CN105392532B - 具有被照明的连接结构的呼吸设备 - Google Patents
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Abstract
一种呼吸系统,包括用于加压的呼吸气体的罐、包括该罐能附接的连接结构的至少一个调节器、与该连接结构流体连接的通用空气连接件、和至少一个光源,光源在照明时提供用于将与第二罐流体连接的连接件连接至所述通用空气连接件的导引,以将呼吸气体供应至所述罐。
Description
相关申请的交叉援引
本申请要求于2013年12月30日提交的美国专利申请14/144,339及于2013年11月29日提交的美国临时专利申请61/910,187的权益,该两篇文献以引用方式纳入本文。
背景技术
提供以下信息用于帮助阅读者理解下文公开的技术以及典型地可使用这类技术的环境。本文所用术语不旨在局限于任意具体的狭窄解释,除非在该文件中相反地清晰指明。文中记载的参考文献可有助于对技术及其背景的理解。文中引述的所有参考文献的公开内容以引用方式纳入本文。
自给式呼吸设备(“SCBA”)是用于在对生命和健康存在即刻危险的环境(有时称为“IDLH”环境)中实现呼吸的设备。例如,消防员在救火时穿戴着SCBA。SCBA典型地具有背带系统或承载系统,该背带系统或承载系统包括支承连接至面罩的空气罐的背板,所有这些都由使用者穿戴或承载。罐典型地包含高压(例如,2200-5500psi或15,168至37921kPa)下的含氧的呼吸气体,并且连接至将压力降低至约80-100psi或552至689kPa的第一级调节器。SCBA通常具有包括进口阀的第二级调节器,该进口阀控制空气罐与面罩之间的用于呼吸的空气流。典型地,进口阀响应于使用者的呼吸来控制空气流穿过第二级调节器。这类呼吸控制的调节器组件例如在美国专利4,821,767和5,016,627中公开。
根据2002版的NFPA 1981(关于用于火灾和紧急服务的开路自给式呼吸设备的标准),制造商必需在SCBA中包含迅速干预组/通用空气联接(RIC/UAC)——在本文中有时称为通用空气联接或UAC,从而符合消防规定。UAC容许空气含量低的气瓶被另一第二气瓶“转移填充”,而不管该气瓶的制造商是谁。在转移填充过程以后,每个气瓶例如可具有相同的空气量。UAC必需在SCBA气瓶阀的螺纹的四英寸内永久地固定至SCBA。
发明内容
在一个方案中,一种呼吸系统包括:用于加压的呼吸气体的罐;包括连接结构的至少一个调节器,所述罐能附接至该连接结构;与所述连接结构流体连接的通用空气连接件;和至少一个光源,光源在照明时提供用于将与第二空气源(诸如第二空气罐)流体连接的连接件连接至所述通用空气连接件的导引,以将呼吸气体供应至所述罐。所述呼吸系统可例如包括具有所述连接结构的第一级调节器和与该第一级调节器流体连接的第二级调节器。
在一定数量的实施例中,所述呼吸系统还包括与所述至少一个光源操作地连接的控制器。该控制器能运行以将所述光源置于打开状态。该呼吸系统还可以包括与所述控制器操作地连接的压力传感器。该压力传感器与所述罐流体连接。在接收到来自该压力传感器的指示所述罐内的压力处于或低于预先确定的第一压力的信号时,所述控制器将所述光源置于打开状态。在一定数量的实施例中,在接收到来自所述压力传感器的指示所述罐内的压力处于或高于预先确定的第二压力的信号时,所述控制器将所述光源置于关闭状态。在一定数量的其它实施例中,在接收到来自所述压力传感器的指示所述罐内的压力处于或高于预先确定的第二压力的信号以后,所述控制器以一预先确定的时间段将所述光源置于关闭状态。所述预先确定的第二压力可以例如大于或等于所述预先确定的第一压力。在一定数量的实施例中,所述预先确定的第二压力等于所述预先确定的第一压力。
所述至少一个光源可例如投射入射到所述通用空气连接件上的光。该至少一个光源可以设置在该通用空气连接件的一部分上。该至少一个光源也可以设置在该通用空气连接件附近。
