CN112984180A - 用于机载氧气系统的防窒息活门机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于机载氧气系统的防窒息活门机构，连接于氧源设备与吸氧设备之间，氧源设备包括主氧源设备和应急氧源设备，所述防窒息活门机构包括外壳、活门座、活门盖、活门压簧、活门杆、回位压簧和膜片，外壳内位于上、中、下的位置分别设有上内腔、中内腔和下内腔，膜片安装于上内腔内将其隔离为第一上内腔和第二上内腔，中内腔的腔壁上设有空气进气口，活门座安装于下内腔的的上部，回位弹簧置于第一上内腔内，活门杆的上端与膜片的中部连接，活门杆的下端设有活门杆堵头。本发明整体上解决了用户通过同一个吸氧设备如呼吸面罩吸氧时因吸入不同氧源氧气或没有氧气时产生窒息的问题，且同时完全不影响正常吸入主氧源氧气。

Description

用于机载氧气系统的防窒息活门机构

技术领域

本发明涉及一种机载氧气系统的局部设备，尤其涉及一种用于机载氧气系统的防窒息活门机构。

背景技术

机载氧气系统是一种用于飞行器如飞机上供用户吸氧的氧气供气系统，随着机载氧气系统的发展，越来越多的局部设备被开发和应用，比如用于制备高浓度氧气的制氧设备、用于将氧气与空气混合的混合设备、用于用户吸氧使用的吸氧设备等。

目前，机载氧气来源有两个，一个是主氧源的氧气，一般是制氧设备产生的氧气即制氧机氧气，这是飞行器上主要的氧气来源，另一个是氧气罐等储存好的应急氧气来源，一般称为应急氧源。在大部分正常情况下，用户使用的是主氧源的氧气；而在特别情况下，如主氧源设备或电力故障导致不能产生氧气的情况下，或者在用户身体异常需要吸入高浓度氧气的情况下，用户必须使用应急氧源的氧气。

实际应用中，应急氧源的氧气浓度与主氧源的氧气浓度和压力不同，一般来说，主氧源中的氧气压力为0.2-0.4MPa，应急氧源的氧气压力为0.4-0.6MPa；所以用户使用时只能使用其中一种氧源的氧气，比如正常情况下用户一般通过肺式供氧部件吸入主氧源中的制氧机氧气，应急情况下通过持续供氧部件吸入应急氧源的氧气。

吸氧设备一般为呼吸面罩，呼吸面罩的进气端与氧源设备连接，由于主氧源和应急氧源的氧气具有不同的浓度和压力，所以传统方式为单独连接，即将主氧源设备与一个呼吸面罩连接，将应急氧源设备与另一个呼吸面罩连接，用户在更换氧源时需要更换呼吸面罩，这种方式比较麻烦，需要取下原用呼吸面罩并佩戴新的呼吸面罩，不但耽搁时间和精力，而且更换不及时，某些特殊情况下还可能出现安全事故。

但也不能简单将两种氧源设备与同一个呼吸面罩连接并按常规方式增加开关来实现切换，这是因为：由于主氧源中的氧气浓度适宜，所以供气流量适宜，用户可以直接吸入而没有不适感；但应急氧源中的氧气浓度较高，所以为了与人体正常吸氧量相适应，所以一般会减小供气流量，用户直接吸入时会有一定的窒息感，降低了使用舒适性；另外，如果出现两种氧源的氧气都减小或停供的情况，用户就会发生严重窒息现象。

综上，为了解决上述问题，需要一种设于氧源设备和吸氧设备之间的机构，在任何情况下用户都不会产生窒息现象。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于机载氧气系统的防窒息活门机构。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用于机载氧气系统的防窒息活门机构，连接于氧源设备与吸氧设备之间，所述氧源设备包括主氧源设备和应急氧源设备，所述防窒息活门机构包括外壳、活门座、活门盖、活门压簧、活门杆、回位压簧和膜片，所述外壳内位于上、中、下的位置分别设有上内腔、中内腔和下内腔，所述膜片安装于所述上内腔内并将其隔离为上部的第一上内腔和下部的第二上内腔，所述外壳设有主氧控制进气口和应急氧控制进气口，所述主氧控制进气口通过主氧通道与所述第二上内腔相通连接，所述应急氧控制进气口通过应急氧通道与所述第一上内腔相通连接，所述回位压簧置于所述第一上内腔内且其上下两端分别与所述第一上内腔的上部腔壁和所述膜片的中部连接，所述中内腔的腔壁上设有内外相通的空气进气口，所述活门座安装于所述下内腔的上部，所述活门座的竖向通孔的上端与所述空气进气口相通，所述活门盖设于所述下内腔内并能够向上与所述活门座的竖向通孔的下端接触并密封，所述活门压簧的上下两端分别与所述活门盖的下面和所述下内腔的下部腔壁连接，所述下内腔的侧部腔壁设有分别用于与所述主氧源设备和所述应急氧源设备连接的主氧进气口和应急氧进气口，所述下内腔的下部设有用于与所述吸氧设备连接的氧气出气口，所述活门杆的上端与所述膜片的中部连接，所述活门杆的下端依次穿过所述上内腔与所述中内腔之间的腔壁上的竖向通孔、所述活门座的竖向通孔、所述活门盖的竖向通孔且所述活门杆能够在所述膜片的带动下竖向移动，所述活门杆的下端设有外径大于所述活门盖的竖向通孔孔径的活门杆堵头。

