FI89332B - Andningsapparat - Google Patents

Description

3 9 332

HENGITYSLAITE - ANDNINGSAPPARAT

Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-5 osan mukainen hengityslaite.

Tämän kaltaiset hengityslaitteet tunnetaan koneellisina respi-raattoreina tai koneavusteisina respiraattoreina, joissa moottorikäyttöinen puhallin aikaansaa suodatetun ilman pakotetun 10 virtauksen käyttäjän kasvoihin puhtaan, hengityskelpoisen ilman riittävän saannin varmistamiseksi (normaalitoiminnassa) käytettäessä sitä saastuneessa ympäristössä.

Tärkein etu käyttäjälle automaattisesta respiraattorista ver-15 rattuna konventionaaliseen ei-koneelliseen respiraattoriin, jossa suodatin (suodattimet) on kiinnitetty suoraan kasvokap-paleen sisääntuloon, on se, että käyttäjän keuhkot vapautuvat rasituksesta, joka muutoin aiheutuu sisäänhengityksestä suodattimen (suodattimien) vastusta vastaan. Erityisesti tämä pä-20 tee aktiivihiilen ja sen tapaisten kemikaalisten suodattimien tapauksessa, jotka poistavat saastekaasut ja/tai -höyryt ilmasta, ja joiden hengitysvastus on yleensä selvästi suurempi kuin pöly- ja muiden hiukkassuodattimien.

25 Useimmat koneelliset respiraattorit on järjestetty tuottamaan jatkuva vakioilmavirtaus käyttäjälle riippumatta hänen todellisesta hengitystarpeesta jollain tietyllä hetkellä. Tämä on kuitenkin tuhlausta ja johtaa suodattimen (suodattimien) - ja mahdollisesti myös patterien, joista puhallin saa virtansa -10 ennenaikaiseen loppuunkulumiseen, koska vain sisäänhengitys-vaiheen aikana todella tarvitaan suodatettua ilmaa. Tämä rajoitetun suodatiän ongelma on jälleen erityisen akuutti kaasuja höyrysuodattimien tapauksessa, vaikka päteekin myös hiukkasia poistaviin suodattimiin.

35 Tämän ongelman pienentämiseksi ja suodattimen (suodattimien) käyttöiän pidentämiseksi koneellisessa respiraattorissa on ehdotettu, että kontrolloidaan puhaltimen moottorin toimintaa 2 89332 laitteen jossain kohdassa tarkkailtavan paineparametrin mukaan, niin että moottori on pois toiminnasta käyttäjän uloshengityksen aikana. Ilmaa ei siten vedetä suodattimen (suodattimien) läpi näiden jaksojen aikana ja suodattimien 5 (sekä moottorin paristojen) kapasiteetti ei tarpeettomasti kulu loppuun. Esimerkiksi GB-patenttijulkaisussa 2032284 on järjestetty anturi valvomaan painetta respiraattorin kasvo-kappaleessa, joka anturi kytkee moottorin pois toiminnasta kun paine nousee tietyn rajan yli käyttäjän uloshengityksen johdosta. GB-patenttijulkaisussa 2141348 anturi valvoo painetta tietyssä pisteessä suodattimen (suodattimien) ja puhaltimen välissä (ensin mainittu sijaitsee ennen jälkimmäistä) ja katkaisee moottorin toiminnan jälleen kun paine nousee yli tietyn rajan käyttäjän uloshengityksen johdosta (ja sen seurauksena kasvokappaleessa tapahtuvan sisäänhengitysventtiilin sulkeutumisen johdosta).

Näissä tunnetuissa järjestelmissä painetta, jonka perusteella moottoria ohjataan, valvotaan erillisenä ympäröivään ilmanpaineeseen nähden. Paineanturit käsittävät siten ohuen joustavan kalvon, joka on vastakkaisilla puolillaan yhteydessä respiraattorin sisätilaan valitussa kohdassa ja vastaavasti ulkoym-päristöön - eli saastuneeseen ympäristöön, jolta respiraattorin on tarkoitus suojata. On kuitenkin havaittu, että tietyt kemialliset saasteet, joita vastaan voidaan joutua suojautumaan, voivat tunkeutua tai muutoin helposti hajaantua materiaalien läpi, joista tällaiset paineanturikalvot konventionaa-lisesti tehdään, mikä aiheuttaa potentiaalisen vaaran käyttäjälle. Voidaan myös mainita, että nämä tunnetut kontrollijär- ) jestelmät ovat olennaisesti kokonaan toiminnassa tai kokonaan pois toiminnasta eli ovat kaksitoimijärjestelmiä eivätkä siten kykene kunnolla sovittamaan suodatetun ilman syöttöä käyttäjän muuttuviin hengitysvaatimuksiin.

s Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa nämä tunnetussa tekniikassa esiintyvät epäkohdat ja yhtäältä liittyy hengi-tyslaitteeseen, joka käsittää moottorikäyttöisen puhaltimen; suodatinelimen , joka on liitetty puhaltimeen yhden tai useam- 3 L' 9 3 3 2 man ei-toivotun komponentin poistamiseksi ilmasta, jota imetään laitteseen puhaltimen toiminnan avulla ulkoympäristöstä; kasvokappaleen tai muun hengitysjakopintaelimen, joka on liitetty vastaanottamaan tällaista suodatettua ilmaa; paine-ero-5 anturin, joka käsittää kalvon tai muun taipuisan paineeseen herkästi reagoivan osan (esim. palkeet), joka on liitetty laitteseen siten, että sen vastakkaisiin puoliin kohdistuu paine yhtäältä laitteen sisällä ainakin puhallinvaiheen jälkeen ja toisaalta ennen ainakin mainittua puhallinvaihetta tai 10 ympäristönilmanpainetta, jolloin paineherkän osan tuhoutuessa tai ei-toivotun komponentin läpäistessä sen paineanturin liitos ei tarjoa kulkuväylää ulkoympäristöstä hengitysjakopinta-elimeen, johon ei myöskään kuulu mainittua suodatinelintä; ja laitteen puhaltimen moottorin toiminnan kontrolloimiseksi an-15 turin perusteella puhaltimen läpäisyn vähentämiseksi vastauksena anturin havaitsemaan paine-eron kasvuun ja puhaltimen läpäisyn lisäämiseksi vastauksena mainitun paine-eron pienemi-seen. Täsmällisemmin määriteltynä keksinnölle on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivatimusten tunnusmerkkiosissa.

20

Seuraavassa tarkastellaan kahta erityistä järjestelyä. Ensimmäisessä suodatinelin on liitetty ennen puhallinta ja paineherkkä osa on liitetty niin että se on vastakkaisilta puoliltaan alttiina paineelle laitteen sisällä ainakin pu-25 haltimen mainitun vaiheen jälkeen ja paineelle laitteen sisällä suodatinelimen jälkeen, mutta ennen ainakin puhaltimen mainittua vaihetta. Niinpä paineanturin paineherkän osan molemmat puolet ovat alttiina ilmalle, joka on jo kulkenut suodattimen kautta, eikä kumpikaan puoli ole alttiina ulkoiselle, 30 saastuneelle ilmalle. Näin on eliminoitu ilmassa olevien saasteiden syöpymisen tai diffuusion mahdollisuus tämän elimen läpi.

Joissain olosuhteissa on kuitenkin edullista järjestää ko-35 neavusteinen respiraattori siten, että suodatin on liitetty suoraan kasvokappaleen tai muun hengitysjakopintaelimen sisääntuloon ja puhallin on järjestetty ennen suodatinta, eli siten, että se toimii "työntö"-moodi11a suodattimeen nähden 4 9 3 32 toisin kuin edellä esitetyllä "veto"-moodilla. Eräät käyttäjät esimerkiksi pitävät tätä järjestelyä parempana suodattimen ja kasvokappaleen välissä tarvittavien tiivistysliitosten määrän minimoimiseksi, tai niin että kasvokappale voidaan valmistaa 5 suodatin asennettuna ja puhallinyksikkö liitetään sen jälkeen.

Keksinnön toisessa edullisessa sovellutusmuodossa suodatin-elimet on kytketty puhaltimen jälkeen ja paineherkkä osa on liitetty siten, että siihen kohdistuu vastakkaisilla puolilla paine laitteen sisällä ainakin puhaltimen yhden vaiheen jälkeen mutta ennen suodatinelintä ja paine laitteen sisällä ennen ainakin puhaltimen yhtä vaihetta tai ympäröivää ilmaa. Tällä tavalla, vaikka kalvo tai paineanturin muu paineherkkä osa saattaa olla alttiina saastuneelle ilmalle, koska anturi ; on kytketty ennen suodatinelintä, kaikki saaste, joka saattaa diffunoitua tämän osan läpi, poistetaan ilmavirrasta ennen kuin se joutuu käyttäjälle. Äärimmäisessä, joskin epätodennäköisessä tapauksessa, jossa paineherkkä osa tuhoutuu erityisen aggressiivisessa ilmastossa, voidaan anturi järjestää siten, että se sallii puhallinmoottorin jatkuvan toiminnan.

