ES2306702T3 - Aparato y procedimiento para acoplar un componente de un aparato de respiracion. - Google Patents

Abstract

Un método para conectar un primer componente sobre un segundo componente para transferir fluido entre ellos en un sistema de respirador purificador de aire alimentado con energía (PAPR), comprendiendo el método alinear axialmente una salida de fluido en el primer componente con una entrada de fluido en el segundo componente; acoplar una sección roscada en la salida de fluido y la sección roscada de la entrada de fluido con menos de una vuelta completa del primer componente con relación al segundo componente para conectar de forma obturada la salida de fluido y la entrada de fluido en comunicación de fluidos; y bloquear de forma liberable el primer componente al segundo componente por acoplamiento asentado, cuando la salida de fluido y la entrada de fluido están conectadas de forma obturada, de un par de elementos fiadores opuestos en el primer componente y el segundo componente.

Description

Aparato y procedimiento para acoplar un componente de un aparato de respiración.

Antecedentes de la invención

El presente invento se refiere a un aparato de respiración forzada por ventilador con presión positiva, conocido comúnmente como Respiradores Purificadores de Aire Alimentados con Energía (Powered Air Purifying Respirators (PAPRs)). En particular, el invento se refiere a sistemas de montaje por acoplamiento rápido para fijar componentes de respiración a la carcasa del soplador del PAPR. Los componentes de respiración pueden incluir elementos de filtro, conexiones de latiguillos para aire suministrado u otros componentes requeridos para completar un circuito de respiración. Los sistemas de montaje por acoplamiento rápido son definidos generalmente como conexiones reversibles que permiten la puesta en funcionamiento de un componente de respiración por fijación por presión, acoplamiento deslizante o bloqueo giratorio con menos de una vuelta completa del componente.

Los equipos de respirador purificador de aire sin alimentación de energía implican una mascara de respiración que tiene una entrada de aire filtrado. El aire es arrastrado a través del filtro por medio de la acción respiratoria del portador. Cuando el portador toma aliento, se crea presión negativa en la máscara y se aspira aire a través del elemento filtrador. Cuando el portador expulsa aire, el aire gastado abandona la máscara por una válvula. Los PAPRs son empleados para suministrar continuamente presión positiva a la máscara del portador. El aire suministrado filtrado rellena los límites internos de la máscara y es expulsado continuamente. Para proporcionar facilidad de sustitución de los elementos del filtro en respiradores no alimentados con energía, se emplean a menudo conexiones de tipo bayoneta. Estas conexiones requieren menos de una vuelta completa del filtro para acoplar el cartucho al cuerpo del respirador.

Los PAPR se usan generalmente en aplicaciones industriales donde los peligros medioambientales están bien definidos y cuantificados. Peligros respiratorios pueden incluir gases, vapores y sustancias particulares dañinos. Para tratar peligros industriales cuantificados y conocidos, se puede configurar bien un PAPR con anterioridad a entrar dentro del lugar de trabajo y también se puede ser gestionar bien la cantidad de tiempo que emplea un trabajador en un ambiente peligroso. En ajustes industriales, sistemas PAPR que emplean conexiones del tipo de varias vueltas para conectar los componentes de respiración requieren más esfuerzo y tiempo para una fijación apropiada.

A los primeros en responder (Material peligros, policía, fuego y defensa civil), militares u otras unidades de respuestas de emergencia no se les presenta la oportunidad de gestionar de forma preventiva exposiciones respiratorias peligrosas. Dependiendo de la naturaleza de la exposición, el socorrista debe configurar rápidamente el sistema respiratorio para adaptarse a la necesidad. Los niveles y duración de la exposición son también transitorios desconocidos en la ecuación de protección. En determinadas situaciones, el socorrista puede no ser capaz de sacarse a si mismo del escenario de exposición y puede requerirse hacer un cambio rápido de los componentes de respiración del PAPR. Un ejemplo de esta situación puede encontrarse en un escenario militar en el que el usuario puede ser requerido para rellenar filtros mientras permanece en la zona expuesta.

Breve resumen de la invención

El presente invento se refiere a Respiradores Purificadores de Aire Alimentados con Energía (PAPRs) que incorporan componentes de respiración adaptados para acoplamiento rápido con la carcasa del soplador del sistema. En una realización preferida, el invento proporciona además elementos de detección de acoplamiento que indican el acoplamiento apropiado del componente de respiración en la carcasa del PAPR. Componentes de respiración de acoplamiento rápido combinados con elementos de detección de acoplamiento, permiten una protección superior al portador en situaciones en la que se requiere que un PAPR sea configurado rápidamente en un peligro respiratorio o cuando se desean cambios "rápidos" de los componentes respiratorios. La inclusión de elementos de detección de acoplamiento en un sistema PAPR proporciona a cualquier usuario un mayor nivel de integridad del sistema sin importar la aplicación.

