DE202015106233U1

DE202015106233U1 - Device for switching a rebreather from closed to open breathing mode

Info

Publication number: DE202015106233U1
Application number: DE202015106233.8U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2016-02-05
Anticipated expiration: 2025-11-18

Abstract

Vorrichtung zur Umschaltung eines Rebreathers vom geschlossenen in den offenen Atemmodus, wobei der Rebreather ein Ventilgehäuse (1) aufweist, welches: – über jeweils einem Druckgasanschlussschlauch (2) mit einer Druckgasflasche (3) und einer Verdünnungsgasflasche (4), – über jeweils einem Faltenschlauch (5) beidseitig mit einem Mundstück (6), – über eine Ausatemgegenlunge (7) und eine Einatemgegenlunge (8) beidseitig mit einem Absorber (2) sowie – mit einem Ausatemventil (10) strömungstechnisch verbunden ist, bestehend aus zwei in dem Ventilgehäuses (1) integrierte, voneinander getrennte Ventilkammern (11) und (12), wobei die Ventilkammer (11) über einen: – Anschluss (13) ausatemseitig mit dem Mundstück (6), – Anschluss (14) ausatemseitig mit der Ausatemgenlunge (7) und – Anschluss (15) mit dem Ausatemventil (10) sowie die Ventilkammer (12) über einen: – Anschluss (16) einatemseitig mit dem Mundstück (6), – Anschluss (17) einatemseitig mit der Einatemgegenlunge (8), – Anschluss (18) mit der Verdünnungsgasflasche (4) strömungstechnisch verbunden sind und in der Ventilkammer (12) einen Verdünnungs-/ Bailoutgasregler (19) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich in den Ventilkammern (11, 12) jeweils ein Ventilteller (24, 25) befindet, welche durch eine gemeinsamen Kolbenstange (26) zwangsweise geführt werden, wobei in der Ventilkammer (11) die Kolbenstange (26): – einen beweglichen Pneumatikzylinder (27) aufweist, in welchem über einen starren Pneumatikkolben (29) eine über einen Anschluss (20) mit der Druckgasflasche (3) strömungstechnisch verbundene, durch ein 3/2-Wege Magnetventil (21) verschließbare Druckleitung (28) reicht und – von einer Druckfeder (30) beaufschlagt ist, welche als mechanische Gegenkraft auf die Druckkraft in dem Pneumatikzylinder (27) wirkt.Device for switching a rebreather from the closed to the open breathing mode, wherein the rebreather comprises a valve housing (1), which: - in each case via a compressed gas connection hose (2) with a compressed gas cylinder (3) and a diluent gas cylinder (4), - in each case via a corrugated hose (5) on both sides with a mouthpiece (6), - via a Ausatemgegenlunge (7) and a Einatemgegenlunge (8) on both sides with an absorber (2) and - with an exhalation valve (10) fluidly connected, consisting of two in the valve housing ( 1) integrated, separate valve chambers (11) and (12), wherein the valve chamber (11) via a - connection (13) ausatemseitig with the mouthpiece (6), - connection (14) ausatemseitig with the exhalation lung (7) and - Connection (15) with the exhalation valve (10) and the valve chamber (12) via a: - Connection (16) on the inhalation side with the mouthpiece (6), - Connection (17) on the inhalation side with the inhalation nlunge (8), - connection (18) with the diluent gas cylinder (4) are fluidically connected and in the valve chamber (12) a dilution / Bailoutgasregler (19) is arranged, characterized in that in the valve chambers (11, 12) a respective valve disk (24, 25) is located, which are forcibly guided by a common piston rod (26), wherein in the valve chamber (11) the piston rod (26) comprises: - a movable pneumatic cylinder (27) in which a rigid pneumatic piston (29) a via a connection (20) with the compressed gas cylinder (3) fluidly connected by a 3/2-way solenoid valve (21) closable pressure line (28) extends and - acted upon by a compression spring (30), which as mechanical Counteracting force on the pressure force in the pneumatic cylinder (27) acts.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umschaltung eines Rebreathers vom geschlossenen in den offenen Atemmodus nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Vorrichtungen werden beim Tauchen zum Steuerung der Atemluftversorgung des Tauchers eingesetzt. The invention relates to a device for switching a rebreather from the closed to the open breathing mode according to the preamble of claim 1. Such devices are used in diving for controlling the breathing air supply of the diver.

