DE1523393A1

DE1523393A1 - Schaltungsanordnung zur selbsttaetigen Druckminderung mit Reihenprogrammierer

Info

Publication number: DE1523393A1
Application number: DE19661523393
Authority: DE
Inventors: Michel Lacoste; Bernard Louvel
Original assignee: Societe Nationale des Petroles dAquitaine SA
Current assignee: Societe Nationale des Petroles dAquitaine SA
Priority date: 1965-04-16
Filing date: 1966-04-14
Publication date: 1969-02-13
Also published as: FR1441576A; LU50901A1; NL6605052A; GB1131230A; BE679586A; US3415247A

Description

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PATBNTANWALT ,

I 3962 - L/S

Nationale des Potroles d'Aquitaine, Paria VIII, 16 Cours Albert 1er (Prankreich)

"Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Druckminderung mit Reihenprograinmierer"

Französische Priorität vom 16, April 1965 aus der französischen Patentanmeldung Nr. 13 527

Bekanntlich kann insbesondere der menschliche Organismus nach einer gewissen Zeitspanne eines Aufenthalts unter hohem Druck, beispielsweise in unter Wasser getauchtem Zustand, schadlos keiner raschen Druckminderung ausgesetzt werden. Es ist daher notwendig, einen Taucher einer progressiven Minderung des Drucks entweder durch langsamen Aufstieg oder durch eine gesteuerte Druckminderung in einem speziell hierfür vorgesehenen dichten Kasten zu unterwerfen. Die Gesetzmässigkeiten der Druckminderung zeigen, daas die einem in einer gewissen Tiefe verlängerten Untertauchen ausgesetzten Subjekte entsprechend einer bestimmten Geschwindigkeit auf einen Normaldruck zurückversetzt werden können. Ferner kann jedes einem gegebenen Druck während

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einer bestimmten Zeit und unter verschiedenen Bedin_c;ungen unterworfenes Lebewesen nach einem gegebenen Gesetz auf den Normaldruck zurückgeführt werden»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Druckminderung mit einem Beihenprogrammierer innerhalb eines dichten Kastens zu schaffen, mit der der menschliche Körper selbsttätig einer Druckminderung unterworfen wird, in dem dieser selbsttätig mehr und mehr geringeren Drücken unterworfen wird, je langer die Zeit von einem gewählten Augenblick an dauert, wobei das Programm der Folge fester .Drucke, die während einer regelbaren gegebenen Zeitspanne aufrechterhalten werden und die man Druckminderungsstufen bezeichnet, uowie von Druckänderun^en, die man lineare Druckminderungen ne^nt, im voraus bestimmt und auf einem Programmnetz verkörpert wird, daB in Aufeinanderfolge die notwendigen Verbindungen schufft, um ein in dem an sich bekanntex* Druckminderungskasten angeordnetes Schütz zu öffnen und zu schliessen, so dass der Druck .\uf der gewünschten Druckhöhe mit erforderlicher Genauigkeit geregelt und so jegliche Sicherheit für das der Druckminderung unterworfene Subjekt garantiert v/ircL

Zur Lösung dieser Aufgabe ist für die hier vorgeschlagene Schaltungsanordnung erfindungsgemäss zunächst ein dem im Innern des Kasten« herrschenden Druck steuerndes Schütz od.dgl» Organ vorgesehen, dessen zyklioches öffnen und Schließen ein vo-rbestiiaßites, dem Pi*o^;t*ammnetz auferlegtes Prog/'i.mm von Druckminde—

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rungsstufen und linearen Druckminderungen ausführen lässt. Ferner vergleicht eine Vergleichsschaltung die dem im Kasten herrschenden Druck proportionale Spannung mit einer von einem einem numerischen Druckzähler nachgeschalteten Zahlen-Analog« Y/andler abgegebenen Spannung, wobei der Inhalt des Druckzählers in durch einen Multivibrator bestimmten Zeitperioden sich um eine Einheit ändert, solange der Viert des Inhalts des Zahlers und der flir die folgende Druckiflinderungs stufe programmierte Wert einander ungleich sind« Schliesslich ist der Vergleicherschaltung ein Alarmgeber zugeordnet, der das vollständige Abstellen der Druckminderung im Falle festgestellter Unregelmäsaigkeit und gegebenenfalls die erneute Druckzunahme steuert.

