BR112018004314B1

BR112018004314B1 - Dispositivo de demanda de gás

Info

Publication number: BR112018004314B1
Application number: BR112018004314-1A
Authority: BR
Inventors: Stephen Bruce Krentler; Hans Irr; Barry Wood; Paul N. Trevena
Original assignee: L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2016-09-02
Publication date: 2023-01-31
Also published as: EP3344321B1; CA3002475A1; CA3002475C; US20170065790A1; US10744296B2; ES2877530T3; WO2017040978A1; BR112018004314A2; EP3344321A1

Abstract

Um dispositivo de demanda de gás inclui uma câmara primária, uma câmara escrava, uma câmara escrava secundária, um caminho de fluxo de gás de temporização e um caminho de fluxo de gás de demanda, todos formados em um corpo principal. O dispositivo passa por cinco fases sucessivas de operação, em que: 1) um diafragma principal e um diafragma escravo são fechados para impedir o gás de fluir através dos caminhos de fluxo de gás de temporização e de gás de demanda, 2) um diafragma principal é aberto enquanto um diafragma escravo é fechado para permitir ao gás fluir através do caminho de fluxo de gás de temporização e impedir o gás de fluir através do caminho de fluxo de gás de demanda, 3) os diafragmas principal e escravo são abertos para permitir ao gás fluir através dos caminhos de fluxo de gás de temporização e de gás de demanda, 4) o diafragma principal é fechado enquanto o diafragma escravo é aberto para impedir o gás de fluir através do caminho de fluxo de gás de temporização e permitir ao gás fluir através do caminho de fluxo de gás de demanda e 5) os diafragmas principal e escravo são fechados para impedir o gás de fluir (...).

Description

Referência Cruzada para Pedidos Relacionados

[0001] Este pedido reivindica o benefício da prioridade sob 35 U.S.C § 119 (e) ao Pedido de Patente Provisória dos EUA N°. 62/214,387, arquivado em 4 de setembro de 2015, cujo conteúdo na totalidade é aqui incorporado por referência.

Antecedentes Campo da Invenção

[0002] A presente invenção se refere a dispositivos de demanda de gás.

Técnica Relacionada

[0003] Dispositivos de demanda de gás são usados para fornecer quantidades controladas de gás para inalação por pessoas. Dois exemplos desses tipos de dispositivos incluem dispositivos de demanda de oxigênio para aparelhos de terapia com oxigênio em pacientes e dispositivos de demanda de oxigênio para tripulantes e/ou passageiros de avião em ambientes de baixa concentração de oxigênio e/ou baixa pressão a bordo da aeronave.

[0004] Os dispositivos de demanda de oxigênio no mercado da saúde domiciliar melhoraram há muitos anos a duração usável de recipientes de abastecimento (cilindros, tanques, contêineres, etc.) em dispositivos de fluxo contínuo (reguladores, medidores de vazão, dewars de oxigênio líquido, etc.) enquanto ainda satisfazem adequadamente as necessidades clínicas da patente de oxigênio. Estes sistemas tipicamente apenas fornecem oxigênio ao usuário durante a parte de inalação de uma respiração, otimamente na primeira metade da inalação do usuário.

[0005] Inicialmente, a maioria dos dispositivos era eletrônico usando baterias como fonte de energia. Mais tarde, o dispositivo pneumático que utilizava a pressão no recipiente de abastecimento como fonte de energia se tornou o sistema preferido devido à não necessidade de baterias, menor tamanho e facilidade de uso. Ambos os tipos ofereciam ao paciente com oxigênio a possibilidade de se deslocar por longos períodos de tempo e/ou requerem recargas de oxigênio menos frequentes.

[0006] A redução de peso no setor aeroespacial é um objetivo constante para reduzir o consumo de combustível, aumentar o alcance e melhorar a segurança. Os sistemas atuais para o oxigênio a bordo fornecem oxigênio de fluxo contínuo que limita a duração do abastecimento, requer o tamanho máximo que o espaço de armazenamento do recipiente permitirá, independentemente de ser usado, o que na maioria dos voos não acontece, e pode limitar o alcance da aeronave.

[0007] Alguns sistemas de demanda de cuidados de saúde domiciliar foram testados no mercado de aviação comercial com aceitação e sucesso limitados. A maioria não foi durável o suficiente para os rigores do mercado de aviação comercial ou fornece uma interface inadequada com o sistema de armazenamento da aeronave.

[0008] Por conseguinte, é um objeto da invenção proporcionar um método e um aparelho para regular o fluxo de gás que não experimenta o exposto por métodos e aparelhos de regulação do fluxo de gás convencional.

Sumário

[0009] É divulgado um dispositivo de demanda de gás, compreendendo um corpo principal, uma entrada do corpo principal formada no corpo principal, um orifício de saída do dispositivo formado no corpo principal, um respiro para a atmosfera que é formado no corpo principal, um caminho de fluxo de gás de temporização que é formado no corpo principal e que inclui uma câmara escrava e uma câmara escrava secundária, um caminho de fluxo de gás de demanda que é formado no corpo principal e que inclui uma câmara primária, um diafragma principal disposto na câmara escrava secundária e que divide a câmara escrava secundária em primeira e segunda zonas e um diafragma escravo disposto na câmara escrava e que divide a câmara escrava na primeira e segunda zonas. A entrada do corpo principal é adaptada e configurada para ser conectada a uma fonte de gás comprimido. O orifício de saída do dispositivo é adaptado e configurado para direcionar um gás para um usuário para inalação do mesmo via uma saída do dispositivo. O caminho de fluxo de gás de temporização se prolonga a partir de a entrada do corpo principal através da segunda zona da câmara escrava, através da primeira zona da câmara escrava secundária e para o respiro. O caminho de fluxo de gás de demanda se prolonga a partir de a entrada do corpo principal através da câmara primária e para uma saída do dispositivo via o orifício de saída do dispositivo. A segunda zona da câmara escrava secundária está em comunicação fluida com a saída do dispositivo via uma passagem de saída. As posições aberta e fechada do diafragma principal, respectivamente, permitem e bloqueiam um fluxo de gás desde a segunda zona da câmara escrava através do caminho de fluxo de gás de temporização, cuja posição aberta permite um fluxo de gás desde a segunda zona da câmara escrava através de o caminho de fluxo de gás de temporização para o respiro, o diafragma principal sendo deslocado desde a sua posição fechada para a sua posição aberta quando um vácuo é aplicado à saída do dispositivo. As posições aberta e fechada do diafragma escravo, respectivamente, permitem e bloqueiam um fluxo de gás desde a câmara primária através do caminho de fluxo de gás de demanda, sendo o diafragma escravo deslocado desde a sua posição fechada para a sua posição aberta após a segunda zona da câmara escrava ter sido parcialmente despressurizada desde uma pressão P1 para uma pressão P2. O diafragma principal é deslocado desde a sua posição aberta para a sua posição fechada após a despressurização parcial da segunda zona da câmara escrava secundária desde a pressão P2 para uma pressão P3 e o diafragma escravo é deslocado desde a sua posição aberta para a sua posição fechada após a repressurização da segunda zona da câmara escrava para uma pressão acima de P2.

