DE2049747B2 - Unabhaengiges unterwasseratmungsgeraet mit halbgeschlossenem kreislauf - Google Patents

Description

Absorptionsbehäliers und bilden auf diese Art Zu- und Abgaskanäle 5 und 6 aus, die an ihren oberen Enden mit Einmündungen 7 und 8 versehen sind. Jede der Unterteilungen 3 und 4 ist von einem Filter und einem Schirm gebildet. Der relativ große mittlere Raum zwischen den Unterteilungen ist mit einer körnigen bzw. granulierten Schicht einer Chemikalie 9 angefüllt, welche Sauerstoff erzeugt und Kohlendioxid Absorbiert, wenn der Benutzer des Unterwasseratmungsgerätes in die Chemikalie 9 ausatmet. Als am besten geeignete Chemikalie hat sich KO, erwiesen, obwohl es andere Alkalimetallsuperoxide gibt, die ebenfalls verwendet werden können, beispielsweise Natriumsupe.roxid. Auch Lithiumoxid und Natriumperoxid sind geeignet und erbringen zufriedenstellende Ergebnisse. (Ein ökonomisches System wird durch die Verwendung solcher Chemikalien erreicht, bei denen die Sauerstoffproduktion proportional zu der Rate des Atmungsaustausches, also entsprechend dem Atmungsquotienten /erläuft.) Die im Ausatemgas enthaltene Feuchtigkeit akf'viert die Chemikalie 9 zur Erzeugung von Sauerstoff, wobei die Sauerstofferzeugung fast im Gleichgewicht mit dem Sauerstoffverbrauch des Tauchers liegt.

Ein übliches Atmungsmundstück 11, welches auch in Form einer Maske ausgebildet sein kann, ist über flexible Einatmungs- und Ausatmungsleitungen 12 und 13 mit den Einmündungen Ln dem oberen Teil der Zu- und Abgaskanäle 5 und 6 des Absorptionsbehälters 1 verbunden. Übliche Steuerventile sind weiterhin vorgesehen, um einen Strömungsfluß nur in einer Richtung zu erlauben. Die Ausatmungsleitung 12 ist mit einem Verbundstück 14 verbunden, wodurch sie mit dem über der Brust des Tauchers hängenden Ausatembeutel 15 in Verbindung steht. Dieser Ausatembeutel ist mit einem normalerweise geschlossenen Überdruckrückschlagventil 16 ausgestattet. Die andere Leitung weist ein ähnliches VerbundstüJc 17 auf, mittels welchem sie mit dem Einatembeutel 18 verbunden ist. In dem Zu- bzw. Abgaskanal 5, 6 des Absorptionsbehälters erstreckt sich jeweils ein an seinem unteren Ende offenes Rohrstück 19 nach unten, wobei das offene Ende vorteilhafterweise in der Mitte des Zu- oder Abgaskanals 5, 6 angeordnet ist. Es befinden sich deshalb auf diese Weise, ungeachtet, ob der Taucher aufrecht steht oder sich in einer Stellung mit dem Kopf nach unten befindet, die offenen Endteile der Rohrstücke 19 immer über einer eventuell in die Zu- und Abgaskanäle des Absorptionsbehälters 1 eingedrungenen Wasse.--menge.

Die offenen Enden jedes Rohrstückes können in einen schalenförmigen Teil 20 auslaufen wobei die öffnung des schalenförmigen Teils sich in Richtung auf die angrenzenden Schirm- und Filterelemente öffnet. Falls erwünscht, braucht auch nur ein gemeinsamer Atembeutel verwendet zu werden. Wenn der Taucher in den Absorptionsbehälter 1 ausatmet, bewirkt die in seinem Atem enthaltene Feuchtigkeit, daß die Chemikalie 9 Sauerstoff erzeugt. Zur gleichen Zeit wird das ausgeatmete Kohlendioxid entfernt. Wird eine Chemikalie, wie beispielsweise KO₂ verwendet, dann ergibt sich die Möglichkeit, daß mehr Sauerstoff erzeugt als verbraucht wird. Das gereinigte Atemgas zuzüglich des erzeugten Sauerstoffs wird eingeatmet. Ein geringer Anveil des Ausatemgases entweicht ans dem halbgeschlossenen Kreislauf durch das Überdruckrückschlagventil 16. Dieses Ventil ist ausreichend vorgespannt, um es dem Ausatembeutel zu erlauben, sich aufzublähen, es ist andererseits jedoch durch den normalerweise einwirkenden Druck des umgebenden Wassers geschlossen.

