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EP0148320A1 - Positive pressure closed circuit respiratory apparatus - Google Patents

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Publication number
EP0148320A1
EP0148320A1 EP84109870A EP84109870A EP0148320A1 EP 0148320 A1 EP0148320 A1 EP 0148320A1 EP 84109870 A EP84109870 A EP 84109870A EP 84109870 A EP84109870 A EP 84109870A EP 0148320 A1 EP0148320 A1 EP 0148320A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
breathing
circuit
phase
exhalation
auxiliary device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP84109870A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0148320B1 (en
Inventor
Pasternack Dr. Adalbert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Draegerwerk AG and Co KGaA
Original Assignee
Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Draegerwerk AG and Co KGaA filed Critical Draegerwerk AG and Co KGaA
Publication of EP0148320A1 publication Critical patent/EP0148320A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0148320B1 publication Critical patent/EP0148320B1/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B9/00—Component parts for respiratory or breathing apparatus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B7/00—Respiratory apparatus
    • A62B7/10—Respiratory apparatus with filter elements

Definitions

  • the invention relates to a circuit breathing apparatus for overpressure operation with a compressed gas source, which additionally feeds an auxiliary device via a compressed gas line, which brings about an increase in pressure in the breathing circuit by moving the breathing bag.
  • Such a circuit breathing apparatus is known from DE-OS 31 05 637.
  • the exhalation line is connected to the inhalation line via a C0 2 absorber and a gas compensation container.
  • a pressurized gas bottle containing predominantly oxygen is connected to the inhalation line.
  • a bellows with rigid end walls is best suited as a gas expansion tank. The bellows is under the constant force of a cylinder-piston unit acting in the sense of its volume reduction, the piston of which is connected to its end wall and pressurized gas from the pressurized gas bottle is acted upon, relaxed to a medium pressure. The movement of the piston creates a sustained pressure increase in the bellows, which is sufficient for the desired overpressure in the entire breathing circuit.
  • the force acting on the bellows can be changed continuously or in stages, which means that the overpressure prevailing in the circuit can be adapted to the prevailing working conditions and the respirator can be optionally set to underpressure and overpressure operation.
  • the object of the present invention is seen in improving a closed-circuit breathing apparatus of the type mentioned above in such a way that an overpressure in the breathing circuit is generated only during the inhalation phase, but not during the exhalation phase.
  • This object is achieved in that a sensor connected to a measuring circuit is provided for determining the breathing phases, and in that the measuring circuit controls the auxiliary device in the exhalation phase for reducing the additional pressure exerted on the breathing bag.
  • the arrangement of the circulatory breathing apparatus according to the invention enables the pressure conditions in the breathing circuit to be controlled as a function of the breathing phases.
  • a sensor provided for determining the breathing phases can be arranged at any point in the breathing circuit if it is only able to change between the inhalation and exhalation phases ascertain.
  • Such a sensor is preferably attached to the breathing bag.
  • the compressed gas line is connected to the auxiliary device by a changeover valve only during the inhalation phase, but is shut off during the exhalation phase.
  • the auxiliary device and the breathing bag are connected to one another via a connecting line, so that pressure fluctuations due to the lifting movement of the breathing bag in the feed line to the auxiliary device can be compensated for. It is possible to connect the supply line to the auxiliary device with the compressed gas line shut off via the changeover valve with the free ambient atmosphere. This could blow off the gas from the supply line when pressure fluctuations occur in the exhalation phase. However, this would have the undesirable disadvantage that compressed gas, e.g. Oxygen is lost.
  • the sensor for determining the breathing phase can advantageously be designed as an electrical resistance section which is arranged on a guide element connected to the piston end wall. As a result, the determination of the breathing phases can be traced back to a measurement of the direction of movement of the rigid, movable wall part of the breathing bag.
  • the measurement signal to be evaluated by the measurement circuit is supplied by the voltage drop along the measurement section, as received by a measurement sensor.
  • the voltage difference which can be tapped changes in an advantageous manner as a result of the movement of the guide element, namely in the inhalation phase a difference ⁇ V E , and in the exhalation phase by a difference AV A. Both difference amounts decrease to zero at the end of a breath.
  • a change between the inhalation phase and the exhalation phase also means a change between increasing and decreasing the detectable voltage difference Vo. In this way, a simple distinction criterion is obtained as to when a change between the inhalation phase and the exhalation phase takes place, so that the measuring circuit is given a clear criterion for when the auxiliary device has to be switched over.
  • the circuit breathing apparatus with positive pressure operation contains the components, which are shown in a functional arrangement and form the breathing circuit, on a carrying frame in an outer protective cover. These are a breathing connection 1, an exhalation line 3, a regeneration cartridge 4 which binds the carbon dioxide present in the exhaled air, a breathing bag 5 and an inhalation line 2.
  • the oxygen consumed during breathing is released by an oxygen cylinder 6, a cylinder valve 7, and a pressure reducer 8 via a regulator 9 and via a pipe 10 with a constant dosage 11 behind the breathing bag 5, the breathing circuit.
  • a pressure relief valve 12 behind the regeneration cartridge 4 prevents excessive pressure in the breathing circuit.
  • the breathing bag 5 consists of a bellows 13, which is closed by a movable rigid end wall 14.
  • a cylinder-piston unit 15 with a piston 16 in a cylinder 17 forms a pressure chamber 18 above the piston 16, which is connected to the pipeline 10 via a pressure line 19.
  • the pressure line 19 contains a solenoid valve 20, with which the pressure line 19 is closed and a line part 21 is separated in front of the pressure chamber 18 and this can then be connected to the breathing bag 5 via the line part 21 and a connecting line 22.
  • the piston 16 with its lower piston end face 23 opposite the pressure chamber 18, protrudes from the cylinder 17, which is open here and is connected to the end wall 14 of the breathing bag 5 via a movable connection 24.
  • a sensor 26 is axially attached to a guide element 31.
  • the sensor 26 is designed as an electrical resistance path, which is connected on the input side to the amplifier 28.
  • a current impressed by the amplifier produces a voltage drop along the resistance path, which is tapped off by a standing contact 27.
  • the voltage differences a ⁇ V E , ⁇ V A and AVo determined in the amplifier 28 with a transmitter 29 result in the switching values for the solenoid valve 20.
  • the breathing phases that is to say the inhalation and the subsequent exhalation, lead to repetitive functions and pressure conditions in the breathing circuit.
  • the solenoid valve 20 connects the pressure chamber 18 to the pipeline 10.
  • the excess pressure given in this by the pressure reducer 8 continues into the pressure chamber 18, presses on the piston 16 and moves it and thus its end wall 25 downward.
  • the pressure forms the excess pressure in the breathing circuit.
  • the overpressure persists throughout the inhalation phase and prevents the penetration of possibly non-breathable ambient atmosphere into the breathing circuit.
  • the simultaneous movement of the sensor 26 with the piston 16 with the changing length of the resistance path to the sliding contact 27 leads to a voltage difference ⁇ V o which decreases by ⁇ V E.
  • the breathing circuit becomes severely defective, the overpressure in it completely drops.
  • the wearer can now use the breathing apparatus with normal pressure. Its oxygen supply takes place normally via the pipeline 10. When the defect is closed, the breathing circuit automatically switches back to overpressure mode when the breathing bag 5 is refilled.

