Válvula de membrana.

Válvula de membrana en particular para aparatos de inhalación,

compuesta por

- una membrana (1) plana de material permanentemente flexible y

- un marco (2), que presenta una abertura (21) de ventilación, que es algo más pequeña que la membrana(1) y

- al menos un alma (22), que une el marco (2) con

- un soporte (23), que está dispuesto aproximadamente en el centro de la abertura (21) de ventilación,y

- un pasador (3), cuyo vástago (31)

- discurre a través de una abertura (11) de fijación aproximadamente en el centro de la membrana (1)y

- se encuentra en una abertura (24) de retención en el soporte (23),en la que

- el pasador (3) está ensanchado para formar una cabeza (32),

- cuya distancia a la membrana (1) es pequeña en comparación con el grosor de la membrana (1) o

- que se apoya sobre la membrana (1) y en la que

- la membrana (1) en el estado de reposo se apoya sobre el marco (2),caracterizada porque

- el diámetro del vástago (31)

- cerca de la cabeza (32) es mayor que el diámetro de la abertura (11) de fijación y

- en el extremo libre del vástago (31) es aproximadamente igual al diámetro de la abertura (11) defijación, de modo que en una parte externa de la membrana, que está más alejada del marco, lamembrana se presiona por el diámetro aumentado del vástago alejándola, mientras que no se cargauna parte interna de la membrana que apunta hacia el marco, con lo que se abomba la membrana.

Válvula de membrana La invención se refiere a una válvula de membrana en particular para aparatos de inhalación, compuesta por una membrana plana de material permanentemente flexible y un marco, que presenta una abertura de ventilación, que es algo más pequeña que la membrana y al menos un alma, que une el marco con un soporte, que está dispuesto aproximadamente en el centro de la abertura de ventilación, y un pasador, cuyo vástago discurre a través de una abertura de fijación aproximadamente en el centro de la membrana y se encuentra en una abertura de retención en el soporte, apoyándose la membrana en el estado de reposo sobre el marco.

En los diferentes sistemas para el guiado del aire respiratorio de personas y otros seres vivos se requieren válvulas. Un objetivo frecuente es posibilitar al ser vivo una espiración libre, para lo cual una membrana por la presión de la respiración producida por el ser vivo se levanta de un marco, sobre el que se apoya en el estado de reposo. Entonces a través de una abertura de ventilación en el marco puede salir el aire respiratorio. Cuando el ser vivo vuelve a inhalar, se invierte el sentido del flujo de aire, de modo que se suprime la presión sobre la membrana y por la elasticidad de su material se mueve de nuevo a la situación de reposo, en la que por el apoyo sobre el marco bloquea la afluencia de gases y líquidos. En lugar de ello se alimenta aire respiratorio desde otra fuente, como por ejemplo desde un tanque a presión o desde la cámara de nebulización de un aparato de inhalación para introducir en el aire respiratorio principios activos nebulizados. A este respecto, una función esencial de la válvula es que no sólo bloquee la afluencia de gases, sino que también evite la penetración de líquidos.

En el estado de la técnica actual, el documento GS DE 20 2004 021 350 muestra una válvula de salida, con la que el aire respiratorio humano de un buceador se expulsa al agua circundante. Para ello una membrana se apoya sobre el marco alrededor de una abertura de ventilación y se retiene en el centro del marco en un soporte, que se soporta por almas. En este soporte la membrana está fijada con un pasador.

Al expulsar el aire respiratorio, la membrana elástica se levanta del marco, de modo que puede salir aire. Cuando se suprime la presión del aire respiratorio que empuja hacia fuera, la elasticidad de la membrana la mueve de nuevo contra el marco.

Una desventaja esencial de esta disposición es el efecto de sellado limitado de la membrana frente a la penetración de agua. Para generar una fuerza de compresión superior, el borde de la membrana en forma de disco está algo doblado en el borde de manera circunferencial, de modo que la membrana ya no se apoya sobre el marco por toda la superficie, sino sólo con el canto. De este modo se reduce considerablemente la superficie de apoyo, de modo que en la zona anular restante, la fuerza de compresión del canto de la membrana es relativamente elevada. Sin embargo, la desventaja esencial que se obtiene de esto es que el aire respiratorio tiene que producir una presión aumentada para mover la membrana, porque por su perfilado se ha hecho relativamente rígido.

