NO134201B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et lufttilførselssystem for dykkere hvor dykkerens hjelm er tilknyttet en lukket fristrøm-metningskrets med en "navlestreng" som.fører til en dykkerklokke, hvilken krets innbefatter en gass-rekondisjoneringsinnretning,'

og en tilførsel av oksygengass.

Ifølge oppfinnelsen utføres systemet slik at i kretsen vil pustegassen gå fra en tilførselstank, som har et stort volum i forhold til hjelmen, og til hjelmen, fra hjelmen til en returtank, som har et stort volum i forhold til hjelmen og fra returtanken til en depressor, videre til en kompressor,

og fra kompressoren til tilførselstanken.

Man pppnår med dette en oksygenblanding og en eliminering eller i hvert fall sterk redusering av trykkpulser i systemet.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen, som bidrar til

å gjøre systemet mer velegnet, er angitt i uriderkravene, og for-delene ved oppfinnelsen er nærmere belyst i forbindelse med den etterfølgende beskrivelse-av to utførelseseksempler.

Fig. 1 er et skjematisk oppriss av komponentene i d

det nye system,

fig. 2 viser et forstørret utsnitt av fig. 1,

fig. 3 er et annet forstørret utsnitt av fig. 1,

fig. 3a viser et ytterligere forstørret utsnitt

av en ledningskonstruksjon for systemet i fig. 1,

fig. 4 er et skjematisk riss av forskjellige strøm-, ningsbaner for gass i systemet i fig. 1, og viser de delvis overlappende og integrerte gasskretser^som betjener dykkeren og det indre av dykkerkammeret,

fig. 5 er et skjematisk riss som viser en modifi-sert form for systemet i fig. 1,

fig. 6 viser en dykkerkontrollert varmeveksler som kan anvendes ved begge utførelsesformer.

For å anskueliggjøre oppfinnelsen, vil minst to hen-siktsmessige utførelsesformer og variasjoner av disse bli beskrevet.

Den følgende diskusjon som gjelder disse utførelses-former vil gå ut fra det hydrostatiske trykk i høyde med undervannskammeret som "referansetrykk".

En første utførelsesform er vist i fig. 1-4.

En hjelm 1 beskytter og isolerer dykkerens hode, tar vare på boblen av pustegass, holder utåndet karbondioksyd på et akseptabelt nivå, og forbedrer kommunikasjonene på grunn av at det ikke er noe munnstykke eller noen nesemaske.

Pustegass, ved et trykk større enn referansetrykket, strømmer kontinuerlig gjennom en reguleringsventil 2 og en strupeventil 3 inn i hjelmen. Gassen kan strømme ut gjennom en. kombinert hakeknappekshaustventil 4 og direkte ut i vannet, men ved foreliggende oppfinnelse strømmer den vanligvis gjennom en sikkerhetsavstengningsventil 5 og tilbaketrykksregulatorventil 6. Ventilen 6 styrer trykket i hjelmen 1 relativt det omgivende vanntrykk for å søke å opprettholde et ønsket trykk i hjelmen. Dykkeren kan innstille regulatoren 6 for å kompensere for mindre forandringer i dykkerens høyde i forhold til høyden på kammeret 7, for derved å opprettholde et konstant trykk i hjelmen 1.

Dykkerfartøyet 7 kan være et undervannsdykker-kammer av den type som er vist i US-patént 3.323.312. Dykkerklokken senkes fra et fartøy til et passende sted. Som beskrevet i ovennevnte patent, kan dykkere bevege seg inn i og ut av dykkerklokken 7 gjennom en åpning 701.

Vanligvis vil vann stige noe opp i åpningen 7 01 slik at det oppstår en grenseflate 7a mellom vann og pustbar gass. Trykket av gassen i kammeret 7 kan selektivt reguleres for å bestemme høydenivået av grenseflaten 7a. Under visse forhold kan dykkere ønske at grenseflaten er noe høyere enn hva som er vist på fig. 1 for å lette tilbakevendingen av dykkere til det indre av kammeret.

Gass strømmer fra hjelmen 1 gjennom en returslange 8, som normalt er anbragt inne i kammeret 7, til en returgassmanifold 9. Denne manifold,. som kan betraktes som en del av ireturledningen 8, er forsynt med passende ventiler og en trykk-indikator 11. Returgassen strømmer så gjennom en vannseparator 12, vist på fig. 3, som er forsynt med et vindusglass 13, en passende tre-yeis lufte- og overføringsventil 14 og en mottager 15 for separert«vann. Denne^ mottager muliggjør drenering av akkumulert vann, som har mindre trykk enn referansetrykket, inn i kammeret som har referansetrykk, via veritilarrangementer av kjent type.

En returutløsningsventil 16 og returdemper 17

-er tilkoblet gassmanifolden 9, som vist på fig. 3, for å mulig-gjøre at gass i kammeret 7, kommer inri i ireturkretsen når retur-

: lédningstrykket faller under det trykk som returventilen 16 er innstilt for.

Returgassen strømmer så gjennom ventiler 18 og

inn i en returtank 19 som har en dreneringsventil 20. Returtank-eri 19 inneholder en masse av rustfritt stål,, monel eller kobber-ull 46 som fjerner vann som føres med i pustegassen. Tanken 19

absorberer også pulseringer fra depressorpumpén 21 og foranstalter et reservoar for pustegass ved et trykk- som er mindre enn referansetrykket, slik at gassen vil strømme/fra dykkerens hjelm 1. ^. Fra tanken 19 går gassen inn i kompressordepressorkammeret 22

og passerer gjennom depressorpumpén 21. Gass som trekkes fra tanken 19 ved den positive forskyvningspumpe 21 overføres gjennom dempeahordningen 23 inn i en karbondioksydgassvasker 24 i kammeret 7. Denne gass behandles under sin gang gjennom gassvaskeren slik at det i det minste finner sted en betraktelig reduksjon av karbondioksyd, og føres deretter ut fra enheten 24 og inn i kammeret 7.

