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BREVET D'INVENTION.
Il Perfectionnements apportés aux appareils pour fournir un débit de fluide variable en fonction de la pression ambiante, notamment aux inhalateurs d'oxygène ".
L'invention est relative aux appareils du genre de ceux destinés à débiter un fluide sous un débit variable au- tomatiquement en fonction des variations de la pression am- biante, laquelle agit sur des organes déformables tels que des capsules commandant elles-mêmes des organes distributeurs comportés par les canalisations dudit fluide ; etelle concer- ne plus spécialement (parce que c'est en leur cas que son ap- plication paraît devoir offrir le plus d'intérêt), mais non exclusivement, parmi ces appareils, les @ d'oxy- gène à monter sur des engins de navigation aérienne pour four- nir aux pilotes ou passagers un appoint d'oxygène variable avec l'altitude.
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Elle a pour but, surtout, de rendre ces appareils tels qu'ils répondent, mieux que jusqu'à présent, aux divers desiderata de la pratique, notamment qu'ils permettent de ré- alis er de façon plus précise la coubbe de variation de débit convenant à chaque application.
Elle consiste, principalement, pour obtenir la va- riation automatique du débit, à commander, l'organe distribu- teur ou régulateur de débit des appareils du genre en question, non pas directement par les capsules ou autres organes défor- mables en fonction de la pression ambiante, mais avec interpo- sition de moyens cinématiques (cames, leviers etc.) permettant de déplacer l'organe distributeur suivant une loi telle qu'el- le permette de réaliser exactement la loi de variation de dé- bit qui l'on s'est fixée.
Elle comprend, mise à part cette disposition princi- pale, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préfé- rence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, notamment, une deuxième disposition, consistant à prévoir, entre l'organe distributeur ou régulateur de débit et son système de commande automatique, une liaison unilatérale propre à permettre qu'on puisse agir manuellement sur ledt organe, no- tamment lorsque l'on désire à un moment quelconque obtenir un débit différent de celui qui serait imposé par ledit système de commande, et une troisième disposition, s'utilisant de préférence en combinaison avec la précédente, consistant à combiner aux appareils du genre en question des moyens de contrôle permet- tant,
notamment au sol lorsqu'il s'agit d'un appareil tel qu'un inhalateur d'oxygène pour engin de navigation aérienne, de vérifier si, pour la gamme de variation de la pression am- biante à considérer, ledit appareil est réellement en état de débiter le fluide suivant la loi prévue.
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d'application (celui pour lequel on Inappliqué aux inhalateurs d'oxygène pour engins de navigation aérienne), ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions ; et elle vise, plus particulièrement encore et ce à titre de produits industriels nouveaux, les appareils du genre en question comportant applica- tion de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les ensembles, fixes ou mobiles, comprenant de semblables appareils.
Et elle pourra, de toute fagon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du des- sin ci-annexé, lesquels complément et dessin ne sont, bien en- tendu, donnés surtout qu'à titre d'indication. la fig. 1, de ce dessin, montre un schéma d'un appa- reil inhalateur d'oxygène établi conformément à l'invention.
La fig. 2 montre, en vue de face, l'un des dispositifs de commande de cet appareil.
La fig. 3 est un graphique montrant la variation du débit en fonction de l'altitude.
Selon l'invention., et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant par exemple d'établir un appareil inhalateur d'oxygène pour engin de navigation aérienne, appareil devant pouvoir compenser les pertes au fur et à mesure que la pression diminue avec l'altitude, ce qui exige donc que l'appareil fournisse un débit variable en fonction de l'altitude suivant une loi prédéterminée, on s'y prend comme suit ou de fa- gon analogue.
On agence cet appareil, danson ensemble, d'une maniè- re appropriée usuelle, c'est-à-dire en lui faisant comprendre un ou plusieurs étages dedétente propres à permettre d'amener le fluide, provenant d'une bouteille d'oxygène 1 à haute pression (150 legs par exemple), à se présenter à une pression réduite (5 legs par exemple), devant un organe distributeur et régulateur de débit.
C'est ainsi que l'on pourra, comme représenté, pré-
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voir avant ledit organe un seul étage de détente constitué essentiellement par une capacité 2 dans laquelle le fluide, provenant de la bouteille 1 par une canalisation 3 sur laquel- le sont interposés un robinet de départ 4 et un manomètre 5, fait irruption par une soupape de détente 6 commandée par exemple par une membrane 7 soumise sur ses deux faces respec- tivement à la pression du premier étage et à la pression am- biante, ces deux pressions étant équilibrées par un ressort taré 8.
