BR0210988B1

BR0210988B1 - respirador.

Info

Publication number: BR0210988B1
Application number: BRPI0210988-3A
Authority: BR
Inventors: William A Mittelstadt; David M Castiglione
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2002-05-01
Publication date: 2012-01-10
Also published as: CN1330393C; HK1070851A1; WO2003000347A1; US20020195108A1; CN1547496A; AR034605A1; EP1399222A1; JP2004532707A; CN1981895B; MXPA03011465A; KR100885344B1; AU2002303617B2; KR20040006040A; BR0210988A; EP1399222B1; US6883518B2; ES2686144T3; TW562684B; CA2448219A1; CN1981895A

Description

"RESPIRADOR"

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção diz respeito a um equipamento respirador para proteger a zona de respiração de usuários contra gases, vapores e particulados. Mais particularmente, a presente invenção fornece uma válvula para uso com tais respiradores.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Vários tipos de respiradores são normalmente usados por pessoas que trabalham em áreas onde o ar pode estar contaminado com substâncias tóxicas ou não-tóxicas, tais como particulados carregados pelo ar, gases e vapores. O tipo de respirador usado em um ambiente particular depende do nível e do tipo de proteção exigida pelo usuário.

Uma categoria geral de respiradores tipicamente inclui as que têm uma máscara de respiração com pelo menos uma entrada de ar filtrado e pelo menos uma saída ou orifício de exalação. Esses respiradores podem ser do tipo referido como respiradores semi-faciais, que tipicamente cobrem a boca e o nariz do usuário, ou do tipo referido como respirador facial completo, que adicionalmente cobre a face e os olhos do usuário. Com esses tipos de respiradores, o usuário puxa o ar através da entrada ou entradas de ar filtrado por meio de uma aspiração, criando assim uma pressão negativa na máscara. Quando o usuário exala, o ar liberado da boca do usuário cria uma pressão positiva na máscara, fazendo com que o ar deixe a máscara através da saída ou orifício de exalação, quando a pressão de ar positiva atinge um certo nível.

Um outro tipo geral de respirador é referido como uma máscara facial filtrante, que geralmente inclui um corpo da máscara feito de um material filtrante que é permeável ao ar. A máscara facial pode adicionalmente incluir pelo menos uma saída ou orifício de exalação. Este tipo de respirador tipicamente cobre as áreas da boca e nariz do usuário. Quando em uso, o usuário inala e puxa ar através do material da máscara permeável, em seguida exala e empurra o ar para fora da máscara facial através da válvula ou orifício de exalação.

Os componentes usados para um respirador particular não devem tornar a respiração difícil para o usuário, e idealmente deve permitir que o usuário inale e exale confortavelmente, durante o uso do respirador. Os componentes do respirador que podem afetar o conforto do usuário do respirador são as válvulas, que podem incluir tanto válvula de exalação como de inalação. Uma válvula de exalação selecionada para um respirador deve permitir que uma alta porcentagem de ar escape facilmente da parte interna da máscara de respiração, quando o usuário exalar, de maneira tal que a pressão de ar não aumente dentro da máscara. Isto pode ser conseguido provendo-se uma parte da válvula que fica deslocada de maneira relativamente fácil de sua sede da válvula, quando o usuário exalar. Entretanto, a parte da válvula também deve vedar facilmente contra a sede da válvula, quando o usuário não estiver exalando, de maneira tal que o ar contaminado ou não filtrado não vaze despretenciosamente para a zona de respiração do usuário. Embora uma válvula de inalação similarmente permita a passagem de ar através da válvula, ela tipicamente fica posicionada na orientação oposta de uma válvula de exalação. Desta maneira, uma parte da válvula ficaria deslocada de sua sede da válvula, quando o usuário inalar. É também desejável que qualquer válvula forneça a mesma proteção ao usuário, independente da orientação do respirador.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em um aspecto desta invenção, é fornecida uma válvula unidirecional, em que a válvula compreende um corpo da válvula que inclui uma armação, uma abertura da válvula através da armação e uma sede da válvula que estende-se da armação e que envolve pelo menos parcialmente a abertura da válvula. A válvula inclui ainda uma chapeleta da válvula que possui uma primeira parte anexa à armação e uma segunda parte livre para mover-se de uma primeira posição, onde a segunda parte fica em contato com pelo menos uma parte da sede da válvula, para uma segunda posição, onde pelo menos parte da segunda parte fica espaçada da sede da válvula, em que a chapeleta da válvula tem uma espessura não uniforme. As variações de espessura podem ocorrer entre os lados da chapeleta da válvula, e podem também ocorrer entre as extremidades da chapeleta da válvula.