Bei dem bis jetzt beschriebenen Unterwasseratmungsgerät ist es wahrscheinlich, daß der Partialdruck des Sauerstoffes in dem Atemkreislauf entsprechend ansteigt, wenn der Taucher durch das Wasser nach unten abtaucht und der Umgebungsdruck ansteigt. Mit dem Ansteigen des Sauerstoffpartialdrukkes vergrößert sich jedoch auch die Gefahr einer Sauerstoffvergiftung, welche, wenn der Taucher tief genug steht, sogar bis zur Todesfolge gehen kann. Entsprechend der Erfindung wird diese gefährliche Möglichkeit verhindert, und zwar durch Einbau einer Mischgasflasche 22 in das erfindungsgemäße Unterwasseratmungsgerät, die Mischgasflasche enthält ein eine Verdünnung bewirkendes Gas, vorzugsweise Helium. Ein weiterer ^-veck dieses zusätzlichen Gases liegt darin, das Druckgleichgewicht des Systems bei fortschreitender Tiefe auszugleichen. Die Mischgasflasche 22 kann an dem Boden des Absorptionsbehälters angebracht sein und ist mit einem Auslaßventil 23 versehen.

Das Auslaßventil ist über einen Bedarfsregler 24 mit der Einatmungsleitung 13 verbunden. Eine solche Verbindung kann dadurch vorgenommen werden, daß der Auslaß des Bedarfsreglers 24 mit Hilfe einer Rohrleitung 25 mit dem Abgaskanal 6 des Absorptionsbehälters 1 verbunden ist, in welchen auch die Einatmungsleitung 13 mündet.

Um einen geringen Sauerstoffvorrat vorzusehen, welchei den Taucher auch dann am Leben erhalten kann, wenn die primären Sauerstoffquellen ausfallen, enthält das Gas in der Mischgasflasche 22 Sauerstoff in geringer Konzentration, abhängi» von der Tiefe, in welcher der Taucher zu arbeiten hat. Beispielsweise kann die Gasmischung etwa 3 ⁰Zo Sauerstoff enthalten bei einer Tiefe von etwa 30 m. Soll der Taucher in noch größere Tiefen hinabtauchen, dann wird sogar noch weniger Sauerstoff verwendet. Jedesmal, wenn der Taucher einatmet, verursacht er einen Unterdruck in dem Einatembeutel 18 und damit in dem zugeordneten Abgaskanal 6, wodurch der Bedarfsregler 24 zu einer Öffnung veranlaßt wird und impulsartig eine Gasmischung aus der Mischgasflasche 22 dem Atemsystem zuführt. Der Bedarfsregler 24 liefert also mengenmäßig in einem Maße in die Mischung, welches angenähert proportional zu der Arbeitsrate ist Steigt also der Taucher nach unten, dann nimmt der prozentuale Anteil des Sauerstoffes in dem Atemgas, welches in dem Atemgaskreislauf fließt, ab, und zwar auf Grund der verdünnenden Wirkung der zugefügten Gasmischung und der fortwährenden Entleerung des überschüssigen Sauerstoffes und des Ausatemgases durch das Überdruckrückschlagventil 16 in der Ausatmungsleitung 12, wobei jedoch der tatsächliche Betrag des Sauerstoffes innerhalb des Kreislaufes relativ konstant bleibt, so daß der von dem Taucher mit jedem Atemzug eingeatmete Sauerstoffbetrag im wesentlichen ebenfalls gleich ist. Die prozentuale Reduktion des Sauerstoffs hält jedoch den Sauerstoffpartialdruck davon ab, sich bis zu einem gefährlichen Punkt hin aufzubauen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß für die Gasmischung aus der Mischgasflasche 22 eine das Bedarfsventil 24 umgehende Leitung 27 vorgesehen ist; diese umgehende Leitung 27 wird von

einem von Hand zu betätigenden Dosierventil 28 nach Art eines Nadelventils gesteuert. Das Dosierventil kann so eingestellt werden, daß ein ununterbrochenes Einsickern bzw. Eindringen von Gas aus der Mischgasflasche 22 in den Abgaskanal 6 des Absorptionsbehälters 1 stattfindet, so daß stets ein Minimumvorrat an Sauerstoff für den Taucher verfügbar ist, auch dann, wenn die Chemikalie 9 aus irgendwelchen Gründen keinen Sauerstoff mehr erzeugt. Die umgehende Leitung 27 erlaubt dem Taucher auch, das Ausmaß der Atembeutel zu bestimmen, indem er diese mehr oder weniger stark aufbläst.

