BR112018000287B1

BR112018000287B1 - Aparelho de exaustão para conexão a um dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal e método para controlar o dito aparelho de exaustão

Info

Publication number: BR112018000287B1
Application number: BR112018000287-9A
Authority: BR
Inventors: Desmond T. Curran; John A. Duff; Benjamin H. Cooper; Jason A. Graves; Reyad A. Abdulqader
Original assignee: 3M Innovative Properties Company
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2021-12-07
Also published as: WO2017007633A1; CN107735148B; JP6857645B2; KR102659801B1; BR112018000287A2; US20180185677A1; JP2018519128A; GB201511904D0; EP3319696A1; KR20180027561A; US20220168597A1; AU2016290792B2; CN107735148A; AU2016290792A1

Abstract

aparelho de escape equipado com motor para um dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal. a presente invenção refere-se a um aparelho de escape para conexão a um dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal que define um volume de ar filtrado adjacente à face do usuário e que compreende ao menos uma exalação, sendo que o aparelho compreende um soprador em conexão fluida com ao menos uma válvula de exalação, sendo o soprador responsivo ao ciclo respiratório do usuário para retirar uma porção substancial da exalação pelo usuário através de pelo menos uma válvula de exalação em que, em resposta ao ciclo respiratório do usuário, o soprador opera durante toda a exalação do usuário ou durante um período substancial da mesma e não opera durante toda a inalação do usuário ou durante um período substancial da mesma.

Description

Campo técnico da invenção

[001] A presente invenção refere-se a um aparelho de exaustão para dispositivos respiratórios de proteção pessoal, particularmente, mas não exclusivamente, para respi- radores de pressão negativa. Especificamente, a presente invenção refere-se a um aparelho de exaustão equipado com motor que pode ser conectado de modo permanente ou liberável a um dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal. Em uso, o aparelho de exaustão equipado com motor retira o ar quente e úmido que pode frequentemente acumular-se dentro de um respirador de pressão negativa para otimizar e melhorar significa-tivamente o conforto do usuário, ao mesmo tempo que aumenta a vida útil do filtro e minimiza o esforço respiratório.

Antecedentes

[002] Respiradores de pressão negativa são bem conhecidos na técnica. Com respiradores deste tipo, o ar filtrado é direcionado para o interior do espaço fechado entre a parte interna do respirador e o rosto do usuário através de um sistema de filtro pela ação de respiração do usuário. Quando o usuário respira, pressão negativa é criada no respirador e o ar é puxado através do sistema de filtro. Quando o usuário expira, o ar gasto deixa o respirador através de uma válvula de exalação e/ou volta através do sistema de filtro.

[003] Embora respiradores de pressão negativa estejam disponíveis em configurações muito diferentes e ofereçam benefícios muito diferentes, eles todos têm uma grande desvantagem, que é acúmulo desconfortável de calor e umidade que pode ocorrer algumas vezes dentro do respirador. O calor e umidade acumulados são causados pelo acondicionamento do ar exalado pelo usuário na cavidade criada entre o respirador e o rosto do usuário. À medida que o usuário trabalha com mais esforço e/ou usa o respirador por extensos períodos de tempo, o calor e a umidade acumulados podem aumentar.

[004] Muitas soluções diferentes têm sido propostas na técnica anterior para eliminar, ou pelo menos minimizar, o problema do calor e umidade acumulados dentro de respiradores de pressão negativa. Por exemplo, a adição de válvulas de exalação, e otimização da operação destas válvulas de exalação. O projeto e otimização de filtros e meios de baixa queda de pressão foi proposto também para amenizar este problema e/ou através do controle da área de superfície do filtro e queda de pressão do material filtrante. Outra solução na técnica anterior é de incluir absorventes para absorver a umidade.

