Brevet FR2453655A1 — publié le 19801107

La présente invention concerne un appareil de sauvetage à oxygène pouvant être mis en acon automatiquement et particuliè- rement apte à écarter le danger d'asphyxie et à assurer la fuite en cas de dégagements subits de gaz. Dans l'exploitation des mines, on utilise différents types d'appareils de sauvetage à oxygène. La mise en marche, c'est-à dT.0 la préparation des appareils en vue de leur utilisation, est relativement longue à effectuer. la mise en marche des appareils se trouve le plus souvent, meme lorsqu'on se donne la plus grande peine et s'efforce de garder le calme, encore ralentie davantage par suite de fausses manoeuvres déclenchées sous l'effet des manifestations extérieures du danger, ce qui représente à son tour une source sérieuse de péril. G'est pourquoi on cherche, lors de a construction des apnareils de sauvetage, à obtenir le plus haut degré nossible de sûreté de fonctionnement et à permettre à l'appareil d'être mis en action rapidement et facilement.Cependant, tour les appareils de sauvetage à oxygène connus,le problème de la mise en action rapide n?a jusqu'à présent par encore pu être résolu de manière satisfaisante. Tes modes de construction connus ne permettent de libérer les principaux équipements de l'appareil de sauvetage qu'en ouvrant d'abord l'enveloppe formant support par une série complexe de mouvements, apyres auoi seulement il devient possible par exem rle d'ouvrir la valve de la bouteille à oxygène par encore un autre mouvement. en raison de la série compliquée de mouvements, l'appareil ne peut donc pas,en cas d'urgence,être mis en action sans réflexion par un seul mouvement spontané (instinctif), bien que ce]a soit désirable à cause de l'état psychologique tendu de la personne fuyant le danger. Tes appareils de sauvetage connus assurent lors de a fuite de la personne en danger, outre le dosage constant, soit un doage d'oxygène supplémentaire commandé par l'automatisme respiratoire normal soit un dosage additionnel d'oxygène. L'état psychioue et physiologique de la personne en fuite est fortement influencé par îles conditions de fonctionnement de l'appareil de sauvetage, c'est-à-dire par la quantité d'air propre à la respiration fournie par l'appareil. lors de la fuite, la consommation d'oxygène augmente en effet considérablement par suite des mouvements précipités de la personne en danger. Jusqu'à nrésent,il n' a pas encore été proposé,pour les ap pareils rie sauvetage à oxypène,un système de dosage d'oxygène capable de répondre de manière appropriée au besoin très variable en oxygène de ]q la personne en fuite, sévèrement éprouvée physiquement. Or, la présente invention crée un appareil de sauvetage, susceptible d'être mis en marche automatiquement, dont l'entrée en action peut être obtenue par un seul mouvement, et nui à l'état de fonctionnement est apte à doser une quantité d'oxygène correspondant chanue fois au besoin. Le principe de la présente invention consiste à permettre de déclencher à l'aide d'un mécanisme approprié l'ouverture de l'enveloppe et l'ouverture de la valve pour l'oxygène par un seul mouvement et de satisfaire dans les meilleures conditions possibles le besoin n oxygène de la personne en fuite par trois dosales combinés d'oxygène. la solution apportée à ce problème suivant la présente invention consiste en ce nue l'enveloppe de l'appareil de sauvetage a oxygène susceptible d-'être mis. en marche automatiquement se compose d'un élément de base et d'un couvercle relié à ce dernier, une bouteille à oxygène, un système de valves pour le dosage de l'oxygène, une cartouche de régénération d'air ainsi qu'un tuyau respiratoire étant logés dans l'enveloppe, et en ce que,suivant les caractéristiques principales de l'invention, il est fixé à l'élément de base un dispositif de manoeuvre par choc dont la tête peut être amenée en contact de choc avec la surface d'appui du couvercle et dont l'organe mobile se trouve en relation avec a valve de la bouteille à oxygène, et le système de valves doseuses d'oxygène comnorte des conduits destinés respectivement au dosage constant d'oxygène, au dosage commandé par l'automatisme respiratoire normal et au dosage additionnel et qui débouchent 3ans un espace commun. Suivant l'invention, le dispositif de manoeuvre par choc peut être mis en action nar un seul mouvement et provoque en cas de mise en action,non