具有過濾介質的呼吸接口裝置的製作方法

2023-05-26 17:15:56 1

專利名稱：具有過濾介質的呼吸接口裝置的製作方法
技術領域：
本發明大體涉及用於輸送氣體到使用者的氣管或者從使用者的氣管輸送氣體的呼吸接口裝置，並且更具體地涉及包括過濾介質的呼吸接口裝置，例如面罩。
背景技術：
公知各種呼吸面罩，其覆蓋環繞人類使用者的鼻子和/或嘴的區域，並且其被設計成緊貼使用者面部良好配合。典型地，氣體能夠在面罩內在正壓下被提供，供使用者消耗。另外，這種面罩能夠設置有排氣系統，用於處理呼出氣體。許多這些面罩(例如)尤其是醫用呼吸面罩中的一個必需條件是它們提供吸入和呼出氣體的過濾，以便獲得最大保護避免交叉汙染。利用多個部件的高複雜面罩設計儘管增加使用者舒適性，但通常趨向增加這種交叉感染的部位和機會。用於上述提及的應用類型的幾種類型的面罩是公知的。這種面罩通常利用與面罩自身相隔一定距離地位於總氣流路徑中的多個過濾器。儘管這種設計提供一定程度的過濾，但這種設計依然具有許多負面特性，例如接合處的潛在洩漏、高流動阻力、並且需要幾個過濾器。因此，在面罩和類似的呼吸接口裝置的領域，特別地，在吸入和呼出氣體的過濾的領域存在改進的空間。

發明內容
在本發明的一個實施例中，提供了一種呼吸接口裝置，包括具有一個或者多個開口的第一部分、構造成與使用者面部接合的第二部分、以及設置在所述第一部分與所述第二部分之間的過濾元件。第一部分和過濾元件限定第一腔室，至少第二部分和過濾元件構造成當呼吸接口裝置使用時限定面部腔室。過濾元件構造成過濾從第一腔室流到第二腔室以及從第二腔室流到第一腔室的氣體。呼吸接口裝置可以包括殼體，其中第一部分是殼體的一部分，並且其中第二部分包括連接到殼體的密封元件。一個或者多個開口可以包括氣體入口、排氣機構和輸送閥中的一個或者多個。過濾元件可以包括與第一部分密封接合的外圍密封部分。過濾元件可以使第一腔室和一個或者多個開口與第二腔室隔離。流體連接裝置可以連接到一個或者多個開口中的一個，並且過濾元件可以使流體連接裝置與第二腔室隔離。過濾元件可以可釋放地連接到第一部分。過濾元件可以包括具有過濾面積的過濾表面，其中殼體具有投影面積，並且其中過濾面積大於投影面積。過濾元件可以具有凹形形狀。第二部分可以構造成覆蓋使用者的鼻孔和口腔中的至少一個。過濾介質可以包括高效率、低阻力細菌過濾器。過濾元件可以包括指示劑，其提供過濾元件需要被更換的指示。過
4濾元件的至少一部分可以構造成當過濾元件需要被更換時改變顏色。過濾元件可以構造成當過濾元件的至少一部分中的溼氣水平達到閥值時改變顏色。在另一個實施例中，本發明提供一種氣體過濾方法。氣體過濾方法包括提供面罩，所述面罩包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有形成在其上的一個或者多個開口，所述第二部分構造成與使用者面部接合；通過在所述第一部分與所述第二部分之間在所述面罩內設置過濾元件，使所述一個或者多個開口與所述第二部分隔離，所述第一部分和所述過濾元件限定在所述面罩內的第一腔室；將所述面罩附著到使用者的面部，至少所述第二部分、所述過濾元件和所述使用者的面部限定第二腔室；通過所述過濾元件過濾從所述第一腔室流到所述第二腔室的進入氣體；以及通過所述過濾元件過濾從所述第二腔室流到所述第一腔室的排出氣體。一個或者多個開口可以包括氣體入口、排氣機構和輸送閥中的一個或者多個。過濾元件可以包括具有過濾面積的過濾表面，殼體具有投影面積，並且其中過濾面積大於投影面積。過濾元件可以具有凹形形狀。第二部分可以構造成覆蓋使用者的鼻孔和口腔中的至少一個。本發明的這些與其它目的、特徵與特性，以及操作方法、相關結構元件與部件組合的功能，以及製造經濟性通過以下描述和附屬權利要求並參考附圖將是明顯的，所有這些形成說明書的一部分，其中相同參考序號代表各圖中的對應部件。但應明確理解，附圖僅用於說明和描述用途，而並非作為本發明限定。如本說明書以及權利要求所述，除非上下文明確指出，單數形式的「一個」與「所述」包括多個。


