NO174836B

NO174836B - Breathing system for smoke diving and the like.

Info

Publication number: NO174836B
Application number: NO901521A
Authority: NO
Inventors: Nils Terje Ottestad
Original assignee: Ottestad Nils T; Norske Stats Oljeselskap
Priority date: 1990-04-03
Filing date: 1990-04-03
Publication date: 1994-04-11
Also published as: ES2109265T3; JP3098538B2; DE69127621D1; AU651968B2; EP0524966B1; CA2079784C; BR9106307A; ATE157889T1; AU7572491A; NO174836C; EP0524966A1; NO901521D0; DE69127621T2; WO1991015265A1; NO901521L; JPH05505951A

Abstract

A closed or semi-closed breathing system for smoke diving and the like includes a pneumatically controlled breathing bag (1) communicating in a circulation (4, 5, 6) with a breathing mouthpiece or breathing mask (2) for a user and with an absorption means (3) for exhaled CO2, a pneumatic actuator (9) arranged for alternating expansion and contraction of the breathing bag (1) in accordance with the breathing pattern of the user, and a pressurized gas source (11) coupled to the breathing bag (1) to supplement the breathing gas therein. The system includes a mode regulator (10) arranged to control the actuator's actuation of the breathing bag (1) while simultaneously maintaining an overpressure in the breathing mask (2) in relation to the surroundings, and a dosing means (13) for the supply of a metered gas quantity to the breathing bag (1) in dependence on its degree of filling.

Description

Oppfinnelsen angår et lukket eller halvlukket pustesystem for røkdykking o.l., omfattende en pneumatisk styrt pustebag som i et kretsløp står i forbindelse med et pustemunnstykke eller en pustemaske for en bruker og med en absorpsjonsanordning for utåndet C02, en pneumatisk aktuator som er innrettet for vekselvis utvidelse og sammentrekking av pustebagen i samsvar med brukerens pustemønster, og en trykkgasskilde som er koplet til pustebagen for å supplere pustegassen i denne. The invention relates to a closed or semi-closed breathing system for smoke diving etc., comprising a pneumatically controlled breathing bag which is connected in a circuit to a breathing mouthpiece or a breathing mask for a user and with an absorption device for exhaled C02, a pneumatic actuator which is arranged for alternating expansion and contraction of the breathing bag in accordance with the user's breathing pattern, and a compressed gas source which is connected to the breathing bag to supplement the breathing gas therein.

Det er kjent en rekke utførelser av selvforsynte pustesystemer. Pusteutstyr for røkdykking er fortrinnsvis basert på tilførsel av pustegass via en pusteventil, mens utåndet gass "dumpes" direkte til omgivelsene via en énveisventil ("åpent pustesystem"). Alternative typer av pusteutstyr er basert på at utåndet gass gjenvinnes i et "lukket" eller "halv-lukket" kretsløp. Dette innebærer at utåndet gass - helt eller delvis - renses for C02 og tilføres oksygen slik at den igjen er egnet som pustegass. Med lukkede eller halvlukkede pustesystemer oppnås lang brukstid med moderat gassforråd, men de er normalt tungpus-tede på grunn av at gassen resirkuleres med lungekraft. Til sammenlikning er gode, åpne pustesystemer lettpustede, men har betydelig kortere brukstid da man er avhengig av at vekten holdes lav. En viktig fordel med åpne pustesystemer er at man kan opprettholde et sikkerhetstrykk (svakt overtrykk) i pustemasken, slik at inntrengning av helseskadelige gasser hindres. A number of designs of self-contained breathing systems are known. Breathing equipment for smoke diving is preferably based on the supply of breathing gas via a breathing valve, while exhaled gas is "dumped" directly to the environment via a one-way valve ("open breathing system"). Alternative types of breathing equipment are based on the fact that exhaled gas is recovered in a "closed" or "semi-closed" circuit. This means that exhaled gas - in whole or in part - is cleaned of C02 and oxygen is added so that it is again suitable as breathing gas. With closed or semi-closed breathing systems, a long service life is achieved with a moderate gas supply, but they are normally heavy-breathing due to the fact that the gas is recycled with lung power. In comparison, good, open breathing systems are easy to breathe, but have a significantly shorter service life as you depend on keeping the weight low. An important advantage of open breathing systems is that you can maintain a safety pressure (slight overpressure) in the breathing mask, so that the ingress of harmful gases is prevented.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et lukket eller halvlukket pustesystem som har et sikkerhets-overtrykk i pustemasken og som utnytter det tilgjengelige putegassreservoar optimalt, og hvor systemet er driftssikkert, er enkelt og rimelig å produsere, og har lav vekt og lang brukstid. The purpose of the invention is to provide a closed or semi-closed breathing system which has a safety overpressure in the breathing mask and which utilizes the available cushion gas reservoir optimally, and where the system is operationally reliable, is simple and inexpensive to manufacture, and has low weight and a long service life.

