CN101932363B - 能降低氧气消耗量的呼吸面罩 - Google Patents

Abstract

用于飞行器乘务人员的呼吸面罩，包括按需调节装置。所述调节装置包括连接到呼吸气体源的入口以及排出呼吸气体的出口。所述出口具有由移动式阀门(18)控制的小孔，该阀门(18)当乘务人员呼出时处于开启位置而当乘务工作人员吸入时处于关闭位置。其中，所述呼吸面罩包括插销装置(30)，其由所述乘务人员操作，以便将所述阀门锁定在开启位置。所述插销装置包括解锁装置(42，46，48)，以便当机舱内的气压低于预定值时释放所述阀门。

Description

能降低氧气消耗量的呼吸面罩

技术领域

本发明涉及的领域是飞行器上乘务人员以及乘客使用的呼吸面罩。

背景技术

为了在飞行器发生失压事故或者出现烟雾的情况下确保乘客和乘务人员的安全，航空法规要求所有客机上具有安全的氧气供给管路，能够为每位乘客和乘务人员提供随机舱高度变化的氧气流速。

面罩和头带系统用于提供呼吸用的氧气。该面罩系统具有面部密封罩、气动头带以及控制氧气流速的调节装置。该调节装置包括连接到氧气源的入口以及将呼出的气体排出的出口。该出口孔由移动式阀门控制，这样当乘务人员呼出气体时，该阀门处于开启位置，而当乘务人员吸入气体时，该阀门位于关闭位置。

该系统设计成需要在五秒内仅用一只手就能戴上呼吸面罩。

这样的呼吸面罩在本领域中作为按需呼吸面罩而众所周知。这些呼吸面罩所需的调节装置可以从文献FR2781381或者FR2827179公开的气动指令调节装置、或者从WO2006/005372公开的气电指令调节装置中获知。

然而，航空法规通常要求当飞机航行到预定高度以上时，飞机上至少一名乘务人员一直戴着呼吸面罩，从而一旦机舱内气压骤减，该乘务人员能够继续驾驶飞机。

但是，传统的按需呼吸面罩会产生吸气阻力。因而，呼吸力度的增加会导致疲劳和不适。当呼吸面罩必须几个小时一直带着的时候，该问题就变得更加严重。

另一个问题是涉及呼吸面罩长时间使用而产生的氧气消耗量。

为了至少部分解决这些问题，申请人在申请号为QT/EP2006/004586的专利申请中公开了以上类型的呼吸面罩，其辅助管道用于将呼吸面罩的面部密封罩与周围的空气连接，从而呼吸面罩内部没有足够的气压减少以促使调节器进行氧气分配。提供了一种调节通过辅助管道流速的装置。该调节装置具有流量阻挡的关闭位置，以及流量启动的开启位置。对流速调节装置施加偏压力使其保持处于关闭位置。使用者可以手动将流速调节装置移动到开启位置。该位置上配置有插销，以使流速调节装置保持在开启位置。当使用者希望将流速调节装置返回到关闭位置时，可以释放该插销。当机舱内气压降低时，压力感应装置会自动释放插销，流速调节装置返回关闭位置，而无需使用者对机舱压力的降低进行操作。

但是，这样的辅助管道不利于充分地改进呼吸面罩，且增加了其复杂性。

发明内容

获得能够减少氧气消耗量的、结构简单、易于制造和维修的呼吸面罩是很有利的。

为了更好地解决一个或多个问题，在本发明的第一个方面，用于飞行器乘务人员的呼吸面罩包括按需调节装置。所述调节装置包括连接到呼吸气体源的入口以及排出呼吸气体的出口，所述出口具有由移动式阀门控制的小孔，该阀门当乘务人员呼出时处于开启位置而当乘务人员吸入气体时处于关闭位置。其中，所述呼吸面罩包括插销装置，其由乘务人员操作，以便将所述阀门锁定在开启位置。所述插销装置包括解锁装置，以便当机舱内的气压低于预定值时释放所述阀门。

优选地，该呼吸面罩使用的阀门已经存在于按需调节装置上，用于在正常航行模式下增加空气开口的功能。因此，该呼吸面罩减少了复杂性，而增加了面罩的可靠性，并降低了成本。

在按需调节装置上，集成用于保持阀门处于开启位置的插销装置的另一个优点是，能够将插销装置的释放与调节装置变换到另一模式联系起来。例如，使用者吸入纯氧气的所谓的“100％”模式，或者使用者不能吸入机舱内的空气且面罩腔体内压力相对机舱高的“紧急”模式。因此，不存在将面罩设置在两种同时而不相容的模式中的危险。

