呼吸系統及其使用方法
2023-06-04 02:36:36 3
專利名稱：呼吸系統及其使用方法
技術領域：
本發明是一種用在空氣調節裝置中的雙向閥。更具體而言，該閥防止過量空氣流向輔助工具並防止空氣從輔助工具進入呼吸器的供氣管線。
背景技術：
在噴塗和車體市場上，操作者應用一種呼吸器來保護自己免於遭受有毒煙霧和汙染物質。同時，空氣還供給輔助的氣動工具。目前，使用者工作時拖兩條空氣軟管，一條向輔助工具供氣，一條向呼吸器供氣。應用兩條供氣管線對使用者來說是麻煩的，因為空氣軟管會逐漸與工作區中的物體，例如顏料箱纏繞，或者它們自己互相纏繞。保持多個空氣管線的軌跡會降低工人的生產效率，並增加顧慮，如果供氣管線阻礙、扭曲或摩擦新噴塗的表面，新作的噴塗就被破壞了。為了減輕這些問題，噴塗工已經嘗試用膠帶將這兩根空氣軟管聯結在一起。但是，在使用中這兩根空氣管仍舊會扭曲和纏繞。
通常使用一種空氣調節裝置來調節進入使用者呼吸器的可吸入空氣的流量和壓力。在一些情況下，該空氣調節裝置可以用於向輔助氣動工具輸送額外的空氣，因此該呼吸器和氣動工具使用相同的供氣管線。呼吸器生產商與職業安全和健康國家機構(NIOSH)共同工作以開發並改進單獨的空氣管線系統，該系統向使用者的呼吸器也向一輔助氣動工具提供空氣。但是，還沒有開發出向使用者提供可吸入空氣並向輔助工具輸送多餘空氣的可行空氣調節裝置。NIOSH考慮，任何這種調節裝置應該不允許對吸器使用者空氣的奪取，而且這種裝置應該不允許汙染物從輔助工具到使用者空氣流的潛在回流。
因此，需要一種空氣調節裝置，該裝置防止不期望的汙染物從輔助工具進入可吸入空氣，並保證流向輔助工具的過量空氣流不會奪取呼吸器使用者的可吸入空氣。
發明內容
本發明涉及一種改進的呼吸保護迴路，該呼吸保護迴路具有設置於氣源和呼吸器之間氣流通道中的氣流調節裝置。所述改進包括氣流分流器和雙向閥。該氣流分流器設置在氣流調節裝置上遊的氣流通道中，並將該氣流通道分為第一和第二下遊氣流通道，第一下遊氣流通道通向呼吸器。雙向閥設置在第二下遊氣流通道中，防止過量向下遊流動的空氣流通過其中並防止向上遊流動的空氣流通過其中。
附圖簡述參照附圖本發明會得到進一步解釋，其中在幾個附圖中相似結構被指定為相似附圖標記。
圖1是包括空氣調節裝置的呼吸保護系統的前視圖。
圖2是圖1中空氣調節裝置一部分的橫截面圖，示出了其中的雙向閥。
圖3是該閥一部分的放大橫截面圖，示出了在第一位置的閥的活塞。
圖4是該閥一部分的放大橫截面圖，示出了在第二位置的閥的活塞。
圖5是該閥一部分的放大橫截面圖，示出了在第三位置的閥的活塞。
圖6是沿圖4中線6-6截取的橫截面圖。
圖7是本發明呼吸保護裝置的又一實施例的前視圖。
圖8是本發明呼吸保護裝置的又一實施例的前視圖。
圖9是本發明呼吸保護裝置的又一實施例的示意圖。
雖然上述指定的附圖分別闡述了本發明的一種實施方式，但是在討論中應該注意，其它實施方式是可以預見的。就一切情況而論，這種公開是通過代表而非限定的方式來展現本發明的。應該理解，本領域的技術人員能夠設計出許多其它改進措施和實施方式，這些都落在本發明原理的範圍、精神之內。
具體實施例方式
圖1是包括在呼吸保護系統100中的空氣調節裝置10的前視圖。該空氣調節裝置10調節可以吸入使用者呼吸器的空氣的流量和壓力。該呼吸保護系統100確定一個氣流迴路，其中空氣調節裝置10則位於介於氣源13和呼吸器15之間的氣流通道中。空氣調節裝置10在給定寬範圍的輸入壓力下為使用者保持均勻的輸出流量，並且特別包括用於設置所期望流向呼吸器15的空氣流量的旋鈕10a。空氣流量調節裝置10還可以包括一個空氣壓力計或空氣流量計10b，以提供流向使用者的空氣壓力或流量的視覺指示器。除了向使用者提供均衡的氣流之外，在一種實施方式中，空氣調節裝置10具有結合為一體的雙向閥11(圖2中所示)。該閥11能夠防止過量的輸出空氣流輸送到輔助空氣器具，並防止氣流從輔助空氣器具回流進入氣源13，特別是防止回流進入使用者的呼吸器15。
在圖1的實施方式中，空氣調節裝置10具有用於導向氣流進入和離開該裝置10的三個口(12，14，16)。這三個口包括入口12和第一出口14、第二出口16。供氣管線12a的一端連接到空氣調節裝置10的入口12上，用於從氣源13向該裝置10提供空氣。呼吸器15通過空氣管線14a連接到第一出口14，輔助空氣器具17，例如氣動工具或噴漆機器，通過空氣管線16a連接到第二出口16。
從供氣管線12a供給的空氣由空氣調節裝置10分配到呼吸器15或者輔助空氣器具17。氣流分流器18置於空氣調節裝置10中，該分流器形成空氣管線岐管，使入口12、第一出口14和第二出口16互相連接。從供氣管線12a出來的空氣通過入口12進入空氣調節裝置10，並且在被分配至呼吸器15或輔助空氣器具17之前通過第一通路19流入分流器18的中心部分20。第二通路22在中心部分20和第一出口14之間延伸，第三通路24在中心部分20和第二出口16之間延伸。第二通路22和第三通路24都構成下遊氣流通道，利用空氣分流器18將氣流通道分為第一下遊氣流通道22和第二下遊氣流通道24。通過第二通路22的空氣流是使用者通過對旋鈕10a的操作進行控制的，並且可以通過測量儀10b進行監測。
圖2是圖1空氣調節裝置10的雙向閥11的橫截面圖。該閥11位於第三通路24中(通向空氣出口16的通路，其中空氣出口16通過空氣管線16a連接到輔助空氣器具17上)。該閥11允許預定量的空氣沿第一方向28從供氣管線12a向下遊流動並通向輔助空氣器具17。該閥11防止過量的空氣(比預定流量更大的氣流)從供氣管線12a沿第一方向28流向輔助空氣器具17。例如，如果通向輔助空氣器具17的空氣管道變得嚴重或者如果該器具消耗大量空氣，該閥11就會檢測到增加的氣流量並終止流向第二出口16的氣流。因此，雖然流向輔助空氣器具17的氣流可以被終止，但是任何時候都能保持有足夠的氣流流向呼吸器15。如果第二出口16連接到一個比氣源13壓力更高的氣源，閥11就會檢測到這種壓差並關閉輔助空氣器具17的氣流通路，因此消除了上遊汙染物從輔助空氣器具17流入呼吸器15(即回流)的可能性。
該雙向閥11形成一種可動的氣流障礙並由閥組件32構成。該閥組件32包括閥體34(在圖3，4和5中示出)、O形圈或墊圈36、閥活塞38，閥彈簧40和閥座42。該閥體34(由閥體部34a和34b構成)設置於下遊氣流通道24中並形成一個閥腔44。該閥體34具有入口46和出口48，並形成在入口46和出口48之間延伸的閥腔44。入口46緊鄰通路24的鄰進分流器中心部分20的第一端50，閥體34的出口48位於通道24的鄰近通路24的空氣出口16的第二端52。
O形圈36沿徑向放置在閥體34中，緊鄰入口46。在閥體34的內壁37中形成的一個環形座或槽35將O形圈36保持在適當的位置。閥座42沿徑向放置在介於O形圈36和閥體出口48之間的閥腔44中。閥座42包括一個徑向延伸的彈簧抵靠表面54，該表面54延伸進入閥腔44中。但是，如圖6所示，該彈簧抵靠表面54包括至少一個開口54a，當閥11打開時該開口54a用於氣流從入口46到出口48的流動。一個活塞導筒55從彈簧抵靠表面54向閥腔44延伸。該活塞導筒55和彈簧抵靠表面54也包括一個開口56，以將活塞38保持並定位在適當位置運動。閥活塞38包括頭部58和主體60。閥活塞38可滑動地置於閥腔44中，而頭部58位於O形圈36和閥座42之間。活塞頭部58具有面向O形圈36的前表面62以及面向閥座42和彈簧抵靠表面54的後表面64。在其前表面62上，活塞頭部58具有圓錐形表面部分65，在任何時候該圓錐表面部分65都與O形圈36對準接合。主體60連接到頭部58的後表面64上，並從該頭部58朝向閥體34的出口48向後延伸。開口56基本上是圓柱形的，並適於在其中軸向可滑動地容納閥活塞58的主體60。在空氣調節裝置10內，在閥活塞38的前方(在頭部58的上遊前表面62一側)形成第一區域(區域A)，在閥活塞38的後方(在頭部58的下遊後表面64一側)形成第二區域(區域B)。
閥活塞38可在閥腔44內部在第一位置、第二位置和第三位置之間運動。如圖2中所示的閥11在第一位置，或第一關閉位置。閥彈簧40置於活塞頭部58的後表面64和彈簧抵靠表面54之間，與活塞導筒55同軸。閥彈簧40將活塞38偏壓向第一位置。在本發明的可替換實施方式中，其它裝置，例如一種彈性件可以用於將閥11偏壓向第一位置。
圖3是雙向閥11(或止回閥)的放大橫截面圖，示出了處於第一位置或者幾乎關閉位置的閥活塞38。當閥活塞38處於第一位置時，該閥11以止回閥模式運行，從而防止空氣從輔助空氣器具17流入呼吸器使用者的氣源14a。在夾氣處理時，或者當區域B中的壓力比區域A中供給到空氣調節裝置10的空氣壓力高時，空氣從空氣輔助裝置17流向呼吸器15。這時閥彈簧40將活塞頭部58的前表面62偏壓抵靠在O形圈36上，從而產生流體流密封。
在第一位置，活塞頭部58的前表面62的圓錐形表面部分65抵靠O形圈36，從而防止空氣從閥體34的出口48向上遊流向入口46，且特別是從輔助空氣器具17流向使用者的氣源14a。閥彈簧40向閥活塞38提供預定的壓力，從而推動該頭部58抵靠在O形圈36上。如果區域B中的壓力升高，推動閥活塞38朝向O形圈36的上遊方向的力增加，該O形圈36被進一步壓擠，從而在活塞頭部58和O形圈36之間產生比單獨使用閥彈簧40所產生的密封更緊密的密封。當閥11作為止回閥運行時，該閥11在一種實施方式中設計成在止回閥下遊側為0.5英寸水的真空時，洩漏率不超過15毫升/分鐘。而且，活塞頭部58不包括任何放氣口，當閥11密封時這些放氣口會提高洩漏率。
圖4是雙向閥11的放大橫截面視圖，示出了處於第二位置或打開位置的閥活塞38。在該第二位置，活塞頭部58在閥腔44內介於O形圈36和閥座42之間「浮動」。介於活塞頭部58的外部和閥體34的內壁37之間是環形間隙66，該間隙66允許空氣圍繞活塞頭部58流動。該頭部58前表面62上的圓錐形表面部分65促進了向下遊流動的空氣流流過該頭部58。因此，空氣從閥體34的入口46穿過閥腔44和彈簧抵靠表面54中的孔向下遊流向出口48，通過空氣管線16a供給輔助空氣器具17。當閥11處於第二位置時，由於壓力和對頭部58的前表面62(上遊側)的空氣衝擊而作用在頭部58上指向下遊方向的力等於由於彈簧提升力和由在頭部58的後表面64(下遊側)的空氣渦流所產生的力而作用在活塞上的力。
在允許空氣流動的同時，該雙向閥11還進行操作以消除過量的向下流動的氣流通過閥腔44。當打開時，閥彈簧40提供一種強制負載抵住閥活塞38的活塞頭部58，當閥彈簧40被壓縮時該強制負載增加。彈簧力抵抗閥活塞38的運動以及由於初始空氣衝擊閥活塞38頭部58前表面產生的力和當閥11破裂時產生的力。當從供氣管線12a中流出的氣流從零增加到設計流速時，流動的流體在閥活塞38的下遊側上(區域B)產生一個提升力。當氣流升高到該設計流速時，活塞38移動到第二位置介於O形圈36和閥座42之間。在一種實施方式中，該設計流速介於大約16立方英尺/分(cfm)和17.5立方英尺/分(cfm)。當流速接近一個預先設定值時，空氣的速度隨它在閥活塞38周圍流動而提高，並且最終在閥活塞38的下遊側(區域B)產生一真空。當在緊鄰閥活塞38的下遊側(鄰接它的後表面64)上產生該真空時，衝擊力不能夠再平衡提升力，閥活塞38移動到第三位置，以防止更多的氣流流向輔助空氣器具。
