NO862857L

NO862857L - GAS PUMP.

Info

Publication number: NO862857L
Application number: NO862857A
Authority: NO
Inventors: Alan Krasberg
Original assignee: Alan Krasberg
Priority date: 1984-11-16
Filing date: 1986-07-15
Publication date: 1986-09-16
Also published as: EP0201556A1; GB8429015D0; NO862857D0; WO1986002900A1

Description

Oppfinnelsen angår gassforsyningssystemer og især "skyv-trekk" returlinje dykkersystemer. Oppfinnelsen er spesielt opptatt av å frembringe en gasspumpe som kan opp-følge kravene til kompressorer og dekompressorer anvendt i slike systemer. Pumpen er hovedsakelig konstruert for forsyning av gass som det kan pustes i til en dykker som arbeider alene på utsiden av et nedsenkbart fartøy eller dykkerklokke, eller til en gruppe dykkere som arbeider i et nedsenkbart kammer som f.eks. sveisere. Imidlertid er pumpen ikke begrenset til slike anvendelser og kan anvendes under andre omstendigheter som krever forsyning av gass under forhøyet trykk. The invention relates to gas supply systems and in particular "push-pull" return line diving systems. The invention is particularly concerned with producing a gas pump which can meet the requirements for compressors and decompressors used in such systems. The pump is mainly designed to supply breathing gas to a diver working alone on the outside of a submersible vessel or diving bell, or to a group of divers working in a submersible chamber such as welders. However, the pump is not limited to such applications and may be used in other circumstances requiring the supply of gas under elevated pressure.

Historisk sett har klokkemonterte "skyv-trekk" resirkulasjonpumper for dykkergass, vært elektrisk drevne kompressorer montert på innsiden av gassområdet eller på utsiden i en ytre trykkbeholder. Problemene med disse tek-nikker er støy hvor kompressoren er på innsiden av gassområdet som er bemannet av personell, en mulighet for gassfor-giftning og eller brannrisiko i de innvendige pumper, og oppbygning av varme, øket vekt og masse (på grunn av det beskyttende trykkhus) for de ytre monterte pumper. I begge tilfeller oppstår elektrisk forstyrrelse med kommunikasjon-ene, og en vesentlig kraftforsyning er uunngåelig på grunn av at de kjente pumper er i drift konstant og pumpeskade på grunn av "vannsammenklumping" efterfulgt av utilsiktet vanninnstrømming kan også oppstår. Historically, bell-mounted "push-pull" diving gas recirculation pumps have been electrically driven compressors mounted inside the gas area or outside in an external pressure vessel. The problems with these techniques are noise where the compressor is inside the gas area which is manned by personnel, a possibility of gas poisoning and or fire risk in the internal pumps, and build-up of heat, increased weight and mass (due to the protective pressure housing) for the externally mounted pumps. In both cases, electrical interference occurs with the communications, and a significant power supply is unavoidable due to the fact that the known pumps are in constant operation and pump damage due to "water pooling" followed by accidental water inflow can also occur.

Følgelig er det et formål med denne oppfinnelse og hindre eller redusere de forannevnte ulemper av kjent teknikk. Accordingly, it is an object of this invention to prevent or reduce the aforementioned disadvantages of prior art.

Derfor er det et formål med denne oppfinnelse å frembringe forbedringer i lukket krets pustegassystemer, spesielt av den type som anvendes for lilvredningssystemer for dypvannsdykkere. Therefore, it is an object of this invention to produce improvements in closed circuit breathing gas systems, especially of the type used for life support systems for deep water divers.

Især er det et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en pumpe med vesentlig lettere vekt, redusert størrelse og med betydelig mindre kraftbehov enn de som nå er tilgjengelig på området. In particular, it is an aim of the present invention to provide a pump with significantly lighter weight, reduced size and with significantly less power requirement than those currently available in the area.

Videre er det et formål med oppfinnelsen å frembringe en pumpe som har en forventet lengre levetid, øket sik- kerhet, effektivitet og økonomi sammenlignet med dem som er kjent nå. Furthermore, it is an object of the invention to produce a pump which has an expected longer life, increased safety, efficiency and economy compared to those known now.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det gitt en fremgangsmåte for forsyning av gass under forhøyet trykk til en bruker, innretning eller sted som behøver nevnte gass som omfatter levering av gass gjennom et system omfattende en gasskilde, gassledninger og en gasspumpe, hvor nevnte pumpe er en' forsyningsvariabel hydraulisk drevet gasspumpe som er montert for drift etter behov i systemet ved å balansere den hydrauliske kraft mot den reaktive kraft av gassen i gasspumpen ved et forutbestemt system gasstrykk. (Alle trykk som er nevnt her er differensiale eller manometertrykk, dvs. trykkdifferensiale mellom gass som er forsynt til dykkeren og omgivelsesatmosfæren i en klokke slik som det blir registrert på en vanlig måler, med mindre annet blir nevnt). According to the present invention, a method is provided for the supply of gas under elevated pressure to a user, device or place that needs said gas, which comprises the supply of gas through a system comprising a gas source, gas lines and a gas pump, where said pump is a supply variable hydraulically driven gas pump that is mounted to operate as needed in the system by balancing the hydraulic power against the reactive power of the gas in the gas pump at a predetermined system gas pressure. (All pressures mentioned here are differential or gauge pressures, i.e. the pressure differential between gas supplied to the diver and the ambient atmosphere in a clock as recorded on a regular gauge, unless otherwise noted).

Fortrinnsvis er den hydrauliske kraft hentet fra et hydraulisk system som er drevet av en variabel frekvens elektrisk motor, hvor utgangen varierer i samsvar med et signal fra føleranordninger som er følsomme for forandringer i trykk i gassystemet. Preferably, the hydraulic power is obtained from a hydraulic system which is driven by a variable frequency electric motor, the output of which varies in accordance with a signal from sensor devices which are sensitive to changes in pressure in the gas system.

Fortrinnsvis er også nevnte pumpe konstruert av korrosjonsbestandig materiale for å tillate drift som omfatter direkte nedsenkning av pumpen i vann uten krav til beskyttelseshus rundt nevnte pumpe. Nevnte materialer kan være plast, keramikk eller korrosjonsbestandige legeringer. Preferably, said pump is also constructed of corrosion-resistant material to allow operation that includes direct immersion of the pump in water without the need for a protective housing around said pump. Said materials can be plastics, ceramics or corrosion-resistant alloys.

I denne oppfinnelse kan det hydrauliske fluid være en vanlig olje, men økonomiske fordeler er oppnåelige ved hjelp av vann, dvs. sjøvann som er naturligvis lett tilgjengelig i den ytre omgivelse en dykker eller en nedsenkbar innretning. Anvendelse av vann er særlig foretrukket ved anvendelse i returlinjedykkerklokkesystem for forsyningen fra et forsyningsskip generelt omfatter en varmtvannsledning for oppvarming av dykkerens drakt for å kompensere for kroppens varmetap. En del av dette vannet kan bli avledet for å brukes med hydraulikken og siden pumpen i denne oppfinnelse arbeider efter behov er bare mindre kvanta nødvend-ig. Således behøves ingen ekstra elektriske ledninger eller hydrauliske fluidledninger i overføringen, for å betjene pumpen i denne oppfinnelse. Hvis noe vann skulle finne veien inn i gassystemet fra det hydrauliske system vil dette dessuten ikke representere et alvorlig forgiftnings-problem, som det ville bli i tilfelle ved anvendelse av olje. In this invention, the hydraulic fluid can be an ordinary oil, but economic advantages are obtainable by means of water, i.e. seawater which is naturally easily accessible in the external environment by a diver or a submersible device. The use of water is particularly preferred when used in a return line diver's watch system for the supply from a supply ship generally comprising a hot water line for heating the diver's suit to compensate for body heat loss. Part of this water can be diverted to be used with the hydraulics and since the pump in this invention works as needed, only smaller quantities are necessary. Thus, no additional electrical lines or hydraulic fluid lines are needed in the transmission to operate the pump of this invention. Furthermore, if some water were to find its way into the gas system from the hydraulic system, this would not represent a serious poisoning problem, as would be the case when using oil.

