Brevet FR2466996A1 — publié le 19810417

-1 - L'invention concerne un masque respira- toire comportant une soupape de respiration avec cham- bre de pression entre l'atmosphère extérieure et un espace de respiration devant les organes de respira- tion de l'utilisateur, une pression calibrée étant ainsi établie devant les organes de respiration de l'utilisateur tant au cours de la phase d'inspiration qu'au cours de la phase d'expiration, une partie de la face de la chambre de pression qui se trouve en regard des organes de respiration étant agencée pour commander une soupape d'inspiration en réponse au mouvement d'une membrane de régulation. Dans le cas de masques respiratoires particulièrement destinés à une utilisation en atmos- phère toxique, par exemple dans les lieux enfumés, ou lorsqu'il s'agit de masques à usage militaire de pro- tection contre les gaz, etc., il est souhaitable et nécessaire qu'il y ait une légère pression calibrée dans le masque et la soupape, tant au cours de la phase d'inspiration qu'au cours de la phase d'expi- ration, car il est difficile de réaliser un masque qui s'adapte parfaitement de manière étanche sur tous les visages. Cette pression calibrée est créée en prévoyant une chambre de pression entre un espace en communication directe avec les organes de respiration de la personne portant le masque et l'atmosphère en- vironnante. La chambre de pression est en communica- tion directe, par l'intermédiaire d'une soupape, avec l'espace qui se trouve devant le visage du porteur, au cours de la phase d'expiration. Au cours de la phase d'inspiration, la soupape est fermée. Pour évi- ter que se crée une pression trop élevée dans la cham- bre de pression, cette dernière est associée àune autre soupape qui s'ouvre sur l'atmosphère lorsqu'une diffé- -2- rence prédéterminée de pression est atteinte entre la chambre de pression et l'atmosphire. Une soupape d'en- trée, dont le rôle est d'admettre l'air entre un con- duit d'entrée et l'espace ménagé devant les organes respiratoires du porteur, est ouverte lorsque la pres- sion dans cet espace est plus faible que la pression supposée régner dans la chambre de pression; elle est fermée dans d'autres conditions. Cela signifie que la soupape d'entrée sera fermée au cours de la phase d'expiration, lorsque la pression est plus éle- vée, et ouverte au cours de la phase d'inspiration. Dans les soupapes de respiration, les inspirations du porteur de masque établissent une sous-pression sur la face interne de la membrane de régulation. La différence-de pression qui apparait de part et d'autre de cette membrane se traduit par une force qui commande un mécanisme de soupape pour que l'air parvienne à l'utilisateur. Dans les anciens mo- dèles de soupape de respiration avec chambre de pres- sion, tels que celui décrit dans le brevet suédois no 335.826, cette chambre de pression est située à l'extérieur de la membrane de régulation. Dans cet agencement, la membrane forme une paroi de la chambre de pression. Il s'ensuit que l'effort est plus grand pour respirer dans un masque respiratoire pourvu d'une soupape de respiration de ce type. Par conséquent, les utilisateurs désirent souvent porter un masque dans lequel la pression calibrée est élimin-ée lors- qu'ils jugent que l'atmosphère dans laquelle ils doivent travailler ne contient pas de gaz particuliè- rement dangereux. Les circonstances dans lesquelles les masques sont utilisés imposent souvent une contrainte mentale considérable. Les utilisateurs sont angoissés -3- et travaillent contre le temps, lps décisions devant être prises et mises à exécution sans retard. Dans de telles situations, il arrive très souvent ou'une per- sonne, prête à entrer pour travailler en atmosphère très toxique, oublie, dans sa hâte, de commander l'é- tablissement d'une pression calibrée, ayant l'esprit préoccupé par toutes les autres choses qu'elle doit faire. Cela peut avoir des résultats désastreux. L'invention a, en conséquence, pour but de réaliser une soupape de respiration avec cham- bre de pression n'entraînant une résistance à la res- piration qui soit sensiblement plus élevée que dans les soupapes de respiration