[0010] É também divulgado um método de instalação do dispositivo de demanda de gás acima, compreendendo as etapas de conectar de forma fluida o orifício de saída do dispositivo a uma máscara facial, uma máscara nasal ou uma cânula nasal e conectar de forma fluida a entrada do corpo principal a um cilindro de gás comprimido contendo um gás de inalação.

[0011] É também divulgado um sistema de distribuição de gás, compreendendo o dispositivo de demanda de gás, a máscara facial, a máscara nasal ou a cânula nasal e o cilindro de gás comprimido conectados de forma fluida resultantes do método de instalação acima.

[0012] É também divulgado um método de utilização do dispositivo de demanda de gás acima, compreendendo a etapa de proporcionar o dispositivo de demanda de gás acima, em que: a saída do dispositivo está conectada de forma fluida a uma máscara facial, máscara nasal ou cânula nasal que é usada por um usuário; a entrada do corpo principal está conectada de forma fluida a um cilindro de gás comprimido contendo um gás de inalação e é regulado por pressão para uma pressão P1; a inalação durante o uso da máscara facial, da máscara nasal ou da cânula nasal provoca a aplicação de um vácuo ao orifício de saída do dispositivo, desloca o diafragma principal desde a sua posição fechada para a sua posição aberta e permite um fluxo do gás através do caminho de fluxo de gás de temporização; a despressurização parcial da segunda zona da câmara escrava desde P1 para uma pressão P2 desloca o diafragma escravo desde a sua posição fechada para a sua posição aberta e permite um fluxo do gás através do caminho de fluxo de gás de demanda; a despressurização adicional da segunda zona da câmara escrava desde a pressão P2 para uma pressão P3 desloca o diafragma principal desde a sua posição aberta para a sua posição fechada e inicia a repressurização da câmara escrava; e a despressurização parcial da câmara primária desloca o diafragma escravo desde a sua posição aberta para a sua posição fechada e inicia a repressurização da câmara primária.

[0013] Qualquer um ou mais do dispositivo, método de instalação, sistema de distribuição de gás e método de utilização acima podem incluir um ou mais dos seguintes aspectos: - o dispositivo de demanda de gás é adaptado e configurado para ser operável em um ciclo de primeira, segunda, terceira, quarta e quinta fases consecutivas; em um término da primeira fase e um início da segunda fase, o diafragma da câmara escrava e o diafragma principal estão nas suas posições fechadas para impedir fluxos de gás através dos caminhos de fluxo de gás de demanda e de gás de temporização, e pressões na câmara primária e na segunda zona da câmara escrava são iguais a uma pressão regulada na entrada do corpo principal; na segunda fase, uma pressão no orifício de saída da câmara escrava é subatmosférica devido a uma demanda de gás no orifício de saída do dispositivo, colocando assim o diafragma principal na sua posição aberta, enquanto o diafragma escravo permanece na sua posição fechada e permitindo um fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de temporização, impedindo um fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de demanda, uma pressão no interior da primeira zona da câmara escrava secundária diminuindo durante a segunda fase; a terceira fase se inicia em um término da segunda fase quando uma pressão na segunda zona da câmara escrava é reduzida abaixo de uma pressão na primeira zona da câmara escrava, colocando assim o diafragma escravo na sua posição aberta, enquanto o diafragma principal permanece na sua posição aberta e permitindo um fluxo de gás através dos caminhos de fluxo de gás de temporização e de gás de demanda, uma pressão no interior da primeira zona da câmara escrava diminuindo durante a terceira fase; a quarta fase se inicia em um término da terceira fase quando uma pressão na primeira zona da câmara escrava secundária é diminuída abaixo de uma pressão aplicada pela mola, colocando assim o diafragma principal na sua posição fechada, enquanto o diafragma escravo permanece na sua posição aberta para permitir um fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de demanda e impedir um fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de temporização, uma pressão no interior da segunda zona da câmara escrava aumentando enquanto a pressão no interior da primeira zona da câmara escrava está diminuindo durante a quarta fase; a quinta fase se inicia em um término da quarta fase quando uma pressão na segunda zona da câmara escrava aumenta para além daquela da primeira zona da câmara escrava, colocando assim o diafragma escravo na sua posição fechada, enquanto o diafragma principal permanece na sua posição fechada, a pressão no interior da câmara primária aumentando durante a quinta fase; e a primeira fase se inicia em um término da quinta fase quando a pressão na câmara primária se desenvolve para um nível igual ao da pressão regulada na entrada do corpo principal, os diafragmas escravo e principal permanecem fechados para impedir fluxos de gás através dos caminhos de fluxo de gás de demanda e de gás de temporização. - o caminho de fluxo de gás de temporização não inclui a câmara primária e o gás de temporização é recebido por um orifício de entrada da câmara escrava que o introduz na segunda zona da câmara escrava. - o caminho de fluxo de gás de temporização inclui a câmara primária, e passagem alternativa comunicando de forma fluida entre a câmara primária e a segunda zona da câmara escrava, em que a segunda zona da câmara escrava é a jusante da câmara primária e o gás de temporização é recebido através de um orifício de entrada da câmara escrava. - a segunda zona da câmara escrava secundária está em comunicação fluida com a saída do dispositivo via uma passagem de saída e o orifício de saída do dispositivo do caminho de fluxo de gás de temporização e a segunda zona da câmara escrava secundária estão em comunicação fluida com a saída do dispositivo em paralelo. - após a repressurização da câmara escrava e da câmara primária, os fluxos do gás de temporização e do gás de demanda através dos caminhos de fluxo de gás de temporização e de gás de demanda são bloqueados até o usuário inalar novamente ao usar a máscara facial, a máscara nasal ou a cânula nasal.

Breve Descrição dos Desenhos

[0014] Para uma melhor compreensão da natureza e dos objetos da presente invenção, deve ser feita referência à seguinte descrição detalhada, tomada em conjunto com os desenhos anexos, em que elementos semelhantes recebem os mesmos números de referência ou análogos e em que:

[0015] FIG. 1 é uma visualização esquemática pneumática do dispositivo inventivo em um término de uma quinta fase de operação e durante uma primeira fase de operação.

[0016] FIG. 2 é uma visualização esquemática pneumática do dispositivo inventivo durante uma segunda fase de operação.

[0017] FIG. 3 é uma visualização esquemática pneumática do dispositivo inventivo durante uma terceira fase de operação.

[0018] FIG. 4 é uma visualização esquemática pneumática do dispositivo inventivo durante uma quarta fase de operação.

[0019] FIG. 5 é uma visualização esquemática pneumática do dispositivo inventivo durante a quinta fase de operação.

[0020] FIG. 6 é uma vista em perspectiva de uma modalidade do dispositivo inventivo.

[0021] FIG. 7 é uma vista em planta superior do dispositivo da

[0022] FIG. FIG. 6. 8 é uma vista em perspectiva de uma modalidade do dispositivo inventivo da FIG. 6, tomada em ângulo em relação ao ponto de vista da FIG. 6.

[0023] FIG. 9 é uma vista em corte transversal do dispositivo da FIG . 6 tomada ao longo da linha A-A.

[0024] FIG. 10 é uma vista em corte transversal do dispositivo da FIG . 6 tomada ao longo da linha D-D.

[0025] FIG. 11 é uma vista em corte transversal do dispositivo da FIG . 6 tomada ao longo da linha B-B.

