Verfahren und Vorrichtung zum Betätigen des lungenselbsttätigen Sauerstoffzusatzventils von Atemgeräten. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betätigen des lungen selbsttätigen Sauerstoffzusatzventils von Atemgeräten, insbesondere von solchen Atem geräten, die den Träger unabhängig machen von der. Aussenluft. Mit derartigen Geräten kann er sich bei zweckmässiger Ausstattung derselben überall aufhalten, auch dann, wenn die Aussenluft zu wenig Sauerstoff oder gif tige oder schädliche Gase enthält. Diese spe ziellen Atemgeräte arbeiten mit Regeneration der Atemluft.
Sie enthalten zu diesem Zweck gewöhnlich eine sogenannte Kalipatrone, die mit Ätzalkalien gefüllt ist, durch die die Kohlensäure der Ausatemluft und auch Feuchtigkeit gebunden werden. Die aus geatmete und gereinigte Luft gelangt dann in einen Atembeutel, in dem sie wieder mit Sauerstoff angereichert wird. Diese Anrei cherung erfolgt im allgemeinen durch eine gleichmässige Zufuhr von Sauerstoff, der in einer 14Zenge von etwa 1,5 Liter in der Mi nute durch eine Zumessdüse geführt wird.
Ausser dieser konstanten Dosierung ist häufig noch ein Handzusatzventil vorhanden, durch dessen Druck der Geräteträger eine über die von der Zumessdüse zugeführte Sauerstoff menge hinausgehende weitere Sauerstoff menge dem Atembeutel und damit dem Atemkreislauf zuführen kann. Ferner be findet sieh in diesen Geräten gewöhnlich ein lungengesteuertes Sauerstoffzusatzventil. Die ses Ventil tritt in Tätigkeit, wenn die Luft aus dem Atembeutel ganz oder zum Teil her ausgeatmet worden ist. Das Öffnen des Ven tils geschieht bisher durch einen vom Atem beutel gesteuerten Hebel, dessen einer Arm auf das Sauerstoffzuführventil drückt und dadurch das Ventil öffnet.
Dieser Hebel kann im Atembeutel selbst angeordnet sein. Er kann auch ausserhalb des Atembeutels liegen und mit diesem gelenkig verbunden sein.
Erfindungsgemäss soll nun zum Betätigen des lungenselbsttätig gesteuerten Sauerstoff ventils eine, zum Beispiel vom statischen Druck oder von der Strömungsenergie her- rührende Druckwirkung aus den Zufuhr räumen der konstanten Dosierung benutzt. werden. Das Verfahren wird vorzugsweise so durchgeführt, dass man den Sauerstoff der konstanten Dosierung im Bedarfsfall, das heisst zum Beispiel dann, wenn der Atem beutel ganz oder zum Teil leer geatmet ist, über eine Membrane, einen Druckkörper oder eine ähnlich wirkende Vorrichtung so leitet, dass er sich anstaut, durch seinen Druck die Membrane wölbt oder den Druckkörper be tätigt und das Zusatzventil dadurch öffnet.
Die im Sauerstoff der konstanten Dosie rung enthaltene statische oder kinetische Energie wird sonach als "Servo-Motor" zur Öffnung oder Betätigung des Zusatzventils benutzt.
Zur Durchführung des neuen. nach dem Prinzip der Servowirkung arbeitenden Ver fahrens kann man eine Vorrichtung benut zen, bei der in dem Kanal, der die Zumess- düse mit. dem Atemluftkreislauf verbindet. ein Regelventil angeordnet ist. das im Be darfsfalle den Weg des Sauerstoffes sperrt. und ihn in einen vorzugsweise klein bemes senen Raum leitet oder in diesem Raum staut, der von einem Druckkörper, einer Membrane oder einer ähnlich wirkenden Vorrichtung abgeschlossen ist, die dann ihrerseits ein Zu satzventil für den Sauerstoff öffnet.
