呼吸器流量控制裝置及方法

2023-12-02 18:52:36 2

專利名稱：呼吸器流量控制裝置及方法
呼吸器流量控制裝置及方法
背景技術：
一般來講，本公開涉及呼吸器，該呼吸器戴在使用者的頭部以向使用 者提供可呼吸的空氣。
呼吸器是人們所熟知的，並且具有多種用途。例如，呼吸器可以用來 讓使用者在汙染的大氣環境中安全呼吸，例如，充滿煙氣的大氣環境、到 處是火焰或灰塵的大氣環境、或在礦井中或在無法以其它方式獲得足夠的 可呼吸空氣的高空處、或在有毒的大氣環境中、或在實驗室中。也可以在 需要防止使用者汙染周圍大氣環境之處佩戴呼吸器，例如，當使用者在用 於製造矽晶片的潔淨室內工作時。
一些呼吸器具有頭盔，當在危險環境中工作時或當使用者處於被墜落 或拋擲碎屑(例如在礦井中、工業環境中或施工現場)擊中的危險中時， 頭盔旨在提供一定程度的保護以防止受到衝擊。另一種呼吸器採用罩子， 這類呼吸器用於認為不需要對頭部進行防衝擊保護的情況，例如，當在實 驗室或潔淨室內工作時。
呼吸器罩子通常由適用於佩戴罩子的環境的柔軟的撓性材料製成，並 且可以在罩子下端處設置圍裙或裙邊以延伸到使用者的肩膀區域的上方。 這類罩子通常和緊身衣褲一起使用，以將使用者與其工作環境隔離。圍裙 或裙邊常常起到與緊身衣褲接合的作用，以保護使用者不受周圍大氣環境 的影響。另一種形式的罩子有時稱為頭罩，其不覆蓋使用者的整個頭部， 而只延伸到使用者的耳朵的上方，並且在使用者的耳朵前面向下延伸到使 用者的下巴附近。這種罩子前面具有通常稱為面罩的透明區域，使用者可 以透過該區域進行觀看。面罩可以是罩子的一體部分或可拆卸，以使得它 在損壞時可以被移除和更換。
呼吸器頭盔通常由適用於頭盔佩戴環境的堅硬、非撓性材料製成。例 如，這種材料可以包括金屬材料(例如鋼)或硬聚合物。呼吸器頭盔通常 會延伸到至少使用者的頭頂的上方，並且可以具有環繞其四周的邊緣或從那裡向前延伸的帽舌，從而在使用者的面部區域上方提供額外的保護。此 外，這種頭盔也可以包括沿使用者的頭部後方和側面向下延伸的護邊。這 種護邊可以由非撓性材料形成，或者也可以由撓性材料形成。呼吸器頭盔 具有設置在其上的面罩，其使得使用者看到呼吸器的外部。面罩可以是透 明的。然而，在一些情況下，例如用於焊接時，面罩可以著色或者其可以 包括濾光器，例如，顏色自動變深濾光器(ADF)。面罩可以是呼吸器頭盔的 一體部分或可拆卸，以使得它在損壞時可以被移除和更換。
呼吸器頭盔旨在向使用者提供有可呼吸空氣的空間區域。因此，頭盔 通常也會在使用者的頭部和/或頸部區域周圍密封。至少一個氣源向呼吸器 頭盔的內部提供可呼吸空氣。供氣管可以連接到與使用者分開的遠程氣 源，但對於許多應用而言，供氣管連接到使用者攜帶的可攜式氣源上，氣 源通常在使用者的背部上或在束帶上承載。在一種形式中，可攜式氣源具 有渦輪裝置，渦輪裝置包括由電池供電的電機驅動的風扇和過濾器。便攜 式氣源旨在在預定的時間內向使用者提供可呼吸空氣。

發明內容
一種用於呼吸器的空氣流控制系統(其具有為佩戴呼吸器的使用者限 定可呼吸空氣區域的外殼)，包括空氣輸送導管，其在呼吸器的外殼 內；閥門構件，其可相對於空氣輸送導管移動並在外殼內，以改變經過空 氣輸送導管的空氣流的量；以及閥門致動器，其在呼吸器的外殼的外部，
