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SOUPAPE D'AMENEE D'OXYGENE, COMMANDEE AUTOMATIQUEMENT PAR LES POUMONS, POUR APPAREILS PROTECTEURS DE LA RESPIRATION', SANS
DOSAGE CONSTANT.
La présente invention a pour objet une soupape d'amenée d'oxygène, commandée automatiquement par les poumons, pour appareils protecteurs de la respiration, sans dosage constant.
On emploie de tels appareils pour respirer à de grandes altitudes, pour effectuer des inhalations ou pour respirer en circuit fermé, avec régénération de l'air expiré.
Il était d'usage jusqu'à présent de commander ou d'ouvrir la soupape d'amenée d'oxygène, commandée automatiquement par
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les poumons, au moyen de leviers mis en mouvement par les parois de la poche respiratoire ; ces leviers éta,ient disposés dans cette poche, ou bien ils étaient fixés à une de ses parois extérieures et ils étaient amenés à la position d'ouverture par l'affaissement des parois de la poche respiratoire.
Cette construction présente l'inconvénient d'exiger des leviers qui constituent des pièces délicates des appareils, et que ces soupapes commandées automatiquement par les poumons opposent une résistance relativement élevée à l'ouverture.
Conformément à l'invention, ces inconvénients sont écartés du fait que la soupaped'amenée d'oxygène n'est pas ouverte par des leviers, mais par l'énergie disponible à basse pression. En d'autres termes, en cas de besoin, une soupape auxiliaire s'ouvre et fait passer de l'oxygène à basse pression dans une chambre à membrane ; la membrane se bombe sous la pression de l'oxygène qui agit sur elle, et ouvre par suite la soupape d'amenée proprement dite de l'oxygène, qui est alimentée par de l'oxygène sous haute pression. Pour l'ouverture de la soupape auxiliaire à basse pression, une très faible force suffit, d'autant plus que l'alésage du siège de la soupape peut être petit. Il s'ensuit que cette soupape "décolle" facilement.
La soupape à haute pression ouverte par la basse pression comme force auxiliaire, a un siège d'un alésage plus grand, et est beaucoup plus difficile à ouvrir.
Mais la force nécessaire pour l'ouvrir n'incombe pas aux poumons de l'usager ; elle est engendrée par la basse pression.
La soupape à haute pression fournit au porteur de l'appareil, dans le temps le plus court (en une fraction de seconde), la
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quantité nécessaire d'oxygène que la soupape à basse pression ne peut pas fournir pendant le même intervalle de temps, par- ce que la vitesse du débit est trop faible.
L'oxygène provenant du raccord à haute pression arrive par des embranchements à la soupape à haute pression et à la soupape de réduction de pression. De cette dernière, un canal foré conduit à la soupape de commande qui est reliée à la pa- roi de la poche respiratoire, ou à une partie en forme de mem- brane de cette poche. La soupape de commande est d'abord main- tenue dans la position de fermeture par un ressort. Dès qu'il s'établit une dépression dans la poche respiratoire, c'est à dire aussitôt qu'un besoin d'oxygène se manifeste, la soupape de commande s'ouvre sous l'effet de l'affaissement de la pa- roi de cette poche.
L'oxygène à basse pression (à 3 atmosphè- res environ) passe alors librement à travers la soupape de commande et pénètre, par un canal de dérivation, dans une pe- tite chambre à membrane disposée au-dessus de la soupape d'a- menée de l'oxygène sous haute pression. La membrane est re- poussée et, par suite de ce mouvement, la soupape à haute pression d'ouvre malgré l'action d'un ressort de fermeture.
De l'oxygène s'écoule dans la poche respiratoire.
Dès que les besoins en oxygène sont couverts, la dépres- sion existant dans la poche respiratoire est équilibrée par l'oxygène qui continue à affluer. La dépression disparait et, avec elle, la force qui ouvrait la soupape de commande. Cette soupape se ferme donc sous l'action d'un ressort de fermeture.
De ce fait s'ouvre en même temps une soupape de purge d'air, par laquelle l'oxygène se trouvant dans la chambre à membrane de la soupape à haute pression s'écoule dans la poche respira- toire. Il s'ensuit que le ressort précité ferme la soupape à @
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haute pression. On revient ainsi à la position de départ.
Il y a avantage à pourvoir la soupape de commande de deux disques obturateurs qui se trouvent sous pression, le disque qui libère le canal de purge d'air s'ouvrant avant que le disque obturateur de la soupape à basse pression libère le siège correspondant. Il y a avantage à pourvoir de deux anneaux ou disques faisant office de butées, la tige de commande de la soupape de commande, tige qui, lorsqu'une dépression se manifeste, est mise en action malgré un ressort, par la paroi de la poche respiratoire ou par la, membrane communiquant librement avec le circuit de la respiration, ces anneaux ou ces disques ouvrant ou fermant l'un après l'autre les disques obturateurs de la soupape (sur lesquels presse un ressort) par une liaison mécanique des anneaux précités avec ces disques obturateurs, de façon qu'il n'y ait jamais qu'une soupape à la fois qui soit ouverte.