[0026] FIG. 12 é uma vista em corte transversal do dispositivo da FIG . 6 tomada ao longo da linha C-C.

[0027] FIG. 13 é uma vista em corte transversal de uma alternativa do dispositivo da FIG. 6 também tomada ao longo da linha E-E.

Descrição de Modalidades Preferidas

[0028] O dispositivo de demanda de gás inventivo fornece um gás a uma pessoa somente após sua inalação através de uma máscara facial, máscara nasal ou cânula nasal. O gás é distribuído em um bolo muito rapidamente após detecção do início da inalação. Esse dispositivo pode ser equipado para vários tipos de válvulas de cilindro de gás, quer com ele integrado, configurado para conexões padrão da indústria para um fornecimento de gás, ou configurado com um acessório de propriedade para conexão a uma fonte de gás. Para uso na terapia de oxigênio, o dispositivo é adaptado e configurado para ser utilizado com sistemas de oxigênio criogénico, geradores de oxigênio, saídas de gás de oxigênio de parede da instituição, sistemas portáteis de oxigênio e sistemas de oxigênio remotamente canalizados. Para uso a bordo de aeronaves, o dispositivo é adaptado e configurado para ser utilizado com geradores de oxigênio (como geradores químicos de oxigênio ou sistemas de adsorção de pressão) ou cilindros de gás comprimido contendo oxigênio.

[0029] O dispositivo de demanda de gás inventivo compreende um corpo principal que tem um caminho de fluxo de gás de temporização e um caminho de fluxo de gás de demanda. O propósito do caminho de fluxo de gás de temporização é proporcionar um caminho de fluxo a partir de a fonte de gás comprimido, tal como um cilindro de gás comprimido, para o respiro atmosférico que, ao longo do tempo, desencadeará o início de um fluxo de gás ao longo do caminho de fluxo de gás de demanda desde a fonte de gás comprimido para a pessoa inalando o gás e também desencadeia a prevenção do fluxo de gás ao longo do caminho de fluxo de gás de demanda.

[0030] Como melhor ilustrado nos esquemas pneumáticos das FIGS 1-5, formados no corpo principal estão uma câmara primária PC, uma câmara escrava SC e uma câmara escrava secundária SSC. Um diafragma escravo SD está disposto no interior da câmara escrava SC e divide-a na primeira zona SLFR e segunda zona SLSR em lados opostos do diafragma escravo SD. Um diafragma principal MD está disposto no interior da câmara escrava secundária SSC, é inclinado para uma posição fechada com uma mola e divide a câmara escrava secundária SSC na primeira zona SSCFR e segunda zona SSCSR em lados opostos do diafragma principal MD.

[0031] O caminho de fluxo de gás de temporização e o caminho de fluxo de gás de demanda se originam em uma entrada do corpo principal MBI do dispositivo que recebe o gás comprimido. A entrada do corpo principal MBI é tipicamente fornecida com rosca padronizada para receber as respectivas conexões roscadas padronizadas de um encaixe de gás comprimido ou cilindro de gás comprimido, mas também pode ser provida de uma conexão proprietária para conexão a um encaixe de gás comprimido. A entrada do corpo principal MBI inclui uma seção de regulador de pressão para regular a pressão do gás a partir da fonte de gás comprimido para uma pressão desejada no interior do dispositivo inventivo. Opcionalmente, o dispositivo não inclui uma seção de regulador de pressão no interior da entrada do corpo principal e a pressão do gás recebida pelo dispositivo é regulada com um regulador de pressão em comunicação fluida entre o dispositivo e a fonte de gás comprimido. Enquanto o gás da fonte de gás comprimido pode ser qualquer gás para inalação por um usuário do dispositivo, tipicamente o gás é oxigênio, ar enriquecido em oxigênio, ar, um gás contendo hélio ou um gás anestésico.

[0032] A jusante da entrada do corpo principal MBI, o gás flui em ordem ao longo do caminho de fluxo de gás de temporização através de um orifício de entrada da câmara escrava SLIO, da segunda zona SLSR da câmara escrava SC, de um orifício de saída da câmara escrava SCOO e da primeira zona SSCFR da câmara escrava secundária SSC. Em seguida, é recebido por um orifício de saída da câmara escrava secundária SSCOO e ventilado para a atmosfera a partir daí. Em uma modalidade alternativa, em vez de prosseguir diretamente entre a entrada do corpo principal MBI e o orifício de entrada da câmara escrava SLIO, o gás pode alternativamente fluir a partir de a entrada do corpo principal MBI, para a câmara primária PC via o orifício de entrada da câmara primária PCIO e para o orifício de entrada da câmara escrava SLIO via uma passagem alternativa AP.

[0033] Por outro lado, a jusante da entrada do corpo principal MBI, o gás flui em ordem ao longo do caminho de fluxo de gás de demanda através de um orifício de entrada da câmara primária PCIO, da câmara primária PC, de um orifício de saída da câmara primária PCOO, da primeira zona SLFR da câmara escrava SC, de um orifício de saída do dispositivo DOO e de um dispositivo de saída DO onde fica então disponível para inalação para o usuário via uma máscara facial, máscara nasal ou cânula nasal M.

[0034] O dispositivo de demanda de gás é adaptado e configurado para operação em um ciclo de cinco fases consecutivas de operação. Como se verá a seguir, quando o usuário inicia a inalação, um fluxo de gás temporizado através do caminho de fluxo de gás de temporização é iniciado. Esse evento, por sua vez, desencadeia o início posterior de um fluxo de gás temporizado (e bolo de gás pré- determinado para inalação pelo usuário) através do caminho de fluxo de gás de demanda. Este último evento, por sua vez, desencadeia o fechamento posterior do caminho de fluxo de gás de temporização. O fechamento do caminho de fluxo de gás de temporização, por sua vez, desencadeia o fechamento posterior do caminho de fluxo de gás de demanda.

[0035] O dispositivo é operável em cinco fases.

[0036] Como melhor mostrado na FIG. 1, em concertação com orifícios SLIO, PCIO, SCOO, PCOO, SSCOO, DOO formados nos caminhos de fluxo de gás de demanda e de gás de temporização, os diafragmas escravo e principal SD, MD cooperam para impedir um fluxo de gás através de ambos os caminhos de fluxo de gás de demanda e de gás de temporização durante a primeira fase. Não ocorreu ainda nenhuma demanda de gás via inalação do usuário. Portanto, a pressão na segunda zona SSCSR da câmara escrava secundária não é subatmosférica e o diafragma principal MD é fechado por inclinação pela mola S. Como resultado, nenhum gás flui para fora do orifício de saída da câmara escrava SCOO e para o orifício de saída da câmara escrava secundária SSCOO via a primeira zona SSCFR da câmara escrava secundária SSC. Além disso, o diafragma SD da câmara escrava foi previamente forçado para a sua posição fechada no término da quarta fase e no início da quinta fase. A pressão na câmara primária PC e na câmara escrava SC estão a uma pressão P1 pré-determinada igual à pressão regulada na entrada do corpo principal MBI. Como a pressão é igualada através do diafragma SD da câmara escrava, permanece na posição fechada.