Ovennevnte formål oppnås med et pustesystem av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at det omfatter en modusregulator som er innrettet til å styre aktuatorens påvirkning av pustebagen under samtidig opprettholdelse av et overtrykk i pustemasken i forhold til omgivelsene, og en doseringsanordning for tilførsel av en tilmålt pustegassmengde til pustebagen i avhengighet av dennes fyllingsgrad. The above purpose is achieved with a breathing system of the type indicated at the outset which, according to the invention, is characterized by the fact that it comprises a mode regulator which is designed to control the actuator's influence on the breathing bag while simultaneously maintaining an excess pressure in the breathing mask in relation to the surroundings, and a dosing device for supply of a measured amount of breathing gas to the breathing bag depending on its degree of filling.

I det foreliggende pustesystem oppnås lavt pustearbeid ved at trykkenergien i det tilførte oksygen benyttes til å assistere resirkuleringen av pustegassen, idet oksygentilførselen skjer via den pneumatiske aktuator som vekselvis utvider og sammentrekker pustebagen i samsvar med brukerens pustemønster. Dette er en teknikk som allerede anvendes i et halvlukket pustesystem for undervannsdykking, og det henvises i denne forbindelse til norsk patent nr. 171 889. Teknikken er imidler-tid ikke tidligere benyttet i et lukket pustesystem. I det foreliggende pustesystem er det et vesentlig poeng at denne teknikk utnyttes til å etablere et "sikkerhetstrykk" i brukerens pustemunnstykke eller pustemaske, hvilket hindrer inntrengning av helseskadelige gasser. Dette er av stor betydning sett fra et sikkerhetsmessig synspunkt, og oppnås etter det man kjenner til, ikke i noe annet lukket, selvforsynt pustesystem. In the present breathing system, low breathing work is achieved by the pressure energy in the supplied oxygen being used to assist the recycling of the breathing gas, as the oxygen is supplied via the pneumatic actuator which alternately expands and contracts the breathing bag in accordance with the user's breathing pattern. This is a technique that is already used in a semi-closed breathing system for underwater diving, and reference is made in this connection to Norwegian patent no. 171 889. However, the technique has not previously been used in a closed breathing system. In the present breathing system, it is an important point that this technique is used to establish a "safety pressure" in the user's breathing mouthpiece or breathing mask, which prevents the ingress of harmful gases. This is of great importance from a safety point of view, and is achieved, as far as is known, in no other closed, self-contained breathing system.

I pustesystemet ifølge oppfinnelsen sørger modusregulatoren for at aktuatoren tilføres komprimert oksygen, eller alternativt at tilført oksygen "utluftes" til pustebagen som derved styrer resirkuleringen av pustegass, samtidig som det sørges for at det opprettholdes et lite sikkerhetsovertrykk i pustemasken både under innånding og under utånding. Aktuatoren er dimensjonert slik at den oksygenmengde som opptas av denne og deretter "utluftes" til pustebagen, er noe mindre enn den som opptas ved respirasjonen. Det er derfor nødvendig å injisere en viss oksygenmengde direkte inn i systemets kretsløp for å opprettholde oksygennivået i pustegassen. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at doseringsanordningen er innrettet til å slippe en tilmålt mengde gass ut i pustebagen hver gang det under utånding ikke oppnås tilstrekkelig fylling av pustebagen. Systemet er altså ikke, slik som mange andre lukkede oksygen-apparater, basert på fast injisering av oksygenrik gass, men utnytter det tilgjengelige gassreservoar optimalt. Det har vist seg hensiktsmessig å dimensjonere systemet slik at aktuatorens maksimale drivtrykk er ca. ±15 cm vannsøyle. Dette innebærer i praksis at aktuatoren er i stand til å oppveie det arbeid som brukerens lunger ellers måtte utføre for å overvinne restriksjo-ner gjennom énveisventiler, slanger, C02-absorbator etc. i systemet. In the breathing system according to the invention, the mode regulator ensures that compressed oxygen is supplied to the actuator, or alternatively that supplied oxygen is "vented" to the breathing bag, which thereby controls the recirculation of breathing gas, while also ensuring that a small safety overpressure is maintained in the breathing mask both during inhalation and exhalation. The actuator is dimensioned so that the amount of oxygen absorbed by it and then "vented" to the breathing bag is somewhat less than that absorbed during respiration. It is therefore necessary to inject a certain amount of oxygen directly into the system's circuit in order to maintain the oxygen level in the breathing gas. According to the invention, this is achieved by the dosing device being arranged to release a measured amount of gas into the breathing bag each time sufficient filling of the breathing bag is not achieved during exhalation. The system is therefore not, like many other closed oxygen devices, based on fixed injection of oxygen-rich gas, but makes optimal use of the available gas reservoir. It has proven appropriate to dimension the system so that the actuator's maximum drive pressure is approx. ±15 cm water column. In practice, this means that the actuator is able to compensate for the work that the user's lungs would otherwise have to perform in order to overcome restrictions through one-way valves, hoses, C02 absorbers etc. in the system.