[005] Uma solução adicional é oferecida em WO2014/081788 em que o respi- rador possui um soprador em conexão fluida com a válvula de exalação, sendo o so- prador operável para extrair o ar exalado do usuário através da válvula. Esta solução apresenta vantagens, mas também tem desvantagens pois o soprador aplica uma pressão negativa constante à válvula de exalação. Isso pode levar a um maior esforço de inalação e menor vida útil do filtro como resultado do aumento do fluxo de ar que passa através do filtro.

[006] Portanto, é um objetivo da invenção fornecer efeitos de resfriamento aprimorados do dispositivo da técnica anterior ao mesmo tempo não reduzindo indevidamente a vida útil do filtro e nem aumentando o esforço de inalação.

[007] Consequentemente, um primeiro aspecto da presente invenção proporciona um aparelho de exaustão para conexão a um dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal que define um volume de ar filtrado em posição adjacente à face do usuário e que compreende pelo menos uma válvula de exalação; sendo que o aparelho compreende: um soprador em conexão fluida com pelo menos uma válvula de exalação, sendo o soprador responsivo ao ciclo respiratório do usuário para retirar uma porção substancial da exalação pelo usuário através de pelo menos uma válvula de exalação. sendo que, em resposta ao ciclo respiratório do usuário, o soprador opera durante toda a exalação do usuário ou durante um período substancial da mesma e não opera durante toda a inalação do usuário ou durante um período substancial da mesma.

[008] Operar o soprador substancialmente apenas durante a porção de exalação do ciclo respiratório do usuário (ou durante uma parte substancial do mesmo) propicia vantagens significativas à presente invenção, da seguinte forma.

[009] Primeiramente, o volume de ar extraído através do filtro é reduzido. No dispositivo da técnica anterior o volume de ar extraído através do meio filtrante durante a inalação foi aumentado sob a ação do soprador já que ambos os pulmões e o soprador estavam extraindo ar através do filtro. Este não é o caso na presente invenção. Isso reduz a carga sobre o meio filtrante, o que aumenta a vida útil do filtro sob uma dada carga.

[010] Em segundo lugar, a energia consumida pelo soprador é significativamente reduzida pois a operação ocorre somente durante a exalação ou substancialmente apenas durante a exalação. Isso, por sua vez, reduz o tamanho da bateria para uma dada vida operacional que reduz o peso do dispositivo. A redução de peso traz melhorias no conforto percebido do respirador.

[011] Em terceiro lugar, o esforço de inalação do usuário é reduzido uma vez que ele não tem mais que superar a queda de pressão gerada pelo soprador antes que a inalação comece para fornecer ar à cavidade pulmonar. Isso, por sua vez, ainda auxilia na redução da temperatura e da umidade no respirador através da redução de carga respiratória sobre o usuário.

[012] De preferência, o aparelho de exaustão compreende adicionalmente: um controlador, um sensor de pressão para detectar uma pressão gerada pelo ciclo de respiração do usuário e enviar um sinal de pressão indicando a pressão ao controlador, estando o controlador em comunicação com o sensor de pressão e com o soprador. em que o controlador opera o soprador em resposta ao sinal de pressão.

[013] De preferência, a pressão é detectada em um volume de ar filtrado do dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal.

[014] Alternativamente, a pressão é detectada a jusante da válvula de exalação.

[015] Alternativamente, a pressão é detectada a montante da válvula de inalação

[016] De preferência, o controlador liga o soprador quando a pressão detectada pelo sensor de pressão atinge uma primeira pressão predeterminada.

[017] De preferência, o controlador desliga o soprador quando a pressão detectada pelo sensor de pressão fica abaixo de uma segunda pressão predeterminada.

[018] De preferência, a primeira e a segunda pressões predeterminadas são uma pressão predeterminada comum.

[019] De preferência, a pressão predeterminada comum é substancialmente a pressão ambiente de forma que o controlador liga o soprador substancialmente no início da exalação do usuário e o desliga substancialmente ao final da exalação do usuário.

[020] Alternativamente, a pressão predeterminada comum é maior que a pressão ambiente de forma que o controlador liga o soprador momentaneamente após o início da exalação do usuário e o desliga momentaneamente antes do final da exalação do usuário.

