保護性頭盔系統的製作方法
2023-05-05 17:04:21
專利名稱：保護性頭盔系統的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及個人用的外界保護系統，特別是一種頭盔結構，其被佩帶於需要控制過濾空氣和阻止顆粒材料的環境中。
背景技術：
現有技術中已知有各種類型的空氣流動、過濾和保護系統。一些這樣的系統目前市場有售，並被用於醫學場合、淨室環境、或有害/汙染環境中。
一些現有系統中設有面罩、防護套裝、過濾器等。在一些情況下，空氣過濾器內置於頭盔結構中，並且產生了一種相當笨重、麻煩的頭盔單元。已知的頭盔單元通常包括外界空氣源例如氣缸、空氣管道等，它們通過管件、軟管等連接著頭盔結構。軟管連接系統以及長防護套裝或面罩趨向於極其笨重，並且限制了穿戴者在工作程序中的運動和靈活性。
在本領域中很多公知的系統中，面罩和/或防護套裝被用作透氣裝置，它們必須頻繁更換。因此，這種結構趨向於成本很高，因為一次性的透氣裝置是相當昂貴的。
另外，這些系統本身也是相當昂貴的，特別是系統中的一次性部分。
在現有技術中，已知有許多製品。一種適宜的功能性系統被描述於R.O.Bare等的發明名稱為「PERSONAL AIR FILTRATIONAND CONTROL SYSTEM」的美國專利5,054,480中。
另一種這樣的系統公開於L.J.Green等的發明名稱為「AIRFILTRATION AND CONTROL SYSTEM INCLUDINGHEADGEAR」的美國專利5,711,033中。
發明內容
本發明面向一種保護性頭盔系統，其可被醫生在手術過程中佩帶，被技術人員在組裝過程中佩帶，以及被工人在處理有毒廢物時佩帶，等等。
所述頭盔系統包括一個相對輕質、基本剛性的頭盔結構。在典型情況下，可將一個風扇機構安裝在頭盔結構上。適宜的電源例如電池組等可以用於選擇性地向風扇通電。
所述頭盔系統還可以包括一個可拆除的一次性過濾器，其能夠被容易且緊湊地安裝在頭盔結構上，以基本上覆蓋頭盔結構的整個表面。作為一種選擇，可以將單獨的預過濾器安裝在所述一次性過濾器上。
一個透明的面罩(或透鏡)可以被容易地安裝到頭盔結構上，以覆蓋佩帶者的面部，並為佩帶者維持乾淨的無汙染狀態。一個可選的面罩保護器可以安裝到面罩上，以防止面罩因清洗而被磨損。
一個柔性的可封閉套箍可以被容易地安裝到面罩的下邊緣上，以封閉面罩透鏡的下部突出部，並且為佩帶者頭部提供密封。
一個可調的頭帶可以被安裝在頭盔結構中，以將組裝好的頭盔結構支撐在佩帶者頭部上。
圖1是本發明的組裝好的頭盔系統實施例的前側透視圖。
圖2是本發明的組裝好的頭盔系統實施例的後側透視圖。
圖3是本發明的組裝好的頭盔系統實施例的下部後側透視圖。
圖4是局部組裝的頭盔系統的下部前側透視圖，示出了安裝在頭盔系統上的主過濾器。
圖5是圖1、2和3中所示本發明的頭盔系統實施例的分解圖。
具體實施例方式
請同時參看所有附圖，圖中示出了本發明的頭盔組件10的一個實施例。頭盔組件10包括一個頭盔殼體100、風扇機構108、外側過濾器(預過濾器)500、內側或主過濾器400、面罩200、透鏡保護器225、套箍300以及頭帶175。圖5示出了頭盔組件10的分解圖。
頭盔殼體100(見圖1和5)在典型情況下可由輕質材料如PETG或聚碳酸酯製成。頭盔殼體100被構造成大致上符合佩帶者頭部的上部形狀，但通過後文描述的頭帶175而與佩帶者頭頂相隔。
此外，如後文中所解釋，頭盔殼體100應充分結實，以便支撐一個冷卻或空氣流動機構如風扇機構108，等等。