Sowie sich der Taucher nach oben in Richtung auf die Wasseroberfläche bewegt, nimmt auch der Wasserdruck, welcher die Neigung hatte, das Überdruckrückschlagventil 16 geschlossen zu halten, ab, wodurch immer mehr Atemgas im Atemkreislauf ermöglicht wird, auszuströmen, so daß der prozentuale Gehalt an Sauerstoff im Kreislauf allmählich ansteigt, bis er den Normalwert an der Meeresoberfläche erreicht hat.

S Die in der Tiefe verwendete Sauerstoffinertgasmischung würde wesentlich unterhalb des 20prozentigen Sauerstoffanteils liegen, welcher notwendig ist, um den Taucher auf Meereshöhe zu versorgen. Während des Aufstieges könnte mit Hilfe einer anderen,

ίο nicht dargestellten Sauerstoffflasche Sauerstoff zugefügt werden. Vorzugsweise wird jedoch so verfahren, daß das der Mischgasflasche 22 zugeordnete Aufbereitungssystem für Helium abgeschaltet wird, so daß es dann der normalen Sauerstoffüberproduktion der

is Chemikalie 9 ermöglicht wird, den höheren, bei geringeren Tiefen notwendigen Prozentsatz an Sauerstoff bereitzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

schließlich zugeordneter Umschalteinrichtung an den Patentansprüche: Einatembeutel angeschlossen, der weiterhin noch mit dem Absorptionsbehälter für Kohlendioxid verbun-

1. Unabhängiges Unterwasseratmungsgerät mit den ist. Die Ausatmungsleitung ist an einen Aushalbgeschlossenem Kreislauf, das ein mit den 5 atembeutel angeschlossen, der ein Uberdruckrück-Ein- und Ausatmungsleitungen verbundenes, mit schlagventil aufweist und dessen Ausgangsleitung zur Steuerventilen versehenes Atmungsmundstück auf- Herbeiführung eines Kreislaufs ebenfalls mit dem weist, wobei die Ausatmungsleitung an einen ein Absorptionsbehälter für Kohlendioxid verbunden ist. Überdruckrückschlagventil aufweisenden Aus- Ein weiteres unabhängiges Unterwasseratmungsgeatembeutel und einen darauffolgenden, Kohlen- io rät ist aus der französischen Patentschrift 1 53S 953 dioxid absorbierenden Behälter und die Einat- bekannt, bei welchem eine reinen Sauerstoff enthalmungsleitung an einen mit dem Absorptionsbe- tende Druckgasflasche und eine ein Helium-Sauerhälter und einer Mischgasflaschc verbundenen stoff-Gemisch enthaltende Druckgasflasche vorgese-Einatembeutel angeschlossen sind, dadurch hen sind, wobei über ein von außen zu bedienendes gekennzeichnet, daß zum Ersetzen des 1.5 Handstellventil die Atemgasversorgung von reinem Sauerstoffverbrauches primär der mit einer Sauerstoff auf das Sauerstoff/Helium-Gzmisch umgegleichzeitig Kohlendioxid absorbierenden und stellt werden kann. Neben Ein- und Ausatmungslei-Sauerstof^f abspaltenden Chemikalie (9), insbe- tungen verfügt dieses Unterwasseratmungsgerät sondere Kaliumhyperoxid, gefüllte Absorptions- schließlich noch über den üblichen Absorptionsbebehälter (1) dient und daß der Mischgasflasche 20 hälter für Kohlendioxid.

(22) ein lungengesteuerter Bedarfsregler (24) zu- I_n der USA.-Patentschrift 3 403 981 ist ein Behäl-

geordnet ist. ter beschrieben, der eine Kohlendioxid absorbierende

2. Gerät na^h Anspruch 1, dadurch gekenn- und Sauerstoff freisetzende Chemikalie enthält, beizeichnet, daß die Chemikalie (9) in einem mittle- spielsweise KO.,, die in Tätigkeit tritt, wenn sie von ren Raum des Absorptionsbehälters (1) angeord- 25 Ausatemluft durchströmt wird.

net ist, an dessen gegenüberliegenden Seiten sich Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein under Zu- bzw. Abgaskanal (5, 6) befindet, in deren abhängiges Unterwasseratmungsgerät zu schaffen, oberen Teil die Aus- bzw. Einatmungsleitungen welches bei einer geringeren Anzahl mitzuführender (12,13) ei «uünden. großer Flaschen in der Lage ist, unabhängig von der

