ES2242628T3

ES2242628T3 - Dispositivo de prevencion de variacion de presion.

Info

Publication number: ES2242628T3
Application number: ES00952544T
Authority: ES
Inventors: Gabriel S. Kohn; Kevin D. Kroupa; David L. Boger
Original assignee: Allied Healthcare Products Inc
Current assignee: Allied Healthcare Products Inc
Priority date: 1999-08-09
Filing date: 2000-08-07
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2020-08-07
Also published as: JP2003506650A; US6901962B2; DE60018584D1; WO2001011277A1; IL147928A0; HK1047784A1; JP5008238B2; EP1214539B1; ATE290667T1; HK1047784B; EP1214539A4; IL147928A; KR20020042638A; KR100874534B1; US20020056479A1; US6622743B1; AU6521900A; DE60018584T2; EP1214539A1

Abstract

Un dispositivo (10) para el manejo de oxígeno a presión, dicho dispositivo comprendiendo: un primer camino de flujo (38) para que el gas fluya a un primer régimen de flujo a través de dicho dispositivo; un segundo camino de flujo (40) para que el gas fluya a un segundo régimen de flujo a través de dicho dispositivo; dicho segundo régimen de flujo siendo mayor que el primer régimen de flujo; y una manivela (72) dispuesta para moverse en una primera dirección para abrir dicho primer camino de flujo y para permitir la apertura de dicho segundo camino de flujo, y en una segunda dirección, que sólo es posible después del movimiento en la primera dirección, para abrir dicho segundo camino de flujo, dicha segunda dirección siendo distinta de dicha primera dirección, caracterizado porque ese movimiento de la manivela en la segunda dirección también da lugar a movimiento de la manivela en una tercera dirección, la tercera dirección siendo opuesta a la primera dirección.

Description

Dispositivo de prevención de variación de presión.

La presente invención se refiere en general a un dispositivo para manejar un gas, tal como oxígeno, a alta presión. La presente invención también se refiere a una válvula para controlar el flujo de oxígeno y a un sistema para reducir o prevenir el salto brusco de presión o golpe de ariete.

Los sistemas conocidos de suministro de oxígeno a alta presión están provistos de una botella de oxígeno, una válvula de botella y un regulador de presión. La botella de oxígeno puede ser cargada con oxígeno puro a una presión de dos mil doscientas libras por pulgada cuadrada (psi) o más en los Estados Unidos y sobre tres mil psi en otros países. La válvula se conecta a la botella para parar el flujo de oxígeno al regulador. El regulador de presión está diseñado para reducir la presión del tanque por debajo de doscientos psi. La mayoría de los reguladores en los Estados Unidos reducen la presión del tanque a aproximadamente cincuenta psi. Los reguladores de presión típicos en Europa reducen la presión del tanque a aproximadamente sesenta psi.

Cuando las válvulas de los sistemas conocidos de oxígeno se abren rápidamente, pueden producirse sobre el regulador golpes de ariete indeseados. Existe una necesidad en la técnica de evitar tales saltos de presión, así como incrementos en la temperatura del gas que puede desembocar en ignición.

El riesgo de fallo del regulador de presión puede ser mayor para sistemas portátiles de oxígeno que se emplean en condiciones adversas y / o por personal no preparado. Los sistemas portátiles de oxígeno se emplean para suministro de oxígeno de emergencia en lugares de accidentes; para otras emergencias médicas, tales como ataques cardíacos; y para el transporte de pacientes. Los pacientes domiciliarios que usan concentradores de oxígeno como fuente principal de oxígeno en terapia con oxígeno deben tener botellas de oxígeno de reserva para el caso de fallos de energía. Las botellas de oxígeno se usan también para facilitar la movilidad a los pacientes tratados en su domicilio cuando salen fuera de la casa. Existe una necesidad en la técnica de una válvula que pueda usarse fácilmente en tales sistemas portátiles y que reduzca o elimine la aparición de saltos bruscos de presión. Otros usos incluyen los hospitales, donde se usan botellas de oxígeno para transportar pacientes. También se usan como sistemas auxiliares de emergencia.

Se ilustran dispositivos conocidos de supresión del golpe de ariete en las patentes de Estados Unidos Nº 3.841.353 (Acomb), 2.367.662 (Baxter y otros), y 4.172.468 (Ruus). Estos dispositivos presentan uno o más de los siguientes inconvenientes: pistones relativamente masivos que por ello tienen respuestas más lentas, cuerpos relativamente alargados, construcción complicada y por ello más costosa, o una construcción que impide la colocación de los dispositivos en posiciones diferentes en sistemas existentes.

Acomb revela una válvula anti-sobrepresión de botella de oxígeno en la que el dispositivo de supresión del golpe de ariete está integrado con la válvula de la botella. El dispositivo descrito por Acomb requiere para funcionar una fuerza opuesta a una fuerza de un resorte. En el dispositivo de Acomb, la fuerza antagonista está provista por un vástago conectado al mando de la válvula. Adicionalmente, si el orificio de la válvula se tapona, la válvula no permite el paso de flujo, y no está disponible el suministro de gas. En ese caso, el usuario puede interpretar que el tanque está vacío cuando está lleno, con el peligro que acarrea tal malinterpretación.

