DE1559692C

DE1559692C - Breathing gas supply device for high-altitude breathing apparatus

Info

Publication number: DE1559692C
Authority: DE
Inventors: Edgar William James; Tizard Kenneth Wilfrid; Yeovil Somerset Basham (Großbritannien)
Original assignee: Westland Aircraft Ltd
Current assignee: Westland Group PLC
Publication date: 1971-11-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Atemgaszuführungsvorrichtung für Höhenatemgeräte mit einem Sauerstoffzuführungsventil, einem das Sauerstoffzuführungsventil betätigenden, vom Druck unter der Maske od. dgl. beaufschlagten Druckwandler und einem die Maske od. dgl. mit der umgebenden Luft verbinden-.den Ventil.The invention relates to a breathing gas supply device for high-altitude breathing apparatus with an oxygen supply valve, one the oxygen supply valve actuating, or the pressure under the mask Mask or the like with the surrounding air - connect the valve.

Es ist bereits eine Steuervorrichung für das Zusatzluftventil von Höhenatemgeräten mit lungengesteuerter Sauerstoffzufuhr bekannt, bei der dem Ventilverschlußkörper des Ventils, der von einer Membrandose gesteuert wird, zwei im Abstand voneinander angeordnete Ventilsitze zugeordnet sind, zwischen denen der Ventilverschlußkörper verschiebbar ist. Das Ventilgehäuse ist um den Ventilverschlußkörper herum verbreitert, so daß ein Ringraum für den Durchfluß der Zusatzluft gebildet ist, wenn der Verschlußkörper von den Sitzen abgehoben ist. Eine Verringerung des Drucks der umgebenden Luft bewirkt, daß die Membrandose sich dehnt und den Ventilverschlußkörper aus der einen in die andere Stellung verschiebt.It is already a control device for the auxiliary air valve known from high altitude breathing apparatus with lung-controlled oxygen supply, in which the valve closure body of the valve, which is controlled by a diaphragm can, two at a distance from each other arranged valve seats are assigned, between which the valve closure body is displaceable is. The valve housing is widened around the valve closure body, so that an annular space for the flow of additional air is formed when the closure body is lifted from the seats. One A reduction in the pressure of the surrounding air causes the diaphragm box to expand and the Valve closure body moves from one position to the other.

Es ist weiter ein lungengesteuertes Sauerstoffzuführungsventil bekannt, das von einem Elektromagneten betätigt wird, dessen Betätigungsstromkreis durch eine in der Steuerkammer befindliche Kontakteinrichtung geschlossen wird, deren einer Teil an der Membran befestigt ist. Diese spricht auf den während des Einatmens vom Benutzer hervorgerufenen Unterdruck an. Eine Steuerung des Öffnungsgrads des Sauerstoffzuführungsventils ist hierbei nicht möglich; vielmehr kann das Ventil nur völlig geschlossen oder nur völlig geöffnet sein.There is also a lung-controlled oxygen supply valve known that is operated by an electromagnet is actuated, the actuating circuit of which is operated by a contact device located in the control chamber is closed, one part of which is attached to the membrane. This speaks to the during inhalation caused by the negative pressure caused by the user. A control of the degree of opening of the Oxygen supply valve is not possible here; rather, the valve can only be completely closed or just be fully open.

Weiterhin ist ein Atemschutzgerät mit Kreislauf der Atemluft bekannt, wie es z. B. von Feuerwehrleuten oder Rettungsmannschaften, z. B. in Bergwerken, oder von Tauchern verwendet wird. In dem Atemkreislauf ist ein mit einem Meßfühler versehener Sauerstoffteildruckfühler angeordnet, der auf die Einstellvorrichtung des Sauerstoffventils derart einwirkt, daß soviel Sauerstoff zugeführt wird, wie jeweils verbraucht worden ist.Furthermore, a breathing apparatus with a breathing air circuit is known, as it is, for. B. from firefighters or rescue teams, e.g. B. in mines, or used by divers. By doing In the breathing circuit, an oxygen partial pressure sensor provided with a measuring sensor is arranged, which is directed to the setting device of the oxygen valve acts in such a way that as much oxygen is supplied as is used in each case has been.

