呼吸器的柔性過濾器的製作方法
2023-04-29 18:50:11
專利名稱：呼吸器的柔性過濾器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種呼吸器的過濾器，尤其涉及一種呼吸器的柔性過濾器，它可容易地連接於一呼吸器面罩而不會被損壞或擠壓變形。
背景技術：
設置有可拆卸過濾器的呼吸器面罩已使用了數十年，用以保護人們的呼吸系統免遭有害氣體、蒸汽、煙氣和顆粒的侵害。可拆卸過濾器連接於呼吸器面罩的輸入閥，當使用者吸氣時環境空氣通過輸入閥進入。這樣，空氣在被吸入前先經過過濾。
許多呼吸器過濾芯子被設計成具有一剛性金屬或塑料外殼的短圓筒形容器，諸如活性碳之類的過濾材料容納在該容器內。例如美國專利5,714,126就揭示了這樣的一個例子。由於它們的剛性外殼結構，這種過濾芯子是非柔性的，如果它們很厚，有時使用者就難以再戴上眼睛或面部保護裝置，諸如焊接頭盔。此外，有時這種過濾芯子厚到影響使用者的部分視線。在僅需要顆粒過濾器的某些應用中，為了克服上述缺點，人們設計出了一種柔性的顆粒過濾器，它們能方便地配合在眼睛和面部保護裝置諸如面部護罩的下面。
美國專利Re.35,062揭示了一種柔性顆粒過濾器，它具有過濾材料的前壁和後壁，它們以相隔開的關係沿它們的外周邊緣彼此相連，該過濾器設置有一呼吸管，呼吸管有一將過濾器固定到呼吸器面罩的連接裝置。隔開關係是由裝在過濾壁內的、並基本上與過濾器壁同寬闊地延伸的一層軟的多孔材料維持的。過濾壁必須保持在一彼此隔開的關係；否則的話，前壁和後壁就會塌陷在一起，使過濾器不能起作用。儘管這種過濾器是柔性的，但它們缺乏框架，使它們由於弄髒和擠壓變形，尤其在安裝和取下時容易損壞。即，過濾器變髒或變彎，使空氣不能通過一部分過濾材料。當這種現象發生時，過濾的有效表面減少了，呼吸阻力增加了。此外，多孔層佔過濾器的總壓降的50％，使呼吸起來比較困難。
美國專利5,732,695描述了一種顆粒過濾器，它是一柔性過濾器和過濾器芯子的混合物。它具有象柔性過濾器那樣的過濾材料的前壁和後壁，但還有一剛性框架，它有一通過多個間隔件連接於一內呼吸管的外周帶。儘管這種過濾器具有柔性過濾器的增加的表面面積，但剛性框架妨礙了它的柔性。
由North Safety Products公司製造的75 FFP 100顆粒過濾器包括一柔性框架，它可以描述成是具有一轂(hub)和諸輪輻(spokes)的柔性框架。框架的轂形成位於中心的、將過濾器連接於呼吸器面罩的呼吸管。框架的輪輻將過濾器的前壁和後壁分開。但不幸的是，這種轂和輪輻結構導致內部的框架在每一輪輻的端部有一尖點和諸邊緣。當使用者抓住過濾器進行安裝或取下它時，他或她可能會用較大的力緊握過濾器，使過濾器擠壓變形，或使框架輪輻刺破過濾材料，由此損壞過濾器。此外，由於柔性框架不延伸到過濾材料的外邊緣，這些過濾器也易於彎曲、摺疊和被擠壓變形。
因此，最好是有這樣一種過濾器，它既具有柔性顆粒過濾器的好處，又沒有它的缺點。這可以通過採用一延伸到過濾材料邊緣並基本上與之同寬闊地延伸的柔性內框架來實現，由此來提供足夠的剛性，以防止過濾器在安裝過程中擠壓變形和損壞，同時，仍然提供足夠的柔性，使過濾器能安裝在其他個人保護裝置下面。