Sistemas PAPR del presente invento difieren de los PAPRs conocidos en dos aspectos básicos que implican tanto el sistema de detección como de unión. Sistemas PAPR conocidos emplean conexiones de tipo tornillo para fijar filtros a la carcasa del ventilador, véase por ejemplo el documento EP-A-0 621 056. Estas conexiones de tipo rosca son de naturaleza de varias vueltas y no se prestan a un acoplamiento rápido de un filtro. Los sistemas de tornillo de múltiples vueltas son susceptibles también de cruzarse la rosca si no se tiene cuidado con su conexión. Los sistemas de conexión de acoplamiento rápido son particularmente adecuados para la implementación y configuración rápida de sistemas PAPR, especialmente en situaciones militares o de socorristas.

Los sistemas de conexión por acoplamiento rápido requieren una mínima rotación, si requiere algo, del componente de respiración usando roscas con mucho ángulo para conectar el cartucho del filtro a la carcasa del soplador. Además, la conexión de acoplamiento rápido bloquea de forma liberable el cartucho de filtro al soplador usando fiadores opuestos para formar un acoplamiento asentado entre la carcasa del soplador y el cartucho del filtro. Esto evita que el cartucho del filtro se desconecte accidentalmente de la carcasa del soplador.

Sistemas de conexión de PAPRs conocidos tampoco emplean elementos de detección de acoplamiento. La única indicación de acoplamiento apropiado del filtro a la carcasa es la resistencia al giro que puede ser malinterpretada si al filtro se le cruza la rosca. El sistema de detección de acoplamiento del presente invento proporciona un indicador definitivo de conexión, tanto en el momento de fijación como durante el uso del sistema. Los sistemas de detección de acoplamiento del invento son especialmente útiles en aplicaciones a prueba de fallos y cambios "rápidos", en los que acciones del motor del soplador o componentes humedecedores de flujo pueden ser accionados como una función del acoplamiento del componente.

El sistema de detección de acoplamiento del invento puede emplear contactos eléctricos, mecánicos u ópticos. Como parte de un circuito, un contacto eléctrico u óptico entre el componente de respiración y el cuerpo del PAPR está acoplado funcionalmente a una señal visual o audible para indicar un correcto acoplamiento asentado y obturado de los componentes. Este tipo de disposición también puede usarse, por ejemplo, para accionar humedecedores para invertir el flujo de aire a través de la carcasa del soplador provocando que el aire escape para permitir cambios "rápidos" del componente de respiración. Adicional u opcionalmente, un contacto mecánico puede proporcionar una indicación táctil o audible de contacto apropiado y también puede incorporar un desacoplamiento a prueba de fallos para evitar que el componente de respiración se invierta de su conexión.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención será explicada adicionalmente haciendo referencia a las figuras anexas, en las que estructuras similares son designadas por números similares en todas las diversas vistas.

La figura 1 es una vista esquemática y en perspectiva de un sistema Respirador Purificador de Aire Alimentado por Energía (PAPR - Powered Air Purifying Respirator).

La figura 2 es una vista en perspectiva de una realización preferida del conjunto de ventilador y filtro del PAPR.

La figura 3 es una vista superior de la realización preferida del conjunto de ventilador y filtro del PAPR.

La figura 4 es una vista delantera de la realización preferida del ventilador y carcasa del motor del PAPR.

La figura 5 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea 5-5 de la Fig. 4;

La figura 6 es una vista lateral de uno de los cartuchos de filtro de la realización preferida del PAPR.

La figura 7 es una vista del fondo del cartucho de filtro de la figura 6.

La figura 8 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea 8-8 de la Fig. 7;

Aunque las figuras de los dibujos antes identificadas exponen una realización preferida de la invención, también se contemplan otras realizaciones, como se indica en la discusión. En todos los casos, esta descripción presenta la presente invención a modo de representación y no de limitación. Debería entenderse que se pueden idear otras modificaciones y realizaciones por los especialistas en la técnica que quedarán dentro del alcance y espíritu de los principios de esta invención.

