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FR2466392A2 - Breathing gas supply for deep sea diver - has oxygen partial pressure control on board submarine via three=way valve - Google Patents

Breathing gas supply for deep sea diver - has oxygen partial pressure control on board submarine via three=way valve Download PDF

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FR2466392A2
FR2466392A2 FR7924850A FR7924850A FR2466392A2 FR 2466392 A2 FR2466392 A2 FR 2466392A2 FR 7924850 A FR7924850 A FR 7924850A FR 7924850 A FR7924850 A FR 7924850A FR 2466392 A2 FR2466392 A2 FR 2466392A2
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partial pressure
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Yves Lemasson
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Abstract

A deep sea diver is supplied with a gas mixture from a submarine. The diver has a face mask connected by a flexible tube to a flexible bag. A capillary tube runs from this bag to an instrument in the observation room of the submarine. This instrument measures the partial pressure of the oxygen in the capillary tube. If this partial pressure is below a pre-set value, a signal is sent to a three-way valve which injects a measured supply of oxygen-rich gas into the supply pipe.

Description

On a exposé dans le brevet principal un procédé pour réguler la pression partielle d'oxygène du mélange gazeux du circuit respiratoire d'un plongeur, le plongeur étant équipé d'un appareil respiratoire fonctionnant en circuit fermé et étant relié à une chambre de veille où règne une pression égale ou voisine de la pression atmosphérique, dans lequel
(a) on prélève en continu un échantillon du mélange gazeux du circuit respiratoire du plongeur,
(b) on envoie cet échantillon dans la chambre de veille, on y mesure la pression partielle d'oxygène de l'échantillon et on y produit un signal électrique de commande si la pression mesurée devient inférieure à une valeur de consigne, et
(c) on utilise le signal de commande pour déclencher une injection d'une quantité définie d'un mélange gazeux riche en oxygène au circuit respiratoire du plongeur.The main patent describes a process for regulating the partial pressure of oxygen in the gas mixture of the breathing circuit of a diver, the diver being equipped with a breathing apparatus operating in a closed circuit and being connected to a watch chamber where a pressure equal to or close to atmospheric pressure prevails, in which
(a) a continuous sample of the gas mixture is taken from the diver's breathing circuit,
(b) this sample is sent to the standby chamber, the partial pressure of oxygen of the sample is measured there and an electrical control signal is produced there if the pressure measured falls below a set value, and
(c) the control signal is used to initiate an injection of a defined amount of an oxygen-rich gas mixture into the diver's breathing circuit.

La présente invention concerne des applications de ce procédé. The present invention relates to applications of this method.

Selon une application, l'appareil respiratoire est une chambre dans laquelle se trouve le plongeur et qui contient un mélange gazeux respiré par le plongeur. According to one application, the respiratory system is a chamber in which the diver is located and which contains a gas mixture breathed by the diver.

Dans un cas, cette chambre est une chambre hyperbar placée dans un local constituant la chambre de veille et destinée à simuler la profondeur de plongée. In one case, this room is a hyperbar room placed in a room constituting the standby room and intended to simulate the diving depth.

Dans un autre cas, la chambre est un caisson de travail immergé à la profondeur de travail. In another case, the chamber is a work box submerged at the working depth.

Dans une autre application, le plongeur évolue dans l'eau à partir d'une chambre immergée constituant une chambre de plongeur reliée à une chambre de veille située à bord d'un navire de surface, et l'on prépare le mélange gazeux dans cette chambre immergée. In another application, the plunger moves in the water from a submerged chamber constituting a plunger chamber connected to a watch chamber located on board a surface vessel, and the gaseous mixture is prepared in this submerged room.