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Abstract

Ein Kreislaufatemschutzgerät für Überdruckbetrieb stellt sicher, daß im Atemkreislauf ständig ein Überdruck gegenüber der Umgebungsatmosphäre vorherrscht. Dieser Überdruck ist während der Ausatemphase unerwünscht, weil er während der Ausatmung unnötigerweise zusätzlich belastet wird. Die Verbesserung durch die Erfindung besteht darin, daß ein mit einer Meßschaltung verbundener Sensor (26) zwischen Einatemphase und Ausatemphase unterscheiden kann und über eine geeignete Meßschaltung (28, 29) eine Hilfsvorrichtung (15) ansteuert, durch welche der Überdruck in der Ausatemphase abgebaut wird. Über einer elektrischen Widerstandsstrecke fällt eine Spannungsdifferenz ΔV0 ab, welche sich entsprechend den Hubbewegungen des Atembeutels (13) verändert. Diese sich verändernde Spannungsdifferenz wird als Meßsignal für die Umschaltung der Hilfsvorrichtung (15) benutzt, wodurch der Überdruck im Atemkreislauf nur während der Einatemphase erzeugt wird, jedoch während der Ausatemphase abgebaut wird.A circuit breathing apparatus for overpressure operation ensures that there is always an overpressure in the breathing circuit in relation to the ambient atmosphere. This overpressure is undesirable during the exhalation phase because it is unnecessarily burdened during exhalation. The improvement provided by the invention is that a sensor (26) connected to a measuring circuit can differentiate between the inhalation phase and the exhalation phase and, via a suitable measuring circuit (28, 29), controls an auxiliary device (15) by means of which the excess pressure is reduced in the exhalation phase . A voltage difference ΔV0 drops across an electrical resistance section, which changes in accordance with the stroke movements of the breathing bag (13). This changing voltage difference is used as a measurement signal for switching the auxiliary device (15), as a result of which the excess pressure in the breathing circuit is only generated during the inhalation phase, but is reduced during the exhalation phase.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kreislaufatemschutzgerät für Überdruckbetrieb mit einer Druckgasquelle, welche zusätzlich über eine Druckgasleitung eine Hilfsvorrichtung speist, die durch Bewegung des Atembeutels eine Druckerhöhung im Atemkreislauf herbeiführt.The invention relates to a circuit breathing apparatus for overpressure operation with a compressed gas source, which additionally feeds an auxiliary device via a compressed gas line, which brings about an increase in pressure in the breathing circuit by moving the breathing bag.

