KR20200060724A - 통합형 매니폴드 시스템 - Google Patents

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KR20200060724A
KR20200060724A KR1020207010302A KR20207010302A KR20200060724A KR 20200060724 A KR20200060724 A KR 20200060724A KR 1020207010302 A KR1020207010302 A KR 1020207010302A KR 20207010302 A KR20207010302 A KR 20207010302A KR 20200060724 A KR20200060724 A KR 20200060724A
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KR
South Korea
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manifold body
air
stage regulator
port
quick disconnect
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Application number
KR1020207010302A
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English (en)
Inventor
브레넌 한센
Original Assignee
스페셜 프로젝츠 오퍼레이션스, 인코포레이티드
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Abstract

하나의 소형 단일 조립체 내에, 공기 공급 실린더를 연결하기 위한 기계 가공된 일체형 매니폴드를 제 1 단계 조절기 및 재충전 포트와 결합시킨 통합형 매니폴드 시스템이 개시된다. 매니폴드 몸체는 가압 공기의 병을 제거 가능하게 수용하도록 구성된 적어도 하나의 병 포트와, 제 1 단계 조절기 챔버와, 신속 분리 피팅 포트와, 적어도 하나의 병 포트 및 제 1 단계 조절기 챔버와 유체 연통하는 공기 채널, 및 제 1 단계 조절기 챔버와 유체 연통하는 출구 채널을 포함한다.

Description

통합형 매니폴드 시스템
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 본원의 발명자에 의해 2017년 9월 27일 출원된 "통합형 매니폴드 시스템"이라는 제목의 미국 가출원 제62/563,714호의 이익을 주장하며, 이 출원은 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.
본 발명은 가스의 압력-조절된 공급을 위한 시스템 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형 경량 조립체 내에서 가압 호흡 공기, 산소 또는 다른 가스의 압력-조절 공급을 제공하는 시스템 및 장치에 관한 것이다.
긴급 구조원, 군인, 응급 요원 및 기타 사람들은 화재, 위험한 화학 물질 유출, 핵, 화학 또는 생물학적 공격 등에서 발생할 수 있는 호흡 곤란 환경에 자주 직면한다. 이러한 요원들이 그러한 환경에서 임무를 수행할 수 있도록 하기 위해, 적대적인 환경에서 작업할 때에도 깨끗하고 안전한 호흡 환경을 보장하는 개인 호흡 장치를 개인에게 제공하기 위해 다양한 시스템이 개발되었다. 그러나, 시스템 작업자들은 그러한 환경에서 작업할 때 종종 상당한 신체적 압박 및 기타 스트레스를 받게 되며, 작거나 방해가 되는 작업 공간에 종종 직면하게 된다. 공지된 시스템은 작업자에게 안전한 호흡 환경을 제공할 수 있었지만, 이들 시스템의 커다란 크기는 스트레스가 매우 많은 환경 및/또는 장애가 많은 환경에서 작업을 매우 힘들게 하였다. 따라서, 안전하고 확실한 호흡 환경을 안정적으로 제공할 수 있고, 사용시 작업자에 대한 스트레스를 덜어주기 위해 시스템의 전반적인 프로파일(즉, 물리적 크기와 무게)을 최소화하는 시스템 및 장치를 제공할 필요가 본 기술 분야에 남아 있다.
하나의 소형 단일 조립체 내에, 공기 공급 실린더를 연결하기 위한 기계 가공된 일체형 매니폴드를 제 1 단계 조절기 및 재충전 포트와 결합함으로써, 시스템에서의 잠재적인 고장 지점을 줄이고 시스템의 전체 무게를 줄이며, 작업자가 이들 기능을 위해 다양한 개별 구성요소를 휴대하고 관리할 필요가 없게 함으로써 작업자의 부담을 덜어 주므로, 공지된 시스템에 비해 현저한 개선을 제공하는, 예를 들어, 자가 호흡 응용 분야에서 사용할 수 있는 통합형 매니폴드 시스템이 본원에 개시된다. 본원에 기술된 예시적인 실시형태는 환경적으로 위험한 응용 분야에서 작업자에게 대한 호흡 공기의 전달과 주로 관련되지만, 비제한적인 예로서, 환자에게 산소를 전달하기 위한 의료 시술, 산소를 이용하는 발열 토치(exothermic torch) 장치를 사용하는 발열 돌파(exothermic breaching) 응용 분야, 및 본 기술 분야의 숙련자가 고려할 수 있는 압력-조절된 가스의 휴대용 전달을 필요로 하는 다른 응용 분야에서 바람직할 수 있는 바와 같이, 고압 순수 산소의 압력-조절된 전달을 제공하기 위해 시스템이 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태의 특정 양태에 따르면, 가압 공기의 병을 제거 가능하게 수용하도록 구성된 적어도 하나의 병 포트와, 제 1 단계 조절기 챔버와, 신속 분리 피팅 포트와, 적어도 하나의 병 포트 및 제 1 단계 조절기 챔버와 유체 연통하는 공기 채널, 및 제 1 단계 조절기 챔버와 유체 연통하는 출구 채널을 갖는 일체형 매니폴드 몸체를 포함하는 공기 공급 시스템이 개시된다.