E um outro aspecto desta invenção é provido um respirador que possui uma válvula unidirecional, o respirador compreendendo uma máscara facial que possui pelo menos uma abertura para receber uma válvula unidirecional, em que a válvula unidirecional compreende um corpo da válvula que inclui uma armação, uma abertura da válvula através da armação e uma sede da válvula que estende-se da armação e que envolve pelo menos parcialmente a abertura da válvula. A chapeleta da válvula tem uma primeira parte anexa à armação e uma segunda parte adjacente livre para mover-se de uma primeira posição, onde a segunda parte fica em contato com pelo menos uma parte da sede da válvula, para uma segunda posição, onde pelo menos parte da segunda parte fica espaçada da sede da válvula, em que a chapeleta da válvula tem uma espessura não uniforme.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A presente invenção será ainda explicada com referência às figuras anexas, em que estrutura igual é referida com números iguais nas diversas vistas, e em que:

A figura 1 é uma vista em perspectiva de um respirador de acordo com a presente invenção;

A figura 2 é uma vista em perspectiva de um respirador similar ao da figura 1, com certos componentes omitidos;

A figura 3 é uma vista lateral de um diafragma da válvula de acordo com a presente invenção; A figura 4 é uma vista lateral do conjunto da válvula da figura 1;

A figura 5 é uma vista em perspectiva de um outro aspecto de um diafragma da válvula;

As figuras 6a e 6b são vistas frontais de diafragmas da válvula de acordo com a presente invenção;

A figura 7 é uma vista lateral de um outro conjunto da válvula da invenção;

A figura 8 é uma vista lateral de um outro conjunto da válvula da invenção; e

A figura 9 é uma vista em perspectiva de um outro arranjo de respirador de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

Referindo-se agora às figuras, em que os componentes são rotulados com números iguais nas diversas figuras, e inicialmente às figuras 1 e 2, está ilustrada uma modalidade de um respirador de purificação de ar 10, que é no geral do tipo referido como um respirador semifacial. O respirador 10 inclui uma peça facial flexível 12 que possui duas aberturas ou orifícios 14 nos quais conjuntos de entrada de ar 16 são montados ou presos, e uma abertura 18 na qual um conjunto da válvula de exalação 20 é montado ou preso. Conforme mostrado, conjuntos de entrada de ar 16 ficam posicionados em lados ou extremidades opostas da peça facial 12 e são posicionados baixos na peça facial, de maneira a não obstruir a vista de uma pessoa que usa o respirador. A abertura 18 fica localizada na área central da peça facial 12, de maneira tal que ela fique no geral em frente à boca ou zona de respiração do usuário. Cada uma das abertura 14, 18 estende-se ao interior a área da peça facial 12.

Conjuntos de entrada de ar 16 podem compreender cartuchos químicos, linhas de ar, filtros de material particulados ou vários outros componentes. Os conjuntos 16 podem também incluir uma combinação de diversos componentes para alcançar as qualidades específicas do ar que entra em um espaço de respiração do usuário. E um aspecto da invenção, as aberturas 14 são no geral de forma cilíndrica e cada uma tem um flange circular 22 que estende-se para fora da peça facial 12. Cada um desses flanges 22 é projetado para receber um acessório correspondente (não mostrado) de um dos conjuntos de entrada de ar 16 para permitir anexação segura dos conjuntos 16 na peça facial 12. Para o aspecto mostrado, o flange 22 tem três chapeletas 26 que são projetadas para encaixar com um canal (não visível) no acessório correspondente. O diâmetro interno do acessório correspondente é ligeiramente maior do que o diâmetro externo do flange 22, de maneira tal que as peças possam ser montadas com segurança umas nas outras sem interferência mútua durante a anexação dos conjuntos 16. Para garantir uma montagem 16 em um flange 22, o acessório correspondente desliza sobre o flange 22 até que as chapeletas 26 encaixem um canal no interior desse acessório. O conjunto 16 é então girado até que as chapeletas 26 se travem no lugar no canal. Este projeto dá condições para uma desanexação relativamente fácil dos conjuntos 16 dos flanges 22 quando desejado. Entretanto, entende-se que qualquer quantidade de configurações alternativas pode ser usada para prender os conjuntos 16 na peça facial 12, onde os conjuntos 16 podem ser removidos e substituídos, ou podem ser presos permanentemente. Embora o método de anexação supradescrito não exija ferramentas adicionais para anexação e remoção dos conjuntos de entrada de ar, outros métodos de anexação podem exigir ferramentas.