Baxter revela un absorbedor de golpe de presión para un sistema de soldadura. Baxter se refiere a un pistón que es alargado con una perforación por el centro. El pistón alargado tiene un momento de inercia incrementado que a su vez incrementa el tiempo de reacción del pistón a un salto de presión. La larga perforación resulta en tolerancias necesariamente más estrechas para controlar el régimen de flujo de gas a través de la perforación. Además, la colocación del muelle haciendo tope con el pistón alargado da lugar a un dispositivo relativamente largo.

Ruus revela un absorbedor de golpe de presión para un sistema de suministro regulador de oxígeno con un pistón alargado en dos partes, La construcción alargada del pistón da lugar a un momento de inercia incrementado que aumenta el tiempo requerido para que el pistón reaccione a un salto de presión. El pistón en dos partes da lugar a una complejidad y un coste de fabricación mayores. También en este dispositivo, si el paso restringido se atasca, no pasa flujo y el dispositivo está sujeto a la misma posibilidad de malinterpretación por el usuario que el dispositivo de Acomb.

La solicitud de patente del Reino Unido Nº GB 973914 A revela una válvula de control de fluido operable manualmente, particularmente una válvula que tiene un elemento de válvula que se puede separar de su asiento por el empuje de una varilla contra la presión ejercida sobre él por el fluido, normalmente un gas.

La patente de Estados Unidos Nº US 4.615.354 se refiere a un dispositivo de temporización de un sistema de válvulas para tuberías que llevan fluido a presión operable para controlar el fluido, de forma que define una tubería de fluido aguas arriba y aguas abajo. El sistema incluye un obturador primero o de derivación provisto de un dispositivo modulador limitante del régimen de flujo para presurizar lentamente la tubería de flujo aguas abajo, un obturador segundo o de operación que es operable de forma autónoma, y un actuador operado por el fluido a presión, y que abre el obturador de operación cuando disminuye una presión diferencial entre las tuberías aguas arriba y aguas abajo.

DE 3537413 describe un controlador de seguridad de flujo de gas con un elemento que está construido con un primer y un segundo asiento, con una válvula de seguridad que está conectada al segundo asiento de válvula y con un elemento tubular que tiene dos aberturas cuyos ejes se cortan en un punto, con una esfera que está dispuesta en el elemento tubular. El controlador comprende además un mecanismo de escape o de salida que está conectado al primer asiento, con un vástago de émbolo o varilla de empujador que se extiende hacia abajo a través del mecanismo de salida con un pulsador rotatorio que está dispuesto en la parte superior del mecanismo de salida y con un tapón que está conectado mediante una rosca a un cuello del pulsador rotatorio y al extremo superior del vástago de émbolo o varilla de empujador.

La patente de Estados Unidos Nº US 1.833.653 revela una válvula que tiene una entrada y una salida en la que el flujo entre la entrada y la salida puede ser controlado mediante el giro de una manivela. Por otra parte, si se desea permitir el flujo entre la entrada y la salida durante un corto período de tiempo, la válvula puede ser maniobrada simplemente presionando hacia abajo la manivela.

Resumen de la invención

La presente invención supera en una gran medida las deficiencias de la técnica anterior mediante el suministro de un dispositivo que tiene un primer conducto para conducir gas a un primer régimen de flujo, un segundo conducto para conducir gas a un régimen de flujo mayor, y una manivela que se mueve en una primera dirección para abrir el primer conducto y permitir la apertura del segundo conducto, y en una segunda dirección para abrir el segundo conducto. En una realización preferente de la invención, el dispositivo puede ser una válvula para evitar el golpe de ariete.

De acuerdo a un aspecto de la invención se provee un dispositivo como se reivindica en la reivindicación 1.

La presente invención se refiere también a una válvula para evitar el golpe de ariete, tal como una válvula para usarse con una botella de oxígeno a alta presión. La válvula para evitar el golpe de ariete puede tener una carcasa con una entrada y una salida. Puede usarse una unidad de estanqueidad para cerrar el conducto desde la entrada hasta la salida, y puede proveerse un pasadizo de descarga en la unidad de estanqueidad. La válvula puede tener también un actuador para abrir el conducto de descarga y para mover la unidad de estanqueidad para abrir la unidad de estanqueidad.

Si se desea, la unidad de estanqueidad puede estar roscada en la carcasa. Con este tipo de construcción, el actuador puede ser usado para mover de forma roscada la unidad de estanqueidad hacia y desde el asiento de válvula para cerrar y abrir la unidad de estanqueidad. Adicionalmente, puede proveerse un vástago de válvula para cerrar el pasadizo de descarga. El vástago de la válvula puede estar colocado de forma deslizable dentro de la unidad de estanqueidad.

De acuerdo a otro aspecto de la invención se provee un método como se reivindica en la reivindicación 15.

De acuerdo a otra realización preferente de la presente invención, un método de apertura de una válvula incluye las etapas de: (1) mover un botón pulsador, dentro de manivela, en una dirección que facilite que el gas fluya a través de un primer conducto a un primer régimen de flujo; y después ('') mover toda la manivela en una segunda dirección para hacer que el gas fluya a través de un segundo conducto a un régimen de flujo mucho mayor. De acuerdo a un aspecto de la invención, la dirección ventajosa puede ser una dirección axial, y la segunda dirección puede ser una dirección rotatoria.

