AT507418B1 - Gasverteilereinheit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasverteilereinheit (35) für ein als geschlossenes und/oder halbgeschlossenes Kreislaufgerät ausgebildetes Tauchgerät. Um auf möglichst einfache Weise eine hohe Ausfallssicherheit zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass die Gasverteilereinheit (35) ein erstes Mehrwegschaltventil (28) zur Sauerstoffversorgung aufweist, über welches wahlweise eine Strömungsverbindung zwischen einem Sauerstoffeingang (21) und einem Sauerstoffausgang (20) oder zwischen dem Sauerstoffeingang (21) und einem Gasverteilerausgang (22; 22a) herstellbar ist, und wobei vorzugsweise die Gasverteilereinheit (35) ein zweites Mehrwegschaltventil (29) zur Verdünnungsgasversorgung aufweist, über welches wahlweise eine Strömungsverbindung zwischen einem Verdünnungsgaseingang (26) und einem (25) oder dem Verdünnungsgaseingang (26) und einem Gasverteilerausgang (22; 22b) herstellbar ist.

Description

österreichisches Patentamt AT507 418B1 2010-05-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Gasverteilereinheit für ein als geschlossenes und/oder halbgeschlossenes Kreislaufgerät ausgebildetes Tauchgerät.

[0002] Man unterscheidet zwischen offenen Tauchgeräten, halbgeschlossenen und geschlossenen Kreislauftauchgeräten.

[0003] Offene Tauchgeräte weisen eine Atemgasvorratsflasche, welche mit Pressluft oder einem anderen Atemgasgemisch gefüllt ist, sowie einen ein- oder zweistufigen Druckminderer auf, welcher den Druck des Gases in der Flasche auf Umgebungsdruck reduziert. Die ausgeatmete Luft wird ins umgebene Wasser abgegeben, wobei jedoch nur ein kleiner Teil des Sauerstoffes im Atemgas auch wirklich verbraucht wird. So werden an der Wasseroberfläche ca. 3 % des eingeatmeten Gases verbraucht, während in einer Tiefe von beispielsweise 20 Meter durch den um zwei bar erhöhten Umgebungsdruck nur noch ein Drittel dieses Wertes, also 1 % des Sauerstoffes des eingeatmeten Gases verbraucht wird. Somit muss für einen Tauchgang auf zwanzig Meter Tiefe hundertmal so viel Atemgas mitgeführt werden, wie tatsächlich verbraucht wird.

[0004] Um die systembedingte, den Atemgasverbrauch betreffende, geringe Effizienz von offenen Tauchgeräten zu umgehen, werden halb geschlossene und geschlossene Kreislaufgeräte eingesetzt. Bei diesen Geräten wird in einem Kreislauf geatmet. Die ausgeatmete Luft wird bei Kreislauftauchgeräten mittels eines C02-Absorbers von Kohlendioxid gereinigt und wieder mit Sauerstoff angereichert. Weiters zeichnen sich solche Geräte durch eine ein- oder zweiteilige Gegenlunge aus, welche das ausgeatmete Gasvolumen aufnehmen kann. Mit Kreislaufgeräten kann die den Gasverbrauch betreffende Effizienz auf bis zu 100 % Prozent erhöht werden.

[0005] Während bei offenen Tauchgeräten im Normalfall immer ein Gas mit atembaren Sauerstoffgehalt geatmet wird, wird bei halb geschlossenen Kreislauftauchgeräten der Partialsauerstoffdruck p02 im Kreislauf von der zugeführten Gasmenge und dem Metabolismus des Tauchers bestimmt. Die Gaszudosierung wird so gewählt, dass selbst im Falle einer großen Anstrengung und somit hohem Sauerstoffverbrauch des Tauchers stets genug 02 zudosiert wird, um den Sauerstoffpartialdruck im Kreislauf in lebenserhaltenden Grenzen zwischen etwa 0,14 bar und 1,6 bar zu halten. Typische Werte für Gaszudosierungen sind beispielsweise 6 bis 7 bar I/Minute bei einem Gasgemisch 50 % 02, 50 % N2. Bei halbgeschlossenen Kreislauftauchgeräten wird stets mehr Gas zugeführt als tatsächlich verbraucht wird (also überschüssiges 02 und andere Gasanteile im Gasgemisch wie zum Beispiel N2), welches über ein Überdruckventil in die Umgebung abgegeben wird. Weiters gibt es noch halbgeschlossene Kreislauftauchgeräte, welche über mehr als nur eine Gasvorratsflasche verfügen. Es gibt auch Geräte mit zwei oder mehreren Vorratsflaschen mit unterschiedlichen Gasgemischen, welche dann über zwei Düsen dem Kreislauf zugeführt werden. Normalerweise erfolgt die Gaszuführung immer nur über eine Vorratsflasche - die andere Vorratsflasche ist geschlossen. In selbstmischenden halbgeschlossenen Kreislaufgeräten kommen mehrere Vorratsgasflaschen zum Einsatz. Eine Vorratsflasche enthält üblicherweise reinen Sauerstoff (02) und die andere ein Verdünnungsgas. Sauerstoff und Verdünnungsgas werden über diese zwei Düsen gemischt und dem Kreislauf zugeführt. Je nach Wahl der Düsen kann somit das Volumen des zugeführten Gases, sowie auch der Anteil von Sauerstoff und Verdünnungsgas im Gasgemisch gewählt werden. Halbgeschlossene Kreislaufgeräte benötigen im Prinzip zum sicheren Betrieb des Gerätes keine Sauerstoffsensoren.

