DE1814300B2

DE1814300B2 - Membranventil, insbesondere für Atmungsgeräte

Info

Publication number: DE1814300B2
Application number: DE19681814300
Authority: DE
Inventors: Raymond Bretigny-sur-Orge Beaussant (Frankreich). Fl6k 18-00
Original assignee: Intertechnique SA
Current assignee: Safran Aerosystems SAS
Priority date: 1967-12-19
Filing date: 1968-12-12
Publication date: 1970-07-09
Also published as: DE1814300A1; DE1814300C3; US3608574A; GB1214907A; FR1557809A

Description

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Die Erfindung betritt ein Memtianventil, ins- Membranventil wesentlich aus einer Schale 2, die die besondere für Atmungsgerite, dessen Membran Membran bildet and von einem Kragen 3 umrandet etrteni einen fischen drehkörperförmigen Bc den auf· ist. mittels denen dit Membran zwischsn emem Bauweist, zweitens ehe AbdicMungs-lippe. die mit teil* und einer Platte5 befestigt ist. die m diesen einem Sitz zusammenwirkt und an dem Beiden nabe S TeO 4 eingesetzt tat md darin mittels en» Scbraubdessen Rand angeorduet ist* und drittens einen Fort- ringes« gelratea »int Die Scbak 2 ist ein reiner satz des Bodens an «einer der läppe abgewandten Drehkörper und weist einen ebenen Boden 7 auf, an Seite, der an seinem ernte Ende nut dem Boden cm dessen Ried eine lippe 8 angeordnet ist. deren Profil einziges Stuck bildet und en seinem anderen Ende wesentlich an Kegel «= dessen Spitze anf der Achse efeen Befestigungsaneatz aufweist μ der Scfea!» liegt Diese Lippe« bildet den beweg.

Bei vinem derartige bekannten Membranventil Ευκή Teü ehse# Ventils, dessen &·+ Onrch die (deutsche Austegeschrttt 1076498) treten folgende Krp*c9 cfew Kragen» 1· in einem Oub&useil ge-Nachieile auf: biHct wild, m «on sich die betrachtete Ventil.

D* die Abdfcfaftnfefiflpjpe dieses Membranventils membran befinfet In diesrm Gehäuse befinden sich ongefähr tellerförmig ast einem ta Qoendmitt »s zwei vonetnrsider getrennte Offnungen 12 und 13; hakenartigen Fortsatz geformt ist. ist nicht gewfthr· das Gemüse ist durch die Öffnung 12 rait einer (nicht kostet, daß auch bei einer leichten Deformation die g&agtcn) GMeaske und durch die Öffnung 13 Abdichtungslippe sich dkht cn ihren Sitz anlest, da- mit der AtTsnMt verbenden. Die Schale 2 begrenzt mit das lußere Medium (z.B. Wasser oder ein zwndm ήύ* mi der Platte5 eine Kammer 14. die gesundbeitsgefSbidendes Gw) nicht in das Atmung», μ n*ch rsiha dar* tfatt in der Mitte dieser Platte gegerit eindringen \smsm. Schwierigkeiten bei der dich- bohrte öl??r?515 Verbindung hat
ten Anlage der Abdkhtungsfippe kflenen sich auch Im Rafessen der ebesondrc geplanten Verwen· dadurch ergeben, daß die Membran nur durch ihre dung des erßndaBfsgemißen Membranventils wird Vorspannung auf den Sitz gedruckt wird. Ferner er- das GeM¹Ke 11 m trum Regler für die Einrichtung fordert der veth&taüsmlQtg komplizierte Aufbau der ·» zur Zufuhr von AtnanflifM angeschlossen. In diesem Abdichtungslippe eine relativ aufwendige HneteQung Falle kamt in der Kummer 14 ein relativ zu einem der Membran. Nachteilig ist anch, daß das Membran- Bezugsdruck, insbesondere zum Außenluftdruck. ventil nicht verstellt werden kann", mn den Ausatem· regelbarer Überdruck eingehalten werden, wobei widerstand zu variier«, der außerdem verhUtnis- dieser Übrdrck der Kammer 14 derart ist. daß er mißig hoch ist jo die Lippe 8 des Membranventil« auf dem Sitz 9 hält

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die eben ge- Im Betriebe bewirkt da* Einatmen des Maskenträgers, nannten Nachteile de bekannten Membranventils zu daß sich ein (nicht gezeichnetes) Hauptventil öffnet vermeiden. ··..... welches den Atnnmgsgas-Emtritt mit der Maske ver-

