带有监控装置的循环呼吸防护设备制造方法及图纸

本发明专利技术设计一种由循环呼吸防护设备(1)和用于所述循环呼吸防护设备的监控装置(13‑15)组成的系统，其中，所述循环呼吸防护设备具有:呼吸面具(2)；呼吸循环，所述呼吸循环从所述呼吸面具(2)经由呼气软管(3)、用于CO2‑结合的呼吸石灰匣(4)、弹性负载的呼吸袋(5)和吸气软管(7)返回引导至所述呼吸面具；带有压缩氧气的氧气瓶(11)，所述氧气瓶经由恒定分配机构(8)与所述呼吸循环连接且经由最低阀(9)与所述呼吸袋(5)连接，其中，所述最低阀(9)设立用于，反应于所述呼吸袋由于呼吸气体缺乏在所述呼吸循环中的坍缩而打开且由此利用来自所述氧气瓶(11)的氧气填充所述呼吸袋(5)直至其充满；以及用于检测在所述氧气瓶(11)中的压力的压力传感器(12)；其特征在于，所述恒定分配机构(8)设立用于，以较低的基本体积流将氧气加入到所述呼吸循环，该基本体积流小于未负载的人的中等的氧气体积需求并且所述监控装置(13‑15)设立用于，从瞬态的、由所述压力传感器(12)提供的压力值以及在所述氧气瓶中的压缩氧气在使用开始时的初始压力值中计算通过设备携带者的呼吸所消耗的氧气的量及还剩余在所述氧气瓶(12)中的氧气的量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种由循环呼吸防护设备（Kreislaufatemschutzgerät）和用于该循环呼吸防护设备的监控装置组成的系统，其中，该循环呼吸防护设备具有：呼吸面具；呼吸循环，该呼吸循环从呼吸面具经由呼气软管、用于CO2-结合的呼吸石灰匣（Atemkalkpatrone）、弹性负载的呼吸袋（Atembeutel）和吸气软管返回引导至呼吸面具；带有压缩氧气的氧气瓶，该氧气瓶经由恒定分配机构与呼吸循环连接且经由最低阀与呼吸袋连接，其中，最低阀设立成用于，对于呼吸袋由于呼吸气体缺乏在呼吸循环中的坍缩反应而被打开且由此利用来自氧气瓶的氧气填充呼吸袋直至其充满；以及用于检测在氧气瓶中的压力的压力传感器。
技术介绍
循环呼吸防护设备是与周围环境无关地工作的呼吸防护设备。他们常规地使用于须考虑由于呼吸空气中的有毒的脏物引起的危险或者氧气缺乏之处。可自由地携带的循环呼吸防护设备向呼吸防护设备携带者供应有呼吸气体，该呼吸气体在设备中产生及净化。由呼吸防护设备携带者呼出的二氧化碳随着呼吸气体在呼吸循环中传导通过呼吸石灰匣，在其中二氧化碳通过化学反应被转化且由此从呼吸气体中取出。同时，氧气从氧气瓶中以压缩氧气连续地配给。在已知的设备中以约1.6L/min的体积流进行氧气的恒定分配。这样的恒定分配是必要的，以便以足够的氧气来供应约30L/min的平均呼吸分钟体积。在呼吸循环中此外存在由呼吸气体流经的呼吸袋。如果呼吸防护设备携带者由于负载提高具有更高的呼吸分钟体积，从呼吸袋中补偿对呼吸气体的额外需要，该呼吸袋以弹簧负载且由此随着取出越来越多的呼吸气体而坍缩。呼吸袋的坍缩导致与此相连的最小阀打开，通过该最小阀接着氧气从氧气瓶中以较高的体积流传导到呼吸袋中，以用于再对其填充。在填充呼吸袋时又关闭最小阀。如果呼吸防护设备携带者处于静止状态且氧气消耗比恒定分配的约1.6L/min小得多，那么经由通过扩张的呼吸袋操作的过压阀排出呼吸气体体积。但这不是有效的，因为由此未消耗的氧气丢弃到周围环境中，因此其对于循环呼吸防护设备的携带者不再可供支配且因此降低理论上可能的最大的运行寿命。此外原始所包含的氮气冲出导致氧气浓度上升。从第一次使用循环呼吸防护设备开始，这些循环呼吸防护设备配备有用于在氧气瓶中的压力的压力计，使得携带者自身须计算：他还能实施使用多久以及他是否还有用于回程的足够的氧气储备。如今的带有移动式数据传输系统的监控系统能够从被消耗的氧气量和过去的时间中计算：何时必须中断使用从而还以足够的储备来执行回程。这些时间在监控器上展示给使用引导员（Einsatzleiter）。一种已知的设备显示了在氧气瓶中的压力且经由压力降计算可能剩下的剩余使用时间。在DE2329240A1中说明了一种适合于过压运行的呼吸防护设备。在呼吸循环中产生过压，该过压通过气瓶的压力以非直接的方式借助于限定的力来调整。通过汽缸活塞单元进行力传递。