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Molecule
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oxygen
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carbon oxide
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nitrogen
(1)
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helium
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water
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Me
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Physical
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25 percent
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20 percent
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6 litres
(2)
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1 percent
(2)
[17][_]
de 1,2 litre
(1)
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de 200 bars
(1)
[19][_]
de 240 litres
(1)
[20][_]
de 0,4 litre
(1)
[21][_]
de 60 litres
(1)
[22][_]
de 300 litres
(1)
[23][_]
40 litres
(1)
[24][_]
de 0,4 litre/minute
(1)
[25][_]
120 minutes
(1)
[26][_]
de 48 litres
(1)
[27][_]
1 l
(1)
[28][_]
4 litres
(1)
[29][_]
20 s
(1)
[30][_]
9 s
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[31][_]
de 21 percent
(1)
[32][_]
25 s
(1)
[33][_]
Gene Or Protein
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Etre
(10)
[35][_]
Tre
(3)
[36][_]
Est A
(2)
[37][_]
DANS
(1)
[38][_]
Cou
(1)
[39][_]
Con A
(1)
[40][_]
Substituent
(1/ 3)
[41][_]
oxy
(3)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2520237A1
Family ID 2017983
Probable Assignee Draegerwerk Ag
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title APPAREIL DE PROTECTION RESPIRATOIRE AVEC CIRCUIT DU GAZ
RESPIRE
Abstract
_________________________________________________________________
UN APPAREIL DE PROTECTION RESPIRATOIRE AVEC CIRCUIT DU GAZ RESPIRE
COMPORTE UN SAC RESPIRATOIRE 6, UNE CARTOUCHE DE REGENERATION 4, UNE
ADMISSION AUTOMATIQUE 16 A 19, COMMANDEE PAR UN CAPTEUR DE MESURE 7,
DE L'oxygen ARRIVANT D'UNE BOUTEILLE 12 PAR UNE CONDUITE 15 ET UNE
ADMISSION COMMANDEE AUTOMATIQUEMENT D'UN GAZ D'EQUILIBRAGE. IL EST
CARACTERISE EN CE QU'UNE SOUPAPE PULMO-AUTOMATIQUE 9 COMMANDE
L'ADMISSION DU GAZ D'EQUILIBRAGE, EN L'OCCURRENCE DE L'AIR COMPRIME,
DANS LE CIRCUIT MAINTENU PAR RAPPORT A L'ATMOSPHERE AMBIANTE A UNE
SUPPRESSION CHOISIE AU MOYEN D'UN RESSORT 25 AGISSANT SUR LE SAC
RESPIRATOIRE 6.
CET APPAREIL PERMET DE COMPENSER LES FUITES QUI SE PRODUISENT AU
NIVEAU DU MASQUE SANS AUGMENTATION EXCESSIVE DE LA TENEUR EN oxygen DU
GAZ RESPIRATOIRE, ELIMINANT AINSI LES RISQUES DE BRULURES DU VISAGE
QUE CETTE AUGMENTATION FAIT COURIR AUX UTILISATEURS QUI COMBATTENT UN
INCENDIE.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un appareil de pro- tection
respiratoire fonctionnant en circuit et comportant un sac
respiratoire, une cartouche de regeneration, une ad- mission
automatique, commandee par un capteur de mesure, de l'oxygen d'une
bouteille arrivant par une conduite, et une admission commandee
automatiquement du gaz d'equili- brage. Les appareils de protection
respiratoire, qu'il s' agisse d'appareils fonctionnant en circuit
ouvert ou de ceux dont il est question ici, qui fonctionnent en
circuit ferme, devraient, dans chaque phase du cycle respiratoire,
maintenir dans le circuit une legere surpression par rap- port a
l'atmosphere ambiante, ceci afin d'empecher l'air exterieur de
penetrer, meme pendant la phase inspiratoire, en cas de fuite sur le
bord du masque, par exemple.
La surpression dans un circuit ferme a necessaire- ment pour
corollaire, dans ce cas, un ecoulement vers 1 ' exterieur de l'oxygen,
dont la reserve est relativement faible et qui, sous forte
concentration, peut etre dange- reux lorsque l'appareil est utilise
par le personnel de lutte contre l'incendie.
Dans la plongee sous-marine, du fait que la pres- sion ambiante
augmente avec la profondeur atteinte, il est necessaire de completer
en permanence le volume de gaz respiratoire en en controlant la teneur
en oxygen.