Ein derartiges Kreislaufatemschutzgerät ist aus der DE-OS 31 05 637 bekannt.Such a circuit breathing apparatus is known from DE-OS 31 05 637.

In dem bekannten Kreislaufatemschutgerät mit Überdruckbetrieb ist sichergestellt, daß während seiner Benutzung sowohl in der Ausatem- als auch in der Einatemphase in dem Atemkreislauf ein Überdruck herrscht. Dieser Überdruck verhindert während der Benutzung des Gerätes das Eindringen von Umgebungsatmosphäre, ,die es möglicherweise verschmutzt und dem Benutzer des Gerätes Schaden zufügen könnte. Sollten Undichtigkeiten im Atemkreislauf entstehen, wird durch den erzeugten Überdruck sichergestellt, daß nur ein Gasstrom von innen aus dem Atemkreislauf in die Umgebungsatmosphäre nach außen entsteht.In the known circuit breathing apparatus with overpressure operation it is ensured that there is an overpressure in the breathing circuit during its use both in the exhalation and in the inhalation phase. This overpressure prevents the ingress of ambient atmosphere during use of the device, which could contaminate it and could damage the user of the device. If there are any leaks in the breathing circuit, the excess pressure generated ensures that only a gas flow from the inside of the breathing circuit to the outside atmosphere is created.

Bei dem bekannten Kreislaufatemschutzgerät bedeutet es jedoch für den Benutzer eine unnötige Anstrengung, die er aufbringen muß, weil auch während der Ausatemphase ein Überdruck im Atemkreislauf erzeugt wird. Der für die Dichtigkeit im Sinne des Schutzes des Geräteträgers notwendige Überdruck wird nämlich bereits im Mundstück bzw. in der Vollmaske durch die diesen nachgeschalteten Strömungswiderstände aus den z.B. Faltenschläuchen, Ventilen und Regenerationspatronen erzeugt. Ein zusätzlicher statischer Überdruck belastet den Geräteträger zusätzlich und ermüdet ihn vorzeitig.In the known circuit breathing apparatus, however, it means an unnecessary effort for the user, which he must exert because an overpressure is also generated in the breathing circuit during the exhalation phase. The overpressure necessary for the tightness in the sense of protecting the device wearer is in fact already in the mouthpiece or in the full face mask by the flow resistances connected downstream from the e.g. Wrinkle tubes, valves and regeneration cartridges are produced. An additional static overpressure places an additional load on the equipment carrier and tires him prematurely.

Dieses gilt auch für das folgende bekannte Druckgas-Atemschutzgerät mit Überdruck in der Atemluft nach der DE-PS 30 15 759, das auch als Kreislaufgerät ausgebildet ist. Hier ist ein im Kreislauf angeordneter Atembeutel von außen mit einer vorgespannten Feder belastet und hält dadurch den Überdruck im Kreislauf aufrecht. Aus einem Sauerstoffdruckbehälter wird der Sauerstoff dem Atembeutel über einen Lungenautomaten zugeführt, der bei der Entleerung von dessen beweglicher Stirnwand betätigt wird. Dem Lungenautomaten ist ein Absperrventil vorgeschaltet, das von der Stirnwand bei völliger Entleerung des Atembeutels geschlossen wird. Dadurch wird bei großen Undichtigkeiten im Kreislauf und Abnehmen der Atemmaske mit Abfall des Überdrucks ein Abströmen großer Sauerstoffmengen verhindert.This also applies to the following known compressed gas breathing apparatus with excess pressure in the breathing air according to DE-PS 30 15 759, which is also designed as a circulatory device. Here, a breathing bag arranged in the circuit is loaded from the outside with a pre-tensioned spring and thereby maintains the overpressure in the circuit. From an oxygen pressure container, the oxygen is fed to the breathing bag via an automatic lung regulator, which is actuated when its movable end wall is emptied. A shut-off valve is connected upstream of the regulator, which is closed by the front wall when the breathing bag is completely empty. This prevents large amounts of oxygen from escaping in the event of large leaks in the circuit and removal of the breathing mask as the overpressure drops.

Eine Senkung des Überdrucks jeweils während der Ausatemphase im Sinne der Entlastung des Geräteträgers ist jedoch nicht möglich.However, it is not possible to reduce the excess pressure during the exhalation phase in order to relieve the load on the device wearer.

