BRPI0822344B1 - "máscara de respiração para aeronave" - Google Patents

Description

(54) Título: MÁSCARA DE RESPIRAÇÃO PARA AERONAVE (51) lnt.CI.: A62B 18/08 (73) Titular(es): ZODIAC AEROTECHNICS (72) Inventor(es): LAURENT DUSSART; RÈMY SCHOETTEL; VICENT GRETER (85) Data do Início da Fase Nacional: 16/09/2010 “MÁSCARA DE RESPIRAÇÃO PARA AERONAVE”

Campo da invenção

A invenção refere-se a um dispositivo tubular elástico e um arreio inflável de cabeça para máscara de respiração em aeronave que utilizou o mesmo.

Antecedentes da invenção

A máscara respiratória tipicamente usada por tripulantes de aeronave deve ser fixada de forma segura e rapidamente na cabeça do tripulante. E deve ser fixada em uma base com uma mão, uma vez que a outra mão do usuário está freqüentemente ocupada em alguma outra tarefa essencial.

Por exemplo, se devido a uma falha de pressurização, um piloto de uma aeronave deve rapidamente colocar sua máscara respiratória para fornecer o oxigênio necessário para respiração, ele deve fazer isso frequentemente com uma mão enquanto sua outra mão está ocupada no controle da aeronave. Desse modo, o uso de um arreio inflável de cabeça foi sugerido para permitir que a máscara respiratória seja colocada utilizando somente uma mão. O arreio de cabeça é expandido diametralmente pela introdução de gás pressurizado para fazer com que o arreio aumente em tamanho de modo que possa ser posicionado sobre a cabeça do usuário. O fluxo de gás é controlado por uma válvula fixada na máscara respiratória, e após aumento, a máscara respiratória é colocada em posição sobre o nariz e boca, com o arreio de cabeça estendido sobre e espaçado a partir da parte posterior da cabeça. Após a máscara respiratória ter sido adequadamente posicionada, a pressão no arreio de cabeça é liberada, fazendo com que o arreio contraia e contate a cabeça do piloto, pelo que a máscara respiratória é retirada de forma segura em sua posição adequada. Enquanto isso, a outra mão do piloto está livre para controlar a aeronave ou executar outras tarefas que possam ser necessárias.

Um arreio inflável de cabeça é mostrado e descrito na patente US número 3.599.636 na qual o arreio é definido por um par de tubos de borracha expansível espaçados que são alojados dentro de um invólucro externo de material que tem capacidade de deformação limitada e que está inicialmente em forma pregueada.

O arreio revelado necessita trabalhar uma pressão mínima de 600 kPa (6 bars) na chegada do gás de respiração.

Entretanto cada vez mais freqüente, o sistema de fornecimento de gás de respiração da aeronave utiliza Sistema de Geração de Oxigênio a bordo ou OBOGS, que distribui gás de respiração em uma pressão máxima de 400 a 500kPa (4 a 5 bars). Essa pressão não é suficiente para inflar corretamente o arreio inflável usual para permitir que o tripulante instale facilmente a máscara.

Portanto, há necessidade de um aparelho que permita o uso de arreio inflável com o nível de pressão distribuído pelo OBOGS.

Sumário da invenção

Para tratar melhor uma ou mais questões, em um primeiro aspecto da invenção, um dispositivo tubular elástico compreendendo:

Um tubo interno feito de um material impermeável a gás e elástico; e

Um revestimento que circunda o tubo interno e feito de um pano tecido de fios de meta-aramida resistentes a chamas, em que

O dispositivo tubular tem uma extensão longitudinal de pelo menos aproximadamente 1,4 quando cheio por um gás tendo uma pressão de pelo menos aproximadamente 50 kPa (0,5 bar).

O dispositivo tubular tem vantajosamente a mesma relação de extensão longitudinal que um dispositivo tubular padrão para arreio inflável, porém essa relação de extensão é obtida com um nível de pressão que pode ser obtido a partir de OBOGS.

Em modalidades específicas,

O dispositivo tubular tem uma extensão longitudinal de pelo menos aproximadamente 1,5, quando inflado por um gás tendo uma pressão de pelo menos aproximadamente 0,7 bar.

O tubo interno é moldado em material de silicone, o silicone tendo uma dureza menor do que 75 shore A, e módulo de Young menor do que 200MPa.

O silicone tem uma dureza menor do que 35 shore A.

O diâmetro interno do tubo interno é pelo menos aproximadamente 17 milímetros.

O revestimento é trançado de modo que sua razão de estiramento longitudinal é aproximadamente 3.

Em outro aspecto da invenção, uma máscara de respiração para aeronave compreende um arreio inflável composto de dispositivos tubulares elásticos como revelado acima.

Portanto, o usuário pode vantajosamente inflar o arreio com o nível de pressão obtido por OBOGS para colocar a máscara de respiração utilizando somente uma mão.

Em modalidade específica da máscara de respiração:

Os dispositivos tubulares são conectados a uma fonte de gás através de bocais, os bocais compreendendo uma cobertura cilíndrica que fica mais larga na direção dos dispositivos tubulares.