Zweckmässig besitzt das Prograrnmnetz eine bestimmte Anzahl senkrechter Reihen und waagerechter Zeilen, auf denen die Gesamtheit der für einen Vorgang zu erteilenden Befehle durch an Stellen bestimmter Koordinaten fest vorgesehener Elemente verkörpert sind.

Sohliesslich ist vorzugsweise für den Weohsel von einer zur nächstfolgenden Zeile ein einem n-stelligen Dekodierer zugeordneter Programmwähler vorgesehen, dessen Vorrücken durch einen Impuls gesteuert wird, der vom Multivibrator geliefert wird, wenn dieser eine bestimmte Anzahl von Vorgängen vollführt hat, oder duroh eine vom Programmnetz kommende Spannung erhalten wird·

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In der Zeichnung ist eine Schaltungsanordnung der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Art in einer beispielsweise gewähl-. ten Ausführungsform schematisch im Blockschaltbild veranschaulicht. Diese Schaltungsanordnung soll hier beschrieben werden anhand eines Druckminderungsvorganges, der für einen Menschen durchgeführt wird, der auf grosse Meerestiefe getaucht ist« Der betreffende Taucher ist in einen dichten Kasten in einer gegebenen Tiefe eingeschlossen, der nach Aufsteigen an die Oberfläche dem Druck unterworfen bleibt» Der Programmlerer ist an den Kasten angeschlossen» Das Druckminderungsprogramm gemäss aufgestellten Gesetzmässigkeiten wird dem Programmnetz auferlegt, das .Reihen A bis P und Zeilen mit a bis ρ besitzt. Es let eine gewisse Anzahl von Druckminderungsstufen und linearen Druck« minderungen vorgesehen» Der Betrieb lässt sich anhand des Schaltbilds kurz wie folgt erklären«

Der Programmlerer 17 hält den Anfangsdruck über die ver~ langte Zeit aufrecht. Sodann lässt ein von dem die Zeit bestimmenden Multivibrator 8 kommender Befehl den Programmwähler 14 vorrücken» Eine lineare Druckminderung beginnt» Der Druckzähler 19 liefert eine bestimmte Spannung, die das Ungleichgewicht des Vergleicherorgans 4 hervorruft, das zum öffnen des Schützes 5a führt, das an dem Kasten, in dem der Taucher eingeschlossen ist, angebracht ist$ dieser Vorgang dauert solange an, aie Ungleichgewicht besteht. Iat das öleiahgewich.t wieder erreicht, eohliesat sich das Schute 5a. Der Multivibrator β gibt ein Signal ab, das erneut die Bewegung des Druokeählers 19 und somit erneut ein

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Ungleichgewicht und daa öffnen dea Schützes 5a hervorruft» Dieser Vorgang kann sich solange wiederholen, als der Wert des dem Programmnetz '17 für die folgende Stufe auferlegten Drucks nicht erreicht ist, wobei die Zeitkonstante dea Multivibrators 8 die Druckminderungsgeschwindigkeit bestimmt.

Die in der Zeichnung wiedergegebene beispielsweise Aus« - führungsform einer solchen Schaltung besteht aus folgenden Teilen: Ein Verstärkerpotentiometer 1, das eine dem Druck in dem Druckminderungskasten proportionale Spannung abgibt, ist an den Eingang 2 eines Vergleichers 4 angeschlossen. An dessen zweiten Eingang 5 ist ein Zahlen-Analog-Wandler 20 angeschaltet, dessen Betriebsweise noch beschrieben wird« Der Ausgang 5 des Vergleichers 4 ist an die Steuerung des Druckminderungsschützes 5a und der Ausgang 6 an einen Alarmgeber 7 angeschlossen, der verschiedene Vorgänge steuern kann. Der Multivibrator 8 bestimmt eine Zeit mittels eines mit austauschbaren Widerständen bestückten Rö-Stromkreises und liefert an den Ausgang eines Schwellwertkippgliedes Impulse, die das TJnd-Stromtor 9 durchlaufen, wenn dies der Ausgang a des Programmnetzes 17 zulässt. Der Impuls wird durch den Zahlenzähler 10 gezählt, der" - einmal gefüllt - einen Steuerimpuls abgibt, der das Oder-Stromtor 11 durchläuft und den Programmwähler 14 vorrücken lässt. Parallel hierzu wird dieser Impuls an ein monostabilea Verzögerungskipp— glied 12 angelegt, das über das Oder-Stromtor 13, das ebenfalls von Hand gesteuert werden kann, die Nullrüeksteilung des Zählers 10 bewirkt.