[021] Alternativamente, a pressão predeterminada comum é menor que a pressão ambiente de forma que o controlador liga o soprador momentaneamente no início da exalação do usuário e o desliga momentaneamente após final da exalação do usuário.

[022] Alternativamente, a primeira pressão predeterminada é maior do que a segunda pressão predeterminada de forma que o controlador liga o soprador momentaneamente após o início da exalação do usuário e o desliga momentaneamente após o final da exalação do usuário.

[023] Alternativamente, a segunda pressão predeterminada é maior que a primeira pressão predeterminada de forma que o controlador liga o soprador antes do início da exalação do usuário e o desliga momentaneamente antes do final da exalação do usuário.

[024] De preferência, o soprador compreende adicionalmente uma entrada, um motor, um ventilador e uma saída.

[025] De preferência, o aparelho de exaustão compreende, adicionalmente, meios de fixação para conectar, de modo liberável, o soprador a pelo menos uma válvula de exalação.

[026] De preferência, o aparelho de exaustão tem, em geral, o formato de um L compreendendo uma porção que se estende para cima e uma porção que se estende para trás.

[027] De preferência, a porção que se estende para trás abriga uma bateria para alimentar o soprador.

[028] De preferência o dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal é selecionado a partir de um grupo consistindo em respiradores descartáveis, reutilizáveis, com máscara semifacial ou facial inteira, para material particulado, para gás e vapor e com capa bem ajustada.

[029] Um segundo aspecto da presente invenção fornece um método para controlar o aparelho de exaustão de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, incluindo as etapas de: ajustar uma pressão predeterminada, ligar o soprador quando a pressão detectada pelo sensor de pressão atinge a pressão predeterminada, desligar o soprador quando a pressão detectada pelo sensor de pressão ficar abaixo da pressão predeterminada.

Breve descrição dos desenhos

[030] A presente invenção será agora descrita, a título de exemplo apenas, e com referência aos desenhos em anexo, onde:

[031] a Figura 1 é uma vista em perspectiva do lado frontal explodida de um aparelho de exaustão, de acordo com a presente invenção, para conexão a um dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal;

[032] a Figura 2 mostra uma vista em perspectiva do lado frontal do aparelho de exaustão da Figura 1 conectado a um dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal 2;

[033] a Figura 3 é uma vista em perspectiva do lado frontal do aparelho de exaustão da Figura 1;

[034] a Figura 4 é uma vista em perspectiva do lado posterior do aparelho de exaustão da Figura 1;

[035] a Figura 5 é uma vista frontal do aparelho de exaustão da Figura 1 conectado ao dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal;

[036] a Figura 6 é uma vista lateral em seção transversal do aparelho de exaustão da Figura 1 tomada ao longo da linha tracejada VI-VI na Figura 5;

[037] A Figura 7 é uma vista do lado posterior em seção transversal do aparelho de exaustão da Figura 1 conectado ao dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal da Figura 1 tomada ao longo da linha tracejada VI-VI na Figura 5;

[038] a Figura 8 é um gráfico que ilustra a pressão e as características de fluxo do dispositivo da técnica anterior de WO2014/081788; e

[039] a Figura 9 é um gráfico ilustrando a pressão e as características de fluxo do aparelho de exaustão da presente invenção.

Descrição detalhada das modalidades preferenciais

[040] A Figura 1 é uma vista explodida de um aparelho de exaustão, de acordo com a presente invenção, indicado genericamente em 10. O aparelho 10 é capaz de conectar-se ou de outra forma engatar-se a um dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal 120, tanto de forma permanente como de forma liberável, como será descrito com mais detalhes abaixo.