發明概要總的來說，本發明涉及一種呼吸器的柔性過濾器，它包括一基本同寬闊地延伸的前部和後部的過濾材料，前部和後部過濾材料沿它們的外周緣彼此連接在一起，形成一密封的邊緣。過濾材料最好包括具有良好耐用性和防火花的多層材料，甚至包括一層活性碳。一框架至少部分地被裝入過濾材料的前部和後部內，使該框架的外周邊緣保持與過濾材料密封邊緣相鄰。最好是，框架由諸如塑料的柔性材料製成。或者，框架可由剛性的材料製成，但此剛性材料很薄因而具有足夠的柔性。當框架本身是柔性時，由於它具有靠近過濾材料密封邊緣的外周邊緣，因此使它能夠提供足夠的剛性，以防在安裝或取下過濾器的過程中使過濾器被擠壓變形，但又不會硬到過濾器不能彎曲的程度，因而仍可以將它裝在一焊接面罩或面部護罩的下面。
更具體地說，本發明提供一種柔性過濾器，它包括一完全封閉在過濾材料的前層和後層之間的柔性框架，該柔性框架基本上沿過濾器材料的密封外周邊緣在整個長度上與過濾材料的密封外周邊緣同寬闊地延伸並與之緊鄰。這樣，可以保持過濾器的形狀，擠壓變形也不會出現。最好是，內框架基本上是圓形的，沒有任何角或尖點，這樣，當使用者抓住過濾器安裝或取下它時，過濾器保持其硬度而會不被損壞。用多個最好形成在框架一側的手指形凹部以有助於安裝。
過濾器還包括一將過濾器連接到呼吸器面罩的連接件。該連接件通過過濾材料後部中的孔伸出，並與後部相密封。最好是，連接件與框架一體形成，過濾器的形狀基本為圓形，連接件略偏離中心。由於有了略偏離中心的連接件，在將過濾器安裝到呼吸器面罩時，過濾器可保持在後掠式的位置，由此當使用者朝下看時可以為使用者提供較廣的視野。最好是，手指形凹部與框架一體形成，並位於連接件的相對兩側。
柔性框架在過濾器中形成一氣室，使進入過濾材料前部和後部的空氣能容易地到達連接件的孔中，而不會增加任何呼吸阻力。框架具有多個交叉件，最好至少一個交叉件位於框架平面內，作為一增硬構件，其他幾個交叉件不在框架平面內，由此在過濾材料的前部與後部之間形成氣室，這樣有助於通過過濾器進行呼吸。
在對本發明進行如下的詳細描述的過程中，本發明的其他細節和優點將會變得更加清楚。
附圖簡要說明在附圖中，示出了本發明的較佳實施例和實施本發明的較佳實施例的情況，附圖中
圖1示出了本發明一連接於半面罩呼吸器的過濾器；圖2示出了本發明一連接於全面罩呼吸器的過濾器；圖3是本發明過濾器的前平面圖；圖4是本發明過濾器的側視圖，其中示出了連接件；圖5示出了圖3的過濾器，其中示出了在過濾器中的框架的輪廓線；圖6示出了沿圖5的線A-A截取的剖面；圖7示出了容納在圖5過濾器中的框架；圖8示出了沿圖7的線A-A截取的剖面；以及圖9示出了沿圖5的線B-B截取的剖面。
較佳實施例的詳細說明圖1示出了本發明的連接於一半面罩呼吸器60的面部件50的兩柔性過濾器1。圖2示出了本發明的連接於一全面罩呼吸器80的面部件70的兩過濾器1。圖3示出了本發明一過濾器的前面的俯視圖或平面圖。圖4示出了圖3過濾器的側視圖，從而能看見從過濾器1的後面伸出的連接件10。如這些圖所示，過濾器1形狀基本上是圓形的，其中有一對凹部9A和9B，這樣就能方便地將過濾器安裝在呼吸器面部件上，而不會引起過濾器弄髒和其他的損壞。連接件10最好是位於過濾器的偏中心部，使凹部9A和9B在連接件10的相對兩側。如圖1和2所示，當過濾器連接於呼吸器面部件時，過濾器的後掠式設計使視野和舒適感都有了提高。過濾器的低矮的外形和柔性使它能夠容易地安裝在一焊接頭盔的下面，以及容易地與其他個人保護裝置安裝在一起。