seulement l'ouverture de l'enveloppe formant support, mais encore le déclenchement du dosage d'oxygène. Te triple dosage d'oxygène est dans une large mesure adapté au besoin de la la personne et fuite et permet lors rie la fuite d'assurer une alimentation ontimale en air. I'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'ai rie ries dessins annexes. La figure 1 est une vue de face de l'ensemble de l'enveloppe formant support de l'appareil de sauvetage suivant l'invention, le couvercle étant ouvert. La figure 2 est une vue latérale de l'appareil de sauvetage de la figure 1. Ta figure 3 montre un détail de l'élément de base de l'enve- loppe avec une représentation schématique du dispositif de manoeuvre par choc. ta figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3. T'a figure 5 est une vue en coupe, suivant la ligne V-V de la figure 4, montrant la relation entre le dispositif de manoeuvre par choc et la valve de la bouteille à. oxygène. Ta figure 6 est une vue en coupe agrandie de la liaison de verrouillage entre une barre de choc et des plaques de mise en marche. La figure 7 est une coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 6. La figure 8 est une vue de face de l'une des plaques de mise en marche représentées à la figure 7. L-- figure 9a représente dans son principe le fonctionnement du système de dosage d'oxygène. La fieure 9b représente schématiquement, de manière analogue à la figure 9a, les conditions d'écoulement lors de l'expiration. La figure 9c représente schématiquement, de manière analogue à la figure 9a, les conditions d'écoulement lors de l'inspiration. Ta figure 10 montre schématiouement le mode de fonctionnement du système de valves doseuses d'oxygène. Aux figures 1 et2 est représentée l'enveloppe formant support 3 de l'aprareil de sauvetage s@ivant l'invention. L'enveloppe 3 se compose de deux éléments et les équipements néces@aires au fonctionnement de l'appareil sont logés dans son élément de base 1 auquel est articulé un couvercle 2. Dans la partie inférieure de l'élément de base 1 est prévue une ouverture de rotation 10 qui coorère avec une plaque de rotation 11 du couvercle 2. L'articulation ainsi formée permet au couvercle 2 de basculer vers le bas. L'invention concerne en premier lieu la liaison entre 1 lément de base 1 et le couvercle 2. La partie supérieure du couvercle 2 est reliée à l'élément de base 1 par quatre fermetures identiques 5. es fermetures de couvercle 5 sont placées des deux côtés par paires l'une au-dessous de l'autre. Les figures 3 et 4 montrent l'agencement et le fonctionnement des fermetures de couvercle 5.L'élément de base 1 et le couvercle 2 présentent des bords qui se rejoignent en liaison de forme et entre les bords se trouve un joint 14, I!e verrou articulé 51, susceptible de basculer latéralement vers l'extérieur, des fermetures de couvercle 5, st en prise avec un organe de fermeture 36 faisant saillie sur le couvercle 2. 'les fermetures de couvercle 5 sont munies de ressorts 37 qui, en s'appuyant sur les faces frontales des organes de fermeture 36, sollicitent le couvercle 2 vers l'extérieur par rapport à l'élément de base 1. Cette sollicitation déclenche le basculerent du couvercle 2 vers le bas à l'instant où la liaison de verrouillage réalisée par les fermetures de couvercle 5 se trouve rompue. Sur les faces latérales de l'enveloppe sont prévus, comme représenté à la figure 2, des organes de raccorderr.ent 8 pour sangles et des ouvertures de maniement q. I 'intérieur de l'enve- loppe 3 est sensiblement rempli par les équipements nécessaires a1l fonctionnement de l'appareil de sauvetage. Ces équipements comprennent, comme'représenté aux fifres 1 et 2, une bouteille à oxygène 28, une cartouche de régénération d'air 25, un système de valves 24, une valve 30 commandée par l'automatisme respiratoire normal et un tuyau respiratoire 23 auquel est raccordée une embouchure. Entre l'élément de hase 1 et le couvercle 2 est logé un sac à air 26 qui est muni centralement d'une valve de détente 27. L'ouverture de l'enveloppe 3 et la mise en marche de l'appareil de sauvetage sont réalisées par le dispositif de manoeuvre par choc 4 dont l'action est déclenchée lorsqu'on appuie simultanément sur les boutons de mise en marche 7 situés en haut de part et d'autre de l'élément rie base 1. Ie dispositif de manoeuvre par choc 4 se trouve également à la partie supérieure de l'élément