在US2006/0201508A1中说明了一种所谓的自容纳呼吸仪器（Self-Contained Breathing Apparatus(SCBA)）。通过电子的处理单元使所有在运行期间出现的可支配的参数转化成在使用中说明可供支配的剩余时间的特性参数。该解决方案实现在对于路基或水基的系统的使用时间方面的说明。在DE2641579A1中说明了一种用于监控呼吸防护设备的装置，其中，呼吸气体的消耗被检测且借助于无线通话连接（Funk-Sprech-Verbindung）能够从应用的人员传输到其它人员。现在在许多使用情况下呼吸防护设备携带者具有比固定给定的1.6L/min明显更小的氧气需求，但是这样的话在给定在氧气瓶中400L氧气的量的情况下尽管如此还导致时间上限制使用到约250分钟，因为氧气不管实际上的需求被连续地输送。呼吸石灰的量根据携带的氧气的量来计算。携带的呼吸石灰量如此之大，使得能够结合在全部携带的氧气经过呼吸的情况下产生的CO2。存在使用场景，尤其对于如下紧急情况，即在其中呼吸防护设备携带者处于危险中且由于受伤或掩埋（例如在采矿领域中）本身须等待救援并且由于较小的身体的负载需要相对少的氧气；在这些情况下紧迫地需要更长的使用时间。
技术实现思路
本专利技术任务在于，设计一种带有监控装置的循环呼吸防护设备使得实现更长的使用时间且与此相关地提供如下必要的显示：已经消耗了多少氧气或者还有多少氧气对于后面的使用时间可供支配。带有权利要求1的特征的、由循环呼吸防护设备与监控装置组成的系统用于解决该任务。有利的实施形式在从属权利要求中说明。根据本专利技术规定，为此设立恒定分配机构，用于以较低的基本体积流将氧气加入到呼吸循环，该基本体积流小于未负载的人的中等的氧气体积需求。由此确保：在使用期间不发生过供应氧气的阶段，该氧气随后如迄今为止的那样会未经使用地放出到环境中。相反地，较低的恒定的基本体积流如此之低，使得有时须根据呼吸防护设备携带者的负载情况将氧气经由最低阀加入到呼吸袋中；在极限情况下基本体积流还可为零（那么氧气阶段性地仅经由最小阀输送到呼吸袋中）。在任何情况下由此确保从氧气瓶中取出的全部的氧气由呼吸防护设备携带者呼吸。监控装置现在设立用于：从由压力传感器提供的、在氧气瓶中的压缩氧气的压力中以及从氧气瓶在使用开始时的初始压力值中计算通过呼吸防护设备携带者的呼吸消耗的氧气的量或者从中产生的还保留在氧气瓶中的氧气的量。通过循环呼吸防护设备和监控装置的这样的设计实现，在相对较低负载的阶段中利用明显小于在现有技术中所应用的恒定分配的体积流1.6L/min来应对，由此对于许多使用场景实现更长的使用时间。同时，呼吸防护设备携带者或者使用引导员通过监控装置被提供关于实际上的氧气消耗和由此导致的在氧气瓶中的氧气的剩余容量的信息。如果例如对于1bar的环境压力P0，氧气瓶P1的填充压力为200bar且氧气瓶的体积VBottle=2L，那么在氧气瓶中的压力在使用期间降到120bar的压力P2的情况下对于所消耗的瓶体积△VBottle得出：△VBottle=(1-P2/P1)•VBottle=0.8L对于所存储的氧气体积，在填充压力P1为200bar且环境压力为P0为1bar的情况下适用：VO2s=VBottle•PI/P0=400L如果在一段使用时间之后在氧气瓶中的压力下降到值P2=120bar，那么对于在瓶VO2r中保留的剩余体积得出：VO2r=VO2s•P2/P0=240L对于由呼吸防护设备携带者所呼吸的氧气体积适用：△VO2=VO2s-VO2r=400L-240L=160L对于所呼吸的呼吸分钟体积适用：Vv=△VO2•AMV/VO2=160Lx30L/min/1.45L/min=3.310L其中，VO2是在呼吸分钟体积(AMV=30L/min)时每分钟消耗的氧气的份额，该份额为1.45L/min。无关于呼吸防护设备携带者的呼吸频率以及实际上的潮汐起落体积(Tidalvolumen)(行程体积(Hubvolumen))，其呼吸分钟体积能够从其真实的氧气消耗中计算，因为恒定分配如此小，使得其总是小于实际上的氧气消耗。额外消耗接着相应地通过最小阀馈入。基本上恒定分配还能够置于0，从而仅还经由最小阀将氧气导入呼吸袋中本文档来自技高网...

