DE3830173A1

DE3830173A1 - Reduction valve for respiratory apparatus in particular

Info

Publication number: DE3830173A1
Application number: DE3830173A
Authority: DE
Inventors: Miroslav Kder
Original assignee: MEVA NARODNI PODNIK
Current assignee: MEVA NARODNI PODNIK
Priority date: 1987-09-10
Filing date: 1988-09-05
Publication date: 1989-03-30
Also published as: FR2620507B3; FR2620507A3; ATA36589A; SE469876B; SE8803145D0; AT397037B; SE8803145L

Abstract

The invention relates to a reduction valve for respiratory apparatus in particular, which reduction valve is actuated by means of subatmospheric pressure and has at least one actuating leaf spring (1) in a bag (2) made of an elastic material. One end of the leaf spring (1) is fastened to the valve gate (5) and its other end (3) is fastened to a holder (6). The holder is fixedly connected to the valve face (7), the bag (2) being connected to the valve base (7) in a gastight manner and the inner volume (8) of the said bag (2) is connected to the reduced-pressure outlet (9). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Reduktionsventil für insbeson dere Atemgeräte der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a reduction valve in particular their respirators in the preamble of claim 1 specified genus.

Durch Unterdruck betätigte Reduktionsventile in Atemge räten sollen den Eintrittsdruck aus dem Druckgefäß auf den Atemdruck reduzieren. Diese Druckminderung erfolgt entweder mittels einer einstufigen Lungenautomatik oder durch ein Zweistufensystem, bei welchem üblicherweise die erste Stufe am Druckgefäß und die zweite an der Maske angeordnet ist. Die Betätigung der Reduktionsventile erfolgt durch Hebel- oder Kippmechanismen. Bei der ein stufigen Lungenautomatik sind sehr große Übersetzungsver hältnisse der steifen Hebel, Stützen und Aufhängeelemente notwendig, was zu komplizierten Konstruktionen mit rela tiv großen Abmessungen der Bauteile führt.Reduction valves in respiratory valve operated by vacuum advise the inlet pressure from the pressure vessel reduce breathing pressure. This pressure reduction takes place either by means of a one-step automatic lung control or through a two-stage system, in which usually the first stage on the pressure vessel and the second on the mask is arranged. The actuation of the reduction valves is done by lever or tilt mechanisms. With the one stage lung automatics are very large translation ratios Ratios of stiff levers, supports and suspension elements necessary, which leads to complicated constructions with rela tiv large dimensions of the components leads.

Ferner sind z. B. aus der DE 24 22 234 und DE 34 01 383 zweistufige Reduktionsventile mit einem Feder- und Hebel mechanismus bekannt, bei denen der Ventilkörper durch einen Hebel und eine Membrane betätigt wird, welche auf einen Unterdruck an der Abnahmeseite reagiert.Furthermore, z. B. from DE 24 22 234 and DE 34 01 383 two-stage reduction valves with a spring and lever mechanism known in which the valve body by a lever and a diaphragm is operated, which on a negative pressure on the delivery side reacts.

Für die Rückholbewegung ist eine Spiralfeder vorgesehen, die entweder unmittelbar auf den Hebel einwirkt oder die Membrane nach dem Abbau des Öffnungsdrucks in die Aus gangsposition zurückzieht. Wenn bei diesen Ventilen an der Niederdruckseite keine Abnahme vorliegt und Überdruck herrscht, wird der Ventilkörper durch den Überdruck an den Ventilsitz gedrückt. Wenn an der Niederdruckseite durch Abnahme ein Unterdruck entsteht, wird die Membrane verformt und drückt über ein Ende des Betätigungshebels gegen den Ventilkörper von seinem Sitz. Der Druck wird durch Drosselung reduziert und zwar infolge des Unter schiedes des Unterdrucks an der Abnahmeseite und der Rückholkraft.A spiral spring is provided for the return movement, which either acts directly on the lever or which Membrane after releasing the opening pressure in the off withdraws gear position. If with these valves on there is no decrease on the low pressure side and overpressure there is, the valve body is due to the overpressure pressed the valve seat. If on the low pressure side by removing a negative pressure, the membrane deforms and pushes over one end of the operating lever against the valve body from its seat. The pressure will reduced by throttling as a result of the lower difference of the negative pressure on the delivery side and the Return force.