Descripción detallada

Los componentes principales de un sistema de Respirador Purificador de Aire Alimentado por Energía (PAPR) 10 se muestran en la figura 1. El PAPR 10 incluye un equipo 12 de cabeza de respiración y una unidad remota 13 de filtro y ventilador conectada, que da lugar a un aparato de respiración con presión positiva forzada por ventilador. El PAPR 10 está diseñado para ser llevado por una persona que trabaja en una atmósfera con contaminantes indeseados. El PAPR 10 filtra contaminantes indeseados de la atmósfera circundante, permitiendo así que una persona que lleva un PAPR 10 trabaje en la zona contaminada. El filtro usado con el PAPR 10 se llena de contaminantes con el tiempo y debe ser remplazado.

El presente invento se centra en el reemplazo de filtros proporcionando una conexión por acoplamiento rápido entre una carcasa principal y un cartucho de filtro sustituible del PAPR 10. La conexión por acoplamiento rápido puede ser usada también con otros componentes de respiración unidos a la carcasa del PAPR 10, tal como latiguillos de aire y adaptadores de suministro de aire presurizado. En una realización preferida, el presente invento incorpora también un sistema de detección de acoplamiento que avisa al usuario cuando la carcasa y cartucho de filtro (u otros componentes de respiración acoplados) están acoplados apropiadamente.

El PAPR 10, mostrado en la figura 1, incluye una carcasa 14 de soplador, un soplador 16, una fuente de alimentación 18, un tubo 20 de respiración, uno o más cartuchos de filtro reemplazables, envases u otras unidades 22 de filtro, una entrada 24 de fluido (aire) a la carcasa y una salida 26 de (aire) fluido del filtro. La carcasa 14 del soplador contiene el soplador 16, que es accionado por la fuente de alimentación 18. El soplador 16 es usado para crear una presión negativa en una cámara dentro de la carcasa 14, que arrastra aire a través del cartucho 22 del filtro. El aire es filtrado y entregado después a un usuario que lleva el equipo 12 de cabeza por medio del tubo 20 de respiración. La salida 26 de fluido del filtro (en el cartucho 22 del filtro) se une a la entrada 24 de fluido a la carcasa (en la carcasa 14 del soplador), lo que permite que el cartucho 22 del filtro sea reemplazado periódicamente.

Las figuras 2-8 muestran una realización preferida de componentes del PAPR 10. La figura 2 proporciona una vista en perspectiva del ventilador y unidad de filtro 13 del PAPR 10, mientras que las figuras 3 y 4 proporcionan vistas superior y frontal, respectivamente (en la figura 4, los cartuchos 22 de filtro están retirados para claridad de la ilustración). La figura 5 proporciona una vista en sección de la carcasa 14 del PAPR 10 tomada desde la línea 5-5 de la figura 4. La realización preferida del PAPR 10 mostrada en las figuras 2-5 incluye una carcasa 14 de soplador y un par de cartuchos 22 de filtro conectados a ella. El alojamiento 14 y cada cartucho 22 de filtro son conductos que están acoplados juntos para facilitar el flujo de fluido (en este caso, aire filtrado). Las figuras 2-4 muestran específicamente dos cartuchos 22 de filtro unidos a la carcasa 14 del soplador, sin embargo, el presente invento no está limitado al número de cartuchos 22 de filtro usados con la carcasa 14 de soplador. Un cartucho de filtro puede ser suficiente (véase, por ejemplo, la figura 1), o se pueden usar más de dos cartuchos 22 de filtro, según se desee para una aplicación particular de filtrado.

Además de la pluralidad de cartuchos 22 de filtro, mostrados en las figuras 2-3 y explicados con mayor detalle más adelante, la carcasa 14 del PAPR 10 incluye una conexión 32 de tubo de respiración, un indicador 34 de detección de acoplamiento y un interruptor 36 de energía (tal como, por ejemplo, un interruptor de botón pulsador rebajado. La conexión 32 de tubo de respiración es la conexión entre la carcasa 14 del PAPR 10 y el equipo 12 de cabeza de respiración. La conexión 32 del tubo de respiración puede incorporar también un sistema de acoplamiento rápido del presente invento, sin embargo, la realización preferida mostrada en las figuras 2-4 tiene el sistema de acoplamiento rápido solo entre los cartuchos 22 de filtro y la carcasa 14 de soplador.

El sistema de detección de acoplamiento del presente invento se explica con más detalle más adelante, pero su finalidad es proporcionar a una persona que lleva el PAPR 10 una indicación afirmativa de que los componentes del sistema de respiración están conectados apropiadamente. El interruptor 36 de energía permite al usuario encender y apagar el PAPR 10. Cuando el PAPR 10 está encendido, el interruptor de la fuente de alimentación 18, mostrado en la figura 1, está cerrado; así, el soplador 16 está alimentado.

