專(zhuān)利名稱：用于水下呼吸裝置的呼氣閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
。 本發(fā)明總體上涉及一種水下呼吸裝置，并更具體地涉及一種用在水下呼吸裝置中 的呼氣閥(exhalation valve)，該呼氣閥構(gòu)造為用以在使用者的氣道中產(chǎn)生呼氣末正壓。
背景技術(shù)：
水下呼吸裝置可讓使用者即使在嘴和/或鼻子浸沒(méi)在水中之后仍能繼續(xù)呼吸。一 些水下呼吸裝置，例如水中呼吸器(scuba)和水肺(s皿ba)呼吸裝置，構(gòu)造為向潛入水中的 使用者供給來(lái)自壓縮空氣源的空氣。其它的水下呼吸裝置(例如傳統(tǒng)的水下通氣管)構(gòu)造 為向使用者供給來(lái)自大氣的空氣。 傳統(tǒng)的水下通氣管通常包括呼吸管，通過(guò)該呼吸管可從大氣中吸入空氣。呼吸管 典型地構(gòu)造為具有兩端。水下通氣管的一端預(yù)定保持在水面的上方。水下通氣管的另一端 預(yù)定浸沒(méi)在水面以下。呼吸管的預(yù)定浸沒(méi)在水下的那一端通常包括咬嘴。在實(shí)踐中，使用 者將一部分咬嘴插入自己的嘴中，并從而在使用者的氣道與呼吸管之間形成密封。隨后，使 用者將自己的嘴部和咬嘴浸沒(méi)在水下，同時(shí)使呼吸管的另一端保持在水面上方，從而讓使 用者能夠在浸沒(méi)在水中的同時(shí)吸入外界空氣(atmospheric air)。同時(shí)，呼吸管讓使用者能 夠通過(guò)嘴部呼氣而不致打破使用者的嘴部與咬嘴之間的密封。通常，被使用者呼出的空氣 經(jīng)由同樣也是使用者吸入外界空氣所經(jīng)由的呼吸管而排出水下通氣管。
使用者在使用傳統(tǒng)的水下通氣管時(shí)可能遇到的一個(gè)問(wèn)題是由于將使用者淹沒(méi) 于其中的環(huán)境水壓力而導(dǎo)致使用者越來(lái)越疲勞。在正常的吸氣和呼氣過(guò)程中，使用者消耗 體力來(lái)使其肺部膨脹和收縮。但是，當(dāng)使用者浸沒(méi)在水中時(shí)，使用者胸部周?chē)沫h(huán)境水壓 力迫使使用者消耗比平時(shí)更多的體力來(lái)使其肺部膨脹，并趨向于讓使用者消耗比平時(shí)更少 的體力來(lái)使其肺部收縮。這種體力消耗減小的呼氣方式趨向于讓使用者比平時(shí)更快地呼 氣，并導(dǎo)致比平時(shí)更小的殘余肺活量(residual lung volume)，從而使每次吸氣的間隔時(shí) 間變短，導(dǎo)致更頻繁地吸氣。而更頻繁的吸氣可導(dǎo)致使用者的呼吸肌(inhalationmuscle) 相對(duì)于正常的吸氣和呼氣而言更為疲勞，這會(huì)導(dǎo)致起作用的肺活量變小、可能發(fā)生肺不張 (atelectasis)、及增大呼吸難度。 使用者在使用傳統(tǒng)的水下通氣管時(shí)可能遇到的另一個(gè)問(wèn)題是由于在水下通氣管 的呼吸管中存在有水而導(dǎo)致呼吸困難。水有時(shí)能經(jīng)由呼吸管的一端或兩端進(jìn)入傳統(tǒng)的水下 通氣管。當(dāng)這些水積聚在呼吸管中妨礙空氣通過(guò)的位置和/或被使用者吸入時(shí)，會(huì)導(dǎo)致呼 氣困難。另外，在吸氣和/或呼氣過(guò)程中，當(dāng)存在于水下通氣管的呼吸管中的水會(huì)隨著空氣 流過(guò)而弓I起令人心煩的汩汩或冒泡的噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要一種消除或減少上述問(wèn)題中的一部分或全部的水下呼吸裝置。 本發(fā)明的一個(gè)方面為一種可用在水下呼吸裝置中的呼氣閥。該呼氣閥可構(gòu)造為用
以在該水下呼吸裝置的使用者的氣道中產(chǎn)生呼氣末正壓。該呼氣閥可包括限定出呼氣口和至少一個(gè)腔口的板；連接到呼氣口的呼氣導(dǎo)管；以及可密封地抵靠上述板的表面的柔性 膜。呼氣導(dǎo)管的下部可被隔片分隔，該隔片將呼氣導(dǎo)管和呼氣口分隔成連接到第一呼氣導(dǎo) 管的第一呼氣口和連接到第二呼氣導(dǎo)管的第二呼氣口 。柔性膜的尺寸和位置可設(shè)置為能夠 密封第一呼氣口和第二呼氣口。柔性膜可構(gòu)造為具有完全密封狀態(tài)、部分密封狀態(tài)以及非 密封狀態(tài)。在完全密封狀態(tài)中，柔性膜密封第一呼氣口和第二呼氣口，由此沒(méi)有基本上空氣 也沒(méi)有水能夠流過(guò)第一呼氣口和第二呼氣口 。在部分密封狀態(tài)中，柔性膜密封第二呼氣口 ， 但不密封第一呼氣口，由此空氣和水能夠從(一個(gè)或多個(gè))腔口流過(guò)第一呼氣口，并且基本 上沒(méi)有水能夠從第二呼氣導(dǎo)管流過(guò)第二呼氣口。在非密封狀態(tài)中，柔性膜不密封第一呼氣 口和第二呼氣口，由此空氣和水能夠從(一個(gè)或多個(gè))腔口流過(guò)第一呼氣口和第二呼氣口。
本發(fā)明的另一方面為一種呼氣閥，該呼氣閥可包括限定出一個(gè)或多個(gè)腔口的板、 及連接到該板的呼氣導(dǎo)管，其中每個(gè)腔口具有以基本上平行于呼氣導(dǎo)管的側(cè)壁的方向來(lái)定 向的側(cè)壁。此外，第一呼氣口和第二呼氣口可基本上呈新月形(crescent-sh即ed)，而第二 呼氣口和第二呼氣導(dǎo)管可基本上呈橄欖形(marquise-sh即ed)。而且，第一呼氣導(dǎo)管限定的 容積可小于第二呼氣導(dǎo)管限定的容積。另外，柔性膜還可包括形成在該柔性膜上的第一突 起部，該第一突起部的尺寸和位置設(shè)置為當(dāng)柔性膜處于完全密封狀態(tài)時(shí)該第一突起部伸入 到第一呼氣導(dǎo)管中。而且，柔性膜還可包括形成在該柔性膜上的第二突起部，第二突起部的 尺寸和位置設(shè)置為當(dāng)該柔性膜處于完全密封狀態(tài)或部分密封狀態(tài)時(shí)該第二突起部伸入到 第二呼氣導(dǎo)管中。第一突起部的尺寸和位置可設(shè)置為當(dāng)柔性膜轉(zhuǎn)變到完全密封狀態(tài)時(shí)以抵 靠方式對(duì)第一呼氣導(dǎo)管的側(cè)壁施加偏壓，以便抑制柔性膜中的振動(dòng)。