ITMI940091U1

ITMI940091U1 - IMPROVED MASK FOR BREATHING DEVICES WITH PRESSURE OR NOT AIR

Info

Publication number: ITMI940091U1
Application number: IT94MI000091U
Authority: IT
Original assignee: Spasciani Riccardo Spa
Priority date: 1994-02-09
Filing date: 1994-02-09
Publication date: 1995-08-09
Also published as: IT232743Y1; EP0667171B1; DE69515920D1; EP0667171A1; DE69515920T2; ATE191150T1; ITMI940091V0

Abstract

A mask (10) for breathing apparatus, provided with one-way air inlet (12) and one-way air outlet valves (14) of variable elasticity, in which said outlet or expiration valve (14) has an opening pressure selected between a first and a second predetermined values by means of a prearrangement control member (24). The expiration valve (14) comprises an airtight diaphragm (16) elastically pushed to close an expiration passageway (13) by means of two springs (19, 25) in series with each other, the former (19) having an elastic coefficient greater than the latter (25); the control member (24) is movable between a position of non-interference and a position of interference with the elastic movement of the second spring (25) under the action of a pressure acting on the diaphragm (16). <IMAGE>

Description

"Maschera perfezionata per dispositivi di respirazione ad aria in pressione o meno". "Enhanced Mask for Pressurized or Unpressurized Air Breathing Devices".

li presente trovato si riferisce ad una maschera utilizzabile in connessione con un dispositivo di fornitura, attraverso una valvola unidirezionale, di aria pura o.purificata a pressione uguale oppure differente rispetto alla pressione atmosferica. The present invention relates to a mask that can be used in connection with a device for supplying, through a one-way valve, pure or purified air at the same or different pressure with respect to the atmospheric pressure.

I respiratori a maschera da utilizzare in ambienti la cui aria è resa inquinata, o comunque nociva, si possono suddividere in due principali tipologie: quelli a filtro, che semplicemente filtrano, depurandola, l'aria direttamente inspirata dall'utilizzatore e quelli che sfruttano una apposita sorgente (ad esempio una bombola} di aria pura in pressione o in depressione, escludendo completamente l'ingresso di aria proveniente dall'ambiente circostante. Mask respirators to be used in environments where the air is made polluted, or in any case harmful, can be divided into two main types: those with filters, which simply filter and purify the air directly inspired by the user and those that exploit a appropriate source (for example a cylinder} of pure air under pressure or depression, completely excluding the entry of air from the surrounding environment.

In entrambe le tipologie di maschera l'espulsione dell'aria espirata dall'utilizzatore avviene attraverso un'apposita valvola unidirezionale, distinta da quella di ingresso o di inspirazione, azionata direttamente dalla sovrapressione provocata dall'aria espirata; tale valvola, pertanto, rimane normalmente chiusa, aprendosi solo in occasione delle fasi espiratorie della respirazione dell1utilizzatore. In both types of mask the expulsion of the exhaled air by the user takes place through a special one-way valve, distinct from the inlet or inhalation valve, activated directly by the overpressure caused by the exhaled air; therefore, this valve remains normally closed, opening only during the expiratory phases of the user's breathing.

Nelle maschere con respiratore a filtro e in quelle con sorgente di aria in depressione, la valvola deve offrire una bassissima resistenza al passaggio dell'aria in uscita, essendo la pressione all'interno delia maschera inferiore o al piu uguale a quella esterna . In masks with filter respirators and in those with a vacuum source of air, the valve must offer a very low resistance to the passage of the outgoing air, since the pressure inside the mask is lower or at least equal to the external one.

Nelle maschere con sorgente d'aria in pressione, invece, la valvola di uscita dell'aria deve essere tarata in modo tale da non aprirsi a causa della sola differenza fra la pressione interna <'>alla maschera (maggiore) e quella atmosferica esterna (minore); essa deve offrire una resistenza più elevata che nel caso visto in precedenza, così da aprirsi solo nel momento in cui la differenza fra la pressione interna e quella esterna supera una certa soglia a causa della già menzionata sovrapressione dovuta all'aria espirata. On the other hand, in masks with pressurized air source, the air outlet valve must be calibrated in such a way that it does not open due to the difference between the internal pressure <'> of the mask (greater) and the external atmospheric pressure ( minor); it must offer a higher resistance than in the case seen above, so as to open only when the difference between the internal and external pressure exceeds a certain threshold due to the aforementioned overpressure due to the exhaled air.

