Einrichtung zur Versorgung von Tauchern mit künstlichen Atemgasgemischen

Abstract

 Zur Ausbildung eines voll geschlossenen Atemkreislaufsystems ist die an einem Taucher befestigbare, kardanisch aufgehängte, unabhängig von der jeweiligen Schwimmlage des Tauchers sich einstellende und dessen ausgeatmetes Gas sammelnde Gegenlunge (100) als Einkammerbehälter (30) mit einer bodenseitigen Öffnung (32) und das Wasser der Umgebung als Sperrflüssigkeit verwendend ausgebildet, wobei der Behälter (30) mit einem oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Behälterinnenraum (33) angeordneten, mittels eines vom ansteigenden Flüssigkeitsspiegel gesteuerten Absperrorgans (55) verschließbaren, mit einem mit der Wasseroberfläche oder dem Innenraum einer Taucherglocke über eine Abgasschlauchleitung verbundenen Gasaustrittsstutzen (17) versehen ist (Fig. 1.).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Versorgung von Tauchern mit künstlichen Atemgasgemischen unter Verwendung von in einem Kreislauf geführtem Atemgas.

[0002] Es ist bekannt, mit Hilfe eines Gaskreislaufsystems Taucher mit künstlichen Atemgasgemischen zu versorgen. Diese Atemgasgemische enthalten in der Regel für Tiefen über 50 m Helium als Zusatzgas. Bei einem offenen Gasversorgungssystem wird das Atemgas und das Helium in die Umgebung abgeatmet und geht somit verloren. Die bisher verwandten Gaskreislaufsysteme machen jedoch eine komplizierte Überwachung und Regelung der Druckdifferenzen und der Atemgasströme erforderlich. Bei einem Ausfall der Überwachungs-und Regelungseinheiten ist der Taucher gefährdet. Die Beherrschung dieses Problems erfordert zusätzliche sicherheitstechnische Maßnahmen. Wesentliche Nachteile des konventionellen Kreislaufsystems sind die hohen Anschaffungskosten, der zusätzliche Wartungs- und Uberwachungsaufwand sowie die erhöhte physische Belastung eines Tauchers.

[0003] Die Erfindung löst die Aufgabe, einen Gaskreislauf zur Versorgung von Tauchern mit künstlichen Atemgasgemischen zu schaffen, durch den keine Zusatzgasverluste mehr eintreten, und mit dem die Sicherheit des Tauchers wesentlich erhöht wird, wobei gleichzeitig die Vorteile eines geschlossenen Atemkreislaufes mit denen eines offenen Systems verbunden werden.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Einrichtung zur Versorgung von Tauchern mit künstlichen Atemgasgemischen unter Verwendung von in einem Kreislauf geführtem Atemgas vorgeschlagen, die erfindungsgemäß durch eine an einen Taucher befestigbare, kardanisch aufgehängte, unabhängig von der jeweiliegen Schwimmlage des Tauchers sich einstellende, dessen ausgeatmetes Gas sammelnde Gegenlunarmit einer das Wasser der Umgebung verwendenden Sperrflüssigkeit gekennzeichnet ist. Die Gegenlunge ist hierfür mit einer Öffnung für den Wassereintritt versehen, wobei die Öffnung selbsttätig in Richtung auf den Erdmittelpunkt einstellbar ausgebildet ist.

[0005] Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht eine Ausgestaltung vor, nach der die.zur Versorgung von Tauchern mit künstlichen Atemgasgemischen verwendete Gegenlunge aus einer bügelförmigen Halterung, die um eine senkrechte Achse drehbar in einer Einrichtung zum Befestigen der Gegenlunge an einem Taucher gelagert ist und deren freie Enden sich gegenüberliegende, achsgleiche und als Schwenklager ausgebildete Rohrstutzen für die Schlauchzuführung zu einem Lungenautomaten und für die Abgasschlauchzuführung zur Wasseroberfläche oder zu einem Tauchkammerinnenraum tragen, und aus einem in den Schwenklagern der Halterung um eine waagerechte Achse drehbar gelagerten, geschlossenen Behälter besteht, der bodenseitig mit einer Öffnung versehen ist, einen oberen Gasraum mit einem in diesen mündenden und mit dem Rohrstutzen für die Schlauchzuführung zu dem Lungenautomaten verbundenen Gasaustrittsrohr mit einer im oberen Bereich des Gasraumes liegenden Gasaustrittsöffnung und einen unteren Aufnahmeraum für die durch die bodenseitige öffnung in den Behälter strömende Flüssigkeit sowie ein von der Höhe des jeweiligen Flüssigkeitsstandes im Innenraum des Behälters vermittels eines Schwimmers steuerbares Agsperrorgan für den Gasaustrittsrohrstutzen aufweist.