多個徑向翅片103從頭盔殼體100的外表面向上延伸，並且從頭盔殼體100的縱向中心向著周邊以輻射的形式向外延伸。一個中央翅片102從頭盔殼體100的外表面上沿縱向中心向上延伸。徑向翅片103與中央翅片102形成一體，當然這種構造並非必需的。
一個風扇蓋101(圖5)在頭盔殼體100的上表面上延伸。風扇蓋101與中央翅片102會合或形成一體，以便向風扇機構108提供保護性形狀隨從罩蓋，該風扇機構可以是任何傳統類型的，例如美國專利No.D 460,584和未決美國專利申請S.N.10/133,487和S.N.10/082,281中所描述的那些。這樣，風扇蓋101提供了一個墊塊，用以維持頭盔殼體100與主過濾器400之間的距離。風扇蓋101的側部設有風扇開口109。
風扇蓋101以及翅片102和103用於將保護性主過濾400支撐在頭盔殼體100的上方。因此，可以圍繞著頭盔組件10限定和維持空氣流道，以使風扇機構108能夠向頭盔組件10的配戴者提供冷卻和過濾氣流。圖5中的分解圖清楚地示出了頭盔組件中的各個元件。
位於頭盔殼體100每側的適宜座孔181和位於頭帶175每側的適宜座孔171用於接收連接件180，例如扁平頭螺釘等，以將頭帶175連接在頭盔殼體上，如後文所述。
一個安裝銷160安裝在頭盔殼體100的前部。該安裝銷160用於接收和定位如後文所述的面罩(或透鏡)200。
頭盔殼體100的前部裝有LED(發光二極體)151和152或類似指示部件。所述發光二極體被布置成容易被頭盔組件10的佩帶者觀察到，而不會使佩帶者視線模糊或分散其注意力。LED 151和152優選為不同顏色的，例如分別為紅色或黃色。其中一個發光二極體用於選擇性地指示電池低電量狀態，另一個發光二極體用於選擇性地指示小氣流狀態。LED 151和152通過布置在頭盔殼體100內表面上的導線(未示出)連接著控制電路(例如前述未決美國專利申請S.N.10/133,487中所描述的)。
由充靜電的纖維塑料材料(熔化吹塑的聚丙烯)製成的主過濾器400被構造成隨從於頭盔殼體100的外形，並且適合於非常緊湊地裝配在其中。通過選擇主過濾器400的材料，可以控制進出頭盔殼體100的空氣的過濾級別或程度。
位於主過濾器400後部的容腔401(見圖4)用於容納頭盔殼體100的後端。主過濾器400的前緣402通過適宜的緊固件例如尼龍粘帶緊固在頭盔殼體100上。此外，主過濾器400包括一個穿通其中的孔403，安裝銷160插入該孔中以將主過濾器400定位。如後文中所述，面罩或透鏡200的將主過濾器400的周邊夾持在頭盔殼體100上。
如需要，可以設置一個選裝的預過濾器500(見圖1和5)。如需要，預過濾器500可以由與主過濾器400相同的材料製成。或者，為了實現不同的過濾特性(或者為了降低成本)，預過濾器500可以由與主過濾器400不同的材料如氈或開口腔泡沫製成。當然，如希望，預過濾器500可以完全省略。
預過濾器500安裝在頭盔殼體100上的方式與過濾器400相同，只是預過濾器500安置在面罩或透鏡200上方。例如利用孔503中接合著銷160，一個容腔中容納著頭盔殼體100的後端。
面罩或透鏡200由不透氣的透明材料如聚碳酸酯製成，並且始於安裝在頭盔殼體100的外表面上。面罩或透鏡200包括一個安裝在其上側大致直線邊緣上的密封墊圈202。密封墊圈202由封閉腔泡沫或其它可壓縮材料製成，並且適於支撐在主過濾器400的外表面上，主過濾器400又支撐在頭盔殼體100的外表面上，從而將主過濾器400的周邊夾持就位。主過濾器400的內表面和頭盔殼體100的外表面的並置安裝導致在面罩或透鏡200的內表面與頭盔殼體100的外表面之間以及主過濾器400的內表面與頭盔殼體100的外表面之間提供了牢固的氣密性密封。
