ES2292748T3 - Valvula de respirador. - Google Patents

Abstract

Una mascarilla de respiración (10, 310) que tiene una válvula unidireccional (20, 320), que comprende; una mascarilla (12, 312) que tiene al menos una abertura (18, 318) para recibir una válvula unidireccional; y una válvula unidireccional (20, 320) que comprende: un cuerpo de válvula que incluye un armazón (50), una abertura de válvula (52, 352) a través del armazón, y un asiento de válvula (54, 154) que se extiende desde el armazón y que rodea al menos parcialmente la abertura de válvula; y una tapa de válvula (56, 156) que tiene una primera parte sujeta al armazón y una segunda parte adyacente (70, 170) que puede moverse libremente desde una primera posición, en la que la segunda parte está en contacto con el asiento de válvula (54, 154), hasta una segunda posición en la que al menos parte de la segunda parte está espaciada del asiento de válvula, caracterizada por que el asiento de válvula (54, 154) es plano y la tapa de válvula tiene una curvatura que crea un empuje de la tapa de válvula hacia el asiento de válvula para proporcionar un cierre hermético entre la tapa de válvula y el asiento de válvula, en la que la curvatura de la tapa de válvula está al menos parcialmente aplanada sobre el asiento de válvula cuando la segunda parte de la tapa de válvula está en la primera posición.

Description

Válvula de respirador.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un equipo de mascarilla de respiración destinado a proteger la zona respiratoria de los usuarios contra gases, vapores y materiales en partículas. Más particularmente, la presente invención proporciona una válvula para usarse con tales mascarillas de respiración.

Antecedentes de la invención

Las personas que trabajan en zonas en las que el aire pueda estar contaminado con sustancias tóxicas o nocivas, tales como materiales en partículas en suspensión en el aire, gases y vapores, normalmente se ponen diversos tipos de mascarillas de respiración. El tipo de mascarilla de respiración usada en un entorno particular depende de la cantidad y del tipo de protección requerida por el usuario.

Una categoría general de mascarillas de respiración incluye típicamente las que tienen una mascarilla respiratoria con al menos una entrada de aire filtrado y al menos una salida o abertura de espiración. Estas mascarillas de respiración pueden ser del tipo denominado mascarillas de respiración semifaciales, que típicamente cubren la boca y la nariz del usuario, o del tipo denominado mascarillas de respiración para toda la cara, que además cubren la cara y los ojos del usuario. Con estos tipos de mascarillas de respiración, al respirar el usuario aspira aire por la entrada o entradas de aire filtrado, creando de este modo una presión negativa en la mascarilla. Cuando el usuario espira, el aire expulsado por la boca del usuario crea una presión positiva en la mascarilla, haciendo que el aire salga de la mascarilla por la salida o abertura de espiración cuando la presión positiva del aire alcanza cierto nivel.

Otro tipo general de mascarilla de respiración se denomina mascarilla de filtración, que generalmente incluye un cuerpo de mascarilla hecho de un material filtrante que es permeable al aire. La mascarilla además puede incluir al menos una salida o abertura de espiración. Este tipo de mascarilla de respiración típicamente cubre las zonas de la boca y la nariz del usuario. Cuando se usa, el usuario aspira y absorbe aire a través del material permeable de la mascarilla, después espira y expulsa aire de la mascarilla a través de la válvula o abertura de espiración.

Los componentes usados en una mascarilla particular de respiración no deberían dificultar la respiración del usuario e idealmente deberían permitir que el usuario aspire y espire confortablemente cuando use la mascarilla de respiración. Los componentes de la mascarilla de respiración que pueden afectar al confort del usuario de la mascarilla de respiración son las válvulas, que pueden incluir tanto válvulas de espiración como de aspiración. Una válvula de espiración seleccionada para una mascarilla de respiración debería permitir que un gran porcentaje de aire escape fácilmente de la parte interior de la mascarilla respiratoria cuando el usuario espire, para que no aumente la presión de aire dentro de la mascarilla. Esto puede conseguirse disponiendo una parte de válvula que se desplace con relativa facilidad de su asiento de válvula cuando el usuario espire. No obstante, la parte de válvula también debería cerrarse hermética y fácilmente contra el asiento de válvula cuando el usuario no esté espirando, para que el aire contaminado o sin filtrar no entre inadvertidamente en la zona respiratoria del usuario. Aunque una válvula de aspiración permitiría el paso de aire a través de la válvula de modo similar, típicamente se colocaría en la orientación opuesta a la de una válvula de espiración. De este modo, una parte de válvula se desplazaría de su asiento de válvula cuando el usuario aspire. También es deseable que las válvulas proporcionen la misma protección al usuario independientemente de la orientación de la mascarilla de respiración.