In einem weiteren bekannten Kreislauf-Atemschutzgerät nach der DE-OS 31 05 637 ist die Ausatemleitung über einen C02-Absorber und ein Gasausgleichsbehältnis an die Einatemleitung angeschlossen. Eine überwiegend Sauerstoff enthaltende Druckgasflasche steht mit der Einatemleitung in Verbindung. Als Gasausgleichsbehältnis eignet sich am besten ein Faltenbalg mit starren Stirnwänden. Der Faltenbalg steht unter einer ständig im Sinne seiner Volumenverkleinerung wirkenden Kraft eines Zylinder-Kolben-Aggregates, dessen mit seiner Stirnwand verbundener Kolben mit Druckgas aus der Druckgasflasche, entspannt auf einen Mitteldruck, beaufschlagt ist. Durch die Bewegung des Kolbens wird im Faltenbalg eine anhaltende Druckerhöhung erzeugt, die für den gewünschten Überdruck im gesamten Atemkreislauf ausreicht. Durch nicht näher dargestellte Maßnahmen kann die auf den Faltenbalg wirkende Kraft kontinuierlich oder stufenweise verändert werden, wodurch der im Kreislauf herrschende Überdruck an die vorliegenden Arbeitsverhältnisse angepaßt und das Atemschutzgerät wahlweise auf Unter- und Überdruckbetrieb eingestellt werden kann.In a further known circuit breathing apparatus according to DE-OS 31 05 637, the exhalation line is connected to the inhalation line via a C0 2 absorber and a gas compensation container. A pressurized gas bottle containing predominantly oxygen is connected to the inhalation line. A bellows with rigid end walls is best suited as a gas expansion tank. The bellows is under the constant force of a cylinder-piston unit acting in the sense of its volume reduction, the piston of which is connected to its end wall and pressurized gas from the pressurized gas bottle is acted upon, relaxed to a medium pressure. The movement of the piston creates a sustained pressure increase in the bellows, which is sufficient for the desired overpressure in the entire breathing circuit. By measures not shown the force acting on the bellows can be changed continuously or in stages, which means that the overpressure prevailing in the circuit can be adapted to the prevailing working conditions and the respirator can be optionally set to underpressure and overpressure operation.

Da die für die jeweilige Benutzung gewählte und eingestellte Kraft ständig wirkt und über den Kolben im Atemkreislauf einen anhaltenden Druck erzeugt, ist dieser Druck sowohl während der Einatemphase, als auch während der Ausatemphase wirksam. Bei der Ausatmung muß der Benutzer aber bereits einen Druck zur Überwindung der Strömungswiderstände in Ausatemventil, Leitungen und C02-Absorber aufbringen. Durch den zusätzlich wirkenden Überdruck wird er während der Ausatmung in ungünstiger Weise unnötig zusätzlich belastet.Since the force selected and set for the respective use is constantly acting and generates a sustained pressure via the piston in the breathing circuit, this pressure is effective both during the inhalation phase and during the exhalation phase. When exhaling, the user must already apply a pressure to overcome the flow resistance in the exhalation valve, lines and C0 2 absorber. Due to the additional pressure, it is unnecessarily adversely affected during exhalation.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, ein Kreislaufatemschutzgerät der oben geannten Art derart zu verbessern, daß ein Überdruck im Atemkreislauf nur während der Einatemphase, nicht jedoch während der Ausatemphase erzeugt wird.The object of the present invention is seen in improving a closed-circuit breathing apparatus of the type mentioned above in such a way that an overpressure in the breathing circuit is generated only during the inhalation phase, but not during the exhalation phase.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein mit einer Meßschaltung verbundener Sensor zur Feststellung der Atemphasen vorgesehen ist, und daß die Meßschaltung in der Ausatemphase die Hilfsvorrichtung zum Abbau des am Atembeutel ausgeübten zusätzlichen Druckes steuert.This object is achieved in that a sensor connected to a measuring circuit is provided for determining the breathing phases, and in that the measuring circuit controls the auxiliary device in the exhalation phase for reducing the additional pressure exerted on the breathing bag.

Die erfindungsgemäße Anordnung des Kreislaufatemschutzgerätes ermöglicht es, daß die Druckverhältnisse im Atemkreislauf in Abhängigkeit von den Atemphasen gesteuert werden können. Ein zur Feststellung der Atemphasen vorgesehener Sensor kann an jeder beliebigen Stelle des Atemkreislaufes angeordnet sein, wenn er nur in der Lage ist, den Wechsel zwischen Einatem- und Ausatemphase festzustellen.The arrangement of the circulatory breathing apparatus according to the invention enables the pressure conditions in the breathing circuit to be controlled as a function of the breathing phases. A sensor provided for determining the breathing phases can be arranged at any point in the breathing circuit if it is only able to change between the inhalation and exhalation phases ascertain.