Siden pumpen er laget av korrosjonsbestandig materiale, kan den uten videre påvirkes av det omliggende vann, også sjøvann, uten redusert driftseffektivitet. Faktisk vil en slik påvirkning spre varmen fra gasskompresjonen og således være en fordel. Når den er montert for å arbeide etter behov, spesielt ved forsyning til bare en enkelt dykker, er pumpehastigheten ytterst langsom sammenlignet med eksisterende kontinuerlig drevne pumper med stort volum, slik at tilgangen på vann ikke vil skade pumpen. Under slike omstendigheter ville pumpen bare gå litt langsommere inntil vannet er presset igjennom. Since the pump is made of corrosion-resistant material, it can easily be affected by the surrounding water, including seawater, without reduced operating efficiency. In fact, such an influence will spread the heat from the gas compression and thus be an advantage. When fitted to work on demand, especially when supplying only a single diver, the pumping speed is extremely slow compared to existing large volume continuously operated pumps, so that the supply of water will not damage the pump. Under such circumstances, the pump would only run a little slower until the water is forced through.

Videre vil pumpen i tilfelle av lekkasje som oppstår i gassystemet, automatisk svare med å øke gasstrømmen for å overvinne tapene . Furthermore, in the event of a leak occurring in the gas system, the pump will automatically respond by increasing the gas flow to overcome the losses.

Således er det ifølge oppfinnelsen frembrakt et "skyv-trekk" returlinjedykkersystem som omfatter en kilde for pustegass, gassforsyningslinjer, gassuttømmings linjer , en gasspumpe, ventilanordninger for forsyning av pustegass til en dykker efter behov og gassgjenvinningsanordninger hvor gasspumpen er hydraulisk drevet gasspumpe som virker slik at den hydrauliske kraft er balansert mot reaktive kraft fra gassen i gasspumpen ved et forutbestemt brukerak-septabelt gasstrykk i systemet slik at pumpen er aktivert efter behov ifølge dykkerens pus tevirksomhet. Thus, according to the invention, a "push-pull" return line diving system has been produced which comprises a source for breathing gas, gas supply lines, gas discharge lines, a gas pump, valve devices for supplying breathing gas to a diver as needed and gas recovery devices where the gas pump is a hydraulically driven gas pump that works so that the hydraulic power is balanced against reactive power from the gas in the gas pump at a predetermined user-acceptable gas pressure in the system so that the pump is activated as needed according to the diver's breathing activity.

Fortrinnsvis er den hydrauliske kraft overført ved hjelp av en hydraulisk motor som har et hydraulisk stempel av relativt liten størrelse via en aksel til et gasstempel av relativt stor størrelse for å oppnå store forflytninger av gass ved et pusteakseptabelt trykk, med relativt små bevegelser av det hydrauliske stempel og ved anvendelse av mindre kvanta av hydraulisk fluid ved et typisk hydraulisk trykk. Preferably, the hydraulic power is transmitted by means of a hydraulic motor which has a hydraulic piston of a relatively small size via a shaft to a gas piston of a relatively large size in order to achieve large displacements of gas at a pressure acceptable for breathing, with relatively small movements of the hydraulic piston and by using smaller quantities of hydraulic fluid at a typical hydraulic pressure.

Fortrinnsvis er den hydrauliske motor aktivert ved hjelp av et hydraulisk system drevet av en variabel frekvens elektrisk motor hvor utgangen varierer i samsvar med et signal fra sensoranordninger som er følsomme for forandringer i trykk i gassystemet. Preferably, the hydraulic motor is activated by means of a hydraulic system driven by a variable frequency electric motor where the output varies in accordance with a signal from sensor devices which are sensitive to changes in pressure in the gas system.

Fortrinnsvis er en separat pumpe anordnet for linje-ne både for gassforsyning ("skyv") og gassuttømming ("trekk"), hvor hver av de nevnte pumper er anordnet for å drives efter behov ifølge dykkerens pus tevirksomhet. Når dykkeren inhalerer gassen vil således forsyningspumpen beveges for å gjenvinne gass inhalert av dykkeren og opprettholde trykk i forsyningslinjen, og uttømmingspumpen vil stå stille (under ideelle forhold) og når dykkeren puster ut vil gassuttømmingspumpen beveges for å ventilere den uttømte gass og opprettholde sug i uttømmingslinjen, og forsyningspumpen vil i mellomtiden stanse opp og forbli i en uvirksom stilling under uttømmingssyklusen. Det er antatt at det er mulig i praksis at en pumpe ikke alltid vil stoppe helt opp mens den andre utfører dens nødvendige funksjon, men bevegelsen ville være nesten umerkelig med mindre alvorlige lekkasjer utvikler seg noen del av gass-systemet. Dette er i stor kontrast til eksisterende kompressorer som virker kontinuerlig i en konstant forsyningshast-ighet uansett dykkerens pus tevirksomhet. Preferably, a separate pump is arranged for the lines both for gas supply ("push") and gas discharge ("pull"), where each of the aforementioned pumps is arranged to be operated as needed according to the diver's breathing activity. Thus, when the diver inhales the gas, the supply pump will move to recover gas inhaled by the diver and maintain pressure in the supply line, and the exhaust pump will stand still (under ideal conditions) and when the diver exhales, the gas exhaust pump will move to vent the exhausted gas and maintain suction in the exhaust line , and the supply pump will meanwhile stop and remain in an inactive position during the discharge cycle. It is believed that it is possible in practice that one pump will not always stop completely while the other is performing its required function, but the movement would be almost imperceptible unless serious leaks develop in any part of the gas system. This is in stark contrast to existing compressors that operate continuously at a constant supply rate regardless of the diver's breathing activity.

Fortrinnsvis er gasspumpene plassert på yttersiden av et nedsenkbart fartøy og utsatt for virkningene av det omliggende vann for kjøleformål og uten noe beskyttende trykkhus, siden nevnte pumpe er konstruert av korrosjonsbestandige materialer. Preferably, the gas pumps are located on the outside of a submersible vessel and exposed to the effects of the surrounding water for cooling purposes and without any protective pressure housing, since said pump is constructed of corrosion-resistant materials.

Fortrinnsvis er også de nevnte gasspumper vekselvirkende og anordnet med ventilanordninger som tillater anvendelse som dobbeltvirkende pumper for å frembringe positive gassforflytninger ved begge slag av hver pumpe. Preferably, the aforementioned gas pumps are also reciprocating and equipped with valve devices that allow use as double-acting pumps to produce positive gas displacements at both strokes of each pump.

Det valgte hydrauliske fluid kan være olje som kan betjene hydraulikken ved et trykk av fra 150 til 200 bar og velge passende hydraulikk og gasstempelstørrelser for å betjene gassforsyningen fra 5 til 15 bar tilpasset dykkerens utstyr, dvs. avhengig av den spesielle behovsregu-lator som er anordnet for dykkerens pusteapparatur, kan det være ønskelig å tilføre gassen ved ca. 7 bar eller 12 bar. Det tilsvarende sug i uttømmingslinjen behøver bare å være området fra -1,5 til -2 bar. I tilfelle hvor dykkeren arbeider nedenfor dykkerklokken som pumpen er festet til vil faktisk uttømmingsgassene returnere uten behovet for en pumpe. Vil han imidlertid heve seg over klokkens nivå vil pumpen være nødvendig. The selected hydraulic fluid can be oil that can operate the hydraulics at a pressure of from 150 to 200 bar and select suitable hydraulics and gas piston sizes to operate the gas supply from 5 to 15 bar adapted to the diver's equipment, i.e. depending on the particular demand regulator that is arranged for the diver's breathing apparatus, it may be desirable to supply the gas at approx. 7 bar or 12 bar. The corresponding suction in the discharge line only needs to be in the range from -1.5 to -2 bar. In the case where the diver works below the diving bell to which the pump is attached, the exhaust gases will actually return without the need for a pump. However, if he wants to rise above the level of the bell, the pump will be necessary.