[0006] In elektronisch gesteuerten geschlossenen Geräten wird der Sauerstoffpartialdruck mittels eines Regelkreises auf einem bestimmten Niveau gehalten. Elektronisch gesteuerte geschlossene Kreislauftauchgeräte sind beispielsweise aus den Veröffentlichungen GB 2 404 593 A, US 2003/188744 A1 und WO 2005/107390 A2 bekannt. Bei manuell gesteuerten geschlossenen Kreislaufgeräten wird die Sauerstoffzufuhr vom Taucher manuell eingestellt und somit der Sauerstoffpartialdruck p02 manuell geregelt. Auch hier muss der Sauerstoffpartialdruck des Atemgases in den bereits genannten Grenzen zwischen etwa 0,14 bar und 1,6 bar 1/12 österreichisches Patentamt AT507 418 B1 2010-05-15 gehalten werden. Ein Sauerstoffpartialdruck unter oder oberhalb der Grenzen wird als lebensbedrohend eingestuft. Bei Kreislauftauchgeräten ist daher eine ständige Überwachung des Sauerstoffpartialdruckes notwendig. Geschlossene Kreislauftauchgeräte benötigen somit p02-Sensoren zur manuellen oder elektronisch gesteuerten Regelung des Sauerstoffpartialdruckes im Kreislauf. Als p02 Sensoren werden üblicherweise elektrochemische Sensoren eingesetzt, welche vor dem Tauchgang an der Oberfläche mit Luft oder 100 % 02 kalibriert werden.

[0007] Ein Kreislauftauchgerät muss so ausgestattet sein, dass es im korrekten Betrieb den Sauerstoffpartialdruck innerhalb des für den Taucher sicheren Bereiches hält. Kommt es zu einem Abfall des Sauerstoffpartialdruckes, ist Ohnmacht des Tauchers die Folge. Ein zu hoher Sauerstoffpartialdruck führt zu einer Sauerstoffvergiftung. Beides sind Fälle die als lebensbedrohend einzustufen sind und auch schon viele Todesfälle gefordert haben.

[0008] Typische Fehlerfälle bei Kreislauftauchgeräten sind: [0009] - Ausfall der Elektronik (keine Regelung des Sauerstoffpartialdruckes mehr); [0010] - Ausfall des Magnetventils im offenen oder geschlossenen Zustand (bei elektronisch gesteuerten Kreislauftauchgeräten); [0011] - Ausfall der Sauerstoffsensoren.

[0012] Aus der US 4,964,404 A ist ein Tauchgerät bekannt, bei dem zwischen geschlossenen Kreislauf und offenem System umgeschalten werden kann. Darüber hinaus werden in dieser Veröffentlichung Ausführungen mit verschiedenen Redundanzniveaus beschrieben, wobei systemrelevante Teile doppelt ausgeführt sind. Nachteilig ist allerdings, dass dadurch das Tauchgerät sehr viele Teile und Bedienungselemente aufweist, was die Handhabbarkeit erschwert und sich nachteilig auf die Bedienungsfreundlichkeit auswirkt.

[0013] Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und auf möglichst einfache Weise die Sicherheit von geschlossenen oder halbgeschlossenen Kreislauftauchgeräten zu erhöhen.