Schließlich ist auch bereits eine elektronische Sauerstoffzuführungsvorrichtung für Höhenatemgeräte bekannt, bei der ein Druckwandler, der den Druck unter der Atemmaske feststellt, das Sauerstoffzuführungsventil betätigt. Außenluft wird durch eine bekannte Vorrichtung zugeführt, welche die Luft in die Sauerstoffzuführungsleitung in der Nähe der Maske einleitet. Das Ausatmen erfolgt über ein Ausatemventil, das auf den Maskendruck eingestellt und durch eine leichte Feder belastet ist. Bei dieser Vorrichtung sind eine wahrnehmbare Anstrengung beim Atmen und ein unnötig hoher Sauerstoffverbrauch festzustellen.Finally, there is also an electronic oxygen supply device for high-altitude breathing apparatus known, in which a pressure transducer, which detects the pressure under the breathing mask, the oxygen supply valve actuated. Outside air is supplied by a known device, which the air into the oxygen supply line near the mask. Exhaling is done through an exhalation valve, which is adjusted to the mask pressure and loaded by a light spring. With this device are a noticeable effort when breathing and an unnecessarily high consumption of oxygen ascertain.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Atemgaszuführungsvornchtung für Höhenatemgeräte zu schaffen, deren Arbeitsweise eine optimale Betriebssicherheit ergibt, mit der eine genau dem Bedarf entsprechende Sauerstoffzufuhr möglich ist und die ein so geringes Gewicht und so kleine Abmessungen hat, daß sie als Baueinheit in der Maske selbst untergebracht werden kann.The invention is based on the object of providing a breathing gas supply device for high-altitude breathing apparatus to create whose mode of operation results in optimal operational reliability, with which one precisely meets the needs Appropriate oxygen supply is possible and which has such a low weight and such small dimensions has that it can be housed as a structural unit in the mask itself.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Maske od. dgl. eine Sauerstoffteildruckmeßeinrichtung aufweist, daß der Druckwandler und die Sauerstolfteildruckmeßeinrichtung dem jeweiligen Sauerstoffteildruek unter der Maske od. dgl. entsprechende Signale liefern, die einer elektronischen Steuereinrichtung aufgegeben werden, in der aus den aufgegebenen Signalen abgeleitete Signale erzeugt werden, durch die das Sauerstoffzuführungsventil und das die Maske mit der umgebenden Luft verbindende Ventil betätigt werden, und daß zu der Steuereinrichtung eine Höhenmeßeinrichtung, die bei Überschreiten einer festgelegten Höhe ein eine Steigerung der Sauerstoffabgabe des Sauerstoffzuführungsventils bewirkendes Signal liefert, und eine von einem Signal des Druckwandlers betätigte Sicherheitsdruckeinrichtung gehören, die bei Erreichen der eine Druckatmung erfordernden Höhe ebenfalls ein eine Steigerung der Sauerstoffabgabe des Sauerstoffzuführungsventils bewirkendes Signal liefert.According to the invention, this is achieved in that the mask or the like has an oxygen partial pressure measuring device has that the pressure transducer and the oxygen partial pressure measuring device to the respective Oxygen part pressure under the mask or the like. Corresponding Deliver signals that are given to an electronic control device, in which from the signals derived from the signals are generated, through which the oxygen supply valve and the valve connecting the mask to the surrounding air is actuated, and that to the control device a height measuring device that increases when a specified height is exceeded provides a signal causing the oxygen delivery of the oxygen supply valve, and one of a signal belonging to the pressure transducer actuated safety pressure device, which, when reaching the pressure breathing also require an increase in the oxygen delivery of the oxygen supply valve provides the causing signal.