[0006] Mit einer derart ausgebildeten Einrichtung ist ein geschlossenes Atemgaskreislaufsystem zur Versorgung von Tauchern mit Atemgas unter Einschluß eines Gasaufbereitungsverfahrens geschaffen. Die am Taucher integrierte Gegenlunge hält unabhängig von der Tiefe, der zugeführten Gasmenge und den Drücken in den Zu- und Abgasleitungen bei allen Schwimmlagen des Tauchers die Druckdifferenz zwischen Lunge und Umgebung im zulässigen Bereich. Als Absperrung dient hier gegen Gasverluste eine sich selbständig einstellende Wassersäule, die aufgrund der "kardanischen Aufhängung" alle Bewegungen des Tauchers im freien Wasser zuläßt und ihn unabhängig von seiner Schwimmlage mit Atemgas versorgt. Die Zu- und Abfuhr des Gases bedarf keiner komplizierten Regelung. Bei Bruch der Gaszufuhr- und/oder Gasabfuhrleitungen reagiert die Einrichtung wie ein Gerät mit offenem Kreislauf, ohne daß der Taucher einer zusätzlichen Gefährdung unterliegt. Auch bei Verstopfungen oder Verklemmungen der beiden Versorgungsschläuche oder bei Versagen von Sicherheitsventilen können sich wegen des offen arbeitenden Systems keine erhöhten Drücke im-Atembereich des Tauchers einstellen. Die Einrichtung arbeitet tiefenunabhängig. Trotz des geringeren Investitionsaufwandes wird die Sicherheit eines Taucheinsatzes erhöht.

[0007] Des weiteren sieht die Erfindung die Verwendung einer an einem Taucher kardanisch aufgehängten, unabhängig von der jeweiligen Schwimmlage des Tauchers sich einstellenden und das Ausatemgas sammelnden sowie das Wasser der Umgebung als Sperrflüssigkeit verwendenden Gegenlunge zur Versorgung von Tauchern mit in einem'Kreislauf geführten künstlichen Atemgasgemisch, vor.

[0008] Im folgenden wird der Gegenstand der Erfindung in den Zeichnungen erläutert. Es zeigt

_Fig. 1 teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt die Gegenlunge der Einrichtung zur Versorgung von Tauchern mit künstlichen Atemgasgemischen,

Fig. 2 in einer schematischen Ansicht eine Gesamtanlage unter Verwendung der Einrichtung zur Versorgung von Tauchern mit künstlichen Atemgasgemischen für Unterwasserarbeiten unter Verwendung einer Tauchkammer,

Fig. 3 in einer schematischen Ansicht eine weitere Ausführungsform der Gesamtanlage gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 in einer schematischen Ansicht die Gesamtanlage für Unterwasserarbeiten mit einer in einem Tauchboot untergebrachten Gasaufbereitungsanlage.

[0009] Die Einrichtung zur Versorgung von Tauchern mit künstlichen Atemgasgemischen weist eine Gegenlunge 100 auf, die nach der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform aus einer bügelförmigen, d.h. U-förmigen Halterung 10 besteht, deren beiden Schenkel mit 13 und 14 und der die beiden Schenkel verbindende Steg mit 15 bezeichnet ist. Diese Halterung 10 ist um eine senkrechte Achse 11 verschwenkbar in einer Befestigungseinrichtung 12 gehalten, vermittels der die Gegenlunge 100 an einen Taucher unter Verwendung geeigneter Halteeinrichtungen anschließbar ist.