[0014] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Gasveiteilereinheit ein erstes Mehrwegschaltventil zur Sauerstoffversorgung aufweist, über welches wahlweise eine Strömungsverbindung zwischen einem Sauerstoffeingang und einem Sauerstoffausgang oder zwischen dem Sauerstoffeingang und einem Gasverteilerausgang herstellbar ist, und wobei vorzugsweise die Gasverteilereinheit ein zweites Mehrwegschaltventil zur Verdünnungsgasversorgung aufweist, über welches wahlweise eine Strömungsverbindung zwischen einem Verdünnungsgaseingang und einem Verdünnungsgasausgang oder dem Verdünnungsgaseingang und einem Gasverteilerausgang herstellbar ist.

[0015] Bei der Gasverteilereinheit handelt es sich um einen modulartigen Bauteil, welcher zwischen das Kreislauftauchgerät und die Vorratsgasflaschen geschaltet wird. Kernstück der Gasverteilereinheit sind erste und zweite Mehrwegventile, welche manuell durch den Taucher bedient werden können.

[0016] In einer sehr einfachen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gasverteilereinheit einen gemeinsamen Gasverteilerausgang für Sauerstoff und Verdünnungsgas aufweist. Der Gasverteilerausgang kann dabei von einer in der Gasverteilereinheit angeordneten Mischleitung für Sauerstoff und Verdünnungsgas ausgehen. Alternativ dazu ist aber auch möglich, für Sauerstoff und Verdünnungsgas getrennte Gasverteilerausgänge vorzusehen, welche an separat zur Einatemgegenlunge geführte Zuleitungen angeschlossen werden können, wobei die Mischung von Sauerstoff und Verdünnungsgas erst in der Einatemgegenlunge erfolgt. Weiters ist es auch denkbar, dass die Gasverteilerausgänge direkt in die Einatemgegenlunge einmünden und somit die Gasverteilereinheit direkt an der Einatemgegenlunge montiert wird. In diesem Fall könnte auf Misch- und Zuleitungen verzichtet werden.

[0017] Um die Bedienbarkeit durch den Taucher zu erhöhen, ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn die beiden Mehrwegschaltventile vorzugsweise mechanisch miteinander gekoppelt sind. 2/12 österreichisches Patentamt AT507 418B1 2010-05-15 [0018] Dabei kann vorgesehen sein, dass das erste Mehrwegschaltventil und/oder das zweite Mehrwegschaltventil als Dreiwegeventil ausgebildet ist, wobei vorzugsweise in Zwischenstellungen der Mehrwegschaltventile die Strömungsverbindungen zwischen Sauerstoffeingang bzw. Verdünnungsgaseingang und Sauerstoffausgang bzw. Verdünnungsgasausgang und zwischen Sauerstoffeingang bzw. Verdünnungsgaseingang und dem Gasverteilerausgang geschlossen ist. SCHALTSTELLUNG 1: [0019] In einer ersten Schaltstellung gibt dabei das erste Mehrwegschaltventil die Strömungsverbindung zwischen dem Sauerstoffeingang und dem Sauerstoffausgang frei. Gleichzeitig gibt in der ersten Schaltstellung das zweite Mehrwegschaltventil den Strömungsweg zwischen dem Verdünnungsgaseingang und dem Verdünnungsgasausgang frei.

[0020] In dieser Position werden also Sauerstoff und Verdünnergas von den Vorratsflaschen dem Kreislaufgerät zugeführt. Typischerweise wird im geschlossenen Kreislaufgerät Sauerstoff über ein elektromagnetisch betätigbares Ventil dem Kreislauf zugeführt. Das Ventil arbeitet in einem ein oder mehrere Sauerstoffsensoren aufweisenden computergesteuerten Regelkreis.

[0021] Im fehlerfreien Betrieb des geschlossenen Kreislaufgerätes befinden sich die Mehrwegschaltventile somit in der ersten Schaltstellung. SCHALTSTELLUNG 2: [0022] Typische Fehlerfälle eines geschlossenen Kreislaufgerätes sind Elektronikausfall, Magnetventilausfall, leere Batterien oder dergleichen. Um eine hohe Ausfallssicherheit zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass in einer zweiten Schaltstellung der Sauerstoffeingang mit dem Gasverteilerausgang verbunden ist, wobei im Strömungsweg zwischen dem ersten Mehrwegschalventil und dem Gasverteilerausgang ein über eine eigenständige elektronische Steuereinheit angesteuertes Magnetventil angeordnet ist, wobei vorzugsweise in der zweiten Schaltstellung die Strömungsverbindung zwischen dem Verdünnungsgaseingang und dem Verdünnungsgangausgang und/oder dem Gasverteilerausgang unterbrochen ist. SCHALTSTELLUNG 3: [0023] Eine weitere Erhöhung der Sicherheit für den Taucher wird erreicht, wenn in einer dritten Schaltstellung der Sauerstoffeingang bzw. der Verdünnungsgaseingang mit dem Gasverteilerausgang verbunden ist, wobei vorzugsweise zwischen dem ersten Mehrwegschaltventil und dem Gasverteilerausgang und/oder zwischen dem zweiten Mehrwegschaltventil und dem Gasverteilerausgang eine vorzugsweise verstellbare Drosseleinrichtung angeordnet ist. Die Drosseleinrichtungen bestimmen den Massenfluss von Sauerstoff und Verdünnergas in das Kreislauftauchgerät und können als fixe oder verstellbare Düsen ausgebildet sein.