Es ist auf diese Weise möglich, den Sauerstoff der konstanten Dosierung von vornherein durch die Membrankammer des Zusatzventils zu leiten und hier durch Schlie ssen des Ventils zu stauen. Man kann ihn aber auch unter Umgehung der Membran kammer, gegebenenfalls durch Anordnung eines besonderen Kanals unmittelbar in den Atemkreislauf führen und erst im Bedarfs falle den direkten Weg sperren und den Sauerstoff in die Membrankammer leiten. Das den Weg des Sauerstoffes der konstan ten Dosierung steuernde Regelventil kann unmittelbar oder mittels einer leicht lösbaren Vorrichtung mit einer beweglichen Wand des Atembeutels verbunden sein. Das Regelventil kann auch lösbar oder fest mit einer Mem bran verbunden sein. deren eine Seite mit dem Atembeutel in offener Verbindung steht.
An der 31embrankammer oder an einem zwi schen der Zumessdüse und dem Regelventil liegenden Kanal ordnet man vorteilhaft ein, gegebenenfalls federbelastetes Überdruck ventil an, das sich, bei einem bestimmten Druck, beispielsweise 0,5 atü, öffnet. Das Zusatzsauerstoffventil ist dann natürlich so eingestellt, dass es sich öffnet, wenn in der Membrankammer ein Druck von etwa 0,4 bis 0.5 atü herrscht.
Dadurch wird die zum Öffnen des Zusatzventils erforderliche Zeit sehr stark verkürzt. weil die zum Füllen der Membrankammer und der Kanäle erforder liche Sauerstoffmenge gering ist.
Wenn der Raum der Membrankammer zu sammen mit den betreffenden Kanälen zum Beispiel ? ein' umfasst. so sind zum Erhöhen des Druckes in diesem Raum um 0.-5 ata (1.5 at - Öffnungsdruck des Zusatzventils) X 0.5 = 1 cm' Sauerstoff erforderlich. Da nun die konstante Dosierung 1,5 1/min 25 cm' sec. liefert, so öffnet sich das Zu satzventil praktisch sofort nach Betätigung des Regelventils, genau genommen nach sec. Es tritt also keine oder keine merk bare Unterbrechung der Sauerstoffbeliefe rung ein.
An sich wäre der Öffnungsdruck des Regelventils beim Ausschalten des Zusatz ventils sehr gross, wenn es unter einem Druck von 3 atü stände. Dieser Druck ent spricht dem Niederdruck des Druekminderers. Bei 0,6 atü, wie er zum Beispiel durch das Überdruckventil eingestellt werden kann, ist nur % der sonst erforderlichen Kraft zum Offnen nötig. Die konstante Dosierung wird, wie schon oben ausgeführt, nur für ganz kurze Zeit unterbrochen. Schon nach etwa sec tritt sie in Tätigkeit.
Statt ein Überdruckventil anzuordnen, kann man auch die Membrankammer oder einen zwischen der Zumessdüse und dem Regelventil liegenden Kanal mit einer zwei ten Zumessdüse von vorzugsweise grösserem Durchmesser, in Verbindung bringen. die bei einem bestimmten Druck in der Membran- ka.mmer, beispielsweise 0,6 atü, die gleiche Sauerstoffmenge ausströmen lässt, wie die Zumessdüse der Konstanten Dosierung. Diese zweite Zumessdüse wirkt genau so, wie die Anordnung eines besonderen Überdruck ventils.
Zwar wird die Zeitspanne zwischen dem Schliessen des Regelventils und dem Öff nen des Zusatzventils grösser, weil ein Teil der Grunddosierung aus der zweiten Zumess- düse ausströmt, bevor das Zusatzventil in Tätigkeit tritt. Atemphysiologisch ist diese Unterbrechung der Sauerstoffzufuhr, die nur etwa 1/1o sec dauert, unbedenklich. Fabrika- torisch ist es aber einfacher, eine genaue kalibrierte Zumessdüse zu bauen, als ein bei einem bestimmten Druck sich öffnendes klei nes Überdruckventil.