Estos y otros objetos y ventajas de la invención serán mejor comprendidos con referencia a la siguiente descripción detallada de realizaciones preferentes de la invención, las reivindicaciones adjuntas y los varios dibujos que aquí se acompañan.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una vista en perfil de un sistema de suministro de oxígeno construido de acuerdo con una realización preferente de la invención.

La Fig. 2 es una vista en sección de una válvula de prevención de sobrepresión para el sistema de la Fig. 1, tomada a lo largo de la línea 2-2 de la Fig. 1.

La Fig. 3 es otra vista en sección de la válvula de prevención de sobrepresión de la Fig. 2, en una fase subsiguiente de operación.

La Fig. 4 es otra vista más en sección de la válvula de prevención de sobrepresión de la Fig. 2, en otra fase de operación.

La Fig. 5 es una vista en sección de una válvula de prevención de sobrepresión construida de acuerdo con otra realización preferente de la invención.

La Fig. 6 es una vista explotada de una sección inferior de la válvula de prevención de sobrepresión de la Fig. 5.

La Fig. 7 es otra vista en sección de la válvula de prevención de sobrepresión de la Fig. 5, en una fase subsiguiente de operación.

La Fig. 8 es otra vista más en sección de la válvula de prevención de sobrepresión de la Fig. 5, en otra fase de operación.

Descripción detallada de las realizaciones preferentes

En referencia ahora a los dibujos, en donde elementos similares se designan con referencias numéricas similares, se muestra en la Fig. 1 un sistema de suministro de oxígeno 10 construido de acuerdo con una realización preferente de la presente invención. Se facilita más adelante una descripción detallada del sistema 10 representado.

En referencia ahora a la Fig. 1, el sistema de suministro de oxígeno 10 incluye un regulador de presión 12, un conducto 14 para el flujo de oxígeno desde el regulador de presión 12 a un paciente (no representado), una fuente de oxígeno 16, y una válvula 20 para evitar que el oxígeno salga de la fuente 16. La fuente 16 puede ser una botella de oxígeno, por ejemplo. Como se discute más adelante en detalle, la válvula 20 puede ser dispuesta para evitar que ocurra un golpe de sobrepresión en el regulador de presión 12 cuando está abierta la válvula 20. En adición al oxígeno, la presente invención puede ser usada para manejar óxido nitroso y otros agentes oxidantes concentrados. La presente invención puede ser usada también en sistemas distintos de los sistemas médicos. Por ejemplo, la presente invención puede ser aplicable a equipos de soldadura autógena.

En referencia ahora a la Fig. 2, la válvula 20 incluye una carcasa 22 que tiene una entrada 24 y una salida 26.La entrada 24 puede estar conectada a la fuente de oxígeno 16. La salida 26 puede estar conectada al regulador de presión 12. En adición, la válvula 20 incluye una unidad de estanqueidad 28, un vástago de válvula 30, y una unidad de actuador 32. La unidad de estanqueidad 28 puede tener una almohadilla de estanqueidad elastomérica anular 34 para sellar contra un asiento de válvula 36. Un pasadizo 37 puede proveerse para permitir que el oxígeno fluya a través de la almohadilla 34 y dentro de un primer espacio de derivación 38 dentro de la unidad de estanqueidad 28. La unidad de estanqueidad 28 tiene también un segundo espacio de derivación 40 y un pasadizo de descarga 42.

El extremo superior 44 del vástago de válvula 30 está fijado dentro de la unidad de actuador 32. La porción inferior del vástago de válvula 30 está ubicada de forma deslizable dentro del segundo espacio de derivación 40. El vástago de válvula 30 puede tener una porción de diámetro reducido 46 y un extremo inferior cónico 48. Excepto por la porción de diámetro reducido 46 y el extremo inferior cónico 48, el resto del vástago de válvula 30 puede tener una sección circular con un diámetro sustancialmente constante. La configuración de la sección del vástago de válvula 30 es tal que una abertura superior 50 del primer espacio de derivación 38 está sellada por el extremo inferior 48 del vástago 30 en la posición mostrada en la Fig. 2.

Como más adelante se discutirá en detalle, el vástago de válvula 30 puede moverse más abajo y a través de la unidad de estanqueidad 28 a la posición mostrada en la Fig. 3. En la posición de la Fig. 3, la porción de diámetro reducido 46 está ubicada en la abertura superior 50 del primer espacio de derivación 38. El área de la sección de la porción de diámetro reducido 46 es menor que la de la abertura superior 50. En consecuencia, el oxígeno puede fluir a través de la abertura superior 50 cuando el vástago de válvula 30 está en la posición de la Fig. 3.

La unidad de estanqueidad 28 está conectada a la carcasa 22 mediante la adecuada rosca 62. La rosca 62 está dispuesta de tal forma que girando la unidad de estanqueidad 28 con respecto a la carcasa 22 en una primera dirección lleva la almohadilla de estanqueidad 34 a una unión estanca con el asiento de válvula 36. Al girar la unidad de estanqueidad 28 en la dirección contraria se consigue que la almohadilla de estanqueidad 34 se separe del asiento de válvula 36 hacia la posición abierta mostrada en la Fig. 4. En la posición abierta, se permite que el oxígeno fluya a través del asiento de válvula 36, alrededor de la unidad de estanqueidad 28 en la dirección de la flecha 64 y dentro de la salida 26. Un anillo tórico 66 u otra junta adecuada puede proveerse entre la unidad de estanqueidad 28 y la carcasa 22 para evitar que el oxígeno fluya alrededor de la unidad de estanqueidad 28 por encima de la salida 26.