Bei Tauchgeräten wird zwischen offenen Tauchgeräten sowie Tauchgeräten mit halbgeschlossenen oder geschlossenen Atemluftkreisläufen unterschieden. Offene Tauchgeräte weisen eine Atemgasvorratsflasche, welche mit Pressluft oder einem anderen Atemgasgemisch befüllt ist, sowie einen ein- oder zweistufigen Druckminderer auf, welcher den Druck des Atemgases in der Flasche auf den jeweiligen Umgebungsdruck reduziert. Die ausgeatmete Luft wird in das umgebende Wasser abgeben, wobei jedoch nur ein kleiner Teil des Sauerstoffes des Atemgases auch wirklich verbraucht wird. Während durch einen Menschen an der Wasseroberfläche ca. 3 % des Sauerstoffes des eingeatmeten Gases verbraucht werden, ist es in einer Tiefe von z.B. 20 m nur noch ca. 1 % des Sauerstoffes des eingeatmeten Gases. Der Grund liegt darin, dass der Umgebungsdruck um ca. 2 bar höher ist als an der Wasseroberfläche, weshalb sich dieser Wert um zirka ein Drittel vermindert. Deshalb muss für einen Tauchgang auf 20 m Tiefe mit einem solchen offenen Tauchgerät hundertmal so viel Atemgas mitgeführt werden, wie tatsächlich verbraucht wird. For diving equipment, a distinction is made between open diving equipment and diving equipment with semi-closed or closed breathing circuits. Open diving devices have a breathing gas storage bottle, which is filled with compressed air or another breathing gas mixture, and a one- or two-stage pressure reducer, which reduces the pressure of the respiratory gas in the bottle to the respective ambient pressure. The exhaled air is released into the surrounding water, but only a small part of the oxygen of the breathing gas is really consumed. While about 3% of the oxygen of the inspired gas is consumed by a human at the water surface, it is at a depth of e.g. 20 m only about 1% of the oxygen of the inhaled gas. The reason is that the ambient pressure is about 2 bar higher than at the water surface, which is why this value is reduced by about one third. Therefore, for a dive at 20 m depth with such an open diving device must be carried a hundred times as much breathing gas, as is actually consumed.

Um die systembedingte, den Atemgasverbrauch betreffende, geringe Effizienz von offenen Tauchgeräten zu umgehen, wurde vorgeschlagen, Tauchgeräte mit halbgeschlossenen und geschlossenen Atemluftkreisläufen einzusetzen. Derartige Kreislauftauchgeräte werden auch als Rebreather bezeichnet. In order to avoid the systemic, low breathing efficiency of open diving equipment, it has been proposed to use diving equipment with semi-closed and closed breathing circuits. Such rebreathers are also referred to as rebreathers.

Bei diesen Tauchgeräten atmet der Taucher in einen Atemluftkreislauf. Dabei wird die vom Taucher ausgeatmete Luft mittels eines in dem Atemluftkreislauf integrierten CO₂-Absorbers von Kohlendioxid gereinigt und über eine Sauerstoffsteuerung mit Sauerstoff aus einer Sauerstoffflasche angereichert. Des Weiteren weisen solche Tauchgeräte eine ein- oder zweiteilige Gegenlunge auf, welche das vom Taucher ausgeatmete Gasvolumen vollständig aufnimmt. Mit derartigen Tauchgeräten kann die dem Gasverbrauch betreffende Effizienz auf bis zu 100 % erhöht werden. In these diving devices, the diver breathes into a breathing air circuit. The exhaled by the diver air is purified by means of a CO ₂ absorber integrated in the breathing air circuit of carbon dioxide and enriched via an oxygen control with oxygen from an oxygen cylinder. Furthermore, such diving devices have a one- or two-piece counterlung, which completely absorbs the gas volume exhaled by the diver. With such diving devices, the efficiency of the gas consumption can be increased up to 100%.

Während bei offenen Tauchgeräten durch den Taucher im Normalfall immer ein Atemgas mit einem ausreichenden Sauerstoffgehalt eingeatmet wird, wird bei halbgeschlossenen und geschlossenen Atemluftkreisläufen der Partialdruck des Sauerstoffes im Atemluftkreislauf von der zugeführten Atemluft und dem Metabolismus des Tauchers bestimmt. Deshalb wird in geschlossenen Atemluftkreisläufen der Partialdruck des Sauerstoffes im Atemluftkreislauf entweder durch den Taucher manuell eingestellt oder elektronisch mittels eines Regelkreises auf ein definiertes Niveau gehalten. Im letzten Fall wird der Sauerstoff mit einem Magnetventil zu dosiert, welches im Inneren des Rebreathers befindet. Der eigentliche Regelkreis ist dabei in einem oder, aus Redundanzgründen, mehreren Mikrocontrollern implementiert. While with open diving equipment by the diver normally a respiratory gas is inhaled with a sufficient oxygen content, in semi-closed and closed breathing air circuits, the partial pressure of oxygen in the respiratory air circulation of the supplied breathing air and the metabolism of the diver is determined. Therefore, in closed breathing air circuits, the partial pressure of oxygen in the breathing air circuit is either manually set by the diver or electronically maintained at a defined level by means of a control loop. In the latter case, the oxygen is metered with a solenoid valve, which is located inside the rebreather. The actual control loop is implemented in one or, for redundancy reasons, several microcontrollers.

