NO125146B

NO125146B -

Info

Publication number: NO125146B
Application number: NO3749/69A
Authority: NO
Inventors: W Finnegan
Original assignee: Kaiser Aluminium Chem Corp
Priority date: 1968-09-23
Filing date: 1969-09-19
Publication date: 1972-07-24
Also published as: DE1947957A1; GB1264669A; US3579432A; SE346123B; FR2022186A1; DE1947957B2; JPS502845B1

Description

Uavhengig dykkerapparat med surstoff- og inertgasstilførsel, Independent diving apparatus with oxygen and inert gas supply,

særlig for større dybder. especially for greater depths.

Der kjennes et åndeapparat for store There is a breathing apparatus for adults

vanndybder som benytter en i avhengighet av det ytre trykk automatisk tilført kunstig atmosfære som består av surstoff og en edelgass. Ved oppnåelsen av den vanndybde hvis trykk ligger over det med den farefri pustemulighet passende sur-stoffpartialtrykk, blir her den automatiske tilførsel av den hovedsakelig av surstoff og helium sammensatte kunstige atmosfære videreført bare i en grad som er nød-vendig for opprettholdelsen av det med den water depths that use an, depending on the external pressure, automatically supplied artificial atmosphere consisting of oxygen and a noble gas. Upon reaching the water depth whose pressure is above the oxygen partial pressure suitable for safe breathing, here the automatic supply of the artificial atmosphere composed mainly of oxygen and helium is continued only to the extent necessary for the maintenance of it with the

farefri pustemulighet passende surstoff-partialtrykk ved erstatning av det ved ån-dingen forbrukte surstoff. Trykklikevekten i forhold til det høyere ytre trykk blir ute-lukkende opprettholdt ved tilførsel av rent helium, respektive en hovedsakelig av helium bestående edelgassblanding over en ventil som styres automatisk i avhengighet av det absolutte vanntrykk. Apparatet er utstyrt med tre gassforrådsflasker hvor-av den første inneholder surstoff, den annen helium og den tredje en helium-surstoff-blanding på 90—10 pst. Herved blir gassene ved hjelp av automatiske ventiler tilført åndekretsløpet, idet helium-surstoff-blandingen og surstoffet tilføres risk-free breathing possibility suitable oxygen partial pressure when replacing the oxygen consumed during breathing. The pressure equilibrium in relation to the higher external pressure is exclusively maintained by the supply of pure helium, respectively a noble gas mixture mainly consisting of helium via a valve which is controlled automatically depending on the absolute water pressure. The device is equipped with three gas supply bottles, of which the first contains oxygen, the second helium and the third a helium-oxygen mixture of 90-10 per cent. In this way, the gases are supplied to the breathing circuit by means of automatic valves, as the helium-oxygen mixture and the oxygen is supplied

ved hjelp av automatisk styrte ventiler som reagerer på trykkforskjellen mellom ånde-posens indre og ytre trykk. Heliumet til-føres gjennom en ventil som reagerer på det absolutte ytre trykk og åpner seg når dette har nådd en viss verdi. Såfremt trykkforskjellen mellom åndekretsløpet og vanndybden er mindre enn 0,03 atm. flyter by means of automatically controlled valves that react to the pressure difference between the inner and outer pressure of the breathing bag. The helium is supplied through a valve which reacts to the absolute external pressure and opens when this has reached a certain value. If the pressure difference between the breathing circuit and the water depth is less than 0.03 atm. floats

helium-surstoff-blandingen til og fyller derved åndeposen som befinner seg i ånde-kretsløpet. Når et trykk på 0,03 atm. er nådd, lukker ventilen seg. Ventilen for det rene surstoff åpner seg først når trykkforskjellen utgjør mer enn 0,01 atm. og lukker seg igjen når den har nådd 0,03 atm. Den til heliumflasken sluttede ventil åpner seg først ved et trykk på 10 atm., altså ved en vanndybde på ca. 90 meter. Herved inntrer the helium-oxygen mixture to and thereby fills the breathing bag which is located in the breathing circuit. When a pressure of 0.03 atm. is reached, the valve closes. The valve for the pure oxygen only opens when the pressure difference amounts to more than 0.01 atm. and closes again when it has reached 0.03 atm. The valve connected to the helium bottle only opens at a pressure of 10 atm., i.e. at a water depth of approx. 90 meters. Hereby enters