圖1是根據本發明實施例的呼吸面罩的示意圖；圖2是沿著圖1的線2-2的呼吸面罩的橫截面圖，示出了根據本發明實施例的內部結構；以及圖3是沿著圖1的線2-2的呼吸面罩的橫截面圖，示出了根據本發明另一實施例的內部結構。
具體實施例方式此處表示方向的短語例如但不限於頂部、底部、左、右、上、下、前、後以及其派生詞涉及附圖中所示元件的定向，除非確切表述，其並非對權利要求進行限定。在此採用的術語「呼吸接口裝置，，涉及用於將氣體輸送至使用者和/或從使用者輸送的任意適當機構，並且明確包括但不限於例如面罩(例如，非限制性地包括諸如前額支撐件和面頰墊的支撐件的面罩以及全臉面罩)之類的非侵入性接口裝置。如在此採用， 兩個或更多部分或者組件「聯接」或「連接」在一起應意指該部分直接或者經由一個或多個中間部分或者組件而接合在一起或者一起起作用。最後，在此採用的術語「數量」應意指一個或多於一個的整數(也就是說，多個)。圖1和2分別顯示了根據本發明實施例的呼吸面罩10的後視圖和橫截面圖。呼吸面罩10包括具有外表面14和內表面15的本體或者殼體12，其限定了大體環形表面16， 密封元件18 (有時稱作襯墊)密封地附著到環形表面16上。儘管不是必須地，面罩殼體12 優選地大體是剛性的，然而密封元件18優選是柔韌的、彈性整體元件，例如其由諸如塑料、橡膠、矽樹脂、乙烯基或者泡沫的彈性體構成。面罩殼體12也限定了開口 20，諸如旋轉導管21(圖2)的流體連接裝置附著到開口 20上，用於在面罩10限定的腔室與諸如鼓風機或者其它合適裝置的外部氣體源(未示出)之間運送諸如呼吸氣體的流體。應理解的是，本發明設想各種不同流體連接裝置能夠被永久地或者選擇性地附著到開口 20，以運送流體(例如通過供給氣體22示出的)到面罩 10限定的腔室，或者從面罩10限定的腔室運送流體(例如通過排出氣體M示出的)。應理解，儘管在圖1和2中描述的實施例中顯示了在殼體12中只有一個開口 20，但是能夠在殼體中設置多個開口而不脫離本發明的範圍(例如不限於排氣閥、輸送閥)。在圖1和2中示出的面罩10是組合鼻部/ 口部面罩，容納了使用者面部的鼻部和口部區域。應理解的是，本發明也設想其它的呼吸接口裝置，例如不限於鼻部面罩和口部面罩。如傳統地，面罩本體12也優選包括緊固裝置，例如突出部25(圖1)等，其連接至合適的可調整保持帶(未示出)用於相對於使用者面部保持面罩。儘管兩個這種裝置示出在圖 1中並且通常布置在面罩10的選定角部，但是應理解的是，固定裝置的其它結構、布置、數目(包括沒有)和位置能夠被提供，而不偏離本發明的原則。儘管未示出，本發明設想在一個或者多個位置諸如在面罩殼體12上、導管21上或者在這些部件之間的連接處提供一個或者多個排氣口或者其它通風裝置以將使用者呼出的氣體M排出到大氣中。密封元件18優選包括固體的、然而高彈性和自保持可壓縮的大體環形構件27，其包括具有大體環形基部或者內端30的周壁部分觀，大體環形基部或者內端30構造成與其附著的環形表面16限定的殼體12的開口大體匹配。周壁部分觀還形成通常與內端30相對的外端32。外端32限定大體環形輪廓的表面34。表面34的輪廓預成型為緊密接近使用者的面部結構的表面輪廓，尤其在鼻梁、鄰近鼻子和嘴的面頰、下嘴唇和下巴之間的空間以及鄰近這些部分的中間區域的所有區域中。應理解的是，取決於密封元件18附著其上的面罩的類型，表面34的輪廓能具有可更換的結構。對於鼻部面罩，例如(未示出)，表面34可以輪廓構形為容納鼻部和上嘴唇之間的區域以代替下嘴唇和下巴之間的空間。在任一情況下，使用者面部結構的變化，特別是例如在鼻梁區域中，使密封元件18的相當大柔韌性理想地適應可能遭遇的許多不同面部輪廓。參考圖2，面罩10還包括優選可移除的過濾元件36，其具有外圍密封部分40大體環繞的中心介質部分38，外圍密封部分40密封接合面罩殼體12的內表面15。