CN85108181A - 呼吸器阀门 - Google Patents

Abstract

一种呼吸器所用的阀门，具有弹性的碟形阀件(18)，围绕碟形中心(24)有一道环槽(25)。阀件(18)借其中部一根带凸肩的锥形杆(19)安装定位，而其周向边缘(23)用于密封。环槽(25)具有使阀门关闭的可靠偏向作用，而当沿箭头A方向的开启力超过预位值时又能迅速降低阻力。环槽的两沿(26、27)在轴向略有距离。呼吸器中的进口阀和出口阀都可以采用这样的阀件。

Description

本发明所涉及的是一种用于呼吸器的阀门。它既可以用作进气口也可以用作出气口。作进气口的阀门设在使用者的脸部与过滤罐之间;出口阀可以把空气从呼吸器排出，并且特别-当然不是唯一地-适用于一种通用型送话器，这种送话器见于我们以前提出的欧洲专利申请83.304598.2号（公开号为101292）。在那份已经公开的文献中介绍的阀件，是一个弹性板，形状基本是扁平的，但板上有波纹，以增加其挠曲性。

为了在极端恶劣的条件下保护佩戴者，一直希望提供一种具有更强的自偏压作用的阀件，从而在阀门关闭时能够把泄漏率降低到可忽略的程度。当然，采用诸如弹簧等常规的手段就可以很容易地给阀门加上很强的偏压力。但是，对呼吸器还有另一个要求，那就是当使用者在出大力时，空气流在进口阀或出口阀处都不应受到大的阻力。一个进行剧烈动作的使用者所需的空气流量可达到每秒钟20升。因此，本装置所要实现的目的，是要提供这样一种阀门，它在关闭状态具有极高的可靠性，而当它受到沿着允许方向流过的气流的作用而处于开启状态时，并不对气流产生呈线性增加的阻力。

这个目标由下述的阀件得以实现。这样的阀件由弹性材料制成，基本呈碟形，中央部位固定在阀座上，边缘部分则可贴紧到环绕着它的阀座周圈部分上并将其密封。阀座的中央部分与其周圈部分间具有这样的关系，能够使碟形弹性阀件靠紧到其周圈上形成密封接触。另外在碟形阀件中部环绕其固定部位，夹有一道环形槽。这样的结构就是像已介绍的那样，可在适当的条件下促使阀件偏向于关闭位置;而当阀件一侧的压力降引起气体沿着允许的方向流动时，阀件对气流的阻力并不是成线性增加的，相反，克服掉一定的初始阻力后，环形槽部分便告屈服，从而使阀件在气流压力的作用下较自由地挠曲。气流压力的作用一停，阀件材料的固有弹性，特别是环形槽的特性，马上使阀件回复到碟状并使阀关闭。

碟形阀件上的环形槽最好是一道有弧形断面的单槽，截面取近似半圆环的形状更为有利;在实用中，槽的基底部分可以设在下游侧，即阀门的低压侧，也可以设在上游即高压侧。

还可以用高弹性材料把阀件制成一个单件体。

本发明也包括在其进口阀或/和出口阀处采用这样的阀件的呼吸器。

下面参照各附图对本发明的具体实例作进一步介绍。

图1为呼吸器的正视图;

图2为沿图1中A-A平面的剖视图;

图3为阀件第一种实施例沿直径的剖视图，此实施例亦可见于图2;

图4为呼吸器中进口阀组件沿直径的剖视图;

图5为入口阀组件中阀件的直径向剖视图。

图1中所示的是呼吸器的面罩1的正视图，在其中间平面上装有一个送话器2，在其两侧对称地设置着带有附件的管口3和4，这两个管口分别用来装设如麦克风之类的辅助送话器，和一个空气过滤罐。面罩上还装有透镜5，整个面罩可由绑带6固定在使用者的头上。

本发明与阀门组件的布置方式有关，当把呼吸器固定在使用者头上时，这些阀门可允许空气进入在使用者面部与面罩1之间形成的送气腔，以及从此送气腔中排出。

从图2可以看到，一个软橡胶衬垫7保证了面罩与使用者面部间的密封。一个导气件8则起给空气导流的作用，这个装在面罩与使用者面部之间的导气件引导空气并使之分散到装滤气罐的入口3或4，面罩的透镜以及使用者的口鼻之间，导气件8顶部的折边9在使用者眼下与脸颊部贴紧，同时折边上还留有通气孔10，以便让通常自上而下的空气流经过此孔到达使用者的口鼻部。

导气件可以采用在我们以前的欧洲专利申请83.300911.1（公开号0087909）中所介绍的形式。在面罩的前部装设送话器2，它上面装有凸出的壳体11和相互贯穿的截头圆锥形元件，其具体形式在我们以前的欧洲专利申请（公开号101292）中有详细介绍。

本发明也分别涉及允许空气经过这个送话器结构12的阀门装置和允许经过过滤的空气从滤清器进入面罩的阀门装置。

首先来看位于送话器后部的出口阀的结构。出口阀装置的总参考号为14，其中，平面座圈15带有星形架16，此星形架上的辐条与带有通孔的中央套管17相连。从图3可见，阀件18上有一根双锥面的截头圆锥形杆19，将此锥形杆19穿过中央套管17上的通孔，便将阀件18固定。锥形杆在其靠近碟形阀板中心的根部有一道环形凹槽21，一旦把锥形杆19插入套管17中的通孔，此环槽21正好卡在该通孔内，从而借助锥形杆19较粗端的突肩22把碟形阀件锁定。碟形阀板20有一道较厚的棱边23，在正常的放松状态下，碟形阀板具有对称的伞形或蘑菇形。阀件的中央部分24较厚并具有较大的刚性，阀件即借此部分固定在套管17上。环绕此中央部分24，有一道截面呈弧形的环槽25，槽基部向着碟形板处于放松位时其棱边23所在的平面。从图3还可以看到，环槽26的内边缘27与中央部分24的表面共平面，而其外边缘26则略高于其内边缘。