본 발명의 일 실시형태의 다른 양태에 따르면, 일체형 매니폴드 몸체로서, 가압 공기의 병을 제거 가능하게 수용하도록 구성된 적어도 하나의 병 포트와, 제 1 단계 조절기 챔버와, 신속 분리 피팅 포트와, 적어도 하나의 병 포트 및 제 1 단계 조절기 챔버와 유체 연통하는 공기 채널, 및 제 1 단계 조절기 챔버와 유체 연통하는 출구 채널을 포함하는 일체형 매니폴드 몸체와; 제 1 단계 조절기 챔버와 작동 가능하게 맞물리는 제 1 단계 조절기와; 출구 채널과 유체 연통하고 공기 호스를 제거 가능하게 수용하도록 구성된 마스크 호스 신속 분리기; 및 적어도 하나의 병 포트 및 제 1 단계 조절기 사이에서 공기 흐름을 조절하기 위해 공기 채널과 작동 가능하게 맞물리는 온/오프 밸브를 포함하는 공기 공급 시스템이 개시된다.
본 발명의 더 많은 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 포함되고 이의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시형태를 예시하고 아래의 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 제 1 단계 조절기 및 재충전 조립체의 개별 요소와 공기 실린더를 부착하기 위한 종래 기술의 매니폴드의 정면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태의 특정 양태에 따른 통합형 매니폴드 시스템의 사시도를 도시한다.
도 3은 도 2의 통합형 매니폴드 시스템의 정면도를 도시한다.
도 4는 도 2의 통합형 매니폴드 시스템의 배면도를 도시한다.
도 5는 도 2의 통합형 매니폴드 시스템의 상면도를 도시한다.
도 6은 단면선 B-B를 따른 도 5의 통합형 매니폴드 시스템의 단면도이다.
도 7은 단면선 A-A를 따른 도 5의 통합형 매니폴드 시스템의 단면도이다.
도 7a는 단면선 A-A를 따른 도 5의 매니폴드 몸체만의 단면도이다.
도 8은 단면서 C-C를 따른 도 5의 통합형 매니폴드 시스템의 단면도이다.
도 9는 매니폴드 몸체가 국부 투시도로 도시된 도 2의 통합형 매니폴드 시스템의 사시도이다.
도 10은 도 2의 통합형 매니폴드 시스템의 분해도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태의 추가 양태에 따른 통합형 매니폴드 시스템의 사시도이다.
도 12는 매니폴드 몸체에 부착된 공기 병을 포함하는 도 2의 매니폴드 시스템의 정면 단면도이다.
상기 요약된 본 발명은 다음의 설명, 청구 범위 및 첨부 도면을 참조함으로써 더 잘 이해될 수 있다. 본 발명의 구현을 실시할 수 있게 하기 위해 아래에 제시된 실시형태에 대한 이러한 설명은 바람직한 실시형태를 제한하려는 것이 아니라 그 특정 예의 역할을 하도록 하기 위한 것이다. 본 기술 분야의 숙련자는 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 방법 및 시스템을 수정 또는 설계하기 위한 근거로서 개시된 개념 및 특정 실시형태를 용이하게 사용할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 본 기술 분야의 숙련자는 이러한 등가의 조합이 가장 광범위한 형태에서 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않음을 또한 인식해야 한다.
도 1은 고압 공기 병(air bottle, 도시되지 않음)을 제 1 단계 조절기(20)에 연결하기 위한 종래 기술의 매니폴드 시스템(10)을 도시하며, 이 제 1 단계 조절기(20)는 방독면(gas mask)과 같은 작업자의 마스크(도시되지 않음) 상의 제 2 단계 조절기로 공기를 전달한다 매니폴드(10)는 고압 공기 병 또는 공기 통(air canister)을 제거 가능하게 수용하는 병 포트(bottle port, 12)를 포함하고, 이는 제 1 단계 조절기(20)를 제거 가능하게 수용하는 조절기 어댑터(14)로 내부 포트를 통해 공기를 전달한다. 제 1 단계 조절기(20)는 일반적으로 호스를 통해 작업자의 마스크로 공기 압력을 전달하기 위한 저압 호스 부착부(hose attachment, 22) 및 작업자가 마스크로 전달되는 압력의 양을 조절할 수 있게 하고 및/또는 원하는 압력을 초과하는 공기가 조절기로부터 배출될 수 있도록 하는 저압 릴리프 밸브(24)를 포함한다. 제 1 단계 조절기(20)는 또한 일반적으로 조절기 어댑터(14)로부터 제 1 단계 조절기(20)로의 공기의 전달을 제어하는 온/오프 밸브(25)를 포함한다. 매니폴드(10)는 일반적으로 시스템으로부터 공기 압력의 비상 방출을 허용하기 위해 또 다른 별도의 피팅(fitting)에 의해 매니폴드(10)에 부착된 고압 릴리프 밸브(16)를 포함한다. 또한, 매니폴드(10)에 부착된 통을 재충전하기 위해, 별도의 재충전 조립체(30)가 제공되어야 하고 작업자는 이를 휴대하여야 한다. 이러한 재충전 조립체(30)는 실린더 포트(12)를 통해 매니폴드(10)에 부착된 공기 통의 재충전을 허용하기 위해 매니폴드(10) 상의 또 다른 피팅(도시되지 않음)에 장착되어야 하는 호스 피팅(32)을 포함한다.