Vorzugsweise wird ein solcher Sensor am Atembeutel angebracht.Such a sensor is preferably attached to the breathing bag.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Druckgasleitung durch ein Umschaltventil mit der Hilfsvorrichtung nur während der Einatemphase verbunden, jedoch während der Ausatemphase abgesperrt. Gleichzeitig werden die Hilfsvorrichtung und der Atembeutel über eine Verbindungsleitung miteinander verbunden, so daß Druckschwankungen infolge der Hubbewegung des Atembeutels in der Zuführungsleitung zur Hilfsvorrichtung ausgeglichen werden können. Es ist zwar möglich, die Zuführungsleitung zur Hilfsvorrichtung bei abgesperrter Druckgasleitung über das Umschaltventil mit der freien Umgebungsatmosphäre zu verbinden. Dadurch könnte bei auftretenden Druckschwankungen in der Ausatemphase das Gas aus der Zuführungsleitung abgeblasen werden. Dies hätte jedoch den unerwünschten Nachteil zur Folge, daß dabei jedesmal unnötigerweise Druckgas, z.B. Sauerstoff, verlorengeht.In a further advantageous embodiment of the invention, the compressed gas line is connected to the auxiliary device by a changeover valve only during the inhalation phase, but is shut off during the exhalation phase. At the same time, the auxiliary device and the breathing bag are connected to one another via a connecting line, so that pressure fluctuations due to the lifting movement of the breathing bag in the feed line to the auxiliary device can be compensated for. It is possible to connect the supply line to the auxiliary device with the compressed gas line shut off via the changeover valve with the free ambient atmosphere. This could blow off the gas from the supply line when pressure fluctuations occur in the exhalation phase. However, this would have the undesirable disadvantage that compressed gas, e.g. Oxygen is lost.

Vorteilhafterweise kann der Sensor zur Feststellung der Atemphase als eine elektrische Widerstandsstrecke ausgebildet sein, welche an einem mit der Kolbenstirnwand verbundenen Führungselement angeordnet ist. Dadurch kann die Feststellung der Atemphasen auf eine Messung der Bewegungsrichtung des starren, bewegbaren Wandteils des Atembeutels zurückgeführt werden. Das von der Meßschaltung auszuwertende Meßsignal wird durch den Spannungsabfall entlang der Meßstrecke, wie sie von einem Meßfühler aufgenommen wird, geliefert.The sensor for determining the breathing phase can advantageously be designed as an electrical resistance section which is arranged on a guide element connected to the piston end wall. As a result, the determination of the breathing phases can be traced back to a measurement of the direction of movement of the rigid, movable wall part of the breathing bag. The measurement signal to be evaluated by the measurement circuit is supplied by the voltage drop along the measurement section, as received by a measurement sensor.

Während einer Atenphase ändert sich infolge der Bewegung des Führungselementes die abgreifbare Spannungsdifferenz in vorteilhafter Weise, nämlich in der Einatemphase um einen Differenzbetrag ΔVE, und in der Ausatemphase um einen Differenzbetrag A VA. Beide Differenzbeträge verringern sich gegen Ende eines Atemzuges auf den Betrag Null. Ein Wechsel zwischen Einatemphase und Ausatemphase bedeutet auch einen Wechsel zwischen Erhöhung und Erniedrigung der abgreifbaren Spannungsdifferenza Vo. Auf diese Weise erhält man ein einfaches Unterscheidungskriterium, wann ein Wechsel zwischen Einatemphase und Ausatemphase stattfindet, so daß der Meßschaltung ein deutliches Kriterium dafür gegeben wird, wann die Umschaltung der Hilfsvorrichtung zu erfolgen hat.During an aten phase, the voltage difference which can be tapped changes in an advantageous manner as a result of the movement of the guide element, namely in the inhalation phase a difference ΔV E , and in the exhalation phase by a difference AV A. Both difference amounts decrease to zero at the end of a breath. A change between the inhalation phase and the exhalation phase also means a change between increasing and decreasing the detectable voltage difference Vo. In this way, a simple distinction criterion is obtained as to when a change between the inhalation phase and the exhalation phase takes place, so that the measuring circuit is given a clear criterion for when the auxiliary device has to be switched over.

Sollte die abgreifbare Spannungsdifferenz ΔVo selbst den Wert Null erreichen, muß auf einen Defekt im Atemkreislauf zurückgeschlossen werden. In diesem Falle ist es wünschenswert, daß eine Alarmeinrichtung ausgelöst wird.Should the tapped voltage difference ΔV o itself reach zero, a defect in the breathing circuit must be inferred. In this case, it is desirable that an alarm device be triggered.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Figuren der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen

  • Fig. 1 eine schematische Darstellung des Kreislaufatemschutzgerätes
  • Fig. 2 einen Fühler mit den an ihm abgreifbaren Differenzspannungen.
An embodiment of the invention is shown with reference to the figures of the drawing and is described below. Show it
  • Fig. 1 is a schematic representation of the circuit breathing apparatus
  • Fig. 2 shows a sensor with the differential voltages that can be picked up from it.

Das Kreislaufatemschutzgerät mit Überdruckbetrieb enthält die in funktioneller Anordnung dargestellten, den Atemkreislauf bildenden Bauteile auf einem Tragegestell in einer äußeren Schutzhülle. Es sind dies ein Atemanschluß 1, eine Ausatemleitung 3 , eine die in der Ausatemluft vorhandene Kohlensäure bindende Regenerationspatrone 4, ein Atembeutel 5 und eine Einatemleitung 2.The circuit breathing apparatus with positive pressure operation contains the components, which are shown in a functional arrangement and form the breathing circuit, on a carrying frame in an outer protective cover. These are a breathing connection 1, an exhalation line 3, a regeneration cartridge 4 which binds the carbon dioxide present in the exhaled air, a breathing bag 5 and an inhalation line 2.