Eine ähnliche Ausführung ist in der FR 24 50 615 beschrieben und zwar für die Druckminderstufe an der Atemmaske.A similar version is in FR 24 50 615 described for the pressure reduction stage at the Breathing mask.

Beim Gegenstand der US 43 37 766 ist die Spiralfeder durch eine Membrane ersetzt, die Ermüdungserscheinungen zeigt.The subject of US 43 37 766 is the coil spring replaced by a membrane, the signs of fatigue shows.

Diese herkömmlichen Lösungen sind jedoch für eine ein stufige Druckminderung unbrauchbar, weil die kleinen Übersetzungsverhältnisse der Hebel die Wirkung des Ven tils beeinträchtigen. Das kleine Hebelverhältnis kann den Ventilkörper bei einem Eintrittsdruck von 20 bis 30 MPa nicht offen halten und der Unterdruck könnte das Ventil nicht öffnen.However, these conventional solutions are for one stage pressure reduction unusable because of the small ones Gear ratios the leverage the effect of Ven affect tils. The small leverage ratio can Valve body at an inlet pressure of 20 to 30 MPa not hold open and the vacuum could cause the valve Do not open.

Ein Nachteil der zweistufigen Drosselventile besteht darin, daß die Anzahl der Regulierglieder verdoppelt und damit auch die Wahrscheinlichkeit der Pannen und der Auf wand bei der Instandhaltung größer wird.A disadvantage of the two-stage throttle valves is in that the number of regulators doubles and hence the probability of the breakdown and the on wall becomes larger during maintenance.

Bekannte Konzeptionen mit einer Kombination aus Hebel mechanismus und Spiralfeder führen außerdem zu einer Vergrößerung des Ventils in der Dicke, was bei Atem geräten nachteilig ist.Known concepts with a combination of levers mechanism and coil spring also lead to one Enlargement of the valve in the thickness, what with breath devices is disadvantageous.

Aus der GB 15 93 871 ist es bekannt, ein Reduktionsventil durch eine flache Blattfeder zu betätigen, die als elastischer Hebel mit einem Ende eine Öffnung ver schließt. Die Rückholkraft der Blattfeder wird in der Schlußphase des Anliegens durch einen Magnet unterstützt, welcher das dichte Anliegen sichert.From GB 15 93 871 it is known a reduction valve to operate by a flat leaf spring, which as elastic lever with one end ver opening closes. The return force of the leaf spring is in the Final phase of the application supported by a magnet, which ensures the dense concern.

Dieses Reduktionsventil ist offensichtlich nur für Über drücke geeignet, weil die maximal erzielbaren Magnet kräfte zur Beherrschung größerer Druckdifferenzen zu gering sind. Außerdem sind die Abmessungen dieses Ventils beträchtlich.This reduction valve is obviously only for over press suitable because the maximum achievable magnet forces to control larger pressure differences are low. Also the dimensions of this valve considerably.

In der CS-AO 2 50 347 wird ein Reduktionsventil mit Blatt federbetätigung vorgeschlagen, welche eine Schale und eine Membrane enthält. In der Schale mit einer Austritts öffnung ist eine durchgebogene Blattfeder untergebracht, welche mit einem Ende in der Schale befestigt und mit dem anderen Ende an das Ventil abgestützt ist, wobei der Ven tilkörper an einem Sitz zwischen einem Raum des Ein trittsdrucks und einem Raum des reduzierten Drucks anliegt. Diese Lösung ist einfach und erfordert minimale Raumaufwände. Wie jede Vorrichtung dieser Art mit dem durch eine Membrane geschlossenen Arbeitsraum erfordert diese Ausführung jedoch eine sorgfältige Dichtung am Umfang der Membrane, die sich schwierig erreichen läßt.In the CS-AO 2 50 347 a reduction valve with leaf spring actuation suggested which a shell and contains a membrane. In the bowl with an outlet a bent leaf spring is housed in the opening, which is attached with one end in the shell and with the the other end is supported on the valve, the Ven tilkörper on a seat between a room of the one pressure and a space of reduced pressure is present. This solution is simple and requires minimal Space requirements. Like any device of this type with the Required work space closed by a membrane this version, however, a careful seal on The size of the membrane, which is difficult to reach.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein konstruktiv einfaches Reduktionsventil für insbesondere Atemgeräte zu schaffen, das bei geringen Abmessungen eine hohe Funktionssicher heit auch im Langzeitbetrieb bei großen Differenzdrücken besitzt. The object of the invention is a structurally simple To create a reduction valve for breathing apparatus in particular, with a small size, a high level of functional reliability even in long-term operation with large differential pressures owns.

