Brevet FR2002706A1 — publié le 19691031

La présente invention concerne un appareil respiratoire léger et compact utile en particulier pour le travail à l'intériour et à l'extérieur des caissons submersibles et appareils analogues. Dans un appareil respiratoire léger déjà connu, la soupare d'échappement est placée de façon telle qu'elle gêne les mouvements du plengeur par la pression exercée sur les poumons. Cet appareil provoque aussi des difficultés pour la commande des soupapes du conduit respiratoire, et en particulier n'apporte pas une sécurité complète contre la chute de la pression d'air. La présente invention a pour objet de résoudre ces problèmes ainsi que d'autres qui apparaîtront au cours de la description. Un appareil selon l'invention constitue un ense@ble porté sur la poitrine compremant un sac respiratoire avec une soupape d'échappement sur le coté de l'ensemble le plus voisin de la poitrine. Cet appareil convient partioulièrement pour être utilisé à la lois pour les plon@eurs se déplaçant et pour iés plongeurs restant au point de travail dans les es@aces limités des caissons et des cloches a plongeurs. Cet appareil est utile comme appareil à circuit semi-fermé, mais suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention il est particulièrement utile pour le travail de longue durée à grande profondeur en étamt adapté dans un système à circuit fermé à deux tuyaux flexibles. @es gaz d'échappement repassent dans la chambre pour la purification et la charge de gaz est limitée aux besoins réels du plongeur. L'invention a aussi pour objet une combinaison de deux soupapes basculantes e@ série dans le système à deux tuyaux flexibles. Suivant une autre caractéristique, l'invention comporte un dispositif de commande d'urgence simple pour l'alimentation en gaz. l'appareil à circuit semi-fermé peut aveir typi @@@ent une durée d'urgence de quatre minutes et une durée de 2,5 heures de la chaux sodée. Dans l'appereil sexi-fermé un débit de gaz prédéterminé, habituellement de l'extérieur du caisson ou cha@bre submersible alimante l'appareil et le gaz e@ excédent échappe à travers une soupape d'échappement. Le débit de gaz d'ali@entation est important afin que les besoins des plongeurs soient satisfaits dans toute la plage des conditions de fonctionnement. Dans l'ap pareil à deux tuyaux, les gaz d'échappement sont renvoyés dans la chambre des plongeurs pour la purification et la réalimenta tion er gaz est réglée aux besoins réels du plongeur à n'importe @uel moment donné. @es caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulilrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins an exés, sur lesquels : Fig. 1 est une vue en élévation et partiellement en coupe d'un appareil suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention, Fig. 2 représente la façon de porter l'appareil, Fig. 3 représente schématiquement la constitution et le @onction@e@e@t d'un appareil selon l'invention, et Fig. 4 représente schématiquement en coupe un dispositif @ leux soupapes basculantes. L'appareil portatif li destiné à être porté sur la poitrine est contenu dans une boîte rigide, par exemple comportant des fi@res de verre. te sac respiratoire unique 1 logé dans la par tie supérieure de la boîte comporte une soupape d'échappement 14 sur le côté arrière de l'appareil au voisinage immédiat d'une partie supérieure de la poitrine du plongeur. Le récipient de chaux sodée 16 est situé en dessous du sac respiratoire, et une @outeille de réserve ou de sécurité 18 de 400 litres sous 210 kg/cm2 est placée en dessons du réservoir de la chaux sodée. @uand la bouteille est ouverte, un détendeur classique laisse échapper le gaz sous une pression d'environ 4,2 kg/cm2 au-dessus de la pression ambiante a travers un orifice unique 2C (fig. 3) qui règle le débit maximal à 100 litres par minute. Des tuyaux respiratoires 22 font communiquer le masque respiratoire avec l'appareil, ces tuyaux contenant les soupapes inspiratoires et expiratoires. Un raccord 26 pour un conduit d'alimemtation en gaz permet d'alimenter le plengeur en gaz prédéterminé normal à partir d'une chambre de travail submersible, no@ représe@@ée. @'appareil est aussi prévu pour l'utilisation d'un condui@ de retour 28 (fig. 3) et pour un dispositif de connande pour @ermettre la conversion de l'appareil pour le fonctionnement avec deux tuyaux et eirculation du gaz vers et depuis la chambre de travail su@mersible. Pour le travail normal l'appareil est alimenté à travers un appareil régulateur de débit massique (non