可由呼吸器使用者在佩戴呼吸器的同時進行操控，以控制閥門構件的移動。
在另一方面，用於控制呼吸器內的空氣流的方法包括強制空氣通過 呼吸器的外殼內的空氣輸送導管(其中外殼為佩戴呼吸器的使用者限定了 可呼吸空氣的區域)；以及由呼吸器使用者在佩戴呼吸器時操控外殼的外 部的並鄰近外殼的致動器，以改變經過空氣輸送導管的空氣流的量。
在另一方面，呼吸器包括外殼，其為佩戴呼吸器的使用者限定可呼 吸空氣區域，其中外殼包括面罩部分以允許佩戴呼吸器的使用者透過外殼 的面罩部分進行觀看；多個空氣輸送導管，其在呼吸器的外殼內；閥門， 其在空氣輸送導管中的至少一個內，以改變穿過其中的空氣流的量；以及
7閥門致動器，其用於控制閥門，其中閥門致動器在呼吸器的外殼的外部， 並且能夠由呼吸器的使用者在佩戴呼吸器時進行操控。
本發明內容旨在通過簡化的形式引入精選的概念，這些概念將在下文 的具體實施方式
中進一步說明。本發明內容並非意圖確定要求保護的主題 的關鍵特徵或本質特徵，也並非意圖描述要求保護的主題的每一個公開的 實施例或每種實施方式，並且也並非意圖用來有助於確定要求保護的主題 的範圍。隨著描述的展開，多個其它的新穎優點、特徵、和關係將變得顯 而易見。以下附圖和具體實施方式
更具體地舉例說明示例性實施例。


下文將參照附圖進一步說明本發明所公開的主題，其中類似的結構或
系統元件將貫穿若干視圖用類似的附圖標記來表示。
圖1為呼吸器組件的側正視圖，其中呼吸器罩子以虛線顯示。
圖2為圖1的呼吸器組件的俯視圖，為使圖解清晰，移除了呼吸器的罩子。
圖3為沿圖2中的3-3線截取的放大的局部剖面透視圖，圖中示出了
罩子的一部分。
圖4為用於呼吸器組件的歧管的分解透視圖。
圖5為圖4的組裝的歧管的一部分的放大的透視圖，示出了因此處於 關閉位置的閥門和致動器。
圖6為類似於圖5的視圖，示出了處於打開位置的閥門和致動器。 圖7為用於呼吸器組件的歧管的第二實施例的透視圖。 圖8為圖7的歧管的某些部件的分解透視圖。
圖9為圖7的組裝的歧管的一部分的放大的後正視圖，示出了因此處 於關閉位置的閥門和致動器。
圖10為類似於圖9的視圖，示出了處於打開位置的閥門和致動器。
圖11為用於呼吸器組件的歧管的第三實施例的透視圖。
圖12為圖11的歧管的分解透視圖，其沒有鎖環。
圖13為圖11的歧管的一部分的放大的透視圖，圖中移除了歧管的上 部，示出了因此處於關閉位置的閥門和致動器。
8圖14為類似於圖13的視圖，示出了處於打開位置的閥門和致動器。
圖15為圖11的歧管的一部分的放大的透視圖，該圖是從歧管前面觀
察，並且示出了處於關閉位置的闊門。
圖16為類似於圖15的視圖，示出了處於打開位置的閥門。
圖17為用於呼吸器組件的歧管的第四實施例的透視圖。
圖18為沿圖16中的18-18線截取的放大的局部截面圖，示出了因此
處於關閉位置的閥門和致動器。
圖19為類似於圖18的視圖，示出了處於打開位置的閥門和致動器。 圖20為呼吸器組件的側正視圖，其中呼吸器罩子覆蓋了使用者的整個頭部。
圖21為帶有頭罩樣式呼吸器罩子的呼吸器組件的側正視圖，其中呼吸 器罩子僅僅部分覆蓋使用者的頭部。