Der Partialdruck des Sauerstoffes im Atemgas muss zwischen 0,18 bar und 1,6 bar liegen, um für den Taucher atembar zu sein. Liegt der Partialdruck des Sauerstoffes im Atemgas außerhalb dieses Bereiches, so ist das für den Taucher lebensbedrohlich. Deshalb muss der Partialdruck des Sauerstoffes im Atemgas ständig überwacht werden. Tauchgeräte mit einem geschlossenen Atemluftkreislauf besitzen deshalb Sauerstoffsensoren zur manuellen Steuerung und/ oder elektronischen gesteuerten Regelung des Sauerstoffpartialdrucks, wobei zur Erreichung eines gewünschten Sauerstoffpartialdrucks (Set Point) dem Atemluftkreislauf Sauerstoff aus der Sauerstoffflasche zugeführt wird. The partial pressure of the oxygen in the breathing gas must be between 0.18 bar and 1.6 bar, in order to be respirable for the diver. If the partial pressure of the oxygen in the breathing gas is outside this range, it is life-threatening for the diver. Therefore, the partial pressure of oxygen in the respiratory gas must be constantly monitored. Therefore, diving devices with a closed breathing air circuit have oxygen sensors for manual control and / or electronically controlled regulation of the oxygen partial pressure, oxygen being supplied from the oxygen cylinder to the respiratory air circuit to achieve a desired oxygen partial pressure.

Als Sauerstoffsensoren werden üblicherweise elektrochemische Flüssigelektrolytsensoren eingesetzt, welche vor dem Tauchgang an der Oberfläche mit Luft oder mit reinem Sauerstoff kalibriert werden. As oxygen sensors usually electrochemical liquid electrolyte sensors are used, which are calibrated before the dive on the surface with air or with pure oxygen.

So ist es aus der US 2003 188 744A bekannt, Über- bzw. Unterschreitungen des gewünschten Wertes durch ein Display dem Taucher anzuzeigen, welches den Sauerstoffpartialdruck grafisch und teilweise auch optisch über eine LED-Ampelanzeige anzeigt. Von Nachteil ist aber, dass der Taucher nun gezwungen ist, adäquat zu reagieren, wobei Fehlhandlungen sehr schnell zu einem lebensbedrohlichen Zustand führen können. Des Weiteren kann eindringendes Wasser im Atemkalkbehälter zum Ausfall desselbigen führen, wodurch der CO₂-Gehalt in der Atemluft sehr schnell über das erträgliche Niveau (Hyperkapnie) steigt und der Taucher unter Umständen eine Kalklauge einatmet („Caustic Cocktail“). So it is from the US 2003 188 744A Known to indicate over- or underruns of the desired value by a display to the diver, which displays the oxygen partial pressure graphically and partially visually via an LED traffic light display. The disadvantage, however, is that the diver is now forced to respond adequately, which can very quickly lead to a life-threatening condition. Furthermore, penetrating water in Atemkalkbehälter lead to failure desselbigen, causing the CO ₂ content in the air very quickly above the bearable level (hypercapnia) increases and the diver may inhale a lime eye ("Caustic Cocktail").

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Umschaltung eines Rebreathers vom geschlossenen in den offenen Atemmodus zu entwickeln, bei der der Taucher vor einem lebensbedrohlichem Zustand geschützt wird, indem das Umschalten auf ein Atemgas mit bekannter Zusammensetzung unabhängig von der Handlung des Tauchers erfolgt. The invention is therefore based on the object to develop a device for switching a rebreather from the closed to the open breathing mode, in which the diver is protected from a life-threatening condition by switching to a breathing gas of known composition regardless of the action of the diver he follows.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckdienliche Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 3. This object is solved by the features of claim 1. Expedient refinements emerge from the subclaims 2 and 3.

Die neue Vorrichtung zur Umschaltung eines Rebreathers vom geschlossenen in den offenen Atemmodus beseitigt die genannten Nachteile des Standes der Technik. Vorteilhaft bei der Anwendung der neuen Vorrichtung zur Umschaltung eines Rebreathers vom geschlossenen in den offenen Atemmodus, bestehend aus zwei Ventilkammern, deren Ventilteller an einer gemeinsamen Kolbenstange befestigt sind, ist es, dass diese Kolbenstange in der Ventilkammer an ihren einem Ende einen Pneumatikzylinder aufweist, in welcher eine mit einer Druckgasflasche strömungstechnisch verbundene, durch ein Magnetventil verschließbare Druckleitung über einen starren Pneumatikkolben reicht und von einer Druckfeder beaufschlagt ist, welche als mechanische Gegenkraft auf die Druckkraft in dem Pneumatikzylinder wirkt. Das Abschalten des Magnetventiles bewirkt, aufgrund der Federbelastung der Kolbenstange durch die Druckfeder ein sofortiges Rückstellen in den OC Modus (Drahtbruchsicherheit). Dadurch wird eine automatische Umschaltung auf ein Atemgas mit bekannter Zusammensetzung gewährleistet, wodurch der Taucher vor einem lebensbedrohlichen Zustand geschützt wird. Da das Umschalten automatisch und reversibel erfolgt, kann während des Tauchganges auch mehrfach der Modus gewechselt werden. The new device for switching a rebreather from the closed to the open breathing mode eliminates the disadvantages of the prior art. Advantageous in the application of the new device for switching a rebreather from the closed to the open breathing mode, consisting of two valve chambers whose valve plates are fixed to a common piston rod, it is that this piston rod in the valve chamber at one end has a pneumatic cylinder, in which communicates with a compressed gas cylinder fluidly connected by a solenoid valve pressure line via a rigid pneumatic piston and is acted upon by a compression spring which acts as a mechanical counterforce on the pressure force in the pneumatic cylinder. The switching off of the solenoid valve causes, due to the spring load of the piston rod by the compression spring an immediate return to the OC mode (wire-break safety). This ensures automatic switching to a respiratory gas of known composition, thereby protecting the diver from a life-threatening condition. Since the switching is automatic and reversible, the mode can be changed several times during the dive.