A peça facial 12 compreende uma parte do nariz 40 que estende-se da parte superior de uma parte do corpo 42. A parte do corpo 42 é modelada para harmonizar-se no geral com a forma da face de um usuário, e é pelo menos parcialmente de forma convexa. As partes do corpo e do nariz 40, 42 devem ser grandes o bastante, de maneira tal que o material da peça facial fique posicionado a uma distância confortável da face do usuário durante o uso, mas devem ser pequenas o bastante para proporcionar um ajuste seguro entre a peça facial 12 e a face do usuário. O tamanho e forma das parte do nariz e boca 40, 42 podem variar amplamente, dependendo das exigências estética e funcional particular do respirador.

A peça facial 12 pode ser de qualquer um de uma variedade de materiais, incluindo materiais flexíveis, tais como silicone, borracha ou elastômeros termoplásticos, tais como os disponíveis comercialmente com as designações comerciais de "Kraton" da Shell Oil of Houston, Texas, "Momprene" da Teknor Apex of Pawtucket, Rhode Island, e "Santoprene" da Advanced Elastomer Systems of Akron, Ohio. Entretanto, uma ampla faixa de materiais com várias flexibilidades seriam apropriados para a peça facial 12.

Conforme discutido anteriormente, o conjunto da válvula de exalação 20 é montado na abertura 18 da peça facial 12, conforme está ilustrado nas figuras 1 e 2, onde a figura 2 mostra o conjunto da válvula 20 sem alguns de seus componentes para uma melhor visão das várias características do conjunto. O conjunto da válvula de exalação 20 no geral inclui uma armação 50 que tem uma abertura ou orifício 52, uma sede da válvula 54 que estende-se no geral em torno da periferia da abertura 52 e um diafragma da válvula 56. A abertura 52 pode incluir ainda componentes de suporte 53 que podem dar reforço e estabilizar a armação 50. Os componentes de suporte 53 pode ainda prevenir que o diafragma da válvula 56 seja puxado através da abertura 52 e dentro da área interior da peça facial 12 durante mudanças na pressão do ar.

A abertura 52 está mostrada com uma forma oval parcialmente plana, apesar de que qualquer quantidade de formas ser possível. A sede da válvula 54 pode corresponder de perto ao tamanho e forma da periferia da abertura 52, ou pode ter um tamanho e/ou forma diferentes da abertura 52. Em um aspecto da invenção, a abertura 52 tem o mesmo tamanho e forma periférica externa geral do tamanho e forma da periferia do lado de dentro da sede da válvula 54. De qualquer maneira, a sede da válvula 54 tem uma superfície superior 58 que pode ser no geral lisa, ou pode ser texturizada, onde a suavidade da superfície superior 58 pode afetar o nível de vedação alcançada entre o diafragma da válvula 56 e a superfície superior 58. A armação 50 inclui ainda dois furos de anexação 60, que serão discutidos ainda mais a seguir. Conforme mostrado, os furos de anexação 60 ficam localizados acima da sede da válvula 54, fornecendo assim um ponto de anexação para o diafragma da válvula 56 que fica do lado de fora da abertura 52.

Adicionalmente, com referência às figuras 3 e 4, está mostrada uma modalidade de diafragma da válvula 56, onde o diafragma 56 inclui uma parte de chapeleta 70 que possui uma superfície superior 72, uma superfície inferior 74, uma primeira extremidade 76 e uma segunda extremidade 77. Nesta modalidade, a parte da chapeleta 70 tem uma curvatura constante que estende-se da primeira extremidade 76 até a segunda extremidade 77, e a superfície superior 58 da sede da válvula 54 define um plano essencialmente uniforme. Quando o diafragma 56 é instalado na armação 50, a curvatura da parte da chapeleta 70 em direção à sede da válvula 54 cria uma predisposição na parte da chapeleta 70, de maneira tal que a curva de pelo menos uma parte da parte da chapeleta 70 possa ficar plana ou reta até um certo grau à medida em que ela entra em contato com a superfície superior 58 da sede da válvula 54. Em um aspecto da invenção, a predisposição criada pela curvatura da parte da chapeleta 70 é substancial o bastante para manter a parte da chapeleta 70 selada contra a superfície superior 58 em todas as orientações.

Alternativamente, a parte da chapeleta 70 pode ter um perfil lateral que não inclua uma curvatura constante. Por exemplo, a curvatura da parte da chapeleta 70 pode variar da primeira extremidade 76 para a segunda extremidade 77. Muitas outras variações do perfil lateral da parte da chapeleta 70 são também consideradas enquadradas no escopo desta invenção, onde a criação de uma predisposição da parte da chapeleta 70 em direção à sede da válvula 54 ajuda manter a parte da chapeleta 70 em uma posição selada, quando ela não estiver sujeita a forças externas, tais como mudanças na pressão de ar.