El documento US 5 325 892 describe válvulas de fluido unidireccionales que tienen tapas de válvula que adoptan una configuración plana cuando no se les aplican fuerzas. El documento EP-A-756 881 describe válvulas de fluido unidireccionales que tienen tapas de válvula con una curvatura que está limitada en un extremo y es una curvatura transversal. El documento US 6 047 698 describe una válvula unidireccional de fluido en la que la válvula de espiración está formada por dos semimiembros que emparedan un tapa plana flexible.

Compendio de la invención

Según la invención se proporciona una mascarilla de respiración según la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se explicará adicionalmente con referencia a las Figuras adjuntas, en las que las estructuras iguales se indican con las mismas referencias numéricas en las diversas vistas, y en las que:

la Figura 1 es una vista en perspectiva de una mascarilla de respiración, según la presente invención;

la Figura 2 es una vista en perspectiva de una mascarilla de respiración similar a la de la Figura 1, con ciertos componentes omitidos;

la Figura 3 es una vista lateral de un diafragma de válvula, según la presente invención;

la Figura 4 es una vista lateral del conjunto de válvula de la Figura 1;

la Figuras 5a y 5b son vistas en perspectiva de otro aspecto de un diafragma de válvula;

las Figuras 6a y 6b son vistas frontales de diafragmas de válvula, según la presente invención;

la Figura 7 es una vista lateral de otro conjunto de válvula de la invención;

la Figura 8 es una vista lateral de otro conjunto de válvula que, sin embargo, no forma parte de la invención; y

la Figura 9 es una vista en perspectiva de otra disposición de mascarilla de respiración, según la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Con referencia ahora a las Figuras, en las que los componentes están indicados con las mismas referencias numéricas en las diversas Figuras, e inicialmente a las Figuras 1 y 2, se ilustra una realización de una mascarilla de respiración 10 purificadora de aire, que generalmente es del tipo denominado mascarilla semifacial de respiración. La mascarilla de respiración 10 incluye una pieza facial flexible 12 que tiene dos aberturas u orificios 14, en las que están ajustados o afianzados unos conjuntos de entrada de aire 16, y una abertura 18 en la que está ajustado o afianzado un conjunto de válvula de espiración 20. Como se muestra, los conjuntos de entrada de aire 16 están situados en lados o extremos opuestos de la pieza facial 12 y están situados debajo de la pieza facial para que no obstruyan la visión de la persona que lleve puesta la mascarilla de respiración. La abertura 18 está situada en la zona central de la pieza facial 12 de modo que generalmente está delante de la boca o zona respiratoria del usuario. Cada una de las aberturas 14, 18 se extiende hacia la zona interior de la pieza facial 12.

Los conjuntos de entrada de aire 16 pueden comprender cartuchos de productos químicos, líneas de aire, filtros de materiales en partículas, u otros componentes diversos. Los conjuntos 16 también pueden incluir una combinación de varios componentes para conseguir calidades específicas del aire que entre en el espacio respiratorio del usuario. En un aspecto de la invención, las aberturas 14 generalmente tienen forma cilíndrica y cada una de ellas tiene una brida circular 22 que se extiende hacia fuera desde la pieza facial 12. Cada una de estas bridas 22 está diseñada de modo que reciba un accesorio conjugado (no mostrado) de uno de los conjuntos de entrada de aire 16 permitiendo una sujeción segura de los conjuntos 16 a la pieza facial 12. En el aspecto mostrado, la brida 22 tiene tres lengüetas 26 que están diseñadas de modo que ajusten con un canal (no visible) del accesorio conjugado. El diámetro interno del accesorio conjugado es ligeramente mayor que el diámetro externo de la brida 22 de manera que las piezas puedan encajar bien entre ellas y sin interferirse entre sí durante la sujeción de los conjuntos 16. Para afianzar un conjunto 16 a una brida 22, se desliza el accesorio conjugado sobre la brida 22 hasta que las lengüetas 26 encajen con un canal situado en el interior de ese accesorio. Después se gira el conjunto 16 hasta que las lengüetas 26 se bloqueen en su lugar dentro del canal. Este diseño permite retirar de las bridas 22 con relativa facilidad los conjuntos 16 cuando se desee. No obstante, se ha de entender que puede usarse cualquier configuración alternativa para afianzar los conjuntos 16 a la pieza facial 12, cuyos conjuntos 16 pueden ser desmontables o sustituibles o afianzarse de forma permanente. Aunque el método de sujeción descrito anteriormente no requiere herramientas adicionales para sujetar y retirar los conjuntos de entrada de aire, otros métodos de sujeción pueden requerir herramientas.