Die neue Vorrichtung zur Umschaltung eines Rebreathers vom geschlossenen in den offenen Atemmodus soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigen: The new device for switching a rebreather from the closed to the open breathing mode will be explained in more detail using an exemplary embodiment. To show:

1: Vereinfachtes Pneumatikschema des Atemluftkreislaufes des Rebreathers, 1 : Simplified Pneumatic Scheme of Rebreather's Respiratory Air Circuit

2: Vereinfachte räumliche Schnittdarstellung des Ventilgehäuses, 2 : Simplified spatial sectional view of the valve housing,

3: Vereinfachte Schnittdarstellung des Ventilgehäuses im OC-Modus und 3 : Simplified sectional view of the valve body in OC mode and

4: Vereinfachte Schnittdarstellung des Ventilgehäuses im CCR-Modus. 4 : Simplified sectional view of the valve body in CCR mode.

Die neue Vorrichtung zur Umschaltung eines Rebreathers vom geschlossenen in den offenen Atemmodus ist, gemäß der 1, in den Atemluftkreislauf des Rebreathers integriert. Der Rebreather weist ein Ventilgehäuse 1, gemäß der 2 auf, welches:

– über jeweils einem Druckgasanschlussschlauch 2 mit einer Druckgasflasche 3 und einer Verdünnungsgasflasche 4,
– über jeweils einem Faltenschlauch 5 beidseitig mit einem Mundstück 6,
– über eine Ausatemgegenlunge 7 und eine Einatemgegenlunge 8 beidseitig mit einem Absorber 2 sowie
– mit einem Ausatemventil 10

strömungstechnisch verbunden ist. The new device for switching a rebreather from the closed to the open breathing mode is, according to the 1 , integrated into the breathing air circuit of the rebreather. The rebreather has a valve body 1 , according to the 2 on which:

- via a compressed gas connection hose 2 with a compressed gas bottle 3 and a dilution gas bottle 4 .
- each with a corrugated hose 5 on both sides with a mouthpiece 6 .
- over an exhalation counterlung 7 and an inhalation counterlung 8th both sides with an absorber 2 such as
- with an exhalation valve 10

fluidically connected.

Innerhalb des Ventilgehäuses 1 sind eine ausatemseitige Ventilkammer 11 und eine einatemseitige Ventilkammer 12 angeordnet, welche mit der Ausatemgegenlunge 7, dem Absorber 9, der Einatemgegenlunge 8, den Faltenschläuchen 5 und dem Mundstück 6 den Atemluftkreislauf eines Rebreathers ausbilden. Dabei weist das Mundstück 6 zwei, in der 1 nicht dargestellte Richtungsventile auf, womit die Flussrichtung im Atemluftkreislauf bestimmt wird. So ist die Ausatemseite des Atemluftkreises beginnend von Mundstück 6, über den Faltschlauch 5, der Ventilkammer 11 und der Ausatemgegenlunge 7 zum Absorber 9 und die Einatemseite des Atemluftkreislaufes beginnend vom Absorber 9 über die Einatemgegenlunge 8, der Ventilkammer 12, den Faltschlauch 5 zum Mundstück 6 definiert. Inside the valve housing 1 are an exhalation valve chamber 11 and a breathing-side valve chamber 12 arranged, which with the exhalation counterlung 7 , the absorber 9 , the inhalation counterlung 8th , the creases 5 and the mouthpiece 6 train the breathing air circuit of a rebreather. This shows the mouthpiece 6 two, in the 1 not shown directional valves, whereby the flow direction is determined in the breathing air circuit. So the exhalation side of the breathing air circuit is starting from mouthpiece 6 , over the folding tube 5 , the valve chamber 11 and the exhalation counterlung 7 to the absorber 9 and the inhalation side of the breathing air circuit starting from the absorber 9 about the inhalation counterlung 8th , the valve chamber 12 , the folding tube 5 to the mouthpiece 6 Are defined.

