专利名称：呼吸系统及其使用方法
技术领域：
本发明是一种用在空气调节装置中的双向阀。更具体而言，该阀防止过量空气流向辅助工具并防止空气从辅助工具进入呼吸器的供气管线。
背景技术：
在喷涂和车体市场上，操作者应用一种呼吸器来保护自己免于遭受有毒烟雾和污染物质。同时，空气还供给辅助的气动工具。目前，使用者工作时拖两条空气软管，一条向辅助工具供气，一条向呼吸器供气。应用两条供气管线对使用者来说是麻烦的，因为空气软管会逐渐与工作区中的物体，例如颜料箱缠绕，或者它们自己互相缠绕。保持多个空气管线的轨迹会降低工人的生产效率，并增加顾虑，如果供气管线阻碍、扭曲或摩擦新喷涂的表面，新作的喷涂就被破坏了。为了减轻这些问题，喷涂工已经尝试用胶带将这两根空气软管联结在一起。但是，在使用中这两根空气管仍旧会扭曲和缠绕。
通常使用一种空气调节装置来调节进入使用者呼吸器的可吸入空气的流量和压力。在一些情况下，该空气调节装置可以用于向辅助气动工具输送额外的空气，因此该呼吸器和气动工具使用相同的供气管线。呼吸器生产商与职业安全和健康国家机构(NIOSH)共同工作以开发并改进单独的空气管线系统，该系统向使用者的呼吸器也向一辅助气动工具提供空气。但是，还没有开发出向使用者提供可吸入空气并向辅助工具输送多余空气的可行空气调节装置。NIOSH考虑，任何这种调节装置应该不允许对吸器使用者空气的夺取，而且这种装置应该不允许污染物从辅助工具到使用者空气流的潜在回流。
因此，需要一种空气调节装置，该装置防止不期望的污染物从辅助工具进入可吸入空气，并保证流向辅助工具的过量空气流不会夺取呼吸器使用者的可吸入空气。
发明内容
本发明涉及一种改进的呼吸保护回路，该呼吸保护回路具有设置于气源和呼吸器之间气流通道中的气流调节装置。所述改进包括气流分流器和双向阀。该气流分流器设置在气流调节装置上游的气流通道中，并将该气流通道分为第一和第二下游气流通道，第一下游气流通道通向呼吸器。双向阀设置在第二下游气流通道中，防止过量向下游流动的空气流通过其中并防止向上游流动的空气流通过其中。
附图简述参照附图本发明会得到进一步解释，其中在几个附图中相似结构被指定为相似附图标记。
图1是包括空气调节装置的呼吸保护系统的前视图。
图2是图1中空气调节装置一部分的横截面图，示出了其中的双向阀。
图3是该阀一部分的放大横截面图，示出了在第一位置的阀的活塞。
图4是该阀一部分的放大横截面图，示出了在第二位置的阀的活塞。
图5是该阀一部分的放大横截面图，示出了在第三位置的阀的活塞。
图6是沿图4中线6-6截取的横截面图。
图7是本发明呼吸保护装置的又一实施例的前视图。
图8是本发明呼吸保护装置的又一实施例的前视图。
图9是本发明呼吸保护装置的又一实施例的示意图。
虽然上述指定的附图分别阐述了本发明的一种实施方式，但是在讨论中应该注意，其它实施方式是可以预见的。就一切情况而论，这种公开是通过代表而非限定的方式来展现本发明的。应该理解，本领域的技术人员能够设计出许多其它改进措施和实施方式，这些都落在本发明原理的范围、精神之内。
具体实施例方式
图1是包括在呼吸保护系统100中的空气调节装置10的前视图。该空气调节装置10调节可以吸入使用者呼吸器的空气的流量和压力。该呼吸保护系统100确定一个气流回路，其中空气调节装置10则位于介于气源13和呼吸器15之间的气流通道中。空气调节装置10在给定宽范围的输入压力下为使用者保持均匀的输出流量，并且特别包括用于设置所期望流向呼吸器15的空气流量的旋钮10a。空气流量调节装置10还可以包括一个空气压力计或空气流量计10b，以提供流向使用者的空气压力或流量的视觉指示器。除了向使用者提供均衡的气流之外，在一种实施方式中，空气调节装置10具有结合为一体的双向阀11(图2中所示)。该阀11能够防止过量的输出空气流输送到辅助空气器具，并防止气流从辅助空气器具回流进入气源13，特别是防止回流进入使用者的呼吸器15。
