一種具有氣體切換功能的呼吸閥及呼吸面罩
1.一種具有氣體切換功能的呼吸閥，其特征在于，該呼吸閥包括：
一呼吸閥基體，其具有內孔，所述呼吸閥基體的內孔壁上開設有至少一軸向走向的通氣槽；
一具有內孔的閥體，其套設于所述呼吸閥基體內，所述閥體具有一設于呼吸閥基體外的外端面，所述閥體的內孔壁上具有至少一第一凹槽和一第二凹槽，該第一凹槽和第二凹槽沿閥體的軸向方向依次設置；
一第一彈性元件，設于呼吸閥基體與閥體之間，以施加軸向力；
一軸套，其與所述呼吸閥基體固定連接，并套設于閥體內，所述軸套上具有至少一個定位孔；
一按鈕，其套設于所述軸套內，所述按鈕上設有一鍵槽；
一第二彈性元件，其設于所述按鈕與軸套之間，以施加軸向力；
至少一定位元件，對應設于所述定位孔內，所述定位元件于一第一位置對應設于鍵槽、定位孔和第一凹槽內，所述定位元件于一第二位置對應設于鍵槽、定位孔和第二凹槽內，以使所述閥體相對于呼吸閥基體打開或閉合。
2.如權利要求1所述具有氣體切換功能的呼吸閥，其特征在于，所述定位孔和定位元件為三個，沿軸套的周向方向均勻設置。
3.如權利要求1所述的具有氣體切換功能的呼吸閥，其特征在于，所述定位元件為球形元件，所述第一凹槽、第二凹槽和鍵槽的槽壁均具有坡度。
4.如權利要求1所述的具有氣體切換功能的呼吸閥，其特征在于，所述閥體的外端面與呼吸閥基體之間設有一密封圈。
5.如權利要求1所述的具有氣體切換功能的呼吸閥，其特征在于，所述軸套與呼吸閥基體通過螺紋固定連接。
6.如權利要求1所述的具有氣體切換功能的呼吸閥，其特征在于，所述第一彈性元件和第二彈性元件均為彈簧。
7.一種具有氣體切換功能的呼吸面罩，其包括：面罩本體及至少一如權利要求1‑6中任意一項所述的呼吸閥，所述呼吸閥固定設于所述面罩本體上。
8.如權利要求7所述的呼吸面罩，其特征在于，所述呼吸閥基體通過基體螺母固設于所述面罩本體上。
9.如權利要求7所述的呼吸面罩，其特征在于，所述呼吸閥設置為兩個。
說明書
一種具有氣體切換功能的呼吸閥及呼吸面罩
技術領域
本發明涉及一種閥門和呼吸設備，尤其涉及一種氣瓶閥及具有該氣瓶閥的面罩。
背景技術
從上世紀70年代誕生以來，空氣呼吸器迄今已經經歷了近40年的不斷改進和發展，其產品性能逐漸趨于完善，其主要適用于消防、化工、船舶、石油、冶煉、廠礦、實驗室等處，使消防員或救護人員能夠在充滿濃煙、毒氣、蒸汽或缺氧的惡劣環境下安全地進行滅火、搶險救災和救護工作。一般空氣呼吸器產品配有視野廣闊、明亮、氣密良好的全面罩，供氣裝置配有體積較小、重量輕、性能穩定的新型供氣閥；選用高強度背板和安全系數較高的優質高壓氣瓶；減壓閥裝置裝有殘氣報警器，在規定的氣瓶壓力范圍內，可向佩戴者發出聲響信號，提醒使用人員及時撤離現場，是從事搶險救災、滅火作業理想的個人保護裝置。盡管近幾年來，國內和國外進行了相關技術改進使得空氣呼吸器具備了上述功能，但是使用時間短始終是空氣呼吸器最大的缺點所在，也是該領域亟需解決的問題之一。
眾所周知，可以通過增加空氣呼吸器的氣瓶額定壓力或者氣瓶儲氣容積來延長空氣呼吸器的使用時間，但在采取這樣的方式，一方面在技術上實現具有一定難度，另一方面會增加額外的制造費用。如果能夠在環境條件允許的情況下，使用環境空氣，減少不必要的氣瓶用氣，通過“呼吸環境空氣”和“呼吸氣瓶空氣”之間的相互切換，可以在一定程度上增加氣瓶用氣的使用時間。
發明內容
本發明的目的在于提供一種具有氣體切換功能的呼吸閥，該呼吸閥在外界環境未受污染時開啟可引入環境空氣，在外界環境受污染時關閉，使得呼吸設備能夠轉換到氣瓶氣體，以實現環境空氣與氣瓶空氣的相互切換。
