用于自备式呼吸设备上的平视显示装置的高压变换器的制造方法
用于自备式呼吸设备上的平视显示装置的高压变换器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及用于自备式呼吸设备上的平视显示装置的高压变换器。实施例涉及用于监视和/或指示自备式呼吸设备（SCBA）中的压力水平的方法、系统和装置。 申请人:已经发现将变换器系统包括到SCBA的高压软管中可有益于监视和指示SCBA中的空气的压力水平，其中，高压软管可联接到压力计和任选地警笛。在一些实施例中，变换器可操作成感测或探测流过变换器的高压空气的压力。另外，变换器可包括处理器，其能操作成将指示压力的信号传输到平视显示装置（HUD），其中，HUD可向SCBA的用户指示压力水平。
【专利说明】用于自备式呼吸设备上的平视显示装置的高压变换器
【技术领域】
[0001]所公开的实施例一般地涉及用于监视和指示自备式呼吸设备中的空气压力或容
量的装置。
【背景技术】
[0002]通常，自备式压缩空气呼吸设备(或者SCBA)可使用模拟或数字高压计，其中，该高压计指示SCBA中的一个或多个容器(例如，罐或瓶)的空气压力。空气压力水平可向用户指示剩余可用的服务寿命，从而用户可以计划当例如该(一个或多个)容器变空时处于安全环境中。然而，当用户穿着SCBA时，传统的模拟或数字压力计可能并不方便用户查看或读取，或者并不在用户的视线中。 申请人:已经发现使用平视显示装置(或HUD)可以持续为用户提供压力水平的指示或者为用户提供更加明显的警报(例如，总是在视线中)。例如，HUD可被安装到SCBA的面具或面罩上，并且可使用诸如LED的灯作为指示器。而且， 申请人:已经发现将HUD有线地或无线地连接到变换器(transducer)可能是有利的,该变换器能操作成监视SCBA中的空气压力。因此， 申请人:已经开发了一种改进的变换器系统，其能操作成将压力信号传输到HUD。
实用新型内容
[0003]本公开的方面可包括自备式呼吸设备的实施例，其包括:一个或多个气瓶；降压器；面罩，所述面罩具有平视显示装置；按需供气阀，所述按需供气阀能操作成附接到所述面罩；中压软管，所述中压软管从所述降压器到所述按需供气阀，其中，所述降压器可与所述按需供气阀流体连通；组合的压力计和警笛；高压变换器；下高压软管，所述下高压软管位于所述降压器与所述变换器之间，其中，所述降压器可与所述变换器流体连通；上高压软管，所述上高压软管位于所述变换器与所述组合的压力计和警笛之间，其中，所述变换器可与所述组合的压力计和警笛流体连通，其中:所述上和下高压软管可操作成传输高压空气和中压空气；并且所述变换器可包括高压通路和中压通路。
[0004]在一些实施例中，所述变换器可包括气动开关、与所述高压通路流体连通的高压传感器、以及处理器，所述处理器具有信号发射器以便与所述平视显示装置通信。在一些实施例中，所述上和下高压软管可各自包括内高压管以及外中压管。在一些实施例中，所述上和下高压软管的高压管可通过所述变换器中的高压通路流体连通并且可将来自所述(一个或多个)气瓶的高压空气提供到所述压力计。在一些实施例中，所述上和下高压软管的中压管可通过所述变换器中的中压通路流体连通并且可将来自所述降压器的中压空气提供到所述警笛。在一些实施例中，当来自所述(一个或多个)气瓶的高压空气降低到低于预设极限时，来自所述降压器的中压空气仅可通过所述上和下高压软管传输。在一些实施例中，所述变换器中的高压通路可包括主贯通线和支线，并且所述支线可与所述气动开关(例如，开关的活塞)流体连通。在一些实施例中，所述气动开关可被所述支线中的高压空气致动，并且其中，所述气动开关的移动可将所述高压传感器置于与所述支线流体连通，从而所述高压传感器可探测压力并且将压力转换为电信号，并且其中，所述电信号被传输到所述处理器，所述处理器可与所述平视显示装置通信。在一些实施例中，所述平视显示装置可指示所述(一个或多个)气瓶中的低压。
[0005]本公开的其它方面包括一种与自备式呼吸设备(SCBA)—起使用的变换器，所述自备式呼吸设备具有平视显示装置(HUD)，所述变换器包括:主体，所述主体具有高压通路和中压通路；压力传感器；和处理器，其中:所述高压通路包括主贯通线和(从所述主贯通线分支的)支线，所述支线能操作成与所述压力传感器流体连通，所述压力传感器能操作成将机械压力转换为电信号，并且所述处理器能操作成将信号传输到所述HUD。在一些实施例中，所述变换器还包括具有两个位置的气动开关，其中，在第一位置，所述气动开关阻挡空气流从所述支线到所述压力传感器，而在第二位置，所述气动开关允许从所述支线到所述传感器的流体连通。在一些实施例中，所述支线可与所述气动开关流体连通，并且所述开关的位置(其可由支线中的压力决定)控制流向所述传感器的流体流量。在一些实施例中，所述气动开关还可激活电力到所述处理器和/或传感器。例如，当开关处于第二位置时，其可完成用于电池的电路。在一些实施例中，所述变换器主体还可包括两个连接端口和，两个连接端口和能操作成允许所述高压软管(例如上和下高压软管)的可去除密封附接。所述端口可与所述高压通路和中压通路相互作用，从而当上和下高压软管附接到所述变换器时，来自所述软管中的内高压管的高压空气与所述高压通路流体连通，并且来自所述软管中的外管的中压空气与所述中压通路流体连通。在一些实施例中，所述变换器还可包括上高压软管(能操作成连接到组合的压力计和警笛)和下高压软管(能操作成连接到降压器或者一个或多个气瓶)，其中，所述软管各自包括内高压管和外中压管。而且，在一些实施例中，所述处理器可经由无线传输与所述HUD通信。
[0006]本公开的其它方面可包括一种翻新或升级现有自备式呼吸设备的方法，所述自备式呼吸设备具有压力变换器和平视显示装置，所述方法包括:提供压力变换器和平视显示装置；将压力变换器集成到高压软管中，该高压软管从降压器通向(模拟)压力计和/或警笛；以及将平视显示装置添加到自备式呼吸设备面罩，其中，压力变换器探测高压软管中的高压空气并且将信号传输到平视显示装置。在一些实施例中，压力变换器可将高压空气传送到压力传感器并将中压空气传送到警笛。在一些实施例中，将压力变换器集成到高压软管中可包括用上和下高压软管替换现有的高压软管，其中，下高压软管可连接到降压器，压力变换器可连接到下高压软管，上高压软管可连接到变换器，并且压力计/警笛可连接到上高压软管。在一些实施例中，标准降压器可不被修改或替换，和/或降压器可仅具有一个高压通路或端口。在一些实施例中，变换器可经由有线或无线方式连接到平视显示装置。
[0007]本公开的其它方面可包括一种装置的实施例，该装置包括:压力计；警笛；变换器；下高压软管；和上高压软管，其中:所述变换器与所述上和下高压软管流体连通；所述上和下高压软管各自包括内高压管和外中压管；所述变换器包括高压通路和中压通路；并且所述变换器能操作成感测压力并且将信号传输到平视显示装置。在一些实施例中，高压空气能操作成经过下软管，经过高压通路到变换器，并且经过上高压软管到压力计，并且中压空气能操作成经过下高压软管、中压通路和上高压软管到警笛。在一些实施例中，变换器还包括气动开关和高压传感器。在一些实施例中，变换器还包括具有信号发射器的处理器，其中，所述处理器与高压传感器通信。在一些实施例中，通过变换器的高压通路包括主贯通线和支线，其中，所述支线可与气动开关流体连通并从而与高压传感器流体连通。在一些实施例中，所述装置还包括具有平视显示装置的面罩，其中，所述面罩经由降压器和按需供气阀与一个或多个气瓶流体连通。
[0008]本公开的其它方面可包括自备式呼吸设备的实施例，其包括:一个或多个气瓶/管；具有平视显示装置的面罩，所述平视显示装置能操作成指示所述气瓶中的剩余空气量；模拟压力计和警笛；和变换器，所述变换器与所述压力计和警笛流体连通，能操作成基于所感测的压力将信号传输到所述平视显示装置，指示剩余罐容量。在一些实施例中，所述设备还包括降压器，其能操作成产生中压空气。在一些实施例中，所述降压器可包括用于连接中压软管(通向按需供气阀并通向面罩)的端口和用于连接高压软管(能操作成在具有内高压管和外中压管的高压软管中传输来自气瓶的高压空气和来自降压器的中压空气)的端口。因此，所述降压器可仅具有一个高压端口。在一些实施例中，所述变换器包括高压通路和中压通路，使得来自气瓶的高压空气被传输到所述压力计，并且来自所述降压器的中压空气被传输到所述警笛。在一些实施例中，所述设备还包括上高压软管和下高压软管，其各自包括内高压管和外中压管。在一些实施例中，所述变换器还包括气动开关和压力传感器和具有信号发射器的处理器，其中，所述高压通路包括主贯通线和支线，并且所述支线与气动开关流体连通并从而与压力传感器流体连通。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]现在对附图进行参考，以便更加完整地理解本公开并且理解其进一步的细节和可选的优点，在附图中:
[0010]图1A-1C示出了自备式呼吸设备系统的示例性实施例，其包括具有平视显示装置的面罩；
[0011]图2A-2B示出了压力计和警笛系统的示例性实施例；
[0012]图3A-3C示出了变换器系统的实施例；
[0013]图4A-4C示出了图3C的变换器系统的实施例的详细视图；
[0014]图5A-5C示出了图3C的变换器的实施例的详细视图；
[0015]图6A-6D示出了变换器主体的实施例的详细视图；
[0016]图7A-7C示出了气动开关的实施例的详细视图；
[0017]图8A-8B示出了当没有空气流过变换器系统时该变换器系统的实施例；
[0018]图9A-9B示出了当高压空气流过变换器系统时该变换器系统的实施例；并且
[0019]图10A-10B示出了当高压空气和中压空气流过变换器系统时该变换器系统的实施例。
【具体实施方式】
[0020]术语的以下简要定义应当遍及本申请均适用:
[0021]术语“包括”指的是包括但不限于，并且应当对其以其在专利上下文中所通常使用的方式进行解释；
[0022]短语“在一个实施例中”、“根据一个实施例”等等通常指的是该短语后面的具体特征、结构或特性被包括在本实用新型的至少一个实施例中，并且可被包括在本实用新型的多于一个实施例中(重要的是，此类短语不必指代同一个实施例)；以及
[0023]如果说明书指出部件或特征“可”、“可以”、“可能会”、“有可能”、或“可能”被包括或具有一特性，该具体的部件或特征并不是必须被包括或具有该特性。
[0024]总体而言， 申请人:已经发现将变换器系统包括在自备式呼吸设备(SCBA)的高压软管中可有益于监视和指示SCBA内的空气的压力水平，其中，高压软管可联接到压力计和任选地警笛。在一些实施例中，变换器可操作成感测或探测流过变换器的高压空气的压力。另夕卜，变换器可包括处理器，其能操作成将关于该压力的信号传输到平视显示设备(HUD)，其中，HUD可向SCBA的用户指示该压力水平。
[0025]图1A示出了 SCBA系统100，其包括面罩102、按需供气阀104、一个或多个气瓶110、中压软管106、以及降压器124，按需供气阀104能操作成被连接到面罩102，中压软管106经由按需供气阀104 (其也称为二级降压器)提供(一个或多个)气瓶110和面罩102之间的流体连通，降压器124能操作成降低来自气瓶110的空气压力，提供气瓶110和中压软管106之间的流体连通。在一些实施例中，气瓶110可包括例如大约4500 psi的高压空气。降压器124可将来自气瓶110的高压空气降低到例如大约100 psi的中压空气。在一些实施例中，按需供气阀104可操作成将中压空气降低到大约大气压力，然后将该空气输送到面罩102中。
[0026]另外,SCBA系统100可包括吊带(harness),其包括肩带108、腰带112和/或瓶带122。在一些实施例中，SCBA还可包括压力计118和警笛119，其中，压力计118和警笛119可经由高压软管120与(一个或多个)气瓶110流体连通。在一些实施例中，高压软管120可经由降压器124联接到气瓶110。例如，在一些实施例中，降压器124可包括高压通路、第一中压通路和第二中压通路，高压通路用于高压软管120以将高压空气提供到高压计118，第一中压通路用于中压软管106，第二中压通路将中压空气提供到警笛。因此，图1A的降压器124可操作成将(一个或多个)气瓶110的高压空气降低成中压空气，以及将高压空气传输(经由适当软管的联接)到压力计118，将中压传输对哦啊按需供气阀104并且将中压空气传输到警笛119。通常，高压软管120包括高压通路和中压通路并且联接到降压器124，从而高压空气和中压空气均可被传输到组合的高压计118和警笛119。在图1A中，降压器124具有仅一个高压通路/端口(用于附接高压软管120)。在一些实施例中，压力计118和警笛119可操作成监视气瓶110内的空气压力并且在压力降低到低于预设或限定值时提醒SCBA的用户。
[0027]现在转到图1B和1C，示出了面罩102和按需供气阀104实施例的详细视图，其中，面罩102可包括平视显示器(HUD)140。在一些实施例中，HUD 140可包括一个或多个灯142(在图1C中示出)，当用户穿戴面罩102时能够看见该一个或多个灯142。在一些实施例中，一个或多个灯142可包括多个LED灯，其中，LED灯可包括以下中的一种或多种:一种颜色、多种颜色、变化的颜色、闪烁LED或组合。在一些实施例中，HUD 140可用于提醒SCBA的用户气瓶110中的压力水平。在其它实施例中，HUD 140可在压力水平到达预定水平时提醒用户。在一些实施例中，HUD 140可与压力计118和警笛119 一起使用。在一些实施例中，HUD 140可包括听得见的警报144以及光传感器146，该光传感器146能操作成根据环境光条件来改变LED的亮度。
[0028]无论具体构造如何，实施例通常将来自(一个或多个)气瓶110的高压空气和(降压器124降压之后的)中压空气提供到高压软管120。图2A-2B示出了流向压力计118和警笛119的示例性高压空气流204和中压空气流202。在图2A中，高压空气204可以高于大约55巴，并且可经过降压器124和高压管120流到压力计118，其中，高压空气204可遵循经过降压器124和管120的特定路径，如所指示的。在图2B中，流过降压器124和管120的高压空气204可低于大约55巴，并且中压空气可被激活以经过降压器124和高压管120流到警笛119。在一些实施例中，中压空气202可流过在降压器124和管120中的特定路径，如所指示的。
[0029]图3A-3C示出了示例性SCBA 100的标准高压软管120的改型，其中，变换器系统300可被包括在SCBA 100中。在一些实施例中，变换器系统300可包括高压变换器320，其中，变换器320可位于气瓶110与压力计118和警笛119之间。在图3C所示的实施例中，高压软管120可被上高压软管302和下高压软管304代替，并且变换器320可位于上高压软管302与下高压软管304之间。在图3C所示的实施例中，上高压软管302可位于变换器320与组合的压力计118和警笛119之间，并且下高压软管304可位于降压器124与变换器320之间。在一些实施例中，上高压软管302和下高压软管304可包括钢复合管。
[0030]图4A示出了变换器系统300的分解图，变换器系统300包括变换器320、上高压软管302、下高压软管304以及组合的压力计118和警笛119 (然而在一些实施例中，可使用分离的压力计和警笛)。在一些实施例中，变换器320可经由组装螺钉402联接到上和下高压软管。在一些实施例中，变换器320可包括上连接端口 404，上连接端口 404能操作成接收上高压软管302的至少一部分。另外，变换器320可包括下连接端口 406，下连接端口406能操作成接收上高压软管304的至少一部分。在一些实施例中，变换器系统300可包括一个或多个连接器，其能操作成连接系统300的部件。例如，第一连接器420可操作成将上高压软管302通过上连接端口 404连接到变换器320。另外，第二连接器422可操作成将下高压软管304通过下连接端口 406连接到变换器320。在一些实施例中，第三连接器424可操作成将下高压软管304连接到降压器124，如图1所示。此类连接器通常可与对应的部件配合以形成密封的(例如，气密的)连接，其可以被可去除地连接。
[0031]图4B-4C示出了上高压软管302及组合的压力计118和警笛119，以及下高压软管304的示例性实施例。在一些实施例中，上高压软管302可操作成传输高压和中压空气二者，其中，上高压软管302可包括内高压管410和外中压管412。在一些实施例中，内高压管410可包括耐压金属材料，并且外中压管412可包括橡胶材料。在一些实施例中，下高压软管304也可操作成传输高压和中压空气二者，其中，下高压软管304可包括内高压管414和外中压管416。在一些实施例中，内高压管414可包括耐压金属材料，并且外中压管416可包括橡胶材料。