La unidad de actuador 32 tiene una unidad de pistón 70, una manivela 72 fijada a la unidad de pistón 70, y una tapa 74. La unidad de pistón 70 está colocada de forma deslizable en la tapa 74. La unidad de pistón 70 está también autorizada a girar dentro de la tapa 74 como se describe más adelante en detalle. La unidad de pistón 70 está forzada hacia arriba (alejándose de la unidad de estanqueidad 28) por un muelle helicoidal 76. La tapa 74 puede estar roscada en la carcasa 22, si se desea.

Una unidad de par está formada por las aberturas 78, 80 formadas en la unidad de pistón 70 y los pernos 82, 84 fijos con respecto a la unidad de estanqueidad 28. Como se muestra en la Fig. 3, los pernos 82, 84 pueden estar recibidos en las aberturas 78, 80 cuando la unidad de pistón 70 es empujada hacia abajo contra la fuerza del muelle helicoidal 76. Cuando los pernos 82, 84 están recibidos en las aberturas 78, 80, un par aplicado a manivela 72 puede transmitirse a la unidad de estanqueidad 28. De esta forma, puede aplicarse manualmente uno para la manivela 72 en una primera dirección para hacer que la unidad de estanqueidad 28 se mueva aún más abajo adentro de la carcasa 22 para presionar la almohadilla de estanqueidad 34 en la posición estanca mostrada en la Fig. 2. En adición, puede aplicarse un par en la dirección opuesta para mover de forma roscada la almohadilla de estanqueidad 34 en el sentido de separación del asiento de válvula 36 a la posición abierta mostrada en la Fig.4.

La presente invención está limitada a las características físicas e instrumentales específicas de la válvula 20 de prevención del golpe de ariete aquí descritas y representadas. La unidad de par está por aberturas en la unidad de estanqueidad 28 y pernos fijos a la unidad de pistón 70.

De esta forma, la válvula 20 está cerrada en la posición mostrada en la Fig. 2. En la posición cerrada, el oxígeno no puede fluir entre la almohadilla de estanqueidad 34 y el asiento de válvula 36. En adición, en la posición cerrada, el vástago de válvula 30 hace estanca la abertura superior 50 del primer espacio de derivación 38, de tal forma que el oxígeno no puede fluir hacia adentro del segundo espacio de derivación 40. Un anillo tórico 88 adecuado `puede proveerse para formar una junta estanca al gas contra el vástago de válvula 30 en la abertura superior 50, si se desea.

La válvula 20 está abierta en la posición mostrada en la Fig. 4. En la posición abierta, como se ha mencionado, el oxígeno puede fluir a través del asiento de válvula 36, alrededor de la unidad de estanqueidad 28 en la dirección de la flecha 54, y a través de la salida de válvula 26. Para mover la válvula 20 desde la posición cerrada a la posición abierta, el usuario en primer lugar empuja manualmente hacia abajo sobre la manivela 72, contra la fuerza del muelle helicoidal 76, hasta que los pernos 82, 84 están situados en las aberturas 78, 80. Al empujar hacia abajo sobre la manivela 72, ello hace que la unidad de pistón 70 se mueva axialmente hacia la unidad de estanqueidad 28. Entonces el usuario aplica uno para la manivela 72 en una dirección rotacional de apertura para girar de forma roscada la unidad de estanqueidad 28 en el sentido de separación del asiento de válvula 36. El par se transmite a través de la unidad de pistón 70 y a través de la unidad de par 78-84 para rotar la unidad roscada de estanqueidad 28. En la disposición representada, la unidad de estanqueidad 28 no puede ser girada por la manivela 72 a menos que la unidad de par 78-84 está conectada, con el muelle helicoidal 76 en la posición comprimida mostrada en la Fig. 3. La unidad de par 78-84 se conecta para capacitar la rotación de la unidad de estanqueidad 28.

Al empujar hacia abajo sobre la manivela 72 para conectar la unidad de par 78-84, ello da lugar a que la porción de diámetro reducido 46 del vástago de válvula 30 se mueva hacia adentro de la abertura superior 50 del primer espacio de derivación 38. Cuando la porción de diámetro reducido 46 está en la abertura superior 50, el oxígeno puede fluir hacia adentro del segundo espacio de derivación 40 y a través del pasadizo de descarga 42. El oxígeno puede empezar a fluir a través de la abertura superior 50 mientras la manivela 72 se está moviendo hacia abajo, antes de que la unidad de par 78-84 está totalmente conectada. En la disposición representada, la manivela 72 debe moverse ala posición intermedia Fig. 3 antes de que la unidad de estanqueidad 28 pueda ser elevada de forma roscada desde el asiento de válvula 36. Abrir la válvula 20 requiere una operación secuencial en dos etapas empujar / girar muy similares a la operación en dos etapas requerida para abrir de forma segura tapas de frascos de medicinas. Si el usuario no empuja hacia abajo sobre la manivela 72, la unidad de pistón 70 simplemente gira dentro de la tapa 74 sin enganchar la unidad de estanqueidad 28.