La pieza facial 12 comprende una parte nasal 40 que se extiende desde la parte superior de una parte de cuerpo 42. La parte de cuerpo 42 tiene una forma que generalmente se ajusta a la forma de la cara de un usuario y tiene una forma convexa al menos parcialmente. Las partes nasal y de cuerpo 40, 42 deberían ser suficientemente grandes para que el material de la pieza facial quede situado a una distancia confortable de la cara del usuario cuando se use la mascarilla, pero deberían ser suficientemente pequeñas para que haya buen ajuste entre la pieza facial 12 y la cara del usuario. El tamaño y la forma de las partes nasal y de cuerpo 40, 42 pueden variar ampliamente, dependiendo de las necesidades estéticas y funcionales particulares de la mascarilla de respiración.

La pieza facial 12 puede hacerse de diversos materiales, incluyendo materiales flexibles, tales como silicona, caucho o elastómeros termoplásticos, tales como los obtenibles en el mercado bajo las denominaciones comerciales: "Kraton", de Shell Oil, de Houston, Texas; "Monprene", de Teknor Apex, de Pawtucket, Rhode Island; y "Santoprene", de Advanced Elastomer Systems, de Akron, Ohio. No obstante, para la pieza facial 12 podría ser apropiada una amplia gama de materiales de diversa flexibilidad.

Como se ha discutido anteriormente, el conjunto de válvula de espiración 20 se ajusta en la abertura 18 de la pieza facial 12, como se ilustra en las Figuras 1 y 2, cuya Figura 2 muestra el conjunto de válvula 20 sin algunos de sus componentes para que se vean mejor las diversas características del conjunto. El conjunto de válvula de espiración 20 generalmente incluye un armazón 50 que tiene una abertura u orificio 52, un asiento de válvula 54 que se extiende generalmente alrededor de la periferia de la abertura 52, y un diafragma de válvula 56. La abertura 52 además puede incluir miembros de soporte 53 que puedan proporcionar refuerzo y estabilidad al armazón 50. Los miembros de soporte 53 además pueden impedir que el diafragma de válvula 56 se salga de la abertura 52 y hacia la zona interior de la pieza facial 12 durante los cambios de la presión de aire.

La abertura 52 se muestra con una forma oval y aplanada parcialmente, no obstante, cabe cualquier otra forma. El asiento de válvula 54 puede coincidir con gran precisión con el tamaño y la forma de la periferia de la abertura 52, o puede tener un tamaño y/o una forma distintos a los de la abertura 52. En un aspecto de la invención, la abertura 52 tiene en general el mismo tamaño y la misma forma en su periferia externa que el tamaño y la forma de la periferia interna del asiento de válvula 54. En cualquier caso, el asiento de válvula 54 tiene una superficie superior 58 que puede ser suave en general o puede tener una textura, cuya suavidad de la superficie superior 58 puede afectar al grado de cierre hermético conseguido entre el diafragma de válvula 56 y la superficie superior 58. El armazón 50 además incluye dos orificios de sujeción 60, los cuales se discutirán con más detalle posteriormente. Como se muestra, los orificios de sujeción 60 están situados encima del asiento de válvula 54, proporcionando de este modo un punto de sujeción para el diafragma de válvula 56 que está fuera de la abertura 52.

Con referencia adicional a las Figuras 3 y 4, se muestra una realización del diafragma de válvula 56, cuyo diafragma 56 incluye una parte de tapa 70 que tiene una superficie superior 72, una superficie inferior 74, un primer extremo 76 y un segundo extremo 77. En esta realización, la parte de tapa 70 tiene una curvatura constante que se extiende desde el primer extremo 76 hasta el segundo extremo 77 y la superficie superior 58 del asiento de válvula 54 define un plano esencialmente. Aunque la Figura 3 ilustra una parte de tapa 70 de espesor variable a lo largo de su longitud desde el primer extremo 76 hasta el segundo extremo 77, otra realización del diafragma de la invención incluye una parte de tapa de espesor constante a lo largo de su longitud. Cuando se instala el diafragma 56 sobre el armazón 50, la curvatura de la parte de tapa 70 hacia el asiento de válvula 54 crea un empuje en la parte de tapa 70 tal que la curva de al menos una parte de la parte de tapa 70 puede aplanarse o enderezarse hasta cierto punto a medida que se pone en contacto con la superficie superior 58 del asiento de válvula 54. En un aspecto de la invención, el empuje creado por la curvatura de la parte de tapa 70 es sustancialmente suficiente para mantener la parte de tapa 70 cerrada herméticamente contra la superficie superior 58 en todas las orientaciones.