La figura 4 muestra la carcasa 14 del PAPR 10 con los cartuchos 22 de filtro retirados, revelando así (para cada cartucho 22 de filtro) una superficie 23 de montaje de filtro, la entrada 24 de fluido a la carcasa (que tiene roscas 38 de entrada de fluido a la carcasa) y fiadores 40 (40a, 40b) de carcasa en él. Aunque la realización preferida de la carcasa 14 incorpora un par de fiadores 40 de carcasa en la superficie 23 de montaje de filtro, el presente invento puede incluir uno o más fiadores, y no está limitado al número de fiadores 40 de carcasa formadas en la carcasa 14 del soplador. En una realización preferida, como se muestra, los fiadores 40a y 40b están alineados radialmente en lados opuestos de cada entrada 24 de fluido a la carcasa en la carcasa 14.

La realización preferida del PAPR 10 contiene dos entradas 24 de fluido a la carcasa. Cada entrada 24 de fluido a la carcasa está situada en lados opuestos de la parte delantera de la carcasa 14 y está diseñada para acoplarse de forma obturada en uno de los cartuchos 22 de filtro. La entrada 24 de fluido a la carcasa sobresale axialmente en la carcasa 14 desde su superficie 23 respectiva de montaje de filtro, de tal manera que puede acomodar la salida 26 de fluido del filtro de su cartucho respectivo 22 de filtro. La entrada 24 de fluido a la carcasa tiene roscas 38 de entrada de fluido a la carcasa formadas en ella (véase la figura 5). Hay montada una junta deformable 39 en la entrada 24 de fluido a la carcasa en un extremo interno 39a de ella.

Preferiblemente, las roscas 38 de entrada de fluido a la carcasa son roscas hembra, definidas en la superficie interna de la entrada 24 de fluido a la carcasa y están diseñadas para emparejarse con roscas macho de las roscas 52 de la salida de fluido al filtro en los cartuchos 22 del filtro, como se muestra en las figuras 6-8 y como se describirá después. Cada una de las roscas 38 de entrada de fluido a la carcasa está con mucho ángulo y se extiende solo aproximadamente una vez alrededor de la circunferencia interna de la entrada 24 de fluido a la carcasa. Las roscas, por ejemplo, pueden tener una inclinación de 0,5588 mm (0,220 pulgadas), y pueden estar formadas como roscas de mayor nivel en la raíz.

Los fiadores 40 (40a, 40b) de la carcasa están separados radialmente del eje de la entrada 24 de fluido en la carcasa. Preferiblemente, cada fijador 40 de carcasa está formado con forma de un arco 41 que sobresale de la superficie 23 de montaje del filtro de la carcasa 14 (compárese las figuras 4 y 5). Los fiadores 40 de carcasa se alinean con los fiadores 50 de filtro en el cartucho 22 de filtro a lo largo de un eje de acoplamiento paralelo con el eje de rotación de los componentes relativos, como se muestra en las figuras 6-8 y como se describirá después, de tal manera que los fiadores 40 de carcasa se acoplan y bloquean de forma liberable los fiadores 50 de filtro cuando el cartucho 22 de filtro está montado de forma obturada en la carcasa 14.

Además de los componentes del PAPR 10 mostrados en las figuras 2-4 y descritos antes, los arneses 42 de correa se muestran en la figura 5. Los arneses 42 de correa permiten al usuario unir la carcasa 14 del PAPR 10 a una correa, deslizando una correa a través de una pista 42a de correa, definida en la parte trasera de la carcasa 14. La carcasa 14 también puede tener un compartimento 42b (véase la figura 5) para recibir y retener una batería 42c en ella (véase la figura 4).

Las figuras 6-8 muestran los detalles del cartucho 22 de filtro. Las figuras 6 y 7 muestran vistas lateral y de fondo del cartucho 22 de filtro, respectivamente, mientras que la figura 8 es una vista en sección del cartucho 22 de filtro tomada a lo largo de la línea 8-8 de la figura 7. Cada cartucho 22 de filtro tiene una carcasa 43 de filtro que tiene una superficie 44 de fondo, una superficie superior opuesta 45 y una pared lateral 46 generalmente cilíndrica que conecta las superficies de fondo y superior 44 y 45. Los medios 47 de filtro (mostrados con línea de trazos en la figura 8) están retenidos dentro de una cámara interna 48 definida por la carcasa 43 de filtro, con la cámara 48 en comunicación de fluidos con la salida 26 de fluido del filtro y con el exterior de la carcasa 43 de filtro por medio de una pluralidad de perforaciones 49 en la superficie superior 45. Como se ha anotado antes, el cartucho 22 de filtro de la realización mostrada en las figuras 6-8 incluye una pluralidad de fiadores 50 (50a, 50b) de filtro, en ella. Sin embargo, el presente invento puede incluir uno o más de dos fiadores 50 de filtro y no está limitado al número de fiadores 50 de filtro formados en los cartuchos 22 de filtro.