A parte da chapeleta 70 pode variar de espessura da primeira extremidade 76 para a segunda extremidade 77. Por exemplo, a parte da chapeleta 70 tem uma espessura Tl na primeira extremidade 76 que é maior do que sua espessura T2 na segunda extremidade 77. A espessura da parte da chapeleta 70 pode afunilar-se gradualmente da primeira extremidade 76 para a segunda extremidade 77, conforme mostrado, ou a espessura pode variar menos gradualmente, tal como em um tipo de arranjo "escalonado". A espessura Tl pode alternativamente ser menor do que a espessura T2. Variações na espessura da parte da chapeleta 70 de uma extremidade 76 para a outra extremidade 77 podem ser escolhidas para se conseguir certas características de desempenho do diafragma da válvula 56, tal como uma quantidade desejada de força necessária para mover a parte da chapeleta de sua posição fechada para sua posição aberta. Por exemplo, a espessura da parte da chapeleta pode ser menor em áreas onde seria desejável diminuir a força necessária para mover a parte da chapeleta 70 de uma posição para uma outra. Uma ampla variedade de variações de espessura é considerada pela presente invenção, apesar de que, em um aspecto da invenção, a diferença na espessura em um ponto qualquer entre a primeira extremidade 76 e a segunda extremidade 77 superior a cerca de 10% é desejável.

Dois conectores 80 estendem-se da superfície inferior 74 da parte da chapeleta 70, que são usados para anexação do diafragma 56 na armação 50. Os conectores 80 incluem uma protuberância 82 e uma tampa cônica 84, onde a tampa 84 se afunila de uma primeira extremidade 86 que possui um diâmetro Dl (que é essencialmente um ponto neste exemplo) até uma segunda extremidade 88 que tem um diâmetro D2 que é maior do que o diâmetro Dl da primeira extremidade 86. Neste aspecto de diafragma 56, tanto a parte da chapeleta 70 como os conectores 80 são feitos de um material relativamente flexível. Os conectores 80 são projetados para ser recebidos pelos furos de anexação 60, onde o diâmetro D2 da segunda extremidade 88 da tampa 84 é maior do que o diâmetro do furo de anexação 60 no qual ele deve ser recebido. A fim de encaixar cada conector 890 com seu respectivo furo de anexação 60, a tampa 84 é pressionada ou empurrada dentro do furo 60, até que o diâmetro externo da tampa 84 corresponda ao diâmetro interno do furo 60. Força adicional é então aplicada ao conector para comprimir e deformar temporariamente a tampa 84, até que a segunda extremidade 88 passe através do furo 60. Neste ponto, o conector 80 fica posicionado de maneira tal que a parte da chapeleta 70 fique em um lado da armação 50, a protuberância 82 fique posicionada dentro do furo 60 e a tampa cônica 84 fique no lado oposto da armação 50, prendendo assim o diafragma 56 na armação 50. Para remover o diafragma 56 de uma armação 50, cada conector 80 deve ser empurrado ou puxado na direção oposta através de seu respectivo furo 60.

A discussão apresentada do uso de conectores para anexar o diafragma 56 na armação 50 é somente um dos muitos tipos de métodos de anexação considerados pela presente invenção. O método de anexação escolhido para uma aplicação particular pode proporcionar tanto anexação temporária como permanente do diafragma 56 na armação 50, embora um método de anexação temporária possa permitir a remoção e substituição dos diafragmas da forma desejada. O diafragma 56 pode ser preso na armação 50 por qualquer um de inúmeros métodos de anexação conhecidos, incluindo o uso de conectores que estendem-se de uma superfície da parte da chapeleta 70 que tem uma configuração diferente dos conectores 80 supradescritos. Entende-se também que pode ser usada uma quantidade maior ou menor do que dois conectores 80 para um diafragma da válvula particular. Alternativamente, o diafragma 56 pode ser anexado à armação 50 pelo uso de adesivos reposicionáveis ou permanentes, prendedores do tipo gancho ou laço, parafusos ou outros prendedores mecânicos, solda ou outros métodos de anexação adequados. Em qualquer um desses métodos de anexação, a parte da chapeleta 70 e os dispositivos ou materiais de anexação podem ser feitos de materiais iguais ou diferentes. Por exemplo, a parte da chapeleta pode ser feita de um elastômero de termocura e anexado a uma armação por um parafuso ou rebite de metal. Como um outro exemplo, todo o diafragma da válvula 56, incluindo a parte da chapeleta e os dispositivos de anexação, podem ser feitos de um único material.