Kummassakin järjestelyssä havaittu paine-ero on normaalisti se, joka vallitsee puhaltimen ulosmenon ja sisääntulon välissä, koska se on maksimaalinen havaittavissa oleva ero pu-hallinjärjestelmässä, (tai puhaltimen ulosmenon ja ympäristön ilman välillä toisessa järjestelyssä). Kuitenkin joissakin so-vellutusmuodoissa, joissa ei ole tarpeen toimia maksimierolla, voidaan valita myös muita pisteitä puhaltimen sisällä.

·.) Eräässä edullisessa sovellutusmuodossa paineanturi on järjestetty aikaansaamaan vaihteleva tulostus paine-eroskaalan yli, johon verrannollisesti puhaltimen suoritustehon säätö tapahtuu. Tässä tapauksessa anturi voi käsittää infrapunavalon tai muun sähkömagneettisen säteilyn lähettimen ja vas-15 taanottimen, jotka on asennettu paineherkkään osaan nähden siten, että vastaanottimen lähettimeltä vastaanottama sätei-lytaso riippuu tämän osan omaksumasta taipuma-asennosta, jolloin vastaanottimen tulostus antaa paine-eromuutossignaaleja.

5 89332

Havaittu paine-ero on itse riippuvainen käyttäjän hengitys-tavasta ja tapa, jolla tätä voidaan käyttää puhaltimwen toiminnan vaihtelemiseksi käyttäjän hengitystarpeen mukaan on 5 helpompi ymmärtää seuraavasta selityksen erityisestä osasta, jossa keksinnön edullisia sovellutusmuotoja on selitetty viittaamalla oheisiin kaaviomaisiin kuviin, joissa:

Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti keksinnön erään sovellutus-10 muodon mukaista hengityslaitetta;

Kuvio 2 esittää leikkausta kuvion 1 mukaisessa laitteessa käytettävän paine-eroanturin eräästä edullisesta sovellutus-muodosta; 15

Kuvio 3 esittää diagrammia laitteen puhallinmoottorin sähköisestä säätöpiiristä;

Kuvio 4 esittää kaaviomaisesti keksinnön erään toisen sovel-20 lutusmuodon mukaista hengityslaitetta.

Kuviossa 1 keksinnön mukaisen respiraattorin kaaviomaisesti esitetyssä sovellutusmuodossa on kasvokappale 1, joka käsittää kokonaisen kasvosuojan, joka peittää käyttäjän silmät, nenän 25 ja suun ja joka pysyy paikallaan kiinnityselimillä (ei esitetty), jotka ulottuvat käyttäjän pään ympäri ja tiivistetään käyttäjän päähän. Tämä kasvokappale on kaksoissuoja-tyyppiä, jossa on visiirimäinen ulkosuoja 2, jossa on ilman sisääntulo 3, joka on varustettu yksitiesisääntuloventtiilillä 3 0 4, ja sisäsuoja, joka peittää vain nenän ja suun, joka on yh teydessä ulkosuojan sisällä olevaan tilaan yhden tai useamman yksitieventtiilin 6 avulla. Sisäsuojassa 5 on ulosmeno 7 ympäristöön, joka ulosmeno on varustettu yksitieulos-hengitysventtiilillä 8.

35

Kasvokappaleen sisääntuloon 3 on liitetty puhallinyksikön 10 ulosmeno 9. Yksikkö 10 käsittää kotelon 11, jonka sisällä on keskipako- tai aksiaali- (kuten kuvioissa) puhallin 12, jota 6 ΐ; 9 3 32 käytetään tasavirtasähkömoottorilla 13, joka saa voimansa paristoista 14. Tässä yksikössä on myös sisääntulo 15, johon on liitetty vaihdettava suodatin 16, joka on valittu sitä tilannetta varten, jossarespiraattori on tarkoitettu käytettäväksi > millä tahansa erityisellä hetkellä. Käytännössä sisääntulo 15 voi olla jaettu kahteen haaraan tai muulla tavalla moninkertaistettu kahden tai useamman suodattimen 16 rinnakkain liittämistä varten.