Das Membranventil der eingangs genannten Art ist bindet Während des dem Einatmen uruaittelbai folgemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ss genden Ausatmen· steigt der Druck auf der der die Membran aus emem elastomere« Werkstoff be- Kammer 14 abgewandten Seite der Membran an. und steht daß die Abatchtungslippe im wesentlichen die sobald dieser Druck den in der Kammer 14 herr-Form eines Kegeb hat und der Befestigungsansatz sehenden Überdruck übersteigt hebt er den Boden 7 ein Kragen ist. daß der Fortsatz ein Balg ist. der mit der Schale 2 an. Die Lippe 8jhebt sich vom Sitz 9 ab, dem Boden eine flache Schale bildet, die eine m» und das Atmungsgas kann durch die Öffnung 13 aus Kammer mitbegrenzt, m der relativ zu einem Bezugs- dem Gehäuse 11 ausgestoßen werden,
druck wie dem Aüfinluftdiuck ein Überdruck ein- Bei der in Fig. 2 dargestellten abgewandelten Ausstellbar ist. der die Abdichtungslippe gegen den Sitz führungsfonn ist die Befestigung der Ventilnranbran vorspann und daß der Durchmesser des Kreises, auf die gleiche wie bei der in F i g. 1 gezeigten. Jedoch ist dem die AbdichtimgÜipp« am Sitz anliegt, im wesent- 49 bei dieser abgewandelten AusfUhning im Boden 7 der liehen gleich dem wirksamen Durchmesser des Schale 2 in einer axialen Öffnung 16 eine Buchse 17 1 Balgs ist befestigt die mit der Leitung verbunden ist. welche

Die konische Form der Abdichtungslippe hat den in der Kammer 14 den zum Betriebe nötigen Über-Vorteil, daß letztere auch bei einer leichten Deform*. druck zu schaffen gestattet Der Zweck dieser aus· tk» sich dicht an Ihren Sitz anlegt und außerdem 90 fuhrungsart besteht darin, daß die Leitung IS sich im eine wesentlich einfachere Herstellung als dis be- Innern des Gehäuses 11 befindet wo sie geschUuet ist kannte Membran, insbesondere durch Gießen, er- Ferner bildet die Buchse 17. wenn sie mit der Platte S laubt Zur dichten Anlage der AbdkhtungsKppe trägt in Berührung kommt, für die Membran 1 eines Festfemer der Überdruck in der von der flachen Schale . punkt um den die Randzonen des Bodens 7 schwin, mitbegrenzten Kammer bei Da der Druck in dieser 55 gen. weca die Lip** 8 sich von ihrem Sitz abbebt
Kammer einstellbar ist. kann der Ausatunwidentand Bei den in Ft g. 3 und 4 abs bildeten Ausfüh-

den jeweiligen Emsatzbedingungen angepaßt werden. rungsformen ist die Membran I mit einem Hilfsventil

Schließlich wird der Ausatemwiderstand verhält- 18 versehen, das als Einatmungsventil dient und den nismäßig niedrig gehauen, indem die Membran aus bzw. das für den Maskenbenutzer nötigen) Saueremem elastomerm We besteht, was an sich 60 stoff oier Sauerstott-Luft-Geraisch in db Maske bereits bekannt war (vgL schweizerische Patentschrift durch die Öffnung 12 einzuführen gestattet Im Falle 344627). der F ig. 3 weist dieses Hilfsventil-sine zentrale Stange

In der Zeichnung smd in Fig. t bis 6 einige Aus- 19 auf, die m einer Bohrung 20 in der Mitte des filhrangsbeispiele verschiedener Formen und Ver- Bodens 7 der Schale 2 geführt ist Diese Stange ist wendungszwecke dargestellt Gleiche Teile sind in es mit einer ^r" ^ 21 aus einem elastischen Stoff verden verschiedene« Figuren mit gleichen Bezugn- bunden. die den beweglichen Teil de» Ventils * 8 bilzeichen verseben. ··. det und mit einem Sitz 22 «justmmepwirkt. de; durch

Wie aus Fig. 1 «rakhtneb, besteht das betrachtete eins» auf dem Boden 7 angeordneten erhabenen

Kragen gebildet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Wirkungsweise der Membran ähnlich wie die bei der Fig. 1 und 2 beschriebenen; die zusätzliche Wirkung besteht hier in der öffnung des Ventils IH während des Einatmens, wo der Druck in der Leitung 12, die direkt mit der Maske verbunden ist, niedriger als der in der Kammer 14 herrschende Druck wird. In Fig.3 bezeichnet das Bezugs^eicben23 e*cen elastischen Schlauch, der das Gehäuse mit der Quelle des Atnuingsgases verbindet