在图1的实施方式中，空气调节装置10具有用于导向气流进入和离开该装置10的三个口(12，14，16)。这三个口包括入口12和第一出口14、第二出口16。供气管线12a的一端连接到空气调节装置10的入口12上，用于从气源13向该装置10提供空气。呼吸器15通过空气管线14a连接到第一出口14，辅助空气器具17，例如气动工具或喷漆机器，通过空气管线16a连接到第二出口16。
从供气管线12a供给的空气由空气调节装置10分配到呼吸器15或者辅助空气器具17。气流分流器18置于空气调节装置10中，该分流器形成空气管线岐管，使入口12、第一出口14和第二出口16互相连接。从供气管线12a出来的空气通过入口12进入空气调节装置10，并且在被分配至呼吸器15或辅助空气器具17之前通过第一通路19流入分流器18的中心部分20。第二通路22在中心部分20和第一出口14之间延伸，第三通路24在中心部分20和第二出口16之间延伸。第二通路22和第三通路24都构成下游气流通道，利用空气分流器18将气流通道分为第一下游气流通道22和第二下游气流通道24。通过第二通路22的空气流是使用者通过对旋钮10a的操作进行控制的，并且可以通过测量仪10b进行监测。
图2是图1空气调节装置10的双向阀11的横截面图。该阀11位于第三通路24中(通向空气出口16的通路，其中空气出口16通过空气管线16a连接到辅助空气器具17上)。该阀11允许预定量的空气沿第一方向28从供气管线12a向下游流动并通向辅助空气器具17。该阀11防止过量的空气(比预定流量更大的气流)从供气管线12a沿第一方向28流向辅助空气器具17。例如，如果通向辅助空气器具17的空气管道变得严重或者如果该器具消耗大量空气，该阀11就会检测到增加的气流量并终止流向第二出口16的气流。因此，虽然流向辅助空气器具17的气流可以被终止，但是任何时候都能保持有足够的气流流向呼吸器15。如果第二出口16连接到一个比气源13压力更高的气源，阀11就会检测到这种压差并关闭辅助空气器具17的气流通路，因此消除了上游污染物从辅助空气器具17流入呼吸器15(即回流)的可能性。
该双向阀11形成一种可动的气流障碍并由阀组件32构成。该阀组件32包括阀体34(在图3，4和5中示出)、O形圈或垫圈36、阀活塞38，阀弹簧40和阀座42。该阀体34(由阀体部34a和34b构成)设置于下游气流通道24中并形成一个阀腔44。该阀体34具有入口46和出口48，并形成在入口46和出口48之间延伸的阀腔44。入口46紧邻通路24的邻进分流器中心部分20的第一端50，阀体34的出口48位于通道24的邻近通路24的空气出口16的第二端52。
O形圈36沿径向放置在阀体34中，紧邻入口46。在阀体34的内壁37中形成的一个环形座或槽35将O形圈36保持在适当的位置。阀座42沿径向放置在介于O形圈36和阀体出口48之间的阀腔44中。阀座42包括一个径向延伸的弹簧抵靠表面54，该表面54延伸进入阀腔44中。但是，如图6所示，该弹簧抵靠表面54包括至少一个开口54a，当阀11打开时该开口54a用于气流从入口46到出口48的流动。一个活塞导筒55从弹簧抵靠表面54向阀腔44延伸。该活塞导筒55和弹簧抵靠表面54也包括一个开口56，以将活塞38保持并定位在适当位置运动。阀活塞38包括头部58和主体60。阀活塞38可滑动地置于阀腔44中，而头部58位于O形圈36和阀座42之间。活塞头部58具有面向O形圈36的前表面62以及面向阀座42和弹簧抵靠表面54的后表面64。在其前表面62上，活塞头部58具有圆锥形表面部分65，在任何时候该圆锥表面部分65都与O形圈36对准接合。主体60连接到头部58的后表面64上，并从该头部58朝向阀体34的出口48向后延伸。开口56基本上是圆柱形的，并适于在其中轴向可滑动地容纳阀活塞58的主体60。在空气调节装置10内，在阀活塞38的前方(在头部58的上游前表面62一侧)形成第一区域(区域A)，在阀活塞38的后方(在头部58的下游后表面64一侧)形成第二区域(区域B)。