[0032]图5A示出了高压变换器320的实施例的分解图。变换器320可包括壳体502，壳体502具有上盖504和下盖506，其中，所述盖可在组装时被例如螺钉505和507保持到壳体502。在一些实施例中，变换器320可包括变换器主体512，其中，主体512可操作成将部件保持就位在变换器320内。另外，变换器主体512可包括一个或多个空气通路以及连接端口 404和406。在一些实施例中，高压传感器514可被联接到变换器主体512 (例如，操作成探测高压通路中的空气压力)。通常，压力传感器514可以将机械压力读数(例如，基于弹簧的压缩)转换为指示盖压力读数的对应的电信号。在一些实施例中，变换器320可包括处理器510，并且在图5A的实施例中，处理器可包括印刷电路板(PCB)组件。PCB组件510通常可联接到高压传感器514，使得PCB组件510可操作成处理来自传感器514的压力读数并且产生基于所探测压力的信号。例如，PCB组件510可操作成将来自传感器514的压力读数转换为指示气瓶内剩余空气量的信号，并且然后与SCBA的HUD通信。在一些实施例中，变换器320可包括电池508，电池508可被电池盖509保持在壳体502中。在一些实施例中，变换器320可包括气动开关516，气动开关516可联接到PCB组件510及电池508，使得气动开关516能操作成控制电池508和PCB组件510之间的连接。在一些实施例中，气动开关516可与活塞组件518接触或者可包括活塞组件518，其中，活塞组件518可操作成在至少两个位置之间移动，其中，一个位置可激活气动开关516并且另一个位置可去激活气动开关516。因此例如，在图5A中，来自高压通路530的空气(通过变换器主体512)可在气动开关516上操作(从而，电池508仅仅在存在压力时向传感器514和/或处理器510提供电力)。而且，在图5A中，当气动开关516被激活时，高压通路可以与压力传感器514流体连通(其可将机械压力转换为电信号，以便由处理器进行分析和传输)。
[0033]图5B示出了变换器320以及PCB组件510、高压传感器514、电池508和气动开关516之间的有线连接。通常，电池508的正端可用第一正电线520连接到气动开关516。正连接可以继续经过气动开关516经由第二正电线521到PCB组件510。在一些实施例中，PCB组件510可经由负电线522联接到电池508的负端。正电线520和521可联接到气动开关516使得:当开关516被激活时，电路完成并且电力从电池508提供到PCB组件510 ；并且当开关516被去激活时，没有电力从电池508提供到PCB组件510。在一些实施例中，PCB组件还可经由一根或多根信号线524联接到高压传感器514，所述信号线524能操作成将来自传感器514的传感器读数传输到PCB组件510 (作为电信号)。
[0034]另外，图5B和5C示出了穿过变换器主体512的示例性空气通路，其中，图5C是沿图5B的线C-C看的变换器320的视图。主体512可包括位于连接端口 404和406之间的高压通路530，其中，高压通路530还可包括支路532。换句话说，高压通路可包括主线530(在端口端部404和406之间)和支线532(通向气动开关516并从而通向压力传感器514)。主体512还可包括位于连接端口 404和406之间的中压通路534。
[0035]图6A-6D示出了示例性变换器主体512的更多细节。主体可包括位于高压传感器514和活塞组件518/气动开关516之间的腔602。该腔602可以与高压通路530的支路532选择性流体连通，使得当高压空气流过高压通路530时可以用来自支路532的空气填充腔602。换句话说，图6B-C的腔602可以仅仅在支路532中的压力足够大时与支路532流体连通(当然，在其它实施例中，腔602和/或压力传感器514可以总是与支路532和/或高压通路530流体连通)。在一些实施例中，传感器514可操作成感测腔602 (在一些实施例中，其可以是支线532的一部分)中的空气压力。在一些实施例中，活塞组件518可操作成在至少两个位置之间移动，其中，第一位置在图6B中示出并且第二位置在图6C中示出。如隔开尺寸604所示，如果支路532填充有高压空气，则活塞518可被推到较高的第二位置(支线532中的加压空气作用在活塞上)。在一些实施例中，活塞组件518可以是弹簧加载的，其中，弹簧608可以将活塞518朝向图6B所示的第一位置偏压。因此，如果没有空气填充支路532，则活塞518可处于第一位置，但是当足够大的压力填充支路532时，活塞518可移动到第二位置。在一些实施例中，如果腔内的压力小于约10巴，则活塞518可处于第一位置，而高于约10巴(例如)的压力可提供机械力以使活塞518移动到第二位置。当活塞518处于第二位置时，腔602可以与支路532流体连通(从而与高压通路530流体连通)。在一些实施例中，当活塞518处于第二位置时，如图6C所示，活塞518可接合气动开关516(其进而可激活电力到处理器510和/或传感器514)。图6D是沿图6B的线D-D看的变换器主体512的视图。在图6D中，可以看到中压通路534。中压通路534被定向为使得其不与高压通路530或支路532干涉，但是提供通过主体512的旁路，从而来自下软管连接406的中压空气可通向上软管连接404。
[0036]图7A-7C示出了气动开关516的更多细节。在一些实施例中，气动开关516可包括第一电线连接器702和第二电线连接器704。在一些实施例中，第一电线连接器702可连接到第一正电线520并且第二电线连接器704可连接到第二正电线521，如图5B所示。在一些实施例中，气动开关516可包括金属板706，金属板706联接到第二电线连接器704。金属板706可操作成沿竖直方向在至少两个位置之间弯曲和/或移动，其中，第一位置在图7B中示出并且第二位置在图7C中示出。在一些实施例中，开关516还可包括弹簧708，其中，弹簧可操作成将金属板706朝向图7B的第一位置偏压。在一些实施例中，如果活塞组件518升高，则金属板706可移动到图7C的第二位置，其中，活塞518可压缩弹簧708，从而允许金属板706升高到第二位置。在一些实施例中，当金属板706处于第一位置时，其可不与第一电线连接器702接触，但是当移动到第二位置时，板706接触第一电线连接器702。因此，当金属板706升高到第二位置时，完成了有线连接并且PCB组件510从电池508接收电力，如图5B所示。
[0037]图8A-8B示出了当没有空气流过软管302和304或变换器320时(如图8A中的压力计118所示)变换器系统300的实施例。活塞组件518可处于第一位置，并且从而气动开关516可被去激活，使得没有电力从电池508供应到PCB组件510。这可在变换器系统300未使用时节省电池508中的电力存储。
[0038]图9A-9B示出了当高压空气流过变换器系统300时(如图9A中的压力计118所示)变换器系统300的实施例。例如，高压空气可流过高压软管304的内高压管414，进入变换器主体512的高压通路530，通过高压软管302的高压管410流出变换器320，然后流到压力计118。在一些实施例中，高压空气可来自高压气瓶110 (例如，经由降压器124通过下高压软管304传输)。另外，高压空气可进入高压通路530的支路532，并且与气动开关516的活塞518相互作用，将活塞组件518推到第二位置。这可完成有线电路，允许电池508对PCB组件510进行供电。另外，活塞518移动到其第二位置可使得腔602与支路532流体连通，使得压力传感器514可与高压通路530流体连通并且探测气瓶510的空气压力。来自传感器514的压力读数可被转换为信号，该信号可被PCB组件510转换和/或经由电线、无线方式、蓝牙等等传输到HUD 140，如图2所示。另外，高压空气可经过上高压软管302的高压管410到压力计118。因此，高压空气的压力水平可反映在压力计118中并且被HUD 140反映。因此，实施例可提供压力的平视显示以及压力计118上的模拟压力读数。
[0039]图10A-10B示出了一实施例，其中，高压空气的压力已经降低到低于预定水平，例如约55巴(如图1OA中的压力计118所示)。在这种情况下，警笛119可被激活，中压空气于是经过下高压管304的中压管416，进入变换器320的中压通路534，并且通过上高压软管302的中压管412到警笛119。在一些实施例中，高压管410可继续与压力计118流体连通(即使警笛119发声)，从而例如提供模拟压力读数。在一些实施例中，上高压软管302的高压管410可与压力计118流体连通，而上高压软管302的中压管412可与警笛119流体连通。另外，PCB组件510可继续与HUD 140通信，其中，HUD 140可指示预定最小值处的低压。在一些实施例中，HUD 140的最小值可以等于警笛119的最小值，而在其它实施例中，警笛119和HUD 140的最小值可以不同。另外，HUD 140可包括多个指示等级，其中，所述指示可对应于多个压力水平。在一些实施例中，PCB组件510可持续地和/或周期性地与HUD 140通信。
