Brevet FR2587625A3 — publié le 19870327

FR 2587625 A3 19870327 FR 8613145 A 19860919 L'invention concerne un appareil respiratoire ou respirateur destiné en particulier à être utilisé avec unpistolet depulvérisation de peinture, bien qu'il puisse également être utilisé seul ou en association avec d'autres dispositifs actionnés par air, tels que des appareils de forage ou de sablage. Les pistolets de pulvérisation de peinture sont classiquement actionnés à l'aide d'air comprimé sous une pression relativement élevée arrivant, par une conduite d'alimentation en air, d'un compresseur d'air ou d'un réservoir, et il est connu, par exemple d'après le brevet canadien N0 466 452 et les brevets français N0 853 389 et N 1 037 477, de monter un raccord en T dans un tuyau de distribution aboutissant au pistolet de pulvérisationet d'utiliserunebranchedu raccord pour fournir del'air respiratoireà un masque ou une visière. Un dispositif classique que l'on trouve en Grande- Bretagne est le masque alimenté en air, dénommé "Clearways" dans lequel une conduite de branchement alimente en air un masque contenant un tube qui présente des fentes pour la sortie de l'air dans l'espace compris entre le masque et la face de l'utilisateur. On a mis en service, plus récemment, des pistolets de pulvérisation qui utilisent, comme source d'air, un groupe à turbine produisant un volume élevé- d'air comprimé sous une pression positive relativement basse, généralement 14 à 21 kPa. De tels groupes utili- sent, en combinaison, un moteur électrique et une turbine actionnés par le courant électrique du secteur ou, parfois, par un petit moteur à combustion interne, et ils sont disponibles, en Grande-Bretagne, auprès de la firme Sprayfine Limited, Bournemouth, Dorset, sous les noms commerciaux "Mistral, Cyclone, Sirocco, Hurricane et Tornado". Ces groupes à turbine n'ont jusqu'à présent pas été utilisés en association avec un casque ou un masque et on peut douter de la possibili- té d'utiliser un tel groupe A turbine comme source d'air à la fois pour le pistolet de pulvérisation et pour un casque ou un masque. Il est apparu que, si le volume d'air fourni au casque ou au masque n'est pas maintenu à au moins 120, et avantageusement à au _ _ moins 150 litres/minute ou plus, la fenêtre s'embue et le port continu du masque ou du casque est impossible. Il est également douteux qu'un tel système de masque convienne à une utilisation avec un groupe A turbine en raison de la faible pression de travail. En outre, l'air fourni à la conduite du pistolet de pulvérisation est à environ 15'C au-dessus de la température ambiante, en partie du fait de la compression, mais principalement du fait de la température élevée detravailde laturbine et du moteur. L'air fourni A cette température est très désagréable pour l'utilisateur et empêche le port continu du casque ou du masque pendant des périodes prolongées. L'invention a pour objet de proposer un appareil respiratoire ou respirateur qui utilise de l'air à basse pression et volume élevé, provenant direc- tement d'une turbine, comme source d'air de respiration, et qui fournit à une visière ou à un masque un écoulement d'air propre à satisfaire les exigences de l'utilisateur tout en empêchant l'embuage d'une fenêtre de la visière ou du masque et tout en assurant la distribution de l'air sur une conduite d'alimentation prévue d'une longueur de 4 à 8 mètres, A une température assez basse pour être tolérable par l'utilisateur. L'invention concerne un respirateur ou appareil respiratoire comprenant: une source d'air de volume élevé et à de basses pressions, supérieures A celle de l'atmosphère, comprenant un corps présentant une entrée d'air, un __ _35 compresseur d'air A turbine logé dans le corps et commu- niquant avec l'entrée, une chambre de surpression primai- re située dans le corps et communiquant avec le côté de refoulement du compresseur d'air afin d'en recevoir l'écoulement d'air comprimé, au moins une sortie partant de la chambre de surpression primaire pour décharger un écoulement d'air primaire, une chambre de surpression secondaire communiquant avec la chambre de surpression primaire par des moyens d'étranglement d'écoulement afin de recevoir un écoulement d'air secondaire de la chambre de surpression primaire, et une sortie partant de la chambre de surpression secondaire; un filtre placé en communication avec la sortie de la chambre de surpression secondaire et destiné à filtrer l'écoulement d'air secondaire; un tube flexible de distribution d'air disposéen communication avec le côté de décharge du filtre pour recevoir et transporter l'air filtré qui en provient; et un casque, masque ou une visière placé en communication avec une extrémité du tube flexible de distribution d'air, éloignée du filtre, afin d'en recevoir l'air filtré, et comportant un joint d'étanchéi- té de face destiné à empêcher l'entrée de l'air environ- nant. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un groupe compresseur à turbine à air formant une source d'air comprimé à utiliser dans un appareil respiratoie conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue schématique d'un appareil combiné à pistolet de pulvérisation de peinture et respirateur selon l'invention., - la figure 3 est une coupe axiale de l'extré- mité d'aval d'un tube de masqueou de visière faisant partie de l'appareil représenté sur la figure 2;et - la figure 4 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 3. L'invention a pour objet principal de propo- ser un appareil qui assure une protection respiratoire efficace à l'utilisateur d'un pistolet de pulvérisation alimenté par turbine, offre un degré de tolérance élevé l'utilisateur, et est bon marché. Pour assurer la protection respiratoire appropriée, ilfautque le masque ou la visière soit alimenté avec un écoulement suffi- sant d'air sans polluants. Le volume d'air fourni doit être supérieur à celui nécessaire à un utilisateur dans toutes les conditions de respiration, ce qui assure une pression interne positive permanente. Les débits d'inspiration maximaux apparaissant lors de périodes de travail physique intense ne sont normalement pas supérieures à 120 litres/min (norme britannique BS 4S58, 4667 et 4771). Pour assurer une alimentation minimale de 120 litres/min, on a choisi, comme valeur à atteindre, un débit d'écoulement au moins égal à litres/min. Il est également souhaitable que l'air fourni au masque ou à lavisière soit débarrassé de substan- ces dangereuses et de polluants. En l'absence de toute forme de filtration submicroscopique sur le groupe à turbine, il serait nécessaire de s'assurer que l'aspi- ration de l'air vers la turbine soit toujours placée dans un environnement "propre". HMêe dans ce cas, des odeurs et de la poussière d'origine naturelle, ainsi que toutes fumées engendrées à l'intérieur de la turbine elle-même, risqueraient de causer une gêne pour l'utili- sateur. Il est donc souhaitable d'incorporer un disposi- tif de filtration destiné à éliminer les odeurs 'non toxiques et les poussières respirables (particules de 0,3 à 5,0 micromètres). Si le groupe à turbine était placé dans l'environnement contenant de la peinture, le dispositif de filtration devrait alors avoir des proportions importantes et exiger de fréquents remplace- ments. Un tel dispositif est difficile ou impossible à mettre en oeuvre et l'invention est conçue pour fonc- tionner à l'extérieur de l'environnement immédiat du travail, dans une atmosphère "propre", avec un filtre d'appoint de faible capacité dans la conduite d'air reliant la turbine au masque. Il est souhaitable que le dispositif fonctionne avec des conduites d'alimenta- tion en air et en peinture de 4 à 8 mètres de longueur. La figure 1 représente un compresseur à turbine à commande électrique (du type "Sprayfine Cyclo- ne") comprenant un corps globalement rectangulaire qui comporte un capot, une base et des parois latérales , 12 et 14, des parois extrêmes avant et arrière 16 et 18 et une cloison 20 divisant le corps en une chambre 22 définie entre la paroi 16 et la cloison et des chambres de refoulement primaire et secondaire 26 et 24 définies entre la cloison 20 et la paroi 18 et séparées par un déflecteur 28. Des ouvertures. 30, 32 et 34 sont formées respectivement dans la paroi 16, la cloison 20 et la paroi 18 et celles des parois 16 et 18 sont fermées par des filtres d'entrée 36 et 38. Un ensemble 40 à moteur et turbine est logé dans l'ouverture 32, sur une bague d'étanchéité 33, le moteur 42 étant disposé dans la chambre 22 communiquant avec l'ouverture 30, l'étanchéité entre le moteur et L'ouver- ture étant assurée par un séparateur d'air annulaire 44, et la turbine 46 étant disposée dans la chambre 26 de surpression. Par conséquent, lorsque le moteur 42 tourne, de l'air est aspiré à travers le filtre 36 et l'ouverture 30 vers l'intérieur du moteur 42 qu'il refroidit, et de l'air est également aspiré à travers le filtre 38 et l'ouverture 34 pour pénétrer dans une ouverture 47 d'une paroi extrême 49 de la turbine 46, une bague 48 d'étanchéité étant disposée autour de l'ouverture 34 et comprimée entre les parois 18 et 49. La turbine 46 est une turbine à flux radial à deux étagea et l'air déchargé de ses orifices 50 maintient une pression positive de 14 à 21 kPa dans la chambre de surpression 26. Un premier orifice 52 de refoulement ou de décharge ménagé dans la