As extremidades do tubo interno dos dispositivos tubulares são fixadas dentro da cobertura cilíndrica são mais grossas ou espessas do que a parte externa do tubo interno.

Dependendo do tipo de máscara de respiração e dispositivo tubular, uma modalidade específica pode ser preferida como mais fácil de adaptar. Aspectos dessas modalidades específicas podem ser combinados ou modificados como apropriado ou desejado, entretanto.

Breve descrição dos desenhos

Esses e outros aspectos da invenção serão evidentes a partir de e elucidados com referência à modalidade descrita a seguir onde:

A figura 1 é uma vista isométrica de uma máscara de respiração com seu arreio inflável de acordo com uma modalidade da invenção;

A figura 2 é uma vista isométrica de uma porção de um tubo utilizado no arreio da figura 1; e

A figura 3 é uma vista em seção de uma conexão do tubo da figura 2 com a máscara de respiração da figura 1.

Descrição de modalidades da invenção

Em referência à figura 1, um arreio de cabeça 1 é utilizado em combinação com uma máscara respiratória 3 do tipo destinado a fornecer oxigênio para tripulantes de aeronave sob condições de altitude elevada ou sob condições nas quais a pressurização de cabine da aeronave por algum motivo foi perdida.

A máscara 3 inclui um elemento de rosto no formato genericamente de copo, flexível 5 adaptado para encaixar sobre e cobrir a boca e nariz do usuário, e que é adequadamente moldado para fornecer um ajuste confortável.

Posicionada na extremidade externa avançada do elemento de rosto 3 está uma válvula de controle 6 tendo um elemento de válvula deslizável 7, 9 posicionado em cada lado da válvula de controle 5, cada um dos quais é adaptado para seletivamente abrir e fechar uma passagem para admitir um fluido pressurizado na estrutura de arreio, tudo será descrito a seguir. A válvula de controle 6 pode ser uma válvula de duas posições, onde em uma posição permite comunicação entre o arreio de cabeça e a atmosfera enquanto simultaneamente evita a entrada de gás pressu8rizado na estrutura de arreio. Como é evidente, a válvula de controle 6 é adaptada para uso com uma mão, desse modo permitindo que a outra mão do usuário seja ocupada com outras tarefas. Embora uma estrutura específica de válvula de controle seja mostrada e descrita, será evidente para aqueles versados na técnica que outros tipos de estrutura de válvula de controle poderíam ser utilizados com sucesso juntamente com a estrutura de arreio de cabeça da invenção, e estrutura de válvula de controle mostrada é para fins ilustrativos somente.

A válvula de controle 6 inclui um alojamento de válvula 11, que adapta sobre e é fixado na posição avançada 13 do elemento de rosto 3, e ao qual são fixados dois elementos tubulares 15, 17, cada elemento tubular tendo a forma de um laço, cada extremidade do qual é recebida de forma segura no alojamento em relação substancialmente hermética a gás. Elementos tubulares 15, 17 são adaptados para circundar a cabeça do usuário e quando adequadamente posicionados retêm de forma segura o elemento de rosto 3 em sua posição operativa. Elementos de espaço 19 são posicionados entre os mesmos para reter os elementos tubulares 15, 17 em uma relação angular espaçada predeterminada em relação mútua para conforto máximo por parte do usuário.

Elementos tubulares 15, 17 incluem, figura 2, um primeiro tubo externo 21, ou revestimento e um segundo tubo interno 23. O tubo externo 21 é feito de um material elástico que é elasticamente extensível em uma direção axial ou longitudinal, porém que não necessita ser elasticamente extensível em uma direção radial ou transversal. A finalidade da capacidade de extensão longitudinal é permitir extensão axial dos elementos tubulares 15, 17 para permitir sua colocação sobre a cabeça do usuário, e subseqüentemente permitir que contraia para engate estreitamente ajustado com a cabeça do usuário para reter o dispositivo ao qual é aplicado em sua posição adequada. Um material preferido do qual o tubo externo 21 pode ser formado é um pano trançado composto de fio de meta-aramida resistente a chamas como fibra NOMEX (marca registrada da Dupont Inc.). A NOMEX tem a vantagem de ter uma boa resistência a calor compatível com regulação de aeronaves, grande resistência mecânica e particularmente desfibração, e um deslizamento homogêneo entre fibras que garantem um alongamento homogêneo dos elementos tubulares.

O tubo interno 23 adapta-se ou encaixa-se totalmente dentro do tubo externo 21 e é formado de um material elástico e impermeável a fluido, preferivelmente um material do tipo silicone. Tipicamente, o tubo interno 23 é um tubo moldado de silicone.

Portanto, o tubo interno 23 sendo impermeável a fluido e elástico, é utilizado para transformar a pressão de gás de respiração em um aumento mecânico do comprimento dos elementos tubulares e tubo externo 21 é utilizado para proteger o tubo interno 23 contra contato agressivo e orientar a força gerada pela pressão de gás de respiração para a extensão longitudinal dos elementos tubulares.