Ne risulta che i due tipi di maschera ora descritti sono utilizzabili solo nel proprio campo di. funzionamento. L'applicazione di un dispositivo di respirazione con aria in pressione ad una maschera dotata di valvola di uscita a bassa resistenza comporterebbe la fuoriuscita continua dell'aria dalla maschera stessa, con conseguente drastica riduzione della sua autonomia. Viceversa, l'applicazione di un filtro o di un dispositivo a bassa pressione su una maschera dotata di valvola tarata per una pressione più elevata comporterebbe un eccessivo sforzo da parte, dell utilizzatore per soffiare fuori l'aria espirata. Per ovviare a tale incompatibilità fra i due suddetti tipi di maschera, è stata ideata dalla stessa Richiedente una soluzione, descritta nel brevetto per invenzione IT 1.227.248, secondo la quale una molla che si oppone all'apertura della valvola di uscita reagisce su un perno sporgente all'esterno della maschera . As a result, the two types of mask now described can only be used in their own field. operation. The application of a breathing device with pressurized air to a mask equipped with a low resistance outlet valve would result in the continuous escape of air from the mask itself, with a consequent drastic reduction of its autonomy. Conversely, the application of a filter or a low pressure device on a mask equipped with a valve calibrated for a higher pressure would involve an excessive effort on the part of the user to blow out the exhaled air. To obviate this incompatibility between the two aforementioned types of mask, a solution has been devised by the same Applicant, described in the invention patent IT 1.227.248, according to which a spring that opposes the opening of the outlet valve reacts on a pin protruding outside the mask.

Il perno è posizionato in modo tale da essere spinto ad aumentare la compressione della molla quando alla maschera è connesso un raccordo ad una sorgente di aria in pressione. La pressione necessaria all'apertura della valvola di scarico passa così da un primo valore ad un secondo valore (maggiore del primo) a seconda che alla maschera sia connesso un dispositivo a depressione o a sovrapressione. The pin is positioned in such a way as to be pushed to increase the compression of the spring when a fitting to a source of pressurized air is connected to the mask. The pressure required to open the exhaust valve thus passes from a first value to a second value (higher than the first) depending on whether a vacuum or overpressure device is connected to the mask.

Una maschera di questo tipo, pur essendo estremamente innovativa in quanto permette all'utilizzatore dì equipaggiarsi con una sola maschera di impiego universale, da attrezzare di volta in volta con il dispositivo di respirazione maggiormente adatto alla situazione contingente, presenta l'inconveniente di non permettere una semplice ed indipendente taratura delle pressioni di apertura della valvola di scarico nelle due condizioni di uso. A mask of this type, while being extremely innovative as it allows the user to equip himself with a single mask of universal use, to be equipped each time with the breathing device most suited to the contingent situation, has the drawback of not allowing a simple and independent calibration of the opening pressures of the discharge valve in the two conditions of use.

Infatti, i due valori di pressione devono dipendere dalle caratteristiche elastiche di una stessa molla e sono fortemente condizionati dall'entità della compressione della molla stessa. Da ciò deriva anche un'estrema criticità,della quantità di spostamento del perno prodotta dal raccordo della sorgente in pressione, da essa dipendendo la pressione di apertura della valvola. In fact, the two pressure values must depend on the elastic characteristics of the same spring and are strongly conditioned by the extent of compression of the spring itself. From this also derives an extreme criticality, the amount of displacement of the pin produced by the connection of the source under pressure, depending on the valve opening pressure.

Scopo generale del presente trovato è ovviare agli inconvenienti sopra menzionati fornendo una maschera che possa funzionare sia con un dispositivo erogatore di aria in pressione, sia con un dispositivo a filtro o a depressione, e che disponga di una valvola di uscita dell'aria di semplice e sicura taratura, così da consentirne un utilizzo estremamente sicuro ed efficace senza pericolo né di fuoriuscite accidentali di aria, né di difficoltà nell'apertura. In vista di tale scopo si è pensato di realizzare, secondo il trovato, una maschera per dispositivi di respirazione, del tipo comprendente almeno un condotto di adduzione di aria, connesso all'interno della maschera attraverso una valvola unidirezionale di ingresso, ed almeno un condotto di.uscita dell'aria nell'ambiente esterno, connesso all'interno della maschera attraverso almeno una valvola unidirezionale di espirazione, detta valvola di espirazione avendo pressione di apertura selezionata fra un primo ed un secondo valore prefissato per mezzo di un comando di predisposizione, caratterizzata dal fatto che la valvola di espirazione comprende una membrana di tenuta spinta elasticamente a chiudere un passaggio di espirazione per mezzo di due molle fra loro in serie, la prima molla avendo coefficiente elastico maggiore della seconda, il comando essendo mobile fra una posizione di non interferenza ed una posizione di interferenza con il movimento elastico della seconda molla sotto l'azione di pressione agente sulla membrana. The general purpose of the present invention is to obviate the aforementioned drawbacks by providing a mask that can work both with a pressurized air delivery device and with a filter or vacuum device, and which has a simple and easy to use air outlet valve. safe calibration, so as to allow an extremely safe and effective use without danger of accidental air leaks or difficulties in opening. In view of this purpose, according to the invention, it was thought to provide a mask for breathing devices, of the type comprising at least one air supply duct, connected inside the mask through a one-way inlet valve, and at least one duct air outlet in the external environment, connected inside the mask through at least one unidirectional exhalation valve, said exhalation valve having an opening pressure selected between a first and a second predetermined value by means of a setting command, characterized by the fact that the exhalation valve comprises a sealing membrane pushed elastically to close an exhalation passage by means of two springs in series with each other, the first spring having an elastic coefficient greater than the second, the control being movable between a position of interference and an interference position with the elastic movement of the second spring under the actu pressure acting on the membrane.