praktisk talt det hele flaskeinnhold i ånde-kretsløpet, så at flaskeinnholdets surstoffinnhold plutselig nedsettes. Det kjente apparat har den ulempe at surstoffpartial-trykket heller ikke er tilnærmelsesvis konstant, idet surstoffinnholdet fra 0 meter til 90 meters dybde er ca. 10 pst. Surstoff-partialtrykket er altså forskjellig. Særlig oppstår derved den fare at surstoffinnholdet på små dybder ikke er tilstrekkelig for arbeide på små dybder. Videre er surstoffinnholdet ved det kjente apparat ikke nøy-aktig definert. Derimot flyter surstoff på den ene side og surstoff-heliumblandingen på den annen side uregelmessig til. practically the entire contents of the bottle in the breathing circuit, so that the oxygen content of the contents of the bottle is suddenly reduced. The known apparatus has the disadvantage that the oxygen partial pressure is not approximately constant either, as the oxygen content from 0 meters to 90 meters depth is approx. 10 per cent. The oxygen partial pressure is therefore different. In particular, there is a danger that the oxygen content at shallow depths is not sufficient for working at shallow depths. Furthermore, the oxygen content of the known apparatus is not precisely defined. In contrast, oxygen on the one hand and the oxygen-helium mixture on the other hand flow irregularly.

Det er videre foreslått for dykking å anvende en blanding av helium og surstoff, idet helium skal hindre de ubehagelige virkninger som hitrører fra luftens surstoff. Slike blandinger av 20 pst. O., og 80 pst. He kan anvendes inntil en dybde på 90 meter, uten at der opptrer surstofffor-giftning. Imidlertid må for tilførsel av det nødvendige surstoff en mengde på minst 10 l/min. helium-stoff-blanding bilføres også når dykkeren befinner seg på helt små dybder. Dette betyr et betydelig sløseri av helium. En annen ulempe ved disse apparater er at apparatene må utstyres med tre forskjellige gassforrådsflasker, så at der ved betjeningen og ved sammen-stillingen av apparatet kan forekomme forvekslinger. Videre inneholder en av for-rådsflaskene en blanding av surstoff og helium. Fyllingen av en slik flaske byr på vanskeligheter. It is further proposed for diving to use a mixture of helium and oxygen, as the helium is to prevent the unpleasant effects caused by the oxygen in the air. Such mixtures of 20 per cent O and 80 per cent He can be used up to a depth of 90 metres, without oxygen poisoning occurring. However, for the supply of the necessary oxygen, a quantity of at least 10 l/min is required. helium-matter mixture is also transported when the diver is at very shallow depths. This means a significant waste of helium. Another disadvantage of these devices is that the devices must be equipped with three different gas storage bottles, so that confusions can occur during operation and assembly of the device. Furthermore, one of the supply bottles contains a mixture of oxygen and helium. Filling such a bottle presents difficulties.

Videre er det foreslått et uavhengig dykkerapparat med surstoff- og inertgass-tilførsel samt kullsyreabsorpsjon, hvor åndekretsløpet inntil en bestemt dykkedybde tilføres bare rent surstoff men i større dybder tilføres en surstoff-inertgass-blanding. Her er gassblandingens sammen-setning variabel i avhengighet av dybden. Gassblandingen oppstår i apparatet. Her kan gassblandingen finne sted ved en sur-stofftilførsel og en inertgasstilførsel, hvis blanding reguleres i avhengighet av dybden. Furthermore, an independent diving apparatus with oxygen and inert gas supply as well as carbon dioxide absorption is proposed, where the breathing circuit until a certain diving depth is supplied with only pure oxygen, but at greater depths an oxygen-inert gas mixture is supplied. Here, the composition of the gas mixture is variable depending on the depth. The gas mixture occurs in the device. Here, the gas mixture can take place by an oxygen supply and an inert gas supply, the mixture of which is regulated depending on the depth.