Dabei weisen die Ventilkammern 11 und 12 jeweils drei Anschlüsse auf. So ist die Ventilkammer 11 über einen:

– Anschluss 13 ausatemseitig mit dem Mundstück 6,
– Anschluss 14 ausatemseitig mit der Ausatemgenlunge 7 und
– Anschluss 15 mit dem Ausatemventil 10 sowie die Ventilkammer 12 über einen:
– Anschluss 16 einatemseitig mit dem Mundstück 6,
– Anschluss 17 einatemseitig mit der Einatemgegenlunge 8,
– Anschluss 18 mit der Verdünnungsgasflasche 4

strömungstechnisch verbunden, wobei in der Ventilkammer 12 ein Diluent / Bailoutgasregler 19 angeordnet ist. In this case, the

valve chambers

11 and 12 in each case three connections. This is the valve chamber 11 about one:

- Connection 13 exhale side with the mouthpiece 6 .
- Connection 14 exhale side with the exhalation lung 7 and
- Connection 15 with the exhalation valve 10 as well as the valve chamber 12 about one:
- Connection 16 inhalation side with the mouthpiece 6 .
- Connection 17 on the inhalation side with the inhalation counterlung 8th .
- Connection 18 with the dilution gas bottle 4

fluidically connected, wherein in the valve chamber 12 a diluent / bailoutgas regulator 19 is arranged.

In der Ventilkammer 11 ist zudem ein über einen Anschluss 20 mit der Druckgasflasche 3 strömungstechnisch verbundenes 3/2-Wege Magnetventil 21 integriert. Des Weiteren sind in den Ventilkammern 11 und 12 jeweils ein Druckausgleichsventil 22 und 23 angeordnet. In the valve chamber 11 is also a via a connection 20 with the compressed gas cylinder 3 fluidically connected 3/2-way solenoid valve 21 integrated. Furthermore, in the valve chambers 11 and 12 one pressure compensation valve each 22 and 23 arranged.

Die Ventilkammern 11 mit dem Ventilteller 24 und die Ventilkammern 12 mit dem Ventilteller 25 sind in ihrer Wirkungsweise 3/2-Wege Ventile. Die Ventilteller 24 und 25 werden durch eine gemeinsame Kolbenstange 26 zwangsweise geführt, wobei an dieser Kolbenstange 26 ein beweglicher Pneumatikzylinder 27 angeordnet ist, in welchem eine mit dem Anschluss 20 verbundene Druckleitung 28 über einen starren Pneumatikkolben 29 reicht. Die Druckleitung 28 ist durch das 3/2-Wege Magnetventil 21 umsteuerbar, wobei die Druckentspannung aus dem Pneumatikzylinder 27 über das Magnetventil 21 in die Ventilkammer 11 erfolgt. Außerdem ist in der Ventilkammer 11 eine mit der Kolbenstange 26 mechanisch verbundene Druckfeder 30 integriert, welche als mechanische Gegenkraft auf die Druckkraft in dem beweglichen Pneumatikzylinder 27 wirkt. Das Magnetventil 21 ist ein Pilotventil zur Ansteuerung der Ventilteller 24 und 25, welche das eigentliche Umschalten vom offenen in den geschlossenen Modus bewirken. Dazu ist die Steuerung für das Magnetventil 21 mit mindestens zwei, in der 1 nicht dargestellten Sauerstoffsensoren verbunden, welche am Faltenschlauch 5 zwischen dem Anschluss 16 und dem Mundstück 6 angeordnet sind. Das Gas in der Druckgasflasche 3 kann sowohl Sauerstoff, ein Verdünnungsgas oder auch ein anderes atembares Gas sein. The valve chambers 11 with the valve plate 24 and the valve chambers 12 with the valve plate 25 are in their operation 3/2-way valves. The valve plates 24 and 25 be through a common piston rod 26 forcibly guided, being on this piston rod 26 a movable pneumatic cylinder 27 is arranged, in which one with the connection 20 connected pressure line 28 via a rigid pneumatic piston 29 enough. The pressure line 28 is through the 3/2-way solenoid valve 21 reversible, the pressure release from the pneumatic cylinder 27 via the solenoid valve 21 in the valve chamber 11 he follows. Also, in the valve chamber 11 one with the piston rod 26 mechanically connected compression spring 30 integrated, which as mechanical counterforce on the pressure force in the movable pneumatic cylinder 27 acts. The solenoid valve 21 is a pilot valve for controlling the valve discs 24 and 25 which cause the actual switch from open to closed mode. This is the control for the solenoid valve 21 with at least two, in the 1 not shown oxygen sensors connected, which at the corrugated hose 5 between the connection 16 and the mouthpiece 6 are arranged. The gas in the compressed gas cylinder 3 may be either oxygen, a diluent gas or another breathable gas.

Die Wirkungsweise der neuen Vorrichtung zur Umschaltung eines Rebreathers vom geschlossenen in den offenen Atemmodus soll nachfolgend anhand der 3 und 4 erläutert werden. The operation of the new device for switching a rebreather from the closed to the open breathing mode will be described below with reference to 3 and 4 be explained.

