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PROCEDE ET APPAREIL DE COMMANDE DE LA SOUPAPE AUTOMATIQUE D'AMENEE D'OXYGENE SUPPLEMENTAIRE AUX APPAREILS PROTECTEURS
DE LA RESPIRATION.
La présente invention a pour objet un procédé et un appareil pour la mise en action-de la soupape, commandée automatiquement par les poumons, pour l'amenée d'oxygène supplémentaire aux appareils protecteurs de la respiration, en particulier aux appareils qui rendent le porteur indépendant de l'air extérieur. Ces appareils permettent au porteur de s'arrêter partout, même lorsque l'air extérieur renferme trop peu d'oxygène ou qu'il renferme des gaz toxiques ou nocifs. Ces appareils fonctionnent en régénérant l'air à respirer. A cet effet, ils
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renferment généralement ce qu'on appelle une cartouche d'al- ca.li, remplie d'alcalis caustiques, qui fixent l'acide carbonique de l'air extérieur ainsi que l'humidité.
L'air expiré et purifié pénètre ensuite dans une poche respiratoire où on l'enrichit de nouveau en oxygène. L'enrichissement a lieu généralement par un apport régulier d'oxygène, amené à raison de 1,5 litre par minute, par une tuyère d'admission qui en règle le débit. Outre ce dosage constant, on prévoit souvent encore une soupape d'addition d'oxygène, fonctionnant à la main; grâce à la pression engendrée par cette soupape, le porteur de l'appareil peut amener dans la poche respiratoire, et par conséquent dans le circuit de la respiration, une quantité d'oxygène supplémentaire, en plus de celle qui est amenée par la tuyère d'admission.
De plus, il y a dans ces appareils une soupape, commandée par les poumons, qui amène de l'oxygène supplé- mentaire. Cette soupape entre en action lorsque l'air de la poche respiratoire a été consommé entièrement ou en partie par la respiration. L'ouverture de la soupape a, lieu jusqu'à présent au moyen d'un levier commandé par la poche respiratoire, levier dont un bras appuie sur la soupape d'amenée d'oxygène et ouvre ainsi cette soupape. Ce levier peut être disposé dans la poche respiratoire même. Il peut aussi se trouver à l'extérieur de cette poche et y être relié par un système articulé.
Conformément à l'invention, on utilise maintenant, pour mettre en action la soupape à oxygène commandée automatiquement par les poumons, la pression ou la force vive du courant d'oxygène du dosage constant. De préférence, on met en oeuvre le procédé, en conduisant l'oxygène du dosage constant, lorsqu'il est nécessaire, c'est à dire, par exemple, lorsque la poche respiratoire a été vidée entièrement ou en partie, au
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moyen d'une membrane, d'un organe agissant par pression ou tout autre dispositif analogue, de manière que cet oxygène s'accumule, qu'il fasse se bomber la membrane ou qu'il comman- de l'organe agissant par pression, et qu'il ouvre ainsi la soupape de l'oxygène supplémentaire.
L'énergie statique ou cinétique contenue dans l'oxygène du dosage constant est utilisée par conséquent sous forme d'action "servo-motrice" pour l'ouverture ou la manoeuvre de la soupape de l'oxygène supplémentaire.
Pour la mise en oeuvre du nouveau procédé fonctionnant par "action servo-motrice", on peut employer un appareil dans lequel on a intercalé, dans le canal reliant la tuyère d'admission au circuit de l'air de respiration, une soupape de réglage qui, lorsqu'il est nécessaire, intercepte le trajet de l'oxygène, le conduit dans une chambre, de préférence de petites dimensions, ou l'accumule dans cette chambre, fermée par un organe agissant par pression, par une membrane ou par un organe agissant d'une façon analogue, organe ou membrane qui, de son coté, ouvre une soupape pour l'oxygène supplémentaire.