第二突起部的尺寸和 位置可設(shè)置為當(dāng)柔性膜轉(zhuǎn)變到完全密封狀態(tài)或者部分密封狀態(tài)時(shí)以抵靠方式對(duì)隔片施加 偏壓，以便抑制柔性膜中的振動(dòng)。此外，上述(一個(gè)或多個(gè))腔口的最大開(kāi)口尺寸可小于第 二呼氣口的最大開(kāi)口尺寸。 本發(fā)明的又一方面為一種水下呼吸裝置，該水下呼吸裝置可構(gòu)造為用以在該水下 呼吸裝置的使用者的氣道中產(chǎn)生呼氣末正壓。該水下呼吸裝置可包括腔和閥。該腔可包括 呼吸口和呼氣口 。該腔可構(gòu)造為當(dāng)空氣經(jīng)由呼吸口以同時(shí)限制空氣從呼吸口逸出的方式被 呼出到該腔內(nèi)時(shí)，沒(méi)有不受限制的離開(kāi)該腔的通道來(lái)使得空氣能夠經(jīng)由該通道離開(kāi)該水下 呼吸裝置，由此，使被呼出的空氣在該腔內(nèi)產(chǎn)生呼氣壓。該閥可包括限定出呼氣口的板； 連接到該呼氣口的呼氣導(dǎo)管；以及柔性膜，其可密封地抵靠該板的表面。呼氣導(dǎo)管的下部可 被隔片分隔，該隔片將呼氣導(dǎo)管和呼氣口分隔成連接到第一呼氣導(dǎo)管的第一呼氣口和連接 到第二呼氣導(dǎo)管的第二呼氣口 。柔性膜的尺寸和位置可設(shè)置為能夠密封第一呼氣口和第二 呼氣口。柔性膜可構(gòu)造為使開(kāi)啟力(其包括該腔內(nèi)的任何呼氣壓)沿第一方向?qū)θ嵝阅な?加偏壓，并使閉合力沿第二方向?qū)θ嵝阅な┘悠珘?，該第一方向與該第二方向基本上相反。 柔性膜可構(gòu)造為具有完全密封狀態(tài)、部分密封狀態(tài)以及非密封狀態(tài)。在完全密封狀態(tài)中，柔 性膜密封第一呼氣口和第二呼氣口 ，使得基本上沒(méi)有空氣也沒(méi)有水能夠流過(guò)第一呼氣口和 第二呼氣口 。在部分密封狀態(tài)中，柔性膜密封第二呼氣口 ，但不密封第一呼氣口 ，使得空氣 和水能夠從(一個(gè)或多個(gè))腔口流過(guò)第一呼氣口，并且水基本上不能夠從第二呼氣導(dǎo)管流 過(guò)第二呼氣口 。在非密封狀態(tài)中，柔性膜不密封第一呼氣口和第二呼氣口 ，使得空氣和水能 夠從(一個(gè)或多個(gè))腔口流過(guò)第一呼氣口和第二呼氣口。 本發(fā)明的再一方面為，當(dāng)水下呼吸裝置的至少一部分浸沒(méi)在水中時(shí)，該水下呼吸裝置的閉合力可包括環(huán)境水壓(ambient water pressure)。另外，水下呼吸裝置的開(kāi)啟力 還可包括柔性膜的偏壓(biasing pressure)。此外，第二呼氣導(dǎo)管限定的容積可至少為第 一呼氣通道限定的容積的兩倍。 本發(fā)明的又一方面為一種水下呼吸裝置，該水下呼吸裝置構(gòu)造為用以在該水下呼 吸裝置的使用者的氣道中產(chǎn)生呼氣末正壓，該水下呼吸裝置可包括腔和閥。該腔可包括呼 吸口和呼氣口 。該腔可構(gòu)造為當(dāng)空氣經(jīng)由該呼吸口以同時(shí)限制空氣從呼吸口逸出的方式被 呼出到該腔內(nèi)時(shí)，沒(méi)有不受限制的離開(kāi)該腔的通道來(lái)使得空氣能夠經(jīng)由該通道離開(kāi)該水下 呼吸裝置，由此，使被呼出的空氣在該腔內(nèi)產(chǎn)生呼氣壓。該閥可構(gòu)造為限制氣流從該腔流過(guò) 該呼氣口 ，使得當(dāng)該腔浸沒(méi)在水中時(shí)，該腔內(nèi)的任何呼氣壓與該閥的偏壓結(jié)合沿第一方向 對(duì)該閥施加偏壓，并且環(huán)境水壓沿第二方向?qū)υ撻y施加偏壓，其中該第一方向與該第二方 向基本上相反。該閥可構(gòu)造為具有完全密封狀態(tài)和非密封狀態(tài)。當(dāng)處于完全密封狀態(tài)時(shí)， 基本上沒(méi)有空氣也沒(méi)有水能夠流過(guò)該呼氣口。當(dāng)該腔內(nèi)的任何呼氣壓與該閥的偏壓結(jié)合基 本上低于環(huán)境水壓時(shí)，閥可處于該完全密封狀態(tài)。當(dāng)處于非密封狀態(tài)時(shí)，空氣和水能夠從該 腔流過(guò)該呼氣口。當(dāng)該腔內(nèi)的任何呼氣壓與該閥的偏壓結(jié)合基本上高于環(huán)境水壓時(shí)，閥可 處于該非密封狀態(tài)。 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，水下呼吸裝置包括構(gòu)造成具有部分密封狀態(tài)的閥。當(dāng)處 于該部分密封狀態(tài)時(shí)，空氣和水能夠從腔流過(guò)第一呼氣口 ，但不能流過(guò)第二呼氣口 。當(dāng)該腔 內(nèi)的任何呼氣壓與該閥的偏壓結(jié)合基本上等于環(huán)境水壓時(shí)，該閥可處于該部分密封狀態(tài)。
通過(guò)以下對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的示范性實(shí)施例的上 述的和其它的方面變得更為顯而易見(jiàn)。


附圖包括示范性實(shí)施例的圖，用以進(jìn)一步詮釋本發(fā)明的上述的和其它的方面。應(yīng)
理解的是，這些附圖僅描繪了本發(fā)明的示范性實(shí)施例，而并非旨在限制本發(fā)明的范圍。以下