Em um outro aspecto da invenção, o diafragma 56 é moldado integralmente na armação 50, de maneira tal que ele não possa ser desanexado e substituído na armação 50. Nesta modalidade, a armação 50 e o diafragma 56 podem ser removíveis e substituíveis como uma unidade integral da peça facial 12, caso desejado.

Referindo-se agora à figura 5, um aspecto de diafragma 56 inclui múltiplas nervuras 90 que estendem-se da superfície superior 72 da parte da chapeleta 70 pelo menos em parte da distância da primeira extremidade 76 até a segunda extremidade 77. Nesta modalidade, a parte de base da parte da chapeleta 70 tem uma espessura uniforme. As nervuras 90 conferem rigidez adicional ao diafragma 56, que pode ser usada no fornecimento da vedação desejada entre a parte da chapeleta 70 e a sede da válvula 54, minimizando-se ainda a massa incorporada à parte da chapeleta 70. Além disso, uma parte da chapeleta com nervuras pode ter menos massa do que as partes da chapeleta que são relativamente espessas por todo o perfil da mesma, conseguindo-se ainda o mesmo nível de rigidez. Em outras palavras, a relação de rigidez da parte da chapeleta para a massa da parte da chapeleta pode ser maior pela incorporação de nervuras do que pelo aumento da espessura por toda a parte da chapeleta. Quando a relação rigidez para massa de uma parte da chapeleta 70 for maior, a força de pré-carga ou quantidade de predisposição exigida para manter o diafragma da válvula 56 selado contra a sede da válvula 54 deve ser menor. Além do mais, a força necessária para abrir um diafragma da válvula particular que possua uma relação de rigidez para massa alta pode ser menor do que a força necessária para abrir um diafragma da válvula que possua uma baixa relação rigidez para massa.

O comprimento, largura e espessura de cada nervura 90 podem ser escolhidos de forma a alcançar o nível desejado de rigidez para a parte da chapeleta 70. Uma única nervura 90 ou múltiplas nervuras 90 podem ser usadas, onde o projeto de cada nervura 90 pode ser igual ou diferente das outras nervuras 90 na mesma parte da chapeleta 70. Cada nervura 90 pode também variar de uma extremidade da nervura para a outra extremidade da nervura. Por exemplo, cada nervura 90 pode ser mais larga ou mais espessa em uma extremidade dessa nervura do que na outra extremidade dessa nervura. A nervura ou nervuras podem também estender-se apenas por parte da distância entre a primeira extremidade 76 da parte da chapeleta 70 até a segunda extremidade 77. De qualquer maneira, o número, tamanho e forma das nervuras usadas deve proporcionar um nível desejado de rigidez ao diafragma da válvula, permitindo ainda flexibilidade suficiente, de maneira tal que o diafragma da válvula possa abrir sob mudanças de pressão normais.

Conforme discutido anteriormente, a parte da chapeleta 70 pode variar de espessura de uma extremidade para a outra. A parte da chapeleta 70, que inclui ainda um primeiro lado 78 e um segundo lado 79 em pelo menos um aspecto da invenção, pode também variar de espessura do lado 78 para o lado 79. Como um exemplo, a parte da chapeleta 70 pode ter uma espessura no primeiro lado 78 que é diferente da espessura no segundo lado 79. A espessura da parte da chapeleta 70 pode afunilar-se gradualmente, tal como em um tipo de arranjo "escalonado", ou com qualquer outra variação regular ou irregular de um lado para o outro. Além disso, a inclusão de pelo menos uma nervura em uma parte de chapeleta particular pode também ser considerada como uma variação de espessura através da parte da chapeleta.

A figura 6a mostra uma vista de extremidade de uma parte da chapeleta 70a, onde a parte da chapeleta é mais espessa próximo ao primeiro lado 78a e ao segundo 79a e mais delgado próximo ao meio da parte da chapeleta 70a. Um outro exemplo de variação da espessura de uma parte da chapeleta está ilustrado na figura 6b. Conforme mostrado, a superfície superior 72b da parte da chapeleta 70b varia em um padrão senoidal do primeiro lado 78b para o segundo lado 79b, fornecendo assim partes da parte da chapeleta 70b com espessuras diferentes. Entende-se que qualquer quantidade de variações, tanto regulares como irregulares, através da superfície de uma parte da chapeleta particular seja possível e está considerada enquadrada no escopo da presente invenção. Em um aspecto da invenção, entretanto, uma diferença na espessura em qualquer ponto entre o primeiro lado 78 e o segundo lado 79 acima de cerca de 10% é desejável. Assim como a adição de nervuras a uma parte da chapeleta, essas variações de espessura podem também fornecer uma maior relação rigidez para massa a uma parte da chapeleta, comparado com uma parte da chapeleta com espessura uniforme de lado a lado.