On peut ainsi conduire au préalable l'oxygène du dosage constant par la chambre à membrane de la soupape de l'oxygène supplémentaire, et accumuler cet oxygène en cet endroit par la fermeture de la soupape. Mais on peut aussi, même en évitant le passage par la chambre à membrane, éventuellement par l'adaptation d'un canal spécial, conduire cet oxygène direc- tement dans le circuit de la respiration, ne fermer la voie directe que seulement en cas de besoin et conduire l'oxygène dans la chambre à membrane. La soupapede réglage qui commande la voie du dosage constant peut être reliée, directement
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ou au moyend'un dispositif facile à détacher, à une paroi mobile de la poche respiratoire.
La soupape de réglage peut aussi être reliée, d'une façon amovible ou à demeure, à une membrane dont un coté communique librement avec la poche respiratoire. On adapte de préférence, à la chambre à membrane ou à un canal situé entre la tuyère d'admission et la soupape de réglage, une soupape de surpression (sur laquelle appuie éventuellement un ressort) qui s'ouvre à. une pression déterminée, par exemple à la pression de 0,5 atmosphère. Dans ce cas, la soupape de l'oxygène supplémentaire est évidemment réglée de telle façon qu'elle s'ouvre lorsque, dans la chambre à membrane, règne une pression de 0,4 à 0,5 atmosphère environ.
Il en résulte que le temps nécessaire pour l'ouverture de la soupape à oxygène supplémentaire estfortement réduit, parce que la quantité d'oxygène nécessaire pour remplir le. chambre à membrane et les canaux, est faible.
Dans le cas où le volume de la chambre à membrane avec les canaux correspondants est de 2 cm3 par exemple, pour élever de 0,5 atmosphère absolue la pression dans cet espace (1,5 atmosphère absolue est la pression d'ouverture de la soupape d'oxygène supplémentaire), il faut 2 x 0,5= 1 cm3 d'oxygène. Mais; comme le dosage constant fournit 1,5litre par minute, soit 25 cm3 par seconde, cette soupape s'ouvre pratiquement aussitôt après la mise en action de la soupape de réglage, ou plus exactement après 1/25 de seconde. Il ne se produit donc pas d'interruption ou pas d'interruption perceptible de l'amenée d'oxygène.
La pression d'ouverture proprement dite de la soupape de réglage serait très élevée, lorsqu'on met hors circuit la. soupape d'oxygène supplémentaire, si cette soupape de réglage se
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trouvait sous une pression de 3 atmosphères. Cette pression correspond à la passe pression du réducteur de pression. A 0,6 atmosphère, lorsque cette pression peut être réglée, par exemple par la soupape de surpression, il ne faut plus que 1/5 de la force sinon nécessaire pour l'ouverture. Le dosage constant n'est donc interrompu, ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, que pendant un temps très court. Après 1/20 de seconde environ, il entre en action.
Au lieu d'adapter une soupape de surpression, on peut aussi mettre en communication la chambre à membrane ou un canal se trouvant entre la tuyère d'admission et la soupapede réglage, avec une deuxième tuyère d'admission, de préférence d'un diamètre plus grand qui, à une pression déterminée dans la chambre à membrane, par exemple à 0,6 atmosphère, laisse passer la même quantité d'oxygène que celle de la tuyère d'admission pour le dosage constant. Cette deuxième tuyère d'admission agit de la même façon que si l'on avait adapté une soupape spéciale de surpression.
Il est vrai que l'intervalle de temps entre la fermeture de la soupape de réglage et l'ouverture de la soupaped'oxygène supplémentaire devient plus grand, parce qu'une partie du dosage fondamental s'écoule de la deuxième tuyère d'admission avant que la soupape d'oxygène supplémentaire entre en action. Du point de vue physiologique il n'y a aucun inconvénient pour la respiration à cette interruption (qui ne dure que 1/10 de seconde environ) de l'amenée de l'oxygène. Mais du point de vue technique, il est plus simple de construire une tuyère d'amenée exactement calibrée qu'une petite soupape de surpression qui s'ouvre à une pression déterminée.
Il y a avantage à exécuter cette deuxième tuyère d'admis-
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sion dans l'obturateur ou dans le siège de la soupape de réglage.