阀活塞38可在阀腔44内部在第一位置、第二位置和第三位置之间运动。如图2中所示的阀11在第一位置，或第一关闭位置。阀弹簧40置于活塞头部58的后表面64和弹簧抵靠表面54之间，与活塞导筒55同轴。阀弹簧40将活塞38偏压向第一位置。在本发明的可替换实施方式中，其它装置，例如一种弹性件可以用于将阀11偏压向第一位置。
图3是双向阀11(或止回阀)的放大横截面图，示出了处于第一位置或者几乎关闭位置的阀活塞38。当阀活塞38处于第一位置时，该阀11以止回阀模式运行，从而防止空气从辅助空气器具17流入呼吸器使用者的气源14a。在夹气处理时，或者当区域B中的压力比区域A中供给到空气调节装置10的空气压力高时，空气从空气辅助装置17流向呼吸器15。这时阀弹簧40将活塞头部58的前表面62偏压抵靠在O形圈36上，从而产生流体流密封。
在第一位置，活塞头部58的前表面62的圆锥形表面部分65抵靠O形圈36，从而防止空气从阀体34的出口48向上游流向入口46，且特别是从辅助空气器具17流向使用者的气源14a。阀弹簧40向阀活塞38提供预定的压力，从而推动该头部58抵靠在O形圈36上。如果区域B中的压力升高，推动阀活塞38朝向O形圈36的上游方向的力增加，该O形圈36被进一步压挤，从而在活塞头部58和O形圈36之间产生比单独使用阀弹簧40所产生的密封更紧密的密封。当阀11作为止回阀运行时，该阀11在一种实施方式中设计成在止回阀下游侧为0.5英寸水的真空时，泄漏率不超过15毫升/分钟。而且，活塞头部58不包括任何放气口，当阀11密封时这些放气口会提高泄漏率。
图4是双向阀11的放大横截面视图，示出了处于第二位置或打开位置的阀活塞38。在该第二位置，活塞头部58在阀腔44内介于O形圈36和阀座42之间“浮动”。介于活塞头部58的外部和阀体34的内壁37之间是环形间隙66，该间隙66允许空气围绕活塞头部58流动。该头部58前表面62上的圆锥形表面部分65促进了向下游流动的空气流流过该头部58。因此，空气从阀体34的入口46穿过阀腔44和弹簧抵靠表面54中的孔向下游流向出口48，通过空气管线16a供给辅助空气器具17。当阀11处于第二位置时，由于压力和对头部58的前表面62(上游侧)的空气冲击而作用在头部58上指向下游方向的力等于由于弹簧提升力和由在头部58的后表面64(下游侧)的空气涡流所产生的力而作用在活塞上的力。
在允许空气流动的同时，该双向阀11还进行操作以消除过量的向下流动的气流通过阀腔44。当打开时，阀弹簧40提供一种强制负载抵住阀活塞38的活塞头部58，当阀弹簧40被压缩时该强制负载增加。弹簧力抵抗阀活塞38的运动以及由于初始空气冲击阀活塞38头部58前表面产生的力和当阀11破裂时产生的力。当从供气管线12a中流出的气流从零增加到设计流速时，流动的流体在阀活塞38的下游侧上(区域B)产生一个提升力。当气流升高到该设计流速时，活塞38移动到第二位置介于O形圈36和阀座42之间。在一种实施方式中，该设计流速介于大约16立方英尺/分(cfm)和17.5立方英尺/分(cfm)。当流速接近一个预先设定值时，空气的速度随它在阀活塞38周围流动而提高，并且最终在阀活塞38的下游侧(区域B)产生一真空。当在紧邻阀活塞38的下游侧(邻接它的后表面64)上产生该真空时，冲击力不能够再平衡提升力，阀活塞38移动到第三位置，以防止更多的气流流向辅助空气器具。