La nouvelle soupape d'amenée d'oxygène commandée automatiquement par les poumons permet de construire un appareil à commande automatique par les poumons, qui réagit très facilement et sans dosage constant.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, deux modes d'exécution de la nouvelle soupape de l'amenée d'oxygène, la figure 1 étant une coupe verticale d'un des modes d'exécution et la figure 2 celle d'un autre mode d'exécution de la soupape de commande.
L'oxygène sous haute pression est amené d'une part pa,r le canal 30 au réducteur de pression 31 et, d'autre part, à la soupape 3 d'amenée d' oxygène.
De la chambre à basse pression 1 du réducteur de pression, qui se trouve par exemple sous une pression de 3 atmos-
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phères, un canal 5 conduit au bouchon 6 (de préférence à an- gles et guidé librement) de la soupape de commande. Ce bou- chon est maintenu dans la position de fermeture par la tige
7 qui traverse l'ouverture 8 à cratère, qui est reliée direc- tement à la poche respiratoire 36 ou à une membrane, au moyen de la tige 37, et qui est maintenue par le ressort 9, dans la position de fermeture. Lorsqu'une dépression se manifeste dans la poche respiratoire, le pointeau, relié rigidement à la tige 37, recule à travers le cratère 8, et le ressort est aplati. Le bouchon 6 est appuyé sur le cratère 8 par le res- sort 10 et par la pression régnant dans l'ouverture du cra- tère.
De ce fait, le cratère 8 se ferme et le cratère 11 s'ou- vre. L'oxygène à basse pression s'écoule alors de la soupape de réduction de pression par le canal 5, par le cratère 11, et de là, par le canal 12, dans la chambre 33, au-dessous de la membrane 2 de la soupape d'amenée 3, qui est mise ainsi en action. ,Au besoin, on peut aussi mettre en action à la . main la soupape d'amenée au moyen d'un bouton-poussoir 4.
L'oxygène provenant de la soupape d'amenée 3 s'écoule de la chambre 32, par les canaux 34 et 14 et par le tube 39 (fixé dans le taraudage 35), à la poche respiratoire 36. Il en ré- sulte une surpression dans cette poche.
Dès qu'à la poche respiratoire a afflué une quantité suffisante d'oxygène pour annuler la dépression due à l'aspi- ration des poumons, la force qui tirait vers la droite le disque de la membrane 38 et, avec lui, la tige 37, disparait.
Le ressort 9 se détend alors et pousse le pointeau 7 vers la gauche, grâce à quoi le bouchon 6 se décolle du siège de sou- pape 8 et est appuyé sur le siège de soupape 11, malgré l'ac- tion du ressort 10. L'oxygène sous pression qui se trouve
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dans le canal 12 et dans la chambre 33, au-dessous de la, merl- brane 2, s'échappe alors par le cratère ouvert 8 dans la cham- bre 13, et de là dans le canal 14, qui le conduit plus loin, dans le tube 39 et dans la poche respiratoire 36. Après la détente de la, chambre 33, le ressort de fermeture se détend et appuie le bouchon 3 sur le siège de la. soupape à haute pression, ce qui interrompt le courant d'oxygène. L'état ini- tial est atteint ainsi de nouveau.
L'oxygène qui peut s'échapper par des fuites dans le gui- dage de la. tige 37 est recueilli par la membrane élastique 15, qui est rendue bien étanche par rapport à la pièce entourant la tige 37, et est conduit, par le canal oblique 16, dans le canal collecteur 14.
L'emploi d'un bouchon qui glisse dans une chambre sous l'effet d'un ressort ou d'une pression, et qui ferme un cra- . tère, tantôt par sa partie inférieure, tantôt par sa partie supérieure, présente un inconvénient. Au moment du changement de position, c'est à dire au moment où le bouchon libère le cratère supérieur et n'a pas encore fermé le cratère infé- rieur, les deux canaux sont ouverts. Le gaz à basse pression a, ne fût-ce que pour un court moment, accès à la poche res- piratoire. La, commande de soupape décrite ci-après et repré- sentée sur la figure 2, est destinée à, écarter cet inconvé- nient.
Dans le canal 17 se trouve un bouchon 18, qu'un ressort
19, reposant sur un disque 20 porté par la tige de soupape 21, presse sur le siège de soupape 22. La tige de soupape 21 est maintenue par un ressort 23 dans la position de pression.