[0040]在一些实施例中，压力变换器和HUD可用于翻新或升级现有的SCBA。一种示例性的方法可包括:提供压力变换器和HUD ;将压力变换器集成到高压软管中，该高压软管从降压器通向压力计和/或警笛(例如，组合的压力计和警笛)；将HUD添加到SCBA面罩，其中，压力变换器探测高压软管中的高压空气并且将信号传输到HUD。通常，压力变换器可将高压空气传送到压力传感器并将中压空气传送到警笛。在一些实施例中，将压力变换器集成到高压软管中可需要用上和下高压软管替换现有的高压软管，其中，下高压软管可连接到降压器(的高压通路)，压力变换器可连接到下高压软管，上高压软管可连接到变换器，并且压力计/警笛可连接到上高压软管。通常，标准降压器可不必被修改或替换，并且降压器可仅具有一个高压通路/端口。因此，可主要通过去除标准高压软管并且用下高压软管、变换器和上高压软管替代标准高压软管，来安装变换器。在一些实施例中，变换器还可(经由例如有线或无线方式)连接到HUD。压力变换器通常可具有高压通路和中压通路，并且上和下高压软管可包括内高压管和外中压管。
[0041]上面讨论的附图提供了各种示例性装置、系统以及制造和使用此类装置的技术和方法的例子。这些图示仅仅是示例性的。本公开的范围延伸到上述特定示例之外，涵盖了本创造性概念的全部范围(包括所有等同物)。
[0042]虽然上面已经示出和描述了根据本文公开的原理的各种实施例，但本领域技术人员在不偏离本公开的精神和教导的情况下可对其作出修改。通过组合、集成和/或省略所公开实施例的特征而得到的替代实施例也在本公开的范围内。本文描述的实施例仅仅是代表性的，并不意图是限制性的。许多变化、组合以及修改是可能的并且在本公开的范围内。因此，保护范围不受上述描述的限制而是由所附的权利要求限定，该范围包括权利要求的主题内容的所有等同物。此外，上面描述的任何优点和特征可涉及特定实施例，但是不应当将如此发布的权利要求的应用限制于完成任何或所有上述优点或者具有任何或所有上述特征的过程和结构。
[0043]另外，本文所使用的小节标题仅仅是为了与37C.F.R.1.77的建议一致或者提供文章结构的提示。这些标题不应当限制或限定可能从本公开发布的任何权利要求中阐述的(一项或多项)实用新型。特别地并且作为示例，尽管标题称为“【技术领域】”，但权利要求不应当被该标题下所选择的语言限制为描述所谓的领域。此外，“【背景技术】”中的技术描述不应被理解为承认某项技术是本公开中的任何(一项或多项)实用新型的现有技术。“实用新型内容”也不应被理解为所附权利要求中阐述的(一项或多项)实用新型的限制特征。此外，本公开所称的任何单数形式的“实用新型”不应被用于辩解本公开中仅有单项新颖性。可根据从本公开发布的多项权利要求的限制特征来阐明多项实用新型，并且此类权利要求相应地限定由此收到保护的(一项或多项)实用新型及其等同物。如本文所使用的，术语“包括”应当被广义地理解为指的是包括但不限于，并且根据其在专利上下文中的通常用法指的是包括而非限制(从而也可存在其它元件)。在所有情况中，应当根据本公开在权利要求自身上考虑其范围，而不应当被本文所展示的标题约束。
【权利要求】
1.一种自备式呼吸设备(100)，其特征在于包括: 一个或多个气瓶(110)； 降压器(124)； 面罩(102)，所述面罩(102)具有平视显示装置(140); 按需供气阀(104)，所述按需供气阀(104)能操作成附接到所述面罩(102)； 中压软管(106)，所述中压软管(106)从所述降压器(124)到所述按需供气阀(104)，其中，所述降压器(124)与所述按需供气阀(104)流体连通； 组合的压力计(118)和警笛(119)； 高压变换器(320)； 下高压软管(304)，所述下高压软管(304)位于所述降压器(124)与所述变换器(320)之间，其中，所述降压器(124)与所述变换器(320)流体连通； 上高压软管(302 )，所述上高压软管(302 )位于所述变换器(320 )与所述组合的压力计(118)和警笛 (119)之间，其中，所述变换器(320)与所述组合的压力计(118)和警笛(119)流体连通， 其中: 所述上和下高压软管(302)和(304)能操作成传输高压空气和中压空气；并且 所述变换器(320)包括高压通路(530)和中压通路(534)。
2.如权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述变换器(320)包括气动开关(516)、与所述高压通路(530)流体连通的高压传感器(514)、以及处理器(510)，所述处理器(510)具有信号发射器以便与所述平视显示装置(140)通信。
3.如权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述上和下高压软管(302)和(304)各自包括内高压管(410)和(414)以及外中压管(412)和(416)。
4.如权利要求3所述的设备(100)，其特征在于，所述上和下高压软管(302)和(304)的高压管(410)和(414)通过所述变换器(320)中的高压通路(530)流体连通并且将来自所述一个或多个气瓶(110)的高压空气提供到所述压力计(118)，并且其中，所述上和下高压软管(302)和(304)的中压管(412)和(416)通过所述变换器(320)中的中压通路(534)流体连通并且将来自所述降压器(124)的中压空气提供到所述警笛(119)。
5.如权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述变换器(320)中的高压通路(530)包括主贯通线和支线(532)，并且所述支线(532)与所述气动开关(516)流体连通，其中，所述气动开关(516)被所述支线(532)中的高压空气致动，并且其中，所述气动开关(516)的移动将所述高压传感器(514)置于与所述支线(532)流体连通，从而所述高压传感器(514 )可探测压力并且将压力转换为电信号，并且其中，所述电信号被传输到所述处理器(510)，所述处理器(510)与所述平视显示装置(140)通信。
6.一种与自备式呼吸设备(100) —起使用的变换器(320)，所述自备式呼吸设备(100)具有平视显示装置(140 )，其特征在于，所述变换器(320 )包括: 主体(512)，所述主体(512)具有高压通路(530)和中压通路(534)； 压力传感器(514);和 处理器(510)， 其中:所述高压通路(530)包括主贯通线和从所述主贯通线分支的支线(532)， 所述支线(532)能操作成与所述压力传感器(514)流体连通， 所述压力传感器(514)能操作成将机械压力转换为电信号，并且 所述处理器(510)能操作成将信号传输到所述平视显示装置(140 )。
7.如权利要求6所述的变换器(320)，其特征在于，还包括具有两个位置的气动开关(516)，其中，在第一位置，所述气动开关(516)阻挡空气流从所述支线(532)到所述压力传感器(514)，而在第二位置，所述气动开关(516)允许从所述支线(532)到所述压力传感器(514)的流体连通。
8.如权利要求7所述的变换器(320)，其特征在于，所述支线(532)与所述气动开关(516)流体连通，并且所述开关(516)的位置控制流向所述传感器(514)的流体流量，并且其中，所述气动开关(516)激活电力到所述处理器(510)和传感器(514)。
9.如权利要求6所述的变换器(320)，其特征在于，所述变换器主体(512)包括两个连接端口(404)和(406)，两个连接端口(404)和(406)能操作成允许所述高压软管(302)和(304)的可去除密封附接，并且其中，所述端口(404)和(406)与所述高压通路(530)和中压通路(534)相互作用，从而当上和下高压软管(302)和(304)附接到所述变换器(320)时，来自所述软管(302 )和(304 )中的内管(410 )和(414 )的高压空气与所述高压通路(530 )流体连通，并且来自所述软管(3 02)和(304)中的外管(412)和(416)的中压空气与所述中压通路(534)流体连通。
【文档编号】A62B18/02GK203677782SQ201320701687
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年9月19日
【发明者】郑国民, A.韩, B.刘, N.秦, K.卢, M.华, F.林, E.王 申请人:霍尼韦尔国际公司