[0037] Como melhor mostrado na FIG. 2, em concertação com orifícios SLIO, PCIO, SCOO, PCOO, SSCOO, DOO formados nos caminhos de fluxo de gás de demanda e de gás de temporização, os diafragmas escravo e principal SD, MD cooperam para permitir um fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de temporização durante uma segunda fase de operação, ao passo que não permite um fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de demanda. Durante a segunda fase, a pressão do gás na segunda zona SLSR da câmara escrava SC (como parte do caminho de fluxo de gás de temporização) SLSR inicia em P1 e diminui lentamente porque é finalmente ventilada para a atmosfera (desde o caminho de fluxo de gás de temporização) via o orifício de saída da câmara escrava secundária SSCOO. Por outro lado, a pressão do gás na primeira zona SCFR da câmara escrava é diminuída para um nível P2 < P1 porque um pequeno vácuo está presente no orifício de saída do dispositivo causado por inalação pelo usuário. Assim, a pressão do gás na segunda zona da câmara escrava SLSR é ainda maior do que a pressão na primeira zona SLFR da câmara escrava SC (como parte do caminho de fluxo de gás de demanda). Devido a esse diferencial de pressão, o diafragma escravo SD permanece forçado na sua posição fechada onde bloqueia um fluxo de gás desde o orifício de saída da câmara primária PCOO para a primeira zona SLFR da câmara escrava SC. Portanto, um fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de demanda é impedido. No entanto, deve ser notado que durante a segunda fase, esse diferencial de pressão através do diafragma escravo SD diminui porque a pressão do gás na segunda zona SLSR da câmara escrava SC diminui (em virtude de ser ventilada para a atmosfera) enquanto o ligeiro vácuo no orifício de saída do dispositivo DOO criado por inalação permanece mais ou menos o mesmo. A segunda fase expira e a terceira fase inicia quando o diferencial de pressão através do diafragma escravo SD é invertido. Em outras palavras, a pressão na segunda zona SCSR da câmara escrava SC é < P2.

[0038] Como melhor mostrado na FIG. 3, em concertação com orifícios SLIO, PCIO, SCOO, PCOO, SSCOO, DOO formados nos caminhos de fluxo de gás de demanda e de gás de temporização, os diafragmas escravo e principal SD, MD cooperam para permitir fluxos de gás através de cada um dos caminhos de fluxo de gás de demanda e de gás de temporização durante a terceira fase. Durante esta fase, dado que o gás é ventilado para a atmosfera desde o orifício de saída da câmara escrava secundária SSCOO, a pressão do gás na segunda zona SLSR da câmara escrava SC é agora menor do que a pressão P2 do gás na SCFR. Em resultado dessa inversão do diferencial de pressão em comparação com a segunda fase, o diafragma escravo SD é forçado desde a sua posição fechada (no início da terceira fase) para a sua posição aberta, permitindo assim um fluxo de gás a partir de o orifício de saída PCOO da câmara primária PC, através da primeira zona SLFR da câmara escrava SC e da saída do dispositivo DO via o orifício de saída do dispositivo DOO para inalação pelo usuário. Deve ser notado que, durante a terceira fase, a pressão na primeira zona SSCFR da câmara escrava secundária SSC está diminuindo a partir de uma pressão inicial P2. Dado que o fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de temporização foi iniciado mais cedo (isto é, durante a primeira fase) do que o fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de demanda, a pressão no orifício de saída da câmara escrava SCOO e a primeira zona SSCFR da câmara escrava secundária diminuirá para um nível que já não é suficiente para superar a inclinação fornecida por uma mola S ao diafragma principal MD. Quando a pressão na primeira zona SSCFR da câmara escrava secundária SSC atinge esse nível, o diafragma principal MD é forçado para a sua posição fechada, a terceira fase expira e a quarta fase se inicia.

[0039] Como melhor mostrado na FIG. 4, em concertação com orifícios SLIO, PCIO, SCOO, PCOO, SSCOO, DOO formados nos caminhos de fluxo de gás de demanda e de gás de temporização, os diafragmas escravo e principal SD, MD cooperam para permitir um fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de demanda, mas impedem um fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de temporização durante a quarta fase. Como mencionado acima, no término da terceira fase, a pressão no interior do orifício de saída da câmara escrava SCOO já não é suficiente para manter o diafragma principal MD na sua posição aberta contra a inclinação fornecida pela mola S. Portanto, durante a quarta fase não há fluxo de gás a partir de o orifício de saída da câmara escrava SCOO através de a primeira zona SSCFR da câmara escrava secundária SSC e para o respiro via o orifício de saída da câmara escrava secundária SSCOO. Uma vez que o fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de temporização foi iniciado mais cedo (isto é, durante a segunda fase) do que o fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de demanda, a pressão na primeira zona SLFR da câmara escrava SC permanece maior do que a da segunda zona SLSR. Esse diferencial de pressão mantém o diafragma escravo SD na sua posição aberta. No entanto, uma vez que o fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de temporização foi impedido (como explicado anteriormente), a pressão na segunda zona da câmara escrava SC aumenta durante a quarta fase, enquanto a pressão na primeira zona SLFR da câmara escrava SC diminui. Quando a pressão na segunda zona SLSR da câmara escrava SC sobe acima de a da primeira zona SCFR, o diafragma escravo SD é forçado para a sua posição fechada, a quarta fase expira e a quinta fase se inicia.

[0040] Como melhor mostrado na FIG. 5, em concertação com orifícios SLIO, PCIO, SCOO, PCOO, SSCOO, DOO formados nos caminhos de fluxo de gás de demanda e de gás de temporização, os diafragmas escravo e principal SD, MD cooperam para impedir fluxos de gás através de os caminhos de fluxo de gás de demanda e de gás de temporização durante a quinta fase. Em contraste com a primeira fase, existe um diferencial de pressão através do diafragma escravo SD. Uma vez que a equalização de pressão da câmara primária PC e da segunda zona SLSR da câmara escrava SC com a pressão regulada da entrada do corpo principal é alcançada, a quinta fase expira e a primeira fase inicia a não ser que, claro, o usuário inale o gás precisamente na expiração da quinta fase, caso em que a operação avança diretamente para a segunda fase. Normalmente, o usuário não realiza essa inalação simultânea, e a primeira fase estática é alcançada até a inalação se iniciar.

[0041] Uma modalidade particular do dispositivo inventivo será agora descrita com referência às FIGS. 6-13.

[0042] Um corpo principal 1 do dispositivo inventivo inclui uma entrada do corpo principal 10 que está adaptada e configurada para receber gás a partir de uma fonte de gás comprimido, tal como um cilindro de gás comprimido ou um encaixe de gás que está em comunicação fluida com um cilindro de gás comprimido ou dispositivo de armazenamento de gás semelhante. A entrada 10 inclui uma seção de regulador de pressão 15 que regula a pressão do gás recebido a partir de a fonte de gás comprimido pela pressão P1 de operação desejada. Opcionalmente, a entrada 10 não inclui uma seção de regulador de pressão 15 e, em vez disso, a pressão é regulada com um regulador de pressão disposto em comunicação fluida entre a fonte de gás comprimido e a entrada 10, caso em que a pressão regulada ainda é P1. Ao passo que a entrada 10 pode ser montada permanentemente na saída de um cilindro de gás comprimido, tipicamente a entrada 10 é provida de rosca que é dimensionada para receber e engatar por fricção a rosca padronizada correspondente no cilindro de gás comprimido de modo a permitir que um cilindro vazio seja convenientemente trocado por um cilindro cheio. Os tipos de gases distribuídos pelo dispositivo de demanda de gás da invenção não são limitados. Tipicamente, o gás é oxigênio, ar enriquecido em oxigênio, ar, um gás contendo hélio ou um gás anestésico.