Dans un appareil de protection respiratoire connu, avec un circuit de
l'air respiratoire, ce circuit est for- me au moyen d'un sac
respiratoire, d'une cartouche qui fi- xe le gaz carbonique et d'un
tuyau flexible d'inspiration et d'expiration, qui aboutit au masque ou
au casque du plongeur Dans ce circuit ferme, il est prevu une bouteil-
le de gaz d'equilibrage, qui, a travers un clapet commande par la
pression, debite dans le circuit un gaz inerte lorsque la difference
entre la pression interieure du sac respiratoire et la pression
ambiante devient plus grande par suite de l'augmentation de cette
derniere, au cours d' une plongee par exemple et que le volume de gaz
respiratoi- re dans le sac diminue sous l'effet de l'augmentation de
la pression ambiante et ne suffit plus pour remplir les poumons de
l'utilisateur La commande de l'ecoulement dans la oxygen s'effectue au
moyen d'un capteur de mesure de 021 place dans le sac respiratoire ou
dans le parcours du gaz inspire L'admission de l'oxygen a donc
toujours lieu en fonction de la consommation de ce gaz.
Cet appareil connu ne comporte aucune commande de l'admission du gaz
d'equilibrage par l'intermediaire d'une soupape pulmo-automatique a
chaque respiration, ni de com- mande d'une legere surpression
constante par rapport a la pression ambiante En outre, le gaz
d'equilibrage, en I' occurrence le gaz inerte, s'ajoute a l'effet de
la respi- ration pour diminuer la concentration d'oxygen et ce, d'
autant plus que la profondeur de plongee augmente Pour 1 '
equilibrage, il faudrait alors une commande compliquee
(brevet allemand NO il 04 828).
Un autre appareil respiratoire connu comporte des moyens pour
maintenir un melange gazeux predetermine ou une atmosphere, et
notamment des moyens pour maintenir et reguler la quantite desiree
d'oxygen dans un melange ga- zeux destine a la respiration.
Le gaz respiratoire est dirige dans un circuit, dan lequel l'carbon
oxide est absorbe dans un dispositif approprie L'oxygen consomme est
amene a partir d'un re- servoir et il est prevu en outre un reservoir
d'equilibra- ge pour un gaz neutre.
L'oxygen est mesure au moyen d'un dispositif de- tecteur et la
quantite necessaire de ce gaz est tiree du reservoir au fur et a
mesure des besoins L'agencement de soupapes utilise pour cela comprend
une soupape commandee en consequence et une soupape toujours ouverte,
qui permet un ecoulement minimal continu predetermine Par une soupape
placee dans le sac respiratoire et qui commande le debit en fonction
de la profondeur de plongee, du gaz neutre est ti- re du reservoir
d'equilibrage et amene dans le circuit.
Cet appareil connu appelle les memes commentaires
252023? que le precedent Il n'y a pas de commande de l'ecoulement du
gaz d'equilibrage, en l'occurrence le gaz neutre, nitrogen ou helium,
avec les phases respiratoires, au moyen d'une soupape
pulmo-automatique, mais il est prevu une soupape courante, qui, en
fonction de la pression de l'water, intro- duit dans le sac
respiratoire une quantite suffisante de gaz neutre pour le maintenir
gonfle (demande de brevet en
R.F A DE-OS 14 34 935).
L'invention a pour objet de realiser un appareil de protection
respiratoire avec regeneration de l'air respira- toire et surpression
dans le circuit, garantissant que la teneur d'oxygen ne depassera pas
25 percent, meme pour un court instant, ledit appareil devant etre en
outre d'une cons- truction simple et facile a utiliser.
A cet effet, dans l'appareil selon l'invention, une soupape
pulmo-automatique commande l'admission du gaz d'e- quilibrage, en
l'occurrence de l'air comprime, dans le cir- cuit maintenu par rapport
a l'atmosphere ambiante a une surpression choisie au moyen d'un
ressort agissant sur le sac respiratoire.
Dans la combinaison de l'apport d'oxygen avec il apport de gaz
d'equilibrage, ici de l'air comprime, a tra- vers la soupape
pulmo-automatique au cours des phases res- piratoires, la composition
du melange gazeux en aval du sac correspond a l'air respiratoire
normal La diminution de la proportion d'oxygen due a la respiration
est mesuree par le capteur Un dispositif d'actionnement associe a un
circuit electronique a valeur limite ouvre une soupape, de sorte que
de l'oxygen penetre dans le circuit a travers des moyens de dosage
constant Si, en cours d'utilisation de l'appareil, des defauts
d'etancheite apparaissent dans le masque et entrainent une fuite
d'air, de l'air est a- lors preleve dans une bouteille d'air comprime
et introduit dans le circuit par la soupape pulmo-automatique Comme la
proportion d'oxygen dans cet air est comprise entre 20 percent et 25
percent par exemple, les moyens d'admission de 2 n'entrent pas en
action a ce moment-la, mais seulement lors de l'ex- piration suivante,
c'est-a-dire pour remplacer l'oxygen conso ne.
