DD138036B1

DD138036B1 - exhalation valve

Info

Publication number: DD138036B1
Application number: DD20706578A
Authority: DD
Inventors: Walter Goerner; Horst Schurig; Rudolf Mueller
Original assignee: Walter Goerner; Horst Schurig; Rudolf Mueller
Priority date: 1978-08-01
Filing date: 1978-08-01
Publication date: 1980-10-01
Also published as: DE2924172A1; SU1124982A1; HU182786B; CS231554B1; IN152115B; DD138036A1

Description

Ausatemventilexhalation valve

Anwendungsgebiet der Erfindung:Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft ein Ausatemventil mit Vorkammer und in ihr angeordneter Membran, das für Atemschutzmasken Anwendung findet, Vielehe z. B. gegen giftige Gase schützen БОІІЭП.The invention relates to an exhalation valve with pre-chamber and arranged in her membrane, which is used for respirators application, Vielhe z. B. protect against toxic gases БОІІЭП.

Mit Beginn der Ausatmung hebt sich die Membran von dem Ventilsitz ab, so daß das ausgeatmete Atemgas durch die VentilÖffnung in die Vorkammer und dann ins Freie strömt. Das in der Vorkammer zurückgebliebene Ausatemgas vermeidet ein Eindringen ungefilterter Außenluft zu Beginn dor Einatemphase. Die Vorkammer ist von einer Außenkappe überdeckt, die mehrere öffnungen aufweist, welche das Ausatemgas ungehindert ausströmen lassen·As the exhalation begins, the membrane lifts off the valve seat so that the exhaled breath gas flows through the valve opening into the antechamber and then into the open air. The exhaled gas remaining in the prechamber avoids ingress of unfiltered outside air at the beginning of the inhalation phase. The antechamber is covered by an outer cap which has a plurality of openings which allow the exhaled gas to flow out unhindered.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:Characteristic of the known technical solutions:

Bekannt ist nach, der deutschen Reichspatentschrift 36* 794 ein Rückschlagventil für Atmungsgeräte, das zur Hubbegrenzung des Ventiltellers ein bügelartiges Gebilde besitzt· Dieses besteht aus vier Bügeln, gegen deren einwärts gerichteten Enden sich der Ventilteller während der Ausatmung anlegen kann. Die Enden liegen auf einer Höhe, welche nur die Vollführung eines gewissen Hubes erlaubt, so daß bei stoßartigem Ausatmen ein Umschlagen des Tellers vermieden wird. Die Verwendung eines losen Ventiltellers gewährleistet aber keine Lagenunabhängigkeit· Deshalb wird bei diesem Ventil eine dem öffnungsdruck entgegenwirkende Feder benutzt, die jedoch eine unerwünschte Erhöhung des AusatemwiderStandes hervorruft·It is known, the German Reich Patent 36 * 794 a check valve for respiratory equipment, which has a stirrup-shaped structure to limit the stroke of the valve plate · This consists of four straps against whose inwardly directed ends, the valve plate can create during exhalation. The ends are at a height which allows only the full management of a certain stroke, so that when a sudden exhalation, a turning of the plate is avoided. However, the use of a loose valve disk does not guarantee position independence. Therefore, this valve uses a spring which counteracts the opening pressure but which causes an undesirable increase in the exhalation resistance.

Ferner ist nach der DE-Gebrauchsmusterschrift 1 851 471 ein Ausatemventil mit Vorkammer bekannt, deren überdeckende Schutzkappe mit einwärts gerichteten Ansätzen versehen ist. Ihre erste Aufgabe ist es, daß die mittig befestigte Membran am dachartigen Wandungsteil der Schutzkappe nicht ungewollt anhaften kann, sie verhindern aber auch ein Umschlagen der Membran an ihrem Umfang. Durch die Anordnung der Ansätze an der Dachwandung hat man einen seitlichen Gasaustritt gewählt, wodurch der Vorkammereffekt stark vermindert, wenn nicht gar aufgehoben wird. Seine Wiederentstehung machte es notwendig, demFurthermore, according to DE-Utility Model 1 851 471 an exhalation valve with antechamber is known, the overlapping cap is provided with inwardly directed lugs. Your first task is that the centrally mounted membrane on the roof-like wall part of the cap can not accidentally adhere, but they also prevent a turning of the membrane at its periphery. By arranging the approaches to the roof wall has been selected a lateral gas outlet, whereby the Vorkammereffekt greatly reduced, if not canceled. His reincarnation made it necessary to the