En fordelaktig utførelse av systemet ifølge oppfinnelsen, for anvendelse i områder hvor omgivelsestemperaturen er høy, f.eks. ved brannbekjempelse, er kjennetegnet ved at kretsløpet omfatter forholdsvis lange ledningsstrekninger mellom pustemasken og pustebagen, idet denne er innelukket i en omsluttende ramme, og at ledningsstrekningenes ytre overflate er dekket av et forholdsvis tykt, porøst materiale som mettet med vann utnytter vannets fordampning for nedkjøling av pustegassen som under drift sirkulerer i kretsløpet. An advantageous embodiment of the system according to the invention, for use in areas where the ambient temperature is high, e.g. in firefighting, is characterized by the fact that the circuit comprises relatively long cable lengths between the breathing mask and the breathing bag, as this is enclosed in an enclosing frame, and that the outer surface of the cable lengths is covered by a relatively thick, porous material which, saturated with water, utilizes the evaporation of the water to cool down the breathing gas that circulates in the circuit during operation.

Pustesystemet konstrueres da slik at omgivende gass strømmer forbi overflaten og forårsaker effektiv fordampning. Fordampningsvarmen tas delvis fra den våte overflate som nedkjøles betydelig. Den våte overflate av ledningsstrekningene og eventuelle andre nedkjølte flater i systemet har videre god varmeledning til innvendige flater i pustesystemet, slik at det oppnås en effektiv nedkjøling av pustegassen. Et sådant arrangement for avkjøling av pustegassen åpner for betydelige fordeler sammenliknet med tradisjonelle pustesystemer hvor temperaturen på innåndet gass kan ligge godt over kroppstempera-turen. Denne løsning har dessuten den fordel at fordampningen øker ved økning av den omgivende temperatur, slik at systemet klarer å opprettholde en akseptabel pustegasstemperatur selv i ganske varme omgivelser. En annen fordel med denne løsning er at væting med vann også har branntekniske fordeler. Systemet vil kunne være operasjonsklart ved at det for eksempel dyppes ned i en beholder med vann. Et tykt, porøst materiale vil kunne oppta en betydelig vannmengde, og avkjølingen kan derfor pågå over forholdsvis lang tid uten ny væting av det porøse materiale. The breathing system is then designed so that ambient gas flows past the surface and causes efficient evaporation. The heat of evaporation is partly taken from the wet surface, which cools down considerably. The wet surface of the cable runs and any other cooled surfaces in the system also have good heat conduction to internal surfaces in the breathing system, so that an effective cooling of the breathing gas is achieved. Such an arrangement for cooling the breathing gas opens up significant advantages compared to traditional breathing systems where the temperature of inhaled gas can be well above the body temperature. This solution also has the advantage that evaporation increases with an increase in the ambient temperature, so that the system is able to maintain an acceptable breathing gas temperature even in quite warm surroundings. Another advantage of this solution is that wetting with water also has fire engineering advantages. The system will be ready for operation by, for example, dipping it into a container of water. A thick, porous material will be able to absorb a significant amount of water, and the cooling can therefore continue for a relatively long time without rewetting the porous material.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk riss, delvis i snitt, av en foretrukket utførelse av et pustesystem ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et gjennomskåret riss av modusregulatoren på fig. 1 i forstørret målestokk, og fig. 3 viser et forstørret snittriss av pustebagen på fig. 1, idet figuren viser mer detaljerte snittriss av de elementer og enheter som er anordnet inne i pustebagen. The invention shall be described in more detail in the following in connection with an exemplary embodiment with reference to the drawings, where fig. 1 shows a schematic view, partly in section, of a preferred embodiment of a breathing system according to the invention, fig. 2 shows a cross-sectional view of the mode regulator in fig. 1 on an enlarged scale, and fig. 3 shows an enlarged sectional view of the breathing bag in fig. 1, as the figure shows more detailed sectional views of the elements and units which are arranged inside the breathing bag.

Den på fig. 1 viste utførelse utgjør et lukket pustesystem i hvilket en pustebag 1, en pustemaske 2 og en C02-absorberende anordning 3 er innkoplet i serie i et kretsløp, idet de nevnte enheter er sammenkoplet via ledningsstrekninger 4, 5 og 6. Pustegassen innåndes fra pustebagen 1 via pustemasken 2 som er forsynt med énveisventiler 7 og 8 som sikrer at innåndet og utåndet gass ikke blandes. Utåndet gass passerer via anordningen 3, som består av en beholder som inneholder C02-absorberende materiale, inn i pustebagen 1. The one in fig. The embodiment shown in 1 constitutes a closed breathing system in which a breathing bag 1, a breathing mask 2 and a C02-absorbing device 3 are connected in series in a circuit, the aforementioned units being interconnected via cable lines 4, 5 and 6. The breathing gas is inhaled from the breathing bag 1 via the breathing mask 2 which is equipped with one-way valves 7 and 8 which ensure that inhaled and exhaled gas do not mix. Exhaled gas passes via the device 3, which consists of a container containing C02-absorbing material, into the breathing bag 1.

