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Atmungsgerät mit Nährgasquelle, Atmungsbeutel und Reduzierventil.
Die Erfindung betrifft ein Atmungsgerät mit Nährgasquelle, Atmungsbeutel und Reduzierventil, bei dem die Atmungsgaszufuhr entsprechend dem Sauerstoffverbrauch oder mit andern Worten, ent-
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Bekannt ist es bereits, das Reduzierventil durch den Atmungsbeutel zu steuern, indem die bewegliche Wand des Atmungsbeutels selbst als Membran des Ventils dient. Als Reduzierventil ist ein Schraubventil vorgesehen worden, dessen Verschlussschraube durch einen mit der beweglichen Beutelwand verbundenen Drehhebel gesteuert wird. Die Erfahrung hat indes gelehrt, dass ein Schraubventil nicht den Ansprüchen der Steuerung durch den Atmungsbeutel genügt.
Die Abdiehtungsfläche der Verschluss- schraube leidet bei dem unter deren Drehung erfolgendem Andruck gegen die abzudichtende Fläche der Düse des Ventils, die so klein wie möglich zu wählen ist, da die Grösse des durch den Atmungsbeutel aufzubringenden Diehtungsdruckes von der Grösse der abzudichtenden Fläche abhängt. Den gleichen Mangel weisen auch die Absperrventile der bekannten Gasflaschen auf, bei denen der Verschlusskörper ebenfalls eine Drehbewegung um seine Achse erfährt. Man hat in jenen, wie auch im vorliegenden Fall sich die Aufgabe gestellt, den Verschlusskörper rein axial, d. h. ohne dass er sich dreht, zu steuern.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst worden, dass im Atmungsbeutel ein Hebel angeordnet ist, dessen Drehpunkt ausserhalb der Achse des Verschlussstückes des Reduzierventils liegt. Hiedurch wird erreicht,
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hafte Verhältnisse ergeben, wenn die Anordnung so getroffen wird, dass die bewegliche Wand des Atmungsbeutels auf den längeren Arm eines doppelarmigen Hebels wirkt, dessen kürzerer Arm das Verschluss. stüek der Einströmungsdüse des Ventils entgegen seiner Federkraft öffnet. Die Kraftverhältnisse liegen dann so, dass einerseits an der Einströmungsdüse ein hoher spezifischer Druck auf eine kleine Fläche und an einem kleinen Hebelarm wirkt, anderseits im Atmungsbeutel ein geringerer Druck gegen eine grosse Fläche und an einem grossen Hebelarm zur Wirkung gelangt.
Die erwähnte Federkraft braucht somit nur schwach bemessen zu sein, und es genügen somit auch wiederum schwache Kräfte, um diese Feder auszuschalten. Da ausserdem diese Ausschaltbewegung von dem grossen Hebelarm ausgelöst wird, so ist ein feines Spiel der Kräfte zu verzeichnen, das von dem Atmungsbeutel gesteuert wird und daher eine Wirkung bereits bei ganz geringen Unter- und ÜberdrÜcken auslöst.
Die erwähnte Hebelanordnung kann gegebenenfalls auch dadurch ersetzt werden, dass das Verhältnis zwischen Düsenquerschnitt und wirksamer Beute1fläche gross genug gewählt wird. Durch die angegebene Ausgestaltung werden somit für die praktische Ausbildung besonders zweckmässige Verhältnisse geschaffen und es wird vor allem ein leichtes Anspringen des Ventils gewährleistet. Um nach dieser Richtung eine noch weitergehende Sicherheit zu schaffen, ist weiter gemäss der Erfindung der längere Hebelarm, der sich frei in das Innere des Atmungsbeutels erstreckt, mit einer Platte versehen, gegen die sich eine Beutelwand beim Zusammensinken des Atmungsbeutels legt.
Die betreffende Beutelwandung selbst ist also vollkommen unbewehrt und somit in ihrer Beweglichkeit unbeeinträehtigt. Auf diese Weise werden irgendwelche Hemmungen und Klemmungen vermieden.
Man kann nun noch weitergehen und die Ausbildung so treffen, dass der Atmungsbeutel vollkommen dem übrigen gleicht, also ganz unstarre Wandungen besitzt. Es ist dies gemäss der Erfindung dadurch
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ermöglicht, dass gewissermassen die bisher festgehaltene oder starre Wandung des Atmungsbeutels oder die zugehörige Wand in das Innere des Atmungsbeutels verlegt wird. Sie wird dort durch eine feste Platte gebildet, die gegenüber der beweglichen angeordnet ist.
Auf diese Weise ist es möglich gemacht, den Inhalt des Atmungsbeutels auf ein äusserst geringes Mass zu vermindern und somit den schädlichen, d. h. beim Atmungsvorgang unbeeinflusst bleibenden Raum des Atmungsbeutels gegenüber der zuerst beschriebenen Anordnung zu verkleinern. Statt der fest angeordneten Platte kann nun noch eine bewegliche angeordnet sein, die dann dazu dient, die Wirksamkeit des beweglichen doppelarmigen Hebels zu unterstützen. Die zweite Platte ist zu diesem Zweck am freien Ende des einarmigen Hebels befestigt, dessen Drehpunkt so angeordnet ist, dass die Wirksamkeit der ersten Platte von der zweiten unterstützt wird.
Die beiden Platten liegen dabei, symmetrisch zum Atmungsbeutel angeordnet, in diesem Sinken die Beutelwandungen zusammen, so werden die Platten gegenläufig zueinander bewegt und das Spiel des Verschlussstückes wird dadurch noch leichter gestaltet, in dem die Gegenwirkung der Feder durch zwei Bewegungsglieder überwunden wird.
Wenn es sich um Atmungsgeräte handelt, bei denen ein Mischgas, also beispielsweise eine Mischung von Pressluft und Sauerstoff Anwendung findet, wie dies beispielsweise bei den unabhängigen Tauchgeräten der Fall ist, dann ist gemäss der Erfindung die Anordnung so getroffen, dass die bewegliche Wand des Atmungsbeutels auf mehrere Hebel wirkt, die einzeln je einer Quelle für ein Einzelgas zugeordnet sind. Die Vereinigung der Gase erfolgt also erst im Augenblick des Gebrauches ohne jede Gefahr, da sie sich nicht mehr im hochgespannten Zustand befindet.
Das angegebene Steuerungsprinzip kann nun auch mit besonderen Vorteilen bei solehen Atmungsgeräten Anwendung finden, bei denen entweder das Nährgas aus Chemikalien erst allmählich entwickelt wird, oder bei denen, um allen Ansprüchen zu genügen, dauernd eine der höchsten Arbeitsleistung entsprechend Pressgasmenge bisher geliefert werden musste. Bei Anwendung des Erfindungsgedankens ist es bei Geräten der letzterwähnten Art lediglich notwendig, dauernd die einer angenommenen Mindestarbeitsleistung entsprechende Menge zu liefern. Die darüber hinaus erforderliche Menge wird von einer besonderen Nährgasquelle in der Weise selbsttätig geliefert, dass der erforderliehe Mehrbedarf von einem Atmungsbeutel selbsttätig eingestellt wird. Dieser Beutel kann dabei neben dem zu dem sonstigen Gerät gehörigen vorgesehen sein, aber auch von dem letzteren selbst gebildet werden.
Bei Geräten, bei denen das Nährgas durch Chemikalien entwickelt wird und im allgemeinen die Wirksamkeit dieses Chemikals erst allmählich eintritt, kann der erwähnte Erfindungsgedanke dazu dienen, den zunächst erforderlichen
Bedarf an Sauerstoff aus einem besonderen Pressgasbehälter zu liefern. Tritt das Chemikal in Wirksamkeit, so wird die zusätzliche Vorrichtung selbsttätig mehr und mehr abgeschaltet.
Ein im Sinne der Erfindung wirksames Atmungsgerät lässt sich aber auch bei unabhängigen Tauchgeräten zu dem Zweck verwenden, um die bei plötzlichen Abstürzen vorhandenen Gefahren durch selbsttätige Regelung des Luftinhalts im Taucheranzuge auszuschalten oder zu mindern. Gemäss der Erfindung geschieht dies in der Weise, dass bei einer Drucksteigerung der Atmungsbeutel zusammengedrückt und somit ein Nährgaszusatz ausgelöst wird.
Die Einwirkung wiederum auf den Atmungsbeutel wird durch eine besondere Leitung erzielt, die einerseits in das Innere des Taucheranzuges, anderseits in einen Behälter mündet, in welchem der Atmungsbeutel eingeschlossen ist. Schliesslich sieht die Erfindung, um allen praktischen Bedürfnissen gerecht zu werden, auch noch eine Vorrichtung vor, die es ermöglicht,
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pneumatisch wirksamen Organ, also beispielsweise einem Gummiball, durch dessen Zusammendrücken ein Druck auf den oder die Steuerhebel ausgeübt wird, die dann in der beschriebenen Weise wieder den Nährgaszusatz auslösen.
Auf den Zeichnungen sind in den Fig. 1-7 Ausführungsbeispiele entsprechend den vorstehend ausgeführten Durchführungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens schematisch zur Darstellung gebracht.
In der Fig. 1 stellt 12 einen aus beispielsweise Gummi oder Gummistoffen bestehenden Atmungsbeutel dar, dessen eine Seite an einer festen Wand 13 festgelegt ist. Der Beutel ist an einem Armaturstutzen angeschlossen, der gleichzeitig zur Zuführung des Sauerstoffes und zur Abführung der Atmungsluft dient. In diesem Armaturstutzen befindet sich ein weiterer Stutzen, der zu der nicht gezeichneten Sauerstoffq.. eJe führt und den Verschlusskörper 20 in sich trägt.
In den Beutel ragt von dem Armaturstutzen ein doppelarniger Hebel 9 hinein, dessen längerer Arm im Beutel liegt und eine beispielsweise kreisrunde Platte M trägt. Der kürzere Arm des Hebels liegt jenseits des im Armaturstutzen liegenden Drehpunktes und ist durch eine Druckfeder 21 belastet, deren Druck durch eine Stellschraube geregelt werden kann.
Das Verschlussstück 20 wird, so lange der Beutel voll ist, durch die Feder 21 gegen die Sauerstoffdiise gedrückt. Ist aber der Beutel durch den Armaturstutzen entleert worden, so dass die lose Beutelwandung sich gegen die am längeren Hebelarm befindliche Platte anlegt, so wird der Hebel beiseite gedrückt und unter Überwindung der Federkraft das Verschlussstück durch den Gasdruck abgehoben. Der Sauerstoff kann ungehindert in den Beutel einströmen, bis der Hebel 9 nicht mehr von der Beutelwand berührt wird. In diesem Falle drückt die Druckfeder 21 unter Vermittlung des kurzen Hebelarmes das Verschluss- stück wieder gegen die Sauerstoffdüse.
Im Falle der Fig. 2 ist ausser dem Hebel 9, der wiederum mit
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angebracht, die sich parallel zum Hebel 9 in das Innere des Atmungsbeutels erstreckt und ebenfalls mit einer Platte 23 versehen ist, die in ihrer Umrisslinie der Platte 19 gleicht, und dieser gegenüberliegt. Diese Platte 23 übernimmt in diesem Falle die Wirkung der in der Fig. 1 dargestellten festen Wand 13. Die Platte 19 ist also gegenüber der Platte 23 beweglich und das Ventil 20 spricht an, sobald der Beutel soweit
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Platte 19 legt.
Durch diese Anordnung ergibt sich eine bedeutend bessere Ausnutzung des Atmungsbeutelraumes, in dem nämlich der schädliche Raum, der im Falle der Fig. 3 zwischen fester Wand 13 und Platte 19 besteht, vermieden wird.
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Druck der Feder 21 wieder in seine Ausgangsstellung zurückbewegt. Es nimmt also in diesem Fall die Platte 24 an dem Spiel der Platte 19 teil, in dem sie sich zu dieser im entgegengesetzten Sinne bewegt.
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beiden Druckflasche wird von je einem Hebel 29 und 30 gesteuert, die ihrerseits in den Atmungsbeutel 31 hineinragen und an ihrem unteren Ende durch eine Platte 32 verbunden sind. Die sämtlichen Teile sind in einem Kasten 33 eingeschlossen, an dessen-Rückwand der Atmungsbeutel befestigt ist.
Fällt dieser zusammen, so drückt die bewegliche Wand auf die Platte 32, wodurch weiterhin die Auslassventile der Flaschen 27 und 28 geöffnet werden und der Beutel wieder gefüllt wird. Die Platte wird dann freigegeben und die Teile nehmen ihre Ausgangsstellung wieder ein.
Im Falle der Fig. 5 ist vorausgesetzt, dass es sich um ein Gerät handelt, bei welchem Sauerstoff-
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Ventilkasten für Ein-und Ausatmungsventil, 36 das Mundstück, der gemeinsame Atmungsbeutel wird durch 37 dargestellt, seine eine Wand liegt gegen die feste Platte 38 an, seine andere Wand wird beim Zusammenfallen des Atmungsbeutel in der für Fig. 1 beschriebenen Weise gegen die Platte 19 bewegt und dadurch entgegen dem Druck der Feder 21 das Ventil 20 der Vorratsflasehe 39 mehr oder weniger geöffnet.
Bei Beginn des Atmungsversuches befindet sich keine Luft in dem Beutel, beim Ansaugen wird daher sofort durch den Hebel 9 das Druckflaschenventil geöffnet, und es strömt so lange selbsttätig Sauer-
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sofort folgen kann, so tritt eine sofortige Lieferung aus der Vorratsflasche 39 selbssttätig ein.
Im Falle der Fig. 6 ist angenommen, dass das Atmungsgerät für einen unabhängigen Tacherapparat Anwendung findet und mit Sauerstoff und Pressluft'betrieben werden soll. Demgemäss ist 40 die Flasche für Sauerstoff, 41 die Flasche für Pressluft. Die dazugehörenden Ausströmungsleitungen münden in je ein Ventil 42 und 43, die in einem nach aussen hin geschlossenen Behälter 44 liegen. Die Ventile werden in der bereits beschriebenen Weise von Hebeln gesteuert, die an ihrem unteren Ende durch eine gemeinsame Platte 45 verbunden in einen Atmungsbeutel 46 hineinreichen, der somit ebenfalls im Innern des Behälters 44 angeordnet ist. Die Steuerung der Ventile erfolgt in der bereits oben beschriebenen Weise. Von dem Atmungsbeutel aus führt eine Leitung 47 in einen Taucherhelm 48 und mündet in ein Mundstück 49.
Die ausgeatmete Luft gelangt durch die Leitung 50 in einen Einsatz 51, wird in diesem gereinigt und geht von hier aus durch die Leitung 52 in den Atmungsbeutel zurück. Der Luftreinigungseinsatz 51 ist in einer Abteilung des Behälters 44 angeordnet, die durch eine Öffnung 53 mit einer zweiten den Luftreinigungseinsatz 51 aufnehmenden Abteilung in Verbindung steht. Von dem Behälter 44 aus führt eine weitere Leitung 54 in den Helm 48, so dass das Innere des Taueheranzuges mit demjenigen des Behälters 44 kommuniziert. Der Bedarf für die Atmungsluft wird in der Weise geregelt, dass bei zunehmendem Bedarf der Atmungsbeutel zusammensinkt, wobei er auf die Platte 45 drückt und damit den Nährgaszufluss freigibt, der so lange strömt, bis der Atmungsbeutel genügend gefüllt ist.
Bei einem plötzlichen Absturz des Tauchers wird die Luft im Anzug zusammengedrückt. Der Druck pflanzt sich durch die Leitung 54 in den Behälter 44 fort, wirkt dort im gleichem Sinne auf den Atmungsbeutel, der somit zusammengedrückt wird und die gleiche Wirkung ausübt, wie sie bei Mangel an Atmungsgas entsteht, d. h. der Nährgaszufluss wird freigegeben und die Luft strömt in den Taucheranzug ein.
Im Falle der Fig. 7 ist die Anordnung im allgemeinen die gleiche wie in der Fig. 1. Die Teile sind jedoch von einem Behälter 55 umschlosbcn. Innerhalb dieses Behälters ist ein Beutel 56 vorgesehen, der durch einen Schlauch 57 mit einem Ball 58 in Verbindung steht. Ein Druck auf den Ball 58 bläht den Beutel 56 auf. Letzterer drückt gegen die Platte 19, die in üblicher Weise am unteren Ende des Steuerhebels 9 befestigt ist. Durch diese Massnahme kann somit willkürlich eine Füllung des Atmungsbeutels erzielt werden.