专利名称：呼吸感应装置的制作方法
技术领域：
呼吸感应装置，包括具有位于一侧的第一压力室和位于第二侧的第二压力室的隔膜，其中所述第一压力室和第二压力室借助于具有不同截面通道面积的流体通道连接至系统压力，所述不同截面通道面积被配置成促进检测由于呼吸发生的压力降。
背景技术：
在带有潜水罐的轻装潜水中,所谓的SCUBA潜水(自携式水下呼吸器)，潜水者通过他在潜水期间携带的压力罐被供给空气。由于显而易见的原因，为了不发生事故，以适当的方法进行潜水是极其重要的。大多数计划潜水的人会选择在开始真正潜水前参与训练。多年来，已开发出了许多器具来防止与潜水有关的事故。一个示例是由潜水者携带的可充 气潜水外套，其帮助潜水者控制浮力，并且与配重体组合使用以帮助潜水者下降。其它器具的示例有表格和便携式潜水计算机，它们帮助潜水者规划潜水以便例如不冒减压病的风险或者不必因为空气用尽而快速地浮出水面。潜水装备本身也有发展，并且已被设置有旨在防止事故的装置。这些装置中的大部分都具有感应在潜水期间出现的任何问题或者方便潜水者的目的。经常导致准事故并且有时导致溺亡的一个情形是在潜水者由于一些原因在上浮时遭受压力。与潜水装备有关的若干安全装置在先前是已知的，其旨在给予关于上述缺点的改进，例如 FR 2741853、EP 034569、US4, 176，418、US 5，746，543 和 US 5，560，738，它们
都存在一些缺点。近来，提出了一种提供第一流的概念性解决方案的概念，公开于在WO 2008143581和TO 2007058615中。然而，相对于该公开同样存在改进的空间，其能够更多地增加安全性和/或改善成本效率和/或改善可靠性，等等。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种呼吸感应装置，尤其是与潜水装备有关的，其相对于生产方面提供更高的可靠性和可扩展性，这是借助于如权利要求I所述的呼吸感应装置实现的。由于本发明，提供了设计参数，其允许可扩大的生产并维持高的可靠性。根据本发明的一个方面，呼吸感应装置包括具有位于一侧的第一压力室和位于第二侧的第二压力室的隔膜，其中所述第一压力室和第二压力室借助于具有不同截面通道面积的流体通道连接至系统压力，所述不同截面通道面积被配置成促进检测由于呼吸而发生的压力降。所述流体通道的所述截面通道面积优选配置成在所述系统压力LI的压力变化过程中是恒定的。相对于提供通向和/或来自第一压力室的流体通道的截面通道面积，提供通向和/或来自第二压力室的受限流体通道的截面通道面积之间的截面通道面积的关系在1/50-1/200范围内。由于本发明的设计，在所述第一压力室与第二压力室之间获取了作为所述系统压力中压力变化的结果的短暂性压力差。
根据本发明的另一方面，提供了 在所述第二压力室与系统压力之间，配置有另一密封的贯通通道，该贯通通道配置有密封件，以在压力降超过可能由所述系统压力内的呼吸引起的压力降之上打开所述通道，其中优选巴，更优选4巴，这提供了这样的优点，即呼吸感应装置将不会相对于系统内的骤然压力增加(例如在连接新压力容器至潜水系统时)而暴露于不希望的作用力。根据另一方面，还提供了 所述压力室的高度是有限的以提供紧凑性，并且通过配置与所述第二压力室连接的至少一个附加的分配室来实现与第二压力室连通的充分体积，这提供了这样的优点，即在系统压力发生变化的情况下(例如与潜水者在水中上下移动有关)同样维持了呼吸装置的可靠感应性所需的平衡体积，并且同时提供了致动器装置本身的紧凑性，这是由于需要比较大的体积来实现期望的可靠性这一事实。因此，如果所需的体积全部放置在平衡压力室本身内，则它将导致庞大的单元。根据本发明的另一方面，提供了 所述通道中的至少一个是可调节地配置的，这提供这样的优点，即呼吸感应装置的感应性能够根据不同的期望得到调节。根据本发明的另一方面，提供了 所述隔膜固定地连接有活塞，所述活塞具有与密封件相互作用的端部，这提供这样的优点，即具有活塞单元的隔膜能够用于操作使用呼吸感应装置的单元内的装 置。根据本发明的另一方面，提供了 在活塞的至少所述端部中配置有同轴通道，以在所述端部脱离与所述密封件的密封接触时允许穿透流，这提供了这样的优点，即增加了使用本发明的呼吸感应装置的致动器单元的紧凑性的可能性。根据本发明的另一方面，提供了 所述活塞的至少所述端部配置成相对于周围的压力影响提供平衡构造，这提供这样的优点，即呼吸感应装置将不会受到作用于连接至隔膜的活塞的压力差的影响。根据本发明的另一方面，提供了 所述活塞配置成提供面积差，在第一压力室中暴露的隔膜的面积比第二压力室中暴露的面积大，这提供这样的优点，即当两个压力室中的压力相等时也沿闭合方向横跨隔膜施加连续的作用力。
在以下，将参考附图描述本发明，附图中图I示出了包含本发明不同方面的致动器壳体的透视图，图2呈现出了沿图I中的线II-II的致动器壳体的截面图，示意性地示出了本发明的不同方面，图3A呈现出了根据另一实施例的沿图I中的线II-II的致动器壳体的截面图，示意性地示出了本发明的不同方面，图3B呈现出了根据图3A实施例的阀的细节，图3C-3D呈现出了根据本发明一个实施例的流量限制阀的支承板，图3E-3F呈现出了根据本发明一个实施例的流量限制阀的柔性构件，图3G呈现出了根据本发明一个实施例的流量限制阀的详细视图，图4呈现出了根据本发明一个实施例的本发明的一个方面的详细视图，图5呈现出了根据本发明一个实施例的本发明的另一方面的详细视图，
图6呈现出了曲线图，示意性地呈现出了在围绕隔膜的压力室中以及在呼吸感应器配置内的计时器体积室中随着时间的压力进展，图7呈现出了与图6中相应的曲线图，比起图6中呈现出的情况示出了不同的情况，而图8A-8B示出了一种新型隔膜的优选实施例。
具体实施例方式本发明的前述各方面和许多伴随优点，将随着其通过参考以下详细描述在结合附图进行理解时变得更加明白的情况下，变得更容易理解。此外，以下描述和包含在其中的示例只提供来用于描述和阐明本发明的某些实施例的目的，并非旨在以任何方式限制本发明的范围。图I示出了致动器壳体80的透视图，所述壳体包含根据本发明的不同方面，所述 方面将在以下详细描述。应该明白的是，图I中的壳体80提供出来用于例示目的，它可以包括任意形状或者设计，只要不同方面以及与之有关的功能能够在所述壳体80内实现即可。图I所示的特定壳体具有圆筒形形状，并且包括被连接在一起以形成所述壳体80的若干抵接部分81。每个部分81可以在组装成所述壳体80前被单独地设计，产生较大的制造优点，因为每个部分81能够在组装在一起以形成致动器装置8前轻松地设置期望的细节(例如孔穴、密封件、压力室、隔膜等)。在图2中，以截面图示意性示出了本发明的致动器8的一个实施例，其中根据本发明一个特定方面的致动器8的紧凑设计得以实现。在壳体8内配置有连接至来自第一阶段(未示出)的氧气的供给压力的通路LI和连接至环境压力的通路7。这些通路Ll、7经由配置在本体8中的若干机械阀互连，以实现本发明的功能，如以下将详细描述的。在致动器本体8的第一端附近，配置有开/关阀OV的隔膜200。该阀OV必须受到水压的影响，以激活到“开启模式”。这借助于作用于隔膜200的外侧的水压得以实现。隔膜200的另一侧被空气室201平衡，所述空气室201被校准以允许隔膜移动成处于期望校准压力处的激活状态。在施加系统压力(即通过将致动器8连接至潜水调控器的第一阶段)前，空气室201经由阀202和通路7朝大气开放，由此与环境压力连接。一旦系统压力被施加(空气箱被打开)后，空气将流过通路LI，并且所述阀202受到影响以移动到闭合位置，由此闭合隔膜200下方的室201与环境之间的界面。空气室201因此被气密地闭合，并且被校准至表面处的环境压力。