De ce détendeur muni avantageusement d'une soupape de sûreté @9, le fluide à 5 kg se rend à l'organe distribu- teur et régulateur de débit, constitué par une soupape 10 ou tout autre organe étrangleur, pour faire irruption dans un deuxième détendeur 11 dont il ressort par une canalisation 12 sur laquelle on peut adapter le masque respiratoire.
Dans les appareils de ce genre jusqu'à présent cons- truits, on agissait sur l'organe étrangleur, à l'aide d'un système de commande actionné par la pression ambiante, de fa- çon directe : il en résultait que l'on ne pouvait obtenir la loi de variation correcte du débit avec l'altitude, et que, notamment, le débit ne croissait pas suffisamment avec l'al- titude.
Au lieu donc d'agir de façon directe, on interpose, conformément à l'invention, entre ladite soupape ou autre 10 et son système de commande, des moyens cinématiques spéciaux c'est-à-dire agencés de manière telle que la susdite loi de variation soit rigoureusement réalisée.
A cet effet, et à supposer, par exemple, que le système de commande soit constitué par une groupe de capsules 13 extérieures au détendeur 11 et commandant la soupape à travers une membrane déformable 14, on peut disposer les sus- dits moyens cinématiques,
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lement reliés à la soupape 10 à travers la membrane 14 par un ou plusieurs leviers, soit partiellement à l'extérieur et partiellement à l'in- térieur du détendeur, soit exclusivement à l'intérieur de celui-ci;
et on peut les constituer par tous leviers, cames, combi- naisons de cames et de leviers etc., ces moyens étant de toute façon telle que, compte tenu des pertes de charge à prévoir dans le détendeur et sur la canalisation 12, la.levée de la soupape, c'est-à-dire sa section de passage et la perte de charge qu'elle entraîne, conduise à l'obtention du débit cor- rect pour chaque valeur de la pression extérieure, conditions qu'il sera évidemment aisé à l'homme de l'art de réaliser, par le calcul ou par des essais.
Un mode de réalisation particulièrement simple, et représenté sur le dessin, consisterait à communiquer le mou- vement des capsules 13, reliées à la membrane 14 par une tige 15, à des leviers 16, 17, dont l'un porte une came 18 en con- tact avec une tige 19 reliée à la soupape 10: en déterminant de façon convenable le profil de la came 18, on réalisera de façon rigoureuse la loi de variation cherchée.
On complétera avantageusement l'ensemble précédent par l'adjonction, sur la canalisation de départ 12, d'une part, d'un appareil de mesure de débit ou rhéomè- tre 20, d'un type connu, permettant au pilote de connaître à chaque instant la valeur du débit d'oxygène, ce rhéomètre étant gradué de préférence en altitude, de sorte qu'une compa- raison avec l'altimètre indique au pilote, en vol, si l'appa- reil fonctionne normalement, et, d'autre part, d'un organe étrangleur 21 comprenant au moins deux positions telles que l'une d'elles corresponde à un régime de débit normal, convenant au cas ou le pilote est au repos, tandiq que l'autre, donnant lieu à un étrangle-
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ment moindre ou nul, permet d'augmenter le régime de débit,
lorsque le pilote effectue un travail nécessitant une surali- mentation en oxygène.
En suite de quoi, on obtient donc un appareil dont les organes principaux peuvent être contenus dans un bottier A, et dont le fonctionnement ressort suffisamment de ce oui pré- cède pour qu'il soit inutile d'entrer dans de plus amples dé- tails à son sujet et qui présente, par raport à ceux déjà exis- tants, de nombreux avantages, notamment, celui d'être beaucoup plus précis, et, par suite, d'offrr au pilote toute sécurité et celui de permett e de réduire la consommation d'oxygè
L'examen du graphique de la fig. 3 montre en effet que l'appareil conforme à l'invention permet de consommer exac- tement la quantité d'oxygène nécessaire, tandis que les appareils existants conduisaient à des gaspillages.
Sur ce graphique, où les abcisses représentent les al- titudes et les ordonnées les débits, les deux droites B-B et C- C délimitent une région dans laquelle doivent être prises les valeurs correctes des débits.