Um aspecto do diafragma da válvula 56 inclui uma parte da chapeleta 70 feita de uma membrana ou filme delgado de material relativamente flexível, tais como silicone, borracha ou um elastômero termoplástico, por exemplo. Uma ampla variedade de materiais flexíveis pode ser adequada para a parte da chapeleta 70, onde o material é selecionado para fornecer o nível desejado de rigidez para manter o diafragma 56 selado contra a sede da válvula 54, quando o diafragma 56 estiver na sua posição fechada, também fornecer o nível desejado de flexibilidade para permitir que o diafragma 56 mova-se para fora da sede da válvula 54 para uma posição aberta ou semi-aberta. Quando o diafragma da válvula 56 incluir elementos adicionais na superfície superior 72 da parte da chapeleta 70 (tais como nervuras 90, por exemplo), os elementos adicionais podem ser do mesmo material ou de um material diferente da parte da chapeleta 70. Por exemplo, os elementos adicionais podem ser feitos de um material tais como um elastômero termoplástico, plástico, metal ou compósito. Novamente, o material para esses componentes deve ser selecionado para proporcionar o nível de rigidez para um diafragma particular 56.

A parte da chapeleta 70 pode ter ainda uma forma ou "pegada" tal como a mostrada na figura 5, onde a primeira extremidade 76 é no geral paralela à segunda extremidade 77, e o primeiro lado 78 é no geral paralelo ao segundo lado 79, apesar de que muitas outras formas para a parte da chapeleta 70 sejam possíveis. A seleção da forma da parte da chapeleta depende da forma e arranjo dos outros componentes de válvula e respirador, e também das características de desempenho desejadas para cada conjunto da válvula particular.

A parte da chapeleta 70 pode ser fabricada com uso de qualquer método que forneça a forma, tamanho e curvatura desejados da parte da chapeleta. Como um exemplo, a parte da chapeleta 70 pode ser moldada com uso de técnicas de moldagem padrão, tais como moldagem por compressão ou moldagem por injeção. Como um outro exemplo, a parte da chapeleta 70 pode ser extrusada para formar um perfil particular tanto a partir de um lado como da extremidade da parte da chapeleta 70, que é algumas vezes referido como extrusão de perfil.

Em operação, o diâmetro da válvula 56 apóia-se ou fica vedada contra a sede da válvula 54, quando na sua posição fechada, onde uma melhor vedação é tipicamente alcançada quando a maior parte da área superficial da sede da válvula 54 entrar em contato com uma parte correspondente do diafragma da válvula 56. Uma ilustração do diafragma da válvula 56 com sua parte da chapeleta 70 em uma posição fechada está mostrada na figura 4 em linhas cheias. Quando a parte da chapeleta 70 tiver uma curvatura tal como a supradescrita, esta curva seria pelo menos parcialmente aplainada para fora em uma sede da válvula 54 que é no geral plana, conforme ilustrado. Desta maneira, o diafragma da válvula 56 é pré- carregado com a curvatura da parte da chapeleta 70, que fornece a força de vedação necessária para manter o diafragma da válvula 56 na sua posição fechada, quando não sujeito a outras forças. Quando o usuário exala ar, a pressão de ar dentro do respirador 10 aumenta, até que a pressão fique suficientemente alta para que o diafragma da válvula 56 seja forçado para fora da sede da válvula 54 na direção mostrada pela seta A. Com um certo nível de pressão que depende dos componentes do respirador particular usado, a parte da chapeleta será deslocada para dentro para a posição mostrada por linhas tracejadas e indicada pelo número de referência 70'.

Em um aspecto da invenção, conectores 80 ficam localizados próximos à primeira extremidade 76 da parte da chapeleta 70 do que a segunda extremidade 77. Quando o conjunto da válvula 20 é montado, o diafragma da válvula 56 é então suportado em um arranjo estilo cantiléver, onde a área do diafragma 56 próxima à primeira extremidade 76 fica presa na armação 50, de maneira tal que seu movimento seja limitado em relação à armação 50, embora a área do diafragma 56 próxima à segunda extremidade 77 tenha mais liberdade para mover em relação à armação 50. Este arranjo permite que o diafragma da válvula mova-se de uma posição aberta para uma posição fechada, dependendo da ação de respiração do usuário. Quando o diafragma 56 é preso na armação 50 no seu ponto mais distante da extremidade livre 77 da parte da chapeleta 70, é criado o braço do momento maior possível. O braço do momento para este aspecto da invenção é definido como a distância que é mais afastada do ponto de anexação. Desta maneira, para uma dada pressão, a distância da abertura da segunda extremidade 77 da parte da chapeleta 70 em relação à sede da válvula 54 é maior do que se o braço do momento fosse menor.