Como otra variante se conocen membranas en forma de disco que tienen la forma de un anillo que se corta a partir de un material elástico en forma de placa. Este anillo opone al aire respiratorio una resistencia en comparación menor.

Sin embargo, su desventaja esencial es que sólo se apoya en su pieza complementaria fija, como por ejemplo un marco, con lo que se forman ranuras en forma capilar. Cuando llegan líquidos a estas ranuras, éstos se transportan entonces por la capilaridad, de modo que durante mucho un tiempo se forma un flujo de líquido pequeño, pero constante.

Además por el documento EP-A-0 732 301, que constituye el tipo genérico, el documento US-A-7.100.637, el DE-A11 63 107, el US-A-3.295.547 o el JP-A-05-177904 se conocen pasadores para fijar una membrana, que presentan una cabeza ensanchada.

Ante estos antecedentes la invención se planteó el objetivo de desarrollar una válvula de membrana, cuya membrana en el estado de reposo se presiona con una fuerza relativamente elevada contra el marco fijo, pero que sólo opone una resistencia muy reducida al aire que la atraviesa.

Como solución la invención presenta las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se mencionan formas de realización de la invención.

Por tanto, la característica esencial de la invención es el vástago del pasador aumentado cerca de la cabeza para la fijación de la válvula de membrana. El efecto ventajoso así conseguido puede explicarse de la mejor manera en la sección transversal de la membrana. En la capa externa de la membrana, que está más alejada del marco, la membrana se presiona por el diámetro aumentado del vástago alejándola. De este modo se producen fuerzas que actúan radialmente desde el centro de la superficie externa de la membrana, que presionan el material permanentemente flexible de la membrana hacia fuera. La parte interna de la membrana que apunta hacia el marco no se carga, porque el diámetro del vástago en esta zona sólo es tan grande como la abertura de fijación en la

membrana. De este modo se abomba la membrana, es decir, se le confiere una forma de casquete esférico (con un diámetro relativamente grande) . De este modo la membrana se apoya sobre el marco sólo con su canto externo, pero con una fuerza de compresión de este modo elevada y consigue así un sellado frente al líquido que penetra desde fuera.

Para que el aumento del vástago resulte eficaz según la invención, debe encontrarse dentro de la abertura de fijación de la membrana, por ejemplo en el caso de una abertura de fijación cilíndrica en la zona del lado dirigido en sentido opuesto al marco. Para ello el vástago del pasador debe llevarse a la profundidad de inserción adecuada.

Para ello, como variante de realización, se menciona un tope, que garantiza que se alcance la profundidad de inserción correcta. Se dispone dentro de la abertura de retención para el vástago y permite la penetración del vástago en la abertura de retención sólo hasta que la distancia entre la superficie de la cabeza que apunta hacia la membrana y la superficie del soporte que apunta hacia la membrana sea al menos tan grande como el grosor de material de la membrana.

Una forma útil de este tope se consigue configurando la abertura de retención para el vástago del pasador como un orificio ciego, con cuyo fondo hace tope el pasador. A este respecto es ventajoso que la “punta” del vástago esté conformada de manera complementaria al “fondo” del orificio ciego.

En comparación con el estado de la técnica conocido, la ventaja decisiva de esta disposición es que el material de la membrana conserva su flexibilidad original. No se hace rígido por perfilados o deformaciones, de modo que al aire espirado le opone casi la misma resistencia, reducida, que la que es posible en el caso de la fijación del disco de membrana por medio de un pasador con vástago cilíndrico sin una ampliación según la invención cerca de la cabeza.

Una ventaja esencial de la invención es que pueden seguir fabricándose y utilizándose membranas ya conocidas sin modificación de la forma, generalmente compleja. Es incluso posible troquelar la membrana a partir de material en forma de placa.

A este respecto la superficie de la membrana puede adoptar cualquier forma. Sin embargo, es especialmente ventajosa una forma circular porque, en relación con la superficie de la abertura de ventilación y por tanto el volumen de aire respiratorio que puede moverse como máximo a través de la misma, presenta la longitud mínima de la circunferencia y de este modo distribuye la pretensión, que se consigue mediante el aumento del vástago del pasador cerca de la cabeza, sobre la menor longitud posible, es decir maximiza la presión de superficie en la zona de apoyo y de este modo consigue el mejor efecto de sellado.

