NL9301212A - Omschakelklep. - Google Patents

Description

Omschakelklep

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een omschakelklep van het in de aanhef van conclusie 1 beschreven type, zoals bekend uit NL-A-8501474.

Êen dergelijke omschakelklep is in het bijzonder bestemd om te worden toegepast bij een persluchtmasker, zoals dit bijvoorbeeld wordt gebruikt door brandweerlieden voor beademingsdoeleinden. Een dergelijk persluchtmasker, of bea-demingsmasker is via de omschakelklep aangesloten op een op een afstand gelegen hoofdbron van druklucht. Anderzijds draagt de gebruiker een reservebron van druklucht met zich mee, bijv. in de vorm van een gasfles, die eveneens via de omschakelklep is aangesloten op het beademingsmasker. In de normale gebruiksituatie van het beademingsmasker staat de omschakelklep in een zodanige stand, dat lucht vanuit de hoofdbron naar het masker wordt toegevoerd. Indien om een of andere reden de toevoer van druklucht vanaf de hoofdbron wegvalt, of de druk hiervan daalt tot onder een toelaatbare minimum waarde, bijvoorbeeld door een knik in de toevoer-slang of door breuk hiervan, moet de omschakelklep automatisch omschakelen op de reservebron. Hierbij moet de gebruiker van het beademingsmasker worden gewaarschuwd, bijvoorbeeld door een akoestisch signaal. De gebruiker weet dan dat nog gedurende een bepaalde tijdsduur lucht vanuit de reservebron beschikbaar is, welke tijdsduur voldoende is om zich in veiligheid te brengen.

Bij de bekende klep van dit type bestaat het klepli-chaam uit een differentiaalzuiger, waarop enerzijds de druk van de reservebron en anderzijds de druk van de hoofdbron inwerkt. Als de druk van de hoofdbron lager wordt dan die van de reservebron, schakelt deze klep automatisch over op de reservebron. Het probleem bij deze bekende klep is dat de zuiger enige tijd nodig heeft om van de ene stand in de andere stand te geraken. Gedurende deze tijd staat de zuiger in een middenstand, waarin in het geheel geen lucht naar het masker stroomt. Bovendien zijn in de bekende omschakelklep geen middelen aanwezig om de gebruiker te waarschuwen dat de hoofdbron geen lucht meer levert.

De uitvinding beoogt nu een omschakelklep te verschaffen, die de genoemde nadelen van de bekende klep opheft, bovendien bedrijfszeker en betrouwbaar werkt, en goedkoop is te vervaardigen.

Deze oogmerken worden volgens de uitvinding bereikt door de in conclusie 1 aangegeven maatregelen. Doordat voor het omschakelen van de klep steeds een kracht nodig is die groter is dan een vooraf ingestelde drempelwaarde, schiet het kleplichaam met grote snelheid van de ene stand naar de andere, zonder dat de mogelijkheid aanwezig is dat het kleplichaam een tussenstand inneemt. Bovendien heeft de druk van de reservebron hierbij geen enkele invloed op het schakelge-drag van de klep.

Bij voorkeur bevat het klephuis een bypass-kanaal, dat de aansluitpoort voor de hoofdbron verbindt met de aansluit-poort voor het beademingsmasker, in welk bypass-kanaal een terugslagklep is aangebracht, die een luchtstroming van de hoofdbron naar het beademingsmasker toelaat en een luchtstroming in tegengestelde richting blokkeert. Een dergelijk bypass-kanaal vormt in feite een extra beveiliging voor het geval het kleplichaam toch een tussenstand inneemt. Dit zou zich bijvoorbeeld kunnen voordoen door bevriezing bij extreem lage temperaturen van onder -20eC of door het defect raken van de vasthoudmiddelen. In dit geval kan dan nog lucht vanaf de hoofdbron via het bypass-kanaal naar het beademingsmasker stromen.

De onderconclusies 3-6 geven doelmatige verdere ontwikkelingen en details van de uitvinding weer.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin:

Figuur 1 een schematische doorsnede toont van een om- schakelklep volgens de uitvinding, die in de normale gebruikstand staat, waarbij de hoofdbron in verbinding staat met het beademings-masker,

Figuur 2 de omschakelklep van fig. 1 toont in de stand, waarbij de reservebron in verbinding staat met het beademingsmasker,

Figuur 3 op kleinere schaal een met fig. 1 overeenko mende doorsnede van een andere uitvoeringsvorm van de omschakelklep volgens de uitvinding, en Figuur 4 een met fig. 2 overeenkomende doorsnede van de omschakelklep volgens fig. 3.