En enkel utførelsesform består i at til-førselen av inertgass reguleres i avhengighet av dybden. Her kan tilførselen reguleres slik at inertgasstilsetningen først be-gynner på 10 meters dybde og tiltar proporsjonalt med dybden. Dessuten kan der til inertgassflasken være tilsluttet en dobbelt-membran-trykkreduksjonsinnretning hvis større membran er belastet av trykket i åndeposen. Her kan inertgass-trykkreduk-sjonsinnretningens lukke- og innstillings-f jær være således justert at inntil en vanndybde på 10 meter er lukkekraften større enn innstillingsfjærkraften pluss vanntrykket på den annen membran. Videre kan her membranstørrelsen være således valgt at lavtrykket i inertgasstrykkforminskeren stiger proporsjonalt med vanndybden. Bak inertgass-trykkforminskeren kan der være anordnet en doseringsdyse. A simple embodiment consists in the supply of inert gas being regulated depending on the depth. Here, the supply can be regulated so that the addition of inert gas first begins at a depth of 10 meters and increases proportionally with the depth. In addition, a double-diaphragm pressure reduction device can be connected to the inert gas bottle, if the larger membrane is stressed by the pressure in the breathing bag. Here, the inert gas pressure reduction device's closing and setting spring can be adjusted so that up to a water depth of 10 meters the closing force is greater than the setting spring force plus the water pressure on the second membrane. Furthermore, the membrane size can be chosen in such a way that the low pressure in the inert gas pressure reducer rises proportionally with the water depth. A dosing nozzle can be arranged behind the inert gas pressure reducer.

Apparatet kan videre være således ut-ført at surstofftilstrømningen er konstant for den hele dykkedybden. Dessuten kan surstofflavtrykket være således valgt at inntil maksimal dykkedybde en konstant surstoffvektmengde strømmer til apparatet. En enkel innretning består her i at der til surstofflasken er sluttet en trykkforminsker hvis lavtrykk, uavhengig av dykkedybden, er konstant. Her kan innstillingsfjærrom-met i surstofftrykkforminskeren være av-lukket overfor vanntrykket. Videre kan der bak trykkforminskeren være anbrakt en doseringsdyse. Surstofflavtrykket velges her på en sådan måte at lavtrykket er omtrent det dobbelte av de maksimalt opptre-dende trykk i åndeposen, for at ved hjelp av doseringspatronen alltid tilnærmelsesvis den samme surstoffmengde skal flyte til åndeposen. Lavtrykket er altså da omtrent dobbelt så stort som det trykk i åndeposen som kan betegnes som kritisk trykk. Apparatet kan videre være forsynt med en som dobbeltventil utført håndhjelpeventil ved hvis betjening først en inertgass-hjelpeventil og derpå en surstoff-hjelpeventil åpnes. The apparatus can also be designed in such a way that the oxygen inflow is constant for the entire diving depth. In addition, the oxygen low pressure can be selected in such a way that up to the maximum diving depth a constant amount of oxygen by weight flows to the device. A simple arrangement here consists in connecting a pressure reducer to the oxygen tank, whose low pressure is constant, regardless of the diving depth. Here, the setting spring chamber in the oxygen pressure reducer can be closed to the water pressure. Furthermore, a dosing nozzle can be placed behind the pressure reducer. The low oxygen pressure is chosen here in such a way that the low pressure is approximately twice the maximum pressure in the breathing bag, so that with the aid of the dosing cartridge, approximately the same amount of oxygen will always flow to the breathing bag. The low pressure is then approximately twice as large as the pressure in the breathing bag, which can be described as critical pressure. The device can also be provided with a double-valve designed manual auxiliary valve, the operation of which first opens an inert gas auxiliary valve and then an oxygen auxiliary valve.

Som inert gass kan der anvendes It can be used as an inert gas

helium. helium.

