Titel: | Neuere Athmungs- und Beleuchtungsapparate für den Aufenthalt in irrespirablen Gasen und unter Wasser, für Bergwerke, chemische Fabriken, bei Bränden u. s. w.; von L. Ramdohr. |
Autor: | L. Ramdohr |
Fundstelle: | Band 220, Jahrgang 1876, Nr. , S. 351 |
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Neuere Athmungs- und
Beleuchtungsapparate für den Aufenthalt in irrespirablen Gasen und
unter Wasser, für Bergwerke, chemische Fabriken, bei Bränden u. s.
w.; von L.
Ramdohr.
Mit Abbildungen auf Taf VI [a.d/1].
Ramdohr, über neuere Athmungs- und
Beleuchtungsapparate.
Unter den mannigfachen Apparaten, welche in neuerer Zeit
ausgeführt wurden, um das Athmen und die Arbeit in mit
irrespirablen, häufig auch explosiven Gasen angefüllten Räumen
zu ermöglichen, nehmen die von der Firma Rouquayrol-Denayrouze in Paris gelieferten und in
verschiedenartigen Constructionen den maßgebenden Umständen
angepaßten Vorrichtungen nach dem übereinstimmenden Urtheile
vieler Sachverständigen ohne Zweifel den ersten Rang ein, und
ich werde mich deshalb im Nachstehenden vorzugsweise mit der
Beschreibung dieser Apparate befassen. Der Vollständigkeit wegen
schicke ich jedoch eine kurze Beschreibung der bekanntesten
andern derartigen Vorrichtungen voraus.Werthvolles Material zu dieser
Arbeit fand Verfasser namentlich in A. Habets' Bericht (Revue
universelle, 1875) über die Wiener Weltausstellung und in
dem Aufsatze von E. Preisig
(Oesterreichische Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen,
1875).
Zum Athmen in Räumen, welche zwar mit Rauch angefüllt sind, aber
noch hinreichende Mengen Sauerstoff enthalten, genügt in der
Regel ein einfacher Respirator. Am bekanntesten ist der
Respirator von Tyndall (1871 201 561), welcher bei größern Bränden die vorzüglichsten
Dienste leistet und die Aufgabe der Reinigung der einzuathmenden
Luft von den derselben beigemengten schädlichen Bestandtheilen
sehr vollkommen gelöst hat. Dieser Apparat wird gegenwärtig von
der Firma James Sinclair (London 104
Leadenhall-Street) in zwei verschiedenen Formen geliefert, von
denen die eine als Rauchhaube, die andere als Rauchmaske
bezeichnet werden kann.
Die Rauchmaske besteht aus der
eigentlichen Maske und dem an dieselbe luftdicht angelötheten
Respirator.
Die Maske ist von schwachem Weißblech, hat einen wasserdichten
Stoffüberzug und ist mit dem hohlen Kautschukkissen fest
verbunden, welches sich dem Gesichte vollkommen anschmiegt, so
daß dasselbe von dem Nasenbein bis zum Kinn bedeckt wird.
Mittels eines elastischen und eines längs desselben
verschiebbaren andern Riemens wird die Maske an der
Kopfbedeckung befestigt. Eine durch ein feines
Messingdrahtgewebe von ca. 1mm Maschenweite geschützte
Oeffnung dient zum Durchlassen der ausgeathmeten Luft. Sie hat
genau denselben Durchmesser von 14mm wie die Einathmungsöffnung
am Respirator. An einem in die Blechwand luftdicht eingepaßten
Ringe von Ebenholz ist in der Ebene der Blechwand das Ventil,
bestehend aus einem kreisförmigen, etwa 1mm starken
Kautschukscheibchen, mittels eines Segmentes von Messingblech
und zwei Messingschrauben so angebracht, daß es sich nur beim
Ausathmen öffnet, und zwar nur bis zu einem ca. 7mm
darüber befindlichen Drahtgewebe, während beim Einathmen die
Oeffnung vollkommen luftdicht geschlossen wird.
Der Respirator ist ebenfalls von Blech und wird gebildet durch
ein Filterrohr und ein an dasselbe angelöthetes Athmungsrohr.
Das Filterrohr ist an dem einen Ende geschlossen, an dem andern
hingegen offen und mit einem Deckel versehen, welcher zum
Durchlassen der Luft aus Messingdrahtgewebe von ca. 1mm
Maschenweite besteht. An der innern obern Mantelfläche gegen das
Athmungsrohr ist eine rinnenförmige Zwischenwand eingeschaltet,
welche bis an das Innere eines dem oben erwähnten ganz gleichen
Drahtgewebes reicht. Dadurch wird die eingeathmete Luft
gezwungen, das Filterrohr seiner Länge nach zu passiren, bevor
sie in das Athmungsrohr treten kann. Das innerhalb der Maske
angebrachte Athmungsrohr hat an seinem obern Ende einen
luftdicht eingepaßten Ring von Ebenholz, dessen 14mm
weite Oeffnung ebenso wie die Ausathmungsöffnung mit dem aus
einem Kautschukscheibchen bestehenden Ventile luftdicht
geschlossen wird, selbstverständlich nur beim Ausathmen, während
beim Ansaugen der Luft das Ventil sich öffnet.
Die Füllung des ist folgende: Eine dünne Lage von trockener
Watte, 12mm,7 mit Glycerin getränkte Watte, eine dünne Lage
von trockener Watte, 19mm Holzkohlenbruchstückchen,
eine dünne Lage von trockener Watte, 12mm, 7 mit Glycerin
getränkte Watte, endlich noch eine dünne Lage von trockener
Watte.
Die Rauchmaske ist in wenigen Secunden zum Gebrauche zurecht
gemacht. Man legt sie einfach mit oder ohne Anwendung der
Augengläser auf das Gesicht, so daß das Kinn, der Mund und die
Nase bedeckt werden, und schnürt sie dann mit den Riemen und
Schnallen fest an die Kopfbedeckung. Zum Aufbewahren des
Apparates dient eine Blechbüchse, in welcher derselbe, gegen
jede Beschädigung geschützt, bis an den Ort der Verwendung
getragen werden kann. Das Gewicht des Apparates (ohne Büchse)
beträgt 363g, sammt der Blechbüchse 709g. Die Füllung selbst
wiegt 27g,25. — Der Preis ist inclusive der
Augengläser 50 M.