Cette combinaison d'un apport d'air commande par une soupape
pulmoautomatique et d'un apport d'oxygen commande par un capteur
presente en outre le grand avanta- ge qu'en cas de panne du circuit
electronique, la respira- tion de l'utilisateur peut etre facilement
maintenue au moyen de la soupape pulmo-automatique L'entree en action
frequente de cette soupape indique a l'utilisateur que la commande
electronique de l'admission d'oxygen ne fonc- tionne plus La presence
d"un distributeur monte entre la conduite d'air comprime et celle
d'oxygen permet alors d' alimenter la soupape pulmoautomatique en
oxygen de la bouteille, de sorte que le plongeur conserve pour le re-
tour le temps d'utilisation complet de l'appareil, avec toutefois une
augmentation de la proportion d'oxygen dans le circuit, ce qui est
toutefois sans importance lors de la remontee Par ailleurs, chaque
entree en action de la soupape pulmo-automatique est le signe d'une
fuite, c'est- a-dire de l'echappement d'une quantite d'air
respiratoire vers l'exterieur, qu'on peut empecher ou diminuer en
reser- rant les courroies du masque.
Afin qu'au debut de l'utilisation de l'appareil, 1 ' ouverture de
l'une ou l'autre bouteille ne puisse etre ou- bliee, les deux robinets
correspondants peuvent etre ac- couples a l'aide d'un dispositif
d'actionnement commun, qui, lorsqu'il est manoeuvre, ouvre
simultanement les deux bouteilles L'utilisateur est ainsi assure d'une
alimenta- tion parfaite en gaz respiratoire.
Pour le rapport entre les deux reserves de gaz com- prime, on a choisi
avantageusement un rapport air/oxygen approximativement egal a 1/4
Pour un appareil prevu pour une duree d'utilisation de deux heures, on
peut choisir pour l'oxygen une bouteille de 1,2 litre avec une
pression de remplissage de 200 bars, ce qui donne une reserve de 240
litres d'oxygen, et pour l'air comprime une bouteille de 0,4 litre,
avec la meme pression de remplissage, ce qui donne une reserve d'air
de 60 litres La reserve totale de gaz respiratoire est donc de 300
litres, ce qui suffit pour une duree de travail de deux heures Le
rapport de grandeur entre les deux reserves resulte des considerations
suivan- test
Pour le premier remplissage du circuit ou du sac a- vec de l'air, il
faut compter sur 6 litres environ Si on evalue a 1 percent environ de
l'air utilise les fuites permanen- tes au masque, on obtient pour une
consommation moyenne de
40 litres d'air par minute une perte de 0,4 litre/minute.
Pour 120 minutes, cela represente une perte de 48 litres.
Il reste donc 6 litres pour les fuites momenta- nees eventuelles, qui
sont plus importantes En general, la perte par fuites est inferieure a
1 percent, ce qui laisse une securite suffisante pour l'usage de
l'appareil.
En ce qui concerne la consommation d'oxygen, on peut partir d'une
consommation moyenne comprise entre 1,8 et 2 1/m sur deux heures, de
sorte que la reserve d'oxyge- ne est adaptee aux conditions
d'utilisation.
De toute facon, l'invention sera bien comprise a 1 ' aide de la
description qui suit, en reference au dessin schematique annexe,
representant, a titre d'exemple non li- mitatif, une forme d'execution
de cet appareil: Fig 1 est un schema de principe de l'appareil de
protection respiratoire selon l'invention;
Fig 2 montre un detail de la liaison entre l'ali- mentation en oxygen
et l'alimentation en air.
D'un masque de protection 1, l'air expire s'ecoule dans un tuyau
flexible 2, traverse un clapet anti-retour 3 et penetre dans une
cartouche de regeneration 4 Il en sort par une conduite de liaison 5
qui l'amene a un sac respiratoire 6 L'air inspire est preleve dans ce
sac 6, d'o, en circulant devant un capteur d'oxygen 7, il en- tre dans
une chambre 8 d'une soupape pulmo-automatique 9, dont il sort a
travers un clapet anti-retour d'inspiration pour etre conduit par le
tuyau flexible Il jusqu'au masque 1.
252023?
L'alimentation en oxygen s'effectue a partir d'une bouteille 12 munie
d'un robinet 1 l et d'un detendeur 14.