classiques sans chambre de pression. On donne donc à la soupape conforme à l'invention un certain nombre de caractéristiques. Etant donné que la chambre de pression forme un ensem- ble situé au milieu de la membrane de régulation et se déplace donc avec cette membrane, l'ensemble consi- déré est très sensible, et la résistance à la respira- tion est, en conséquence, très faible. L'invention a également pour but de réaliser un masque respiratoire dans lequel la pres- sion de sécurité est établie automatiquement dès la première inspiration de l'utilisateur portant le mas- que. Lorsque l'utilisateur retire le masque, il doit couper l'arrivée d'air. La soupape étant conçue pour maintenir une pression calibrée devant les organes de respiration du porteur, la soupape d'entrée est commutée en position d'ouverture par la membrane de régulation dès que l'utilisateur retire le masque. Antérieurement, dans les soupapes à chambre de pres- sion, ce problème était résolu par un agencement tel que la partie de la chambre de pression soumise à l'effet d'un ressort et en contact avec l'atmosphère -4- extérieure était maintenue par un cliquet. Cela per- mettait au masque respiratoire de fonctionner comme un masque respiratoire classique sans pression calibrée. Cette disposition doit être évitée. En conséquence, et conformément à l'invention, un mécanisme de détente est situé dans le conduit d'entrée à proximité de la membrane de régulation, de manière à retenir la mem- brane et la totalité de la chambre de pression de l'intérieur, soit directement, soit par l'intermé- diaire d'un levier monté entre la soupape d'entrée d'admission de l'air et cette membranne de régulation. Le mécanisme de détente est agencé de manière à être désengagé sous l'effet de la force exercée par la mem- brane de régulation et par l'intermédiaire du levier, lorsque le porteur du masque respiratoire inspire. La suite de la description se réfère aux dessins annexés qui représentent: Figure 1, une vue en coupe d'une for- me de réalisation du dispositif conforme à l'inven- tion; et Figure 2, une vue en perspective du mécanisme de détente utilisé pour retenir la chambre de pression dans le dispositif conforme à l'invention. On a donc représenté sur la Figure 1, une forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention. La soupape de respiration comporte une enveloppe 1 sensiblement en forme de coupelle qui, à proximité de la partie inférieure sur la paroi laté- rale, est pourvue d'un-certain nombre d'ouvertures 2 pour permettre à l'air expiré de s'échapper vers l'atmosphère extérieure. Un anneau de protection 3 est monté autour de l'enveloppe en face des ouvertu- res 2 pour protéger de la poussière la chambre d'ex- piration 4 de l'enveloppe 1. Un organe en forme 2466996'. -5- d'entonnoir 5 est vissé sur le bord de l'enveloppe 1. Une chambre d'entrée 6 est formée par l'organe 5 et séparée de la chambre d'expiration 4 par une membrane 7 dont la partie centrale définit une chambre de pres- sion 8. Un élément annulaire 51 est vissé dans l'ou- verture de l'enveloppe. La chambre d'entrée 6 est en communication directe avec l'espace qui se trouve de- vant le visage du porteur, par l'intermédiaire d'un passage de communication 9. Un conduit d'entrée 10, pour l'admission de l'air, est en communication avec la chambre d'entrée 6, par l'intermédiaire d'une soupape d'entrée 11. La chambre de pression 8 est conçue comme un ensemble mobile, fixé à l'enveloppe 1 par l'intermédiaire de la membrane mobile 7 et de l'élément 51. La chambre de pression 8 comporte une pièce intérieure rigide 12 ayant sensiblement la for- me d'une coupe, et une pièce extérieure rigide 13 ayant aussi la forme d'une coupe. Les faces concaves de ces deux pièces sont en regard l'une de l'autre. La pièce 12 comporte des ouvertures 14 qui, du côté de la chambre de pression, sont couvertes par une soupape d'expiration 15 en forme de disques. La membrane 7 est en un matériau mou et souple tel que du caoutchouc. Cette membrane est plus épaisse sur ses bords de fixation à l'élément 51 et à la périphérie de la pièce 12. Au-dessus de la pièce 12 la membrane 7 forme une collerette annulaire 16 inclinée