Alternativamente, la parte de tapa 70 puede tener un perfil lateral que no incluya una curvatura constante. Por ejemplo, la curvatura de la parte de tapa 70 puede variar desde el primer extremo 76 hasta el segundo extremo 77. Se considera que también están dentro del alcance de esta invención otras muchas variaciones del perfil lateral de la parte de tapa 70, en las que la creación de un empuje de la parte de tapa 70 hacia el asiento de válvula 54 ayude a mantener la parte de tapa 70 en una posición cerrada herméticamente cuando no esté sometida a fuerzas externas, tales como los cambios de la presión de aire.

Desde la superficie inferior 74 de la parte de tapa 70 se extienden dos conectores 80 que se usan para sujetar el diafragma 56 al armazón 50. Los conectores 80 incluyen un resalte 82 y una parte cónica 84, cuya parte cónica 84 varía gradualmente desde un primer extremo 86 que tiene un diámetro D1 (que esencialmente es un punto en este ejemplo) hasta un segundo extremo 88 que tiene un diámetro D2 que es mayor que el diámetro D1 del primer extremo 86. En este aspecto del diafragma 56, tanto la parte de tapa 70 como los conectores 80 están hechos de una material relativamente flexible. Los conectores 80 están diseñados de modo que sean recibidos por los orificios de sujeción 60, cuyo diámetro D2 del segundo extremo 88 de la parte cónica 84 es mayor que el diámetro del orificio de sujeción 60 en el que se ha de recibir. Para ajustar cada conector 80 en su orificio de sujeción 60 respectivo, se aprieta o se tira de la parte cónica 84 hacia el interior del orificio 60 hasta que el diámetro externo de la parte cónica 84 ajuste con el diámetro interno del orificio 60. Entonces se aplica al conector una fuerza adicional para comprimir y deformar temporalmente la parte cónica 84 hasta que el segundo extremo 88 pase a través del orificio 60. En este momento el conector 80 queda situado de modo que la parte de tapa 70 está en un lado del armazón 50, el resalte 82 está situado dentro del orificio 60 y la parte cónica 84 está en el lado opuesto del armazón 50, afianzando de esta manera el diafragma 56 al armazón 50. Para retirar un diafragma 56 de un armazón 50 se apretaría o se tiraría de cada conector 80 en la dirección opuesta a través de su orificio 60 respectivo.

La discusión anterior sobre el uso de conectores para sujetar un diafragma 56 al armazón 50 sólo se refiere a uno de los muchos tipos de métodos de sujeción considerados por la presente invención. El método de sujeción elegido para una aplicación particular puede proporcionar la sujeción temporal o permanente del diafragma 56 al armazón 50, aunque un método de sujeción temporal puede permitir la retirada y sustitución de diafragmas, según se desee. El diafragma 56 puede afianzarse al armazón 50 por cualquiera de los diversos métodos de sujeción conocidos, incluyendo el uso de conectores que se extiendan desde una superficie de la parte de tapa 70 y que tengan una configuración distinta a la de los conectores 80 descritos anteriormente. También se ha de entender que para un diafragma particular de válvula pueden usarse más de dos o menos de dos conectores 80. Alternativamente, el diafragma 56 puede sujetarse al armazón 50 usando adhesivos reposicionables o permanentes, sujetadores del tipo de ganchos y bucles, tornillos, otros sujetadores mecánicos, soldadura u otros métodos de sujeción adecuados. En cualquiera de estos métodos de sujeción, la parte de tapa 70 y los dispositivos o materiales de sujeción pueden hacerse de materiales iguales o distintos. Como primer ejemplo, la parte de tapa puede hacerse de un elastómero termoestable y sujetarse a un armazón mediante un tornillo o remache metálico. Como segundo ejemplo, todo el diafragma de válvula 56, incluyendo la parte de tapa y los medios de sujeción, pueden hacerse de un solo material.

En otro aspecto de la invención, el diafragma 56 se moldea integralmente con el armazón 50 de modo que no sea desmontable del armazón 50 ni sustituible en el mismo. En esta realización, el armazón 50 y el diafragma 56 podrían ser desmontables de la pieza facial 12 y sustituibles en la misma como unidad integral, si se desea.