圖5是雙向閥11的放大橫截面圖，示出了處於第三位置或者遠側關閉位置的閥活塞38。在第三位置，活塞頭部58的後表面64抵靠著閥座42的徑向肩部。當從供氣管線12a流出的空氣流達到一預先設定值時，空氣的速度隨著它圍繞閥活塞38的流動而提高，並在閥活塞38的下遊側(區域B)產生一真空。上遊衝擊力不能再平衡下遊提升力，並且閥活塞38朝閥座42方向移動，以防止更多氣流流向輔助空氣器具17。因此，消除了過量氣流流向輔助空氣器具17。限制空氣流向輔助空氣器具17是有利的，因為保證了足夠的空氣流流向呼吸器15。在一種實施方式中，用於流過第三通路24或閥腔44使閥活塞38從第二位置向第三位置移動的預先設定值不高於17.5立方英尺/分(cfm)。
閥活塞38一旦處於第三位置(圖5)，當然就沒有空氣流通過閥活塞38。為了使閥活塞38脫離第三位置，必須降低區域A中的壓力，直到區域B中的力和彈簧40的合力足以抵抗由於區域A中的壓力而產生的力。這些一旦發生，彈簧40動作以將閥活塞38移動回它的第一位置(圖3)，限制回流。當區域A中的氣壓又增加時，彈簧40受壓並且閥活塞38移動到它的第二位置(圖4)，允許空氣流通過閥11並流向輔助空氣器具17。
圖6是沿圖4中線6-6截取的雙向閥11一部分的橫截面圖。開口56由活塞導筒55和彈簧抵靠表面54確定，以將活塞主體60保持並定位在適當的位置。介於彈簧抵靠表面54和閥腔44之間的一個或多個開口54a允許空氣流在閥體34的入口46和出口48之間流通。
在使用過程中，空氣由本發明的呼吸保護迴路向操作者的呼吸器持續供給，但只在需要時提供給輔助空氣器具。因此，當不需要將空氣提供給輔助空氣器具時，雙向閥的閥活塞將採用第一位置，如圖3中所示。
在第一位置中應用一個O形圈作為密封，以提供一柔軟的密封元件(並且因此是一個比金屬與金屬接觸的密封更好的密封)，且用作可替換的耐磨元件。當應用本發明的呼吸保護迴路時，例如，在噴漆應用中，會有多如23000個打開/關閉揗環/天用於閥活塞和O形圈之間(在8小時倒工作中)。因此，O形圈與活塞頭前表面上的圓錐形表面部分相結合而為雙向閥提供了一種高可靠性、高效率和低成本的密封元件。
在圖1中示出的呼吸保護迴路100的實施方式中，分流器18、調節裝置10和雙向閥11置於一個共同的外殼中。在本發明呼吸保護迴路的可選擇實施方式中，雙向閥11可以容納在一與分流器18和調節裝置10不同的空氣保護迴路的部件或外殼中。另外，第二出口16可以遠離調節裝置10。
圖7和8是本發明呼吸保護迴路的可選擇實施方式的前視圖。在圖7中，空氣調節裝置210調節進入使用者呼吸器的可吸入空氣的流量和壓力。在這種呼吸保護迴路200中，雙向閥211不與空氣調節裝置210結合裝入共同的外殼中，而是與之分離的。象裝置10一樣，空氣調節裝置210在寬範圍輸入壓力情況下保持向使用者提供均衡的輸出流，並且包括用於實現這個目的的一流量調節盤210a和流量調節儀210b。
通過供氣管線212a從氣源213供給的空氣由空氣調節裝置210分配給呼吸器215或者輔助空氣器具217。氣流分流器218置於空氣調節裝置210內，該分流器形成一空氣歧管將入口212、第一出口214和第二出口216連接起來。來自供氣管線212a的空氣通過入口212進入空氣調節裝置210，並在通過空氣管線214a被分配給呼吸器215或者通過空氣管線216a被分配給輔助空氣器具217之前，通過第一通路219進入分流器218的中心部分220。第二通路222在中心部分220和第一出口214之間延伸，第三通路224在中心部分220和第二出口216之間延伸。第二通路222和第三通路224都構成下遊氣流通道，利用分流器218將空氣流通道分為第一下遊氣流通道222和第二下遊氣流通道224。