[0024] In der ersten Schaltstellung wird Vorratgas direkt zu dem Kreislauftauchgerät weitergeleitet, wodurch ein normaler Betrieb des Kreislauftauchgerätes ermöglicht wird.

[0025] Im Fehlerfall kann mit der Gasverteilereinheit die Gasversorgung des Kreislauftauchgerätes durch den Taucher manuell geschlossen werden, um beispielsweise ein unkontrolliertes Einströmen von Sauerstoff bedingt durch ein offen blockiertes Magnetventil zu unterbinden. Bei einem Fehlerfall des Kreislauftauchgerätes wird somit die zweite Schaltstellung oder die dritte Schaltstellung angewählt.

[0026] In der zweiten Schaltstellung der Gasverteilereinheit wird ein alternativer Regelkreis für die Sauerstoffzuführung aktiviert. Dieser Regelkreis weist eine elektronische Steuereinheit, zumindest einen in der Einatemgegenlunge angeordneten Sauerstoffsensor und zumindest ein eigenständiges Magnetventil zwischen dem ersten Mehrwegschaltventil und dem mit der Einatemgegenlunge verbundenen Gasverteilerausgang auf. Mit diesem Regelkreis kann der Sauerstoffpartialdruck im Kreislauf geregelt werden und somit das Kreislauftauchgerät als elektronisch gesteuertes geschlossenes Kreislauftauchgerät betrieben werden. 3/12 österreichisches Patentamt AT507 418 B1 2010-05-15 [0027] Falls alle Sauerstoffsensoren ausfallen (beispielsweise durch zu hohe Feuchtigkeit in der Einatemgegenlunge, was zu Kondensationserscheinungen auf den Membranen in den Sauerstoffsensoren führt) werden die Mehrwegschaltventile auf die dritten Schaltpositionen gestellt. In dieser dritten Schaltposition wird Sauerstoff und Verdünnungsgas über die Drosseleinrichtungen dem Gasverteilerausgang und weiter dem Atemkreislauf zugeführt. Mit den Drosseleinrichtungen wird der Massenzustrom von Sauerstoff und Verdünnergas und somit auch das Verhältnis von Sauerstoff zu Verdünnergas bestimmt. In dieser dritten Schaltstellung kann somit das Kreislauftauchgerät als halbgeschlossenes selbstmischendes Kreislauftauchgerät betrieben werden. Sauerstoffsensoren sind in diesem Falle nicht notwendig, um einen sicheren Betrieb des Tauchgerätes zu gewährleisten.

[0028] Werden die Mehrwegschaltventile auf Zwischenstellungen gestellt, so wird die Gaszufuhr über die Mehrwegschaltventile unterbrochen. Um auch in dieser Stellung eine Gasversorgung zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass zwischen dem Sauerstoffeingang und dem Gasverteilerausgang und/oder zwischen dem Verdünnungsgaseingang und dem Gasverteilerausgang eine Umgehungsleitung für das erste bzw. zweite Mehrwegschaltventil vorgesehen ist, wobei vorzugsweise in der Umgehungsleitung ein vorzugsweise manuell betätigbares Steuerventil angeordnet ist. Dies erlaubt eine manuelle Zudosierung von Sauerstoff und/oder Verdünnergas. Somit kann zum Beispiel auf einer Tiefe von 0 bis 6 Meter der Kreislauf des Tauchgerätes mit reinem Sauerstoff gefüllt werden und das Kreislauftauchgerät somit als geschlossenes Sauerstoffkreislaufgerät verwendet werden. Unterhalb von 6 Metern ist dies gefährlich, da der Sauerstoffpartialdruck auf Werte über 1,6 bar ansteigen würde, was zu einer Sauerstoffvergiftung führen kann.

[0029] Weiters kann vorgesehen sein, dass die elektronische Steuereinheit mit einem Drucksensor verbunden ist, welcher in einer zum Gasverteilerausgang führenden Verbindungsleitung oder Mischleitung für Sauerstoff und Verdünnungsgas angeordnet ist.