Die Rauchhaube, wie sie bei der
Londoner Feuerwehr eingeführt ist, besteht aus zwei Theilen: der
Haube und dem Respirator.
Die Haube ist von Kalbleder, und zwar aus einzelnen Streifen
zusammengesetzt, welche 12mm über einander greifend mit
luftdichtem Bindemittel zusammen geklebt und außerdem durch
doppelte Nähte verbunden sind. Der obere Theil ist der Form des
menschlichen Kopfes angepaßt und hat an dem weitesten Theile
einen Umfang von ca. 60cm. Am untern Ende bildet die
Haube ein etwa 50mm breites Halsband, an
welches wieder ein 15cm breiter Kragen angeheftet
ist, zur Bedeckung des Nackens und der Schulter. Um das Anziehen
und Wiederabnehmen der Haube zu erleichtern, ist an dem ganzen
rückwärtigen Theil derselben vom Scheitel bis zum Nacken eine
offene Naht und an jeder Seite eine Reihe von vier Schnürlöchern
mit Messingringen, durch welche eine Lederschnur hindurchgeht,
deren Enden rund um den Kopf und vorn durch einen
kleinen Metallring gezogen und dann mittels zweier harter
Holzknöpfe verbunden werden, so daß sie durch den Ring nicht
mehr zurückrutschen können. Durch dieses Zusammenziehen wird die
Haube fest an den Kopf angeschlossen, wobei auch die rückwärtige
offene Naht von einem wasserdichten Ueberzug vollkommen gedeckt
ist. Wenn hierauf noch der Kragen der Haube unter die Blouse
oder den Rock zusammengelegt wird, ist die Haube vollkommen
luftdicht. An der Vorderseite der Haube ist inwendig mit
Metallnieten ein Stück von verzinntem Blech befestigt, welches
das Gesicht vom Kinn bis zum Nasenbein bedeckt und gegenüber dem
Munde ein kurzes Messingrohr enthält. In das innerhalb der Haube
befindliche Ende dieses Rohres ist das Holzmundstück
verschraubt, das äußere Ende wird hingegen mit der
Schraubenmutter des Respirators luftdicht verbunden. Etwa 10cm
über dem Mundstück sind die Augengläser mit Kitt in die
Metalleinfassung eingesetzt, welche durch Schrauben an die an
der innern Seite der Haube angenieteten Metallplatten befestigt
werden.
Der Respirator besteht aus zwei durch Schrauben mit einander
verbundenen Theilen: der Ventilkammer und dem Filterrohre.
Die Ventilkammer ist ein gezogenes Metallrohr von 50mm
Länge und 50mm Durchmesser mit einer obern (für die
Ausathmungsventile) und einer untern (für die
Einathmungsventile) Ventilplatte, zwischen welchen sich eine
Oeffnung befindet. In dieser ist das 12mm lange Verbindungsrohr
vernietet, welches mit der äußern Schraube der Haube verbunden
wird. Jede der Ventilplatten enthält drei sehr sorgfältig
abgedrehte Kugelventile von Ebenholz, 12mm im Durchmesser; die
Oeffnungen in den Ventilplatten haben 8mm Durchmesser und sind
so geschnitten, daß die Sitze wenigstens ein Drittel der Ventile
umfassen. Die einzelnen Ventilsitze bestehen aus je einem
Stücke, sind in die Platten eingeschraubt und besonders gut
gearbeitet, so daß die Ventile genau schließen. Diese sind durch
Metallhüte geschützt, welche ihnen eine Spielhöhe von ca. 3mm
freilassen. Ueber den Ausathmungsventilen ist noch eine
Kopfplatte angeschraubt, welche zum Schutze der Ventile und Hüte
dient und mit 28 Oeffnungen zum Durchlaß der ausgeathmeten Luft
versehen ist.
Das Filterrohr hat den gleichen Durchmesser wie die mit demselben
verschraubte Ventilkammer und ist 10cm lang. An dem obern Ende
befindet sich inwendig ein feines Drahtgewebe von 1mm,3
Maschenweite, um die Watte oder andere leichte Substanzen vor
dem Durchziehen zu bewahren, und an dem untern Ende ist ein
Deckel angeschraubt mit einem gleichen Drahtgewebe.
Der ganze Respirator läßt sich behufs Prüfung oder Reinigung
leicht und schnell durch Lösung der Schraubenverbindungen in
fünf Theile zerlegen.
Die Füllung für den Filter wurde von Tyndall nachstehend angegeben: 12mm,7 trockene Watte,
25mm,4 in Glycerin getränkte Watte, eine dünne Lage
trockener Watte, 12mm,7
Holzkohlenbruchstückchen, 12mm,7 trockene Watte, 12mm,7
Kalkbruchstückchen, 25mm,4 trockene Watte.
In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, daß die Kalkschicht,
welche die Kohlensäure absorbirt, schon in Folge der Einwirkung
der Atmosphäre, noch schneller bei Benützung durch den Athem des
Mannes zu Pulver zerfällt und dann das Athmen sehr erschwert. Es
wurde daher, da bei Bränden die vorhandene Kohlensäure keine
momentane Gefahr bringt, die Kalklage ausgelassen und folgende
Füllung gewählt: 12mm,7 trockene Watte, 25mm,4
mit Glycerin getränkte Watte, 12mm,7 trockene Watte, 25mm,4
Holzkohlenbruchstückchen und 25mm,4 trockene Watte.
In einer mit Kohlensäure stark geschwängerten Atmosphäre wird es
allerdings von Vortheil sein, eine Schicht von
Kalkbruchstückchen einzuschalten, dagegen einen entsprechenden
Theil von trockener Watte fortzulassen. Dann ist es aber nöthig,
den Kalk nach dem Gebrauche sofort herauszunehmen. Ueberhaupt
kann die Reihenfolge der einzelnen Lagen gewechselt werden, ohne
die Thätigkeit zu stören, nur soll wenigstens an den beiden
Enden und zwischen Holzkohle und Kalk stets trockene Watte zu
liegen kommen.