Dans le canal 17, se trouve un second bouchon 24 qui est pres- sé contre la butée 26 par un autre ressort 25. Celui-ci prend
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appui contre la face inférieure du disque 20.
Lorsque la tige de soupape 21 se déplace dans le sens de la flèche par suite d'une dépression, le disque 20 se déplace dans le même sens et détend le ressort 19. Ce ressort 19 est soumis à une compression préalable suffisante pour maintenir le bouchon 18 sur le siège en forme de cratère. Par le déplacement de la tige de soupape dans le sens de la flèche, le bouchon de fermeture 24 atteint le cratère 27, et le ressort 25 le presse sur ce cratère..Après que la soupape 27 s'est fermée, le disque 20 vient en contact avec une butée 28 dans le bouchon 18 et soulève alors ce bouchon de dessus le cratère 22. L'oxygène à basse pression a maintenant libre passage, par le canal 5, vers le canal 12, qui conduit à la chambre à membrane 33 de la soupape d'amenée 3.
Le mouvement de retrait de la tige de la soupape a lieu en ordre inverse. Le cratère 22 se ferme d'abord, puis le cratère 27 s'ouvre. Après que celui-ci s'est ouvert, l'oxygène, qui se trouve encore dans la chambre de soupape (chambre à membrane) et dans le canal, s'échappe par les canaux 16 et 14 et le tube 39 vers la poche respiratoire 36. REVENDICATIONS.
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OXYGEN INLET VALVE, AUTOMATICALLY CONTROLLED BY THE LUNGS, FOR RESPIRATION PROTECTIVE DEVICES ', WITHOUT
CONSTANT DOSAGE.
The present invention relates to an oxygen supply valve, automatically controlled by the lungs, for respiratory protective devices, without constant dosage.
Such devices are used for breathing at great altitudes, for carrying out inhalations or for breathing in a closed circuit, with regeneration of the exhaled air.
Until now, it was customary to control or open the oxygen supply valve, automatically controlled by
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the lungs, by means of levers set in motion by the walls of the respiratory bag; these levers were arranged in this pocket, or they were fixed to one of its outer walls and they were brought to the open position by the collapse of the walls of the breathing pocket.
This construction has the drawback of requiring levers which constitute delicate parts of the apparatus, and that these valves controlled automatically by the lungs oppose a relatively high resistance to opening.
In accordance with the invention, these drawbacks are eliminated owing to the fact that the oxygen supply valve is not opened by levers, but by the energy available at low pressure. In other words, if necessary, an auxiliary valve opens and passes oxygen at low pressure into a membrane chamber; the membrane bulges out under the pressure of the oxygen which acts on it, and consequently opens the oxygen supply valve proper, which is supplied with oxygen under high pressure. For opening the auxiliary valve at low pressure, a very small force is sufficient, especially since the bore of the valve seat may be small. It follows that this valve "takes off" easily.
The high pressure valve opened by the low pressure as an auxiliary force, has a seat with a larger bore, and is much more difficult to open.
But the force required to open it does not lie with the user's lungs; it is generated by low pressure.
The high pressure valve provides the wearer of the device, in the shortest time (in a fraction of a second), the
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required amount of oxygen which the low pressure valve cannot supply for the same time interval because the flow rate is too low.
Oxygen from the high pressure connection arrives through branches to the high pressure valve and the pressure reducing valve. From the latter, a drilled channel leads to the control valve which is connected to the wall of the respiratory bag, or to a membrane-shaped part of this bag. The control valve is first held in the closed position by a spring. As soon as a vacuum is established in the breathing bag, that is to say as soon as a need for oxygen arises, the control valve opens under the effect of the collapse of the wall. from this pocket.
The oxygen at low pressure (at about 3 atmospheres) then passes freely through the control valve and enters, through a bypass channel, a small membrane chamber disposed above the relief valve. - conducted oxygen under high pressure. The diaphragm is pushed back and, as a result of this movement, the high pressure valve opens despite the action of a closing spring.
Oxygen flows into the breathing bag.
As soon as the oxygen requirements are met, the depression existing in the breathing bag is balanced by the oxygen which continues to flow. The vacuum disappears and with it the force that opened the control valve. This valve therefore closes under the action of a closing spring.
This simultaneously opens an air purge valve, through which the oxygen in the diaphragm chamber of the high pressure valve flows into the breathing bag. It follows that the aforementioned spring closes the valve at @
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high pressure. We thus return to the starting position.