[0030] Die vorliegende Erfindung kann sowohl in halbgeschlossenen, sowie in manuellen oder elektronisch gesteuerten geschlossenen Kreislaufgeräten integriert werden. Somit lässt sich beispielsweise auch ein halb geschlossenes Kreislauftauchgerät als geschlossenes elektronisch gesteuertes Gerät betreiben, wenn die Mehrwegschaltventile auf die zweite Schaltstellung gestellt werden.

[0031] Die Mehrwegschaltventile können aber auch mit mehr als drei Schaltstellungen ausgeführt sein. Beispielsweise ist eine vierte Schaltposition möglich, bei der mit unterschiedlichen Drosseleinrichtungen verschiedene Gasgemische eingesetzt werden können. Falls die Drosseleinrichtung für Verdünnungsgas geschlossen wird und die Drosseleinrichtung für Sauerstoff entsprechend dem Durchschnittssauerstoffmetabolismus des Tauchers (typischerweise 0,5 bis 1 bar I/Minute) gewählt wird, lässt sich das Kreislauftauchgerät auch als manuell gesteuertes geschlossenes Kreislauftauchgerät betreiben.

[0032] Somit sind - zusätzlich zum Normalbetrieb des Kreislauftauchgerätes (Schaltstellung 1) -folgende vier verschiedene Betriebsarten möglich: [0033] - elektronisch gesteuertes geschlossenes Kreislaufgerät; [0034] - manuelles gesteuertes geschlossenes Kreislaufgerät (mit konstanter 02-Zudosierung); [0035] - halbgeschlossenes (selbstmischendes) Kreislauftauchgerät; [0036] - manuelle Zudosierung von Sauerstoff oder Verdünnungsgas.

[0037] Somit ist eine vierfache Redundanz in der Gaszuführung gewährleistet.

[0038] In einer besonders einfachen Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste und/oder Mehrwegventil als Zweiwegventil ausgeführt ist, wobei vorzugsweise nur die erste und die dritte der oben beschriebenen Schaltstellung wählbar sind. Bei dieser Ausführung ist somit kein über eine eigenständige elektronische Steuereinheit angesteuertes Magnetventil vorhanden, sodass nur die manuellen Betriebsarten im Fehlerfall zur Verfügung stehen. 4/12 österreichisches Patentamt AT507 418B1 2010-05-15 [0039] In weiterer Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die elektronische Steuereinheit mit einem Datenspeicher verbunden ist, in welchem relevante Betriebsdaten abgelegt sind, wobei vorzugsweise die gespeicherten Daten über eine Schnittstelle auslesbar sind und dass zur Bedingung der elektronischen Steuereinheit die Gasverteilereinheit zumindest einen elektronischen Taster aufweist. Tauchgangsrelevante Daten, wie Tiefe, Tauchzeit, Sauerstoffpartialdruck und dem Dekompressionsberechungen werden am Display dargestellt und im elektronischen Speicher abgelegt. Eine Schnittstelle (kabelgebunden oder kabellos via Bluetooth) ermöglicht ein Auslesen der Daten mittels eines handelsüblichen Personalcomputers.

[0040] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutet.

[0041] Es zeigen [0042] Fig. 1 ein halbgeschlossenes Kreislauftauchgerät gemäß dem Stand der Technik, [0043] Fig. 2 ein geschlossenes Kreislauftauchgerät gemäß dem Stand der Technik, [0044] Fig. 3 eine erfindungsgemäße Gasverteilereinheit in einer ersten Ausführungsvariante, [0045] Fig. 3a eine erfindungsgemäße Gasverteilereinheit in einer zweiten Ausführungsvarian te und [0046] Fig. 4 eine Anwendung der Gasverteilereinheit bei einem geschlossenen Kreislauf tauchgerät.