Con referencia ahora a otra realización de la invención ilustrada en la Figura 5a, la parte de tapa 70a puede basarse en elementos individuales que mantengan su forma curva y proporcionen una superficie de cierre hermético. El diafragma 56a incluye un elemento de cierre hermético 71a de un material laminar delgado e impermeable que puede formar un cierre hermético de válvula, pero que por sí mismo no puede mantener un perfil contorneado. El elemento de cierre hermético 71a incluye componentes de soporte 90a, que se sujetan de modo intermitente o continuo al elemento de cierre hermético para mantener el contorno de la parte de tapa 70a y sujetar el elemento de cierre hermético 71a contra un asiento de válvula correspondiente. Sobre la superficie superior 72a del elemento de cierre hermético 71a se extienden múltiples elementos de soporte 90a en al menos parte de la distancia existente desde el primer extremo 76a del elemento de cierre hermético 71a hasta el segundo extremo 77a. En esta realización, el elemento de cierre hermético 71a tiene espesor uniforme. Los elementos de soporte 90a se estrechan y contornean desde el primer extremo 76a hasta el segundo extremo 77a y proporcionan la forma y la rigidez del diafragma 56a.

La longitud, la anchura y el contorno de cada elemento de soporte 90a pueden elegirse de modo que se consiga un grado de rigidez deseado en la parte de tapa 70a. Pueden usarse múltiples elementos de soporte 90a, cuyo diseño de cada elemento de soporte 90a puede ser igual o distinto al de los demás elementos de soporte 90a de la misma parte de tapa 70a. Cada elemento de soporte 90a también puede variar desde un extremo del soporte hasta el otro extremo del soporte. Por ejemplo, cada soporte 90a puede ser más ancho o más grueso en un extremo de ese soporte que en el otro extremo de ese soporte. El soporte o soportes también pueden extenderse en sólo parte de la distancia existente entre el primer extremo 76a de la parte de tapa 70a y el segundo extremo 77a. En cualquier caso, el número, el tamaño y la forma de los soportes usados deberían proporcionar al diafragma de válvula un grado deseado de rigidez, teniendo al mismo tiempo suficiente flexibilidad para que el diafragma de válvula pueda abrirse bajo cambios normales de presión.

El elemento de cierre hermético podría ser una película flexible elastomérica o de caucho que se ponga en contacto con el asiento de válvula y proporcione el cierre hermético cuando la válvula esté cerrada. El elemento o elementos de soporte proporcionarían a la parte de tapa tanto la forma de la curvatura como la elasticidad a la flexión. Este elemento o elementos de soporte podrían configurarse de diversos modos y formarse por separado del elemento de cierre hermético o integralmente con el mismo. Los elementos de soporte pueden adoptar la forma de agujas, dedos o aletas individuales que se extiendan sobre el elemento de cierre hermético y que actúen como estructura de soporte del elemento de cierre hermético.

Para fabricar una parte de tapa, en una primera etapa pueden aplicarse los elementos de soporte al elemento de cierre hermético y en una segunda etapa pueden activarse para conformar una forma deseada, por ejemplo, mediante activación por calor. El elemento de soporte podría ser una película contorneada de modo permanente con la forma deseada. El material usado para producir el elemento de soporte se seleccionaría entre una gama amplia de opciones, incluyendo termoplásticos, metales o materiales mixtos. La capacidad de emplear materiales de distinta composición para el elemento de cierre hermético y para el elemento de soporte daría la oportunidad de optimizar el diafragma tanto desde una perspectiva de costes como de comportamiento.

Como se ha discutido anteriormente, la parte de tapa 70a puede estar contorneada desde un extremo hasta el otro. La parte de tapa 70a, que además incluye un primer lado 78a y un segundo lado 79a en al menos un aspecto de la invención, también puede estar contorneada desde el lado 78a hasta el lado 79a. El contorno de la parte de tapa 70a puede progresar gradualmente desde el primer lado 78a hasta el segundo lado 79a, o el contorno puede variar menos gradualmente, tal como con un tipo de disposición "escalonada" o con cualquier otra variación regular o irregular desde un lado hasta el otro.

El diafragma de válvula de la invención también puede estar configurado con una curvatura mixta. Como primer ejemplo, una curvatura mixta puede adoptar la forma de una configuración similar a un hemisferio moldeada como diafragma de válvula, como se representa en la Figura 5b. En esta realización el diafragma de válvula 56b tiene un rebaje 73b realizado en la parte de tapa 70b. Este tipo de curvatura mixta es evidente independientemente del borde de la parte de tapa que se vea. Alternativamente, una curvatura mixta puede estar configurada con una primera curvatura formada a lo largo de un eje de la tapa y una segunda curvatura a lo largo de un segundo eje de la parte de tapa. Cuando se usan partes de tapa con curvaturas mixtas, el asiento de válvula correspondiente puede configurarse de manera que acople cooperativamente con el contorno de la parte de tapa para proporcionar un cierre hermético seguro cuando la válvula esté en la posición cerrada.