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi del presente trovato e i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, una<' >possibile realizzazione esemplificativa applicante tali principi. Nei disegni: In order to clarify the explanation of the innovative principles of the present invention and its advantages with respect to the known art, a possible exemplary embodiment applying these principles will be described below, with the help of the attached drawings. In the drawings:

La Fio.1 rappresenta una vista parziale schematica in alzata frontale di una maschera secondo il trovato. Fig.1 represents a partial schematic front elevation view of a mask according to the invention.

La Fig.2 rappresenta una vista secondo la sezione II-II di Fig.l, con applicato un adduttore di aria a pressione maggiore di quella atmosferica. Fig.2 represents a view according to section II-II of Fig.1, with an air adductor applied at a pressure higher than the atmospheric one.

La Fig.3 rappresenta una vista analoga a quella di Fig.2, con applicato un filtro o un adduttore di aria a pressione minore di quella atmosferica. Fig.3 represents a view similar to that of Fig.2, with a filter or an air adductor at a pressure lower than atmospheric pressure applied.

Con riferimento alle figure, in Fig.l è rappresentata una maschera 10, che comprende un raccordo 11 di adduzione dell'aria all'interno della maschera attraverso una valvola unidirezionale 12 di ingresso ed un condotto 13 di espulsione dell'aria espirata attraverso una valvola unidirezionale 14 di uscita ed una superficie forata 15. With reference to the figures, Fig. 1 shows a mask 10, which comprises a fitting 11 for feeding the air inside the mask through a one-way inlet valve 12 and a duct 13 for expelling the exhaled air through a valve. unidirectional output 14 and a perforated surface 15.

Come ben sì vede nelle figure 2 e 3, la valvola di espirazione 14 è vantaggiosamente costituita da un supporto (o slitta) 22 al quale sono scorrevolmente vincolati perni 17, ciascuno di supporto di una membrana 16 E-pinta contro bordi di tenuta 18 per mezzo di una rispettiva molla 19 agente fra un disco di appoggio 20, appartenente al supporto 22, e la membrana 16. Il perno 17 fornisce limitazione all'espansione della molla 19 per mezzo di un fermo 21. La slitta 22, mobile all'interno del condotto di espulsione 13 in direzione normale alla superficie della membrana 16, ha un appoggio 23 per un perno sensore di comando 24. As can be seen clearly in Figures 2 and 3, the exhalation valve 14 is advantageously constituted by a support (or slide) 22 to which pins 17 are slidingly connected, each supporting a membrane 16 E-pin against sealing edges 18 for by means of a respective spring 19 acting between a support disk 20, belonging to the support 22, and the membrane 16. The pin 17 limits the expansion of the spring 19 by means of a stop 21. The slide 22, movable inside of the expulsion duct 13 in the direction normal to the surface of the membrane 16, has a support 23 for a control sensor pin 24.

Il perno sensore 24 è accolto scorrevolmente all'interno di un foro 26 comunicante con l'esterno della maschera, vantaggiosamente in prossimità della flangia esterna del condotto 11 di adduzione dell'aria. Una molla compressa 26 (di coefficiente elastico molto minore rispetto alle molle.19 interposte fra le membrane valvolari 16 e il supporto 22) spinge il perno 24 contro il supporto mobile 22. The sensor pin 24 is slidably received inside a hole 26 communicating with the outside of the mask, advantageously near the external flange of the air supply duct 11. A compressed spring 26 (with a much lower elastic coefficient than the springs 19 interposed between the valve membranes 16 and the support 22) pushes the pin 24 against the mobile support 22.

