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EQUIPEMENT DE PROTECTION RESPIRATOIRE
L'invention concerne les équipements respiratoires
comportant un masque respiratoire, un harnais autorisant une
mise en place rapide, et parfois des lunettes de protection
contre les fumées.
On connaît dé j à des harnais pour masque respiratoire
à mise en placè rapide ayant une sangle extensible dont les
extrémités sont reliées au masque et qui comportent un
élément gonflable par un gaz sous pression pour allonger la
sangle jusqu'à une dimension suffisante pour permettre à
l'utilisateur d'engager la sangle sur la tête et ayant des
moyens à commande manuelle permettant d' admettre du gaz sous
pression dans l'élément pour l'allonger et de vidanger cet
élément pour permettre à la sangle de l'appliquer contre la
tête et de maintenir le masque. Le gaz respiratoire est
souvent de l'oxygène sous pression qui alimente un régula-
teur à la demande et à dilution porté par le masque.
Les avions de ligne et les avions d'affaires à
cabine pressurisée volent à des altitudes de plus en plus
élevées. Au-delà de 40 000 pieds (12 200 mètres environ) le
porteur du masque doit être immédiatement alimenté en gaz
respiratoire sous pression en cas de dépressurisation. Pour
éviter les fuites de gaz respiratoire entre le couvre-face
du masque et la peau, le harnais doit alors exercer une
pression importante. Lorsque l'avion vole dans des condi-
tions telles que les règlements exigent que le pilote ou
l'un des pilotes ait en permanence le masque sur le visage,
ce port permanent est source de fatigue et d'inconfort.
D'autre part, le masque pouvant être utilisé par l'ensemble
de la population des pilotes, le harnais est conçu pour
garantir l'étanchéité du masque sur les têtes de petite
taille et conduit alors à des efforts de serrage encore plus
importants sur les têtes de grande taille.
Pour résoudre ce problème, on a déjà proposé des
harnais comportant des moyens permettant de maintenir, dans
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l'élément gonflable, une pression intermédiaire, dite de
confort. En particulier le document EP-A-0 288 391 décrit un
harnais qui, dans un mode particulier de réalisation,
comprend également un clapet altimétrique provoquant
automatiquement une vidange complète de l'élément gonflable
et en conséquence une ferme application du masque sur le
visage, sans intervention du porteur, en cas de dépres-
surisation. Le document US-A-5 036 846 décrit également un
harnais ayant un élément gonflable dans lequel on peut
maintenir une pression résiduelle intermédiaire de confort.
Les harnais suivant ces deux documents présentent
une limitation. Ils nécessitent un réglage manuel de la
pression résiduelle dans le harnais, pression par ailleurs
variable avec la taille de la tête de l'utilisateur pour
obtenir un serrage donné.
Au surplus les fuites, provoquées par exemple par la
porosité de l'élément gonflable et/ou par un défaut d'étan-
chéité des clapets, provoquent fréquemment une dïminution
progressive de la pression dans l'élément gonflable, donc un
accroissement progressif de la force d'application sur le
visage, ce qui oblige le porteur du harnais à regonfler
périodiquement ce dernier pour avoir un confort suffisant.
La présente invention vise notamment à fournir un
équipement à harnais à mise en place rapide exigeant pour
son utilisation un nombre de manipulations moindre que ceux
antérieurement connus et au surplus évitant les interven
tions destinées à régler l'effort de serrage sur le visage
à une valeur sensiblement constante, ajustable éventuelle
ment, de façon à assurer un bon compromis entre le confort
et la sécurité.
L'invention propose dans ce but un équipement
respiratoire de téte comportant un masque respiratoire muni
d' un régulateur à la demande et à dilution connectable à une
source de gaz respiratoire, un harnais extensible dont les
extrémités sont reliées au masque et qui comporte un élément
gonflable par le gaz respiratoire pour l'allonger jusqu'à
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une dimension suffisante pour permettre à l'utilisateur de
l'engager sur la tête, et des moyens à commande manuelle
permettant d'admettre le gaz respiratoire sous pression dans
l'élément gonflable pour l'allonger et de réduire la
pression dans cet élément pour permettre au harnais de
s'appliquer contre la tête et d'appliquer le masque contre
le visage, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens
automatiques d'admission de gaz sous pression dans un
composant du harnais, à partir de la source de gaz, et
d'échappement de gaz sous pression vers l'atmosphère à
partir dudit composant du harnais, commandés par un capteur
d'effort d'application du masque sur le visage, de façon à
maintenir une force d'application sensiblement constante, au
mains aussi longtemps que la pression ambiante reste
supérieure à un seuil, et éventuellement ajustable.