En consecuencia, la válvula 20 representada permite que el oxígeno pase dentro de la salida 26 a través del pasadizo de descarga 42 antes de que la almohadilla de estanqueidad 34 se mueva separándose del asiento de válvula 36. La pequeña cantidad de oxígeno que pasa a través del pasadizo restringido 42 durante el corto tiempo requerido para conectar la unidad de par 78-84 puede ser suficiente para evitar que se desarrolle en el sistema 10 un salto brusco de presión cuando la válvula 20 es abierta a continuación. De esta manera, el regulador de presión 12 (Fig. 1) puede llenarse a un régimen controlado, relativamente lento, antes de que sea permitido el paso de un flujo completo de oxígeno a alta presión a través de la válvula 20. El régimen de flujo de oxígeno a través del asiento de válvula 36 en la posición de válvula abierta (Fig.4) puede ser mucho mayor que el régimen de flujo a través del pasadizo de descarga 42 en la posición intermedia mostrada en la Fig. 3.

En el método de operación preferido, el usuario en primer lugar empujará la manivela 72 hasta que se estabilice la presión en la válvula 20. Esto abrirá el primer espacio de derivación 38 y permitirá que el oxígeno fluya a un régimen reducido. El tiempo que lleva empujar hacia abajo la manivela 72 para permitir la apertura de la válvula 20 puede ser suficiente para la presurización gradual deseada del regulador 12. La capacidad de la válvula 20 para dejar pasar suficiente oxígeno dentro de la salida 26 en el tiempo disponible puede controlarse, por ejemplo, seleccionando un área de sección adecuada para el pasadizo de descarga 42. El pasadizo de descarga 42 puede estar formado taladrando la abertura deseada en la unidad de estanqueidad 28, si se desea. Taladros mayores o menores pueden formar pasadizos de descarga más grandes o más pequeños.

Si el usuario quiere derivar el método de operación preferido o si el primer espacio de derivación 38 o el pasadizo de descarga 42 se quedaran obstruidos, habrá todavía un factor añadido de seguridad en tanto en cuanto el usuario tuerza suavemente la manivela 72. En consecuencia, si se desea, el usuario puede ser enseñado a girar suavemente la manivela 72. Si se siguen adecuadamente tales instrucciones en cuanto al giro de la manivela 72, la válvula 20 puede todavía evitar un salto brusco de presión en el regulador de presión 12 aún sin la asistencia del primer espacio de derivación 38 o el pasadizo de descarga 42.

En la posición abierta mostrada en la Fig. 4, sustancialmente todo el oxígeno que fluye alrededor de la válvula 20 viaja en la dirección de la flecha 64 y no a través del pasadizo de descarga 42. Como consecuencia, el pasadizo de descarga 42 no tiende a quedar ocluido por pequeñas partículas contaminantes arrastradas en el flujo de gas. Si el pasadizo de descarga 42 llega a obstruirse, la válvula 20 será aún operable de forma que el oxígeno aún se suministre al dispositivo operativo pretendido.

Para cerrar la válvula 20, el usuario empuja hacia abajo la manivela 72, contra la tendencia del muelle helicoidal 76, para conectar la unidad de par 78-84. Entonces, mientras el muelle helicoidal 76 está comprimido, el usuario gira manualmente la manivela 72 para mover de forma roscada la unidad de estanqueidad 28 otra vez en contacto de estanqueidad con el asiento de válvula 36. Entonces la presión hacia abajo sobre la manivela 72 se libera, de forma que el muelle helicoidal 76 tira del extremo inferior cónico 48 del vástago de válvula 30 hacia otra vez una posición de estanqueidad dentro de la abertura superior 50 del primer espacio de derivación 38.

La Fig.5 representa una válvula 100 construida de acuerdo con otra realización preferente de la presente invención que incluye una carcasa 130 que tiene una entrada 140 y una salida 114.La entrada 140 puede estar conectada a la fuente de oxígeno 16. La salida 114 puede estar conectada al regulador de presión 12. En adición, la válvula 100 incluye una unidad de estanqueidad 124, un vástago de válvula 106, y una unidad de actuador 142. La unidad de estanqueidad 124 puede tener una almohadilla de estanqueidad elastomérica anular 144 para sellar contra un asiento de válvula 146. Un primer espacio de derivación 138 puede proveerse para permitir que el oxígeno fluya a través de la almohadilla 144 a la unidad de estanqueidad 124. La unidad de estanqueidad 124 tiene también un pasadizo de descarga 42.

El extremo superior 160 del vástago de válvula 106 está fijado dentro de un botón pulsador 104. La porción inferior del vástago de válvula 106 está ubicada de forma deslizable dentro de un segundo espacio de derivación 116 y un espacio de válvula 162. El vástago de válvula 106 puede tener una porción de diámetro reducido 110 y un extremo inferior cónico 132. Excepto por la porción de diámetro reducido 110 y el extremo inferior cónico 132, el resto del vástago de válvula 106 puede tener una sección circular con un diámetro sustancialmente constante. La configuración de la sección del vástago de válvula 106 es tal que el anillo tórico 136 del primer espacio de derivación 138 hace estanco el segundo espacio de derivación 116 respecto al primer espacio de derivación 138 por el extremo inferior 132 del vástago 106 en la posición mostrada en la Fig. 5. Como se representa en la Fig.6, el anillo tórico 136 combinado con el extremo inferior 132 del vástago de válvula 106 pueden ser los únicos componentes que formen la estanqueidad 204 entre el primer espacio de derivación 138 y el segundo espacio de derivación 116. Más aún, se provee un pasadizo continuo 202 entre el primer espacio de derivación 138 y la superficie expuesta inferior del anillo tórico 136 sin depender de la situación del vástago de válvula 106. Así, el gas puede pasar a través de la abertura superior 164. En el sistema representado, la abertura superior 164 sirve como una chapa de respaldo que evita que el anillo tórico 136 sea soplado hacia adentro de la abertura 128 en el caso en que alguien trate de llenar la fuente de oxígeno 16, sin abrir primero la válvula 100.