L'appareil conforme à l'invention permettra, grâce à une conformation convenable, de sa carne 18 ou autre, d'obtenir une courbe des débits représentée en MPQ; cette courbe comporte une portion sensiblement droite MP s'élevant rapidement, à par- tir du point M correspondant à 3.500 m, par exemple -- c'est-à- dire à l'altitude à partir de laquelle l'appoint d'oxygène de- vient nécessaire -- jusqu'à un point P situé par exemple à 4. 000 m.
Cette portion MP correspond à une cro-ssance rapide du débit; puis, à partir du point P, situé dans la région délimi- tée par les droites B-B et C-C, la courbe prend l'allure d'une autre portion sensiblement droite PQ, dirigée suivant les droi- tes B-B et C-C. Cette droite PQ correspond à la variation cor-
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Il n'y a donc aucune perte d'oxygène, tandis que les appareils existants donnaient lieu à des courbes paraboliques
2 telles que C1 et C , lesquelles courbes, ou bien (courbe CI) passaient à proximité du point P, mais dépassaient ensuite les limites de la région B-B, C-C, ce qui conduisait à des débits inutilement exagérés,
2 ou bien (courbe C ) comportaient une branche assez longue dans ladite région,
mais s'éloignant considérablement du point P, de sorte que les débits étaient initialement trop faibles.
Et, ou bien on se contente de procéder comme il vient d'être dit, ou bien, et mieux, on a recours encore à certaines autres dispositions telles que les suivantes, susceptibles, le cas échéant, d'être utilisées isolément.
Selon l'une de ces dispositions, au lieu de lier le système de commande (capsule 13), à la soupape 10 ou autre, de façon positive, on prévoit une liaison unilatérale, de sorte que l'on puisse combiner, à ladite soupape, des moyens propres à per- mettre au pilote de la commander séparément, notamment lors- qu'il désire, pour une cause quelconque, obtenir un débit d'o- xygène supérieur au débit normal.
Lesdits moyens cons .siéront par exemple, entre au- tres modes de réalisation, en une came 22 actionnable par un bouton 23 et propre à agir sur un levier 24 lié à la tige 15, lequel levier 24 est lié de façon unilatérale aux capsules 13.
En outre, de préférence, on fera coagir la came 22 avec un organe indicateur 25 se déplaçant devant une gradua- tion en altitude 26 (fig. 2), cette graduation permettant donc aupilote de repérer les positions de la soupape qui doivent correspondre à une altitude déterminée, en régime normal.
Selon.une autre disposition, on prévoit des moyens tels qu'ils permettent, en vol, de vérifier si l'appareil est en bon état de fonctionnement, c'est-à-dire s'il est réellement capa- ble de fournir aux diverses altitudes les débits prévus.
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A cet effet par exemple, - on utilise tout d'abord des moyens, tels que la came 22, l'organe indicateur 25 et sa graduation 26, dont il vient d'être parlé, puis on utilise un dispositif compteur de débit dont les graduations tiennent compte de la correction à prévoir du fait que le contrôle s'effectue au sol, c'est-à-dire à la pression ambiante, et, de préférence, on fait simplement comporter dans ce but, au rhéomètre 20, une seconde graduation, bien qu'il soit également possible de faire comporter à l'inhalateur un rhé- omètre de contrôle que l'on puisse brancher sur la canalisa- tion 12, au moment du contrôle, en amont du rhéomètre 20, en obturant alors le passage vers ce dernier.
Cette seconde graduation sera de préférence indiquée en altitude, de sorte que, lors de la vérification de l'appa- reil, le bon fonctionnement résultera du fait que, lorsque l'aiguille 25 est sur une certaine altitude, l'aiguille du rhéomètre se trouve sur la même altitude de la graduation de contr8le.
Selon encore une autre disposition de l'invention, on combine l'appareil un système de by-pass 27 reliant direc- tement la canalisation 12, soit au détendeur 2, soit à la canalisation 4, by-pass sur lequel, bien entendu, on prévoit un système étrangleur 28 donnant un débit approximatif per- mettant au pilote d'être alimenté de toute façon, même au cas d'une avarie de l'appareil.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des mo- des de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécia- lement été envisagés ; en embrasse, au contraire, toutes