Zoals blijkt uit de figuren 1 en 2, bestaat de omschakelklep uit een klephuis 1, met een aansluitpoort 2 voor een hoofdbron van druklucht, een aansluitpoort 3 voor een reservebron van druklucht en een aansluitpoort 4 voor een beademingsmasker.

Het klephuis 1 heeft een inwendige cilindrische ruimte, waarin een kleplichaam is aangebracht, dat de vorm heeft van een cilindrische zuiger 5. De zuiger verdeelt de cilindrische ruimte in een kamer 6, waarin de aansluitpoort 2 voor de hoofdbron uitmondt en een kamer 7, die via een opening 8, waarin een filterelement 9 is aangebracht, in verbinding staat met de buitenlucht. De zuiger is verbonden met een zuigerstang 10, die door de kamer 7 loopt en verschuifbaar in het klephuis is geleid. Een veer 11 is om de zuigerstang 10 aangebracht, welke veer enerzijds aanligt tegen het klephuis en anderzijds tegen de zuiger, en zodoende de zuiger naar de kamer 6 toe (in de tekening omlaag) tracht te drukken. De zuiger 5 is aan de beide uiteinden voorzien van een afdichtring 12, 13, waarmee de zuiger afdichtend aanligt tegen de wand van de cilindrische ruimte. Tussen deze beide afdichtringen 12 en 13 heeft de zuiger 5 een kleinere diameter, zodat tussen de zuiger en het klephuis een gesloten ringvormige kamer 14 wordt gevormd. In deze ringvormige kamer 14 mondt de aansluitpoort 3 voor de reservebron uit.

Het klephuis is bovendien voorzien van een aansluit-poort 15, waarop een (niet weergegeven) signaalgever van een geschikt type kan worden aangesloten. De opstelling van deze aansluitpoort 15 voor de signaalgever kont hierna nog ter sprake.

In de in figuur 1 weergegeven eerste stand van de omschakelklep staat de zuiger in de omhoog gedrukte stand, waarbij de aansluitpoort 4 voor het beademingsmasker uitmondt in de kamer 6, en dus direct in verbinding staat met de aansluitpoort 2 voor de hoofdbron. Dit is de normale ge-bruikstand van de omschakelklep, waarbij de ringvormige kamer 14 en hiermee de reservebron is afgesloten en de aansluitpoort 15 voor de signaalgever wordt afgesloten door de onderste afdichtring 13 van de zuiger 5.

In de in figuur 2 weergegeven tweede stand van de omschakelklep is het kleplichaam ten opzichte van de vorige eerste stand over een afstand naar beneden toe verplaatst, waarbij de aansluitpoort 2 en de kamer 6 door het zuiger 5 is afgesloten en de aansluitpoort 4 voor het beademingsmasker nu in de ringvormige kamer 14 uitmondt. Dit betekent dat de aansluitpoort 4 nu in verbinding staat met de aansluitpoort 3, zodat het beademingsmasker lucht ontvangt vanuit de reservebron. In deze stand is de aansluitpoort 15 open en vormt een verbinding tussen de ringvormige kamer en de buitenzijde van het klephuis. De druk van de reservebron staat nu op deze aansluitpoort 15 en kan de hierop aangesloten signaalgever bekrachtigen. De signaalgever kan van elk geschikt type zijn. in een bijzonder doelmatige uitvoeringsvorm is de aansluitpoort 15 zelf gevormd als een fluit, die door de druk van de reservebron een fluittoon genereert om de gebruiker van het beademingsmasker te waarschuwen dat de hoofdbron buiten werking is.

Het zal duidelijk zijn dat de betreffende omschakelklep twee vaste werkstanden moet hebben en dat het van groot belang is dat de klep, indien nodig, automatisch en snel van de ene in de andere stand kan overschakelen. Hiertoe zijn volgens de uitvinding vasthoudmiddelen aangebracht, die de omschakelklep in deze twee werkstanden kunnen vasthouden en een omschakeling naar de andere stand toelaten als de resultante van de op het kleplichaam uitgeoefende krachten groter is dan een vooraf bepaalde drempelwaarde.