Returpustegassén strømmer inn i kammeret 1, med underskudd på—oksygeninnhold. Denne tilstand avføles av følerele-

mehtet 26 som er et oksygen-monitorinstrument 27 av kjent type.; Når lavt oksygen-innhold registreres, vil anordningen 26, 27 gjøre! i to normalt lukkede parallellforbundne solerioidventiler 28 strøm-førende, og disse er forbundet i parallell med en regulert

oksygentilførsel 29 med passende ventiler, i kammeret 7, og: . oksygen;tilføres inntil det registreres et ønsket innhold av , oksygen i atmosfæren, hvoretter kretsene åpnes, ventilene 28 lukkes, og oksygehstrømmen opphører. Disse;oksygénregulerings-

komponenter er vist på fig. 2. Ventilene 28 er en ekstra sikker-hetsforanstaltning.

Oksygenet som slippes inn i kammeret 7, strømmer inn i innløpet av en karbondioksydvasker 24 for å sikre homogeni-sering av gass (d.v.s. blanding med gass fra depressorpumpén 21) og redusere støy.

Gass i kammeret 7, opprettholdt i pustetilstand, trekkes gjennom en støydemper 3 0 og ventiler 18a inn i en kom-pressorpumpe 31 i kammeret 22. Denne pumpen 31 tjener til å øke trykket i tilførselsgassen over referansetrykket. Den tilførte gass føres ut gjennom en støydemper 23b og ventil 48a, og går ut av kompressor-depressorkammeret 22 med en betraktelig øking i temperaturen.

Gassen strømmer så inn i tanken 32. Funksjonen til tanken 3 2 er å absorbere pulseringer fra kompressorpumpen 31 og danne et reservoar av pustegass ved et trykk over referansetrykket slik at gass vil strømme til dykkeren.,

Gassen strømmer inn i manifolden 33 som er forsynt med passende ventiler, trykkindikerende innretninger 3 4 og nød-pustemasker 35.

Tilførselsmanifolden 33/ vist på fig. 2, er forbundet via passende ventiler til en nødgasskilde 36, festet til kammeret, og til en lignende kilde 36a ved overflaten via en til-førselsledning 37. Hver av kildene 36 og 36a kan bestå av passende blandinger av helium og oksygen. ,

En tilførselsventil 38 ved overflaten, sont styrer strømmen gjennom ledningen 37, er normalt åpen, og muliggjør fjernstyring av trykket i kammeret fra overflaten. En ut.løsnings-ventil 39 ved overflaten er innstilt godt over det nivå som kreves for pusting, men kan overvinnes ved å :øke trykket ved overflaten ved hjelp av regulatoren 38a. Ved således å tvinge ventilen 39 åpen, kan det indre.av kammeret 7 settes under trykk slik at vannivået 7a reguleres. Demperen 40 i overflaten tjener til å dempe støy.

Utløsningsventilen 41 i overflaten er koblet til tilførselsmanifolden 33 for å muliggjøre at gass fra tilførsels-tanken kan strømme inn i kammeret når gasstilførselstrykket overskrider hva ventilen 41 er innstilt for. Denne gass strømmer inn i innløpet av C^-vaskeren 24 og tjener som en støtte for gass-sirkulasjonen og forsterker karbondioksydvaskeviften 25.

Tilførselsgassen strømmer også fra manifolden 33 gjennom en ledning 43, som normalt er anbragt inne i kammeret,

til dykkerens hjelm 1.

En uavhengig varmtvannskilde 44 ved overflaten er forbundet med kammeret 7. Tilførselsledningen 43 og returledningen 8 kan være ført gjennom slangen 10, som vist på fig. 3a. På denne måten kan den gass som pustes inn av dykkeren bli varmet så mye som er nødvendig under ekstreme forhold.

Pustegasskilden 36a er forbundet med kammeret via en ledning 37 og består av en regulert helium-oksygenblanding og/eller blandinger fra en gassblander med tilførsel av rent helium og rent oksygen.

Primærmotoren 47, som driver pumpene 21 og 31, er en elektrisk motor med konstant hastighet, ér helt innelukket, og kan være forsynt med en automatisk regulert treg heliumgass-renser. Pumpeutstyret arbeider ved konstant nivå og maksimal hastighet og arbeider like hardt hva enten dykkeren (dykkerne) benytter gass eller ikke. Dette fordi en selvkompenserende strømnihgsbalanse er tilstede. ..Trykket i kammeret 1 utjevnes fortrinnsvis med trykket i kammeret 22 ved normalt å åpne ventilen 18c, vist på fig. 1 og 2.

Under normal operasjon passerer overskuddet av gass, som tilføres, men ikke benyttes av dykkeren (dykkerne), fra kompressoren 31 gjennom tanken 32, utløsningsventilen 41, karbondi-oksydvaskeren 24 og inn i kammeret 7. En tilsvarende mengde passerer fra kammeret 7 gjennom støydemperen 30 til innløpet av kompressoren 31. Når således dykkerens behov opphører fordi en eller to dykkere tas av linjen, vil den totale strøm fra pumpeutstyret operere over utløsningsventilen. Viften 25 vil tjene til å resirkulere gass i kammeret 7 gjennom vaskeren 24.

Når det er et ekstremt behov, f.eks. når en dykker går ned, når hjelmrensning ved ekstrem hastighet finner sted ellér når dykkeren midlertidig er på åpen krets (d.v.s. med. gassen strømmende fra kilden 36 eller 36a via manifolden 33 direkte til ledningen 43 og uten strøm fra en kilde og inn i kammeret) vil utilstrekkelig gassmengde returneres fra dykkeren eller tilføres kammeret, og gass vil trekkes fra kammeret 7 \^ gjennom støydemperen 30. Vannivået \ kammeret vil stige pro-porsjonalt. Denne tilstand, som ikke er umiddelbart kritisk, må korrigeres ellers vil kammeret fylles, på samme måte som om en lekkasje fant sted. Dette korrigeres enten ved tilførsel av gass fra overflatekilden 36a ved å øke trykket i regulatoren 38a, eller ved at dykkeren i kammeret 7 åpner ventilen 55a, vist på fig. 2. Dette er ikke en nødssituasjon og er ingen grunn til å avbryte dykkingen.

Dersom den samme tilstand fant sted og dessuten ledningen til overflaten ble brutt eller gasstilførselen fra overflaten tok slutt, ville man i overflaten starte den uavhengige pustegasstilførsel 36.

Ventilen 55a er fjærbelastet til lukket posisjon.