[041] Enquanto o respirador 120 que é ilustrado nas Figuras 1, 2, 5 e 7 é indicativo de respiradores de gás, vapor e material particulado da série 7500 da 3M™, o aparelho de exaustão 10 da presente invenção pode ser utilizado com qualquer dispositivo respiratório de pressão negativa 120. Os versados na técnica reconhecerão que o termo “respirador” ou “máscara respiratória”, conforme usado de forma inter- cambiável na presente invenção, se destina a significar um dispositivo de respiração usado para impedir a inalação de substâncias perigosas, partículas, vapores ou gases nocivos. O termo “máscara respiratória de pressão negativa” tem por objetivo cobrir qualquer respirador em que a pressão do ar dentro da máscara se torna menor do que a pressão do ar ambiente quando o usuário inala.

[042] Uma máscara respiratória de pressão negativa 120, conforme descrito aqui, é usada como qualquer forma de respirador destinado a ajustar-se ao rosto do usuário 100 em uma configuração substancialmente vedada, fazendo com que o ar inalado e exalado pelo usuário 100 passe através de um corpo filtrante ou uma porção do filtro do respirador ou válvula de exalação). A máscara respiratória de pressão negativa 120 pode ser uma máscara de peça facial inteira ou semifacial, dependendo da preocupação com o risco. Novamente, estas máscaras utilizam um filtro que impede a inalação de contaminantes, partículas, gases e vapores do ar inalado pelo usuário. Alguns exemplos comuns deste tipo de respirador são produzidos pela 3M Company situada em St. Paul, Minnesota, EUA e incluem os respiradores reutilizáveis ou respiradores de peça facial com capa bem ajustada das séries 4000, 6000 e 6500 da 3M™.

[043] Respiradores descartáveis, como os produtos dobráveis em formato de bojo das séries 8000 e 9000 da 3M™, são respiradores em peça única de peso leve que empregam meios filtrantes que removem particulados e poeira da corrente de ar conforme o usuário respira. A unidade inteira é projetada para ser descartada após alguns períodos extensos ou um único uso ou único turno, dependendo do contami- nante. As peças faciais de filtragem, como as das séries 4000, 6000 e 6500 da 3M™ são, em geral, produtos reutilizáveis e que podem ter cartuchos de filtro substituíveis. Tipicamente um ou dois cartuchos se fixam de modo seguro na máscara semifacial ou na peça facial inteira que tem em seu interior um número correspondente de válvulas para inalação, e geralmente uma para exalação.

[044] O dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal 20 que é ilustrado na Figura 1 é uma semi-máscara 7500 da 3M™ à qual os filtros podem ser fixados com o uso de conectores em baioneta.

[045] Com referência às Figuras 1 e 2, um par de cartuchos de filtro (não mostrado para clareza) é fixados à máscara respiratória 120 em porta de inalação 122 respectivas. Cada uma das portas de inalação 122 tem uma respectiva válvula de inalação 136 (mostrada na Figura 7) no interior da máscara respiratória 120 que se abre quando um usuário 100 inspira. A máscara facial 120 tem uma válvula de exalação 126 com um diafragma da válvula de exalação unidirecional 138 (mostrada na Figura 7) que se abre quando um usuário 100 expira. A máscara 120 é mantida na posição sobre a cabeça do usuário por correias ajustáveis 128 (mostradas apenas nas Figuras 1 e 2).

[046] A máscara respiratória 120 tem uma guarnição ou vedação conformável 124 que envolve, em geral, a boca e o nariz do usuário 100. Posto que uma boa vedação é necessária para assegurar a filtragem das contenções, uma desvantagem da técnica anterior é que algumas vezes um acúmulo desconfortável de calor e umidade é notado pelo usuário 100 dentro do respirador 120. Conforme o usuário 100 trabalha com mais esforço, e/ou usa o respirador 120 por extensos períodos de tempo, o acúmulo de calor e umidade pode ocorrer. O acúmulo de calor e umidade é causado pelo aprisionamento da exalação na cavidade criada entre o respirador 120 e a face do usuário 100.