Bei einer derartigen Atemgaszuführungsvorrichtung werden das Sauerstoffzuführungsventil und das die Maske mit der umgebenden Luft verbindende, sowohl als Ausatem- als auch als Außenluftzufüh rungsventil dienende Ventil durch Signale aus der elektronischen Steuereinrichtung gesteuert, die von einer Reihe von Faktoren abhängig sind. Von dem aus dem Druckwandler stammenden Signal wird die Steuerschaltung in der Weise beeinflußt, daß das Sauerstoffzuführungsventil und das Ausatem- und Luftzuführungsventil entsprechend der Atmung des Benutzers geöffnet un(J geschlossen werden. Beispielsweise beeinflußt der Druckwandler die Steuerschaltung in der Weise, daß das Sauerstoffzuführungsventil während des Einatmens geöffnet und das Ausatem- und Luftzuführungsventil gleichzeitig geschlossen ist. Das Umgekehrte ist während des Ausatmens der Fall. Die der Steuereinrichtung von der Sauerstoffteildruckmeßeinrichtung aufgegebenen Signale verursachen eineÄnderung der Arbeitsweise der Ventile, wenn der Sauerstoffteildruck außerhalb eines bestimmten Bereichs liegt. Um den festgelegten Sauerstoffteildruck aufrechtzuerhalten, wirkt die Sauerstoffteildruckmeßeinrichtung hauptsächlich während der Einatemphase. Die von ihr erzeugten Signale steuern das Öffnungsmaß des Sauerstoffzuführungsventils, durch das der Sauerstoff zugeführt wird, und das Ausatem- und Luftzuführungsventil, um verdünnte Außenluft zuzuführen, und zwar in solchen Anteilen, daß der gewünschte Sauerstoffteildruck unter der Maske od. dgl. aufrechterhalten wird. Nimmt die Höhe zu und fällt damit der Sauerstoffteildruck, versucht die Sauerstoffteildruckmeßeinrichtung mehr Sauerstoff zuzuführen, indem die Öffnungsperioden des Sauerstoffzuführungsventils verlängert und die Öffnungsperioden des Ausatem- und Luftzuführungsventils während der Ausatemphase verkürzt werden. Dieser Vorgang endet in der Höhe, in der die Sauerstoffteildruckmeßeinrichtung die Vorrichtung auf 100 Prozent Sauerstoff schaltet, indem das Ausatem- und Luftzuführungsventil während der Einatemphase geschlossen bleibt. In Bodennähe, wo Sauerstoff nicht erforderlich ist, beeinflußt der Druckwandler das Sauerstoffzuführungsventil und das Ausatem- und Luftzuführungsventil in der Weise, daß die Ventile mit dem Atmen des Benutzers öffnen und schließen; der Einfluß des Druckwandlers wird jedoch durch die Sauerstoffteildruckmeßeinrichtung übersteuert, damit sowohl während des Einatmens als auch während des Ausatmens das Sauerstoffzuführungsventil in einer völlig geschlossenen Stellung und das Ausatem- und Luftzuführungsventil in einer völlig geöffneten Stellung gehalten werden. Zusätzlich zu dem Druckwand- In such a breathing gas supply device, the oxygen supply valve and the connecting the mask with the surrounding air, both as an exhalation valve and as an outside air supply valve serving valve controlled by signals from the electronic control device, which are from depend on a number of factors. From the signal coming from the pressure transducer, the Control circuit affects in such a way that the oxygen supply valve and the exhalation and Air supply valve can be opened and closed according to the user's breathing. For example The pressure transducer influences the control circuit in such a way that the oxygen supply valve open during inhalation and the exhalation and air supply valves are closed at the same time. The reverse is the case during exhalation. That of the control device from the oxygen partial pressure measuring device signals given cause a change in the operation of the valves when the Oxygen partial pressure is outside a certain range. To the specified partial pressure of oxygen To maintain, the oxygen partial pressure measuring device acts mainly during the inhalation phase. The signals it generates control the degree of opening of the oxygen supply valve through which the Oxygen is supplied, and the exhalation and air supply valve to supply dilute outside air, in such proportions that the desired partial oxygen pressure od under the mask. is maintained. If the altitude increases and the oxygen partial pressure falls, the oxygen partial pressure measuring device tries Supply more oxygen by opening the opening periods of the oxygen supply valve extended and the opening periods of the exhalation and air supply valve during the The exhalation phase can be shortened. This process ends at the level at which the partial oxygen pressure measuring device the device switches to 100 percent oxygen by removing the exhalation and air supply valve remains closed during the inhalation phase. Near the ground where oxygen is not required is, the pressure transducer affects the oxygen supply valve and the exhalation and air supply valve in such a way that the valves open and close with the breath of the user; the influence of the pressure transducer, however, is determined by the partial oxygen pressure measuring device overridden so that both during inhalation and exhalation the oxygen supply valve in one fully closed position and the exhalation and air supply valve are held in a fully open position. In addition to the pressure wall

ler und der Sauerstoffteildruckmeßeinrichtung ist eine Höhenmeßeinrichtung vorhanden, deren Signal nur das Sauerstoffzuführungsventil beeinflußt, um die Sauerstoffzufuhr bei einer bestimmten Höhe zu vergrößern, wodurch eine Druckbeatmung eingeleitet wird, wenn der Umgebungsdruck dies erforderlich macht. Die Sicherheitsdruckeinrichtung beeinflußt das Sauerstoffzuführungsventil schon auf einer niedrigeren vorgegebenen Höhe, um die Sauerstoffzu-ler and the oxygen partial pressure measuring device is one Height measuring device available, the signal only affects the oxygen supply valve to the Increase oxygen supply at a certain altitude, thereby initiating pressure ventilation if the ambient pressure makes it necessary. The security printing device affects the oxygen supply valve is already at a lower specified height in order to

Maske eingestellt. Während des Ausaimens ist das Sauerstoffzuführungsventil 2 geschlossen und das Ventil 5 voll geöffnet.Mask set. That is during the sewing process Oxygen supply valve 2 closed and valve 5 fully opened.