图5是双向阀11的放大横截面图，示出了处于第三位置或者远侧关闭位置的阀活塞38。在第三位置，活塞头部58的后表面64抵靠着阀座42的径向肩部。当从供气管线12a流出的空气流达到一预先设定值时，空气的速度随着它围绕阀活塞38的流动而提高，并在阀活塞38的下游侧(区域B)产生一真空。上游冲击力不能再平衡下游提升力，并且阀活塞38朝阀座42方向移动，以防止更多气流流向辅助空气器具17。因此，消除了过量气流流向辅助空气器具17。限制空气流向辅助空气器具17是有利的，因为保证了足够的空气流流向呼吸器15。在一种实施方式中，用于流过第三通路24或阀腔44使阀活塞38从第二位置向第三位置移动的预先设定值不高于17.5立方英尺/分(cfm)。
阀活塞38一旦处于第三位置(图5)，当然就没有空气流通过阀活塞38。为了使阀活塞38脱离第三位置，必须降低区域A中的压力，直到区域B中的力和弹簧40的合力足以抵抗由于区域A中的压力而产生的力。这些一旦发生，弹簧40动作以将阀活塞38移动回它的第一位置(图3)，限制回流。当区域A中的气压又增加时，弹簧40受压并且阀活塞38移动到它的第二位置(图4)，允许空气流通过阀11并流向辅助空气器具17。
图6是沿图4中线6-6截取的双向阀11一部分的横截面图。开口56由活塞导筒55和弹簧抵靠表面54确定，以将活塞主体60保持并定位在适当的位置。介于弹簧抵靠表面54和阀腔44之间的一个或多个开口54a允许空气流在阀体34的入口46和出口48之间流通。
在使用过程中，空气由本发明的呼吸保护回路向操作者的呼吸器持续供给，但只在需要时提供给辅助空气器具。因此，当不需要将空气提供给辅助空气器具时，双向阀的阀活塞将采用第一位置，如图3中所示。
在第一位置中应用一个O形圈作为密封，以提供一柔软的密封元件(并且因此是一个比金属与金属接触的密封更好的密封)，且用作可替换的耐磨元件。当应用本发明的呼吸保护回路时，例如，在喷漆应用中，会有多如23000个打开/关闭揗环/天用于阀活塞和O形圈之间(在8小时倒工作中)。因此，O形圈与活塞头前表面上的圆锥形表面部分相结合而为双向阀提供了一种高可靠性、高效率和低成本的密封元件。
在图1中示出的呼吸保护回路100的实施方式中，分流器18、调节装置10和双向阀11置于一个共同的外壳中。在本发明呼吸保护回路的可选择实施方式中，双向阀11可以容纳在一与分流器18和调节装置10不同的空气保护回路的部件或外壳中。另外，第二出口16可以远离调节装置10。
图7和8是本发明呼吸保护回路的可选择实施方式的前视图。在图7中，空气调节装置210调节进入使用者呼吸器的可吸入空气的流量和压力。在这种呼吸保护回路200中，双向阀211不与空气调节装置210结合装入共同的外壳中，而是与之分离的。象装置10一样，空气调节装置210在宽范围输入压力情况下保持向使用者提供均衡的输出流，并且包括用于实现这个目的的一流量调节盘210a和流量调节仪210b。
通过供气管线212a从气源213供给的空气由空气调节装置210分配给呼吸器215或者辅助空气器具217。气流分流器218置于空气调节装置210内，该分流器形成一空气歧管将入口212、第一出口214和第二出口216连接起来。来自供气管线212a的空气通过入口212进入空气调节装置210，并在通过空气管线214a被分配给呼吸器215或者通过空气管线216a被分配给辅助空气器具217之前，通过第一通路219进入分流器218的中心部分220。第二通路222在中心部分220和第一出口214之间延伸，第三通路224在中心部分220和第二出口216之间延伸。第二通路222和第三通路224都构成下游气流通道，利用分流器218将空气流通道分为第一下游气流通道222和第二下游气流通道224。