在一個實施例中，面罩或透鏡200(也被稱作屏蔽罩)由能夠彎曲並隨從於頭盔殼體100的形狀的單一平面元件製成。在這種情況下，適宜的鎖定裝置203(見圖3和5)用於在該面罩或透鏡200圍繞著頭盔殼體100組裝時將面罩或透鏡的兩個端部相連。在一個實施例中，鎖定裝置203可以包括一對保持凸片204A和204B以及一個卡扣連接件205。這樣，在面罩或透鏡200被安裝在頭盔殼體100上時，保持凸片204A和204B被使用者抓持，以將卡扣連接件205接合。其它鎖定方式同樣可以採用。
一個定位孔230設在面罩或透鏡200的中央並靠近上邊緣。孔230被前面所述頭盔殼體100上的安裝銷160穿過，以將面罩或透鏡200相對於頭盔殼體100定位。
此外，拉鏈206的一側半體即拉鏈半體206A(見圖5)安裝在面罩或透鏡200的下部曲線邊緣上，用於連接套箍300，如後文所述。拉鏈206的另一側半體即拉鏈半體206B連接在套箍300的外緣，如後文所述。拉鏈半體206B用於以傳統方式選擇性地與拉鏈半體206A連接，以將套箍300連接在面罩或透鏡200上，而面罩或透鏡200則如前所述安裝在頭盔殼體100上。
套箍300由人造絲或塑料等的柔性片材或是熔化吹塑的聚丙烯製成。套箍的材料在典型情況下可以是可透氣的，以便用作佩帶者頭部附近的外界空氣的過濾器。套箍還被用作保護性屏蔽層，以防止顆粒材料在佩帶者與外界之間傳遞。
套箍300包括一個開口305，該開口被設計成可被佩帶者頭部從中穿過。在一個優選實施例中，彈性帶302附著在開口305的外周。彈性帶302可以被拉伸，以便被佩帶者的頭部穿過，然後收縮，以相當合適且舒適地將套箍300圍繞著佩帶者頸部裝配。或者，系帶或拉繩或是其它鎖緊裝置可以用於將開口305收縮。因此，套箍300為佩帶者頭部提供了保護屏障。
在一個替代性實施例中，可以設想，主過濾器400、面罩或透鏡200和保護性套箍300可以結合在一起並且安置在頭盔殼體100上，以提供前面所述的過濾和保護功能。
選裝的透鏡保護器225通常由聚酯薄膜製成。透鏡保護器225被成形為具有大致直線上邊緣和曲線下邊緣。安裝孔226形成在被彎曲成拱形的透鏡保護器的兩端，定位孔227形成在透鏡保護器的中部靠近上邊緣處。
定位孔227被布置成用於接合面罩或透鏡200上的安裝銷160。安裝孔226被設置成與固定在面罩或透鏡200的外表面上的安裝柱210相互作用。這樣，透鏡保護器250可以選擇性地安裝到頭盔組件上，以防止因擦拭或清洗等而損傷面罩或透鏡200。也就是說，透鏡保護器225可以被安置成接觸面罩或透鏡200的外表面，以對其進行保護；並且根據需要而取下透鏡保護器，以及在必要的情況下更換掉。
頭帶175用於將頭盔組件10支撐在佩帶者的頭部(未示出)上。頭帶175基本上是傳統型的，並且也是選裝的。也就是說，在其它優選方式下，可以採用不同的頭部接合支撐機構，或完全省略掉。
頭帶175包括頭部環繞帶176(見圖3和5)，其為可調的，以便能夠舒適地配合在不同佩帶者的頭部。調節鎖扣177用於以傳統方式使頭部環繞帶176縮短或伸長。
一個過頂條178(見圖3和5)以傳統方式連接在頭部環繞帶176上。如需要，過頂條178和頭部環繞帶176可以形成為一體。過頂條和頭部環繞帶由適宜的材料如尼龍製成。儘管過頂條178的長度可以是可調的，但這一點不是本發明本身的必要特徵。
頭帶175包括適宜的連接臂179(見圖5)，它們從頭部環繞帶176向外延伸。連接臂179用於通過前面所述的連接件180例如扁平頭螺釘等將頭帶連接在頭盔殼體100上。
在操作時，圖5所示處在分解狀態的各個元件被組裝在一起。通過將佩帶者的頭部穿過套箍300，組裝好的頭盔結構被安置在佩帶者的頭部上。通過調節頭帶175，頭盔結構被安置就位。此後，頭盔結構就可以被佩帶者使用了，佩帶者通過過濾器而接收過濾後的空氣。過濾後的空氣被引入由過濾器、面罩和套箍包圍的空間中。這樣，可以在佩帶者面部附近產生乾淨的空氣環境。