[047] Conforme ilustrado nas Figuras 1 e 2, e em mais detalhes nas Figuras 3 e 4, a presente invenção define um aparelho de exaustão 10 que tem um compartimento 16 com um formato genericamente em L. O aparelho de exaustão 10 inclui uma entrada 12 (consulte a Figura 4) e uma saída 14 (consulte a Figura 3). A saída 14 é formada em uma superfície lateral do compartimento 16. Um soprador 18 está posicionado dentro do compartimento 16 entre a entrada 12 e a saída 14 o qual, quando em uso, extrai o ar para fora do dispositivo respiratório 120. O soprador 18 possui um motor 20 que aciona um ventilador 22. O motor 20 é alimentado por uma bateria 25, que será descrita com mais detalhes abaixo com referência à Figura 6.

[048] O aparelho 10 tem uma seção que se estende para cima indicada genericamente em 24 que abriga a entrada 12, a saída 14 e o soprador 18. O aparelho 10 tem uma seção que se estende para trás indicada genericamente por 26 que aloja a bateria 25 e um controlador 28 (mostrado na Figura 6). O posicionamento da bateria 25 (um componente relativamente pesado do dispositivo 10) na seção que se estende para trás 26 permite que o centro da massa do dispositivo fique mais próximo do centro de massa da cabeça. Isso melhora o conforto do aparelho minimizando o momento de inércia do dispositivo à medida que o usuário 100 move sua cabeça durante o uso.

[049] Para operar o aparelho, um mecanismo interruptor 18 é acessível para o usuário 100. O mecanismo interruptor 18 pode ter um modo simples de operação liga/desliga ou pode incluir um ajuste variável de modo que o usuário 100 possa otimizar a velocidade desejada do soprador e, portanto, ter efeito resfriador com base nas condições ambientais, na tarefa que o usuário 100 está realizando, e na escolha pessoal do usuário. Alternativamente, os ajustes podem ser pré-configura- dos pela conexão a um software de gerenciamento em um PC através de uma porta de conexão USB 23. A porta de conexão 23 também serve como uma porta de carregamento para a bateria 25.

[050] Em uso, um efeito de resfriamento é obtido pelo aparelho de exaustão 10, conforme exposto a seguir. Quando um usuário 100 inala ar, o ar ambiente “resfriado” é direcionado para dentro da máscara respiratória 20 através dos cartuchos de filtro e portas de entrada 122, conforme mostrado nas Figuras 1 e 2 no caso de uma máscara reutilizável ou através, por exemplo, de uma porção filtrante ou corpo de máscara filtrante do respirador, no caso de uma máscara descartável. O acúmulo de calor e umidade é causado, então, pelo aprisionamento da exalação na cavidade criada entre o respirador 120 e o rosto do usuário 100. Durante a operação, o aparelho de exaustão 10 da presente invenção retira este ar quente e úmido através da válvula de exaustão 126 durante a exalação e reduz a resistência da exalação, conforme descrito abaixo. Isto produz um considerável benefício de resfriamento para o usuário 100 sem pôr uma carga respiratória na inalação ou reduzindo a vida do filtro.

[051] Com referência agora à Figura 5, o aparelho de exaustão 10 é mostrado conectado de ao respirador 120. O mecanismo para conexão será descrito com mais detalhes abaixo. A Figura 5 mostra em mais detalhes as portas de entrada 122 que são definidas pelas paredes da porta 130 que têm encaixes de baioneta 132 do design conhecido. Os encaixes de baioneta 132 são fornecidos para conectar os filtros 3M™ série 2000, 5000 ou 6000. Entretanto, será entendido que mecanismos de ligações alternativas como os filtros rosqueados DIN podem ser fornecidos para aceitar tipos diferentes de filtros. Além disso, um cartucho integral pode ser fornecido em linha com a série 4000 de semi-máscara da 3M™ sem se desviar da invenção.