de base 1 et sa construction est expliquée en détail plus loin à l'aide des figures 3 et 4. Ie dispositif de manoeuvre par choc 4 est logé dans un boîtier à mécanisme de fermeture 15 en étant étroitement groupé ôvec d'autres équipements. lie dispositif de manoeuvre par choc 4 est monté à la partie supérieure de l'élément de base 1 de façon ne la face d'appui 13 de sa tête de choc 12 soit dirigée vers le couvercle 2 et les boutons de mise en marche 7 se trouvent, comme représenté à a figure 3, des deux côtés de l'élément de base 1. A l'intérieur di boîtier à mécanisme de fermeture 15,une barre de choc 16 est soumise à une tension initiale par un ressort de choc 17.L'extrémité de la barre de choc 16 est reliée rigidement à la tête de choc 12 et à un levier de manoeuvre 22 agissant par poussée. L'extrémité du levier de manoeuvre à pousse ?2 est réalisée en forme de nez et se trouve, comme représenté à l figure 5, en relation ponctuelle avec une valve doseuse d'oxygène 21. 4 travers les deux fermetures de couvercle inférieures 5, les axes des boutons de mise en marche 7 sont reliés respectivement à une nlanue de mise en marche 19 et 19'. 'les axes des bou -tons de mise on marche 7 sont maintenus dans la position de la figure 3 sons l'action des ressorts de mise en marche 20 qui sont placés danu les fermetures de couvercle 5 et par lesquels passent les axes. Te verrou articulé 51 des deux fermetures de couvercle inférieures 5 est actionné directement par les plaques de mise en marche 19 et igl, comme représenté à la figure 4.La figure 3 montre que les plaques de mise en marche 19 et 1a' comportent chacune une plaque d'appui 52, permettant ainsi d'actionner les fermetures rie couvercle supérieures 5 en exerçant une poussée sur les disques montés sur leurs axes. Le fait de pousser l'une des plaques de mise en marche vers l'intérieur a pour effet de déclencher deux fermetures de couvercle opposées 5 de sorte que pour séparer l'élément de base 1 et le couvercle 2 il faut pousser les deux plaques'de mise en marche 19 et 19' simultanément vers l'intérieur. Celles-ci doivent en effet s trouver conjointement poussées vers l'intérieur pour permettre le déverrouillage du dispositif de menoeuvre par choc 4. A son extrémité opposée à la tête 19 a barre de choc 16 est maintenue par un mécanisme de verrouillage 18 dans la position des figures 4 et 5 où elle est sournise à la force d'aprui du ressort rie choc 17 se trouvant à l'état tendu. Aux figures 6, 7 et 8 est représentée une forme de réalisation avantageuse du mécanisme de verrouillage 18. Deux rainures symétriques 31 et 32 sont exécutées dans la barre de choc 16 au niveau du mécanisme de verrouillage 18.La largeur des rainures 31 et 32 est légèrement plus grande eue l'éraisseur totale des plaques de mise en marche 19 et 10' reliées aux boitons de mise en marche 7 (figure 6) de sorte que ces dernières peuvent librement coulisser l'une par rapport à l'autre 1 lorsqu'on appuie svr les boutons de mise en marche 7, le déplacement axial de la barre de choc 16 étant toutefois empê- ohé par les rainures 31 et 32. Comme représenté aux figures 3 et 4, les plaques de mise er marche 19 et 19' sont sollicitées par des ressorts de mise en marche 20. Dans chacune des plaques de mise en marche 19, 19' est mén@gée au niveau du mécanisme de verrouillage 18 respectivement une ouverture de manoeuvre 33 et 34 (figures 7 et 8).Dans la rosition de repos du dispositif de manoeuvre par choc 4, les ouvertures de manoeuvre se trouvent décalées respectivement vers la droite et vers la gauche par rapport à l'axe de la barre de coc 16. Les figures 6 et 7 montrent oue l'ouverture de manoeuvre 34 de la plaque de mise en marche droite 19' engamée dans les rainures de la barre de choc 16 est décalée vers la droite par r@pport à ]a barre de choc 16. L'ouverture de manoeuvre 33 de la plaque de misé en marche gauche 19 est décalée vers la . gauche par rapport à la barre de choc 16. Pour libérer la barre de choc 16,les plaques de mise en marche 19 et 19' doivent ensemble être poussées vers 11 intérieur rie sorte oue la plaque de mise en marche 19' coulisse vers la rauche et la planue de mise en marche 19 vers la droite. Lorsque les ouvertures de manoeuvre 33 et 34 se trouvent alignées avec la section de la barre de choc 16,le verrouillage axial de la barre de choc 16 est annulé et la tête de choc 12 est projetée, sous l'effet de la tension du ressort de choc 17, énergiquement contre le couvercle 2. En même temps,le levier de manoeuvre à poussée 22 tourne (figure 5) de sorte que son extrémité en forme de nez appuie sur la valve doseuse d'oxygène. Ainsi la bouteille à oxygène de l ' appareil de sauvetage se trouve mise en action et l'appareil commence è fonctionner automatiquement. Simultanémen la surface de poussée 13 de la tête 12 heurte la surface d'appui 35 du cou vercle 2 (figure 4) et cette poussée es @ suffisante pour rompre le verrouillage réalisé par les fermetures de couvercle 5. Ainsi, le couvercle 2 bascule vers le bas autour de l'ouverture de rotation 10 et l'intérieur de l'appareil de sauvetage devient accessible. Etant donné que pour déclencher l'action de la barre de choc 16 et donc nour faire démarrer l'amenée d'oxygène,il faut appuyer simultanément sur les deux boutons de mise en marche 7, le risque d'un déclenchement fortuit est totalement exclu. Pour ramener le dispositif de manoeuvre par choc 4 dans sa position de départ,il faut pousser la tête 12 vers l'intérieur à l'encontre de la tension du ressort de choc 17 de-sorte que dès l'instant où les rainures 31 et 32 se trouvent alignées avec les ouvertures de manoeuvre 33 et 34 des plaques de mise en marche 19 et 19', celles-ci sont amenées par les ressorts-de mise en marche 20 dans la position de départ,et a barre de choc 16 se trouve bloquée en étant soumise à l'action du ressort de choc. Ta personne fuyant le danger peut appuyer sur les boutons de mi en marche 7 par un seul mouvement effectué des deux côtésJ et l'appareil de sauvetage se trouve alors aussitôt amené à l'état d'entrée en action par le déclenchement du dispositif de ma manoeuvre par choc 4. Sur le principe décrit peuvent également être conçus d'autres dispositifs de manoeuvre par choc déclenchés de manière analogue. la solution proposée suivant la présente invention consiste essentiellement en ce que le fait d'appuyer simultanément sur les deux boutons de mise en marche 7 permet de projeter la tête. 12 sous l'action du ressort 17 et avec l'aide des ressorts 37 énergiquement contre le-couvercle 2 et d'amener la valve ou le robinet de dosage d'oxygène en même temps dans la position ouverte. Aux fsrrurs oa, 9b et 9c est représenté schématiquement le système de dosage d'oxygène de l'appareil de sauvetage suivant l'invention. Elles montrent que l'oxygène passe à partir de la bouteille à oxygène 28 par l'intermédiaire d'un système de valves 24 dans le tuyau respiratoire 23 dont l'extrémité est mupie d'une embouchure. 'le tuyau respiratoire 23 relie l'embouchure également une cartouche d'épuration 25 destinée à filtrer et régénérer l'air expiré et la cartouche d'épuration est à son tour reliée à un sac à air 26.Le sac e air 26 est muni directement ou indirecternent d'une valve de détente 27 pour annuler 3.a surpression se produisant éventnellement dans le système de respiration. L'appareil fonctionne indépendamment de l'air atmosphérique extérieur et présente un système de respiration clos. L'oxygène co@sommé est remplacé à partir de la bouteille à oxygène ?8 par l'intermédiaire du système de valves doseuses et réductrices de p@ession. la figure 10 montre schématiquement le principe de fonc tionnement du "* système de valves 24. Au moyen de la valve 21 de la bouteille à oxygène 28, l'oxygène est amené dans le sens de la flèche A au système de valves 24. L'oxygène amené est réparti sur trois branches. Ta branche médiane est raccordée au conduit a et dans cette branche se -trouve un détendeur R. Par l'intermédiaire du conduit a se réalise le dosage d'oxygène constant. La conduit supérieur b est raccordé par l'intermédiaire d'un autre détendeur R1 à une valve doseuse 30 commandée par l'automatisme respiratoire normal.Le bras de levier t de la valve doseuse commandée par l'automatisme respiratoire normal se trouve en liaison forcée avec une membrane doseuse M et lorsque la membrane doseuse M est amenée dans une autre position, le bras de levier L bascule de fanon à ouvrir la voii pour l'oxygène en direction du conduit b. Te déplacement du bras de levier L est empêché par un ressort monté dans la valve. La force P nécessaire pour vaincre la tension dn ressort est fournie par les poumons lors de l'inspiration. le mouvement de 3:a membrane doseuse M est donc provoqué par l'action d'aspiration des poumons de façon à assurer l'écoulement de