DE2046016B2 - Regelvorrichtung zum Regeln der Gaszufuhr zu Fhegerausrustungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung zum Regeln der Gaszufuhr zu Fliegerausrüstungen für Flüge in großer Höhe mit einer zwei hintereinander eingefügte Druckminderventile enthaltenden Atemgasleitung für die Speisung einer Atemmaske mit Atemgas und mit einer zwischen den Druckminderventilen an die Atemgasleitung angeschlossenen und eine von einem Barometer gesteuerte Überdruckeinrichtung enthaltenden, zu einem Druckanzug führenden Zweigleitung.

Eine Regelvorrichtung dieser Art ist in der IJSA.-Patentschrift 2 703 572 beschrieben, und auch aus der deutschen Patentschrift 707 975 ist die Steuerung der Betriebsweise eines Höhenatemgeräts mit Hilfe eines Barometers bekannt. Weit?- ist in der deutschen Auslegeschrift 1 249 698 eine Gasversorgung für eine Atemmaske und eine Druckversorgung für einen Druckanzug beschrieben, wobei ein Differenzdruckregler den Druck in der Atemmaske und im oberen Teil des Druckanzugs unabhängig vom äußeren Luftdruck auf einem konstanten Wert hält. Zusätzlich ist für den unteren Teil des Druckanzugs eine beschleunigungsabhängige Druckregelung vorgesehen, die über einen getrennten Druckmittelkreis wirksam wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelvorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sie eine allen Belasüingsverhältnissen — durch Luftdruckunterschiede und Beschleunigungskräfte — angepaßte Druckgasversorgung für den Druckanzug ohne störende Rückwirkung auf die Atemgasversorgung für die Atemmaske aus der gleichen Gasquelle ermöglicht.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an die Zweigleitung voi deren Verbindung mit dem Druckanzug und nach der Überdruckeinrichtung zum einen eine Speiseleitungmiteinem über einen ^-Druckgeber durch Beschleunigungskräfte steuerbaren g-Ventil für die Speisung des Druckanzugs mit Druckgas aus einer Gasquelle und zum anderen ein ins Freie führendes und wahlweise durch den Druck am Ausgang der Atemgasleitung oder am Ausgang des g-Druckgebers steuerbares Auslaßventil xo angeschlossen sind.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Regelvorrichtung läßt sich der Druck im Druckanzug aus ein und derselben Gasquelle von zwei getrennten Systemen her steuern, nämlich zum einen über die von der Atemgasleitung abgehende Zweigleitung und zum anderen über die unmittelbar an die Gasquelle angeschlossene Speiseleitung. Dabei wird das erste Steuersystem bei einem Druckabfall in der Flugzeugkabine zu dessen Kompensation wirksam, während das zweite Steuersystem unabhängig von dem in der Flug/eugkabine herrschenden Luftdruck auf Be schleunigungskräfte anspricht und den Träger des Druckanzuges vor unerwünschten Auswirkungen dieser Beschleunigungskräfte bewahrt. Dieses zweite Steuersystem tritt insbesondere auch in Flughöhen in Funktion, in denen eine zusätzliche Atemluftversorgung für den Piloten noch nicht erforderlich ist, dennoch aber dessen Kreislauf vor übergroßen Beanspruchungen durch Beschleunigungskräfte geschützt werden muß. Dabei führt die erfindungsgemäße Ausbildung der Regelvorrichtung dazu, daß der Druck im Druckanzug in jedem Zeitpunkt durch den jeweils größten Steuerdruck — Atemgasdruck oder Beschleunigungsdruck — bestimmt wird, was mit keiner der bisher bekannten Regelvorrichtungen für die Druckmittelversorgung von Druckanzügen erreichbar ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Steuereingang des Auslaßventils mit den Ausgängen der Atemgasleitung und des #-Druckgebers über ein Kippventil verbunden, das den jeweils höheren der an diesen beiden Ausgängen herrschenden Drücke für die Steuerung des Auslaßventils wirksam werden läßt.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; deren einzige Figur zeigt dazu die Verbindung der einzelnen Teile einer erfindungsgemäß ausgebildeten Regelvorrichtung in Form eines schematisch gehaltenen Diagramms.