Le terme "harnais" doit être interprété dans un sens
large et comme couvrant non seulement les produits dont
l'élément gonflable est constitué par une sangle tubulaire,
mais aussi les produits équivalents, tels que ceux utilisant
des vérins pneumatiques reliés à une calotte d'appui sur la
tête.
En général, le composant sera constitué par l'élé-
ment gonflable lui-même. Toutefois, il peut s'agir d'un
élément additionnel, tel qu'un bourrelet gonflable de bord
de masque ou un coussin occipital interposé entre l'élément
gonflable ( prévu alors pour ne pouvoir prendre que l' état
pleinement gonflé et l'état vidangé) et la tête. Cette
dernière solution est cependant moins avantageuse du point
de vue de la complexité et de l'efficacité.
Lorsque l'équipement est destiné à un avion pouvant
atteindre une altitude supérieure à 40 000 pieds (12 200 m),
il est associê à un régulateur capable de fournir, au-delà
de 40 000 pieds, de l'oxygène sous pression. La différence
de pression entre l'intérieur et l'extérieur du masque tend
alors à décoller ce dernier et doit être combattu par une
force accrue d'application sur le visage pour éviter ou du
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moins limiter les fuites. Dans ce cas, la solution simple
qui consiste à commander le composant gonflable du harnais
de façon â exercer un effort constant conduit à choisir,
pour ce dernier, une valeur suffisamment élevée pour être
suffisante en cas de dépressurisation à très haute altitude.
Le confort en est notablement réduit à basse altitude.
I1 est dans ce cas avantageux de constituer les
moyens d'admission et d'échappement de façon qu'ils règlent
la pression dans le composant de harnais à une valeur telle
que la force d'application du masque sur le visage soit
accrue au fur et à mesure de l'augmentation d'altitude, au
moins au delà d'une valeur déterminée, ou de façon à provo-
quer automatiquement l'application d'une force maximale en
cas de dépressurisation. Ce résultat peut être atteint par
utilisation d'une capsule altimétrique s'ajoutant à des
moyens élastiques ou se substituant à eux.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la
description qui suit de modes particuliers de réalisation,
donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se
réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels .
- La figure 1 est une vue en élévation montrant
l'aspect extérieur d'un équipement de protection conforme à
un mode de réalisation de l'invention ;
- Les figures 2 et 3 sont des schémas de principe
montrant deux modes particuliers de réalisation d'un
ensemble capteur-moyens d'admission utilisables dans un
équipement du genre montré en figure 1 ;
- - La f figure 4 est un schéma de principe montrant une
variante de réalisation ;
- La figure 5, similaire à la figure 3, montre une
autre constitution possible de l'ensemble capteur-moyens
d'admission ;
- Les figurés 6 et 7, similaires aux figures 3 et 5,
montrent d'autres variantes encore provoquant un serrage
complet du masque en cas de dépressurisation à haute
altitude ;
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- La figure 8 montre la constitution de principe
d'un équipement de tête dans lequel l'ensemble capteur-
moyens d'admission est placé au débouché d'au moins une
sangle constituant un harnais ;
5 - La figure 9 est un schéma montrant un dispositif
dont le masque peut être complété par des lunettes, avec
modification de la répartition des efforts lors de la mise
en place des lunettes ;
- La figure 10 montre une disposition à capteur sur
le débouché de la sangle.
La figure 1 montre un équipement respiratoire, ayant
une constitution générale connue, dans l'état où il se
trouve lorsqu'il est utilisé. L'équipement respiratoire
comporte un couvre-face oro-nasal 10 (qui peut étre prévu
pour recevoir des lunettes de protection contre la fumée),
fixé à un régulateur à la demande 11, et un harnais de
maintien sur la tête relié à un bloc de connexion rigide 12.