I en foretrukket alternativ anvendelse av oppfinnelsen er det hydrauliske fluid valgt som vann, hvor det hydrauliske trykk ligger i området fra 30 til 40 bar. Som tidligere er gassforsyningstrykket valgtfritt og avhengig av det respektive stempelstørrelsesforhold, men et foretrukket trykk er 7 bar. In a preferred alternative application of the invention, the hydraulic fluid is chosen as water, where the hydraulic pressure is in the range from 30 to 40 bar. As before, the gas supply pressure is optional and dependent on the respective piston size ratio, but a preferred pressure is 7 bar.

Det hydrauliske fluid er fortrinnsvis oppnådd ved tildeling en andel av det oppvarmede vann til pumpen, som har passert gjennom dykkerens tilførselsanordning for oppvarming av hans drakt. The hydraulic fluid is preferably obtained by assigning a proportion of the heated water to the pump, which has passed through the diver's supply device for heating his suit.

Mens den foregående diskusjon angår forsyning av en dykker med gass, har fremgangsmåten ved pumpen etter behov ifølge oppfinnelsen også andre anvendelser. While the foregoing discussion relates to supplying a diver with gas, the on-demand pump method of the invention has other applications as well.

Fremgangsmåten kan også anvendes for regenerering av gassblandinger ved hjelp av en permiabel membran for gassvelging. Gassblandingene kan være de som er nødvendige for forsyning av pusteatmosfære i et nedsenket kammer eller i et kompresjonskammer for anvendelse i mettede dykkeropera-sjoner. De nødvendige gassblandinger varierer med den fore-slåtte dykkerdybde, men for dyp som vanligvis er ansett som "dypvanns" dykking er gassblandinger basert på helium, vanligvis brukt. Blandingen kan være 92-98% helium med 2-4% oksygen hvor mindre andeler av nitrogen og andre gasser kan tolereres. I et sveisekammer for eksempel kan atmosfæren bli forgiftet av pus tevirksomheten fra flere dykkere pluss gassene som utvikles ved eller anvendes (f.eks. argon) ved sveising. Helium er gassen som må bli gjenvunnet fri fra forurensninger på grunn av dens kommersielle verdi, og nitrogen og karbonoksyder må bli utestengt på grunn av deres skadelig virkning på dykkere. Således er det ifølge en annen anvendelse av oppfinnelsen frembrakt en metode for regenerering av gassblanding for gjenbruk som omfatter levering av en gassblanding som skal regeneres til en gassregenereringsenhet som inneholder en gassvelgings permiabel membran ved hjelp av et system som omfatter en variabel forsynings hydraulisk drevet gasspumpe som er montert for å opprettholde et forutbestemt trykk differensialt over membranen ved å ballansere den hydrauliske kraft mot den reaktive kraft av gass i pumpen, slik at pumpen leverer gass efter behov. Denne metode kan anvendes fordelaktig ved regenerering av gassblandinger for nedsenkbare kammere eller kompresjonskammere anvendt for kommersiell eller eksperimentelle formål. Gassregenereringen kan utføres under vann ved kammeret eller den brukte gass kan bli oppsamlet eller regenerert på overflaten eller en landbasert regenerasjonsenhet. I tilfelle hvor en regenereringsenhet er anordnet f.eks. på dekket av et forsyningsfartøy, bør pumpen i denne oppfinnelse bli forsynt med kjøleranordning-er, fortrinnsvis en vannkappe. I tilfelle av regenerering ved et kammer på stedet, vil pumpen bli anordnet på yttersiden av et nedsenkbart kammer for å utsettes for virkningene av det omliggende vann for kjøleformål uten behovet for et beskyttende trykkhus. I sin videste forstand tilveie-bringer oppfinnelsen således en gasspumpe for variabel forsyning ifølge behov og som omfatter en gasspumpe, en hydraulisk motor for drivning av nevnte pumpe, en hydraulisk kraftforsyning, føleranordninger for måling av gasstrykk og automatiske kontrollanordninger for variering av den hydrauliske kraftforsyning i samsvar med et signal som er ført tilbake fra nevnte følerinnretning til nevnte kontrollanordninger . The method can also be used for the regeneration of gas mixtures using a permeable membrane for gas selection. The gas mixtures may be those necessary for the supply of breathing atmosphere in a submerged chamber or in a compression chamber for use in saturated diving operations. The required gas mixtures vary with the proposed diving depth, but for depths generally considered "deep water" diving, gas mixtures based on helium are usually used. The mixture can be 92-98% helium with 2-4% oxygen where smaller proportions of nitrogen and other gases can be tolerated. In a welding chamber, for example, the atmosphere can be poisoned by the breathing activity of several divers plus the gases that are developed or used (e.g. argon) during welding. Helium is the gas that must be recovered free of contaminants because of its commercial value, and nitrogen and carbon oxides must be banned because of their harmful effects on divers. Thus, according to another application of the invention, a method for regenerating a gas mixture for re-use has been produced which comprises the delivery of a gas mixture to be regenerated to a gas regeneration unit containing a gas selection permeable membrane by means of a system comprising a variable supply hydraulically driven gas pump which is mounted to maintain a predetermined pressure differential across the diaphragm by balancing the hydraulic force against the reactive force of gas in the pump, so that the pump delivers gas as needed. This method can be used advantageously when regenerating gas mixtures for submersible chambers or compression chambers used for commercial or experimental purposes. The gas regeneration can be carried out underwater at the chamber or the spent gas can be collected or regenerated on the surface or a land-based regeneration unit. In the case where a regeneration unit is arranged e.g. on the deck of a supply vessel, the pump in this invention should be provided with cooling devices, preferably a water jacket. In the case of regeneration by an in-situ chamber, the pump would be arranged on the outside of a submersible chamber to be exposed to the effects of the surrounding water for cooling purposes without the need for a protective pressure housing. In its broadest sense, the invention thus provides a gas pump for variable supply according to need and which comprises a gas pump, a hydraulic motor for driving said pump, a hydraulic power supply, sensor devices for measuring gas pressure and automatic control devices for varying the hydraulic power supply in accordance with a signal that is fed back from said sensor device to said control devices.

Fortrinnsvis er den hydrauliske kraftforsyning kontrollert ved hjelp av en variabel frekvens elektrisk motor. Preferably, the hydraulic power supply is controlled by means of a variable frequency electric motor.