Em um outro aspecto da invenção, a parte da chapeleta 70 teria um conector ou conectores intermediários que prenderiam a armação 50, de maneira tal que duas ou mais chapeletas estilo cantiléver fossem criadas em ambos os lados do conector ou dos conectores. Neste tipo de arranjo, a abertura da peça facial pode ter uma estrutura de suporte intermediária na qual o conector ou conectores podem ser anexados, ou, na realidade, podem existir duas ou mais aberturas ou orifícios na parte frontal da peça facial. Cada uma das múltiplas chapeletas estilo cantiléver preferivelmente ficaria posicionada sobre uma abertura ou orifício para selar a mesma.

Em um outro aspecto da presente invenção mostrado na figura 7, um diafragma da válvula 156 é provido com uma parte da chapeleta 170 que é uma peça lisa ou plana. Neste aspecto, o diafragma 156 é anexado em um ângulo relativo ao plano no geral uniforme da sede da válvula 154, dobrando assim a parte da chapeleta 170 em relação à sede da válvula 154, e fornecendo a pré-carga ou predisposição necessária para manter o diafragma da válvula na sua posição fechada, quando o respirador não estiver sujeito a mudanças de pressão. O diafragma 156 pode ter qualquer uma das variações de espessura ou de perfil supradiscutidos em relação ao diafragma da válvula 56.

Alternativamente, o diafragma da válvula 256 pode ser provido com uma parte da chapeleta 270 que é uma peça plana ou perfilada e a sede da válvula 254 não é plana, conforme mostrado na figura 8. Neste aspecto da presente invenção, a curvatura da sede da válvula 254 cria a pré- carga necessária para manter o diafragma da válvula 254 na sua posição fechada quando desejado. Novamente, o diafragma da válvula 256 pode ter qualquer uma das variações de espessura ou de perfil previamente discutidas em relação ao diafragma da válvula 56. Embora a descrição apresentada esteja direcionada para um respirador do tipo semifacial, a válvula da presente invenção não deve ser limitada a este tipo de respirador. Em um outro aspecto da presente invenção, a figura 9 ilustra um respirador de máscara facial filtrante 310, que no geral inclui um corpo da máscara 312 feito de um material filtrante que é permeável ao ar e um conjunto da válvula de exalação 320. Com este tipo de respirador, o ar pode ser puxado para a zona de respiração do usuário através do material da máscara do corpo da máscara 312, quando o usuário inalar. O material da máscara deve fornecer capacidade de filtração suficiente para filtrar contaminantes indesejáveis (tais como gases e particulados) do ar que entra na zona de respiração do usuário quando o usuário inalar. O corpo da máscara 312 tem uma abertura 318 na área geral da boca do usuário do respirador sobre a qual pelo menos uma parte do conjunto da válvula de exalação 320 fica posicionada. O conjunto da válvula de exalação 320 inclui no geral uma armação 350 que possui uma abertura ou orifício, uma sede da válvula e um diafragma da válvula 352. Os diversos componentes que constituem o conjunto da válvula de exalação 320 podem incluir qualquer umas das variações e recursos supradiscutidos em relação ao conjunto da válvula 20. Assim, o conjunto da válvula de exalação 320 seria também operado essencialmente da mesma maneira supradescrita com relação à operação do conjunto da válvula 20.

Além dos tipos de respiradores supradescritos, a válvula da presente invenção deve ser usada para outros tipos de arranjos de respirador, onde seja desejável dispor de uma válvula que possa mover-se de sua posição selada para uma posição aberta pela ação da respiração do usuário do respirador, tais como respiradores faciais completos, respiradores de purificação de ar de pressão positiva, respiradores de capuz com válvula, proteção para solda e outros arranjos de respirador. Esses arranjos podem incluir uma ou mais válvulas do tipo considerado pela presente invenção. E ainda considerado que a válvula da presente invenção seja usada como uma válvula de inalação. Neste arranjo, o conjunto da válvula de inalação opera essencialmente da mesma maneira que a válvula de exalação, onde o diafragma da válvula é selado e desanexado similarmente da sede da válvula, dependendo da diferença na pressão gerada no interior do respirador pela ação de respiração do usuário. No caso de uma válvula de inalação, entretanto, o diafragma da válvula estaria voltado para o interior do respirador, de maneira tal que ele possa abrir-se em direção à face do usuário.

Assim, a inalação pelo usuário cria a pressão negativa necessária no interior do respirador para empurrar o diafragma para fora da sede da válvula para sua posição aberta. Quando o usuário exala, a pressão aumenta dentro do respirador, permitindo assim que o diafragma mova de volta em direção à sua posição selada.