Die Ausführungsfonn der Fig. 4, wo die Form des Ventils 14 etwas anders ist, enthält eine Zusatz-Einrichtung, die insbesondere Schwankungen des in der Kammer 14 heeden Drucks aufheben soll, die durch irgendeinen Zufall, z.B. durch Ziehen an dem elastischen Schlauch 23, das diesen Schlauch verlängern würde, entstehen mögen. Zu diesem Zweck ist die Lippe 8 der Membran an einen ebenen Teil 24 angeschlossen, der zum Boden 7 der Schab parallel und mit diesem durch einen Ring 25 verbunden ist, in dessen Bohrung 26 die Stange des Hilfsventils 18 befestigt ist Zwischen dem Teil 24 der Lippe 8 und dem Boden 7 ist so ein freier Raum 27 abgegrenzt der der Schale 2 eine ungewollte Bewegung in Achsrichtung gestattet — ohne Einfluß auf die Stellung der Lippe 8, die auf ihren Sitz angedruckt bleibt

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsfonn trägt der Boden 7 der VentHmembran in seiner Mitte ein auf seinen beiden Seiten anlegendes Plättchen 28, das mit dem Ende 29 eines sm Gehäuse U mittels einer Ach&c31 angelenkten Hebels zusammenwirkt. Dieser Hebel 30 trägt an setner Seite eine Stange 32. die mit einem Zapfen 33 versehen ist der in einen Schütz 34 eines zweiten Hebels 35 eingreift, der seinerseits bei 36 angelenkt ist Auf diesem zweiten Hebel ist die Spindel 38 eines Ventils 39 angelenkt das je nach seiner Stellung die das Gehäuse 11 mit der Maske verbindende Öffnung 1? mit einem Kanal 40 verbindet; dies kann der Atmun^gas-Eintrittskattal sein. Bei dieser Ausführungsfnrm schließt sich das Ventil 39, welches das Haupt-Austrittsventil des Gerätes ist beim Ausatmen, wo die Lippe 8 von ihrem Sitz 9 abgehoben wird wie oben schon beschrieben.

Schließlich wirkt bei der in Fig.6 abgebildeten Ausführungsfonn die Ventilmembran durch ihr pattchen 28 unmittelbar ab VorrteuerventiL In diesem Fall sperrt dieses Plätteben normalerweise das Ende einer Leitung 41. die mit einer im Gehäuse 11 angeordneten Kammer 42 Verbindung hat und von einer Membran 43 begrenzt wird, die durch eine Leitung 44 Ober einen Mengenbegrenzer 45. der von der allgemeinen Zufuhrleitung 46 der Einrichtung abzweigt mi' dem einzuatmenden Gm oder mit einem der es bildenden Bettand teil beaufschlagt wird. Im Ausfuhrungsbeispiel der Fig.6 ist diese Leitung46 eine Zuführleitung for Sauerstoff; dieser kann im passenden Verhälteis aA Luft gemischt werden, die durch eine zweite, mit 47 bezeichnete Leitung einströmt welche von der ersten Leitung 46 getrennt ist Die Membran 43 ist in Berührung mit einem Sitz 48 derart daß sie eine Leitung 49 absperrt durch die das Gemisch «us Sauerstoff und Luft das bzw. die durch die Leitung 46 bzw. 47 einströmt die Maske mit Atemgas speist Das Plättchen 28 kann an seiner der Kammer 14 abgelegenen Seite von einer Feder 50 beaufschlagt werden, die auf die entsprechende Seite der Membran 1 drückt und mittels einer Schraube 51 verstellbar ist. Schließlich kann die Kammer 14 durch eine Leitung 52 mit einem (nicht gezeichneten) Regelsystem verbunden werden, das den Überdruck in der Kammer 14 nach einem vorbestimmten Gesetz zu regeln gestattet Bei der in dieser Fig.6 dargestellten Ausführungsfonn wird in der Kammer 14, wie oben angegeben, ein regelbarer Überdruck aufrechterhalten, wobei die Membran als ein ausgeglichenes Ausatmungsventil wirkt Wenn das Plätt-

chen28 die Leitung 41 sperrt, ist der Druck der Kammer 42 so, daß die Membran 43 auf ihrem Sitz 48 gehalten wird. Wenn der Maskenträger durch den ■Apparat einatmet hebt der Unterdruck, der unter der Membran 1 entsteht da diese durch die öffnung 12 mit der Maske verbunden ist das Plättchen 28 vom Ende der Leitung 41 ab. Der Druck in der Kammer 42 sinkt plötzlich; dabei bebt sich die Membran 43 von ihrem Sitz 48, und läßt die Atmungsgase durch den Kanal 49 hindurchtreten.