l'oxy r-ene. Ce processus se répète dans chaque cycle respiratoire. T.e système de valves 24 est- complété par un équipement de dosage additionnel. Le conduit c reçoit l'oxygène de la bouteille 28 directement par l'intermédiaire d'une valve de dosage additionnel 38. La personne fuyant le danger peut provoquer l'ouverture de la valve de dasage additionnel 38 en appuyant sur le levier de dosage d'oxygène 29 (figure 2).Cet équipement est nécessaire car, comme l'expérience le montre,. pour diverses raisons psychiques ou autres, la quantité d'oxygène amenée est souvent insuffisante pour les personnes fuyant un danger et la valve de dosage additionnel 38 offre la possibilité de satisfaire rapidement le besoin accru e@ oxygène. Tes conduits a, b et c débouchent dans le tuyau respiratoire commun 23. Aux figures 9b et 9c sont représentés schémati nuement les sens d'écoulement d'air lors de l'inspiration et de l'expiration. es avantages de l'appareil de sauvetage suivant l'inven t5.on résident en ce que l'état psychinue insolite de la personne fuite et les besoins prticuliers qui en découlent sont parfaitement nris en considération et en ce nue la mise en action automatique de l'appareil, c'est-à-dire l'ouverture de l'enveloppe et la rise en route de l'amenée d'oxyrène, peuvent être déclen chées par un seul mouvement L'équipement. de dosage constant d'oxygène du triple système d'alimentation en oxygène sert à procurer la quantité d'oxygéne normalement nécessaire tandis que l'équipement de dosage commandé par l'automatisme respiratoire normal sert à fournir la quantité supplémentaire d'oxygène correspondant au rythme respiratoire de personnes anormalement éprouvées et, enfin, l'équipement de dosage additionnel sert à satisfaire ranidement le besoin subitement accru en oxygène. Te dosage additionnel a encore pour avantage que l'oxygène @oudainement admis dans le système respiratoire à partir de la bouteille à oxygène nerret s l'air chauffé d'entre refroidi lors de son expansion de sorte nne l'effet physiologique du cycle respiratoire se trouve amélioré et a personne fuyant le danger se sent mieux. REVENDICATIOHS 1 - Appareil de sauvetage @ oxygène susceptible d'être mis e@ marche automatiquement et dont l'enveloppe se compose d'un élément de d? base et d'un couvercle relié à ce dernier, une bouteille à oxygène, une cartouche de régénération d'air, un système de valves pour le dosage d'oxygène ainsi qu'un tuyau respiratoire étant logés dans l'enveloppe, caractérisé en ce qu'il est fixé à l'élé rient ri base(1)un disnositif de manoeuvre par choc(4)dont la tête (12)peut être amenée en contact de choc avec la surface d'appui(35) du couvercle(2)et dont l'organe mobile, de préférence constitué par un levier de manoeuvre formant poussoir(22), se trouve en relation avec la valve(21) de la bouteille à oxygène(28),et en ce que 1 système de valves doseuses d'oxygène(24)comporte des conduits (a, b, c)destinés respectivement au dosage constant d'oxygène, au dosage commande par l'automatisme.respiratoire normal et au dosage additionnel et nui débouchent dans un espace commun. 2 - Appareil de sauvetage à oxygène suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de manoeuvre par choc(4) comprend une barre de choc(16)qui, montée dans un boîtier à mécanisme de fermeture(15)fixé à l'élément de base(1), est soumise à l'action d'un ressort de choc(17)et présente des rainures(31, 32) en ce que de partie d'autre de l'élément de base(1)est prévu un bouton de mise en marche(7), les boutons de mise en marche(7)étant reliés respectivement à une plaque de mise en marche(19, 19'),et en ce que les plaques de mise en marche 9, 199, guidées dans les rainures(31, 39J de la barre de choc(16)et présentant des ouver sures de manoeuvre(33, 34)pour libérer la barre de choc(16), se trouvent soumises à l'action rie ressorts de mise en marche(20)et sont disposées transversalement à la barre de choc(16). 3 - Appareil de sauvetage suivant l'une des revendications 1 et 2, carcatérisé en ce que la tête de choc(12)et le levier de menoeuvre formant poussoir(22)sont réunis,et le levier de manoeuvre formant poussoir(22)se trouve en relation de travail avec la volve(21)ou un robinet. 4 - Appareil de sauvetage suivant la revendication 1, caractéris en ce nue pour accroître a poussée exercée sur le couvercle(2),au moins un ressort(37)est monté entre l'élément de base(1) et le c@uvercle(2).