在圖7中，呼吸保護迴路200包括安裝在輔助空氣器具217上或者與輔助空氣器具217一起置於同一外殼中的雙向閥211。輔助空氣器具217通過空氣管線216a與空氣流調節裝置210的第二出口216流體連通。雙向閥211置於空氣管線216a與第二出口216相對的一端。輔助空氣器具217又與雙向閥組件211流體連通。呼吸保護迴路200中雙向閥211以與結合圖1-6中閥11所描述的方式相同的方式運行，以防止過量向下遊流動的空氣流通過閥211，並防止從輔助空氣器具217出發的向上遊流動的空氣流進入使用者的呼吸器215。
在圖8中，示出了具有空氣調節裝置310的呼吸保護迴路300。在這種呼吸保護迴路中，空氣調節裝置310調節進入使用者呼吸器的可吸入空氣的流量和壓力。雙向閥311置於空氣管線316a內，並與空氣調節裝置310和輔助空氣器具317相分離。象裝置10一樣，該空氣調節裝置310在寬範圍輸入壓力情況下保持向使用者提供均衡的輸出流，並且包括用於實現這個目的的一流量調節盤310a和流量調節儀310b。
由連接到氣源313的供氣管線312a供給的空氣通過空氣調節裝置310被分配給呼吸器315(利用空氣管線314a)或者輔助空氣器具317。一空氣流分流器318置於該空氣調節裝置310內，該分流器形成一空氣管線歧管，將入口312、第一出口314和第二出口316連接。從供氣管線312a流出的空氣通過入口312進入空氣調節裝置310，並在被分配給呼吸器315或者輔助空氣器具317之前，通過第一通路319進入分流器318的中心部分320。第二通路322在中心部分320和第一出口314之間延伸，第三通路324在中心部分320和第二出口316之間延伸。第二通路322和第三通路324都構成下遊氣流通道，利用空氣分流器318將氣流通道分為第一下遊氣流通道322和第二下遊氣流通道324。
在圖8中，呼吸保護迴路300包括置於空氣調節裝置310和空氣輔助器具317之間空氣管線326內的雙向閥311。該輔助空氣器具317利用空氣管線326a與空氣流調節裝置310的第二出口316流體連通。在圖8所示的實施方式中，雙向閥311置於空氣管線326中，該空氣管線326將輔助空氣器具317連接到空氣流調節裝置310上。因此，空氣管線326的一部分326a連接閥311的出口316和入口346，空氣管線326的一部分326b連接閥311的出口348和空氣輔助器具317。在呼吸保護迴路300中的雙向閥311以與結合圖1-6中閥所描述的方式相同的方式運行，以防止過量的向下遊流動的空氣流通過閥311，並防止從輔助空氣器具317流出的向上遊流動的空氣流進入使用者的呼吸器315。
在另一可選擇實施方式中，分流器與空氣調節裝置分離(即它們不在同一外殼內)，並且分流器和空氣調節裝置可以連接在一起或者利用一空氣管線連通。在這種情況下，分流器和雙向閥可以在同一外殼中，連接在一起或者通過一空氣管線連接。表示這種結構的呼吸保護迴路400在圖9中概略的示出。
該呼吸保護迴路400包括空氣調節裝置410、雙向閥411、氣源413、呼吸器415、空氣輔助器具417和空氣分流器418。如圖9中的模型所示，共同的外殼425容納了分流器418和雙向閥411。分流器418包括第一通路419、第二通路422和第三通路424。中心部分420連通該空氣分流器418的這三個通路。氣源413通過一供氣管線412a流體連通地連接到第一通路419的入口412。從供氣管線412a流出的空氣在被分配至空氣調節裝置410或者輔助空氣器具417之前，通過第一通路419流入分流器418的中心部分420。第二通路在中心部分420和第一出口414之間延伸，第三通路424在中心部分420和第二出口416之間延伸。第二通路422和第三通路424都構成下遊氣流通道，利用空氣分流器418將空氣流通道分為第一下遊氣流通道422和第二下遊氣流通道424。