因此，当作用于隔膜200的水压超过一定压力时，固定地附接于隔膜的活塞208将向下移动成与密封件220接触，由此打开连接至活塞208内的中空通路230至通向计时器体积213的限制通道212，这借助于活塞208的内壁上高于中空通路230内的密封体240的密封件的非激活位置的沟槽(未示出)得以实现。因此，在非激活(中性隔膜200)时，密封体240密封，但是在激活(隔膜200和活塞208向下移动)时，空气将通过密封体240。计时器体积213从而将被缓慢填充，以逐渐在其中积累压力。限制通道212优选极其小，以允许致动器体非常紧凑。换言之，应该允许很小的气流通过限制通道212，为小体积213提供足够的时间来实现计时器体积213的功能，即在不发生呼吸达一定时间时打开释放阀25。计时器体积213定位成邻接开/关阀0V。释放阀25与开/关阀OV相比，定位在致动器体的相反端附近。在释放阀RV与计时器体积TV之间，配置有活动感应器阀AV。该阀AV也包括固定地附接有活塞103的隔膜100。活塞103的一个密封件例如上唇密封件配置成对朝计时器体积TV的流动进行密封。同样，活动感应器阀的活塞阀是中空的，即提供中心通道111。在隔膜100的一侧，具有与系统压力线路LI接触的压力室120。下方，在隔膜100的另一侧，具有提供平衡压力的压力室121。上侧室120与系统压力LI之间的流体连通开口 153相当大，例如达大约2mm/直径，以允许在其间不受限制的流动。下侧室121中的平衡压力是通过在系统压力LI与下侧压力室121之间设置具有限制通道143的流量限制配置130实现的。一方面，限制通道143组合有一种类型的止回阀功能，其借助于例如唇式密封件144实现，如图2所示。本领域的技术人员明白的是也可以使用其它类型的流量限制配置130，其中的两个示例将分别参考图3和6描述。由于该设计，活动感应器阀将连同对呼吸的感应清空计时器体积213。现在将参考图2的详情和图6-7中呈现出的曲线图来描述围绕隔膜100在压力室120、121内的以及在 TV室213内的压力发展。在图6-7中，曲线A是随着时间的推移在上侧压力室120内的压力，而曲线B示出了随着时间的推移在下侧压力室121内的压力。图6-7中的曲线C表示随着时间的推移在计时器体积室213内的压力。简言之，当呼吸发生时(见图6中的时刻a))，系统压力LI将骤然下降，从而同时在上侧室120中提供压力降(见图6-7中的曲线A)。然而，由于限制通道143，下侧室121 (见图6-7中的曲线B)将维持较高压力达一段时间。作为结果，隔膜100将向上移动，从而活塞103将从底座107向上移动，以使计时器体积213与环境压力7互连(见图6中的时刻b))。当系统压力再次缓慢增加时，将发生相反的现象，即，将在下侧室121中发生达一段时间的较低压力，从而确保活塞103抵靠底座107闭合(见图6中的时刻c))。因此，计时器体积213将再次被闭合和密封，以经由通过限制通道212的气流连续地充满压力。从图7中的曲线图来看，这里能看见这样一种情况，其中呼吸已停止(时刻a)，并且压力室213内的压力正在增加(曲线C)直到释放阀RV打开，导致体积室213中的压力被归零(时刻b)。为了进一步确保活塞103对底座107的密封，活塞103的上部103A优选具有比下部103B小的外径和贯通通道。此外，活塞103相对于隔膜100定位成使得隔膜100的最下侧区域的一部分被活塞103B的相应下部覆盖，与隔膜100的相反的上侧相比，导致压力区域减小。因此，在平衡压力时(即在上侧室120和下侧室121内的压力相等时)，压力区域的差异导致隔膜100被向下偏置，将活塞103推靠在底座107上。围绕活动感应器阀限制器130优选存在唇式密封件144，该唇式密封件144将在存在系统压力LI的显著(和骤然)增加时打开，例如随同压力容器的变化。因此，唇式密封件144总是在从下侧压力室121向系统压力LI的方向上密封，但是如果供给线路LI与下侧室121之间的压力差超过一定水平例如2巴时，可以在另一方向上打开。