Bei der Anwendung der Rauchhaube erscheint es ersprießlich, die
Nasenlöcher mit irgend einem weichen Stoffe zu verstopfen, weil
sonst bei der Ausathmung durch die Nase die Augengläser getrübt
werden. Bei starken Bewegungen kommt manchmal eine Stockung in
der Thätigkeit der Ventile vor, ganz besonders durch die Hitze,
die ausgeathmeten Gase und den Speichel hervorgebracht. Diese
Schwierigkeiten sind aber beinahe stets durch den Mann selbst
leicht abzuwenden, entweder indem er mit der Hand an die Seite
des Respirators klopft, oder seinen Athem ruckweise ausstoßt,
wobei der Speichel in der Ventilkammer sich ansammelt.
Die complete Rauchhaube wird in einer runden Blechbüchse von
25cm Länge und 15cm Durchmesser getragen und
wiegt: die Haube mit Mundstück, Riemen etc. 567g, der
Respirator 482g und die Füllung 85g,
also der Apparat zusammen 1k,134. Die Blechbüchse wiegt
680g, somit ist das Gesammtgewicht 1k,814.
— Die complete Rauchhaube kostet bei Sinclair etwa 105 M.
Was nun die Wirksamkeit dieser Respiratoren betrifft, so ist
durch sehr zahlreiche Versuche in London festgestellt worden, daß
die Aufgabe der Reinigung der Luft und der Absorbirung aller
schädlichen Bestandtheile derselben von Tyndall in dem obigen Filter beinahe vollkommen gelöst
wurde. Die schon von Schröder und Pasteur zur Reinigung der Luft
angewendete trockene Watte nimmt die gröbern, die in Glycerin
getränkte (aber ja nicht klebrige) Watte die feinern festen
Bestandtheile der Luft auf, während die Holzkohle alle
schädlichen Gase, und der Kalk die Kohlensäure allein
absorbirt.
Ueberall da, wo es an Sauerstoff zum Athmen fehlt, oder wo dieser
mit giftigen Gasen gemischt ist, bedarf es einer besondern und
directen Zuführung von frischer Luft in den Mund des Arbeiters,
und wenn letzterer sich in explosiven Gasgemischen unter Tage
bewegen soll, auch einer Sicherheitslampe mit directer
Luftzufuhr. Hier kommen vorzugsweise nur die drei verschiedenen
Systeme: Galibert, Braß und Rouquayrol-Denayrouze in Betracht, welche sich im
Wesentlichen dadurch von einander unterscheiden, daß bei Braß ein besonderer Luftbehälter gar
nicht, bei Galibert ein aus Leinwand
gefertigter Luftsack mitgeführt, bei Rouquayrol dagegen je nach den Verhältnissen entweder gar
kein Luftbehälter, oder ein solcher mit weniger stark
comprimirter, oder aber einer mit sehr stark comprimirter Luft
mitgeführt wird. Und während bei Braß
künstliche Speisung einer Lampe mit frischer Luft überhaupt
nicht erfolgt, ist dieselbe bei Galibert und Rouquayrol, wenn
auch nicht immer nothwendig, doch unter allen Umständen
ausführbar.
Der Apparat von Galibert (vgl. 1864
174 430) 1865 177 * 290) Figur 1
[a/1] besteht aus dem Luftsack, dem
Blasbalg, einem Nasenquetscher, einer Brille, einer Lampe und
einer Pfeife. Der Luftsack ist aus solider, luftdichter Leinwand
angefertigt, faßt etwa 1/5cbm Luft und wird an zwei
Achselbändern auf dem Rücken getragen. Der Arbeiter hat ein mit
den Zähnen festgehaltenes Hornstück im Munde, von welchem aus
zwei Gummischläuche a die
Communication mit dem Luftsack herstellen. Durch diese beiden
Schläuche gleichzeitig wird sowohl ein- als auch ausgeathmet; es
müssen also alle Producte der Ausathmung in den Luftsack
zurückströmen, wodurch die in demselben enthaltene Luft nach
kurzer Zeit ungenießbar wird. — Mittels eines besondern
Schlauches c, welcher bei d an einem metallenen Stutzen der
Sicherheitslampe befestigt ist, kann letzterer ebenfalls Luft
zugeführt werden. Zur Regulirung der Luftzufuhr dient der Hahn
e. — Ohne Anwendung der Lampe
genügt der Apparat für eine Zeitdauer von etwa 20, mit derselben
nur etwa 15 Minuten.
Der Blasbalg ist sehr einfach, nämlich cylindrisch und an der
Mantelfläche aus gleichem Material mit dem des Luftsackes
hergestellt. Er ist etwa 25cm lang und hat an beiden
Böden mit ledernen Klappenventilen versehene
Einströmmungsöffnungen. Wenn der Luftsack gefüllt werden soll,
so wird das Mündstück der beiden Schläuche in ein an den
Blasbalg befindliches kurzes Gummirohr gesteckt. — Der
Nasenquetscher besteht aus zwei zangenartig durch einen Stift
(durch ein Scharnier) mit einander verbundenen Holzstücken,
welche durch eine Feder auf der einen Seite aus einander
gehalten werden und dadurch, auf die Nase gesetzt, die
Nasenlöcher derart zusammendrücken, daß ein Ein- oder Ausathmen
durch dieselben unmöglich ist. — Die Brille besteht aus
einem starken Gestell mit Fensterglas und Lederlappen zum Schutz
der Augenhöhlen; sie wird durch ein Gummiband am Kopfe
gehalten.
