Brevet FR2808500A1 — publié le 20011109

La présente invention est relative à un système respiratoire subaquatique autonome comportant notamment une bouteille d'air comprimé qui intègre son propre moyen de rechargement en air à l'aide d'une pompe entraînée manuellement. Dans les systèmes respiratoires subaquatiques connus, le plongeur peut être alimenté en air comprimé soit de la surface comme dans le cas d'un scaphandre à casque et à câble soit grâce à une bouteille d'air comprimé portée par le plongeur. Les systèmes de regonflage des bouteilles d'air comprimé de plongée utilisent des compresseurs à moteurs thermique ou électrique puissants qui permettent de porter la pression interne de la bouteille aux environs de 200 bars, cela présente l'avantage d'offrir une importante autonomie de respiration en immersion, mais possède des contreparties très contraignantes: - Obligation de regonfler la bouteille après environ 40 minutes de plongée. - De nombreux endroits dans le monde ne sont pas équipés de compresseur ce qui rend cette technique inopérante. - Le plongeur doit porter sur lui un matériel lourd et encombrant. - Il faut utiliser la bouteille dans un délai déterminé après l'avoir regonflée sinon la qualité de l'air se détériore. - Selon la réglementation relative aux appareils à pression, la pression élevée à l'intérieur des bouteilles de plongée impose un contrôle annuel de celles-ci. La présente invention porte sur le gonflage de la bouteille d'air comprimé. Le but visé étant de libérer des inconvénients présentés ci-dessus. Pour atteindre cet objectif, la présente invention prévoit un autorespirateur subaquatique du type précité. Il se caractérise notamment en ce que la bouteille peut être mise sous pression en air à l'aide d'une pompe manuelle intégrée. Située à l'intérieur de la bouteille elle permet de pressuriser cette dernière à sensiblement une dizaine de bars. -2 - 2808500 Cette bouteille comporte en outre une valve de charge et décharge. Cet appareil est équipé d'un ensemble de maintien s'adaptant sur le dos du plongeur. L'air sous pression de la bouteille est transmis au plongeur par l'intermédiaire d'un conduit flexible et d'un détendeur à un étage qui régule la pression d'aspiration à la pression ambiante de l'eau. Pour faciliter l'immersion du plongeur, l'auto respirateur subaquatique possède une masse sensiblement égale à son volume multiplié par la masse volumique de l'eau dans laquelle il est immergé. Le principal avantage de l'auto respirateur subaquatique selon l'invention, réside dans le fait qu'il permet de regonfler la bouteille en air comprimé sans avoir recours à un compresseur. Il trouvera ainsi son utilité d'une part dans les lieux non équipés de compresseurs tel que plage, piscine ou à bord d'un bateau (vérification de la coque, décrochage de l'ancre à faible profondeur) et d'autre part en complément de l'équipement de plongée actuel dans le but d'effectuer des plongées " loisir " à faible profondeur. Ainsi le plongeur souhaitant effectuer une plongée pompera quelques minutes pour charger en air comprimé la bouteille à une pression de 5 à 15 bars. Il disposera d'une autonomie d'une dizaine de minutes en immersion, variable en fonction de la profondeur et de sa consommation d'air. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la bouteille sera de forme cylindrique. L'extrémité inférieure permettra de par sa forme évasée de stabiliser en position verticale ladite bouteille; l'extrémité supérieure comportera un large orifice circulaire qui permet d'introduire la pompe et de la fixer sur celui-ci. Ladite bouteille doit pouvoir résister à la pression extérieure de l'eau ainsi qu'à la pression intérieure de l'air. La pompe intégrée à la bouteille est une pompe à haute performance qui permet d'atteindre un pouvoir de gonflage de plusieurs dizaines de bars sans effort anormal. 