Come schematicamente mostrato nelle figure 2 e 3, alla maschera 10 possono essere applicati noti (e perciò non descritti né illustrati in dettaglio) dispositivi di respirazione rispettivamente con sorgente di aria in pressione 27 o con filtro o sorgente in depressione 29. As schematically shown in Figures 2 and 3, known (and therefore not described or illustrated in detail) breathing devices can be applied to the mask 10, respectively, with a source of pressurized air 27 or with a filter or source in depression 29.

La sorgente 27 è dotata di un elemento di collegamento a tenuta con il raccordo 11, che presenta un'opportuna sporgenza o superficie di impegno 28 con il perno 24, sensore della sua presenza, per impedirne la libera traslazione contro l'azione della molla 25 e spingerlo verso l'interno. The source 27 is equipped with an element for sealing connection with the fitting 11, which has a suitable protrusion or surface of engagement 28 with the pin 24, sensor of its presence, to prevent its free translation against the action of the spring 25 and push it inwards.

La sorgente-29 è invece dotata di un elemento di collegamento privo di sporgenze di impegno con il perno sensore 24, così che quest'ultimo è libero di scorrere all'interno del foro 26 contro l'azione della molla 25. The source 29, on the other hand, is equipped with a connecting element without protrusions for engagement with the sensor pin 24, so that the latter is free to slide inside the hole 26 against the action of the spring 25.

In questo modo, come si vede in Fig.3, quando è applicato un normale filtro o un dispositivo con sorgente d'aria in depressione, la molla 19 può spingere la slitta 22 contro il fermo 21 e l'intero gruppo valvola viene a trovarsi supportato in modo elastico dalla molla 25, avente un coefficiente elastico molto minore rispetto alla molla 19, intendendo con "molto minore" che il gruppo formato dalla molla 19, dalla slitta 22 e dalla membrana 16 assume un comportamento assimilabile ad un corpo rigido rispetto alla cedevolezza della molla 24. In this way, as can be seen in Fig. 3, when a normal filter or a device with a vacuum source of air is applied, the spring 19 can push the slide 22 against the stop 21 and the entire valve assembly is supported in an elastic way by the spring 25, having a much lower elastic coefficient than the spring 19, meaning by "much lower" that the group formed by the spring 19, the slide 22 and the membrane 16 assumes a behavior similar to a rigid body with respect to the spring compliance 24.

La molla 25 è scelta in modo tale che la debole pressione provocata,dall'espirazione dell'utilizzatore sia sufficiente a far aprire la valvola 14. In altre parole, poiché il complesso costituito dalla membrana 16, dal perno 17, dalla molla 19 e dal dischetto 20 si comporta come un unico corpo rigido, a causa della durezza relativa della molla 19 e della presenza del fermo 21, l'apertura della valvola 14 si realizza mediante scorrimento assiale del perno 17, con tutto il complesso suddetto, verso il condotto 13 di espulsione dell'aria, contro l'azione della molla 25. The spring 25 is chosen in such a way that the low pressure caused by the user's exhalation is sufficient to cause the valve 14 to open. In other words, since the assembly consisting of the membrane 16, the pin 17, the spring 19 and the disk 20 behaves as a single rigid body, due to the relative hardness of the spring 19 and the presence of the stop 21, the opening of the valve 14 is achieved by axial sliding of the pin 17, with all the aforementioned assembly, towards the duct 13 air expulsion, against the action of the spring 25.

Come si vede in Fig.2, l'applicazione di un dispositivo 27 ad aria in pressione provoca invece un arretramento verso l'interno del comando 24. As can be seen in Fig. 2, the application of a pressurized air device 27 instead causes a retraction towards the inside of the control 24.

La traslazione del perno 24 provoca l allontanamento della slitta 20 dal fermo 21 del perno 17. In tal modo, la molla 19 può lavorare a compressione fra la slitta 20 e la membrana 15, il perno sensore 24 rimanendo bloccato contro la sporgenza 28 del dispositivo di respirazione. La molla 25 e esclusa quinci da qualsiasi azione e l'apertura della valvola di espirazione 14 è contrastata dalla sola molla 19. Il coefficiente elastico della molla 19 può essere così scelto in modo che la valvola 14 si apra ad un livello di pressione dato dalla somma della sovrapressione all'interno della maschera e della pressione dell'aria espirata dall utilizzatore. The translation of the pin 24 causes the slide 20 to move away from the stop 21 of the pin 17. In this way, the spring 19 can work by compression between the slide 20 and the membrane 15, the sensor pin 24 remaining blocked against the protrusion 28 of the device breathing. The spring 25 is therefore excluded from any action and the opening of the exhalation valve 14 is opposed only by the spring 19. The elastic coefficient of the spring 19 can thus be chosen so that the valve 14 opens at a pressure level given by the sum of the overpressure inside the mask and the pressure of the air exhaled by the user.