由于该配置，隔膜100将不会暴露于任何显著的压力差，同时，作为唇式密封件144的打开的所选压力水平被选择成使得它不会由于呼吸期间提供的压力降而发生。在图3A中，示意性地示出了本发明的致动器组件8的轮廓的另一示例，包括以先前关于图2所描述的相似方式彼此连接的开/关阀0V、计时器体积TV、活动感应器阀AV和释放阀RV。根据图3的致动器组件8可以被包含在对应于图I所示的壳体80内，并且由多个壳体部分81形成，壳体部分中的每一个被设计成实现致动器8的不同功能。现在将描述在图3A中呈现出的致动器8的各不同方面和功能。在壳体80的一端中配置有开/关阀0V，开/关阀OV配置成在致动器移动至水下的位置并且水压被施加到隔膜200的上侧上时激活致动器8 (即将它切换成“开启模式”)。在隔膜200下方，存在有平衡用空气室201，其被校准成允许隔膜200在预定外侧压力时移动至激活状态。隔膜200还经由弹簧221保持就位，所述弹簧221推压固定地附接于隔膜200的活塞208的下部。在一个实施例中，平衡室201经由阀和通路(未示出)与大气接触，从而被自动地校准至环境压力，直到系统压力(即与第一步的连接)经由通路LIb而施力口，由此所述阀配置成闭合，从而闭合环境与隔膜200下方的室201之间的界面。空气室201因此被气密地闭合，并且被校准至表面处的环境压力。当作用于隔膜200的水压超过一定压力时，固定地附接于隔膜的活塞208将向下 移动，推压所述弹簧221，并与密封件220发生接触，从而防止LIb与计时器体积TV213之间的不受限制的空气通道。系统压力通路LIb之间的唯一通道现在是通向计时器体积213的限制通道212，其允许非常小的预定气流穿过并进入TV室213。本实施例的限制通道212是通过图3B所示的杆条构件222实现的。当隔膜200在水上方处于“关闭状态”时，活塞208将位于杆条构件222上方，充分与之脱离接触，允许空气自由地穿过中空中心通路230，并经过杆条构件222进入TV室213中。当隔膜200在水下方处于“开启状态”时，活塞208将向下移动成抵靠杆条构件222，密封地封闭它，并允许空气只穿过配置在杆条构件222的侧面上的纵向沟槽223 (见图3B)。经过限制阀212的空气的体积从而由所述沟槽223的尺寸确定。计时器体积213将被缓慢地填充空气，由此在其中逐渐积累压力。限制通道212极其小，以允许致动器体非常紧凑。换言之，应该允许很小的气流通过限制通道212，为小体积213提供足够的时间来实现计时器体积213的功能，即在不发生呼吸达一定时间时打开释放阀25。计时器体积213定位成邻接开/关阀0V。释放阀25与开/关阀OV相比，定位在致动器体的相反端附近。在释放阀RV与计时器体积TV之间，配置有活动感应器阀AV。该阀AV也包括固定地附接有活塞103的隔膜100。活塞103具有上侧密封件104，其配置成密封朝TV的流动。同样，活动感应器阀的活塞阀是中空的，即提供中心通道111。在隔膜100的一侧，具有与系统压力线路LI接触的压力室120。下方，在隔膜100的另一侧，具有提供平衡压力的压力室121。上侧室120与系统压力LI之间的流体连通开口 153 (优选为中心开口)相当大，以允许在其间不受限制的流动。下侧室121中的平衡压力是通过在系统压力LI与下侧压力室121之间设置具有限制通道143的流量限制配置130实现的。优选地，所述流体通道143,153具有不同的截面通道面积ApAf，其配置成促进检测由于呼吸发生的压力降。优选地，相对于提供通向和/或来自第一压力室120的流体通道的截面通道面积Af，提供通向和/或来自第二压力室121的受限流体通道143的截面通道面积4之间的截面通道面积的关系在1/50-1/200范围内。所述流体通道143、153的所述截面通道面积K、K优选配置成在所述系统压力LI的压力变化过程中是恒定的。由于本发明的设计，在所述第一压力室120与第二压力室121之间获取了作为所述系统压力LI中的压力变化的结果的短暂性压力差。这将导致TV室213在呼吸发生时被清空。