Die dargestellte Regelvorrichtung enthält eine von einer Gasquelle 1 ausgehende Atemgasleitung 2, in der zwei Druckminderventile 3 und 4 liegen. An das Druckminderventil 4, das als Bedarfsregler gebaut ist, ist ein Injektor 5 zum Beimischen von Luft aus einer Speiseleitung 6 angeschlossen. Bei 7 ist an die Atemgasleitung 2 eine in der Zeichnung nicht dargestellte Atemmaske angeschlossen.

Zwischen den Druckminderventilen 3 und 4 geht von der Atemgasleitung 2 eine Zweigleitung 8 ab, in die eine Überdruckeinrichtung 9 eingefügt ist, die zum einen zum Anschließen der Zweigleitung 8 und damit zum Zuführen von Gas zu einem bei 13 angeschlossenen Druckanzug und zum anderen zum Steuern des Überdrucks aus dem Druckminderventil 4 zum Kompensieren eines Druckabfalls in der Flugzeugkabine gegenüber dem Normalwert dient. Die Überdruckeinrichtung 9 besteht aus einem durch den barometrischen Druck (Barometer BAR) gesteuerten Absperrventil 9 B und aus einem Steuergerät 9 A mit

einem in der Zeichnung nicht dargestellten, von einem Aneroidbarometer gesteuerten AurJaßventü in die Atmosphäre. Durch die Abtastung des AKsolutdrucks in der Verbindung zum Druckminderventil 4 wird über das Aneroidbarometer der Überdruck festgelegt. Hinter dem Steuergerät 9 A ist an die Zweigleitung 8 eine Steuerleitung 10 für ein Absperrventil 11 in der Speiseleitung 6 angeschlossen. Außerdem ist in die Zweigleitung 8 ein Regler 21 zum Regeln des Druckes im Druckanzug eingefügt. ~

Von der Gasquelle 1 geht weiterhin eine Speiseleitung 12 für die Zufuhr von Gas zu dem bei 13 angeschlossenen Druckanzug ab. In die Speiseleitung 12 ist ein sogenanntes g-Ventil 15 eingefügt, das von einem auf Beschleunigungskräfte ansprechenden und im folgenden kurz als g-Druckgeber 14 bezeichneten Geber gesteuert wird. Die Gaszufuhr aus der Speiseleitung 12 zum Druckanzug geht also auf eine Belastung des Piloten durch Beschleunigungskräfte zurück, wie sie sich bei Kursänderungen des Flugzeugs in vertikaler Richtung ergeben können. Mit dem g-Ventil 15 kann außerdem ein in der Zeichnung nicht dargestellter Injektor zum Beimischen von Luft verbunden sein.

Die Entleerung des Druckanzugs erfolgt über ein Auslaßventil 16, das seinerseits über ein Kippventil 17 und durch den Gasdruck in einer Einlaßleitung 18 zum Druckanzug gesteuert wird, die sowohl mit der Zweigleitung 8 als auch mit der Speiseleitung 12 verbunden ist. Das Kippventil 17 ist über eine Leitung

19 mit der Atemgasleitung 2 und über eine Leitung

20 mit der Verbindungsstelle zwischen dem ^-Druckgeber 14 und dem g-Ventil 15 verbunden und läßt daher den jeweils momentan überwiegenden der in den beiden Leitungen 19 und 20 bzw. an deren Anschlußstellen herrschenden Drücke für die Bestimmung des Entleerungsdruckes für das Auslaßventil 16 wirksam werden.

Die permanente Aufgabe der dargestellten Regelvorrichtung ist die Versorgung des Piloten mit Atemsauerstoff unter einem leichten Überdruck, dem sogenannten Sicherheitsdruck, oder unter Normaldruck.

Bei Flughöhen bis hinauf zu 6000 m wird der Sauerstoff mit Luft gemischt, um physiologische Unzuträglichkeiten durch einen übermäßigen Sauerstoffgehalt zu vermeiden. Bei Flughöhen oberhalb 6000 m wird die Steuerleitung 10 druckgekoppelt. Der Druck in der Steuerleitung 10 hält das Absperrventil 11 geschlossen, so daß keine Umgebungsluft zugemischt wird. Bei Unterbrechung der Sauerstoffzufuhr ist daher das Absperrventil 11 unbelastet, so daß es für den Unterdruck in der Atemgasleitung 2 öffnet. Auf diese Weise kann der Pilot, ohne einen merklichen Atemwiderstand zu spüren, übei das Absperrventil 11 und den Injektor 5 Umgebungsluft einatmen.