Une fois detendu, l'oxygen s'ecoule dans une conduite 15 et traverse
un doseur 16, qui est place soit en amont, soit en aval d'une valve
d'arret 17.
Ce doseur d'oxygen, qui entre en action par inter- valles, peut
debiter, par exemple, de 3,5 a 4 litres par minute, ce qui, dans le
cas d'une mise en circuit perma- nente, couvre n'importe quel besoin
possible en oxygen.
Le capteur d'oxygen 7 regule par l'intermediaire d'un circuit
electronique 18 a valeur limite une commande 19, qui, lorsque la
demande en oxygen est plus faible, met temporairement la valve d'arret
17 et le doseur 16 en position de fermeture Lorsque la valve 17 est
ouverte, 1 ' oxygen dose s'ecoule dans une conduite 15 a, qui l'intro-
duit dans le circuit de l'appareil L'air comprime contenu dans une
bouteille 20 s'ecoule a travers le robinet 21, le detendeur 22 et une
conduite 23 pour arriver dans la cham- bre de pression 24 a l'entree
de la soupape pulmo-automati- que 2 et, si cette soupape est ouverte,
dans la chambre 8.
Au debut de la respiration avec cet appareil, le sac 6 est comprime
par un ressort de surpression 25 et son volume interieur est donc
reduit Des que les robinets 13 et 21 sont ouverts par le dispositif
d'actionnement commun 26, de l'air s'ecoule de la chambre de pression
24 dans le circuit de l'appareil a travers la soupape pulmo-automati-
que Y, laquelle est en position d'ouverture.
Si l'utilisateur a mis le masque 1 et isole ainsi le circuit par
rapport au milieu ambiant, il s'etablit dans le circuit une pression
determinee par la force du ressort de surpression 25 et celle d'un
autre ressort 27, qui agit sur une membrane 28 de la soupape
pulmo-automati- que 9 Cette pression est superieure a la pression
ambian- te Lorsqu'elle est atteinte, la membrane 28 est amenee a sa
position"de depart contre la force du ressort 27, de sorte que la
soupape 9 retourne a sa-position de repos et empeche l'air de la
chambre 24 de penetrer dans le circuit.
Lorsque de l'air est preleve dans le circuit pour l'inspiration et que
le volume du sac respiratoire ne cou- vre plus la demande, la pression
baisse dans le circuit et la force du ressort 27 ouvre la soupape 9
jusqu'a ce que la quantite d'air necessaire a une inspiration ait
passe de la chambre 24 a la chambre 8 L'air expire s'ecoule par le
tuyau flexible 2 jusque dans la cartouche de regenera- tion 4, o il
est debarrasse de son gaz carbonique, et, de la, une conduite 5
l'amene au sac 6, de sorte que ce der- nier se gonfle contre la force
du ressort de surpression Il s'etablit alors dans le circuit une
surpression plus forte, qui agit aussi sur la membrane 28 et empeche
que la soupape pulmo-automatique 9 s'ouvre de nouveau E- tant donne
que la consommation d'oxygen pendant le cycle respiratoire qui vient
d'avoir lieu a abaisse la teneur en
02 de l'air comprime de 21 percent environ a une valeur inferieu- re a
20 percent, le capteur 7 envoie un signal au circuit electro- nique a
valeur limite 18, de sorte que la commande 19 en- tre en action et
ouvre la valve 17 associee au doseur 16.
De l'oxygen dose a un debit constant s'ecoule donc par la conduite 15
a dans le circuit jusqu'a ce qu'une valeur maximale de 24 ou 25
percent soit atteinte.
Etant donne que dans des conditions de fonctionne- ment normales ce
systeme de dosage, en s'ouvrant plus ou moins longtemps, couvre
toujours les besoins en oxygen, il y a toujours dans le sac 6 une
quantite de gaz respira- toire suffisante pour chaque inspiration Dans
ces condi- tions normales, la soupape pulmo-automatique 9 n'entre donc
pas en action.
Si une fuite se produit au masque 1 alors qu'au meme moment la
consommation d'oxygen augmente, le volume interieur du sac 6 diminue
aupoint que lors des cycles respiratoires suivants le volume de gaz
preleve dans le sac a chaque inspiration ne suffit pas pour remplir
les poumons de l'utilisateur Le sac 6 se vide Me plus en plus et le
ressort 25 s'allonge tellement qu'il ne peut plus maintenir la
surpression desiree dans le circuit Cet- te diminution de la
surpression se manifeste aussi dans la chambre 8 au niveau de la
membrane 28, de sorte que le ressort 27 peut la deplacer dans le sens
de l'ouverture de la soupape 9 et que de l'air comprime peut s'ecouler
par la conduite 23 dans le circuit jusqu'a ce que le volume de gaz
respiratoire necessaire a une inspiration soit couvert.