Når den åpnes av dykkeren/ vil gass strømme'.mellom ledningen 37 og det indre av kammeret. Når det er ønskelig å ventilere kammeret, åpnes ventilen 55a, og trykkinnstillingen av regulatoren 38a reduseres. Den reduserte trykklnnstilling vil muliggjøre at

ledningenS37 ventilerer til atmosfæren gjennom regulatoren

38a. Omvendt, med ventilen 55a åpen, og trykkinnstillingen av regulatoren 38a uforandret eller øket, vil gass strømme fra det indre av kammeret 7 gjennom den åpne ventil 55a.

Det fremgår av hva som ovenfor er nevnt, at systemet beskrevet i forbindelse med fig. 1, 2 og 3 innebærer delvis overlappende og integrerte pustekretser for en dykker som opererer i forbindelse med hjelmen 1 og en dykker eller flere dykkere stasjonert i kammeret 7.

I dette systemet omfatter dykkerkretsen, i serie-forbundet sekvens og som vist på fig. 4:

1) Hjelmen 1,

2) returledning 8 (omfattende manifolden 9 og ledning 9b),

3) returtank 19,

4) ledning 48 fra returtanken 19 til innløpet av depressorpumpén 21, 5) ledning 49 fra utløpssiden av depressorpumpén 21 gjennom kar-bondioksydvaskeren 24 inn i kammeret 7, 6) ledning 50 fra det indre av kammeret 7 til innløpssiden av kompressorpumpen 31, 7) ledning 51 fra utløpssiden av kompressoren 31 til tilførsels-

tanken 32,

8a) ledning 52 fra tilførselstanken 32 til manifolden 33,

b) ledning 37 som danner forbindelse mellom overflatekilden 36a og manifolden 33, c) ledning 53 som danner forbindelse mellom nødskilden 36 og manifolden 33, 9) tilførselsledning 43 fra manifolden 33 til innsiden av hjelmen 1.

Ved passende operasjon av ventilen 54 i ledningen

52, ventilen 55 i ledningen 37 og ventilen 56 i ledningen 53,

kan pustbar gass fra enhver av kildene 32, 36 eller 36a eller

enhver kombinasjon av gasser fra disse kilder, overføres gjennom manifolden 33 til tilførselsledningen 43.

Disse ventiler kan betjenes av dykkerne i kammeret

7 og kan samtidig "og uavhengig betjenes av fjérnreguleringsmek-anismer i overflatefartøy. I denne forbindelse bemerkes det at overflatekilden 36a ordinært vil befinne seg på fartøyet.

Den lukkede krets som delvis overlapper dykkerkretsen omfatter følgende elementer: 1) Ledning 50 som overfører gass fra kammeret 7 til innløpssiden av kompressorpumpen 31, 2) ledning 51 som overfører gass fra utløpssiden av kompressoren 51 til tilførselstanken 32, 3a) ledning 52 som går fra tilførselstanken 32 til manifolden 33, b) ledning 37 som danner forbindelse mellom overflatekilden 36a <p>g manifolden 33, c) ledning 53 som danner forbindelse mellom nødkilden 36 og manifolden 33, 4) ledning 57 som tilfører gass fra manifolden 33 til karbondi-oksydvaskeren 24 for utslipp i det indre av kammeret 7. Det er således anordnet to kretser som hver sikrer rekondisjonering av gass og gir to uavhengig regulerbare puste- åtmosfærer, den ene forbundet med det indre av kammeret 7 og den andre med det indre av hjelmen 1. Hver krets er av den kontinuer- \ iige sirkulasjonstype slik at stasjonær gass kontinuerlig føres vekk. Oksygentilførselsanordningene 26 - 27 29 betjenes uavhengig av disse kretser og "oppfrisker" begge kretser ved å føre oksygen inn i kammeret 7.

I det indre av kammeret 7 kan manifolden 33 være forsynt med eh rekke uavhengig ventilregulerte ansiktsmasker 3 5 som kan benyttes av en dykker eller flere dykkere i tilfelle / det er en feil i det system som fører rekondisjonert gass til kammeret 7. Slike ansiktsmasker 35 er skjematisk vist sammen med de skjematisk viste ventiler 59 i fig. 1.

Den strømningskrets som er beskrevet ovenfor kan - modifiseres noe i tilfelle av at en dykkerkrets enten ikke er '' operativ, ikke benyttes eller tilfører utilstrekkelig gass til returtanken 19. I dette tilfelle, for å sikre kontinuerlig operasjon av depressorpumpén 21, vil returutløsningsventilen 16 åpne seg for å muliggjøre en direkte strøm av gass fra det indre av kammeret 7 inn i tanken 19 via et manifoldparti av ledningen 8 (d.v.s. manifoldpartiet 9 omfattende vannutskilleren 12, retur-utløsningsventilen 16 etc).

Operasjonen av dykkerkrets og kammerkrets som ovenfor beskrevet kan modifiseres ved å indusere åpning av overflate-, tilførselsventilen 39 (ved å operere regulatoranordningen 38a på fartøyet). Åpning av ventilanordningen 39 vil tjene til å over-føre gass fra tilførselskilden 36a direkte til det indre av kammeret 7 for kontroll av grenseflatenivået 7a og gi en nødtil-førsel av pustbar gass som kan overføres direkte til det indre av kammeret 7.

Likeledes, ettersom forholdene måtte kreve det, kan ventilmekanismene som ovenfor beskrevet i forbindelse med manifolden 33, reguleres slik at pustbar gass tilført dykkeren i hjelmen 1 vil overføres direkte enten fra overflatekilden 36a eller nød-kilden 36 direkte til dykkeren via tilførselsledningen 43. Ved å lukke ventilen 54 i ledningen 57, og åpne en av ventilene 56 eller 55, vil pustbar gass overføres direkte gjennom manifolden 33 til ledningen 43 via en av ledningene 53 eller 37. I denne "åpen krets" tilstand vil returgass fra tanken 19 sirkulere gjennom ået indre av kammeret 7 via ventilen 16, ledningene 8, 48 og 49 og depressorpumpén 21Kompressorkretsen vil være overveiende isolert fra kammeret når dette finner sted. For å forhindre at kompressoren steiler, kan en fjærbelastet utløsningsventil 100 være inkorporert mellom ledningen 51 og det indre av kammeret 7 for å muliggjøre at kompressoren 31 kontinuerlig sirkulerer gass, om enn i kort-

sluttet forhold til tanken 32.