Sluttelig kjennes også et svømmedyk-kerapparat med tre trykkgassbeholdere for surstoff, edelgass, særlig helium, og en blanding av surstoff og edelgass, særlig helium. Her er beholderen for edelgass og beholderen for surstoff-edelgassblandingen bare forsynt med hver sin håndventil, mens beholderen for surstoff er forsynt med håndventil og en etter denne anordnet do-seringsinnretning, idet surstoffbeholderens håndventil og blandingsbeholderens håndventil er således anordnet at disse ventiler bare kan betjenes før resp. når apparatet tas i bruk. Også dette apparat har den allerede nevnte ulempe at der forefinnes tre flasker, så at forvekslinger kan forekomme. En annen ulempe er at den ene flaske inneholder en surstoff-edelgassblanding. Fremstillingen av jslike blandinger byr som nevnt på vanskeligheter. Finally, a swimming diving apparatus is also known with three pressurized gas containers for oxygen, noble gas, especially helium, and a mixture of oxygen and noble gas, especially helium. Here, the container for noble gas and the container for the oxygen-noble gas mixture are only each provided with a hand valve, while the container for oxygen is provided with a hand valve and a dosing device arranged accordingly, the oxygen container's hand valve and the mixture container's hand valve being arranged in such a way that these valves can only be operated before or when the device is put into use. This device also has the already mentioned disadvantage that there are three bottles, so that confusion can occur. Another disadvantage is that one bottle contains an oxygen-noble gas mixture. As mentioned, the production of such mixtures presents difficulties.

Oppfinnelsen går ut på å unngå ulem-pene ved de kjente apparater. Oppfinnelsen vedrører et uavhengig dykkerapparat med surstoff- og inertgasstilførsel, særlig for større dybder. Oppfinnelsen består i at der til surstoff- og inertgassforrådsflaskene over henholdsvis en trykkforminsker er sluttet doseringsåpninger, hvis avløpssider i fellesskap munner inn i åndekretsløpet, idet trykkforminskerens utgangstrykk er lik eller større enn det til den maksimale dykkedybde svarende kritiske trykk eller omtrent lik dette. Her kan trykkforminskeren være innstilt på konstant trykk. Det kritiske trykk av en dyse ligger omtrent ved det dobbelte av endetrykket bak dysen. Ved de angitte trykkforhold er således mengden av de gjennom doseringsåpningen strømmende gasser praktisk uavhengig av dykkedybden. Apparatet i henhold til oppfinnelsen har en enkel konstruksjon. The invention aims to avoid the disadvantages of the known devices. The invention relates to an independent diving apparatus with oxygen and inert gas supply, particularly for greater depths. The invention consists in the fact that dosing openings are connected to the oxygen and inert gas supply bottles respectively above a pressure reducer, the drain sides of which jointly open into the breathing circuit, the output pressure of the pressure reducer being equal to or greater than the critical pressure corresponding to the maximum diving depth or approximately equal to this. Here, the pressure reducer can be set to constant pressure. The critical pressure of a nozzle is approximately twice the end pressure behind the nozzle. At the specified pressure conditions, the amount of gases flowing through the dosing opening is practically independent of the diving depth. The apparatus according to the invention has a simple construction.

For å kunne sette apparatet inn på forskjellige maksimale dykkedybder, kan fordelaktig strupeåpningen være utført i form av utskiftbare strupelegemer. Her kan de utskiftbare strupelegemer være anordnet trommelaktig, så at ved enkel dreining av trommelen det ønskede strupelegeme kan innkoples i gassledningen. Istedenfor en trommelaktig anordning av strupelegemene kan disse også være innbyrdes utskiftbare på en annen måte, idet strupelegemene er anordnet i en samlebeholder i apparatet, og ved hjelp av et ytre håndtak det ønskede strupelegeme innkoples. In order to be able to insert the device at different maximum diving depths, the throat opening can advantageously be made in the form of replaceable throat bodies. Here, the replaceable throat bodies can be arranged drum-like, so that by simply turning the drum, the desired throat body can be connected to the gas line. Instead of a drum-like arrangement of the throat bodies, these can also be mutually interchangeable in another way, as the throat bodies are arranged in a collection container in the device, and with the help of an outer handle the desired throat body is engaged.