在图7中，呼吸保护回路200包括安装在辅助空气器具217上或者与辅助空气器具217一起置于同一外壳中的双向阀211。辅助空气器具217通过空气管线216a与空气流调节装置210的第二出口216流体连通。双向阀211置于空气管线216a与第二出口216相对的一端。辅助空气器具217又与双向阀组件211流体连通。呼吸保护回路200中双向阀211以与结合图1-6中阀11所描述的方式相同的方式运行，以防止过量向下游流动的空气流通过阀211，并防止从辅助空气器具217出发的向上游流动的空气流进入使用者的呼吸器215。
在图8中，示出了具有空气调节装置310的呼吸保护回路300。在这种呼吸保护回路中，空气调节装置310调节进入使用者呼吸器的可吸入空气的流量和压力。双向阀311置于空气管线316a内，并与空气调节装置310和辅助空气器具317相分离。象装置10一样，该空气调节装置310在宽范围输入压力情况下保持向使用者提供均衡的输出流，并且包括用于实现这个目的的一流量调节盘310a和流量调节仪310b。
由连接到气源313的供气管线312a供给的空气通过空气调节装置310被分配给呼吸器315(利用空气管线314a)或者辅助空气器具317。一空气流分流器318置于该空气调节装置310内，该分流器形成一空气管线歧管，将入口312、第一出口314和第二出口316连接。从供气管线312a流出的空气通过入口312进入空气调节装置310，并在被分配给呼吸器315或者辅助空气器具317之前，通过第一通路319进入分流器318的中心部分320。第二通路322在中心部分320和第一出口314之间延伸，第三通路324在中心部分320和第二出口316之间延伸。第二通路322和第三通路324都构成下游气流通道，利用空气分流器318将气流通道分为第一下游气流通道322和第二下游气流通道324。
在图8中，呼吸保护回路300包括置于空气调节装置310和空气辅助器具317之间空气管线326内的双向阀311。该辅助空气器具317利用空气管线326a与空气流调节装置310的第二出口316流体连通。在图8所示的实施方式中，双向阀311置于空气管线326中，该空气管线326将辅助空气器具317连接到空气流调节装置310上。因此，空气管线326的一部分326a连接阀311的出口316和入口346，空气管线326的一部分326b连接阀311的出口348和空气辅助器具317。在呼吸保护回路300中的双向阀311以与结合图1-6中阀所描述的方式相同的方式运行，以防止过量的向下游流动的空气流通过阀311，并防止从辅助空气器具317流出的向上游流动的空气流进入使用者的呼吸器315。
在另一可选择实施方式中，分流器与空气调节装置分离(即它们不在同一外壳内)，并且分流器和空气调节装置可以连接在一起或者利用一空气管线连通。在这种情况下，分流器和双向阀可以在同一外壳中，连接在一起或者通过一空气管线连接。表示这种结构的呼吸保护回路400在图9中概略的示出。
该呼吸保护回路400包括空气调节装置410、双向阀411、气源413、呼吸器415、空气辅助器具417和空气分流器418。如图9中的模型所示，共同的外壳425容纳了分流器418和双向阀411。分流器418包括第一通路419、第二通路422和第三通路424。中心部分420连通该空气分流器418的这三个通路。气源413通过一供气管线412a流体连通地连接到第一通路419的入口412。从供气管线412a流出的空气在被分配至空气调节装置410或者辅助空气器具417之前，通过第一通路419流入分流器418的中心部分420。第二通路在中心部分420和第一出口414之间延伸，第三通路424在中心部分420和第二出口416之间延伸。第二通路422和第三通路424都构成下游气流通道，利用空气分流器418将空气流通道分为第一下游气流通道422和第二下游气流通道424。