Som det fremgår av fig. 3, er en varmtvannsledning 44a forbundet med en passende ventilkoblet manifoldanordning 44b som igjen er forbundet med en fleksibel slange 10. Den fleksible slange 10, som vist skjematisk på fig. 3a, inneholder, gassled-ningene 8 og 43 og danner en passasje 10a hvorigjennom varmt vann kan sirkuleres i varmeledende forhold til ledningene 8 og 43 til" drakten til den dykkeren som bærer hjelmen 1.

Andre anordninger kan benyttes for å varme gassen som går til dykkeren, omfattende varmeelementer i kammeret 7 og varmeanordninger beskrevet i det følgende avsnitt. Det er ønskelig at ledningene 9b og 48 er isolert og at tanken 19 også er belagt med varmeisolerende materiale 45..Denne isolering vil holde på varmen i returgassen (tilført med det varme vann i slangen 10) for å øke effektiviteten av vaskeren 24.

Ledningen 51 kan være forsynt med en varmeveksler 61. En slik varmeveksler 61 kan bestå av metalliske varmeveksler-,

finner som gir et varmeoverførende forhold mellom det omgivende vann og gass som passerer fra kompressoren 31 til tanken 32. En slik varmevéksler tjener til betraktelig å redusere fuktinnholdet i gassen som tilføres tanken 32 og sikrer at denne gassen, når den kontinuerlig overføres gjennom manifolden 33 og ledningen 43 til dykkerhjeimen 1, ikke bevirker dugging på hjelmens ansikts-stykke eller nevneverdig kondens i det indre av hjelmen.

<y>tterligere kontroll over fuktfjerningen kan.skje ved å anbringe fuktførende og kondenserende metallull i det indre av tilførselstanken 32.

I vissé tilfelle, særlig dersom varmeveksleren 61 ikke benyttes, og dersom det omgivende vann er relativt varmt,

kan rekondisjonert gass ved en for høy eller ukomfortabelt høy temperatur føres gjennom ledningen 43 til hjelmen 1.

For å unngå de problemer og det ubehag som er forbundet med slik tilførsel av for varm gass, kan en dykkerbetjent varmeveksler 62 være forbundet med hjelmen 1 og/eller ledningen 43. En slik varmeveksler 62 er vist skjematisk i fig., 6. - Varmeveksleren 62 omfatter en metallisk og med finner utformet varmeveksler 63 som danner.et parti av ledningen 43. Med dette arrangement vil gass passere gjennom ledningen 43 og gjennom det indre 64 av varmevekslerrøret 63 på vei til det indre av hjelmen 1.

En arm 65 med varmeisolerende egenskaper (frem-stilt av plast etc.) kan være glidbart montert på ledningen 43

slik at den glir over finneseksjonen 63. Når armen 6 5 er vist i den fremskjøvne posisjon i fig. 6, er varmevekslerrøret 63 kun 'r delvis isolert og vil utøve en viss varmevekslénde funksjon.^ Dersom dykkeren imidlertid beveger armen 65 ned som vist i fig. 6, vil røret 63 være blokert for direkte varmeutveksling med det omgivende vann, og gass strømmer til dykkerens hjelm gjennom de metalliske finner og rørlegemet 63. Dersom armen 65 blbttér finnene 63 kan det omgivende vann kjøle gass som passerer gjennom det indre av ledningen 63, som eventuelt kan ha en, meget høy

i

temperatur.

Annen varmeregulering kan skje ved hjelp av en treveis-ventil 47 i ledningen 10 og forbundet med varmeviklingen 47a, vist på fig. 1. Operasjon av treveis-ventilen 47 kan tjene til å bevirke overføring av varmt vann kun gjennom ledningen 10 eller avledning av en viss del av varmevæsken fra ledningen 10 gjennom viklingen 47a og deretter tilbake til det indre av slangen 10.

Viklingen 47a kan være anbragt i strømningsbanen for behandlet gass som strømmer inn i eller ut av karbondioksyd-vaskeren 24. På denne måte vil gass som kommer inn eller går ut av vaskeren 24 bli varmet opp idet den passerer viklingen 47a for dermed å varme det indre av kammeret 7. Viklingen 47a kan fortrinnsvis være anbragt slik at den varmer gassen som befinner seg i eller strømmer inn i vaskeren 24 for derved å forbedre vaskerens effektivitet.

Den utførelsesform som er beskrevet i forbindelse med fig. 1-3 innebærer et arrangement hvor pumpene 21 og 31 såvel som returtanken 19, tilførselstanken 32 og oksygentilførs-elen 29, samt føleranordningen 26 vil være montert direkte

på kammeret 7 for derved å være neddykkbart, skjønt fjernt fra dykkeren i hjelmen 1.

Imidlertid ansees det at oppfinnelsen kan utøves effektivt med tankene 19 og 32, såvel som pumpene 21 og 31 og oksygentilførselen 29 anbragt på betjeningsfartøyet. Når denne type arrangement benyttes, vil ledningene 48, 49, 50, 51, 52

og 9a (vist på fig. 4) og oksygentilførselsledningen 60 være i det minste delvis fleksible og gå mellom kammeret 7 og disse fjerntliggende komponenter på betjeningsfartøyet. Disse ledninger kan utgjøre en annen "navlestreng"-pakke, eventuelt integrert med ledningen 37 og/eller ledningen 44a (som går fra varmt-vannskilden 44 til kammeret 7).

Det kan også være aktuelt med andre modifikasjoner til det system som er vist på fig. 1-3, såsom å anbringe en eller flere av komponentene 19, 21, 31 og.32 og 29 på betjenings-fartøyet. Det er også.klart at den fundamentale ide som oven-

for er beskrevet kan praktiseres med variasjoner i ventil-arrangement, manifoldarrangement og forbundne komponenter. Det kan også være aktuelt i visse tilfelle å benytte gassrekon-disjoneringsanordninger av annen type enn hva som er beskrevet og å anbringe slikt utstyr på betjeningsfartøyet istedenfor i kammeret. Med andre ord, fuktkondisj.onering, karbondioksydvasking, oppvarming, oksygenpåfylling etc. kan finne sted i det minste delvis i et flytende betjeningsfartøy såvel som i nærheten av kammeret 7.