上述结构中，活门座和活门盖是现有技术常规部件，两者组成活门，活门座设有中心通孔和锥形端，活门盖与该锥形端紧密接触后即可关闭活门，反之开启活门；活门杆用于与活门压簧一起实现活门的启闭控制，如果活门杆向上移动使其活门杆堵头压住活门盖，则活门处于锁死状态，只能处于关闭状态，如果活门杆向下移动使其活门杆堵头离开活门盖，则活门处于激活状态，可以在用户吸气时压缩活门压簧使活门处于开启状态；活门压簧用于在用户没有吸气时利用自身弹性关闭活门，在用户吸气时克服活门压簧的弹性开启活门，活门压簧的弹性大小根据用户吸气压力而定；回位压簧用于在第二上内腔内没有气体时将膜片向下压住使活门杆向下移动到极限位置，以使活门处于激活状态，在第二上内腔内有主氧气压且第一内腔内没有应急氧气压时，回位压簧被压缩使膜片带动活门杆向上移动直到活门处于锁死状态，在第二上内腔内没有主氧气压且第一内腔内有应急氧气压时，第一上内腔内的应急氧源氧气压力和回位压簧的弹性使膜片带动活门杆向下移动使活门处于激活状态；膜片采用常规的设有圆环形凹槽的膜片，膜片上位于圆环形凹槽外周的部分用于连接安装，位于圆环形凹槽以内的部分用于形成弹性结构，在受到外力时会向一侧弯曲，失去外力后会恢复原状，从而带动活门杆上下移动。

作为优选，为了便于加工和组装，所述外壳由分别位于上、中、下的位置的上外壳、中外壳和下外壳相互连接而成。

本发明的有益效果在于：

本发明通过将主氧源的氧气和应急氧源的氧气引入上内腔，并利用回位压簧、膜片、活门杆、活门座、活门盖和活门压簧形成的联动结构，实现如下功能：在开启主氧源且关闭应急氧源时，回位压簧被主氧压力压缩使膜片带动活门杆向上移动直到活门处于锁死状态，活门关闭，用户吸氧时空气不能进入下内腔，用户正常吸入主氧源氧气；在开启应急氧源且关闭主氧源时，回位压簧的弹性使膜片带动活门杆向下移动使活门处于激活状态，用户吸氧时下内腔压力降低，空气压力推动活门盖向下移动开启活门，空气进入下内腔与应急氧气混合后被用户吸入，避免单独应急氧气流量不足引起的轻微窒息感；在主氧源和应急氧源均没有氧气时，回位压簧的弹性使膜片带动活门杆向下移动使活门处于激活状态，用户吸气时下内腔压力降低，空气压力推动活门盖向下移动开启活门，空气进入下内腔被用户吸入，避免没有氧气时产生严重的窒息问题；本发明整体上解决了用户通过同一个吸氧设备如呼吸面罩吸氧时因吸入不同氧源氧气或没有氧气时产生窒息的问题，且同时完全不影响正常吸入主氧源氧气。

附图说明

图1是本发明所述用于机载氧气系统的防窒息活门机构的主视剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，本发明所述用于机载氧气系统的防窒息活门机构连接于氧源设备（图中未示）与吸氧设备（如呼吸面罩，图中未示）之间，所述氧源设备包括主氧源设备和应急氧源设备，所述防窒息活门机构包括外壳、活门座12、活门盖13、活门压簧14、活门杆10、回位压簧3和膜片4，所述外壳内位于上、中、下的位置分别设有上内腔、中内腔11和下内腔15，膜片4安装于所述上内腔内并将其隔离为上部的第一上内腔2和下部的第二上内腔5，所述外壳设有主氧控制进气口18和应急氧控制进气口19，主氧控制进气口18通过主氧通道9与第二上内腔5相通连接，应急氧控制进气口19通过应急氧通道7与第一上内腔2相通连接，回位压簧3置于第一上内腔2内且其上下两端分别与第一上内腔2的上部腔壁和膜片4的中部连接，中内腔11的腔壁上设有内外相通的空气进气口6，活门座12安装于下内腔15的上部，活门座12的竖向通孔的上端与所述空气进气口6相通，活门盖13设于下内腔15内并能够向上与活门座12的竖向通孔的下端接触并密封，活门压簧14的上下两端分别与活门盖13的下面和下内腔15的下部腔壁连接，下内腔15的侧部腔壁设有分别用于与所述主氧源设备和所述应急氧源设备连接的主氧进气口（图中未示）和应急氧进气口（图中未示），下内腔15的下部设有用于与所述吸氧设备连接的氧气出气口（图中未标记），活门杆10的上端与膜片4的中部连接，活门杆10的下端依次穿过所述上内腔与中内腔11之间的腔壁上的竖向通孔、活门座12的竖向通孔、活门盖13的竖向通孔且活门杆10能够在膜片4的带动下竖向移动，活门杆10的下端设有外径大于活门盖13的竖向通孔孔径的活门杆堵头17。作为优选，所述外壳由分别位于上、中、下的位置的上外壳1、中外壳8和下外壳16相互连接而成。