[052] A entrada 12 do dispositivo de exaustão 10 tem formato para se conectar de modo liberável por meio de um encaixe por interferência ao formato e dimensões da respectiva válvula de exaustão 126 situada na máscara respiratória 120. Enquanto o aparelho de exaustão 10 aqui descrito em relação à Figura 5 se conecta por meio de um encaixe por interferência, o indivíduo versado na técnica reconhecerá que qualquer forma de conexão removível à válvula de exaustão 126 é possível, incluindo, por exemplo, conexão por meio de um fio de rosca, engate por encaixe por pressão, baioneta, mecanismo de liberação rápida, etc. A lista acima não se encontra em nenhuma forma destinada a ser limitadora e completa.

[053] Como uma alternativa à conexão removível descrita acima, pode ser desejável utilizar uma conexão permanente direta entre o dispositivo 10 e a máscara respiratória 120. Essa conexão pode ser por meio de soldagem, adesivo ou outro mecanismo de fixação conhecido como fixação por parafuso, conforme será descrito em mais detalhes em seguida.

[054] Com referência agora às Figuras 6 e 7, o motor 20 é mostrado montado dentro da seção 26 que se estende para cima do aparelho de respiro 10. O motor 20 aciona um eixo 30 que, por sua vez, aciona o ventilador 22. Quando em operação, o ventilador 22 puxa o ar da cavidade de ar filtrado (indicado de forma geral em 140 na Figura 7) do respirador 120, após a válvula 138 e expele o ar através da voluta do ventilador 32 que está conectada à saída 14. Dessa maneira, a operação do motor 20 é capaz de extrair ar a partir da cavidade 140 e expeli-lo para a atmosfera O motor 20 é alimentado pela bateria 25 que está situada na seção que se estende para trás 26. Diretamente acima da bateria 25 fica um controlador 25 na forma de um microprocessador na placa de circuito impresso. O controlador 28 é programado para controlar o motor 20 em resposta ao ciclo de respiração do usuário.

[055] O ciclo de respiração do usuário é detectado mediante a medição da pressão do volume de ar filtrado na cavidade de ar filtrado 140. Isto é conseguido através de uma porta de pressão 142 (consulte a Figura 7) do respirador 120. A porta de pressão 142 está em comunicação fluida com um conduto de pressão 34 no dispositivo 10. O conduto de pressão é definido por um conector 36 e um tubo 38, sendo as duas extremidades do mesmo 38’, 38” mostradas na Figura 6. O conector 36 tem um orifício 37 em comunicação fluida com a porta de pressão 142. O conector 36 veda a face dianteira do respirador 120 sob a ação de um parafuso 143 (um segundo parafuso correspondente no lado oposto do dispositivo 120 não é mostrado para fins de clareza e em virtude da vista em seção transversal da Figura 7) que passa através de um orifício 39 no conector 36. O parafuso 143 também age para complementar o encaixe por interferência entre o aparelho de exaustão 10 e o respirador 120 para fixar mecanicamente o aparelho 10 ao dispositivo 120. A segunda extremidade 38” do tubo 38 está conectada a um transdutor de pressão 39 (mostrado apenas na Figura 7) que detecta a pressão e envia um sinal para o controlador 28. É concebível dentro do escopo do pedido, que a pressão gerada pela respiração do usuário possa ser medida em uma posição diferente do volume no ar filtrado. Por exemplo, a pressão poderia ser detectada a jusante da válvula de exalação. Isto removeria a necessidade do conector 36 e da porta de pressão 142 e de sua interface vedada. Alternativamente, a pressão poderia ser detectada, a montante da válvula de inalação, nas portas de inalação 122.

[056] Consequentemente, o controlador é capaz de monitorar continuamente a pressão na cavidade 140 e controlar o soprador 18 através do motor 20 para assegurar que o ventilador está, essencialmente, apenas operando durante a exalação do usuário 100. O processo será agora descrito em mais detalhes.