為了達到上述發明目的，本發明提供了一種具有氣體切換功能的呼吸閥，其包括：
一呼吸閥基體，其具有內孔，所述呼吸閥基體的內孔壁上開設有至少一軸向走向的通氣槽；
一具有內孔的閥體，其套設于所述呼吸閥基體內，所述閥體具有一設于呼吸閥基體外的外端面，所述閥體的內孔壁上具有至少一第一凹槽和一第二凹槽，該第一凹槽和第二凹槽沿閥體的軸向方向依次設置；
一第一彈性元件，設于呼吸閥基體與閥體之間，以施加軸向力；
一軸套，其與所述呼吸閥基體固定連接，并套設于閥體內，所述軸套上具有至少一個定位孔；
一按鈕，其套設于所述軸套內，所述按鈕上設有一鍵槽；
一第二彈性元件，其設于所述按鈕與軸套之間，以施加軸向力；
至少一定位元件，對應設于所述定位孔內，所述定位元件于一第一位置對應設于鍵槽、定位孔和第一凹槽內，所述定位元件于一第二位置對應設于鍵槽、定位孔和第二凹槽內，以使所述閥體相對于呼吸閥基體打開或閉合。
在本發明所述的具有氣體切換功能的呼吸閥中的定位元件可切換地處于兩個不同位置，當鋼珠處于第一位置，即鍵槽、定位孔和第一凹槽在徑向方向上處于同一位置時，第一彈性元件向閥體施加一軸向作用力使其離開呼吸閥基體而令呼吸閥開啟，使得環境空氣從設于基體上的通氣槽進入呼吸設備；當鋼珠處于第二位置，即鍵槽、定位孔和第二凹槽在徑向方向上處于同一位置時，閥體克服第一彈性元件的軸向作用力而緊貼呼吸閥基體使得呼吸閥關閉，在這種狀態下，呼吸閥連接至的呼吸設備與氣瓶空氣連接，實現氣源切換。
本技術方案所述的具有氣體切換功能的呼吸閥在工作過程中：當需要打開呼吸閥時，按壓按鈕，按鈕克服第二彈性元件向其施加的軸向力而不斷靠近軸套下端，在此過程中，設于軸套定位孔內的定位元件會進入按鈕的鍵槽內，在按鈕進一步靠近軸套下端的過程中，按鈕推壓定位元件迫使其越過第一凹槽和第二凹槽之間的凸起，進入第一凹槽內，此時被壓縮的第一彈性元件釋放，向閥體施加一軸向作用力，使得閥體相對于呼吸閥基體打開；當需要關閉呼吸閥時，按壓打開的閥體，閥體在不斷靠近呼吸閥基體下端的過程中，使得定位元件越過第一凹槽和第二凹槽之間的凸起，從第一凹槽進入第二凹槽，此時閥體克服第一彈性元件向其施加的軸向力，閥體相對于呼吸閥基體閉合。
進一步地，在本發明所述具有氣體切換功能的呼吸閥中的定位孔和定位元件為三個，沿軸套的周向方向均勻設置。定位孔和對應于定位孔的定位元件均勻地設置為三個，這樣可以以較少數量的設置較大程度地保證該定位機構工作的穩定性。
更進一步地，上述定位元件為球形元件，且上述第一凹槽、第二凹槽和鍵槽的槽壁均具有坡度。采用球形的定位元件和具有坡度的凹槽和鍵槽的配合設置，是為了使定位元件在第一位置與第二位置之間進行切換時更加順暢，減少呼吸閥卡滯情況的發生。
有利地，上述閥體的外端面與呼吸閥基體之間設有一密封圈。通過在密封界面增設密封元件來獲得更良好的密封效果。
可選地，上述軸套與呼吸閥基體通過螺紋固定連接。優選地，上述第一彈性元件和第二彈性元件均采用彈簧。
相應地，本發明的目的還在于提供一種具有氣體切換功能的呼吸面罩，該呼吸面罩可在外界環境干凈時利用環境空氣，在外界環境污染時使用氣瓶空氣，以方便使用者既能呼吸環境空氣又能呼吸氣瓶空氣，減少了氣瓶空氣單位時間內的使用量，增加了氣瓶空氣的使用時間。
本發明所述的具有氣體切換功能的呼吸面罩，其包括面罩本體以及至少一個具有上文所述結構的呼吸閥，呼吸閥固定設于面罩本體上。
進一步地，上述呼吸閥基體通過基體螺母固設于面罩本體上。
更進一步地，在呼吸面罩上設置有兩個上述呼吸閥。
本發明所述的呼吸閥通過控制定位元件處于兩個不同位置來實現該閥門的關閉和開啟，結構簡單，操作方便。
與現有技術中的呼吸面罩相比，本發明所述的呼吸面罩具有氣體切換功能，使得其可以實現“環境空氣”和“氣瓶空氣”兩種呼吸狀態的相互轉換，有效地利用了環境空氣；在可以呼吸外界環境空氣的情況下，不浪費氣瓶壓縮氣體，減少單位時間內壓縮氣體的使用量，提高了氣瓶內壓縮氣體的使用率，延長了壓縮氣瓶的使用時間。
附圖說明 
圖1為本發明所述的具有氣體切換功能的呼吸閥在一種實施方式下沿軸向的結構剖面視圖。
圖2為圖1所示的具有氣體切換功能的呼吸閥中呼吸閥基體的結構示意圖。
圖3為圖1所示的具有氣體切換功能的呼吸閥中按鈕的結構示意圖。
圖4為本發明所述的具有氣體切換功能的呼吸面罩在一種實施方式下的結構示意圖。
具體實施方式
以下將根據本發明的具體實施例及說明書附圖對本發明所述的具有氣體切換功能的呼吸閥及呼吸面罩作進一步的說明，但是該說明并不構成對本發明的不當限定。
如圖1至圖3所示，在本實施例中具有氣體切換功能的呼吸閥10包括：具有內孔的呼吸閥基體11，在其內孔壁上開設有六條沿軸向方向延伸的通氣槽12；同樣地，閥體13也具有內孔，閥體13套設于呼吸閥基體11內，閥體13具有徑向向外的外端面，其設于呼吸閥基體11外，閥體13的內孔壁上設有軸向方向上依次設置的環形的第一凹槽131和環形的第二凹槽132；軸套14的一端端部與呼吸閥基體11通過螺紋固定連接，同時套設于閥體13內，沿軸套14的周向方向均勻設置有三個定位孔141，在定位孔141內還設有與之相對應的鋼珠142；呼吸閥基體11與閥體13之間設有施加軸向作用力的第一彈簧16；套設于軸套內的按鈕15的外圓周面上設有環形的鍵槽151；按鈕15與軸套14之間設有施加軸向作用力的第二彈簧17；其中，鋼珠在呼吸閥內具有兩個不同的固定位置，當處于第一位置時，其對應地設于鍵槽151、定位孔141和第一凹槽131內，以使閥體離開呼吸閥基體，令呼吸閥開啟，當處于第二位置時，其對應地設于鍵槽151、定位孔141和第二凹槽132內，以使閥體緊貼呼吸閥基體，令呼吸閥關閉。
為了保證呼吸閥優良的密封效果，還可以在閥體的外端面與呼吸閥基體之間設置密封圈18。密封圈可以采用與閥體相匹配的形狀，在本實施例中可采用常規的O型密封圈。
此外，第一凹槽131、第二凹槽132和鍵槽151的槽壁均具有一定的坡度。這種設置方式可以使得鋼珠在第一凹槽與第二凹槽之間進行移動時，不易產生卡滯。
繼續參閱圖1至圖3，將本實施例中的呼吸面罩投入救援工作中，在未進入救援現場前，為了呼吸環境空氣，使用者按壓按鈕15，隨著按鈕15沿軸向方向向左移動，鋼珠142進入按鈕15的鍵槽151內，并隨著按鈕進一步向左移動，鋼珠142滑入第一凹槽131內，此時被壓縮的第一彈簧16釋放，向閥體13施加一軸向作用力，使得閥體13相對于呼吸閥基體11打開，環境空氣經由設置在呼吸閥基體11上的通氣槽12輸入呼吸面罩內供使用者呼吸。在進入救援現場后，為了呼吸氣瓶空氣，使用者按壓已打開的閥體13，閥體13沿軸向方向向左移動，鋼珠142越過第一凹槽131和第二凹槽132之間的凸起，滑入第二凹槽132內，此時閥體13克服第一彈簧16向其施加的軸向作用力，使得閥體13相對于呼吸閥基體11閉合，禁止環境空氣輸入呼吸面罩內，切換至氣瓶供氣以滿足使用者的呼吸防護需求。
圖4顯示了設有上述結構呼吸閥的呼吸面罩。
如圖4所示，呼吸閥10通過呼吸閥基體11和基體螺母的配合固設于面罩本體19上。在圖4中，僅顯示了左側安裝的呼吸閥10，但是在實際使用中，在面罩本體19的兩側分別安裝一個呼吸閥，能夠使得更多的外界空氣進入呼吸面罩內，充分利用環境空氣。
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