Under beskrivelse av den første utførelsesform

av oppfinnelsen, er.det beskrevet visse komponenter i forbindelse med tegningene. Systemtegningene viser også en rekke kjente komponenter i tillegg til de som er beskrevet, hvis funksjon og anbringelse fremgår av tegningene.

Visse typiske markedsførte ventil-, pumpe- og føler-komponenter som kan anvendes i det nye system til oppfinnelsen er som følger:

De konstruktive og funksjonelle trekk ved de ovenfor oppførte komponenter og andre komponenter som er vist i større detalj, fremgår av beskrivelsen og diskusjonen ovenfor.

En annen utførelsesform hvormed visse signifikante trekk ved oppfinnelsen kan praktiseres er vist skjematisk på fig. 5.

Hvor det er hensiktsmessig, og hvor komponenter

av den annen utførelsesform generelt stemmer overens med komponenter i den første utførelsesform, er de samme referansetall benyttet.

Arrangementet ved den annen utførelsesform mangler visse av de dualistiske, delvis overlappende kretsaspekter i

den første utførelsesform. I den annen utførelsesform,.er returtanken, tilførselstanken, kompressor- og depressorpumpene samt oksyqen-helivmpåfyllingsanordningen anbragt på et betjeningsfortøy.

Som vist på fig. 5 er den annen utførelsesform karakterisert ved følgende arrangement.

En hjelm 1 på dykkeren beskytter og isolerer hans hode, forbedrer kommunikasjon og bevarer hans "boble" av pustegass. Denne hjelm 1 er utstyrt med en reguleringsventil 2 og en strupeventil 3 for den pustegass som tilføres hjelmen 1, og har en sikkerhets-avstengningsventil 5, en "hakeknapp"-exhaustventil

4 og en tilbaketrykks-reguleringsventil 6 på exhaustsiden av hjelmen 1. Tilførselsledningen 43 og exhaustledningen 8 er forbundet med rekondisjoneringsutstyret som følger: Exhaustledningen 8 er forbundet med en automatisk vannseparator 12 og én returgassmanifold 9 inne i dykkerklokken 7. Hensikten med denne automatiske vannseparator er å fange opp

vann som kan strømme gjennom exhaustslahgen 8 fra dykkeren. Returgassmanifolden 9 er forbundet via en fleksibel returledning 101 til en returtank 19 på betjeningsfartøyet. Tanken 19 er forsynt med en metall-ullkondensator, et oksygenfølerelement 26, samt en oksygenihnløpsforbindelse 102.

Med dykkedybden, d.v.s. dybden av klokken 7 og dykkeren, som referanse, er hensikten med returtanken 19 å

danne et reservoir av pustegass med et trykk under referanse-;

trykket for å bevirke at dykkerens exhaust, som er med referansetrykk, strømmer gjennom returledningen 101, samt å absorbere pulseringer fra depressorpumpén 21.

Oksygenmonitoren 27 er forsynt med øvre og nedre grensebrytere. Disse brytere betjéner en solenoidventil 103,. fortrinnsvis redundant slik som ventilen 28, og som er forbundet med en regulert oksygentilførsel 104. Oksygen tilføres når "lav"-bryteren lukkes og er utestengt når "høy"-bryteren åpnes. Oksygen, tilføres på dette punkt for å fremme.god sammenblanding. -Nedstrøms for returtanken 19 er en utløsnings-ventil 105, som muliggjør at gassen fra kompressor-depressor-pumpens kammer 106 går.inn i systemet og avlaster depressorpumpén 21.

Returtanken 19, gjennom kammeret 106, er forbundet med doble C02~vaskere 107 som er anbragt nedstrøms for kammeret 106.

Den doble C^-vasker 107 muliggjør at absorbsjbns-elementet kan byttes ut til enhver tid uten å avbryte strømmen ettersom en vasker kan benyttes mens den annen får service..

To pumper 21 og 31 i kompressor-depressor-kammeret 106 mater C02-vaskerne 107. Disse pumper kalles kompressor 31 og depressor 21. Dersom dykkedybden benyttes som referanse, reduserer kompressor—depressor-anordningene 31-21 gassen i returslang--, en 101 ved å danne et trykk mindre enn referansetrykk og så levere gassen til kompressor-depressor-kammeret 106 gjennom en støydemper 108. Kompressorpumpen 31 trekker gass fra kompressor-depressor-kammeret 21 gjennom en støydemper 109 og leverer denne gjennom vaskeren 107 til en tilførselstank 32. Formålet ved tanken 32 er å absorbere pulseringer fra kompressorpumpen 31

og danne et reservoar av gass ved et trykk over referansetrykket for å bevirke at pustegassen strømmer til dykkerne.

Reservoaret 32 fungerer også som én "hjemkomst"-tilførsel dersom det oppstår feil i utstyret.

En utløsningsventil 110 er anbragt foran til-førselstanken 25 i kammeret 106 for å muliggjøre at overskudds-trykk på utløpssiden av kompressoren går inn i kompressor-depressor-kammeret 106, og derved fremmer sirkulasjon i prosessen. Kompressor-depressoren 31-21 opererer med relativt konstant be-lastning gjennom bruk av utløsningsventilene 105 og 110.

Gassen returnerer til dykkerklokken 7 via pustegass-slangen 111 til tilførselsmanifold 112 og derfra til dykkerhjeimen 1.

Denne tilførselsmanifold 112 er forbundet med en uavhengig nødtilførsel 36 av pustegass som er anbragt på kammeret 7 og også forbundet med overflatekilden 36a. Gassprøver tas nedstrøms for den doble C02~vasker såvel for påvisning av innhold av 0^ som CO^.

En gasstemperaturregulator 58 (kjøler) kan være inkorporert i overflatesystemet mellom vaskeren 107 og tilførsels-tanken 32 som vist på fig. 5.

Innretninger 38a, 39, 40 og 55a som ovenfor beskrevet kan anvendes for å regulere nivået av vann og/eller trykk i kammeret 7.

I den annen utførelsesform må dykkere i kammeret

7 vanligvis benytte ansiktsmasker forbundet med manifolden 112 for å motta pustbar gass. Imidlertid vil det anvendes en CG^-vasker 24 (ikke vist) i kammeret 7 for kontinuerlig å sirkulere og behandle gass for derved å unngå at det bygges opp karbondioksyd.