[0043] O corpo principal 1 também inclui um orifício de saída do dispositivo 11 que está adaptado e configurado para direcionar o gás de inalação para uma máscara facial, máscara nasal ou cânula nasal (não ilustrada) que é usada/utilizada pelo usuário. O tipo de usuário não é limitado. Um tipo típico de usuário é um paciente recebendo terapia de gás inalado, como a terapia com oxigênio. Outro tipo típico de usuário é um membro da tripulação de uma aeronave ou um passageiro de uma aeronave, especialmente em condições de baixa concentração de oxigênio e/ou baixa pressão.

[0044] O caminho de fluxo de gás de temporização se origina na entrada do corpo principal 10. Um diafragma escravo 14 divide uma câmara escrava 19 em uma primeira zona abaixo do diafragma escravo 14 nas FIGS. 9-13 e uma segunda zona acima do diafragma escravo 14 nas FIGS. 9-13. Conforme mostrado na FIG. 10, a segunda zona da câmara escrava 19 é fornecida com o gás via passagem 29 e orifício fixo 20 diretamente desde a entrada 10.

[0045] Uma modalidade alternativa à da FIG. 6 é parcialmente ilustrada na FIG. 13. Na modalidade alternativa da FIG. 13, todos os recursos e vistas da modalidade das FIGS. 6-9 e 11-12 são os mesmos, exceto para a falta de um orifício fixo 20 e a passagem 29 e pela forma que a segunda zona da câmara escrava 19 é fornecida com gás desde a entrada 10. Com isso em mente, a modalidade alternativa ilustrada na FIG. 13 é uma vista em corte transversal tomada ao longo da linha D-D onde a segunda zona da câmara escrava 19 é, em vez disso, fornecida com gás a partir de a câmara primária via um orifício fixo 21.

[0046] Um diafragma principal 13 divide uma câmara escrava secundária 27 em uma primeira zona abaixo do diafragma principal 13 e uma segunda zona acima do diafragma principal 13 e é inclinado na sua posição fechada por uma mola 23. Um orifício de saída da câmara escrava 22 comunicando de forma fluida entre a segunda zona da câmara escrava 19 e a primeira zona da câmara escrava secundária 27 é bloqueado pelo diafragma principal 13 na sua posição fechada. Quando o usuário inicia a inalação, será criado um ligeiro vácuo no orifício de saída do dispositivo 11. Uma vez que a segunda zona da câmara escrava secundária 27 está em comunicação fluida com o orifício de saída do dispositivo 11 via passagem de saída 30, um pequeno vácuo também será criado na segunda zona da câmara escrava secundária 27 após inalação pelo usuário. Este vácuo ligeiro supera a inclinação da mola 23 de modo a deslocar o diafragma principal 13 para a sua posição aberta. Quando o diafragma principal 13 é deslocado para a sua posição aberta, o gás flui para fora da segunda zona da câmara escrava 19, através do orifício de saída da câmara escrava 12, através da primeira zona da câmara escrava secundária 27, através de um orifício de saída da câmara escrava secundária 31, e ventilado para a atmosfera a partir de a porta 24. Assim, o fluxo através do caminho de fluxo de gás de temporização é iniciado.

[0047] O caminho de fluxo de gás de demanda também se origina a partir de a entrada do corpo principal 10. O gás passa através de um orifício fixo 17 e para a câmara primária 18. Em alternativa, o gás passa através de um de um conjunto de orifícios formados em um disco de orifício selecionável 16 onde cada um desses orifícios alternativos é formado a uma mesma distância radial a partir de um centro do disco 16. Nessa disposição alternativa, o disco 16 pode ser rodado de modo a colocar o tamanho apropriado e o orifício desejado em comunicação fluida entre a entrada 10 e a câmara primária 18. Deve se notar que o orifício fixo 17 ou o orifício selecionável no disco de orifício selecionável 16 constitui o orifício de entrada da câmara primária acima descrito. Na sua posição fechada, o diafragma escravo 14 fecha o orifício de saída da câmara primária 28.

[0048] Vamos agora descrever como o diafragma escravo 14 é aberto e o fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de demanda é iniciado.

[0049] O diafragma escravo 14 está normalmente fechado de forma inclinada. Os especialistas na técnica entenderão isso para dizer que o diafragma escravo 14 está na sua posição fechada quando a pressão da segunda zona da câmara escrava 19 é igual ou maior que a pressão da primeira zona da câmara escrava 19. Eles entenderão ainda que o diafragma escravo 14 está na sua posição aberta quando a pressão da segunda zona da câmara escrava 19 é menor que a pressão da zona da câmara escrava 19. Durante a segunda fase, uma vez que o gás no caminho de fluxo de gás de temporização é ventilado para a atmosfera, a pressão no interior da segunda zona da câmara escrava 19 diminui a partir de uma pressão inicial P1 após o início do fluxo através do caminho de fluxo de gás de temporização. No início da segunda fase, o orifício de saída da câmara primária 32 está a uma pressão P2. Essa pressão P2 é inferior a P1 porque um ligeiro vácuo causado por inalação do usuário diminui P1 em um pequeno grau. Em outras palavras, P1 - o vácuo = P2. Quando a pressão no interior da segunda zona da câmara escrava 19 diminui abaixo de P2, a segunda fase expira, a terceira fase se inicia e o diafragma escravo 14 é deslocado para a sua posição aberta. Quando o diafragma escravo 14 está na sua posição aberta, o gás é permitido fluir a partir de a câmara primária 18 através do orifício de saída da câmara primária 32 para a primeira zona da câmara escrava, através do orifício 28 e da passagem da câmara primária 25, através do orifício de saída 26 e, finalmente, para o usuário via orifício de saída do dispositivo 11.

[0050] Como um resultado da inalação pelo usuário e movimento do diafragma principal 13 para a sua posição aberta, um mecanismo temporizador é iniciado. O temporizador se inicia em t0 quando a primeira fase expira, a segunda fase inicia e o fluxo do gás através do caminho de fluxo de gás de temporização é iniciado. O temporizador atinge t1 quando a segunda fase expira, a terceira fase inicia e o fluxo do gás através do caminho de fluxo de gás de demanda é iniciado por movimento do diafragma escravo 14 para a sua posição aberta. O temporizador atinge t2 quando a terceira fase expira, a quarta fase inicia, o fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de temporização é bloqueado pelo movimento do diafragma principal 13 para a sua posição fechada, e o fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de demanda continua. O temporizador atinge t3 quando a quarta fase expira, a quinta fase inicia e o fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de demanda é bloqueado por movimento do diafragma escravo 14 para sua posição fechada. O temporizador é reiniciado para t0 quando a quinta fase expira, a primeira fase inicia e a câmara primária 18 e a segunda zona da câmara escrava 19 atingem P1. Em comparação com muitos dispositivos de demanda de gás convencionais, esse mecanismo temporizador permite que a câmara primária 18 libere um bolo de gás para o usuário independentemente de qualquer contrapressão inerente no diafragma principal via passagem 30.