Ausatemventil ein zweites Ausatemventil vorzuschalten, so daß eine aufwendige Konstruktion entstanden ist. Weiterhin ist ein Rückschlagventil bekannt, das nach der US-Patentschrift 3 059 637 die Punktion eines Ausatemventils erfüllt. Auch bei diesem ist die membranartige Ventilscheibe von einer Außenkappe überdacht, die nur ein kleinwenig kleiner als der Innendurchmesser der Kappe ist. Die Außenkappe besteht aus einem äußeren konvexen Teil, der domförmig ausgebildet ist. Beim öffnen des Ventils bewegt sich der Außenrand der ebenfalls mittig befestigten Ventilscheibe auf den äußeren Stufenteil der Außenkappe zu, bis mit ihrer Berührung eine weitere Ventilöffnung nicht mehr möglich ist. Damit wird auch hier eine Hubbegrenzung erreicht und im Falle stoßartiger Ausatmung das Umschlagen der Membran an ihrem Umfang vermieden.Exhalation valve to connect a second exhalation valve, so that a complex construction is created. Furthermore, a check valve is known which fulfills the puncture of an exhalation valve according to US Pat. No. 3,059,637. Also in this, the membrane-like valve disc is covered by an outer cap, which is only a small little smaller than the inner diameter of the cap. The outer cap consists of an outer convex part, which is formed dome-shaped. When the valve is opened, the outer edge of the likewise centrally mounted valve disc moves towards the outer step portion of the outer cap until, with its contact, a further valve opening is no longer possible. Thus, a stroke limitation is achieved here and avoided in the case of jerky exhalation, the turning of the membrane at its periphery.

Während die nach auswärts domförmig ausgebildete Schutzkappe die Vorkammer vergrößert und die damit erzielte Kammergröße ausreichend ist, den vorn genannten Vorkammereffokt zu bewirken, ist dieser bei konkaver Gestaltung des äußeren Schutzkappenmittelteiles nicht mehr realisierbar,While the outwardly dome-shaped protective cap increases the pre-chamber and the chamber size achieved thereby is sufficient to cause the Vorkammerereffokt mentioned above, this is no longer feasible with concave design of the outer cap middle part,

Nach der FR-Patentschrift 1 399 459 ist außerdem ein Ausatemventil mit Vorkammer bekannt, deren Abdeckkappe im konvex ausgebildeten Mittelteil mehrere durch radialeAccording to the FR patent specification 1 399 459, an exhalation valve with antechamber is also known, the cover in the convex middle part more by radial

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Rippen gebildete Öffnungen aufweist· Diese Rippen weisen jedoch, eine von dem Ventil zu weit entfernte Lage auf, so daß bei stoßartiger Druckwirkung die mittig befestigte Membran an ihrem Umfang umschlägt·However, these ribs have a position too far away from the valve, so that, in the event of an impact-like pressure effect, the center-fixed membrane changes its circumference.

Schließlich ist an der DE-AS 20 62 102 noch ein Ausatemventil für Atemschutzgeräte bekannt geworden, in dessen Vorkammer eine gewölbte Wellenmembran mit besonders dünner Wandstärke angeordnet und auf der konvexen Seite der Membran ein Anschlag vorgesehen ist· Dieser wird durch die vorgenannten Rippen in der Abdeckkappe gebildet, deren der Membran zugewandte Kante winkelförmig ist. Diese bereits aus dem vorherigen Stand der Technik ableitbare Lösung macht das Ausatemventil nicht funktionssicherer, in dem es ein Eindringen von giftigen Gasen in der Außenluft verhindert· Wird nämlich bei stoßartigem Ausatmen, z. B· Husten, die dünne und kegelförmig ausgebildete Membran gegen die Rippen mit Anschlagfunktion geschlagen, dann bewirken die abgewinkelten Kantenteile eine Deformierung der Membran derart, daß ihr innerer Teil nach auswärts durchgewölbt und ihr äußerer Teil entgegen der Öffnungsrichtung zurückgeschlagen wird. Dabei ist nicht auszuschließen, daß der Membranenrand in die Ventilöffnung springt, so daß eine Rückkehr der Membran in ihre ursprüngliche Lage nicht mehr möglich ist. Die Funktion der Vorkammer kann darüber hinaus bei starker äußerer Luftbewegung gestört werden, weil die vergrößerten Seiten-Finally, in DE-AS 20 62 102 nor an exhalation valve for respiratory protective devices has become known, arranged in the prechamber a curved wave membrane with a particularly thin wall thickness and on the convex side of the membrane a stop is provided · This is by the aforementioned ribs in the cap formed, the membrane facing edge is angular. This already derivable from the prior art solution makes the exhalation valve not more reliable, in that it prevents ingress of toxic gases in the outside air · Namely, in jerky exhalation, z. B coughing, the thin and cone-shaped membrane beaten against the ribs with stop function, then cause the angled edge portions deformation of the membrane such that its inner part bulged outwards and their outer part is repelled against the opening direction. It is not excluded that the membrane edge jumps into the valve opening, so that a return of the membrane is no longer possible in its original position. The function of the antechamber can also be disturbed in the case of strong external air movement, because the increased lateral