Como más adelante se discutirá en detalle, el vástago de válvula 106 puede moverse más abajo y a través de la unidad de estanqueidad 124 a la posición mostrada en la Fig. 7. En la posición de la Fig. 7, la porción de diámetro reducido 110 está ubicada en el primer y segundo espacios de derivación 138, 116. El área de la sección de la porción de diámetro reducido 110 es menor que la del primer y segundo espacios de derivación 138, 116. En consecuencia, el oxígeno puede fluir a través del primer y segundo espacios de derivación 138, 116 cuando el vástago de válvula 106 está en la posición de la Fig. 7.

La unidad de estanqueidad 124 está conectada a la carcasa 130 mediante la adecuada rosca 126. La rosca 126 está dispuesta de tal forma que girando la unidad de estanqueidad 124 con respecto a la carcasa 130 en una primera dirección lleva la almohadilla de estanqueidad 144 a una unión estanca con el asiento de válvula 146. Al girar la unidad de estanqueidad 124 en la dirección contraria se consigue que la almohadilla de estanqueidad 144 se separe del asiento de válvula 146 hacia la posición abierta mostrada en la Fig. 8. En la posición abierta, se permite que el oxígeno fluya a través del asiento de válvula 146, alrededor de la unidad de estanqueidad 28 en la dirección de la flecha 64 y dentro de la salida 26. Un anillo tórico 66 u otra junta adecuada puede proveerse entre la unidad de estanqueidad 124 en la dirección de la flecha 170 y dentro de la salida 114.

La unidad de actuador 142 tiene un botón pulsador 104, una manivela 102 rodeando el botón pulsador 104, una estructura de casquillo 112, y una cubierta de manivela 154. El botón pulsador 104 y la estructura de casquillo 112 están forzados hacia arriba (alejándose de la unidad de estanqueidad 124) por un muelle helicoidal 108. La tapa 74 puede estar roscada en la carcasa 130, si se desea.

Una unidad de par está formada por pernos 120, 156 formados en la manivela 152 y pernos 122, 158 fijos con respecto a la unidad de estanqueidad 28 junto con la estructura de casquillo 112. Como se muestra en la Fig. 7, los cuatro pernos 122, 158, 120, 156 pueden estar recibidos en la estructura de casquillo 112 cuando el botón pulsador 104 es empujado hacia abajo contra la fuerza del muelle helicoidal 108. En la posición de la Fig. 7, la estructura de casquillo 112 origina que los cuatro pernos 122, 158, 120, 156 se muevan como una unidad. Así, un par puede ser aplicado manualmente a la manivela 102 en una primera dirección para hacer que la unidad de estanqueidad 124 se mueva aún más abajo adentro de la carcasa 130 para presionar la almohadilla de estanqueidad 144 en la posición estanca mostrada en la Fig. 7. En adición, puede aplicarse un par en la dirección opuesta para mover de forma roscada la almohadilla de estanqueidad 144 en el sentido de separación del asiento de válvula 146 a la posición abierta mostrada en la Fig.8.

La válvula 100 está cerrada en la posición mostrada en la Fig. 5. En la posición cerrada, el oxígeno no puede fluir entre la almohadilla de estanqueidad 144 y el asiento de válvula 146. En adición, en la posición cerrada, el anillo tórico 136 y el vástago de válvula 106 hacen estanco el primer espacio de derivación 138, de tal forma que el oxígeno no puede fluir hacia adentro del segundo espacio de derivación 116. Como antes se ha indicado, un anillo tórico 136 adecuado puede proveerse para formar una junta estanca al gas contra el vástago de válvula 106 en la abertura superior 164, si se desea.

La válvula 100 está abierta en la posición mostrada en la Fig. 8. En la posición abierta, como se ha mencionado, el oxígeno puede fluir a través del asiento de válvula 146, alrededor de la unidad de estanqueidad 124 en la dirección de la flecha 170, y a través de la salida de válvula 114. Para mover la válvula 100 desde la posición cerrada a la posición abierta, el usuario en primer lugar empuja manualmente hacia abajo sobre el botón pulsador 104, contra la fuerza del muelle 108. Dado que la estructura de casquillo 112 está integrada con el vástago de válvula 106, la estructura de casquillo 112 se mueve también hacia abajo a la posición encerrada contra la fuerza del muelle 108. La estructura de casquillo 112 puede estar fija con respecto al vástago de válvula 106 por una fijación a presión o mediante adhesivo, por ejemplo.