在呼吸时，系统压力LI将骤然下降，由此同时在上侧室120中提供压力降。然而，由于限制通道143，下侧室121将维持较高压力达一段时间。作为结果，隔膜100将向上移动，从而活塞103将从底座107向上移动，以使计时器体积213与环境压力7互连。参考图3A-3G，现在将进一步描述图3中呈现出的流量限制配置130的设计。在压力室121与系统压力LI之间定位有支承环224，所述支承环224具有中心开口 143和圆周边缘225。支承环224具有斜切的截面，如也在例如图3D中可见的。在支承环224附近定位有图3E-3F中呈现出的柔性构件227，在形状上与支承环224匹配并具有中心开口 143。该柔性构件由橡胶、硅树脂或者任何其它柔性材料制成。在中性状态(即室121与通路LI之间压力差极小或者不存在)，柔性构件227将水平地位于支承环224下方，并且由于支承环224的斜切截面，而在支承环224与柔性构件227之间生成小的开放空间。因此，通向通路LI的通道228未被覆盖，空气能够穿过中心开口 143并且经由所述通道228 (见图3G)自由地在室121与通路LI之间移动。 该组件在图3G中详细示出，其中可见窄的气流通道228位于柔性构件227与系统压力通路LI之间，是压力室121与系统LI之间的唯一连接。呼吸将导致系统LI中骤然的压力降，直到第一阶段补偿该压力降，称为破裂压力。当这发生时，压力室120内的压力也将降低，并且空气将穿过流体通道153离开而进入系统通路LI中。同时，将引发空气欲从下侧压力室121进入系统通路LI中，以补偿压力降。然而，这将导致柔性构件227朝气流通道228被吸附，立即阻塞它，使得实质上将没有空气能够通过。结果是上侧压力室120与下侧压力室121之间发生压力差，这将导致隔膜100向上移动，并且活塞103也随之向上移动。活塞将由此与密封底座107脱离接触，允许空气从TV室213穿过通路7离开，并从致动器8出去。接下来，来自第一阶段的空气将进入系统，增加压力，直到两个压力室120与121中的压力相等，从而柔性构件227被释放，由此打开限制阀130。在系统压力例如由于下潜时水深增加而逐渐增加的情况下，柔性构件227将不受到显著的影响，或者将被推向支承环224，从而允许室121与通路LI之间不受限制的空气流动。由于该设计，在小的或者渐变的压力变化时，系统将自我调节，而限制阀130将在例如由水内的深度变化引起的小/慢的压力变化的情况下不阻挡空气通道。这意味着除非发生骤然的压力变化(比如呼吸)，压力室120、121被自动地平衡，并适应于当前的系统压力。为了确保活塞103对底座107的密封，活塞103的上部103A具有比下部103B小的外径和贯通通道。此外，活塞103相对于隔膜100定位成使得隔膜100的最下侧区域的一部分被活塞103B的相应下部覆盖，与隔膜100的相反侧相比，导致减小的压力区域。因此，在平衡的压力时(即在上侧室120和下侧室121内的压力大致相等时)，压力区域的差异导致隔膜100被向下偏置，将活塞103压靠在底座107上。在潜水者停止呼吸的情况下，TV室213内的体积将不如所描述的那样通过AV阀清空，并且TV室213内的压力将逐渐增加。在某一关键点处，增加的压力将导致释放阀25的打开，由此来自箱的空气将流入BCD中，吹胀潜水外套。图4-5中呈现出的配置与前述实施例(图1-3)相比，包括另一类型的壳体8，具有矩形形状。在图4中示出了根据本发明的开/关阀的原理截面图，即示出了根据将在致动器中使用的机械开/关阀的一个实施例的一些原理。隔膜200的校准是通过使隔膜200的下侧经由致动器壳体内的通路7和阀202连接至环境压力而实现的，所述通路7连接至环境压力。当系统压力被施加(总是连接至致动器的压力)时，阀202将通过压缩原本将保持阀202打开的弹簧而闭合。因此，表面区域(这里在阀202的底部)提供足够的区域来抵消弹簧所提供的，以在系统压力被施加在与之连接的通路LIb中时安全地闭合阀202。