이러한 종래 기술의 조립체는 특히 스트레스가 많은 환경에서 작업할 때 작업자뿐만 아니라 이러한 시스템의 제조업체 또는 공급업체에 대해 불리한 점을 갖는다. 제 1 단계 조절기(20), 고압 릴리프 밸브(16) 및 재충전 포트(30)의 부착에 필요한 다양한 어댑터는 모두 잠재적인 고장 지점을 생성하고, 전체적으로 작업자가 휴대해야 하는 시스템에 무게를 더한다. 또한, 이러한 다양한 구성요소는 시스템에 불필요한 복잡성을 추가하여 재료 및 제조 비용을 증가시킨다.
도 2, 도 3 및 도 4는 각각 제 1 단계 조절기(120), 매니폴드 시스템(100)에 부착된 병을 재충전하고 매니폴드 시스템(100)에 대체 공기 공급원을 제공하기 위한 수형 신속 분리부(male quick disconnect, 140), 고압 릴리프 밸브(160), 온/오프 밸브(170), 저압 호스 부착부(180) 및 저압 릴리프 밸브(190) 모두를 하나의 단일 매니폴드 몸체(110)에 통합하는 본 발명의 실시형태의 특정 양태에 따른 개선된 매니폴드 시스템(100)의 상면 사시도, 정면도 및 배면도를 도시하고 있다. 이러한 조립체는, 상기한 구성요소의 조립에 필요한 어댑터 및 통합 피팅의 수를 크게 감소시키고 전체 조립체를 더 가볍고 더 작게 함(따라서 작업자에 대한 신체적인 부하를 줄임)으로써 공지된 조립체를 크게 개선하면서, 또한 잠재적인 고장 지점을 줄임으로써 품질 관리 및 조립 시간을 개선한다.
도 2 내지 도 4, 도 5의 매니폴드 시스템(100)의 상면도 및 도 6 내지 도 9의 매니폴드 시스템(100)의 다양한 단면도를 계속 참조하면, 매니폴드 몸체(110)는 하나의 단일(즉, 일체형) 조립체이다. 특히 바람직한 실시형태에서, 매니폴드 몸체(110)는 빌렛 알루미늄(billet aluminum)으로 밀링 가공(milling)될 수 있다. 매니폴드(100)가 고압 산소의 압력-조절된 전달에 사용되는 경우와 같은 다른 구성에서, 매니폴드(100)는 황동, 티타늄 또는 본 기술 분야의 숙련자에게 선택될 수 있는 특정 용도에 가장 적합한 다른 재료로 밀링 가공될 수 있다. 매니폴드 몸체(110)는 다양한 제조업체에서 구입할 수 있는 표준 구성의 이미 상용화된 공기 실린더(도시되지 않음)를 제거 가능하게 수용하는 병 포트(112)를 포함한다. 다른 모든 요소가 제거된 매니폴드 몸체(110)를 도시하고 있는 (도 6의 단면선 A-A을 따른) 도 7a의 단면도를 특히 참조하면, 매니폴드 몸체(110)는 매니폴드 몸체(110)를 통해 매니폴드 몸체(110)의 전면(110a)으로부터 매니폴드 몸체(110)의 후면(110b)까지 연장되는 제 1 단계 조절기 챔버(114)를 형성하도록 밀링 가공되며, 이 제 1 단계 조절기 챔버(114)는 제 1 단계 조절기(120)를 수용하는 형태를 갖는다. 매니폴드 몸체(110)는 예를 들어 나사산 연결부(threaded connection)에 의해 수형 신속 분리부(140)를 제거 가능하게 수용하도록 구성된 신속 분리 피팅 포트(115), 및 신속 분리 피팅 포트(115)를 제 1 단계 조절기 챔버(114)와 유체 연통시키는 고압 공급 포트(116)를 형성하도록 더 밀링 가공된다. 또한, 매니폴드 몸체(110)는 예를 들어 나사산 연결부를 통해 온/오프 밸브(170)를 제거 가능하게 수용하도록 구성된 온/오프 밸브 수용기(117)를 형성하도록 밀링 가공된다. 온/오프 밸브 수용기(117)는 고압 공기 채널(113)과 유체 연통하고, 따라서 (도 10을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이) 온/오프 밸브 수용기(117) 내의 온/오프 밸브(170)는 온/오프 밸브 수용기(117)의 상단에서 고압 공기 채널(113)로부터 헤드 공간(117a)(도 6)으로의 공기 흐름을 제어하도록 작동한다. 온/오프 밸브 수용기(117)의 헤드 공간(117a)은 또한 입구(115a)를 통해 신속 분리 피팅 포트(115)와 유체 연통하고, 따라서 온/오프 밸브(170)가 개방될 때, 병 포트(112)에 부착된 공기 병으로부터 고압 공기 채널(113)을 통해 온/오프 밸브 수용기(117)의 헤드 공간(117a)으로, 그리고 입구(115a)를 통해 헤드 공간(117a)으로부터 신속 분리 피팅 포트(115)로 공기가 흐른다. 