Al empujar hacia abajo sobre el botón pulsador 104, ello hace que el vástago de válvula 106 se mueva axialmente hacia la unidad de estanqueidad 28 y da lugar a que los pernos 122, 158, 120, 156 encajen con la estructura de casquillo 112. Entonces el usuario aplica un par a la manivela 102 en una dirección rotacional de apertura para girar de forma roscada la unidad de estanqueidad 124 en el sentido de separación del asiento de válvula 146. El par se transmite a través de la manivela 102 y a través de la unidad de par 112, 120, 122, 156, 158 para rotar la unidad roscada de estanqueidad 124. En la disposición representada, la unidad de estanqueidad 124 no puede ser girada por la manivela 102 a menos que la unidad de par 112, 120, 122, 156, 158 está conectada para capacitar la rotación de la unidad de estanqueidad 28. Como se muestra en los dibujos, el botón pulsador 104 puede estar formado como parte de la manivela 102, y el botón 104 puede estar situado de forma conveniente para ser operado por el pulgar de la mano que agarra la manivela 102.

Al empujar hacia abajo sobre el botón pulsador 104 para conectar la unidad de par 112, 120, 122, 156, 158, ello da lugar a que la porción de diámetro reducido 110 del vástago de válvula 106 se mueva hacia adentro de la abertura superior 164 del primer espacio de derivación 138. Cuando la porción de diámetro reducido 110 está en la abertura superior 164, el oxígeno puede fluir hacia adentro del segundo espacio de derivación 116 y a través del pasadizo de descarga 118. El oxígeno puede empezar a fluir a través de la abertura superior 164 mientras el botón pulsador 104 se está moviendo hacia abajo, antes de que la unidad de par 112, 120, 122, 156, 158 está totalmente conectada. En la disposición representada, el botón pulsador 104 debe moverse a la posición intermedia Fig. 7 antes de que la unidad de estanqueidad 124 pueda ser elevada de forma roscada desde el asiento de válvula 138. Abrir la válvula 100 requiere una operación secuencial en dos etapas empujar / girar. Si el usuario no empuja hacia abajo sobre el botón pulsador 104, la manivela 102 simplemente gira dentro de la tapa 154 sin enganchar la unidad de estanqueidad 124.

En consecuencia, la válvula 100 representada permite que el oxígeno pase dentro de la salida 114 a través del pasadizo de descarga 118 antes de que la almohadilla de estanqueidad 144 se mueva separándose del asiento de válvula 146. La pequeña cantidad de oxígeno que pasa a través del pasadizo restringido 118 durante el corto tiempo requerido para conectar la unidad de par 112, 120, 122, 156, 158 puede ser suficiente para evitar que se desarrolle en el sistema 10 un salto brusco de presión cuando la válvula 100 es abierta a continuación. De esta manera, el regulador de presión 12 (Fig. 1) puede llenarse a un régimen controlado, relativamente lento, antes de que sea permitido el paso de un flujo completo de oxígeno a alta presión a través de la válvula 100. El régimen de flujo de oxígeno a través del asiento de válvula 146 en la posición de válvula abierta (Fig.8) puede ser mucho mayor que el régimen de flujo a través del pasadizo de descarga 118 en la posición intermedia mostrada en la Fig. 7.

En el método de operación preferido, el usuario en primer lugar empujará el botón pulsador 104 hasta que se estabilice la presión en la válvula 100. El tiempo que lleva empujar hacia abajo el botón pulsador 104 para permitir la apertura de la válvula 100 puede ser suficiente para la presurización gradual deseada del regulador 12. La capacidad de la válvula 100 para dejar pasar suficiente oxígeno dentro de la salida 114 en el tiempo disponible puede controlarse, por ejemplo, seleccionando un área de sección adecuada para el pasadizo de descarga 118.

En la posición abierta mostrada en la Fig. 8, sustancialmente todo el oxígeno que fluye alrededor de la válvula 100 viaja en la dirección de la flecha 170 y no a través del pasadizo de descarga 118. Como consecuencia, el pasadizo de descarga 118 no tiende a quedar ocluido por pequeñas partículas contaminantes arrastradas en el flujo de gas. Si el pasadizo de descarga 118 llega a obstruirse, la válvula 100 será aún operable de forma que el oxígeno aún se suministre al dispositivo operativo pretendido.

Para cerrar la válvula 100, el usuario puede agarrar la manivela 102 y simultáneamente apretar el botón pulsador 104, contra la tendencia del muelle helicoidal 108, para conectar la unidad de par 112, 120, 122, 156, 158. Entonces, mientras el muelle helicoidal 108 está comprimido, el usuario gira manualmente la manivela 102 para mover de forma roscada la unidad de estanqueidad 124 otra vez en contacto de estanqueidad con el asiento de válvula 146. Entonces la presión hacia abajo sobre el botón pulsador 104 se libera, de forma que el muelle helicoidal 108 tira del extremo 132 del vástago de válvula 106 hacia otra vez una posición de estanqueidad con el anillo tórico dentro de la abertura superior 164 del primer espacio de derivación 138.

Claims

1. Un dispositivo (10) para el manejo de oxígeno a presión, dicho dispositivo comprendiendo:

un primer camino de flujo (38) para que el gas fluya a un primer régimen de flujo a través de dicho dispositivo;

un segundo camino de flujo (40) para que el gas fluya a un segundo régimen de flujo a través de dicho dispositivo; dicho segundo régimen de flujo siendo mayor que el primer régimen de flujo; y

una manivela (72) dispuesta para moverse en una primera dirección para abrir dicho primer camino de flujo y para permitir la apertura de dicho segundo camino de flujo, y en una segunda dirección, que sólo es posible después del movimiento en la primera dirección, para abrir dicho segundo camino de flujo, dicha segunda dirección siendo distinta de dicha primera dirección, caracterizado porque ese movimiento de la manivela en la segunda dirección también da lugar a movimiento de la manivela en una tercera dirección, la tercera dirección siendo opuesta a la primera dirección.

2. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde dicha primera dirección es una dirección axial.

3. El dispositivo de la reivindicación 2, en donde dicha segunda dirección es una dirección rotacional.

4. El dispositivo de la reivindicación 3, comprendiendo además un muelle (76) para forzar dicha manivela en la tercera dirección.

5. El dispositivo de la reivindicación 4, comprendiendo además una unidad de par 78-84 conectable para transmitir par desde dicha manivela para abrir dicho segundo camino de flujo.

6. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde dicha manivela incluye un botón (104) que se mueve en dicha primera dirección y un elemento de manivela (12) que se mueve dicha segunda dirección.

7. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 comprendiendo además una válvula de prevención de sobrepresión (20) comprendiendo:

una carcasa (22) que tiene una entrada (24), y una salida (26), el segundo camino de flujo (40) extendiéndose desde dicha entrada a dicha salida:

una unidad de estanqueidad (28) para cerrar dicho segundo camino de flujo, dicha unidad de estanqueidad incluyendo el primer camino de flujo (38);

la manivela (72) formando un actuador para abrir dicho primer camino de flujo y moviendo entonces dicha unidad de estanqueidad para abrir dicho segundo camino de flujo.

8. El dispositivo de la reivindicación 7, comprendiendo además roscas (62) para conectar dicha unidad de estanqueidad a dicha carcasa.

9. El dispositivo de la reivindicación 8, en donde dicha carcasa incluye un asiento de válvula (36), y en donde dicho actuador está dispuesto para mover de forma roscada dicha unidad de estanqueidad en el sentido de separación de dicho asiento de válvula para abrir dicho segundo camino de flujo.

10. El dispositivo de la reivindicación 9, comprendiendo además un vástago de válvula (30) para cerrar dicho primer camino de flujo, dicho vástago de válvula estando colocado de forma deslizable dentro de dicha unidad de estanqueidad.

11. El dispositivo de la reivindicación 10, en donde la unidad de par conectable (78-84) transmite par desde dicho actuador a dicha unidad de estanqueidad para hacer girar dicha unidad de estanqueidad con respecto a dicha carcasa, dicha unidad de par estando situada dentro de dicha carcasa.

12. El dispositivo de la reivindicación 11, en donde dicha unidad de par conectable incluye pernos (82, 84) y aberturas (78, 80) para recibir dichos pernos.

13. El dispositivo de la reivindicación 11, en donde el muelle (76) fuerza dicha unidad de par a una posición desconectada.

14. El dispositivo de la reivindicación 13, en donde dicho actuador incluye una tapa (154), dicha manivela estando soportada de forma deslizable y rotable dentro de dicha tapa, dicha tapa siendo fija con respecto a dicha carcasa.

15. Un método para operar una válvula de prevención de sobrepresión (20), dicho método comprendiendo las etapas de:

mover al menos una porción de una manivela (72) linealmente a través de ella originando que un elemento de válvula se mueva en una primera dirección para causar que fluya oxígeno a través de un primer camino (38) a un primer régimen de flujo; y

a continuación, mover dicha manivela cuando dicho movimiento lineal ha sido conseguido para causar una conexión de par que permita a dicha manivela moverse en una segunda dirección no lineal, la segunda dirección también origina el movimiento de la manivela en una tercera dirección, la tercera dirección siendo opuesta a la primera dirección, y por ello dando lugar a que fluya oxígeno a través de un segundo camino (40) a un segundo régimen de flujo, dicho segundo régimen de flujo siendo mayor que dicho primer régimen de flujo.

16. El método de la reivindicación 15, en donde dicha etapa de mover dicha manivela incluye el paso de girar dicha manivela a una posición abierta.

17. El método de la reivindicación 15, comprendiendo además la etapa de empujar al menos una porción de dicha manivela en una dirección axial desde una primera posición axial a una segunda posición axial contra la fuerza de un muelle (76).

18. El método de la reivindicación 17, en donde dicha etapa de girar dicha manivela a una posición abierta está habilitada para colocar dicha manivela en dicha segunda posición axial.

19. El método de la reivindicación 18, comprendiendo además la etapa de girar una unidad de estanqueidad roscada (28) hasta una posición cerrada para cerrar dicho segundo camino de flujo.

20. El método de la reivindicación 19, en donde dicho primer camino está situado dentro de dicha unidad de estanqueidad, y en donde dicha etapa de empujar dicha manivela en dicha primera dirección da lugar a que un vástago de válvula (30) deslice dentro de dicha unidad de estanqueidad para abrir dicho primer camino.

21. El método de la reivindicación 15, comprendiendo además la etapa de causar que fluya oxígeno a dicho segundo régimen de flujo a través de un regulador de presión (12) y luego a un dispositivo operativo.

22. El método de la reivindicación 21, en donde dicho dispositivo operativo es una máscara facial para un paciente, dicha máscara facial estando operativamente conectada a dicho regulador de presión.