In 3 ist der schematische Aufbau im Ruhezustand (OC Modus; OC steht für Open Circuit) dargestellt. Während der Einatemphase spricht der Verdünnungs-/ Bailoutgasregler 19 (Diluent = Verdünnungsgas, Bailout = Notfallgas) an. Frisches Atemgas strömt über die Anschlüsse 18 und 16 der Ventilkammer 12 über die Sauerstoffsensoren zum Mundstück 6, wobei die Sauerstoffsensoren leicht zu kalibrieren sind, da die Sensoren mit 100% Sauerstoff und/ oder Verdünnungsgas beaufschlagt werden können. In der Ausatemphase strömt verbrauchtes Gas über die Anschlüsse 13 und 15 der Ventilkammer 11 zum Ausatemventil 10. Hierdurch ist die Funktion eines normalen offenen Atemreglers (OC steht für: Open Circuit) gegeben. Dabei sind die Anschlüsse 14 und 17 verschlossen, wodurch sichergestellt ist, dass weder Atemgas undefinierter Zusammensetzung durch den Taucher eingeatmet wird, noch das Wasser über das Mundstück 6 zum Absorber 9 gelangen kann. Außerdem wird damit gewährleistet, dass sich die Zusammensetzung des in den Gegenlungen 7 und 8 befindlichen Atemgases weder verändert, noch die Tarierung ungünstig beeinflusst wird. In 3 is the schematic structure in the idle state (OC mode, OC stands for Open Circuit) shown. During the inhalation phase, the dilution / bailout gas regulator speaks 19 (Diluent = diluent gas, bailout = emergency gas). Fresh breathing gas flows over the connections 18 and 16 the valve chamber 12 via the oxygen sensors to the mouthpiece 6 in which the oxygen sensors are easy to calibrate since the sensors can be charged with 100% oxygen and / or diluent gas. In the exhalation phase, spent gas flows over the connections 13 and 15 the valve chamber 11 to the exhalation valve 10 , As a result, the function of a normal open breathing regulator (OC stands for: open circuit) is given. Here are the connections 14 and 17 This ensures that neither breathing gas of undefined composition is inhaled by the diver, nor the water through the mouthpiece 6 to the absorber 9 can get. It also ensures that the composition of the counterlungs 7 and 8th located respiratory gas neither changed, nor the taring is adversely affected.

Im angeregten Zustand (CCR Modus; CCR steht für Closed Circuit Rebreather), gem. der 4, wird aufbereitetes Atemgas über die Einatemgegenlunge 8 und weiter über die Anschlüsse 17 und 16 der Ventilkammer 12 zum Mundstück 6 geleitet. Verbrauchtes Atemgas gelangt vom Mundstück 6 über die Anschlüsse 13 und 14 der Ventilkammer 11 zur Ausatemgegenlunge 7 und von dort aus zum Absorber 9, wobei im Absorber 9 aus dem verbrauchten Atemgas CO₂ herausgefiltert wird. Das Ventil 22 bewirkt aufgrund seiner Federbelastung, dass im CCR-Modus ein höherer Unterdruck an der Reglermembran 31 des Verdünnungs-/ Bailoutgasreglers 19 nötig ist, um diesen zu öffnen. Hierdurch wird verhindert, dass bei einer Lageänderung, z.B. einer Überkopfposition des Tauchers, ungewollt Verdünnungsgas in den Atemkreislauf gelangt. Des Weiteren wird mit dem Druckausgleichsventil 23 im CCR-Modus ein Druckausgleich im geschlossenen Abschnitt der Ventilkammer 11 ermöglicht, da in der Kompressionsphase ein Unterdruck aufgrund der Richtungswirkung des Ausatemventils 10 entsteht. Der Unterdruck würde ein Rückstellen der Ventilteller 24 und 25 unmöglich machen. Dieses wird durch den strömungstechnischen Kurzschluss mittels des federbelasteten Druckausgleichsventils 22 verhindert. Die Federbelastung des Ventils 22 ist derart dimensioniert, dass weder am Ventilteller 24 ein zu hoher Unterdruck entsteht, noch das über das Ausatemventil 10 ein ungehindertes Entweichen von Atemgas erfolgt. Dabei ist es denkbar, die Ventile 22 und 23, wie in den Figuren dargestellt, im Ventilgehäuse 1 oder aber in den Ventiltellern 24 und 25 zu integrieren. In the excited state (CCR mode, CCR stands for Closed Circuit Rebreather), acc. of the 4 , recycled respiratory gas is via the inhalation counterlung 8th and continue on the connections 17 and 16 the valve chamber 12 to the mouthpiece 6 directed. Consumed breathing gas passes from the mouthpiece 6 over the connections 13 and 14 the valve chamber 11 to the exhalation counterlung 7 and from there to the absorber 9 , being in the absorber 9 is filtered out of the spent breathing gas CO ₂ . The valve 22 causes due to its spring load, that in CCR mode, a higher negative pressure at the regulator membrane 31 of the dilution / bailout gas regulator 19 is necessary to open this. In this way it is prevented that in the case of a change in position, for example an overhead position of the diver, inadvertent dilution gas enters the breathing circuit. Furthermore, with the pressure compensation valve 23 in CCR mode, pressure compensation in the closed section of the valve chamber 11 allows, as in the compression phase, a negative pressure due to the directional effect of the exhalation valve 10 arises. The vacuum would reset the valve disk 24 and 25 to make impossible. This is due to the fluidic short circuit by means of the spring-loaded pressure compensation valve 22 prevented. The spring load of the valve 22 is dimensioned so that neither on the valve plate 24 too high a negative pressure arises, even more about the exhalation valve 10 an unhindered escape of respiratory gas takes place. It is conceivable, the valves 22 and 23 , as shown in the figures, in the valve housing 1 or in the valve plates 24 and 25 to integrate.