Moottorin 13 toimiessa puhallin 12 vetää saastunutta ilmaa sisäänpäin ulkoilmasta suodattimen (suodattimien) 16 läpi, jolloin epäpuhtaudet poistuvat, ja toimittaa suodatetun ilman kasvokappaleen sisääntuloon 3, josta se kulkee sisäsuojaan 5 käyttäjän hengitystarpeen tyydyttämiseksi, sen jälkeen uloshengitys ja kaikki muu ylimääräinen ilma poistuu venttiilin 7 kautta. Tähän mennessä kuvattu respiraattori on aivan konventionaalinen. Keksinnön mukainen respiraattori on kuitenkin lisäksi varustettu elimellä moottorin 13 toiminnan kontrolloimiseksi suodattimen (suodattimien) 16 tarpeettoman kuormittamisen minimoimiseksi, kuten seuraavassa selitetään.

Puhallinyksikön 10 yli sen sisääntulosta 15 ulosmenoon 9 on järjestetty paine-eroanturi 17. Eräässä edullisessa sovellu-tusmuodossa tämä anturi on kuvion 2 mukainen, josta havaitaan anturin käsittävän kaksi valumuovista kotelo-osaa 18 ja 19, jotka reunojensa ympäri ovat yhteydessä toisiinsa ja puristavat väliinsä ohuen elastomeerisen kalvon 20 ulkokehän. Kalvo erottaa siten kotelon sisälle kaksi kammiota 21 ja 22, joissa kummassakin on sisääntulo 23, 24 vastaavaan paineläh- j teeseen liittämistä varten; (vaikka havainnollisista syistä anturi on esitetty fyysisesti erillisenä puhallinyksiköstä 10, käytännössä se kuitenkin on edullisesti samaa kappaletta pu-hallinrungon kanssa, jolloin sisääntulot on tehty suoraan haluttuihin kohtiin). Kalvo on tässä tapauksessa leikkauksessa !5 "silinterimäinen", eli siinä on keskellä ympyrämäinen kiekko-osa 25, joka on ulkokehästään yhdistetty katkaistun kartion muotoiseen osaan 26 ja rengasmaiseen poimuun 27, joka aikaansaa kalvon toiminnallisen taipuisuuden. Vastauksena kammioiden 7 ^9332 21 ja 22 välisiin muuttuviin paine-eroihin kalvon keskiosa 25 liikkuu ylös ja alas (kuviota 2 katsottaessa) mutta pysyy olennaisesti kohtisuorassa akseliinsa nähden poimuosan 27 taipuessa .

5

Kotelo-osaan 18 on asennettu toisiaan kohti kammion 21 poikki suunnattu infrapunavaloa lähettävä diodi (LED) 28 ja valotran-sistorivastaanotin 29. Toiminnassa LED 28 lähettää suhteellisen leveän infrapunasädekimpun valotransistoria 29 kohti, koh-10 tisuorassa kalvon 20 liikesuuntaan nähden, ja viimeksimainitun suhteellisen asento todetaan tarkkailemalla LEDristä valotran-sistorilla vastaanotettua valoenergiaa.

Kalvon 20 keskiosan korkeus kotelon sisällä millä tahansa het-15 kellä riippuu siitä määrästä, jolla kammion 22 sisällä oleva paine ylittää kammion 21 sisällä olevan paineen. Kun kalvo liikkuu ylös- ja alaspäin se absorboi enemmän tai vähemmän infrapunasädekimpun, joka kulkee LED:in 28 ja valo-transistorin 29 välillä. Valotransistorin vastaanottama valoenergia - ja 20 siten sen sähkövastus - vaihtelee riippuen kammioiden 21 ja 22 välisestä paine-erosta ja tämä vaihteleva vastus voidaan havaita sopivalla piirillä moottorisäätöyksikön (merkitty kaa-viomaisesti viitenumerolla 30 kuviossa 1) sisällä puhallin-moottorin 13 toiminnan kontrolloimiseksi. Eräs kontrolliyksi-25 kön sopiva toteutus on esitetty kuviossa 3, jossa valotransis-tori 29 vaikuttaa tehokkaasti muuttuvana vastuksena, joka muodostaa jännitteen jakajan vastuksen R2 kanssa ja siten suurentaa ja pienentää hila-jännitettä, joka syötetään MOSFETriin 31 kun valotransistorin 29 vastaanottama valoenergia suurenee ja 30 pienenee. Vaihteleva hilajännite MOSFET:ssa vaihtelee moottoriin 13 syötettävää jännitettä ja siten moottorin läpi kulkevaa virtaa. Esitetty vastus Rl on virtaa rajoittava vastus LED:iä 28 varten ja esitetty diodi D2 muodostaa paluuradan palaavalle sähkömotoriselle voimalle, jonka moottori 13 aikaan-35 saa kun jännite moottorin poikki nopeasti pienenee, suojaten näin MOSFET:iä 31 mahdollisesti vahingollisilta paluujännit-teiltä.