flächen der relativ hoch ausgebildeten Kippen die Außenluft verstärkt einwärts lenken und diese die Vorkammerluft ausspült·surfaces of the relatively high tipping more strongly steer the outside air inwards and this rinses out the prechamber air ·

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der Mängel und die Schaffung eines Ausatemventils, das unter Ausnutzung des Vorkammereffektes eine sichere Funktion gewährleistet· Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorkammer eines Ausatemventils und ihre Abdeckkappe derart zu gestalten, daß einerseits der geometrisch vorhandene Raum der Vorkammer im größtmöglichen Maße die Schutzwirkung erfüllt, andererseits die Membran in ihrer Auswärtsbewegung gleichmäßig und der Bewegungsrichtung der Membran angepaßt begrenzt wird·The object of the invention is to remedy the deficiencies and to provide an exhalation valve which ensures reliable operation by utilizing the antechamber effect. The invention is based on the task of designing the prechamber of an exhalation valve and its cover in such a way that, on the one hand, the geometrically existing space of the prechamber in the on the other hand, the membrane in its outward movement is uniformly and the direction of movement of the membrane adapted limited · ·

Darlegung des Wesens der Erfindung:Explanation of the essence of the invention:

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abdeckkappe im auswärtigen Mittelteil aus mehreren halbtrapezförmigen und radial angeordneten Streben besteht, deren Breitseiten miteinander verbunden und deren Schmalseiten am Schraub- oder Schnappteil befestigt sind, und zwar derart, daß die Strebenkanten außen in einer Ebene und innen zur Mitte hin schräg einwärts verlaufen, wodurch eine der Offenstellung der Membran entsprechende Kegelform des inneren Abdeckkappenmittelteiles gebildetAccording to the invention, the object is achieved in that the cap in the outer middle part of a plurality of trapezoidal and radially arranged struts whose broad sides are interconnected and whose narrow sides are fastened to the screw or snap part, in such a way that the strut edges outside in a plane and inside extend obliquely inwardly toward the center, thereby forming a cone shape corresponding to the open position of the membrane of the inner Abdeckkappenmittelteiles

1st· Бѳі einem Ausatemventil gemäß der Erfindung sind also die bisherigen Funktionsstörungen der Membran ausgeschaltet und ist noch der besondere Vorteil zu verzeichnen, daß ein Ausblasen der Vorkammerluft durch Wind kaum möglich ist· Das erfindungsgemäße Ausatemventil mit Vorkammer besitzt einen sehr geringen Ausatemwiderstand, läßt das Vorkammer-Ausatemluftvolumen optimal wirken und sichert bei stoßartiger Ausatmung eine annähernd scheibenähnliche Hubbegrenzung der Membran·1st · Бѳі an exhalation valve according to the invention, so the previous malfunction of the membrane are turned off and is still the particular advantage to be noted that a blowout of the pre-chamber air by wind is hardly possible · The exhalation valve according to the invention with pre-chamber has a very low exhalation, leaves the antechamber Exhaled air volume optimally and ensures an approximately disk-like stroke limitation of the membrane in the event of an expiratory exhalation

Vorteilhafterweise sind die halbtrapezförmigen Streben gleichmäßig verteilt angeordnet, so daß auf ein Viertel des Abdeckkappenmittelteiles mindestens drei gleichgroße Durchlaßöffnungen gebildet werden· Es ist auch zweckdienlich, die Streben nach einer der Viertelellipse ähnlichen Form auszubilden, die im Verbund ein plan-konvexes Gebilde darstellen· Die Abdeckkappe kann aus einem Stück und aus einem Plastwerkstoff gefertigt sein.Advantageously, the half-trapezoidal struts are evenly distributed, so that at least three equal passage openings are formed on a quarter of Abdeckkappenmittelteiles · It is also useful to form the pursuit of a Viertelellipse similar shape, which form a plano-convex structure in the composite · The cap can be made of one piece and made of a plastic material.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Eine eingehende Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Везehreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels· In der zugehörigen Zeichnung zeigen:A detailed explanation of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment. In the accompanying drawings:

Fig· 1 die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Ausatemventils im Schnitt,1 is a schematic representation of the exhalation valve according to the invention in section,

Pig, 2 das Ausatemventil nach Fig. 1 in Offenstelluag und Fig. 3 eine Vorderansicht des Ausatemventils.Pig, 2 the exhalation valve of Figure 1 in Offenstelluag and Fig. 3 is a front view of the exhalation valve.