Die Lampe (Fig. 2
[a/1]) besteht aus verzinktem
Eisenblech, ist etwa 23cm hoch und hat einen Docht
von 5mm Breite. Aus dem Luftsack gelangt die Luft durch
das mit einem Hahn e versehene Rohr
d zur Flamme, welche letztere vor
der blasenden Wirkung des eintretenden Luftstromes (wie es mir
scheint, gerade nicht sehr zweckmäßig) durch einen
durchlöcherten Blechcylinder f
geschützt ist. Im übrigen ähnelt die Lampe sehr einer
gewöhnlichen Sicherheitslampe; g und
h sind Drahtnetze, i ein Blechschornstein, k der Glascylinder, l eine Blechplatte, an welcher die
Drahtnetze g und h befestigt sind, m die Dochtschraube. — Zu jedem Apparate wird eine
Pfeife mitgegeben, welche mit einer Gummiblase versehen ist und
durch einen Druck auf diese ertönt. Der Preis des Apparates
beträgt etwa 200 M.
Der Apparat von Braß (Fig. 3 bis
10 [b/1]) besteht in seinen
Hauptheilen aus dem Athmungsregulator mit den zugehörigen
Ventilen und Umhängeriemen, dem Einathmungsschlauch nebst
Mundverschluß, dem Luftzuführungsschlauch und dem
Nasenverschluß.
Der Athmungsregulator ist eine leichte (einschließlich des
Einathmungsschlauches nur 880g schwere), zum größten
Theile aus starkem Messingblech gefertigte Büchse, von welcher
die Figuren 3
und 4
Seitenansichten, 5 und 6 die entsprechenden Durchschnitte
zeigen. Zwei Zwischenwände a trennen
die Büchse in drei Abtheilungen b, c,
b, von denen die mittlere c mit
den beiden äußern b, b nur durch den
untern schmalen Raum d und die
röhrenförmigen Ansätze e in
Verbindung steht. Die vorhandenen drei Ventile g, f, g bestehen jedes aus zwei
einfachen dünnen Gummiblättchen, welche an den Seitenkanten x (Fig. 7)
zusammengeklebt, oben bei y dagegen
frei sind und hier sich lippenartig öffnen oder schließen. Nach
unten setzen sich die Lippen in Form eines kurzen
dünnwandigen Gummischlauches fort, der auf die betreffenden
kurzen Metallröhren gezogen wird. Diese Ventile sind sehr
empfindlich, schließen sich beim leisesten Ansaugen und öffnen
sich beim geringsten Druck.
Das Spiel dieser drei Ventile innerhalb des Athmungsregulators
ist einfach. Wird an dem Einathmungsrohre gesogen, so tritt
unter Oeffnung des Ventils f durch
den Schlauch l (Fig. 5)
frische Luft ein, während die Ventile g,
g geschlossen bleiben; umgekehrt schließt sich beim
Ausathmen das Ventil f, während die
beiden Ausathmungsventile g, g die
ausgestoßene Luft durch die kleinen Schornsteine h ins Freie gelangen lassen. Beim
Abnehmen des Luftzuführungsschlauches l wird gleichzeitig das Ventil f mit herausgenommen und besonders aufbewahrt; seine
Brauchbarkeit kann also stets leicht controlirt werden. Zur
Revision der beiden Ausathmungsventile g,
g dienen die kleinen Thüren i
(Fig. 5). Die Tragebänder werden durch die seitlich
angebrachten Oesen m, ein Leibgurt
durch die größere Oese n
gezogen.
An dem obern röhrenförmigen Ansatz o
der Ventilbüchse wird der Einathmungsschlauch mittels eines
Drahtringes p befestigt. Er ist ein
Gummischlauch mit Spiraleinlage und endigt in ein ebenfalls aus
Gummi hergestelltes Mundstück q,
welches an den beiden kleinen Haken r mit den Zähnen festgehalten wird, während der dem Munde
angepaßte Theil s unter den Lippen, also zwischen Lippen
und Zähnen getragen wird und sich an das Gebiß anschmiegt. Der
Verschluß ist hermetisch, und die nicht athembare Luft vermag
auf keine Weise in den Mund des Arbeiters zu gelangen. —
Der Speichel fließt nach dem Boden des Respirators ab.
Der Luftzuführungsschlauch l wird an
dem mit Gewinde zum Einschrauben versehenen Theile k (Fig. 3 bis
6) befestigt, welcher letztere zugleich das
Eingangsventil f trägt. Dieser
Schlauch muß bis zu einem mit frischer Luft gefüllten Raume
zurückreichen, seine Länge kann daher eine sehr verschiedene
sein. Es empfiehlt sich, zu demselben nicht nur eine mit
eingelegter Metallspirale versehene Gummiröhre zu verwenden,
sondern dieselbe noch mit einem gegen äußere Verletzung
schützenden Ueberzuge aus starkem Gewebe zu versehen. Der innere
Durchmesser des Schlauches beträgt 15mm. Bei größerer
Schlauchlänge werden die einzelnen Theile in der in Figur
9 angedeuteten Weise unter einander verbunden. Eine solche
Verbindung ist binnen wenigen Secunden zu schießen und zu
trennen.
Der Nasenverschluß Figur 10
besteht aus der Stahlfeder a und
zwei kleinen Gummipolstern b, b.
— Der Preis dieses Apparates beträgt ab Fabrik 307 M.
Wir kommen nun zu den verschiedenen Apparaten von Rouquayrol-Denayrouze in Paris. Dieselben
zerfallen in folgende Klassen :
1) Apparate mit directer Zuführung reiner Luft durch einen
Respirationsschlauch, ohne Luftpumpe oder andere besondere
Nachhilfe.
2) Apparate, durch welche dem Arbeiter comprimirte Luft zugeführt
wird. Diese zweite Klasse zerfällt in die beiden
Unterabtheilungen :
a)
Niederdruckapparate,
b)
Hochdruckapparate.
1) Apparate mit directer Luftzuführung
(Fig. 11
bis 20 [c.d/1]). Im Princip mit der Braß'schen
Construction übereinstimmend, besteht dieser Apparat aus : der
Athmungsbüchse nebst Gummiventilen und Riemenzeug, dem gebogenen
Einathmungsschlauche nebst Mundverschluß, dem
Luftzuführungsschlauch, dem Nasenverschluß und der Maske mit
Augengläsern für Arbeiten in dichtem Rauch oder in einer andern
den Augen schädlichen Atmosphäre.