该空气调节装置410通过一空气管线426或者直接连接而流体连通地连接到空气分流器418的第一出口414上。呼吸器415通过空气管线414a流体连通地连接到空气调节装置410的出口上。双向阀411的入口446通过空气管线427或者直接连接而流体连通地连接到空气分流器418的第二出口416上。最后，空气辅助器具417通过一空气管线或者直接连接而流体连通地连接到双向阀411的出口448上。
在该呼吸保护回路400中的双向阀411以与结合图1-6中阀所描述的方式相同的方式运行，以防止过量的向下游流动的空气流通过阀411，并防止从辅助空气器具417流出的向上游流动的空气流进入使用者的呼吸器415。象装置10一样，该空气调节装置410在宽范围输入压力情况下保持向使用者提供均衡的输出流，并且包括用于实现这个目的的一流量调节盘和流量调节仪。
本发明的呼吸保护系统通过空气调节装置调节空气流，该空气调节装置将一呼吸器和一辅助空气器具连接到一供气管线上。从供气管线流出的空气以一供给气压提供给该空气调节装置。一种可移动空气流障碍，例如一种双向阀置于供气管线和辅助空气器具之间。当在空气流障碍上产生的上游压力等于或者大于在其上产生的下游压力时，允许空气从供气管线流向辅助空气器具。一直到前述第一和第二压力之间到达一预定压力差时才不允许有气流。由供给气压确定上游压力，下游压力部分地由辅助空气器具的空气压力确定。当上游压力小于下游压力时，防止空气从辅助空气器具向上游流动流向呼吸器。
在该呼吸保护回路中，气流调节装置置于气源和呼吸器之间的空气流通道中。呼吸保护回路包括一置于气流调节装置上游的气流通道中的空气流分流器。该空气流分流器将该气流通道分为第一和第二下游通道，第一下游通道通向呼吸器。该呼吸保护回路还包括一置于第二下游通道中的双向阀，其中该阀通过防止从入口向出口的过量的空气流和防止从出口向向入口的空气回流，而调节从阀入口到阀出口的空气流动。
该双向阀用于呼吸保护回路中，该呼吸保护回路具有一个用于吸入来自气源的空气的入口，一连接到呼吸器的第一出口和连接到辅助空气器具的第二出口。该空气分流器连接入口、第一出口和第二出口。来自单独气源的供给空气提供给呼吸器和辅助工具。该阀限制从气源向空气器具流动的空气流量，从而在任何时候呼吸器使用者保持足够的空气流流向呼吸器。例如，如果辅助空气器具的空气管线变得严重，或者一个消耗大量空气的工具连接到该装置上，那么该阀就会探测到该增加的流量，并终止通过出口流向辅助空气器具的空气流。而且，该阀防止从辅助空气器具向上游呼吸器的气源的空气回流。如果第二出口(空气器具)连接到比入口更高压力的压力源上，该阀就会关闭，或者，如果流向第一出口(呼吸器)的空气流比流向第二出口(空气器具)的空气流要高，那么该阀会关闭。因此，该阀不允许从辅助空气器具流出的回流流向呼吸器，因此消除了污染物从辅助空气器具流向呼吸器使用者气源的可能性。
尽管通过优选实施方式来描述本发明，但是本领域的技术人员可以知道，在不背离本发明精神和范围的情况下可以对形式和细节进行许多改变。例如，该双向阀不限于仅仅应用于空气调节装置中。本发明还可以用于处理其它多种类型气体的分布和流动。
权利要求
1.一种改进的呼吸保护回路，该呼吸保护回路具有置于气源和呼吸器之间气流通道中的空气流调节装置，所述改进包括设置于空气流调节装置上游气流通道中的气流分流器，该分流器将气流通道分为第一和第二下游气流通道，该第一下游气流通道通向呼吸器；和设置于第二下游气流通道中的双向阀，其中该双向阀防止过量的向下游流动的空气流从中通过并防止向上游流动的空气流从中通过。