Como se muestra en la figura 7, la superficie 44 de fondo de la carcasa 43 del filtro es preferiblemente circular e incluye una salida 26 de fluido del filtro y fiadores 50 de filtro en ella. La salida 26 de fluido del filtro está situada en el centro de la superficie de fondo 44 de la carcasa 43 del filtro. La salida 26 de fluido del filtro sobresale axialmente desde la superficie de fondo 44, como se muestra en la figura 6.

Las roscas 52 de salida de fluido del filtro, como se muestra en las figuras 6 y 8, están situadas en la superficie exterior de la salida 26 de fluido del filtro. Las roscas 52 de salida de fluido del filtro son roscas macho y están formadas para emparejarse con las roscas hembra 38 de la entrada de fluido a la carcasa. Las roscas 52 de salida de fluido del filtro están muy inclinadas y se extienden por solo la mitad de la circunferencia de la salida 26 de fluido del filtro; así, se requiere menos de un solo giro (es decir, menos de una vuelta completa) del cartucho 22 de filtro para conectar de forma obturada el cartucho 22 de filtro a la carcasa 14 de soplador. Cuando se conectan así, un extremo externo 54 de la salida 26 de fluido del filtro se acopla imperativamente y deforma la junta 39 para efectuar una obturación hermética al aire entre los interiores del cartucho 22 de filtro y la carcasa 14.

Los fiadores 50 de filtro, mostrados en las figuras 6-8, están situados en la superficie de fondo 44 de la carcasa 43 de filtro y están separados radialmente de la salida 26 de fluido del filtro y sobresalen de la superficie de fondo 44. El fiador 50a de filtro se alinea con el fiador 40a de la carcasa, mostrado en la figura 4, de tal manera que cuando la salida 26 de fluido del filtro está conectada por rosca a la entrada 24 de fluido a la carcasa, el fiador 50a de filtro se acopla con el fiador 40a de carcasa y se asienta dentro de él. Los fiadores opuestos al fiador 50a de filtro y el fiador 40a de carcasa crean así un acoplamiento obturado macho/hembra que fija de forma obturada el cartucho 22 de filtro a la carcasa 14 del soplador. El fiador 50b de filtro y el fiador 40b de carcasa están configurados similarmente para formar una acoplamiento obturado entre el cartucho 22 de filtro y la carcasa 14 de soplador cuando el cartucho 22 y la carcasa 14 están acopladas juntas por rosca y de forma obturada.

Durante el uso normal del PAPR 10, la carcasa 14 de soplador y el cartucho 22 de filtro se chocan, se caen y pueden ser sometidos de otras formas a desacoplamiento accidental. Además, el cartucho 22 de filtro debe ser unido rápidamente a la carcasa 14 de soplador y proporcionar simultáneamente compresión a la junta 39 para crear integridad de obturación. Por tanto, la salida 26 de fluido de filtro se conecta a la entrada 24 de fluido a la carcasa usando una conexión de acoplamiento rápido.

La salida 26 de fluido del filtro, mostrada en la figura 6, se alinea axialmente con la entrada 24 de fluido a la carcasa, mostrada en la figura 4. Como se ha explicado antes, la entrada 24 de fluido a la carcasa y la salida 26 de fluido del filtro contienen roscas muy inclinadas que están diseñadas para una conexión rápida entre la carcasa 14 de soplador y el cartucho 22 de filtro. La salida 26 de fluido del filtro está acoplada completamente a la entrada 24 de fluido a la carcasa con menos de un solo giro del cartucho 22 de filtro con relación a la carcasa 14 del soplador (por ejemplo, por giro relativo de menos de 360º). Esta conexión rápida conecta de manera obturada el cartucho 22 de filtro a la carcasa 14 de soplador para el paso de aire filtrado entre ellas. La conexión por acoplamiento rápido entre la carcasa 14 del soplador y el cartucho 22 de filtro, descritos y mostrados en esta memoria, pueden ser usados similarmente para conectar otros componentes de respiración del PAPR 10, o de otros sistemas de respiración. Además, mientras que la realización descrita preferida muestra roscas "macho" en la salida 26 de fluido del filtro y roscas "hembra" en la entrada 24 de fluido a la carcasa, esa relación puede ser invertida.