vers le haut et vers l'intérieur, cette collerette formant un joint étanche à la périphérie de la pièce supérieure 13 de la chambre de pression aussi longtemps que la pression calibrée dans cette chambre 8 n'excède pas une valeur prédéterminée. A l'extérieur de la partie de membrane 2466996vi -6- qui est fixée à la pièce 12, se trouve un anneau de retenue 17 qui maintient la membrane en place et com- porte une patte et qui, lorsque la chambre de pression se déplace par rapport à la chambre d'expiration 4, s'applique contre une collerette annulaire formée sur l'enveloppe 1. Cette disposition évite l'allongement de la membrane 7. La partie supérieure 13 en forme de coupe, que l'on désignera dans ce qui suit par le 1ic terme "disque d'étanchéité", est repoussée contre la collerette annulaire 26 par le ressort 19, l'autre extrémité de ce ressort étant fixée à une plaque de guidage 20 située à la base 21 de l'enveloppe 1. La face de la plaque de guidage qui est en regard de la base de l'enveloppe comporte en son centre une broche de guidage intérieure 22. Le disque d'étanchéité 13 comporte en son centre un manchon de guidage intérieir 23 dans lequel s'adapte la broche de guidage 22. Le manchon de guidage 23 est lui-même monté dans un man- chon de guidage 24 faisant partie de la pièce 12. Cet agencement ne permet aux pièces 12 et 13 que de se déplacer dans une seule direction, de sorte qu'elles sont à tout moment parallèles à la base 21 de l'en- veloppe 1. Le conduit d'entrée 10 pour l'entrée de l'air, avec la soupape 11, est monté dans la partie arrière de la pièce 5 en forme d'entonnoir. La soupape d'entrée 11 comporte un disque qui porte contre un siège de soupape et est associé à une tige 25 se prologeant dans la chambre d'entrée 6 en traver- sant un fourreau 26; ce dernier est de forme annu- laire et est vissé à l'extrémité d'un manchon qui constitue un prolongement du conduit d'entrée et a un diamètre plus grand que celui de ce conduit d'en- trée. 2466996. -7- A l'extrémité supérieure de la tige , pivote un bras 28 qui est normalement incliné par rapport à cette tige. L'extrémité supérieure du bras 28 est recourbée et porte contre la pièce intérieure 12 de la chambre de pression, une ouverture 29 de ce bras permettant de placer ce dernier autour du man- chon de guidage 24. On peut voir sur le dessin en per- perspective de la Figure 2 que le bras 28 est en un matériau plat. A l'extrémité en contact avec la sou- pape 11, le bras 28 comporte une saillie 30 qui porte contre le fourreau annulaire 26 et soulève la soupape lorsque la chambre de pression se déplace vers la chambre d'entrée 6. Un mécanisme de détente 31 est agencé de telle sorte que, lorsqu'il est engagé, il soulève le bras 28 dans la position représentée en pointillé, l'ouverture 29 du bras se déplaçant tout en restant en contact avec le manchon de guidage 24. A l'encontre de l'effet du ressort 19, la chambre de pression aura alors été déplacée vers la base 21 de l'enveloppe et restera dans cette position jusqu'à ce que le masque respiratoire soit de nouveau utilisé. On a représenté sur la Figure 2 une vue en perspective du bras 28 avec le mécanisme de détente 31. Ce mécanisme comporte un étrier en fil d'acier légèrement élastique 32 dont la partie droite centrale 33, en position d'engagement (représentée Figure 2), porte contre le bras 28. Les deux pattes de l'étrier, 34 et 35 sont repliées à angle droit par rapport à la partie centrale, leurs extrémités étant fixées sur un axe tournant 36. Un ressort 37 est bobiné autour de l'axe 36. Une extrémité de ce ressort porte contre la face intérieure de la pièce 5, l'autre extrémité formant un crochet oui porte contre une pat- te 35 de l'étrier 32, en exerçant sur cette patte -8- une force dirigée vers le bas sur la Figure. Le res- sort 37 maintient l'étrier 32 dans la position basse représentée Figure 1 lorsque le mécanisme de détente n'est pas engagé. Une extrémité de l'axe 36 traverse un fourreau d'étanchéité à l'air monté dans la paroi de la pièce 5 et s'adapte, à l'extérieur du masque respi- ratoire, sur un levier 38 qui permet au porteur de masque de manoeuvrer aisément l'axe, soit d'engager