Der bei der Atmung verbrauchte Sauerstoff wird von einer Sauerstoffflasche 6, einem Flaschenventil 7, einem Druckminderer 8 über einen Lungenautomaten 9 und über eine Rohrleitung 10 mit einer Konstantdosierung 11 hinter dem Atembeutel 5, dem Atemkreislauf zugeführt. Ein Überdruckventil 12 hinter der Regenerationspatrone 4 verhindert einen zu hohen Druck im Atemkreislauf.The oxygen consumed during breathing is released by an oxygen cylinder 6, a cylinder valve 7, and a pressure reducer 8 via a regulator 9 and via a pipe 10 with a constant dosage 11 behind the breathing bag 5, the breathing circuit. A pressure relief valve 12 behind the regeneration cartridge 4 prevents excessive pressure in the breathing circuit.

Der Atembeutel 5 besteht aus einem Faltenbalg 13, der durch eine bewegliche starre Stirnwand 14 abgeschlossen ist. Ein Zylinder-Kolben-Aggregat 15 mit einem Kolben 16 in einem Zylinder 17 bildet oberhalb des Kolbens 16 einen Druckraum 18, der über eine Druckleitung 19 an die Rohrleitung 10 angeschlossen ist. Die Druckleitung 19 enthält ein Magnetventil 20, mit dem die Druckleitung 19 geschlossen und dabei ein Leitungsteil 21 vor dem Druckraum 18 abgetrennt wird und dieser dann über den Leitungsteil 21 und eine Verbindungsleitung 22 mit dem Atembeutel 5 verbunden werden kann.The breathing bag 5 consists of a bellows 13, which is closed by a movable rigid end wall 14. A cylinder-piston unit 15 with a piston 16 in a cylinder 17 forms a pressure chamber 18 above the piston 16, which is connected to the pipeline 10 via a pressure line 19. The pressure line 19 contains a solenoid valve 20, with which the pressure line 19 is closed and a line part 21 is separated in front of the pressure chamber 18 and this can then be connected to the breathing bag 5 via the line part 21 and a connecting line 22.

Der Kolben 16 ragt mit seiner dem Druckraum 18 entgegengesetzten unteren Kolbenstirnseite 23 aus dem nach hier offenen Zylinder 17 heraus und ist über eine bewegliche Verbindung 24 mit der Stirnwand 14 des Atembeutels 5 verbunden.The piston 16, with its lower piston end face 23 opposite the pressure chamber 18, protrudes from the cylinder 17, which is open here and is connected to the end wall 14 of the breathing bag 5 via a movable connection 24.

An der oberen Kolbenstirnwand 25 zum Druckraum 18 ist axial ein Fühler 26 an einem Führungselement 31 befestigt. Der Fühler 26 ist als elektrische Widerstandsstrecke ausgebildet, welche eingangsseitig mit dem Verstärker 28 verbunden ist. Ein durch den Verstärker aufgeprägter Strom erzeugt entlang der Widerstandsstrecke einen Spannungsabfall, welcher von einem stehenden Sbhieifkontakt 27 abgegriffen wird. Die im Verstärker 28 mit einem Transmitter 29 festgestellten Spannungsdifferenzena Δ VE,ΔVA undAVo ergeben die Schaltwerte für das Magnetventil 20. Die Atemphasen, also das Einatmen und das folgende Ausatmen, führen zu sich jeweils wiederholenden Funktionen und Druckverhältnissen im Atemkreislauf.On the upper piston end wall 25 to the pressure chamber 18, a sensor 26 is axially attached to a guide element 31. The sensor 26 is designed as an electrical resistance path, which is connected on the input side to the amplifier 28. A current impressed by the amplifier produces a voltage drop along the resistance path, which is tapped off by a standing contact 27. The voltage differences a ΔV E , ΔV A and AVo determined in the amplifier 28 with a transmitter 29 result in the switching values for the solenoid valve 20. The breathing phases, that is to say the inhalation and the subsequent exhalation, lead to repetitive functions and pressure conditions in the breathing circuit.