將通過(guò)利用附圖來(lái)更為具體和詳細(xì)地描述及說(shuō)明本發(fā)明的這些示范性實(shí)施例，在附圖中 圖1A是示范性的組裝后的水下通氣管的立體圖； 圖IB是圖1A的示范性水下通氣管的立體分解圖； 圖2A是示范性下基座的立體圖； 圖2B是圖2A的示范性下基座的立體剖視圖； 圖2C是圖2A的示范性下基座的另一剖視圖； 圖3A是示范性柔性膜的立體圖； 圖3B是圖3A的示范性柔性膜的剖視圖； 圖3C是另一示范性柔性膜的剖視圖； 圖4A是示范性呼氣閥的剖視圖，該示范性呼氣閥包括通過(guò)示范性接頭組裝在一 起的圖2A至圖2C的示范性下基座和圖3A及圖3B的示范性柔性膜，示出了在吸氣過(guò)程中 處于完全密封狀態(tài)的呼氣閥； 圖4B是圖4A的示范性呼氣閥和示范性接頭的剖視圖，示出了在正常呼氣的開(kāi)始 階段中處于完全密封狀態(tài)的呼氣閥； 圖4C是圖4A的示范性呼氣閥和示范性接頭的剖視圖，示出了在正常呼氣的后續(xù)狀態(tài)下處于部分密封狀態(tài)的呼氣閥； 圖4D是圖4A的示范性呼氣閥和示范性接頭的剖視圖，示出了在強(qiáng)力呼氣 (forceful exhalation)過(guò)程中處于非密封狀態(tài)的呼氣閥。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的示范性實(shí)施例總體上針對(duì)一種用于水下呼吸裝置的呼氣閥。該呼氣閥 構(gòu)造為用以在水下呼吸裝置的使用者的氣道中產(chǎn)生呼氣末正壓，并且構(gòu)造為最小化或消除 若在呼出空氣的路徑中存在水的情況下在呼氣時(shí)可能產(chǎn)生的汩汩聲。然而，本發(fā)明的示范 性實(shí)施例不局限于水下呼吸裝置。應(yīng)理解的是，根據(jù)本說(shuō)明書(shū)，在此披露的結(jié)構(gòu)可成功地與 任何預(yù)定用于在使用者氣道中產(chǎn)生呼氣末正壓的裝置一起使用，或用以減小任何這類(lèi)裝置 中的汩汩聲。例如，在此披露的結(jié)構(gòu)可裝備到水中呼吸器或水肺裝備中，用以提供呼氣末正 壓，或者可與醫(yī)院中供病人使用的呼吸機(jī)管道一起使用，以減小所述管道中的汩汩聲。
另外，為了有助于描述呼氣閥，在此使用諸如"頂部"、"底部"、"前部"、"后部"、"右 側(cè)"、"左側(cè)"以及"側(cè)部"等詞語(yǔ)描述附圖，附圖并非必須按比例繪制。然而，應(yīng)理解的是，在 此披露的本發(fā)明的示范性實(shí)施例可設(shè)置于水下呼吸裝置或其它裝置內(nèi)的多種期望的位置， 包括多種角度、側(cè)置且甚至倒置?，F(xiàn)在將詳細(xì)描述用于水下呼吸裝置的呼氣閥。
如下文所述及附圖中所示，呼氣閥可與諸如水中呼吸器或水肺調(diào)節(jié)器、或水下通 氣管一起使用。例如，呼氣閥可與水下通氣管的吸氣閥一同起作用，或者呼氣閥可與吸氣閥 結(jié)合。無(wú)論水下通氣管是僅包括單根呼吸導(dǎo)管、還是同時(shí)包括吸氣通道和呼氣通道，呼氣閥 都可設(shè)置在該水下通氣管的呼吸導(dǎo)管的頂部或底部。呼氣閥大體上構(gòu)造為當(dāng)水下通氣管的 使用者呼氣時(shí)開(kāi)啟，以使被呼出的空氣能排出該水下通氣管。呼氣閥大體上還構(gòu)造為當(dāng)水 下通氣管的使用者不呼氣時(shí)(如在吸氣過(guò)程中或各次呼吸的間隔過(guò)程中)關(guān)閉。在水下通 氣管包括吸氣通道和呼氣通道的情況下，關(guān)閉的呼氣閥可防止殘留于呼氣通道內(nèi)的被呼出 的空氣返回到吸氣通道中，由此引導(dǎo)所述被呼出的空氣穿過(guò)正確的呼氣通道。另外，還可防 止存在于呼氣通道中的水進(jìn)入到吸氣通道中，從而避免水下通氣管的使用者吸入水。
1.示范性水下通氣管 現(xiàn)在參閱圖1A和圖1B，其揭示了一種示范性水下通氣管100。通常，水下通氣管 100便于經(jīng)由吸氣通道(其大體上包括吸氣閥102以及部分的主管106、連接管108和接頭 110)吸氣到使用者的咬嘴116，以及從咬嘴116呼氣到呼氣通道(其大體上包括接頭110 的一部分以及呼氣閥112、呼氣管118和呼氣出口 104)，被呼出的空氣從該呼氣通道排出水 下通氣管100。水下通氣管100包括吸氣閥102和呼氣閥112。當(dāng)水下通氣管100被使用 時(shí)，外界空氣單向流過(guò)吸氣閥102且經(jīng)由吸氣通道到達(dá)咬嘴116，并在該咬嘴116處被使用 者吸入。使用者隨后呼出的空氣則流過(guò)呼氣閥112并穿過(guò)呼氣通道，被呼出的空氣經(jīng)由該 呼氣通道排出水下通氣管100。下面將更詳細(xì)地描述關(guān)于吸氣通道、咬嘴以及呼氣通道的示 范性結(jié)構(gòu)。 如圖1A所示，水下通氣管100包括吸氣閥102、呼氣出口 104、主管106、連接管 108、接頭110、呼氣閥112、底蓋114以及咬嘴116。吸氣閥102附連到主管106的頂端并使 空氣能夠被吸入到水下通氣管100中。該吸氣閥可構(gòu)造成與公開(kāi)號(hào)為2006/0260703、名稱 為"Check Valve (止回閥)"的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中所披露的止回閥相同，在此以援引的方式完整地并入該專(zhuān)利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容。 連接管108將主管106的底端連接到接頭110。呼氣閥112大體上被封閉于接頭 110內(nèi)，并使空氣能夠經(jīng)由呼氣出口 104排出水下通氣管。底蓋114附連到接頭110的底 部，并使來(lái)自于將水下通氣管100部分地浸沒(méi)在其中的水的環(huán)境水壓與呼氣閥112相互作 用，如本文的其它部分所述。咬嘴116附連到接頭110的頂部，使得使用者能夠吸入經(jīng)由吸 氣閥102進(jìn)入到水下通氣管100中的空氣，并使得使用者呼出的空氣能夠經(jīng)由呼氣閥112 和呼氣出口 104排出水下通氣管。 如圖IB所示，水下通氣管100還包括呼氣管118、襯套120、下基座200以及柔性 膜300。如圖1B所示，呼氣管118將下基座200與限定在吸氣閥102中的呼氣出口 104相 連，以使得被呼出的空氣連同任何無(wú)意中進(jìn)入水下通氣管中的水能夠經(jīng)由呼氣出口 104排 出水下通氣管100。底蓋114和下基座200能夠用于將柔性膜300附連到下基座200的表 面。柔性膜300可密封地抵靠下基座200的表面，并且柔性膜300的尺寸和位置設(shè)置為能 夠密封呼氣管118，以便在水下通氣管100的使用者的氣道中產(chǎn)生呼氣末正壓。