[0010] Die freien Enden 13a,14a der beiden Schenkel 13,14 der Halterung 10 tragen Rohrstutzen 16,17, die etwa achsgleich zueinander angeordnet sind, und von denen der Rohrstutzen 16 über einen Gaszuführschlauch 54b mit einem in an sich bekannter Weise ausgebildeten Lungenautomat 75 und der Rohrstutzen 17 mit einem Gasabführschlauch 55a verbunden ist, der zur Wasseroberfläche oder zu einem Tauchkammerinnenraum führt (Fig.2 und 3). Darüber hinaus sind die Rohrstutzen 16,17 außenseitig als Schwenklager 26,27 für einen um eine waagerechte Achse 21 verschwenkbaren Behälter 30 ausgebildet, der zur Halterung in den Schwenklagern 26,27 mit hülsenförmig ausgebildeten und die Schwenklager 26,27 umgreifenden Gegenlagern 36,37 versehen ist, so daß der Behälter 30 um die waagerechte Achse 21 in der Halterung 10 verschwenkbar ist. Aufgrund der Anordnung der Halterung 10 und des Behälters 30 in dieser Halterung ist der Behälter kardanisch aufgehängt.

[0011] Der Behälter 30 ist geschlossen ausgebildet und weist bodenseitig eine Öffnung 32 auf, durch die das Wasser der Umgebung in den Innenraum des Behälters einströmen kann. In dem Behälter 30 sind ein unterer Aufnahmeraum 43 für das durch die Öffnung 32 einströmende Wasser und ein darüberliegender Gasraum 33 ausgebildet, in den ein mit dem Anschlußstutzen 16 verbundenes Gasaustrittsrohr 34 mündet, dessen Austrittsöffnung 35 im oberen Bereich des Gasraumes 33 liegt, so daß das von dem Lungenautomaten 75 in Pfeilrichtung X einströmende Gas durch den Rohrstutzen 16 in das Gasaustrittsrohr 34 strömt und durch dessen Austrittsöffnung 35 in den oberen Gasraum 33 eintritt.

[0012] Die Einströmöffnung des Rohrstutzens 17 ist mittels eines Absperrorgans 45 verschließbar, welches als Absperrklappe od.dgl. ausgebildet sein kann. Die Steuerung dieses Absperrorgans 45 erfolgt in Abhängigkeit von der Höhe des Flüssigkeitsstandes in dem Behälter 30 vermittels eines Schwimmers 44, der über eine ein Gewicht 46 tragende Steuerstange 47 mit dem Absperrorgan 45 derart verbunden ist, daß bei einem Ansteigen der Flüssigkeit im Innenraum des Behälters 30 das Absperrorgan 35 die Einströmöffnung des Rohrstutzens 17 verschließt. Im geöffneten Zustand des Absperrorgans 45 strömt das Gas aus dem Gasraum 33 durch den Rohrstutzen 17 über den Abgasschlauch zur Oberfläche oder in den Innenraum einer Tauchkammer.

[0013] Die Gegenlun^ge 100 arbeitet wie folgt: Die Gaszufuhr zum Taucher erfolgt über den Lungenautomaten 75 oder über einen Taucherautomaten, wenn mit einem Helm getaucht wird. Das ausgeatmete Gas gelangt über den Gaszuführschlauch 54b in den Behälter 30 der Gegenlunge 100. Hier erfolgt durch den Überdruck eine Senkung des Wasserspiegels des sich im Innenraum des Behälters 30 befindenden Wassers. Der Schwimmer 44 folgt dieser Bewegung und gibt die Öffnung des Rohrstutzens 17 frei. Das Gas kann somit durch den Rohrstutzen 17 und den sich hieran anschließenden Gasabführschlauch an die Oberfläche oder in eine Tauchkammer gelangen. Dies geschieht jedoch nur, wenn der Taucher sich in einer größeren Wassertiefe als die Gasauffangstelle befindet. Im anderen Falle muß eine Pumpe zu Hilfe genommen werden , um einen Differenzdruck zu erhalten. Das aus dem Behälter 30 ausströmende Gas bewirkt eine Wasserspiegelerhöhung. Der Schwimmer 44 folgt dieser Bewegung und verschließt vermittels des Absperrorgans 45 die Gaseinströmöffnung des Rohrstutzens 17.

