弹性管状装置以及用于飞行器呼吸面罩的充气式头带

摘要

一种弹性管状装置包括：内管(23)，其由弹性的且不透气的材料制成；以及，护套(21)，其围绕所述内管且由耐火的芳纶纱线的纺织布制成，其中，当以至少约0.5巴压强的气体对所述管状装置充气时，该管状装置拥有至少约1.4的纵向延展。

说明书

技术领域

本发明涉及一种弹性管状装置以及一种利用该装置的用于飞行器呼吸面罩的充气式头带。

背景技术

飞机机组人员通常配戴的呼吸面罩必须能够被安全地并迅速地戴到机组人员的头上。并且该配戴必须是基于单手的，因为使用者的另一个手经常忙于其他一些必要的工作。

例如，如果由于增压故障，飞行器的飞行员需要快速戴上其呼吸面罩以提供用于呼吸的必要氧气，他经常必须使用一只手来完成这些，而同时他的另一只手正忙于控制飞行器。因此，为了能够仅用一只手就能配戴呼吸面罩，提出了使用充气式头带。通过引入压缩气体使得头带径向扩展，从而导致头带尺寸增大，这样头带可以戴到使用者的头上。气流由连接到呼吸面罩上的阀门所控制，在头带扩展后，呼吸面罩置于鼻子和嘴部的位置上，而头带在头部上延伸并且该头带在头部的后方是间隔开的。一旦呼吸面罩放置适当，头带内的压力则被释放，使得头带缩短并与飞行员的头部接触，借此使呼吸面罩可靠地固定在合适的位置上。与此同时，飞行员的另一只手可以自由地去控制飞行器或执行可能需要的其他任务。

在美国专利文献U.S.Pat No.3,599,636中，展示并描述了一种充气式头带，其中该头带由一对分开的充气式橡胶管所形成，所述橡胶管被容纳在一种材料的外罩中，该种材料具有有限的屈服特性且初始为褶皱形式。

该公开的头带需要在呼吸气体抵达时产生最小为6巴的压强。

然而，越来越通常地，飞行器的呼吸气体供应系统使用机载产氧系统，或者说是OBOGS，其提供的呼吸气体的最大压强为4至5巴。该压强不足以充分地膨胀常规的充气式头带以使得机组人员顺利地配戴面罩。