Das Umschalten vom Ruhezustand (OC Modus) in den angeregten Zustand (CCR Modus) erfolgt durch die Ansteuerung des Magnetventils 21. Liegt der am Sauerstoffsensor gemessene Sauerstoffpartialdruck des Atemluftkreislaufes zwischen 0,18 bar und 1,6 bar, dann öffnet das Magnetventil 21 die Druckleitung 28. Dadurch wird Druckgas aus der Druckgasflasche 3 über die im Pneumatikkolben 29 integrierte Druckleitung 28 in den Pneumatikzylinder 27 geleitet, so dass die Federkraft der Druckfeder 30 überwunden und die Kolbenstange 26 und somit auch die Ventilteller 24 und 25 in den Ventilkammern 11 und 12 zur Endlage verschoben und dort gehalten werden. Liegt der am Sauerstoffsensor gemessene Sauerstoffpartialdruck außerhalb des geforderten Bereichs, dann schließt das 3/2-Wege Magnetventil 21 die Druckleitung 28 und entspannt das Druckgas aus der Druckkammer 27 in die Ventilkammer 11. Dabei wird durch die Federkraft der Druckfeder 30 die Kolbenstange 26 und somit auch die Ventilteller 24 und 25 in den Ventilkammern 11 und 12 in die Ausgangslage zurückverschoben und dort gehalten. The switching from the idle state (OC mode) to the excited state (CCR mode) takes place by the activation of the solenoid valve 21 , If the oxygen partial pressure of the respiratory air circuit measured at the oxygen sensor is between 0.18 bar and 1.6 bar, then the solenoid valve opens 21 the pressure line 28 , As a result, compressed gas from the compressed gas cylinder 3 over in the pneumatic piston 29 integrated pressure line 28 in the pneumatic cylinder 27 passed, so that the spring force of the compression spring 30 overcome and the piston rod 26 and thus also the valve plates 24 and 25 in the valve chambers 11 and 12 moved to the final position and held there. If the oxygen partial pressure measured at the oxygen sensor is outside the required range, then the 3/2-way solenoid valve closes 21 the pressure line 28 and relaxes the compressed gas from the pressure chamber 27 in the valve chamber 11 , In this case, by the spring force of the compression spring 30 the piston rod 26 and thus also the valve plates 24 and 25 in the valve chambers 11 and 12 moved back to the starting position and held there.

Denkbar ist es, für die Ansteuerung des Magnetventils 21 zusätzlich Wassereinbruchssensoren einzusetzen, wobei das Magnetventil 21 nur dann angesteuert wird, wenn kein Wasser in den Atemkreislauf eingedrungen ist. Dazu können diese Wassereinbruchssensoren im Faltschlauch 5 zwischen dem Mundstück 6 und dem Anschluss 13 angeordnet werden. Ist Wasser in den Atemkreislauf eingedrungen, kann das sich im Atemkreislauf befindliche Wasser über das Ausatemventil 10 sehr schnell ausgeblasen und dann in den CCR-Modus zurückgeschaltet werden. Sollten zusätzliche, im Absorber 9 angeordnete Wassereinbruchssensoren im Absorber 9 einen Wassereinbruch feststellen, dann wird der Rebreather permanent in den OC-Modus belassen („Caustic Cocktail Alarm“). It is conceivable for the control of the solenoid valve 21 in addition to use water penetration sensors, the solenoid valve 21 is only activated when no water has entered the breathing circuit. In addition, these water penetration sensors in the collapsible hose 5 between the mouthpiece 6 and the connection 13 to be ordered. If water has entered the breathing circuit, the water in the breathing circuit can be exhaled via the exhalation valve 10 blown out very quickly and then switched back to the CCR mode. Should be additional, in the absorber 9 arranged water penetration sensors in the absorber 9 If a water leak is detected, the Rebreather will be left permanently in OC mode ("Caustic Cocktail Alarm").