在特殊的实施例中：

-所述解锁装置包括膜盒压力传感器，其可根据机舱内气压的改变而改变长度，所述长度改变致动连杆而释放所述阀门，

-所述插销装置包括第一杆，该杆有一个位置，在该位置所述杆能将所述阀门锁定在开启位置。乘务人员通过启动按钮将所述第一杆移动到所述位置，且通过弹簧致动的第二杆，所述第一杆被锁定到所述位置，

-所述第二杆绕轴旋转，弹簧和膜盒压力传感器48分别位于杆的两端以产生相反的力，

-所述插销装置包括电磁体，而所述阀门包括磁性部分，这样电磁体通过磁场将所述阀门保持在开启位置，

-所述电磁体由电路提供电力，所述解锁装置包括膜盒压力传感器，其适于在机舱内气压低于预定值时开启所述电路，

-所述电磁体可以由乘务人员从远离阀门的第一个位置移动到靠近阀门的第二个位置。

-所述电磁体通过弹簧保持在第一个位置，

-所述插销装置包括磁体，所述阀门包括磁性部分，从而使电磁体通过磁场将所述阀门保持在开启位置。

-所述解锁装置包括膜盒压力传感器，其适于当机舱内气压低于预定值时将磁性部分推离磁体，

-所述插销装置包括具有柔性指形部的支撑轮。所述指形部具有末端，其可以在所述移动式阀门能自由移动的第一个位置和保持所述移动式阀门在开启位置的第二个位置之间移动。所述插销装置进一步包括充当凸轮的旋转棘齿，其将棘齿的旋转运动转换为指形部在第一个位置和第二个位置之间的平移运动，

-当乘务人员选择调节装置的另一使用模式时，所述解锁装置自动启动。

因此，该呼吸面罩具有能够容易地通过弹簧张力进行校准的优点。另一个优点是将锁定装置集成到调节装置里：使用模式的手动选择器可以与插销装置联系在一起。因此，当使用者选择另一模式时，该“氧气节省”模式自动失效。依据按需调节装置的类型，特定的实施例可以容易地调整。这些特定的实施例各方面可以根据适当地或所需的进行结合或者更改。

附图说明

本发明的这些或者其他方面将结合附图描述的实施例进行阐述和明确，其中：

-图1是本领域中公知的呼吸面罩的透视图；

-图2是已有技术的按需调节装置的部分示意图；

-图3是根据本发明实施例的插销机构的功能图；

-图4是本发明另一实施例的示意图；

-图5，6和7是本发明第三实施例的示意图；

-图8是本发明第四实施例的剖视图；

-图9是图8实施例的等角图。

具体实施方式

参照图1，呼吸面罩1包括固定在刚性部分3上的玻璃2。该刚性部分为适合于使用者脸型的形状，且包括用于向使用者提供呼吸气体的按需调节装置4。该呼吸面罩还包括可延长的头带5，其端部6与刚性部分连接。

按需调节装置4在此将不会详述，除了与本发明所述的实施例直接相关的部分。如果需要，上述申请包括了按需调节装置的完整说明。

参照附图2，调节装置的外壳部分10与面部密封罩3相连，面部密封罩界定出乘务人员的鼻子和嘴巴周围的腔体12。腔体12通过入口14连接到呼吸气体源。按需调节装置4通过未在图中示出但本领域公知的机构来控制呼吸气体的流速以及氧气含量比。

部分10还界定了呼出通道16，或者说出口，其包括呼出阀门18。所示阀门18的闭合元件是目前普遍使用的，其执行两个功能，作为引导进入的阀门和作为排出的阀门。在所示的实施例中，其仅作为呼出阀门，同时通过将由阀门18形成的腔室20内的压力增加到高于周围的气压，使面罩内的压力维持在高于周围大气压力成为可能。阀门18在开启位置和关闭位置之间移动，其取决于腔室20与面罩腔体12之间的压差。

在第一种状态，电控阀门22(特定的电磁阀门)将腔室20与大气连接。在这种情况下，一旦面罩内的压力超过周围压力，就发生呼吸。在第二种状态，阀门22通过流速限定缩颈24将腔室20连接到氧气供给。在这种情况下，腔室20内的压力保持在由具有流速闭合弹簧的卸压阀门26确定的值。

参照图3，旋转杆30连接到呼出阀门18。杆30的臂由轴销32引导着绕其轴移动。轴销32的一端滑动嵌入固定部分34，引导轴销32纵向移动。轴销32包括第一环部36。弹簧38布置在固定部分34和环部36之间。具有斜面41的按钮40控制轴销32的另一端。

第二杆42围绕轴44旋转。在该轴的一边，弹簧46沿轴销32的第二环部44推动杆。在该轴的另一边，杆臂由膜盒压力传感器48控制。

当使用者决定将呼吸面罩置于航行模式时，他可以推动按钮40直到斜面41将轴销32按下，在航行模式下使用者能够呼吸周围的空气而无需消耗氧气。如果按钮40是旋转类型的，则斜面41在轴销32上为凸轮的形式。通过弹簧46推动杆42将轴销32锁定在下面的位置。轴销32的移动使杆30旋转，直到将阀门18保持在开启位置。