圖22為帶有呼吸器罩子的呼吸器組件的側正視圖，其中呼吸器罩子完 全覆蓋了使用者的頭部，並且與使用者穿著的全防護緊身衣褲聯合使用。
圖23為帶有硬外殼頭盔的呼吸器組件的側正視圖，該頭盔覆蓋了使用 者的整個頭部。
圖24為帶有硬外殼頭盔的呼吸器組件的側正視圖，該頭盔覆蓋了使用 者的頭部的頂部和面部區域。
圖25為帶有硬外殼頭盔的呼吸器組件的側正視圖，該頭盔覆蓋了使用 者的頭部的頂部和面部區域，並且採用焊接面罩的普通形式。
圖26為帶有以虛線顯示的硬外殼罩的呼吸器組件的透視圖。
圖27為圖26的呼吸器組件的歧管的一部分的放大的分解圖。
圖28為可供選擇的閥門控制構造的示意圖。
雖然上述附圖示出了本發明所公開的主題的一個或多個實施例，但正 如本公開所指出的那樣，還可以想到其它的實施例。在所有情況下，本公 開示例性而非限制性地提供了本發明所公開的主題。應當理解，在不脫離 本公開的原理的範圍和精神的前提下，本領域內的技術人員可以設計出許 多其它修改形式和實施例。
具體實施方式
術語表
下文示出的術語具有如下所定義的含義
罩子是指鬆散配合的面罩，其至少覆蓋使用者的面部，但不提供頭部 衝擊保護。
頭盔是指頭套，其至少部分地由可為使用者的頭部提供衝擊保護的材 料製成，並包括至少覆蓋使用者的面部的面罩。
非形狀穩定是指一種結構體的特徵性，結構體藉此可以呈現某種形 狀，但並非不可避免地能夠在沒有額外支承的情況下由其自身保持該形 狀。
形狀穩定是指一種結構體的特徵性，表示雖然結構體可以是柔性的， 但其藉此具有確定的形狀，並且能夠由其自身保持該形狀。
可呼吸氣體區域是指至少圍繞使用者的鼻部和嘴部的空間，從該空間 可以吸入空氣。
外殼是指將至少包括可呼吸空氣區域在內的呼吸器的內部與呼吸器的 周圍環境分開的屏障。
閥門是指調節空氣流的量的裝置。
閥門致動器是指負責移動閥門的閥門構件的裝置。 閥門構件是指可相對於歧管活動的閥門元件。
歧管是指具有空氣入口和具有一個或離散的與空氣入口連通的空氣導 管的空氣流充氣室，其中每一根空氣導管都具有至少一個空氣出口。
圖1示出了呼吸器組件10。在該例中，呼吸器組件10包括非形狀穩 定的罩子12，該罩子用作呼吸器組件10的外殼，同時為使圖1清晰簡
單，在圖中用虛線表示。呼吸器組件10還包括頭部帶具14，帶具可以在 一個或多個維度中進行調節，從而可以確定其尺寸，以適形使用者18的頭 部16。將罩子12的尺寸確定為，如果不是使其在使用者18的整個頭部16 的上方延伸，則至少在頭部16的前部和頂部的上方延伸。
呼吸器組件10還包括形狀穩定的空氣歧管20。歧管20在多個點處 (例如圖1的附連點22和24)可拆卸地用帶具14支承。帶具14和歧管 20 —起由合適的機械緊固件(例如，定位部、夾片、搭鎖)或兩部分機械 緊固件(如鉤環扣件)固定。在一個實施例中，帶具14和歧管20可通過這種緊固件分離。如圖1所示，當連接並安裝到使用者的頭部16時，帶具
14在相對於使用者的頭部16的所需位置支承歧管20。
