专利名称：呼吸器系统和方法
技术领域：
本申请总体涉及呼吸器设备，用于在器皿内容物的膨胀和收缩的过程中允许空气或其他气体进入和排出该容器，并移除气体中的颗粒和湿气，更特别地，本申请涉及呼吸器设备，其代替地和组合地具有止回阀、压力表、模块化过滤器/干燥剂单元和释放设备，提供改进的可操作性、可用性、寿命周期、维护性、安全性和经济性。
背景技术：
呼吸器设备(或呼吸器)连接到或形成有容器，在空气与容器内容物的接触之前，用于从空气中移除颗粒和湿气(如果具有干燥剂的话)。容器内容物例如可以是液体或其他内容物，例如油、食物、油脂、涂料、饮料、燃料、胶水、酸或其他。容器内容物可以可选地为干燥物品或产品，例如粉末、水泥、面粉、糖、微粒的化学品、纸、电路板、电气盒、变压器或其他干燥化学品、物质或装备。总之，呼吸器基本上用于湿气或颗粒为不想要的污染物的任何容器。呼吸器是必要的，因为罐、存储器、容器和其他器皿必然具有开口，当罐或器皿的内容物的容积改变时，以允许空气(或其它类似气体)流入和流出容器。相应地，呼吸器允许空气(或其他气体)进入存储器(或器皿)和排出存储器，这样防止存储器(或器皿)膨胀和收缩，该膨胀和收缩可能导致过压或欠压条件而损坏器皿或其内容物，破坏器皿的结构整体性，或者以其它方式相反地或不想要地影响器皿、内容物或其他影响。例如，在液压存储器中，例如含有油或其他流体的罐，液压存储器中的流体水平将随着时间大大地变化。该水平可能随着周期基本上持续地改变，例如考虑到区域、使用(填充和排放，和其他方面)、缸的数量、温度、压力和类似的参数和条件，且这样的改变可能引起液压流体水平波动。每次液压流体水平下降时，空气必然进入存储器(以防止真空压力状况)。所述空气通过呼吸器进入，该呼吸器安装用于在空气进入液压存储器之前过滤空气。如果液压流体(例如油)水平升高，空气必须排除存储器，以防止过压。该排放的空气通常通过相同的呼吸器排出，该呼吸器最初安装用于过滤进入存储器的空气(也即防止颗粒和湿气进入)。在过去在使用中，对于大部分工业呼吸器来说，通过呼吸器的该双方向的空气流动室典型的。空气在两个方向上通过呼吸器(也即，在某些时间，从外面进入并通过呼吸器到内部；而在某些其他时间，从内部进入并通过呼吸器到外部)，以允许存储器的流体或其它产品的水平膨胀和收缩。为了防止颗粒和湿气进入和排出，呼吸器典型地包括过滤器。呼吸器的过滤器可以由许多不同的材料或物质制成，例如金属、塑料、木头、玻璃、粘土、纸和其他。呼吸器过滤器的结构的特定材料通常是根据必须捕获的污染物的类型及其物理状态(例如固态或液态)、防止被污染物污染的器皿液体或其他内容物、环境条件、温度、流速和其他考虑因素。同样地，特定过滤器介质的结构的材料自身也可以广泛地变化。例如，根据应用，过滤器介质可以是纸、合成材料、活性碳、硅胶、吸收性的纸、线网、分子筛、磁体、电-机械或机械装置、它们的组合和/或其他。在提供干燥剂的呼吸器的操作中，该干燥剂呼吸器是呼吸器设备的一种类型的例子，当进入器皿时，环境空气被引导通过干燥剂呼吸器。当环境空气通过呼吸器时，环境空气进入与呼吸器的过滤器及其其他湿气移除装置的直接接触。一些呼吸器具有空气扩散器(例如扩散空气流的海绵状设备)。在呼吸器中用作过滤器介质的一类干燥剂是硅胶。用于呼吸器的这些硅胶的某些包括指示染料。当硅土不再能够吸收任何额外的湿气时，染料引起硅土展现改变的颜色。颜色的改变指示整个呼吸器设备必须更换，以确保湿气得以移除。传统的呼吸器只可用一次然后抛弃。特别地，当呼吸器寿命期限或周期终止时(例如过滤器介质堵塞或耗尽)，整个呼吸器必须更换。呼吸器不再有用、不能重新激活、不可再充填或另外地修理，只能完全更换。然而当呼吸器必须更换时，其自身在寿命终点时并不必然是陈旧或损坏的。因此，传统的呼吸器浪费时间、劳力、材料和花费。参见图1，传统的呼吸器设备1，例如硅胶型呼吸器，例如类似于Air Sentry D-Series 线的呼吸器设备，包括顶盖2和过滤器保持器3。该过滤器保持器3例如为呼吸器I的中间部分。过滤器保持器3存储或保持过滤器介质8 (例如，在示例的Air SentryD线呼吸器中为硅胶)。呼吸器I还包括底盖4，其耦接到端口 5与端口 5形成为一体。端口 5将呼吸器I连接到容器9，例如端口 5与容器9的开口 6匹配。在呼吸器I中，从容器9进和出的空气(或其他气体)必须通过呼吸器I并经由开口 6进出容器9。到容器9的进入气体流过呼吸器1，到达端口 5，并进入开口 6到达容器9，从容器9排出的气体流过容器9的开口 6，到达端口 5，并通过呼吸器I到达出口通风口(“间隙”，如同下面描述的)。这样，当因为较少的流体10留在容器9中容器9中的空气空间11增加(或由于容器9的液体和/或气体内容物的状况的其他变化而增加空气空间11)时，空气(或其他气体)7必须经由呼吸器I进入容器9，以填充空气空间11。在呼吸器I中，作为例子，空气7经由在呼吸器I的顶盖2和过滤器保持器3之间的间隙(未明确示出)而进入呼吸器I。空气7通过空气扩散器(图1中未示出)，该空气扩散器例如为上述海绵状设备，且空气扩散器扩散空气7流过过滤器介质8 (也即作为例子的硅胶)。来自过滤器介质8的空气7通到端口 5并通过开口 6到达容器9，以填充空气空间11。另一方面，当容器9内的空气空间11随着容器9中的流体10的量增加而减少时(或者由于其他状况的改变引起空气空间11减小时)，来自容器9内的空气(或其他气体)7必须离开容器9。在空气空间11中的空气7通过经过开口 6而排出容器9，并通过呼吸器I的端口 5而进入呼吸器I。如同可以理解的，该排出的空气7必须往回通过呼吸器I的硅胶8，然后最终经由在顶盖2和过滤器保持器3之间的相同间隙排出呼吸器I。因为该间隙允许进入和排出呼吸器I和容器9，因此环境空气可以自由地与呼吸器I的硅胶8接触而不管空气空间11是否改变，且容器9的空气空间11的空气保持与硅胶8稳定接触(也即，不管空气是否主动地进入或排出容器9)，并在进入或排出容器9时通过硅胶8。当空气接触呼吸器I的硅胶8时，还有当空气在进出双方向上通过硅胶8时，硅胶8的寿命连续地减少。为了延长硅胶8 (或任何其他过滤器介质)的寿命，可能想要的是，令进入和出去的环境空气绕过硅胶8。尽管为了示例的目的具体描述了硅胶，需要理解的是，由于环境空气和/或空气空间11中的空间与过滤器介质9持续接触，以及进入和排出容器9的空气在双方向上的流动，任何和所有类型的过滤器介质8都将倾向于具有减少的寿命。这样，呼吸器通常具有有限的有效操作的寿命。呼吸器的寿命(或寿命周期或周期)是重要的，因为这影响了许多运行和财政度量(metrics)。这些度量中的某些包括，更长的呼吸器寿命提高呼吸器的投资回报；维护呼吸器所需的更短的劳动时间和努力；减少和避免更换和库存另外所需的成本；改进呼吸器的效率和限制器皿内容物的污染(例如，通过交换呼吸器之间更长的周期，而减少维护问题的机会)；和减少由于当过滤器介质用尽时传统的呼吸器必须整个地更换所导致的浪费。因此想要的是，提供新的和改进的呼吸器系统和方法，以从器皿和容器吸入和排出空气和其他气体。还将需要的是，提高呼吸器、过滤器和过滤器介质的寿命周期。还将想要的是，提供更可用、安全和方便的呼吸器系统、方法和操作，以减少所需的劳动和维护，增加污染物的移除和整体效率，减少浪费，提高经济结果，改进性能，并提供其他优点。
发明内容
本发明的实施方式是用于连接到器皿的呼吸器设备。该呼吸器设备在连接时使空气进入器皿，并在进入时通过过滤器介质过滤空气，并且该该呼吸器设备从器皿排出空气。该器皿具有能够变化的压力和低压力阈值和高压力阈值。呼吸器设备包括外壳；可移除地连接到外壳上的用于含有过滤器介质的筒；连接到外壳上的入口止回阀，该入口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的流动，除非器皿中的压力下降到低压力阈值之下；连接到外壳上的出口止回阀，该出口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的排放，除非器皿中的压力超出高压力阈值；和连接到外壳上用于测量器皿中的内部压力的压力表。本发明的另一个实施方式是用于连接到含有内容物的器皿上的呼吸器设备。当连接时，该呼吸器设备使空气进入到器皿中。器皿具有可以变化的压力，并且内容物、器皿或两者都具有低压力阈值。呼吸器设备包括外壳；包含在外壳中的过滤器介质；和连接到外壳上的入口止回阀，该入口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的流动，除非器皿中的压力下降到低压力阈值之下。本发明的另一个实施方式是用于连接到含有内容物的器皿的呼吸器设备。该呼吸器设备在连接时用于使空气从器皿排出。该器皿具有可变化的压力，并且所述内容物、器皿或两者都具有高压力阈值。该呼吸器设备包括外壳；包含在外壳中的过滤器介质；和连接到外壳上的出口止回阀，该出口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的排放，除非器皿中的压力超出高压力阈值。本发明又一个实施方式是用于连接到器皿上的呼吸器设备的制造方法。该方法包括提供外壳；将过滤器介质设置在外壳内；形成具有入口止回阀的外壳的入口，该入口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的流动，除非器皿中的压力下降到低压力阈值之下；和形成具有出口止回阀的外壳的出口，该出口止回阀被选择性地偏压，以防止通过其的流动，除非器皿中的压力超出高压力阈值。本发明另一个实施方式是用于连接到器皿上的呼吸器设备。该器皿具有变化的内部压力。当连接到器皿上时，流动经由呼吸器设备进入器皿和离开器皿。该呼吸器设备包括外壳、包含在外壳中的过滤器介质，和连接到外壳上用于测量器皿中的内部压力的压力表。本发明的又一个实施方式是用于连接到器皿的呼吸器设备。该呼吸器设备用于在连接到器皿时使空气进入器皿，并通过过滤器介质过滤空气。该呼吸器设备包括外壳和可移除地连接到外壳上用于包含过滤器介质的筒。一旦该筒用完，该筒可更换，而该外壳可重复使用。本发明的另一个实施方式是连接到器皿上的呼吸器设备。该呼吸器设备用于从器皿排出空气，该器皿具有可以变化的压力和高压力阈值。该呼吸器设备包括外壳和可移除地连接到外壳上用于包含过滤器介质的筒。本发明还有一个实施方式是用于连接到器皿的呼吸器设备的制造方法。在连接时，该呼吸器设备使空气进入器皿，并在进入时通过过滤器介质过滤空气，该呼吸器设备还从器皿排出空气。该方法包括提供外壳，可移除地连接筒到外壳上，用于过滤器介质，和将压力表连接到外壳上，用于测量器皿中的内部压力。一旦该筒用完，筒可更换，而外壳可重复利用。本发明的另一个实施方式是用于连接到器皿上的呼吸器设备。该呼吸器设备用于使空气进入器皿并在进入时通过过滤器介质过滤空气，并用于从器皿排出空气。该器皿具有可变化的压力和低压力阈值和高压力阈值。该呼吸器设备包括包含过滤器介质的外壳；连接到外壳上的入口止回阀，该入口止回阀被选择性地偏压，以防止通过其的流动，除非器皿中的压力下降到低压力阈值之下；连接到外壳上的出口止回阀，该出口止回阀被选择性地偏压，以防止通过其的排放，除非器皿中的压力超出高压力阈值；和连接到外壳上的中间止回阀，其邻近过滤器介质并在外壳和器皿之间，该中间止回阀被选择性地偏压，以防止来自器皿的排气接触过滤器介质，但是允许通过其的流动从过滤器介质到达器皿。本发明的另一个实施方式是用于连接到器皿的呼吸器设备的制造方法。在连接时，该呼吸器设备用于使空气进入到器皿并在进入时通过过滤器介质过滤空气，还用于使空气从器皿排出。该方法包括提供外壳；将筒可移除地连接到外壳上，用于过滤器介质；将入口止回阀连接到外壳上，该入口止回阀被选择性地偏压，以防止通过其的流动，除非器皿中的压力下降到低压力阈值之下；将出口止回阀连接到外壳上，该出口止回阀被选择性地偏压，以防止通过其的排放，除非器皿中的压力超出高压力阈值；和连接压力表到外壳上，用于测量容器中的内部压力。本发明的其他实施方式包括通过上述任一制造方法制造的呼吸器设备。
本发明通过例子示例但不限于附图，其中类似的附图标记指示类似的元件，其中图1示出用于连接到容纳液体的器皿的传统硅土干燥剂呼吸器的前侧视图2示出根据本发明的某些实施方式的具有入口和出口止回阀的呼吸器的前侧视图；图3示出根据本发明的某些实施方式的具有合并的复合压力表的呼吸器的前侧视图；图4示出根据本发明的某些实施方式的例如为图3的呼吸器的表的复合压力表的表面的前侧视图；图5示出根据本发明的某些实施方式的模块化筒式过滤器的前侧视图；图6示出根据本发明某些实施方式的拆卸的模块化筒式过滤器在垂直横截面中的前侧视图；图7示出根据本发明某些实施方式的包括模块化筒式过滤器、入口和出口止回阀和合并的压力表的呼吸器的前侧视图；图8示出根据本发明某些实施方式的具有入口、出口和中间止回阀并连接到器皿的呼吸器的前侧视图；图9示出根据本发明某些实施方式的呼吸器的前侧视图，该呼吸器例如为图8所示的，具有入口、出口和中间止回阀，并连接到含有内容物的器皿上，并示出进入空气流；和图10示出根据本发明某些实施方式的呼吸器的前侧视图，该呼吸器例如为图8和图9所示的，具有入口、出口和中间止回阀，并连接到含有内容物的器皿上，并示出排出空气流。
具体实施例方式出于下述目的，术语“呼吸器”指用于连接到罐、容器、存储器或其他器皿的呼吸器设备，它们允许空气或其他气体从器皿进和/或出；术语“空气”指并用于广泛地指空气、其他一种或多种气体、颗粒、湿气和其中的其他污染物，以及任何其他进入或排出的气体、等离子体、烟尘或蒸汽，或者一种或多种合成物的类似状态，由于内容物的状况、容器、温度、压力、环境和其他物理参数，它们进入或排出容器、罐、存储器或器皿。参见图2，根据某些实施方式的呼吸器11 (没有示出容器9)包括过滤器保持器3和容纳在过滤器保持器3中的过滤器介质，例如硅胶8或其他介质。通过将这样的实施方式的呼吸器11与图1的传统呼吸器设备I作比较可见，呼吸器11允许进入器皿和从器皿排出的空气(或其他气体)选择性地绕过硅胶8 (或其他介质)，该器皿例如为容器9。呼吸器11包括顶盖12和底盖14，它们每个连接到过滤器保持器3上。顶盖12不具有形成在顶盖12和过滤器保持器3之间的间隙(如同图1的传统的呼吸器I那样)。顶盖12和底盖14每个形成或结合有、或连接到一个或多个单向止回阀,例如顶盖12的止回阀27和底盖14的止回阀37。顶盖12的止回阀27设计用于防止空气(或其他气体)通过顶盖12排出，但是允许该空气(或气体)通过顶盖12进入。换句话说，止回阀27只有当呼吸器11中的真空状态克服止回阀27中的弹簧压力或操作压力时，才允许进入空气19进入呼吸器11，止回阀27不允许呼吸器11 (也即，和任何连接的容器)内的空气通过止回阀27经过呼吸器11 (和容器，当适用时)，除非用于该空气运动的需求显著地足以克服止回阀27的弹簧压力或其它偏压力。在某些实施方式中，止回阀27释放非常低压力的空气，例如大约0.1psi的压力。然而，止回阀可以根据想要的设计和应用改变，以考虑到容器内容物、临界参数等而提供在任何其他可应用的压力下的空气释放。对于释放压力为0.1psi的例子，低的裂开压力范围在呼吸器和容器中通常足够小，从而不引起任何空化。这样，当在装备有呼吸器11的容器中空气无需防止低压真空状条件时，止回阀27保持硅胶8与环境空气19 (在呼吸器11的外面)隔离。仍然参见图2，底盖14包括或连接到止回阀37上。底盖14的止回阀37设计用于防止空气(或其他气体)从呼吸器11外面通过底盖14进入，从而当空气进入呼吸器11时绕过硅胶8(也即，从而空气只通过止回阀27进入，且空气只通过止回阀37排出)。止回阀37还设计用于防止来自任何附接容器的空气进入过滤器保持器3和接触硅胶8或其他过滤器介质。只有来自容器的外出空气18允许从呼吸器11的底盖14排出。当呼吸器的底盖14处的空气压力克服止回阀37的弹簧压力或偏压力时，例如连接到底盖14的容器处的空气压力增加以克服止回阀37的偏压时，该外出空气18排出。止回阀37不允许任何空气通过止回阀37进入呼吸器11。存在许多型号、类型和裂开压力等级的止回阀，例如它们可以适合作为止回阀27和37。作为例子，这些可以包括球型、提升阀型、活塞型、囊型、伞型、摆动止回、隔膜型和圆盘型止回阀，已经现在已知或将来变得已知的其他止回阀。呼吸器的止回阀27和37的类型的一个特殊的例子是塑料制成的弹簧加载提升阀型截止阀，其具有外部0形环密封件，以在止回阀的外径上、在止回阀和止回阀外壳(例如呼吸器11的相应盖12、14)之间提供气密密封。这样的类型的止回阀例如可从Watts Ocean, 10-Series, Model No. 10-025获得。尽管止回阀裂开压力通常较低，例如大约为0.1psi或更小，止回阀27和37不限于这些低压，根据应用和用于呼吸器11应用的压力范围，裂开压力可以向上延伸到可适用的甚至非常高的压力。在呼吸器11的操作中，呼吸器11经由呼吸器11的端口 5连接到器皿或容器(图2中未示出，但是在图1中示出)。当容器中的压力减小到足以克服止回阀27的弹簧或其他闭合偏压(也即比较于呼吸器11和容器外面的空气压力)时，空气19通过顶盖12的止回阀27进入呼吸器11。一旦空气19通过止回阀27进入呼吸器11，则空气19通过过滤器保持器3的过滤器介质(例如硅胶8)到底盖14并从端口 6出来到达容器，达到在容器以及呼吸器11和外部空气之间的平衡压力状态。另一方面，当容器中的压力足以克服止回阀37的弹簧或其他关闭偏压时(也即比较于呼吸器11和容器的想要的内部压力)，空气18通过底盖的止回阀37排出呼吸器11。通过止回阀37排出呼吸器11的空气不往回通过过滤器介质，因为止回阀37位于在容器附近的底盖14中(也即，过滤器介质阻止空气通过，其中更小阻力的排出路径是通过当时打开的止回阀37)。因此，在顶盖12和底盖14中的止回阀27和37分别使硅胶8 (或其它过滤器介质)与呼吸器11外壳外面的外部/环境空气19和连接到呼吸器11的任何容器的容器空气隔离(也即在容器空气之前已经通过硅胶8进入容器之后)，还使作为来自容器的容器空气的排出(或排放)空气18输送通过底盖14并离开从呼吸器11和硅胶8或其他过滤器介质，而不是使这样的容器空气往回通过过滤器介质。止回阀显著地增加了呼吸器的寿命，无论什么类型的过滤器介质应用于呼吸器(例如硅石、分子筛、纸、纤维素、活性碳、纤维或其他)。当过滤器介质为硅胶或分子筛时，呼吸器寿命的提高尤其显著。硅胶和分子筛都从空气中吸收湿气或其他液体/蒸汽，并具有有限的用于吸收的吸附容量；这样，这些呼吸器的寿命或寿命周期先前对于有效吸收这样的湿气是有限的，尤其是因为外部/环境空气和容器空气接触并必须通过呼吸器的过滤器介质。另一方面，当空气没有进入或排出呼吸器11以调节容器或器皿压力时，呼吸器11的止回阀27、37防止外部/环境空气和容器空气与呼吸器的硅胶8或其他过滤器介质接触，而且在从容器排出的各种情况下，防止排出的容器空气往回通过呼吸器11。这样，呼吸器11和止回阀27、37延长了呼吸器11及其过滤器介质的寿命。现在参见图3，根据某些实施方式的另一个呼吸器30包括顶盖32、连接到顶盖32上的过滤器保持器33、连接到过滤器保持器33上的底盖34和连接到底盖34上的端口 36。端口 36例如可连接到或连接到罐、存储器、容器或其他器皿(图3中未示出，但是在图1中示出)。呼吸器30还包括连接到底盖32上的压力表35。压力表35例如并入或附接(直接或间接地)、连接、安装或一体形成到底盖34。呼吸器30还但是不是必需地包括顶盖32的入口止回阀27和底盖34的出口止回阀37。根据某些变型，表35可以可选地并入或附接(直接或间接地)、连接、安装或集成形成到顶盖32。表35在呼吸器30中的位置或方位的设计选择例如将依赖于呼吸器30的特定结构和空气进入和离开呼吸器30的地方。在任何情形下，表35通常设置在呼吸器30最有效的方位，其将生成对呼吸器30中的空气压力的最精确的测量。然而，在某些更换中，表可以安装在任何地方，在呼吸器31中、上或邻近地连接到呼吸器31上。如果在特定的实施方式中呼吸器30包括止回阀27、37，压力表35可以位于呼吸器30中与止回阀37相同的平面中。在某些更换中，呼吸器包括一个或多个止回阀37和/或一个或多个止回阀27。在某些例子中，呼吸器包括四个止回阀37，每个位于呼吸器中相同的平面中，围绕底盖的外周周边，以外周周边的90度间隔设置。类似的或其他的止回阀(止回阀27和止回阀37)布置，在实施方式中都是可能的。压力表35以单个设备确定正压(过压)和负压(欠压或吸入压)，压力表35例如为已知的真空压力表(compound gauge)。这样的真空压力表例如是可视或可读的机械或电气设备，其监测和指示比较于标准的想要的压力点的过压和欠压状况(也即过大的压力和负压或真空状况)。在操作时，压力表35检测呼吸器30中邻近表35处的空气压力。检测的压力指示连接到呼吸器30上的任何容器的压力。当呼吸器30内的空气压力波动时，例如当容器填充或排出内容物时或当其他条件(例如温度等)变化时，压力表35检测即时压力，并时时提供可视或其他可读的压力监控。压力表35提供呼吸器31处非常精确的压力读数，因为表35或者集成到或紧密地连接到呼吸器31。这还减少了更长距离的读表而发生的压降。而且，通过表35，能够更快更精确地指示被监测的压力状况。而且，表35减少了远程地安装任何单独的压力表的花费，因为表35与呼吸器30 —起安装(和/或其一部分)，且无需额外安装表。参见图4，图3的表35包括表面40。表面40对表35测量到的压力提供可视或其他可读的指示。作为一个可能的例子，但是不旨在局限于此，表面40是可视型的表(布尔顿管、膜或其他类型)，具有表面40的数字刻度41。该例子的表面40包括动针120，其尖端地指示当时测量的呼吸器30的压力状况，处于压力状况和真空状况。数字刻度41例如为测量的范围(例如+1到+4psi和-1到_4psi),在每种情形下,该测量的范围被选择性地选择用于测量通过特定的呼吸器和过滤器介质的特定空气。表面40可以额外或代替地包括颜色代码和文字。颜色代码和文字简化并允许容易和直接测量和理解表面40，以确定表35的压力测量。一个例子，颜色代码和文字配置是绿色的，意味着呼吸器31处的压力都良好，且没有过压或欠压担忧；黄色意味着警告或小心，因为迫近的问题可能存在或可能发生；和红色，意味着危险或更直接的压力状况或问题。表面40的这些颜色代码部分和文字视觉和直接地指示呼吸器31内被监测的压力状况。作为例子，绿色部分90指示一切良好，其中绿色从-1psi到+Ipsi的范围，黄色部分100指示需要使用和注意警告，在-1到_2psi刻度和+1到+2psi刻度，而红色部分110指示可能的危险，如果状况没有立即确定和矫正的话，其在-2到_4psi和+2到+4psi的范围。表面40以及颜色代码和文字只旨在作为例子，任何许多其他设计、构造、可视、可听、机读或其他变型对于表35都是可能的。另外，表35的示例类型只旨在作为例子，除了或代替具有混合刻度(压力和真空)的可视型表，许多其他类型或式样的测量设备都是可能的。表35可以代替地或另外具有机读表面40，例如，该表面40可以是或包括电子设备(图4中未不出),该电子设备提供表不由表35检测到的测量值的电信号。如表面40这样的电子设备可以包括电气传感器、组件和其他装置，并可以通信地连接到离呼吸器很远的位置，以向操作者指示关于呼吸器压力的警报。根据其他实施方式，可以远程地安装表35。然而表35的远程安装要求额外的部件，例如适配器、固定设备、接头等(图4中未示出)，并可能不像在呼吸器31处或呼吸器里面测量那样精确。图5示出干燥剂呼吸器的筒部分100，其是模块化的，因此其部件可以重复使用。筒100是过滤器/呼吸器的过滤部件。它在空气将被过滤、湿气被移除、油雾被移除的地方，或者通常为空气条件将得以改善的地方。当筒100已经期满或不能够再改善通过其的空气时，呼吸器的该部分可以移除，并比更换整个呼吸器更便宜地得以更换，这还减少了浪费。模块化还导致许多组装选择，以构建想要的呼吸器组件(也即模块化组件允许许多不同的呼吸器得以由选择的不同顶盖、筒、底盖和附件制成)。通过如图5所示的模块化组件，当过滤器插入或用完而需要更换时，只需要更换筒，这减少了浪费和更换花费。该可定制的制造系统之前从未使用、提供或提出过，而且提供了许多独特的特征，以减少制造成本、销售和更换成本、环境浪费以及客户或应用特定产品。参见图5，用于呼吸器(未详细示出，但是例如可以包括在呼吸器11、30、40或其他呼吸器中)的筒组件50包括筒100。该筒100由过滤器介质110形成或含有过滤器介质110。过滤器介质110例如可以是许多类型的过滤器或介质(例如包括硅胶、活性碳、合成过滤器、纸、粘土、耳状材料或其他)中的任何一种。筒100例如具有圆柱形外形，尽管可以根据特定的呼吸器及其外壳构造的需要而改变。筒组件50还包括连接到筒100上的螺纹20(例如在图5中，在顶部延伸和底部延伸处)，以将由介质110形成或含有介质110的筒100稳固到呼吸器的顶盖和底盖上(或其他外壳或外罩，或其部分)。螺纹20将筒100保持在呼吸器上(例如经由呼吸器的过滤器保持器)，并将整个筒组件50保持在一起并一起工作。尽管图5的螺纹20示例为机械类型的进程螺纹，任何其他替代类型的螺纹或机械稳固装置或用于将筒组件50保持在一起的设施也是可以的，并包括在实施方式中。
此外，为提供与呼吸器外壳的气密密封(例如与底盖和顶盖)，筒组件50可以但是不是必需地还包括连接到筒100和螺纹20上的0形环密封件30。所述0形环密封件30邻近螺纹20 (或其他稳固装置)设置，以在筒组件50连接到具有匹配的螺纹(或匹配的稳固装置)的呼吸器上时，防止空气泄漏。0形环密封件30与螺纹20联合而将筒组件50密封到呼吸器外壳上。最后，筒组件包括连接到螺纹20上的筒外壳40。该筒外壳40是用于容纳筒110的罩壳(或部分罩壳)体。例如，筒外壳40分别是(或代替)图2或3的实施方式的过滤器保持器3或33。在筒组件50的操作中，筒100是过滤器介质110或预装载有过滤器介质110 (例如通过筒组件的制造商/供应商)。筒组件50经由螺纹20连接到呼吸器的外壳或外壳的部分(例如顶盖和底盖)上。筒组件50通过0形环30密封到呼吸器的外壳上。经由设置筒组件，筒100由此容纳在筒外壳40内。参见图6，可选的筒组件600允许拆卸和重新组装。在该实施方式中，筒外壳40可以重新使用，从而呼吸器被更换的仅有的部分是容纳在筒外壳40中的过滤器介质210。这提供了灵活性，以打开/拆卸所有或部分筒组件600，只更换使得过滤器介质210更新或以其它方式延长组件600相应元件的使用寿命的部分。结果，环境废品和维护成本得以减少。筒组件600具有至少一个可维护的区域，以允许接近、移除并更换过滤器介质210材料，以使组件600回到可使用的条件。筒组件600可以制造为包括或容纳可抛弃型的筒，当用完时，该筒被丢弃和处理，或者筒可以其它方式制造，例如具有可维护的开口，以允许再使用筒组件600的部件。筒组件600包括塞子50。塞子50将过滤器介质210保持在组件600的里面。通过这种模块化筒结构，组件600可以打开，例如只更换过滤器介质210。塞子50通过塞子50的机械螺纹60被保持(尽管该附接装置也可以是机械扣合、胶合、焊接或任何其他装置，其将把组件260保持在一起)。塞子50可移除地连接到含有过滤器介质210的筒外壳40的相应延伸上。筒外壳40包括在延伸处的内螺纹60和外螺纹70。当连接在组件600中时，内螺纹60分别配合相应塞子50的机械螺纹60。外螺纹70分别配合呼吸器的外壳(或外壳的部分)，例如分别为呼吸器外壳的顶盖和底盖。过滤器介质210例如是可移除地位于筒外壳40中的过滤器介质210的筒200。可选地，筒200是松的或填充有过滤器介质210，从而可以倒入或放置在筒外壳40中。每个塞子50和筒外壳40包括一个或多个0形环30。例如，塞子50每个各自包括邻近机械螺纹60的延伸的0形环30。筒外壳40在外部包括邻近相应的外螺纹70的延伸的上和下0形环30。如同可以从前述中理解的，使用中，塞子50经由机械螺纹60和匹配的螺纹60与筒外壳40的相应延伸紧密配合，而外螺纹70与呼吸器的外壳(或外壳的部分)紧密配合，例如顶盖和底盖。0形环30由此密封塞子50和筒外壳40的表面，以及组件600和呼吸器的表面，以确保气密的配合，从而确保更好的过滤。具有密封的实施方式在引导空气流动通过过滤器筒组件方面提供了更好的性能，因此，密封件和类似物有助于防止空气泄漏。经由在所有筒阀表面和配合表面之间的0形环，这样的密封(尽管在某些实施方式中可选)为筒提供了更好的密封。在该特定示出的实施方式中，总共使用四个O形环(两个在内表面上，两个在外表面上)。尽管具有密封件的组件600可以制造有单个可维护的端部，以减少制造成本，但是在某些应用中可能有利的是，从组件600的两个端部提供到筒组件600的可维护的入口，如同已经描述的那样。在前述实施方式中的密封件的设计和材料可以广泛地变化，材料可获得性和成本相对于性能回报的考虑能够影响设计和材料的选择。在某些实施方式中，组件600不需要包括O形环或类似的密封，然而，不能够获得相同的密封优点。在其他替换中，组件600例如采用其他不同类型和材料的密封件进行密封，例如包括胶水、焊接、带子、环氧树脂、垫圈和机械压力。参见图7，根据某些实施方式的模块化呼吸器700包括过滤器介质331的或含有过滤器介质331的筒330。呼吸器700还包括顶盖320和底盖340，每个连接到筒330上。底盖340形成有或连接到端口 360上。模块化呼吸器700还包括顶盖320的入口止回阀和底盖340的出口止回阀370，而底盖340包括压力表350。尽管没有明确示出，呼吸器700还可以包括其他设备，例如扩散器或其他过滤或颗粒或湿气移除设备。该呼吸器700的模块化构造允许更换筒330，因而允许更换其过滤器介质331，同时保持顶盖320和底盖340用于重复使用。顶盖320和底盖340含有用于呼吸器700的设备和功能件(也即止回阀和压力表)，因此希望重新使用。而且，可以期望顶盖320、底盖340和相关设备比具有过滤器介质331的筒330的寿命维持更长时间，该过滤器介质具有有限的寿命。使用中，监测模块化呼吸器以确定何时更换筒330。该监测例如可以基于压力表350确定的呼吸器的压力的变化、使用的时间周期或过滤器介质颜色的改变而进行。例如，筒330可以是透明的或呈现其他指示，或颜色指示器，或用于筒的更换的变化。参见图8，根据某些实施方式的还有一种呼吸器800连接到容器、存储器、罐或其他器皿88上。呼吸器800包括过滤器保持器83和过滤器介质84，例如硅胶或分子筛或其他介质，其容纳在过滤器保持器83中。呼吸器11允许进入器皿88和从器皿88排出的空气(或其他气体)选择性地绕过，且在进入和通过过滤器介质84之后，并不接触过滤器介质，如同下面要描述的。呼吸器11还包括顶盖81和底盖89，每个连接到过滤器保持器83上。根据应用和要求，顶盖81和底盖89可以但是不是必需地例如通过O形环或其他密封装置密封连接到过滤器保持器83上。顶盖81形成或结合有、或连接到一个或多个入口止回阀，例如顶盖81的止回阀82。底盖89形成或结合有、或连接到一个或多个出口止回阀，例如底盖89的止回阀85。除了顶盖81的止回阀82和底盖89的止回阀85外，底盖89形成有内部通道80，使空气流从介质通到并通过底盖89，如将在下面关于图9和10详细描述的那样。底盖89的内部通道80形成或结合有、或连接到一个或多个中间止回阀87。顶盖81的入口止回阀82设计用于防止空气(或其他气体)通过顶盖81排出，但是允许空气(或其他气体)选择性地通过顶盖81从外部进入到呼吸器800中，以接触过滤器介质84并填充器皿88。出口止回阀85设计用于防止空气通过底盖89进入，但是允许空气(或气体)从器皿88选择性地通过底盖89排出到呼吸器800的外部。中间止回阀87设计用于防止来自器皿88和底盖89的空气(或气体)接触过滤器介质84 (在该空气之前已经进入并通过过滤器介质到器皿88之后)，但是允许空气(或气体)通过入口止回阀82进入呼吸器800，前进通过过滤器介质84和通过内部通道80，达到器皿88，以用空气(或气体)填充器皿88。参见图9，呼吸器900包括图8的呼吸器800的元件。器皿88含有内容物92和空气空间90。在呼吸器900的操作中，只有当呼吸器900中的真空(也即较低压力)状态克服入口止回阀82中的弹簧或操作压力时，入口止回阀82才允许进入空气91进入呼吸器900。入口止回阀82不允许呼吸器900内的空气从呼吸器900通过，只有当空气运动(由于器皿88和呼吸器900中降低的压力)足够大以克服入口止回阀82的弹簧或其他偏压力时，才允许进入空气91进入呼吸器900。例如随着器皿88的内容物92的排放，和/或当内容物92的环境或其他物理参数改变(例如温度降低等)时，或其它地，器皿88的空气空间90中和呼吸器900中的空气压力变低(也即增加空气空间90的容积)。接着参见图9，为了使进入空气91到达底盖89和器皿88，进入空气91必须通过底盖89的内部通道80。底盖89的内部通道包括中间止回阀87。该中间止回阀87只允许进入空气91进入呼吸器900并通过过滤器介质84，以通到底盖89并进入器皿88。一旦作为进入空气91通过中间止回阀87和内部通道80通到空气空间90到达器皿88，中间止回阀87防止器皿88的空气空间90的空气再次接触或往回通过过滤器介质84。参见图10，呼吸器1000包括呼吸器800的元件和图8和9的呼吸器900。器皿88含有内容物92。在呼吸器1000操作以使空气(或其他气体)从器皿88排出时，只有当器皿88和底盖89中的过压(也即较高的压力)状态克服出口止回阀85的弹簧或操作压力时，呼吸器1000的底盖89的出口止回阀85才允许排出空气94从器皿88的空气空间90通过。所述出口止回阀85不允许空气进入呼吸器1000或器皿88，只有当空气运动(由于器皿88中增加的压力)足够大以克服出口止回阀85的弹簧或其他偏压力时，才允许排出空气94排出器皿88和底盖89。例如随着器皿88的内容物92的填充，和/或当内容物92的环境或其他物理参数改变(例如温度增加等)时，或其它地，器皿88和底盖89中的空气压力增加。接着参见图10，中间止回阀87防止器皿88中的空气空间90和底盖89中的空气接触过滤器介质(也即在已经作为进入空气91通过过滤器介质84并到达器皿88之后)。当过压存在于器皿88的空气空间90和底盖89中时，中间止回阀87还防止出口空气94往回通过过滤器介质84。这样，通过限制空气空间90的空气(或气体)与过滤器介质84的接触，并通过防止排出空气94往回流过过滤器介质84，中间止回阀87延长了过滤器介质84 (从而呼吸器1000)的寿命。已经通过中间止回阀87和中间通道80进入底盖89的空气不能够往回通过呼吸器1000，呼吸器1000的寿命得以维持更长的时期，导致更好的经济性、减少的劳动、更少的浪费和其他好处。而且，中间止回阀87防止蒸汽、烟和空气空间90的空气小滴和在过滤器介质84上的排出空气94的飞溅，这是显著的优点。前述的许多替代可以与本公开保持一致。在某些替代中，其他类型或变型的密封件或密封装置可以另外或替代地应用于实施方式中，包括大量不同的密封机构(例如胶水、粘合剂、橡胶、硅树脂、不同类型的声和振动焊接、机械类型的保持、夹持或螺旋机构)中的任一种。这样的密封机构可以固定或可逆，以允许解除连接，然而，可逆密封机构可以尤其有用。在筒110和外壳40的入口和出口部分之间的密封件在实施方式中也是可以的，这些可以极大地从O形环改变为由几百种材料制成的垫圈，例如橡胶、丁纳橡胶、氟橡胶(viton)、EPDM、硅树脂和实质上任何可形成的材料，其将构成密封件。在某些更换中，筒110可以由一次性材料制成(例如纸、木头、可重复使用的塑料、100%可回收塑料、可生物降解材料等);但是其也可以由一些金属制成，例如铝、不锈钢和钢或其他材料。顶盖和底盖可以由与筒类似的或不类似的材料制成。其他替代也是可以的，包括止回阀、压力表和呼吸器部件的数量、连接和设置可以变化。对于不同形状的呼吸器，螺纹或其他配合部件、密封、止回阀和表的设置及其他的变化根据应用的需要而是可能的。总的来说，呼吸器及不同的部件和构件，包括外壳、阀、表、螺纹、过滤器介质和密封件可以不同于具体所述那样的方式分离为单件，或以不同于所述那样组合或布置。不同部件和构件的制造可以通过类型、型号或构造而规定，制造可以包括已知的挤出、模制、加工和其他方面，以及专门的或私人拥有的制造技术，如从其他人处获得的可以专门应用于过滤器介质和任何部件或部分的制造技术。当然，不同部件和构件的材料可以变化，部件和构件的制造可以根据材料、设计和经济选择而广泛地改变。在前面的说明中，本发明已经通过参考具体的实施方式进行了描述。然而，本领域技术人员理解，不同变形和改变是可以的而不脱离下面权利要求中陈述的本发明的范围。相应地，说明和附图认为是示例而不是限定，所有这样的改变旨在包括在本发明的范围内。优点、其他好处和解决问题的方案已经在上面关于具体实施方式
进行了描述。然而，优点、其他好处、解决问题的方案和设备、连接和元件，其可能引起任何优点、好处或方案的发生，或变得更显著，它们不解释为任何或所有权利要求关键、所需或必要的特征或元件。如同这里使用的，术语“包括”、“包含”或任何其他变形旨在覆盖非排它的包括，例如工艺、方法、物品或装置，其包括一组元素，但不只包括那些元素，而是可以包括没有明确列出的其他元素，或这样的工艺、方法、物品或装置所固有的元素。
权利要求
1.一种用于连接到含有内容物的器皿上的呼吸器设备，该呼吸器设备在连接时用于使空气进入到器皿中，该器皿具有能变化的压力，所述内容物、器皿中的一个和两者具有低压力阈值，该呼吸器设备包括 夕卜壳; 包含在外壳中的过滤器介质；和 连接到外壳上的入口止回阀，该入口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的流动，除非器皿中的压力下降到低压力阈值之下。
2.根据权利要求1所述的呼吸器设备，其中所述入口止回阀与外壳是一体的。
3.一种用于连接到含有内容物的器皿的呼吸器设备，该呼吸器设备在连接时用于使空气从器皿排出，该器皿具有能变化的压力，所述内容物、器皿中的一个和两者具有高压力阈值，该呼吸器设备包括 夕卜壳; 包含在外壳中的过滤器介质；和 连接到外壳上的出口止回阀，该出口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的排放，除非器皿中的压力超出高压力阈值。
4.根据权利要求3所述的呼吸器设备，其中所述出口止回阀与外壳是一体的。
5.根据权利要求3所述的呼吸器设备，其中所述呼吸器设备当连接时也用于使空气进入到器皿中，所述内容物、器皿中的一个和两者也具有低压力阈值，该呼吸器设备还包括 连接到外壳上的入口止回阀，该入口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的流动，除非器皿中的压力下降到低压力阈值之下。
6.一种用于连接到器皿上的呼吸器设备的制造方法，包括以下步骤 提供外壳； 将过滤器介质设置在外壳内；和 形成带有入口止回阀的到外壳的入口，该入口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的流动，除非器皿中的压力下降到低压力阈值之下；和 形成带有出口止回阀的到外壳的出口，该出口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的流动，除非器皿中的压力超出高压力阈值。
7.一种根据权利要求6的方法制造的呼吸器设备。
8.一种用于连接到器皿上的呼吸器设备，该器皿具有变化的内部压力，当连接到器皿上时，入口流和出口流经由呼吸器设备而流入和流出器皿，该呼吸器设备包括 夕卜壳; 包含在外壳中的过滤器介质；和 连接到外壳上用于测量器皿中的内部压力的压力表。
9.根据权利要求8所述的呼吸器设备，其中所述压力表集成到外壳上。
10.根据权利要求8所述的呼吸器设备，其中所述压力表测量器皿的正和负内部压力。
11.根据权利要求10所述的呼吸器设备，其中所述压力表测量的器皿内部压力从大约Opsi到大约+4psi和从大约Opsi到大约_4psi。
12.根据权利要求10所述的呼吸器设备，其中所述压力表包括具有数字刻度和颜色代码部分的面。
13.一种用于连接到器皿的呼吸器设备，该呼吸器设备用于使空气进入到器皿并通过过滤器介质过滤到器皿中的空气，该呼吸器设备包括 外壳；和 可移除地连接到外壳上的筒，用于包含过滤器介质； 其中，一旦该筒用完，该筒可更换，而该外壳可重复使用。
14.一种用于连接到器皿的呼吸器设备的制造方法，该呼吸器设备用于使空气进入到器皿并在进入时通过过滤器介质过滤空气，该呼吸器设备还用于使空气从器皿中出来，该方法包括以下步骤 提供外壳； 可移除地连接筒到外壳上，用于过滤器介质；和 将压力表连接到外壳上，用于测量器皿中的内部压力； 其中，一旦该筒用完，该筒可更换，而外壳可重复利用。
15.一种根据权利要求14的方法制造的呼吸器设备。
16.一种用于连接到器皿上的呼吸器设备，该呼吸器设备用于使空气进入到器皿并在进入时通过过滤器介质过滤空气，该呼吸器设备还用于使空气从器皿出来，该器皿具有能变化的压力以及低压力阈值和高压力阈值，该呼吸器设备包括 夕卜壳; 可移除地连接到外壳上的筒，用于包含过滤器介质； 连接到外壳上的入口止回阀，该入口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的流动，除非器皿中的压力下降到低压力阈值之下； 连接到外壳上的出口止回阀，该出口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的排放，除非器皿中的压力超出高压力阈值；和 连接到外壳上用于测量器皿中的内部压力的压力表。
17.一种用于连接到器皿上的呼吸器设备，当连接时，该呼吸器设备用于使空气进入器皿并在进入时通过过滤器介质过滤空气，和用于使空气从器皿排出，该器皿具有能变化的压力和低压力阈值以及高压力阈值，该呼吸器设备包括 含有过滤器介质的外壳； 连接到外壳上的入口止回阀，该入口止回阀选择性地偏压以防止通过器的流动，除非器皿中的压力下降到低压力阈值之下； 连接到外壳上的出口止回阀，该出口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的排放，除非器皿中的压力超出高压力阈值；和 连接到外壳上的中间止回阀，其邻近过滤器介质并在外壳和器皿之间，该中间止回阀选择性地偏压以防止来自器皿的排气接触过滤器介质，但是允许通过该中间止回阀的流动从过滤器介质到达器皿。
18.一种用于连接到器皿的呼吸器设备的制造方法，该呼吸器设备用于使空气进入到器皿并在进入时通过过滤器介质过滤空气，还用于使空气从器皿排出，该器皿具有能变化的压力和低压力阈值以及高压力阈值，该方法包括以下步骤 提供外壳； 将入口止回阀连接到外壳上，该入口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的流动，除非器皿中的压力下降到低压力阈值之下； 将出口止回阀连接到外壳上，该出口止回阀被选择性地偏压以防止通过其的排放，除非器皿中的压力超出高压力阈值；和 连接中间止回阀到外壳上，该中间止回阀邻近过滤器介质并在外壳和器皿之间，该中间止回阀被选择性地偏压，以防止来自器皿的排气接触过滤器介质，但是允许通过该中间止回阀的流动从过滤器介质到达器皿。
19.一种根据权利要求18的方法制造的呼吸器设备。
全文摘要
呼吸器设备连接到器皿上。该呼吸器设备使空气进入器皿，在进入时经由过滤器介质过滤空气，并从器皿排放空气。器皿具有可以变化的压力和低压力阈值和高压力阈值。呼吸器设备包括外壳；可从外壳移除以容纳过滤器介质的筒；和到外壳的入口止回阀，该入口止回阀被选择性地偏压以防止穿过其的流动，除非器皿中的压力下降到低压力阈值以下；从外壳的出口止回阀，该出口止回阀被选择性地偏压以防止穿过其的排放，除非器皿中的压力超出高压力阈值；和连接到外壳上以测量器皿中的内部压力的压力表。呼吸器设备可以另外地包括密封件和/或在过滤器介质和器皿之间的内部止回阀。该内部止回阀，如果存在的话，防止器皿的排出空气与过滤器介质接触。
文档编号F01M13/00GK103069116SQ201180040452
公开日2013年4月24日 申请日期2011年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者S·D·安德森 申请人:惠特莫尔制造公司