来自LIb的系统压力将在阀202下方经过进一步到底座单元203上，该底座单元203将该流体分成两个分支，一股流体贯穿阀座203的上部207进入室206中，而另一分支将直接穿过底座203进入另一通路205中。活塞208连接至隔膜200，所述活塞沿朝向致动器壳体8的中心的方向向下突出。活塞208的下部穿透到接收来自系统压力线路LIb (如上所述)的流体的室206中。当隔膜200处于其通常位置时，即未被环境水加压时，活塞208的下部将不与定位在底座203上的密封件207接触，这促进从系统压力线路LIb向环绕的室206的流动。在室206的上侧部分，存在有通路204，该通路204将经由室206被提供系统压力(当系统处于其上侧位置时)，并且将压力供给至第三阀209的一侧，以沿右手方向推压该阀209到闭合位置。由于阀209向下侧通路205的暴露表面较小，该压力不能迫使 该阀至打开位置。当致动器移动至水下的位置并且水压被施加时，隔膜200的上侧将配置成用于将活塞208偏移成与底座203中的密封件207接触。活塞208于是脱离与室206中的上侧密封件211接触，并且随后还关闭系统压力LIb与压力室之间的连接。作为结果，位于阀209的左手侧的通路204中的加压空气能够沿活塞轴向上排出到与环境压力线路7连接的通路中。作为结果，环境压力于是将存在于第三阀209的左手侧的室210和通路中。然而，连接至第三阀209的下侧通路205仍然连接于系统压力LIb，并且作为结果，第三阀209将移动至左侧，并打开通道，该通道经由限制通道212通向计时器体积213。现在主要参考图5，其示出了根据本发明一个实施例的AV阀和限制阀130。两个钢板101、102被压缩成围绕薄膜100的橡胶体，使得橡胶将膨胀并密封活塞103。由此确保没有空气能够经由活塞103通过。第一唇式密封件105具有的唇部108向外突出，以提供对来自上方的压力的密封，但是将允许来自下方的气流。活塞103的外侧圆筒形表面完全均匀。在该密封105下方的通路7中，存在有环境压力，因此没有气流能够向上通过。第二唇式密封件106相对于第一唇式密封件105定位成上下颠倒，使得其唇部109将防止空气沿活塞表面向上通过。与第一密封件105 —样，第二密封件106的“允许侧面”面向通路7中的环境压力。活塞103的底端110具有中心同轴孔111，延伸小于活塞103的长度的一半。孔111留下环形端110，该环形端110具有的构造允许对底部橡胶密封件107的密封功能。因此，当薄膜100和活塞103处于非激活位置时，活塞端部110将密封底部橡胶密封件107。由于关于压力线路L3的活塞103的端部件的设计，将不会从施加在L3中的压力对活塞103提供抬升作用，即活塞相对于线路L3中的压力是平衡的。当进气线路Llb中的压力突然下降时，薄膜100将受影响，提供薄膜100的抬升作用力(如以下将更详细描述的)。这将使活塞103的端部110向上抬升，从而允许L3中的空气移动到活塞103内的中心孔111中。由此，在活塞103内的垂直孔穴112、113与中间通路7之间建立了连通。由于压力L3总是高于存在于中间通路7中的环境压力，所以空气于是将“自动地”从L3流向通路7。该流动于是将恢复计时器功能。由于孔112、113略高于下侧密封件106的唇部109定位，所以不存在孔112、113的边缘将侵蚀/磨损密封件105、106中的任一个的风险。围绕薄膜100配置有上侧室120和下侧室121。薄膜与上侧室120的上壁之间的距离尽可能小，例如大约I. 5_，以取得尽可能紧凑的壳体。然而，下侧室121(如以下将更详细描述的)有必要提供比存在于薄膜100附近的特定空间121大的体积。因此，在用于致动器8的壳体本体的其它位置配置有额外的体积121A。在其它实施例中，可以设置有连通的三个或更多个单独的室，以提供期望的额外体积121A。