In der Einatemphase verbindet das Magnetventil 20 den Druckraum 18 mit der Rohrleitung 10. Der in dieser aus dem Druckminderer 8 gegebene Überdruck setzt sich in den Druckraum 18 hinein fort, drückt auf den Kolben 16 und bewegt diesen und damit dessen Stirnwand 25 nach unten. Im Flächenverhältnis aus der Kolbenstirnwand 25 und der Stirnwand 14 des Atembeutels 5 bildet der Druck den Überdruck im Atemkreislauf aus. Der Überdruck besteht während der gesamten Einatemphase und verhindert das Eindringen von möglicherweise unatembarer Umgebungsatmosphäre in den Atemkreislauf. Die mit dem Kolben 16 gleichzeitige Bewegung des Fühlers 26 mit der sich dabei ändernden Länge der Widerstandsstrecke zum Schleifkontakt 27 führt zu einer sich um ΔVE verringernden Spannungsdifferenz ΔVo. Mit einer Sapnnungsdifferenz 4 VE = 0, also am Ende der Einatemphase mit dem Ende des Einatmens, wird das Magnetventil 20 geschlossen und damit die Druckleitung 19 vom Druckraum 18 abgetrennt. Der Druckraum 19 ist dann über den Leitungsteil 21 und die Verbindungsleitung 22 mit dem Atembeutel 5 verbunden. Der über den Kolben 16 im Atemkreislauf erzeugte Überdruck wird durch Entspannung im Druckraum 18 aufgehoben.In the inhalation phase, the solenoid valve 20 connects the pressure chamber 18 to the pipeline 10. The excess pressure given in this by the pressure reducer 8 continues into the pressure chamber 18, presses on the piston 16 and moves it and thus its end wall 25 downward. In the area ratio of the piston end wall 25 and the end wall 14 of the breathing bag 5, the pressure forms the excess pressure in the breathing circuit. The overpressure persists throughout the inhalation phase and prevents the penetration of possibly non-breathable ambient atmosphere into the breathing circuit. The simultaneous movement of the sensor 26 with the piston 16 with the changing length of the resistance path to the sliding contact 27 leads to a voltage difference ΔV o which decreases by ΔV E. With a difference in tension 4 V E = 0, that is to say at the end of the inhalation phase at the end of inhalation, the solenoid valve 20 is closed and the pressure line 19 is thus separated from the pressure chamber 18. The pressure chamber 19 is then connected to the breathing bag 5 via the line part 21 and the connecting line 22. The excess pressure generated in the breathing circuit via the piston 16 is released by relaxation in the pressure chamber 18.

Mit dem Beginn der Ausatmung, in der im Atemkreis kein Überdruck besteht, dehnt der Atembeutel 5 sich nach oben aus und bewegt die Stirnwand 14 entsprechend. Die Widerstandsstrecke auf dem Fühler 26 wird wieder länger. Es kommt zu einer Erhöhung der Spannungsdifferenz ΔVo um den Betrag A VA, der sich mit der Bewegung ändert. Mit dem Ende der Ausatmung, bei großem Atembeutelvolumen und einer Spannungsdifferenz ΔVA = 0, schaltet das Magnetventil 20 wieder auf Durchgang, so daß für die dann folgende Einatemphase sich im Atemkreislauf erneut der Überdruck ausbilden kann.With the beginning of the exhalation, in which there is no excess pressure in the breathing circuit, the breathing bag 5 expands upward and moves the end wall 14 accordingly. The resistance path on the sensor 26 becomes longer again. There is an increase in the voltage difference ΔV o by the amount AV A , which changes with the movement. At the end of the exhalation, with a large breathing bag volume and a voltage difference ΔV A = 0, the solenoid valve 20 switches back to passage, so that the overpressure can build up again in the breathing circuit for the subsequent inhalation phase.

Bei einem starken Defektwerden des Atemkreislaufes fällt der Überdruck in diesem völlig ab. Der noch vorhandene Sauerstoffdruck in der Druckleitung 19 mit dem geöffneten Magnetventil 20 drückt den Atembeutel weit zusammen. Mit der Spannungsdifferenz ΔVo = 0 an der dann kürzesten Widerstandsstrecke schließt das Magnetventil 20. Der Atembeutel 5 bleibt, weil er keine Eigenelastizität besitzt, in der kleinsten Stellung, das Magnetventil 20 bleibt permanent gegenüber der Druckleitung 19 geschlossen, gleichzeitig tritt eine Alarmeinrichtung 30 in Tätigkeit. Der Geräteträger kann das Kreislaufatemschutzgerät jetzt mit Normaldruck benutzen. Seine Sauerstoffversorgung erfolgt normal über die Rohrleitung 10. Mit dem Schließen des Defektes schaltet der Atemkreislauf mit dem Wiederauffüllen des Atembeutels 5 automatisch wieder auf Überdruckbetrieb.If the breathing circuit becomes severely defective, the overpressure in it completely drops. The oxygen pressure still present in the pressure line 19 with the open solenoid valve 20 presses the breathing bag together widely. The solenoid valve 20 closes with the voltage difference ΔV o = 0 on the then shortest resistance section. The breathing bag 5, because it has no inherent elasticity, remains in the smallest position, the solenoid valve 20 remains permanently closed with respect to the pressure line 19, and an alarm device 30 occurs at the same time Activity. The wearer can now use the breathing apparatus with normal pressure. Its oxygen supply takes place normally via the pipeline 10. When the defect is closed, the breathing circuit automatically switches back to overpressure mode when the breathing bag 5 is refilled.