Trykket i kammeret 106 vil fortrinnsvis være det samme som trykket i kammeret 7. Dette kan skje ved hjelp av en reguleringsvéntil 202 som regulerer strømmen mellom kilden 36a og kammeret 106 via en ledning 203. Regulatoren 202 styrer trykket i kammeret 7 via ledningen 200 og i respons til denne styring sikres passende strøm gjennom ledningen 203 for å

effektuere denne utjevning. Regulatoren 38a vil automatisk ventilere overtrykk i kammeret 106 via ledningen 203 som kommuniserer med regulatoren 38a.

.I denne forbindelse bemerkes det at innstillingen

av regulatoren 38a vil bestemme trykket i kammeret 7 såvel i utførelsesformen på fig. 1 som i utførelsesformen på fig. 5/

så lenge som ventilene 38 og 55 er åpne, hvilket de vanligvis vil være.

I utførelsen i fig. 1 vil utløsningsventilen 41 være innstilt ved det ønskede kammertrykk mens i utførelsen i fig. 5 vil utløsningsventilen 39 være innstilt på det ønskede kammertrykk.

I denne utførelsesform kan de samme kjente komponenter som tidligere er oppført, benyttes.

I hver av de to utførelsesformer som er beskrevet, muliggjør undervannskammeret 7 at dykkere kan gå ut og inn av kammeret. Hjelmen 1 tjener til å gi en kontinuerlig sirkulerende pustbar atmosfære for en dykker i en viss dybde. Tilførsels-ledningene 10-43-8 går mellom undervannskammeret 7 og hjelmen 1.

En strøm av pustbar gass sirkuleres kontinuerlig

fra kammeret 7 gjennom ledningen 43 til det indre av hjelmen og fra det indre av hjelmen tilbake gjennom returledningen 8

til kammeret 7. Den kontinuerlige strøm av gass som returnerer fra hjelmen 1 gjennom returledningen 8 overføres til returtanken 19 (på grunn av det lavere trykk i denne tanken), idet tanken

19 er anbragt i avstand fra dykkeren som bærer hjelmen.

Generelt tas det sikte på at returgassen vil bli behandlet slik at man fjerner fuktighet i denne på veien til returtanken.

Gassen fra returtanken 19 fjernes ved hjelp av depressorpumpén 21. Depressorpumpén 21 opprettholder et rela-

tivt lavt trykknivå i returtanken 19, hvilket tjener til å

fremme en kontinuerlig strøm av gass fra hjelmen 1 gjennom hjelmen 8.

Gass føres fra depressoren 21 til kompressoren

31, idet hver av disse pumper er anbragt fje nt fra dykkeren.

Gass overføres fra kompressoren 31 til tilførsels-tanken 32, bevirker et trykk i tanken 32 på et relativt høyere nivå enn trykket i tanken 19 eller i kammeret 7. Gass over-føres fra tilførselstanken 32. gjennom ledningen 43 til det indre av hjelmen 1. Under denne overføring bevirker det relativt høye trykk i tanken 32 at det opprettholdes en kontinuerlig strøm av gass fra tanken 32 gjennom ledningen 43 til hjelmen 1.

Vanligvis vil strømmen av gass fra ledningen 4 3 gjennom det indre av hjelmen og tilbake til returledningen 8 reguleres ved hjelmen. Tilførsél av pustbar gass, som kan

overføres til hjelmen gjennom tilførselsledningen uavhenig av gass som strømmer fra ledningen foregår ved overflaten.

På et sted i avstand fra dykkeren som bærer hjelmen, er en gassrekondisjoneringsanordning. Denne.gassrekondisjoneringsanordning mottar gass fra enten kompressoren 31 eller depressoren 21, eller begge, fjerner karbondioksyd i det minste delvis fra gassen og overfører gassen til tanken 32.

Den kontinuerlige strøm av gass fra tilførsels-■ ledningen til det indre av hjelmen 1 og tilbake i returledningen bevirker at en kontinuerlig strøm av pustbar gass passerer dykkerenes ansikt. Denne kontinuerligegass-strøm bevirker

at utpustet gass fra dykkeren kontinuerlig fortrenges fra dykkerens ansikt og strømmer ut av hjelmen gjennom returledningen tilbake til kammeret 7.

I hver utførelsesform tjener manifoldanordningen 33 til samtidig eller uavhengig å motta pustbar gass fra en av

tre uavhengige kilder, nemlig tilførselstanken 32, overflate-tilførselen 36a og nødtilførselen 36 båret av kammeret 7.1

den første utførelsesformen tjener manifoldanordningen til samtidig å sirkulere den valgte gasstilførsel (eller kombinasjoner av disse) gjennom det indre av kammeret 7.og inn i tilførsels-ledningen 43 for overføring til dykkerens hjelm..

Maksimale fordeler ved oppfinnelsen oppnås når gassen behandles ikke bare for å fjerne karbondioksyd og til-føre .ytterligere mengder ■ av ','pustbår oksygen bg helium, (eller

andre ønskelige bestanddéler eller pustbare gasser), men også

har ønsket temperatur og fuktinnhold. Ved å benytte den dykker-regulerte varmeveksler 62 oppnås en unik varmeregulering ved dykkerens posisjon og under hans umiddelbare kontroll uten at dykkeren er forhindret i sine operasjoner.

Bruk av separate kamre (enten 22 eller 106) for

å isolere kompressor-depressoranordningen fra selve dykker-

kammeret gir en betydelig og fordelaktig reduksjon av støy i selve kammeret. Ytterligere støyreduksjon oppnås ved å bruke støyisolasjon i det indre av kammeret 22 som vist på fig. 1 og ved vibrasjonsdempende montering av kompressor- og depressor-utstyret.

Skjønt systemet er beskrevet i forbindelse med

en enkelt dykker med hjelm, tas det sikte på at kapasiteten av systemet vil tillate minst to og muligens flere dykkere å

operere samtidig og i atskilte hjelmer utenfor kammeret.

Muligheten for i begge utførelsesformer å overføre

gass direkte i det indre av kammeret for å regulere vannivået i kammerets bunn gir samtidig kontroll over dette vannivå og sik-

rer tilførsel av -nødgass for kammeret.