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn- 30 Tauchtiefe einen sicheren Sauerstoffpartialdrack für zeichnet, daß die Einmündungen (7, 8) der Aus- den Taucher aufrechtzuerhalten.

bz"Y. Einatmungsleilungen ^f\2, 13) in den Zu- Die Lösung dieser Aufgabe wird bei einerr ein-

bzw. Abgaskanal (5, 6) durch sich bis in den gangs genannten unabhängigen Unterwasseratmungs-

mittleren Bereich erstreckende starre Rohrstücke gerät erfindungsgemäß darin gesehen, daß zum Er-

(19) verlängert sind. 35 setzen des Sauerstoffverbrauches primär der mit

4. Gerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge- einer gleichzeitig Kohlendioxid absorbierenden und kennzeichnet, daß der Bedarfsregler (24) der Sauerstoff abspaltenden Chemikalie, insbesondere Mischgasflasche (22) an den Abgaskanal (6) des Kaliumhyperoxid, gefüllte Absorptionsbehälter dient Absorptionsbehälters (1), in den die Einatmungs- und daß der Mischgasflasche ein lungengesteuerter leitung (13) mündet, angeschlossen ist. 40 Bedarfsregler zugeordnet ist.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn- Das erfindungsgemäße Unterwasseratmungsgerät zeichnet, daß die Mischgasflasche (22) zusätzlich ist relativ einfach und kompakt und kann von dem über eine den Bedarfsregler C24) umgehende und Taucher ohne Einbuße an Sicherheit bis zu beträchtin bekannter Weise mit einem Dosierventil (28) liehen Tiefen verwendet werden, da es sich automaversehene Leitung (27) mit dem Abgaskanal (6) 45 tisch auf Änderungen der Tiefe einstellt und ausreides Absorptiombehälters(l) verbunden ist. chend Sauerstoff zur Verfugung stellt, ohne eine

Sauerstoffvergiftung hervorzurufen. Tatsächlich ist

eines der grundlegenden Probleme des Tieftauchens

die Sauerstoffvergiftung; die dadurch auftritt, daß bei 50 ansteigendem Wasserdruck beim Abtauchen auch

Die Erfindung betrifft ein unabhängiges Unterwas der SaueiUoffnartialdruck in dem Atemkreislauf in seratmungsgerät mit halbgeschlossenem Kreislauf, entsprechender Weise ansteigt. Erreicht dieser Pardas ein mit den Ein- und Ausatmungsleitungen ver- tialdruck Werte zwischen etwa 1,5 und 2Atmosphäbundenes, mit Steuerventilen versehenes Atmungs- ren, dann müssen Krämpfe oder andere Ausfallermundstück aufweist, wobei die Ausatmungsleitung 55 scheinungen, sogar der Tod des Tauchers befürchtet an einen ein Überdruckrückschlagventil aufweisen- werden. Dies vermeidet das erfindungsgemäße Unden Ausatembeutel und einen darauffolgenden, Koh- terwasseratmungsgerät bei optimaler Ausnutzung der lendioxid absorbierenden Behälter und die Einat- zur Verfügung stehenden Atemgase,
mungsleitung an einen mit dem Absorptionsbehälter Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfin- und einer Mischgasflasche verbundenen Einatembeu- 60 dunp isi. in der Zeichnung in schematisch perspektivitel angeschlossen sind. scher V/eise dargestellt und wird im folgenden in

Ein Unterwasseratmungsgerät dieser bekannten Aufbau und Wirkungsweise näher erläutert.

Gattung kann dem Bild 15 auf Seite 26 des Buches Ein mit 1 bezeichneter, vorzugsweise rechlcckför-

»Tauchtechnik« Band 1 von G. Haux entnommen miger Absorptionsbehälter ist mit Bändern2 ausge-

werden. Bei diesem Unterwasseratmungsgerät sind 65 rüstet, um auf dem Rücken des Tauchers getragen zu

ein Mischgas enthaltende Gasflaschen mit Flaschen- werden. Im Inneren des Absorptionsbehälters befin-

ventilen über Druckminderer und weiteren nachge- den sich in senkrechter Erstreckung zwei Untertei-

schalteten Konstantdosierungsanordnungen ein- lungenS und 4 nahe den beiden Seitenwänden des