Die Verminderung des Eingangsdrucks, der zwischen 15kp/cm^ä im Normalfall und 150kp/cm² bei Notauslaß variieren kann, auf den Normaldruck (Sicherheitsdruck) erfolgt bei der dargestellten Regelvorrichtung in zwei Stufen, deren zweite durch das als Bedarfsregler gebaute Druckminderventil 4 gebildet wird. Die Empfindlichkeit des Druckminderventils 4 ist dem geringen Unterdruck angepaßt, den ein Mensch beim Atmen ohne Schwierigkeiten aufbringen kann. Die Luft wird durch den Injektor 5 hindurch angesaugt, der sein Treibgas über die Dosieröffnung des Druckminderventils 4 bezieht. Durch Aneroidbarometer gesteuerte Ventile im Steuergerät 9 A steuern bei Ausfall des Überdrucks in der Flugzeugkabine das Druckminderventil 4 so, daß der Atemüberdruck auf einen der Flughöhe angepaßten Wert angehoben wird. Die durch Aneroidbarometer gesteuerten Ventile treten dabei ab 6000 m Flughöhe in Funktion, und gleichzeitig wird die Zufuhr von Umgebungsluft abgeschaltet.

Auf diese Weise kann der Druckanzug des Piloten mit Hilfe der dargestellten Regelvorrichtung über seinen Anschluß bei 13 sowohl bei Überdruckatmung als auch bei Belastung durch Beschleunigungskräfte mit dem nötigen Druck versorgt werden.

Bei Überdruckatmung kommt dieser Druck in erster Linie vom Regler 21, der durch den Atemdruck so gesteuert wird, daß der Druck im Druckanzug etwa .\2mal größer wird als der Atemdruck. Bei Belastung durch Beschleunigungskräfte kommt der Druck von dem mit Sauerstoff gespeisten g-Ventil 15, das ebenfalls einen Verstärkungsfaktor von 3,2 aufweist und durch den ^-Druckgeber 14 gesteuert wird, der außerdem das Auslaßventil 16 steuert, das ebenso wie das g-Ventil 15 auf eine 3,2fache Verstärkung seines Steuerdrucks ausgelegt ist, so daß sich beide Ventile durch den gleichen Druckgeber steuern lassen. Bei dem angenommenen Verstärkungsfaktor von 3,2 ist der ^-Druckgeber 14 auf einen Druck ausgelegt, der 3,2mal kleiner ist als der angegebene g-Druck.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Regelvorrichtung zum Regeln der Gaszufuhr zu Fliegerausrüstungen für Flüge in großer Höhe mit einer zwei hintereinander eingefügte Druckminderventile enthaltenden Atemgasleitung für die Speisung einer Atemmaske mit Atemgas und mit einer zwischen den Druckminderventilen an die Atemgasleitung angeschlossenen und eine von einem Barometer gesteuerte Überdruckeinrichtung enthaltenden, zu einem Druckanzug führenden Zweigleitung, dadurch gekennzeichnet, daß an die Zweigleitung (8) vor deren Verbindung (bei 13) mit dem Druckanzug und nach der Überdruckeinrichtung (9) zum einen eine Speiseleitung (12) mit einem über einen g-Druckgeber (14) durch Beschleunigungskräfte steuerbaren i'-Ventil (15) für die Speisung des Druckanzuges mit Druckgas aus einer Gasquelle (1) und zum anderen ein ins Freie führendes und wahlweise durch den Druck am Ausgang (bei 7) der Atemgasleitung (2) oder am Ausgang des ,?-Druckgebers(14) steuerbares Auslaßventil (16) angeschlossen sind.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingang des Auslaßventils (16) mit den Ausgangen der Atemgasleilung (2) und des ^-Druckgebers (14) über ein Kippventil (17) verbunden ist, das den jeweils höheren der an diesen beiden Ausgängen herrschenden Drücke für die Steuerung des Auslaßventils (16) wirksam werden läßt.