如在圖1和2中所見，空氣歧管20具有空氣入口導管26以及多根空 氣輸送導管27和28 (圖2中示出了兩根空氣輸送導管28a和28b)。在一 個實施例中，空氣入口導管26鄰近使用者的頭部16的背面設置。空氣入 口導管26與空氣輸送導管27流體連通。空氣輸送導管27包括空氣分配室 30，並且又與每一根空氣輸送導管28流體連通。空氣輸送導管27及其空 氣分配室30也鄰近使用者的頭部16的背面設置，並且當空氣輸送導管28 從這裡向前延伸時，它們會彎曲和分離，從而得到分開的導管，使空氣可 從中流動穿過。每一根空氣輸送導管28都具有空氣出口 32 (如空氣輸送 導管28a的空氣出口 32a和空氣輸送導管28b的空氣出口 32b)。在一個 實施例中，每一個空氣出口都與使用者18的頭部16的面部區域34相鄰。 雖然圖1和2的歧管20上僅示出兩根空氣輸送導管28，但應當理解的 是，可以提供任何數量(如一、二、三等)的這類導管。此外，在一些實 施例中，歧管可以具有一個或多個與使用者的前額相鄰的各自的空氣輸送 導管的出口 ，以及一個或多個與使用者的鼻部和嘴部相鄰的各自的空氣輸 送導管(如，位於使用者的鼻部和嘴部的每一側)的出口。
罩子12包括設置在其正面的面罩36，使用者18可以透過面罩進行觀 看。在一個實施例中(參見例如圖1)，面罩36的內部(或罩子的內部) 以可脫開的方式附連到使用者的面部區域34的每一側上的帶具14的拉袢 部分37。因此，罩子12在鄰近其正面處被帶具14支承。罩子12在其背 面包括空氣入口開口 38 (圖1)。歧管20的空氣入口導管26穿過空氣入 口開口 38，並且通過附接到空氣入口導管26上的空氣軟管40與可呼吸空 氣源流體連通(如圖1的實施例所示，附連在罩子12的外部)。軟管40 又連接到用於使用者18的可呼吸空氣源42。這種氣源42可以採用可呼吸 空氣壓力罐、電動空氣淨化呼吸器(PAPR)或供氣型可呼吸空氣源等已知形 式。空氣從氣源42流出，穿過軟管40並進入歧管20的空氣入口導管 26。然後，空氣流動穿過空氣輸送導管27的空氣分配室30並進入空氣輸 送導管28中的每一根。空氣從每一根導管28的出 口 32流出並進入由使 用者18的頭部16周圍的罩子12限定的可呼吸空氣區域44。可呼吸空氣因此由歧管20輸送到使用者的面部區域34以供使用者呼吸，在一些實施
例中，該區域不僅包括可以在此吸入空氣的使用者的鼻部和嘴部周圍的空 間，而且包括使用者的面部周圍的其它區域，例如使用者的眼睛和前額周 圍。
由於引入這種空氣，罩子12內的空氣壓力通常可以略高於罩子外的空 氣壓力。因此，罩子12可大致伸展成如圖1所示圍繞在使用者的頭部 16、歧管20和帶具14周圍的形狀。正如通常情況那樣，空氣可以經呼氣 口 (未示出)或經鄰近罩子12的下緣(如使用者18的頸部和/或肩膀周 圍)的允許的滲漏處逸出罩子12。因此，呼吸器組件10可以向使用者18 提供在非形狀穩定的罩子12內的可呼吸空氣區域44，並且由形狀穩定的 歧管20鄰近使用者的面部輸送空氣。
圖3示出罩子12和歧管20之間通過罩子12的空氣入口開口 38的連 接。空氣入口導管26穿過空氣入口開口 38延伸。罩子12外側上的空氣入 口導管上接納了可移除的緊固件，例如鎖環46。如在圖4中所見，鎖環46 具有凸輪形表面46a，其(相對於空氣入口導管26旋轉鎖環46後)與空 氣入口導管26上的配合表面47接合，使與空氣入口開口 38相鄰的罩子的 材料緊貼住在罩子12的材料內側上的空氣入口導管26的環形肩部48。鎖 環46從而與肩部48配合以在歧管穿過罩子12的空氣入口開口 38時在罩 子12和歧管20之間形成密封。