A presente invenção foi agora descrita com referência a diversas modalidades da mesma. A divulgação completa de qualquer patente ou pedido de patente aqui identificado está por meio desta incorporada como referência. A descrição e exemplos detalhados apresentados foram dados para clareza e entendimento apenas. Nenhuma limitação desnecessária deve ser entendida a partir dela. Deve ficar claro aos técnicos habilitados que muitas alterações podem ser feitas nas modalidades descritas sem fugir do escopo da invenção. Assim, o escopo da presente invenção não deve ficar limitado às estruturas aqui descritas, mas somente pelas estruturas descritas pela linguagem das reivindicações e dos equivalentes dessas estruturas.

Claims

1. Respirador compreendendo: uma máscara facial compreendendo uma abertura formada através da mesma; e uma válvula unidirecional compreendendo uma armação e uma chapeleta da válvula localizada sobre a abertura na armação, a chapeleta da válvula estando conectada à armação mais próximo da primeira extremidade da chapeleta do que da segunda extremidade, sendo que a válvula é móvel a partir de uma primeira posição, na qual a abertura é fechada pela chapeleta da válvula a uma segunda posição, na qual uma porção da chapeleta da válvula é separada da abertura de modo que os fluidos possam passar através da abertura, e em que a válvula é caracterizada pelo fato de que possui uma chapeleta da válvula que compreende uma espessura não- uniforme, e um primeiro lado espaçado de um segundo lado, e sendo que a espessura da válvula varia entre o primeiro e o segundo lados.

2. Respirador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a chapeleta da válvula compreende uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade, em que a primeira extremidade é fixada à máscara facial e que a segunda extremidade fica solta da máscara facial.

3. Respirador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a chapeleta da válvula compreende uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade, em que a primeira extremidade é fixada à máscara facial e a segunda extremidade fica solta da máscara facial, e ainda a chapeleta da válvula é mais espessa na primeira extremidade do que na segunda extremidade.

4. Respirador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a chapeleta da válvula compreende uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade, sendo que a primeira extremidade é fixada à máscara facial e a segunda extremidade fica solta da máscara facial, e ainda a chapeleta da válvula é mais espessa na primeira extremidade do que na segunda extremidade, e a espessura não-uniforme da chapeleta da válvula afila gradualmente a partir da primeira extremidade para a segunda extremidade.

5. Respirador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a máscara facial compreende um respirador de meia peça facial.

6. Respirador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a máscara facial compreende um corpo da máscara que inclui um material filtrante que é permeável ao ar, e sendo que a abertura é formada no corpo da máscara.

7. Respirador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a chapeleta da válvula compreende uma curvatura e a curvatura da chapeleta da válvula é pelo menos parcialmente plana, quando a chapeleta da válvula está na primeira posição na qual a abertura é fechada pela chapeleta da válvula.

8. Respirador compreendendo: uma máscara facial compreendendo um corpo da máscara de material filtrante que é permeável ao ar; uma abertura formada através do corpo da máscara; e uma válvula unidirecional compreendendo uma chapeleta da válvula localizada sobre a abertura formada através do corpo da máscara, em que a válvula é móvel a partir de uma primeira posição na qual a abertura é fechada pela chapeleta da válvula para uma segunda posição, na qual uma porção da chapeleta da válvula é espaçada de uma abertura de modo que os fluidos possam passar através da abertura, e em que a válvula é caracterizada pelo fato de que possui uma chapeleta da válvula que compreende uma espessura não-uniforme, e em que a chapeleta da válvula compreende uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade, em que a primeira extremidade é fixada à máscara facial e a segunda extremidade fica solta da máscara facial.

9. Respirador de meia máscara, compreendendo: uma máscara facial compreendendo um corpo da máscara de material filtrante que é permeável ao ar; uma abertura formada através do corpo da máscara; e uma válvula unidirecional compreendendo uma chapeleta da válvula localizada sobre a abertura formada através do corpo da máscara, em que a válvula é móvel a partir de uma primeira posição na qual a abertura é fechada pela chapeleta da válvula para uma segunda posição na qual uma porção da chapeleta da válvula é espaçada de uma abertura de modo que os fluidos possam passar através da abertura, e a chapeleta da válvula compreende uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade, sendo que a primeira extremidade é fixada à máscara facial e a segunda extremidade fica solta da máscara facial, e em que a válvula é caracterizada pelo fato de que possui uma chapeleta da válvula que é mais espessa na primeira extremidade do que na segunda extremidade.

10. Respirador de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a espessura da chapeleta da válvula afila gradualmente da primeira extremidade para a segunda extremidade.