ou de désengager le mécanisme de détente. Le levier forme un certain angle transversalement à l'axe. Un cliquet 40 est également formé transversalement à l'a- xe et séparé du levier par une fente. Ce cliquet constitue un bras élastique portant contre la paroi de la pièce 5, dont l'extrémité libre, sur la face en regard de la paroi, porte un bossage 41, ce der- nier coulissant dans un évidement de la paroi de la pièce 5 lorsque le cliquet est engagé. La force néces- saire pour sortir le bossage de l'évidement en tour- nant l'axe 36 est calibrée pour correspondre à la force exercée par la chambre de pression sur l'étrier 32, par l'intermédiaire du bras 28, lors de la phase d'inspiration. Lorsque le mécanisme de détente a été dégagé par inspiration, l'étrier 32 se déplace sous l'effet du ressort 37 et vient porter contre la face de la pièce 5 (voir Figure 1). Le levier 38 sera en conséquence tourné vers le bas sur la figure. Il est facile, pour l'utilisateur du masque, de s'assurer que le mécanisme de détente est réellement dégagé en vérifiant la position du levier. Il est bien entendu que des variantes peuvent être envisagées dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Masque respiratoire, comportant une soupape de respiration avec chambre de pression entre l'atmosphère extérieure et un espace de respiration devant les organes de respiration de l'utilisateur, de sorte qu'une pression calibrée peut être établie devant les organes de respiration de l'utilisateur, tant au cours de la phase d'inspiration qu'au cours de la phase d'expiration, une partie de la face de la chambre de pression qui se trouve en regard des orga- nes de respiration étant agencée pour commander une soupape d'inspiration en réponse au mouvement d'une membrane de régulation, caractérisé en ce que la cham- bre de pression est conçue sous forme d'un ensemble qui, dans sa totalité, accompagne la membrane dans son mouvement. 2. Masque respiratoire selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la chambre de pres- sion est située au centre de la membrane et comporte une chambre d'expiration (4) sur la face en regard des organes de respiration, avec une soupape qui s'ou- vre lorsque la pression dans cette chambre de pres- sion dépasse la pression ambiante d'une valeur prédé- terminée. 3. Masque respiratoire selon la reven- dication 2, caractérisé en ce que la chambre de pres- sion se compose de deux parties sensiblement en forme de coupe (12,13) dont les faces concaves sont en re- gard l'une de l'autre et qui sont agencées de telle sorte que le bord de l'une, en regard de l'extérieur, vient par pression en contact d'étanchéité avec le bord de l'autre qui est en regard des organes de res- piration, sous l'effet d'un ressort (19), la force -10- exercée par ce ressort déterminant la pression cali- brée dans la chambre de pression. 4. Masque respiratoire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme de détente (31) qui, lorsqu'il est engagé, agit à l'encontre de la membrane de régu- lation (7) pour maintenir cette dernière ou un organe de commande entre la membrane et une soupape d'entrée d'air (11) dans une position pour laquelle la soupape de respiration est fermée, la force de retenue du mé- canisme de détente étant telle qu'elle est surmontée par la force que le mouvement de la membrane de régu- lation, éventuellement transférée par l'organe de commande, exerce sur ce mécanisme lorsque le porteur du masque inspire. 5. Masque respiratoire selon la reven- dication 4, caractérisé en ce que le mécanisme de dé- tente (31) est associé à un levier de commande (38) situé à l'extérieur du masque et permettant à l'uti- lisateur de vérifier aisément la position de ce méca- nisme. 6. Masque respiratoirmselon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le méca- nisme de détente comporte un étrier (32) qui agit sur la membrane de régulation (7) et est fixé sur un axe tournant (36) associé à un ressort, un cliquet (40) étant fixé à l'axe et exerçant une pression élastique contre une paroi du masque par l'intermédiaire d'un bossage (41) qui, en position d'engagement du méca- nisme, s'adapte dans un évidement de la paroi.