Os elementos tubulares 15, 17 são conectados ao alojamento de válvula 11 por intermédio de bocais 30, figura 3.

O bocal compreende uma cobertura cilíndrica 34 que fica mais larga na direção dos elementos tubulares para espalhar refreamentos gerados pelo enchimento do arreio.

A extremidade do tubo interno 23 é fixada dentro da cobertura cilíndrica 34 e é mais espessa do que a outra parte do tubo também para espalhar refreamentos.

O gás de respiração gerado por OBOGS tem uma pressão tão baixa quanto 70 kPa (0,7 bars) e uma taxa máxima de fluxo em torno de 85 l/min.

O tubo necessita alongar por um fator em torno de 1,5 para permitir que a cabeça do usuário posicione no arreio, qualquer que seja o tamanho da cabeça.

Entretanto, pode ser aceitável que o tubo alongue por um fator de somente 1,4 se a pressão distribuída por OBOGS for somente 50 kPa (0,5 bars).

Para oferecer bom conforto ao usuário enquanto mantém estreitamente no lugar a máscara de respiração, o arreio necessita comprimir a cabeça, quando esvaziado, com resistência superior a 20 Newton.

Com uma pressão de 70 kPa (0,7 bars) e considerando a elasticidade do silicone, parece que o diâmetro interno do tubo necessita ser em torno de 18 mm.

Conhecendo a elasticidade de silicone e a razão de alongamento, a pessoa versada na arte determina a seção solicitada de silicone que, com o diâmetro interno, fornece a espessura

Para ter uma espessura de silicone com boa proteção contra perfuração, o silicone é escolhido vantajosamente entre aqueles tendo uma dureza menor do que 75 shore A, preferivelmente menor do que 35 shore A e um módulo de Young menor do que 200MPa.

Para obter a capacidade de extensão longitudinal correta de 1,5, e proteger contra 10 uma perfuração devido a uma pressão em excesso, por exemplo, de 900 kPa (9 bars), o número de eixos e o ângulo de tecedura são vantajosamente ajustados durante a tecedura do tubo externo para obter uma razão de estiramento longitudinal do tubo externo individualmente de 3. Para calcular a razão de estiramento longitudinal, o tubo externo é considerado por si próprio, sem o tubo interno e a comparação é feita entre o tubo externo estirado longitudinalmente e o tubo externo em uma posição de descanso o que significa que tem um diâmetro de aproximadamente 20 mm, isto é, o diâmetro externo do tubo interno.

Outra variação nas modalidades reveladas pode ser entendida e efetuada por aqueles versados na arte ao pôr em prática a invenção reivindicada, de um estudo dos desenhos, revelação e reivindicações apenas. Nas reivindicações, a palavra “compreendendo” não exclui outros elementos, e o artigo indefinido “um, uma” não exclui pluralidade.

Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Máscara de respiração (3) para aeronave compreendendo um arreio inflável composto de dispositivos tubulares elásticos (15, 17), CARACTERIZADA pelo fato de que cada dispositivo tubular elástico (15, 17) compreende:

   5 um tubo interno (23) feito de um material impermeável a gás e elástico: e um revestimento (21) circundando o tubo interno (23) e feito de um pano trançado de fios de meta-aramida resistentes a chamas, em que o dispositivo tubular (15, 17) tem uma extensão longitudinal por um fator de pelo menos 1,4 quando inflado por um gás tendo uma pressão de 50 kPa.

   10
2. 2. Máscara de respiração, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que os dispositivos tubulares (15, 17) têm uma extensão longitudinal por um fator de pelo menos 1,5 quando inflados por um gás tendo uma pressão de 70 kPa.
3. 3. Máscara de respiração, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o tubo interno (23) é moldado em material de silicone.

   15
4. 4. Máscara de respiração, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que o silicone tem uma dureza menor do que 75 shore A e módulo de Young menor do que 200 MPa.
5. 5. Máscara de respiração, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que o silicone tem uma dureza menor do que 35 shore A.

   20
6. 6. Máscara de respiração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4,

   CARACTERIZADA pelo fato de que o diâmetro interno do tubo interno (23) é de pelo menos 17 milímetros.
7. 7. Máscara de respiração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que o revestimento (21) é trançado de modo que sua razão

   25 de estiramento longitudinal é 3.
8. 8. Máscara de respiração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que os dispositivos tubulares (15, 17) são conectados a uma fonte de gás através de bocais (30), os bocais (30) compreendendo uma cobertura cilíndrica (34) que fica mais larga na direção dos dispositivos tubulares (15, 17).

   30
9. 9. Máscara de respiração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8,

   CARACTERIZADA pelo fato de que as extremidades do tubo interno (23) dos dispositivos tubulares (15, 17) são fixadas dentro da cobertura cilíndrica (34) e são mais espessas do que a outra parte do tubo interno (23).
10. 10. Máscara de respiração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9,

    35 CARACTERIZADA pelo fato de que o tubo interno (23) se adapta totalmente no tubo externo (21) quando não inflado.

    Petição 870180028516, de 09/04/2018, pág. 9/9