[0051] As dimensões da seção transversal do orifício 28 e do orifício 26 trabalham em série para controlar o fluxo máximo de gás para o orifício de saída do dispositivo 11. Isso impede que o fluxo de gás exceda o fluxo inspiratório do usuário, além de minimizar qualquer contrapressão inerente aplicada no diafragma principal 13 a partir de o fluxo de saída.

[0052] Ao controlar o fluxo de gás para a câmara primária 18 via o disco de orifício de entrada selecionável 16 ou via o orifício de entrada fixo 17, o dispositivo inventivo controla o volume de gás de cada ciclo ou respiração via saída 11. Esse volume de gás depende da frequência de cada ciclo e a taxa de fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de demanda. Portanto, se a frequência de cada ciclo pode ser aumentada ou diminuída, para um determinado fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de demanda, o volume total de gás por minuto distribuído ao usuário por minuto (considerado durante todo o ciclo) pode ser aumentado ou diminuído correspondentemente. Isso pode ser feito convenientemente através da seleção do orifício desejado no disco de orifício de entrada selecionável 16 o orifício de entrada fixo. Em outras palavras, o disco 16 pode ser rodado de modo a selecionar um orifício de tamanho apropriado que produza o volume total de gás desejado por minuto distribuído ao usuário (considerado durante todo o ciclo).

[0053] Enquanto o dispositivo de demanda de gás inventivo pode ser usado para qualquer coisa que exija um fluxo controlado de gás distribuído em bolos de forma cíclica, o dispositivo de demanda de gás inventivo é tipicamente usado por um paciente em terapia de gás, como a terapia com oxigênio, ar enriquecido em oxigênio ou ar comprimido, ou pela tripulação ou passageiros de uma aeronave em condições de baixa concentração de oxigênio e/ou baixa pressão.

[0054] Seja usado por um paciente para terapia de gás ou por tripulação de aeronave em ambientes de baixa concentração de oxigênio e/ou baixa pressão, em comparação com dispositivos de demanda de gás convencionais, o dispositivo inventivo tem várias vantagens.

[0055] O dispositivo inventivo reduz o tamanho e/ou o peso exigidos de um recipiente de abastecimento de oxigênio (tal como um cilindro de gás comprimido) e/ou aumenta o tempo de uso entre sucessivos reenchimentos ou substituições do recipiente. A redução do tamanho e/ou do peso são importantes no contexto da terapia de gás para pacientes que podem experienciar fraqueza muscular, falta de tônus muscular e/ou falta de resistência. A redução do tamanho e/ou do peso também irá resultar em custos reduzidos para o fabricante, seguradora e/ou paciente.

[0056] A redução do tamanho e/ou do peso também é importante no contexto aeroespacial. Os sistemas de oxigênio aeroespaciais geralmente são usados apenas na ocorrência rara de uma despressurização da cabine no pior dos casos ou para fornecer primeiros socorros a um passageiro doente. De qualquer forma, todos os voos devem cuidar do fornecimento de oxigênio suficiente para enfrentar o pior caso. Consequentemente, o peso desses sistemas a bordo consome combustível, reduz carga e alcance e aumenta os custos operacionais. Os sistemas atuais de oxigênio a bordo fornecem oxigênio de fluxo contínuo. O fluxo contínuo limita a duração do tempo durante o qual o oxigênio é distribuído. O fluxo contínuo também requer o recipiente de abastecimento de tamanho máximo que o espaço de armazenamento. Quando uma aeronave é usada com um mesmo sistema de fluxo contínuo em voos de curta distância e de longa distância, os requisitos de oxigênio para o voo de longa distância irão controlar. Assim, os voos de longa distância terão um sistema de fluxo contínuo maior e/ou mais pesado que diminui o consumo de combustível. Ao passo que os voos de curta distância podem utilizar um sistema de fluxo contínuo menos volumoso e/ou menos pesado, esse sistema irá limitar o alcance da aeronave em um voo subsequente, a menos que o sistema seja trocado por um sistema de fluxo contínuo mais volumoso e/ou mais pesado. Ao usar o dispositivo de demanda de gás da invenção, o peso pode ser reduzido. Portanto, o alcance e/ou a carga da aeronave pode ser aumentado e o consumo de combustível reduzido. Na verdade, em comparação com alguns sistemas convencionais, o dispositivo inventivo pode reduzir a quantidade de oxigênio necessária para a aeronave típica em cerca de 75%. A redução de peso realizável pelo dispositivo da invenção também pode melhorar os custos de segurança e de manutenção bem como permitir o uso de cilindros de gás comprimido, em vez de geradores químicos de oxigênio.

[0057] Muitos dispositivos convencionais são alimentados eletricamente com uma bateria e podem sofrer falhas de energia, erros de tensão e geralmente são mais pesados devido ao peso da bateria. Em contraste, o dispositivo inventivo funciona de forma pneumática e não requer nenhuma energia elétrica ou baterias.

[0058] Muitos dispositivos convencionais incluem características que são livremente móveis no dispositivo e que podem sofrer impacto pela posição relativa do dispositivo pela força da gravidade. Por exemplo, alguns dispositivos convencionais podem incluir uma válvula de retenção do tipo esfera destinada a reduzir a quantidade de contrapressão criada quando um pulso de oxigênio sai do dispositivo e prematuramente força um diafragma fechado. Esse tipo de válvula é uma válvula de posicionamento que só funciona corretamente quando o dispositivo está em uma orientação onde a gravidade mantém a esfera da válvula de retenção longe de seu assento. Caso o dispositivo seja invertido a esfera da válvula de retenção vai cair para seu assento e obstruir a passagem para o diafragma, o dispositivo pode não funcionar dado que a esfera da válvula de retenção pode permanecer obstruída se a inspiração do usuário não for grande o suficiente para levantar a esfera do seu assento. A quantidade de pressão negativa (< -1,00 cm H2O) normalmente criada pelo usuário em uma saída desse dispositivo provavelmente não será suficiente para levantar a esfera da válvula de retenção do seu assento. Em contraste, a operação do dispositivo inventivo não depende da forma como é posicionado ou orientado. Em outras palavras, o diafragma principal não será fechado prematuramente e a operação não mudará se a posição do dispositivo inventivo for alterada.

[0059] O design inventivo é pequeno e fácil de usar e pode ser configurado e adaptado a várias modalidades, tais como cilindros de gás comprimido de alta pressão, sistemas de oxigênio criogénico, geradores de oxigênio, saídas de gás de oxigênio de parede da instituição, sistemas portáteis de oxigênio e sistemas de oxigênio remotamente canalizados.

[0060] Enquanto alguns sistemas de demanda de gás de saúde a domicílio convencionais foram experimentados no mercado da aviação comercial com aceitação e sucesso limitados, a maior parte não era durável o suficiente para os rigores do mercado de aviação comercial ou proporcionava interface inadequada com o sistema de armazenamento de aeronaves. O dispositivo inventivo foi projetado com o mercado de aviação comercial em mente, a fim de superar os problemas experimentados por muitos sistemas convencionais, bem como para o mercado de saúde a domicílio de modo a melhorar sistemas de demanda de gás atuais para o mercado de saúde.

