Atmungsgerät mit Nährgusquelle, Atmungsbeutel und Bteduzierventil. Die Erfindung betrifft ein Atmungsgerät, das mit einer Nährgasquelle, einem Atmungs beutel und einem Druckreduzierventil aus gestattet ist, bei dem also das zum Beispiel in einem Vorratsbehälter vorhandene hoch gespannte Gas durch eine Expansionsdüse ausströmt und so auf den Gebrauchsdruck herabgemindert wird.
Bisher sind derartige Druckreduzierventile stets als besondere Ge- rätsteile ausgebildet worden; es war ferner nicht möglich, diese Ventile entsprechend dem jeweiligen Verbrauch an Atmungsgas zu re geln; vielmehr -wurde das Druckreduzier- ventil auf einen bestimmten Niederdruck ein gestellt, und zwar entweder so, dass es dauernd gleichmässig eine für die Höchstarbeitsleistung ausreichende Gasmenge freigab oder aber so,. dass lediglich das für eine geringe Arbeits leistung ausreichende Nährgas freigegeben und der Mehrbedarf durch ein besonderes Ventil von Hand zugesetzt wurde.
Die erst erwähnte Betriebsweise war notwendiger weise von einer Gasverschwendung begleitet, im letzteren Falle war der Übelstand zu ver zeichnen, dass gerade in Augenblicken erhöh- ter Arbeitsleistung meist beide Hände des Trägers in Anspruch genommen waren und somit der Nährgaszusatz unmöglich gemacht wurde.
Die Erfindung bringt demgegenüber ein vollkommen neues Prinzip, indem als Regu liermembran für das Druckreduzierventil die bewegliche Wand des Atmungsbeutels selbst dient. Hier wird also in einwandfreier Weise die Regelung des Nährgasstromes selbsttätig enksprechend dem Verbrauch bewirkt: Ab gesehen von diesem Vorteil ist dem Bekann ten gegenüber weiter auch der Vorzug zu wer < zeichnen, dass die gespannte Membran des üblichen Druckreduzierventils mit allen ihren Nachteilen und ferner , die Federwir kung auf diese Membran fortfallen.
Besonders vorteilhafte Verhältnisse wer den dann geschaffen, wenn die Anordnung so getroffen wird, dass die bewegliche Wand des Atmungsbeutels auf den längeren Arm eine doppelarmigen Hebels wirkt, dessen kürzerer Arm das Verschlussstück der Einströmungs- düse des Ventils entgegen einer auf das Ende des läneren Hebelarmes wirkenden Feder- >Z kraft öffnet.
Die Kraftverhältnisse liegen dann so, dass einerseits an der Einströmungs- düse ein hoher spezifischer Druck auf ein, kleine Fläche und an einem kleinen Hebelarm wirkt, anderseits im Atmungsbeutel ein ge ringer Druck gegen eine grosse Fläche und an einem grossen Hebelarm zur Wirkung gelängt. Die erwähnte Federkraft braucht somit nu. schwach bemessen zu sein, und es genügen somit auch wiederum schwache Kräfte, um diese Feder auszuschalten.
Die erwähnte Hebelanordnung kann ge gebenenfalls auch dadurch ersetzt werden, dass das Verhältnis zwischen Düsenquerschnitt und wirksamer Beutelfläche gross genug ge wählt wird.
Auf der Zeichnung sind in den Fig. 1 bis verschiedene Ausführungsbeispiele schema- tisch zur Darstellung gebracht.
In Fig. 1 besitzt der Atmunoisbeutel 1 zwei Stutzen 2 und 3, durch deren ersteren die ausgeatmete, auf ihrem Weg durch einen nicht dargestellten Einsatz gereinigte Luft in den Beutel gelangt, auf dem sie durch den letzteren Stutzen bei der Einatmung ab strömt. An dem untern Teil des Beutels sc=hliesst sich ein Gehäuse 4 an, in welchem eine Düse 5 und ein deren Öffnung verschlie ssender bezw. öffnender Ventilkörper 6 vor gesehen ist. Dieser Körper sitzt am kurzen Arm 7 eines doppelarmigen IAebels, der bei 8 drehbar ist und dessen längerer Arm 9 in das Innere des Atmungsbeutels hineinreicht.
An seinem Ende greift eine Zugfeder 10 an, die unter Einschaltung einer Schraube 11 an der beweglichen Wand 12 des Atmungs beutels befestigt ist, dessen andere Wand, 13, festgelagert zu denken ist.
Der die Düse 5 besitzende Stutzen 1.1 ist an eine Nährgasquelle angeschlossen, die nicht dargestellt ist. Die Düse wird durch die Feder 10 so lange geschlossen gehalten, bis infolge des zunehmenden Verbrauches an Nährgas der Atmungsbeutel zusammenfällt und durch die Bewegung der Wandung 12 die Feder 10 entspannt wird. Der Ventilkör per hebt sich nun von der Düse ab und lässt Nährgas einströmen, bis durch den sich nun- mehr wieder aufblähenden Atmungsbeutel die Feder 10 wieder Spannung erhält und so mit der Ventilkörper wieder anf seinen Sitz gedrückt wird. Dieses Spiel vollzieht sieh entsprechend dem Verbrauch an Atmungsgas selbsttätig.
Im Falle der Fi-. 2 wirkt die Wand 12 des als zylindrischer Blasebalg ausgebildeten aImungsbeutels 1 auf den Ventilkörper 6, an den sich eine in das Innere des Atmungs- beutels reichende Stange 15 anschliesst. Auf dieser Stange kann sich eine mit der -\Vancl 1.2 verbundene Hüllte 16 verschieben, in deren obern Teil eine Spindel 17 mehr oder weniger hineingeschraubt werden kann.
Der im Gehäuse :1 gelagerte Ventilkörper 6 kann sich entgegen einer Feder 18 abwärts bewegen, wobei der Gaseinlass freigegeben wird. Die Luft wird aus dem Beutel durch den Stutzen ' eins,-eatmet.
Sinkt der Beutel zusammen, so bewegen sich die Wand 12 und mit ihr die Hülse 16, sowie die Spindel 17 abwärts: das untere Ende der letzteren drückt schliesslich auf die Stange 15 und schiebt diese nach unten., wo durch der Gaseinlass freigegeben wird. Das Verhältnis der Grösse der Fläche der Wand 12 zu dem Einströmungsquerschnitt kann dabei so bemessen werden, dass ähnliche Verhält nisse bezüglich der Tätigkeit erzielt werden wie im Falle der Fi,l-. 1.
Im Falle der Fig. 3 ist das untere Ende des zweiarmigen Hebels 9 mit einer kreis runden Platte 19 versehen, gegen die sich die bewegliche Beutelwand 12 legt, sobald der Beutel zusammensinkt, und dadurch das Ven til 20 entgegen der Wirkung der Feder 21 öffnet:. Diese Wand 12 kann aus dem für Atmungsbeutel üblichen Stoff bestellen.
Die sichere Wirksamkeit wird in diesem Falle durch das Vorhandensein der Platte 19 gewährleistet, die gewissermassen an Stelle der starren Beutelwand 12 in Fig. 1 und 2 tritt. Die Wirkung ist im übrigen die gleiche, wie für Fig. 1 beschrieben.
Im Falle der Fig. -1 ist ausser dem zwei armigen Hebel 9, der wiederum mit einer Platte 19 versehen ist, in :dem Gehäuse des Ger;.ites eine Platte 22 fest gelagert, die sich parallel zum Hebel 9 in das Innere des ,Atmungsbeutels erstreckt und mit einer Platte ?3 versehen ist, die in ihrer Umrisslinie der Platte 19 gleicht und dieser gegenüber liegt. Diese Platte 23 übernimmt die Wirksamkeit der festen Wand 13, die bei der zuerst be schriebenen Ausführungsform erforderlich ist.
Die Platte 19 ist also gegenüber der Platte 23 beweglich und das Ventil 20 gelangt zur Wirkung, sobald der Beutel, der einem übli chen Atmungsbeutel gleicht, so weit zusam mengesunken ist, dass die eine Wand sich gegen die Platte 19 legt.
Durch diese Anordnung ergibt sich eine bessere Ausnutzung des Atmun",sbeutel- raumes, indem nämlich der schädliche Raum, der im Falle der Fig. 3 zwischen fester Tand 13 und Platte 19 vorhanden ist, vermieden wird.
Gemäss der Fig. 5 ist gegenüber der Platte 19 eine Platte 24 angeordnet, die an dem Arm eines bei 25 in dem Gehäuse drehbar gelagerten Hebels 26 befestigt ist. Dieser Hebel greift dicht unterhalb seines Dreh punktes an der Ventilspindel an. Sinkt der Atmungsbeutel zusammen, so legt er sich auch gegen die Platte 24, und die dabei er folgende Bewegung des Hebels 26 wirkt eben falls auf die Öffnung des Ventils ein. Es wird also die Wirksamkeit der Platte 19 un terstützt. Bei der zunehmenden Füllung des Atmungsbeutels wird der Hebel 26 durch den Druck der Feder 21 wieder in seine Ausgangs lage zurückbewegt. Es nimmt also in diesem Falle die Platte 24 an dem Spiel der Platte 19 teil, indem sie sich zu dieser im gegen läufigen Sinne bewegt.
In Fig. 6 ist 27 eine Flasche für Press luft, 28 eine Flasche für Sauerstoff. Die Ven tile dieser beiden Flaschen werden von je einem Hebel 29 resp. 30 gesteuert, die ihrer seits in einen Atmungsbeutel 31 hinein reichen und an ihrem untern Ende durch eine Platte 32 gekuppelt sind. Die sämtlichen Teile sind in einem Kasten 33 eingeschlossen, an dessen Rückwand der Atmungsbeutel be festigt ist. Fällt der Atmungsbeutel zusam- men. so drückt die bewegliche Wand auf die Platte 32, wodurch die Ventile der Flaschen 27 und 28 geöffnet werden und somit der Beutel wieder gefüllt wird.
Die Platte wird dann freigegeben und die Teile nehmen ihre Ausgangsstellung wieder ein.
Im Falle der Fig. 7 ist vorausgesetzt; dass es sich um ein Gerät handelt, bei wel chem ein bei der Absorption der Kohlensäure gleichzeitig Sauerstoff entwickelndes Chemi- kal Anwendung findet.
34 ist der dieses Chemikal enthaltende Einsatz, 35 der Ventilkasten für die Ein- und Ausatmungsventile, 36 das Mundstück, 3 7 der Atmungsbeutel. dessen eine Wand gegen eine feste Platte 38 anliegt und dessen an dere Wand sich beim Zusammenfallen des Atmungsbeutels in der für Fig. 3 beschriebe nen Weise gegen die Platte 19 bewegt und dadurch entgegen dem Druck der Feder 21 das Ventil 20 der Vorratsflasche 39 mehr oder weniger öffnet.
-Bei Beginn der Atmung befindet sich keine Luft im Beutel. Beim Ansaugen wird daher sofort durch den Hebel 9 das Flaschen ventil geöffnet, und es strömt Sauerstoff selbsttätig so lange zu, bis der Einsatz 34 selbst genügend Sauerstoff entwickelt und an den Beutel abgibt, so dass nun der Steuerhebel unbeeinflusst und demzufolge die Vorraats- flasche geschlossen bleibt. Mann infolge plötzlich erhöhter Arbeitsleistung oder au,- einem andern Grunde der Einsatz mit dei Nährgasbelieferung nicht folgen; so tritt selbsttätig sofortige- Lieferung aus der Vor ratsflasche 39 ein.
Im Falle der Fig. 8 ist angenommen, class das Atmungsgerät für einen Tauchapparat Anwendung findet, der mit, Sauerstoff und Pressluft betrieben werden soll.
Demgemäss ist 40 die Flasche für Sauer stoff, 41 diejenige für Pressluft. Die zu gehörigen Ausströmungsleitungen münden in je ein Ventil 42 resp. 42, die in einem nach aussen geschlossenen Behälter 44 angeordnet sind. Die Ventile werden in der bereits'be- schriebenen Weise von Hobeln gesteuert, die an ihrem untern Ende durch eine gemeinsame Platte 45 verbunden, in einen Atmungsbeutel 46 hineinreichen, der somit ebenfalls im In nern des Behälters 44 angeordnet ist.
Von dem Atmungsbeutel aus' führt eine Leitung 47 in einen Taucherhelm 48 und mündet dort. in ein Mundstück 49. Die aus geatmete Luft gelangt durch die Leitung 50 in einen die Kohlensäure absorbierenden Ein satz 51 und von diesem aus, gereinigt, durch die Leitung 52 in den Atmungsbeutel zurück. Der Einsatz ist dabei in einer Abteilung des Behälters 44 angeordnet, durch deren Öff nung 53 die vorerwähnte Leitung 52 hindurch geführt ist. Von dem Behälter 44 aus führt weiter eine Leitung 54 in den Helm 48, so dass das Innere des Taucheranzuges mit dem jenigen des Behälters 44 kommuniziert.
Der Bedarf für die Atmungsluft wird, wie bemerkt, in der Weise geregelt, dass bei zunehmendem Bedarf der Atmungsbeutel zLl- sammensinkt, somit auf die Platte 45 drückt und damit den Nährgaszufluss freigibt, bis Gier Atmungsbeutel genug gefüllt ist.
Bei einem plötzlichen Absturz des Tauchers wird die Luft im Anzuge zusammengedrückt, der Druck pflanzt sich durch die Leitung 54 in den Behälter 44 fort, und wirkt dort im glei chen Sinne auf den Atmungsbeutel, der so mit ebenfalls zusammengedrückt wird und dieselbe Wirkung ausübt wie beim Mangel an Atmungsgas, das heisst den y\Tährgaszufluss freigibt und somit Luft in den Taucheranzug strömen lässt.
Im Falle der Fig. 9 schliesslich ist die Anordnung im allgemeinen die gleiche wie im Falle der Fig. 3, jedoch mit dem Unterschied, dass die Teile von einem Behälter 55 um schlossen sind, in welchem ein Beutel 56 vor- ,"Sehen ist, der durch einen Schlauch 57 mit einem Ball 58 in Verbindung steht. Ein Druck auf diesen Ball bläht den Beutel auf. so dass er gegen die Platte 19 drückt, welche in üblicher Weise am untern Ende des Steuer hebels 9 angeordnet ist. Hierdurch kann so mit willkürlich eine Füllung des Atmungs beutels erzielt werden,
Breathing device with nutrient source, breathing bag and reducing valve. The invention relates to a breathing device that is equipped with a nutrient gas source, a breathing bag and a pressure reducing valve, in which the high-tension gas present, for example, in a storage container flows out through an expansion nozzle and is thus reduced to the working pressure.
So far such pressure reducing valves have always been designed as special device parts; it was also not possible to regulate these valves according to the respective consumption of breathing gas; rather, the pressure reducing valve was set to a certain low pressure, either in such a way that it constantly released a sufficient amount of gas for the maximum work output or else so. that only the nutrient gas sufficient for a low work performance was released and the additional requirement was added by hand through a special valve.
The first-mentioned mode of operation was necessarily accompanied by a waste of gas, in the latter case the inconvenience was that, especially in moments of increased work performance, both hands of the wearer were usually used and thus the addition of nutrient gas was made impossible.
The invention brings a completely new principle in that the movable wall of the breathing bag itself is used as a Regu liermembran for the pressure reducing valve. In this case, the flow of nutrient gas is automatically regulated in accordance with the consumption: apart from this advantage, the advantage over the known is that the tensioned membrane of the usual pressure reducing valve with all its disadvantages and, furthermore, the Federwir effect on this membrane is omitted.
Particularly advantageous conditions are created when the arrangement is made in such a way that the movable wall of the breathing bag acts on the longer arm with a double-armed lever, the shorter arm of which the closure piece of the inlet nozzle of the valve acts against one acting on the end of the longer lever arm Spring-> Z force opens.
The force relationships are then such that on the one hand a high specific pressure acts on a small area and on a small lever arm at the inflow nozzle, on the other hand a low pressure in the breathing bag against a large area and on a large lever arm is effective. The mentioned spring force therefore only needs. to be weakly dimensioned, and thus again weak forces are sufficient to switch off this spring.
The mentioned lever arrangement can optionally also be replaced by choosing a large enough ratio between the nozzle cross-section and the effective bag area.
In the drawing, various exemplary embodiments are shown schematically in FIGS.
In Fig. 1, the Atmunoisasche 1 has two nozzles 2 and 3, through the former, the exhaled air, purified on its way through an insert, not shown, enters the bag, on which it flows through the latter nozzle during inhalation. A housing 4 is attached to the lower part of the bag, in which a nozzle 5 and an opening thereof, respectively, are closed. opening valve body 6 is seen before. This body sits on the short arm 7 of a double-armed lever, which is rotatable at 8 and whose longer arm 9 extends into the interior of the breathing bag.
At its end engages a tension spring 10, which is attached to the movable wall 12 of the breathing bag with the involvement of a screw 11, the other wall of which, 13, is to be thought of as fixed.
The nozzle 1.1 having the nozzle 5 is connected to a nutrient gas source, which is not shown. The nozzle is kept closed by the spring 10 until the breathing bag collapses due to the increasing consumption of nutrient gas and the spring 10 is relaxed by the movement of the wall 12. The valve body now lifts off the nozzle and allows nutrient gas to flow in until the spring 10 is tensioned again by the breathing bag, which is now inflating again, and so the valve body is pressed against its seat again. This game takes place automatically according to the consumption of breathing gas.
In the case of the fi. 2, the wall 12 of the plastic bag 1, designed as a cylindrical bellows, acts on the valve body 6, to which a rod 15 that extends into the interior of the breathing bag is connected. A sleeve 16 connected to the Vancl 1.2 can move on this rod, into the upper part of which a spindle 17 can be more or less screwed.
The valve body 6 mounted in the housing: 1 can move downwards against a spring 18, whereby the gas inlet is released. The air is breathed out of the bag through the nozzle.
If the bag collapses, the wall 12 and with it the sleeve 16 and the spindle 17 move downwards: the lower end of the latter presses on the rod 15 and pushes it downwards, where the gas inlet is released. The ratio of the size of the surface of the wall 12 to the inflow cross-section can be dimensioned so that similar ratios with regard to the activity are achieved as in the case of FIGS. 1.
In the case of Fig. 3, the lower end of the two-armed lever 9 is provided with a circular plate 19 against which the movable bag wall 12 lays as soon as the bag collapses, and thereby the Ven valve 20 opens against the action of the spring 21: . This wall 12 can be made from the fabric customary for breathing bags.
The reliable effectiveness is ensured in this case by the presence of the plate 19, which takes the place of the rigid bag wall 12 in FIGS. 1 and 2 to a certain extent. The effect is otherwise the same as that described for FIG.
In the case of FIG. 1, in addition to the two-armed lever 9, which in turn is provided with a plate 19, a plate 22 is fixedly mounted in: the housing of the device, which extends parallel to the lever 9 into the interior of the, Breathing bag extends and is provided with a plate? 3, which is similar in its outline to the plate 19 and this is opposite. This plate 23 takes over the effectiveness of the fixed wall 13, which is required in the first be written embodiment.
The plate 19 is therefore movable with respect to the plate 23 and the valve 20 takes effect as soon as the bag, which resembles a übli chen breathing bag, has sunk so far that one wall lies against the plate 19.
This arrangement results in a better utilization of the breathing bag space, namely by avoiding the harmful space that is present in the case of FIG. 3 between the fixed Tand 13 and the plate 19.
According to FIG. 5, a plate 24 is arranged opposite the plate 19 and is fastened to the arm of a lever 26 rotatably mounted at 25 in the housing. This lever engages just below its pivot point on the valve spindle. If the breathing bag collapses, it also lays itself against the plate 24, and the movement of the lever 26 that follows it also acts on the opening of the valve. So it is the effectiveness of the plate 19 un supported. With the increasing filling of the breathing bag, the lever 26 is moved back into its starting position by the pressure of the spring 21. In this case, the plate 24 takes part in the game of the plate 19 by moving in the opposite direction to this.
In Fig. 6, 27 is a bottle for compressed air, 28 is a bottle for oxygen. The valves of these two bottles are each a lever 29, respectively. 30 controlled, which in turn extend into a breathing bag 31 and are coupled by a plate 32 at their lower end. All the parts are enclosed in a box 33, on the rear wall of which the breathing bag is fastened. If the breathing bag collapses. so the movable wall presses on the plate 32, whereby the valves of the bottles 27 and 28 are opened and thus the bag is refilled.
The plate is then released and the parts return to their original position.
In the case of FIG. 7, it is assumed; that it is a device that uses a chemical that simultaneously generates oxygen when the carbon dioxide is absorbed.
34 is the insert containing this chemical, 35 the valve box for the inhalation and exhalation valves, 36 the mouthpiece, 3 7 the breathing bag. one wall of which rests against a fixed plate 38 and the other wall of which moves against the plate 19 when the breathing bag collapses in the manner described for FIG. 3 and thereby the valve 20 of the storage bottle 39 more or less against the pressure of the spring 21 opens.
-When breathing begins, there is no air in the bag. When sucking in, the cylinder valve is therefore immediately opened by the lever 9, and oxygen flows in automatically until the insert 34 itself develops enough oxygen and delivers it to the bag, so that the control lever is now unaffected and the storage bottle is closed remains. Man as a result of suddenly increased work performance or - for another reason, the use of the nutrient gas supply does not follow; Immediate delivery from the storage bottle 39 occurs automatically.
In the case of FIG. 8, it is assumed that the breathing apparatus is used for a diving apparatus that is to be operated with oxygen and compressed air.
Accordingly, 40 is the bottle for oxygen, 41 that for compressed air. The associated outflow lines open into a valve 42, respectively. 42, which are arranged in a container 44 which is closed to the outside. The valves are controlled in the manner already described by planes which, connected at their lower end by a common plate 45, reach into a breathing bag 46 which is thus also arranged inside the container 44.
A line 47 leads from the breathing bag into a diving helmet 48 and opens there. into a mouthpiece 49. The exhaled air passes through the line 50 into a carbonic acid absorbing insert 51 and from there, cleaned, through the line 52 back into the breathing bag. The insert is arranged in a department of the container 44, through the opening 53 of which the aforementioned line 52 is passed. From the container 44, a line 54 also leads into the helmet 48, so that the interior of the diving suit communicates with that of the container 44.
As noted, the demand for the breathing air is regulated in such a way that when the demand increases, the breathing bag zL- sinks, thus pressing on the plate 45 and thus releasing the nutrient gas inflow until Gier breathing bag is filled enough.
In the event of a sudden fall of the diver, the air is compressed in the suit, the pressure is propagated through the line 54 into the container 44, and there acts in the same sense on the breathing bag, which is also compressed and has the same effect as with Lack of breathing gas, which means that it releases the natural gas flow and thus allows air to flow into the diving suit.
Finally, in the case of FIG. 9, the arrangement is generally the same as in the case of FIG. 3, with the difference that the parts are enclosed by a container 55 in which a bag 56 is to be seen. which is connected to a ball 58 through a hose 57. Pressure on this ball inflates the bag so that it presses against the plate 19, which is arranged in the usual way at the lower end of the control lever 9 a filling of the breathing bag can be achieved arbitrarily,