신속 분리 피팅 포트(115)로부터, 고압 공기는 고압 공급 포트(116)를 통해 제 1 단계 조절기 챔버(114)로 전달되고, 아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 마찬가지로 매니폴드 몸체(110) 내로 밀링 가공된 출구 채널(118)(도 8)을 통해 궁극적으로 제 1 단계 조절기 챔버(114)로부터 전달된다. 출구 채널(118)의 외부 단부는 매니폴드 시스템(100)으로부터 사용자의 마스크로 공기를 전달하기 위한 저압 호스 부착부(180)를 수용하도록 구성된다. 바람직하게, 릴리프 밸브 채널(119)이 또한 매니폴드 몸체(110) 내로 밀링 가공되고, 제 1 단계 조절기 챔버(114)와 유사하게 연통되며, 릴리프 밸브 채널(119)의 외부 단부에서 저압 릴리프 밸브(190)를 수용한다.
상기한 바와 같이, 특히 도 6와 도 9, 및 도 10의 분해도를 참조하면, 온/오프 밸브(170)는 고압 공기 채널(113)로부터 신속 분리 피팅 포트(115)로의 공기 흐름을 제어한다. 이와 관련하여, 오프 밸브(170)는 수동 작동 핸드 휠(manually operable hand wheel, 171)과, 밸브 스템(valve stem, 172), 및 고압 공기 채널(113)을 헤드 공간(117a)과 연통시키는 포트(113a)를 개폐하기 위해 밸브 스템(172)에 의해 결합되는 플러그(173)를 포함한다. 플러그(173)는 포트(113a)의 폐쇄 쪽으로 스프링(174)에 의해 편향되고(스프링의 편향력은 너트(175)를 통해 조절 가능함), 가압 공기가 고압 공기 채널(113)로부터 헤드 공간(117a)으로, 그리고 입구(115a)를 통해 신속 분리 피팅 포트(115)로 흐를 수 있도록 폐쇄력은 핸드 휠(171)을 회전시켜 조절될 수 있다. 특정 실시형태에서, 온/오프 밸브 수용기(117)는 바람직하게 매니폴드 몸체(110) 내에 하향 경사 개구를 형성하는데, 이 개구는 작업자가 시스템을 켜고 끄기 위해 시스템을 등에서 벗을 필요 없이 매니폴드 시스템(100)을 제어하기 위해 신체 주위에 도달할 때 작업자가 쉽게 접근할 수 있도록 하기 위해, 작업자의 접근을 위한 핸드 휠(171)을 매니폴드 몸체(110)의 하부면으로부터 아래쪽으로 그리고 매니폴드 몸체(110)의 일측으로 연장되게 배치한다.
따라서, 온/오프 밸브(170)가 개방될 때, 병 포트(112)로부터 공기 채널(113)로, 헤드 공간(117a)으로, 입구(115a)를 통해 신속 분리 피팅 포트(115) 내로, 그리고 신속 분리 피팅 포트(115)로부터 고압 공급 포트(116)을 통해 제 1 단계 조절기(120) 내로 전체 병 압력이 유입된다.
도 6, 도 9 및 도 10을 계속 참조하면, 고압 릴리프 밸브(160)는 매니폴드 몸체(110)의 하부면에 구비된다. 고압 릴리프 밸브(160)는 파열 플러그(burst plug, 161) 및 고압 공기 채널(113)과 유체 연통하는 파열 안전 디스크(burst safety disc, 162)를 포함한다. 특정 실시형태에서, 고압 릴리프 밸브 수용기(163)는 온/오프 밸브 수용기(117)로부터 제 1 단계 조절기(120)의 반대쪽에 있는 매니폴드 몸체(110)의 저면으로 밀링 가공되고, 매니폴드 몸체(110)의 저면으로부터 고압 공기 채널(113)로 수직으로 연장되며, 내부에 고압 릴리프 밸브(160)를 (비제한적인 예로서, 나사산 연결부를 통해) 제거 가능하게 수용한다. 이 구성은 매니폴드 시스템(100) 외부에서의 불필요한 방해를 피하기 위해 고압 릴리프 밸브(160)를 주로 매니폴드 몸체(110)의 프로파일 내에 배치한다. 병 포트(112)에 부착된 공기 병 내에 및/또는 고압 공기 채널(113) 내에 과압 상태가 발생하는 경우, 고압 릴리프 밸브(160)는 파열되어 고압 공기 채널(113) 내의 공기가 매니폴드 몸체(110)의 하부로부터 대기로 유출되게 하고, 따라서 과압 공기를 조절기(120)로 부주의하게 전달할 위험을 피할 수 있고, 그렇지 않은 경우 조절기(120)의 구성요소를 손상시킬 수 있다. 중요하게, 고압 릴리프 밸브 수용기(163), 따라서 고압 릴리프 밸브(160) 자체는 매니폴드 시스템(100)에 연결된 공기 병이 압력을 만날 때마다 가압되고, 따라서 압력 릴리프 밸브(160)는 우회될 수 없다. 마찬가지로, 고압 릴리프 밸브 수용기(163)의 하향 수직 배향은 이러한 릴리프 밸브(160)가 파열될 때, 유출되는 고압 공기 흐름이 아래로 향하게 하여 작업자에게 상해를 입히거나 작업자가 착용한 다른 장비에 손상을 일으키지 않도록 한다.