Diese Aufgabe wird bei einem durch Unterdruck betätigten Reduktionsventil mit einer durchgebogenen Blattfeder, welche mit einem Ende an einem Ventilsitz zwischen einem Raum des Eintrittsdrucks und einem Raum des reduzierten Drucks anliegenden Ventilkörper abgestützt ist erfin dungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine Betäti gungsblattfeder in einem Sack aus flexiblen bzw. elasti schem Materials angeordnet ist, die mit einem Ende am Ventilkörper abgestützt und mit dem anderen Ende an einem Halter befestigt ist, welcher fest mit dem Ventilsitz verbunden sein kann, wobei der Sack mit dem Ventilsitz gasdicht verbunden ist und sein Innenraum an den Nieder druckauslaß angeschlossen ist.This task is done with a vacuum operated Reduction valve with a bent leaf spring, which has one end on a valve seat between one Space of the entry pressure and a space of the reduced Pressure supported valve body is invented solved according to the invention in that at least one actuator gungsblattfeder in a bag made of flexible or elastic is arranged chemical material with one end on Valve body supported and with the other end on one Holder is attached, which is fixed to the valve seat can be connected, the sack with the valve seat is connected gastight and its interior to the Nieder pressure outlet is connected.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführung wird die relativ großflächige gewölbte Blattfeder von dem im Sack zeit weise herrschenden Unterdruck in eine flache ebene Form deformiert, was eine Verlängerung in einer Richtung und eine Abhebebewegung des Ventilkörpers vom Ventilsitz gegen den Einlaßdruck bewirkt. Der Sack läßt sich leicht im Falle der Asanation oder Instandhaltung öffnen und einfach wieder verschließen, wobei seine Natur ermög licht, auf die Blattfeder von einer beliebigen Seite zu wirken.In this embodiment of the invention, the relative Large, arched leaf spring from the time in the sack wise negative pressure in a flat, flat shape deformed what an extension in one direction and a lifting movement of the valve body from the valve seat caused against the inlet pressure. The sack is easy open in the case of asanation or maintenance and just close again, allowing its nature light, towards the leaf spring from any side Act.

Der Sack ist gasdicht mit dem Ventilsitz beispielsweise durch Ankleben mit einem Stutzen verbunden, in dem der Ventilsitz ausgebildet ist.The sack is gas-tight with the valve seat, for example connected by gluing to a nozzle in which the Valve seat is formed.

Vorteile des neuen Ventils liegen in seiner flachen Form und seinen geringen Gesamtabmessungen. Das Ventil ist im wesentlichen in einer Ebene orientiert und hat eine geringe Höhe, was besonders nützlich bei selbstrettenden Atemgeräten ist. The advantages of the new valve are its flat shape and its small overall dimensions. The valve is in essentially oriented in one level and has one low height, which is particularly useful for self-saving Breathing apparatus is.

Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind zwei großflächige Blattfedern bezüglich des Halters symmetrisch angeordnet. Da die Empfindlichkeit des Ven tils der Fläche der Blattfeder proportional ist, wird das Ansprechverhalten durch die beiden Blattfedern bei ver ringerten Abmessungen verbessert, die sich auf einen gemeinsamen Ventilkörper stützen, verdoppelt. Gegebenen falls kann die Ventilfläche bei gleichem Öffnungsdruck halbiert werden.According to an advantageous embodiment of the invention two large leaf springs with respect to the holder arranged symmetrically. Since the sensitivity of Ven tils is proportional to the area of the leaf spring, that will Response behavior through the two leaf springs at ver improved dimensions, which affect a support common valve body, doubled. Given if the valve surface can with the same opening pressure be halved.