[057] A Figura 8 mostra uma representação de pressão dentro da cavidade de ar filtrado e da taxa de vazão através dela no dispositivo da técnica anterior da WO2014/081788. A linha tracejada 150 representa a taxa de vazão através da máscara e a linha contínua 152 representa a pressão na cavidade da máscara quando o dispositivo é desligado. A taxa de vazão oscila naturalmente de cerca de zero, quando o usuário respira ar frio através da inalação B e expira ar quente através da exalação A. Com o dispositivo ligado, a taxa de vazão permanece inalterada à medida que o usuário continua a respirar o volume de ar requerido para atender a demanda respiratória. Entretanto, a linha de pressão cai para a linha tracejada estendida 154 quando o ventilador opera para manter uma pressão negativa na máscara durante toda a inalação e exalação. Isto somente pode ser obtido puxando-se ar adicional através dos filtros durante o curso de inalação. Este volume adicional de ar é acionado pela pressão negativa adicional mostrada na área hachurada 156. O volume de vazão adicional através do filtro limita sua vida útil. Além disso, a pressão negativa adicional precisa ser superada por esforço respiratório adicional se a mesma taxa de vazão tiver que ser mantida. Este esforço respiratório adicional pode, ele próprio, causar aumento na carga respiratória resultando em uma taxa de respiração aumentada.

[058] Com referência agora à Figura 9, o gráfico mostra uma representação da pressão na cavidade de ar filtrado e a taxa de vazão através dela do aparelho de exaustão 10 da presente invenção em uso com o respirador 120. A linha tracejada 150 representa novamente a taxa de vazão através da máscara 100 e a linha contínua 158 representa a pressão na cavidade da máscara 140. À esquerda da linha central X-X, o aparelho de exaustão 10 é desligado e para a direita ele é ligado. Com o aparelho de exaustão 10 desligado, a pressão oscila de cerca de zero, sujeita à maior pressão negativa máxima resultante da queda de pressão através dos filtros. Com o dispositivo ligado, a linha de pressão sobe de seu ponto baixo Z em direção a zero, à medida que o usuário inala através dos filtros. À medida que o usuário inspira através do filtro, o controlador 28 monitora o aumento na pressão na cavidade 140 através do conduto de pressão 34. Quando o controlador detecta uma pressão predeterminada dentro da cavidade 140, neste caso P0 (igual a zero), o controlador 28 controla o motor 20 para ligar o soprador 12. Isto puxa o ar da cavidade 140 de modo a ajudar a respiração do usuário. O soprador 12 continua a operar até que a pressão na cavidade 140 caia abaixo de P0 predeterminada, em cujo ponto o controlador desliga o motor 20.

[059] A extensão do auxílio à exalação pode ser variada pela diminuição da pressão predeterminada, conforme indicado por PD, ou pelo aumento da pressão predeterminada, conforme indicado por PI. PD fornece uma sensação mais fria ao usuário e PI uma sensação mais quente. É concebível que uma variação no efeito de resfriamento poderia ser controlada pelo usuário em resposta às condições operacionais.

[060] Será entendido que enquanto a Figura 9 representa a mesma pressão predeterminada no início e no fim da exalação, isto quer dizer que PD, por exemplo, permanece constante durante toda a exalação, o que é concebível dentro do escopo da invenção que o soprador 12 deveria ser ligado a uma primeira pressão predeterminada e desligado a uma segunda pressão predeterminada. Na situação em que a primeira pressão predeterminada for maior do que a segunda pressão predeterminada, o controlador ligaria o soprador momentaneamente após o início da rexalação do usuário e desligaria-o momentaneamente após o final da exalação do usuário. Na situação em que a segunda pressão predeterminada for maior do que a primeira pressão predeterminada, o controlador ligaria o soprador momentaneamente antes do início da exalação do usuário e desligaria-o momentaneamente antes do final da exalação do usuário.

[061] A Figura 9 mostra uma representação idealizada das plotagens da pressão. Na realidade, o soprador é controlado em tempo real para melhor se aproximar do valor da pressão predeterminada desejada. Vários fatores afetam este controle. Primeiramente, a queda de pressão através da válvula de exalação irá variar de válvula para válvula. Consequentemente, pode ser necessário que o motor trabalhe mais para atingir um valor predeterminado, digamos PI, através de um orifício estreito da válvula de exalação, do que trabalharia através de um orifício maior da válvula de exalação.