由呼氣閥112產(chǎn)生的呼氣末正壓可減小水下呼吸的總的做功量。進(jìn)一步而言，呼 氣末正壓可通過(guò)減少因水下呼吸引起的呼吸肌疲勞而協(xié)助保持肺活量。另外，呼氣末正壓 還可改善肺中的肺泡氣囊(alveolar air sac)和相關(guān)結(jié)構(gòu)的氣體交換功能。而且，呼氣末 正壓還可減小使用者在水下呼吸的過(guò)程中的靜態(tài)呼吸頻率(resting respiratory rate)。 另外，呼氣末正壓還可通過(guò)保護(hù)肺活量及改善肺泡氣體交換而延長(zhǎng)舒適的單次呼吸潛水時(shí) 間。 2.示范性呼氣閥下基座 現(xiàn)在將參考圖2A-圖2C描述下基座200的更多的方面。如圖2A所示，下基座200 包括板202。板202限定出多個(gè)腔口 204。雖然圖中所示的板202限定了五個(gè)均基本上呈 圓形或橢圓形的腔口 204，但應(yīng)理解的是，具有其它形狀的其它數(shù)目的腔口也是可行并且可 預(yù)期的。另外，腔口 204的尺寸和結(jié)構(gòu)可設(shè)置為防止可能在無(wú)意中經(jīng)由諸如咬嘴116進(jìn)入 水下通氣管100的礫石或者其它大的巖屑沉積在呼氣閥112或呼氣管118(參見(jiàn)圖1B)中。 例如，每個(gè)腔口 204的最大開(kāi)口尺寸(open dimension)可小于第二呼氣口 216的最大開(kāi)口 尺寸，以便確保礫石或者其它大的巖屑不會(huì)沉積在下文中將表述的第二呼氣口 216或第二 呼氣導(dǎo)管218中。 板202還限定出呼氣口 206。下基座200還包括連接到呼氣口 206的呼氣導(dǎo)管208。 如圖2A和圖2B所示，呼氣導(dǎo)管208的下部被隔片210分隔，隔片210將呼氣導(dǎo)管208和呼 氣口 206分隔成連接到第一呼氣導(dǎo)管214的第一呼氣口 212和連接到第二呼氣導(dǎo)管218的 第二呼氣口 216。請(qǐng)注意，每個(gè)腔口 204的側(cè)壁是以基本上平行于呼氣導(dǎo)管208的內(nèi)側(cè)壁的 方向定向的(最好地示出于圖3A的中部的腔口 204中)。這種平行的定向可使得腔口 204 能夠用與呼氣導(dǎo)管208的內(nèi)部側(cè)壁相同的模制滑塊(mold slider)(未示出)來(lái)模制。
如圖2A和圖2C所示，隔片210可被彎曲并偏離中心地定位在呼氣導(dǎo)管208內(nèi)，這 使得第一呼氣口 212和第一呼氣導(dǎo)管214基本上呈新月形，而第二呼氣口 216和第二呼氣 導(dǎo)管218基本上呈橄欖形(marquis-sh即ed)。在本實(shí)施例中，隔片210的彎曲形狀和偏離 中心的位置還導(dǎo)致第一呼氣導(dǎo)管214限定的容積小于第二呼氣導(dǎo)管218限定的容積。具體 地，在一些示范性實(shí)施例中，第二呼氣導(dǎo)管218限定的容積可至少是第一呼氣導(dǎo)管214限定的容積的兩倍。如下文參照?qǐng)D4C所述，第二呼氣導(dǎo)管218的這一增大的容積可使得用于存儲(chǔ)收集的水的存儲(chǔ)容量增大。 在圖2A和圖2B中還示出了可選的肋220，該肋220限定了第一呼氣口 212和第二呼氣口 216的周界，包括隔片210的暴露的邊緣。如圖2B所示，肋220在板202的另一表面的下方延伸，且肋220因此而起到襯墊的作用，從而在第一呼氣口 212及第二呼氣口 216與柔性膜300之間實(shí)現(xiàn)更好的密封(例如圖4A和圖4B所示)。因此，肋220可用作板202的一個(gè)表面，該表面可被柔性膜300抵靠密封(例如圖4A和圖4B所示)。
3.示范性呼氣閥柔性膜 現(xiàn)在將參考圖3A和圖3B描述柔性膜300的另外的方面。如圖3A所示，柔性膜300包括外緣302、內(nèi)部的可膨脹折疊部304、第一突起部306以及第二突起部308。外緣302構(gòu)造為附連到下基座200的板202 (參見(jiàn)圖2A)，并保持對(duì)于板202的氣密及水密密封。內(nèi)部的可膨脹折疊部304構(gòu)造為使膜300能夠在受到使用者呼氣的作用時(shí)膨脹、而在受到水下通氣管100部分地或完全地浸沒(méi)于其中的水形成的環(huán)境水壓的作用時(shí)收縮。圖3B中所示膜300的大體上向下的彎曲導(dǎo)致了該柔性膜的向下的偏壓310，偏壓310有助于抵消環(huán)境水壓的向上的力。下面將結(jié)合圖4A-圖4D描述第一突起部306和第二突起部308的另外的方面。 現(xiàn)在將參考圖3C描述替代性的柔性膜300'。柔性膜300'與圖3A和圖3B的柔性膜300基本相同，只是柔性膜300'包括肋312，該肋312限定第一突起部306和第二突起部308的周界，因此對(duì)應(yīng)于與圖2A中所示的第一呼氣口 212和第二呼氣口 216的周界。如圖3C所示，肋312在柔性膜300'的上表面的上方延伸，且肋312因此而起到襯墊的作用，從而在柔性膜300'與第一呼氣口 212及第二呼氣口 216之間實(shí)現(xiàn)更好的密封(參見(jiàn)圖2A)。應(yīng)理解的是，肋312可用于替代圖2A和圖2B中所示的肋220，或與肋220結(jié)合使用。
4.示范性呼氣閥的操作 現(xiàn)在將參考圖4A-圖4D來(lái)描述呼氣閥112的操作的另外的方面。具體地，圖4A示出了在吸氣過(guò)程中處于完全密封狀態(tài)的吸氣閥112，圖4B示出了在正常呼氣的開(kāi)始階段中處于完全密封狀態(tài)的呼氣閥，圖4C示出了在正常呼氣的后續(xù)階段中處于部分密封狀態(tài)的呼氣閥112，而圖4D示出了在強(qiáng)力呼氣過(guò)程中處于非密封狀態(tài)的呼氣閥112。現(xiàn)在將結(jié)合圖4A-圖4D來(lái)描述水下通氣管100的操作。以下描述中假定水下通氣管被部分地浸沒(méi)在水中的使用者所使用，并且吸氣閥102向上延伸到水面上方。
a.吸氣 首先參考圖4A描述水下通氣管100在吸氣過(guò)程中的操作。隨著水下通氣管100的使用者吸氣，空氣150經(jīng)由吸氣閥102(參見(jiàn)圖1A和圖1B)進(jìn)入水下通氣管100中?？諝?50接下來(lái)穿過(guò)主管106和連接管108(參見(jiàn)圖1A和圖1B)，由連接管108進(jìn)入由接頭110限定的吸氣導(dǎo)管122并進(jìn)入同樣由接頭110限定的腔124內(nèi)。其后空氣150經(jīng)過(guò)由接頭100限定的呼吸口 126并經(jīng)由咬嘴116(參見(jiàn)圖1A和圖1B)進(jìn)入使用者的嘴部和肺部。
