Brevet FR2497106A1 — publié le 19820702

La présente invention concerne un dispositif pour commander l'arrivée de gaz respiratoire dans une enceinte et son application à un régulateur respiratoire. Les dispositifs utilisés pour commander l'arrivée de gaz respiratoire dans une enceinte, telle qu'un masque respiratoire, comprennent habituellement un organe sensible du type à membrane qui est relié à une valve pneumatique alimentée en gaz respiratoire. Cet organe sensible commande l'ouverture ou la fermeture de la valve pneumatique en fonction des variations de pression dans l'enceinte. Les dispositifs de ce type présentent deux inconvénients principaux : d'une part une faible sensi bilité et d'autre part une faible stabilité due à leur sensibilité aux effets d'accélération et aux chocs thermiques. Ce deuxième inconvénient est particulièrement gênant dans le cas des masques respiratoires utilisés dans l'aviation où les effets d'accélération peuvent être particulièrement importants et en conséquence influer défavorablement sur la stabilité des dispositifs à membrante. -La présente invention concerne un dispositif pour commander l'arrivée de gaz respiratoire dans une enceinte qui évite les inconvénients précités et qui a l'avantage d'offrir une extrême sensibilité et une excellente stabilité due à son insensibilité aux effets d'accé itération et aux chocs thermiques. La présente invention concerne plus particu lièrement un dispositif pour commander l'arrivée de gaz respiratoire dans une enceinte, qui comprend un amplificateur fluidique à impact dont le signal de sortie pilote une valve pneumatique alimentée par le gaz respiratoire et un orifice qui fait communiquer l'enceinte avec le milieu gazeux extérieur et qui est disposé de telle manière que les variations de pression dans l'enceinte créent ou modifient dans cet orifice un débit gazeux de commande de l'amplificateur fluidique à impact. Le terme "amplificateur fluidique à impacts utilisé présentement entend désigner un dispositif connu en soi, formé de deux canaux coaxiaux, à savoir un canal d'alimentation et un canal récepteur, placés face à face une certaine distance 1 un de l'autre. Le canal d'alimentation est alimenté en gaz comprimé et émet un jet laminaire dont l'impact sur le canal récepteur met ce dernier sous pression. Un débit de commande gazeux orienté perpendiculairement au jet laminaire, permet de fléchir et de rendre turbu- lent celui cl en provoquant la décroissance rapide de la pression d'impact pianote. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, l'amplificateur fluidique à impact pilote la valve pneumatique en position -fermee et, sous l'effet d'une demande respiratoire dans l'enceinte, le jet de gaz créé dans l'orifice constitue le débit de commande de l'amplificateur à impact qui provoque l'ouverture de la valve pneumatique Dans ce premier rode de réalisation, le dispositif fonctionne en dépressIon négative ou à la demande. Dans un second mode de réalisation de l'invention; on prévoit, coaxialement audit orifice et à l'extérieur de l'enceinte, une buse alimentée en gaz qui, par effet Venturi, engendre dans l'orifice un débit de commande permanent. Dans ce second mode de réalisation, le dispositif fonctionne en pression positive ou en surpression. Le jet de commande permanent ouvre alors la valve pneumatique et cette dernière n'est fermée que pour une surpression respiratoire annulant l'effet Venturi précité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé, donné uniquement à titre illustratif, et sur lequel La figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif selon l'invention associé à une enceinte respiratoire La figure 2 est un schéma de principe de l'amplificateur fluidique à impact du dispositif de la figure 1, dans le cas où il fonctionne en dépression ou à la demande La figure 3 est un schéma de principe de l'amplificateur fluidique à impact du dispositif de la figure 1, dans le cas où il fonctionne en surpression. On a représenté sur la figure 1 un dispositif de commande 10 selon l'invention associé à une enceinte respiratoire 12, constituée dans le cas présent par un masque respiratoire. Une source de gaz respiratoire comprimé (non représentée) alimente au moyen d'une canalisation 14 une valve pilotée 16, d'un type connu en soi, qui est normalement ouverte pour débiter du gaz respiratoire dans l'enceinte 12 au travers d'une canalisation 18. La valve pneumatique 16 est pilotée par un amplificateur fluidique à impact 20 qui est représenté plus en détail sur la figure 2. L'amplificateur 20 comporte deux canaux coaxiaux, à savoir un canal d'alimentation ou émetteur 22 et un canal récepteur 24, placés face à face à une distance de trois à quatre millimètres l'un de l'autre. Le canal d'alimentation 22 est alimenté en gaz comprimé par une dérivation 26 branchée sur la canalisation 14 et dont le débit est régulé par une restriction ré- glable 28, alors que le canal 24 est relié à la valve 16. Le débit gazeux