Der Druckwandler ist in Fig. 2 in seinem Auf-5 bau dargestellt. Er weist eine Metallmembran 6 auf, die mit Nylonschrauben an ihrem Rand zwischen den Gehäuseteilen 7 und 8 festgeklemmt ist. Die Gehäuseteile 7 und 8 sind so geformt, daß sie Räume auf entgegengesetzten Seiten der Membran bilden.The pressure transducer is in its on-5 position in FIG construction shown. It has a metal membrane 6 with nylon screws on its edge between the Housing parts 7 and 8 is clamped. The housing parts 7 and 8 are shaped so that they have spaces form on opposite sides of the membrane.

fuhr zu vergrößern und damit einen geringen Sicher- io Einer dieser Räume steht mit dem Innern der Maske 1 heitsüberdruck unter der Maske aufrechtzuerhalten. über einen Kanal 9 in Verbindung, der sich durch Durch die voll elektronische Ausbildung der einen Vorsprung mit einer Schulter K) erstreckt, hin-Steuereinrichtung wird erreicht, daß die Atemgas- ter die die Maskenwand greift. Der Raum auf der Zuführungsvorrichtung ein sehr geringes Gewicht er- entgegengesetzten Seite der Membran steht über eine hält und als Einheit in der Maske untergebracht 15 öffnung 11 mit der umgebenden Luft in Verbindung, werden kann. Die Gewichtsverminderung beruht Die Membran 6 und das Gehäuseteil 8 sind gegenunter anderem darauf, daß das Ventil zum Zuführen einander isoliert und bilden die stromleitenden Platten der Umgebungsluft zugleich auch das Ventil ist, eines Kondensators. Sie sind über Klemmen 12 und durch das die Ausatemluft abgeführt wird. Gegen- 12a mit einem Multivibrator 13 (Fig. 1) verbunden, über mechanisch betätigten Vorrichtungen, bei denen 20 Wenn der Differenzdruck an der Membran 6 sich indie. vollständigen Steuermittel in der Nähe des Mun- folge des Atmens des Maskenträgers ändert, bewirkt des des Benutzenden angeordnet sein müssen, ergibt die sich ändernde Beanspruchung der Membran eine sich der Vorteil, daß die elektronischen Schaltele- Änderung der Kapazität, die ihrerseits die Frequenz mente an einer beliebigen, zweckmäßigen Stelle ange- -des Multivibrators ändert. Über einen relativ weiten ordnet sein können. Die elektronischen Schaltele- 25 Bereich ist diese Frequenz etwa proportional dem mente haben weiterhin den Vorteil, daß sie eine hohe auf die Membran ausgeübten Druck. Durch Verwen-Betriebssicherheit gewährleisten. dung einer üblichen transistorisierten Diodenpumpedrove to enlarge and thus a low security io One of these rooms is with the inside of the mask 1 Maintain positive pressure under the mask. connected via a channel 9, which runs through Due to the fully electronic design which extends a projection with a shoulder K), control device it is achieved that the breathing gas grips the mask wall. The space on the feeder is very light on the opposite side of the membrane over a holds and accommodated as a unit in the mask 15, opening 11 in connection with the surrounding air, can be. The weight reduction is based. The membrane 6 and the housing part 8 are opposite one another among other things that the supply valve isolates one another and form the conductive plates the ambient air is also the valve, a condenser. They are across terminals 12 and through which the exhaled air is discharged. Counter-12a connected to a multivibrator 13 (Fig. 1), via mechanically operated devices in which 20 When the differential pressure across the diaphragm 6 is in the. complete control means in the vicinity of the mouth following the breathing of the mask wearer changes, causes must be arranged by the user, the changing stress on the membrane results in a the advantage that the electronic switching elements change the capacitance, which in turn increases the frequency ments at any convenient point of the multivibrator changes. Over a relatively wide area can be arranged. The electronic switching element is roughly proportional to this frequency Elements also have the advantage that they exert a high pressure on the membrane. Through use of operational reliability guarantee. formation of a conventional transistorized diode pump

Mit der Vorrichtung nach der Erfindung wird dem 14 wird eine Ausgangsspannung erreicht, die propor-Benutzer selbsttätig ein Atemgasgemisch zugeführt, tional dem Differenzdruck auf die Membran ist. das das optimale Verhältnis von Luft zu Sauerstoff 30 Durch Wahl eines willkürlichen Bezugspunkts innerhat, und zwar bei allen Umgebungsdruckbedingun- halb des Bereichs dieser Spannungsänderung können gen, ganz gleich, ob es sich um Höhen unterhalb z. B. die Ventile 2 und 5 für die Einatemphase betätigt 3000 m handelt, wo 100 Prozent atembare Luft vor- werden, wenn die Spannung, bezogen auf diesen Behänden sind, oder über z. B. 12 000 m, wo 100 Pro- zugspunkt, negativ ist, sowie für die Ausatemphase, zent Sauerstoff notwendig sind. Das öffnen und 35 ^wenn die Spannung, bezogen auf diesen Bezügspunkt, Schließen der Ventile durch die elektronische Steuer- positiv ist. Die Ventile 2 und 5 werden jedoch nichtWith the device according to the invention, the 14 an output voltage is achieved which propor users automatically supplied with a breathing gas mixture, tional is the differential pressure on the membrane. that has the optimal ratio of air to oxygen within 30 By choosing an arbitrary reference point, and that under all ambient pressure conditions, the range of this voltage change can be achieved, regardless of whether it is heights below z. B. the valves 2 and 5 actuated for the inhalation phase 3000 m, where 100 percent breathable air is available when the voltage, based on these hands, or over z. B. 12,000 m, where 100 points of action, is negative, and for the exhalation phase, cent oxygen is necessary. That opens and ^when the voltage, based on this reference point, closes the valves by the electronic control is positive. However, valves 2 and 5 will not