8 89332

Anturin 17 kytkentä respiraattorijärjestelmään on sellainen, että sen kammioon 22 kohdistuu ilmanpaine puhallinyksikön 10 ulosmenossa 9 ja sen kammioon 21 ilmanpaine puhallinyksikön sisäänmenossa 15. Kalvo 20 tässä järjestelyssä on sen vuoksi 5 eristetty molemmilla puolilla ulkoiselta saastuneelta ilmalta siten, että siihen vaikuttaa vain ilma, joka on jo kulkenut suodattimen (suodattimien) 16 kautta. Vaikka kalvo olisi ilmaa läpäisevä tai muuten ei tarjoaisi tehokasta tiivistystä kahden kammion 21 ja 22 välille, sen kytkentä ei mahdollista suodat-tamattoman ilman pääsyä kasvokappaleeseen 1.

Kalvo 20 on asennettu anturiin siten, että rasittamattomassa tilassa, jossa kummassakin kammiossa 21 ja 22 on yhtä suuret paineet, se on lähellä liikeratansa alapäätä (kuviota 2 katsottaessa) , lähettimeltä 28 vastaanottimelle 29 kulkevan valo-kimpun tavoittamattomissa. Niinpä kun moottoriin ensin kytketään virta sulkemalla pää-on/off-kytkin 32, siihen syötetään aluksi täysi teho paristoista 14 anturivastaanottimen 29 mak-simivalonsaantitilaa vastaavasti. Moottori vastaavasti välit-) tömästi kiihdyttää puhaltimen 12, joka synnyttää paine-eron puhallinyksikön sisääntulon 15 ja ulosmenon 9 välille, jonka paine-eron suuruusluokka riippuu suodattimen (suodattimien) 16 vastuksesta virtausasteella, joka riippuu suodattimen (suodattimien) ja suojan venttiilijärjestelmän vastuksesta.

) Tämä paine-ero syötetään anturin 17 kalvon 20 yli ja kalvo vastaavasti taipuu absorboiden valokimpun, joka kulkee lähettimen 28 ja vastaanottimen 29 välillä, määrällä, joka riippuu paine-erosta. Vastaanottimen 29 vastaanottaman valoenergian väheneminen saa moottorin kontrolliyksikön 30 vastaavasti ) alentamaan virtaa moottoriin 13, mikä hidastaa puhallinta 12 ja pienentää havaittua paine-eroa. Kalvon 20 sallitaan siten levätä osittain, mikä suurentaa valon vastaanottoa vastaanot-timessa 29 ja suurentaa puhaltimen 12 nopeutta ja siten sen paine-eroa jne. Käytännössä, jätettäessä hetkeksi huomiotta 5 käyttäjän hengitystavan vaikutukset, kalvo 20 tulee hyvin nopeasti tasapainoasemaan, jossa sen valokimpun absorptioaste anturissa on tasapainossa resultanttipuhallinpaine-eron kanssa.

5 59332

Toisin sanoen kun määräävä hengitysmalli puuttuu, kontrollijärjestelmä säätää puhallinnopeutta olennaisesti vakiopaine-eron puhallinyksikön yli ja vastaavasti suodatetun ilman olen-5 naisesti vakiovirtauksen järjestelmän läpi. Käytännössä anturin toimivat parametrit ja siihen kuuluva sähköinen säätöpiiri valitaan siten, että virtaus asettuu vaatimattomalle tasolle, esimerkiksi 20 1/min, mikä on juuri riittävä tavallisen käyttäjän hengitystarpeen tyydyttämiseksi levossa, pitää hänen 10 kasvonsa viileänä ja visiirin puhtaana ja varmistaa käyttäjälle, että järjestelmä toimii, kuitenkin ilman, että suodatettua ilmaa olennaisesti tuhlataan (verrattuna esimerkiksi tyypilliseen konventionaaliseen koneelliseen vakiovirtausres-piraattoriin, joka toimittaa jatkuvasti suodatettua ilmaa sel-15 laisella virtausesteellä, esim. 160 1/min, että se riittää hengityshuipunkin tyydyttämiseen). Säädetyllä minimitoiminta-tasolla on myös se etu, että vältetään suuri virrankulutus, joka tapahtuisi käynnistettäessä moottori lepoasennosta kunkin sisäänhengityksen alussa, mikäli järjestelmä olisi järjestetty 20 kytkeytymään pois päältä silloin kun sisäänhengitystarvetta ei ole.