在一定数量的实施例中,所述至少一个光源与所述通用空气连接件隔开,并投射入射到该通用空气连接件上的光。所述至少一个光源可例如设置在距离所述通用空气连接件不超过12英寸(0.3048米)、不超过6英寸(0.1524米)、不超过4英寸(0.1016米)或不超过3英寸(0.0762米)处。在一定数量的实施例中,所述至少一个光源设置在距离所述通用空气连接件约2至4英寸的范围内。
在另一方案中,一种方法包括:提供呼吸系统,其包括用于加压的呼吸气体的罐、具有该罐所附接的连接结构的至少一个调节器、和与该连接结构流体连接的通用空气连接件;以及使操作地连接至所述呼吸系统的至少一个光源照明以提供用于将与第二空气源(例如第二空气罐)流体连接的连接件连接至所述通用空气连接件的导引,从而将呼吸气体供应至所述罐。
根据结合附图获得的以下详细描述,将最佳地领会及理解本发明的设备、系统方法及其属性和伴随的优点。
附图说明
图1示出本发明自给式呼吸设备(SCBA)的实施例;
图2示出图1的承载系统的包括电子电路及UAC的背板的一部分的剖视图;
图3示出图1的承载系统的背板的一部分的透视图;
图4示出背板的另一实施例的一部分的透视图;
图5示出背板的另一实施例的一部分的侧视图。
具体实施方式
实施例的如在本文附图中总体描述和图解的组成可以除了所描述的示例性实施例之外的多种不同的构型配置及设计,这将是容易理解的。因此,对在附图中表示的示例性实施例的下述更详细的描述不旨在限制实施例的所声称的范围,而仅是示例性实施例的代表。
贯穿该说明书的“一个实施例”或“实施例”(等类似表述)表示结合实施例描述的具体特征、结构或特性包含在至少一个实施例中。因此,出现在该说明书多处的表述“在一个实施例中”或“在实施例中”等不一定指同一实施例。
此外,所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。在以下描述中,提供许多特定细节用于给出对实施例的彻底理解。相关技术领域的技术人员将意识到,能在不具有所述特定细节中的一者或多者的情境下或者能利用其它方法、组件、材料等来实践多种实施例。在其它情形中,为避免困惑没有详细示出或描述众所周知的结构、材料或操作。
如在本文及所附权利要求中所使用的,单数形式的“一(个)”和“所述”包括复数关系,除非上下文明确地相反规定。因此,例如,“光源”包括多个这样的光源及其所属领域技术人员已知的等同物等,“所述光源”是指一个或多个这样的光源及其所属领域技术人员已知的等同物等。
图1示出本文的呼吸系统10(诸如SCBA)的实施例。在该图解实施例中,呼吸系统10包括供使用者佩戴的面罩100。面罩100环绕使用者的鼻部和口部形成密封的空间,呼吸气体被引入该密封的空间中。在这方面,面罩100包括面罩100的调节器交界部分110用以将面罩100布置成与第二级压力调节器300流体连接,从而能够自加压空气罐400经由高压管350供应加压空气。例如在美国专利申请公开2012/0160245和美国专利8,256,420中描述了适合用在呼吸系统10中的面罩,该两篇文献的内容以引用方式纳入本文。同样地,例如在美国专利申请公开2012/0160245和美国专利8,256,420中描述了适合与面罩结合使用的第二级压力调节器。
加压空气罐400支承并束牢在由系统10的使用者佩戴的背带系统或承载系统500上。在图解实施例中,承载系统500包括用于支承罐400的背板10和用于使背板510与使用者相连的带(未示出)。罐带405(例如,金属带)帮助罐400保持与背板510连接。阀410将来自加压罐400的空气供应至连接件520,连接件520借由与该连接件流体连接的连接件520a和与第一级调节器700流体连接的连接件710(例如参见图2)而与第一级调节器700流体连接。如上所述,罐400可例如含有高压(例如在2200-4500psi的范围内)下的空气或含氧的呼吸气体。第一级调节器700使压力降低至例如约80psi。呼吸气体经由连接件720离开第一级调节器700,并经由高压管350(该高压管的一部分在图1中示出)流动至第二级调节器300的进口310。