On réduit ainsi l'encombrement. En outre le distributeur d'oxygène devient plus léger. On peut construire ou disposer la soupape de réglage de façon qu'elle se ferme malgré l'action antagoniste d'un ressort. Il en résulte que la, fermeture de la soupape de réglage, et par conséquent la, fermeture de la soupape d'oxygène supplémentaire actionnée automatiquement par les poumons, deviennent plus difficiles, mais leur ouverture est facilitée. On obtient le résultat que la soupape de réglage s'ouvre automatiquement et que la soupape d'oxygène supplémentaire se ferme dès que la, dépression cesse dans la poche respiratoire. Celle-ci ne se remplit pas par secousses, car on n'introduit que la quantité réellement nécessaire d'oxygène.
On connait évidemment des soupapes à ressort, mais - comme on l'a dit plus haut - on réalise un effet absolument nouveau par l'emploi de ces soupapes dans le cas présent.
La vis qui ferme la chambre à membrane vers l'extérieur peut être pourvue d'un bouton-pressoir, à l'aide duquel la soupape de l'oxygène supplémentaire peut être mise en action par la main, lorsque le porteur a brusquement besoin de plus d'oxygène ou lorsqu'il se produit un dérangement de l'amenée ordinaire d'oxygène. Ce bouton auxiliaire fonctionne indépendamment du réducteur de pression et sert aussi à purger l'appareil à l'intérieur lorsqu'on commence à l' employer.
La disposition peut aussi être telle qu'on ferme, à la main, la, soupape de réglage, indépendamment des mouvements de la poche respiratoire, pa,r exemple au moyen d'un levier, grâce à quoi la soupape d'oxygène supplémentaire s'ouvre éga,-
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lement. Ce levier remplace alors le bouton-poussoir et agit comme celui-ci pour ouvrir la "soupape de sureté". L'adaptation d'un levier présente encoure l'avantage qu'on évite une membrane au-dessous du bouton-poussoir et, par suite, une source de danger (le manque d'étanchéité sur la voie du dosage cons- tant).
Il est évidemment indifférent pour le nouveau procédé et le nouveau dispositif, que la soupape de réduction de pression et la soupape de l'oxygène supplémentaire soient construites avec ou sans leviers. Cette dernière soupape peut être alimentée à haute pression ou éventuellement à basse pression.
Un avantage particulier de l'invention réside en ce que, pour ouvrir la soupape de l'oxygène supplémentaire qui est commandée automatiquement par les poumons, il n'est besoin d'aucun levier ni sur, ni dans la poche respiratoire. Malgré l'absence du levier, une très faible dépression suffit pour ouvrir la soupape de l'oxygène supplémentaire. Le dispositif à commande automatique par les poumons entre par conséquent facilement en action. Comme il n'y a pas de transmissions délicates par leviers, l'appareil entier est d'une construction très robuste. Il est d'ailleurs très sur, parce qu'aucune pièce délicate, telle qu'un levier de commande, ne peut être endommagée.
Le nouveau mode de commande automatique, par les poumons, de la soupape de l'oxygène supplémentaire peut aussi être employé par conséquent dans des appareils non capsulés, par exemple dans les appareils de protection individuelle. Enfin toute la contenance de la poche respiratoire est utilisable, parce qu'il n'y a pas d'espace mort entre le levier et le
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point d'appui.
Sur le dessin annexé, on a représenté à titre d'exemples quelques modes d'exécution du nouveau dispositif.
L'oxygène provenant de la bouteille à oxygène pénètre dans le distributeur d'oxygène en 18, comme on le voit sur le dessin (figure 1), et se rend par une soupape 1 de réduction de pression, à la tuyère d'admission du dosage constant, et de là, par le canal 16, à la chambre 12 ou bien se rend, par la membrane 3 et de là par la soupape de réglage 5, dans la poche respiratoire 7, ou bien encore directement au tube d'ins- piration. La soupape de réglage 5 est reliée, par la tige 6 de l'obturateur de soupape, à la poche respiratoire 7, rendue plus rigide par une plaque 8.