[0047] Bei dem bekannten halbgeschlossenen Kreislauftauchgerät aus Fig. 1 atmet der Taucher durch das Mundstück 1 über den Ausatemschlauch 2 in die Ausatemgegenlunge 4 aus. Im C02-Filter 7 wird Kohlendioxid aus der Ausatemluft chemisch absorbiert. Das Atemgas gelangt dann weiter in die Einatemgegenlunge 5. Über das Mundstück 1 und dem Einatemschlauch 3 wird das Atemgas wieder eingeatmet. Um den verbrauchten Sauerstoff zu ersetzen, wird aus einer Vorratsflasche 8 über eine kalibrierte Düse 10 frisches Gas in den Kreislauf zugeführt. Ein Druckminderer 9 reduziert dabei den Flaschendruck auf einen Druck von typischerweise 8 bis 15 bar. Die Vorratsflasche 8 enthält entweder reinen Sauerstoff 02 oder ein Gasgemisch mit einem bestimmten Anteil an Sauerstoff. Die Düse 10 wird so gewählt, dass selbst im Falle einer großen Anstrengung und somit hohem Sauerstoffverbrauch des Tauchers stets genug 02 zudosiert wird, um den Sauerstoffpartialdruck p02 im Kreislauf innerhalb lebenserhaltender Grenzen (Sauerstoffpartialdruck größer als 0,14 bar und kleiner als 1,6 bar) zu halten. Typische Werte für die Gaszudosierung sind beispielsweise 6 bis 7 bar l/min (bei einem Gasgemisch von 50 % 02, 50 % N2). Es wird stets mehr Gas zugeführt, als tatsächlich verbraucht wird (also überschüssiges 02 und andere Gasanteile im Gasgemisch wie zum Beispiel N2), welches über ein Überdruckventil 6 in die Umgebung abgegeben wird.

[0048] Fig. 2 zeigt den Aufbau eines bekannten elektronisch gesteuerten Kreislaufgerätes. Im Gegensatz zum halbgeschlossenen Kreislaufgerät aus Fig. 1 verfügt das elektronisch gesteuerte Kreislauftauchgerät über einen Regelkreis. Üblicherweise wird dabei von einer elektronischen Steuereinheit 15 über ein bis vier Sauerstoffsensoren 16 der Sauerstoffpartialdruck p02 im Kreislauf gemessen. Tauchgangsrelevante Daten werden auf einem Display 18 dargestellt. Fällt der Sauerstoffpartialdruck p02 unter einen gewissen Wert, so wird über ein elektromagnetisches Ventil 17 reiner Sauerstoff 02 aus einer Vorratsflasche 11 für Sauerstoff zudosiert. Beim Abtauchen wird das Gas im Kreislauf komprimiert. Um den druckbedingten Volumenverlust auszugleichen, wird über ein manuelles Ventil 19 oder ein automatisches Ventil Verdünnungsgas (Diluentgas) aus der Vorratsflasche 13 dem Kreislauf zugeführt. Über die beiden Druckminderer 12, 14 wird der Flaschendruck auf typischerweise 8 bis 10 bar über dem Umgebungsdruck reduziert.

[0049] Fig. 3 zeigt eine Gasverteilereinheit 35 in einer ersten Ausführungsvariante. Sauerstoff 02 wird über den Sauerstoffeingang 21 zugeführt. Verdünnungsgas wird über den Verdünnungsgaseingang 26 zugeführt. Ein von einer Mischleitung 22c für Sauerstoff und Verdünnergas ausgehender Gasverteilerausgang 22 wird direkt oder über eine Zuleitung an die Einatem- 5/12 österreichisches Patentamt AT507 418B1 2010-05-15 gegenlunge 5 angeschlossen. Über zwei jeweils in einer Umgehungsleitung 24a, 27a für die Mehrwegschaltventile 28, 29 angeordnete, manuell betätigbare Steuerventile 24, 27 können Sauerstoff bzw. Verdünnungsgas manuell zum Kreislauf zudosiert werden.

[0050] Die zugeführten Gase werden über ein erstes Mehrwegschaltventil 28 - für Sauerstoff -und ein zweites Mehrwegschaltventil 29 - für Verdünnungsgas -verteilt. Die beiden Mehrwegschaltventile 28, 29 sind mechanisch miteinender gekoppelt und können manuell in erste, zweite oder dritte Schaltstellungen P1, P2, P3 geschälten werden. In jeder beliebigen Zwischenstellung wird das zugeführt Gas abgesperrt. In der ersten Schaltstellung P1 wird über den Sauerstoffausgang 20 und den Verteilergasausgang 25 Sauerstoff 02 bzw. Verteilergas dem Kreislauftauchgerät zugeführt. Im Falle einer Fehlfunktion des Kreislauftauchgerätes kann in der Schaltstellung P2 über einen alternativen Regelkreis Sauerstoff über ein Magnetventil 34 dem Kreislauf zugeführt werden. Dieser Regelkreis besteht aus einer elektronischen Steuereinheit 32, einem Drucksensor 37 in der Mischleitung 22c und einem zusätzlichen Sauerstoffsensor 23, welcher in der Einatemgegenlunge 5 angeordnet ist. Zur Bedienung der elektronischen Steuereinheit 32 sind Taster 38 vorgesehen. Tauchgangsrelevante Daten können auf einem Display 33 angezeigt und zusätzlich in einem elektronischen Speicher 36 abgelegt werden. Zusätzlich verfügt der Regelkreis noch über eine Schnittstelle 39 (kabellose Verbindung über beispielsweise Bluetooth oder kabelgebundene Schnittstelle), um die gespeicherten Daten auszulesen oder um die elektronische Steuereinheit zu programmieren. Zur Bedienung des Regelkreises sind elektronische Taster 38 vorgesehen.