阀件的工作过程如下：在阀门组件14中，棱边23与阀座表面25密封接触，接触所需的偏压力产生于阀件所用的高弹性材料及其碟状构形。当使用者讲话或呼气时，加在碟形阀板凹面上的空气压力迫使棱边23在一处或多处脱离阀座表面。如果是正常地呼气，或只是讲话时的呼气，则流过阀板的空气流量很小。但如果使用者一直在用大力气动作，就会有高得多的空气流量。在这样的情况下，阀件的棱边会在一个或多个部位上被远远推离阀座表面，以至使阀板失去其相应的构形而挠曲变形。此时，阀件对空气流动的阻力不再呈线性增加，而是有一个大幅度降落。不过，一旦气流停止，材料本身的弹性一或称为其弹性记忆能力-立即使阀板恢复其碟状构形，并把其棱边23压回到阀座表面上，再次形成极高的密封性。

图4中表示如何把具有基本相同结构的阀件适当改型以用于进气口阀门装置。进气口阀门装置30设置在空气滤清器31和使用者面部之间。与前述的情况一样，有一个阀座表面15′，有一个套管17′，其上的通孔在此用来插装进口阀门上阀件18′的锥形杆19′。从图5可见，一个碟形阀板20′也与前述一样，有一道棱边23′，但环绕此阀板20′中央部分24的环槽25′较前略为深一些，其弧形断面近似半圆环形，且其槽基部是向着背离棱边23′所在平面的方向拱起。可以注意到，入口阀组件上环槽的外边缘26′比其内边缘27′更远离棱边23′所在的平面，也就是说，各部分的相对位置关系与在出口阀件中的情况相反。

这种阀件的动作方式基本如下：开始吸气时在碟形阀板的凸面上产生压力降，使阀板棱边23′略为脱离开阀座表面15′。而一旦以很高的流量吸气时，气流所受阻力只略为增大，而并不随流量成比例地增加。

这是因为在经过阀门的空气流量达到某一值时，阀板的碟状和环槽处的构形产生屈服变形，阀板“翻转”成开通状。对气流的阻力相对于空气流量的增加率不再是线性的，此时阻力的增加实际上是由于阀孔及空气滤清器结构的影响，而不在于阀板本身。不过，一旦对这样高的吸气流量不再需要，阀板马上恢复原状并再次形成极为可靠的高密封性。

箭头A在图3和图4中分别指示允许的空气流动方向。这些图示表示阀门组件在呼吸器中的一种可能的组合方式。图2和图3所示的是出口阀，其中的环槽25开口朝向呼吸器的外侧（即槽基部或拱起部面对允许的空气流动方向）。图4和图5中所示的是进口阀，其中的环槽25′开口朝向呼吸器的外侧。

这种阀门结构是十分安全可靠的，不过在某些情况下，会出现讲话时阀门共振的现象;因此现在更有利的作法是在入口阀门组件中也采用如图3所示的阀板结构，也就是说用图3中的阀件18代替图4中的阀件18′。在这样的装置中环槽25向呼吸器的内侧开口，而槽基部或拱起部朝向呼吸器的外侧。对于空气流来说这样的结构与前面所描述的结构有相同的工作方式。

Claims (9)

1、呼吸器中阀门组件所用的阀件，此阀件由弹性材料制成，形状为圆盘，其边缘部分可压在组件中的阀座上以形成密封，其中央部分用于将其自身在组件中固定；此阀件的特征在于，在其圆盘上有一道环形槽，此槽围绕着圆盘的中央部分，又被盘的周边围绕。

2、如权利要求1所述的阀件，其边缘部分的最外缘是一道圆周向的棱边，其中央部分有一个后表面，当把阀件安装在阀门组件中时，此后表面即作为中央部分相对于阀门组件的安装定位面，至少阀件的周边部分向后伸延成碟形，以使上述棱边基本上位于上述后表面之后侧。

3、如权利要求1或2所述的阀件，其中的环形槽的截面形状近似半圆环。

4、如上述权利要求之一所述的阀件，其中环形槽的径向内沿位于阀件中央部分的表面上，槽的径向外沿所在平面则距上述表面有一定距离。

5、如前述权利要求之一所述的阀件，其中的阀件及其定位件是由弹性材料制成的一件整体件。

6、一种呼吸器，具有带阀门的气体入口和气体出口，至少在其出口阀门或者入口阀门组件中采用如前述权利要求之一所述的阀件，该阀件以其中央部分在阀门组件中安装固定，以其周边部分紧压在组件中的阀座上形成密封，从而阻断沿不允许方向流动的气流，而当沿着允许方向流动的气流超过一预定的流量时，能迅速降低流动阻力的增加率。

7、如权利要求6所述的呼吸器，其中的两套阀门组件都装设上述的阀件，两个阀件的布置方式都是环槽开口朝呼吸器外侧。

8、如权利要求6或7所述的呼吸器，其中的阀件通过如下方式安装定位：阀件上有一根与碟形盘一体的弹性锥形杆，从碟形盘上向后伸出;把此锥形杆穿过组件上的一个通孔直到靠近碟形盘中央部分的较细的杆根部卡在通孔之中，以此给碟形阀盘加上预应力使之紧压在阀门组件的阀座上。

9、如权利要求6、7或8所述的呼吸器，其中出口阀的阀件是气体出口通道处回旋式送话器的振动膜板。

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