過濾元件36 將面罩10的內部分隔為包括開口 20的第一腔室44和第二腔室46，當面罩與使用者面部接合時，第二腔室46將包括使用者的口部和鼻部通風孔(未示出)，下面將進一步討論。在示例性實施例中，過濾元件36可移除地被多個保持裝置保持在位，多個保持裝置諸如為從殼體12的內表面15延伸的一個或者多個突出部42，儘管其它適合的保持裝置可以被使用而不改變本發明的範圍。例如，本發明設想以類似墊圈形式在殼體12和密封元件18之間提供過濾元件，密封元件與殼體的附著也保持過濾元件在位。本發明也設想在殼體12中設置狹槽，過濾元件36插入該狹槽中。過濾元件36的介質部分38優選包括高效的、低阻力的、細菌過濾介質。在本發明的示例實施例中，過濾元件36是高效微粒空氣(HEPA)過濾器，其移除直徑是0.3微米 (μπι)的空氣傳播微粒的至少99. 97%。本發明設想過濾元件為隨意布置的纖維的墊子形
6式，其厚度取決於纖維密度和直徑。能夠理解到，過濾元件的具體類型取決於面罩的實際用途。本發明設想，例如，過濾介質考慮的環境溫度決定將使用的過濾元件類型。例如，在低溫環境中，使用低溫介質。這種介質，通常使用由聚酯氈製品或者聚丙烯氈製品構成的纖維。 對於高溫環境，使用高溫介質，其典型地使用由高熱阻性材料構成的纖維，高熱阻性材料例如均聚物丙烯酸氈製品。過濾元件36也可以設有指示劑(未示出)，其提供過濾介質的有效過濾值不滿足並且因此應該被更換的指示。本發明設想使用指示劑包括，例如在過濾器中溼度增大時改變顏色的溼度敏感添加劑、由於暴露於(X)2時改變顏色的(X)2敏感化學藥品、或者任何其它適合的指示劑或者指示劑的組合。當面罩10的密封元件18抵靠使用者面部(未示出)時，呼吸腔室46大體形成在使用者面部與過濾元件36之間。過濾元件36的密封部分40確保兩個腔室44、46有效地彼此隔離，使得從呼吸腔室46流到第一腔室44或從第一腔室44流到呼吸腔室46的任何氣體必須通過過濾元件36的介質部分38並且因此被過濾元件36的介質部分38過濾。將意識到，通過靠近使用者設置過濾元件36，可以消除在閥門、旋轉接頭或者其它連接點處的潛在氣體洩漏的擔憂，因為使用者呼出的潛在汙染空氣在達到任何相關點之前被過濾。此外，過濾元件36的這種布置使得過濾元件可以快速且簡單地更換。圖3是根據本發明的另一個實施例的面罩10』的另一示例的橫截面圖。面罩10』 與上述面罩10的不同在於，圖3中示出的面罩10』的過濾元件36』是遠離使用者面部彎曲的大體凹形形狀。這種彎曲提供了比前述介質部分38所提供的更大的介質部分38』、以及因此提供了更大有效過濾面積(沒有編號)。能容易意識到，通過這種彎曲設計，可以容易地獲得比殼體12的投影面積更大的有效過濾面積。這種布置的益處在於，更大過濾面積提供了經過過濾元件36』的更小壓力降，或者更常規地感知流動阻力。另外，對於過濾元件 36,36'的凹面或者彎曲形狀，本發明設想，過濾元件可以具有各種不同形狀，包括褶狀、摺疊部、或者其它構造，以增加過濾器的有效表面面積，同時保持過濾器尺寸足以裝配在呼吸接口裝置內。儘管本發明已經以目前認為是最可行的優選實施例為基部以描述為目的加以詳細描述，應理解這種詳述僅為所述說明目的，本發明不限於所公開的實施例，相反，而是旨在涵蓋附屬權利要求精神和範圍內的更改以及等同布置。例如，應理解本發明在可能範圍內，任一實施例一個或多個特徵可與任一其它實施例的一個或多個特徵加以組合。
權利要求
1.一種呼吸接口裝置，包括具有一個或者多個開口的第一部分；構造成與使用者面部接合的第二部分；以及設置在所述第一部分與所述第二部分之間的過濾元件，所述第一部分和所述過濾元件限定第一腔室，至少所述第二部分和所述過濾元件構造成當所述呼吸接口裝置使用時限定面部腔室，所述過濾元件構造成過濾從所述第一腔室流到所述第二腔室以及從所述第二腔室流到所述第一腔室的氣體。
