[发明专利]压力激活装置和呼吸系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力激活装置和一种用于水下用途的呼吸系统。具体地，所述装置适于用在这种呼吸系统中。 

背景技术

水下呼吸设备的一般形式是开路类型，在图1中示出一个示例。使用者通过具有管嘴6的自动需求阀4从压缩空气(或者其他可呼吸的气体)气罐2中吸气。需求阀包括一侧暴露到环境压力下、另一侧暴露到管嘴的挠性隔膜8，使得由于使用者吸气引起的管嘴处的压力减小使隔膜偏转朝向管嘴。这促进隔膜紧靠杠杆10，杠杆的偏转打开阀12，从而允许空气从气罐2流到使用者。使用者只通过排气阀14呼气到环境中。 

图1中所示类型的开路类型虽然简单并且耐用，但具有许多缺点，包括： 

-短暂、不确定的耐久性，其会由于增大深度和/或呼吸速率而进一步减小； 

-大量浪费呼吸气体，需要使用者背负巨大且笨重的气罐(80％的空气是不想要的氮气，实际仅使用小比例的吸入氧气量)； 

-在水深处氮气会被吸收到血液中，带来昏迷和减压病的风险； 

-来自气罐的空气是干的和冷的，使得潜水者脱水和感到寒冷。 

图1中显示的开路类型的可选方案是闭合的回路再呼吸装置，其中呼出的气体被净化掉二氧化碳，接收在袋子中，补充以氧气并返回给使用者。这种系统的早期例子如图2所示。所述系统限定呼吸回路并且包括位于管嘴24处只允许气体围绕回路沿一个方向流动的单向阀20和22。呼出的气体通过二氧化碳涤气器26进入呼吸袋或副肺(副肺)28。当使用者吸气时，回路中的压力减小，导致自动需求阀30打开，允许气体从压缩氧气 罐32流到副肺28。 

与图1中的开路系统相比，图2中的闭合的回路结构相对紧凑而且轻，因为不管呼吸速率如何，使用相对小的氧气罐也能够持续几个小时。在回路中的气体被使用者温暖并且没有气泡。 

图2中系统的问题在于，超过一定的环境压力，氧气本身变得对身体有害，产生类似于癫痫发作的症状。不同的人对此具有不同的敏感度，因而使用纯氧气仅在小于六米的深度是安全的。为了安全地潜入水下更深，有必要用某些其他气体(例如空气)稀释氧气。 

本领域更近的发展产生了全闭合回路混合气体再呼吸装置，如图3中的系统所举例说明的。供给到呼吸回路的氧气通过控制装置34来维持。这种控制可以用电来设置，例如通过在回路中设置氧气传感器(例如燃料电池)。如果它们的输出电压下降到预定电平之下，控制装置34中的电子阀打开以注入一股氧气。可替换地，控制装置可以简单地提供稳定的氧气供应，每分钟一升的量级。在那种情况下，控制装置可以是小孔的形式，例如由红宝石形成。在呼吸回路中的氧气通过来自合适的压缩稀释气体气罐36中的气体进行稀释。典型地，用在水下呼吸系统中的稀释气体是例如空气或氧气/氦气混合。这种气体通过自动需求阀30供应到回路。 

当使用者游到更深处，并且回路中的气体被周围的水压挤压时，副肺28的体积由稀释气体加满，允许潜水者进行充分呼吸。因而，在水的表面给使用者以高百分比的氧气，而随着深度增加变得更稀释。 

然而，图3所示形式的系统的安全记录很差，这些事故的主要原因是缺氧(也就是氧气不充分)，其原因是系统不能给潜水者充分的氧气。产生这种情况是由于系统中的一个故障(例如堵塞的孔、气罐用空或电池没电)、使用者的失误(例如偶然关掉氧气供给)、或例如高强度体力活动等挑战性环境、从水下深处快速上升(虽然氧气的百分比保持不变，但氧气浓度因为气体膨胀而下降)、恐慌(通过鼻子的沉重的呼吸和呼气)或这些因素的结合。当氧气消耗得比其替代的更快，呼吸回路体积下降，因为所产生的二氧化碳被涤气器去除，使用者不能充分吸气并且自动需求阀被激活，空气代替了“失去的”氧气。因为这种空气中如此少量的氧气也被用光，循环自己在重复，因而混合气体很快变得不能维持生命。而且，由 于没有二氧化碳的存在(感觉不能呼吸的刺激因素)，潜水者不能意识到出了问题。 

发明内容

本发明提供一种用于控制气体供给的压力激活装置，其包括： 

输入口，所述输入口用于连接到压缩的气体源； 

输出口； 

室； 

压力监测口； 

流动控制装置，所述流动控制装置用于在环境压力高于室内压力超过预定量时有选择地打开室外部输入口和输出口之间的流体路径；和 

重置装置，所述重置装置用于在压力监测口处的压力高于环境压力超过预定量时有选择地打开压力监测口和室之间的流体路径。