該空氣調節裝置410通過一空氣管線426或者直接連接而流體連通地連接到空氣分流器418的第一出口414上。呼吸器415通過空氣管線414a流體連通地連接到空氣調節裝置410的出口上。雙向閥411的入口446通過空氣管線427或者直接連接而流體連通地連接到空氣分流器418的第二出口416上。最後，空氣輔助器具417通過一空氣管線或者直接連接而流體連通地連接到雙向閥411的出口448上。
在該呼吸保護迴路400中的雙向閥411以與結合圖1-6中閥所描述的方式相同的方式運行，以防止過量的向下遊流動的空氣流通過閥411，並防止從輔助空氣器具417流出的向上遊流動的空氣流進入使用者的呼吸器415。象裝置10一樣，該空氣調節裝置410在寬範圍輸入壓力情況下保持向使用者提供均衡的輸出流，並且包括用於實現這個目的的一流量調節盤和流量調節儀。
本發明的呼吸保護系統通過空氣調節裝置調節空氣流，該空氣調節裝置將一呼吸器和一輔助空氣器具連接到一供氣管線上。從供氣管線流出的空氣以一供給氣壓提供給該空氣調節裝置。一種可移動空氣流障礙，例如一種雙向閥置於供氣管線和輔助空氣器具之間。當在空氣流障礙上產生的上遊壓力等於或者大於在其上產生的下遊壓力時，允許空氣從供氣管線流向輔助空氣器具。一直到前述第一和第二壓力之間到達一預定壓力差時才不允許有氣流。由供給氣壓確定上遊壓力，下遊壓力部分地由輔助空氣器具的空氣壓力確定。當上遊壓力小於下遊壓力時，防止空氣從輔助空氣器具向上遊流動流向呼吸器。
在該呼吸保護迴路中，氣流調節裝置置於氣源和呼吸器之間的空氣流通道中。呼吸保護迴路包括一置於氣流調節裝置上遊的氣流通道中的空氣流分流器。該空氣流分流器將該氣流通道分為第一和第二下遊通道，第一下遊通道通向呼吸器。該呼吸保護迴路還包括一置於第二下遊通道中的雙向閥，其中該閥通過防止從入口向出口的過量的空氣流和防止從出口向向入口的空氣回流，而調節從閥入口到閥出口的空氣流動。
該雙向閥用於呼吸保護迴路中，該呼吸保護迴路具有一個用於吸入來自氣源的空氣的入口，一連接到呼吸器的第一出口和連接到輔助空氣器具的第二出口。該空氣分流器連接入口、第一出口和第二出口。來自單獨氣源的供給空氣提供給呼吸器和輔助工具。該閥限制從氣源向空氣器具流動的空氣流量，從而在任何時候呼吸器使用者保持足夠的空氣流流向呼吸器。例如，如果輔助空氣器具的空氣管線變得嚴重，或者一個消耗大量空氣的工具連接到該裝置上，那麼該閥就會探測到該增加的流量，並終止通過出口流向輔助空氣器具的空氣流。而且，該閥防止從輔助空氣器具向上遊呼吸器的氣源的空氣回流。如果第二出口(空氣器具)連接到比入口更高壓力的壓力源上，該閥就會關閉，或者，如果流向第一出口(呼吸器)的空氣流比流向第二出口(空氣器具)的空氣流要高，那麼該閥會關閉。因此，該閥不允許從輔助空氣器具流出的回流流向呼吸器，因此消除了汙染物從輔助空氣器具流向呼吸器使用者氣源的可能性。
儘管通過優選實施方式來描述本發明，但是本領域的技術人員可以知道，在不背離本發明精神和範圍的情況下可以對形式和細節進行許多改變。例如，該雙向閥不限於僅僅應用於空氣調節裝置中。本發明還可以用於處理其它多種類型氣體的分布和流動。
權利要求
1.一種改進的呼吸保護迴路，該呼吸保護迴路具有置於氣源和呼吸器之間氣流通道中的空氣流調節裝置，所述改進包括設置於空氣流調節裝置上遊氣流通道中的氣流分流器，該分流器將氣流通道分為第一和第二下遊氣流通道，該第一下遊氣流通道通向呼吸器；和設置於第二下遊氣流通道中的雙向閥，其中該雙向閥防止過量的向下遊流動的空氣流從中通過並防止向上遊流動的空氣流從中通過。