Las roscas de acoplamiento rápido de la entrada 26 de fluido a la carcasa y la salida 24 de fluido del filtro son complementadas con una característica de bloqueo por encaje que sirve para múltiples finalidades. Una finalidad de la característica de bloqueo por encaje es proporcionar resistencia al desacoplamiento accidental del cartucho 22 de filtro de la carcasa 14 del soplador. Otra finalidad es identificar para el usuario que la obturación se ha realizado apropiadamente, asegurando así una instalación apropiada.

La característica de bloqueo por encaje incorpora fiadores 40 de carcasa, mostrados en la figura 4, y fiadores 50 de filtro, mostrados en las figuras 6-8. Los fiadores 50 de filtro y los fiadores 40 de carcasa comprenden un par de fiadores opuestos que están alineados axial, radial y circunferencialmente para el acoplamiento obturado. Los fiadores 50 de filtro comprenden elementos de fiador que están separados radialmente desde la salida 26 de fluido del filtro, y funcionan como elementos de fiador macho que sobresalen. Los fiadores 40 de carcasa comprenden elementos de fiador que están separados radialmente de la entrada 24 de fluido a la carcasa y funcionan como elementos de fiador receptores hembra, de tal manera que se alinean con fiadores 50 de filtro para hacer conexiones de acoplamiento obturado cuando la salida 26 de fluido del filtro y la entrada 24 de fluido a la carcasa están acoplados con rosca. La conexión de acoplamiento obturada forma un ajuste de interfaz que bloquea juntos de forma liberable la carcasa 14 de soplador y el cartucho 22 de filtro, para disminuir la posibilidad de que el cartucho 22 de filtro se desconecte accidentalmente de la carcasa 14 de soplador. Este tipo de conexión de acoplamiento obturado también puede usarse para unir juntos otros componentes accesorios del PAPR 10 u otros sistemas de respiración. Además, aunque la realización preferida descrita muestra un elemento de fiador "macho" en el cartucho 22 de filtro y un elemento de fiador "hembra" en la carcasa de soplador, esa relación puede ser invertida. Los términos "fiador" y "elemento fiador" tal y como se usan en esta memoria significan cualquier forma de característica estructural que coopera con una característica estructural emparejada opuesta para conseguir las funciones de interbloqueo de componentes y detección de posición descritas en esta memoria.

La característica de bloqueo por encaje de la conexión de acoplamiento rápido proporciona también al usuario una indicación de si la obturación entre el cartucho 22 de filtro y la carcasa 14 se ha hecho apropiadamente, asegurando así una instalación apropiada. El sistema de detección de acoplamiento usa un método mecánico, eléctrico u óptico de detectar cuando se ha hecho una conexión apropiada entre el cartucho 22 de filtro y la carcasa 14. Un mecanismo de control de audio, visual u otra señal se usa para mostrar al usuario cuando se ha realizado una conexión apropiada.

Un ejemplo de un sistema de detección mecánico son los clics audibles que se oyen cuando fiadores 50 de filtro se deslizan sobre fiadores 40 de carcasa y se fijan por salto elástico en su sitio. Tanto la carcasa 14 como el cartucho 22 de filtro están hechos de un material elástico tal como plástico. El material elástico se deforma ligeramente bajo fuerza; por tanto, el fiador 40 de carcasa y el fiador 50 de filtro se acoplan con ligera deformación de los fiadores y sus respectivas superficies de apoyo para permitir que el fiador 50 de filtro se deslice sobre el fiador 40 de carcasa. Después de la deformación, los fiadores 40 y 50 se fijan por salto elástico de nuevo en sus posiciones originales. Cuando el fiador 50 de filtro pasa por el fiador 40 de carcasa, hay un sonido de encaje audible (el fiador 50 de filtro se mueve en la dirección de la flecha 56 (figura 4) cuando el cartucho 22 de filtro está siendo montado sobre la carcasa 14). Se pueden oír uno o más clics, dependiendo del número de arcos 41 de fiador de carcasa formados en la superficie 23 de la carcasa 14. Por ejemplo, si la carcasa 14 contiene dos arcos 41a y 41b de fiador, como se muestra en la figura 4, entonces un usuario necesitaría oír dos clics para saber que el cartucho 22 de filtro y la carcasa 14 están acoplados apropiadamente.