Bevorzugt weist der Sack zur Asanation und Instandhaltung eine Montageöffnung auf, die an seiner einen Seite durch Umfalten der Ränder über einen Stab in eine elastische Hülse gebildet ist. Die elastische längsgeschlitzte Spannhülse, z. B. aus Edelstahl, klemmt elastisch die beiden um den Stab zusammengerollten Ränder und schließt den Sack hermetisch ab.The sack preferably points to asanation and maintenance a mounting opening on through on one side Fold the edges over a rod into an elastic one Sleeve is formed. The elastic slit Adapter sleeve, e.g. B. made of stainless steel, clamps the elastic both edges rolled up around the rod and closes the sack hermetically.

Bei Atemgeräten mit Absorber kann dieser an einer Längs seite des Sacks angeordnet und sein Austritt unmittelbar an einen Stutzen des Sacks angeschlossen werden, wobei der Niederdruckauslaß vorteilhaft an der der Blattfeder gegenüberliegenden Seite des Sacks angeordnet wird. Dieser Auslaß kann grundsätzlich beliebig zwischen dem Hochdruckeinlaß und dem gegenüberliegenden Ende des Sacks angeordnet sein.In the case of breathing apparatus with an absorber, this can be attached to a longitudinal arranged side of the sack and its exit immediately be connected to a socket of the sack, whereby the low pressure outlet is advantageous on that of the leaf spring opposite side of the bag is arranged. This outlet can basically be between the High pressure inlet and the opposite end of the bag be arranged.

Bei einem Atemgerät ist der Sack für die Blattfeder vor teilhaft mit dem als Vorratsraum für die Atemluft dienen den Sack identisch. Der Begriff "Niederdruckauslaß" kenn zeichnet den Auslaß für das einzuatmende Medium, wobei bei dem nachfolgenden Ausatmen durch den Absorber das ausgeatmete Medium durch diesen Auslaß wieder in den Sack gelangt. Hier steht es zum weiteren Einatmen zur Ver fügung, eventuell mit Zugabe vom weiteren Medium mit reduziertem Druck durch das erfindungsgemäße Ventil.The bag for the leaf spring is in front of a breathing apparatus partially serve as a storage room for breathing air the sack identical. The term "low pressure outlet" know draws the outlet for the medium to be inhaled, where during the subsequent exhalation through the absorber exhaled medium through this outlet back into the sack reached. Here it is available for further inhalation addition, possibly with the addition of additional medium reduced pressure through the valve according to the invention.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:Further features and advantages of the invention result from the description of exemplary embodiments with reference to the Drawings. Show it:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch den Sack des erfindungsgemäßen Reduktionsventils, Fig. 1 shows a diagrammatic section through the bag of the reducing valve of the invention,

Fig. 2 einen Schnitt II-II durch den Sack aus der Fig. 1, der die Schließung der Montageöffnung des Sacks nach der Erfindung darstellt, Fig. 2 shows a section II-II through the bag of FIG. 1, showing the closure of the assembly opening of the bag according to the invention,

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch eine weitere Ausführung mit zwei symmetrisch angeordneten Betätigungblattfedern. Fig. 3 shows a schematic section through a further embodiment with two symmetrically arranged actuating leaf springs.

Die Ausführung nach Fig. 1 enthält eine Betätigungsblatt feder 1 in einem Sack 2 aus einem elastischen antistati schen Material. Die Blattfeder 1 ist mit ihrem Betäti gungsende 4 an einen Ventilkörper 5 angeschlossen und mit ihrem anderen Ende 3 an einem Halter 6 befestigt. Der langgestreckte Halter 6 verläuft etwa parallel zur Blatt feder und ist fest mit einem Ventilsitz 7 verbunden. Auch der Sack 2 ist mit dem Ventilsitz 7 hermetisch verbunden und sein Innenraum 8 ist an einen Auslaß 9 für reduzier ten Druck angeschlossen.The embodiment of FIG. 1 includes an actuating leaf spring 1's in a bag 2 made of a resilient abrasive paper material. The leaf spring 1 is connected with its Actuate supply end 4 to a valve body 5 and fixed at its other end 3 to a holder 6 . The elongated holder 6 runs approximately parallel to the leaf spring and is firmly connected to a valve seat 7 . The bag 2 is hermetically connected to the valve seat 7 and its interior 8 is connected to an outlet 9 for reduced pressure.