Die zweite Zumessdüse baut man vorteil haft in den Kegel oder den Sitz des Regel ventils ein. Dadurch spart man an Raum. Auch wird das Sauerstoffverteilungsstück leichter. Das Regelventil kann man so bauen oder so anordnen, dass es entgegen der Wir kung einer Feder geschlossen wird. Dadurch wird das Schliessen des Regelventils, also das Anspringen des lungenselbsttätigen Zusatz ventils zwar erschwert, das Öffnen aber er leichtert. Es wird erreicht, dass das Regel ventil sich selbsttätig öffnet und das Zusatz ventil sich schliesst, sobald der Unterdruck im Atembeutel aufhört zu bestehen. Der Atembeutel wird also nicht prall gefüllt, son dern es wird nur die wirklich notwendige Sauerstoffmenge in den Atembeutel geleitet.
Federbelastete Ventile sind an sich selbst verständlich bekannt. Doch wird - wie oben ausgeführt - im vorliegenden Falle durch die Anwendung derartiger Ventile eine durchaus neue Wirkung hervorgerufen.
Man kann eine die Membrankammer nach aussen abschliessende Schraube vorsehen und diese mit einem Druckknopf versehen, durch den das Zusatzventil von Hand betätigt wer den kann, wenn ein plötzlicher Mehrbedarf des Trägers an Sauerstoff oder eine Störung der gewöhnlichen Sauerstoffzufuhr eintritt.
Dieser Zusatzknopf arbeitet unabhängig vom Druekminderventil und dient auch zum Durchspülen des Gerätes bei Beginn der Be nutzung.
Die Anordnung kann auch so getroffen werden, dass man das Regelventil unabhängig von der Bewegung des Atembeutels von Hand, z. B. mittels eines Hebels, schliesst, wodurch dann ebenfalls das Zusatzventil ge öffnet wird. Der Hebel ersetzt dann den Druckknopf und wirkt wie dieser zum Öff nen des "Sicherheitsventils". Mit der Anord nung eines Hebels ist ausserdem aber noch der Vorteil verbunden, dass eine Membrane unter dem Druckknopf vermieden und da durch eine Gefahrenquelle (Undichtigkeit im Wege der konstanten Dosierung) ausgeschal tet ist.
Für das neue Verfahren und die neue Vorrichtung ist es natürlich gleichgültig, ob das Druckminderventil und das Zusatzventil als hebellose Ventile oder mit Hebeln gebaut sind. Das Zusatzventil kann vom Hochdruck oder auch gegebenenfalls vom Niederdruck gespeist werden.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass zum Öffnen des lungen selbsttätig gesteuerten Zusatzventils über haupt kein Hebel an oder im Atembeutel vor gesehen zu werden braucht. Trotz des Feh- lens des Hebels genügt schon ein sehr ge ringer Unterdruck, um das Zusatzventil zu öffnen. Der Lungenautomat springt also sehr leicht an. Da keine empfindlichen Hebel übersetzungen vorhanden sind, erhält das ganze Gerät eine sehr widerstandsfähige Bauart. Auch besitzt es grosse Zuverlässig keit, da keine empfindlichen Teile; z. B. Steuerhebel, beschädigt werden können.
Diese neue Art der lungenautomatischen Betätigung des Sauerstoffventils kann des halb auch bei ungekapselten Geräten, z. B. bei den sogenannten "Selbstrettern", ver wendet werden. Schliesslich ist der Atem beutelinhalt in voller Grösse ausnutzbar, da kein Totraum zwischen Hebel und Gegen lager vorhanden sein muss.
Auf der Zeichnung sind einige beispiels weise Ausführungsformen der erfindungs- gemässen Vorrichtung je in einer Schnittfigur dargestellt.
Der von der Sauerstoffflasche kommende Sauerstoff tritt bei 18 (Fig. 1) in das Sauer- stoffv erteilungsstüek ein und strömt - wie aus der Zeichnung ersichtlich - über das Druck minderventil I zur Zumessdüse ? für die kon stante Dosierung und aus dieser durch den Kanal 16 zum Raum 12 bezw. über die Mem bran 3 und von da durch das Regelventil 5 in den Atembeutel 7 oder auch unmittelbar in den Einatemweg. Das Regelventil 5 ist durch den Schaft 6 des Ventilkegels, durch den Kanal 14 und nicht dargestellte Teile mit dem Atembeutel 7 verbunden, der durch eine Platte 8 versteift ist.
