CN112206431A - 一种呼吸器面罩用的供气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种呼吸器面罩用的供气装置，包括气阀，所述气阀设置有切换开关机构；还设置有空气旁通模块，所述空气旁通模块设置有旁通切换开关；所述旁通切换开关控制空气旁通模块的空气旁通通道或气阀择一打开的切换。本发明供气装置通过联动切换机构使得环境空气和压缩气瓶直接的切换更加方便，避免破坏换气系统的密封性；杜绝了安全隐患。

Description

一种呼吸器面罩用的供气装置

技术领域

本发明属于个人呼吸防护、应急救援技术领域，涉及一种带环境空气旁通的供气装置和空气呼吸器面罩。

背景技术

应急救援人员（包括消防员、救护队员）使用的正压式空气呼吸器是一种以压缩空气为呼吸气源的隔绝式呼吸器，所使用的压缩空气储存在自带的高压储气瓶中，除高压储气瓶外，正压式空气呼吸器还包括减压器、高压导气管、报警哨压力表、中压导气管、供气阀、面罩、背板背带等部件，其工作流程是安装于用于人员背负的背板背带上的高压储气瓶通过减压器减压后进入中压导气管、供气阀，并最终进入面罩供人员呼吸，同时高压储气瓶通过高压导气管与报警哨压力表连接，用于监测气瓶内气体压力，从而监测剩余气体的气量。

按正压式空气呼吸器的通用配置，即气瓶的水容积6.8L、额定工作压强30MPa计算，气瓶中的储气量在标准大气压条件下应在2000L左右，按成人工作状态下呼吸量50L/min计算，则人员佩戴该呼吸器的理论最长使用时间也仅为40min。

实际应用中，佩戴者在未进入救援区域时，为了节省气源，节省着装、使用前检验等情况下所浪费的气量，一般采取不佩戴面罩，或只佩戴面罩不佩戴供气阀的方式，先呼吸环境空气，在进入救援区域等危险环境时，再佩戴好面罩、供气阀，呼吸空气呼吸器内的压缩空气。如此反复佩戴面罩、插拔供气阀，会大大增加面罩与人面部、供气阀与面罩、中压导气管等部件的密封，导致呼吸器系统漏气，带来重大危险隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构新颖独特，使用方便，并且能够提高呼吸面罩密封性的供气装置；具体技术方案为：

一种呼吸器面罩用的供气装置，包括供气阀和气阀安装座，所述供气阀设置有呼吸切换开关机构；还设置有空气旁通模块，所述空气旁通模块设置有旁通切换开关；所述旁通切换开关控制供气阀或空气旁通模块的空气旁通通道择一打开。

进一步，空气旁通模块包括联动的切换拨杆和空气旁通通道开关机构；所述切换拨杆与所述供气阀呼吸切换开关机构的膜片连杆联动；所述切换拨杆上插接膜片连杆支撑架，所述膜片连杆支撑架顶靠在所述切换开关机构的膜片连杆的内侧；拨动切换拨杆，所述膜片连杆向外侧翻转关闭气阀。

进一步，所述空气旁通通道开关机构为所述旁通切换开关上设置的带动所述切换拨杆旋转的切换轨道；旁通切换开关开启，切换拨杆沿切换轨道运动关闭所述气阀；旁通切换开关关闭，切换拨杆沿切换轨道运动打开气阀。

进一步，所述空气旁通通道开关机构包括空气旁通通道开关、压杆、旁通关闭密封胶垫、压杆复位弹簧及顶块；所述压杆的前端设置有覆盖所述空气旁通通道的旁通关闭密封胶垫，压杆的后端与压杆轴铰接，所述压杆轴上设置有压杆复位弹簧；旁通切换开关设置有顶块，与所述气阀安装座铰接；旁通切换开关开启，所述顶块顶起压杆，打开所述空气旁通通道；旁通切换开关开启，压杆复位弹簧使压杆复位，关闭空气旁通通道。