3 - 2808500 Selon un mode de réalisation de la présente invention la pompe est fixée à la partie supérieure de la bouteille à l'aide d'une bride. Ladite pompe est actionnée dans le sens vertical à l'aide d'une poignée. La pompe comprend une platine de forme circulaire qui associe au moins un corps de pompe; ladite platine se positionne sur l'orifice supérieur de la bouteille, l'étanchéité entre l'orifice et la platine est assurée par un joint torique. La platine est maintenue plaquée contre l'orifice grâce à une bride circulaire vissée sur le contour extérieur de l'orifice. Selon un premier mode de réalisation de la présente invention, la pompe se caractérise en ce qu'elle comprend: une chambre primaire et une chambre secondaire parallèles, chaque chambre recevant un piston simultanément mobile. Chaque piston est actionné par une tige elle-même reliée à une poignée de manoeuvre unique. La tige du piston de la chambre primaire est creuse afin de permettre l'admission d'air sous le piston. L'extrémité reliée à la poignée de ladite tige comporte au moins un orifice transversal afin de permettre l'admission d'air dans la tige creuse. Le positionnement longitudinal sur la tige dudit orifice se trouve sensiblement au niveau ou au-dessous du joint d'étanchéité lorsque la pompe se trouve en position verrouillée afin d'éviter l'entrée d'eau par cet orifice lors de la plongée. De ce fait la pompe doit être verrouillée avant l'immersion. Les deux chambres communiquent à leurs extrémités supérieures par un ou plusieurs orifices afin de permettre le transfert de l'air de la chambre primaire vers la chambre secondaire. La chambre secondaire comporte un orifice muni d'un clapet anti-retour permettant l'injection de l'air dans la bouteille. Le piston mobile dans la chambre primaire est orienté de manière à permettre l'admission dans cette chambre primaire et son refoulement dans la chambre secondaire, tandis que le piston mobile dans la chambre secondaire est orienté pour permettre - 4 - 2808500 l'admission d'air provenant de la chambre primaire et son refoulement dans la bouteille à travers le clapet anti-retour. Selon un mode de réalisation de la présente invention la poignée qui relie et permet d'actionner simultanément les deux tiges des pistons doit permettre, d'une part de gonfler la bouteille avec les deux mains et d'autre part de porter confortablement la bouteille. Un système de verrouillage permet de bloquer la poignée en position basse. Le système de pompe double corps permet d'améliorer le rapport entre le nombre de coups de pompe et les efforts à exercer sur la poignée par rapport à une pompe à un seul corps. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention on utilisera une pompe à un seul corps munie d'un joint d'étanchéité entre le couvercle de la bouteille et la tige du piston. L'admission d'air reposera sur le même principe de tige creuse mais dont l'orifice inférieur devra déboucher au-dessus du piston. Selon un mode de réalisation de l'invention l'auto respirateur subaquatique comportera un système de bridage de la profondeur qui réduira le débit d'air du détendeur à partir d'une profondeur déterminée. Selon un mode de réalisation l'auto respirateur subaquatique sera équipé d'un manomètre étanche permettant de suivre la variation de pression de l'air dans la bouteille tant en immersion que durant le gonflage. Ce manomètre est soit fixé sur la bouteille soit relié de manière amovible à la valve de charge et décharge par l'intermédiaire d'un cordon flexible. Ce manomètre permet d'informer le plongeur de l'autonomie d'air restante ce qui lui permet d'anticiper le moment de sa remontée en surface. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'auto respirateur subaquatique est équipé d'un détendeur permettant de délivrer au plongeur une pression d'air respirable sensiblement égale à la pression ambiante de l'eau alors que la pression à l'intérieur de la bouteille varie au cours de la plongée d'une dizaine de bars à 1 bar. 2808500 Aussi ce détendeur est de type deuxième étage standard qui s'utilise sur les bouteilles de plongées traditionnelles en complément avec un détendeur premier étage. La faible pression interne de la bouteille ne justifiant pas l'utilisation d'un détendeur premier étage, le détendeur est relié directement sur la bouteille d'air comprimé avec un raccord rapide et un tuyau flexible. Lorsque la pression interne de la bouteille est sensiblement égale à la pression ambiante de l'eau, la respiration devient plus difficile ce qui indique au plongeur qu'il doit regagner la surface. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'auto respirateur subaquatique comporte un ensemble de maintien dorsal " bretelles " constitué d'une part de deux sangles fixées aux deux extrémités de la bouteille assurant le maintien vertical de celle-ci sur le dos du plongeur et d'autre part d'une sangle ventrale " ceinture " permettant la stabilité horizontale de la bouteille. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la bouteille d'air comprimé est fixée sur un gilet servant au maintien sur le dos du plongeur. Ledit gilet est constitué d'une ou plusieurs poches gonflables permettant d'agir sur la flottabilité du plongeur. Selon un mode de réalisation de la présente invention la bouteille d'air comprimé comprend un pied de maintien permettant la stabilisation de la dite bouteille lors du gonflage. Le plongeur peut ainsi en posant ses pieds sur ces appendices maintenir la bouteille plaquée au sol. En plongée ces appendices sont soit repliés à l'intérieur d'un support afin de ne pas gêner le plongeur dans ses mouvements, soit repliés le long de la bouteille. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 est une vue schématique des principaux éléments constituant l'auto respirateur à regonflage intégré. La figure 2 est une vue en coupe de la pompe double corps placée à l'intérieure de la bouteille. - 6 - 2808500 La figure 3 est une vue en coupe de la pompe à un seul corps placée à l'intérieur de la bouteille. Dans la représentation générale de la figure 1, nous avons schématisé l'auto respirateur subaquatique (15) comprenant une bouteille (1) d'air comprimé, au sommet de laquelle est relié, à l'aide d'un raccord rapide (9), un tuyau d'alimentation d'air (10), à l'extrémité duquel se trouve raccordé le détendeur (12) mis en bouche par le plongeur au moment de l'immersion. Un système de bridage (11) est fixé sur le conduit d'alimentation en air. Une valve de charge et décharge (8) est fixée à la partie supérieure de la bouteille. La fixation en position rentrée dans les corps de pompe (18) et (19) des tiges porte piston (3) et (4) est assurée par un système de verrouillage (30) qui permet de solidariser lorsque cela est nécessaire la poignée (2) avec la platine (5). A la base de la bouteille (1) se trouve un pied de maintien constitué d'un support (27) à l'intérieur duquel se trouvent deux appendices télescopiques ou rabattables (13), (14). Au sommet et à la base de la bouteille (1) se trouvent fixées deux sangles verticales (32a, 32b). Dans la forme de réalisation selon la figure 2, la pompe comprend deux corps parallèles (18) et (19) d'égales longueurs disposés côte à côte. Ces corps sont obstrués en partie haute par une platine (5) supérieure qui par ailleurs constitue le bouchon de la bouteille (1). L'extrémité du corps de pompe primaire (18) est complètement obstruée alors que celle du corps de pompe secondaire (19) comporte un orifice d'injection de l'air muni d'un clapet anti- retour (20). Les deux corps de pompe (18), (19) sont ainsi solidarisés à la bouteille (1) par l'intermédiaire de la platine (5). Le corps de pompe (18) constitue une chambre primaire CP, tandis que le corps de pompe (19) constitue une chambre secondaire CS, les deux chambres peuvent présenter des sections différentes. _ 7 _2808500 La chambre primaire CP reçoit un piston indiqué globalement en (17) du genre à coupelle comprenant une lèvre déformable (17ia) qui est adaptée en bout d'une tige porte piston (4) traversant la platine supérieure (5). Un joint (23) ainsi qu'une bague de guidage (21) sont logés dans la platine supérieure (5) pour réaliser l'étanchéité et le guidage entre cette dernière et la tige porte piston (4). La chambre secondaire CS reçoit également un piston (16) à coupelle comprenant une lèvre déformable (16 a) qui est fixé en bout d'une tige porte piston (3) traversant la platine supérieure (5), un joint (22) ainsi qu'une bague de guidage (21) sont logés dans la platine supérieure (5) pour réaliser l'étanchéité et le guidage entre cette dernière et la tige porte piston (3). Les tiges porte piston précitées (3), (4) sont au-delà de la platine supérieure (5) attelées à une poignée unique de manoeuvre (2); les pistons (16) et (17) sont donc entraînés simultanément en va et vient à l'intérieur des chambres CP et CS. Les pistons (16) et (17) sont sensiblement à un même niveau à l'intérieur de chacune des chambres, de sorte qu'ils sont tous deux ensembles à un point bas ou à un point haut, mais les lèvres (16a) et (17a) des coupelles sont orientées en opposition; plus précisément la lèvre (17a) du piston (17) est dirigée vers la platine (5), tandis que la lèvre (16a) du piston (16) est dirigée vers le fond du corps. Les deux chambres CP et CS sont en communication en partie supérieure par exemple au moyen d'un canal (24), tandis qu'en partie inférieure la chambre CS est en communication avec l'intérieur de la bouteille par un