Brevet FR2361126A1 — publié le 19780310

La présente invention concerne un dispositif d'alimentation en gaz respirable pour appareil respiratoire, du type comportant un détendeur ayant une chambre délimitée par une paroi souple et déformable soumise à la pression du milieu ambiant dans lequel évolue l'utilisateur dudit appareil et communiquant, d'une part, avec un embout buccal ou un masque et d'autre part avec un conduit d'alimentation en gaz respirable par l'intermédiaire d'un organe d'admission logé dans ladite chambre et actionné par les déformations de ladite paroi. Les appareils respiratoires concernés sont essentiellement des appareils de plongée sous-marine ainsi que des appareils pour la respiration en milieu toux que ou raréfié. Le gaz respirable, généralement stocké sous pression dans un récipient, par exemple une bouteille fixée sur le dos de l'utilisateur, peut être constitué par exemple par de l'air ou par un mélange héîium-oxygéne ou hydrogéne-oxygene. Dans les détendeurs du type précité, la paroi souple est constituée par une membrane unique qui se déforme sous l'effet des variations de pression dans la chambre, dues aux mouvements respiratoires de l'utilisateur. L'ouverture et la fermeture de l'organe d'admission du gaz respirable est assurée par un levier articulé, à l'une de ses extrémités, sur ledit organe et en contact, à son autre extrémité, avec la membrane, ce levier permettant d'écarter de son siège un clapet soumis à l'action d'un ressort de rappel. Le fait que l'admission du gaz respirable soit commandée directement dans ces détendeurs connus, par les mouvements respiratoires de l'utilisateur, présente certains inconvénients. Dans le cas d'appareils de plongée sousmarine, l'augmentation de la densité des gaz due à l'augmentation de la pression qui est fonction de la profondeur, entraîne une géne respiratoire très désagréable pour l'utilisateur. Par ailleurs, en cas de défaillance passagère du plongeur, le détendeur n'étant plus commande par les mouvements respiratoires normaux, ne fonctionne plus, ce qui risque d'entraîner des accidents trés graves pour le plongeur. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients, c'est-à-dire de permettre une respiration facile et confortable, même en plongée profonde, et d'assurer la sécurité du plongeur en lui assurant une alimentation en gaz respirable même au cas od il serait victime d'une défaillance passagère. Ce but est atteint avec le dispositif selon l'invention par le fait que la paroi - souple précitée comporte deux membranes séparées par un espace interstitiel et par le fait que des moyens d'alimentation sont prévus pour introduire, dans ledit espace interstitiel, à des intervalles de temps réguliers et avec une fréquence et un débit réglables, une certaine quantité de fluide, les déformations résultantes de la double membrane actionnant l'organe d'admission précité. Le fait de prévoir une double membrane ainsi que des moyens d'alimentation réglables qui injectent périodiquement un fluide à l'intérieur de cette double membrane, rend automatique la commande de l'admission du gaz respirable dans le détendeur. Cette alimentation automatique permet de compenser la gène respiratoire en plongée profonde et permet d'assister artificiellement, en cas de défaillance accidentelle, la respiration de l'utilisateur, ce qui constitue un facteur de sécurité appréciable. Selon une autre caractéristique de l'invention, la double membrane précitée comporte des moyens d'admission de fluide réglables communiquant avec l'espace interstitiel et des moyens d'évacuation faisant communiquer ledit espace interstitiel avec l'extérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'admission précités comportent un tube capillaire calibré relié au conduit d'alimentation en gaz respirable par l'intermédiaire d'une canalisation de dérivation et un pointeau de réglage de débit. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'évacuation précités sont constitués par un orifice calibré prévu dans une des membranes faisant communiquer l'espace interstitiel avec la chambre précitée. De tels moyens d'admission et d'évacuation calibrés permettent d'obtenir des temps de gonflement et de dégonflement de la double membrane qui peuvent être déterminés à volonté. Toujours selon l'invention, les moyens d'alimentation précités comportent un organe dtobturation monté sur ladite canalisation et relié à un organe de commande à action temporisée. D'autres caractéristiques et avantages apparattront au cours de la description qui va suivre. Le dessin annexé montre, à titre d'exemple non limitatif et de façon schématique, un dispositif selon l'invention. Le dispositif représenté sur le dessin, prévu plus spécifiquement pour la plongée sous-marine, comporte essentiellement un détendeur 1 formé d'un bottier 2 de forme générale cylindrique et d'un capot 3 prévu pour venir s' em- boiter sur le rebord ouvert du boitier et y être fixé en emprisonnant et maintenant le bord périphérique d'une double membrane désignée d'une façon générale par la référence 4. La double membrane 4 sépare ainsi l'intérieur du détendeur 1 en deux chambres distinctes 5 et 6 délimitées par ailleurs par le bottier 2 et le capot 3 respectivement. Le moyen de fixation du capot sur le boiter est constitué par un collier 7. A l'intérieur de la chambre 5 est logé un organe d'admission de gaz respirable constitué par une vanne désignée d'une façon générale par la référence 8. La vanne 8 est reliée à une source d'air ou de mélange H2-02 ou He-02 sous pression, constituée par une bouteille de plongée 9. Le gaz stocké dans la bouteille 9 est délivré, par un réducteur de pression 10, à la vanne d'admission 8, sous une pression de l'ordre de huit bars, par l'intermédiaire d'un conduit 11. Le conduit 71 communique avec un canal interne 12 de la vanne 8. Un clapet d'obturation 15 fixé à une tige 16 est prévu pour venir s 'appliquer contre l'extrémité 12a du canal 12 sous l'action du ressort de rappel 17. La tige 12 est commandée en translation, contre l'action du ressort 17, par un levier 18 articulé en 19 sur le corps de la vanne 8.Le levier 18 est en contact, par son extrémité libre 18a, avec une plaquette rigide 20 montee ssr la double membrane 4 et est actionnée par cette dernière comme il sera expliqué plus loin. La chambre 5 communique d'une part avec un embout buccal ou embouchure 22 et d'autre part avec un conduit d'expiration obturable 23 qui débouche à l'extérieur. La chambre 6 communique également avec l'extérieur, c'est- & dire avec le milieu ambiant dans lequel évolue le plongeur, par des orifices 25, prévus dans le capot 3. Le capot 3 est muni d'un renfcncement 26 dans lequel~est logé un bouton à action manuelle 27, soumis à l'action d'un ressort de rappel 28, ce bouton 27 permettant au plongeur de repousser manuellement vers le bas la double membrane et par conséquent d'ouvrir la vanne d'admission 8 par l'intermédiaire du levier 18. La double membrane 4 est formée d'une membrane supérieure 40 qui, avec le capot 3, délimite la chambre 6 et d'une membrane inférieure 41 qui, avec le boîtier 2, délimite la chambre 5, les deux membranes 40-41 étant séparées par un espace interstitiel 42. Un orifice calibré 44 de la membrane 41 fait communiquer l'interstice 42 avec la chambre 5. Un tube capillaire 43 et une canalisation de dérivation 31 permettent de mettre le conduit 11 en communication avec l'interstice 42 et par conséquent d'alimenter ce dernier en gaz respirable. Cette alimentation est assurée par des moyens désignés d'une façon générale par 30. Ces moyens comportent un organe d'obturation constitué par une électrovanne 32 montée sur la canalisation 31 et commandée par un organe à action temporisée constitué par une horloge électronique à fréquence réglable 33. L'horloge 33 est reliée à une source d'énergie électrique 34, par exemple un accumulateur, par l'intermédiaire de conducteurs 35. Sa fréquence peut être réglée au moyen d'une commande potentiométrique 36. Sur la canalisation de dérivation 31 est monté également un pointeau 37 réglable manuellement qui communique avec le tube capillaire 43. Le fonctionnement du dispositif est le suivant L'horloge 33 délivre, à des intervalles réguliers, réglés en fonction du rythme inspiratoire du plongeur au moyen de la commande 36, un courant d'intensité convenable à l'électro-vaene 32 de façon que cette dernière permette à un très faible débit de gaz respirable de pénétrer dans l'interstice 42 par l'intermédiaire du tube capillaire 43. La pression du gaz ainsi introduit dans l'interstice est fonction de l'orifice 44 et du