进一步，所述空气旁通模块还设置有锁定所述旁通切换开关的锁定机构。

进一步，所述锁定机构包括所述旁通切换开关上设置的锁杆定位孔和滑动固定在所述气阀安装座上，锁定时插入所述锁杆定位孔的锁杆。

进一步，所述锁定机构还设置有锁定手柄，所述锁定手柄与所述气阀安装座；所述锁杆与锁定手柄铰接，构成连杆机构，通过锁定手柄控制锁杆沿锁杆的轴向运动。

进一步，所述锁定手柄设置有限位指示器；所述限位指示器与所述锁定手柄联动，锁定手柄位于解锁位置时，限位指示器旋出限位指示器槽。

本发明还提供了一种装配有上述供气装置的呼吸面罩。

本发明供气装置通过联动切换机构使得环境空气和压缩气瓶直接的切换更加方便，避免破坏换气系统的密封性；杜绝了安全隐患。

附图说明

图1为装有供气装置的呼吸面罩结构示意图；

图2为面罩部分结构示意图；

图3为口鼻罩结构示意图；

图4为气阀结构示意图左视图；

图5为图4剖面A-A视图；

图6为气阀结构示意图主视图；

图7为图6剖面F-F视图；

图8为本发明环境空气旁通控制模块结构示意图主视图；

图9为图8剖面A-A视图；

图10为图8剖面B-B视图；

图11为图8剖面C-C视图；

图12为图8剖面D-D视图；

图13为本发明环境空气旁通控制模块结构示意图俯视图；

图14为本发明环境空气旁通控制模块结构示意图后视图。

图中：1、面部罩；2、口鼻罩；3、供气阀；3-1、阀门基体；3-2、基体护套；3-3、膜片连杆底座；3-4、膜片连杆；3-5、膜片卡箍；3-6、呼吸膜片；3-7、供气阀调节弹簧；3-8、连杆插接销；3-9、供气阀外壳；3-10、供气阀底座；3-11、护套；3-12、中压导管密封圈；3-13、供气阀密封圈；3-14、中压接头定位环；3-15、支撑架复位弹簧；3-16、切换拨杆；3-17、膜片连杆支撑架；3-18、阀门座复位弹簧；3-19、阀芯固定销；3-20、阀芯弹簧；3-21、阀芯；3-22、阀门座；3-23、阀门密封套；3-24、定量孔；3-25、中压接头；3-26、呼气出口；3-27、连杆定轴；3-28、呼气检测管；3-29、连杆动轴；4、供气阀安装座；4-1、防尘网；4-2、扩音器防护壳；4-3、固定螺钉；4-4旁通切换开关；4-5、旁通关闭密封胶垫；4-6、顶块；4-7、压杆；4-8、供气阀切换轨道；4-9、锁杆定位孔；4-10、挡板复位弹簧；4-11、挡板开启支架；4-12、旁通关闭挡板；4-13、排气阀片；4-14、锁定手柄复位弹簧；4-15、卡簧；4-16、固定销；4-17、锁杆；4-18、锁定手柄；4-19、安装座内壳体；4-20安装座外壳体；4-21、扩音器；4-22、扩音器膜；4-23、扩音器固定拨片；4-24、平头螺钉；4-25、限位指示器。

具体实施方式

下面利用实施例对本发明进行更全面的说明。本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1至图3所示，本实施例中的呼吸面罩包括面部罩1、口鼻罩2、供气阀3和供气阀安装座；供气阀安装座上设置有环境空气旁通控制模块4。其中面部罩1、口鼻罩2采用现有技术。

如图4至图7所示，供气阀3包括外壳、阀门基体3-1和阀芯3-21。阀门基体3-1的前端为连接压缩空气源的中压接头3-25；中压接头3-25的底部设置有阀门座孔。护套3-11将中压接头3-25固定在供气阀底座3-10上。中压导管密封圈3-12在中压接头3-25连接中压管时，达到密封作用。供气阀密封圈3-13使供气阀底座3-10内部形成密封空间。

阀门座3-22插接在阀门座孔内；固定阀门座3-22的前端设置有定量孔3-24；通过定量孔3-24限制压缩空气的流量。阀门座3-22后端设置有基体护套3-2，阀门基体3-1分为前后两部分，基体护套3-2采用橡胶制成，套设在后阀门基体外；前后阀门基体插接后，后阀门基体的前端外表面设置有环形卡槽或者半环形卡槽，卡槽中设置有孔，通过卡环中压接头定位环3-14连接在一起；卡环中压接头定位环3-14为卡环结构，卡环的内侧设置有销柱，卡环卡入卡槽时，将销柱插入卡槽中的孔，该孔的孔径大于销柱的尺寸，限制装配后阀门基体前后两部分前后移动的距离；便于装配。膜片连杆底座3-3通过螺纹与阀门基体3-1后端连接，固定基体护套3-2。阀芯3-21的后部设置有长通槽，后阀门基体设置有销钉孔，阀芯固定销3-19插入销钉孔同时穿过长通槽限制阀芯3-21在阀门基体3-1内的移动距离；阀芯3-21在阀门打开状态时，为阀芯弹簧3-20提供预紧力。阀芯3-21前部设置有弹簧挡圈，关闭阀门操作时，阀芯3-21相对前移，靠近阀门座3-22，关闭阀门时，阀芯弹簧3-20顶推弹簧垫圈，缓冲关闭时的冲击力。基体护套3-2将壳体内的阀腔分为前后两部分，前部分与阀门基体3-1的开孔相通，阀门打开后，中压气体从阀门基体3-1的开孔经阀门出口进入供气阀安装座的进气腔，从进气腔旁边的出口进入面罩部。壳体还设置有呼气检测管3-28，呼气检测管3-28前端插入供气阀安装座的呼气出口；后端与阀腔的后部分连通。