[062] Será entendido que a intenção da invenção é fornecer um aparelho que proporciona auxílio respiratório apenas através da exalação do usuário. Todavia, dependendo da pressão predeterminada a ser atingida, será reconhecido a partir da Figura 9 que o soprador seria ligado um pouco antes do final da inalação em TD (para obter maior assistência do ventilador na pressão predeterminada PD) ou um pouco após em TI (para obter menos assistência do ventilador na pressão predeterminada PE). Da mesma forma, o soprador 12 poderia ser desligado um pouco após o final da exalação (para obter mais assistência do ventilado na pressão predeterminada PD) ou um pouco antes (para obter menos assistência do ventilador na pressão predeterminada PE). Dessa forma, a operação do soprador 12 fora da exalação é apenas por um período muito curto de tempo e é uma técnica de controle fornecida para otimizar o conforto do usuário. Isto está totalmente de acordo com o desejo de evitar o acionamento do motor durante a inalação, fornecendo as vantagens claras do fornecimento de um regime de controle que leva em consideração a histerese do sistema e o conforto aprimorado pela operação do soprador momentaneamente durante o início ou o fim da inalação.

Claims

1. Aparelho de exaustão (10) para conexão a um dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal (120) que define um volume de ar filtrado adjacente à face de um usuário (100) e compreende pelo menos uma válvula de exalação (126), o aparelho (10) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um soprador (18) em conexão fluida com a pelo menos uma válvula de exalação (126), o soprador (18) sendo responsivo ao ciclo respiratório do usuário para retirar uma porção substancial da exalação do usuário (100) por meio de pelo menos uma válvula de exalação (126), em que, em resposta ao ciclo respiratório do usuário, o soprador (18) opera durante toda a exalação do usuário (100) ou durante um período substancial da mesma e não opera durante toda a inalação do usuário ou durante um período substancial da mesma, um controlador (28), um sensor de pressão (39) para detectar uma pressão gerada pelo ciclo de respiração do usuário e enviar um sinal de pressão indicando a pressão ao controlador (28), e o controlador (28) estando em comunicação com o sensor de pressão (39) e com o soprador (18), em que o controlador (28) opera o soprador (18) em resposta ao sinal de pressão.

2. Aparelho de exaustão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pressão é detectada em um volume de ar filtrado do dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal (120).

3. Aparelho de exaustão (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pressão é detectada a jusante da válvula de exalação (126) ou a montante da válvula de inalação (136).

4. Aparelho de exaustão (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador (28) liga o soprador (18) quando a pressão detectada pelo sensor de pressão (39) atinge uma primeira pressão predeterminada.

5. Aparelho de exaustão (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador (28) desliga o soprador (18) quando a pressão detectada pelo sensor de pressão (39) estiver abaixo de uma segunda pressão predeterminada.

6. Aparelho de exaustão (10), de acordo com a reivindicação 4 ou 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira pressão predeterminada e a segunda pressão predeterminada são uma pressão predeterminada comum.

7. Aparelho de exaustão (10), de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a pressão predeterminada comum é substanci-almente a pressão ambiente de modo que o controlador (28) liga o soprador (18) substancialmente no início da exalação do usuário (100) e desliga o soprador (18) substancialmente ao final da exalação do usuário (100).

8. Aparelho de exaustão (10), de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a pressão predeterminada comum é maior do que a pressão ambiente de modo que o controlador (28) liga o soprador (18) mo-mentaneamente após o início da exalação do usuário (100) e desliga o soprador (18) momentaneamente antes do final da exalação do usuário (100).

9. Método para controlar o aparelho de exaustão (10), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui as etapas de: ajustar uma pressão predeterminada, ligar o soprador (18) quando a pressão detectada pelo sensor de pressão (39) atingir a pressão predeterminada, desligar o soprador (18) quando a pressão detectada pelo sensor de pressão (39) ficar abaixo da pressão predeterminada.