réglage du pointeau 37. Dès que le gaz pénètre dans l'interstice 42, la double membrane se gonfle et abaisse le levier 13, lequel écarte le clapet 15 du canal 12, de sorte que le gaz respirable pénètre dans la chambre à basse pression 5, d'oit il peut pénétrer dans l'embouchure 22. Dans les intervalles de temps au cours desquels l'horloge 33 ne fournit aucun courant à l'électro-vanne 32, l'alimentation de l'interstice 42 est interrompue, le gaz qu'il contient passe dans la chambre 5 par l'orifice 44 de sorte que la double membrane se dégonfle, le levier 18 remonte et le clapet 15 vient obturer le canal 12, interrompant ainsi l'alimentation de la chambre 5 en gaz respirable. Bien entendu, des moyens classiques, non représentés, permettent l'obturation du conduit d'expiration 23 pendant la phase d'inspiration, c'est-à-dire pendant l'alimentation en gaz respirable de la chambre 5 et l'ou- verture dudit conduit d'expiration pendant la fermeture de la vanne 8. il convient de remarquer que le dispositif selon l'invention, du fait qu'il permet de supprimer l'effort d'inspiration, peut store placé au dessus du niveau des poumons sans qu'il en résulte de gène pour le plongeur. Le bouton poussoir 27 permet au plongeur d'agir à volonté sur le dispositif indépendamment de la commande automatique. Le dispositif selon l'invention peut être associé à un détendeur pilote, c'est-à-dire un détendeur dans lequel l'admission d'air est pilotée par effet pneumatique au lieu d'être commandée directement. REVENDICATIONS 1. - Dispositif d'alimentation en gaz respirable pour appareil respiratoire, du type comportant un détendeur ayant une chambre délimitée par une paroi souple et déformable soumise à la pression du milieu ambiant dans lequel évolue l'utilisateur dudit appareil et communiquant d'une part avec un embout buccal ou un masque et d'autre part avec un conduit d'alimentation en gaz respirable par l'intermédiaire d'un organe d'admission logé dans ladite chambre et actionné par les déformations de ladite paroi, caractérisé en ce que la paroi souple précitée comporte deux membranes séparées par un espace intersti tiel et en ce que des moyens d'alimentation sont prévus pour introduire, dans ledit espace interstitiel, à des intervalles de temps réguliers et avec une fréquence et un débit réglables, une certaine quantité de fluide, les déformations résultantes de la double membrane actionnant l'organe d'admission précité. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la double membrane précitée comporte des moyens d'admission de fluide réglables communiquant avec l'espace interstitiel et des moyens d'évacuation, faisant communiquerledit espace interstitiel avec l'extérieur. 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'admission comportant un tube capillaire relié au conduit d'alimentation en gaz respirable par l'intermédiaire d'une canalisation de dérivation, et un pointeau de réglage de débit. 4. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'évacuation sont constitués par un orifice calibré prévu dans l'une des membranes et faisant communiquer l'espace interstitiel avec la chambre précitée. 5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation précités comportent un organe d'obturation monté sur ladite canalisation et relié à un organe de commande à action temporisée. 6. - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe d'obturation précité est constitué par une électro-vanne et en ce que 1 'organe de commande est constitué par une horloge électronique délivrant, à intervalles réguliers, un courant de commande à ladite électro-vanne. 7. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'hor- loge précitée est munie drun organe de réglage potentiométrique de fréquence manoeuvrable à la main. 8. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le détendeur précité comporte un clapet d'admission actionné par ladite paroi souple par l'intermédiaire d'un levier articulé à l'une de ses extrémités sur le corps dudit clapet, caractérisé en ce que ledit levier est en contact, par son extrémité libre, avec la face interne de la double membrane. 9. - Dispositif selon l'une des revendicationbs 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un bouton-pressoir à action manuelle agissant sur la face externe de la double membrane.