paroi 18 mène de la chambre 26 à un tuyau d'air 53 raccordé à un pistolet 56 de pulvérisation d'un type conçu pour fonctionner avec l'écoulement d'air à basse pression et de volume élevé qui parcourt le tuyau 53 à la fois lorsque le pistolet est en fonctionnement et lorsqu'il n'est pas en fonctionnement. Un écoulement d'air réduit franchit ledéflecteur 28 et entre dans la chambre de surpression secondaire 24 d'o il est refoulé, de nouveau sous une pression positive de 14 à 21 kPa, en passant par un second orifice 58 de décharge ménagé dans la paroi 18. Le second orifice 58 est muni d'une saillie 59 et décharge une proportion de l'air provenant de la turbine intérieure 40 sous une pression qui est généralement d'environ 20 kPa lorsque le pistolet 56 de pulvérisation est en marche, et de 21 kPa lorsque le pistolet 56 est arrêté. Une chambre 60 à cartouche est vissée directement sur la saillie 59 et loge une cartouche remplaçable 62 présentant à la fois des possi- bilités de filtration de particules et d'adsorption de vapeur à l'aide d'un filtre à coalescence et d'une masse de charbon activé. L'accès à la cartouche 62 s'effectue par un montage à baïonnette entre les pièces de la chambre 60. Il est souhaitable que la cartouche 62 permette le passage d'un débit d'air d'environ 250 litres/min à la pression d'alimentation indiquée. Un manomètre 64 peut être monté sur la chambre 60 en aval de la cartouche 62 afin de permettre de surveiller la pression régnant en aval et d'indiquer le moment o la cartouche 62 doit être remplacée. Au fur et à mesure que l'élément de filtration de poussière par coalescence de la cartouche 62 s'engorge, la pression régnant en aval et donc le débit d'écoulement diminuent et un seuil de pression peut être marqué sur le manomètre 64, indiquant la nécessité d'un changement de cartouche. En variante, on peut simplement examiner visuellement la cartouche de temps à autre, un changement de couleur indiquant la nécessité d'un remplacement. L'extrémité aval de la chambre 60 compor- te une saillie filetée 66 de sortie à laquelle est raccordé le tuyau 54 d'alimentation, au moyen d'un raccord tournant femelle 68 et d'une virole, lequel tuyau présente une longueur globale de 4 à 8 mètres et un diamètre intérieur de 12 mm. L'extrémité aval du tuyau 54 est reliée par un raccord tournant femelle à doigts à un raccord conique 72 d'un tuyau 74 d'arri- vée, le raccordement entre le tuyau principal 54 et le tuyau 74 d'arrivéepouvant donc être aisément débranché à la main. L'extrémité d'aval du tuyau 74 d'arrivée est reliée par un raccord mâle conique 76 à un bloc 78 de transfert qui présente une transition du diamètre de 12 mm de l'alimentation principale à un diamètre intérieur de 8 mm d'un tube 80 de masque dont le raccord conique 82 de l'extrémité d'amont est relié à l'autre c6té du bloc 78. Ce dernier est porté par une selle 84 de "Nylon" ou autre matière plastique sur une ceinture 86 et il peut glisser librement le long de la ceinture 86 afin de faciliter le réglage par l'utilisateur. Le tube 80 alimente en air un masque ou une visière 88 présentant une fenêtre 89 et un entourage en mousse de matière plastique souple qui forme un joint autour de la face de l'utilisateur afin d'empê- cher l'entrée de l'air environnant. Un diffuseur est placé à l'extrémité d'aval à l'intérieur du masque 88 (figures 3 et 4) qui doit diffuser l'écoulement de l'air sur la face -intérieure delaVisière88en ne provoquant aucune contrainte exercée directement par l'air et risquant de gêner l'utilisateur, sans cependant augmenter en même temps la résistance à l'écoulement du tube 80 d'alimentation dela visière,ce qui entrainerait une chute du débit d'écoulement. Pour assurer la satis- faction de ces exigences, l'extrémité poreuse d'aval du tube 80 dela visièreest fermée par un bouchon 92 et est percée d'un grand nombre de trous 94 répartis à égale distance les uns des autres sur la périphérie du tube 80 et sur la longueur du tronçon extrême poreux du tube. La surface totale des trous 94 est beaucoup plus grande que la section de la lumière du tube 80. Un manchon 96 en mousse de polyuréthanne de 6 mm d'épais- seur est monté au-dessus du tronçon extrême poreux du tube 80. Le bruit dela visière nepose pas de problème lors de la mise au point du diffuseur; la basse pression du dispositif et les grands diamètres des tuyaux font que les vitesses de sortie par les trous 94 du diffuseur sont relativement bas. En conséquence, on peut utiliser pour le manchon 96 une mousse de faible densité. L'appareil décrit ci-dessus propose un mas- que ou une visière alimenté en air, destiné à un pistolet de pulvérisation portatif, qui distribue une grande