Du fait de la dépression qui se produit dans la poche respiratoire, par l'inspiration, la tige 6 et l'obturateur de soupape sont aspirés ensemble vers l'extérieur, et il s'en suit que la soupape de réglage 5 se ferme. Comme la force nécessaire pour la mise en action de la soupape est très faible, un ressort 15, s'opposant à la force qui tend à la fermeture, peut être intercalé pour augmenter ou pour régler la pression de fermeture. Lorsque la soupape de réglage 5 est fermée, l'écoulement de l'oxygène provenant de la tuyère d'admission 2 est intercepté. Dans le canal 16 qui est fermé, ou dans la chambre 12, la pression monté aussitôt jusqu'à ce qu'il y ait équilibre avec la soupape 1 de réduction de pression.
Par suite de la pression qui règne alors, la membrane 3 de la soupape 4 de l'oxygène supplémentaire est mise en action, de sorte que cette soupape s'ouvre.
Entre la soupape de réglage 5 et la. tuyère d'admission 2, on a encore disposé, dans le mode d'exécution représenté,
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une autre soupape 9 de surpression, qui s'ouvre à une pression déterminée et laisse pénétrer dans la poche respiratoire ou directement dans la canalisation de respiration, l'oxygène qui avance sans arrêt à partir du dosage constant. Du fait que la soupape 4 de l'oxygène supplémentaire s'ouvre, la po- che respiratoire se remplit, se gonfle alors, et ouvre ainsi de nouveai, à l'aide de la tige de soupape 6 qui y est reliée, la soupape de réglage. La pression dans la conduite fermée 12, 16,16a tombe aussitôt, de sorte que la soupape 4 de l'oxygè- ne supplémentaire cesse également en même temps de nouveau de fonctionner.
Dans le couvercle 10 de la chambre de pression 12, on a disposé, dans la forme d'exécution décrite, un bou- ton-ppussoir 13 qui est fixé dans une membrane élastique 19.
En mettant en action ce bouton-poussoir, la soupape4 de l'o-- xygène supplémentaire peut être ouverte, de sorte que cette soupape peut être utilisée également pour l'addition supplé- mentaire commandée manuellement.
La forme d'exécution suivant la figure 2 correspond dans ses parties essentielles à la construction qui vient d'être décrite. Elle s'en distingue par l'adaptation d'un levier 11, qu'on utilise pour mouvoir la tige 6 et, par suite, pour ou- vrir et fermer la soupape de réglage 5. Comme lors de la fer- meture de celle-ci, la soupape 4 de l'oxygène supplémentaire s'ouvre automatiquement., ainsi qu'il a été dit plus haut, le levier remplace le bouton-poussoir 13 qu'on trouve dans le mode d'exécution suivant la figure 1. De plus, dans ce mode d'exécution, la tige de la soupape 5 est reliée d'une façon aisément amovible à la plaque de renforcement 8 appliquée à la poche respiratoire 7.
Cette tige saisit, comme le montre la figure, une fourche 20 qui se trouve sur cette plaque 8 et
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maintient la tige, par le bouton 21.
Dans le mode d'exécution suivant la figure 3, une membra- ne 17 sert à faire fonctionner la. tige de soupape 6, un des cotés de la, membrane communiquant librement avec la. poche res- piratoire 7.
Dans tous les modes d'exécution, l'oxygène sort du dis- tributeur par le canal 14 pour rentrer dans la poche respira- toire ou dans la canalisation de circulation.
REVENDICATIONS.
----------------------------- 1.- Procédé pour la mise en action de la soupape, commandée automatiquement par les poumons, pour l'amenée d'oxygène sup- plémentaire aux appareils protecteurs de la respira,tion, ca- ractérisé en ce que, lorsqu'il est nécessaire, la soupape d'amenée d'oxygène supplémentaire est ouverte par la pression ou la force vive du dosage constant.