On décrira ci-après ces diverses applications, en référence aux Figures du dessin joint sur lequel
La Figure 1 reproduit la Figure 1 du brevet principal
La Figure 2 est un schéma d'un dispositif conforme à l'invention dans le cas d'une chambre hyperbar
La Figure 3 est une variante du dispositif de la Figure 2
La Figure 4 est un schéma d'un dispositif conforme à l'invention dans le cas d'un caisson de travail ;
La Figure 5 est une variante du dispositif de la Figure 4 ; et
La Figure 6 est un schéma d'un dispositif conforme à l'invention dans le cas d'une tourelle de plongée.These various applications will be described below, with reference to the figures of the attached drawing on which
Figure 1 reproduces Figure 1 of the main patent
Figure 2 is a diagram of a device according to the invention in the case of a hyperbar chamber
Figure 3 is a variant of the device of Figure 2
Figure 4 is a diagram of a device according to the invention in the case of a work box;
Figure 5 is a variant of the device of Figure 4; and
Figure 6 is a diagram of a device according to the invention in the case of a diving turret.

Le dispositif représenté sur la Figure 1 constitue une application de l'invention au cas où la chambre de veille est une chambre d'un sous-marin et l'on décrira à nouveau ce dispositif déjà décrit dans le brevet principal, du fait que l'on utilisera les mêmes références pour décrire les dispositifs de la présente invention. The device represented in FIG. 1 constitutes an application of the invention in the case where the standby room is a room of a submarine and this device already described in the main patent will be described again, owing to the fact that the 'the same references will be used to describe the devices of the present invention.

La Figure 1 montre un sous-marin "cracheplongeur" 1 qui comprend une chambre de veille 2 où règne la pression atmosphérique et où se tient le personnel de surveillance et un compartiment 3 à la pression du fond où se tiennent les plongeurs(chambre de plongeurs). On suppose qu'un plongeur 4 est sorti de ce compartiment et évolue en eau profonde, disons à 100-300 mètres. Figure 1 shows a submersible "cracheplongeur" 1 which includes a watch chamber 2 where the atmospheric pressure prevails and where the surveillance personnel is held and a compartment 3 at the bottom pressure where the divers are held (plunger chamber ). It is assumed that a diver 4 has left this compartment and is moving in deep water, say at 100-300 meters.

Le plongeur 4 est équipé d'un dispositif respiratoire qui constitue un circuit respiratoire fermé comprenant un embout ou masque relié par deux tubulures à un sac souple 8 de quatre à cinq litres. The plunger 4 is equipped with a breathing device which constitutes a closed breathing circuit comprising a mouthpiece or mask connected by two tubes to a flexible bag 8 of four to five liters.

Des clapets anti-retour assurent la circulation des gaz dans le sens voulu, de façon en soi connue. Le circuit comprend une cartouche pour la fixation du gaz carbonique expiré et un clapet pour la décharge d'un trop-plein de gaz, s'il y a lieu.Non-return valves ensure the circulation of gases in the desired direction, in a manner known per se. The circuit includes a cartridge for fixing the exhaled carbon dioxide and a valve for discharging an overflow of gas, if necessary.

Ce circuit (par exemple dans la région du sac 8) est relié au sous-marin par un ombilical 12 qui contient deux conduits 13, 14 communiquant avec l'intérieur du circuit. This circuit (for example in the region of the bag 8) is connected to the submarine by an umbilical 12 which contains two conduits 13, 14 communicating with the interior of the circuit.

Le conduit 13 est un conduit capillaire de très faible section (de l'ordre de 0,5 mm de diamètre) qui relie le circuit à un appareil de mesure 15 situé dans la chambre de veille 2 du sous-marin. The conduit 13 is a capillary conduit of very small section (of the order of 0.5 mm in diameter) which connects the circuit to a measuring device 15 located in the standby chamber 2 of the submarine.

L'appareil 15 mesure en continu la pression partielle d'oxygène du gaz prélevé par le capillaire 13 et fournit, en fonction de cette mesure, un signal électrique qui commande par une liaison 16 un distributeur éle6trospneumatique à trois voies 17 situé dans la chambre de plongée. The device 15 continuously measures the partial pressure of oxygen of the gas taken off by the capillary 13 and supplies, as a function of this measurement, an electrical signal which controls by a link 16 a three-way electro-pneumatic distributor 17 located in the diving.

Le distributeur électro-pneumatique 17 a une sortie à laquelle aboutit l'autre conduit 14 de l'ombilical, comporte une entrée reliée à un réservoir extérieur 18 de gaz respirable, par l'intermédiaire d'un détendeur 19 et, une autre entrée reliée à une capacité 20 de volume C située par exemple dans le compartiment de plongée 3. Le distributeur 17 met la capacité 20 en relation soit avec le détendeur 19 soit avec le conduit 14. The electro-pneumatic distributor 17 has an outlet to which the other conduit 14 of the umbilical leads, has an inlet connected to an external reservoir 18 of breathable gas, by means of a regulator 19 and, another inlet connected at a capacity 20 of volume C located for example in the diving compartment 3. The distributor 17 places the capacity 20 in relation either with the regulator 19 or with the duct 14.

Au repos du distributeur, la capacité 20 est én relation avec le détendeur et se charge à une pression différentielle stabilisée Ap. Au fonctionnement du distributeur, elle est mise en relation avec le conduit 14 dans laquelle elle se décharge en fournissant au plongeur une quantité C ap de gaz respirable. At rest of the distributor, the capacity 20 relates to the pressure reducer and is charged at a stabilized differential pressure Ap. When the distributor is operating, it is brought into contact with the conduit 14 in which it discharges by supplying the plunger with a quantity C breathing gas ap.

p
La valeur de np est prérégléetet définie en fonction du taux en oxygène du mélange gazeux utilisé.p
The value of np is preset and defined according to the oxygen content of the gas mixture used.

Ainsi, à chaque décharge, la quantité d'oxygène fournie au plongeur est parfaitement définie. Entre deux injections, le circuit respiratoire du plongeur est fermé. Thus, at each discharge, the quantity of oxygen supplied to the diver is perfectly defined. Between two injections, the plunger breathing circuit is closed.

Le dispositif de mesure 15 est réglé pour fournir un signal électrique qui commande le distributeur afin de décharger la capacité 20 dans le conduit 14 dès que la pression partielle d'oxygène détectée est inférieure à une valeur de consigne minimale. The measuring device 15 is adjusted to provide an electrical signal which controls the distributor in order to discharge the capacity 20 in the duct 14 as soon as the detected partial pressure of oxygen is less than a minimum set value.

Ce dispositif étant rappelé, nous décrirons maintenant les Figures 2 à 6. This device being recalled, we will now describe Figures 2 to 6.

Sur ces différentes Figures, on a limité le dispositif aux éléments essentiels pour la compréhension de l'invention, et l'on renvoie pour complément d'information à ce qui a été exposé à propos de la
Figure 1 et du brevet principal.In these various figures, the device has been limited to the elements essential for understanding the invention, and reference is made for further information to what has been explained in connection with the
Figure 1 and the main patent.

Dans les réalisations des Figures 2 à 5, le dispositif comprend
- une chambre D où se trouve le plongeur
- un conduit capillaire de gaz 13 entre cette chambre et un appareil de mesure de la-pression partielle d'oxygène 15 situé dans une chambre de veille où règne une pression voisine de la pression atmosphérique, cet appareil étant apte à mesurer la pression partielle d'oxygène du mélange gazeux de ladite chambre où se trouve le plongeur et à fournir un signal de commande lorsque cette pression devient inférieure à une valeur de consigne
- un conduit d'alimentation en gaz 14 débouchant dans la chambre où se trouve le plongeur ; et
- des moyens G pour préparer une quantité définie d'un gaz riche en oxygène et injecter ladite quantité dans ledit conduit d'alimentation sous la commande dudit signal de commande.In the embodiments of Figures 2 to 5, the device comprises
- a room D where the diver is located
a capillary gas conduit 13 between this chamber and a device for measuring the partial pressure of oxygen 15 located in a standby chamber where a pressure close to atmospheric pressure prevails, this device being able to measure the partial pressure d oxygen of the gaseous mixture of said chamber where the plunger is located and to supply a control signal when this pressure falls below a set value
- A gas supply pipe 14 opening into the chamber where the plunger is located; and
- Means G for preparing a defined quantity of a gas rich in oxygen and injecting said quantity into said supply conduit under the control of said control signal.

Les moyens G représentent l'ensemble des moyens 17 (distributeur), 19 (détendeur) et 20 (capacité) du dispositif de la Figure 1 ou des moyens équivalents. The means G represent all of the means 17 (distributor), 19 (regulator) and 20 (capacity) of the device of Figure 1 or equivalent means.

Dans la réalisation de la Figure 2, la chambre
D est une chambre hyperbar et les moyens G se trouvent à l'extérieur de la chambre, cet extérieur constituant la chambre de veille.In the embodiment of Figure 2, the chamber
D is a hyperbar chamber and the means G are located outside the chamber, this exterior constituting the standby chamber.

De préférence, le détendeur 19 est piloté par la pression à l'intérieur de la chambre D, cette liaison de pilotage étant représentée par la liaison en traits pointillés sur le dessin. Preferably, the regulator 19 is piloted by the pressure inside the chamber D, this piloting link being represented by the link in dotted lines in the drawing.

Dans la réalisation de la Figure 3, les moyens
G sont placés à l'intérieur de la chambre hyperbar D (caisson de décompression ou chambre de saturation).In the embodiment of Figure 3, the means
G are placed inside the hyperbar chamber D (decompression chamber or saturation chamber).

Dans la réalisation des Figures 4 et 5, la chambre D constitue un caisson de travail directement posé sur le site de travail et le plongeur y travaille au sec, sans masque respiratoire en sorte qu'il respire directement l'atmosphère de la chambre. In the embodiment of Figures 4 and 5, the chamber D constitutes a work box directly placed on the work site and the diver works there dry, without a respiratory mask so that it directly breathes the atmosphere of the room.

Dans la réalisation de la Figure 4, le système pneumatique est situé dans une chambre de veille faisant partie d'un navire de surface N. Cette chambre est reliée au caisson de travail par le conduit capillaire 13 aboutissant à l'appareil de mesure 15 et par le conduit d'alimentation 14 reliant l'intérieur du caisson de travail au système pneumatique G. In the embodiment of FIG. 4, the pneumatic system is located in a standby chamber forming part of a surface vessel N. This chamber is connected to the working chamber by the capillary conduit 13 leading to the measuring device 15 and by the supply duct 14 connecting the interior of the working box to the pneumatic system G.

Dans la réalisation de la Figure 5, le système pneumatique G est placé dans le caisson lui-même et la chambre de veille ne contient que l'appareil de mesure 15. In the embodiment of FIG. 5, the pneumatic system G is placed in the box itself and the standby chamber contains only the measuring device 15.