De vasthoudmiddelen bestaan hiertoe uit een onder druk van een veer 16 staande kogel 17, welke kogel resp. kan grijpen in een tweetal groeven 18, 19, die op onderlinge afstand zijn aangebracht in het gedeelte van de zuigerstang dat verschuifbaar is in het klephuis. De groeven 18 en 19 zijn zodanig aangebracht dat de zuiger 5 door het in deze groeven grijpen van de kogel 17 in één van de twee genoemde en weergegeven werkstanden wordt vastgehouden. Om de zuiger 5 van de ene naar de andere stand om te zetten is dus een bepaalde kracht nodig, die wordt bepaald door de druk van de veer 16 en de afmetingen en vormgeving van de groeven 18 en 19 en van de kogel 17.

Stel dat de kracht, die nodig is om de kogel uit de groef te drukken, Fs is. Als de omschakelklep zich in de in figuur 1 weergegeven stand bevindt, en de druk van de hoofdbron daalt, zal de zuiger 5 zich verplaatsen naar de in figuur 2 getekende stand als de druk van de veer 11 minus de druk van de hoofdbron groter of gelijk is aan F. . Als dit het geval is, schiet de zuiger met een grote snelheid omlaag tot de kogel 17 in de groef 19 grijpt en zich dan in de stand van figuur 2 bevindt. Als de druk van de hoofdbron toeneemt tot deze groter of gelijk is aan de druk van de veer 11 vermeerderd met F„, zal de zuiger 5 terugschieten naar de stand van figuur 1. Het omschakelen van de klep kan dus door het geschikt kiezen van de sterkte van de veer 11 en de waarde F. plaats vinden bij elke gewenste druk van de hoofdbron, zonder dat de druk van de reservebron hier enige invloed op kan uitoefenen. Het omschakelen vindt bovendien met grote snelheid plaats zodat de tijdsduur voor het omschakelen minimaal is.

De figuren 2 en 3 tonen een andere uitvoeringsvorm van de omschakelklep volgens de uitvinding, waarbij dezelfde onderdelen zijn aangegeven met dezelfde verwijzingscijfers.

Deze uitvoeringsvorm is in hoofdzaak gelijk aan die van de figuren 1 en 2, met dien verstande dat een bypasskanaal 20 is aangebracht, dat de aansluitpoort 2 voor de hoofdbron verbindt met de aansluitpoort 4 voor het beademingsmasker. In dit bypass-kanaal is een onder druk van een veer staande terugslagklep 21 opgenomen, die een luchtstroming van de hoofdbron naar het beademingsmasker toelaat en een luchtstroming in de tegenover gestelde richting blokkeert.

Bij de normale werking van de klep heeft dit bypasskanaal 20 geen invloed op de werking van de klep. In de stand van figuur 3 stroomt lucht vanaf de aansluitpoort 2 door de kamer 6 naar de aansluitpoort 4. Dit zou ook via het bypass-kanaal 20 kunnen geschieden, doch daar de weerstand van het bypass-kanaal met de hierin aanwezige onder druk van een veer staande terugslagklep 21 groter is, zal dit normaliter niet gebeuren. In de stand van figuur 4 is het bypasskanaal normaliter gesloten. De druk van de reservebron draagt bij tot het sluiten van de terugslagklep 21.

Onder bijzondere omstandigheden, zoals bijvoorbeeld bij extreem lage temperaturen van minder dan -20°C zou het kunnen voorkomen, dat door bevriezing het kleplichaam toch een tussenstand inneemt, waarbij de afsluitring 13 de aansluitpoort 4 afsluit. In dit geval kan lucht vanaf de hoofdbron via het bypass-kanaal 20 naar het beademingsmasker stromen, zodat de gebruiker hiervan in ieder geval lucht krijgt, zij het mogelijk van een lagere druk dan gewenst zou zijn. Een ander voordeel van het bypass-kanaal is dat in de stand van fig. 4, het dalen van de druk van de reservebron tot onder de druk van de hoofdbron tot gevolg heeft dat lucht vanaf de hoofdbron via de terugslagklep naar het beademingsmasker kan stromen. De van de hoofdbron afkomstige lucht doet tevens de op de aansluitpoort 15 aangebrachte (niet weergegeven) fluit in werking treden.