在吸氣過(guò)程中，如圖4A所示，水下通氣管100周?chē)乃沫h(huán)境水壓128將柔性膜300推抵到板202上，由此以"完全密封狀態(tài)"將第一呼氣口 212和第二呼氣口 216密封。在完全密封狀態(tài)中，之前所呼出的空氣或任何水基本上均不能夠從第一呼氣導(dǎo)管214和第二呼氣導(dǎo)管218經(jīng)由第一呼氣口 212和第二呼氣口 216流到腔124，從而避免了在吸氣過(guò)程中吸入水和/或之前所呼出的空氣。 如圖4A所示，形成在柔性膜300上的第一突起部306的尺寸和位置設(shè)置為當(dāng)柔性膜300處于完全密封狀態(tài)時(shí)該第一突起部306延伸到第一呼氣導(dǎo)管214中。類(lèi)似地，形成在柔性膜300上的第二突起部308的尺寸和位置設(shè)置為當(dāng)柔性膜300處于完全密封狀態(tài)或處于部分密封狀態(tài)時(shí)該第二突起部308伸入到第二呼氣導(dǎo)管218中，如以下結(jié)合圖2C所述。下文將更詳細(xì)地描述第一突起部306和第二突起部308的作用。
b.正常呼氣的開(kāi)始階段 現(xiàn)在將參考圖4B描述在正常呼氣的開(kāi)始階段中水下通氣管100的操作。在此所使用的術(shù)語(yǔ)"正常呼氣"是指以大約100ml/s到大約450ml/s的速率呼氣。當(dāng)水下通氣管100的使用者正常呼氣時(shí)，空氣150從使用者的肺部和嘴部經(jīng)由呼吸口 126返回到腔124內(nèi)。由于空氣進(jìn)入吸氣導(dǎo)管122所經(jīng)過(guò)的吸氣閥102是單向閥，所以被使用者呼出到腔124中的空氣150不能經(jīng)由吸氣導(dǎo)管122排出水下通氣管100。同時(shí)，環(huán)境水壓128繼續(xù)將柔性膜300壓抵于板202上，由此將呼氣閥112保持在完全密封狀態(tài)，在此狀態(tài)下第一呼氣口212和第二呼氣口 216是密封的，因此基本上沒(méi)有空氣和水能夠從腔124經(jīng)由腔口 204并經(jīng)由第一呼氣口 212和第二呼氣口 216流過(guò)。因此，被呼出的空氣150積聚在腔124中而在該腔124中形成呼氣壓130。只要腔124內(nèi)的呼氣壓128與柔性膜300的偏壓310(參見(jiàn)圖3B)結(jié)合基本上低于環(huán)境水壓128，呼氣閥112就會(huì)保持處于完全密封狀態(tài)。
c.正常呼氣的后續(xù)階段 現(xiàn)在將參考圖4C描述在正常呼氣的后續(xù)階段中水下通氣管100的操作。隨著水下通氣管100的使用者繼續(xù)正常呼氣，并且隨著空氣150繼續(xù)從使用者的肺部和嘴部經(jīng)由呼吸口 126返回到腔124中，被呼出的空氣150將繼續(xù)積聚在腔124中，由此使腔124中的呼氣壓130穩(wěn)定地增大。 一旦腔124內(nèi)的呼氣壓128與柔性膜300的偏壓310(參見(jiàn)圖3B)結(jié)合基本上等于環(huán)境水壓128，呼氣閥112就將轉(zhuǎn)變到圖4C中所示的"部分密封狀態(tài)"。當(dāng)處于部分密封狀態(tài)時(shí)，柔性膜300密封第二呼氣口 216，但不密封第一呼氣口 212，這使得空氣150能夠從腔124流過(guò)腔口 204、第一呼氣口 212、第一呼氣導(dǎo)管214，并經(jīng)由呼氣管118和呼氣出口 104(參見(jiàn)圖1A和圖1B)排出水下通氣管100。只要腔124內(nèi)的呼氣壓128與柔性膜300的偏壓310(參見(jiàn)圖3B)結(jié)合保持為基本上等于環(huán)境水壓128，呼氣閥112就會(huì)保持處于部分密封狀態(tài)。 在環(huán)境水壓128過(guò)大以致單獨(dú)地與呼氣壓128相抵消的情況下，可能需要將呼氣壓128與偏壓310結(jié)合。例如，在水下通氣管100的使用者沿水體表面游動(dòng)的情況下，柔性膜300可能浸沒(méi)在大約28cm的深度處，而使用者的肺部的中心可能僅浸沒(méi)在大約13cm的深度處。在這種情況下，柔性膜300可構(gòu)造為施加這樣的偏壓310 :該偏壓310相當(dāng)于使用者肺部的形心(centroid)與柔性膜300之間的深度差、或處于該深度差的范圍內(nèi)。在本實(shí)例中，為了解決作用于使用者肺部的水壓與作用于柔性膜300的水壓之間的壓差，可使偏壓310介于大約10cm水壓與大約15cm水壓之間。這樣將為使用者提供大約Ocm水壓至大約5cm水壓之間的水壓來(lái)作為呼氣末正壓，這對(duì)于許多使用者而言可能在生理上較為舒適?？衫迷诖嗣枋龅氖痉缎院魵忾y來(lái)實(shí)現(xiàn)相對(duì)于使用者肺部的形心的深度的、適度的呼氣壓增大。應(yīng)理解的是，上述這些深度僅是估計(jì)值，并可能隨著使用者的體型和/或游泳技術(shù)的不同而不同。
如圖4C所示，第一突起部306的尺寸和位置設(shè)置為起到流動(dòng)輪廓的作用，用以更好地引導(dǎo)空氣流入第一導(dǎo)管214中。詳細(xì)而言，當(dāng)被呼出的空氣150進(jìn)入第一導(dǎo)管214中時(shí)，即與第一突起部306接觸。第一突起部306的形狀為用以引導(dǎo)空氣150在向上流入第一導(dǎo)管214的路徑上沿該第一突起部306順暢地流動(dòng)。因此，第一突起部306的尺寸、形狀以及位置能夠有助于使得空氣流動(dòng)順暢并減少紊流。 另夕卜，圖4C還揭示了第一突起部306的除水和減小噪聲的特性。任何無(wú)意中進(jìn)入腔124內(nèi)的水170將自然地向下流到柔性膜300。在正常呼氣過(guò)程中，存留在柔性膜300上的水170可導(dǎo)致汩汩的噪聲，這對(duì)水下通氣管100的使用者而言會(huì)是令人不適的。當(dāng)柔性膜從完全密封狀態(tài)轉(zhuǎn)變到部分密封狀態(tài)時(shí)，第一突起部306的尺寸、形狀以及位置將有助于流動(dòng)的空氣150將水170沿第一突起部306的輪廓向上引入第一呼氣導(dǎo)管214中。由于第一突起部306位于柔性膜300的最低點(diǎn)附近并由此填塞了一些空間(否則的話水170易于在這些空間中攪動(dòng))，所以第一突起部306的位置還可有助于減少水170的攪動(dòng)。