바람직하게, 완전히 설치될 때 공기 채널(113)을 밀봉하는 블랭킹 플러그(blanking plug, 101)가 고압 공기 채널(113)의 대향 단부에서 매니폴드 몸체(110)에 제거 가능하게 배치된다. 이러한 블랭킹 플러그(101)는 공기 채널(113)에 대한 접근을 제공하고, 따라서 추가 구성요소(센서, 등)를 매니폴드 시스템(100)에 추가할 수 있다.
도 6, 도 9 및 도 10을 계속 참조하면, 수형 신속 분리부(140)는 신속 분리 피팅 포트(115) 내에 (비제한적인 예로서, 나사산 연결부를 통해) 제거 가능하게 배치될 수 있다. 신속 분리 피팅 포트(115)는 제 1 단계 조절기(120)를 통해 연장되는 가상의 축과 일직선으로 하향 각도로 매니폴드 몸체(110) 내로 밀링 가공되는데, 이는 신속 분리부(140)의 입구가 매니폴드 몸체(110)로부터 매니폴드 몸체(110)의 후면을 향해 위쪽으로 멀어지도록 신속 분리부(140)를 배치한다. 이 구성은 작업자의 등에 휴대될 수 있는 추가 장비를 방해하지 않고 고압 공기 공급원을 용이하게 연결할 수 있게 한다.
신속 분리부(140)는, 매니폴드 시스템(100)에 고압 공기를 공급할 수 있는 호스로부터 신속 연결 어댑터를 수용하도록 구성된 피팅(141)을 포함하고, 신속 분리 피팅 포트로의 공기 흐름을 허용하면서 공기가 반대 방향으로 유출되는 것을 방지하는 표준 구성의 체크 밸브(도시되지 않음)를 포함한다. 신속 분리부(140)가 신속 분리 피팅 포트(115) 내에 배치될 때, 신속 분리부(140)의 베이스(142)가 신속 분리 피팅 포트(115) 내벽에서 이격되어 헤드 공간(115b)을 형성하도록 신속 분리부(140)의 크기가 정해지는데, 이 헤드 공간(115b)은 상기한 바와 같이 입구(115a)(도 7a)를 통해 고압 공기를 수용하고 고압 공급 포트(116)를 통해 제 1 단계 조절기(120)로 공기를 전달한다. 입구(115a)로부터 (따라서 병 포트(112)에 부착된 병으로부터) 헤드 공간(115b)으로 공기가 전달되지 않도록 온/오프 밸브(170)가 폐쇄되는 경우, 고압 공기 공급원을 수형 신속 분리부(140)에 연결함으로써 제 1 단계 조절기로 공기를 계속 공급할 수 있다 이 구성에서, 수형 신속 분리부(140)에 연결된 외부 공기 공급원은 작업자가 병 포트(112)에 부착된 병으로부터의 공기 대신에 제 1 단계 조절기(120)를 통해 호흡 공기를 전달하는 이러한 공기 공급원과 함께 매니폴드 시스템(100)을 사용할 수 있게 하고, 따라서 원하는 경우 이들 병 속의 공기를 절약할 수 있고 및/또는 이러한 병의 공급이 고갈될 때 공기를 공급할 수 있다. 마찬가지로, 외부 공기 공급원이 수형 신속 분리부(140)에 연결되고 온/오프 밸브가 개방될 때, 사용 가능한 공기로 병을 재충전하기 위해, 신속 분리부(140)를 통해 헤드 공간(115b)으로, 입구(115a)를 통해 고압 공기 채널(113)로, 그리고 고압 공기 채널(113)로부터 병 포트(112)에 부착된 병으로 공기가 흐를 수 있고, 이들 모두는 이전에 공지된 시스템에 의해 요구되는 별도의 재충전 조립체(30)(도 1)의 부착을 필요로 하지 않는다.