如图1所示，本发明所述用于机载氧气系统的防窒息活门机构的工作原理如下：

使用时，将下内腔15的所述主氧进气口和所述应急氧进气口分别与主氧源设备和应急氧源设备连接，将下内腔15的氧气出气口与述吸氧设备如呼吸面罩连接；正常情况下，主氧源氧气和应急氧源氧气只有一个能够进入下内腔15内，特殊情况下，主氧源氧气和应急氧源氧气都没有。下面分三种情况对其工作原理进行说明：

第一种情况：在开启主氧源且关闭应急氧源时，回位压簧3被第二上内腔5内的主氧压力压缩使膜片4带动活门杆10向上移动，通过活门杆堵头17推动活门盖13同步移动直到活门盖13与活门座12紧密接触使活门处于锁死状态，活门始终关闭，用户吸氧时空气不能进入下内腔15，用户正常吸入主氧源氧气；使活门锁死是为了防止主氧泄漏而造成浪费，同时保障飞行员吸入的氧气浓度满足呼吸要求。

第二种情况：在开启应急氧源且关闭主氧源时，回位压簧3的弹性使膜片4带动活门杆10向下移动直到活门杆堵头17与活门盖13之间具有足够间距（一般为3-5mm）使活门处于激活状态，用户吸氧时下内腔15的压力降低，空气压力推动活门盖13克服活门压簧14的弹性向下移动开启活门，空气进入下内腔15与应急氧气混合后被用户吸入，避免单独应急氧气流量不足引起的轻微窒息感，满足用户正常吸氧需求；

第三种情况：在主氧源和应急氧源均没有氧气时（比如：制氧机未启动且应急氧源未打开，或者在高空时制氧机失效无法制氧且应急氧源用完的情况下），回位压簧3的弹性使膜片4带动活门杆10向下移动使活门处于激活状态，下内腔15内没有氧气，用户吸气时下内腔15的压力降低，空气压力推动活门盖13克服活门压簧14的弹性向下移动开启活门，空气进入下内腔15内被用户吸入，避免没有氧气时产生严重的窒息问题。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (2)

1.一种用于机载氧气系统的防窒息活门机构，连接于氧源设备与吸氧设备之间，所述氧源设备包括主氧源设备和应急氧源设备，其特征在于：所述防窒息活门机构包括外壳、活门座、活门盖、活门压簧、活门杆、回位压簧和膜片，所述外壳内位于上、中、下的位置分别设有上内腔、中内腔和下内腔，所述膜片安装于所述上内腔内并将其隔离为上部的第一上内腔和下部的第二上内腔，所述外壳设有主氧控制进气口和应急氧控制进气口，所述主氧控制进气口通过主氧通道与所述第二上内腔相通连接，所述应急氧控制进气口通过应急氧通道与所述第一上内腔相通连接，所述回位压簧置于所述第一上内腔内且其上下两端分别与所述第一上内腔的上部腔壁和所述膜片的中部连接，所述中内腔的腔壁上设有内外相通的空气进气口，所述活门座安装于所述下内腔的上部，所述活门座的竖向通孔的上端与所述空气进气口相通，所述活门盖设于所述下内腔内并能够向上与所述活门座的竖向通孔的下端接触并密封，所述活门压簧的上下两端分别与所述活门盖的下面和所述下内腔的下部腔壁连接，所述下内腔的侧部腔壁设有分别用于与所述主氧源设备和所述应急氧源设备连接的主氧进气口和应急氧进气口，所述下内腔的下部设有用于与所述吸氧设备连接的氧气出气口，所述活门杆的上端与所述膜片的中部连接，所述活门杆的下端依次穿过所述上内腔与所述中内腔之间的腔壁上的竖向通孔、所述活门座的竖向通孔、所述活门盖的竖向通孔且所述活门杆能够在所述膜片的带动下竖向移动，所述活门杆的下端设有外径大于所述活门盖的竖向通孔孔径的活门杆堵头。

2.根据权利要求1所述的用于机载氧气系统的防窒息活门机构，其特征在于：所述外壳由分别位于上、中、下的位置的上外壳、中外壳和下外壳相互连接而成。

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