Mellom surstofflasken og åndekrets-løpet kan der være anordnet en med en håndhjelpeventil forsynt motstand. A resistor fitted with a manual relief valve can be arranged between the oxygen bottle and the breathing circuit barrel.

I henhold til nok en utførelsesform for oppfinnelsen kan der være anordnet en eller flere ytterligere surstofflasker som over en håndhjelpeventil er forbundet med åndekretsløpet. Ved denne anordning kan apparatet i tillegg tilføres surstoff til sitt åndekretsløp, uten derved å påvirke trykket i surstofforrådsbeholderen som over trykkforminskeren er forbundet med doseringsåpningen. Den ekstra tilsetning av surstoff har den fordel at etter oppholdet i dybden, under oppstigningen som kan foregå lang-somt i trinn for at de kjente sykdommer skal unngås, økes surstofftrykket sterkt, så at kvelstoffutskillelsen påskyndes og ut-dykningstiden forkortes. According to yet another embodiment of the invention, one or more additional oxygen bottles can be arranged which are connected to the breathing circuit via a manual relief valve. With this arrangement, the device can additionally be supplied with oxygen to its breathing circuit, without thereby affecting the pressure in the oxygen supply container which is connected to the dosing opening via the pressure reducer. The additional addition of oxygen has the advantage that after the stay at depth, during the ascent, which can take place slowly in stages in order to avoid the known diseases, the oxygen pressure is greatly increased, so that the nitrogen excretion is accelerated and the dive time is shortened.

En fordelaktig utførelsesform for apparatet består i at det aggregat som består av surstoff- og inert-gassflasken samt trykkforminskerne og doseringsåpningene, er lett avtagbare. Dette kan skje ved at den felles tilførselsledning er lett løsbart forbundet med en åndepose. På denne måte er det mulig forsåvidt som ekstra nærings-flasker er forhånden, å anvende apparatet som åndebeskyttelsesapparat etterat aggre-gatet er tatt av. An advantageous embodiment of the device consists in the assembly consisting of the oxygen and inert gas bottles as well as the pressure reducers and the dosing openings being easily removable. This can happen by the common supply line being easily releasably connected to a breathing bag. In this way, it is possible, as long as extra nutritional bottles are provided, to use the device as a respiratory protection device after the aggregate gate has been removed.

En utførelsesform for apparatet i henhold til oppfinnelsen er vist skjematisk på tegningen. An embodiment of the device according to the invention is shown schematically in the drawing.

I åndeposen 1 er kullsyreabsorpsjons-patronen 2 innbygget. Ved den øvre del av åndeposen er patronen 2 tilsluttet innånd-ningsslangen 3 og utåndningsslangen 4 henholdsvis med innåndningsventilen 5 og utåndningsventilen 6. Begge slanger fører til det avstengbare munnstykke 7 som også kan erstattes med en maske. Overtrykks-ventilen 8 beskytter åndeposen mot util-latelig trykkstigning. Surstofflasken 9 er forbundet med en surstofftrykkforminsker 10, i hvilken fla.sketrykket reduseres til et mindre, men konstant trykk, idet dette trykk er lik eller omtrent lik eller også større enn det til den maksimale dybde svarende kritiske trykk i den følgende do-seringspatron 11. Gjennom denne flyter således for alle dykkedybder inntil maksimal dykkedybde en konstant surstoffstrøm. Trykkluft- eller inertgassflasken 12 er forbundet med en trykkforminsker 13, i hvilken det høye flasketrykk reduseres til et mindre men konstant trykk. Dette trykk er igjen omtrent dobbelt så høyt som trykket i den maksimale dykkedybde. Dette reduserte trykk lar en konstant inertgass, eller trykkluftstrøm flyte gjennom den likeledes utskiftbare dyse 14. Surstoff-strømmen og trykkluftstrømmen blander seg begge i den felles ledning 15 gjennom hvilken den dannede blanding strømmer til åndeposen 1 over det med åndeposen 1 løs-bart forbundne forbindelsesstykke 16. En trykkmåler 17 tjener til å overvåke gass-forholdet. In the breathing bag 1, the carbonic acid absorption cartridge 2 is built-in. At the upper part of the breathing bag, the cartridge 2 is connected to the inhalation hose 3 and the exhalation hose 4 respectively with the inhalation valve 5 and the exhalation valve 6. Both hoses lead to the shut-off mouthpiece 7 which can also be replaced with a mask. The overpressure valve 8 protects the breathing bag against an inadmissible increase in pressure. The oxygen bottle 9 is connected to an oxygen pressure reducer 10, in which the bottle pressure is reduced to a smaller but constant pressure, this pressure being equal to or approximately equal to or even greater than the critical pressure corresponding to the maximum depth in the following dosing cartridge 11 A constant flow of oxygen thus flows through this for all diving depths up to the maximum diving depth. The compressed air or inert gas bottle 12 is connected to a pressure reducer 13, in which the high bottle pressure is reduced to a smaller but constant pressure. This pressure is again approximately twice as high as the pressure at the maximum diving depth. This reduced pressure allows a constant inert gas or compressed air flow to flow through the likewise replaceable nozzle 14. The oxygen flow and the compressed air flow both mix in the common line 15 through which the resulting mixture flows to the breathing bag 1 via the connecting piece releasably connected to the breathing bag 1 16. A pressure gauge 17 serves to monitor the gas ratio.