【技术保护点】
由循环呼吸防护设备(1)和用于所述循环呼吸防护设备的监控装置(13‑15)组成的系统，其中，所述循环呼吸防护设备具有:呼吸面具(2)；呼吸循环，所述呼吸循环从所述呼吸面具(2)经由呼气软管(3)、用于CO2‑结合的呼吸石灰匣(4)、弹性负载的呼吸袋(5)和吸气软管(7)返回引导至所述呼吸面具；带有压缩氧气的氧气瓶(11)，所述氧气瓶经由恒定分配机构(8)与所述呼吸循环连接且经由最低阀(9)与所述呼吸袋(5)连接，其中，所述最低阀(9)设立用于，对于所述呼吸袋由于呼吸气体缺乏在所述呼吸循环中的坍缩反应而打开所述最低阀且由此利用来自所述氧气瓶(11)的氧气填充所述呼吸袋(5)直至其充满；以及用于检测在所述氧气瓶(11)中的压力的压力传感器(12)；其特征在于，所述恒定分配机构(8)设立用于，以较低的基本体积流将氧气加入到所述呼吸循环，该基本体积流小于未负载的人的中等的氧气体积需求并且所述监控装置(13‑15)设立用于，从瞬态的、由所述压力传感器(12)提供的压力值以及在所述氧气瓶中的压缩氧气在使用开始时的初始压力值中计算通过设备携带者的呼吸所消耗的氧气的量以及还剩余在所述氧气瓶(12)中的氧气的量。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.30 DE 102013020098.91. 由循环呼吸防护设备(1)和用于所述循环呼吸防护设备的监控装置(13-15)组成的系统，其中，所述循环呼吸防护设备具有:呼吸面具(2)；呼吸循环，所述呼吸循环从所述呼吸面具(2)经由呼气软管(3)、用于CO2-结合的呼吸石灰匣(4)、弹性负载的呼吸袋(5)和吸气软管(7)返回引导至所述呼吸面具；带有压缩氧气的氧气瓶(11)，所述氧气瓶经由恒定分配机构(8)与所述呼吸循环连接且经由最低阀(9)与所述呼吸袋(5)连接，其中，所述最低阀(9)设立用于，对于所述呼吸袋由于呼吸气体缺乏在所述呼吸循环中的坍缩反应而打开所述最低阀且由此利用来自所述氧气瓶(11)的氧气填充所述呼吸袋(5)直至其充满；以及用于检测在所述氧气瓶(11)中的压力的压力传感器(12)；其特征在于，所述恒定分配机构(8)设立用于，以较低的基本体积流将氧气加入到所述呼吸循环，该基本体积流小于未负载的人的中等的氧气体积需求并且所述监控装置(13-15)设立用于，从瞬态的、由所述压力传感器(12)提供的压力值以及在所述氧气瓶中的压缩氧气在使用开始时的初始压力值中计算通过设备携带者的呼吸所消耗的氧气的量以及还剩余在所述氧气瓶(12)中的氧气的量。2. 根据权利要求1所述的、由循环呼吸防护设备和监控装置组成的系统，其特征在于，所述监控装置(13-15)设立用于，从所消耗的氧气△VO2(t)作为时间的函数的体积曲线中从该体积曲线的斜率中计算每个时间单元的瞬态的氧气消耗。3. 根据权利要求2所述的、由循环呼吸防护设备和监控装置组成的系统，其特征在于，所述监控装置(13-15)设立用于，从所述瞬态的氧气消耗及还剩余在所述氧气瓶中的氧气的量中计算预计的剩余使用时间。4. 根据权利要求2或3所述的、由循环呼吸防护设备和监控装置组成的系统，其特征在于，所述监控装置(13-15)设立用于，将所述基本体积流与所述瞬态的氧气消耗比较，并且，如果所述基本体积流不是以给定的阈值标准小于所述瞬态的氧气消耗，那么通过作用到所述恒定分配机构来降低基本体积流。5. 根据前述权利要求中任一项所述的、由循环呼吸防护设备和监控装置组成的系统，其特征在于，所述监控装置(13-15)设立用于，从通过呼吸防护设备携带者在使用期间直至时间点t所消耗的氧气的体积△VO2(t)中计算由设备携带者完成的功Q(t)=Q0•△VO2(t)(其中，Q0是值为如20.2千焦/升(O2)的能量当量的、提前确定的生理的参数)或者计算引起的新陈代谢的功率。6. 根据权利要求5所述的、由循环呼吸防护设备和监控装置组成的系统，其特征在于，所述监控装置(13-15)设立用于，从直至一时间点所引起的新陈代谢的功率中计算由呼吸防护设备携带者所引起的机械的功率。7. 根据前述权利要求中任一项所述的、由循环呼吸防护设备和监控装置组成的系统，其特征在于，所述监控装置(13-15)设立用于，从通过呼吸防护设备携带者在使用期间直至时间点t所消耗的氧气△VO2(t)的体积中计算由呼吸防护设备携带者直至该时间点所产生的CO2-体积VCO2(t)=RQ•△VO2(t)，其中，RQ作为呼吸系统的当量是提前经验上确定的因子。8. 根据权利要求7所述的、由循环呼吸防护设备和监控装置组成的系统，其特征在于，所述监控装置(13-15)设立用于，从由呼吸防护设备携带者直至时间点t所产生的CO2-体积VCO2(t)中计算直至该时间点所消耗的用于结合所述CO2-体积的呼吸石灰的量或者计算相应地还剩余的在所述呼吸石灰匣中的呼吸石灰的量。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：J科赫，J波尔齐恩，
申请(专利权)人：德尔格安全股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE