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Vorrichtung zum Zuführen von Sauerstoff-Luft-Gemischen, insbesondere
für Druckkabinen und Höhenatemgeräte Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Zuführen von Sauerstoff-Luft-Gemischen, insbesondere für Druckkabinen und Höhenatemgeräte,
bei welcher zum Zweck der selbsttätigen Änderung des Luftanteiles in Abhängigkeit
vom jeweiligen äußeren Luftdruck durch gleichzeitig in entgegengesetztem Sinn betätigte,
mittels einer Barometerdose gesteuerte Zumeßventile einerseits Drucksauerstoff und
andererseits Druckluft einer Mischkammer zugeführt werden. Bei solchen Vorrichtungen
wird das Mischungsverhältnis in Abhängigkeit von dem jeweiligen Umgebungsdruck von
0% Drucksauerstoff und 100%, Druckluft bei niedrigen Flughöhen bis zu
100 % Drucksauerstoff und 0 1/o Druckluft bei großen Flughöhen geändert,
wo zum Atmen reiner Sauerstoff benötigt wird.
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Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art wird der
Sauerstoff über einen Druckminderer zugeführt, in welchem er auf etwa Atmosphärendruck
entspannt wird. Infolgedessen eignet sich diese bekannte Vorrichtung nur zum unmittelbaren
Anschluß an Atenimasken. Zum Anschluß an Druckkabinen oder Druckanzüge ist sie dagegen
nicht geeignet. Bei der bekannten Vorrichtung wird auch das gegenseitige Druckverhältnis
in der Sauerstoffzuführungskammer einerseits und in der Luftzuführung.skammer andererseits
nicht überwacht, so daß kein genügend genaues Einhalten des jeweils erforderlichen
Mischungsverhältnisses in der Mischkammer gewährleistet ist. Dies ist jedoch für
die Sicherheit der Flugzeuginsassen und hinsichtlich eines sparsamen Sauerstoffverbrauchs
nachteilig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung
so zu vetbessem, daß sie auch bei Druckanzügen und Druckkabinen verwendet werden
kann und in allen Höhen das jeweils erforderliche Mischungsverhältnis genau eingehalten
ist. Zum Lösen dieser Aufgabe weist die Vorrichtung nach der Erfindung ein in der
zum Zumeßventil führenden Sauerstoffzuführungsleitung angeordnetes Regelventil auf,
welches von der Differenz zwischen dem Druck des der Leitung zugeführten Sauerstoffs
und dem Druck der Luft in der zu dem zweiten Zumeßventil führenden Druckluftzuführungsleitung
gesteuert wird und den Druck in der Sauerstoffzuführungsleitung derart regelt, daß
dieser im wesentlichen in einem gleichbleibenden Verhältnis zu dem Druck in der
Druckluftzufühiungsleitung steht. Da die Vorrichtung nach der Erfindung mit Druckluft
und Drucksauerstoff arbeitet, können an dieselbe nicht nur Atemmasken, sondern auch
eine Druckkabine oder ein Druckanzug angeschlossen werden. Weiterhin ist jederzeit
ein genaues Einhalten des jeweils erforderlichen Mischungsverhältnisses sichergestellt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das in der
Sauerstoffzuführungsleitung angeordnete Regelventil über einen Hebel mit einer das
Regelventil betätigenden Steuermembran verbunden, deren eine Seite von dem Druck
in der Druckluftzuführungsleitung und deren andere Seite von dem Druck in der Sauerstoffzuführungsleitung
beaufschlagt ist.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben,
welche einen schematischen Schritt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung zeigt.
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Von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Druckluftquelle, beispielsweise
von einem im Flugzeug angeordneten Verdichter, strömt Druckluft mit einem Druck
von 4,92 kp/cm2 zu einem Einlaßstutzen 11 der Vorrichtung 10, von
wo sie über Druckluftzuführungsleitungen 12, 13 und 14 in eine Mischkammer
15 gelangt. An einer offenen Stirnseite der Druckluftzuführungsleitung
13 ist der Ventilsitz 16 des als Kegelventil ausgebildeten Zumeßventils
17
angeordnet. Ferner strömt unter einem Druck von etwa 10,54 kp/cm2 bis
21,09 kp/CM2 stehender Drucksauerstoff von einer in der Zeichnung nicht dargestellten
Sauerstoffquelle zu einem Einlaßstutzen
18 und gelangt über
Sauerstoffzuführungsleitungen 19, 20 und 21 ebenfalls zur Mischkammer15.
An der offenen Stirnseite der Sauerstoffzuführungsleitung 20 ist der Ventilsitz
22 des gleichfalls als Kegelventil ausgebildeten Zumeßventils 23 angeordnet.
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Die über den Einlaßstutzen 11 zugeführte Druckluft gelangt,
bevor sie in die Druckluftzuführungsleitung 12 strömt, in eine Steuerkammer 24 und
beaufschlagt hier die eine Seite einer Steuennembran 25. Der über den Einlaßstutzen
18 eintretende Drucksauerstoff gelangt, bevor er in die Sauerstoffzuführungsleitung
19 eintritt, in eine weitere Steuerkammer 26 und beaufschlagt hier
die andere Seite der Steuermembran 25. Die Steuermembran 25 ist über
einen Hebel 1-7 mit dem Verschlußkörper des Regelventils 28 verbunden,
dessen Ventilsitz an der'offenen Stirnseite der Sauerstoffzuführungsleitung
19 angeordnet ist. Ein Ansteigen des Sauerstoffdruckes in der Steuerkammer
26 bewirkt ein Ansteigen der Differenz zwischen den die Steuerinembran
25 belastenden Drücken, wodurch diese in Richtung der Steuerkammer 24 durchgebogen
wird und den Verschlußkörper des Regelventils 28 in die Schließstellung bewegt.