2.如權利要求1所述的改進，其特徵在於第二下遊氣流通道通向輔助空氣器具。
3.如權利要求1所述的改進，其特徵在於所述分流器和調節裝置設置於一共同的外殼中。
4.如權利要求3所述的改進，其特徵在於雙向閥設置於該共同的外殼中。
5.如權利要求1所述的改進，其特徵在於分流器和雙向閥設置於一共同的外殼中。
6.如權利要求1所述的改進，其特徵在於該雙向閥包括徑向設置在第二下遊氣流通道中的O形圈；徑向設置在第二下遊氣流通道中且在O形圈下遊的閥座；具有頭部的閥活塞，閥活塞的頭部在O形圈和閥座之間，可在第一位置、第二位置和第三位置之間運動；定位以將閥活塞的頭部推壓向第一位置的閥彈簧。
7.如權利要求6所述的改進，其特徵在於在第一位置，所述閥活塞的頭部抵靠O形圈以產生第一密封並阻擋向上遊流動的空氣流。
8.如權利要求7所述的改進，其特徵在於該閥彈簧提供一預定力以將閥活塞的頭部偏壓向O形圈。
9.如權利要求7所述的改進，其特徵在於介於閥活塞頭部和閥座之間第一區域中升高的壓力形成作用在該頭部上的上遊方向的力，並使介於該頭部和O形圈之間的第一密封緊密。
10.如權利要求6所述的改進，其特徵在於在第二位置閥活塞的頭部置於O形圈和閥座之間，並且允許向下遊流動的空氣流動。
11.如權利要求6所述的改進，其特徵在於當作用在頭部的上遊側的第一力基本上等於作用在該頭部下遊側上的第二力時，閥活塞的頭部處於第二位置，其中第一力由作用在頭部上遊側的氣壓確定，第二力部分地由閥彈簧的壓縮確定。
12.如權利要求6所述的改進，其特徵在於在第三位置中，閥活塞的頭部抵靠閥座以產生第二密封，並阻礙向下遊流動的空氣流通過。
13.如權利要求6所述的改進，其特徵在於當作用在該頭部上遊側的第一力大於作用在該頭部下遊側的第二力時，該閥的頭部處於第三位置，其中第一力由作用在該頭部上遊側上的氣壓確定，第二力部分地由閥彈簧的壓縮確定。
14.一種改進的呼吸保護迴路，包括具有供氣管線和呼吸器管線的空氣調節裝置，該供氣管線在空氣調節裝置的入口與其連接，該呼吸器管線在空氣調節裝置的第一出口與其連接，所述改進包括設置於空氣調節裝置中的分流器，該分流器形成空氣管線歧管，使入口、第一出口和第二出口互相連接；和設置於分流器歧管和第二出口之間的雙向閥，其中雙向閥防止過量的空氣從供氣管線流向第二出口，並防止空氣從第二出口向呼吸器管線回流。
15.如權利要求14所述的改進，其特徵在於第二出口在空氣調節裝置上。
16.如權利要求14所述的改進，其特徵在於第二出口遠離空氣調節裝置。
17.如權利要求14所述的改進，其特徵在於還包括一連接到第二出口上的輔助空氣器具。
18.如防要求14所述的改進，其特徵在於該雙向閥包括設置於歧管和第二出口之間的O形圈；徑向設置在O形圈和第二出口之間的閥座；具有頭部的閥活塞，該頭部位於O形圈和閥座之間，該活塞可以在第一位置、第二位置和第三位置之間運動；和定位以將活塞頭部推壓向第一位置的閥彈簧。
19.如權利要求18所述的改進，其特徵在於在第一位置，所述閥活塞的頭部抵靠O形圈以產生第一密封並阻擋從第二出口流向呼吸器管線的空氣回流。
20.如權利要求19所述的改進，其特徵在於閥彈簧提供一預定力以將活塞偏壓向O形圈。
21.如權利要求19所述的改進，其特徵在於介於閥活塞頭部和閥座之間的第一區域中升高的壓力形成作用在該頭部上的上遊方向的力，並使介於該頭部和O形圈之間的第一密封緊密。
22.如權利要求18所述的改進，其特徵在於在第二位置，該活塞的頭部處於O形圈和閥座之間，並且允許空氣從供氣管線流向第二出口。