現在參閱圖5和6，圖中總的示出了一柔性過濾器1，它的形狀基本呈圓形，它具有一過濾材料前部2和一過濾材料後部3(如圖4和6所示)。過濾材料後部3具有一孔15，一具有孔18的連接件10穿過該孔15延伸。前部2可通過本技術領域中的技術人員所熟知的方法與後部3相密封。最好是，沿過濾材料的周邊用超聲波焊接，以形成一密封邊緣30。封入在過濾材料內的、但最好不連接於過濾材料的是一柔性框架4。柔性框架4的形狀基本上與過濾材料相同，只不過尺寸略小於過濾材料的尺寸。這樣，框架4象一在前層2與後層3之間的手套一樣被包住，並具有一最好緊靠過濾材料密封邊緣30的周邊16。此外，框架具有多個交叉件5、6和7。如圖6和8所示，交叉件5橫跨框架並位於周邊16的平面內。交叉件6和7位於交叉件5的相對兩側並凸起於框架4平面之上，以在前部2與後部3之間形成氣室(plenum)17。
如圖7-9所示，連接件10最好與柔性框架4一體形成，其中有一孔18，連接件10還有一卡口式連接件11，用於將過濾器1連接到呼吸器面罩。最好是，連接件10的形狀為圓形，其直徑比框架4的直徑小得多。連接件10在框架的平面之下延伸，並最好偏離框架4的圓形中心。連接件10甚至可以在或超出框架的圓周。連接件10的與氣室17相對的外端可以通過一鎖定卡口連接件11沿一個方向可拆卸地連接於呼吸器面罩。過濾材料後部3有一孔15，連接件10穿過該孔15延伸。最好用超聲波焊接將過濾材料後部3與連接件10密封，使連接件10為從氣室空間到呼吸器面罩輸入閥的氣流提供一封閉的通道。
如圖5和7所示，圖中示出了位於連接件10兩側的手指標識9A和9B，這有助於安裝柔性過濾器。凹部9A和9B最好與框架4一體形成，並位於框架4的平面內。在安裝過程中，使用者將他的手指放在凹部9A和9B來抓住過濾器1，將卡口式連接件凸片放入呼吸器面罩的鎖定容納槽中，並慢慢地轉動過濾器約三十度(30°)，直到卡口連接件11卡入適當位置。取下過濾器1時，用凹部9A和9B抓住過濾器並以相反的方向轉動過濾器，使卡口連接件11脫鉤。這樣就能容易地替換和變換過濾器1，而不會彎曲、擠壓變形或損壞過濾器。
儘管在此描述的過濾器最好具有一基本圓形的形狀並採用一卡口式連接件，但本發明不受這些實施例限制，而是可以用任何形狀的過濾器或任何類型的連接件實施本發明。儘管結合上述例子詳細地描述了本發明，但要知道的是，這種細節只是為了舉例說明本發明的目的，本領域的技術人員在不背離本發明基本精神的情況下完全可以對本發明的上述實施例進行種種改變和變化。本發明只受所附權利要求書所闡述的內容的限制。
權利要求
1.一種呼吸器的柔性過濾器，它包括一基本上同寬闊地延伸的前部和後部的過濾材料，前部和後部沿它們的密封邊緣的外周彼此連接在一起，形成密封；一連接件，它通過過濾材料後部中的孔伸出，並密封於後部；以及一柔性框架，它位於前部和後部之間並構成氣室，一連接件與該氣室相通，框架具有基本保持與密封邊緣相鄰的外周邊緣。
2.如權利要求1所述的柔性過濾器，其特徵在於，過濾材料包括多個層。
3.如權利要求1所述的柔性過濾器，其特徵在於，連接件與框架一體形成。
