[发明专利]用于自给式呼吸装置的高压空气筒

说明书

相关申请的交叉引用

这是待审美国临时专利申请No.61/519603（申请日为2011年5月25日）和待审美国专利申请No.13/217703（申请日为2011年8月25日）的非临时申请，这两篇文献的全部内容结合到本申请中，作为参考。

技术领域

本发明通常涉及自给式呼吸装置，更特别是涉及具有改进空气筒结构的自给式呼吸装置，该空气筒结构比普通空气筒更轻和更小，同时提供所需的空气容量和与现有基础结构的相容性。

背景技术

由消防员使用的自给式呼吸装置（SCBA）通常包括用于供给可呼吸空气的增压空气筒、压力调节器、吸入连接件（接口件、口罩或面罩）以及安装在由消防员携带的框架上的其它装置。空气筒的结构通常是考虑多种设计因素的结果。这些因素包括以下项，例如尺寸、重量、所需的空气供给量、便携性、与其它标准化设备的相容性等。目前用于消防员的空气筒增压至大约2216磅每平方英寸（psi）或4500psi。

在使用中，希望SCBA提供足够的空气容量，以使得用户不会由于必须离开现场以获得替换空气筒而限制他/她的工作。不过，增加空气容量必须与可操纵的SCBA在重量和空间方面的要求进行平衡。在该方面，已经利用多种结构的空气筒来提供所需的空气容量。在一种结构中，两个标准尺寸的空气筒用于提供附加空气容量。在另一结构中，使用多个减小外形的空气筒，以便提高可操纵性，同时保持所需容量。不过，因为这些结构需要使用多于一个筒，因此它们能不合适地导致增加重量。它们还可能处理麻烦，并可能需要使用专用设备和对灭火部门人员进行再培训，以便保证正确操作。

在还一结构中，空气筒由专用材料（例如碳纤维复合材料）来制造，以便提供9500psi或更高的筒压力。这种结构尽管提供了希望增加的空气容量，但是也导致增加的制造成本。这种结构也可能导致增加重量。

因此，还希望提供一种改进的空气筒，该空气筒有减小的总空间外壳，同时保持现有空气容量。形成的筒应当容易使用、制造便宜，且应当适应当前的筒充装基础结构。

发明内容

这里公开了一种自给式呼吸装置。自给式呼吸装置包括空气筒，该空气筒能够增压至大约5400psi（37MPa）至大约6000psig（41MPa）。在一个示例实施例中，空气筒能够增压至大约5500psig（38MPa）。在另一示例实施例中，空气筒能够增压至大约5400psig（37MPa）至5600psig（39MPa）。空气筒优化了尺寸和重量，并可与结合普通空气筒使用的基础结构相容。自给式呼吸装置还包括第一调节器阀，用于使得从空气筒接收的空气的压力降低至预定水平。第二调节器阀提供为用于使得从第一调节器阀接收的空气的压力降低至适合由操作人员使用的水平。从第二调节器阀供给的空气通过面罩而供给操作人员。自给式呼吸装置还包括用于将空气筒支承在操作人员的背上的框架。

还公开了一种压缩气体筒。筒可以包括压力容积部分，该压力容积部分用于容纳一定体积的、增压至工作压力的气体。压力容积部分可以有根据以下公式来选择的长度、直径和水容积：

L=4(V-πd36)πd2+d]]>

其中：L=长度；V=水容积；而d=直径。工作压力可以是从大约5000psig（34MPa）至大约6000psig（41MPa）。工作压力可以是从大约5400psig（37MPa）至大约5600psig（39MPa）。筒还可以包括用于与压力调节器组件连接的气体输送口。

还公开了一种自给式呼吸装置。该自给式呼吸装置可以包括压缩气体筒。压缩气体筒可以包括压力容积部分，该压力容积部分用于容纳一定体积的、增压至工作压力的气体。压力容积部分可以有根据以下公式来选择的长度、直径和水容积：