2.根據權利要求1所述的呼吸接口裝置，其特徵在於，所述呼吸接口裝置包括殼體，所述第一部分是所述殼體的一部分，所述第二部分包括連接到所述殼體的密封元件。
3.根據權利要求1所述的呼吸接口裝置，其特徵在於，所述一個或者多個開口包括氣體入口、排氣機構和輸送閥中的一個或者多個。
4.根據權利要求1所述的呼吸接口裝置，其特徵在於，所述過濾元件包括與所述第一部分密封接合的外圍密封部分。
5.根據權利要求4所述的呼吸接口裝置，其特徵在於，所述過濾元件使所述第一腔室和所述一個或者多個開口與所述第二腔室隔離。
6.根據權利要求5所述的呼吸接口裝置，其特徵在於，所述流體連接裝置被連接到所述一個或者多個開口中的一個上，並且所述過濾元件使所述流體連接裝置與所述第二腔室隔1 °
7.根據權利要求4所述的呼吸接口裝置，其特徵在於，所述過濾元件被可釋放地連接到所述第一部分。
8.根據權利要求2所述的呼吸接口裝置，其特徵在於，所述過濾元件包括具有過濾面積的過濾表面，所述殼體具有投影面積，並且所述過濾面積大於所述投影面積。
9.根據權利要求1所述的呼吸接口裝置，其特徵在於，所述過濾元件具有凹形形狀。
10.根據權利要求1所述的呼吸接口裝置，其特徵在於，所述第二部分構造成覆蓋所述使用者的鼻孔和口腔中的至少一個。
11.根據權利要求1所述的呼吸接口裝置，其特徵在於，所述過濾介質包括高效率、低阻力細菌過濾器[最小效率和阻力的值是多少]。
12.根據權利要求1所述的呼吸接口裝置，其特徵在於，所述過濾元件包括指示劑，所述指示劑提供所述過濾元件需要被更換的指示。
13.根據權利要求12所述的呼吸接口裝置，其特徵在於，所述過濾元件的至少一部分構造成當所述過濾元件需要被更換時改變顏色。
14.根據權利要求13所述的呼吸接口裝置，其特徵在於，所述過濾元件構造成當所述過濾元件的至少一部分中的溼氣水平達到閥值水平時改變顏色。
15.一種氣體過濾方法，包括提供面罩，所述面罩包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有形成在其上的一個或者多個開口，所述第二部分構造成與使用者面部接合；通過在所述第一部分與所述第二部分之間在所述面罩內設置過濾元件，使所述一個或者多個開口與所述第二部分隔離，所述第一部分和所述過濾元件限定在所述面罩內的第一腔室；將所述面罩附著到使用者的面部，至少所述第二部分、所述過濾元件和所述使用者的面部限定第二腔室；通過所述過濾元件過濾從所述第一腔室流到所述第二腔室的進入氣體；以及通過所述過濾元件過濾從所述第二腔室流到所述第一腔室的排出氣體。
16.根據權利要求15所述的氣體過濾方法，其特徵在於，所述一個或者多個開口包括氣體入口、排氣機構和輸送閥中的一個或者多個。
17.根據權利要求15所述的氣體過濾方法，其特徵在於，所述過濾元件包括具有過濾面積的過濾表面，所述殼體具有投影面積，並且所述過濾面積大於所述投影面積。
18.根據權利要求15所述的氣體過濾方法，其特徵在於，所述過濾元件具有凹形形狀。
19.根據權利要求15所述的氣體過濾方法，其特徵在於，所述第二部分構造成覆蓋所述使用者的鼻孔和口腔中的至少一個。
全文摘要
本發明提供一種呼吸接口裝置(10)，包括具有一個或者多個開口(20)的第一部分(12)，構造成與使用者面部接合的第二部分(18)，以及設置在所述第一部分與所述第二部分之間的過濾元件(36)。第一部分和過濾元件限定第一腔室(44)，當呼吸接口裝置使用時至少第二部分和過濾元件構造成限定面部腔室(46)。過濾元件構造成過濾從第一腔室到第二腔室以及從第二腔室到第一腔室的氣體。
文檔編號A61M16/06GK102256653SQ200980150854
公開日2011年11月23日 申請日期2009年11月21日 優先權日2008年12月17日
發明者M·W·哈斯, P·C·F·霍 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司