DE2610492B2

DE2610492B2 - Tauchgeraet

Info

Publication number: DE2610492B2
Application number: DE19762610492
Authority: DE
Inventors: Imre Lidingö; Hellquist Ivan Aldine Rotebro; Botos (Schweden)
Original assignee: AGA AB
Current assignee: Interspiro AB
Priority date: 1975-03-14
Filing date: 1976-03-12
Publication date: 1977-08-18
Also published as: FR2303705B1; JPS5924035B2; DE2610492C3; JPS51111794A; US4060076A; SE389073B; DE2610492A1; GB1518356A; FR2303705A1; SE7502856L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tauchgerät, in dessen an ein zum Anschluß an die Atemwege eines Tauchers bestimmten Anschlußteil, z. B. Taucherhelm, anschließendem Atemgaskreislauf ein Filter zum Entziehen von Kohlendioxyd aus dem Atemgas, ein beispielsweise nach Art eines Blasebalges ausgebildeter Atembeutel od. dgl., ein Ausatemventil, eine Zuführungsvorrichtung zum Zuführen von Frischgas aus einem Frischgasbehälter über eine Zuführungsleitung in den Atemgaskreislauf und eine auf die Volumenänderungen des Atembeutels ansprechende Steuervorrichtung vorgesehen sind, durch welche der Atemgaskreislauf in einer ersten Phase so lange geschlossen gehalten S wird, bis der Sauerstoff-Partialdruck des im Kreislauf befindlichen Atemgases aufgrund dessen Durchsetzung des Kreislaufes über mehrere Atemzüge wenigstens angenähert auf einen gerade noch zugelassenen Wert abgesunken ist, und durch welche in einer daran

ίο anschließenden zweiten Phase Frischgas eines etwas überhöhten Druckes dem Atemgaskreislauf zugeführt und das verbrauchte Atemgas durch das zugleich als Sicherheitsventil dienende Ausatemventil so lange in die Umgebung abgeblasen wird, bis der Atembeutel nach

beendeter Frischgaszuführung gerade wieder ein vorbestimmtes Füllungsvolumen erreicht hat.

Atmungsgeräte dieser Art, wie sie im Prinzip durch die DT-AS 2141 579 bekannt sind, besitzen die wertvolle Eigenschaft, daß sie einen äußerst niedrigen

Gasverbrauch unabhängig von der Tauchtiefe besitzen und der Sauerstoffgehalt in engen Grenzen eingehalten werden kann. Indessen können gewisse Nachteile aufteten, wenn während eines geschlossenen Atemgaskreislaufes eine größere Tauchtiefe aufgesucht wird.

Dies führt bei den bekannten Geräten zu dem Nachteil, daß der dem Außendruck ausgesetzte Atembeutel mit zunehmender Tauchtiefe zunehmend komprimiert und damit die dem Taucher zum Wiederauftauchen willkommene Auftriebskraft des mit ihm verbundenen Atembeuteis herabgesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Tauchgerät so zu vervollkommnen, daß dem Taucher in allen aufgesuchten Tauchtiefen, auch während einer geschlossenen Atemkreislaufphase, nach Möglichkeit ein etwa gleich großes Atembeutelvolumen als Auftriebskraft erhalten bleibt.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer vom Frischgasbehälter zum Atemgaskreisiauf führenden Zuführungsleitung höhe-

ren Druckes ein Ventil angeordnet ist, das auf den Umgebungdruck im Sinne einer mit zunehmender Tauchtiefe zunehmenden Zuführung zusätzlichen Frischgases in den Atemgaskreislauf bis zum Ausgleich von Volumenverlusten im Atembeutel aufgrund der zunehmenden Tauchtiefe anspricht.

Durch das erfindungsgemäß steuerbare Ventil wird somit der Atemgaskreislauf mit zunehmender Tauchtiefe ganz von selbst jeweils so aufgefüllt, daß der Atembeutel sein volles Arbeitsvolumen beibehält. Wird die Tauchtiefe wieder verringert, so sorgt das zugleich als Sicherheitsventil wirkende Ausatemventil für eine entsprechende Entlastung des Atemgaskreislaufes von einem zu hohen Druck.

Unterschiedliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt:

F i g. 1 eine erste Ausführungsform des Tauchgerätes in einer Schemadarstellung;

F i g. 2 eine zweite Ausführungsform des Tauchgerätes in gleicher Darstellung.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Tauchgerät der ersten Ausführungsform gelangt Frischgas aus einem Frischgasbehälter 1 über ein Ventil 2, einen Primärdruckregler 2, einen Sekundärdruckregler 5, eine erste Drosselstelle 6, ein steuerbares Vent'l 7 und schließlich eine zweite Drosselstelle 8 zum Atemgaskreislauf 9 des Gerätes, der an einen Taucherhelm 10 über beiderseits desselben

vorgesehene, die Durchströmungsrichtung des Atemgaskreislaufes 9 bestimmende Rückschlagventile 11 und 12 angeschlossen ist. Im Atemgaskreislauf 9 befindet sich weiterhin ein Filter 13, durch welches dem ausgeatmeten Gas Kohlendioxyd entzogen wird, ein in nachstehend noch beschriebener Weise steuerbares Ventil 14, ein die Form eines Blasebälge· aufweisender Atembeutel 15 und ein als gegenüber einer Schließkraft nach außen öffnendes Rückschlagventil ausgebildetes Ausatemventil 16. Zwischen dem Sekundärdruckregler 5 und dem steuerbaren Ventil 7 ist an die Zuführungsleitung für das Frischgas noch ein Dosierbehälter 17 angeschlossen, durch dessen Größe die bei geöffnetem Ventil 7 jeweils zugeführte Frischgasmenge bestimmt werden kann. Außerdem wirkt die Wand 18 des Atembeutels 15 aufgrund seiner durch die Ein- und Ausatmungen bewirkten Schwenkbewegungen in bekannter Weise auf ein Steuergerät 19 ein, durch welches das Ventil 7 in Abhängigkeit von der Zahl der Atemzüge so gesteuert wird, daß es zunächst so lange geschlossen bleibt, bis der Sauerstoffpartialdruck da im Atemgaskreislauf 9 in einer ersten Betriebsphase bei offenem Ventil 14 kreisenden Atemgases nach einer entsprechenden Zahl von Atemzügen wenigstens angenähert auf einen gerade noch zugelassenen Wert abgesunken ist. Daraufhin öffnet das Steuergerät 19 das Ventil 7, woraufhin Atemgas nunmehr aus dem Dosierbehälter 17 mit einem leichten Überdruck durch die Drosselstelle 8 in den Atemgaskreislauf 9 einströmt und durch den vor der Drosselstelle 8 aufgebauten Überdruck zugleich über eine Verbindungsleitung 14' das Ventil 14 schließt, so daß das vom Taucherhelm 10 her ausgeatmete Atemgas nunmehr in einer zweiten Betriebsphase durch das Ausatemventil 16 nach außen abgeblasen wird. Ist der Dosierbehälter 17 entleert oder das Ventil 7 vom Steuergerät 19 her wieder geschlossen worden, dann sinkt der Druck im Atemgaskreislauf 9 wegen der zunächst noch fortgesetzten Ausströmung aus dem Ausatemventil 16 wieder auf den durch dieses bestimmten Druck ab, womit auch das Ventil 14 mangels eines ausreichenden Schließdruckes wieder geöffnet wird. Es kann somit nunmehr wieder eine erste Benutzungsphase des Tauchgerätes mit geschlossenem Atemgaskreislauf beginnen.

Wird bei geschlossenem Atemgaskreislauf eine größere Tauchtiefe aufgesucht, dann würde das bei dem bis jetzt beschriebenen und bei den ähnlichen bekannten Geräten zur Folge haben, daß der außen vom Außendruck beaufschlagte Atembeutel 15 entsprechend zusammengedrückt wird und dem den Atembeutel tragenden Taucher zum späteren Wiederauftauchen nur noch eine entsprechend verringerte Auftriebskraft seines Atembeutels zur Verfügung steht. Zur Vermeidung dieses Mangels geht bei dem in F i g. 1 dargestellten Tauchgerät von der Frischgas-Zuführungsleitung vor dem Sekundär-Druckregler 5 eine abzweigende Zuführungsleitung 4 aus, die über ein nach dem Atemgaskreislauf 9 hin öffnendes Rückschlagventil 21 an der Stelle des Atembeutels 15 einmündet. Vor dem Rückschlagventil 21 ist in die Zuführungsleitung 4 ein Ventil 20 eingeschaltet, welches über einen in einen Kolbenraum 22 eintauchenden Kolben 22' steuerbar ist. Der Kolbenraum 22 ist seinerseits über ein nach ihm hin entgegen einer Federkraft öffnendes Rückschlagventil 23 mit dem das Ventil 20 mit dem Rückschlagventil 21 verbindenden Teil der Zuführungsleitung 4 verbunden und die die Kolbenstange umgebende äußere Stirnfläche des Kolbens 22' ist vom Umgebungsdruck beaufschlagt.