Oppfinnelsen skal nå bli beskrevet ved hjelp av eksempel med referanse til medfølgende tegninger. Fig. 1 er en skjematisk fremstilling av en returlinje "skyv-trekk" system fra denne oppfinnelse, som viser i utsnitt, en behovspumpe fra oppfinnelsen hvor forsynings-og ut tømmings funksjonene blir utført ved hjelp av to gass-stempler koplet i tandem og drevet ved hjelp av en felles hydraulisk motor. Fig. 2 er et sidesnitt av en pumpe ifølge oppfinnelsen; og fig. 3 er et diagram av en annen returlinje "skyv-trekk" system fra oppfinnelsen. Et "skyv-trekk" returlinjedykkersystem, med referanse til figurene 2 og 3 er tilveiebrakt for dykkerekspedi-sjoner fra en dykkerklokke 31 og omfatter en behovspumpe 32 som er laget av korrosjonsbestandig materiale for forsyning av gass under forhøyet trykk gjennom en forsyningslinje 33 til en behovsreguleringsventil 34 og behovspumpe 35 som er laget av korrosjonsbestandig materiale for uttømming av gass under redusert trykk gjennom en uttømmingslinje 36 fra en reguleringsventil 37 for uttømmingsbehov. Gassen blir forsynt fra et overflateforsyningsfartøy gjennom en forsyningslinje til klokken 31 og derfra matet fra gassforsyningsregulatoranordningen 38 gjennom en varmeveksler 39 for å forvarme den innkommende uttømmingsgass før trans-port av nevnte uttømmingsgass til en vannutskiller 40 og en CC>2vasker 41. En avledningsventil 42 er anordnet i uttømmingslinjen for isolering av uttømmingspumpen 35 fra uttømmingslinjen 36 i tilfelle hvor dykkeren arbeider nedenfor klokken 31 og utsuging ikke er nødvendig å bli tilført linjen 36 for å hjelpe med ventilasjon av den uttømte gass. Nødf orsyninger av gass 43 kan bli matet inn i forsyningslinje 33 fra gassforsyningsregulatoranordningen 38. The invention will now be described by way of example with reference to accompanying drawings. Fig. 1 is a schematic representation of a return line "push-pull" system from this invention, which shows in section, a demand pump from the invention where the supply and emptying functions are carried out by means of two gas pistons connected in tandem and driven using a common hydraulic motor. Fig. 2 is a side section of a pump according to the invention; and fig. 3 is a diagram of another return line "push-pull" system of the invention. A "push-pull" return line diving system, with reference to Figures 2 and 3 is provided for diving expeditions from a diving bell 31 and comprises a demand pump 32 made of corrosion resistant material for supplying gas under elevated pressure through a supply line 33 to a demand control valve 34 and demand pump 35 which is made of corrosion-resistant material for exhausting gas under reduced pressure through an exhaust line 36 from a control valve 37 for exhaust demand. The gas is supplied from a surface supply vessel through a supply line to the 31 o'clock and thence fed from the gas supply regulator device 38 through a heat exchanger 39 to preheat the incoming exhaust gas before transport of said exhaust gas to a water separator 40 and a CC>2 scrubber 41. A diverter valve 42 is provided in the exhaust line to isolate the exhaust pump 35 from the exhaust line 36 in the event that the diver is working below 31 o'clock and suction is not required to be supplied to the line 36 to assist in ventilation of the exhausted gas. Emergency supplies of gas 43 can be fed into supply line 33 from the gas supply regulator device 38.

Pumpene 32 og 35 er hydraulisk drevne vekselvirkende pumper hvor den hydrauliske kraft er balansert mot den reaktive kraften fra gassen i hhv. forsynings- og uttøm-mingslinjene. Pumps 32 and 35 are hydraulically driven reciprocating pumps where the hydraulic power is balanced against the reactive power from the gas in the respective the supply and discharge lines.

Hver pumpe 32 og 35 omfatter et vekselvirkende gasstempel 44 i en sylinder 45 som er forsynt med lednings-røranordninger 46 og 47 for hhv. inntak og uttak, og en ikke-retur ventilanordning 48, 49, 50 og 51, hvorved pumpen virker som en dobbeltvirkende pumpe, og nevnte stempel 44 er koplet via en aksel 62 til en hydraulisk motor 63 som omfatter et vekselvirkende stempel 64 i en sylinder Each pump 32 and 35 comprises a reciprocating gas piston 44 in a cylinder 45 which is provided with conduit pipe devices 46 and 47 for respectively. intake and outlet, and a non-return valve arrangement 48, 49, 50 and 51, whereby the pump acts as a double-acting pump, and said piston 44 is connected via a shaft 62 to a hydraulic motor 63 which comprises a reciprocating piston 64 in a cylinder

65 som er forsynt med inntaks- og uttaksanordninger hhv. 66 og 67, og ventilanordninger 68 for vending av den hydrauliske strøm. Det hydrauliske system er drevet av en variabel frekvens elektrisk motor (ikke vist) som er kontrollert automatisk i samsvar med et signal som er mottatt fra en pressfølsom sensoranordning i gassystemet (ikke vist). Selvom bare et gasstempel er vist på aksel, er et identisk gasstempel anordnet på den andre enten av aksel for å oppnå optimum balanse i pumpen og å opprettholde vesentlig samme gasstrykk ved både fremover og bakover slag, men det er ikke nødvendig fordi kompensasjoner kan oppnås i det hydrauliske system i stedet. Et ledig område 59 skiller hydraulikken og gassystemene for å unngå kryssforgiftning i tilfelle av at en av forseglingene 60 eller 61 lekker. 65 which is provided with intake and outlet devices respectively. 66 and 67, and valve devices 68 for reversing the hydraulic flow. The hydraulic system is driven by a variable frequency electric motor (not shown) which is controlled automatically in accordance with a signal received from a pressure sensitive sensor device in the gas system (not shown). Although only one gas piston is shown on the shaft, an identical gas piston is provided on the other either shaft to achieve optimum balance in the pump and to maintain essentially the same gas pressure in both forward and reverse strokes, but this is not necessary because compensations can be obtained in the hydraulic system instead. A free area 59 separates the hydraulic and gas systems to avoid cross-contamination in the event that one of the seals 60 or 61 leaks.

Ved bruk er systemet montert for å kunne drives fra et hydraulisk oljetrykk på 200 bar (i denne anvendelse) og de respektive størrelser på det hydrauliske og gasstemplet er valgt for å gi et forsynings trykk til dykkeren på 12 bar og et uttømmingssug på -2 bar. In use, the system is fitted to operate from a hydraulic oil pressure of 200 bar (in this application) and the respective sizes of the hydraulic and gas pistons are selected to provide a supply pressure to the diver of 12 bar and an exhaust suction of -2 bar .

I denne anvendelse er således "skyv" forsyningen og "trekk" uttømmings funksjonene fullstendig uavhengig av hverandre, slik at pumpene drives meget bra efter behov. Ved å anvende separate drivanordninger. for forsynings-og uttømmingspumpene kan pumpene utføre sin funksjon i samsvar med lungene til dykkeren, hvor forsyningspumpe (32) beveges når dykkeren puster inn, og sugepumpe 35 når han puster ut, og begge opprettholder et effektivt konstant differensialtrykk bestemt av det hydrauliske forsynings trykk og de respektive forhold mellom gass og det hydrauliske s tempel. In this application, the "push" supply and "pull" discharge functions are thus completely independent of each other, so that the pumps are operated very well as needed. By using separate drive devices. for the supply and discharge pumps, the pumps can perform their function in accordance with the lungs of the diver, with supply pump (32) moving when the diver breathes in, and suction pump 35 when he breathes out, both maintaining an effective constant differential pressure determined by the hydraulic supply pressure and the respective ratios between gas and the hydraulic s temple.

Denne anvendelse har blitt beskrevet under henvis-ning til bruken av hydraulisk olje, men vann kan anvendes istedenfor og ved en passende justering av det nødvendige trykk. Det kan være spesielt fordelaktig å gjøre bruk av det oppvarmede vann som normalt blir pumpet ned fra overflaten for å skaffe varme til dykkerens drakt for å kompensere for tap av kroppsvarme. Siden forsyningen fra pumpene kan varieres og pumpe etter behov, behøves bare små kvanta med hydraulisk fluid. Dette gjør det unødvendig å ha separate elektriske ledninger og/eller hydrauliske slanger i tilførselen til klokken, og dette gjør hele systemet enklere og billigere. This application has been described with reference to the use of hydraulic oil, but water can be used instead and with a suitable adjustment of the required pressure. It can be particularly advantageous to make use of the heated water that is normally pumped down from the surface to provide heat to the diver's suit to compensate for body heat loss. Since the supply from the pumps can be varied and pump as needed, only small quantities of hydraulic fluid are needed. This makes it unnecessary to have separate electrical wires and/or hydraulic hoses in the supply to the clock, and this makes the whole system simpler and cheaper.