Inne i pustebagen 1 er det anordnet en pneumatisk aktuator 9 bestående av en sylinder/stempelenhet (se fig. 3) som, slik som vist, er leddforbundet med pustebagens sidevegger i dens sentrale område. Aktuatoren bevirker vekselvis utvidelse og sammentrekking av pustebagen i samsvar med brukerens puste-mønster, slik som nærmere beskrevet senere. For styring av aktuatoren 9 er det anordnet en modusregulator 10 som sørger for at aktuatoren tilføres komprimert oksygen, eller alternativt at tilført oksygen utluftes til pustebagen, slik som også nærmere beskrevet senere. Oksygen under trykk tilføres fra en kilde 11 via en reduksjonsventil 12. Inside the breathing bag 1 is arranged a pneumatic actuator 9 consisting of a cylinder/piston unit (see fig. 3) which, as shown, is articulated with the side walls of the breathing bag in its central area. The actuator alternately causes expansion and contraction of the breathing bag in accordance with the user's breathing pattern, as described in more detail later. For controlling the actuator 9, a mode regulator 10 is arranged which ensures that the actuator is supplied with compressed oxygen, or alternatively that supplied oxygen is vented to the breathing bag, as also described in more detail later. Oxygen under pressure is supplied from a source 11 via a reduction valve 12.

Aktuatoren 9 er i den viste utførelse dimensjonert slik at den oksygenmengde som opptas og som deretter avluftes til pustebagen, er noe mindre enn den som opptas ved brukerens respirasjon. For å opprettholde oksygennivået i pustegassen, er det derfor nødvendig å injisere en viss oksygenmengde direkte inn i kretsløpet. For dette formål er det anordnet en doseringsanordning 13 som er innrettet til å slippe en tilmålt oksygenmengde ut i pustebagen 1 hver gang det under utånding ikke oppnås tilstrekkelig fylling av pustebagen. In the embodiment shown, the actuator 9 is dimensioned so that the amount of oxygen that is taken up and which is then vented to the breathing bag is somewhat less than that taken up by the user's respiration. In order to maintain the oxygen level in the breathing gas, it is therefore necessary to inject a certain amount of oxygen directly into the circuit. For this purpose, a dosing device 13 is arranged which is designed to release a measured amount of oxygen into the breathing bag 1 whenever sufficient filling of the breathing bag is not achieved during exhalation.

For å registrere pustebagens fyllingsgrad ved hver utånding (utvidelse av pustebagen) er det anordnet en føleanord-ning 14 i kombinasjon med to armer 15, 16 som følger pustebagens bevegelse, idet armene ved sine ene ender er dreibart forbundet med hverandre, og ved sine andre ender er leddet til pustebagens sidevegger på de samme steder hvor aktuatoren 9 er koplet til pustebagen. Føleanordningen omfatter en holdedel 17 som er festet til den ene arm 15 og strekker seg i retning av og forbi den andre arm 16, en vektarm 18 som er dreibart forbundet med holdedelens frie ende, en til armen 16 festet tverrpinne 19 som samvirker med vektarmen 18, og en i holdedelen anordnet ventil 20 (se fig. 3) som er innrettet til å påvirkes av vektarmen 18. Denne ventil åpnes når vektarmen 18 løftes av tverrpinnen 19 når pustebagen 1 fylles utover en viss fyllingsgrad, og avgir da et "sperresignal" til doseringsanordningen 13, slik som nærmere beskrevet senere. In order to register the degree of filling of the breathing bag with each exhalation (expansion of the breathing bag), a sensing device 14 is arranged in combination with two arms 15, 16 which follow the movement of the breathing bag, the arms being rotatably connected to each other at one end, and at the other ends are connected to the side walls of the breathing bag at the same places where the actuator 9 is connected to the breathing bag. The sensing device comprises a holding part 17 which is attached to one arm 15 and extends in the direction of and past the other arm 16, a weight arm 18 which is rotatably connected to the free end of the holding part, a cross pin 19 attached to the arm 16 which cooperates with the weight arm 18 , and a valve 20 arranged in the holding part (see fig. 3) which is arranged to be influenced by the weight arm 18. This valve is opened when the weight arm 18 is lifted by the cross pin 19 when the breathing bag 1 is filled beyond a certain degree of filling, and then emits a "blocking signal" to the dosing device 13, as described in more detail later.

Slik det fremgår av fig. 1, er de ytre overflater av ledningsstrekningene 4, 5, 6 dekket av et forholdsvis tykt lag av et materiale 21 som er porøst og vannabsorberende, og som under drift i omgivelser med høy temperatur er beregnet å være mettet med vann, idet vannet da fordamper og sørger for nedkjøl-ing av pustegassen som sirkulerer i kretsløpet, slik som omtalt foran. Også beholderen 3 er dekket av det vannabsorberende materiale, og særlig de deler av kretsløpet som ligger nedstrøms av beholderen 3, kan være forlenget på passende måte, med henblikk på å oppnå en stor, effektiv fordampningsflate til den omgivende atmosfære. As can be seen from fig. 1, the outer surfaces of the cable runs 4, 5, 6 are covered by a relatively thick layer of a material 21 which is porous and water-absorbing, and which during operation in high-temperature environments is calculated to be saturated with water, as the water then evaporates and ensures cooling of the breathing gas that circulates in the circuit, as discussed above. The container 3 is also covered by the water-absorbing material, and in particular the parts of the circuit which lie downstream of the container 3, can be extended in a suitable manner, with a view to achieving a large, effective evaporation surface to the surrounding atmosphere.