Respiraattorin normaaleissa toimintatilanteissa käyttäjän si-säänhengitystarve on yleensä huomattavasti suurempi kuin sää-25 detty minimivirtaus, josta edellä puhuttiin ja, kuten hyvin tiedetään, sen suuruusluokka millä tahansa hetkellä riippuu monista tekijöistä, kuten keuhkokapasiteetista, kunnosta, työ-tehosta jne. Normaali sisäänhengitys aiheuttaa siten paineen alenemisen suojan sisääntulossa 3 ja puhaltimen ulosmenossa 9 30 määrällä, joka riippuu tarpeesta ja josta on seurauksena paine-eron aleneminen puhallinyksikön yli. Anturikalvo 20 vastaa siten pienentämällä lähettimen 28 ja vastaanottimen 29 välissä kulkevan valokimpun absorptiotaan määrällä, joka riippuu havaitusta puhaltimen paine-erosta, ja rajakohdassa liikkuu 35 kokonaan pois kimpusta. Joka tapauksessa seurauksena olevaan vastaanottimen 29 vastaanottaman valomäärän kasvuun liittyy vastaava puhaltimen suoritustehon kasvu hengitystarpeen tyydyttämiseksi. Sisäänhengityksen lopussa ja uloshengityksen ai- ίο 3 9 332 kana paine-ero puhaltimen yli kasvaa jälleen ja palauttaa an-turikalvon 20 edellä mainittuun säädettyyn minimivirtaustilaan (tai mahdolliset! tilapäisesti hieman ylikin).

5 Tällä tavalla kalvo 20 säätää jatkuvasti asemaansa järjestelmän toiminnan aikana puhallinyksikön suoritustehon säätämiseksi hengitystarpeen mukaan, mitä edustaa paine-ero puhaltimen yli, aiemmin mainitun alarajan ja moottorin 13 täyden tehon (joka voi tai ei voi tapahtua tietyllä sisään-) hengityksellä) sisäänhengityksen mahdollistaman maksimivir-tauksen välillä.

Esitetyllä säätöjärjestelmällä huolehditaan myös kahdesta muusta vuorovaikutuksesta järjestelmän sisällä, nimittäin suo-j dattimen (suodattimien) 16 suurentuneesta vastuksesta sisään jääneiden epäpuhtauksien aiheuttaman tukkeutuneisuuden vuoksi ja paristojen loppuessa pienetyneestä syöttöjännitteestä .

o Kun suodatin (suodattimet) 16 alkaa tukkeutua, niiden vastus kasvaa ja ilmavirta järjestelmän läpi tietyllä puhallinno-peudella vastaavasti vähenee. Pienillä virtauksilla, kuten säädetyllä minimivirtauksella 20 1/min, joka säätöjärjestelmä on sovitettu tuottamaan, kasvaneen suodatinvazstuksen vaikutus u on vähäinen ja anturikalvon 20 vastaava tasapaino-asema vaih-telee vain marginaalisesti siitä mikä valloitsee käyttämättömissä suodattimissa. Tämän kasvaneen vastuksen vaikutus sisäänhengityksen aikana on kuitenkin, että käyttäjä aikaansaa vielä alempia paineita puhaltimen ulosmenoon 9, johon anturi ’0 17 vastaavasti reagoi saaden säätöyksikön 30 toimittamaan enemmän virtaa moottorille 13, ja siten kompensoimaan pienentynyt virtausaste käytettävissä olevaan maksimitehoon saakka.