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Dem Programmwähler 14 iat ein Dekodierer 16 nachgerjclialtet, der das Vorrücken des Programms von A auf P auf dem Programmnetz 17 steuert. Das Vorrücken des Wählers 14 kann ebenfalls über das Stromtor 11 durch einen von b kommenden Befehl gesteuert werden, wenn die Übertragungserlaubnis über das Stromtor 15 durch die feststellung der Gleichheit am Ausgang des Zahlenvergleichers 18 gegeben ist.

An die Ausgange c bis 1 des Programmnetzes 17 ist der Zahlenvergleicher 18 angeschaltet, der die an den verschiedenen Ausgängen auftretenden Werte in Abhängigkeit der Stellung des Programmwählers 14 mit den von dem numerischen Druckzähler 19 gelieferten Werten vergleicht. Dieser Vergleicher 18 wird zu Beginn des Vorgangs mittels des Anzeigegeräts 21 eingestellt, das von Hand oder über das Stromtor 22 gesteuert werden kann, das offen ist, wenn eine Stufe und Ungleichheit zwischen den beiden Eingängen des Zahlenvergleichers 18 besteht.

Dem numerischen Druckzähler 19 ist ein Zahlen-Ana/ilog-Wandler 20 nachgeschaltet, der an dem Eingang 3 des_tVergleichen 4 liegt. Der Inhalt des Zählers 19 wird durch die Impulse geändert, die über das Stromtor 23 eintreffen,· das offen ist, wenn ein Befehl linearer Druckminderung gegeben und ein Impuls durch den Multivibrator 8 geliefert wird. Ferner ist ein Umschalter 28 vorgesehen, dessen einer Eingang an dem Ausgang des Zahlenvergleichers 18 liegt und dessen anderer, den Komplementärzustand liefernder Eingang an dem Stromtor 22 und dem Und-Stromtor 26

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liegt, das sich nur öffnet, wenn der Befehl linearer Druckminderung bei b angelegt wird. Der Impuls durchläuft das bei einer Drucicrninderungs stufe ,ebenfalls offene Oder-Stromtor 25. Der Impuls gelangt zu dem Stromtor 24, das durch das Ingangsetzen des Geräts geöffnet wird und die Zeitkonstante auslöst. Ein Schau« zeichenfeld 27 ermöglicht, den Ablauf der Vorgänge sichtbar zu machen und lässt den Anschluss der Widerstände in dem Multivibrator 8 zu»

Der Betrieb dieser Schaltung lässt sich für eine Druck« minderungsstufe und für eine lineare Druckminderung beschreiben, die zwei Dioden entsprechen, die an zwei Stellen des PrOgrammnetzes 17 mit den Koordinaten Bb und Ca liegen· In der Reihe A ist der Druck in einem dezimalen Binärkode festgelegt« Er liegt ebenso fest in dem Anzeigegerät 21_β Der Vergleicher 4 steht im Gleichgewicht, und der Druck wird beibehalten· Das Öffnen des Stromtores 24 löst den Multivibrator 8 aus, der den Zähler H um eine Einheit vorrücken lässt und die Reihe B des Programmnetzes 17 anschaltet» Auf dieser Reihe ist an der Stelle Bb der Befehl linearer Druckminderung und bei Bc bis Bl der gewünschte V/ert für das Aufhören dieser Druckminderung festgelegt. Das Stromtor 23 öffnet sich, und jeder vom Multivibrator 8 kommende Impuls lässt den Zähler 19 um eine Einheit zurückrechnen, was zur Folge hat, dass der Vergleicher 4 ins Ungleichgewicht gerät und das Schütz 5a geöffnet wird. Der Inhalt des Zählers 19 wird ständig in dem Vergleicher 18 mit der im Programmnetz 17 bei B festgelegten Gröuae verglichen, und solange keine Gleichheit be-