Modusregulatorens 10 oppbygning er nærmere vist på fig. 2. Den består av et hus 22 som inneholder en følermembran 23 som oppdeler huset i to kamre 24, 25. Kammeret 24 står i forbindelse med den ytre atmosfære via to åpninger 26, 27, mens kammeret 25 står i forbindelse med pustemasken 2 via ledningen 4 og tilføres pustegass fra pustebagen 1 via en énveisventil 28. I kammeret 24 er det anordnet en fjær 29 for påvirkning av følermembranen 23, slik at den under drift påvirkes av en viss fjærkraft i tillegg til atmosfæretrykket i kammeret 24. På denne måte oppnås et visst overtrykk eller sikkerhetstrykk i systemet, når fjæren er aktivisert. Fjæren 29 er anordnet i en hette 30 som er innskrudd i huset 22 og kan innskrues i større eller mindre grad, for innstilling av ønsket fjærforspenningskraft og dermed ønsket overtrykk. Det er åpenbart at den membranpåvirkende anordning kan utføres på mange andre måter enn den viste fjær og hette, men det er vesentlig at anordningen er lett tilgjengelig for brukeren. The structure of the mode regulator 10 is shown in more detail in fig. 2. It consists of a housing 22 which contains a sensor membrane 23 which divides the housing into two chambers 24, 25. The chamber 24 is connected to the external atmosphere via two openings 26, 27, while the chamber 25 is connected to the breathing mask 2 via the line 4 and breathing gas is supplied from the breathing bag 1 via a one-way valve 28. In the chamber 24, a spring 29 is arranged for influencing the sensor membrane 23, so that during operation it is affected by a certain spring force in addition to the atmospheric pressure in the chamber 24. In this way, a certain overpressure or safety pressure in the system, when the spring is activated. The spring 29 is arranged in a cap 30 which is screwed into the housing 22 and can be screwed in to a greater or lesser degree, for setting the desired spring biasing force and thus the desired excess pressure. It is obvious that the membrane influencing device can be made in many other ways than the shown spring and cap, but it is essential that the device is easily accessible to the user.

Følermembranen 23 er mekanisk koplet til en vektarm 31 for alternativ påvirkning av en første og en andre ventil 32 hhv. 33, av hvilke en første ventil 32 står i forbindelse med aktuatoren 9 via en ledning 34 og den andre ventil 33 er koplet til en ledning 35 som står i forbindelse både med trykkgasskilden 11 (via reduksjonsventilen 12) og med aktuatoren 9, slik som vist på fig. 3. The sensor membrane 23 is mechanically connected to a weight arm 31 for alternative influence of a first and a second valve 32 respectively. 33, of which a first valve 32 is connected to the actuator 9 via a line 34 and the second valve 33 is connected to a line 35 which is connected both to the pressure gas source 11 (via the reduction valve 12) and to the actuator 9, as shown on fig. 3.

Oppbygningen av aktuatoren 9 og doseringsanordningen 13 er nærmere vist på fig. 3. The structure of the actuator 9 and the dosing device 13 is shown in more detail in fig. 3.

Som vist består aktuatoren 9 av en sylinder 36 og et stempel 37 med en på fig. 3 øvre trykkflate 37a som er vesentlig mindre enn stempelets nedre trykkflate 37b. Det øvre sylinderrom 36a er forbundet med trykkgasskilden 11 via en ledning 38, og det nedre sylinderrom 36b er forbundet med modusregulatorens ventiler 32, 33 via en ledning 39 (som går via doseringsanordningen 13) og ledningen 34. Stempelets minste trykkflate 37a står således under konstant trykkpåvirkning fra trykkgasskilden 11, slik at aktuatoren 9 skifter trykkretning ettersom dens nedre sylinderrom 36b tilføres gass fra trykkgasskilden (via modusregu-latorventilen 33) eller avluftes (via ventilen 32). Som et alternativ til å kople trykkgasskilden til det øvre sylinderrom kunne stempelets overside i stedet være påvirket av en kontinuer-lig virkende fjærkraft. As shown, the actuator 9 consists of a cylinder 36 and a piston 37 with a in fig. 3 upper pressure surface 37a which is significantly smaller than the piston's lower pressure surface 37b. The upper cylinder chamber 36a is connected to the pressurized gas source 11 via a line 38, and the lower cylinder chamber 36b is connected to the mode regulator's valves 32, 33 via a line 39 (which goes via the dosing device 13) and the line 34. The piston's smallest pressure surface 37a is thus under constant pressure influence from the pressurized gas source 11, so that the actuator 9 changes pressure direction as its lower cylinder space 36b is supplied with gas from the pressurized gas source (via the mode regulator valve 33) or vented (via the valve 32). As an alternative to connecting the compressed gas source to the upper cylinder space, the upper side of the piston could instead be affected by a continuously acting spring force.