【专利摘要】本实用新型涉及用于自备式呼吸设备上的平视显示装置的高压变换器。实施例涉及用于监视和/或指示自备式呼吸设备（SCBA）中的压力水平的方法、系统和装置。 申请人:已经发现将变换器系统包括到SCBA的高压软管中可有益于监视和指示SCBA中的空气的压力水平，其中，高压软管可联接到压力计和任选地警笛。在一些实施例中，变换器可操作成感测或探测流过变换器的高压空气的压力。另外，变换器可包括处理器，其能操作成将指示压力的信号传输到平视显示装置（HUD），其中，HUD可向SCBA的用户指示压力水平。
【专利说明】用于自备式呼吸设备上的平视显示装置的高压变换器
【技术领域】
[0001]所公开的实施例一般地涉及用于监视和指示自备式呼吸设备中的空气压力或容
量的装置。
【背景技术】
[0002]通常，自备式压缩空气呼吸设备(或者SCBA)可使用模拟或数字高压计，其中，该高压计指示SCBA中的一个或多个容器(例如，罐或瓶)的空气压力。空气压力水平可向用户指示剩余可用的服务寿命，从而用户可以计划当例如该(一个或多个)容器变空时处于安全环境中。然而，当用户穿着SCBA时，传统的模拟或数字压力计可能并不方便用户查看或读取，或者并不在用户的视线中。 申请人:已经发现使用平视显示装置(或HUD)可以持续为用户提供压力水平的指示或者为用户提供更加明显的警报(例如，总是在视线中)。例如，HUD可被安装到SCBA的面具或面罩上，并且可使用诸如LED的灯作为指示器。而且， 申请人:已经发现将HUD有线地或无线地连接到变换器(transducer)可能是有利的,该变换器能操作成监视SCBA中的空气压力。因此， 申请人:已经开发了一种改进的变换器系统，其能操作成将压力信号传输到HUD。
实用新型内容
[0003]本公开的方面可包括自备式呼吸设备的实施例，其包括:一个或多个气瓶；降压器；面罩，所述面罩具有平视显示装置；按需供气阀，所述按需供气阀能操作成附接到所述面罩；中压软管，所述中压软管从所述降压器到所述按需供气阀，其中，所述降压器可与所述按需供气阀流体连通；组合的压力计和警笛；高压变换器；下高压软管，所述下高压软管位于所述降压器与所述变换器之间，其中，所述降压器可与所述变换器流体连通；上高压软管，所述上高压软管位于所述变换器与所述组合的压力计和警笛之间，其中，所述变换器可与所述组合的压力计和警笛流体连通，其中:所述上和下高压软管可操作成传输高压空气和中压空气；并且所述变换器可包括高压通路和中压通路。
[0004]在一些实施例中，所述变换器可包括气动开关、与所述高压通路流体连通的高压传感器、以及处理器，所述处理器具有信号发射器以便与所述平视显示装置通信。在一些实施例中，所述上和下高压软管可各自包括内高压管以及外中压管。在一些实施例中，所述上和下高压软管的高压管可通过所述变换器中的高压通路流体连通并且可将来自所述(一个或多个)气瓶的高压空气提供到所述压力计。在一些实施例中，所述上和下高压软管的中压管可通过所述变换器中的中压通路流体连通并且可将来自所述降压器的中压空气提供到所述警笛。在一些实施例中，当来自所述(一个或多个)气瓶的高压空气降低到低于预设极限时，来自所述降压器的中压空气仅可通过所述上和下高压软管传输。在一些实施例中，所述变换器中的高压通路可包括主贯通线和支线，并且所述支线可与所述气动开关(例如，开关的活塞)流体连通。在一些实施例中，所述气动开关可被所述支线中的高压空气致动，并且其中，所述气动开关的移动可将所述高压传感器置于与所述支线流体连通，从而所述高压传感器可探测压力并且将压力转换为电信号，并且其中，所述电信号被传输到所述处理器，所述处理器可与所述平视显示装置通信。在一些实施例中，所述平视显示装置可指示所述(一个或多个)气瓶中的低压。
[0005]本公开的其它方面包括一种与自备式呼吸设备(SCBA)—起使用的变换器，所述自备式呼吸设备具有平视显示装置(HUD)，所述变换器包括:主体，所述主体具有高压通路和中压通路；压力传感器；和处理器，其中:所述高压通路包括主贯通线和(从所述主贯通线分支的)支线，所述支线能操作成与所述压力传感器流体连通，所述压力传感器能操作成将机械压力转换为电信号，并且所述处理器能操作成将信号传输到所述HUD。在一些实施例中，所述变换器还包括具有两个位置的气动开关，其中，在第一位置，所述气动开关阻挡空气流从所述支线到所述压力传感器，而在第二位置，所述气动开关允许从所述支线到所述传感器的流体连通。在一些实施例中，所述支线可与所述气动开关流体连通，并且所述开关的位置(其可由支线中的压力决定)控制流向所述传感器的流体流量。在一些实施例中，所述气动开关还可激活电力到所述处理器和/或传感器。例如，当开关处于第二位置时，其可完成用于电池的电路。在一些实施例中，所述变换器主体还可包括两个连接端口和，两个连接端口和能操作成允许所述高压软管(例如上和下高压软管)的可去除密封附接。所述端口可与所述高压通路和中压通路相互作用，从而当上和下高压软管附接到所述变换器时，来自所述软管中的内高压管的高压空气与所述高压通路流体连通，并且来自所述软管中的外管的中压空气与所述中压通路流体连通。在一些实施例中，所述变换器还可包括上高压软管(能操作成连接到组合的压力计和警笛)和下高压软管(能操作成连接到降压器或者一个或多个气瓶)，其中，所述软管各自包括内高压管和外中压管。而且，在一些实施例中，所述处理器可经由无线传输与所述HUD通信。
[0006]本公开的其它方面可包括一种翻新或升级现有自备式呼吸设备的方法，所述自备式呼吸设备具有压力变换器和平视显示装置，所述方法包括:提供压力变换器和平视显示装置；将压力变换器集成到高压软管中，该高压软管从降压器通向(模拟)压力计和/或警笛；以及将平视显示装置添加到自备式呼吸设备面罩，其中，压力变换器探测高压软管中的高压空气并且将信号传输到平视显示装置。在一些实施例中，压力变换器可将高压空气传送到压力传感器并将中压空气传送到警笛。在一些实施例中，将压力变换器集成到高压软管中可包括用上和下高压软管替换现有的高压软管，其中，下高压软管可连接到降压器，压力变换器可连接到下高压软管，上高压软管可连接到变换器，并且压力计/警笛可连接到上高压软管。在一些实施例中，标准降压器可不被修改或替换，和/或降压器可仅具有一个高压通路或端口。在一些实施例中，变换器可经由有线或无线方式连接到平视显示装置。
[0007]本公开的其它方面可包括一种装置的实施例，该装置包括:压力计；警笛；变换器；下高压软管；和上高压软管，其中:所述变换器与所述上和下高压软管流体连通；所述上和下高压软管各自包括内高压管和外中压管；所述变换器包括高压通路和中压通路；并且所述变换器能操作成感测压力并且将信号传输到平视显示装置。在一些实施例中，高压空气能操作成经过下软管，经过高压通路到变换器，并且经过上高压软管到压力计，并且中压空气能操作成经过下高压软管、中压通路和上高压软管到警笛。在一些实施例中，变换器还包括气动开关和高压传感器。在一些实施例中，变换器还包括具有信号发射器的处理器，其中，所述处理器与高压传感器通信。在一些实施例中，通过变换器的高压通路包括主贯通线和支线，其中，所述支线可与气动开关流体连通并从而与高压传感器流体连通。在一些实施例中，所述装置还包括具有平视显示装置的面罩，其中，所述面罩经由降压器和按需供气阀与一个或多个气瓶流体连通。
[0008]本公开的其它方面可包括自备式呼吸设备的实施例，其包括:一个或多个气瓶/管；具有平视显示装置的面罩，所述平视显示装置能操作成指示所述气瓶中的剩余空气量；模拟压力计和警笛；和变换器，所述变换器与所述压力计和警笛流体连通，能操作成基于所感测的压力将信号传输到所述平视显示装置，指示剩余罐容量。在一些实施例中，所述设备还包括降压器，其能操作成产生中压空气。在一些实施例中，所述降压器可包括用于连接中压软管(通向按需供气阀并通向面罩)的端口和用于连接高压软管(能操作成在具有内高压管和外中压管的高压软管中传输来自气瓶的高压空气和来自降压器的中压空气)的端口。因此，所述降压器可仅具有一个高压端口。在一些实施例中，所述变换器包括高压通路和中压通路，使得来自气瓶的高压空气被传输到所述压力计，并且来自所述降压器的中压空气被传输到所述警笛。在一些实施例中，所述设备还包括上高压软管和下高压软管，其各自包括内高压管和外中压管。在一些实施例中，所述变换器还包括气动开关和压力传感器和具有信号发射器的处理器，其中，所述高压通路包括主贯通线和支线，并且所述支线与气动开关流体连通并从而与压力传感器流体连通。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]现在对附图进行参考，以便更加完整地理解本公开并且理解其进一步的细节和可选的优点，在附图中:
[0010]图1A-1C示出了自备式呼吸设备系统的示例性实施例，其包括具有平视显示装置的面罩；
[0011]图2A-2B示出了压力计和警笛系统的示例性实施例；
[0012]图3A-3C示出了变换器系统的实施例；
[0013]图4A-4C示出了图3C的变换器系统的实施例的详细视图；
[0014]图5A-5C示出了图3C的变换器的实施例的详细视图；
[0015]图6A-6D示出了变换器主体的实施例的详细视图；
[0016]图7A-7C示出了气动开关的实施例的详细视图；
[0017]图8A-8B示出了当没有空气流过变换器系统时该变换器系统的实施例；
[0018]图9A-9B示出了当高压空气流过变换器系统时该变换器系统的实施例；并且
[0019]图10A-10B示出了当高压空气和中压空气流过变换器系统时该变换器系统的实施例。
【具体实施方式】
[0020]术语的以下简要定义应当遍及本申请均适用:
[0021]术语“包括”指的是包括但不限于，并且应当对其以其在专利上下文中所通常使用的方式进行解释；
[0022]短语“在一个实施例中”、“根据一个实施例”等等通常指的是该短语后面的具体特征、结构或特性被包括在本实用新型的至少一个实施例中，并且可被包括在本实用新型的多于一个实施例中(重要的是，此类短语不必指代同一个实施例)；以及
[0023]如果说明书指出部件或特征“可”、“可以”、“可能会”、“有可能”、或“可能”被包括或具有一特性，该具体的部件或特征并不是必须被包括或具有该特性。
[0024]总体而言， 申请人:已经发现将变换器系统包括在自备式呼吸设备(SCBA)的高压软管中可有益于监视和指示SCBA内的空气的压力水平，其中，高压软管可联接到压力计和任选地警笛。在一些实施例中，变换器可操作成感测或探测流过变换器的高压空气的压力。另夕卜，变换器可包括处理器，其能操作成将关于该压力的信号传输到平视显示设备(HUD)，其中，HUD可向SCBA的用户指示该压力水平。
[0025]图1A示出了 SCBA系统100，其包括面罩102、按需供气阀104、一个或多个气瓶110、中压软管106、以及降压器124，按需供气阀104能操作成被连接到面罩102，中压软管106经由按需供气阀104 (其也称为二级降压器)提供(一个或多个)气瓶110和面罩102之间的流体连通，降压器124能操作成降低来自气瓶110的空气压力，提供气瓶110和中压软管106之间的流体连通。在一些实施例中，气瓶110可包括例如大约4500 psi的高压空气。降压器124可将来自气瓶110的高压空气降低到例如大约100 psi的中压空气。在一些实施例中，按需供气阀104可操作成将中压空气降低到大约大气压力，然后将该空气输送到面罩102中。
[0026]另外,SCBA系统100可包括吊带(harness),其包括肩带108、腰带112和/或瓶带122。在一些实施例中，SCBA还可包括压力计118和警笛119，其中，压力计118和警笛119可经由高压软管120与(一个或多个)气瓶110流体连通。在一些实施例中，高压软管120可经由降压器124联接到气瓶110。例如，在一些实施例中，降压器124可包括高压通路、第一中压通路和第二中压通路，高压通路用于高压软管120以将高压空气提供到高压计118，第一中压通路用于中压软管106，第二中压通路将中压空气提供到警笛。因此，图1A的降压器124可操作成将(一个或多个)气瓶110的高压空气降低成中压空气，以及将高压空气传输(经由适当软管的联接)到压力计118，将中压传输对哦啊按需供气阀104并且将中压空气传输到警笛119。通常，高压软管120包括高压通路和中压通路并且联接到降压器124，从而高压空气和中压空气均可被传输到组合的高压计118和警笛119。在图1A中，降压器124具有仅一个高压通路/端口(用于附接高压软管120)。在一些实施例中，压力计118和警笛119可操作成监视气瓶110内的空气压力并且在压力降低到低于预设或限定值时提醒SCBA的用户。
[0027]现在转到图1B和1C，示出了面罩102和按需供气阀104实施例的详细视图，其中，面罩102可包括平视显示器(HUD)140。在一些实施例中，HUD 140可包括一个或多个灯142(在图1C中示出)，当用户穿戴面罩102时能够看见该一个或多个灯142。在一些实施例中，一个或多个灯142可包括多个LED灯，其中，LED灯可包括以下中的一种或多种:一种颜色、多种颜色、变化的颜色、闪烁LED或组合。在一些实施例中，HUD 140可用于提醒SCBA的用户气瓶110中的压力水平。在其它实施例中，HUD 140可在压力水平到达预定水平时提醒用户。在一些实施例中，HUD 140可与压力计118和警笛119 一起使用。在一些实施例中，HUD 140可包括听得见的警报144以及光传感器146，该光传感器146能操作成根据环境光条件来改变LED的亮度。
[0028]无论具体构造如何，实施例通常将来自(一个或多个)气瓶110的高压空气和(降压器124降压之后的)中压空气提供到高压软管120。图2A-2B示出了流向压力计118和警笛119的示例性高压空气流204和中压空气流202。在图2A中，高压空气204可以高于大约55巴，并且可经过降压器124和高压管120流到压力计118，其中，高压空气204可遵循经过降压器124和管120的特定路径，如所指示的。在图2B中，流过降压器124和管120的高压空气204可低于大约55巴，并且中压空气可被激活以经过降压器124和高压管120流到警笛119。在一些实施例中，中压空气202可流过在降压器124和管120中的特定路径，如所指示的。
[0029]图3A-3C示出了示例性SCBA 100的标准高压软管120的改型，其中，变换器系统300可被包括在SCBA 100中。在一些实施例中，变换器系统300可包括高压变换器320，其中，变换器320可位于气瓶110与压力计118和警笛119之间。在图3C所示的实施例中，高压软管120可被上高压软管302和下高压软管304代替，并且变换器320可位于上高压软管302与下高压软管304之间。在图3C所示的实施例中，上高压软管302可位于变换器320与组合的压力计118和警笛119之间，并且下高压软管304可位于降压器124与变换器320之间。在一些实施例中，上高压软管302和下高压软管304可包括钢复合管。
[0030]图4A示出了变换器系统300的分解图，变换器系统300包括变换器320、上高压软管302、下高压软管304以及组合的压力计118和警笛119 (然而在一些实施例中，可使用分离的压力计和警笛)。在一些实施例中，变换器320可经由组装螺钉402联接到上和下高压软管。在一些实施例中，变换器320可包括上连接端口 404，上连接端口 404能操作成接收上高压软管302的至少一部分。另外，变换器320可包括下连接端口 406，下连接端口406能操作成接收上高压软管304的至少一部分。在一些实施例中，变换器系统300可包括一个或多个连接器，其能操作成连接系统300的部件。例如，第一连接器420可操作成将上高压软管302通过上连接端口 404连接到变换器320。另外，第二连接器422可操作成将下高压软管304通过下连接端口 406连接到变换器320。在一些实施例中，第三连接器424可操作成将下高压软管304连接到降压器124，如图1所示。此类连接器通常可与对应的部件配合以形成密封的(例如，气密的)连接，其可以被可去除地连接。
[0031]图4B-4C示出了上高压软管302及组合的压力计118和警笛119，以及下高压软管304的示例性实施例。在一些实施例中，上高压软管302可操作成传输高压和中压空气二者，其中，上高压软管302可包括内高压管410和外中压管412。在一些实施例中，内高压管410可包括耐压金属材料，并且外中压管412可包括橡胶材料。在一些实施例中，下高压软管304也可操作成传输高压和中压空气二者，其中，下高压软管304可包括内高压管414和外中压管416。在一些实施例中，内高压管414可包括耐压金属材料，并且外中压管416可包括橡胶材料。
[0032]图5A示出了高压变换器320的实施例的分解图。变换器320可包括壳体502，壳体502具有上盖504和下盖506，其中，所述盖可在组装时被例如螺钉505和507保持到壳体502。在一些实施例中，变换器320可包括变换器主体512，其中，主体512可操作成将部件保持就位在变换器320内。另外，变换器主体512可包括一个或多个空气通路以及连接端口 404和406。在一些实施例中，高压传感器514可被联接到变换器主体512 (例如，操作成探测高压通路中的空气压力)。通常，压力传感器514可以将机械压力读数(例如，基于弹簧的压缩)转换为指示盖压力读数的对应的电信号。在一些实施例中，变换器320可包括处理器510，并且在图5A的实施例中，处理器可包括印刷电路板(PCB)组件。PCB组件510通常可联接到高压传感器514，使得PCB组件510可操作成处理来自传感器514的压力读数并且产生基于所探测压力的信号。例如，PCB组件510可操作成将来自传感器514的压力读数转换为指示气瓶内剩余空气量的信号，并且然后与SCBA的HUD通信。在一些实施例中，变换器320可包括电池508，电池508可被电池盖509保持在壳体502中。在一些实施例中，变换器320可包括气动开关516，气动开关516可联接到PCB组件510及电池508，使得气动开关516能操作成控制电池508和PCB组件510之间的连接。在一些实施例中，气动开关516可与活塞组件518接触或者可包括活塞组件518，其中，活塞组件518可操作成在至少两个位置之间移动，其中，一个位置可激活气动开关516并且另一个位置可去激活气动开关516。因此例如，在图5A中，来自高压通路530的空气(通过变换器主体512)可在气动开关516上操作(从而，电池508仅仅在存在压力时向传感器514和/或处理器510提供电力)。而且，在图5A中，当气动开关516被激活时，高压通路可以与压力传感器514流体连通(其可将机械压力转换为电信号，以便由处理器进行分析和传输)。
[0033]图5B示出了变换器320以及PCB组件510、高压传感器514、电池508和气动开关516之间的有线连接。通常，电池508的正端可用第一正电线520连接到气动开关516。正连接可以继续经过气动开关516经由第二正电线521到PCB组件510。在一些实施例中，PCB组件510可经由负电线522联接到电池508的负端。正电线520和521可联接到气动开关516使得:当开关516被激活时，电路完成并且电力从电池508提供到PCB组件510 ；并且当开关516被去激活时，没有电力从电池508提供到PCB组件510。在一些实施例中，PCB组件还可经由一根或多根信号线524联接到高压传感器514，所述信号线524能操作成将来自传感器514的传感器读数传输到PCB组件510 (作为电信号)。
[0034]另外，图5B和5C示出了穿过变换器主体512的示例性空气通路，其中，图5C是沿图5B的线C-C看的变换器320的视图。主体512可包括位于连接端口 404和406之间的高压通路530，其中，高压通路530还可包括支路532。换句话说，高压通路可包括主线530(在端口端部404和406之间)和支线532(通向气动开关516并从而通向压力传感器514)。主体512还可包括位于连接端口 404和406之间的中压通路534。
[0035]图6A-6D示出了示例性变换器主体512的更多细节。主体可包括位于高压传感器514和活塞组件518/气动开关516之间的腔602。该腔602可以与高压通路530的支路532选择性流体连通，使得当高压空气流过高压通路530时可以用来自支路532的空气填充腔602。换句话说，图6B-C的腔602可以仅仅在支路532中的压力足够大时与支路532流体连通(当然，在其它实施例中，腔602和/或压力传感器514可以总是与支路532和/或高压通路530流体连通)。在一些实施例中，传感器514可操作成感测腔602 (在一些实施例中，其可以是支线532的一部分)中的空气压力。在一些实施例中，活塞组件518可操作成在至少两个位置之间移动，其中，第一位置在图6B中示出并且第二位置在图6C中示出。如隔开尺寸604所示，如果支路532填充有高压空气，则活塞518可被推到较高的第二位置(支线532中的加压空气作用在活塞上)。在一些实施例中，活塞组件518可以是弹簧加载的，其中，弹簧608可以将活塞518朝向图6B所示的第一位置偏压。因此，如果没有空气填充支路532，则活塞518可处于第一位置，但是当足够大的压力填充支路532时，活塞518可移动到第二位置。在一些实施例中，如果腔内的压力小于约10巴，则活塞518可处于第一位置，而高于约10巴(例如)的压力可提供机械力以使活塞518移动到第二位置。当活塞518处于第二位置时，腔602可以与支路532流体连通(从而与高压通路530流体连通)。在一些实施例中，当活塞518处于第二位置时，如图6C所示，活塞518可接合气动开关516(其进而可激活电力到处理器510和/或传感器514)。图6D是沿图6B的线D-D看的变换器主体512的视图。在图6D中，可以看到中压通路534。中压通路534被定向为使得其不与高压通路530或支路532干涉，但是提供通过主体512的旁路，从而来自下软管连接406的中压空气可通向上软管连接404。
[0036]图7A-7C示出了气动开关516的更多细节。在一些实施例中，气动开关516可包括第一电线连接器702和第二电线连接器704。在一些实施例中，第一电线连接器702可连接到第一正电线520并且第二电线连接器704可连接到第二正电线521，如图5B所示。在一些实施例中，气动开关516可包括金属板706，金属板706联接到第二电线连接器704。金属板706可操作成沿竖直方向在至少两个位置之间弯曲和/或移动，其中，第一位置在图7B中示出并且第二位置在图7C中示出。在一些实施例中，开关516还可包括弹簧708，其中，弹簧可操作成将金属板706朝向图7B的第一位置偏压。在一些实施例中，如果活塞组件518升高，则金属板706可移动到图7C的第二位置，其中，活塞518可压缩弹簧708，从而允许金属板706升高到第二位置。在一些实施例中，当金属板706处于第一位置时，其可不与第一电线连接器702接触，但是当移动到第二位置时，板706接触第一电线连接器702。因此，当金属板706升高到第二位置时，完成了有线连接并且PCB组件510从电池508接收电力，如图5B所示。
[0037]图8A-8B示出了当没有空气流过软管302和304或变换器320时(如图8A中的压力计118所示)变换器系统300的实施例。活塞组件518可处于第一位置，并且从而气动开关516可被去激活，使得没有电力从电池508供应到PCB组件510。这可在变换器系统300未使用时节省电池508中的电力存储。
[0038]图9A-9B示出了当高压空气流过变换器系统300时(如图9A中的压力计118所示)变换器系统300的实施例。例如，高压空气可流过高压软管304的内高压管414，进入变换器主体512的高压通路530，通过高压软管302的高压管410流出变换器320，然后流到压力计118。在一些实施例中，高压空气可来自高压气瓶110 (例如，经由降压器124通过下高压软管304传输)。另外，高压空气可进入高压通路530的支路532，并且与气动开关516的活塞518相互作用，将活塞组件518推到第二位置。这可完成有线电路，允许电池508对PCB组件510进行供电。另外，活塞518移动到其第二位置可使得腔602与支路532流体连通，使得压力传感器514可与高压通路530流体连通并且探测气瓶510的空气压力。来自传感器514的压力读数可被转换为信号，该信号可被PCB组件510转换和/或经由电线、无线方式、蓝牙等等传输到HUD 140，如图2所示。另外，高压空气可经过上高压软管302的高压管410到压力计118。因此，高压空气的压力水平可反映在压力计118中并且被HUD 140反映。因此，实施例可提供压力的平视显示以及压力计118上的模拟压力读数。
[0039]图10A-10B示出了一实施例，其中，高压空气的压力已经降低到低于预定水平，例如约55巴(如图1OA中的压力计118所示)。在这种情况下，警笛119可被激活，中压空气于是经过下高压管304的中压管416，进入变换器320的中压通路534，并且通过上高压软管302的中压管412到警笛119。在一些实施例中，高压管410可继续与压力计118流体连通(即使警笛119发声)，从而例如提供模拟压力读数。在一些实施例中，上高压软管302的高压管410可与压力计118流体连通，而上高压软管302的中压管412可与警笛119流体连通。另外，PCB组件510可继续与HUD 140通信，其中，HUD 140可指示预定最小值处的低压。在一些实施例中，HUD 140的最小值可以等于警笛119的最小值，而在其它实施例中，警笛119和HUD 140的最小值可以不同。另外，HUD 140可包括多个指示等级，其中，所述指示可对应于多个压力水平。在一些实施例中，PCB组件510可持续地和/或周期性地与HUD 140通信。