Nimmt man zunächst an, daß das Ventil 20 bei in seiner äußeren Endstellung befindlichem Kolben 22' geschlossen ist und der Kolbenraum 22 unter dem Druck des geschlossenen Atemgaskreislaufes 9 steht, dann führt eine Mitnahme des Tauchgerätes durch den Taucher in eine größere Tauchtiefe nicht nur dazu, daß der Atembeutel 15 durch den'größeren Außendruck entsprechend zusammengedrückt wird, sondern auch dazu, daß der Kolben 22' durch den Außendruck in den Kolbenraum 22 hineinbewegt und dadurch das Ventil 20 geöffnet wird. Infolgedessen strömt nun Frischgas eines gegenüber dem Atemgaskreislauf 9 höheren Druckes einerseits durch das Rückschlagventil 21 in den Atemgaskreislauf 9 und den Atembeutel 15 sowie anderseits durch das Rückschlagventil 23 in den Kolbenraum 22 ein, und zwar so lange, bis der Kolben 22' durch den entsprechend erhöhten Gasdruck im Kolbenraum 22 wieder so weit nach dem Ventil 20 hin verschoben wird, daß dieses Ventil wieder schließt. Damit ist zugleich erreicht worden, daß auch der Atembeutel 15 dem höheren Druck des Atemgaskreislaufes 9 ausgesetzt und wieder in seine normal aufgeblähte Stellung gebracht wird.

Nachdem der Druck des in den Atemgaskreislauf 9 periodisch eingeführten Frischgases notwendigerweise stets so groß ist, daß auch der Atembeutel 15 in seiner betriebsmäßig aufgeblähten Stellung verbleibt, ist während dieser Betriebsphase keine verringerte Auftriebskraft des Atembeutels 15 zu befürchten.

Auch bei dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Taucherhelm 10 an einen Atemgaskreislauf 9 über zwei Rückschlagventile 11 und 12 angeschlossen, in den außerdem ein Filter 13 zum Entziehen von Kohlendioxyd aus dem Atemgas eingeschaltet ist. Damit ebenfalls von einem Frischgasbehälter 1 her durch eine Leitung 25 zuführbares Frischgas dazu gezwungen w rd, den Atemgaskreislauf 9 zu durchspülen, ist im letzteren noch ein weiteres Rückschlagventil 24 vorgesehen.

Von der der Leitung 25 abgelegenen Seite des Rückschlagventils 24 geht vom Atemgaskreislauf 9 noch eine Leitung 27 zu einem ebenfalls balgartigen Atembeutel 15 aus, dessen eine Seitenwand eine schwenkbare Wand 18 bildet.

Ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel gelangt das Frischgas vom Frischgasbehälter 1 aus über ein Ventil 2 und einen Primär-Druckregler 3 zu einem Sekundär-Druckregler 5. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel folgt auf den Sekundär-Druckregler 5 jedoch unmittelbar eine Ventileinheit 28, an die außerdem sowohl ein Dosierbehälter 17 als auch die Leitung 25 angeschlossen ist. Die Ventileinheit 28 kann von einem Nockenrad 29 her in zwei Stellungen verbracht werden. Bei der ersten, in Fig.2 dargestellten Stellung ist der Dosierbehälter 17 an den Frischgasbehälter 1 angeschlossen, während in der zweiten Stellung die Leitung 25 an den Dosierbehälter 17 angeschlossen und die Zufuhr von Frischgas unterbrochen ist. Das Nockenrtd 29 wird in der in Fig.2 lediglich schematisch angedeuteten Weise von dei" Wand 18 des Atembeutels 15 her entsprechend den Ein- und Ausatmungen des Tauchers intermittierend gedreht, womit die Ventileinheit 28 während der ersten Betriebsphase des Tauchgerätes mit geschlossenem Atemgaskreislauf 9 die in Fig.2 dargestellte und während der zweiten Betriebsphase die andere Stellung einnimmt, bei der Frischgas aus dem Dosierbehälter 17 durch die Leitung

10

25, das Filter 13, das Rückschlagventil 11, den Taucherhelm 10 und das Rückschlagventil 12 sowie die Leitung 27 in den Atembeutel 15 gelangt, deren Wand 18 durch den etwas überhöhten Druck des zugeführten Frischgases über seine Normalstellung hinaus aufgeschwenkt wird, wodurch von ihm aus ein Stößel 34 eines Ventils 32 im Sinne von dessen öffnung betätigt wird. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, befindet sich das Ventil 32 in einer vom Atembeutel 15 ausgehenden Auslaßleitung 31, die nach dem Ventil 32 in ein in die Umgebung öffnendes Rückschlagventil 33 ausmündet. Auf diese Weise wird in der zweiten Betriebsphase des Tauchgerätes das verbrauchte Atemgas durch das Frischgas nach außen abgeblasen.

Wie beim ersten Ausführungsbeispiel geht auch bei _!5 dem in Fig.2 dargestellten Tauchgerät von der Zuführungsleitung für Frischgas nach dem Primär-Druckregler 3 eine Zuführungsleitung 4 aus, die über ein steuerbares Ventil 20 an den Atemgaskreislauf 9 angeschlossen ist. Das Ventil 20 ist in diesem Falle jedoch von einer Membrankammer 35 aus über eine Membran 35' steuerbar, wobei die Membrankammer 35 an den Atemgaskreislauf 9 über ein steuerbares Aktivierungsventil 36 angeschlossen ist. Ein Stößel 38 des Aktivierungsventils 36 ist von einer am Deckel 18 angeordneten Steuerschiene 37 her derart steuerbar, daß das normalerweise geöffnete Ventil nur dann

20 geschlossen wird, wenn der Taucher bei geschlossenem Atemgaskreislauf eine größere Tauchtiefe aufsucht und die Wand 18 aufgrund einer entsprechend größeren Druckbeaufschlagung und Volumenverminderung des Atembeutels um etwa 10% (gemäß Fig. 2) im Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Hierdurch wird die Membrankammer 35 nach außen abgeschlossen, und der erhöhte Umgebungsdruck bewirkt über die Membran 35' ein öffnen des Ventils 20. Infolgedessen strömt nunmehr Frischgas eines überhöhten Druckes so lange in den Atemgaskreislauf 9 ein, bis dadurch der Atembeutel 15 wieder sein normales Füllungsvolumen erreicht und dadurch die Steuerschiene 37 der Wand 18 auch das Aktivierungsventil 36 über den Stößel 38 wieder geöffnet hat. Durch diese öffnung wird nunmehr auch die Membrankammer 35 unter den überhöhten Druck gesetzt, wodurch auch das Ventil 20 wieder geschlossen wird. Es ist also erreicht worden, daß der Atembeutel 15 auch bei der größeren Tauchtiefe wieder sein normales Volumen erreicht hat und dem Taucher auch in der größeren Tauchtiefe eine entsprechende Auftriebskraft zur Verfugung steht.

Statt des in der vorstehenden Beschreibung genannten Taucherhelmes könnte zum Anschluß des Tauchers an den Atemgaskreislauf auch eine Gesichtsmaske, ein Mundstück oder ähnlicher geeigneter Anschlußteil vorgesehen sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tauchgerät, in dessen an ein zum Anschluß an die Atemwege eines Tauchers bestimmten Anschlußteil, ζ. Β. Taucherhelm, anschließendem Atemgaskreislauf ein Filter zum Entziehen von Kohlendioxyd aus dem Atemgas, ein beispielsweise nach Art eines Blasebalges ausgebildeter Atembeutel od. dgl., ein Ausatemventil, eine Zuführungsvorrichtung zum Zuführen von Frischgas aus einem Frischgasbehälter über eine Zuführungsleitung in den Atemgaskreislauf und eine auf die Volumenänderungen des Atembeutels ansprechende Steuervorrichtung vorgesehen sind, durch welche der Atemgaskreislauf in einer ersten Phase so lange geschlossen gehalten wird, bis der Sauerstoff-Partialdruck des im Kreislauf befindlichen Atemgases aufgrund dessen Durchsetzung des Kreislaufes über mehrere Atemzüge wenigstens angenähert auf einen gerade noch zugelassenen Wert abgesunken ist, und durch welche in einer daran anschließenden zweiten Phase Frischgas eines etwas überhöhten Druckes dem Atemgaskreislauf zugeführt und das verbrauchte Atemgas durch das zugleich als Sicherheitsventil dienende Ausatemventil so lange in die Umgebung abgeblasen wird, bis der Atembeutel nach beendeter Frischgaszuführung gerade wieder ein vorbestimmtes Füllungsvolumen erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß in einer vom Frischgasbehälter (1) zum Atemgaskreislauf (9) führenden Zuführungsleitung (4) höheren Druckes ein Ventil (20) angeordnet ist, das auf den Umgebungsdruck im Sinne einer mit zunehmender Tauchtiefe zunehmenden Zuführung zusätzlichen Frischgases in den Atemgaskreislauf (9) bis zum Ausgleich von Volumenverlusten im Atembeutel (15) aufgrund der zunehmenden Tauchtiefe anspricht.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (20) von einem Kolbenraum (22) oder einer Membrankammer (35) aus steuerbar ist, dessen Kolben (22') bzv/. deren Membran (35') außen vom Umgebungsdruck und innen vom Druck des Atemgaskreislaufes (9) beaufschlagbar ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des. Kolbenraumes (22) mit dem Atemgaskreislauf (9) über ein nach dem Kolbenraum (22) hin öffnendes Rückschlagventil (23) in Verbindung steht.

4. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere der Membrankammer (35) an den Atemgaskreislauf (9) über ein Aktivierungsventil (36) angeschlossen ist, das von einer beweglichen Wand (18) des Atembeutels (15) aus im Sinne eines Abschlusses bei Unterschreitung eines bestimmten Beutelvolumens steuerbar ist.