Si vede pertanto come sia raggiunto lo scopo di realizzare una maschera con valvola di espirazione che sia adattabile al tipo di dispositivo dì adduzione dell'aria utilizzato, con taratura indipendente d.ei livelli di pressione di apertura nei due casi. It can therefore be seen that the purpose of providing a mask with an exhalation valve that is adaptable to the type of air supply device used is achieved, with independent calibration of the opening pressure levels in both cases.

Inoltre, l'entità dello scorrimento imposto sul perno 24 dalla sporgenza 28 è ininfluente ai fini della pressione di apertura della valvola 14 una volta che la sporgenza di azionamento 28 agisce sul perno 24 a sufficienza da scostare la slitta 22 dal fine corsa 21 . Furthermore, the extent of the sliding imposed on the pin 24 by the projection 28 is irrelevant for the purposes of the opening pressure of the valve 14 once the actuating projection 28 acts on the pin 24 sufficiently to move the slide 22 away from the limit switch 21.

Con un dispositivo secondo il trovato, ciascun utilizzatore può essere dotato di un'unica maschera che può essere utilizzata indifferentemente, a seconda delle necessità, con un erogatore di aria in pressione oppure con un filtro o un erogatore a depressione, in entrambi i casi le regolazioni delle pressioni di esercizio essendo indipendenti fra loro e (dipendendo ciascuna da una rispettiva molla con indipendente valore di precarico) essendo di facile e precisa taratura. With a device according to the invention, each user can be equipped with a single mask which can be used indifferently, according to the needs, with a pressurized air dispenser or with a filter or a vacuum dispenser, in both cases the adjustments of the operating pressures being independent from each other and (each depending on a respective spring with independent preload value) being easy and precise to calibrate.

Naturalmente,, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi del presente trovato è riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato. Naturally, the above description of an embodiment applying the innovative principles of the present invention is given by way of example of such innovative principles and must therefore not be taken as a limitation of the patent scope claimed herein.

Ad esempio, il numero delle valvole e dei condotti di adduzione e di uscita dell'aria, nonché la loro forma e disposizione può essere differente da quanto descritto e raffigurato nei disegni. For example, the number of valves and air supply and outlet ducts, as well as their shape and arrangement, can be different from what is described and shown in the drawings.

L'elemento 27 portante la sporgenza 28 può anche essere un semplice,adattatore di raccordo fra una bocca standard di sorgenti in pressione ed il raccordo The element 27 carrying the projection 28 can also be a simple adapter for connecting a standard mouth of sources under pressure and the fitting

Claims

CLAIMS 1. Mask for breathing devices, of the type comprising at least one duct (11) of. air supply, connected inside the mask through a one-way inlet valve (12), and at least one duct (13) for the air outlet to the external environment, connected inside the mask through at least one one-way valve (14 ), said exhalation valve (14) having an opening pressure selected between a first and a second predetermined value by means of a setting command (24), characterized in that the exhalation valve (14) comprises a diaphragm seal (1S) elastically pushed to close an exhalation passage (13) by means of two springs (19, 25) in series with each other, the first spring (19) having an elastic coefficient greater than the second (25), the control (24 ) being movable between a position of non-interference and a position of interference with the elastic movement of the second spring (25) under the action of pressure acting on the membrane (16).

2. Mask according to claim 1, characterized in that the control (24) comprises an actuation end engageable from a corresponding surface (28) of an air inlet (27) connected to the supply duct (11) for move the control (24) between said interference and non-interference positions,

3. Mask according to claim 1, characterized in that the second spring (25) reacts against a movable slide (22) on which the first thrust spring (19) is carried against the membrane (16), between the slide and the membrane being means are present for limiting the expansion of the first spring (19).

4. Mask according to claim 3, characterized in that the means for limiting the expansion of the first spring (19) consist of a stop (21) arranged on a pin (17) on which said slide (22) slides .

5. Mask according to claims 2 and 4, characterized in that the movement of the slide (22) towards the aforementioned stop (21) is limited by one end of the control (24) opposite the aforesaid actuating end.

6. Mask according to claim 1, characterized in that the control (24) comprises an axially sliding pin between an interference position and a non-interference position, the second spring (25) being fitted on said pin (24).

7. Mask according to claim 5, characterized in that, upon coupling between the end of the control element (24} and the surface (28), the control element is pushed towards the interference position and moves the slide (22) away. ) from the detention / 21),