Otro ejemplo de un sistema de detección mecánico es el clic táctil que se siente cuando un fiador 50 de filtro pasa sobre un fiador 40 de carcasa. Como se ha explicado antes, el material elástico se deforma ligeramente para permitir que el fiador 50 de filtro se deslice sobre el fiador 40 de carcasa. Cuando el fiador 40 de carcasa y el fiador 50 de filtro entran en acoplamiento inicial cuando el cartucho 22 de filtro está siendo montado en la carcasa 14, se siente por el usuario una ligera presión y resistencia. Cuando se supera esta resistencia, se siente una sensación "de golpe elástico" táctil, que indica que los componentes de fiador están interbloqueados. Igualmente, cuando los fiadores opuestos 40 y 50 están en acoplamiento asentado (y, por tanto, el cartucho 22 de filtro es bloqueado después de forma liberable en la carcasa 14), hay una resistencia al giro para separar el cartucho 22 de filtro de la carcasa 14. Se siente un "encaje elástico" si esa resistencia se supera colocando suficiente fuerza rotacional en el cartucho 22 de filtro para desmontar los fiadores opuestos 40 y 50 e iniciar el desacoplamiento roscado del cartucho 22 de filtro y la carcasa 14 de soplador.

El sistema de detección de acoplamiento puede usar también una señal eléctrica para indicar una conexión apropiada entre el cartucho 22 de filtro y la carcasa 14. El sistema eléctrico proporciona bien una indicación audible o visual al usuario y/o puede controlar el funcionamiento del soplador 16. La indicación audible o visual viene del indicador 34 de detección de acoplamiento, mostrado en las figuras 2-4. El indicador 34 de detección de acoplamiento puede proporcionar una señal audible (tal como un zumbido o tono) o una señal visual (tal como encender o apagar una luz). El sistema de detección de acoplamiento inventivo puede incorporar también una señal de control que hace funcionar el soplador 16 o activa humedecedores en la corriente de flujo de aire del PAPR 10.

Hay varias formas de determinar si el cartucho 22 de filtro está acoplado apropiadamente con la carcasa 14. Por ejemplo, la superficie 23 de carcasa puede contener un par de contactos eléctricos. Cuando el cartucho 22 de filtro y la carcasa 14 están desacoplados, los contactos no estarán conectados y crearán un circuito abierto o estado abierto. El estado abierto indicará que no se ha hecho una conexión apropiada. Una vez que los cartuchos 22 de filtro y la carcasa 14 están acoplados apropiadamente, los contactos del circuito estarán cerrados (por ejemplo, por un puente conductivo o conector situado en la superficie 44 de cartucho 22 de filtro). Por tanto, existirá un circuito cerrado para indicar una conexión apropiada. Alternativamente, los contactos pueden definir un circuito cerrado, que después es abierto tras el montaje asentado del cartucho 22 de filtro en la carcasa 14, o la conductividad del circuito puede ser alterada cuando los componentes están acoplados para definir una señal de control.

Tal señal de control puede activar el soplador 16 o activar humedecedores dentro de la corriente de flujo de aire del PAPR 10 para dirigir el fluido fuera de la entrada 24 de fluido a la carcasa, redirigir fluido dentro de la entrada 24 de fluido a la carcasa o invertir el flujo de fluido (aire) en la entrada 24 de fluido a la carcasa. Controlando el flujo de aire asociado con la entrada 24 de fluido a la carcasa se evita que contaminantes se acumulen dentro del sistema PAPR mientras que el cartucho 22 de filtro está asentado inapropiadamente en la carcasa 14 o mientras que el cartucho 22 de filtro está siendo reemplazado. También pueden ocurrir otras funciones de control basadas en el estado de la conexión entre el cartucho 22 de filtro y la carcasa 14. El sistema de detección de acoplamiento mejora la preparación y conocimiento del usuario para el funcionamiento en zonas contaminadas del sistema PAPR.

Como se ve con líneas de trazos en la figura 6, puede usarse una cubierta 55 de filtro en algunas aplicaciones (por ejemplo, en húmedas) para apantallar al menos parcialmente perforaciones 49 y evitar así contaminación prematura de los medios de filtro lo que acortaría la vida del filtro y disminuiría la efectividad del filtro. En ese caso, entraría aire en el cartucho 22 de filtro desde debajo de la cubierta 55 por medio de aberturas permitidas por la cubierta 55 a lo largo de la pared lateral 46 del cartucho 22 de filtro.

Si bien la presente invención ha sido descrita con referencia a realizaciones preferidas, los expertos en la materia reconocerán que se pueden efectuar cambios de forma y detalle sin desviarse de la invención, como se define en las reivindicaciones. Por ejemplo, el acoplamiento inventivo puede ser usado para conectar una línea de aire amarrada a componentes de respiración que lleva el operador en un sistema no PAPR. Esto sería beneficioso para reducir el par aplicado en dicha línea durante su acoplamiento y desacoplamiento ya que se minimiza el giro relativo de los componentes acoplados.