Een andere mogelijk oorzaak dat het kleplichaam een ongewenste tussenstand inneemt is het defect raken van de vasthoudmiddelen, bijvoorbeeld breuk van de veer 16.

Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding niet is be- perkt tot de hier weergegeven en beschreven uitvoeringsvorm maar dat binnen het kader van de bijgaande conclusies een groot aantal varianten mogelijk zijn. Zo kunnen de vasthoud-middelen constructief anders zijn uitgevoerd. Ook kunnen de groeven 18 en 19 een verschillende vorm hebben zodat de kracht om de klep van de eerste naar de tweede stand te schakelen niet gelijk is aan de kracht om de klep van de tweede naar de eerste stand te schakelen. Het bypass-kanaal 20 met de hierin aanwezige terugslagklep 21 zou ook buiten het kleplichaam om kunnen zijn aangebracht. Ook zou het nog doelmatig kunnen zijn om een terugslagklep aan te brengen in de aansluitpoort 3 voor de reservebron. Tenslotte zijn ook andere toepassingen van de omschakelklep denkbaar.

Claims (6)

1. Omschakelklep, omvattende een klephuis (1) met een aan-sluitpoort (2) voor een hoofdbron, een aansluitpoort (3) voor een reservebron en een aansluitpoort (4) naar een bea-demingsmasker of dergelijke, in welk klephuis een klepli-chaam (5) verplaatsbaar is, dat in een eerste stand de aansluitpoort voor de hoofdbron verbindt met de uitvoeraanslui-tpoort en in een tweede stand de aansluitpoort voor de reservebron verbindt met de uitvoeraansluitpoort, met het kenmerk, dat het kleplichaam wordt gevormd door een zuiger (5), waarop enerzijds de druk van de hoofdbron inwerkt en die anderzijds onder druk staat van een veer (11), die het kleplichaam tegen de druk van de hoofdbron in, naar de genoemde eerste stand tracht te drukken, welk kleplichaam is voorzien van vasthoudmiddelen (16, 17, 18, 19), die het kleplichaam in de eerste of in de tweede stand kunnen vasthouden, welke vasthoudmiddelen slechts een verplaatsing van het kleplichaam van de ene naar de andere stand toelaten als de resultante van de op het kleplichaam uitgeoefende krachten groter is dan een vooraf bepaalde drempelwaarde (F.).

2. Omschakelklep volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het klephuis (1) een bypass-kanaal (20) bevat, dat de aansluitpoort (2) voor de hoofdbron verbindt met de aansluitpoort (4) voor het beademingsmasker, in welk bypass-kanaal een terugslagklep (21) is opgenomen, die een luchtstroming van de hoofdbron naar het beademingsmasker toelaat, en een luchtstroming in de tegengestelde richting blokkeert.

3. Omschakelklep volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de vasthoudmiddelen bestaan uit een onder druk van een veer (16) in het klephuis aangebrachte kogel (17), die kan grijpen in een tweetal uitnemingen (18, 19), die in het kleplichaam (5,10) zijn aangebracht.

4. Omschakelklep volgens een of meer van de voorafgaande conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het kleplichaam in het middengebied een gedeelte heeft met een kleinere diameter, zodat tussen het klephuis en het kleplichaam een ringvormige kamer (14) wordt vrijgelaten, in welke kamer de aansluit-poort (3) voor de reservebron uitmondt, terwijl de aanslui-tpoort (4) voor het beademingsmasker in de eerste stand van het kleplichaam buiten de ringvormige kamer ligt en in verbinding staat met aansluitpoort (2) voor het hoofdbron, en in de tweede stand van het kleplichaam in de ringvormige kamer uitmondt.

5. Omschakelklep volgens een of meer van de voorafgaande conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het klephuis (1) tevens is voorzien van een aansluitpoort (15) voor een signaalgever, welke aansluitpoort in de eerste stand van het kleplichaam hierdoor is afgesloten en in de tweede stand van het kleplichaam in open verbinding staat met de aansluitpoort (3) voor de reservebron.

6. Omschakelklep volgens een of meer van de voorafgaande conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het kleplichaam (5) een zuigerstang (10) draagt, die verschuifbaar in het klephuis is gelagerd, welke zuigerstang het tweetal uitnemingen bevat in de vorm van twee op een afstand van elkaar gelegen groeven (18, 19).