因此，需要有一种装置使在OBOGS所提供的压强等级下使用充气式头带成为可能。

发明内容

为了更好地讨论一个或更多涉及的内容，在本发明的第一个方面，弹性管状装置包括：

-内管，其由弹性的且不透气的材料制成；以及，

-护套，其围绕所述内管且由耐火的芳纶纱线的纺织布制成，其中，

当管状装置充入压强至少约为0.5巴的气体而膨胀时，所述管状装置的纵向延展至少约为1.4。

优选的，所述管状装置拥有与用于充气式头带的标准管状装置相同的纵向延展率，但是该延展率是在由OBOGS可以达到的压强等级下获得的。

在具体的实施例中，

-当管状装置充入压强至少约为0.7巴的气体而膨胀时，所述管状装置的纵向延展至少约为1.5。

-所述内管由硅材料模制而成，所述硅的硬度小于75绍尔A且杨氏模数小于200兆帕。

-所述硅的硬度小于35绍尔A。

-所述内管的内径至少约为17毫米。

-所述护套是纺织的，从而其纵向延展率约为3。

在本发明的另一个方面，用于飞行器的呼吸面罩包括充气式头带，其由本文上述公开的弹性管状装置构成。

因此，使用者可以有利地用OBOGS达到的压强水平对该头带进行充气，以仅使用单手戴上该呼吸面罩。

在该呼吸面罩的具体实施例中：

-管状装置通过接口连接到气体源，所述接口包括圆柱形覆盖层，其在所述管状装置的方向上变宽。

-固定在圆柱形覆盖层内的所述管状装置的内管端部比该内管的其他部分更厚。

根据呼吸面罩和管状装置的类型，可以提出更易于采用的具体实施例。然而，可以根据合适的及所需求的情形结合或修改这些具体实施例的各个方面。

附图说明

通过参照以下所描述的实施例，本发明上述的以及其他的方面将变得清晰，其中：

-图1是具有根据本发明实施例的充气式头带的呼吸面罩的等轴视图；

-图2是用于图1中所示头带的管状部件的一部分的等轴视图；以及

-图3是图2中所示管状部件与图1中所示呼吸面罩的连接方式的剖视图。

具体实施方式

参照图1，头带1用于与呼吸面罩3结合，该呼吸面罩的类型是用于在高海拔条件或者由于某些原因飞行器机舱内失压的条件下为飞行器机组人员提供氧气的面罩。

面罩3包括柔性的，通常为杯状的面部部件5，其适用于覆盖并固定在使用者的鼻子和嘴上，并且其具有适当的形状以提供舒适的佩戴。

控制阀6置于面部部件3的前方外端并具有滑动阀部件7，9，该滑动阀部件7，9置于控制阀5的两侧，每个滑动阀部件适用于选择性地打开及关闭通道以允许压缩气流进入到头带结构中，这些都将在下文中进行描述。控制阀6可以是双位阀，在其中一个位置上，允许头带与大气相连通，同时阻止压缩气体进入到该头带结构中。显而易见的是，控制阀6适用于单手操作，因而允许使用者的另一只手从事其他任务。尽管这里示出并描述了一种特殊结构的控制阀，但是对本领域的技术人员显而易见的是，其他类型的控制阀结构完全可以与本发明的头带结构一起使用，且图中所示的控制阀结构也仅用作为说明目的。

控制阀6包括阀门罩体11，其安装并固定在面部部件3的前方位置13上，且两个管状部件15，17连接到该罩体11上，每个管状部件均为环形，两个尾端牢固地容纳在罩体中且基本上是气密的。管状部件15，17适于环绕使用者的头部，且当适当地定位时，它们将面部部件3稳定地保持在其运作位置。间隔部件19设置在管状部件15，17之间以将它们保持在预先确定的、有角度的间隔开的位置，该位置相对而言对于使用者的部分具有最大舒适度。

管状部件15，17包括图2中的第一外管21，或者说是护套，以及第二内管23。外管21由弹性材料制造，该弹性材料能够在轴向或纵向上弹性延展，但不必在径向或横向上弹性延展。纵向可延展性的目的在于使得管状部件15，17径向扩展以使其能够置于使用者的头部上，然后使其可以缩小至紧密地与使用者的头部相契合，以将该装置保持在其所应用的适当位置上。一种可用来构成外管21的优选的材料是纺织布，其由耐火芳纶纱线构成，例如NOMEX(杜邦公司的商标)纤维。NOMEX具有的优点是，拥有符合飞行器规定的良好耐热性，具有大的机械阻力，尤其对于纤维分离，以及在纤维之间具有相同的滑动以确保管状部件的均匀伸长。

内管23完全容纳在外管21中，且由一种不透气的弹性材料构成，优选地为一种硅树脂型材料。通常地，内管23为硅胶模塑管。

因此，不透气且弹性的内管23，用于将呼吸气体的压强转换为管状部件长度的机械增长，而外管21用于保护内管23免遭猛烈接触，以及用于将由呼吸气体的压强产生的力导向管状部件的纵向延展。

管状部件15，17通过图3中所示的接口30与阀门罩体11相连接。

该接口包括圆柱形覆盖层34，其在管状部件的方向上变宽，以分散由头带膨胀所产生的约束力。

内管23的端部固定在圆柱形覆盖层34内，并且该端部比管状部件的其他部分更厚，同样用于分散约束力。

由OBOGS产生的呼吸气体的压强为0.7巴，最大流量约为85l/min。

该管需要以大约为1.5的系数伸长，以使得使用者的头部无论如何大小均能够置于该头带中。

然而，如果OBOGS传输的压强仅为0.5巴，则所述管的伸长系数仅为1.4也是可以接受的。

为了给使用者提供更好的舒适性，同时将呼吸面罩紧密地保持在位置上，在头带放气时，将会以大于20牛顿的力挤压头部。

在0.7巴的压强下并考虑到硅树脂的弹性，所述管的内径需要约为18毫米。

若知道硅树脂的弹性和伸长率，本领域的技术人员就能够确定所需的硅树脂的剖面和内径，该剖面给出硅树脂的厚度。

为了让硅树脂厚度具有良好的保护以防刺破，优选地，在那些具有小于75绍尔A的硬度的硅树脂中进行选择，更优选地，小于35绍尔A，且杨氏模数小于200兆帕。

为了获得恰当的1.5的纵向延展，并保护免因超压而破损，例如，9巴的压强，优选地，在编织所述外管时调节纺锤的数量及交织角，以使所述外管纵向延展率达到3。为了计算纵向延展率，考虑所述外管自身而不考虑所述内管，并且在外管的纵向延展与该外管在松弛状态，即其直径约为20毫米，也即内管的外径，之间进行比较。

本领域技术人员可以在本发明实施中，根据对附图、被公开的及附加的权项的研究，理解并实现上述被公开的实施例的其他变化。在权利要求中，词语“包括”并不排除其他元素，不定冠词“一”或“一个”并不排除复数。