unmittelbar von dieser Spannung, sondern von dieser Spannung in Verbindung mit Signalen gesteuert, welche aus der Sauerstoffteildruckmeßeinrichtung 3 und 40 aus einer Höhenmeßeinrichtung 15 abgeleitet werden. Die Sauerstoffteildruckmeßeinrichtung 3, die eine Beckmann-Einrichtung sein kann, wird zum dauernden Aufrechterhalten des gewünschten Sauerstoffteildrucks unter der Maske verwendet. Die Höhenmeß-controlled directly by this voltage, but by this voltage in connection with signals which can be derived from the oxygen partial pressure measuring device 3 and 40 from a height measuring device 15. The partial oxygen pressure measuring device 3, which can be a Beckmann device, becomes permanent Used to maintain the desired partial pressure of oxygen under the mask. The height measuring

schiedenen Teile der Atemgaszuführungsvorrichtung 45 einrichtung 15 dient dazu, das Verhältnis von Luft zu miteinander verbunden sind, und Sauerstoff in der Maske einzustellen und die Druck-different parts of the breathing gas supply device 45 device 15 is used to increase the ratio of air are connected to each other, and adjust oxygen in the mask and the pressure

Fig. 2, 3 und 4 Schnitte durch die Atemgaszu- beatmung einzuleiten, wenn der Druck der umgebenführungsvorrichtung nach Fig. 1. den Luft dies erforderlich macht.Fig. 2, 3 and 4 to initiate sections through the breathing gas ventilation when the pressure of the surrounding guide device according to Fig. 1. the air makes this necessary.

Fig. 1 zeigt eine Atemgaszuführungsvorrichtung Der Ausgang aus der Sauerstoffteildruckmeßein-Fig. 1 shows a breathing gas supply device. The output from the oxygen part pressure measuring unit

für eine z. B. von einem Flugzeugführer getragene 5° richtung 3 ist ein kleiner Strom, dessen Größe von Maske 1. An der Maske 1 sind nur das Sauerstoff-- dem Teildruck des Sauerstoffs unter der Maske abführungsventil 2, die Sauerstoffteildruckmeßeinrich- hängt. Dieser Strom wird im Vorverstärker 16 vertung 3, der Druckwandler 4 und das Ventil 5 ange- stärkt, der zwei Ausgänge aufweist, von denen der ordnet, das sowohl als Ausatem- als auch als Ventil eine die Sicherheitsdruckeinrichtung 19 speist, wo sie zum Zuführen von Ausatemluft dient. Die anderen 55 mit dem Ausgang der Diodenpumpe 14 verbunden Teile der Vorrichtung können irgendwo" unterge- ist, und der andere an den Ausgang des Dreiecksbracht sein, entweder am Flugzeugführer oder im kurven-Oszülators 18 an der Stelle 17 führt, so daß im Flugzeug. Impulsverstärker 20 mit veränderlicher Verstärkungfor a z. B. carried by a pilot 5 ° direction 3 is a small stream, the size of Mask 1. On mask 1 there is only the oxygen - the partial pressure of the oxygen under the mask discharge valve 2, the partial oxygen pressure measuring device depends. This current is converted in the preamplifier 16 3, the pressure transducer 4 and the valve 5, which has two outputs, of which the arranges that both as an exhalation and a valve feeds the safety pressure device 19, where it serves to supply exhaled air. The other 55 are connected to the output of the diode pump 14 Parts of the device can be placed somewhere, and the other can be placed at the exit of the triangle be, either on the pilot or in the curve oscillator 18 at the point 17, so that in the Plane. Pulse amplifier 20 with variable gain