Le bloc de connexion est muni d'un raccord de
liaison avec une conduite flexible 14 destinée à se raccor
der à une source de gaz respiratoire sous pression (oxygène
sous pression en général). Le harnais représenté à titre
d'exemple comporte deux sangles 16 constituées chacune d'un
tube interne en matériau élastique contenu dans une gaine
inextensible limitant l'allongement du tube. La longueur au
repos des tubes internes est telle qu'ils tendent à appli-
quer le couvre-face sur le visage avec une force dépassant
celle qui est nécessaire pour assurer l'étanchéité requise,
même lorsque le masque est soumis à la surpression respira-
toire maximum.
La disposition décrite jusqu'ici est bien connue. On
pourra par exemple en trouver une description dans le
document EP-A-0 288 391. D'autres constitutions de harnais
sont cependant possibles, utilisant par exemple des vérins
pneumatiques et/ou n'ayant qu'une seule sangle.
Dans le mode de réalisation montré en figures 1 et
2, le harnais n'est pas accroché directement sur le couvre
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face, mais sur le boîtier d'un ensemble groupant un capteur
de la force exercée par le harnais et des moyens d' admission
de gaz sous pression dans les sangles et d'échappement hors
des sangles.
Au boitier 20 sont reliés les deux extrêmités de la
sangle 16 ou de chaque sangle du harnais. La sangle ou
chaque sangle est généralement guidée sur le couvre-face 10
par des cavaliers 22 qui fixent la direction d'application
de la force de traction exercée par le harnais. Un tiroir 24
est monté dans un alésage borgne 26 du boîtier et se
prolonge par une tige 28 de poussée fixée au couvre face 10.
La plage de débattement du boîtier 20 est limitée, dans un
sens, par l'appui d'une butée 30 fixée au tiroir 24 et dans
l'autre sens par l'appui d'un épaulement du tiroir sur une
rondelle de retenue 32 fixée au boîtier.
Une chambre 34, délimitée par le fond de l'alésage
et le tiroir 24, est reliée à l'atmasphère ambiante. Dans la
partie de l' alésage qui reçoit le tiroir 24 est aménagée une
sortie 36 de liaison avec la sangle ou les sangles. Des
passages 38 percés dans le tiroir 24 mettent la sortie 36 en
liaison avec une conduite 40 d'alimentation en gaz sous
pression et avec l'atmosphère, respectivement lorsque le
boîtier 20 dépasse une position prédéterminée vers la droite
et une position prédéterminée vers la gauche. Lorsque le
tiroir occupe une position intermédiaire, comme celle dans
laquelle il est représenté en figure 2, la sortie 36 est
isolée.
Des moyens élastiques, constitués dans le cas
représenté sur la figure 2 par un ressort 42, tendent à
repousser le boîtier 20 vers une position de butée (vers la
gauche sur la figure 2) où il relie la sortie 36 à l'atmo-
sphère et donc provoque une vidange complète des sangles et
l' application du couvre face 10 avec une force maximale. Les
sangles exercent de leur côté sur le boîtier 20 une force
qui tend à le déplacer par rapport au tiroir vers la
position où du gaz est admis de la conduite 40 aux sangles
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par la sortie 36. En déplaçant vers la droite le boîtier 20,
par exemple en pinçant la manette 44 et la butée fixe 30 du
tiroir, l'utilisateur du masque peut provoquer un gonflage
complet des sangles et donner au harnais une forme permet
s tant de l'enfiler aisément.
Le mode de fonctionnement de l'équipement ressort
immédiatement de la description qui précède. Une fois le
harnais placé sur la tète et la manette 44 relàchée, le
ressort 42 amène le boîtier dans la position de dégonflage
du harnais. Au fur et à mesure que le harnais se dégonfle,
il exerce sur le boîtier une force, dirigée vers le couvre
face, de valeur croissante. Le boîtier revient dans la
position d'isolement où il est montré en figure 2 lorsque
les deux forces s'équilibrent. En cas de fuite, due par
exemple à la porosité de l' élément gonflable des sangles, le
boîtier se déplace progressivement jusqu'au moment où il
arrive dans une position où une quantité supplémentaire de
gaz est admise dans les sangles et diminue la force exercée
par le harnais.
L'effort régulé peut être rendu ajustable manuelle-
ment, par exemple en montant une vis moletée (en tirets sur
la figure 2) à travers le fond du boîtier.