Der Einlaßdruck in einer Leitung 14 drückt den Ventil körper 5 an den Ventilsitz 7 und hält das Ventil ge schlossen. Wenn am Auslaß 9 und im Innenraum 8 des Sacks 2 ein Unterdruck entsteht, zieht sich der Sack 2 zusammen und der Unterdruck wird auf die großflächige gewölbte Blattfeder 1 übertragen. The inlet pressure in a line 14 presses the valve body 5 to the valve seat 7 and keeps the valve closed ge. If a vacuum is created at the outlet 9 and in the interior 8 of the bag 2 , the bag 2 contracts and the vacuum is transferred to the large, arched leaf spring 1 .

Die entsprechend ihrer Wölbung vorgespannte Blattfeder wird durch den Unterdruck im Sack 2 gerade gebogen bzw. geebnet und dabei verlängert, wodurch der Ventilkörper 5 vom Sitz 7 gegen den Eintrittsdruck abgehoben wird. Wenn der Unterdruck aufhört oder unter eine der Elastizität der Blattfeder entsprechende Kraft sinkt, wird durch eine Kombination des Eintrittsdrucks und der Eigenelastizität die Blattfeder 1 in die ursprüngliche durchgebogene Gestalt zurückgestellt und das Ventil wird geschlossen.The leaf spring preloaded in accordance with its curvature is just bent or leveled by the negative pressure in the sack 2 and thereby lengthened, as a result of which the valve body 5 is lifted off the seat 7 against the inlet pressure. When the negative pressure ceases or drops below a force corresponding to the elasticity of the leaf spring, a combination of the entry pressure and the inherent elasticity resets the leaf spring 1 to the original bent shape and the valve is closed.

In Fig. 1 ist der Auslaß 9 gegenüber der Leitung 14 dar gestellt. Bei Sauerstoffatemgeräten mit einem Absorber ist es vorteilhaft, wenn der Auslaß 9 des niedrigen Drucks an der Seite des Sacks 2 gegenüber der Fläche der Blattfeder angeordnet ist. Diese Ausführung ist in Fig. 1 mit Strichpunktlinie dargestellt.In Fig. 1, the outlet 9 is placed opposite the line 14 . In oxygen breathing apparatus with an absorber, it is advantageous if the outlet 9 of the low pressure is arranged on the side of the sack 2 opposite the surface of the leaf spring. This embodiment is shown in Fig. 1 with a chain line.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist der Sack 2 eine Monta geöffnung 10 auf, welche an einer Seite durch Umfalten der Ränder 11 über einen Stab 12 in eine elastische Hülse 13 gebildet ist. Nach der Demontage der elastischen Hülse kann man das Innere des Sacks asanieren. Der Sack läßt sich einfach wieder hermetisch verschließen durch Umfal ten der Ränder 11 über den Stab 12 und durch das Ansetzen der elastischen Hülse 13.As can be seen from FIG. 2, the sack 2 has a mounting opening 10 which is formed on one side by folding the edges 11 over a rod 12 into an elastic sleeve 13 . After removing the elastic sleeve, you can refurbish the inside of the bag. The bag can be hermetically sealed again by Umfal th the edges 11 on the rod 12 and by attaching the elastic sleeve thirteenth