Wenn der Maskenträger bei normalem Außen- eine Reihe von Impulsen mit einem Verhältnis von druck einatmet, stellt der Druckwandler 4 einen leich- 60 Markierung zu Abstand erzeugt werden, das proten Unterdruck fest, was bedeutet, daß ein Sauerstoff- portional dem Teildruck und der Frequenz ist, die bedarf besteht. Dementsprechend wird ein Signal erzeugt, das die Abgabe von Sauerstoff in die Maske
einleitet. Zu Beginn der Ausatemphase stellt der
Druckwandler 4 einen kleinen positiven Druck fest 65
und ändert das Vorzeichen des Ausgangssignals von
negativ nach positiv. Die Ventile 2 und 5 werden dadurch auf die Abgabe von ausgeatmeter Luft aus derIf the mask wearer inhales a series of impulses with a pressure ratio with normal outside pressure, the pressure transducer 4 establishes a slight 60 marking to distance generated, the protene negative pressure, which means that an oxygen is proportional to the partial pressure and the frequency is the need. Accordingly, a signal is generated that the release of oxygen into the mask
initiates. At the beginning of the exhalation phase, the
Pressure transducer 4 fixed a small positive pressure 65
and changes the sign of the output signal from
negative to positive. The valves 2 and 5 are thereby on the delivery of exhaled air from the

einrichtung bringt für den Benutzer keinerlei Anstrengung mit sich.installation does not involve any effort for the user.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further features of the invention are the subject of the subclaims.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Es zeigtThe invention is further explained with reference to the embodiment shown in the drawing. It shows

F i g. 1 in schematischer Darstellung, wie die ver-F i g. 1 in a schematic representation of how the different

mit der optimalen Geschwindigkeit der Ventile 2 und 5 und den physiologischen Bedürfnissen des Maskenträgers übereinstimmt.with the optimal speed of valves 2 and 5 and the physiological needs of the Mask wearer matches.

Ausgangssignale aus dem Impulsverstärker 20 mit veränderlicher Verstärkung werden über Verstärker 21 und 22 dem Sauerstoffzuführungsventil 2 und dein Ventil 5 zugeführt.Output signals from the pulse amplifier 20 with variable gain are via amplifiers 21 and 22 are supplied to the oxygen supply valve 2 and the valve 5.

äußere Stirnfläche des Bauteils 23 zu oder von dieser weg verschiebt. Während der Ausatemphase wird das Ventil durch eine Druckfeder 28 geöffnet gehalten. Während der Einatemphase wird das Ventil von dem 5 elektrischen Strom gespeist, der aus dem Verstärker 22 in die Spule 25 eingespeist wird, wodurch die Spule 25 einen an dem Ventilverschlußkörper 26 angeschlossenen Anker 29 anzieht. Um einen schädlichen Rückdruck zu vermeiden, werden die Drückethe outer end face of the component 23 moves towards or away from it. During the exhalation phase this becomes Valve held open by a compression spring 28. During the inhalation phase, the valve is opened by the 5 electric current fed from the amplifier 22 is fed into the coil 25, whereby the coil 25 is connected to the valve closure body 26 Anchor 29 attracts. In order to avoid harmful back pressure, the pressures

Wenn die Flughöhe zunimmt, nimmt der Teildruck des Sauerstoffs ab, und das sich daraus ergebende niedrigere Signal aus der Sauerstoffteildruckmeßeinrichtung 3 . wird verstärkt und dem Sauerstoffzuführungsvcntil 2 sowie dem Ventil 5 zugeführt, so daß so viel Luft und Sauerstoff während der Einatemphase zugeführt wird, daß der genaue Teildruck aufrechterhalten wird.As the altitude increases, the partial pressure decreases of the oxygen, and the resulting lower signal from the oxygen partial pressure measuring device 3. is amplified and the oxygen supply valve 2 and the valve 5, so that as much air and oxygen during the inhalation phase is supplied that the exact partial pressure is maintained.