为了借助于薄膜100取得期望的功能，需要相对于与潜水者的呼吸关联的气流的非常快速的反应。在呼吸期间发生的压力降有必要被识别。该压力降可以是大约O. 5巴，通常在O. 2-1. 5巴内，并且有必要独立于存在于供给线Llb中的压力得到感应。这是必要的，例如是因为潜水者将在导致不同压力水平的不同深度之间移动，等等。借助于在通路Llb与压力室121中的一个之间配置限制装置143，快速地识别呼吸 已开始是可行的。为了在两个室120、121之间建立充分的压力差，与下侧压力室121连接的通道面积A,的减小有必要相对于通向上侧室120的流体通道153的区域Af处于大约1/100的程度。至少需要1/50到1/200之间的关系。在所使用的实施例中，用于允许空气向上侧室自由流通的通孔122具有大约2毫米的直径，因此限制通道的直径对应于大约O. 2_。根据图5所示实施例，实现/提供期望功能的流量限制配置130包括具有针阀体135的孔穴131。针阀体135与壳体132和密封136螺旋地接合。在针阀体135的前端处，存在有与底座142相互作用的前部138。在前部138中，配置有细小的沟槽139，其提供空气从入口通道Llb向通向下侧压力室121的通路141中的流动的非常精细的可调节性。因此，当针阀135被引入成使得所有沟槽139位于底座142后时，没有空气能够通过，即它于是将完全密封底座142中的圆形通道。然后，通过沿打开方向略微旋转阀体135，越来越多的沟槽139将出现，提供越来越大的贯通通道。因此，这提供来自进口 Llb的空气的期望贯通通道143的非常精细的校准，使得所述通道143的尺寸相对于通向上侧压力室120的通道处于期望范围内。在底座142的外部,配置有唇式密封件144,该唇式密封件144由于其弹性，在超过一定压力水平时将允许来自Llb的空气通过。例如，在将装备附接至新耐压瓶同时，将具有骤然的压力增加，因此该唇式密封件144于是将打开环形通道145，以允许空气在空气/压力流到上侧室120中的同时流到下侧室121中。对于本领域的技术人员来说显而易见的是，以上相对于限制配置130描述的功能能够在没有如上所述那样多的细节的情况下以各种方式容易地实现。在一个极端的实施例中，其全部可以包括在一个单一单元中，该单元只提供期望的固定限制通道143，与借助于唇式密封件144取得的止回阀功能的类型组合。因此，该配置130的确切设计可以做出许多变型。正常使用期间的功能是这样的，即当潜水者呼吸时，在进口线路Llb中将发生上述的小的压力降。该压力降将立即连通至上侧压力室120。然而，由于连接进口线路Llb与所述压力室121的限制通道143，下侧压力室121将不会被瞬时提供相同的压力。因此，将存在一段时间(大约20-50ms)，在薄膜100之上生成压力差，其进而将使薄膜100向最低压力所在的方向挠曲。因此，薄膜100将向上移动到上侧室120中，并由此移动活塞103。由此，将如上所述那样实现计时器释放启动，并且致动器复位。在图8A、8B中示出了一种新型的隔膜，其有利地可以与上述其它创新方面一起使用，但是该隔膜也可以在用于其它类型的应用时提供优点，例如在引擎、不同类型的感应器等应用内。因此，可预见的是在不同领域中的单独保护在以后是适用的，例如借助于分案。在图8A中示出的是根据本发明的隔膜包括平坦形状的本体500。本体500具有外侧部分502和内侧部分501、503，所述外侧部分502配置成允许隔膜的固定，而所述内侧部分501、503配置成允许响应于通过内侧部分501、503的两相反侧感应到的压力差而发生移动。根据本发明(见图SB)，内侧部分501、503包括中心区域501和围绕中心区域501的环形区域503，其中环形区域503的材料厚度h充分小于中心区域501的厚度t2。中心区域501的厚度(t2)优选比环形区域503的材料厚度U1)厚至少两倍，这将允许中心区域比环形区域坚固得多的优点，这进而允许对中心区域501的移动的良好控制。根据一个优选实施例，中心区域501和环形区域503由相同材料制成，此外，外侧部分502也如此，这能够促进性价比高的生产。此外，根据一个优选实施例，环形区域503大致是波纹管形的，因为这将提供较高程度的柔性，这在所使用的材料是比较坚硬的金属和/或金属合金的情况下是尤其有利的。使用金属的另一优点是能够通过按压实现期望的测量。·