膜片腔远离膜片连杆3-4一侧的腔体内设置有供气阀调节弹簧3-7；吸气时，供气阀调节弹簧3-7推动膜片复位。膜片卡箍3-5将呼吸膜片3-6卡接在膜片腔内。

呼吸膜片3-6受供气阀调节弹簧3-7的压力，使呼吸膜片3-6贴合到供气阀底座3-10的内侧，供气阀1-3各零部件处于初始状态，供气通道处于开启状态，当使用人呼气时，呼气的压力进入供气阀3内部，气体推动呼吸膜片3-6向供气阀外壳3-9方向运动，从而带动膜片连杆3-4向供气阀外壳3-9方向运动，触发各相关部件运动，切断气瓶压缩空气的供气通道，达到节省压缩空气的目的。

膜片连杆3-4、连杆定轴3-27、连杆定轴3-29和阀门座3-22构成连杆机构；其中上方的连杆定轴3-27固定在供气阀底座3-10上；连杆定轴3-29实现阀门座3-22和膜片连杆3-4的铰接连接。

膜片连杆3-4通过连杆插接销3-8与呼吸膜片3-6相连，连杆插接销3-8和插接销座形成滑套，套接在膜片连杆3-4上。呼吸膜片3-6通过使用人呼气时产生的气体压力带动膜片连杆3-4向供气阀外壳3-9方向运动，从而带动阀门座3-22向相反方向运动，阀门座3-22的气体通道被阀芯3-21封闭，同时阀门座3-22与阀门密封套3-23相连接，切断气瓶压缩空气的供气通道，达到节省气瓶压缩空气的功能。使用人在吸气时，气体压力消失，呼吸膜片带动各相关零部件复位，供气阀3供气通道再次开启，达到供气阀3供气。阀门座复位弹簧3-18使阀门座3-22复位，打开供气阀3。

阀门密封套3-23设置在定量孔3-24与中压接头3-25的连接部位用于密封。

如图8至图14所示，供气阀安装座分为前后两个腔室，前腔室与供气阀3的出口连通，侧部开口与面罩部连通。后腔室与口鼻罩连通。前腔室和后腔室的隔离壁下部设置有排气阀片4-13和挡板开启支架4-11；挡板开启支架4-11在排气阀片4-13内侧，排气阀片4-13设置有挡板复位弹簧4-10；形成单向阀，只能向前腔室方向旋转，允许空气从后腔室进入前腔室。

供气阀3的呼气检测管插入隔离壁上的呼气出口3-26；呼气检测管外壁与呼气出口紧密接触，实现密封。

供气阀安装座4包括安装座内壳体4-19和安装座外壳体4-20。安装座内壳体4-19用于连接固定口鼻罩2、面部罩1与安装座外壳体4-20。安装座外壳体4-20用于固定供气阀3。

供气阀安装座4的前腔室的前壁设置有环境空气通道；供气阀安装座左侧设置有旁通切换开关旋转轴；旁通切换开关4-4通过旁通切换开关旋转轴与供气阀安装座4铰接。所述旁通切换开关4-4上设置有压杆4-7，所述压杆的前端设置有旁通关闭密封胶垫4-5，压杆4-7的后端通过压杆轴与旁通切换开关4-4铰接，所述压杆轴上设置有压杆复位弹簧；压杆复位弹簧按压压杆4-7前端的所述旁通关闭密封胶垫4-5封闭所述空气旁通通道；旁通切换开关4-4设置有顶块4-6，旁通切换开关开启，所述顶块4-6顶起压杆4-7，打开所述空气旁通通道。

靠近膜片连杆3-4的旋转轴的位置设置有切换拨杆3-16；切换拨杆3-16的旋转轴与膜片连杆3-4的旋转轴平行。膜片连杆支撑架3-17固定在切换拨杆3-16的旋转轴上；旋转切换拨杆3-16，通过膜片连杆支撑架3-17拨动膜片连杆3-4旋转，关闭供气阀3。支撑架复位弹簧3-15使运动后的膜片连杆支撑架3-17复位。

切换拨杆3-16的旋转柄端部设置有向外的凸起；旁通切换开关4-4上设置有供气阀切换轨道4-8；所述凸起插入供气阀切换轨道4-8。旁通切换开关4-4向外翻转，凸起在供气阀切换轨道4-8中滑动，带动切换拨杆3-16旋转，关闭供气阀3。

为了避免误操作，旁通切换开关4-4还设置有锁定机构。锁定机构由锁杆定位孔4-9、锁杆4-17；锁杆定位孔4-9设置在旁通切换开关4-4上，关闭状态时，锁杆4-17插入锁杆定位孔4-9进行锁定，旁通切换开关4-4无法旋转。