[0051] In der dritten Position P3 wird Sauerstoff bzw. Verdünnungsgas über jeweils eine Drosseleinrichtung 30 bzw. 31 der Mischleitung 22c zugeführt. Sauerstoff und Verdünnungsgas werden somit über diese beiden Drosseleinrichtungen 30, 31 in der Mischleitung 22c gemischt. Je nach Wahl der Drosseleinrichtungen 30, 31, welche durch kalibrierte Düsen gebildet werden können, kann somit das Volumen des zugeführten Gases, sowie auch der Anteil an Sauerstoff und Verdünnungsgasgemisch eingestellt werden. Weiters ist es auch möglich, den Ausgang P3 Dil des zweiten Mehrwegschaltventils 29 komplett zu verschließen und die Drosseleinrichtung 30 entsprechend dem durchschnittlichen Sauerstoffverbrauch zu wählen, um das Kreislauftauchgerät in einem manuellen geschlossenen Kreislaufzu betreiben.

[0052] Die in Fig. 3a dargestellte Ausführung unterscheidet sich von Fig. 3 dadurch, dass die Gasverteilereinheit 35 getrennte Gasverteilerausgänge 22a und 22b für Sauerstoff und Verdünnungsgas aufweist, welche direkt oder über nicht weiter dargestellte separate Zuleitungen mit der Einatemgegenlunge 5 verbunden werden können. Die Gasverteilerausgänge gehen von separaten Verbindungsleitungen 22d, 22e innerhalb der Gasverteilereinheit 35 aus. Die Mischung von Sauerstoff und Verdünnergas erfolgt somit erst in der Einatemgegenlunge 5. Der mit der elektronischen Steuereinheit 32 verbundene Drucksensor 37 ist in einer zum Gasverteilerausgang 22a führenden Verbindungsleitung 22d angeordnet.

[0053] Fig. 4 zeigt ein Beispiel, wie die Gasverteilereinheit 35 aus Fig. 3 in ein geschlossenes Kreislauftauchgerät integriert werden kann. Die Gasverteilereinheit 35 wird dabei in die Gaszuführung zwischen den Vorratsflaschen 11,13 und die Einatemgegenlunge 5 geschaltet. Zusätzlich wird ein weiterer Sauerstoffsensor 23 in der Einatemgegenlunge 5 angebracht. Über den Gasverteilerausgang 22 kann von der Gasverteilereinheit 35 Gas direkt in den Kreislauf zugeführt werden.

[0054] Die Gasverteilereinheit 35 ermöglicht es, ein Kreislauftauchgerät als elektronisch gesteuertes geschlossenes, halb geschlossenes oder manuell gesteuertes Kreislaufgerät zu betreiben. 6/12

Claims (17)