4.如權利要求1所述的柔性過濾器，其特徵在於，它包括多個柔性交叉件，其中一個位於柔性框架外周邊緣平面中，另外的交叉件朝過濾材料方向伸出該平面。
5.如權利要求4所述的柔性過濾器，其特徵在於，有三個柔性交叉件，它們橫跨框架，其中中間的交叉件和柔性框架外周邊緣位於同一個平面，兩外交叉件包括位於該平面之外的一部分，由此在過濾材料的前部與後部之間形成氣室。
6.如權利要求4所述的柔性過濾器，其特徵在於，框架還包括多個用於抓住過濾器的凹部。
7.如權利要求6所述的柔性過濾器，其特徵在於，有兩個位於連接件相對兩側的凹部。
8.如權利要求1所述的柔性過濾器，其特徵在於，過濾器總的為圓形，連接件偏中心設置。
9.如權利要求8所述的柔性過濾器，其特徵在於，還包括多個凹部，它們位於連接件的相對側，以便便於抓住過濾器。
10.如權利要求1所述的柔性過濾器，其特徵在於，連接件是卡口式的，使過濾器只能沿一個方向連接於呼吸器。
11.在一呼吸器的柔性過濾器中，有一基本同寬闊地延伸的、沿外周邊緣彼此密封的前部和後部，改進之處在於，一柔性框架設置在過濾材料的前部與後部之間，以在它們之間構成一氣室，框架具有一外周邊緣，該邊緣沿密封外周邊緣的整個長度保持與過濾材料的密封外周邊緣相鄰。
12.如權利要求11所述的柔性過濾器，其特徵在於，過濾材料包括多個層。
13.如權利要求11所述的柔性過濾器，其特徵在於，連接件與框架一體形成。
14.如權利要求11所述的柔性過濾器，其特徵在於，它包括多個柔性交叉件，其中一個位於柔性框架外周邊緣平面中，另外的交叉件朝過濾材料方向伸出該平面。
15.如權利要求11所述的柔性過濾器，其特徵在於，有三個柔性交叉件，它們橫跨框架，其中，中間的交叉件和柔性框架外周邊緣位於同一個平面，兩外交叉件包括一位於該平面之外的一部分，由此在過濾材料的前部與後部之間形成氣室。
16.如權利要求14所述的柔性過濾器，其特徵在於，框架還包括多個用於抓住過濾器的凹部。
17.如權利要求16所述的柔性過濾器，其特徵在於，有兩個位於連接件相對兩側的凹部。
18.如權利要求11所述的柔性過濾器，其特徵在於，過濾器總的為圓形，連接件偏中心設置。
19.如權利要求18所述的柔性過濾器，其特徵在於，還包括多個凹部，它們位於連接件的相對側，以便便於抓住過濾器。
20.如權利要求11所述的柔性過濾器，其特徵在於，連接件是卡口式的，過濾器只能沿一個方向連接於呼吸器。
全文摘要
本發明提供一種呼吸器的柔性過濾器(1),它具有基本同寬闊地延伸的過濾材料(3)的前部和後部,它們沿其外周彼此密封而形成一密封邊緣。一柔性塑料框架(4)設置在前部和後部(2,3)內,以在過濾材料(3)的前部與後部(2,3)之間形成一氣室(17)。一將過濾器(3)安裝到呼吸器面罩的連接件(10)與框架(4)一體形成,該連接件通過過濾材料(3)的後部(3)伸出。多個凹部也與框架一體形成,用凹部可以便於抓住過濾器(1),不會將過濾器擠壓變形或損壞。
文檔編號A62B23/02GK1326370SQ9981246
公開日2001年12月12日 申請日期1999年10月21日 優先權日1998年10月23日
發明者T·M·塞拉波沃, R·P·沃爾夫, P·A·澤勒 申請人:礦井安全裝置公司