Kun paristojen jännite alkaa laskea, myös käytettävissä oleva 35 virta moottorille 13 anturikalvon 20 tietyssä asennossa vähenee, mistä on seurauksena paine-eron pieneminen puhallinyksikön yli. Kalvon tasapainoasema säätyy siten automaattisesti (kuviota 2 katsottaessa alaspäin) puhaltimen paine-eron mukaan H 39332 moottorille tulevan virran pitämiseksi tasolla, joka on riittävä aikaansaamaan säädetyn minimivirtaustilan, ja edustaa kalvon raja-asentoa, josta se lähtee liikkeelle käyttäjän si-säänhengityksen mukaan. Tietenkin jos toiminta jatkuu 5 huononevilla paristoilla, tullaan ääripisteeseen, jossa kalvon tasapainoasemaa on siirtynyt kokonaan irti valokipmusta anturissa 17, mikä tarkoittaa, että paristoissa 14 ei enää ole riittävästi tehoa jäljellä edes 20 1/min virtauksen ylläpitämiseksi.

10

Kuviossa 4 on esitetty respiraattori, joka käsittää saman kas-vokappaleen 1, puhallinyksikön 10, soudattimen 16 ja paine-eroanturin 17 kuin edellä kuvioon 1 viitaten esitettiin, mutta jossa suodatin 16 on liitetty suoraan kasvokappaleen sisääntu-15 loon 3 ja puhallinyksikkö 10 on liitetty ennen suodatinta 16, jolloin se työntää ilmaa suodattimen läpi puhaltimen korkeapa inepuolelta eikä vedä ilmaa suodattimen läpi alipainepuo-lelta. Paineanturi 17 puhallinmoottorin 13 toiminnan säätämiseksi on jälleen järjestetty puhallinyksikön sisääntulon 15 ja 20 ulosmenon 9 välille. Tässä järjestelyssä absoluuttiset paineet puhaltimen sisääntulossa ja ulosmenossa puhaltimen tietyllä suoritusteholla eroavat kuvion 1 mukaisen järjestelyn vastaavista arvoista, koska suodattimen 16 virtausvastus on nyt puhaltimen jälkeen eikä ennen puhallinta (moleemat ovat suurem-25 pia). Kuitenkin paine-ero puhaltimen yli tässä järjestelyssä on samanlainen kuin kuviossa 1 ja tähän eroon vaikuttaa käyttäjän hengitys samalla tavalla. Anturin 17 toiminta moottorin 13 kontrolloimiseksi käyttäjän hengitystarpeen mukaan ja aikaansaataessa kuvion 4 mukaisessa järjestelyssä tasapainovor-30 taustilanne on siten ekvivalentti kuvion 1 vastaavaan nähden, joten tarkempaa selitystä ei tässä yhteydessä toisteta. Lisäksi, koska kuvion 4 järjestelyssä paine puhaltimen sisääntulossa 15 eroaa vain hieman ympäröivästä ilmanpaineesta koko hengityssyklin aikana, eräässä modifioidussa sovellutusmuo-35 dossa voidaan tyydyttävä toiminta aikaansaada järjestämällä yksinkertaisesti anturin 17 kammio auki ympäröivään ilmaan.

12 89332

On huomattava, että kuviossa 4 anturin 17 kalvo 20 on itse alttiina saastuneelle ilmalle. Kaikkii epäpuhtaudet, jotka saattavat kulkea anturin läpi diffunoitumalla kalvon 20 läpi tai muun puutteellisen tiivistyksen johdosta, poistetaan kui-5 tenkin suodattimessa 16 yhdessä laitteen läpi kulkevassa pää-virtauksessa olevien epäpuhtauksien kanssa. Anturin kytkentä tähän järjestelmään ei siten tarjoa minkäänlaista kulkureittiä suodattamattomalle ilmalle kasvokappaleen 1 sisälle riippumatta kalvon kunnosta. Siinä epätodennäköisessä tilanteessa, 10 että kalvo vahingoittuu, se jättää lähettimeltä 28 vastaanot-timelie 29 kulkevan valokimpun rajoittamattomaksi, niin että moottori 13 toimii tällöin jatkuvasti täydellä teholla.

Claims (10)