qui parvient au canal d'aimentation 22 constitue le signal d'entrée de l'amplificateur 20. Le canal 22 émet un jet laminaire 30 (cf.Fig.2) dont l'impact sur le canal récepteur 24 met celui-ci sous pression. Cette pression constitue le signal de sortie de l'amplificateur 20 et cette pression pilote la valve 16 qui se ferme. Le dispositifde l'invention comporte en outre un orifice 32 de très faible diamètre faisant communiquer l'enceinte 12 avec le milieu gazeux extérieur à travers une canalisation 34. L'orifice 32 est disposé perpendiculairement au jet laminaire 30 situe entre les canaux 22 et 24, de manière à pouvoir créer ou modifier dans cet orifice un débit gazeux de commande de l'ampli- ficateur fluidique à impact. Toute dépression inspiratoire dans l'enceinte 12 crée, au travers de l'orifice 32, un léger débit de commande gazeux (D) qui tend à fléchir et rendre turbulent le jet laminaire 30 qui passe du canal 22 au canal 24 (cf.Fig.2). Il en résulte que la pression d'impact pilote dans le canal récepteur 24 décroît rapidement provoquant ainsi l'ouverture de la valve 16 qui débite du gaz respiratoire dans la canalisation 18 débouchant dans l'enceinte 12. Dans ce cas, le dispositif fonctionne suivant le principe à la demande et est en dépression ou en pression négative par rapport au milieu extérieur. En effet, en l'absence d'incitation respiratoire, il n'y a pas de débit degaz respiratoire dans la canalisation 18, et toute incitation respiratoire entraîne une légère dépression dans l'enceinte qui crée au travers de l'ori- fice 32 un débit gazeux qui commande par l'intermédiaire de l'amplificateur 20 l'ouverture de la valve 16. Dans le cas où l'on veut fonctionner en pression positive ou en surpression, par exemple lorsque l'on veut se garantir contre toute pénétration de gaz extérieur dans l'enceinte respiratoire, on modifie le dispositif de manière qu'il débite du gaz respiratoire pour toute valeur de la pression dans l'enceinte respiratoire inférieure à une valeur donnée légèrement positive (+1 à 2 millibars) Pour cela on dispose coaxialement à l'orifice 32 et à l'extérieur de l'enceinte 12, une buse 36 alimentée en gaz par la dérivation 26.Un étranglement réglable 38 est prévu pour que cette buse 36 débite du gaz régulé (D') dans l'orifice 3z. L'orifice 32 et la buse 36 présentent ainsi un effet Venturi dont la pression d'arrêt, correspondant au refoulement vers l'extérieur du débit de commande, représente la pression positive respiratoire recherchée. Le jet 30 se trouve ainsi initialement dévié comme représenté sur la figure 3, ce qui provoque l'ouverture de la valve pneumatique 16. Cette valve 16 ne peut se refermer que pour une surpression respiratoire dans l'enceinte 12 qui annule l'effet Venturi précité. En ajustant l'étranglement 28 on définit lorsque l'étranglement 38 est fermé, un seul de déclenchement négatif. En ajustant ensuite l'étranglement 38, on définit un seuil de déclenchement positif. Le dispositif de l'invention trouve une application aux régulateurs respiratoires destinés a fonctionner dans un milieu extérieur gazeux, notamment aux masques respirato: utilisés dans l'aviation ou à ceux utilisés pour les travau: en milieux nocifs. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour commander l'arrivée de gaz respiratoire dans une enceinte (12) , caractérisé par le fait qu'il comprend un amplificateur ludique à impact (20) dont le signal de sortie pilote une valve pneumatique (16) alimentée par le gaz respiratoire ; et un orifice (32) qui fait communiquer l'enceinte 122i avec le milieu gazeux extérieur et qui est disposé de telle manière que les variations de pression dans l'enceinte (12) créent ou modifient dans cet orifice un débit gazeux de commande de l'amplificateur fluidique B impact (203 2.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'amplificateur fluidique à impact (20) pilote la valve pneumatique (16j en position fermée et que sous l'effet d d'une demande inspiratoire dans l'enceinte, le jet de gaz (D) crée dans l'orifice (32) constitue le débit de commande de l'amplificateur à impact (20) qui provoque l'ouverture de la valve pneumatique (16). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'amplificateur fluidique à impact (20) pilote la valve pneumatique (16) en position fermée et que, coaxialement audit orifice (32) et à l'extrieur de l'enceinte (12), est disposée une buse (36) alimentée en gaz t , par effet Venturi, engendre dans l'orifice (32) un débit de commande permanent (D'). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (28,38) pour régler le débit de gaz d'une part dans l'émetteur (22) de l'amplificateur fluidique l203 délivrant le signal d'entrée et d'autre part dans ladite buse (36). 5. Dispositif selon-la revendication 4, caractérisé par le fait que les deux débits de gaz sont prélevés sur l'alimentation en gaz respiratoire. 6. Application dtun dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 à un régulateur respiratoire.