1. österreichisches Patentamt AT507 418B1 2010-05-15 Patentansprüche 1. Gasverteilereinheit (35) für ein als geschlossenes und/oder halbgeschlossenes Kreislaufgerät ausgebildetes Tauchgerät, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasverteilereinheit (35) ein erstes Mehrwegschaltventil (28) zur Sauerstoffversorgung aufweist, über welches wahlweise eine Strömungsverbindung zwischen einem Sauerstoffeingang (21) und einem Sauerstoffausgang (20) oder zwischen dem Sauerstoffeingang (21) und einem Gasverteilerausgang (22; 22a) herstellbar ist, und wobei vorzugsweise die Gasverteilereinheit (35) ein zweites Mehrwegschaltventil (29) zur Verdünnungsgasversorgung aufweist, über welches wahlweise eine Strömungsverbindung zwischen einem Verdünnungsgaseingang (26) und einem Verdünnungsgasausgang (25) oder dem Verdünnungsgaseingang (26) und einem Gasverteilerausgang (22; 22b) herstellbar ist.
2. 2. Gasverteilereinheit (35) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasverteilereinheit (35) einen gemeinsamen Gasverteilerausgang (22) für Sauerstoff und Verdünnungsgas aufweist.
3. 3. Gasverteilereinheit (35) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mehrwegschaltventile (28, 29) - vorzugsweise mechanisch - miteinander gekoppelt sind.
4. 4. Gasverteilereinheit (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Zwischenstellungen der Mehrwegschaltventile (28; 29) die Strömungsverbindungen zwischen Sauerstoffeingang (21) bzw. Verdünnungsgaseingang (26) und Sauerstoffausgang (20) bzw. Verdünnungsgasausgang (25) und zwischen Sauerstoffeingang (21) bzw. Verdünnungsgaseingang (26) und dem Gasverteilerausgang (22; 22a, 22b) geschlossen ist.
5. 5. Gasverteilereinheit (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Schaltstellung (PI) der Sauerstoffeingang (21) bzw. der Verdünnungsgaseingang (26) direkt mit dem Sauerstoffausgang (20) bzw. dem Verdünnungsgasausgang (25) verbunden ist.
6. 6. Gasverteilereinheit (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Schaltstellung (P2) der Sauerstoffeingang (21) mit dem Gasverteilerausgang (22, 22a, 22b) verbunden ist, wobei im Strömungsweg zwischen dem ersten Mehrwegschalventil (28) und dem Gasverteilerausgang (22, 22a) ein über eine elektronische Steuereinheit (32) angesteuertes Magnetventil (34) angeordnet ist.
7. 7. Gasverteilereinheit (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mehrwegschaltventil (28) und/oder das zweite Mehrwegschaltventil (29) als Zweiwegeventil ausgebildet ist.
8. 8. Gasverteilereinheit (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mehrwegschaltventil (28) und/oder das zweite Mehrwegschaltventil (29) als Dreiwegeventil ausgebildet ist.
9. 9. Gasverteilereinheit (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Schaltstellung (P2) die Strömungsverbindung zwischen dem Verdünnungsgaseingang (26) und dem Verdünnungsgasausgang (25) und/oder dem Gasverteilerausgang (22, 22b) unterbrochen ist.
10. 10. Gasverteilereinheit (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Schaltstellung (P3) der Sauerstoffeingang (21) bzw. der Verdünnungsgaseingang (26) mit dem Gasverteilerausgang (22; 22a, 22b) verbunden ist, wobei vorzugsweise zwischen dem ersten Mehrwegschaltventil (28) und dem Gasverteilerausgang (22; 22a) und/oder zwischen dem zweiten Mehrwegschaltventil (29) und dem Gasverteilerausgang (22; 22b) eine vorzugsweise verstellbare Drosseleinrichtung (30, 31) angeordnet ist. 7/12 österreichisches Patentamt AT507 418 B1 2010-05-15
11. 11. Gasverteilereinheit (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sauerstoffeingang (21) und dem Gasverteilerausgang (22; 22a) und/oder zwischen dem Verdünnungsgaseingang (26) und dem Gasverteilerausgang (22; 22b) eine Umgehungsleitung (24a; 27a) für das erste bzw. zweite Mehrwegschaltventil (28; 29) vorgesehen ist, wobei vorzugsweise in der Umgehungsleitung (24a; 27a) ein vorzugsweise manuell betätigbares Steuerventil (24; 27) angeordnet ist.
12. 12. Gasverteilereinheit (35) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (32) über eine Sensorleitung mit einem vorzugsweise in einer Einatemgegenlunge (5) angeordneten Sauerstoffsensor (23) verbindbar ist.
13. 13. Gasverteilereinheit (35) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (32) mit einem Drucksensor (37) verbunden ist, der in einer zum Gasverteilerausgang (22; 22a) führenden Misch- oder Verbindungsleitung (22c, 22d) angeordnet ist.
14. 14. Gasverteilereinheit (35) nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (32) mit einem Datenspeicher (36) verbunden ist, in welchem relevante Betriebsdaten abgelegt sind, wobei vorzugsweise die gespeicherten Daten über eine Schnittstelle (39) auslesbar sind.
15. 15. Gasverteilereinheit (35) nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass tauchgangsrelevante Daten der elektronischen Steuereinheit (32) auf einem Display (33) anzeigbarsind.
16. 16. Gasverteilereinheit (35) nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bedienung der elektronischen Steuereinheit (32) die Gasverteilereinheit (35) zumindest einen elektronischen Taster (38) aufweist.
17. 17. Verwendung der Gasverteilereinheit (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 in einem als geschlossenes und/oder halbgeschlossenes Kreislaufgerät ausgebildeten Tauchgerät. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 8/12