선택적으로 그리고 특정 동작에 대해 필요한 경우, 신속 분리 피팅 포트(115) 내에서의 제거 가능한 장착을 위해 신속 분리부(140)의 하부와 동일하게 구성된 하부 부분을 갖는 어댑터(도시되지 않음)가 대안적으로 구비될 수 있으며, 이 어댑터는 (예를 들어, 재충전 공기 공급원이 개선된 매니폴드 시스템(100)을 사용하고 있는 작업자로부터 멀리 배치된 경우) 예를 들어 호스를 통해 멀리 있는 신속 분리 피팅(140)에 연결된다.
또한, 도 7에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 바람직하게 헤드 공간(115b)과 유체 연통하도록 매니폴드 몸체(110)의 상면으로부터 매니폴드 몸체(110) 내로 보조 게이지 포트(115c)가 밀링 가공된다. 게이지 포트(115c)는 (비제한적인 예로서) 나사산 연결부를 통해 압력 게이지와 같은 게이지(도시되지 않음)를 제거 가능하게 수용할 수 있다. 헤드 공간(115b)과 직접 유체 연통하는 이러한 보조 게이지 포트(115c)의 위치 설정을 통해, 병 포트(112)에 부착된 병 속의 현재 공기 압력을 단순히 제공하는 것과는 달리, 고압 공급 포트(116)를 통해 제 1 단계 조절기(120)로 공급되고 있는 실제 압력을 나타내는 압력 판독값이 제공된다. 이 구성은 병 포트(112)에 부착된 병의 상태에 관계없이 제 1 단계 조절기(120)에 공급되고 있는 압력의 정확한 표시를 작업자에게 제공한다. 주어진 작동에 대해 압력 게이지가 필요하지 않거나 요구되지 않는 경우, 이는 보조 게이지 포트(115c)에서 제거될 수 있고, 보조 게이지 포트(115c) 내에 제거 가능한 플러그가 배치될 수 있다.
상기한 바와 같이, 특히 도 7, 도 9 및 도 10을 참조하면, 제 1 단계 조절기(120)는 제 1 단계 조절기 챔버(114)를 통해 매니폴드 몸체(110)의 전면(110a)으로부터 매니폴드 몸체(110)의 후면(110b)까지 연장된다. 매니폴드 몸체(110)의 후면(110b)에 가장 가까운 조절기(120)는 조절기(120)의 부분은 조절기(120)의 고압 부분을 포함하는 반면, 매니폴드 몸체(110)의 전면(110a)에 가장 가까운 부분은 공기 출구 채널(118)에 공기를 공급하는 조절기(120)의 저압 부분을 포함한다. 따라서, 조절기(120)의 고압 측은 조절기(120)의 최외곽 부분의 밸런스 플러그(122), 밸브(123) 및 밸브 스프링(124)을 포함한다. 다이어프램 리프터(diaphragm lifter, 125)는 시트 지지부(seat support, 126)와 오리피스 시트(orifice seat, 127)를 밸브(123)의 헤드 단부로 연장되고, 반대편 단부에서 다이어프램(128)과 맞물리는데, 이 다이어프램은 매니폴드 몸체(110)의 제 1 단계 조절기 챔버(114)로부터 출구 채널(118)(및 저압 호스 부착부(180))로의 공기 흐름을 제어한다. 다이어프램(128)은 제 1 단계 조절기 챔버(114)에 의해 형성된 시트에 대해 다이어프램 클램프 링(clamp ring, 129)에 의해 유지되고, 스프링(130)과 스프링 캐리어(spring carrier, 131)에 의해 폐쇄된 밀봉 위치를 향해 편향되며, 이 편향력은 스프링 조절기(132)에 의해 조절될 수 있다.
공기 실린더(200)가 위에 배치된 매니폴드 시스템(100)을 도시하고 있는 도 12에 도시된 바와 같이, 매니폴드 몸체(110)는 바람직하게 공기 실린더(200) 및 실린더(200)를 유지하는 캐리어(202)의 전체 폭보다 작은 총 길이 치수를 가지며, 따라서 매니폴드(100)의 프로파일을 크게 줄이며 공지된 구성에 비해 작업자의 훨씬 큰 기동성을 제공한다.
상기한 바와 같이, 매니폴드 시스템(100)은 저압 호스 부착부(180)를 포함하는데, 이는 매니폴드 몸체(110)의 출구 채널(118)에 제거 가능하게 부착되고, 제 1 단계 조절기(120)의 저압 출구 측으로부터 비제한적인 예로서 작업자의 마스크 상의 제 2 단계 조절기로 호흡 공기를 전달하기 위한 호스에 부착되도록 구성된다. 저압 호스 부착부(180)는 수형 신속 분리부(140)의 일측에 배치된다. 표준 구성의 신속 분리 피팅이 저압 호스 분리부(180)에 포함될 수 있고, 따라서 비제한적인 예로서 호흡기 마스크를 통해 궁극적으로 작업자에게 호흡 공기를 전달하는 공급 호스(도시되지 않음)의 신속한 연결 및 신속한 분리를 가능하게 한다.
