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The British Oxygen Company Limited, Bridgewater Hause, Cleveland Row,
St. James's, London S. W. 1, England Gerät zur Bildung eines Gasgemisches aus mindestens
zwei Mischungskomponenten.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Bildung eines Gasgemisches
aus mindestens zwei Mischungskomponenten.
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Bei der Bildung derartiger Gasgemische aus zwei oder mehreren Mischungskomponenten
ergibt sich in der Praxis immer die Schwierigkeit, daß es kaum möglich ist, die
relativen Anteile der Mischungskomponenten innerhalb eines bestimmten Gesamtdrucks
des Gasgemisches bei veränderlichen Stromungsverhältnissen konstant zu halten, wenn
gleichzeitig das Gasgemisch jeweils veränderlichen Verbrauchsbedingungen angepaßt
werden soll. Die erwähnten Schwierigkeiten ergeben sich beispielsweise bei der Herstellung
eines brennbaren Gasgemisches und bei der Bildung von Gasgemischen zur Einatmung.
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Es ist bereits eine Einrichtung bekannt, bei der das Verhältnis der
zu mischenden Gaskomponenten durch die Menge einer Bezugskomponente bestimmt wird.
Diese Bezugs-oder Führungskomponente
kann durch einen Regler eingestellt
werden. Bei diesem Gerät ist es nicht möglich die Menge des erzeugten Gasgemisches
veränderlichen Verbrauchsbedingungen anzupassen.
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Weiterhin ist es bekannt, durch den Druck des erzeugten Gasgemisches
einen Regler zu steuern, welcher weitere Regler zur Steuerung des Zuflusses der
einzelnen Komponenten betätigt. Um die einzelnen Regler zu betätigen, benötigt man
ein besonderes Arbeitsmittel.
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Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile bekannter Einrichtungen.
Es wird ein Gerät zur Bildung eines Gasgemisches aus mindestens zwei Mischungskomponenten
vorgeschlagen, welches innerhalb eines weiten Bereiches der Strömungsgeschwindigkeit
und des Ausströmungsdruckes ein Gasgemisch zu bilden gestattet, welches die Mischungskomponenten
in beliebigem Anteilverhältnis enthält. Dabei bleibt das Anteilverhältnis unabhängig
von Änderungen der Ausströmungsgeschwindigkeit oder des Ausströmungsdruckes im wesentlichen
konstant.
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Weiterhin ermöglicht es die Erfindung, die Zusammensetzung eines
Gasgemisches sowohl bei gleichbleibendem als auch bei schwankendem Verbrauch konstant
zu halten.
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Das Gerät zur Bildung eines Gasgemisches aus mindestens zwei Mischungskomponenten,
wobei die Zusammensetzung des Gasgemisches im wesentlichen unabhängig von der Ausflußmenge
gehalten wird, mit
getrennten Dosieröffnungen zur Einleitung der
Mischungskomponenten in die Mischkammer und mit je einen jeder Gasart zugeordneten
Druckregler, welcher jeweils den Druck der betreffenden Gaskomponente vor der zugehörigen
Dosieröffnung im wesentlichen auf den gleichen Wert einstellt, ist nach der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbrauchsdruckregler 11 bis 14, 16, 17 auf den
Druck des Gasgemisches anspricht und seinerseits dieEinstellung der einzelnen
| Druckregler 5 bis 9, 11 bis 14, 16, 17 steuert, um den aus
den |
Dosieröffnungen 3,4 strömenden Gasfluß derart zu regeln, daß der Druck des Gasgemisches
auf einem willkürlich gewählten Wert stabilisiert wird, und daß der Druck einer
Mischungskomponente in dem zwischen der Austrittsöffnung des betreffenden Druckreglers
und der betreffenden Dosieröffnung befindlichen Raum als Spanndruck für den oder
die übrigen Druckregler 5 bis 9 dient.
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Die relativen Durchtrittsquerschnitte der Dosieröffnungen werden
so gewählt, daß die Gase aus diesen Durchtrittsöffnungen in denjenigen Anteilen
austreten, die zur Bildung des gewünschten Gasgemisches benötigt werden.
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Der Verbrauchsdruckregler wird vorzugsweise gleichzeitig als Druckregler
für eine der Gemischkomponenten benutzt. Dadurch wird die Gasströmung der betreffenden
Komponente zu der ihr zugeordneten Dosieröffnung unmittelbar so geregelt, daß vor
dieser Dosieröffnung ein Druck aufgebaut wird, der als Spanndruck für den oder die
den Druck der anderen Gemischkomponente bzw. Gemischkomponenten regelnden Druckregler
dient.
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Ferner ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Vorrichtung
vorgesehen, mit deren Hilfe die relativen Durchtrittsquerschnitte der Dosieröffnungen
derart eingestellt werden können, daß jedes gewünschte Gasgemisch gebildet werden
kann.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr an Hand der anliegenden
Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung gibt einen schematischen Überblick über ein
Gerät nach der Erfindung.
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Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung weist eine Mischkammer
auf, welche mit einer Austrittsöffnung 2 versehen ist, die beispielsweise an eine
Gesichtsmaske angeschlossen werden kann.
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In diese Mischkammer münden zwei Dosieröffnungen 3 und 4, durch welche
jeweils einerseits Stickoxyd und andererseits Sauerstoff in die Mischkammer eintritt.