为了方便锁定，锁定机构还设置了锁定手柄4-18，锁定手柄4-18通过连杆机构带动锁杆4-17上下移动。锁定手柄4-18与供气阀安装座4通过固定销4-16铰接；用卡簧4-15固定固定销4-16防止脱落。锁杆的顶端与锁定手柄4-18通过另一根销轴铰接，形成连杆机构。锁定手柄4-18还设有锁定手柄复位弹簧4-14，用于锁定手柄4-18复位。

锁定手柄的另一端还可以设置鲜艳颜色的警告条块作为限位指示器4-25；在供气阀安装座4设置警告条块隐藏槽；手柄在正常状态时，警告条块位于警告条块隐藏槽内；按下手柄时，警告条块扬起，警示用户。

为了适用于左手操作，环境空气旁通控制模块4的旋转轴也可以设置在右侧。

供气阀安装座4还设置有扩音器4-22，便于远距离联系。扩音器防护壳4-2设置在面罩外壳体4-20上的用于保护扩音器的防护壳。固定螺钉4-3将扩音器防护壳固定在供气阀安装座4上。扩音器固定拨片4-23用于固定扩音器4-21。平头螺钉4-24用于固定扩音器固定拨片4-23。

扩音器的防护壳外设置有防尘网4-1，用于防尘。扩音器膜4-22安装在口鼻罩一侧。

环境空气旁通控制模块4关闭时，该呼吸面罩与现有的呼吸面罩作用相同。压缩空气从供气阀3减压后进入面部罩1内，经面部罩1与口鼻罩2之间的单向阀进入口鼻罩，吸入人体；人体呼出的废气从口鼻罩2经环境空气旁通控制模块4的排气阀片4-13、旁通关闭密封胶垫排入大气。当可以呼吸环境空气时，开启环境空气旁通控制模块4的旁通切换开关4-4，切换拨杆3-16的外端在供气阀切换轨道4-8内滑动，带动切换拨杆3-16旋转，由膜片连杆支撑架3-17带动膜片连杆3-4旋转，推动阀芯21关闭供气阀3。

上述示例只是用于说明本发明，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本发明思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。

Claims (8)

1.一种呼吸器面罩用的供气装置，包括供气阀和气阀安装座，所述供气阀设置有呼吸切换开关机构；其特征在于，还设置有空气旁通模块，所述空气旁通模块设置有旁通切换开关；所述旁通切换开关控制供气阀或空气旁通模块的空气旁通通道择一打开。

2.如权利要求1所述的供气装置，其特征在于，空气旁通模块包括联动的切换拨杆和空气旁通通道开关机构；所述切换拨杆与所述供气阀呼吸切换开关机构的膜片连杆联动；所述切换拨杆上插接膜片连杆支撑架，所述膜片连杆支撑架顶靠在所述切换开关机构的膜片连杆的内侧；拨动切换拨杆，所述膜片连杆向外侧翻转关闭气阀。

3.如权利要求2所述的供气装置，其特征在于，所述空气旁通通道开关机构为所述旁通切换开关上设置的带动所述切换拨杆旋转的切换轨道；旁通切换开关开启，切换拨杆沿切换轨道运动关闭所述气阀；旁通切换开关关闭，切换拨杆沿切换轨道运动打开气阀。

4.如权利要求2所述的供气装置，其特征在于，所述空气旁通通道开关机构包括空气旁通通道开关、压杆、旁通关闭密封胶垫、压杆复位弹簧及顶块；所述压杆的前端设置有覆盖所述空气旁通通道的旁通关闭密封胶垫，压杆的后端与压杆轴铰接，所述压杆轴上设置有压杆复位弹簧；旁通切换开关设置有顶块，与所述气阀安装座铰接；旁通切换开关开启，所述顶块顶起压杆，打开所述空气旁通通道；旁通切换开关开启，压杆复位弹簧使压杆复位，关闭空气旁通通道。

5.如权利要求1所述的供气装置，其特征在于，所述空气旁通模块还设置有锁定所述旁通切换开关的锁定机构。

6.如权利要求5所述的供气装置，其特征在于，所述锁定机构包括所述旁通切换开关上设置的锁杆定位孔和滑动固定在所述气阀安装座上，锁定时插入所述锁杆定位孔的锁杆。

7.如权利要求6所述的供气装置，其特征在于，所述锁定机构还设置有锁定手柄，所述锁定手柄与所述气阀安装座；所述锁杆与锁定手柄铰接，构成连杆机构，通过锁定手柄控制锁杆沿锁杆的轴向运动。

8.如权利要求7所述的供气装置，其特征在于，所述锁定手柄设置有限位指示器；所述限位指示器与所述锁定手柄联动，锁定手柄位于解锁位置时，限位指示器旋出限位指示器槽。

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