유사하게, 저압 릴리프 밸브(190)는 제 1 단계 조절기(120)의 저압 측으로부터 과압이 제 1 단계 조절기(120)의 저압 측으로부터 자동으로 배출될 수 있도록 구성된다. 저압 릴리프 밸브(190)는 매니폴드 몸체(110)의 릴리프 밸브 채널(119)에 부착되고, 이 릴리프 밸브 채널(119)은 제 1 단계 조절기(120)의 저압 출구 측과 유체 연통한다. 저압 릴리프 밸브(190)는 저압 호스 부착부(180)와 대향하는 수형 신속 분리기(140)의 제 2 측에 배치된다.
공기 공급 실린더를 연결하기 위한 매니폴드 몸체의 하나의 소형 단일 조립체와 제 1 단계 조절기의 본원에 개시된 결합은, 시스템에서의 잠재적인 고장 지점을 줄이고 시스템의 전체 무게를 줄이며, 작업자가 이들 기능을 위해 다양한 개별 구성요소를 휴대하고 추적할 필요가 없게 함으로써 작업자의 부담을 덜어 주므로, 공지된 시스템에 비해 현저한 개선을 제공한다. 본원에 기술된 매니폴드 시스템의 추가의 유리한 특징은, 실린더 재충전 및 병에 의해 제공되는 것에 대한 대안적인 공기 공급을 가능하게 하는 수형 신속 분리부(140), 온/오프 밸브(170), 및 압력 안전 장치를 모두 하나의 소형 조립체로 추가할 수 있다는 것을 포함한다. 공지된 시스템은 일반적으로 호흡기 시스템의 이러한 다양한 기능을 달성하기 위해 다양한 흐름 라인을 갖는 별도의 조립체를 필요로 했으며, 이러한 분산된 구성요소는 이들 시스템에 크기와 무게를 추가하여 특히 스트레스가 많은 환경에서 사용자가 조작하기 어렵게 하였다. 본 기술 분야의 숙련자는 본 발명에 따라 구성된 시스템이 위험한 환경에서 작업자가 겪는 스트레스를 크게 줄이면서, 신뢰할 수 있는 호흡 공기 전달 시스템에 즉각적이고 지속적인 접근할 수 있게 하는 것을 인식할 것이다.
본 발명의 기초가 되는 개념의 바람직한 실시형태 및 특정 변형을 완전히 기술하였으므로, 본원에 도시되고 기술된 실시형태의 특정 변형 및 수정뿐만 아니라 다양한 다른 실시형태는 상기한 기본 개념에 익숙해지면 본 기술 분야의 숙련자에게 명백하게 될 것이다. 비제한적인 예로서, 도 11을 참조하면, 매니폴드 몸체(110)는 병 포트(112)를 연결하는 공기 채널(113) 및 매니폴드 몸체(110)의 길이를 단순히 연장함으로써 두 개 이상의 병 포트(112)를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 매니폴드 몸체(110)의 물리적 프로파일을 더 제한하기 위해 하나의 병 포트(112)만이 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본원에 구체적으로 명시된 것과 다르게 실시될 수 있음을 알아야 한다.

Claims (25)

  1. 일체형 매니폴드 몸체를 포함하는 공기 공급 시스템으로서, 일체형 매니폴드 몸체는,
    가압 공기의 병을 제거 가능하게 수용하도록 구성된 적어도 하나의 병 포트와;
    제 1 단계 조절기 챔버와;
    신속 분리 피팅 포트와;
    상기 적어도 하나의 병 포트 및 상기 제 1 단계 조절기 챔버와 유체 연통하는 공기 채널; 및
    상기 제 1 단계 조절기 챔버와 유체 연통하는 출구 채널을 포함하는, 공기 공급 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계 조절기 챔버와 작동 가능하게 맞물리는 제 1 단계 조절기를 더 포함하는 공기 공급 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 단계 조절기는 상기 제 1 단계 조절기 챔버를 통해 상기 매니폴드 몸체의 전면으로부터 상기 전면의 반대편에 있는 상기 매니폴드 몸체의 후면까지 연장되는, 공기 공급 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 출구 채널과 유체 연통하고 공기 호스를 제거 가능하게 수용하도록 구성된 마스크 호스 신속 분리기를 더 포함하는 공기 공급 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 병 포트 및 상기 제 1 단계 조절기 챔버 사이에서 공기 흐름을 조절하기 위해 상기 공기 채널과 작동 가능하게 맞물리는 온/오프 밸브를 더 포함하는 공기 공급 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 온/오프 밸브의 수동 작동 핸드 휠은 상기 일체형 매니폴드 몸체의 저면으로부터 상기 일체형 매니폴드 몸체 외측으로 연장되는, 공기 공급 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 온/오프 밸브는 비-수직 각도로 상기 일체형 매니폴드 몸체 외측으로 경사지게 연장되는, 공기 공급 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 신속 분리 피팅 포트 내에 제거 가능하게 장착되고 공기 공급원에 연결되도록 구성된 신속 분리 피팅을 더 포함하는 공기 공급 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 신속 분리 피팅 포트는 상기 신속 분리 피팅의 원위 단부와 상기 신속 분리 피팅 포트의 내벽 사이에 개방 헤드 공간을 형성하고, 상기 