這樣，這裡顯示和描述了一種包括空氣過濾器和控制系統的頭盔系統的獨特結構和理念。雖然前面的描述針對的是一個特定的實施例，但本領域的技術人員可以構想出對這裡顯示和描述的特定實施例作出各種修改和/或變型。所有落在前面描述的範圍內的修改和/或變型均被認為包含在本發明內。可以理解，這裡的描述僅為示例性的而非限制性的。相反，本發明的範圍僅在權利要求書中限定。
權利要求
1.一種保護性頭盔系統，包括一個支承殼體；一個面罩，其適於安裝在所述支承殼體上；一個透氣裝置，其適於安裝在所述支承殼體頂部；以及一個保護性覆蓋元件，其適於安裝在所述面罩上。
2.如權利要求1所述的系統，還包括一個過濾器，其適於覆蓋所述透氣裝置。
3.如權利要求1所述的系統，還包括一個面罩保護器，其適於安裝在所述面罩上。
4.如權利要求1所述的系統，還包括一個頭帶，其適於安裝在所述支承殼體上。
5.如權利要求1所述的系統，其特徵在於所述支承殼體包括至少一個墊塊裝置，用於支撐所述透氣裝置。
6.如權利要求1所述的系統，其特徵在於所述面罩包括密封部件，用於將所述面罩和所述透氣裝置以可拆除的方式密封在所述支承殼體上。
7.如權利要求1所述的系統，其特徵在於所述保護性覆蓋元件包括一層透氣性材料。
8.如權利要求1所述的系統，其特徵在於所述保護性覆蓋元件中設有一個開口。
9.如權利要求8所述的系統，其特徵在於所述保護性覆蓋元件包含一個可調封閉部件，用於基本上封閉所述開口。
10.如權利要求9所述的系統，其特徵在於所述可調封閉部件包括一個圍繞著所述開口的至少一部分的彈性元件。
11.如權利要求3所述的系統，其特徵在於所述面罩保護器可以選擇性地從所述面罩上拆下。
12.如權利要求1所述的系統，其特徵在於所述保護性覆蓋元件在所述支承殼體下方安裝在所述面罩上。
13.如權利要求1所述的系統，還包括拉鏈部件，其用於將所述保護性覆蓋元件連接在所述面罩的底緣。
14.一種保護性頭盔系統，包括一個支承殼體；一個面罩，其適於安裝在所述支承殼體上；一個透氣裝置，其適於安裝在所述支承殼體頂部；一個保護性覆蓋元件，其適於安裝在所述面罩上；一個過濾器，其適於覆蓋所述透氣裝置；以及一個面罩保護器，其適於安裝在所述面罩上。
15.如權利要求14所述的系統，其特徵在於所述保護性覆蓋元件隨從於所述面罩的形狀。
16.如權利要求14所述的系統，其特徵在於所述過濾器隨從於所述透氣裝置的形狀。
17.如權利要求14所述的系統，其特徵在於所述面罩包括密封部件，用於將所述面罩以可拆除的方式密封在所述支承殼體上。
18.如權利要求17所述的系統，其特徵在於所述透氣裝置通過所述面罩按被緊固在所述支承殼體上。
19.如權利要求14所述的系統，還包括支撐部件，其適於結合在所述支承殼體上。
全文摘要
本發明涉及一種保護性頭盔系統，其包括一個相對輕質、基本剛性的頭盔結構，該頭盔結構中可以具有內置的可調頭帶。一個風扇機構安裝在頭盔結構上。電源可選擇性地向風扇通電。頭盔系統包括過濾裝置，其可以安裝在頭盔結構上以將其覆蓋。一個面罩可以安裝到頭盔結構上，以覆蓋佩帶者的面部，並維持相對於佩帶者的無汙染狀態。一個面罩保護器可以安裝到面罩上。一個柔性套箍可以安裝到面罩上，以封閉面罩透鏡的下部開口，並且為佩帶者提供保護。
文檔編號A42B3/04GK1602774SQ20041007919
公開日2005年4月6日 申請日期2004年9月15日 優先權日2003年9月23日
發明者勞倫斯·J·格林, 奧貝德·裡奧斯, 塞萊斯蒂諾·穆裡洛 申請人:巴拜恩發展公司