13 S9332

1. Hengityslaite, joka käsittää: moottorikäyttöisen puhal- 5 timen (10); suodatinlaitteen (16), joka on liitetty puhalti- meen (10) yhden tai useamman ei-toivotun komponentin poistamiseksi laitteeseen ulkoisesta ympäristöstä puhaltimen (10) toiminnalla vedetystä ilmasta; kasvokappaleen (1) tai muun hengitysjakolaitteen, joka on liitetty vastaanottamaan täl-10 laista suodatettua ilmaa; paine-eroanturin (17), joka käsittää taipuisan paineherkän osan (20); ja elimen (30) puhaltimen moottorin (13) toiminnan kontrolloimiseksi anturin (17) avulla; tunnettu siitä, että anturin (17) paineherkkä elin (20) on kytketty laitteeseen siten, että siihen sen vas-15 takkaisilla puolilla (22, 21) kohdistuu yhtäältä paine lait teen sisällä puhaltimen (10) ainakin yhden vaiheen jälkeen ja toisaalta paine laitteen sisällä ennen puhaltimen ainakin mainittua vaihetta tai ympäristön ilmanpainetta, ja jolloin paineherkän elimen (20) tuhoutuessa tai ollessa mainittua ei-20 toivottua komponenttia läpäisevä, paineanturin (17) liitos ei tarjoa kulkureittiä ulkoympäristöstä hengitysjakolaitteeseen (1), johon ei myöskään kuulu suodatinlaitetta (16); ja mainittu kontrollielin (30) toimii puhaltimen (10) suoritustehon vähentämiseksi vastauksena anturin (17) havaitsemaan paine-25 eron kasvuun ja puhaltimen (10) suoritustehon lisäämiseksi vastauksena paine-eron alenemiseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että suogdatinlaite (16) on kytketty ennen puhallinta 3 0 (10) ja paineherkkä osa (20) on kytketty siten, että sen vastakkaisille puolille (22, 21) kohdistuu yhtäältä paine lait teen sisällä ainakin puhaltimen mainitun yhden vaiheen jälkeen ja toisaalta paine laitteen sisällä suodatinlaitteen (16) jälkeen, mutta ennen ainakin puhaltimen (10) mainittua yhtä vai-35 hetta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että suodatinlaite (16) on kytketty puhaltimen (10) 14 o 9 3 3 2 jälkeen ja paineherkkä osa (20) on kytketty siten, että siihen vastakkaisilla puolillaan (22, 21) kohdistuu yhtäältä paine laitteen sisällä ainakin puhaltimen (10) mainitun vaiheen jälkeen, mutta ennen suodatinlaitetta (16), ja toisaalta paine 5 laitteen sisällä ennen ainakin puhaltimen (10) mainittua vaihetta tai ulkoilmanpainetta.

4. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen laite, tunnettu siitä, että paineherkkä osa (20) on kytketty > siten, että siihen vastakkaisilla puolillaan (22, 21) kohdistuu paine yhtäältä puhaltimen (10) ulosmenossa (9) ja toisaalta sisääntulossa (15).

5. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen laite, j tunnettu siitä, että paineanturi (17) on järjestetty aikaansaamaan vaihtelevan tulostuksen paine-eroskaalan yli, josta riippuen puhaltimen suoritustehon verrannollinen säätö on aikaansaatu kontrollielimellä (30). ) 6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen laite, tunnettu siitä, että paineanturi (17) ja kontrolli-elin (30) on järjestetty aikaansaamaan puhaltimen vakiosuori-tustehon valitulla alhaisella virtausnopeudella määräävän hen-gitysmallin puuttuessa hengitysjakolaitteen sisältä. 5

7. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu anturi käsittää valitun sähkömagneettisen säteilyn lähettimen (28) ja vastaanottimen (29) , jotka on asennettu paineherkän osan (20) suhteen siten, i0 että vastaanottimen (29) lähettimeltä (28) vastaanottaman säteilyn taso riippuu osan (20) omaksumasta taipuma-asennosta.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että lähetin (28) ja vastaanotin (29) ovat toisiaan 35 vastapäätä tilassa, jonka sisällä paineherkkä osa (20) taipuu, jolloin lähettimeltä (28) vastaanotinta (29) kohti lähetetty sädekimppu katkeaa vaihtelevassa määrin paineherkän osan (20) toimesta riippuen paine-erosta osan (20) yli. is ·' >'3 32

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että lähetin ja vastaanotin käsittävät infrapunavaloa lähettävän diodin (28) ja valotransistorin (29). 5

10. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu paineherkkä osa on kalvo (20) , jossa on kiekkomainen keskiosa (25), joka on yhdistetty kalvon kiinteään kehäosaan rengasmaisella poimuosalla (27), 10 joka aikaansaa kalvon toiminnallisen taipuisuuden, jolloin vastauksena paine-eron muuttumiselle kalvon (20) yli mainittu keskiosa (25) liikkuu suhteessa mainittuun kehäosaan pitkin kalvon akselia pysyen olennaisesti kohtisuorassa akseliin nähden. ie Si 9 3 3 2