Wie Fig· 1 zeigt, ist mit der Bezugszahl 1 eine Abdeckkappe, mit der Bezugszahl 2 eine Membran und sind mit der Bezugszahl 3 halbtrapezförmige Streben bezeichnet, die vorn in der Abdeckkappe 1 angeordnet übereinstimmende Durchlaßöffnungen 4 bilden·As shown in FIG. 1, the reference numeral 1 denotes a cap, the reference numeral 2 denotes a diaphragm, and the reference numeral 3 denotes trapezoidal struts which form matching passage openings 4 arranged at the front in the cap 1.

Im Gegensatz zu Fig, 1, die das Ausatemventil in Schließstellung zeigt, zeigt Fig. 2 das Ventil in einer Stellung I, die bei normaler Ausatmung erreicht und in einer Stellung II, die bei stoßartigem Ausatmen eingenommen wird. Die halbtrapezförmigen Streben 3 sind an ihren Breitseiten miteinander und an ihren Schmalseiten mit dem Schraubteil der Abdeckkappe 1 verbunden. Ihre Außenkanten liegen in einer Ebene, wogegen die Innenkanten zur Mitte hin schräg einwärts verlaufen*In contrast to Fig. 1, which shows the exhalation valve in the closed position, Fig. 2 shows the valve in a position I, which reaches at normal exhalation and in a position II, which is taken in a jerky exhalation. The semi-trapezoidal struts 3 are connected at their broad sides with each other and at their narrow sides with the screw of the cap 1. Their outer edges lie in a plane, whereas the inner edges run obliquely inwards toward the middle *

Fig· 3 zeigt eine radiale Anordnung der Streben 3, deren Anzahl so bemessen ist, daß auf ein Viertel des Abdeckkappenmittelteiles drei Durchlaßöffnungen 4 entstanden sind· Die Schrägkanten der Streben 3 bilden eine Eegelform, die der Membranstellung bei Normalausatmung entspricht. Sie begrenzen den Membranausschlag im Falle stoßartiger Ausatmung. Andererseits ist ihr Abstand zur Membran 2 so bemessen, daß diese nicht umschlagen kann· Die halbtrapezförmige Gestaltung der Streben 3 und ihre Anordnung verbessert den Vorkammereffekt und stabilisiert die Abdeckkappe 1 vorteilhaft»Fig. 3 shows a radial arrangement of the struts 3, the number of which is dimensioned so that three passage openings 4 have arisen on a quarter of the Abdeckkappenmittelteiles · The oblique edges of the struts 3 form a cone shape that corresponds to the diaphragm position in normal exhalation. They limit the membrane rash in the event of a jerky exhalation. On the other hand, their distance from the membrane 2 is such that it can not turn over · The semi-trapezoidal design of the struts 3 and their arrangement improves the Vorkammereffekt and stabilizes the cap 1 advantageously »

Claims

Invention claim:

1. exhalation valve with prechamber and arranged in her thin-walled membrane, on the convex side, there are a plurality of radially extending struts, which form the outlet openings in a cap covering the antechamber and shock-exhaling the stop for the membrane, characterized in that the struts (3) have a semi-trapezoidal shape, with their broad sides connected to each other and their narrow sides are fastened to the screw or snap part of the cap (1), that the strut run outwards in a .ibene and inside towards the center obliquely inwards, so that in the composite the inner cap middle part is designed conically, in such a way that its position and shape corresponds approximately to the membrane position in normal exhalation.

2. exhalation valve according to item 1, characterized in that the trapezoidal struts (3) are arranged evenly distributed and form at least three equal passage openings on one quarter of the cover middle part.

3 · exhalation valve according to item 1 and 2, characterized in that the struts (3) have a quarter-ellipse-like shape, which in combination constitute a plano-convex structure.

4. exhalation valve according to item 1 and 2, characterized in that the cap (1) is made of one piece and of a plastic material.

Documents considered:
DE-AS 2063102