Dans la réalisation de la Figure 6, le dispositif comprend
- un? di sposit if respiratoire en circuit fermé 8 porté par le plongeur
- une chambre de veille située à bord d'un navire de surface N et dans laquelle règne une pression voisine de la pression atmosphérique
- un conduit capillaire de gaz 13 entre ledit circuit et un appareil de mesure de la pression partielle d'oxygène 15 situé dans la chambre de veille, cet appareil étant apte à mesurer la pression partielle d'oxygène du mélange gazeux dudit circuit et à fournir un signal de commande lorsque cette pression devient inférieure à une valeur de consigne
- une chambre de plongeur immergée P munie de moyens G pour préparer une quantité définie d'un gaz riche en oxygène et pour injecter ladite quantité dans un conduit d'alimentation en gaz 12 reliant la chambre du plongeur au circuit respiratoire du plongeur, sous B commande dudit signal de commande. In the embodiment of Figure 6, the device comprises
- a? closed circuit respiratory system 8 worn by the diver
- a watch chamber located on board a surface ship N and in which there is a pressure close to atmospheric pressure
a capillary gas conduit 13 between said circuit and an apparatus for measuring the partial pressure of oxygen 15 located in the standby chamber, this apparatus being able to measure the partial pressure of oxygen of the gaseous mixture of said circuit and to supply a control signal when this pressure drops below a set value
- a submerged plunger chamber P provided with means G for preparing a defined quantity of a gas rich in oxygen and for injecting said quantity into a gas supply duct 12 connecting the plunger chamber to the respiratory circuit of the plunger, under B control of said control signal.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Procédé pour réguler la pression partielle d'oxygène du mélange gazeux du circuit respiratoire d'un plongeur, le plongeur étant équipé d'un appareil respiratoire fonctionnant en circuit fermé et étant relié à une chambre de veille où règne une pression égale ou voisine de la pression atmosphérique, dans lequel 1. Method for regulating the partial pressure of oxygen of the gaseous mixture of the respiratory circuit of a diver, the diver being equipped with a breathing apparatus operating in closed circuit and being connected to a watch chamber where an equal or similar pressure prevails of atmospheric pressure, in which (a) on prélève en continu un échantillon du mélange gazeux du circuit respiratoire du plongeur (a) a continuous sample of the gas mixture is taken from the diver's breathing circuit (b) on envoie cet échantillon dans la chambre de veille, on y mesure la pression partielle d'oxygène de l'échantillon et on y produit un signal électrique de commande si la pression mesurée devient inférieure à une valeur de consigne ; et (b) this sample is sent to the standby chamber, the partial pressure of oxygen of the sample is measured there and an electrical control signal is produced there if the pressure measured falls below a set value; and (c) on utilise le signal de commande pour déclencher une injection d'une quantité définie d'un mélange gazeux riche en oxygène au circuit respiratoire du plongeur, caractérisé en ce que l'appareil respiratoire du plongeur comporte une chambre où se trouve le plongeur et qui contient un mélange gazeux respiré par le plongeur. (c) the control signal is used to trigger an injection of a defined quantity of an oxygen-rich gas mixture into the diver's breathing circuit, characterized in that the diver's breathing apparatus has a chamber in which the diver is located and which contains a gas mixture breathed by the diver. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite chambre est une chambre hyperbar placée dans un local constituant la chambre de veille et destinée à simuler la profondeur de plongée. 2. Method according to claim 1, characterized in that said chamber is a hyperbar chamber placed in a room constituting the watch chamber and intended to simulate the diving depth. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on réalise ladite injection en déchargeant, dans un simple conduit aboutissant dans la chambre hyperbar, une capacité préalablement remplie du mélange riche en oxygène sous une pression différentielle déterminée. 3. Method according to claim 2, characterized in that said injection is carried out by discharging, in a simple conduit terminating in the hyperbar chamber, a capacity previously filled with the mixture rich in oxygen under a determined differential pressure. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on remplit ladite capacité à partir d'une source dudit mélange gazeux riche en oxygène par l'intermédiaire d'un détendeur piloté par la pression dans la chambre hyperbar. 4. Method according to claim 3, characterized in that said capacity is filled from a source of said gaseous mixture rich in oxygen via a pressure regulator controlled by the pressure in the hyperbar chamber. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite chambre est un caisson de travail immergé à la profondeur de travail. 5. Method according to claim 1, characterized in that said chamber is a working box immersed in the working depth. 