由于阀门18一直开启着，面罩的腔体12始终与机舱内的空气连通。因此，不会有压力减小来开启氧气入口，使用者呼吸时没有受到阻力，其吸入的气体在含氧量、气压等方面与舱内空气有同样的特征。

当使用者释放按钮40时，按钮40就返回到其初始位置，但是通过杆42轴销32仍保持在下面的位置。

当呼吸面罩处于航行模式，而机舱内气压下降时，膜盒压力传感器48的长度由于压力减少而增加。长度的增加推动杆42，直到它放开轴销32使其返回初始位置。移动杆30来释放阀门18，从而按需调节装置开始调节氧气的流入。

本领域的技术人员知道，弹簧46和膜盒压力传感器48形成了两个相对的力。因此，对弹簧张力的选择必须为在机舱内压力高于预先设定水平时能够将杆推动至锁定位置，而当机舱内压力下降到低于预先设定水平时，弹簧张力小于膜盒压力传感器的推力。

特别有利的是，使用弹簧46，能够将机械装置与膜盒压力传感器的特性和航空法规要求的预先设定的压力进行校准。

杆42也可以通过按钮(未在图中示出)手动操作来解除轴销32的锁定。优选的，这个释放按钮集成到调节装置的控制按钮上。这样，当使用者选择除了航行模式之外的不同的模式时，杆42自动地释放轴销32，且阀门18的锁定被解开并返回至其正常使用模式。

尽管本发明通过附图以及前述的描述进行了说明和详细描述，但这些说明和描述被认为是说明性的或例证性的，而不是限定的；本发明不限于公开的实施例。

例如，按钮40可以是旋转按钮或者其他的致动装置。

在另一个实施例中，图4，保持阀门18处于开启位置的机构是以电磁体50为基础的。电磁体的电流是源自布置在呼吸面罩里的话筒，该话筒允许乘务人员与其他乘务人员以及控制航班的人员交谈，或者源自于飞机电源特殊的电线接头。

电磁体50滑动到固定部分54内，并通过弹簧56使其与阀门18分开。阀门18包括磁性部分58，例如铁制轴销。为开启航行模式，使用者通过按钮60将电磁体50推向阀门18。由于阀门18含有磁性部分58，当电磁体靠近阀门18时，阀门18被磁场吸到电磁体上。当使用者松开按钮60时，电磁体返回其初始位置，并保持阀门16处于开启位置。为了释放阀门16，可以由压力感应装置52，例如为膜盒压力传感器，或者使用者通过开关64，只需要打开电路62来抑制磁场。

在另一实施例中，电磁体可以由某些磁性材料制成的磁体代替。这样的实施例在相关的图5，6和7中公开。在图5所示的正常模式中，呼出阀门18包括杆70，在杆的另一端具有磁性区域72。位于阀门18和固定部分76之间的弹簧74用来进行校准，以保持阀门处于正常模式，即当使用者呼出时打开阀门。磁盒78可在固定部分76内滑动，并通过第二个弹簧80将其推离磁性区域72。磁盒78包括具有小杆84的膜盒压力传感器82，当膜盒压力传感器由于压力减小而增加尺寸时可以通过孔86穿出磁盒。杆88通过第三个弹簧90保持在非活动位置。

如图6所示，为了使调节装置处于航行模式，使用者推动磁盒78，直到吸住磁性区域72。然后，使用者释放磁盒，由于弹簧80产生的压力磁盒返回到初始位置，使阀门18保持在开启位置。

如果机舱压力降低到预定标准以下，如图7所示，膜盒压力传感器82的尺寸增大，将小杆84推出，磁性区域72与磁盒78分开。弹簧74将阀门18推到正常位置。

如果使用者想从航行模式返回到正常模式，他可以推动杆88，使磁性区域72从磁盒78处分开。

在图8和9中，示出了与附图2处于相同位置的呼出阀门18的第四个实施例。

与阀门18同轴的周围，柔性支撑轮100为环形形状，并具有6个指形部102。

在每个指形部102远离轮心的末端，半球状区域104接触阀门18以减少摩擦力。

在每个指形部102上，刚性传递片106使远端与棘齿108的外表面连接。从而，当棘齿轮围绕阀门18与柔性支撑18共同的轴旋转时，传递片106沿齿的外表面从靠近轴的位置滑动到远离轴的位置。由于每个指形部102是柔性的，而不是弹性的，这种移动使指形部末端产生了垂直的和向上的移动，从而，阀门18被区域104推动。