Bei der in Fig. 3 dargestellten vorteilhaften Ausführung sind zwei großflächige Blattfedern 1 a, 1 b mit ihren Enden 3 a, 3 b symmetrisch an einem gemeinsamen Halter 4 angeord net. Ihre Betätigungsenden 4 a, 4 b stützen sich auf einem gemeinsamen Ventilkörper 5 ab. Die Arbeitsfläche der Blattfeder wird dadurch verdoppelt, das Ventil öffnet sich schon bei einem kleineren Unterdruck in dem Innen raum 8 des Sacks 2 und arbeitet empfindlicher als bei der Ausführung nach Fig. 1. In the advantageous embodiment shown in FIG. 3, two large-area leaf springs 1 a , 1 b with their ends 3 a , 3 b are arranged symmetrically on a common holder 4 . Their actuating ends 4 a , 4 b are supported on a common valve body 5 . The working surface of the leaf spring is thereby doubled, the valve opens even with a small negative pressure in the inner space 8 of the bag 2 and works more sensitively than in the embodiment according to FIG. 1.

Das Reduktionsventil nach der Erfindung eignet sich vor allem für Selbstrettungsatemgeräte. Es ermöglicht eine einfache einstufige Betätigung und kann durch die Anord nung in einem Sack mit minimalem Raumaufwand neben der Sauerstoff-Druckflasche in einem gemeinsamen Behälter untergebracht werden, der durch Gürtel am Körper des Benutzers befestigt wird. Es eignet sich vor allem für die Bereiche der Eintrittsdrücke bis 40 MPa.The reduction valve according to the invention is suitable before especially for self-rescue breathing apparatus. It enables one simple one-step operation and can by the arrangement in a sack with a minimal amount of space next to the Oxygen pressure bottle in a common container be housed by belts on the body of the User is attached. It is particularly suitable for the ranges of the inlet pressures up to 40 MPa.

Die Erfindung kann jedoch auch für andere Zwecke verwen det werden, wenn ein Einlaßdruck durch Ventilbetätigung mittels Unterdruck an der Abnahmeseite gemindert werden muß. Die Empfindlichkeit und der Arbeitsbereich des Ven tils lassen sich in sehr breiten Grenzen durch die Form und durch das Material der Blattfeder einstellen, d. h. durch ihre Fläche, durch die Größe der Durchbiegung, durch die Dicke des Ausgangbandes des Materials und durch die Elastizität des gewählten Materials. Beispielsweise kann die Blattfeder aus einem abgeschreckten Dural oder aus Edelstahl hergestellt werden. Für besondere Verwen dungen läßt sich die Blattfeder ebenso aus einem lami nierten Kunststoff herstellen.However, the invention can also be used for other purposes be detected when an inlet pressure by valve actuation be reduced by means of negative pressure on the delivery side got to. The sensitivity and working range of the Ven tils can be shaped very broadly and adjust by the material of the leaf spring, d. H. by their area, by the size of the deflection, by the thickness of the output belt of the material and by the elasticity of the chosen material. For example can the leaf spring from a quenched dural or be made of stainless steel. For special uses the leaf spring can also be made from a lami Manufactured plastic.

Claims

1. Actuated by vacuum reduction valve in particular for breathing apparatuses with an axially displaceable ver spring-loaded valve the same interacts with a valve seat arranged between a space of the inlet pressure and a space of the reduced pressure, characterized in that at least one curved large-area actuating leaf spring ( 1 ) is arranged in a flexible sack ( 3 ) made of a material, one end of the leaf spring ( 1 ) on the valve body ( 5 ) and its opposite end on a stationary holder ( 6 ), and the sack ( 2 ) with the Valve seat ( 7 ) connected gastight and its interior ( 8 ) to the low pressure outlet ( 9 ) is closed.

2. Reduction valve according to claim 1, characterized in that symmetrically to the valve seat ( 7 ) connected holder ( 3 ) two oppositely bent actuating leaf springs ( 1 a , 1 b ) are arranged with the corresponding ends ( 4 a , 4 b ) are supported on the common valve body ( 5 ).

3. Reduction valve according to claim 1 or 2, characterized in that the sack has a mounting opening ( 10 ) which is formed on one side by folding its edges ( 11 ) via a rod ( 12 ) into an elastic clamping sleeve ( 13 ).

4. Reduction valve according to claim 1 to 3, characterized in that the outlet opening ( 9 ) of the reduced pressure on the side of the bag ( 2 ) is arranged opposite the surface of the leaf spring.