La Figura 6a muestra una vista frontal de una parte de tapa 70a, cuya parte de tapa está contorneada desde el primer lado 78a hasta el segundo lado 79a con espesor uniforme a lo largo del eje de contorneado. En la Figura 6b se ilustra otro ejemplo de una parte de tapa contorneada. Como se muestra, la parte de tapa 70b varía con un patrón sinusoidal desde el primer lado 78b hasta el segundo lado 79b, proporcionando de este modo partes de la parte de tapa 70b con contornos. Se ha de entender que cabe cualquier número de variaciones del contorno, tanto regulares como irregulares, a través de la superficie de una parte de tapa particular y que se consideran dentro del alcance de la presente invención.

Un aspecto del diafragma de válvula 56 incluye una parte de tapa 70 hecha de una membrana o película delgada de un material relativamente flexible, tal como silicona, caucho o un elastómero termoplástico, por ejemplo. Para la parte de tapa 70 pueden ser adecuados una amplia variedad de materiales flexibles, cuyo material se selecciona de manera que proporcione el grado de rigidez deseado para mantener el diafragma 56 cerrado herméticamente contra el asiento de válvula 54 cuando el diafragma 56 esté en su posición cerrada y que proporcione el grado deseado de flexibilidad que permita que el diafragma 56 se separe del asiento de válvula 54 hasta una posición abierta o semiabierta. Cuando el diafragma de válvula 56 incluye elementos adicionales en la superficie superior 72 de la parte de tapa 70 (tales como elementos de soporte 90, por ejemplo), los elementos adicionales pueden ser del mismo material que o de un material distinto a la parte de tapa 70. Por ejemplo, los elementos adicionales pueden hacerse de un material tal como un elastómero termoplástico, un plástico, un metal o un material mixto. De nuevo, el material de estos componentes se seleccionaría de modo que proporcione el grado de rigidez deseado para un diafragma particular 56.

Una parte de tapa particular además puede tener una forma o "perfil" tal como que se muestra en la 5a, cuyo primer extremo 76b generalmente es paralelo al segundo extremo 77a y cuyo primer lado 78a generalmente es paralelo al segundo lado 79a, no obstante, caben otras muchas formas para la parte de tapa. La selección de la forma de la parte de tapa dependerá de la forma y de la disposición de los demás componentes de la válvula y de la mascarilla de respiración y también de las características de comportamiento deseadas para cada conjunto de válvula particular.

La parte de tapa 70 puede fabricarse usando cualquier método que proporcione la forma, el tamaño y la curvatura deseados de la parte de tapa. Como primer ejemplo, la parte de tapa 70 puede moldearse usando técnicas de moldeo estándares, tales como moldeo por compresión o moldeo por inyección. Como segundo ejemplo, la parte de tapa 70 puede extruirse formando un perfil particular desde el lado o el extremo de la parte de tapa 70, lo cual a veces se denomina extrusión de perfiles. Alternativamente, la parte de tapa puede ensamblarse a partir de componentes individuales, tales como elementos de cierre hermético y elementos de soporte, como se ha descrito anteriormente.

En funcionamiento, el diafragma de válvula 56 apoya o cierra herméticamente contra el asiento de válvula 54 cuando está en su posición cerrada, consiguiéndose típicamente mejor cierre hermético cuanto mayor sea la superficie específica del asiento de válvula 54 que entre en contacto con una parte correspondiente del diafragma de válvula 56. En la Figura 4 se muestra con líneas continuas una ilustración del diafragma de válvula 56 con su parte de tapa 70 en posición cerrada. La curvatura de la parte de tapa 70 se aplanaría al menos parcialmente sobre un asiento de válvula 54 que fuese plano generalmente, como se ilustra. De este modo, el diafragma de válvula 56 se precarga con la curvatura de la parte de tapa 70, lo cual proporciona la fuerza de cierre hermético necesaria para mantener al diafragma de válvula 56 en su posición cerrada cuando no esté sometido a otras fuerzas. Cuando el usuario espira aire, la presión de aire existente dentro de la mascarilla de respiración 10 aumenta hasta que la presión es suficientemente elevada para obligar a que el diafragma de válvula 56 se separe del asiento de válvula 54 en la dirección mostrada por la flecha A. Con cierta magnitud de la presión, que depende de los componentes usados en la mascarilla particular de respiración, la parte de tapa se desplazará hacia la posición mostrada con líneas discontinuas e indicada con la referencia numérica 70'.

En un aspecto de la invención, los conectores 80 están situados más cerca del primer extremo 76 de la parte de tapa 70 que del segundo extremo 77. Cuando el conjunto de válvula 20 está ensamblado, el diafragma de válvula 56 está soportado con una disposición de tipo voladizo, cuya zona del diafragma 56 más próxima al primer extremo 76 está afianzada al armazón 50 de modo que su movimiento queda limitado respecto al armazón 50, mientras que la zona del diafragma 56 más próxima al segundo extremo 77 tiene más libertad de movimiento respecto al armazón 50. Esta disposición permite que el diafragma de válvula se mueva entre una posición abierta y una posición cerrada, dependiendo de la acción respiratoria del usuario. Cuando el diafragma 56 está afianzado al armazón 50 en su punto más alejado del extremo libre 77 de la parte de tapa 70, se crea el máximo momento posible. En este aspecto de la invención, el brazo del momento de fuerzas se define como la distancia existente entre el punto de sujeción de la parte de tapa 70 y el extremo libre de la parte de tapa que esté más alejado del punto de sujeción. De este modo, para una presión dada, la distancia de apertura del segundo extremo 77 de la parte de tapa 70 desde el asiento de válvula 54 es mayor que si el brazo del momento fuera más corto.

En otro aspecto de la invención, la parte de tapa 70 tendría un conector o conectores intermedios que se afianzarían al armazón 50 de forma que se crearían dos o más tapas de tipo voladizo en cada lado del conector o conectores. En este tipo de disposición, la abertura de la pieza facial puede tener una estructura intermedia de soporte en la que puede sujetarse el conector o conectores, o en realidad puede haber dos o más aberturas u orificios en la parte delantera de la pieza facial. Preferiblemente, cada una de las múltiples tapas de tipo voladizo estaría situada sobre una abertura u orificio para efectuar el cierre hermético de la misma.

En otro aspecto de la presente invención mostrado en la Figura 7, un diafragma de válvula 156 está provisto de una parte de tapa 170 que está deformada según la geometría del asiento de válvula. En este aspecto, el diafragma 156 está sujeto formando un ángulo respecto al plano del asiento de válvula 154, doblándose de este modo la parte de tapa 170 respecto al asiento de válvula 154 y proporcionando la precarga o empuje necesario para deformar el contorno de la tapa y mantener al diafragma de válvula en su posición cerrada cuando la mascarilla de respiración no esté sometida a cambios de presión. El diafragma 156 puede tener cualquiera de las variaciones de contorno o perfil discutidas anteriormente respecto al diafragma de válvula 56.

Alternativamente, el diafragma de válvula 256 puede estar provisto de una parte de tapa 270 que se deforme según la geometría del asiento de válvula cuando el asiento de válvula 254 no sea plano, como se muestra en la Figura 8. En este aspecto de la presente invención, la deformación de la tapa y la curvatura del asiento de válvula 254 crean la precarga necesaria para mantener al diafragma de válvula 254 en su posición cerrada cuando se desee. De nuevo, el diafragma de válvula 256 puede tener cualquiera de las variaciones de contorno o perfil discutidas previamente respecto al diafragma de válvula 56.

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Aunque la descripción anterior se refiere a una mascarilla de respiración de tipo semifacial, la válvula de la presente invención no se limita a este tipo de mascarilla de respiración. En otro aspecto de la presente invención, la Figura 9 ilustra una mascarilla filtrante de respiración 310, que generalmente incluye un cuerpo de mascarilla 312 hecho de un material filtrante que sea permeable al aire y un conjunto de válvula de espiración 320. Con este tipo de mascarilla de respiración, cuando el usuario aspira puede aspirarse aire hacia la zona respiratoria del usuario a través del material de mascarilla del cuerpo de mascarilla 312. El material de mascarilla proporcionaría una capacidad filtrante suficiente para filtrar los contaminantes indeseables (tales como gases y materiales en partículas) procedentes del aire que entre en la zona respiratoria del usuario cuando el usuario aspire. El cuerpo de mascarilla 312 tiene una abertura 318 en la zona general de la boca del usuario de una mascarilla de respiración, sobre la que está situada al menos una parte del conjunto de válvula de espiración 320. El conjunto de válvula de espiración 320 generalmente incluye un armazón 350 que tiene una abertura u orificio, un asiento de válvula y un diafragma de válvula 352. Los diversos componentes que componen el conjunto de válvula de espiración 320 pueden incluir cualquiera de las variaciones y características discutidas anteriormente respecto al conjunto de válvula 20. En este caso, el conjunto de válvula de espiración 320 también funcionaría esencialmente de la misma manera que la descrita anteriormente respecto al funcionamiento del conjunto de válvula 20.

Además de los tipos de mascarillas de respiración descritos anteriormente, se prevé que la válvula de la presente invención sea útil para otros tipos de disposiciones de mascarilla de respiración en las que sea deseable proporcionar una válvula que pueda moverse desde su posición de cierre hermético hasta una posición abierta mediante la acción respiratoria del usuario de la mascarilla de respiración, tales como mascarillas de respiración para toda la cara, mascarillas de respiración servopurificadoras del aire, mascarillas de respiración con cubierta para las válvulas, pantallas protectoras para soldadura y otras disposiciones de mascarilla de respiración. Estas disposiciones pueden incluir una o más válvulas del tipo considerado en la presente invención.

Además se considera que la válvula de la presente invención se use como válvula de aspiración. En esta disposición, el conjunto de válvula de aspiración funciona esencialmente del mismo modo que la válvula de espiración, cuyo diafragma de válvula se cierra herméticamente y se desplaza desde el asiento de válvula de manera similar, dependiendo de la diferencia de presión generada dentro de la mascarilla de respiración por la acción respiratoria del usuario. Sin embargo, en el caso de una válvula de aspiración el diafragma de válvula estaría en el interior de la mascarilla de respiración, de modo que pueda abrirse hacia la cara del usuario. En este caso, la aspiración del usuario crea la presión negativa necesaria dentro de la mascarilla de respiración para separar al diafragma del asiento de válvula hacia su posición abierta. Cuando el usuario espira, aumenta la presión dentro de la mascarilla de respiración, permitiendo pues que el diafragma retroceda hacia su posición de cierre hermético.

La presente invención se ha descrito aquí con referencia a varias realizaciones de la misma. La anterior descripción detallada y los ejemplos se han dado sólo para claridad de entendimiento. No se han de entender como limitaciones innecesarias de la misma. Para un experto en la técnica será evidente que se pueden hacer muchos cambios en las realizaciones descritas, sin apartarse del alcance de la invención. Por consiguiente, el alcance de la presente invención no debería limitarse a las estructuras descritas en la presente memoria, sino únicamente a las estructuras descritas mediante la expresión de las reivindicaciones y las equivalentes a esas estructuras.

Claims (7)

1. Una mascarilla de respiración (10, 310) que tiene una válvula unidireccional (20, 320), que comprende;

una mascarilla (12, 312) que tiene al menos una abertura (18, 318) para recibir una válvula unidireccional; y

una válvula unidireccional (20, 320) que comprende:

un cuerpo de válvula que incluye un armazón (50), una abertura de válvula (52, 352) a través del armazón, y un asiento de válvula (54, 154) que se extiende desde el armazón y que rodea al menos parcialmente la abertura de válvula; y

una tapa de válvula (56, 156) que tiene una primera parte sujeta al armazón y una segunda parte adyacente (70, 170) que puede moverse libremente desde una primera posición, en la que la segunda parte está en contacto con el asiento de válvula (54, 154), hasta una segunda posición en la que al menos parte de la segunda parte está espaciada del asiento de válvula, caracterizada porque el asiento de válvula (54, 154) es plano y la tapa de válvula tiene una curvatura que crea un empuje de la tapa de válvula hacia el asiento de válvula para proporcionar un cierre hermético entre la tapa de válvula y el asiento de válvula, en la que la curvatura de la tapa de válvula está al menos parcialmente aplanada sobre el asiento de válvula cuando la segunda parte de la tapa de válvula está en la primera posición.

2. Una mascarilla de respiración según la reivindicación 1, en la que el empuje de la tapa de válvula (56, 156) hacia el asiento de válvula (54, 154) es suficiente para proporcionar un cierre hermético entre la tapa de válvula y el asiento de válvula en cualquier orientación de la válvula unidireccional.

3. Una mascarilla de respiración según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en la que la tapa de válvula (56, 156) es más gruesa en un primer extremo (76) que en un segundo extremo (77).

4. Una mascarilla de respiración según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en la que la tapa de válvula (56, 156) es más gruesa en un primer extremo (76) que en un segundo extremo (77) y además en la que el espesor de la tapa de válvula se estrecha gradualmente desde el primer extremo hasta el segundo extremo.

5. Una mascarilla de respiración según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en la que la tapa de válvula (56, 156) tiene espesor constante desde un primer extremo (76) hasta un segundo extremo (77).

6. Una mascarilla de respiración según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en la que la mascarilla (12) comprende una mascarilla semifacial de respiración.

7. Una mascarilla de respiración según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en la que la mascarilla comprende un cuerpo de mascarilla (312) hecho de un material filtrante que es permeable al aire y en la que la abertura (318) está formada en el cuerpo de mascarilla (312).