I en annen anvendelse av oppfinnelsen er forsynings- og uttømmingspumpene koplet i tandem og drevet fra en enkelt liten hydraulisk motor som i sin tur får sin kraftforsyning fra en variabel frekvens elektrisk motor (ikke vist). Arrangementet omfatter en hydraulisk motor som omfattes av en sylinder 4, stempel 5, og en stempelstang 6, hvor den nevnte sylinder 4 sammen med stemplet 5 bestemmer tomrommene A og B som kan ta i mot hydrauliske fluider som ved hjelp av en hydraulisk ventilanordning 9 kan virke vekselvis på flatene 7 og 8 av stemplet 5, dvs. at ventilanordning er slik at hver ende av stempelslaget, vil inn og ut på stemplet bli reversert, og stemplet vil bli drevet i motsatt retning. Til høyre i fig. 1 er det vist vekselvis gasspumpe-anordninger som omfatter to sylindre 14 og 24 og to stempler 15 og 25 som er koplet sammen ved hjelp av en felles skyve-stang 16 til stempelstangen 6 på den hydrauliske motor. Sylindrene 14 og 24 sammen med stemplene 15 og 25 bestemmer tomrommet E, F, G, H, for mottak av gass for kompresjon ved hjelp av de respektive flater 17, 18, 27, 28, i samsvar med bevegelsen av stemplene 15 og. 25 og i samsvar med ven-tilanordningen som omfatter ikke-returventilene 11, 12, 13, 19, 21, 22, 23 og 29, som kompremert gass passerer igjennom etter behov til en forsyningsakkumulator 20 som opprettholder pustegass ved et overtrykk (typisk ca. -10 bar) for forsyning til en dykker (ikke vist). I praksis har et vist seg at akkumulatoren 20 er unødvendig fordi gasspumpene virker så godt efter behovet at ingen reserve er nødvendig slik at komprimert gass normalt kan forsynes direkte til en dykker. In another application of the invention, the supply and discharge pumps are coupled in tandem and driven from a single small hydraulic motor which in turn receives its power supply from a variable frequency electric motor (not shown). The arrangement comprises a hydraulic motor which is comprised of a cylinder 4, piston 5, and a piston rod 6, where the said cylinder 4 together with the piston 5 determines the voids A and B which can receive hydraulic fluids which, by means of a hydraulic valve device 9, can act alternately on the surfaces 7 and 8 of the piston 5, i.e. that the valve arrangement is such that each end of the piston stroke, in and out of the piston, will be reversed, and the piston will be driven in the opposite direction. On the right in fig. 1 alternately shows gas pump devices comprising two cylinders 14 and 24 and two pistons 15 and 25 which are connected together by means of a common push rod 16 to the piston rod 6 of the hydraulic motor. The cylinders 14 and 24 together with the pistons 15 and 25 determine the void E, F, G, H, for receiving gas for compression by means of the respective surfaces 17, 18, 27, 28, in accordance with the movement of the pistons 15 and. 25 and in accordance with the valve arrangement comprising the non-return valves 11, 12, 13, 19, 21, 22, 23 and 29, through which compressed gas passes as needed to a supply accumulator 20 which maintains breathing gas at an overpressure (typically approx. -10 bar) for supply to a diver (not shown). In practice, it has been shown that the accumulator 20 is unnecessary because the gas pumps work so well according to need that no reserve is necessary so that compressed gas can normally be supplied directly to a diver.

Luft som pustes ut av dykkeren kan bli suget inn i en uttømmingsakkumulator 10, opprettholdt ved et redusert trykk (typisk ca. -2 bar) og derfra trukket av stemplene 15 og 25 inn i sylindrene 14 og 24 og returnert til det innvendige 2 av den nedsenkbare anordning. Nok en gang er akkumulatoren 10 valgfri. Air exhaled by the diver may be drawn into a depletion accumulator 10, maintained at a reduced pressure (typically about -2 bar) and from there drawn by the pistons 15 and 25 into the cylinders 14 and 24 and returned to the interior 2 of the submersible device. Once again, the accumulator 10 is optional.

Ved drift når den elektriske motor får det hydrauliske fluid til å drive stempel 5 på dens første slag mot gasspumpen (dvs. fluid flyter inn i A og ut av B) fjerner stempel 15 gass fra den reduserte trykkakkumulator 10 gjennom ventilen 12 inn i E, for således å opprettholde suget eller "trekk". Ved returslaget, vil denne anvendte gass bli skjøvet gjennom ventilen 11 inn i det nødvendige 2 av den nedsenkbare anordning. In operation when the electric motor causes the hydraulic fluid to drive piston 5 on its first stroke against the gas pump (ie fluid flows into A and out of B) piston 15 removes gas from the reduced pressure accumulator 10 through valve 12 into E, thus maintaining the suction or "draw". On the return stroke, this used gas will be pushed through the valve 11 into the necessary 2 of the submersible device.

Når stemplet 5 er på sitt første slag, vil gass inn i sylinderen ved F være under kompresjon og vil passere ut gjennom ventilen 19 inn i overtrykkakkumulatoren 20 og derved opprettholde forsynings trykk i denne på et til-strekkelig nivå for dykkerens behov. Ved returslaget vil frisk gass bli trukket inn i F gjennom ventilen 13 fra det nedsenkbare interiør 2, klar for kompresjon ved neste slag. When the piston 5 is on its first stroke, gas into the cylinder at F will be under compression and will pass out through the valve 19 into the overpressure accumulator 20 and thereby maintain supply pressure in this at a level sufficient for the diver's needs. On the return stroke, fresh gas will be drawn into F through the valve 13 from the submersible interior 2, ready for compression on the next stroke.

Siden stemplene 15 og 25 er forbundet i tandem men betjent forskjellig av ventilen, vil det samtidig ved første slag av stemplet 5 bli trukket gass inn i G gjennom ventilen 23 fra det innvendige 2 av den nedsenkbare anordning, og drevet fra G gjennom ventilen 29 inn i kompresjons-akkumulatoren 20 ved returslaget. Med stemplet drevet mot høyre i fig. 1 på tegningene på dets første slag vil gass i sylinderen 24 ved H bli ført ut gjennom ventilen 21 inn i det nedsenkbare interiør 2, og ved returslaget, trukket inn gjennom ventilen 22 fra akkumulatoren 10. Since the pistons 15 and 25 are connected in tandem but operated differently by the valve, at the same time, on the first stroke of the piston 5, gas will be drawn into G through the valve 23 from the interior 2 of the submersible device, and driven from G through the valve 29 into in the compression accumulator 20 during the return stroke. With the piston driven to the right in fig. 1 in the drawings on its first stroke, gas in the cylinder 24 at H will be led out through the valve 21 into the submersible interior 2, and on the return stroke, drawn in through the valve 22 from the accumulator 10.

Således er i virkeligheten G og E, og H og F like. Det. vil bli forstått at dykkeren puster fra D og puster inn i C hele tiden og at utstyret virker efter behov, dvs. det hydrauliske stempel 5 og gasstemplene 15 og 25 ikke beveger seg unntatt for å kompensere en reduksjon/økning i systemtrykket som skapes av dykkerens pustevirksomhet. Thus in reality G and E, and H and F are equal. The. it will be understood that the diver breathes from D and breathes into C all the time and that the equipment operates as required, i.e. the hydraulic piston 5 and the gas pistons 15 and 25 do not move except to compensate for a reduction/increase in the system pressure created by the diver's breathing activity.

Den totale forskjell som kreves for trykk og sug for å drive dykkerens pusteventiler er bare en liten brøkdel av et typisk hydraulisk trykk (200 bar mot 12 bar), slik at gasstemplet kan bli tilpasset i samsvar med dette. Ved å velge en størrelse hvor kreftene på gasstemplet motvirker kreftene på det hydrauliske stempel, når disse krefter tilsvarer gasstrykket bare litt høyere enn det som normalt forsynes til dykkeren, vil hjelpepumpen ved utgangen forbli vesentlig konstant med hensyn til total suging og forsyn-ingstrykk, men mengden som blir pumpet (og mengde av anvendt hydraulisk fluid) vil variere i nøye forhold til gassen som flyter til dykkeren. Uten flyt til dykkeren vil pumpen stanse. Også i tilfelle hvor vann skulle finne veien inn i pumpen vil den økte motstand forårsake at pumpen reagerer ganske enkelt ved å minske hastigheten inntil vannet blir skjøvet ut og vekk. Det finnes ingen tilgjengelig kraft for fysisk å skade pumpen fordi den er konstruert for å pumpe bare etter behov til et visst maksimums trykk hvoretter pumpehastigheten minsker. Dette er helt motsatt konvensjon-elle kompressorer. The total difference in pressure and suction required to operate the diver's breathing valves is only a small fraction of a typical hydraulic pressure (200 bar vs. 12 bar), so the gas piston can be adjusted accordingly. By choosing a size where the forces on the gas piston counteract the forces on the hydraulic piston, when these forces correspond to gas pressure only slightly higher than that normally supplied to the diver, the auxiliary pump at the output will remain substantially constant with respect to total suction and supply pressure, but the amount pumped (and amount of hydraulic fluid used) will vary in close proportion to the gas flowing to the diver. Without flow to the diver, the pump will stop. Also in the case where water should find its way into the pump, the increased resistance will cause the pump to react simply by reducing the speed until the water is pushed out and away. There is no power available to physically damage the pump because it is designed to pump only as needed to a certain maximum pressure after which the pumping speed decreases. This is the complete opposite of conventional compressors.