2.如权利要求1所述的改进，其特征在于第二下游气流通道通向辅助空气器具。
3.如权利要求1所述的改进，其特征在于所述分流器和调节装置设置于一共同的外壳中。
4.如权利要求3所述的改进，其特征在于双向阀设置于该共同的外壳中。
5.如权利要求1所述的改进，其特征在于分流器和双向阀设置于一共同的外壳中。
6.如权利要求1所述的改进，其特征在于该双向阀包括径向设置在第二下游气流通道中的O形圈；径向设置在第二下游气流通道中且在O形圈下游的阀座；具有头部的阀活塞，阀活塞的头部在O形圈和阀座之间，可在第一位置、第二位置和第三位置之间运动；定位以将阀活塞的头部推压向第一位置的阀弹簧。
7.如权利要求6所述的改进，其特征在于在第一位置，所述阀活塞的头部抵靠O形圈以产生第一密封并阻挡向上游流动的空气流。
8.如权利要求7所述的改进，其特征在于该阀弹簧提供一预定力以将阀活塞的头部偏压向O形圈。
9.如权利要求7所述的改进，其特征在于介于阀活塞头部和阀座之间第一区域中升高的压力形成作用在该头部上的上游方向的力，并使介于该头部和O形圈之间的第一密封紧密。
10.如权利要求6所述的改进，其特征在于在第二位置阀活塞的头部置于O形圈和阀座之间，并且允许向下游流动的空气流动。
11.如权利要求6所述的改进，其特征在于当作用在头部的上游侧的第一力基本上等于作用在该头部下游侧上的第二力时，阀活塞的头部处于第二位置，其中第一力由作用在头部上游侧的气压确定，第二力部分地由阀弹簧的压缩确定。
12.如权利要求6所述的改进，其特征在于在第三位置中，阀活塞的头部抵靠阀座以产生第二密封，并阻碍向下游流动的空气流通过。
13.如权利要求6所述的改进，其特征在于当作用在该头部上游侧的第一力大于作用在该头部下游侧的第二力时，该阀的头部处于第三位置，其中第一力由作用在该头部上游侧上的气压确定，第二力部分地由阀弹簧的压缩确定。
14.一种改进的呼吸保护回路，包括具有供气管线和呼吸器管线的空气调节装置，该供气管线在空气调节装置的入口与其连接，该呼吸器管线在空气调节装置的第一出口与其连接，所述改进包括设置于空气调节装置中的分流器，该分流器形成空气管线歧管，使入口、第一出口和第二出口互相连接；和设置于分流器歧管和第二出口之间的双向阀，其中双向阀防止过量的空气从供气管线流向第二出口，并防止空气从第二出口向呼吸器管线回流。
15.如权利要求14所述的改进，其特征在于第二出口在空气调节装置上。
16.如权利要求14所述的改进，其特征在于第二出口远离空气调节装置。
17.如权利要求14所述的改进，其特征在于还包括一连接到第二出口上的辅助空气器具。
18.如防要求14所述的改进，其特征在于该双向阀包括设置于歧管和第二出口之间的O形圈；径向设置在O形圈和第二出口之间的阀座；具有头部的阀活塞，该头部位于O形圈和阀座之间，该活塞可以在第一位置、第二位置和第三位置之间运动；和定位以将活塞头部推压向第一位置的阀弹簧。
19.如权利要求18所述的改进，其特征在于在第一位置，所述阀活塞的头部抵靠O形圈以产生第一密封并阻挡从第二出口流向呼吸器管线的空气回流。
20.如权利要求19所述的改进，其特征在于阀弹簧提供一预定力以将活塞偏压向O形圈。
21.如权利要求19所述的改进，其特征在于介于阀活塞头部和阀座之间的第一区域中升高的压力形成作用在该头部上的上游方向的力，并使介于该头部和O形圈之间的第一密封紧密。
22.如权利要求18所述的改进，其特征在于在第二位置，该活塞的头部处于O形圈和阀座之间，并且允许空气从供气管线流向第二出口。