Doseringsanordningen 13 omfatter et lite gassreservoar 40 som er innrettet til å fylles med oksygen via en første ventil eller innløpsventil 41 som er forbundet med trykkgasskilden 11 via en ledning 42 og ledningen 38, og videre er innrettet til å uttømmes i pustebagen via en andre ventil eller utløpsventil 43. Ventilene 41 og 43 er innrettet til å åpnes og lukkes vekselvis ved hjelp av et manøverorgan i form av en fjærbelastet vektarm 44 som i sin utgangsstilling holder ventilen 41 åpen. I ledningen 39 mellom modusregulatorens 10 ventiler 32, 33 og aktuatorens 9 nedre sylinderrom er det innkoplet en enhet bestående av to parallellkoplede, fjærbelastede og motsatt rettede énveisventiler 45, 46, og et med ventilene paral-lellkoplet kammer 47 som er delt i to ved hjelp av en styremembran 48, slik som vist på fig. 3. Når gass strømmer gjennom den ene eller den andre av énveisventilene 45, 46, alt etter strømningsretningen i ledningen 39, bevirker trykkfallet over vedkommende énveisventil at membranen 48 vil bli presset i gassens strømningsretning. Dette utnyttes til å styre doseringsanordningen 13, slik at den slipper gassmengden i reservoaret 40 ut i pustebagen 1 (via ventilen 43) hver gang det under utånding ikke oppnås tilstrekkelig fylling av pustebagen. For dette formål er styremembranen 48 koplet til en manøverstang 49 som beveges mot høyre når membranen 48 presses mot høyre, og dermed påvirker vektarmen 44 og åpner ventilen 43, forutsatt at manøverstangens 49 bevegelse ikke er hindret som følge av et avgitt "sperresignal" fra føleanordningen 14. Slik som foran nevnt, tilveiebringes dette sperresignal fra ventilen 20. Denne er forbundet med trykkgasskilden 11 via en ledning 50, aktuator-sylinderens 36 øvre sylinderrom 36a og ledningen 38, og er videre via en ledning 51 forbundet med en i doseringsanordningen 13 anordnet syl inder/stempelenhet 52 med et fjærbelastet sperrestem-pel 53 og en tilhørende avluftingsventil 54. Sperresignalet består i at sperrestempelet 53 trykkpåvirkes ved åpning av ventilen 20, slik at stempelet beveges mot venstre og påvirker en sperrevektarm 55 som hindrer den nevnte bevegelse av manøver-stangen 49 selv om styremembranen 48 presses mot høyre. Sperresignalet oppheves ved at styremembranen 48 presses mot venstre, slik at sperrevektarmen 55 dreies ved påvirkning av manøverstangen 49 og åpner avluf tingsventilen 54, slik at sperrestempelet 53 ved fjærpåvirkning føres tilbake til sin utgangsstilling. The dosing device 13 comprises a small gas reservoir 40 which is arranged to be filled with oxygen via a first valve or inlet valve 41 which is connected to the pressurized gas source 11 via a line 42 and the line 38, and is further arranged to be emptied into the breathing bag via a second valve or outlet valve 43. The valves 41 and 43 are arranged to be opened and closed alternately by means of a maneuvering device in the form of a spring-loaded weight arm 44 which in its initial position keeps the valve 41 open. In the line 39 between the valves 32, 33 of the mode regulator 10 and the lower cylinder chamber of the actuator 9, there is connected a unit consisting of two parallel-connected, spring-loaded and oppositely directed one-way valves 45, 46, and a parallel-connected chamber 47 with the valves, which is divided in two by of a control membrane 48, as shown in fig. 3. When gas flows through one or the other of the one-way valves 45, 46, depending on the flow direction in the line 39, the pressure drop across the relevant one-way valve causes the membrane 48 to be pressed in the direction of the gas flow. This is used to control the dosing device 13, so that it releases the amount of gas in the reservoir 40 into the breathing bag 1 (via the valve 43) whenever sufficient filling of the breathing bag is not achieved during exhalation. For this purpose, the control diaphragm 48 is connected to an operating rod 49 which moves to the right when the diaphragm 48 is pressed to the right, thus influencing the weight arm 44 and opening the valve 43, provided that the movement of the operating rod 49 is not impeded as a result of an emitted "blocking signal" from the sensing device 14. As mentioned above, this blocking signal is provided from the valve 20. This is connected to the compressed gas source 11 via a line 50, the upper cylinder chamber 36a of the actuator cylinder 36 and the line 38, and is further connected via a line 51 to a device arranged in the dosing device 13 cylinder/piston unit 52 with a spring-loaded detent piston 53 and an associated vent valve 54. The detent signal consists in the detent piston 53 being influenced by pressure when opening the valve 20, so that the piston is moved to the left and affects a detent weight arm 55 which prevents the aforementioned movement of maneuver the rod 49 even if the control diaphragm 48 is pressed to the right. The blocking signal is canceled by pressing the control diaphragm 48 to the left, so that the blocking weight arm 55 is turned by the influence of the maneuvering rod 49 and opens the venting valve 54, so that the blocking piston 53 is brought back to its starting position by spring action.