如上所述,呼吸系统10包括迅速干预组/通用空气联接或UAC 800。例如在图2中示出的,UAC 800与连接件710流体连接,并因此在罐400与连接件710流体连接时与罐400流体连接。UAC 800借此容许在空气/呼吸气体含量低时从另一加压呼吸气体源、诸如另一气瓶(例如如图1中所示的第二罐400a)来“转移填充(transfilled)”罐400,而不论该另一加压呼吸气体源的制造商是谁。罐400还能例如由级联系统(包括多个气瓶)的压缩机填充。然而,消防员必然在由与火灾关联的烟气和空气传播碎屑引起的低能见度的条件下或其它紧急条件下工作。另外,消防员穿戴的消防服和手套会极大地降低尝试定位UAC 800的迅速干预组人员的手灵巧度。因此,由迅速干预组员(视觉及触觉上)定位UAC并连接至UAC通常会是非常困难的。
在本文一定数量的实施例中,通过直接或间接地照亮或照明UAC 800的至少一部分或UAC 800的附近,使得即使在较差能见度条件下也能容易地定位UAC 800的位置。照明为除了呼吸系统10的使用者之外的人(例如,迅速干预组员)提供导引以定位UAC 800并连接至UAC 800,用于借由第二罐400a(参见图1)填充/转移填充罐400。在这方面,罐400a(或另一呼吸气体源)具有通用的连接件(在图1中由箭头C表示),该连接件连接至UAC 800以填充/转移填充UAC 800。
例如正像图2和图3中示出的,光源900可设置在承载系统500上或与该承载系统操作地连接,从而照亮UAC 800的至少一部分。在图1-3示出的实施例中,光源900设置在电源模块和电子组件内,其在本文中称为电子组件530。在一定数量的实施例中,光源900发光穿透包围着电子组件530的一部分的隔室540的透明嵌板542,用以照亮UAC 800的至少一部分。
光源900与包括例如印刷电路板550的电路电连接,该印刷电路板(借由连接件552)与包括例如设置在电池盒556内的一个或多个电池554的电源电连接。在图解实施例中,光源900的照明(例如,开/关转换)受控地随着罐400内的呼吸气体的压力变化。仅在低压力状态期间使光源900照明,可例如帮助保存电池电量。在图解实施例中,压力传感器或换能器560与连接件520且由此与罐400流体连接。换能器还与电路板550的电路电连接,该电路板包括例如具有例如一个或多个处理器570(例如,微处理器)的控制器系统。
在一定数量的实施例中,将测量压力的信号从压力传感器560传送至微处理器570。微处理器570控制光源900,使得在确定罐400内的压力处于或低于某一预定水平时光源900照明。例如,当罐400的测量压力处于或低于低压力范围(或在低压力状态中)——像例如由在充满时的罐400的压力的25-33%的范围内的测量压力限定的那样时,光源900可照明。
光源900的照明还向除了使用者之外的人员提供关于罐400的低压力状况的指示。在一定数量的实施例中,光源900的周期性脉动和这类脉动的频率可例如用于向除了使用者之外的人员提供与罐400的测量压力相关的信息。例如,光源900可以在起初感测到低压力状态(例如,33%的压力水平)时缓慢地脉动。脉动的频率可例如随着测量压力降低而增大直至达到临界压力水平,此时光源900可持续照明。
在一定数量的实施例中,在感测到预先确定的光源低压力状态之后,光源900保持持续照明。其它光源、诸如光源930和940可例如用于向除了使用者之外的人员提供有关罐400的压力水平的信息。光源930和940的脉冲的颜色和/或频率可例如提供关于测量压力水平的信息。