Durch den beim Einatmen im Atembeutel erzeugten Unter druck wird der Schaft 6 zusammen mit dem Ventilkegel nach aussen gezogen und dadurch das Regelventil 5 geschlossen. Da die Kraft zur Betätigung des Ventils sehr gering ist, kann eine der Schliesskraft entgegengesetzt @virkende Feder 15 zur Erhöhung oder zur Regelung des Sehliessdruckes eingeschaltet werden. Ist das Regelventil 5 geschlossen, so ist dem aus der Zumessdüse 2 kommenden Sauerstoff der Abfluss versperrt. In der ab geschlossenen Leitung 16 bezw. der Kammer 12 steigt der Druck sofort an, bis mit dem Druckminderventil 1 Druckausgleich besteht.
Durch diesen nun herrschenden Druck wird die Membrane 3 des Zusatzventils 4 betätigt, so dass das Zusatzventil sich öffnet und den Weg zum Kanal 14 und Atembeutel freigibt. Zwischen dem Regelventil 5 und der Zumess- düse 2 ist. bei der dargestellten Ausführungs form noch ein Merdruckventil 9 angeordnet, das sich bei einem bestimmten Druck öffnet und den stetig weiterfliessenden Sauerstoff aus der konstanten Dosierung in den Atem beutel oder unmittelbar in den Atemweg ein strömen lässt. Durch das Öffnen des Zusatz ventils 4 füllt sich der Atembeutel, der sieh dann aufbläht und so mit Hilfe des mit ihm verbundenen Ventilschaftes 6 das Regelventil wieder öffnet.
Der in der abgesehlossenen Leitung 12, 16, 16a vorhandene Druck fällt dann sofort, so dass gleichzeitig auch das Zusatzventil 4 wieder ausser Tätigkeit tritt. In dem Deckel 10 der Druckkammer 12 ist bei der beschriebenen Ausführungsform ein Druckknopf 13 angebracht, der in einer ela stischen Membrane 19 befestigt ist. Durch Betätigen des Druckknopfes kann das Zu satzventil 4 geöffnet werden, so dass es da durch auch als Handzusatz benutzbar ist.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 ent spricht im wesentlichen der eben beschrie benen Bauart. Sie unterscheidet sich von die ser durch die Anbringung eines Hebels 11, der zum Bewegen des Schaftes 6 und damit zum Öffnen oder Schliessen des Regelventils 5 benutzt wird. Da beim Schliessen des Regel ventils 5 sich - wie oben beschrieben selbsttätig das Zusatzventil 4 öffnet, so er setzt also der Hebel den bei der Ausfüh rungsform nach Fig. 1 vorhandenen Druck knopf 13. Ausserdem ist bei dieser Bauart der Schaft des Regelventils 5 leicht lösbar mit der an dem Atembeutel 7 sitzenden Verstärkungsplatte 8 verbunden. Er greift - wie aus der Abbildung ersichtlich - in eine an der Platte 8 sitzende Gabel 20 ein, in der er durch einen Knopf 21 festgehalten wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 dient zur Betätigung des Ventilschaftes 6 eine Membran 17, deren eine Seite mit. dem Atembeutel 7 in offener Verbindung steht.
Der Sauerstoff tritt bei allen Ausfüh rungsformen aus dem Verteilungsstück durch den Kanal 14 in den Atembeutel bezw. den Atemkreislauf ein.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 unter scheidet sich von der nach Fig. 3 lediglich dadurch, dass an Stelle des tberdruckventils 9 eine zweite Zumessdüse 22 grösseren Durch messers eingebaut ist, die etwa die gleiche Menge Sauerstoff ausströmen lässt, wie die Zumessdüse 2.