Den vanlige egenskap til et hydraulisk stempel er at kraften som utøves i en retning er større enn kraften utvist i den andre. Dette er fordi stempelstangen reduserer området hvor det hydrauliske fluid må skyve mot på den siden. The common characteristic of a hydraulic piston is that the force exerted in one direction is greater than the force exerted in the other. This is because the piston rod reduces the area where the hydraulic fluid has to push against on that side.

Den andre av våre gassylindre er tilpasset slik at ikke noe fluid ved den ene halvdel av syklusen er bort-kastet. Således er forholdet mellom stempelarealet 7 ved A til stempelarealet 18 ved F lik (mindre eller mere) enn forholdet til stemplets areal 8 ved B til stempelarealet ved G. Mangelen av en stempestang i 4 gjør bare en ubetydelig forskjell til dette, ettersom stempelstangsområdet i gasseksjonen utgjør en meget mindre andel av det hele enn i den hydrauliske- seksjon. Det vil bli lagt merke til at bare en pumpestørrelse arbeider av gangen; den andre har bare friksjon og lavtrykkstilbakeslagsventiler å overvinne. The second of our gas cylinders is adapted so that no fluid is wasted during one half of the cycle. Thus the ratio of the piston area 7 at A to the piston area 18 at F is equal (less or more) than the ratio of the piston area 8 at B to the piston area at G. The lack of a piston rod in 4 makes only a negligible difference to this, as the piston rod area in the gas section constitutes a much smaller proportion of the whole than in the hydraulic section. It will be noticed that only one pump size works at a time; the other has only friction and low-pressure check valves to overcome.

For å bestemme både suge- og forsynings trykk er sugeakkumulatoren 10 C forbundet til det undersjøiske inter-iør ved hjelp av en fjærbelastet sugeavlastningsventil. Hvis sugeforskjell overskrider dette, vil gass flyte gjennom og inn i akkumulator C for å øke trykket. Således bestemmer dette mengden av tilgjenglig sug ved C, og ettersom det totale sug og forsyningsgasstrykk er bestemt av det hydrauliske oljetrykk, bestemmer dette forsynings trykket også. Hvis dykkeren går meget dypere enn den nedsenkbare anordning, øker hans omgivelses trykk. Dette vil medføre økning av sugingen og minskning av forsynings trykket til utstyret hans. Minskning av fjærtrykket på 40 eller til og med fullstendig forbigåelse 40 vil forsøke å gjenopprette disse. Omvendt hvis dykkeren går over den nedsenkbare anordning, kan skikkelig flyt bli oppnådd ved å øke dette fjærtrykk. To determine both suction and supply pressure, the suction accumulator 10 C is connected to the underwater interior by means of a spring-loaded suction relief valve. If suction difference exceeds this, gas will flow through and into accumulator C to increase pressure. Thus this determines the amount of suction available at C, and since the total suction and supply gas pressure is determined by the hydraulic oil pressure, this also determines the supply pressure. If the diver goes much deeper than the submersible device, his ambient pressure increases. This will result in an increase in suction and a decrease in the supply pressure to his equipment. Reducing the spring pressure on the 40 or even completely bypassing the 40 will attempt to restore these. Conversely, if the diver walks over the submersible, proper buoyancy can be achieved by increasing this spring pressure.

Til slutt har plasseringen av de forskjellige og suge- og trykkområder blitt omhyggelig valgt slik at trykket E aldri blir meget høyt. (Det høyeste vil bli i forhold til omgivelses trykket i den nedsenkbare anordning, vil bare være den lille økning forårsaket av trykkfallet over forbindelsen, og tilbakeslagsventilen mellom E og det innvendige av den nedsenkbare anordning). Finally, the location of the various suction and pressure areas has been carefully chosen so that the pressure E never becomes very high. (The highest will be in relation to the ambient pressure in the submersible device, will only be the small increase caused by the pressure drop across the connection, and the non-return valve between E and the interior of the submersible device).

Således vil en gasslekkasje ved stempelforseglingene ved E bare forårsake et meget lite gasstap ved ubetydelig trykk. Området J og røret 30 er forbundet med gasshjelpe-pumpen på en slik måte at gass som lekker fra disse stempel-forseglinger må gå ut gjennom slangen 30. Slangen 30, er imidlertid ført nedover til et område under høyere hydrostatisk trykk, slik at en oppsamling av gass i J eventuelt vil stoppe på grunn av det økede baktrykk forårsaket av fyllingen av slangen 3, og således stoppe flyten gjennom forseglingene når drivkraften forsvinner. Thus, a gas leak at the piston seals at E will only cause a very small gas loss at negligible pressure. The area J and the pipe 30 are connected to the gas auxiliary pump in such a way that gas leaking from these piston seals must exit through the hose 30. The hose 30, however, is led downwards to an area under higher hydrostatic pressure, so that a collection of gas in J will possibly stop due to the increased back pressure caused by the filling of the hose 3, and thus stop the flow through the seals when the driving force disappears.

I en tredje anvendelse av oppfinnelsen er et gassregenereringssystem i et undervannssveisekammer for regenerering av den heliumbaserte atmosfære som det kan pustes i. Systemet omfatter et flertall gasspumper anordnet i serie for å øke gasstrykket fra omgivelsen i kammeret til 100 bar over omgivelsen i trinnene. Den komprimerte gass blir levert til en gassregenereringsenhet som omfatter en heliumpermiabelmembran hvor nevnte membran er ugjennom-trengelig for nitrogen og andre uønskede gasser slik som karbonoksyder, nitrogenoksyder og innertgasser anvendt i sveising slik som argon. Membranen kan ikke gjenvinne effektivt alt helium fra blandingen og derfor blir ca. 6% av gassblandingen av effektivitetshensyn og som ikke passerer membranen efter en forutbestemt tidslengde fjernet og oppsamlet for regenerering ved andre metoder. Det gjen-værende blir sirkulert til kammeret efter dekomprimering til omgivelses trykk. In a third application of the invention is a gas regeneration system in an underwater welding chamber for regeneration of the helium-based atmosphere in which it can be breathed. The system comprises a plurality of gas pumps arranged in series to increase the gas pressure from the environment in the chamber to 100 bar above the environment in the stages. The compressed gas is delivered to a gas regeneration unit comprising a helium permeable membrane where said membrane is impermeable to nitrogen and other unwanted gases such as carbon oxides, nitrogen oxides and internal gases used in welding such as argon. The membrane cannot efficiently recover all the helium from the mixture and therefore approx. 6% of the gas mixture for efficiency reasons and which does not pass the membrane after a predetermined length of time is removed and collected for regeneration by other methods. The remainder is circulated to the chamber after decompression to ambient pressure.

