterhalb der Trennwand und von dort in die Atemsäcke 13. Auf Grund des Umslandes. daß ein so großer Bereich der Chemikalie dem Luftdurchsalz ausgesetzt ist. wird sowohl während des Ausatem- als auch während des F.inatemvorganges der Atemwiderstand auf ein Minimum gehalten, obwohl der Kanister selbst sehr klein ausgelegt ist, um in den Behälter 45 zu passen.

Da auf Grund der chemischen Reaktion in dem Kanister eine beträchtliche Wärme entwickelt werden kann, ist es wünschenswert, Mittel zur Kühlung der eingeatmeten Luft vorzusehen. Dies kann dadurch geschehen daß die von der ausgeatmeten Luft stammende Feuchtigkeit aufgefangen wird und dann der eingeatmeter Luft hinzugefügt wird, um diese abzukühlen. Die au diese Weise wieder hinzugefügte Feuchtigkeit befeuch tet auch weiterhin die trockene Luft. Geeignete Mitte zur Durchführung solcher Maßnahmen sind mehr ode weniger bekannt. Beispielsweise kann eine Rolle eine Metallschirmes 43 vorgesehen sein, der in einem Ab schnitt des Atemschlauches angeordnet ist, wie i F i g. 1 gezeigt, wo der auf Grund eines Reibungseir griffs mit dem Atemschlauch verbunden ist Die ausge atmete Luft passiert die Schirmrolle und gibt an dies Feuchtigkeit ab, wobei diese Feuchtigkeit beim Eir atem von der ankommenden trockenen Luft wiedc aufgenommen wird, die dadurch gekühlt und befeuchK wird.

Der kleine, in sich abgeschlossene und unabhängig Atemapparat, der insbesondere für Notzwecke geei|

5t, bleibt abgedichtet und wird nicht in Betrieb ge-Tien, bis der Behälter selbst geöffnet wird. Er kann sll in Betritb genommen, el. h. aufgehängt werden, daß Befestigungsmittel, wie Bänder oder Riemen, endet werden müssen. Der Kanister selbst nimmt iauin /wischen den Atemsäcken ein und erstreckt

(o

sich nur um einen geringen Abstand von der Brusl er trägt nicht wesentlich auf. Trotzdem weist e Grund seines Aufbaus und der Art, wie er aufge ist, eine beträchtliche Kapazität und einen hohen kungsgrad auf.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Atemschutzgerät for Notfälle mit einem die Luft reinigenden und Sauerstoff erzeugenden Kani- s ster, der mittels einer horizontalen Trennwand in zwei unterschiedlich große Abteile unterteilt ist, wobei in dem großen Abteil das Bett einer die Luft reinigenden. Sauerstoff erzeugenden Chemikalie un in dem kleineren Abteil eine Sauerstoffkerze an- ro geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das quaderförmige Chemikalienbett (36) wit seinen größten Rächen im Abstand von der Vorder- (2) bzw. Rückwand (1) des (Canisters angeordnet ist, wobei der so gebildete vordere Raum mit einer Auslaß-/Einlaßöffnung für Pendelatmung und der hintere über einen Durchlaß (30) in der Trennwand p^) mit dem kleineren Raum in Verbindung sieht.

2. Atemschutzgerät nach Anspruch I, dadurch ge- ia kennzeichnet, daß das Chemikalienbett (36) in an sich bekannter Weise in dem größeren Abteil (46) so geneigt angeordnet ist, daß sich vor und hinter ihr keilförmige Luftkammfirn (48, 49) ergeben, und der Durchlaß (30) das größere Keilende der hinte ren Luftkammer (49) mi: dem Kerzenabteil (47) verbindet.

J. Atemschutzgerät nach Anspruch I oder 2, da durch gekennzeichnet, daß das kleinere Abteil (47) im unteren Bereich des Kinisters (4) und die Auslaß/Einlaßöffnung (⁷) im oberen Teil des oberen Abteils (46) angeordnet ist.

4. Atemschutzgerät nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Chemikalienbett (36) und den Luftkammern (48, 49) }5 Molekularsiebe (41) angeordnet sind.

5. Atemschutzgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von der mit der Auslaß-/Einlaßöffnung (7) verbun denen vorderen Luftkammer (48) ausgehend eine an die Trennwand (29) anschlagende nach hinten bis hinter die Ausl?ß-/Einlaßöffnung (7) geneigte perforierte und mit seitlichen sich verjüngenden Flanschen (33) versehene Platte (32) vorgesehen ist, an die sich eine Filtermatte (34) und ein fester Schirm (35) anschließt, daß anschließend das Chemikalienbett, ein zweiter Schirm (37), eine Filtermatte (38) und eine zweite geneigte perforierte und hinter einem nach oben gebogenen Flansch (3t) der Trennwand (29) eingehängte Platte (39) folgt, die von einer an der Kanisterrückwand anliegenden Feder (40) unter Vorspannung gehalten ist.

6. Atemschutzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an das kleinere Kerzenabteil (47) über Anschlußteile (12) minde- S5 itens ein Atemsack (13) angeschlossen ist.