如前所述,光源900照亮UAC 800的至少一部分,用以即使在不良能见度的条件下也使UAC 800能容易地被定位。再次说明,照明为除了呼吸设备10的使用者之外的人员提供了用于定位UAC 800并连接至UAC 800的导引。在一定数量的实施例中,光源900保持照明,直至罐400达到一预先确定的压力(例如,处于限定出低压力状态的压力以上的或限定出低压力状态的预先确定的“第一”压力以上的预先确定的“第二”压力),此时光源900变成关闭状态直至再次感测到低压力状态。在其它实施例中,光源900可以在测量到预先确定的第一压力(即,限定低压力状态的压力)之后保持照明例如一段时间(例如,一预先确定的时间段,诸如30-60秒),用以在使填充罐的连接件与UAC 800断开连接时向对罐400进行转移填充的人员(例如,迅速干预组的组员)提供导引。通常,(自例如第二罐、级联系统或压缩机系统的)转移填充过程或填充过程相对快速地发生,并且一般在连接至UAC 800之后的30-90秒内完成。在预先确定的第一压力状态达到后从光源900供给30-60秒的照明,这为结束转移填充过程或填充过程以及与UAC 800断开连接提供了充裕的时间。
图4示出背板510的另一实施例,其中UAC 800的一部分包括以与光源900相似的如上所述的方式操作的光源900a。在该图解实施例中,光源900a设置在UAC 800的一部分上,该部分在UAC 800的与连接件C配合协作而形成连接结构的部分的后面。
图5示出背板510的另一实施例,其中UAC 800附近的区域包括以与光源900相似的如上所述的方式操作的光源900b。光源900b可以但不需要照亮UAC 800的一部分。通过照亮UAC 800的附近,光源900b为人员、诸如迅速干预组的组员提供导引,用以将连接件C连接至UAC 800。在该图解实施例中,光源900b具有环形的形状,并环绕UAC 800的基部设置。正如所属领域技术人员了解的,一个或多个光源的许多其它配置可用于向尝试将连接件连接至UAC 800的人员或多个人员提供导引。
一般而言,提供用于与UAC 800连接或断开连接的导引的光源、诸如光源900、900a和/或900b优选地以充分的亮度提供白光,从而在低能见度条件下提供这种导引。一般来说,光源900设置在距离UAC 800不超过12英寸(0.305米)处。在一定数量的实施例中,光源900设置在距离UAC 800不超过6英寸(0.152米)、不超过4英寸(0.102米)或不超过3英寸(0.0.076米)处。
以上说明和附图阐明了目前一定数量的代表性实施例。当然,根据前述教导在不超出本文由所附权利要求而非以上说明指出的范围的前提下,多种修改、添加及替代设计对于所属领域技术人员而言将是显而易见的。落入权利要求的等同方案的意义和范围内的全部改变和变型都包含在其范围内。
Claims (18)
1.一种呼吸系统,包括:
用于加压的呼吸气体的罐;
包括连接结构的至少一个调节器,所述罐能附接至该连接结构;
与所述连接结构流体连接的通用空气连接件;
控制器;和
至少一个光源,所述至少一个光源设置在所述通用空气连接件附近或所述通用空气连接件上,以在打开状态时照明所述通用空气连接件的至少一部分或照明围绕所述通用空气连接件的基部面积的一部分,所述至少一个光源与控制器操作地连接;所述控制器能运行以当所述通用空气连接件未连接至与第二空气源流体连接的通用连接件时将所述至少一个光源置于所述打开状态,以通过照明所述通用空气连接件的至少一部分或通过照明围绕所述通用空气连接件的基部面积的一部分,提供用于将与第二空气源流体连接的通用连接件连接至所述通用空气连接件的导引,以将呼吸气体供应至所述罐。
2.根据权利要求1所述的呼吸系统,其特征在于,所述至少一个调节器是第一级调节器,并且所述呼吸系统还包括与该第一级调节器流体连接的第二级调节器。
3.根据权利要求1所述的呼吸系统,其特征在于,该呼吸系统还包括与所述控制器操作地连接的压力传感器,该压力传感器与所述罐流体连接,在接收到来自该压力传感器的指示所述罐内的压力处于或低于预先确定的第一压力的信号时所述控制器将所述至少一个光源置于打开状态。
4.根据权利要求3所述的呼吸系统,其特征在于,在接收到来自所述压力传感器的指示所述罐内的压力处于或高于预先确定的第二压力的信号时,所述控制器将所述至少一个光源置于关闭状态。