représenté) contenu dans la chambre et qui établit le débit massique prédéter miné voulu, qui est de 50 1/ion. Ce mélange traverse le tuyau respiratoire vers la soupape d'aspiration du masque du plongeur. Les gaz expirés traversent la soupape d'expiration et reviennent par le tuyau respiratoire dans le sac respiratoire à partir duquel les gaz en excédent échappent à l'extérieur. Le reste des gaz traverse la boite contenant la chaux sodée qui absorbe le C02, et le gaz est ensuite recyclé dans le circuit respiratoire (fig. 3). Pour augmenter l'alimentation en gaz pour le plongeur, la soupape de commande de la chambre comporte un by-pass. Cette soupape doit être commandée indépendamment du plongeur sur sa demande de gaz supplémentaire. La soupape d'échappement 14 est de préférence située à un maximum de quelques centimètres de l'échancrure sternale du plongeur et elle permet une résistance d'échappement plus constante que dans les appareils dans lesquels les soupapes d'échappement sont placées sur le dos, parce qu'elles fonctionnent à peu près à la même pression hydrostatique que les poumons du plongeur. Cela permet le maintien de l'ouverture différentielle de la soupape d'échappement à une pression bien plus basse et par suite une réduction de la résistance du circuit respiratoire. La soupape d'échappement est ainsi sur le dos de l'appareil et au milieu dans sa partie supérieure. Un autre avantage de la soupape d'échappement dans cette position est que les bulles sont visibles pour le plongeur qui est ainsi informé que ltécou- lement du mélange vers la surface a lieu correctement. Les bulles ne gênent pas la vision d'une façon particulièrement marquée pour les attitudes normales du plongeur. La position du sac respiratoire contre la partie supérieure de la poitrine permet une réduction de la longueur des tuyaux par comparaison aux longueurs necessaires dans le cas d'un appareil porté sur le dos, et cette réduction de la longueur réduit considérablement la résistance du circuit respiratoire. Cela est particulièrement appréciable pour les plongées aux grandes profondeurs. Le fonctionnement d'urgence ou de sécurité est obtenu par une seule action consistant à tourner le bouton 30 de la bouteille de sécurité, ce bouton se trouvant dans une position convenable par rapport à la poitrine. L'ouverture de ce robinet permet l'écoulement à travers le détendeur 32 et l'orifice 20 (fig. 3) d'un débit correspondant approximativement à 100 1/mon sous une atmosphère, ce qui alimente le plongeur de trois fois le débit normalement nécessaire, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'établir un by-pass supplémentaire pour augmenter la quantité de gaz pendant le fonctionnement de sécurité. Le dispositif régulateur de gaz de sécurité est extremement simple.La bouteille de réserve 18 communique avec un détendeur 32 et un orifice fixe pour fournir un débit supérieur aux besoins du plori geur pour toutes les conditions de travail. Ce débit est en supplément de l'alimentation normale, si cette alimentation normale persiste. En cas de mangue d'alimentation normale, une soupape de retenue empêche la perte de gaz par passage dans le sens inverse à travers le circuit d'alimentation normale. Dans les deux cas, unie alimentation en gaz au moins suffisante est obtenue en tournant simplement le robinet de la bouteille de réserve, et cette partie comporte un minimum d'organes. Le détendeur 32 est divisé par une membrane flexible 38 en deux compartiments. L'un des compartiments communique avec l'extérieur à travers des ouvertures 36. Une soupape 40 commande l'arrivée du gaz à partir de la bouteille 18 vers l'autre compartiment du détendeur qui communique avec le tuyau d'inspiration à travers l'orifice doseur 20. La tête de soupape 40 est reliée par une tige à la membrane 38 et un ressort 42 repousse la tette de soupape 40 vers la position d'ouverture. Si la pression à ltintérieur du détendeur dépasse une certaine valeur, la soupape 40 est fermée. Si la pression ambiante dépasse la pression à l'intérieur du détendeur, la soupape est ouverte pour augmenter le débit de gaz. Pour une utilisation pus.efficace de l'alimentation en gaz respiratoire et pour incorporer le système à gaz des plongeurs à la chambre de travail submersible, il est désirable de prévoir un fonctionnement à deux tuyaux respiratoires. Le mélange d'oxygène et dthélium est aussi fourni à l'appareil, mais au lieu que le gaz d inspiration passe à travers le récipient de chaux sodée, il repasse à travers le second tuyau flexible 