23.如权利要求18所述的改进，其特征在于当作用在头部的上游侧的第一力基本上等于作用在该头部下游侧上的第二力时，阀活塞的头部处于第二位置，其中第一力由供气管线中的气压确定，第二力部分地由阀弹簧的压缩确定。
24.如权利要求18所述的改进，其特征在于在第三位置中，阀活塞的头部抵靠阀座以产生第二密封，并阻碍空气从供气管线流向第二出口。
25.如权利要求18所述的改进，其特征在于当作用在该头部上游侧的第一力大于作用在该头部下游侧的第二力时，该阀活塞的头部处于第三位置，其中第一力由供气管线中的气压确定，第二力部分地由阀弹簧的压缩确定。
26.如权利要求14所述的改进，其特征在于该双向阀远离于空气调节装置。
27.如权利要求26所述的改进，其特征在于该双向阀安装在辅助空气器具上。
28.一种呼吸保护系统，包括空气调节装置；设置于空气调节装置中的三通分流器，该三通分流器流体连通第一空气通路、第二空气通路和第三空气通路；连接到第一空气通路上的供气管线；连接到第二空气通路上的呼吸器；设置于第三空气通路中的双向阀，其中双向阀允许不超过预定量空气流向下游流动，不允许空气流向上游流动。
29.如权利要求28所述的呼吸保护系统，其特征在于还包括连接到第三空气通路上的辅助空气器具。
30.如权利要求28所述的呼吸保护系统，其特征在于该双向阀包括具有入口、出口和在该入口和出口之间延伸的阀腔的阀体；径向置于阀腔中的垫圈；径向设置于垫圈和出口之间的阀腔中的阀座，该阀座包括径向延伸的肩部；具有头部的阀活塞，该活塞可滑动地设置于阀腔中，该头部位于垫圈和肩部之间，其中该活塞可在第一位置、第二位置和第三位置之间运动；设置于活塞头部和肩部之间的阀弹簧，其中该弹簧将活塞偏压向第一位置；在第一位置，活塞头部抵靠垫圈以产生第一密封并防止空气从出口流向入口；在第二位置，活塞头部介于垫圈和肩部之间，并允许空气从入口向出口流动；在第三位置，活塞头部抵靠肩部以产生第二密封并防止空气从入口流向出口。
31.如权利要求30所述的呼吸保护系统，其特征在于还包括介于活塞头部和入口之间的阀的第一区域；介于活塞头部和阀座之间的阀的第二区域；其中在第一区域中的第一力由气压构成，在第二区域中的第二力由气压和弹簧力构成。
32.如权利要求31所述的呼吸保护系统，其特征在于当活塞处于第一位置时第一力小于第二力。
33.如权利要求31所述的呼吸保护系统，其特征在于当活塞处于第二位置时，第一力近似等于第二力，使得活塞头部漂浮在垫圈和阀座之间。
34.如权利要求31所述的呼吸保护系统，其特征在于当活塞处于第三位置时，第一力大于第二力。
35.一种通过空气调节装置调节空气流动的方法，该空气调节装置将呼吸器和辅助空气器具连接到一供气管线上，该方法包括从供气管线以供给气压向空气调节装置供给空气；在供气管线和辅助空气器具之间设置一可活动的空气流障碍；当作用在该空气流障碍上的上游力等于或者大于作用在其上的下游力时，允许空气从供气管线流向辅助空气器具，直到第一力和第二力之间压力差达到一预定压力差时不允许空气流通过，其中上游力由供给气压确定，下游力部分地由辅助空气器具的气压确定；和防止空气从辅助空气器具流向呼吸器。
全文摘要
一种呼吸保护回路，其具有设置于气源和呼吸器之间气流通道中的气流调节装置，该呼吸保护回路的改进包括气流分流器和双向阀。该气流分流器设置在气流调节装置上游的气流通道中，该分流器将气流通道分为第一和第二下游气流通道，第一下游气流通道通向呼吸器。该双向阀设置在第二下游气流通道中，其中双向阀防止过量向下游流动的空气从中流过并防止向上游流动的空气流过其中。
文档编号F16K15/02GK1756578SQ200480006069
公开日2006年4月5日 申请日期2004年1月20日 优先权日2003年3月7日
发明者德里克·S·贝克, 布兰登·H·哈蒙 申请人:3M创新有限公司