Claims (7)

1. Kreislaufatemschutzgerät für Überdurckbetrieb mit einer Druckgasquelle, welche zusätzlich über eine Druckgasleitung eine Hiflsvorrichtung speist, die durch Bewegung des Atembeutels eine Druckerhöhung im Atemkreislauf herbeiführt, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Meßschaltung (28,29) verbundener Sensor (26) zur Feststellung der Atemphasen vorgesehen ist, und daß die Meßschaltung (28,29) in der Ausatemphase die Hilfsvorrichtung (15) zum Abbau des am Atembeutel ausgeübten zusätzlichen Druckes steuert.1. Circuit breathing apparatus for overpressure operation with a pressurized gas source, which additionally feeds a auxiliary device via a pressurized gas line, which causes a pressure increase in the breathing circuit by moving the breathing bag, characterized in that a sensor (26) connected to a measuring circuit (28, 29) for determining the Breathing phases are provided, and that the measuring circuit (28, 29) controls the auxiliary device (15) in the exhalation phase to reduce the additional pressure exerted on the breathing bag. 2. Kreislaufatemschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (26) am Atembeutel (13) angebracht ist.2. Circuit breathing apparatus according to claim 1, characterized in that the sensor (26) is attached to the breathing bag (13). 3. Kreislaufatemschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsvorrichtung (15) ein über die Druckgasleitung (19) gesteuertes Zylinder-Kolben-Aggregat ist, und daß sich in der Druckgasleitung (19) ein Umschaltventil (20) befindet, welches entsprechend der Steuerung durch die Meßschaltung (28,29) in der Einatemphase den Druckraum (18) des Zylinder-Kolben-Aggregates (15) an die Druckgasleitung (19) anschließt, und in der Ausatemphase die Druckgasleitung (19) absperrt sowie über eine Verbindungsleitung (22) den Innenraum des Atembeutels (13) mit dem Druckraum (18) des Zylinder-Kolben-Aggregates (15) verbindet.3. Circuit breathing apparatus according to claim 1, characterized in that the auxiliary device (15) is a cylinder-piston unit controlled via the compressed gas line (19), and that in the compressed gas line (19) there is a changeover valve (20) which corresponds to the Control by the measuring circuit (28, 29) in the inhalation phase connects the pressure chamber (18) of the cylinder-piston unit (15) to the compressed gas line (19), and in the exhalation phase shuts off the compressed gas line (19) and via a connecting line (22 ) connects the interior of the breathing bag (13) with the pressure chamber (18) of the cylinder-piston unit (15). 4. Kreislaufatemschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (26) zur Feststellung der Atemphasen eine elektrische Widerstandsstrecke enthält, an der über einen Fühler (27) eine Spannungsdifferenz ä Vo abgreifbar ist.4. closed-circuit breathing apparatus according to claim 1, characterized in that the sensor (26) for determining the breathing phases contains an electrical resistance path, on which a voltage difference a V o can be tapped via a sensor (27). 5. Kreislaufatemschutzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Widerstandsstrecke (26) an einem mit der Kolbenstirnwand (25) verbundenen Führungselement (31) angeordnet ist.5. Circuit breathing apparatus according to claim 4, characterized in that the electrical resistance path (26) is arranged on a guide element (31) connected to the piston end wall (25). 6. Kreislaufatemschutzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsdifferenz ΔVo im Verlauf der Einatmungsphase um einen sich auf Null verringernden Betrag Δ VE und im Verlauf der Ausatmungsphase um einen sich ebenfalls auf Null verringernden Betrag Δ VA verändert, daß ΔVE und ΔVA entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen, und daß die Meßschaltung (28,29) so ausgelegt ist, daß die Hilfsvorrichtung (15) jeweils im Übergangsbereich zwischen Ein- und Ausatmungsphase umgeschaltet wird, wenn ΔVE bzw. ΔVA nach Erreichung des Nullwertes das Vorzeichen wechseln. 6 . Closed-circuit breathing apparatus according to claim 4, characterized in that the voltage difference .DELTA.V o during the inspiratory phase to a decreasing to zero amount Δ V E and during the exhalation phase changes by a likewise to zero decreasing amount Δ V A, that .DELTA.V E and .DELTA.V A have opposite signs, and that the measuring circuit (28, 29) is designed such that the auxiliary device (15) is switched in the transition area between the inhalation and exhalation phases when ΔV E or ΔV A change sign after reaching the zero value. 7. Kreislaufatemschutzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung (28, 29) das Umschaltventil (20) zur Absperrung der Druckgasleitung (19) steuert und eine Alarmeinrichtung (30) auslöst, wenn ΔVo den Nullwert erreicht.7. Circuit breathing apparatus according to claim 4, characterized in that the measuring circuit (28, 29) controls the changeover valve (20) for shutting off the compressed gas line (19) and triggers an alarm device (30) when ΔV o reaches the zero value.
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