23.如權利要求18所述的改進，其特徵在於當作用在頭部的上遊側的第一力基本上等於作用在該頭部下遊側上的第二力時，閥活塞的頭部處於第二位置，其中第一力由供氣管線中的氣壓確定，第二力部分地由閥彈簧的壓縮確定。
24.如權利要求18所述的改進，其特徵在於在第三位置中，閥活塞的頭部抵靠閥座以產生第二密封，並阻礙空氣從供氣管線流向第二出口。
25.如權利要求18所述的改進，其特徵在於當作用在該頭部上遊側的第一力大於作用在該頭部下遊側的第二力時，該閥活塞的頭部處於第三位置，其中第一力由供氣管線中的氣壓確定，第二力部分地由閥彈簧的壓縮確定。
26.如權利要求14所述的改進，其特徵在於該雙向閥遠離於空氣調節裝置。
27.如權利要求26所述的改進，其特徵在於該雙向閥安裝在輔助空氣器具上。
28.一種呼吸保護系統，包括空氣調節裝置；設置於空氣調節裝置中的三通分流器，該三通分流器流體連通第一空氣通路、第二空氣通路和第三空氣通路；連接到第一空氣通路上的供氣管線；連接到第二空氣通路上的呼吸器；設置於第三空氣通路中的雙向閥，其中雙向閥允許不超過預定量空氣流向下遊流動，不允許空氣流向上遊流動。
29.如權利要求28所述的呼吸保護系統，其特徵在於還包括連接到第三空氣通路上的輔助空氣器具。
30.如權利要求28所述的呼吸保護系統，其特徵在於該雙向閥包括具有入口、出口和在該入口和出口之間延伸的閥腔的閥體；徑向置於閥腔中的墊圈；徑向設置於墊圈和出口之間的閥腔中的閥座，該閥座包括徑向延伸的肩部；具有頭部的閥活塞，該活塞可滑動地設置於閥腔中，該頭部位於墊圈和肩部之間，其中該活塞可在第一位置、第二位置和第三位置之間運動；設置於活塞頭部和肩部之間的閥彈簧，其中該彈簧將活塞偏壓向第一位置；在第一位置，活塞頭部抵靠墊圈以產生第一密封並防止空氣從出口流向入口；在第二位置，活塞頭部介於墊圈和肩部之間，並允許空氣從入口向出口流動；在第三位置，活塞頭部抵靠肩部以產生第二密封並防止空氣從入口流向出口。
31.如權利要求30所述的呼吸保護系統，其特徵在於還包括介於活塞頭部和入口之間的閥的第一區域；介於活塞頭部和閥座之間的閥的第二區域；其中在第一區域中的第一力由氣壓構成，在第二區域中的第二力由氣壓和彈簧力構成。
32.如權利要求31所述的呼吸保護系統，其特徵在於當活塞處於第一位置時第一力小於第二力。
33.如權利要求31所述的呼吸保護系統，其特徵在於當活塞處於第二位置時，第一力近似等於第二力，使得活塞頭部漂浮在墊圈和閥座之間。
34.如權利要求31所述的呼吸保護系統，其特徵在於當活塞處於第三位置時，第一力大於第二力。
35.一種通過空氣調節裝置調節空氣流動的方法，該空氣調節裝置將呼吸器和輔助空氣器具連接到一供氣管線上，該方法包括從供氣管線以供給氣壓向空氣調節裝置供給空氣；在供氣管線和輔助空氣器具之間設置一可活動的空氣流障礙；當作用在該空氣流障礙上的上遊力等於或者大於作用在其上的下遊力時，允許空氣從供氣管線流向輔助空氣器具，直到第一力和第二力之間壓力差達到一預定壓力差時不允許空氣流通過，其中上遊力由供給氣壓確定，下遊力部分地由輔助空氣器具的氣壓確定；和防止空氣從輔助空氣器具流向呼吸器。
全文摘要
一種呼吸保護迴路，其具有設置於氣源和呼吸器之間氣流通道中的氣流調節裝置，該呼吸保護迴路的改進包括氣流分流器和雙向閥。該氣流分流器設置在氣流調節裝置上遊的氣流通道中，該分流器將氣流通道分為第一和第二下遊氣流通道，第一下遊氣流通道通向呼吸器。該雙向閥設置在第二下遊氣流通道中，其中雙向閥防止過量向下遊流動的空氣從中流過並防止向上遊流動的空氣流過其中。
文檔編號F16K15/02GK1756578SQ200480006069
公開日2006年4月5日 申請日期2004年1月20日 優先權日2003年3月7日
發明者德裡克·S·貝克, 布蘭登·H·哈蒙 申請人:3M創新有限公司