Claims (11)

1. Un método para conectar un primer componente sobre un segundo componente para transferir fluido entre ellos en un sistema de respirador purificador de aire alimentado con energía (PAPR), comprendiendo el método

alinear axialmente una salida de fluido en el primer componente con una entrada de fluido en el segundo componente;

acoplar una sección roscada en la salida de fluido y la sección roscada de la entrada de fluido con menos de una vuelta completa del primer componente con relación al segundo componente para conectar de forma obturada la salida de fluido y la entrada de fluido en comunicación de fluidos; y

bloquear de forma liberable el primer componente al segundo componente por acoplamiento asentado, cuando la salida de fluido y la entrada de fluido están conectadas de forma obturada, de un par de elementos fiadores opuestos en el primer componente y el segundo componente.

2. El método de la reivindicación 1, en el que el primer componente es un cartucho de filtro y el segundo componente es una carcasa en un sistema respirador purificador de aire alimentado con energía (PAPR).

3. El método de la reivindicación 2, en el que la operación de bloqueo comprende además:

bloquear de forma liberable el cartucho de filtro en la carcasa por acoplamiento asentado, cuando la salida de fluido y la entrada de fluido están conectados de forma obturada, de una pluralidad de pares de elementos de fiador opuestos en el cartucho de filtro y la carcasa.

4. El método de la reivindicación 3, en el que se proporciona una señal audible a un usuario cuando elementos opuestos de fiador están acoplados por asentamiento, y/o en la que se proporciona una indicación táctil a un usuario cuando los elementos opuestos de fiador están en acoplamiento asentado, y/o en el que se proporciona un indicador que es detectable visualmente por un usuario cuando los elementos opuestos de fiador están en acoplamiento asentado, y/o la conductividad de un circuito eléctricamente conductivo es alterada cuando elementos opuestos de fiador están en acoplamiento asentado.

5. El método según la reivindicación 2, que comprende además:

dirigir fluido fuera de la entrada de fluido en la carcasa hasta que los elementos opuestos de fiador están en acoplamiento asentado o redirigir el flujo de fluido en la carcasa cuando los elementos opuestos de fiador están situados en acoplamiento asentado.

6. El método de la reivindicación 1, en el que la etapa de acoplamiento comprende:

proporcionar secciones de rosca emparejadas y con gran inclinación en la salida de fluido y la entrada de fluido.

7. Un cartucho de filtro para un sistema respirador purificador de aire alimentado con energía (PAPR) en el que el cartucho de filtro está montado de forma desmontable en una carcasa, comprendiendo el cartucho de filtro:

un envase de cartucho que tiene una cámara de medios de filtro en él, una entrada de fluido en comunicación con la cámara de medios de filtro y una salida de fluido en comunicación con la cámara de medios de filtro;

una sección roscada asociada con la salida de fluido en el envase del cartucho, llevando la sección roscada unas roscas adaptadas para emparejarse con una parte roscada en la carcasa de manera que, con menos de un giro de la sección roscada con relación a la parte roscada, la salida de fluido del envase de cartucho es fijado de forma obturada en la carcasa; y

un primer elemento de fiador en el envase de cartucho, separado radialmente de la sección roscada y que se extiende axialmente a lo largo de ella, con el primer elemento de fiador alineado para ajustarse en acoplamiento asentado con un segundo elemento opuesto de fiador cuando la salida de fluido del envase de cartucho es fijado de forma obturada a la carcasa.

8. El cartucho de filtro de la reivindicación 7, en el que la sección roscada tiene roscas con gran inclinación en ella.

9. El cartucho de filtro de la reivindicación 7, que comprende además:

medios para detectar cuando el primer elemento fiador del envase de cartucho están en acoplamiento asentado con el segundo elemento fiador de la carcasa.

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10. El cartucho de filtro de la reivindicación 7, que comprende además:

un indicador detectable por un usuario que es activado cuando el primer elemento fiador del envase de cartucho está en acoplamiento asentado con el segundo elemento fiador de la carcasa.

11. El cartucho de filtro de la reivindicación 7, en el que el envase de cartucho tiene una parte que se extiende radialmente que lleva el primer elemento fiador en él, la parte que se extiende radialmente siendo circular y que rodea la salida de fluido y su sección roscada asociada, y que comprende además:

otro primer elemento fiador en la parte que se extiende radialmente, alineada en un lado opuesto de la salida de fluido con relación al primer elemento fiador inicial y alineada para ajustarse en acoplamiento asentado con otro segundo elemento fiador opuesto en la carcasa cuando la salida de fluido del envase de cartucho está fijado de forma obturada en la carcasa.