如在本文的其它部分所述，隔片210可在呼氣導(dǎo)管208內(nèi)偏離中心地設(shè)置，并且還可以是彎曲的。偏離中心和彎曲的上述結(jié)合使得第一呼氣導(dǎo)管214具有細(xì)長(zhǎng)的新月形的輪廓，這使得空氣150流過(guò)第一呼氣導(dǎo)管214的速度相對(duì)的高。 一旦水170被空氣150推送入第一呼氣導(dǎo)管214中，第一呼氣導(dǎo)管214內(nèi)的空氣150的這種相對(duì)高的氣流速度將使水170被一直推送到隔片210的頂部。 一旦水170到達(dá)隔片210的頂部，水170中的大部分能夠溢過(guò)隔片210進(jìn)入第二呼氣導(dǎo)管218，水將被收集到該第二呼氣導(dǎo)管218中以待使用者進(jìn)行強(qiáng)力呼氣，如下文結(jié)合圖4D所述。第二呼氣導(dǎo)管218的(相對(duì)于第一呼氣導(dǎo)管214)相對(duì)較大的容量能夠容納相對(duì)較大量的待收集的水170，使得溢出到第一呼氣導(dǎo)管214的水170更少，從而保持第一呼氣導(dǎo)管214不發(fā)出汩汩聲，以使呼氣更為安靜。作為選擇，隔片210的彎曲和/或隔片210偏離中心的定位可替代性地在不減小第二呼氣導(dǎo)管218的容量的情況下，使得隔片210相對(duì)于可選擇的平直中線隔片更短、從而更容易引導(dǎo)水流過(guò)隔片210的頂部并進(jìn)入第二呼氣導(dǎo)管218中。 一旦水170被收集到第二呼氣導(dǎo)管218中之后，當(dāng)通過(guò)水下通氣管100進(jìn)行正常呼吸時(shí)，水170就不會(huì)再產(chǎn)生令人不舒適的汩汩的噪聲。
現(xiàn)在將參考圖4A和圖4D描述在正常呼氣過(guò)程中水下通氣管100的操作的其它方面。當(dāng)使用者以平緩的正常速率呼氣時(shí)，由于呼氣閥112周期性地允許被呼出的空氣150穿過(guò)第一呼氣口 212流通，呼氣閥112將會(huì)維持腔124中的呼氣壓130。在實(shí)踐中，呼氣閥112可表現(xiàn)出抖動(dòng)特性，即隨著呼氣閥112調(diào)節(jié)腔124中的呼氣壓130，呼氣閥112反復(fù)地開(kāi)啟和關(guān)閉。這種抖動(dòng)的結(jié)果是，隨著呼氣閥112反復(fù)地圖4C所示的部分密封狀態(tài)轉(zhuǎn)變到圖4A所示的完全密封狀態(tài)，使用者可聽(tīng)到噪聲并感覺(jué)到振動(dòng)。 為了抑制這種噪聲和振動(dòng)，柔性膜300的第一突起部306的尺寸和位置設(shè)置為當(dāng)柔性膜轉(zhuǎn)變到完全密封狀態(tài)時(shí)即以抵靠方式對(duì)第一呼氣導(dǎo)管214的側(cè)壁施加偏壓，以便抑制柔性膜300中的振動(dòng)。第一突起部306的尺寸和位置還設(shè)置為使得第一突起部306的底部被定位成更靠近隔片210的底部而不是第一呼氣導(dǎo)管214的側(cè)壁的底部。這種定位將第一突起部306的底部設(shè)置為與第一呼氣導(dǎo)管214側(cè)壁的底部相距適中的距離，并且可用于使第一突起部306的接觸點(diǎn)位于呼氣導(dǎo)管208的內(nèi)表面的更高處，從而可實(shí)現(xiàn)板202與柔性膜300之間的更好的密封。[OOSO] d.強(qiáng)力呼氣
現(xiàn)在參考圖4D描述在強(qiáng)力呼氣過(guò)程中水下通氣管100的操作。本文所使用的術(shù)語(yǔ)"強(qiáng)力呼氣"是指以比大約450ml/s更高的速率呼氣。當(dāng)水下通氣管的使用者強(qiáng)力呼氣時(shí)，腔124中的呼氣壓130將顯著地增大。隨著呼氣壓130與柔性膜300的偏壓310 (參見(jiàn)圖3B)結(jié)合，迅速地從大致等于環(huán)境水壓128轉(zhuǎn)變到顯著地大于環(huán)境水壓128，呼氣閥112將轉(zhuǎn)變到圖4D所示的"非密封狀態(tài)"。當(dāng)處于非密封狀態(tài)時(shí)，柔性膜300既不密封第一呼氣口 212也不密封第二呼氣口 216，這使得空氣150可經(jīng)由腔124流過(guò)腔口 204、第一呼氣口212，第二呼氣口 216、第一呼氣導(dǎo)管214、第二呼氣導(dǎo)管218，并經(jīng)由呼氣管118和呼氣出口104(參見(jiàn)圖1A和圖1B)排出水下通氣管IOO。只要腔124內(nèi)的呼氣壓128與柔性膜300的偏壓310 (參見(jiàn)圖3B)結(jié)合，保持為基本上大于環(huán)境水壓128，呼氣閥112就會(huì)保持處于非密封狀態(tài)。 在圖4D所示的非密封狀態(tài)中，強(qiáng)力呼出的空氣150的壓力還將使任何余留在柔性膜300上的、或者位于第一呼氣導(dǎo)管214中或被收集到第二呼氣導(dǎo)管218中的水與空氣150一起流過(guò)第一呼氣導(dǎo)管214或第二呼氣導(dǎo)管218，并經(jīng)由呼氣管118和呼氣出口 104 (參見(jiàn)圖1A和圖1B)排出水下通氣管100。由此，這種強(qiáng)力呼氣就使得水下通氣管100中的全部的但相對(duì)少量的水170被去除。例如，在一次強(qiáng)力呼氣之后，僅有大約5ml到大約10ml的水170可能殘留于水下通氣管100中。由于在隨后的呼氣過(guò)程中即使這些少量的殘留水170也可能導(dǎo)致汩汩聲，因此第二呼氣導(dǎo)管218的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)置為用于收集上述少量的殘留水170。如圖4C所示，位于殘留的水170上方的隔片210用于在正常的呼氣過(guò)程中將殘留的水170與氣流150隔離，以將殘留的水170與氣流150隔開(kāi)并防止產(chǎn)生任何汩汩聲。 現(xiàn)在參考圖4A和圖4D描述在強(qiáng)力呼氣過(guò)程中水下通氣管100的操作的另外的方面。