Dieser Apparat wird von der Firma L. v. Bremen in Kiel (als Mitinhaberin der oben genannten
Pariser Fabrik) gegenwärtig in zwei verschiedenen Ausführungen,
nämlich mit getheilter und ungetheilter Athmungsbüchse,
geliefert. Von dem erstern Apparate geben Fig. 11
und 12 die
Seitenansichten, Figur 13
den Längendurchschnitt, von dem zweiten Apparate Fig. 15
und 16 (sammt
Ventilschutzblech), Fig. 14
und 17 (ohne
Ventilschutzblech) die Seitenansichten, und Fig. 18
das der Figur 14
entsprechende Profil.
Die Athmungsbüchse von Eisenblech, sammt Athmungsschlauch 866g
schwer, ist durch eine Zwischenwand a (Fig. 13)
in zwei Abtheilungen getrennt, von denen die eine das
Einathmungsventil b, die andere das
Ausathmungsventil c enthält. Beim
Einathmen durch den Athmungsschlauch d öffnet sich das Ventil b,
während c geschlossen bleibt; es
kann daher, da die Ventilkammer sonst vollkommen geschlossen
ist, nur die frische Luft aus dem Luftzuführungsschlauch e (Fig. 14,
16 und 18) durch
das Knierohr f angesogen werden.
Beim Ausathmen hingegen wird das Ventil b luftdicht geschlossen und das Ventil c geöffnet, so daß die Athmungsproducte
auf dem kürzesten Wege durch die Bodenöffnung in dieser
Abtheilung entweichen. Die Schraubenverbindungen g für die obern, zum Athmungsschlauch
führenden Blechröhren h, sowie die
untere Schraubenverbindung i sammt
dem zur Verbindung mit dem Luftzuführungsschlauche dienenden
Dorn k sind von Bronze.
Bei dem zweiten Apparate (Fig. 15
bis 18) ist
die Athmungsbüchse a ganz aus
Weißblech gefertigt, sammt dem Athmungsschlauche nur 520g
schwer. Das Einathmungsventil b ist
im Innern der Büchse, das Ausathmungsventil c aber auswendig angebracht. Zum Schutze
des letztern dient eine Blechhülle d, welche oben eine Oeffnung f
(Fig. 15)
zum Durchlassen der ausgeathmeten Luft hat.
Figur 20 [b.c/1] zeigt die
Ausrüstung mit einem solchen Apparate, Figur 19
[d/2] die Maske mit Augengläsern,
welche gleichzeitig auch die Nase verschließt. Diese Maske
besteht aus einem Gummikissen a, an
der Außenseite mit einem Ueberzuge von in Gummilösung getränktem
Stoffe b. Ein kleiner, in das
Gummikissen mündender Schlauch c
gestattet das Anschwellen des erstern durch Einblasen von Luft,
worauf der Schlauch zugebunden und das Entweichen der Luft
verhindert wird. Die so vorgerichtete Maske paßt sich der
Gesichtsform sowohl um die Augen, wie auch an der Nase
vollständig an und schließt hermetisch. Die Augengläser d sind mit einem Metallrand in die Maske
eingefügt und stehen nach außen etwas vor; zwei außen
angebrachte Schieber e führen durch
den vorstehenden Rand hindurch auf die innere Fläche des Glases
und gestatten das Putzen der Gläser auf ihren innern Flächen
mittels der mit Putzwolle umwickelten Enden f, ohne daß die Maske abgenommen zu
werden braucht.
2) Apparate mit Zuführung von comprimirter
Luft (Fig. 21
bis 38). Wenn
ein Mensch in einer Atmosphäre von unathembaren Gasen auf
größere Entfernungen vordringen, längere Zeit in derselben
verweilen und darin arbeiten soll, so ist die blose Mitführung
eines bis in die Zone der gesunden Luft zurückreichenden,
einfachen Respirationsschlauches unthunlich, erstens, weil
dessen Mitführung mit zunehmender Länge immer beschwerlicher
und, wenn zahlreiche Biegungen und Ecken zu passiren sind,
geradezu unmöglich wird; zweitens, weil mit zunehmender Länge
durch den Reibungswiderstand der anzusaugenden Luft das Athmen
zu sehr erschwert wird. In den meisten derartigen Fällen ist
aber auch die Mitführung einer Lampe nothwendig, und diese
brennt in der unathembaren Atmosphäre entweder gar nicht, oder
verbreitet (als Sicherheitslampe mit Drahtnetzen u. s. w.) in
explosiven Gasgemischen mit beschränktem Sauerstoffgehalt ein zu
ungenügendes Licht. Dasselbe gilt für solche Arbeiten, die unter
Wasser ausgeführt werden müssen.
Man hat deshalb seit längerer Zeit bei Taucherarbeiten dem mit
einer entsprechenden Hülle umschlossenen Arbeiter einen
ununterbrochenen Strom frischer Luft durch Gummischläuche
mittels einer außerhalb des Wassers aufgestellten Luftpumpe
zugeführt; indeß hat sich diese Methode immerhin als in mancher
Beziehung mangelhaft und für Grubenzwecke als durchaus nicht
anwendbar gezeigt. Besonders für bergbauliche Rettungsarbeiten,
aber auch für ähnliche Arbeiten in gewissen Fabriken, besteht
die allein richtige Lösung der Aufgabe darin, daß man dem
Arbeiter eine genügend große Luftmenge
unmittelbar mit auf den Weg gibt, und dann ist es
erforderlich, diese Luft auf ein möglichst kleines Volum zu
bringen, sie stark zu comprimiren.