κ Danach, beim Ausatmen, wird das Plättchen 28 das Ende der Leitung 41 von neuem sperren, der Druck in der Kammer 42 wieder steigen, die Membran 43 sich von neuem an ihren Sitz anlegen und den Durchtritt durch den Kanal 49 sperren. Die Lippe 8 hebt

•5 sich ab und läßt die ausgeatmeten Gase durch die öffnung 13 austreten. Bei dieser Ausführungsform, deren Wirkungsweise sonst wesentlich ähnlich ist wie bei den anderen, vorher beschriebenen Ausführungsarten, wird also die Überdruckkammer 14 unmittel- bar vom Durchfluß durch die Leitung 41 beaufschlagt Diese Einrichtung erspart offensichtlich eine gesonderte Beaufschlagung mittels einer kalibrierten öffnung im Haupt-Atemluftzufuhrkanal, wie sie bei den bisher bekannten herkömmlichen Einrichtungen angewendet wird; solche öffnung bewirkt einen Verlust und dieser läßt sich auf diese Weise vermeiden. In allen Fällen, welche Ausführungsart auch immer man wählen mag. bietet die betrachtete Ventilmembran zahlreiche Vorteile; diese ergeben sich wesentlich aus der Einfachheit der Bauart welche gestattet ein Absperrventil und eine Membran oder einen Balg mit Entlastung als einen einzigen Bauteil herzustellen. Dank passender Auswahl des elastornieren Werkstoffes dieser Ventilmembran läßt sich femer eine ausgezeichnete Dichtheit erzielen und in allen denkbaren Stellungen des Gerätes aufrechterhalten. Und schließlich kann man, weil das diese Ventilmembran bildende. Werkstück schon von sich aus sehr leicht ist den Einfluß von Beschleunigungen praktisch vernachlässigen.

Claims

Patentansprüche:

1. Membranventil, insbesondere für Atmungs-SS geräte, dessen Membran erstens einen flachen drehkörperförmigen Boden aufweist zweitens eine Abdichtungs-Lippe, die mit einem Sitz zusammenwirkt und an dem Boden nahe dessen Rand angeordnet ist und drittens einen Fortsatz des Bodens an seiner der Lippe abgewandten Seite, der an seinem einen Ende mit dem Boden ein einziges Stück bildet und an seinem anderen Ende einen Befestigungsansatz aufweist dadurch gekennzeichnet, daß die Membran «5 aus einem elastomeren Werkstoff besteht daß die Abdichtungs-Lippe (8) im wesentlichen die Form eines Kegels hat und der Befestigungsansatz ein Kragen (3) ist daß der Fortsatz ein Balg ist der

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mit dem Boden (7) eine flache Schale (2) bildet, die eine Kammer (14) mitbegrenzt, in der relativ zu einem Bezugsdruck wie dem Außenluftd.uck ein Überdruck einstellbar ist, der die Abdichtungs-Lippe gegen den Sitz vorspannt, und daß S der Durchmesser des Kreises, auf dem die Abdichtungs-Lippe am Sitz (9) anliegt, im wesentlichen gleich dem wirksamen Durchmesser des BaIgUiSt(F ig. Ibis 6).

2. Membranventü nach Anspruch 1, dadurch to gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der flache Boden (7) der Membran in seinem mittleren Bereich eine Dwrchflußöffnung und ein mit dieser zusammenwirkendes Hilfsventil (18) trägt, dessen Sitz durch einen auf dem Boden (7) vorgesehenen Kragen (2Z) gebildet ist (F i g. 3,4).

3. Membranventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (8) sich in einem ebenen, dem Boden (7) der Schale (2) parallelen Teil (24) fortsetzt, der mit dem Boden einen freien Raum (27) einschließt, derart, daß der parallele Teil und der Boden sich relativ zueinander in Richtung der Ventilachse bewegen können (F ig. 4).

4. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der. Boden (7) in seiner Mitte ein Plättchen (48) aufweist, welches das Offnen oder Schließen eines Hilfsventil* (39.43) mittels eines Hebelgestänges (36 eis 36) steuert (Fig. 5).

5. Membranventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß das Plättchen (28) das Steuerventil für du Hilfsventil (43) bildet (Fig. 6).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen