一种空气呼吸器的制作方法

本实用新型涉及正压式空气呼吸设备，具体涉及一种空气呼吸器。

背景技术：

目前，市面上常用的空气呼吸器主要为文献cn202289250u公开的产品或其类似产品，这类空气呼吸器包括壳体，壳体内设置有阀芯、阀芯致动机构，阀芯上通供气管、下通口鼻罩，口鼻罩位于外罩内，供气管外连供气瓶，阀芯致动机构用于驱动阀芯的活塞下移以实现为使用者供气，供气结束后阀芯的活塞在弹簧作用下复位以实现停止供气，壳体上还设置有排气阀用于将使用者呼出的气体排至大气环境。

此外，文献cn202052225u公开了一种用于呼吸器的供给阀，包括：壳体，壳体包括通过相互连接的主壳体和壳体盖，主壳体连接有面罩接口和进气管；阀致动装置，阀致动装置包括受弹簧推动的膜片和围绕枢轴可枢转安装的致动杠杆；阀装置，阀装置包括阀套和在阀套内滑动的阀芯，其中，致动杠杆包括分别围绕两个枢轴可枢转安装的第一杠杆和第二杠杆，其中，膜片与第一杠杆相互作用，第一杠杆和第二杠杆相互作用，而第二杠杆又作用于阀装置的阀芯。文献cn2928137y公开了种安装于正压式消防空气呼吸器上，用于为消防员提供新鲜空气的吸气供给阀，该吸气供给阀的座体下端是与吸气面罩相通的吸气口；在座体内腔中设置有一个供气阀座，供气阀座的内腔中设置有可纵向移动的供气阀芯，供气阀芯的中段套有可使供气阀芯向上移动的压缩弹簧，供气阀芯下端的阀头位于供气阀座内腔下端的开口处，阀头内侧具有朝向开口的外锥面；供气阀芯的上端面上方设置有压块，压块与一个致动杠杆上的曲面相接触；所述致动杠杆一端铰接在座体上，另一端位于一个吸气阀片的下方，吸气阀片将座体内腔上端封闭。

如前所述呼吸器及其供气阀虽然能够实现供气功能，但其都存在如下问题：

（1）、无法实现储气瓶内新鲜空气的最大化利用，储气瓶使用时间较短；

（2）、使用过程中舒适性较差，特别是使用者（如消防员）戴上呼吸器灭火时，极易出现呼吸不畅甚至缺氧的情况；

（3）、使用过程中，易出现供气困难的情况。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种能够实现新鲜空气的最大化利用的空气呼吸器。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下所述技术方案。

一种空气呼吸器，包括供气阀，供气阀连接外罩，外罩内设有口鼻罩；所述空气呼吸器具有单向通道a，用于将储气瓶内的空气引入口鼻罩内；其特征在于，所述空气呼吸器还具有：

通道b，用于将使用者每次先呼出的气体引入储气部件的储气腔室内储存；

单向通道c，用于将使用者每次后呼出的气体排至大气环境；

通道d，用于将使用者上一次呼出并储存在储气腔室内的气体引入口鼻罩内。

作为本实用新型的优选方案之一，通道b与通道d为同一个通道。

根据本实用新型的一个具体实施方案，在口鼻罩上设有单向阀二，单向阀二用于控制单向通道c的开闭，当储气腔室内气体压力达到预设值后，单向阀二开启。

作为本实用新型的优选方案之二，通道b与通道d为两个单向通道。

根据本实用新型的一个具体实施方案，在口鼻罩上设有单向阀一、单向阀二和单向阀三，单向阀一用于控制单向通道d的开闭，单向阀二用于控制单向通道c的开闭，单向阀三用于控制单向通道b的开闭；呼气过程中，当储气腔室内气体压力达到预设值后，单向阀二开启。

为提高使用者的呼吸均匀性，同时方便使用，供气阀包括壳体，壳体上设有进气管，壳体内设有阀芯和阀芯致动机构，阀芯沿壳体中轴线布置。

进一步地，壳体中轴线、阀芯中轴线与口鼻罩中心线相交或基本交汇于同一平面的同一点，壳体采用同心结构。这种结构颠覆了传统结构设计思路（现有的产品要么是将壳体设置成偏心结构，要么是将阀芯靠边布置，二者只能顾其一），实现了阀芯、壳体基本同轴或同轴布置的结构，即无需将阀芯靠边布置，也无需将壳体设置成偏心结构，这不仅方便使用者佩戴呼吸器，方便使用者调整呼吸器位置或状态，而且方便拆装呼吸器，还能够确保使用者呼吸的顺畅性，即使在使用者呼吸急促的情况下，也不会出现呼吸不均匀的问题。

为防止使用过程中出现供气困难的情况，采用三级杠杆传动组件或三级以上的杠杆传动组件作为所述阀芯致动机构，通过储气部件下压所述阀芯致动机构以实现阀芯开启。理论上而言，在不增大阀芯致动机构占用空间的情况下，杠杆级数越多，通过吸气实现阀芯开启的难度越小。

作为优选方案，采用弹性气囊、伸缩气囊或活塞组件作为所述储气部件。

为进一步地提高呼吸舒适性，阀芯的出气口位于口鼻罩内，以实现储气瓶内的空气能够直接引入口鼻罩内。

根据本实用新型的一个具体实施方案，所述三级杠杆传动组件包括各自铰接连接在呼吸器上的第一杠杆、第二杠杆和第三杠杆，第一杠杆、第二杠杆、第三杠杆依次传动连接，第一杠杆的动力臂作用在呼吸器的吸气阀片上，第三杠杆作用在阀芯的活塞上。

为方便拆卸，同时方便控制吸入气量，阀芯包括可分离的阀芯上体和阀芯下体，阀芯上体与阀芯下体转动连接；在阀芯下体底部设有气量调节开关。

根据本实用新型的一个具体实施方案，阀芯整体位于口鼻罩上方。

为防止面罩内起雾，同时方便使用者在疲倦情况下快速清醒，所述空气呼吸器还包括冲泄阀，冲泄阀的开关位于壳体侧壁。当使用者疲倦或者困倦时，或者面罩内起雾时，只需要打开冲泄阀，面罩内即可快速充入新鲜空气防止雾化，同时能够让使用者快速清醒。

本实用新型提供的空气呼吸器具有如下有益效果：

（1）、呼气过程中，能够对使用者刚呼出的气体进行分离，使用者每次先呼出的气体（使用者前一次吸入并储存在人体气管和/或口腔中的气体）经过通道b流向储气腔室内暂时储存，每次后呼出的气体（使用者前一次吸入并经过肺部进行气体交换后气体）通过单向通道c排至大气环境；吸气过程中，能够借助于通道b将储气腔室内暂时储存的气体再次吸入肺内进行利用，从而能够避免气体浪费，实现新鲜空气的最大化利用，延长储气瓶使用时间；

（2）、使用过程中，能够确保每次吸气时率先进入肺部的是符合肺气交换的气体，而不是残留在呼吸器供给阀内二氧化碳含量较高的气体，从而提高了呼吸过程中的舒适性；

（3）、颠覆了传统结构设计思路，实现了阀芯、壳体基本同轴或同轴布置的结构，即无需将阀芯靠边布置，也无需将壳体设置成偏心结构，这不仅方便使用者佩戴呼吸器，方便使用者调整呼吸器位置或状态，而且方便拆装呼吸器，还能够确保使用者呼吸的顺畅性和舒适性，即使在使用者（如消防员）戴上呼吸器灭火时，也不会出现呼吸不均匀和缺氧的情况；

（4）、能够在较小的壳体空间内确保吸气过程的舒适性和均匀性，在不增大杠杆组件所占空间的情况确保了阀芯开启难度小的优点，达到了吸气省力、呼吸阻力小的效果，不会出现供气困难的情况。

附图说明

图1为实施例1中空气呼吸器示意图一（初次吸气状态）；

图2为实施例1中空气呼吸器示意图二（呼气状态）；

图3为实施例1中空气呼吸器示意图三（呼气状态）；

图4为实施例1中空气呼吸器示意图四（第二次吸气状态）；

图5为实施例1中空气呼吸器的阀芯致动机构示意图；

图6为实施例1中空气呼吸器的储气部件示意图一；

图7为实施例1中空气呼吸器的储气部件示意图二；

图8为实施例1中空气呼吸器的一种阀芯示意图；

图9为实施例1中空气呼吸器的一种单向阀三的示意图；

图10为实施例1中空气呼吸器的另一种单向阀三的示意图；

图11为实施例2中空气呼吸器示意图一；

图12为实施例2中空气呼吸器示意图二；

图13为实施例3中空气呼吸器示意图；

各图中箭头方向表示相应的气体流向。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型技术方案作进一步说明，在此指出以下实施例不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域普通技术人员根据本实用新型权利要求内容作出一些非本质的改进和调整，均在本实用新型保护范围内。

实施例1

参见图1至图4，一种空气呼吸器，包括供气阀，供气阀连接外罩8，外罩8内设有口鼻罩9；所述空气呼吸器具有单向通道a，用于将储气瓶内的空气（编号123所示）引入口鼻罩9内；所述空气呼吸器还具有：

通道b，用于将使用者每次先呼出的气体（编号121所示）引入储气部件2的储气腔室内储存；

单向通道c，用于将使用者每次后呼出的气体（编号122所示）排至大气环境；

通道d，用于将使用者上一次呼出并储存在储气腔室内的气体（编号120所示）引入口鼻罩9内。

本实施例中，通道b与通道d为两个单向通道，具体而言：在口鼻罩9上设有单向阀一91、单向阀二92和单向阀三93，单向阀一91用于控制单向通道d的开闭，单向阀二92用于控制单向通道c的开闭，单向阀三93用于控制单向通道b的开闭；呼气过程中，当储气腔室内气体压力达到预设值后，单向阀二92开启；吸气状态下，主要由单向阀一91的气道，呼吸器的阀芯5与呼吸器供给阀壳体1之间的空间，以及外罩8与口鼻罩9之间的空间共同作为通道d；呼气状态下，主要由单向阀三93的气道，以及呼吸器的阀芯5与呼吸器供给阀壳体1之间的空间共同作为通道b；主要由阀芯5内的通道及供气管10内腔作为单向通道a。

对于单向阀三93，可以采用膜片式单向阀，单向阀三93设置在隔挡部94上，参见图9，可以在隔挡部94上均匀设置有多个独立的单向阀三93（图9中仅示意性地画出了四个单向阀三93，但其数量不应局限于四个），所有单向阀三93围绕阀芯5布置；参见图10，也可以采用环形单向阀围绕阀芯5下部布置，其包括设置在隔挡部94上的通孔931和膜片932，通孔931为环形孔，膜片932为环形膜片，膜片932位于隔挡部94上壁。

本实施例中，供气阀包括壳体1，壳体1上设有进气管10，壳体1内设有阀芯5和阀芯致动机构100，阀芯5沿壳体1中轴线布置，壳体1中轴线、阀芯5中轴线与口鼻罩9中心线相交或基本交汇于同一平面的同一点，壳体1采用同心结构。

本实施例中，采用三级杠杆传动组件作为所述阀芯致动机构100，通过储气部件2下压所述阀芯致动机构100以实现阀芯5开启。

具体而言，请参见图1和图5，三级杠杆传动组件包括各自铰接连接在呼吸器上的第一杠杆301、第二杠杆311和第三杠杆321，第一杠杆301通过轴一301铰接连接在呼吸器上，第二杠杆311通过轴二313铰接连接在呼吸器上，第三杠杆321通过轴三323铰接连接在呼吸器上，第一杠杆301、第二杠杆311、第三杠杆321依次传动连接，第一杠杆301的动力臂作用在呼吸器的吸气阀片4上，第三杠杆321作用在阀芯5的活塞51上；第一杠杆301的支点一302作用在第二杠杆311的动力臂上，第二杠杆311的支点二312作用在第三杠杆321的动力臂上，第三杠杆321的支点三322作用在阀芯5的活塞51上；其中，每根杠杆的铰接连接部位靠近其所属杠杆的支点，第一杠杆301的支点一302作用在第二杠杆311的动力臂尾部，第二杠杆311的支点二312作用在第三杠杆321的动力臂尾部；第一杠杆301内侧设有凸起部作为支点一302，第二杠杆311下端面也设有凸起部作为支点二312；第一杠杆301的动力臂具有一弧形部304，弧形部304的凸面用于靠接吸气阀片4，在第一杠杆301的预设转动区间内，弧形部304的凸面始终靠接吸气阀片4（实质上是第一杠杆301转动过程中，始终通过弧形部304的凸面去接触吸气阀片4）；使用时，当外力作用在吸气阀片4上并使吸气阀片4下移时，第一杠杆301下移并通过支点一302下压第二杠杆311，第二杠杆311受压后下移并通过支点二312下压第三杠杆321，第三杠杆321受压后下移并通过支点三322下压活塞51进而使阀芯5开启，阀芯5供气结束后，通过阀芯5内的弹簧复位驱动活塞51复位。

本实施例中，采用弹性气囊、伸缩气囊或活塞组件作为所述储气部件2，储气腔室的容积可随使用者呼吸气体量的变化而做适应性变化，其实质是：呼气时，呼出的部分气体进入储气腔室，储气腔室的容积随之增大；吸气时，储气腔室内的气体被使用者吸入肺部、气管、口腔，储气腔室的容积随之变小。

具体而言：参见图6，伸缩气囊22是指气囊的身部221具有伸缩功能或者伸缩气囊22的身部221为折叠伸缩式结构，伸缩气囊22内壁顶部设置有吸气阀片4或膜片，吸气阀片4或膜片靠接阀芯致动机构100的驱动杠杆，在伸缩气囊22上方设置有弹簧6，弹簧6上端连接供给阀的壳体1，弹簧6下端连接伸缩气囊22外壁顶部；参见图7，活塞组件23的筒体231内腔作为储气腔室，活塞组件23的活塞232可沿筒体231内壁上下移动，活塞232下壁靠接阀芯致动机构100的驱动杠杆，在活塞232上方设置有弹簧6，弹簧6上端连接供给阀的壳体1，弹簧6下端连接活塞232，呼气时，通过活塞232上移来实现储气腔室的容积增大和气体储存，吸气时活塞232下移。使用时，储气腔室容积变小的过程中，伸缩气囊22回缩或活塞232下移，都有助于将储气腔室内的气体推至口鼻罩9内供使用者吸入。

本实施例中，阀芯5的出气口位于口鼻罩9内，以实现储气瓶内的空气能够直接引入口鼻罩9内；阀芯5包括可分离的阀芯上体52和阀芯下体53，阀芯上体52与阀芯下体53转动连接；在阀芯下体53底部设有气量调节开关54。图8示意性地提供了一种阀芯5的内部结构图，当然，阀芯5可以采用文献cn202052225u中的阀芯，也可以采用文献cn202289250u中的阀芯，还可以采用文献2928137y中的阀芯，需要注意的是：无论采用哪种阀芯，都需要将阀芯居中布置，且阀芯、壳体基本同轴或同轴布置。

本实施例中，所述空气呼吸器还包括冲泄阀11，冲泄阀11的开关位于壳体1侧壁。当使用者疲倦或者困倦时，或者面罩内起雾时，只需要打开冲泄阀11，面罩内即可快速充入新鲜空气防止雾化，同时能够让使用者快速清醒。

实施例2

参见图11和图12，一种空气呼吸器，包括供气阀，供气阀连接外罩8，外罩8内设有口鼻罩9；所述空气呼吸器具有单向通道a，用于将储气瓶内的空气（编号123所示）引入口鼻罩9内；所述空气呼吸器还具有：通道b，用于将使用者每次先呼出的气体（编号121所示）引入储气部件2的储气腔室内储存；单向通道c，用于将使用者每次后呼出的气体（编号122所示）排至大气环境；通道d，用于将使用者上一次呼出并储存在储气腔室内的气体（编号120所示）引入口鼻罩9内。

本实施例中，其主要结构及核心思路参见实施例1，其与实施例1的区别在于：在口鼻罩9上设有单向阀二92，单向阀二92用于控制单向通道c的开闭，当储气腔室内气体压力达到预设值后，单向阀二92开启；通道b与通道d为同一个通道，阀芯5整体位于口鼻罩9上方。

实施例3

一种空气呼吸器，其结构参照实施例1并结合图13所示，其与实施例1的主要区别在于：阀芯5的出气口位于壳体1内，单向阀三93安装在板体上，板体安装在口鼻罩9内，吸气过程中吸入的气体通过单向阀一91进入口鼻罩9内。