Gasspumpene er hydraulisk drevne vekselvirkende gasspumper som er i stand til varierende forsyning for å opprettholde et differensiert trykk på ca. 100 bar over membranen. Likesom i dykkerens forsyningsreturlinje, vil pumpene efter oppstartingen bare virke for å gjenopprette et lite fall i trykket som sparer energi. Sensoranordninger som virker på forandringer i trykk er anordnet for å akti-vere en variabel frekvens elektrisk motor som driver hydraulikken som i sin tur driver gasspumpene ved hjelp av en hydraulisk vekselvirkende motor. The gas pumps are hydraulically driven reciprocating gas pumps capable of varying supply to maintain a differentiated pressure of approx. 100 bar above the membrane. As in the diver's supply return line, after start-up the pumps will only work to restore a small drop in pressure which saves energy. Sensor devices that act on changes in pressure are arranged to activate a variable frequency electric motor which drives the hydraulics which in turn drives the gas pumps by means of a hydraulic reciprocating motor.

Gasspumpene er konstruert av korrosjonsbestandige materialer, f.eks. plast, keramikk og legeringer og kan derfor bli montert på utsiden av kammeret direkte nedsatt i omgivelsesvannet for å fjerne varme av gasskompresjon og unngå behovet for noen form for beskyttende trykkhus. The gas pumps are constructed of corrosion-resistant materials, e.g. plastics, ceramics and alloys and can therefore be mounted on the outside of the chamber directly immersed in the ambient water to remove heat of gas compression and avoid the need for any form of protective pressure housing.

Arrangementet kan omfatte et par pumper som virker sammen (parallelt) for å øke omgivelsesgasstrykket til et middels forhøyet trykk som så endelig blir forhøyet til omtrent 100 bar ved hjelp av en tredje pumpe som virker på den kombinerte utgangen av de førstnevnte pumper. 1. En dykkers gasskompressor nedsenket direkte i vannet for å bevirke spredning av varmen av kompresjonen og spare vekt og plass. 2. Systemet pumper etter "behov". Et lite fall i gasstrykket øker pumpehastigheten, en økning vil redusere den. 3. Dette "behov" prinsipp arbeider i hver retning, ettersom stempelstørrelsene er i forhold til de hydrauliske stempelkrefter for å bevare hydraulisk olje og således energi. 4. Behovsprinsippet betyr også at denne dykker-hjelpepumpe ikke vil bli ødelagt ved inntrenging av vann og vann "sammenklumping". 5. En sugeavlastning ved "trekk" siden bestemmer sugenivået og således forsyningstrykket også. 6. Anordninger for å variere innstillingen på av-lastningsventilfjæren for å spore dykkeren. Den totale trykkforskjell forblir den samme. Denne innstilling bestemmer hvor meget av den som vil bli suging og hvor meget vil bli trykk, og dette vil i sin tur redusere systemets energibehov. 7. All unnsluppet gass vil bli oppfanget og det økede trykk vil bli anvendt for å balansere å stoppe lek- The arrangement may comprise a pair of pumps acting together (parallel) to raise the ambient gas pressure to an intermediate elevated pressure which is then finally raised to about 100 bar by means of a third pump acting on the combined output of the first mentioned pumps. 1. A diver's gas compressor immersed directly in the water to cause the heat of compression to dissipate and save weight and space. 2. The system pumps according to "need". A small drop in gas pressure increases the pump speed, an increase will decrease it. 3. This "need" principle works in each direction, as the piston sizes are proportional to the hydraulic piston forces to conserve hydraulic oil and thus energy. 4. The necessity principle also means that this diver's auxiliary pump will not be destroyed by water ingress and water "clumping". 5. A suction relief on the "pull" side determines the suction level and thus the supply pressure as well. 6. Arrangements for varying the setting of the relief valve spring to track the diver. The total pressure difference remains the same. This setting determines how much of it will become suction and how much will become pressure, and this will in turn reduce the system's energy requirements. 7. All escaped gas will be captured and the increased pressure will be used to balance to stop the leak-

kasje gjennom den utvendige stempelforsegling.case through the external piston seal.

NB. Mens oppfinnelsen har blitt beskrevet med referanse til anvendelsen av variabel frekvens elektrisk motor, dvs. en elektrisk motor som har en variabel frekvensdrift, kan drift efter behov bli oppnådd på andre måter slik som ved anvendelsen av en DC motor som blir drevet av en avbryt-er eller ved hjelp av en trykkbetjent avledningsventil i selve det hydrauliske system. NB. While the invention has been described with reference to the use of a variable frequency electric motor, i.e. an electric motor which has a variable frequency drive, operation as required can be achieved in other ways such as by the use of a DC motor which is driven by an interrupter is or by means of a pressure-operated diversion valve in the hydraulic system itself.

Claims

1. Method for the supply of gas under elevated pressure to a user, device or or location in need of said gas, CHARACTERIZED BY the delivery of gas through a system comprising a gas source, gas pipelines or a gas pump, where said pump is a variable hydraulic driven gas pump that is arranged to be operated as needed in the system by balancing the power against the reactive power of gas in the gas pump at a predetermined system gas pressure.

2. Method according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the hydraulic power is obtained from a hydraulic system driven by a variable frequency electric motor, where the output varies in response to a signal from sensor devices which are sensitive to changes in pressure in the gas system.

3. Method according to claims 1-2, CHARACTERIZED IN THAT the user is a diver and said pump is constructed of corrosion-resistant materials to allow operation which includes direct immersion of the pump in water without the need for a protective housing around said pump, to form part of a "push-pull" return line diving system for supplying breathing gas to the diver.

4. Method according to claims 1-2, CHARACTERIZED IN THAT the device is a submersible device or diving bell, and that the pump is constructed of corrosion-resistant materials to allow said pump to be mounted on the outside of said submersible device or diving bell and which is exposed to the influence of ambient water for operation without the need for a protective housing around said pump.

5. Method according to claims 1-2, CHARACTERIZED IN THAT the location is a submersible welding chamber and at least one pump constructed of corrosion-resistant materials which is arranged side by side with said chamber in the ambient water without the need for a protective housing around said pump for supplying gas to said chamber .

6. Method according to any one of the preceding claims, CHARACTERIZED BY a plurality of said pumps arranged to stepwise increase the gas pressure to the final desired gas pressure.

7. Method according to any one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN THAT the hydraulic fluid used is water.

8. Method according to claim 7, CHARACTERIZED IN THAT the water used is seawater.

9. Method according to any one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN THAT the material used for the construction of the pump comprises plastic, ceramics or corrosion-resistant alloys.

10. Method according to claim 8, CHARACTERIZED IN THAT the pump comprises components which are formed of ceramic material.

11. Method according to claim 3, CHARACTERIZED IN THAT the hydraulic fluid used is a quantity of water normally supplied through the diver's supply lines for heating his suit.

12. Method according to claim 3, CHARACTERIZED IN THAT a separate pump is arranged for "push" (supply) and "pull" (exhaustion) parts of the return line system, where each said pump is mounted to be able to be operated as needed according to the diver's breathing activity.

13. Method according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the hydraulic power is obtained from a hydraulic system comprising a hydraulic motor for driving the gas pump, where said motor comprises a reciprocating piston of relatively small size and said gas pump comprises a reciprocating piston of relatively large size size to allow the use of typical hydraulic pressures while supplying gas to the user at a breathing pressure.

14. Method according to claim 13, CHARACTERIZED IN THAT the hydraulic fluid is oil and the hydraulic pressure is in the range from 150 to 200 bar and that the gas supply pressure is in the range from 5 to 15 bar while the gas discharge suction is in the range from -1.5 to -2 bar.

15. Method according to claim 14, CHARACTERIZED IN THAT the gas supply pressure is 12 bar.

16. Method according to claim 14, CHARACTERIZED IN THAT the gas supply pressure is 12 bar.

17. Method according to claim 13, CHARACTERIZED BY the hydraulic fluid being water and the hydraulic pressure being in the range between 30 and 40 bar.

18. Method according to claim 17, CHARACTERIZED IN THAT the gas supply pressure is 7 bar.

19. Method for regenerating a gas mixture for reuse, CHARACTERIZED IN THAT it comprises supplying a gas mixture in need of regeneration to a gas regeneration unit containing a gas selector permeable membrane by means of a system comprising a variable hydraulically driven gas pump which is fitted to maintain a predetermined pressure difference across the diaphragm by balancing the hydraulic force against the reactive force of the gas in the pump so that the pump supplies gas as required.