Für dieses von Rouquayrol und den Gebrüdern Denayrouze im Laufe der letzten
zehn Jahre auf eine hohe Stufe der Vollkommenheit gebrachte
System dürfen die Genannten indeß ein Prioritätsrecht nicht
geltend machen; vielmehr gebührt, soweit ich über diesen
Gegenstand mich zu informiren Gelegenheit gehabt habe, diese
Ehre dem Wiener Mechaniker C. E. Kraft, von dessen „Respirations- und
Rettungsapparate“ bereits im Jahrgange 1861 (Bd. 161
S. 163) dieses Journals berichtet wird, daß derselbe schon seit
einer Reihe von Jahren von dem k. k. Geniecorps mit bestem
Erfolge benützt und auch von andern Bergwerksverwaltungen
bestellt worden sei. — Die ersten Nachrichten dagegen
über den Apparat von Rouquayrol
finden sich in Annales du Génie
civil, Mai 1865 (vgl. * 1865 178 25), allerdings schon in einer viel weiter
entwickelten und lebensfähigern Form, als sie der Kraft'sche
Apparat zeigt. — Letzterer besteht aus einer metallenen
Flasche, welche etwa 10l auf 15at
comprimirte Luft enthält und auf dem Rücken getragen wird, sowie
einem Lederwamms, welches den ganzen Oberleib bis zu den Hüften
einhüllt und mit kleinen Fenstern für die Augen versehen ist.
Beim Eintritt in irrespirable Gasarten öffnet der Mann den
Ausflußhahn der innerhalb des Wammses befindlichen Luftflasche
und läßt so viel Luft eintreten, als zum ungehinderten Athmen
nothwendig ist. Ein kleines, durch die ausströmende Luft in
Wirksamkeit gesetztes Pfeifchen gibt durch seinen Ton
hinreichenden Anhalt zur Regulirung des Hahnes, sowie zum
Rückzug des Mannes, sobald der Luftvorrath zu Ende geht. Der
Luftinhalt einer Flasche genügte bei diesem Apparate zur
Unterhaltung des Athmungsprocesses für eine Viertelstunde.
Ein Vergleich dieser mit der bereits citirten Beschreibung des
ersten Apparates von Rouquayrol aus
dem J. 1865 ergibt auf den ersten Blick die große Ueberlegenheit
des letztern Apparates, bei welchem namentlich der wesentliche
Unterschied hervorzuheben ist, daß er die frische Luft dem
Munde, also auch den Lungen nicht nur unmittelbar zuführt,
sondern deren Menge und Spannung auch durch einen selbstthätig
wirkenden Regulator dem wirklichen Bedarf und dem Drucke der
äußern Atmosphäre anpaßt. Auch im Vergleich zu den früher bei
Taucherarbeiten benützten Einrichtungen ist die Construction von
Rouquayrol von 1865 bereits im
wesentlichen Vortheil, da der Taucher nicht mehr von den mit der
Bedienung der Pumpen betrauten Arbeitern abhängig ist, mit denen
er früher durch sehr unvollkommene Signale in Verbindung stehen
mußte.
Die Nieder- und die Hochdruckapparate von Rouquayrol und Denayrouze
bestehen im Wesentlichen aus der Compressionspumpe, dem
Zuführungsschlauch mit Luftreiniger und Manometer, dem Regulator
für die Athmung und die Beleuchtung, der Sicherheitslampe, dem
Nasenverschluß und der Brille; hierzu tritt für die
Niederdruckapparate noch ein Haspel zum Aufrollen des
Schlauches, und für die Hochdruckapparate eine Combination von
mehreren Luftbehältern (die Luftbatterie).
Der wesentlichste Unterschied zwischen den Rouquayrol'schen
Nieder- und Hochdruckapparaten besteht darin, daß jene nur auf
mittlere Entfernungen (bezieh, geringe Wassertiefen) benützt
werden, bei ihnen der Arbeiter stets mit der Luftpumpe durch
einen Schlauch in directer Verbindung steht und nur Luft von 3
bis 4at Spannung zugeführt erhält, während bei diesen, den
Hochdruckapparaten, die Luft bis zu 24at comprimirt und von dem
Arbeiter, unabhängig von der Luftpumpe, in besondern Gefäßen auf
beliebige Entfernungen mit geführt wird.
Obwohl in diesem Journal (* 1865 178
25. * 1873 208 241) bereits einige dieser Theile nach der ältern
Construction beschrieben worden sind, so glaube ich doch, einer
unnützen Wiederholung mich nicht schuldig zu machen, wenn ich
dieselben Theile nach ihrer neuesten Ausführung (welche im
Princip allerdings mit der frühern mannigfach übereinstimmt)
hier nochmals kurz beschreibe.
Die Compressionsluftpumpe für
Niederdruckapparate ist in Fig. 21
und 22 [a/2] in ihrer neuesten Anordnung
dargestellt.Die ältere, im Princip nicht verschiedene Construction bringt
dieses Journal, 1865 178 Taf. I Fig. 10,
für Hochdruckapparate. Sie besteht aus zwei
combinirten Pumpen, die auf einer gemeinschaftlichen gußeisernen
Platte aufgestellt sind und durch einen doppelarmigen Schwengel
betrieben werden, welcher seinen Drehpunkt am Kopfe einer
zwischen den Pumpen stehenden Säule hat. Bei sämmtlichen Pumpen
von Rouquayrol wird nicht der Kolben,
sondern der Pumpenstiefel auf- und abwärts bewegt; diese
Anordnung macht es möglich, daß Kolben und Ventile stets mit
einer Wasserschicht bedeckt gehalten werden können, durch welche
Windverluste und Erwärmung der Pumpe vermieden werden und der
schädliche Raum auf ein Minimum gebracht wird. Eine solche Pumpe
gibt schon nach wenigen Kolbenspielen 3 bis 4at
Pressung und vermag bei 100mm Kolbendurchmesser und
180mm Hub pro Minute mit 35 bis 40 Hüben 80 bis 100l
comprimirter Luft zu liefern.