权利要求
1.呼吸感应装置，包括具有位于一侧的第一压力室(120)和位于第二侧的第二压力室(121)的隔膜(100)，其中所述第一压力室和第二压力室(120、121)借助于具有不同截面通道面积(Ar、Af)的流体通道(143、153)连接至系统压力(LI)，所述不同截面通道面积配置成促进检测由于呼吸发生的压力降，其特征在于，相对于提供通向和/或来自第一压力室(120)的流体通道的截面通道面积(Af)，提供通向和/或来自第二压力室(121)的受限制的一流体通道(143)的截面通道面积(K)之间的截面通道面积的关系在1/50到1/200范围内，被配置成获得作为所述系统压力(LI)中的压力变化的结果在所述第一压力室(120)与第二压力室(121)之间存在的短暂的压力差。
2.如权利要求I所述的呼吸感应装置，其特征在于，所述流体通道(143、153)的所述截面通道面积(4、Af)配置成在所述系统压力(LI)的压力变化过程中是恒定的。
3.如权利要求I或2所述的呼吸感应装置，其特征在于，在所述第二压力室(121)与系统压力(LI)之间，配置有另一密封的贯通通道(145)，该贯通通道配置有密封件(144)，以在压力降(Apiw)超过可能由所述系统压力(LI)的呼吸引起的压力降之上打开所述通道(145)，其中优选Λ P打开>3巴，更优选4巴。
4.如权利要求I或2所述的呼吸感应装置，其特征在于，所述压力室(120、121)的高度(h)是有限的以提供紧凑性，并且通过配置与所述第二压力室(121)连接的至少一个附加的分配室(121A)来实现与第二压力室(121)连通的充分体积(V121)。
5.如权利要求I或2所述的呼吸感应装置，其特征在于，所述通道(143、153)中的至少一个是可调节地配置的。
6.如权利要求I或2所述的呼吸感应装置，其特征在于，所述隔膜(100)固定地连接有活塞(103)，所述活塞具有与密封件(107)相互作用的端部(103A)。
7.如权利要求6所述的呼吸感应装置，其特征在于，在至少所述端部(103A)中配置有同轴通道(111)，所述同轴通道配置成在所述端部脱离与所述密封件(107)的密封接触时允许穿透流。
8.如权利要求6所述的呼吸感应装置，其特征在于，所述活塞(103)的至少所述端部(103A)配置成相对于周围的压力影响提供平衡构造。
9.如权利要求6所述的呼吸感应装置，其特征在于，所述活塞(103)配置成提供面积差(ΛΑ)，在第一压力室(120)中暴露的隔膜(100)的面积(Al)比第二压力室(121)中暴露的面积(A2)大。
10.如前述权利要求中任一项所述的呼吸感应装置，其中，所述流体通道(143、153)是中心流体通道。
全文摘要
本发明涉及一种呼吸感应装置，其包括具有位于一侧的第一压力室(120)和位于第二侧的第二压力室(121)的隔膜(100)，其中所述第一压力室和第二压力室(120、121)借助于具有不同截面通道面积(Ar、Af)的流体通道(143、153)连接至系统压力(L1)，所述不同截面通道面积配置成促进检测由于呼吸发生的压力降，其中，相对于提供通向和/或来自第一压力室(120)的流体通道的截面通道面积(Af)，提供通向和/或来自第二压力室(121)的受限制的一流体通道(143)的截面通道面积(Ar)之间的截面通道面积的关系在1/50到1/200范围内。
文档编号B63C11/22GK102933457SQ201180022463
公开日2013年2月13日 申请日期2011年3月2日 优先权日2010年3月5日
发明者O.帕特里克森 申请人:康森萨姆公司