For særlig ved utdykning hvorved for påskyndelse av kvelstoff- resp. inertgass-utskillelsen høyere surstoffinnhold i krets-løpet er ønskelig, å tilsette åndekretsløpet surstoff, kan der fra surstofflasken 18 og ledningen 19,20 føres ekstra surstoff til ån-dekretsløpet, hvorved surstoffinnholdet kan økes vilkårlig. For especially when diving, whereby for the acceleration of nitrogen resp. the inert gas secretion higher oxygen content in the circuit is desirable, to add oxygen to the breathing circuit, extra oxygen can be fed from the oxygen bottle 18 and the line 19,20 to the breathing circuit, whereby the oxygen content can be increased arbitrarily.

Når apparatet bare skal anvendes som surstoffdykkerapparat, kan de to flasker 9 og 12 sammen med trykkforminskerne og doseringsinnretningene tas av etter at for-bindelsesstykket 16 er løst. Videre blir der istedenfor ledningen 19 innsatt en trykkforminsker som inneholder en konstant do-serings- eller en annen reguleringsinnret-ning for gasstilførselen. På denne måte kan blandingsapparatet til enhver tid forvand-les til et surstoff- eller trykkgassapparat. When the device is only to be used as an oxygen diving device, the two bottles 9 and 12 together with the pressure reducers and the dosing devices can be removed after the connecting piece 16 has been loosened. Furthermore, instead of the line 19, a pressure reducer is inserted which contains a constant dosing or other regulating device for the gas supply. In this way, the mixing device can be transformed into an oxygen or compressed gas device at any time.

Claims

1. Independent diving apparatus with oxygen and inert gas supply, especially for greater depths, characterized in that the oxygen and inert gas supply bottles above pressure reducers (10, resp. 13) are each connected to a dosing device (11, 14) whose drain sides jointly open into the breathing circuit, and that the pressure reductions are carried out in such a way that the outlet pressure is equal to or greater than the critical pressure corresponding to the maximum diving depth or approximately equal to this.

2. Diving apparatus as stated in claim 1, characterized in that the throat opening of the dosing device (11, 14) is made in the form of replaceable throat bodies.

3. Diving apparatus as stated in claims 1 and 2, characterized in that one or more additional oxygen cylinders (18) are arranged which are connected to the breathing circuit via a hand-operated auxiliary valve.

4. Diving apparatus as stated in claim 3, characterized in that the part of the apparatus consisting of the oxygen bottle (9) and the inert gas supply bottle (12) as well as pressure reducers (10, 13) and the dosing device (11, 14) is designed as an easily removable construction part.

5. Diving apparatus as stated in claims 3 and 4, characterized in that the removable structural part is connected to the breathing bag via a detachable connection (16).