Die Compressionsluftpumpe für
Hochdruckapparate ist in Figur 23
[b/2] in einem senkrechten
Durchschnitte abgebildet, welcher die Einrichtung der Kolben und
Ventile zeigt, während Figur 24
[b/3] dieselbe Pumpe in etwas
veränderter Construction, nämlich ohne conische Haube, in einer
Seitenansicht darstellt. Das Princip der Anordnung ist auch hier
genau dasselbe, wie bei der Pumpe für geringere Pressung; eine
wesentliche Abweichung liegt indeß in der Rolle, welche jedem
einzelnen Pumpenkörper zugewiesen worden ist. Während nämlich
bei der Doppelpumpe für niedern Druck jeder einzelne
Pumpenkörper die Luft selbstständig ansaugt, comprimirt und
abgibt, dient bei der Pumpe für hohen Druck der größere
Pumpenkörper A (Fig. 24)
nur als eine Art von Vorpresse; er bringt die aufgenommene Luft
nur auf eine Spannung von 4at und gibt sie in diesem
Zustande durch den Schlauch k an den
hohlen Kolben der kleinern Pumpe B
ab, welche letztere die Compression auf 24at vollendet und die so
vorbereitete Luft durch den Schlauch m weiter leitet.
Die Abbildungen beider Arten von Pumpen erklären sich fast von
selbst; es möge deshalb hier nur kurz die Abweichung der neuern
von der ältern Construction angegeben werden. Bei letzterer
findet sich der Stiefel durch eine starke Oberplatte
abgeschlossen (in welcher das Druckventil angebracht ist) und
durch eine kegelförmige Haube bedeckt, an welche ein Stutzen zur
Aufnahme des Gummischlauches angegossen ist. Bei der neuern
Construction fehlt diese in der That ganz überflüssige Haube,
und das Druckventil befindet sich in einem besondern kleinen
Gehäuse n, n, das auf den Stiefel
aufgeschraubt und mit welchem der Gummischlauch unmittelbar
verbunden ist (Fig. 22
und 24).
Außer dem Vorzuge größerer Einfachheit besitzt diese Anordnung
den noch bedeutendern, daß die Flanschenverschraubung zwischen
Stiefel und Haube (Fig. 23)
und mit ihr die Möglichkeit von Undichtheiten gänzlich beseitigt
worden ist. — Die Kelche o, o
dienen zum Nachfüllen von Wasser. Sämmtliche Kolben sind mit
einer Lederstulpliderung versehen. Die soeben beschriebene Pumpe
für doppelte Compression füllt in 8 bis 10 Minuten ein Gefäß von
20l Inhalt mit Luft von 25at Spannung.
Die >Aspirationsregulatoren. Die
comprimirte Luft muß der Lunge des Arbeiters in jedem Falle
unter einem Druck zugeführt werden, welcher von dem der
umgebenden Atmosphäre wenig oder nicht verschieden ist. Es ist
dabei gleichgiltig, ob die Luft unmittelbar von der Luftpumpe
aus (unter einem geringern Drucke) oder aus einem besondern (mit
Luft von 24at gefülltem) Reservoir entnommen wird. Denayrouze wendete früher für beide Fälle
denselben Regulator an, während er es neuerdings vorzieht, für
geringere Luftpressungen die bereits oben beschriebene
Athmungsbüchse (Fig. 11
bis 18 [c.d/1] zu empfehlen. Die von der Pumpe
zugeführte Luft tritt durch das Saugventil derselben frei ein,
expandirt in dem Maße, daß sie etwa die Spannung der äußern
Luft, jedenfalls keine wesentlich höhere, annimmt, und ein
durchaus nicht unbequemer Ueberschuß dieser Luft entweicht
leicht mit durch das Ausathmungsventil.
Bei Anwendung stark gepreßter Luft ist ein Regulator
erforderlich, dessen Wirksamkeit sich möglichst genau der
Thätigkeit der Lunge anpaßt und derselben folgt. Diese Aufgabe
ist von Rouquayrol-Denayrouze in einer so glücklichen Weise
gelöst worden, daß der betreffende Regulator mit geringen
Abänderungen und in kleinerm Format auch zur Regulirung
derjenigen Luftmengen dient, welche der vom Arbeiter etwa
benützten Sicherheitslampe zugeführt werden müssen. Das Princip
dieser beiden Regulatoren ergibt sich aus der Skizze Figur 25 [b/2]. Es sei R ein mit comprimirter Luft angefüllter
Raum und r, r eine denselben von der
darüber liegenden Kammer B trennende
Scheidewand, in welcher sich das Ventil v so eingesetzt findet, daß es sich nur bei der Bewegung
nach unten öffnet. Die Kammer B ist
in ihrem untern Theile cylindrisch und aus Metall angefertigt;
der obere Theil derselben besteht aus einer nach außen sich
erweiternden Gummihaube g, g, welche
oben mit einer Metallplatte D
versehen ist, deren Durchmesser zu dem des Ventiles v in einem bestimmten, vom Druck der
Luft in R abhängigen Verhältniß
stehen muß, und die einen Ansatz s
trägt, welcher unter gewissen Umständen auf den Stift s′ des Ventiles v drückt. Der Schlauch a, a verbindet die Kammer B durch das Mundstück M (s. Fig. 3 und
8 [b/1]) mit dem Munde des
Arbeiters. Endlich ist E ein
Lippenventil, wie wir es bereits früher kennen gelernt haben.
Sobald der Arbeiter das Stück M zwischen seine Lippen und Zähne
gebracht, ferner die Nasenlöcher durch einen Klemmer geschlossen
hat und einen Athemzug thut, findet in B eine entsprechende Luftverdünnung statt. In Folge
derselben erlangt das den Apparat und den Arbeiter umgebende
Medium (mag dasselbe aus Gasen oder aus Wasser bestehen) einen
Ueberdruck über die die in B
enthaltene Luft, die Platte D wird
herabgedrückt, der Stift s schlägt
auf s′, öffnet dadurch das
Ventil v und läßt durch dasselbe so
viel comprimirte Luft aus R nach B übertreten, daß das Gleichgewicht
zwischen der Spannung in B und der
des umgebenden Mittels wieder hergestellt wird. Dieser Vorgang
vollzieht sich in einem unendlich kurzen Zeitraum am Ende des
Einathmens, während welcher Zeit natürlich das Lippenventil E geschlossen blieb. Bei dem nun
folgenden Ausathmen entweicht die ausgeathmete Luft durch E und das Spiel des Ventiles v beginnt nach jedem Einathmen von
Neuem.