Cette entree en action de la soupape pulmo-automatique 9 est donc un
signe audible d'une fuite non percue au masque
1 L'utilisateur peut, dans ce cas, resserrer les cour- roies de
celui-ci.
Si, par suite d'un incident, une fuite plus impor- tante se produit
sur le bord du masque, un apport d'air au circuit intervient alors de
la meme maniere que celle qui vient d'etre decrite, de sort*que le gaz
respiratoire qui s'echappe a l'endroit de la fuite a la meme
composition que l'air atmospherique normal, ce qui, sur les lieux d'un
incendie, elimine les risques de brulures au visage que representerait
la presence de oxygen.
La conduite d'air comprime 15, en amont du doseur
16-, et celle d'air comprime 23 sont reliees l'une a l'au- tre par une
conduite 29 et une valve de permutation 30 actionnee manuellement Si,
pour une raison quelconque il se produit une defaillance de la
commande electronique 7, 18, 19 du dispositif de dosage 16, 17,
l'utilisateur peut actionner cette valve de permutation 30 (fig 2), de
fa- con a faire communiquer la conduite 23 avec la conduite 29 et a
l'isoler de la bouteille d'air comprime 20 La cham- bre 8 de la
soupape pulmo-automatique 9 est alors alimen- tee uniquement en oxygen
venant de la bouteille 12 par la conduite 15, la conduite 29, la valve
30 et la conduite 23.La valve de fermeture 17 a commande electronique
peut etre conformee de facon a conserver sa position ouverte en cas de
defaillance de la partie electronique, l'oxy- gene dose s'ecoulant
alors de facon ininterrompue L'uti- lisateur dispose alors de tout le
temps prevu pour le re- tour a un milieu ambiant normal, mais la
proportion d'oxy- gene augmente dans le circuit, de sorte que s'il
participe a une lutte contre un incendie, il doit interrompre son ac-
tivite. Il peut etre prevu dans la conduite de liaison 29 un clapet
anti-retour 32, qui ouvre de la oxy- gene 15 vers la conduite d'air
comprime 23 et empeche ainsi l'air comprime de penetrer dans la
conduite d'oxyxe- ne 15.
Le circuit peut eventuellement etre muni d'une sou- pape de securite
31, afin de permettre un equilibrage avec le milieu ambiant lorsque la
surpression dans le circuit atteint une valeur excessive.
Cela peut se produire, par exemple, lorsque le dis- positif de dosage
16, 17 reste toujours ouvert par suite d'une defaillance du circuit
electronique ou lorsque la soupape pulmo-automatique reste accrochee
en position d'ou- verture.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS -
1. Appareil de protection respiratoire fonction-nant en circuit et
comportant un sac respiratoire, unecartouche de regeneration, une
admission automatique, com-mandee par un capteur de mesure, de
l'oxygen arrivant d' une bouteille par une conduite, et une admission
commandee automatiquement d'un gaz d'equilibrage, caracterise en ce
qu'une soupape pulmo-automatique ( 9) commande l'admission du gaz
d'equilibrage, en l'occurrence de l'air comprime,dans le circuit
maintenu par rapport a l'atmosphere am-biante a une surpression
choisie au moyen d'un ressort( 25) agissant sur le sac respiratoire (
6).
2. Appareil selon la revendication 1, caracteri-se en ce que le
rapport entre la reserve d'air et celle d'oxygen est approximativement
egal a 1/4.
3. Appareil selon la revendication 1 ou la reven-dication 2,
caracterise en ce que le robinet ( 13) de la bouteille d'oxygen et
celui ( 21) de la bouteille d'aircomprime ( 20) sont accouples par
l'intermediaire d'un dis-ppsitif-d'actionnement commun ( 26).
4. Appareil selon l'une quelconque des revendica-tions 1 and 3,
caracterise en ce qu'une valve de permutation( 30) montee dans la
conduite d'air comprime ( 23) isole cel-le-ci de la bouteille d'air
comprime ( 20) et la fait com-muniquer avec une conduite ( 29) de
liaison avec la condui-te d'oxygen ( 15).
5. Appareil selon la revendication 4, caracteri-se en ce qu'un clapet
anti-retour ( 32) ouvrant en direc-tion de la conduite d'air comprime
( 23) est monte dans laconduite de liaison ( 30).
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