5.根据权利要求3所述的呼吸系统,其特征在于,在接收到来自所述压力传感器的指示所述罐内的压力处于或高于预先确定的第二压力的信号以后,所述控制器以一预先确定的时间段将所述至少一个光源置于关闭状态。
6.根据权利要求1所述的呼吸系统,其特征在于,所述至少一个光源投射出入射到所述通用空气连接件上的光;该至少一个光源设置在该通用空气连接件的一部分上,或者该至少一个光源设置在该通用空气连接件的基部处。
7.根据权利要求1所述的呼吸系统,其特征在于,所述至少一个光源与所述通用空气连接件隔开,并投射入射到该通用空气连接件上的光。
8.根据权利要求7所述的呼吸系统,其特征在于,所述至少一个光源设置在距离所述通用空气连接件不超过12英寸(0.3408米)处。
9.根据权利要求7所述的呼吸系统,其特征在于,所述至少一个光源设置在距离所述通用空气连接件不超过4英寸(0.1016米)处。
10.一种方法,包括:
提供呼吸系统,其包括用于加压的呼吸气体的罐;具有该罐所附接的连接结构的至少一个调节器;与该连接结构流体连接的通用空气连接件;和与至少一个光源操作地连接的控制器,其中所述控制器能运行以将所述至少一个光源置于打开状态;以及
当与第二空气源流体连接的通用连接件未与通用空气连接件连接时,使操作地连接至所述呼吸系统并且设置在所述通用空气连接件附近或所述通用空气连接件上的光源照明,以通过经由所述至少一个光源照明所述通用空气连接件的至少一部分或照明所述通用空气连接件的基部面积,提供用于将与第二空气源流体连接的连接件连接至所述通用空气连接件的导引,从而将呼吸气体供应至所述罐。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述呼吸系统还包括具有所述连接结构的第一级调节器和与该第一级调节器流体连接的第二级调节器。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,该方法还包括借由与所述控制器操作地连接的压力传感器来感测所述罐内的压力,该压力传感器与该罐流体连接,在接收到来自该压力传感器的指示所述罐内的压力处于或低于预先确定的第一压力的信号时所述控制器将所述至少一个光源置于打开状态。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,在接收到来自所述压力传感器的指示所述罐内的压力处于或高于预先确定的第二压力的信号时,所述控制器将所述至少一个光源置于关闭状态。
14.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,在接收到来自所述压力传感器的指示所述罐内的压力处于或高于预先确定的第二压力的信号以后,所述控制器以一预先确定的时间段将所述至少一个光源置于关闭状态。
15.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述至少一个光源投射出入射到所述通用空气连接件上的光,该至少一个光源设置在该通用空气连接件的一部分上,或者该至少一个光源设置在该通用空气连接件的基部处。
16.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述至少一个光源与所述通用空气连接件隔开,并投射出入射到该通用空气连接件上的光。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述至少一个光源设置在距离所述通用空气连接件不超过12英寸(0.3048米)处。
18.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述至少一个光源设置在距离所述通用空气连接件不超过4英寸(0.1016米)处。
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