[0014] Für das einwandfreie Funktionieren dieses Systems ist es erforderlich, daß die Öffnung 32 im Behälter 30 immer in Richtung zum Erdmittelpunkt zeigt. Dies ist dadurch möglich, daß der Behälter 30 zweifach drehbar gelagert ist, und zwar einmal an den Schlauchanschlußstutzen 16,17 und an der Befestigungseinrichtung 12. Durch Gewichte oder Auftriebskörper an dem Behälter 30 bleibt dieser bei jeder Schwimmlage des Tauchers in der gleichen Position, d.h. die Öffnung 32 des Behälters 30 zeigt immer zum Erdmittelpunkt.

[0015] Die Funktionsweise des Systems ist auch dann gewährleistet, wenn kein Schwimmer 44 und Absperrorgan 45 verwendet werden. Es muß dann dafür Sorge getragen werden, daß durch ständig strömende Zusatzluft der Wasserspiegel in dem Behälter 30 auf eine Höhe unterhalb der Einströmöffung des Rohrstutzens 17 gehalten wird.

[0016] Der Einsatz der Gegenlunge 100 in der erfindungsgemäß ausgebildeten Versorgungseinrichtung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Fig. 2 bis 4 aufgezeigt.

[0017] Die Anlage gemäß Fig. 2 besteht aus einem Geräteträger 50, z.B. einem Schiff, mit einer Aufbereitungsstation 53, die eine Pufferbatterie 53a , eine Gasaufbereitungseinrichtung 53b, eine Druckerhöhungseinrichtung 53c und einen Wasserabscheider 53d umfaßt. Über ein ein- und ausfahrbares Tragseil 51 ist mit dem Geräteträger 50 eine Tauchkammer 52 verbunden, an die die Versorgungsschläuche 54,55 angeschlossen sind, die wiederum mit der Aufbereitungsstation 53 in Verbindung stehen. Die Gaszuführung erfolgt über den Versorgungsschlauch 54 und die Gasableitung über den Versorgungsschlauch 55.

[0018] Das über den Versorgungsschlauch 54 zugeführte Gas wird über eine an diesen Versorgungsschlauch angeschlossene Schlauchleitung 54a dem Lungenautomaten 75 zugeführt. Der Anschluß für den Taucher ist bei 56 angedeutet. Der Lungenautomat 75 steht über die Schlauchleitung 54b mit der Gegenlunge 100 in Verbindung. An diese ist zur Gasableitung eine Schlauchleitung 55a angeschlossen, über die und den Versorgungsschlauch 55 das Gas in die Aufbereitungsstation 53 zurückgeleitet wird. Bei dieser Ausführung ist die Atemgasversorgung und -entsorgung des Tauchers und der Tauchkammer getrennt. Das ausgeatmete Gas des Tauchers gelangt an die Oberfläche und wird in der Station 53 aufbereitet und dem Taucher wieder zugeführt.

[0019] Auch bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform steht der Geräteträger 50 , der die Aufbereitungsstation 53 mit den Einrichtungen 53a,53b und 53d trägt, über das Tragseil 51 mit der Tauchkammer 52 in Verbindung, vermittels der die entsprechenden Unterwasserarbeiten durchführbar sind. Unter der Voraussetzung, daß der Taucher unterhalb der Tauchkammer arbeitet, ist es möglich, den Abgasschlauch 55a vom Taucher ausgehend direkt in den Innenraum der Tauchkammer 52 zu leiten. Die dabei zugeführte Gasmenge dient dann gleichzeitig der Spülung der Tauchkammer mit Atemgas. Die Tauchkammer ist dann ihrerseits über den Versorgungsschlauch bzw. Abgasschlauch 55 mit der Aufbereitungsstation 53 verbunden. Das aufbereitete Gas wird dem Taucher über die Versorgungsleitung 54 und über die Schlauchleitung 54a unter Zwischenschaltung des Lungenautomaten 75 zugeführt.