28 vers la chambre de travail submersible dans laquelle le C02 est absorbé. Suivant ce mode de réalisation, il n'est pas nécessaire que l'appareil porté sur la poitrine contienne le récipient à chaux 16. En mesurant la pression partielle de l'oxygène, il est possible de déterminer le débit voulu d'oxygène d'alimentation pour maintenir le niveau convenable d'oxygène pour le plongeur tout en conservant le gaz.Avec le système à deux tayaux flexibles, un réglage du @ébit d'échappement est nécessaire pour éviter la rupture par l@ pression. @e système doit pouvoir @aintenir la pression du sac à la pression ambiante mal@ré les variations de la pression né@ative ou dépression dans le condui@ de retour ou les variations du débit à l'entrée, de la profon@eur @e plongée et @@ débit respiratoire. @e plus, l'appareil doit être s@r et être conçu pour rendre Anpossible tout dérangement à l'état ouvert qui permettrait, dans le sac respiratoire, une chute de la pression au voisinage de la pression d'inspiration, ni doit être inférieure à la pression ambiante pour maintenir un écoulement à travers la soupape de retour. Dans le cas d'un tel dérangement, il en résulterait à peu près certainement un accident mortel, même si la chute de pression dans la chambre est seulement de l'ordre d'un à deux dizièmes de kg/cm2. Suivant la fig. 3, ce contrôle peut être effectué en 34 en relation avec le sac respiratoire et le conduit de retour 28. La fig. 4 représente deux soupapes basculantes en série commandées par la pression ambiante agissant sur des membranes pour assurer cette commande. Le dérangement de l'une des deux soupapes ne provoque pas une situation dangereuse. La soupape basculante 3 commande la communication entre une chambre 7 et le conduit de retour 28. La chambre 7 est isolée de l'intérieur du sac respiratoire par la soupape basculante 5. La soupape basculante 3 est commandée par la membrame 9 nar l'intermédiaire d'une tige 13 et la soupape basculante 5 est commandée par la membrane 11 par une tige 15. La fig. Ai représente les soupapes fermées.Quand la pression ambiante est supérieure à la pression à l'intérieur du sac respiratoire, il n'en résulte aucune action sur les soupapes parce que les tiges 1'9 et 15 peuvent simplement coulisser v travers les ouvertures des tiges des soupapes SE1S les faire pivoter. ';ar contre, quand la pression à l'intérieur du sac respiratoire est supérieure à la pression anbiante, le fléchissement vers l'extérieur des membranes 9 et 11 fait basculer les soupapes pour les ouvrir. Sans la soupape 3, il est évident que si la soupape 5 est coincée à l'état ouvert, un risque d'accident mortel existe en raison de la pression d'inspiration dans le conduit de retour 28. @ar contre, la soupape 3 dans la chambre 7 permet la sécurité de fonctionnement quel que soit l'état le la soupape 5. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre. REVEICATIONS- 1. Appareil respiratoire destiné à être porté sur le poitrine, caractérisé par un sac respiratoire, des dispositifs d'entrée et d'échappement et une soupape d'échappement située dans l'appareil au voisinage de la poitrine de l'utilisateur. 2. Appareil respiratoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil est un appareil autonome, le sac respiratoire étant monté dans un récipient rigide porté sur la poitrine par l'utilisateur. 3. Appareil respiratoire selon la revendication 2, caractérisé par un absorbeur de C02 et un dispositif de réglage d'une alimentation en gaz de réserve en cas d'urgence à l'intérieur du récipient rigide. 4. Appareil respiratoire selon la revendication 3, caractérisé par un dispositif d'alimentation en gaz d'urgence, comportant un dispositif décompresseur communiquant avec le milieu ambiant et avec une source de gaz et comportant une soupape fonctionnant d'après la différence entre la pression ambiante et la pression intérieure pour commander le passage du gaz à travers un orifice d'une dimension déterminée. 5. Appareil respiratoire selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le circuit respiratoire comporte deux soupapes en série pour commander l'écoulement à partir du sac, chaque soupape étant couplée à une membrane et les deux BOU papes étant montées pour assurer le fonctionnement si l'une des soupapes est coincée à l'état ouvert. 6. Appareil respiratoire selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fonctionnement en circuit semi-ouvert. 7. Appareil respiratoire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fonctionnement en circuit fermé.