[0061] Sistemas de gás comprimido de fluxo contínuo convencionais têm um tempo de uso limitado (para inalação pelo utilizador) que é baseado no volume e na pressão do cilindro de gás. Em palavras simples, o tempo de uso é determinado dividindo a massa de gás no cilindro pela taxa de fluxo. Em contraste, para a mesma massa de gás no cilindro de gás, o dispositivo inventivo prolonga o tempo de uso (para inalação pelo usuário), porque ele não usa um fluxo contínuo.

[0062] Muitos dispositivos de demanda de gás convencionais tendem a ser complicados, não controlam o volume de gás distribuído ao longo do tempo, e não proporcionam a curva de fluxo desejada de bolo de pulso (ou seja, um pico de fluxo relativamente alto para uma curta duração) que é melhor para a pessoa que usa o dispositivo. Por outro lado, o dispositivo inventivo proporciona a curva de fluxo desejada de bolo.

[0063] Alguns dispositivos convencionais fornecem pulsos múltiplos em sucessão rápida, criando um padrão de fluxo de gás de dente de serra que depende da inalação constante e não controla o fluxo ao longo do tempo. Em contraste, o dispositivo inventivo fornece um bolo de gás após demanda do usuário (isto é, inalação pelo usuário). Assim, não fornece outro bolo de gás, a menos que seja exigido pelo usuário.

[0064] Em comparação com muitos dispositivos convencionais, o dispositivo inventivo exibe fiabilidade, desempenho e facilidade de utilização aumentados, e uma diminuição da taxa de falhas causada por interfaces de usuário não controladas e condições de usuário reais.

[0065] A maior parte dos dispositivos convencionais depende de uma contrapressão da linha de distribuição de gás ou da contrapressão em uma saída do dispositivo, a fim de fechar um diafragma principal e reiniciar o seu circuito pneumático. A dependência de uma contrapressão para fechar o diafragma principal é porque o último orifício a montante da saída está localizado a jusante de uma passagem fluídica para o diafragma em questão. Este arranjo particular vai resultar em uma contrapressão variável no diafragma; consequentemente, causa um volume inconsistente por minuto de distribuição. Em contraste, a combinação do orifício de saída da câmara principal, o orifício de entrada da câmara escrava, a câmara escrava, o orifício de saída da câmara escrava, a câmara escrava secundária, o orifício de saída da câmara escrava e o orifício de saída do dispositivo inventivo trabalham em conjunto para criar um circuito de temporização que seja independente de qualquer contrapressão exercida no diafragma principal. O diafragma principal do dispositivo inventivo se reinicia a ele próprio com base no circuito de temporização pneumático e na inclinação da mola.

[0066] Após a abertura do diafragma principal é criada uma câmara escrava secundária. Essa câmara escrava secundária se adiciona ao circuito de temporização para assegurar que o diafragma principal seguido pelo diafragma escravo não fecha antes de a câmara primária esvaziar. Isso é importante para garantir que qualquer contrapressão no diafragma principal não afeta a temporização e o volume do minuto é consistente em toda a gama típica de taxas de respiração.

[0067] Um desafio contínuo para a maioria dos dispositivos de demanda pneumática convencionais é a capacidade de ser suficientemente sensível para a pessoa com respirações lentas e superficiais para desencadear o dispositivo sem que o dispositivo seja mais sensível às variações na pressão de entrada do gás, resultando no dispositivo ser auto-cíclico (auto-pulso). Desenhos excessivamente complicados exacerbam esse problema de sensibilidade, uma vez que aumentam a amplitude de quaisquer desvios de pressão a partir de a pressão regulada especificada. Em contraste, o design do circuito pneumático do dispositivo inventivo é simplificado, de modo que a amplificação da sensibilidade à pressão experimentada por muitos dispositivos convencionais é significativamente amortecida no dispositivo inventivo. O design simplificado do circuito pneumático também aumenta a facilidade de fabricação, reduz a contagem de componentes e melhora o desempenho. Para colocar um ponto mais fino sobre essa afirmação, a geometria dos componentes que compõem a câmara primária, a câmara escrava, a câmara escrava secundária e os orifícios no dispositivo inventivo são projetados para reduzir a quantidade de componentes e o custo dos componentes para fabricação do dispositivo. Por exemplo, o dispositivo do documento US 7,089,938 pode usar até 22 componentes que compõem o circuito pneumático, enquanto o dispositivo inventivo pode usar apenas 15 componentes.

[0068] Na modalidade alternativa onde o gás é distribuído diretamente a partir de a câmara primária para o orifício de entrada do diafragma escravo, é importante notar que isso resulta em apenas uma passagem de fornecimento desde a fonte de gás, em que a taxa de fluxo para a segunda zona da câmara escrava é controlada pelas dimensões do orifício de entrada da câmara escrava. Em contraste, muitos dispositivos convencionais requerem duas passagens para fornecer a câmara (que é equivalente à câmara primária do dispositivo inventivo) a partir de a fonte de gás. Dado que apenas uma passagem é utilizada no dispositivo inventivo, o design do componente é simplificado, a quantidade de componentes globais é reduzida e o desempenho é melhorado, controlando a taxa de fluxo através do orifício de entrada da câmara escrava. Dado que o fluxo através do orifício de entrada da câmara escrava para a câmara escrava está em proporção direta à pressão na câmara primária, o tempo necessário para esvaziar a câmara primária durante cada ciclo (pulso) é otimizado. Em outras palavras, o arranjo alternativo garante tempo suficiente para a câmara primária se esvaziar, conseguindo assim um volume mais consistente por minuto de distribuição. Legenda corpo principal 1 entrada do corpo principal 10 orifício de saída do dispositivo 11 diafragma principal 13 diafragma escravo 14 seção de regulador de pressão 15 disco de orifício selecionável 16 orifício fixo 17 câmara primária 18 uma câmara escrava 19 orifício fixo 20 orifício fixo 21 orifício de saída da câmara escrava 22 mola 23 porta 24 passagem da câmara primária 25 orifício de saída 26 uma câmara escrava secundária 27 orifício de saída da câmara primária 28 passagem 29 passagem de saída 30 orifício de saída da câmara escrava secundária 31 orifício de saída da câmara primária 32

[0069] Embora a invenção tenha sido descrita em conjunto com modalidades da mesma, é evidente que muitas alternativas, modificações e variações serão evidentes aos especialistas na técnica à luz da descrição anterior. Consequentemente, se pretende abranger todas essas alternativas, modificações e variações, que se enquadram no espírito e no âmbito alargado das reivindicações anexas. A presente invenção pode adequadamente compreender, consistir ou consistir essencialmente dos elementos divulgados e pode ser praticada na ausência de um elemento não divulgado. Além disso, se houver linguística referente à ordem, como primeiro e segundo, deve ser entendida em um sentido exemplar e não em um sentido limitativo. Por exemplo, pode ser reconhecido pelos especialistas na técnica que certas etapas podem ser combinadas em uma única etapa.

[0070] As formas singulares "um", "uma", "a" e "o" incluem referências plurais, a menos que o contexto dite claramente o contrário.

[0071] "Compreender" em uma reivindicação é um termo de transição aberto, o que significa que os elementos de reivindicação subsequentemente identificados são uma listagem não exclusiva, ou seja, qualquer outra coisa pode ser adicionalmente incluída e permanecer dentro do âmbito do "compreender". "Compreender" é definido aqui como necessariamente abrangendo os termos de transição mais limitados "consistindo essencialmente em" e "consistindo em"; "compreender" pode, portanto, ser substituído por "consistindo essencialmente em" ou "consistindo em" e permanecer dentro do âmbito expressamente definido de "compreender".