Dadurch wird die Sauerstoffzufuhr zur Mischkammer 15 gedrosselt und auf einem
im wesentlichen unveränderlichen Druck gehalten. Da die Steuermembran
25 auf die sie belastende Druckdifferenz anspricht und in den an den einander
gegenüberliegenden Seiten der Membran befindlichen Steuerkammern einerseits der
Sauerstoffdruck und andererseits der Druck der Druckluft herrscht, ist das Verhältnis
zwischen dem Druck des der Mischkammer 15 zugeführten Sauerstoffs und dem
Druck der dieser Kammer ebenfalls zugeführten Druckluft im wesentlichen unveränderlich.
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Die Ventilverschlußkörper der Zumeßventile 17
und
23 sind an entgegengesetzten Enden einer gemeinsamen Ventilstange
28 a angeordnet, welche sich in einer über einen Kanal 30 mit der
umgebenden Luft verbundenen Barometerdosenkammer 29 befindet. Die Enden der
Ventilstange 28 a sind von Faltenbälgen 31 und 32 umgeben,
die außerdem auch die Verschlußkörper sowie die Ventilsitze 16
und 22 der
Zumeßventile 17 und 23 umschließen. Die Faltenbälge 31 und
32 sind jeweils mit einer Stirnseite luftdicht an der Wandung der Barometerdosenkammer
29 und mit der anderen Stirnseite luftdicht an der Ventilstange 28a befestigt.
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In der Barometerdosenkammer 29 ist eine Barometerdose
33 angeordnet, welche sich in Abhängigkeit von dem Druck der umgebenden Luft
dehnt oder zusammenzieht und über einen um einen festen Zapfen 35 schwenkbaren
Winkelhebel 34 an der Ventilstange 28a angelenkt ist. Dehnt sich die Barometerdose
33 mit fallendem Luftdruck aus, so wird der Winkelhebel 34 in gleichem Maß
im Uhrzeigersinn um den Zapfen 35 geschwenkt und die Ventilstange 28a entsprechend
nach links verschoben, wodurch der Ventilverschlußkörper des Zumeßventils
23 von seinem Ventilsitz 22 abgehoben wird. Dadurch kann aus der Sauerstoffzuführungsleitung
19 mehr Sauerstoff in die Sauerstoffzuführungsleitung 20 und von da zur Mischkammer
15
strömen. Gleichzeitig wird durch die Ventilstange der Verschlußkörper des
anderen Zumeßventils 17 näher zu seinem Ventilsitz 16 hin bewegt,
wodurch die Druckluftzufuhr aus der Druckluftzuführungsleitung 12 in die Druckluftzuführungsleitung
13 und von dort weiter zur Nlischkammer 15 entsprechend gedrosselt
wird. Mit ansteigendem Druck der umgebenden Luft stellen sich in dem Maß, in welchem
die Ventilstange 28 a nach rechts bewegt wird, die entgegengesetzten
Verhältnisse ein, d. h., die Drucksauerstoffzufuhr durch das Zumeßventil
23 wird fortschreitend aedrosselt, während in gleichem Maß das Zumeßventil
17 für die Druckluft zunehmend geöffnet wird. Es gibt zwei Grenzstellungen:
in der einen wird in Höhe des Meeresspiegels nur Druckluft in die Mischkammer
15 eingelassen, während die Drucksauerstoffzufuhr über das Zumeßventil
23 abgesperrt ist, und in der anderen wird in großen Höhen nur Drucksauerstoff
in die Mischkammer 15
eingelassen, da in diesen Höhen reiner Sauerstoff zum
Atmen benötigt wird. Zwischen diesen beiden Grenzstellungen bestimmt sich der Luftanteil
in dem Sauerstoff-Luft-Gemisch durch die jeweilige Stellung der die beiden Zumeßventile
17 und 23 betätigenden Barometerdose 33.
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Das aus der Mischkammer 15 austretende Gemisch gelangt über
ein Rückschlagventil 36 zu einer Auslaßkammer 37, die einen Austrittsstutzen
38 aufweist, an welchen eine in der Zeichnung nicht dargestellte Hauptzuführungsleitung
angeschlossen ist. An diese Hauptzuführungsleitung sind die einzelnen Verbraucher
angeschlossen. Da die Hauptzuführungsleitung das Sauerstoff-Luft-Gemisch mit hohem
Druck liefert, können auch Verbraucher, die Gemische mit hohem Druck benötigen,
an die Hauptzuführungsleitung angeschlossen werden. So können beispielsweise Druckanzüge
über übliche Absperrventile an die Hauptzuführungsleitung angeschlossen werden.
Durch öffnen der Ventile werden die Druckanzüge rasch aufgebläht.
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Soll das über die Hauptzuführungsleitung gelieferte Gemisch unmittelbar
von Verbrauchern eingeatmef werden, so kann es über ein an die Hauptzuführungsleitung
angeschlossenes lungengesteuertes Ventil zugeführt werden.
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Die beiden Zumeßventile 23 und 17 können auch jeweils
durch eine gesonderte Barometerdose betätigt werden.