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at eat, "bleibt des Stromtor 26 offen, wodurch der Multivibrator arbeiten kann. Die Gleichheit bev/irkt das Sclilieesen der Stromtore 26 und 24 und beendet den Betrieb des Multivibrators 8, Gleichzeitig läset er das Stromtor 15 öffnen und den Programm— wähler 14 vorrücken. Letzterer wird dann auf. die Reihe C eingestellt, wo eine Diode an der Stelle mit den Koordinaten Ca angeordnet ist, und die gewünschte Stufe wird für den■■ Wert des bei C festgelegten Drucks bestimmt« Die Anzeige der Stufe hat die 'Wirkung, dass, die Strömt ore 24 und 9 sich öffnen, so dass die von dem Multivibrator 8 erzeugten Impulse den Zähler 10 füllen können« Ist letzterer voll, lässt er den Programmwähler 24 im üinblick auf den nächstfolgenden Vorgang vorrücken. Die Länge der Stufe wird durch die Dauer von η Impulsen des Multivibrators 8 bestimmte

Die hier vorgeschlagene Schaltungsanordnung ist ebenso auch für medizinische und chirurgische Vorgänge unter gesteuertem Druck geeignet.

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Claims

Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Druckminderung mit Reihenprograiüiuierer, mit einem dichten Kanten, ^ekenn durch

a) ein den im Innern· des Kastens herrschenden Dx'uck steuerndes Organ (5a), dessen zyklisches Offnen und ochliessen ein vorbestimmtes, einem Programmnetz (17) auferlegtes Programm von Druckminderungostufen und linearen Druck« minderungen ausführen lässt,

b) eine Vergleichsschaltung (4)» welche die dem im üasten herrschenden Druck proportionale Spannung mit einer von einem einem numerischen Druckzähler (19) nachgeschalteten Zahlen-Analog-^andler (20) abgegebenen Spannung vergleicht, wobei der Inhalt des Druckzählers (19) in durch einen Multivibrator (8) bestimmten Zeitperioden sich um eine Einheit ändert, solange der V/ert des Inhalts des Zählers (19) und der für die folgende Druckminderungsstufe programmierte Wert einander ungleich sind, und

c) einen der-Vergleioherschaltung (4) zugeordneten Alarmge« ber (7), der-das vollständige Abstellen der Druckminderung im Falle festgestellter Unregelmässigkeit und gegebenenfalls die erneute Druckzunahme steuert·

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Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, daclurou gekennzeichnet, dass df..c LTOijrGLimuotz (17) eine bot; Li.Uate /.nznhl senkrechter Reihen (ii bis P) und wau.gerecL.tcjr Zellen (n bib ρ) besitzt,
auf deiien die üeav.iLtiieit der i'ür einen Yar^'in^ '/ax erteilenden Befelile durch an Stellen beüti/iiuter Koordinaten fest vorge-' seiiener Elemente verkörpert ;jind₀

3» ^oiialtun^Kanordnunü n^cli vin.'jjyruuii Li, dadu.ch ,gekennzeichnet, dass für den V/ecaael von einer zur nLchstiOlgenuen Zeile
ein einen n—stelli^en Dekodierer (16) zugeordneter Programm-Wähler (14) vor^ysehen- iat, uejuea Vürruciitn durch einen Impuls gesteuert v/ird, der vom LuIt!vibrator geliefert v/ird»
wenn dieser eine bestir mi te Anzahl von Vor_Lj ^-c.n, jen vollführt
hat, oder durch eine vom Projrammnetz (17) kommende Spannung erhalten v/ird»

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