It is advantageous to provide the control valve with two shutter disks which are under pressure, the disk which releases the air purge channel opening before the shutter disk of the low pressure valve releases the corresponding seat. It is advantageous to provide two rings or discs acting as stops, the control rod of the control valve, rod which, when a vacuum occurs, is put into action despite a spring, by the wall of the pocket breathing or by the membrane communicating freely with the breathing circuit, these rings or these discs opening or closing one after the other the obturator discs of the valve (on which a spring presses) by a mechanical connection of the aforementioned rings with these shut-off discs, so that only one valve is open at a time.
The new oxygen supply valve automatically controlled by the lungs makes it possible to build a device with automatic control by the lungs, which reacts very easily and without constant dosage.
The appended drawing shows, by way of example, two embodiments of the new valve for the oxygen supply, FIG. 1 being a vertical section of one of the embodiments and FIG. 2 that of another embodiment of the control valve.
The high pressure oxygen is supplied on the one hand by channel 30 to the pressure reducer 31 and, on the other hand, to the oxygen supply valve 3.
From the low pressure chamber 1 of the pressure reducer, which is for example under a pressure of 3 atm
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spheres, a channel 5 leads to the plug 6 (preferably angled and freely guided) of the control valve. This plug is held in the closed position by the rod
7 which passes through the crater opening 8, which is connected directly to the breathing bag 36 or to a membrane, by means of the rod 37, and which is held by the spring 9, in the closed position. When a depression appears in the breathing bag, the needle, rigidly connected to the rod 37, moves back through the crater 8, and the spring is flattened. The stopper 6 is pressed on the crater 8 by the spring 10 and by the pressure prevailing in the opening of the crater.
As a result, crater 8 closes and crater 11 opens. Low pressure oxygen then flows from the pressure reducing valve through channel 5, through crater 11, and from there, through channel 12, into chamber 33, below membrane 2 of the feed valve 3, which is thus put into action. , If necessary, you can also put into action at the. hand the supply valve by means of a push button 4.
The oxygen coming from the supply valve 3 flows from the chamber 32, through the channels 34 and 14 and through the tube 39 (fixed in the thread 35), to the breathing bag 36. The result is a overpressure in this pocket.
As soon as a sufficient quantity of oxygen has flowed into the respiratory bag to cancel the depression due to the aspiration of the lungs, the force which pulled the membrane disc 38 and, with it, the rod 37 to the right. , disappears.
The spring 9 then relaxes and pushes the needle 7 to the left, whereby the plug 6 comes off the valve seat 8 and is pressed on the valve seat 11, despite the action of the spring 10. The pressurized oxygen that is
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into the channel 12 and in the chamber 33, below the, merl- brane 2, then escapes through the open crater 8 into the chamber 13, and from there into the channel 14, which leads it further , in the tube 39 and in the breathing bag 36. After the relaxation of the chamber 33, the closing spring relaxes and presses the plug 3 on the seat of the. high pressure valve, which interrupts the flow of oxygen. The initial state is thus reached again.
The oxygen which can escape through leaks in the guide. rod 37 is collected by the elastic membrane 15, which is sealed with respect to the part surrounding the rod 37, and is conducted, by the oblique channel 16, in the collecting channel 14.
The use of a plug which slides in a chamber under the effect of a spring or pressure, and which closes a crack. ter, sometimes by its lower part, sometimes by its upper part, presents a drawback. When the position changes, ie when the plug releases the upper crater and has not yet closed the lower crater, both channels are open. Low pressure gas has, if only for a short time, access to the breathing bag. The valve drive described below and shown in Figure 2 is intended to overcome this drawback.
In channel 17 there is a plug 18, which a spring
19, resting on a disc 20 carried by the valve stem 21, presses on the valve seat 22. The valve stem 21 is held by a spring 23 in the pressure position.
In channel 17, there is a second plug 24 which is pressed against stop 26 by another spring 25. The latter takes
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resting against the underside of the disc 20.
When the valve stem 21 moves in the direction of the arrow as a result of a vacuum, the disc 20 moves in the same direction and relaxes the spring 19. This spring 19 is subjected to sufficient prior compression to hold the plug. 18 on the crater-shaped seat. By moving the valve stem in the direction of the arrow, the closure plug 24 reaches the crater 27, and the spring 25 presses it onto this crater. After the valve 27 has closed, the disc 20 comes on. in contact with a stop 28 in the plug 18 and then lifts this plug from above the crater 22. The low-pressure oxygen now has free passage, through channel 5, to channel 12, which leads to membrane chamber 33 supply valve 3.
The movement of the valve stem is withdrawn in reverse order. Crater 22 closes first, then crater 27 opens. After this has opened, oxygen, which is still in the valve chamber (membrane chamber) and in the channel, escapes through channels 16 and 14 and tube 39 to the breathing bag. 36. CLAIMS.
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