Die Vorrichtung stellt sich selbsttätig auf 100 Prozent Sauerstoffabgabe ein, wenn bei Zufuhr von io auf den entgegengesetzten Seiten des Verschluß-Außenluft durch das Ventil 5 der genaue Sauerstoff- körpers etwa gleich groß gehalten. Hierzu ist der teildruck nicht aufrechterhalten werden kann. Verschlußkörper auf einer Membran 30 befestigt, die Aus dem Impulsverstärker 20 aufgenommene nc- einen Hohlraum 31 abschließt, der mit der umgebengative Impulse bewirken, daß das Ventil 5 voll öffnen den Luft nur durch eine öffnung 32 in der Membran kann und das Sauerstoffzuführungsventil 2 vollstän- 15 u"d dem Verschlußkörper verbunden ist.
dig geschlossen wird. Aus dem Impulsverstärker 20 Das Sauerstoffzuführungsventil ist im einzelnen in aufgenommene positive Impulse haben zur Folge, Fig. 4 gezeigt. Dieses Ventil weist ein Ventilgedaß das Sauerstoffzuführungsventil 2 und das Ven- häuse 33 auf, das mit einer Umfangsnut 34 versehen til 5 abwechselnd geöffnet werden, damit die genaue ist, in welche der Rand einer öffnung in der Maske 1 Mischung von Luft und Sauerstoff erzielt wird, die 2c abdichtend eingesetzt ist. In dem Gehäuse 33 befinproportional dem Verhältnis der Markier- zu den det sich ein Hohlraum 35, der über einen Einlaß 36 Abstandsintervallen in den Impulsen ist. Wenn bei- mit einer Sauerstoffquelle verbunden ist. Der Sauerspielsweise 25 Prozent Sauerstoff erforderlich sind, Stoffstrom in die Maske wird durch einen kegelhat das Verhältnis von Markierung zu Abstand den förmigen Verschlußkörper 37 gesteuert, dessen Stange Wert 1 :3, und das Sauerstoffzuführungsventil 2 öffnet 25 in einen Kolben 38 eingreift, welcher in einem Rohr für die Dauer eines jeden Markierintervalls und das 39 unter Einwirkung einer Druckfeder 40 verschieb-Ventil 5 für die Dauer eines jeden Abstandsintervalls. bar ist.The device automatically adjusts itself to 100 percent oxygen delivery, if the exact oxygen body is kept approximately the same size when io is supplied on the opposite sides of the external closure air through the valve 5. For this, the partial pressure cannot be maintained. Closure body fastened to a membrane 30, which closes off a cavity 31 received from the pulse amplifier 20, which with the surrounding negative pulses causes the valve 5 to fully open the air only through an opening 32 in the membrane and to completely open the oxygen supply valve 2. 15 u "d is connected to the closure body.
dig is closed. From the pulse amplifier 20 the oxygen supply valve is shown in detail in recorded positive pulses result in FIG. 4. This valve has a valve that the oxygen supply valve 2 and the housing 33, which are provided with a circumferential groove 34, are opened alternately so that the exact position in which the edge of an opening in the mask 1 mixes air and oxygen is achieved , which is inserted sealingly 2c. In the housing 33 there is a cavity 35 proportional to the ratio of the marker to the det, which is spaced apart by an inlet 36 in the pulses. When both connected to a source of oxygen. The acid play, 25 percent oxygen are required, the flow of material into the mask is controlled by a cone, the ratio of marking to distance, the shaped closure body 37, the rod value of which is 1: 3, and the oxygen supply valve 2 opens 25 engages a piston 38, which in one Tube for the duration of each marking interval and the 39 under the action of a compression spring 40 slide valve 5 for the duration of each spacing interval. is cash.

Die Höhenmeßeinrichtung 15 weist eine Aneroid- Ein Abfluß von Sauerstoff am Kolben wird durchThe height measuring device 15 has an aneroid An outflow of oxygen at the piston is through

anordnung auf, die so ausgebildet ist, daß sie elek- einen Dichtring 41 verhindert. Das entgegengesetztearrangement which is designed so that it prevents a sealing ring 41 electrical. The opposite

trischc Signale in den Verstärker 21 einführt. Wenn 30 Ende des Kolbens 38 steht infolge einer öffnung 42trischc introduces signals into the amplifier 21. When 30 the end of the piston 38 is due to an opening 42

die Betriebshöhe einen solchen Wert erreicht, daß unter dem Umgebungsdruck. Eine Spule 43, die dasthe operating altitude reaches such a value that below ambient pressure. A coil 43 that

ein geringer positiver Druck erforderlich ist, um einen Rohr 39 umgibt, wird aus dem Verstärker 21 gespeist.a small positive pressure is required to surround a pipe 39 is fed from the amplifier 21.

Abfluß über die Maskendichtung zu verhindern, wo- Die Stellung des Verschlußkörpers 37 hängt damitTo prevent drainage through the mask seal, where- The position of the closure body 37 depends on it

durch Luft eintreten und den Sauerstoffteildruck von dem von der Spule 43 aufgenommenen Stromenter by air and the oxygen partial pressure from the current absorbed by the coil 43

verringern kann, erzeugt die Sicherheitsdruckeinrich- 35 und von der Federkonstanten der Druckfeder 40 ab. tung 19 eine Vorspannung, die die Sauerstoffabgabe Um Notfälle zu berücksichtigen, können sowohl einecan reduce, generated the Sicherheitsdruckeinrich- 35 and from the spring constant of the compression spring 40 from. device 19 a preload, which the oxygen release In order to take into account emergencies, both a

vergrößert. Dies bewirkt, daß der Druckwandler 4 nunmehr bei einem neuen Bezugsdruck arbeitet. Die Ausatemphase wird dabei nicht beeinflußt. Wenn eine »g«-Belastung auftritt, die das Ventil 5 zu öffnen versucht, beeinflußt die elektronische Steuerung das Ventil in der Weise, daß einem öffnen entgegengewirkt wird. Wenn ein Unterdruck in der Kabine auftritt, arbeiten die Höhenmeßeinrichtung 15 und der Druckwandler 4 so miteinander zusammen, daß gewährleistet ist, daß der genaue Druck unter der Maske aufrechterhalten wird, und es kann auch erreicht werden, daß der Druck beispielsweise auf einen Druckkoller abgestimmt wird.enlarged. This has the effect that the pressure transducer 4 now operates at a new reference pressure. the The exhalation phase is not affected. When a "g" load occurs, the valve 5 should open tries to influence the electronic control of the valve in such a way that an opening is counteracted will. If a negative pressure occurs in the cabin, the height measuring device 15 and the work Pressure transducer 4 together so that it is ensured that the exact pressure under the Mask is maintained, and it can also be achieved that the pressure for example on a pressure fever is coordinated.