[0072] "Proporcionar" em uma reivindicação é definido para significar prover, fornecer, disponibilizar ou preparar algo. A etapa pode ser realizada por qualquer ator na ausência de linguagem expressa na reivindicação em contrário.

[0073] Opcional ou opcionalmente significa que o evento ou as circunstâncias subsequentemente descritas podem ou não ocorrer. A descrição inclui exemplos onde o evento ou a circunstância ocorre e exemplos onde não ocorre.

[0074] As gamas podem ser expressas aqui como desde cerca de um valor particular, e/ou em relação a outro valor particular. Quando essa gama é expressa, deve ser entendido que outra modalidade é desde o valor particular e/ou para o outro valor particular, juntamente com todas as combinações dentro da gama.

[0075] Todas as referências aqui identificadas são aqui incorporadas por referência neste pedido na sua totalidade, bem como as informações específicas para as quais cada uma é citada.

Claims

1. Dispositivo de demanda de gás caracterizado por compreender um corpo principal (1), uma entrada do corpo principal (10) formada no corpo principal (1), um orifício de saída do dispositivo (11) formado no corpo principal (1), um respiro para a atmosfera que é formado no corpo principal (1), um caminho de fluxo de gás de temporização que é formado no corpo principal (1) e que inclui uma câmara escrava (19) e uma câmara escrava secundária (27), um caminho de fluxo de gás de demanda que é formado no corpo principal (1) e que inclui uma câmara primária (18), um orifício de entrada da câmara primária que compreende um conjunto de orifícios formados em um disco de orifício selecionável formado na mesma distância radial de um centro do disco de orifício selecionável e que pode ser girado a fim de colocar um selecionado do conjunto de orifícios em comunicação de fluido entre a entrada do corpo principal e a câmara primária, um diafragma principal (13) disposto na câmara escrava secundária (27) e que divide a câmara escrava secundária (27) em primeira e segunda zonas, e um diafragma escravo (14) disposto na câmara escrava e que divide a câmara escrava (27) em uma primeira e uma segunda zonas, em que; a entrada do corpo principal (10) é adaptada e configurada para ser conectada a uma fonte de gás comprimido; o orifício de saída do dispositivo (11) é adaptado e configurado para direcionar um gás para um usuário para inalação do mesmo via uma saída do dispositivo; o caminho de fluxo de gás de temporização se prolonga a partir da entrada do corpo principal (10) através da segunda zona da câmara escrava (19), através da primeira zona da câmara escrava secundária (27) e para o respiro; o caminho de fluxo de gás de demanda se prolonga a partir da entrada do corpo principal (10) através do orifício de entrada da câmara primária e a câmara primária (18) e para uma saída do dispositivo via o orifício de saída do dispositivo (11); a segunda zona da câmara escrava secundária (27) está em comunicação fluida com a saída do dispositivo via uma passagem de saída (30); as posições aberta e fechada do diafragma principal (13), respectivamente, permitem e bloqueiam um fluxo de gás desde a segunda zona da câmara escrava (19) através do caminho de fluxo de gás de temporização, cuja posição aberta permite um fluxo de gás desde a segunda zona da câmara escrava (19) através do caminho de fluxo de gás de temporização para o respiro, o diafragma principal (13) se deslocando desde a sua posição fechada para a sua posição aberta quando é aplicado um vácuo à saída do dispositivo; e as posições aberta e fechada do diafragma escravo (14), respectivamente, permitem e bloqueiam um fluxo de gás desde a câmara primária (18) através do caminho de fluxo de gás de demanda, o diafragma escravo (14) se deslocando desde a sua posição fechada para a sua posição aberta após a segunda zona da câmara escrava (19) ter sido parcialmente despressurizada desde uma pressão P1 para uma pressão P2; e o diafragma principal (13) se desloca desde a sua posição aberta para a sua posição fechada após a despressurização parcial da segunda zona da câmara escrava secundária (27) desde a pressão P2 para uma pressão P3 e o diafragma escravo (14) se desloca desde a sua posição aberta para a sua posição fechada após a repressurização da segunda zona da câmara escrava (27) para uma pressão acima de P2; o dispositivo de demanda de gás é adaptado e configurado para ser operável em um ciclo de primeira, segunda, terceira, quarta e quinta fases consecutivas; em um término da primeira fase e um início da segunda fase, o diafragma da câmara escrava (14) e o diafragma principal (13) estão nas suas posições fechadas para impedir fluxos de gás através dos caminhos de fluxo de gás de demanda e de gás de temporização, e pressões na câmara primária (18) e na segunda zona da câmara escrava são iguais a uma pressão regulada na entrada do corpo principal (10); na segunda fase, uma pressão no orifício de saída da câmara escrava (22) é subatmosférica devido a uma demanda de gás no orifício de saída do dispositivo, colocando assim o diafragma principal (13) na sua posição aberta, enquanto o diafragma escravo (14) permanece na sua posição fechada e permitindo um fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de temporização, impedindo um fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de demanda , uma pressão no interior da primeira zona da câmara escrava secundária diminuindo durante a segunda fase; a terceira fase se inicia em um término da segunda fase quando uma pressão na segunda zona da câmara escrava é reduzida abaixo de uma pressão na primeira zona da câmara escrava, colocando assim o diafragma escravo (14) na sua posição aberta, enquanto o diafragma principal (13) permanece na sua posição aberta e permitindo um fluxo de gás através dos caminhos de fluxo de gás de temporização e de gás de demanda, uma pressão no interior da primeira zona da câmara escrava diminuindo durante a terceira fase; a quarta fase se inicia em um término da terceira fase quando uma pressão na primeira zona da câmara escrava secundária é diminuída abaixo de uma pressão aplicada pela mola, colocando assim o diafragma principal (13) na sua posição fechada, enquanto o diafragma escravo (14) permanece na sua posição aberta para permitir um fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de demanda e impedir um fluxo de gás através do caminho de fluxo de gás de temporização, uma pressão no interior da segunda zona da câmara escrava aumentando enquanto a pressão no interior da primeira zona da câmara escrava está diminuindo durante a quarta fase; a quinta fase se inicia em um término da quarta fase quando uma pressão na segunda zona da câmara escrava aumenta para além daquela da primeira zona da câmara escrava, colocando assim o diafragma escravo (14) na sua posição fechada, enquanto o diafragma principal (13) permanece na sua posição fechada, a pressão no interior da câmara primária (18) aumentando durante a quinta fase; a primeira fase se inicia em um término da quinta fase quando a pressão na câmara primária se desenvolve para um nível igual ao da pressão regulada na entrada do corpo principal (10), os diafragmas escravo (14) e principal (13) permanecem fechados para impedir fluxos de gás através dos caminhos de fluxo de gás de demanda e de gás de temporização; o disco de orifício selecionável pode ser girado a fim de selecionar um orifício de tamanho apropriado que produzirá um volume total desejado de gás por minuto a ser liberado a um usuário; e a saída do dispositivo está em comunicação de fluido paralela com ambas a segunda zona da câmara escrava secundária e também com a primeira zona da câmara escrava.