신속 분리 피팅 포트는 상기 제 1 단계 조절기 챔버의 공기 입구와 유체 연통하는 공기 출구를 더 포함하는, 공기 공급 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 헤드 공간과 상기 온/오프 밸브 사이에서 공기 흐름을 허용하도록 배치된 공기 입구를 신속 분리 피팅 포트 내에 더 포함하는 공기 공급 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 헤드 공간으로부터 연장되고, 상기 일체형 매니폴드 몸체의 상부 표면을 통과하는 개구를 형성하는 보조 게이지 포트를 더 포함하고, 상기 일체형 매니폴드 몸체의 상부 표면을 통과하는 상기 개구는 보조 데이터 게이지를 제거 가능하게 수용하도록 구성되는, 공기 공급 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 신속 분리 피팅은 상기 일체형 매니폴드 몸체의 상부 표면으로부터 위쪽으로 그리고 상기 일체형 매니폴드 몸체의 후면을 향해 연장되는, 공기 공급 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 채널과 유체 연통하는 고압 릴리프 밸브를 더 포함하는 공기 공급 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 고압 릴리프 밸브는 상기 일체형 매니폴드 몸체의 하부 표면에서 수직으로 하향 연장되는, 공기 공급 시스템.
  15. 공기 공급 시스템으로서,
    - 일체형 매니폴드 몸체와, 일체형 매니폴드 몸체는,
    가압 공기의 병을 제거 가능하게 수용하도록 구성된 적어도 하나의 병 포트와;
    제 1 단계 조절기 챔버와;
    신속 분리 피팅 포트와;
    상기 적어도 하나의 병 포트 및 상기 제 1 단계 조절기 챔버와 유체 연통하는 공기 채널; 및
    상기 제 1 단계 조절기 챔버와 유체 연통하는 출구 채널을 포함하는 일체형 매니폴드 몸체와;
    - 상기 제 1 단계 조절기 챔버와 작동 가능하게 맞물리는 제 1 단계 조절기와;
    - 상기 출구 채널과 유체 연통하고 공기 호스를 제거 가능하게 수용하도록 구성된 마스크 호스 신속 분리기; 및
    - 상기 적어도 하나의 병 포트 및 상기 제 1 단계 조절기 사이에서 공기 흐름을 조절하기 위해 상기 공기 채널과 작동 가능하게 맞물리는 온/오프 밸브를 포함하는 공기 공급 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 단계 조절기는 상기 제 1 단계 조절기 챔버를 통해 상기 매니폴드 몸체의 전면으로부터 상기 전면의 반대편에 있는 상기 매니폴드 몸체의 후면까지 연장되는, 공기 공급 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 온/오프 밸브는 상기 일체형 매니폴드 몸체의 저면으로부터 상기 일체형 매니폴드 몸체 외측으로 연장되는, 공기 공급 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 온/오프 밸브는 비-수직 각도로 상기 일체형 매니폴드 몸체 외측으로 경사지게 연장되는, 공기 공급 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 신속 분리 피팅 포트 내에 제거 가능하게 장착되고 공기 공급원에 연결되도록 구성된 신속 분리 피팅을 더 포함하는 공기 공급 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 신속 분리 피팅 포트는 상기 신속 분리 피팅의 원위 단부와 상기 신속 분리 피팅 포트의 내벽 사이에 개방 헤드 공간을 더 형성하고, 상기 신속 분리 피팅 포트는 상기 제 1 단계 조절기 챔버의 공기 입구와 유체 연통하는 공기 출구를 더 포함하는, 공기 공급 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 헤드 공간과 상기 온/오프 밸브 사이에서 공기 흐름을 허용하도록 배치된 공기 입구를 신속 분리 피팅 포트 내에 더 포함하는 공기 공급 시스템.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 헤드 공간으로부터 연장되고, 상기 일체형 매니폴드 몸체의 상부 표면을 통과하는 개구를 형성하는 보조 게이지 포트를 더 포함하고, 상기 일체형 매니폴드 몸체의 상부 표면을 통과하는 상기 개구는 보조 데이터 게이지를 제거 가능하게 수용하도록 구성되는, 공기 공급 시스템.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 신속 분리 피팅은 상기 일체형 매니폴드 몸체의 상부 표면으로부터 위쪽으로 그리고 상기 일체형 매니폴드 몸체의 후면을 향해 연장되는, 공기 공급 시스템.
  24. 제 15 항에 있어서,
    상기 공기 채널과 유체 연통하는 고압 릴리프 밸브를 더 포함하는 공기 공급 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 고압 릴리프 밸브는 상기 일체형 매니폴드 몸체의 하부 표면에서 수직으로 하향 연장되는, 공기 공급 시스템.
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