[0040]在一些实施例中，压力变换器和HUD可用于翻新或升级现有的SCBA。一种示例性的方法可包括:提供压力变换器和HUD ;将压力变换器集成到高压软管中，该高压软管从降压器通向压力计和/或警笛(例如，组合的压力计和警笛)；将HUD添加到SCBA面罩，其中，压力变换器探测高压软管中的高压空气并且将信号传输到HUD。通常，压力变换器可将高压空气传送到压力传感器并将中压空气传送到警笛。在一些实施例中，将压力变换器集成到高压软管中可需要用上和下高压软管替换现有的高压软管，其中，下高压软管可连接到降压器(的高压通路)，压力变换器可连接到下高压软管，上高压软管可连接到变换器，并且压力计/警笛可连接到上高压软管。通常，标准降压器可不必被修改或替换，并且降压器可仅具有一个高压通路/端口。因此，可主要通过去除标准高压软管并且用下高压软管、变换器和上高压软管替代标准高压软管，来安装变换器。在一些实施例中，变换器还可(经由例如有线或无线方式)连接到HUD。压力变换器通常可具有高压通路和中压通路，并且上和下高压软管可包括内高压管和外中压管。
[0041]上面讨论的附图提供了各种示例性装置、系统以及制造和使用此类装置的技术和方法的例子。这些图示仅仅是示例性的。本公开的范围延伸到上述特定示例之外，涵盖了本创造性概念的全部范围(包括所有等同物)。
[0042]虽然上面已经示出和描述了根据本文公开的原理的各种实施例，但本领域技术人员在不偏离本公开的精神和教导的情况下可对其作出修改。通过组合、集成和/或省略所公开实施例的特征而得到的替代实施例也在本公开的范围内。本文描述的实施例仅仅是代表性的，并不意图是限制性的。许多变化、组合以及修改是可能的并且在本公开的范围内。因此，保护范围不受上述描述的限制而是由所附的权利要求限定，该范围包括权利要求的主题内容的所有等同物。此外，上面描述的任何优点和特征可涉及特定实施例，但是不应当将如此发布的权利要求的应用限制于完成任何或所有上述优点或者具有任何或所有上述特征的过程和结构。
[0043]另外，本文所使用的小节标题仅仅是为了与37C.F.R.1.77的建议一致或者提供文章结构的提示。这些标题不应当限制或限定可能从本公开发布的任何权利要求中阐述的(一项或多项)实用新型。特别地并且作为示例，尽管标题称为“【技术领域】”，但权利要求不应当被该标题下所选择的语言限制为描述所谓的领域。此外，“【背景技术】”中的技术描述不应被理解为承认某项技术是本公开中的任何(一项或多项)实用新型的现有技术。“实用新型内容”也不应被理解为所附权利要求中阐述的(一项或多项)实用新型的限制特征。此外，本公开所称的任何单数形式的“实用新型”不应被用于辩解本公开中仅有单项新颖性。可根据从本公开发布的多项权利要求的限制特征来阐明多项实用新型，并且此类权利要求相应地限定由此收到保护的(一项或多项)实用新型及其等同物。如本文所使用的，术语“包括”应当被广义地理解为指的是包括但不限于，并且根据其在专利上下文中的通常用法指的是包括而非限制(从而也可存在其它元件)。在所有情况中，应当根据本公开在权利要求自身上考虑其范围，而不应当被本文所展示的标题约束。
【权利要求】
1.一种自备式呼吸设备(100)，其特征在于包括: 一个或多个气瓶(110)； 降压器(124)； 面罩(102)，所述面罩(102)具有平视显示装置(140); 按需供气阀(104)，所述按需供气阀(104)能操作成附接到所述面罩(102)； 中压软管(106)，所述中压软管(106)从所述降压器(124)到所述按需供气阀(104)，其中，所述降压器(124)与所述按需供气阀(104)流体连通； 组合的压力计(118)和警笛(119)； 高压变换器(320)； 下高压软管(304)，所述下高压软管(304)位于所述降压器(124)与所述变换器(320)之间，其中，所述降压器(124)与所述变换器(320)流体连通； 上高压软管(302 )，所述上高压软管(302 )位于所述变换器(320 )与所述组合的压力计(118)和警笛 (119)之间，其中，所述变换器(320)与所述组合的压力计(118)和警笛(119)流体连通， 其中: 所述上和下高压软管(302)和(304)能操作成传输高压空气和中压空气；并且 所述变换器(320)包括高压通路(530)和中压通路(534)。
2.如权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述变换器(320)包括气动开关(516)、与所述高压通路(530)流体连通的高压传感器(514)、以及处理器(510)，所述处理器(510)具有信号发射器以便与所述平视显示装置(140)通信。
3.如权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述上和下高压软管(302)和(304)各自包括内高压管(410)和(414)以及外中压管(412)和(416)。
4.如权利要求3所述的设备(100)，其特征在于，所述上和下高压软管(302)和(304)的高压管(410)和(414)通过所述变换器(320)中的高压通路(530)流体连通并且将来自所述一个或多个气瓶(110)的高压空气提供到所述压力计(118)，并且其中，所述上和下高压软管(302)和(304)的中压管(412)和(416)通过所述变换器(320)中的中压通路(534)流体连通并且将来自所述降压器(124)的中压空气提供到所述警笛(119)。
5.如权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述变换器(320)中的高压通路(530)包括主贯通线和支线(532)，并且所述支线(532)与所述气动开关(516)流体连通，其中，所述气动开关(516)被所述支线(532)中的高压空气致动，并且其中，所述气动开关(516)的移动将所述高压传感器(514)置于与所述支线(532)流体连通，从而所述高压传感器(514 )可探测压力并且将压力转换为电信号，并且其中，所述电信号被传输到所述处理器(510)，所述处理器(510)与所述平视显示装置(140)通信。
6.一种与自备式呼吸设备(100) —起使用的变换器(320)，所述自备式呼吸设备(100)具有平视显示装置(140 )，其特征在于，所述变换器(320 )包括: 主体(512)，所述主体(512)具有高压通路(530)和中压通路(534)； 压力传感器(514);和 处理器(510)， 其中:所述高压通路(530)包括主贯通线和从所述主贯通线分支的支线(532)， 所述支线(532)能操作成与所述压力传感器(514)流体连通， 所述压力传感器(514)能操作成将机械压力转换为电信号，并且 所述处理器(510)能操作成将信号传输到所述平视显示装置(140 )。
7.如权利要求6所述的变换器(320)，其特征在于，还包括具有两个位置的气动开关(516)，其中，在第一位置，所述气动开关(516)阻挡空气流从所述支线(532)到所述压力传感器(514)，而在第二位置，所述气动开关(516)允许从所述支线(532)到所述压力传感器(514)的流体连通。
8.如权利要求7所述的变换器(320)，其特征在于，所述支线(532)与所述气动开关(516)流体连通，并且所述开关(516)的位置控制流向所述传感器(514)的流体流量，并且其中，所述气动开关(516)激活电力到所述处理器(510)和传感器(514)。
9.如权利要求6所述的变换器(320)，其特征在于，所述变换器主体(512)包括两个连接端口(404)和(406)，两个连接端口(404)和(406)能操作成允许所述高压软管(302)和(304)的可去除密封附接，并且其中，所述端口(404)和(406)与所述高压通路(530)和中压通路(534)相互作用，从而当上和下高压软管(302)和(304)附接到所述变换器(320)时，来自所述软管(302 )和(304 )中的内管(410 )和(414 )的高压空气与所述高压通路(530 )流体连通，并且来自所述软管(3 02)和(304)中的外管(412)和(416)的中压空气与所述中压通路(534)流体连通。
【文档编号】A62B18/02GK203677782SQ201320701687
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年9月19日
【发明者】郑国民, A.韩, B.刘, N.秦, K.卢, M.华, F.林, E.王 申请人:霍尼韦尔国际公司
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