orifice (20) muni d'un clapet anti-retour. La tige (4) est creuse sur toute sa longueur, son orifice inférieur débouche sous le piston (17) alors que son extrémité supérieure est bouchée. L'entrée d'air se réalise par un orifice transversal (26) sensiblement positionné en dessous du joint d'étanchéité lorsque la pompe est verrouillée en position basse. - 8 - 2808500 La platine (5) est plaquée sur l'orifice de la bouteille (1) grâce à une bride circulaire (6) vissée sur le contour extérieur de l'orifice l'étanchéité entre l'orifice et la platine (5) est assurée par un joint torique (25). Dans la forme de réalisation selon la figure 3, la pompe comprend un seul corps (37) obstrué en partie haute par une platine (29) qui par ailleurs constitue le bouchon de la bouteille. L'extrémité inférieure du corps (37) est obstruée mais comporte un orifice d'injection de l'air muni d'un clapet anti- retour (36). Le corps de pompe (37) reçoit un piston indiqué en (34) du genre à coupelle comprenant une lèvre déformable (34a) qui est adaptée en bout d'une tige porte piston (31) traversant la platine (29) Un joint (33) ainsi qu'une bague de guidage (32) sont logés dans la platine (29) pour réaliser l'étanchéité et le guidage entre cette dernière et la tige porte piston. La lèvre déformable (34a) du piston (34) est dirigée vers le fond du corps de pompe afin de pouvoir repousser l'air dans cette direction. La tige porte piston précitée (31) est au-delà de la platine (29) attelée à une poignée unique de manoeuvre (2). La tige (31) est creuse sur toute sa longueur, son orifice inférieur (27) est transversal à la tige et débouche juste au- dessus du piston (34) alors que sont extrémité supérieure est bouchée. L'entrée d'air se réalise par un orifice transversal (28) sensiblement positionné en dessous du joint d'étanchéité lorsque la pompe est verrouillée en position basse. - 9 - 2808500 REVENDICATIONS 1 - Auto respirateur subaquatique (15) comprenant une bouteille (1) un instrument de mesure (7) de la pression interne à la bouteille (1), un détendeur (12), un ensemble de maintien, tel que par exemple des bretelles (32a, 32b) destinées à s'adapter notamment sur le dos d'un plongeur caractérisé en ce qu'il comporte un système de pompe manuelle intégrée dans la bouteille (1). 2 - Auto respirateur subaquatique (15) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe manuelle intégrée comporte un seul corps (37). 3 - Auto respirateur subaquatique (15) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le passage d'admission d'air dans le corps de pompe (37) s'effectue à travers la tige porte piston (31) grâce à un premier orifice transversal (27) débouchant au-dessus du piston et un second orifice transversal (28) positionné sensiblement à l'extrémité supérieure de la tige réalisant l'entrée d'air. 4 - Auto respirateur subaquatique (15) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe manuelle intégrée comporte une chambre primaire (18) et une chambre secondaire (19). - Auto respirateur subaquatique (15) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le passage d'admission d'air dans la chambre primaire (18) s'effectue à travers la tige porte piston (4) qui est creuse et a un orifice inférieur débouchant sous le piston (17) et un orifice supérieur (26) réalisant l'entrée d'air transversal à la dite tige et positionné sensiblement à son extrémité supérieure. - 10 - 2808500 6 - Auto respirateur subaquatique (15) selon l'une des revendications 3 ou 5, caractérisé en ce que l'orifice transversal (26, 28) d'entrée d'air est positionné sur la tige portepiston (4, 31) sensiblement au dessous d'un joint d'étanchéité (23, 32) lorsque la tige (4, 31) est complètement rentrée dans le corps de pompe (18, 37), la pompe étant verrouillée en position basse. 7 - Auto respirateur subaquatique (15) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une valve de charge et décharge (8). 8 - Auto respirateur subaquatique (15) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un système de pieds (13) et (14) télescopiques ou rabattables. 9 - Auto respirateur subaquatique (15) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un système de verrouillage (30) de la pompe. - Auto respirateur sous-marin (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un tuyau d'alimentation d'air (10) relié à la bouteille (1) par un raccord rapide (9) et en ce que le tuyau (10) est raccordé, à son autre extrémité, au détendeur (12).