Para que la distribución de esta fuerza de pretensión aproximadamente desde el centro de la membrana hasta su borde se produzca lo más uniformemente posible, la invención prefiere que ambas superficies de la membrana sean lisas, porque en este caso la fuerza de pretensión en todas las direcciones de la membrana también produce una configuración uniforme de la forma de casquete esférico de la membrana. Esta propiedad se consigue por ejemplo porque la membrana, como se ha mencionado, se troquela a partir de un material en forma de placa.

La distribución uniforme deseada de la compresión del canto de membrana sobre el marco se ve favorecida en una variante... [Seguir leyendo]

1. Válvula de membrana en particular para aparatos de inhalación, compuesta por

-una membrana (1) plana de material permanentemente flexible y -un marco (2) , que presenta una abertura (21) de ventilación, que es algo más pequeña que la membrana (1) y -al menos un alma (22) , que une el marco (2) con -un soporte (23) , que está dispuesto aproximadamente en el centro de la abertura (21) de ventilación, .

15. un pasador (3) , cuyo vástago (31)

- discurre a través de una abertura (11) de fijación aproximadamente en el centro de la membrana (1) y -se encuentra en una abertura (24) de retención en el soporte (23) ,

en la que -el pasador (3) está ensanchado para formar una cabeza (32) ,

- cuya distancia a la membrana (1) es pequeña en comparación con el grosor de la membrana (1) o -que se apoya sobre la membrana (1) y en la que - la membrana (1) en el estado de reposo se apoya sobre el marco (2) , caracterizada porque -el diámetro del vástago (31)

-cerca de la cabeza (32) es mayor que el diámetro de la abertura (11) de fijación y -en el extremo libre del vástago (31) es aproximadamente igual al diámetro de la abertura (11) de fijación, de modo que en una parte externa de la membrana, que está más alejada del marco, la membrana se presiona por el diámetro aumentado del vástago alejándola, mientras que no se carga una parte interna de la membrana que apunta hacia el marco, con lo que se abomba la membrana.

2. Válvula de membrana según la reivindicación anterior 1, caracterizada porque dentro de la abertura (24) de retención está dispuesto un tope para el vástago (31) , que permite la penetración del vástago (31) en la 45 abertura (24) de retención sólo hasta que la distancia entre la superficie de la cabeza (31) que apunta hacia la membrana (1) y la superficie del soporte (23) que apunta hacia la membrana (1) sea al menos tan grande como el grosor de material de la membrana (1) .

3. Válvula de membrana según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la superficie de la membrana (1) es circular.

4. Válvula de membrana según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque ambas superficies de la membrana (1) son lisas.

5. Válvula de membrana según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la abertura (11) de fijación está conformada de manera cilíndrica y está orientada de manera perpendicular a la superficie de lado de marco de la membrana (1) y la parte del vástago (31) que sigue a la cabeza (32) está conformada como tronco de cono, que se convierte en una sección del vástago (31) conformada de manera cilíndrica.

6. Válvula de membrana según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en la membrana

(1) alrededor de la abertura (11) de fijación está formado un collar, que se adentra en la abertura (24) de retención en el soporte (23) .

7. Válvula de membrana según la reivindicación 6, caracterizada porque en el collar

- está formado un casquete esférico o -un tronco de cono u 5 otro cierre.

8. Válvula de membrana según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el extremo libre del vástago (31.

10. está conformado de manera complementaria al collar de la membrana (1) y -se introduce por presión o se pega en el mismo y

- el collar se introduce por presión o se pega en la abertura (24) de retención del soporte (23) . 15

9. Válvula de membrana según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el extremo libre del vástago (31) -se introduce por presión y/.

20. se pega y/o -se remacha y/.

25. se funde y/o -se atornilla

en la abertura (24) de retención. 30

10. Aparato de inhalación, que contiene -un dispositivo de nebulización para principios activos líquidos y

-dispositivos de guiado para el aire respiratorio de seres vivos, caracterizado porque el dispositivo de guiado para el aire respiratorio contiene al menos una válvula de membrana según una de las reivindicaciones anteriores.

11. Uso de una válvula de membrana según una de las reivindicaciones anteriores en -un aparato de inhalación o

-un aparato de respiración artificial o -un aparato de diagnóstico pulmonar o 50 -una máscara respiratoria o -un aparato de oxígeno o -un aparato de buceo.