20. Method according to claim 19, CHARACTERIZED IN THAT the hydraulic fluid is oil and that the hydraulic pressure is 200 bar, and that the respective gas pressures for supply to the membrane and excess gas collection are 100 bar and 0.6 bar.

21. Method according to claim 19 or 20, CHARACTERIZED IN THAT the gas mixture is such that it provides a breathing atmosphere in a submersible chamber or a compression chamber.

22. Method according to claim 21, CHARACTERIZED IN THAT the gas mixture is based on helium.

23. A method according to claim 21, CHARACTERIZED IN THAT the pump is arranged on the outside of a submersible chamber exposed to the action of ambient water without the need for a protective housing, where said pump is made of corrosion-resistant materials.

24. Method according to any one of claims 19 to 23 where a majority of said pumps are arranged to increase the gas pressure in steps to what is finally desired.-

25. Method according to one of claims 19 to 24, wherein said pump is made of plastic, ceramics or corrosion-resistant alloys.

26. Gas pump for variable supply as needed, CHARACTERIZED BY a gas pump, a hydraulic motor for driving said pump, a hydraulic power supply, gas pressure sensitive sensor devices, and automatic control- devices for varying the hydraulic power supply in accordance with a signal that is fed back from said sensor device to said control device.

27. Gas pump according to claim 26, CHARACTERIZED IN THAT the hydraulic power supply is controlled by a variable frequency electric motor.

28. Gas pump according to claims 26-27, CHARACTERIZED IN THAT the material used to construct the pump is corrosion-resistant to withstand operation when immersed in water without the need for a protective housing.

29. Gas pump according to one of claims 26-28, where the gas pump is a reciprocating pump and the hydraulic power supply is transmitted by means of a hydraulic motor which has a hydraulic piston of relatively small size, through a shaft to a gas piston of relatively large size in said pump to achieve large displacements of gas with relatively small movements of the hydraulic piston, and where the gas pressure is substantially less than the hydraulic pressure.

30. Gas pump according to claim 24, CHARACTERIZED IN THAT the gas pump is a double-acting reciprocating pump.

31. Gas pump according to one of claims 26-30, where the hydraulic motor is separated from the gas pump by a chamber for catching any fluid leakage from the motor or any gas leakage from the pump, thereby preventing cross-poisoning of the hydraulics and the gas systems.

32. Gas pump according to claim 31, CHARACTERIZED IN THAT said chamber is provided with piping devices, which, in underwater use of the pump, extend below the compressor to an area of higher hydrostatic pressure to produce a method for limiting the amount of possible gas leakage from the gas pump into the chamber.

33. Gas pump according to any one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN THAT the hydraulic fluid used is water.

34. Gas pump according to claim 33, CHARACTERIZED IN THAT the water used is seawater.

35. Gas pump according to claim 34, CHARACTERIZED IN THAT the pump comprises components made of ceramics and/or corrosion-resistant alloys.

36. "Push-pull" return line diver system housing comprising a source of breathing gas, gas supply lines, exhaust lines, a gas pump, valve devices, to supply a diver with breathing gas as needed and gas recovery device wherein the gas pump is a hydraulically driven gas pump designed to be able is operated so that the power delivered by the hydraulic system is balanced against the reactive power of gas in the gas pump at a predetermined diver-acceptable gas pressure in the system, so that the pump is activated as needed according to the diver's breathing activity.

37. "Push-pull" return line diving system according to claim 36, CHARACTERIZED IN that the pump is made of corrosion-resistant components to withstand operation by direct immersion in water without the need for a protective housing.

38. "Push-pull" return line diver system according to claims 36-37 CHARACTERIZED IN that the gas pump is a reciprocating pump.

39. "Push-pull" return line diving system according to claim 38, CHARACTERIZED IN THAT the hydraulic power is transmitted by means of a hydraulic motor having a hydraulic piston of relatively small size through a shaft to a gas piston of relatively large size. size of said pump to achieve large displacements of gas at breathing pressure with relatively small movements of the hydraulic piston and by using smaller amounts of hydraulic fluid at a typical hydraulic system pressure.

40. "Push-pull" return line diving system according to claim 39, CHARACTERIZED IN THAT the hydraulic fluid is oil and the hydraulic pressure is in the range from 150 to 200 bar, and where the gas supply pressure is in the range from 5 to 15 bar, and the gas out discharge suction is in the range from -1.5 to -2 bar.

41. "Push-pull" return line diving system according to claim 40, CHARACTERIZED IN THAT the gas pressure is 7 bar.

42. "Push-pull" return line diving system according to claim 40, CHARACTERIZED IN THAT the gas pressure is 12 bar.

43. "Push-pull" return line diving system according to claim 39, CHARACTERIZED IN THAT the hydraulic fluid is water and that the hydraulic pressure is in the range from 30 to 40 bar and that the gas supply pressure is 7 bar.

44. "T-pull-k-pull" return line diving system according to claim 43, CHARACTERIZED IN THAT the water used is a quantity, the hot water is normally supplied through a supply line to the diver for heating his suit.

45. "Push-pull" return line diving system according to claim 43, CHARACTERIZED IN THAT the water used is sea water.

46. "Push-pull" return line diving system according to claim 36, CHARACTERIZED IN that the gas pump comprises a hydraulically driven motor and a reciprocating gas pump comprising first and second gas compression devices arranged in tandem, and connected by a gas line and a non-return valve arrangement arranged so that the reciprocating gas pump is a double-acting pump where each of the aforementioned first and second gas compression devices alternately performs supply and discharge functions and thereby maintains a substantially uniform positive pressure in the supply lines and a corresponding uniform negative pressure in the discharge lines in the system.

47. "Push-pull" return line diver system according to claim 46, CHARACTERIZED BY a chamber arranged between the hydraulically driven motor and the gas pump to provide a collection for any hydraulic fluid that may leak from the motor and any gas leakage from the pump.

48. "Push-pull" return line diver system according to claim 47, CHARACTERIZED IN THAT said chamber is provided with pipeline devices which in use extend below the pump to an area of higher hydrostatic pressure to provide a method of limiting the amount of possible gas leakage from the gas pump into the chamber.

49. "Push-pull" return line diver system according to claim 46, CHARACTERIZED IN that gas accumulators are arranged, one in the supply line and one in the discharge line.

50. "Push-pull" return line diver system according to claim 49, CHARACTERIZED IN that the gas compressor is mounted on the outside of a submersible vessel and a spring-loaded discharge suction relief valve is arranged into the submersible interior, the valve being connected to the discharge bag accumulator.

51. "Push-pull" return line diving system according to claim 36, CHARACTERIZED IN that at least two gas pumps are provided, one in the supply ("push") line and one in the discharge ("pull") line, each comprising a hydraulically driven motor and a reciprocating gas pump which is connected by means of piping devices.

52. The pipeline device comprises non-return valve devices arranged so that said reciprocating gas pump is a double-acting pump, and each of said pumps is constructed so that in use the hydraulic force is balanced against the reactive force of the gas in the pump at a predetermined gas pressure so that the pumps are each operated as needed to maintain a substantially uniform positive pressure in the supply line and a substantially uniform negative pressure in the discharge line consistent with the diver's breathing activity.

52. "Push-pull" return line diving system according to claim 51, CHARACTERIZED IN that the pumps are each constructed of corrosion-resistant materials to withstand operation after immersion in water without the need for a protective housing and are mounted on the outside of a submersible diving vessel.

53. "Push-pull" return line diver system according to claim 51, CHARACTERIZED IN that the supply gas is brought into indirect heat-exchange contact with the exhaust gas to preheat it before transferring the preheated exhaust gas through a water trap and a CC^ scrubber.

54. "Push-pull" return line diver system according to k t it one of the requirements 51 to 54 V hydraulic fluid used is a quantity of the hot water normally supplied to the diver through a supply line for heating his suit. return line diving system one of the requirements 51 to 54 Y hydraulic fluid used is seawater and that the pump includes components made of ceramics and/or corrosion-resistant alloys.