Auch ist es denkbar, für die Ansteuerung des Magnetventils 21 zusätzlich CO₂-Sensoren einzusetzen, um durch das Umschalten in den OC-Modus eine Hypercapnie des Tauchers sicher zu verhindern. It is also conceivable for the control of the solenoid valve 21 additional CO ₂ sensors to prevent a hypercapnia of the diver by switching to the OC mode.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Ventilgehäuse valve housing
2 2: Druckgasanschlussschlauch Compressed gas connection hose
3 3: Druckgasflasche Pressure cylinder
4 4: Verdünnungsgasflasche Dilution gas cylinder
5 5: Faltenschlauch corrugated hose
6 6: Mundstück mouthpiece
7 7: Ausatemgegenlunge Ausatemgegenlunge
8 8th: Einatemgegenlunge Einatemgegenlunge
9 9: Absorber absorber
10 10: Ausatemventil exhalation valve
11 11: ausatemseitige Ventilkammer exhalation valve chamber
12 12: einatemseitige Ventilkammer inspiratory valve chamber
13 13: Anschluss connection
14 14: Anschluss connection
15 15: Anschluss connection
16 16: Anschluss connection
17 17: Anschluss connection
18 18: Anschluss connection
19 19: Verdünnungs-/ Bailoutgasregler Dilution / Bailoutgas regulator
20 20: Anschluss connection
21 21: 3/2-Wege Magnetventil 3/2-way solenoid valve
22 22: Druckausgleichsventil Pressure equalization valve
23 23: Druckausgleichsventil Pressure equalization valve
24 24: Ventilteller valve disc
25 25: Ventilteller valve disc
26 26: Kolbenstange piston rod
27 27: Pneumatikzylinder pneumatic cylinder
28 28: Druckleitung pressure line
29 29: Pneumatikkolben pneumatic piston
30 30: Druckfeder compression spring
31 31: Reglermembran regulator diaphragm

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2003188744 A [0008]

Claims

Device for switching a rebreather from the closed to the open breathing mode, the rebreather having a valve housing ( 1 ), which: - in each case via a compressed gas connection hose ( 2 ) with a compressed gas cylinder ( 3 ) and a dilution gas bottle ( 4 ), - in each case via a corrugated hose ( 5 ) on both sides with a mouthpiece ( 6 ), - via an exhalation counterlung ( 7 ) and an inhalation counterlung ( 8th ) on both sides with an absorber ( 2 ) and - with an exhalation valve ( 10 ) is fluidically connected, consisting of two in the valve housing ( 1 ) integrated, separate valve chambers ( 11 ) and ( 12 ), wherein the valve chamber ( 11 ) via a: - connection ( 13 ) ausatemseitig with the mouthpiece ( 6 ), - connection ( 14 ) ausatemseitig with the exhalation lung ( 7 ) and - connection ( 15 ) with the exhalation valve ( 10 ) as well as the valve chamber ( 12 ) via a: - connection ( 16 ) on the inhalation side with the mouthpiece ( 6 ), - connection ( 17 ) on the inhalation side with the inhalation counterlung ( 8th ), - connection ( 18 ) with the dilution gas bottle ( 4 ) are fluidically connected and in the valve chamber ( 12 ) a dilution / bailout gas regulator ( 19 ), characterized in that in the valve chambers ( 11 . 12 ) each a valve disc ( 24 . 25 ), which by a common piston rod ( 26 ) are guided forcibly, wherein in the valve chamber ( 11 ) the piston rod ( 26 ): - a movable pneumatic cylinder ( 27 ), in which via a rigid pneumatic piston ( 29 ) one via a connection ( 20 ) with the compressed gas cylinder ( 3 ) fluidically connected, by a 3/2-way solenoid valve ( 21 ) closable pressure line ( 28 ) and - by a compression spring ( 30 ) is acted upon, which as mechanical counterforce on the pressure force in the pneumatic cylinder ( 27 ) acts.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the 3/2-way solenoid valve ( 21 ) with at least two: - oxygen sensors for measuring the oxygen partial pressure in the respiratory air, - CO ₂ sensors for measuring the carbon dioxide partial pressure in the respiratory air and / or - water penetration sensor for the analysis of elemental water within the breathing circuit control technology is connected and the 3/2-way Magnetic valve ( 21 ) the pressure line ( 28 ) closes when a measured variable is outside the required range.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that: - when opening the pressure line ( 28 ) through the 3/2-way solenoid valve ( 21 ) Compressed gas from the compressed gas cylinder ( 3 ) via the pressure line ( 28 ) into the pressure chamber ( 27 ) flows, so that the spring force of the compression spring ( 30 ) and the piston rod ( 26 ) and thus also the valve disks ( 24 . 25 ) in the valve chambers ( 11 . 12 ) are moved to the end position and held there and - when closing the pressure line ( 28 ) through the 3/2-way solenoid valve ( 21 ) the compressed gas from the pressure chamber ( 27 ) in the valve chamber ( 11 ) is relaxed, whereby by the spring force of the compression spring ( 30 ) the piston rod ( 27 ) and thus also the valve disks ( 24 . 25 ) in the valve chambers ( 11 . 12 ) are moved to the starting position and held there.