quantité d'air respirable lorsque cet appareil est alimenté par un groupe à turbine tel que du type "Spray- fine Cyclone". La filtration est réalisée par une cartou- che respiratoire à changer, montée dans une chambre qui, elle-même, est raccordée directement au groupe "Cyclone". L'air provenant de ce groupe est exempt de vapeur d'huile, de sorte que le filtze présente une durée de vie prolongée. L'air provenant de la chambre secondaire 24 en passant par l'ouverture 58 est plus froid que celui provenant de la chambre primaire 24 et, après avoir parcouru un tuyau d'alimentation de la longueur prévue, il présente une température accepta- ble pour alimenter la visière 88,alors que l'air dérivé du tuyau 54 ou 74 serait d'une température trop élevée et inacceptable. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil respir at oi re, qui c o m p o r t e une source d'air à volume élevé et basses pressions, supérieures à celle de l'atmosphère, comprenant un corps (10, 12, 14, 16, 18) ayant une entrée d'air (34), un compresseur d'air (40) à turbine situé dans le corps et communiquant avec l'entrée (34), une chambre de surpression primaire (26) située dans le corps et communiquant avec le c6té (50) de refoulement du compresseur (40) afind'en recevoir l'écoulement d'air comprimé, au moins une sortie (52) partant de la chambre de surpression primaire afin de décharger un écoulement d'air primaire, une chambre desurpression secondaire (24) en communication avec la chambre de surpression primaire par des moyens (28) de limitation d'écoulement afin de recevoir un écoulement d'air secondaire de la chambre (26) de surpression primaire, et une sortie (58) partant de la chambre de surpression secondaire (24), caractérisé en ce qu'il comporte un filtre (60, 62) placé en communication avec la sortie (58) de la chambre de surpression secondaire (24) afin de filtrer l'écoulement d'air secondaire, un tube souple (54, 74) de distribution d'air placé en communication avec un côté de décharge (66) du filtre (60, 62) afin de recevoir et de transporter l'air filtré provenant de ce-filt- re- et un casque, un masque ou une visière (88) placé en communication avec une extrémité du tube souple (54, 74) de distribution d'air, éloignée du filtre, afin d'en recevoir de l'air filtré, et comportant un joint (90) d'étanchéité de face destiné à empêcher l'entrée de l'air ambiant. 2. Appareil selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'un petit moteur électrique (42) est relié au compresseur (46) à turbine pour entraîner ledit compresseur (46). 1 1 3. Appareil selon la revendication 2, carac- térisé en ce que le compresseur (46), les chambres de surpression primaire et secondaire (26, 24) et les sorties (52, 58) de ces chambres (26 et 24) sont agencés de façon que, lors de l'utilisation, de l'air soit présent à la sortie (58) de la chambre de surpression secondaire (24) sous une pression supérieure de 14 à 21 kPa à la pression atmosphérique. 4. Appareil selon la revendication 3, carac- térisé en ce que le tube souple (54, 74) de distribution d'air présente un diamètre intérieur d'au moins 12mm. 5. Appareil selon la revendication 4, carac- térisé en ce qu'un tube (80) de visière, présentant une extrémité poreuse, est disposé à l'intérieur de la visière (88), en communication avec ladite extrémité (78) du tube souple de distribution de l'air, éloignée du filtre (60, 62) afin d'en recevoir de l'air, et un manchon (96) en mousse de matière plastique recouvre ledit tube de la visière. 6. Appareil selon la revendication 5, carac- térisé en ce que des tronçons du tube (80) de la visière présentent des trous (94) situés le long et autour de ladite extrémité poreuse, une extrémité du tube (80) de la visière, éloignée du tuyau (74), est fermée (92), et la some des sections des trous (94) dépasse la section transversale intérieure du tube (80) de la visière. 7. Appareil selon la revendication 6, carac- térisé en ce que, lors de l'utilisation, l'écoulement de l'air vers la visière (88) est d'au moins 150 litres par minute. 8. Appareil selon la revendication 7, carac- térisé en ce que le tube souple de distribution d'air comporte un tronçon amont (54) raccordé à un court tronçon (74) suspendu, au moyen d'un raccord (76) pouvant être débranché manuellement, à une ceinture (86) devant être portée par l'utilisateur. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une sortie primaire (52) part de la chambre de surpression primaire (26) et un tuyau (54) de distribution de l'air primaire conduit de la sortie primaire à un dispositif actionné par air. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif actionné par air est un pistolet de pulvérisation (56).