Dans la variante de réalisation montrée en figure 3
(où les éléments correspondant à ceux de la figure 2 sont
désignés par le méme numéro de référence) le ressort 42
prend appui sur une capsule altimétrique 46. Cette capsule
se dilate lorsque la pression ambiante diminue. En particu-
lier, elle se dilate de façon importante en cas de dépressu-
risation à haute altitude, provoquant ainsi une augmentation
du serrage du harnais et de la pression du masque sur le
visage, nécessaire au maintien de la surpression altimétri-
que dans le masque.
De plus, cette capsule altimétrique permet de
réduire à une valeur très faible la force exercëe par le
harnais à basse altitude cabine de façon à obtenir un
confort maximum pendant le port prolongé du masque imposé
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par la réglementation lorsque l'altitude avion dépasse une
valeur donnée.
Dans la variante de réalisation montrée en figure 4,
les sangles 16 sont reliées à un robinet 47 qui, lorsqu'il
n'est pas actionné, vidange complètement les sangles et qui,
lorsqu'il est actionné, les met en liaison avec l'alimenta-
tion en gaz sous pression. L'élément gonflable est donc du
type couramment utilisé à l'heure actuelle et décrit dans le
brevet US 3 599 636 par exemple. Mais le couvre face
comporte de plus, à la base des lèvre d'étanchéité 48, des
bourrelets gonflables 50 qui sont commandés par une unité 52
"capteur d'effort-moyens de gonflage" du genre montré en
figure 2, si ce n'est que son fonctionnement est inversë,
une augmentation de pression dans les bourrelets 50 provo-
quant en effet une augmentation de la force d'application,
et non pas une réduction.
Dans la variante de réalisation montrée en figure 5
où les organes correspondant à ceux de la figure 2 portent
encore le même numéro de référence, l'ensemble ,capteur
d'effort-moyen d'admission comporte une capsule altimétrique
46 sur laquelle s' appuie le ressort 42 dont la force fixe le
degré d'application du masque sur le visage. Mais le tiroir
distributeur de la figure 2 est remplacé par un jeu de deux
clapets 54 et 56. Le clapet d'admission 54 est relië par un
soufflet souple 58 à une membrane séparant la chambre à
pression ambiante 60 d'une chambre 62 d'admission du gaz
respiratoire sous pression. Le clapet d'echappement 56 est
relié par un soufflet souple 64 à une plaque terminale 65
d' un équipage de commande des clapets, fixé à la membrane 60
et au masque 10.
Deux barrettes appartenant à l'équipage ouvrent
alternativement les clapets ou les laissent se refermer,
suivant la position de l'équipage.
La figure 6 montre un autre mode de réalisation,
provoquant automatiquement, en cas de dépréssurisation, un
serrage du harnais suffisant pour réduire les fuites bien
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que la dépressurisation provoque une alimentation du masque
en oxygène sous pression.
Le dispositif comprend alors, en plus des éléments
déjà montrés en figure 2, un pistan 66 d'appui du ressort
42. Ce piston délimite dans le boitier une chambre 68 qui
communique avec l'extérieur par un trajet étranglé. Un
clapet 70, à bille dans le cas illustré, sépare la chambre
68 de la source d'oxygène sous pression. Une capsule
altimétrique 72, qui peut être celle d'un régulateur à la
demande équipant le masque, ouvre le clapet 70 en cas de
dépressurisation.
En position d'attente, ou de confort, lorsque la
pression ambiante est supérieure à un seuil prédéterminé,
les composants du dispositif sont dans la disposition
montrée en traits pleins sur la figure 6. Le clapet 70 est
fermé. En cas de dépressurisation de la cabine, la capsule
72 se dilate et ouvre le clapet 70. Le piston 60 se déplace
jusqu' à la position de butée montrée en tirets sur la figure
6. La force exercée par le ressort 42 augmente et provoque
le déplacement du tiroir distributeur 24 qui vidange le
harnais.
La figure 7 montre encore un autre mode de réalisa-
tion qui permet, comme celui de la figure 6, de provoquer
automatiquement le vidange et le serrage du harnais en cas
d'alimentation du masque en oxygène sous pression, provoquëe
par une dépressurisation ambiante. Le clapet 70a de mise en
communication de la chambre 68 avec la source d'oxygène sous
pression est cette fois ouvert en réponse à l'apparition
d'une surpression dans le masque 10. Sur la figure 7, les
moyens d'ouverture forcée du clapet comprennent une membrane
déformable 74 ( pouvant étre remplacée par un piston ) soumise
à la pression qui règne dans le masque, portant une aiguille
67 qui soulève la bille du clapet 70a de son siège en cas de
dépressurisation et d'alimentation du masque sous une
pression telle que la pression différentielle entre le
masque et l'ambiance dépasse un seuil fixé par la précon-
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trainte d'un ressort 78 de fermeture du clapet.