棘齿108旋转经过轴销110，轴销110推动与轮108刚性连接的臂112，并通过复位弹簧(未示出)带回到其初始位置。

棘爪114使棘齿维持在被推动的位置。

围绕轴118旋转的杆116可以在轴销推动器120或者膜盒压力传感器122的推动下释放棘爪114，使棘齿108可以回到初始位置。

因此，当使用者希望将调节装置调至“零流量”或者航行模式时，推动按钮110即可。作为凸轮的棘齿108将其旋转运动转换为指形部102末端的垂直运动，从而推动阀门18使其一直处于开启位置。

该机构通过棘爪114使其保持在该位置。

为了释放系统使其回到初始位置，使用者直接推动轴销推动器120，或者优选地，通过调节装置用户模式的手动选择器(未示出)。轴销推动器120通过杆116释放棘爪114。

因此，当使用者选择“紧急”模式或者“100％”模式时，棘爪114自动释放，阀门返回到正常位置。

当机舱内气压低于预定标准时，通过膜盒压力传感器122使用相同的杆来释放系统。

在特殊的实施例中，按钮110连接到臂112上，从而按钮110的另一端可以作为调节装置模式的触觉感应器。

实践本发明的本领域的技术人员从附图的研究、以及说明书和附后权利要求中可以理解和实现所公开实施例的其他变形。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件，且不定冠词“a”或“an”不排除复数。

Claims (12)

1.用于飞行器乘务人员的呼吸面罩(1)，包括按需调节装置(4)，所述调节装置包括连接到呼吸气体源的入口(14)以及排出呼吸气体的出口(16)，所述出口具有由移动式阀门(18)控制的小孔，当乘务人员呼出时该阀门处于开启位置而当乘务人员吸入时该阀门处于关闭位置，其中，所述呼吸面罩包括插销装置，其由所述乘务人员操作，用于将所述阀门锁定在开启位置，所述插销装置包括解锁装置(42，46，48)，用于当机舱内的气压低于预定值时释放所述阀门。

2.根据权利要求1所述的呼吸面罩，其特征在于，所述解锁装置包括膜盒压力传感器(48)，其长度可根据机舱内气压的改变而改变，所述长度的改变致动连杆(42，32，30)而释放所述阀门。

3.根据权利要求2所述的呼吸面罩，其特征在于，所述插销装置包括第一杆(30)，该第一杆(30)有一个位置，在该位置所述第一杆(30)能将所述阀门锁定在开启位置，乘务人员通过启动按钮(40)将所述第一杆移动到所述位置，且通过弹簧(46)致动的第二杆(42)，所述第一杆被锁定在所述位置。

4.根据权利要求3所述的呼吸面罩，其特征在于，所述第二杆(42)绕轴(44)旋转，弹簧(46)和膜盒压力传感器(48)分别位于该第二杆(42)的两端以产生相反的力。

5.根据权利要求1所述的呼吸面罩，其特征在于，所述插销装置包括电磁体(50)，所述阀门(18)包括磁性部分(58)，这样，电磁体通过磁场将所述阀门保持在开启位置。

6.根据权利要求5所述的呼吸面罩，其特征在于，所述电磁体由电路(62)供电，所述解锁装置包括膜盒压力传感器，其适于在当机舱内气压低于预定值时开启所述电路。

7.根据权利要求5或6所述的呼吸面罩，其特征在于，所述电磁体可以由乘务人员从远离阀门(18)的第一个位置移动到靠近阀门的第二个位置。

8.根据权利要求7所述的呼吸面罩，其特征在于，所述电磁体通过弹簧(56)保持在第一个位置。

9.根据权利要求1所述的呼吸面罩，其特征在于，所述插销装置包括磁体(78)，所述阀门(18)包括磁性部分(72)，这样，通过磁场，该磁体将所述阀门保持在开启位置。

10.根据权利要求9所述的呼吸面罩，其特征在于，所述解锁装置包括膜盒压力传感器(82)，其适于当机舱内气压低于预定值时将磁性部分(72)推离磁体(78)。

11.根据权利要求1或2所述的呼吸面罩，其特征在于，所述插销装置包括具有柔性指形部(102)的支撑轮(100)，所述指形部具有末端(104)，其可以在所述移动式阀门(18)能自由移动的第一个位置和保持所述移动式阀门(18)在开启位置的第二个位置之间移动；所述插销装置进一步包括作为凸轮的旋转棘齿(108)，其将棘齿的旋转运动转换为指形部(102)在第一个位置和第二个位置之间的平移运动。

12.根据权利要求1所述的呼吸面罩，其特征在于，

-该调节装置具有包括航行模式在内的多个使用模式，并且

-当乘务人员选择了除航行模式之外的调节装置的一个使用模式时，所述解锁装置自动启动。

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