6. Procédé pour réguler la pression partielle d'oxygène du mélange gazeux du circuit respiratoire d'un plongeur, le plongeur étant équipé d'un appareil respiratoire fonctionnant en circuit fermé et étant relié à une chambre de veille où règne une pression égale ou voisine de la pression atmosphérique, dans lequel 6. Method for regulating the partial pressure of oxygen of the gaseous mixture of the respiratory circuit of a diver, the diver being equipped with a breathing apparatus operating in closed circuit and being connected to a watch chamber where an equal or similar pressure prevails of atmospheric pressure, in which (a) on prélève en continu un échantillon du mélange gazeux du circuit respiratoire du plongeur (a) a continuous sample of the gas mixture is taken from the diver's breathing circuit (b) on envoie cet échantillon dans la chambre de veille, on y mesure la pression partielle d'oxygène de l'échantillon et on y produit un signal électrique de commande si la pression mesurée devient inférieure à une valeur de consigne, et (b) this sample is sent to the standby chamber, the partial pressure of oxygen of the sample is measured there and an electrical control signal is produced there if the pressure measured falls below a set value, and (c) on utilise le signal db commande pour déclencher une injection d'une quantité définie d'un mélange gazeux riche en oxygène au circuit respiratoire du plongeur, caractérisé en ce qu'on prépare ledit mélange gazeux dans une chambre immergée constituant une chambre de plongeur reliée à une chambre de veille située à bord d'un navire de surface (c) using the command signal db to trigger an injection of a defined quantity of a gaseous mixture rich in oxygen into the respiratory circuit of the diver, characterized in that said gaseous mixture is prepared in an immersed chamber constituting a diver connected to a watch room on board a surface ship 7; Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend 7; Device for implementing a method according to claim 1, characterized in that it comprises - une chambre où se trouve le plongeur, - a room where the diver is located, - un conduit capillaire de gaz entre cette chambre et un appareil de mesure de la pression partielle d'oxygène situé dans une chambre de veille où règne une pression voisine de la pression atmosphériquh cet appareil étant apte à mesurer la pression partielle d'oxygène du mélange gazeux de ladite chambre où se trouve le plongeur et à fournir un signal de commande lorsque cette pression devient inférieur à une valeur de consigne, a capillary gas conduit between this chamber and a device for measuring the partial pressure of oxygen located in a standby chamber where a pressure close to atmospheric pressure prevails, this device being able to measure the partial pressure of oxygen in the mixture gaseous from said chamber where the plunger is located and to supply a control signal when this pressure drops below a set value, - un conduit d'alimentation en gaz débouchant dans la chambre où se trouve le plongeur, et - a gas supply conduit opening into the chamber where the plunger is located, and - des moyens pour préparer une quantité définie d'un gaz riche en oxygène et injecter ladite quantité dans ledit conduit d'alimentation sous la commande dudit signal de commande. - Means for preparing a defined quantity of an oxygen-rich gas and injecting said quantity into said supply duct under the control of said control signal. 8. Dispositif selon la revendication 7, pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite chambre où se trouve le plongeur est une chambre hyperbar. 8. Device according to claim 7, for the implementation of a method according to one of claims 2 to 4, characterized in that said chamber where the plunger is located is a hyperbar chamber. 9. Dispositif selon la revendication 7 pour la mise en oeuvre d'un procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite chambre où se trouve le plongeur, est un caisson de travail immergé à la profondeur de travail. 9. Device according to claim 7 for implementing a method according to claim 5, characterized in that said chamber where the plunger is located, is a working box immersed at the working depth. 10. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend 10. Device for implementing a method according to claim 6, characterized in that it comprises - un dispositif respiratoire en circuit fermé porté par le plongeur, - a closed circuit breathing device worn by the diver, - une chambre de veille située à bord d'un navire de surface et dans laquelle règne une pression voisine de la pression atmosphérique, - a watch chamber located on board a surface vessel and in which there is a pressure close to atmospheric pressure, - un conduit capillaire de gaz entre ledit circuit et un appareil de mesure de la pression partielle d'oxygène situé dans la chambre de veille, cet appareil étant apte à mesurer la pression partielle d'oxygène du mélange gazeux dudit circuit et à fournir un signal de commande lorsque cette pression devient inférieure à une valeur de consigne,  a capillary gas conduit between said circuit and a device for measuring the partial pressure of oxygen located in the standby chamber, this device being able to measure the partial pressure of oxygen of the gaseous mixture of said circuit and to supply a signal control when this pressure falls below a set value, - une chambre de plongeur immergée munie de moyens pour préparer une quantité définie d'un gaz riche en oxygène et pour injecter ladite quantité dans un conduit d'alimentation en gaz reliant la chambre du plongeur au circuit respiratoire du plongeur sous la commande dudit signal de commande.  - an immersed plunger chamber provided with means for preparing a defined quantity of an oxygen-rich gas and for injecting said quantity into a gas supply duct connecting the plunger chamber to the respiratory circuit of the plunger under the control of said signal ordered.
FR7924850A 1979-03-21 1979-10-05 Breathing gas supply for deep sea diver - has oxygen partial pressure control on board submarine via three=way valve Granted FR2466392A2 (en)

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