Pustesystemets virkemåte skal beskrives nærmere i det følgende. The workings of the breathing system shall be described in more detail below.

Så snart brukeren av systemet starter innånding, faller trykket i modusregulatorens 10 kammer 25 slik at følermembranen 23 presses inn mot kammeret og åpner ventilen 32. Dermed starter avlufting av gass fra aktuatorens 9 nedre sylinderrom 36b, slik at aktuatoren trekker sammen pustebagens 1 sideflater for således å opprettholde et visst sikkerhetsovertrykk i pustemasken 2. Ved utånding stiger trykket i pustemasken, og denne trykkøkning overføres via en passasje 56 til modusregulatorens kammer 25 slik at følermembranen 23 presses utover mot kammeret 24. Dermed åpnes ventilen 33 slik at aktuatorens 9 nedre sylinderrom tilføres komprimert gass (oksygen) fra trykkgasskilden. As soon as the user of the system starts inhaling, the pressure in the chamber 25 of the mode regulator 10 drops so that the sensor membrane 23 is pressed against the chamber and opens the valve 32. Thus, venting of gas from the lower cylinder chamber 36b of the actuator 9 starts, so that the actuator contracts the side surfaces of the breathing bag 1 to thus to maintain a certain safety excess pressure in the breathing mask 2. When exhaling, the pressure in the breathing mask rises, and this pressure increase is transferred via a passage 56 to the mode regulator's chamber 25 so that the sensor membrane 23 is pressed outwards towards the chamber 24. The valve 33 is thus opened so that the lower cylinder space of the actuator 9 is supplied compressed gas (oxygen) from the compressed gas source.

Hovedtilførselen av oksygen til pustebagen 1 skjer via modusregulatorens utluftingsventil 32. Da aktuatoren 9 som nevnt er dimensjonert slik at den tilfører litt for lite oksygen, inj iserer også doseringsanordningen 13 den tilmålte oksygenmengde fra reservoaret 40 til pustebagen 1 etter hver utånding hvor pustebagen ikke er blitt tilstrekkelig oppfylt av pustegass. Injiseringen av oksygen skjer samtidig som oksygen avluftes fra aktuatoren og styremembranen 48 presses mot høyre og åpner ventilen 43 via manøverstangen 49 og vektarmen 44, dvs. like etter at innåndingsfasen har startet. Forutsetningen for åpning av ventilen 43 er at føleanordningen 14 ikke har avgitt noe "sperresignal", hvilket avgis fra ventilen 20 når vektarmen 18 løftes av tverrpinnen 19 på armen 16. Slik som foran nevnt, bevirker sperresignalet at styremembranen 48 ikke er i stand til å bevege vektarmen 44 mot høyre og åpne ventilen 43. Sperresignalet oppheves automatisk når pustebagen igjen kommer i utån-dingsmodus og membranen 48 presses mot venstre og åpner avluf-tingsventilen 54. The main supply of oxygen to the breathing bag 1 takes place via the mode regulator's venting valve 32. As the actuator 9, as mentioned, is dimensioned so that it supplies slightly too little oxygen, the dosing device 13 also injects the measured amount of oxygen from the reservoir 40 into the breathing bag 1 after each exhalation where the breathing bag has not been adequately filled with breathing gas. The injection of oxygen takes place at the same time as oxygen is vented from the actuator and the control membrane 48 is pressed to the right and opens the valve 43 via the operating rod 49 and the weight arm 44, i.e. just after the inhalation phase has started. The prerequisite for opening the valve 43 is that the sensing device 14 has not emitted any "blocking signal", which is emitted from the valve 20 when the weight arm 18 is lifted by the cross pin 19 on the arm 16. As mentioned above, the blocking signal causes the control diaphragm 48 to be unable to move the weight arm 44 to the right and open the valve 43. The blocking signal is canceled automatically when the breathing bag returns to exhalation mode and the diaphragm 48 is pressed to the left and opens the venting valve 54.

I den foran beskrevne utførelse er det lagt vekt på at utstyret skal være fullstendig "lukket", da dette gir sikkerhets-messige fordeler i brannfarlige miljøer. I prinsipp er det ikke noe i veien for at utstyret gjøres "halvlukket", f.eks. med tanke på sportsdykking. I så fall er det naturlig å basere seg på at oksygentilførselen via den pneumatiske aktuator er større enn forbruket, og at det konstrueres en automatisk anordning som dumper ut gass hver gang pustebagen ved utånding fylles utover et gitt nivå. Videre kan man tenke seg at den pneumatiske assistanse baseres på gasstilførsel fra ett gassreservoar, og at kompensasjon av oksygen skjer fra et annet, uten at dette trenger å endre konstruksjonen i vesentlig grad. In the embodiment described above, emphasis is placed on the equipment being completely "closed", as this provides safety advantages in flammable environments. In principle, there is nothing to prevent the equipment being made "semi-closed", e.g. with regard to sport diving. In that case, it is natural to base ourselves on the fact that the oxygen supply via the pneumatic actuator is greater than the consumption, and that an automatic device is constructed that dumps out gas every time the breathing bag is filled beyond a given level during exhalation. Furthermore, one can imagine that the pneumatic assistance is based on gas supply from one gas reservoir, and that compensation of oxygen takes place from another, without this needing to change the construction to a significant extent.