當(dāng)使用者強(qiáng)力呼氣時(shí)，由于隨著被呼出的空氣沿著經(jīng)由呼氣管118(參見(jiàn)圖1B)通向呼氣出口 104的路徑向上流過(guò)第一呼氣導(dǎo)管214和第二呼氣導(dǎo)管218，呼氣閥112周期性地允許被呼出的空氣150穿過(guò)第一呼氣口 212和第二呼氣口 216流通，因此呼氣閥112將會(huì)維持腔124中的呼氣壓130。如同正常呼氣那樣，呼氣閥112可在強(qiáng)力呼氣過(guò)程中表現(xiàn)出抖動(dòng)特性，即隨著呼氣閥112調(diào)節(jié)腔124中的呼氣壓130，呼氣閥112有規(guī)律地開(kāi)啟和關(guān)閉。這種抖動(dòng)的結(jié)果是，隨著呼氣閥112從圖4D中所示的非密封狀態(tài)轉(zhuǎn)變到圖4A中所示的完全密封狀態(tài)，使用者可聽(tīng)到噪聲并感覺(jué)到振動(dòng)。 為了抑制這種噪聲和振動(dòng)，柔性膜300的第一突起部306的尺寸和位置設(shè)置為當(dāng)柔性膜轉(zhuǎn)變到完全密封狀態(tài)時(shí)即以抵靠方式對(duì)第一呼氣導(dǎo)管214的側(cè)壁施加偏壓，以便抑制柔性膜300中的振動(dòng)。類(lèi)似地，柔性膜300的第二突起部308的尺寸和位置設(shè)置為當(dāng)柔性膜轉(zhuǎn)變到完全密封狀態(tài)、或轉(zhuǎn)變到部分密封狀態(tài)時(shí)以抵靠方式對(duì)隔片210施加偏壓，以便抑制柔性膜300中的振動(dòng)。 如圖4C所示，第二突起部308的尺寸和位置還可設(shè)置為使第二突起部308的底部被定位成更靠近隔片的底部而不是第二呼氣導(dǎo)管218的側(cè)壁的底部。這種使得第二突起部308與第二呼氣導(dǎo)管218側(cè)壁的底部相距適中距離的定位可用以使第二突起部308的接觸點(diǎn)位于隔片210的更高處，從而可實(shí)現(xiàn)板202與柔性膜300之間的更好的密封。
雖然依據(jù)特定的示范性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是其它的示范性實(shí)施例也是可行的。因此，本發(fā)明的范圍僅應(yīng)由隨附的權(quán)利要求書(shū)來(lái)界定。
權(quán)利要求
一種用在水下呼吸裝置中的閥，該閥構(gòu)造為用于在該水下呼吸裝置的使用者的氣道中產(chǎn)生呼氣末正壓，該閥包括板，其限定出呼氣口和至少一個(gè)腔口；呼氣導(dǎo)管，其連接到所述呼氣口，該呼氣導(dǎo)管的下部被隔片分隔，該隔片將所述呼氣導(dǎo)管和所述呼氣口分隔成連接到第一呼氣口的第一呼氣導(dǎo)管和連接到第二呼氣口的第二呼氣導(dǎo)管；以及柔性膜，其可密封地抵靠所述板的表面，并且所述柔性膜的尺寸和位置設(shè)置為能夠密封所述第一呼氣口和所述第二呼氣口，所述柔性膜包括完全密封狀態(tài)，在該狀態(tài)中，所述柔性膜密封所述第一呼氣口和所述第二呼氣口，由此基本上沒(méi)有空氣也沒(méi)有水能夠流過(guò)所述第一呼氣口和所述第二呼氣口；部分密封狀態(tài)，在該狀態(tài)中，所述柔性膜密封所述第二呼氣口但不密封所述第一呼氣口，由此空氣和水能夠從所述至少一個(gè)腔口流過(guò)所述第一呼氣口，并且基本上沒(méi)有水能夠從所述第二呼氣導(dǎo)管流過(guò)所述第二呼氣口；以及非密封狀態(tài)，在該狀態(tài)中，所述柔性膜不密封所述第一呼氣口和所述第二呼氣口，由此空氣和水能夠從所述至少一個(gè)腔口流過(guò)所述第一呼氣口和所述第二呼氣口。
2. 如權(quán)利要求1所述的閥，其中所述至少一個(gè)腔口是以基本上平行于所述呼氣導(dǎo)管的側(cè)壁的方向定向的。
3. 如權(quán)利要求1所述的閥，其中所述第一呼氣口和所述第一呼氣導(dǎo)管基本上呈新月形；并且所述第二呼氣口和所述第二呼氣導(dǎo)管基本上呈橄欖形。
4. 如權(quán)利要求1所述的閥，其中所述第一呼氣導(dǎo)管限定的容積小于所述第二呼氣導(dǎo)管限定的容積。
5. 如權(quán)利要求1所述的閥，其中所述板的所述表面包括肋，該肋限定所述第一呼氣口和所述第二呼氣口的周界并且在所述板的另一表面的下方延伸。
6. 如權(quán)利要求l所述的閥，還包括第一突起部，其形成在所述柔性膜上，該第一突起部的尺寸和位置設(shè)置為當(dāng)所述柔性膜轉(zhuǎn)變到完全密封狀態(tài)時(shí)以抵靠方式對(duì)所述第一呼氣導(dǎo)管的側(cè)壁施加偏壓，以便抑制所述柔性膜中的振動(dòng)；以及第二突起部，其形成在所述柔性膜上，該第二突起部的尺寸和位置設(shè)置為當(dāng)所述柔性膜轉(zhuǎn)變到完全密封狀態(tài)或者部分密封狀態(tài)時(shí)以抵靠方式對(duì)所述隔片施加偏壓，以便抑制所述柔性膜中的振動(dòng)。
7. 如權(quán)利要求5所述的閥，其中所述至少一個(gè)腔口的最大開(kāi)口尺寸小于所述第二呼氣口的最大開(kāi)口尺寸。
8. —種水下呼吸裝置，其構(gòu)造為用于在該水下呼吸裝置的使用者的氣道中產(chǎn)生呼氣末正壓，該水下呼吸裝置包括腔，其包括呼吸口和呼氣口，該腔構(gòu)造為當(dāng)空氣經(jīng)由所述呼吸口以限制空氣同時(shí)從所述呼吸口逸出的方式被呼出到所述腔內(nèi)時(shí)，沒(méi)有不受限制的離開(kāi)所述腔的通道來(lái)使得空氣能夠經(jīng)由該通道離開(kāi)所述水下呼吸裝置，由此，呼出的空氣在所述腔內(nèi)產(chǎn)生呼氣壓；以及閥，其用于限制氣流從所述腔流過(guò)所述呼氣口 ，該閥包括板，其限定出所述呼氣口 ；呼氣導(dǎo)管，其連接到所述呼氣口 ，該呼氣導(dǎo)管的下部被隔片分隔，該隔片將所述呼氣導(dǎo)管和所述呼氣口分隔成連接到第一呼氣導(dǎo)管的第一呼氣口和連接到第二呼氣導(dǎo)管的第二呼氣口 ；以及柔性膜，其可密封地抵靠所述板的表面，并且所述柔性膜的尺寸和位置設(shè)置為能夠密封所述第一呼氣口和所述第二呼氣口 ，所述柔性膜構(gòu)造為使得包含所述腔內(nèi)的任何呼氣壓的開(kāi)啟力沿第一方向?qū)λ鋈嵝阅な┘悠珘翰⑶沂沟瞄]合力沿第二方向?qū)λ鋈嵝阅な┘悠珘海龅谝环较蚺c所述第二方向基本上相反，所述柔性膜包括完全密封狀態(tài)，在該狀態(tài)中，所述柔性膜密封所述第一呼氣口和所述第二呼氣口 ，由此基本上沒(méi)有空氣也沒(méi)有水能夠流過(guò)所述第一呼氣口和所述第二呼氣口；部分密封狀態(tài)，在該狀態(tài)中，所述柔性膜密封所述第二呼氣口 ，但不密封所述第一呼氣口 ，由此空氣和水能夠從所述腔流過(guò)所述第一呼氣口 ，并且基本上沒(méi)有水能夠從所述第二呼氣導(dǎo)管流過(guò)所述第二呼氣口；以及非密封狀態(tài)，在該狀態(tài)中，所述柔性膜不密封所述第一呼氣口和所述第二呼氣口 ，由此空氣和水能夠從所述腔口流過(guò)所述第一呼氣口和所述第二呼氣口 。
9. 如權(quán)利要求8所述的水下呼吸裝置，其中當(dāng)所述水下呼吸裝置的至少一部分浸沒(méi)在水中時(shí)，所述閉合力包括環(huán)境水壓。
10. 如權(quán)利要求8所述的水下呼吸裝置，其中所述開(kāi)啟力還包括所述柔性膜的偏壓。
11. 如權(quán)利要求8所述的水下呼吸裝置，其中所述第一呼氣口和所述第一呼氣導(dǎo)管基本上呈新月形；并且所述第二呼氣口和所述第二呼氣導(dǎo)管基本上呈橄欖形。
12. 如權(quán)利要求8所述的水下呼吸裝置，其中所述第一呼氣導(dǎo)管限定的容積小于所述第二呼氣導(dǎo)管限定的容積。
13. 如權(quán)利要求8所述的水下呼吸裝置，其中所述第二呼氣導(dǎo)管限定的容積是所述第一呼氣導(dǎo)管限定的容積的至少兩倍。
14. 如權(quán)利要求8所述的水下呼吸裝置，其中所述柔性膜還包括肋，該肋限定了所述第一呼氣口和所述第二呼氣口的周界并且在所述柔性膜的表面的上方延伸。
15. 如權(quán)利要求8所述的水下呼吸裝置，還包括第一突起部，其形成在所述柔性膜上，該第一突起部的尺寸和位置設(shè)置為當(dāng)所述柔性膜轉(zhuǎn)變到完全密封狀態(tài)時(shí)以抵靠方式對(duì)所述第一呼氣導(dǎo)管的側(cè)壁施加偏壓，以便抑制所述柔性膜中的振動(dòng)；以及第二突起部，其形成在所述柔性膜上，該第二突起部的尺寸和位置設(shè)置為當(dāng)所述柔性膜轉(zhuǎn)變到完全密封狀態(tài)或者部分密封狀態(tài)時(shí)以抵靠方式對(duì)所述隔片施加偏壓，以便抑制所述柔性膜中的振動(dòng)。
16. —種水下呼吸裝置，其構(gòu)造為用于在該水下呼吸裝置的使用者的氣道中產(chǎn)生呼氣末正壓，該水下呼吸裝置包括腔，其包括呼吸口和呼氣口，該腔構(gòu)造為當(dāng)空氣經(jīng)由所述呼吸口以限制空氣同時(shí)從所述呼吸口逸出的方式被呼出到所述腔內(nèi)時(shí)，沒(méi)有不受限制的離開(kāi)所述腔的通道來(lái)使得空氣能夠經(jīng)由該通道離開(kāi)所述水下呼吸裝置，由此，呼出的空氣在所述腔內(nèi)產(chǎn)生呼氣壓；以及閥，其用于限制氣體從所述腔流過(guò)所述呼氣口 ，所述閥構(gòu)造為當(dāng)所述腔浸沒(méi)在水中時(shí)，所述腔內(nèi)的任何呼氣壓與所述閥的偏壓結(jié)合沿第一方向?qū)λ鲩y施加偏壓，并且環(huán)境水壓沿第二方向?qū)λ鲩y施加偏壓，所述第一方向與所述第二方向基本上相反，所述閥包括完全密封狀態(tài)，在該狀態(tài)中，基本上沒(méi)有空氣也沒(méi)有水能夠流過(guò)所述呼氣口 ，當(dāng)所述腔內(nèi)的任何呼氣壓與所述閥的偏壓結(jié)合基本上低于所述環(huán)境水壓時(shí)，所述閥處于該完全密封狀態(tài)；以及非密封狀態(tài)，在該狀態(tài)中，空氣和水能夠從所述腔流過(guò)所述呼氣口 ，當(dāng)所述腔內(nèi)的任何呼氣壓與所述閥的偏壓結(jié)合基本上高于所述環(huán)境水壓時(shí)，所述閥處于該非密封狀態(tài)。
17. 如權(quán)利要求16所述的水下呼吸裝置，其中所述閥還包括呼氣導(dǎo)管，其連接到所述呼氣口 ，該呼氣導(dǎo)管的下部被隔片分隔，該隔片將所述呼氣導(dǎo)管和所述呼氣口分隔成連接到第一呼氣導(dǎo)管的第一呼氣口和連接到第二呼氣導(dǎo)管的第二呼氣口。
18. 如權(quán)利要求17所述的水下呼吸裝置，其中所述閥還包括部分密封狀態(tài)，在該狀態(tài)中，空氣和水能夠從所述腔流過(guò)所述第一呼氣口 ，但不能流過(guò)所述第二呼氣口 ，當(dāng)所述腔內(nèi)的任何呼氣壓與所述閥的偏壓結(jié)合基本上等于所述環(huán)境水壓時(shí)，所述閥處于該部分密封狀態(tài)。
19. 如權(quán)利要求17所述的水下呼吸裝置，其中所述第一呼氣口和所述第一呼氣導(dǎo)管基本上呈新月形；并且所述第二呼氣口和所述第二呼氣導(dǎo)管基本上呈橄欖形。
20. 如權(quán)利要求17所述的水下呼吸裝置，其中所述第二呼氣導(dǎo)管限定的容積至少是所述第一呼氣導(dǎo)管限定的容積的兩倍。
全文摘要
一種水下呼吸裝置，例如水下通氣管，該水下呼吸裝置可包括呼氣閥。該呼氣閥構(gòu)造為用以在水下呼吸裝置的使用者的氣道中產(chǎn)生呼氣末正壓。該呼氣閥包括限定出呼氣口和至少一個(gè)腔口的板；連接到呼氣口的呼氣導(dǎo)管；以及可密封地抵靠該板的表面柔性膜。呼氣導(dǎo)管的下部被隔片分隔，該隔片將呼氣導(dǎo)管和呼氣口分隔成連接于第一呼氣導(dǎo)管的第一呼氣口和連接于第二呼氣導(dǎo)管的第二呼氣口。柔性膜的尺寸和位置被設(shè)置為能夠密封第一呼氣口和第二呼氣口。
文檔編號(hào)B62B7/00GK101715403SQ200880012435
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2008年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月20日
發(fā)明者馬克·R·約翰遜 申請(qǐng)人:馬克·R·約翰遜