[0020] Arbeitet der Taucher oberhalb einer Einstiegöffnung in der Tauchkammer, kann die voranstehend beschriebene Gesamtanlage als offenes System benutzt werden, d.h. der Taucher gibt seine ausgeatmete Luft an das umgebende Wasser ab. Unabhängig davon ist es möglich, über einen Kompressor an oder in die Tauchkammer das Atemgas anzusaugen und in die Tauchkammer zu drücken.

[0021] Eine weitere Ausführungsform einer Gesamtanlage zeigt Fig.4. Hier ist die Aufbereitungsstation 53 für das Gas in einem Tauchboot 60 angeordnet. Diese Aufbereitungsstation 53 ist über die Versorgungsschläuche 54,55 mit dem Lungenautomaten 75 verbunden, wobei über den Versorgungsschlauch 54 die Gaszuführung erfolgt, während für die Gasableitung aus der mit dem Lungenautomaten 75 verbundenen Gegenlunge 100 der Versorgungsschlauch 55 vorgesehen ist.

[0022] Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorangehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen. Abweichungen in der Ausgestaltung der Gegenlunge 100 liegen ebenso im Rahmen der Erfindung wie eine andersartige Lagerung und Aufhängung des Behälters 30, wobei jedoch bei allen Ausführungsformen sichergestellt sein muß. daß eine kardanische Aufhängung gegeben ist,damit die sich selbständig in der Gegenlunge einstellende Wassersäule alle Bewegungen des Tauchers im freien Wasser zuläßt.

Ansprüche

1. Einrichtung zur Versorgung von Tauchern mit künstlichen Atemgasgemischen unter Verwendung von in einem Kreislauf geführtem Atemgas, gekennzeichnet durch eine an einen Taucher befestigbare, kardanisch aufgehängte, unabhängig von der jeweiligen Schwimmlage des Tauchers sich einstellende, dessen ausgeatmetes Gas sammelnde Gegenlunge (100) mit einer das Wasser der Umgebung verwendenden Sperrflüssigkeit.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenlunge (100) für den Wassereintritt mit einer Öffnung (32) versehen ist, die selbsttätig in Richtung auf den Erdmittelpunkt einstellbar ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenlunge (100) aus einer bügelförmigen Halterung (10) , die um eine senkrechte Achse (11) drehbar in einer Einrichtung (12) zum Befestigen der Gegenlunge (100) an einem Taucher gelagert ist und deren 'freie Enden (13a,14a) sich gegenüberliegende, achsgleiche und als Schwenklager (26,27) ausgebildete Rohrstutzen (16,17) für die Schlauchzuführung zu einem Lungenautomaten und für die Abgasschlauchzuführung zur Wasseroberfläche oder zu einem Tauchkammerinnenraum tragen, und aus einem in den Schwenklagern (26,27) der Halterung (10) um eine waagerechte Achse (21) drehbar gelagerten, geschlossenen Behälter (30) besteht, der bodenseitig mit einer Öffnung (32) versehen ist, einen oberen Gasraum (33) mit einem in diesen mündenden und mit dem Rohrstutzen (16) für die Schlauchzuführung zu dem Lungenautomaten verbundenen Gasaustrittsrohr (34) mit einer im oberen Bereich des Gasraumes (33) liegenden Gasaustrittsöffnung (35) und einen unteren Aufnahmeraum (43) für die durch die bodenseitige Öffnung (32) in den Behälter (30) strömende Flüssigkeit sowie ein von der Höhe des jeweiligen Flüssigkeitsstandes im Innenraum des Behälters (30) vermittels eines Schwimmers od.dgl. (44) steuerbares Absperrorgan (41) für den Gasaustrittsrohrstutzen (17) aufweist.

4. Verwendung einer an einem Taucher kardanisch aufgehängten, unabhängig von der jeweiligen Schwimmlage des Tauchers sich einstellenden und das Ausatemgas sammelnden sowie das Wasser der Umgebung als Sperrflüssigkeit verwendenden Gegenlunge (100) zur Versorgung von Tauchern mit in einem Kreislauf geführten künstlichen Atemgasgemsichen.

Zeichnung