En særlig betydelig fordel ved oppfinnelsen er

den unike integrering av det neddykkede kammer og dykkerhjeimen med et lukket krets-, ikke-behovs-, kontinuerlig, eller fritt-strømmende sirkulasjonssystem som ovenfor beskrevet. Dette arrangement gir maksimal dykkerfleksibilitet og minimaliserer eller eliminerer dykkerens pustetretthet og operasjonelle pro-

blemer som er alminnelige i forbindelse med systemer av behovs-

typen, eller konstant massestrømningstypen eller semi-lukket type.

Disse totale fordeler muliggjør at en dykker kan

forbli operativ for lengre tidsperioder enn ellers hittil har vært vanlig.

Ved å blande oksygen i et reservoar med stor

kapasitet, eliminerer man stort sett de problemer som man har hatt med tidligere kjente systemer, i forbindelse med små reser-voarer og mangelende oksygenbalanse. Mindre variasjoner i oksygenstrømmen vil ikke ha den kritiske og uheldige effekt som

er tilfelle ved tidligere kjente systemer med liten kapasitet. Det anses også at oksygentilførselsideen som beskrevet ovenfor vil søke å opprettholde et mer stabilt oksygennivå i det totale system.

Den relativt store kapasitet av den normalt stive tank 19 og 32 i forhold til hjelmen 1 og ledningene 8 og 43, søker å eliminere strømninger eller trykkpulser i systemet, eller i det minste redusere slike pulser for å fremme en mer stabil total kontinuerlig gasstrøm til og fra dykkeren.

Muligheten for å benytte en overflatetilførsel

av gass for å regulere væskenivået 7a i et dykkerkammer 7 (eller annet kammer) gir en betydelig kontroll over dykkings-bperasjonene. I visse tilfelle vil det være mulig å anvende en følermekanisme for vannivået i dykkerkammerinngangen 701 for å automatisere betjeningen av veritilanordningene 38 og 39 og derved automatisk regulere nivået 7a.

Den kontinuerlige strøm av pustbar gass gjennom hjelmen 1 fra ledningen 43 inn i ledningen 8 eliminerer eller minimerer akkumulering av karbondioksyd i hjelmen og eliminerer eller betraktelig reduserer dykkerens pustetretthet idet sirku-lering av gass ikke er avhengig av dykkerens pusteanstrengelser.

I denne forbindelse bemerkes det at en fri eller kontinuerlig strøm av gass gjennom hjelmen 1 på minst 127 l/min.

(uavhengig av dybde) bør opprettholdes og at strømning opp til 17 0 l/min. kan være ønskelig. Visse forandringer kan være nød-vendig i gass-sammensetningen for å opprettholde det nødvendige oksygen-partialtrykk med varierende dykkedybde.

Slangeanordningen 10 i forbindelse med "hjemkomst"-tilførselen av gass inneholdt i det relativt store reservoar 32 forbedrer betraktelig dykkerens sikkerhet ved å foranstalte såvel en mekanisk "livledning" som en pustbar gasstilførsél mellom en dykker og hans undervannskammer.

Regulatoren 6, som søker å opprettholde en nødven-dig trykktilstand i det indre av hjelmen 1, vil utøve en ekstra sikkerhetsfunksjon dersom ledningen 8 skulle bli brutt. Dersom denne ledning blir brutt, vil én trykkdifferensialregulerende funksjon av regulatoren 6 bevirke at den lukker seg og således bevarer trykket i hjelmen 1 <p>g lukker hjelmen på utløpssiden.

Sikkerhetsventilen 5 vil støtte den beskyttelse som foranstaltes av regulatoren 6, i tilfelle det skulle oppstå brudd i slangen 8. I slikt tilfelle skal regulatoren 6 automatisk lukke seg. Dersom den imidlertid ikke skulle lukke seg, vil sikkerhetsventilen 5 som lukkes i respons til en uforholds-messig høy strømningshastighet, automatisk lukke seg. Ventilkon-struksjoner av denne type er kjent.

Det antas at hvor dykkere operérer i dybder over ca. 180 meter vil den første utførelsesform være mest hensiktsmessig. For mindre dybder, kari enheten beskrevet i forbindelse med annen utførelsesform være tilstrekkelig, på samme måte som de modifikasjoner av den første utførelsesform hvor returtanken, pumper etc. kan være anbragt helt eller delvis ved overflaten.

Dette system gjør ikke bruk av pustesekker, munn-eller nese- eller ansiktsmasker, behovregulatorer eller reguler-ingsventiler som opereres av dykkerens innpustning eller utpustning. Pustesekker er følsomme for posisjon og hjelper eller hindrer pusting, avhengig av bærerens posisjon. En dykker må innta mange forskjellige posisjoner, derfor er slike sekker uegnet for en dykker som må arbeide over lange tidsperioder i andre posisjoner enn den som gir den beste funksjon av sekken. Munn- og nese-masker bevirker gjerne kommunikasjonsproblemer.

Ansiktsmasker er en hyppig årsak til avbrutte

dykk fordi de lekker, og dersom de er tilstrekkelig tette, er de ukomfortable. Skreddersydde eller fluidfylte ansiktsmasker er lite tilfredsstillende for en dykker som må arbeide over

lange tidsperioder. Behovsregulatorer, når de opererer korrekt, slipper inn gass når det dannes et mindre negativt trykk ved dykkerens innpustning. Utpustning kan kreve en tilsvarende an-strengelse. Denne pustemotstand bevirker tretthet i dykkerens membran- og bryst-muskler. Eventuelt vil legemet ikke akseptere anstrengelsen og ufrivillig reduksjon av pusting finner sted. Akkumulert karbondioksyd finner sted og dykkeren dør.

Systemet i henhold til oppfinnelsen inkorporerer de ønskede fordeler ved en rekke forskjellige undervanns-pustemetoder og eliminerer problemer av den type som ovenfor er beskrevet.

Ved å resirkulere pustegassen, tar man vare på praktisk talt all initiell tilførsel. Helium er en hovedbe-standdel av gassblandinger som for tiden er i bruk, og dette element er både begrenset og kostbart. Det er ønskelig å kon-servere denne gassen, og betydelige økonomiske fordeler kan oppnås gjennom oppfinnelsen i forbindelse med innkjøp og bruk av héliumgass.