Soll dieser Regulator zur Speisung einer Lampe mit Luft benützt
werden, so hat man nur die Kammer B
mit einem luftdichten Blechmantel zu umgeben, den Raum zwischen
diesem und der Kammer B mit Luft von
constanter Spannung auszufüllen, welche das umgebende Medium des
erstern Respirators ersetzt und, wenn durch geeignete
Vorrichtungen die Gleichmäßigkeit der Spannung erhalten wird,
einen Luftstrom von gleichbleibender Stärke der Lampe
zuführt.
Figur 26 [b.c/2] zeigt die
Skizze zu einem solchen Regulator für Lampen. R ist der Vorrathsraum für die
comprimirte Luft, v das Ventil, g g die Gummihaube, D die Metallplatte, welche das Ventil
niederdrückt, a a der zur Lampe
geführte Schlauch, H H das äußere
Gehäuse und e ein Hahn, welcher in
das Rohr x eingeschaltet ist und
durch dessen Stellung die Luftspannung in dem Gehäuse H H regulirt wird. Anstatt diesen Hahn
mit einer einfachen geraden Durchbohrung zu versehen und so
einen zwar beschränkten, aber steten Durchfluß der Luft zu
bewirken, gibt man ihm vortheilhaft die in Figur 27
[a/2] dargestellte Einrichtung, nach
welcher der Hahnkegel eine doppelte, in der Achse
zusammentreffende Bohrung erhält, während das Hahngehäuse mit
einer Luftkammer S von bestimmter
Größe versehen ist. Es wird stets nur der Inhalt von S an comprimirter Luft unter das Gehäuse
H H gelassen und dadurch eine nicht
unwesentliche Ersparniß an comprimirter Luft erzielt.
Wenn der Arbeiter beim Lampenlicht arbeiten muß, dann werden der
Athmungs- und der Lampenregulator stets zusammen an einer aus
starkem Gewebe angefertigten Weste derartig befestigt, daß der
Arbeiter die beiden Regulatoren bequem auf dem Rücken trägt. Die
Figuren 28 und 29 [c/3] zeigen dieselben in Ansicht und
Durchschnitt. Der >Gesammtapparat wiegt etwa 6k. A ist der Regulator für die Athmung, B der für die Lampe. Ein bei a befestigter Gummischlauch stellt die
Verbindung von A mit dem
Vorrathsbehälter für die comprimirte Luft, das Rohr b die zwischen beiden Regulatoren her,
während bei c und d die nach dem Munde des Arbeiters
bezieh. nach der Lampe führenden Schläuche befestigt werden. Das
Lippenventil zur Ausathmung befindet sich bei E, der in Figur 27
speciell abgebildete Hahn mit Luftsack, welcher die den Druck
regulirende Luft portionsweise in das äußere Gehäuse von B führt, bei f. Die auf dem obern Deckel von B vorhandene schraube s dient
zum Ablassen der in dem Gehäuse dieses Apparates vorhandenen
regulirenden Luft. Die innere Einrichtung der beiden Regulatoren
ergibt sich ohne Weiteres aus den Abbildungen und dem bereits
früher über das Constructionsprincip Gesagten; es ist nur noch
zu bemerken, daß das Rohrstück unterhalb der Ventile in einen
kleinen Korb (Fig. 30
[d/2]) endigt, welcher mit einer
Anzahl größerer Oeffnungen versehen ist, die mit feinem
Drahtgewebe bedeckt sind, um Kohlen- oder andern atmosphärischen
Staub zurückzuhalten, welcher etwa durch die Luftpumpen
aufgenommen und bis hierher gelangt sein könnte.
Die Wirksamkeit des Regulators ergibt sich aus der folgenden
theoretischen Betrachtung. Es bezeichne K den Druck des den Apparat
umgebenden Mittels, p′ den der Luft im Innern
der Luftkammer, p den der comprimirten Luft im Reservoir, S die
Oberfläche der mit der Gummihaube verbundenen und auf das Ventil
wirkenden Metallscheibe, s den Querschnitt der
Ventildurchgangsöffnung. Dann wirkt auf die Metallscheibe Druck
von zwei verschiedenen Seiten, nämlich ein solcher von oben =
K S,
welcher die Scheibe niederzudrücken, und ein anderer von unten =
p′ S + ps, welcher sie zu heben bestrebt
ist. Im Zustande des Gleichgewichtes sind beide in
entgegengesetzter Richtung wirkende Kräfte einander gleich, es
ist:
KS = p′ S + ps, oder p′ =
K - p s/S.
Gewöhnlich nimmt man nun S = 315qc, s = 20qmm; das Verhältniß
s/S ist
mithin = 1/1575. In Folge dessen kann p′ bei Verwendung der
stärksten Compression bis auf 25at niemals kleiner werden als
1 - 25/1575 = 1 - 1/63 = 62at/63.
Beträgt der mittlere Luftdruck 760mm, so muß in den Mund des
Arbeiters die Luft mit einem Minimaldruck von 748mm
gelangen, welcher immer mehr dem normalen Druck der umgebenden
Atmosphäre sich nähern muß, je mehr die hohe Spannung der
comprimirten Luft herabgeht.
Soll dagegen die Luft unter einem höhern, als dem gewöhnlichen
Atmosphärendruck ausströmen, so hat man nur nöthig, das äußere
Gehäuse vollständig luftdicht zu schließen und den Raum
innerhalb desselben mit dem untern, die comprimirte Luft
enthaltenden Theile durch ein mit einem Hahne versehenes Rohr zu
verbinden. Ist der Hahn ganz geöffnet, dann ist K = p, also
auch p′ = p - p s/S, mithin p′ nur um ein Geringes
kleiner als p.
Diese Disposition hat ihre Anwendung bei der Construction des
Lampenregulators gefunden, an welchem der Verbindungshahn f dazu benützt wird, um dem Drucke K die
gerade wünschenswerthe Größe zu geben.
(Schluß folgt.)