Diese Dosieröffnungen können in Form von Bohrungen in einem konischen Küken eines
Absperrhahns vorgesehen sein, wobei Mittel vorgesehen sein können, die es gestatten,
die relativen Durchtrittsquerschnitte dieser Öffnungen von Hand zu verändern. Oberhalb
der Dosieröffnungen ist jeweils für jedes Gas ein gesonderter Regler vorgesehen.
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Der Sauerstoffregler besteht aus einem verschiebbaren Ventilelement
5, welchesmit einem Ventilsitz 6 zusammenwirkt und mittels einer schwachen Druckfeder
7 in die der geschlossenen Stellung entsprechende Lage gedrückt wird. Das Ventilelement
5 ist mit einer auf Druck ansprechenden Membran 8 verbunden und mit Bezug auf den
mittleren Sauerstoff-Eintrittsdruck mittels einer Feder 9 vorgespannt.
Ein
Kanal 10 ist an die Austrittsseite des Stickoxydreglers angeschlossen und gestattet,
daß der Druck des Stickoxyds als Spanndruck auf die Membran 8 wirkt. Dieser Spanndruck
wirkt auf die Membran 8 in einer Richtung, in welcher er versucht, das Ventilelement
5 vom Ventilsitz 6 wegzubewegen. Die Empfindlichkeit des Sauerstoffreglers kann
durch die Anordnung eines in der Zeichnung nicht dargestellten Übersetzungselementes
zwischen der Membran 8 und dem Ventilelement 5 noch erhöht werden.
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Der Stickoxydregler, der außerdem als Verbrauchsregler wirkt, besteht
aus einem verschiebbaren Ventilelement 11, welches mit einem Ventilsitz 12 zusammenwirkt
und durch eine schwache Druckfeder 13 in Richtung auf die geschlossene Lage hin
gedrückt wird.
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Das Ventilelement 11 ist mit einer auf Druck ansprechenden Membran
14 verbunden, die an einer Seite über einen Kanal 15 mit dem an der Austrittsöffnung
2 herrschenden Druck des Gasgemisches beaufschlag wird, wobei dieser Druck versucht,
das Ventil zu schieb ßen. Auf der anderen Seite der Membran wirkt eine einstellbare
Belastung, die durch eine Druckfeder 16, deren Druck mittels einer Einstellschraube
17 eingestellt werden kann, dargestellt wird.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt : Stickoxyd und Sauerstoff
werden den in ihnen zugeordneten Reglern mit einen ge-
| 2 |
| eigneten Druck von beispielsweise 0,703kg/cm zugeführt, wobei |
die Dosieröffnungen 3 und 4 so eingestellt sind, daß diese Gase in entsprechenden
Anteilen zugeführt werden, so daß das gewünschte, Gemisch entsteht. Die Belastung
der Membran 14 wird so eingestellt,
daß der Druck des Gasgemisches
an der Austrittsöffnung 2 einen bestimmten Wert hat, der normalerweise innerhalb
eines Bereiches liegt, der sich von knapp unteratmosphärischem Druck bis zu knapp
überatmosphärischem Druck erstreckt. Sinkt beispielsweise der Druck des Gasgemisches
an der Austrittsöffnung 2 infolge eines Einatmungsvorganges, so wölbt sich die Membran
14 derart, daß das Ventilelement 11 öffnet und der dadurch freigegebene Druck des
Stickoxyds auf die Membran 8 des Sauerstoffreglers wirken kann, was zur Folge hat,
daß das Sauerstoffventil 5 sich so weit öffnet, bis der zur Dosieröffnung 4 gelieferte
Sauerstoff einen Druck hat, der gleich dem Druck des zur Dosieröffnung 3 gelieferten
Stickoxyds ist. Umgekehrt bewirkt ein beispielsweise durch Beendigung des Einatmungsvorganges
hervorgerufener Druckanstieg des Gasgemisches an der Austrittsöffnung eine Schließung
der Ventile.
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Gegebenenfalls kann eine Einrichtung vorgesehen sein, mit deren Hilfe
beim Schließen des Stickoxydventils der Belastungskreis durch selbsttätiges Gasabblasen
entlastet werden kann, wodurch das Ansprechen der Anordnung bei plötzlicher Stockung
des Gasverbrauches beschleunigt wird.
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Es kann auch vorteilhaft sein, armer Austrittsöffnung der Mischkammer
oberhalb der Abzweigstelle des Verbrauchsreglers ein Niederdruck-Entlastungsventil
anzuordnen, wodurch der belastete Regler der unmittelbaren Einwirkung von Druckänderungen
an der Austrittsöffnung entzogen wird.
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Während bei der hier beschriebenen Anordnung der Verbrauchsregler
die Strömung einer der Gemischkomponenten regelt, die ihrerseits wiederum die Belastung
für einen oder mehrere weitere Gasdruckregler bildet, liegt die Anordnung eines
einzigen Vierbrauchsreglers, der unmittelbar wiederum eine Anzahl jeweils je einer
Gemischkomponente zugeordneter belasteter Regler unmittelbar steuert, ebenfalls
im Schutzumfang des Erfindungsgegenstandes.
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Wenn ein selbständiger Verbrauchsregler angeordnet wird, der alle
belasteten Regler steuert, dann muß zur Entlüftung des Belastungsgases zur Atmosphäre
eine Entlüfungsoffnung vorgesehen sein.