Wenn die Höhe über den Wert zunimmt, bei dem während der Einatemphase 100 Prozent Sauerstoff der Maske zugeführt werden müssen, wird die Höhenmeßeinrichtung 15 wirksam. Der Sauerstoffdruck unter der Maske wird dadurch vergrößert, daß die Höhenmeßeinrichtung in Verbindung mit dem Druckwandler 4 wirkt und die Öffnungsdauer des Sauerstoffzuführungsventils 2 verlängert und damit die Druckbeatmung einleitet.When the altitude increases above the level at which 100 percent oxygen during the inhalation phase must be fed to the mask, the height measuring device 15 is effective. The oxygen pressure under the mask is enlarged in that the height measuring device in connection with the pressure transducer 4 acts and extends the opening time of the oxygen supply valve 2 and thus the Initiates pressure ventilation.

Einzelheiten des als Ausatem- und als Luftzuführungsventil dienenden Ventils 5 sind in F i g. 3 gezeigt. Ein zylindrisches Bauteil 23 weist eine Umfangsnut 24 auf, in welcher die Maske abgedichtet gehalten ist. Umgebungsluft und Ausatemluft treten durch einen ringförmigen Kanal zwischen dem Bauteil 23 und einer Spule 25 in die Maske ein bzw. verlassen sie auf diesem Weg. Der Luftdurchfluß wird durch einen Ventilverschlußkörper 26 gesteuert, der einen Flansch 27 aufweist, welcher sich auf dieDetails of the exhalation and air supply valve serving valve 5 are shown in FIG. 3 shown. A cylindrical component 23 has a circumferential groove 24, in which the mask is kept sealed. Enter ambient air and exhaled air through an annular channel between the component 23 and a coil 25 in and out of the mask them on this way. The air flow is controlled by a valve closure body 26, the has a flange 27 which extends to the

elektrische Batterie als auch eine getrennte Sauerstoffquelle vorhanden sein und eine selbsttätige Einschaltung dieser Einrichtungen vorgesehen werden.electric battery as well as a separate oxygen source and an automatic switch-on these facilities are provided.

Claims

Patent claims:

1. Breathing gas supply device for high-altitude breathing apparatus with an oxygen supply valve, one which actuates the oxygen supply valve and is subjected to pressure under the mask or the like Pressure transducer and a mask or the like that connects with the surrounding air Valve, characterized in that the Mask (1) or the like. An oxygen partial pressure measuring device (3) has that the pressure transducer (4) and the partial oxygen pressure measuring device (3) corresponding to the respective pressure or the respective partial oxygen pressure under the mask (1) or the like Deliver signals that are given to an electronic control device in the signals derived from the applied signals are generated through which the oxygen supply valve (2) and the valve (5) connecting the mask to the surrounding air is actuated are, and that to the control device a height measuring device (15), which when exceeded a fixed level an increase in the oxygen delivery of the oxygen supply valve (2) provides an effecting signal, and one actuated by a signal from the pressure transducer (4) Safety pressure device (19) belong to which, when the pressure breathing is reached,

The lowering level also results in an increase in the oxygen delivery of the oxygen supply valve (2) provides the causing signal.

2. breathing gas supply device according to claim 1, characterized in that the electronic Control device has a multivibrator (13) connected to the pressure transducer (4), which is coupled to a diode pump (14) and when the pressure changes below the Mask (1) or the like changes its frequency, and that the output voltage of the diode pump (14) and the signals from the oxygen partial pressure measuring device (3) to a pulse amplifier (20) variable gain can be supplied by comparing the signals with each other will.

3. Breathing gas supply device after

Proverb 2,. characterized in that the Pulse amplifier (20) is fed with a signal from an oscillator (18) which has a measured value for the comparison of the signals from the pressure transducer (4) and the partial oxygen pressure measuring device (3) returns.

4. breathing gas supply device according to claim 2 or 3, characterized in that the signals from the pressure transducer (4) and the oxygen partial pressure measuring device compared in the pulse amplifier (20) (3) are introduced separately into one amplifier (21 or 22) and that the output of one amplifier (21) the Oxygen supply valve (2) and the output of the other amplifier (22) that the mask (1) or the like. With the surrounding air connecting valve (5) actuated.

1 sheet of drawings