Une capsule anéroide de vidange du harnais en cas de
dépressurisation peut également être ajoutée à l'ensemble
représenté sur la figure 5.
Dans les modes de réalisation montrés en figures
2,3,5 et 6 l'ensemble capteur-moyens d'admission est
interposé entre le couvre-face 10 et le harnais. Cet
ensemble peut aussi bien étre placé entre le bloc de
connexion 12 et une extrémité (ou chaque extrémité) du
harnais. La figure 8 montre un tel montage. L'extrémité de
la sangle 16 est fixée à un tiroir distributeur 24a qui peut
coulisser dans un boitier 20a solidaire du bloc de connexion
d'un masque. Un ressort 42a tend à repousser le tiroir vers
une position où il relie la sangle 16 à l'atmosphère, alors
que la traction de la sangle tend à relier celle-ci à la
source de gaz respiratoire.
En rapprochant des oreilles 80 portées par le
boîtier et le tiroir, suivant les flèches f, le porteur du
masque peut gonfler le harnais complètement pour mettre ou
enlever le masque.
Le mode de réalisation de la figure 8, comme les
précédents, est susceptible de nombreuses variantes. I1 peut
en particulier comporter, comme celui de la figure 6 ou de
la figure 7, une capsule anéroïde de vidange automatique en
cas de dépressurisation de la cabine et/ou d' alimentation du
masque en surpression.
Lorsque le harnais comporte deux sangles elles
peuvent être munies chacune d'un dispositif distinct, afin
de conserver une répartition appropriée des efforts de
serrage des sangles dans toutes les conditions d'emploi et
d'assurer la stabilité du masque sur le visage.
Le dispositif peut encore être complëté par des
moyens permettant de modifier à volonté la valeur de la
surpression dans le masque pour laquelle il y a vidange
complète du harnais. Par exemple la capsule 46 ou 72
( figures 5 et 6 ) peut s' appuyer sur l' extrémité d' une vis de
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réglage au lieu de s'appuyer sur un élément fixe.
Les conditions dans lesquelles le port du masque est
nécessaire rendent souvent souhaitables l'emploi simultané
de lunettes. Un méme masque peut être prévu pour être
utilisé seul, ou avec des lunettes 82 (montrées en tirets
sur la figure 9 ) fixées rigidement au masque. Le bord de ces
lunettes doit s'appliquer sur le visage, par exemple pour
protéger les yeux contre des fumées.
Pour garantir une application suffisante, on peut
notamment munir chaque sangle d'un dispositif distinct et
munir la sangle supérieure de moyens de réglage permettant
d'augmenter le serrage par la sangle supérieure lorsque les
lunettes sont en place. Une autre solution consiste à munir
le masque d'un crochet permettant de relever le point
d'application de l'effort de la sangle supérieure (ou de la
sangle unique) lorsque les lunettes sont en place, comme
indiqué en tirets sur la figure 9.
Dans tous les modes de réalisation montrés jusque
ici, le dispositif de réglage de la tension est purement
pneumatique. I1 est également possible d'utiliser un
dispositif électropneumatique, comportant un capteur
constitué par un transducteur à sortie électrique et des
moyens d'admission de gaz sous pression à commande électri-
que, permettant de régler la pression dans le harnais de
façon à maintenir la tension exercée par le harnais à une
valeur constante ou variant avec l'altitude cabine suivant
une loi déterminée. La figure 10 montre un tel dispositif.
Un capteur 84, constitué par un transducteur à sortie
électrique, est placé au raccordement du harnais avec le
masque. I1 fournit un signal d'entrée à un composant de
commande 86, recevant une alimentation électrique 88,
comportant une électrovanne de réglage de la pression dans
le harnais. Le dispositif peut encore comporter un capteur
de pression ambiante et/ou un capteur de pression dans le
masque, permettant de vidanger complétement le harnais en
cas de dépressurisation.