I tilfeller hvor systemet ifølge oppfinnelsen skal benyttes i en gassfylt atmosfære, er det på grunn av vekt, størrelse etc. naturlig å bygge modusregulatoren inn i pustebagen, slik som vist og beskrevet. I forbindelse med f.eks. dykking vil hydrostatiske forhold gjøre det naturlig å innbygge modusregulatoren i pustemunnstykket/pustemasken. Pustesystemet vil være operativt så snart reduksjonsventilen tilfører gass til systemets pneumatikk. In cases where the system according to the invention is to be used in a gas-filled atmosphere, due to weight, size etc. it is natural to build the mode regulator into the breathing bag, as shown and described. In connection with e.g. diving, hydrostatic conditions will make it natural to build the mode regulator into the breathing mouthpiece/breathing mask. The breathing system will be operational as soon as the reducing valve supplies gas to the system's pneumatics.

Når det gjelder arrangementet for nedkjøling av pustegassen, vil det være klart at dette kan anvendes for nær sagt alle typer av pustesystemer som benyttes i gassfylte omgivelser. As regards the arrangement for cooling the breathing gas, it will be clear that this can be used for virtually all types of breathing systems used in gas-filled environments.

Claims

1. Closed or semi-closed breathing system for smoke diving etc., comprising a pneumatically controlled breathing bag (1) which is connected in a circuit (4, 5, 6) with a breathing mouthpiece or a breathing mask (2) for a user and with an absorption device (3 ) for exhaled C02, a pneumatic actuator (9) which is arranged to alternately expand and contract the breathing bag (I) in accordance with the user's breathing pattern, and a compressed gas source (II) which is connected to the breathing bag (1) to supplement the breathing gas in it . supply of a measured amount of breathing gas to the breathing bag (1) depending on its degree of filling.

2. Breathing system according to claim 1, for use in areas where the ambient temperature is high, e.g. in firefighting, CHARACTERIZED IN THAT the circuit comprises relatively long cable runs (4, 5, 6) between the breathing mask (2) and the breathing bag (1), as this is enclosed in an enclosing frame, and that the outer surface of the cable runs (4, 5, 6) is covered by a relatively thick, porous material (21) which, saturated with water, utilizes the evaporation of the water to cool down the breathing gas which circulates in the circuit during operation.

3. Breathing system according to claim 1 or 2, CHARACTERIZED IN THAT the mode regulator (10) comprises a valve device (32, 33) and a sensor membrane (23) interacting with this, one side of which is affected by the surrounding atmospheric pressure and by a spring device (29, 30 ) for maintaining the aforementioned overpressure in the system, and if the other side is affected by the gas pressure in the breathing mask (2), the movement of the sensor membrane (23) from a middle position is transferred to the valve device (32, 33) which, depending on the membrane's (23) direction of movement, either opens for the supply of compressed gas to the actuator (9), or vents it.

4. Breathing system according to claim 3, CHARACTERIZED IN THAT the actuator (9) consists of a cylinder/piston unit (36, 37) which is connected to the pressurized gas source (11) via the mode regulator (10), in that its valve device (32, 33) comprises a first valve (32) which is opened for venting the actuator (9), and a second valve (33) which is opened for the supply of compressed gas to the actuator (9).

5. Breathing system according to claim 4, CHARACTERIZED IN THAT the piston (37) of the valve actuator (9) has opposing pressure surfaces (37a, 37b) with significantly different areas, the smallest pressure surface (37a) being under constant pressure from the compressed gas source (11), so that the actuator (9) changes pressure direction as its opposite side is supplied with gas from the pressure gas source (11) or vented.

6. Breathing system according to one of claims 3-5, CHARACTERIZED IN THAT the spring force of the spring device (29, 30) is adjustable, for setting the excess pressure in the system.

7. Breathing system according to claims 3 and 4, CHARACTERIZED IN THAT the dosing device (13) comprises a gas reservoir (40) which is connected to the pressurized gas source (11) via a first valve (41) and to the interior of the breathing bag (1) via a second valve (43) ), in that the valves are arranged to be influenced by a common maneuvering device (44), and that in a line connection (39) between the valve device (32, 33) of the mode regulator (10) and the actuator (9) a control membrane (48) is arranged which is connected to the maneuvering device (44) and ensures opening of the second valve (43) during venting of the actuator (9).

8. Breathing system according to claim 7, CHARACTERIZED IN THAT it comprises a sensing device (14) which registers whether there is sufficient gas in the breathing system, and when a selected degree of filling of the breathing bag (1) is exceeded, is arranged to affect a blocking device (52, 53 ) which then prevents the dosing device's (13) maneuvering device (44) from opening the aforementioned second valve (43).

9. Breathing system according to claim 8, CHARACTERIZED IN THAT the blocking device consists of a pneumatic piston (53) which is connected to the pressurized gas source (11) via a valve device (20) in the sensing device (14).