Ved å benytte et undervannskammer har man et sikkert og relativt komfortabelt oppholdssted hvorfra dykkerne kan operere. Et slikt kammer gir også plass for nødvendige ventiler, maskineri og nødtilførsler til systemet. Renovering av

eksisterende kammere er således ikke bare mulig, men også økonomisk ønskelig.

På grunn av at foreliggende system ikke er behovs-system er der ingen pustemotstand som må overvinnes,, Lungetrett-het eller mere presist, tretthet av membran- og brystmusklene på grunn av systemet kan ikke finne sted. Dette er særlig viktig ved arbeide i store.dyp hvor gasstettheten er høy.

Dykkerens tilførselsledning, som består av en kommunikasjonskabel, tilførsel-, retur- og varmtvannsslange, har bortimot nøytral oppdrift og er så sterk som en livline slik at denne er overflødig. Den vekt som dykkeren må bære er derfor

minimal. Med dette systemet er dykkeren varm, ikke hindret, og ikke begrenset ved å puste inn kalde og ledende gasser. Ved å varme opp dykkeren og den gass han puster inn, forhindrer man tap av legemsvarme og forhindrer lungetilstoppelse og de dermed følgende pusteproblemer.

Volumet av gass som strømmer gjennom dykkerhjelmen sikrer at karbondioksyd som pustes ut av dykkeren vil føre inn i returledningen. En tilstrekkelig mengde pustegass er alltid tilstede og.en rekke ekstratilførsler er forhånden. Tilførsels-tanken tjener som en "hjemkomst"-tilførsel dersom systemet skulle

slutte å fungere. Dersom dette finner sted, vil dykkeren benytte åpen, krets-metoden. Hans .hjelm er utstyrt for dette, idet han då vil trekke på tilførsel fra overflaten. Dersom slangen til over-: flatetilførselen brytes, kan nødtilførselen i dykkerkammeret

benyttes.'

Det store volum og den induserte sirkulasjon av pustegass i! kammeret gjør påfyll av oksygen ikke-kritisk, hvilket ' er svært ønskelig. Ettersom kun karbondioksyd absorberes av vaskeren, vil mengdene av andre gasser som passerer derigjennom ikke påvirke vaskerens ytelse.

En sirkulasjonskrets som etableres ved kompressor-og depressorpumpene kan dirigeres gjennom en separat karbondioksydvasker. Alternativt kan det benyttes en separat karbondioksydvasker med en elektrisk drevet vifte som en reserveanord-ning.

Ettersom gass, som er fuktig ved referansetrykket, trekkes fra kammeret og føres inn i dykkerhjeimen, kan man vente at det vil finne sted en viss fukiutskillelse på dykkerens kalde ansiktsplate. Dette elimineres ved varmeveksleren og til-førselstanken, som begge er eksponert til sjøvannet. Dette kjøler gassen fra kompressoren før den kommer inn i tilførse-lstanken. Duggpunktet av pustegassen senkes således og vil ikke senkes ytterligere når pustegassen kommer inn i dykkerhjelmen ved redu-sert trykk.

Anordningen for å regulere temperaturen av den inhalerte gass som strømmer inn i dykkerhjelmen er den særdeles enkele varmeveksler i form av et finnet rør, over hvilken det er ført en ikke-ledende hylse. Denne hylsen kan reguleres av dykkeren slik åt en variabel del av varmevekslerrøret utsettes for det ka]de sjøvann.. Hylsen kan holdes i posisjon ved hjelp av en kulestopper i den ene ende av konstruksjonen.

Oppfinnelsen er blitt beskrevet i forbindelse med en dykkeklokke 7 som kan være av den type som er vist i US-patent nr. 3.323.312. Oppfinnelsen kan selvsagt utøves i forbindelse med en rekke andre neddykkbare kamre.

Claims (9)

1. Lufttilførselssystem for dykkere hvor dykkerens hjelm (1) er tilknyttet en lukket fristrøm-metningskrets med en "navlestreng" (10) som fører til en dykkerklokke (7), hvilken krets innbefatter en gass-rekondisjoneringsinnretning (24), og en tilførsel (29) av oksygengass, karakterisert ved at i kretsen går pustegassen fra en tilførselstank (32), som har et stort volum i forhold til hjelmen, og til hjelmen (1), fra hjel<men> til en returtank (19), som har et stort volum i

forhold til hjelmen, og fra returtanken til en depressor (21), videre til en kompressor (31), og fra kompressoren til til-førsels tanken (32) . i

2. Lufttilførselssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at dykkerklokken (7) er seriekoplet med kretsen (fig. 4), og ved at tilførselstanken (32) og returtanken (19) er montert på dykkerklokken.

3. Lufttilførselssystem ifølge krav l,.karakterisert ved at dykkerklokken (7) er parallell-koplet med kretsen (fig. 5), og ved at tilførselstanken (32) og returtanken (19) er montert ombord i et overflatéfartøy.

4. Lufttilførselssystem ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at en pustegasstilførsel (36a), som er montert på et overflatefartøy, en reserve-puste-gasstilførsel (36), som er montert på dykkerklokken, og kretsen er forbundet med en manifold (33), inne i.dykkerklokken (7).

5. Lufttilførselssystem ifølge ét av kravene 1-4, karakterisert ved at depressoren (21) og kompressoren (31) er anordnet i en beholder (106), idet de>-pressoren har sitt utløp og kompressoren har sitt innløp i be-holderen (106) ..

6. Lufttilførselssystem ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at.kretsen innbefatter en gassbehandlingsinnretning (12) for fjerning av fuktighet i pustegassen før returtanken (19).

7. Lufttilførselssystem ifølge et av kravene 1-6, karakt er i ser tv/ed en varmeveksler mellom sjøvannet og kretsen foran tilførselsbeholderen (32).

8. Lufttilførselssystem ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved et oppvarmingssystem (44, 47a, 62) for pustegassen..

9. Lufttilførselssystem ifølge krav 8, k a r å k - teris er tv ed at et varmemedium kan strømme på en regulerbar måte gjénnom en ledning (10) som omgir kretsledningene 10... Lufttilførselssystem ifølge et av kravene 1-9, karakterisert ved en strupeventil (3) i kretsen ved hjelminnløpet og en trykkregulator (6) i kretsen ved hjelm ens utløp. ■ " :_ ■ :