鎖環46可以通過相對的表面46a和47 (例如上述表面)連接到空氣 入口導管，或者通過其它合適方式(例如相對的螺紋表面或卡口安裝座 等)與之相連。在每一種情況下，鎖環46都是可移除的，從而允許罩子 12相對於歧管20 (以及與之相連的帶具14)為可移除的。因此，罩子12 可以視為呼吸器組件10的一次性部分。 一旦用過、因使用而弄髒或汙染， 就可以(通過操縱鎖環46將罩子12從歧管20上分離，並且通過斷開罩子 12與帶具14的連接(如二者相連))將罩子12斷開連接並丟棄，然後將 新罩子12附接到帶具14和歧管20上，以重新使用。
通過將有利於罩子內的空氣流動的結構與罩子本身分離，可以簡化罩 子構造並降低成本。此外，空氣流量導管的任何部分都不由非形狀穩定材 料(即由罩子材料)形成，否則空氣流量導管將易於伸縮，這會導致向使
12用者提供的空氣流不穩定或使空氣流分配不當(例如氣流直接吹入使用者 的眼睛)。儘管罩子的形狀會由於接觸某些物體而被改變，但形狀穩定歧 管20具有不會顯著變化的限定的構造。因此，由歧管20限定的用於空氣 輸送的導管不會在無意中伸縮或重新導向，使得空氣流從不期望的方向進 入可呼吸氣體區域。此外，帶具和歧管組件的製造成本通常會高於單獨制 造罩子的成本。因此，雖然可以移除舊罩子並在其位置中用新罩子進行替 換，但較貴的部件(如帶具和歧管)都是可重複使用的。實際上，只要每 一個罩子都設有空氣入口，其尺寸和位置確定為可密封地配合歧管的空氣
入口導管，可重複使用的歧管20就可以與不同構造的罩子一起使用。因
此，作為全身緊身衣褲的一部分形成的罩子、肩膀長度的罩子、頭罩甚至 不同樣式(如，不同面罩形狀或罩子形狀構造)的罩子都可以與相同的歧
管20—起使用。雖然罩子可以是如上所述非形狀穩定的，但歧管為形狀穩 定的，從而確保向使用者提供的空氣流的量一致，並穩定地送往可呼吸空 氣區域內所需的出口位置。
圖4以分解圖示出用於形成歧管20的一種方式。在示例性實施例中， 歧管20具有上半部50和下半部52。上半部包括在其上成形的空氣入口導 管26。在一個實施例中，每一半都由熱塑性聚合物(例如為聚丙烯、聚乙 烯、尼龍/印dm混合物和膨脹聚氨酯泡沬)形成(如模製)。這類材料中 可以慘入填料或添加劑，例如，顏料、中空玻璃微球、纖維等。上半部50 和下半部52被形成為彼此貼合或配合在一起，以限定歧管20，使上半部 50和下半部52之間的空間形成空氣輸送導管27 (參見圖1和圖2)、其 空氣分配室30、和空氣輸送導管28。組裝後，上半部50和下半部52通過 多個合適的緊固件(例如，圖3的螺紋緊固件53)固定在一起，或者可以 使用粘接劑、熱粘結技術或超聲波粘結技術、或其它合適的緊固裝置安裝 在一起。按照其構思，裝配後，除鎖環46之外，歧管的任何部分都不能與 歧管分離。
在一個實施例中，歧管20的空氣分配室30具有多個位於其中的開口 54 (在可供選擇的實施例中，除每一根空氣分配管上的空氣出口之外，歧 管在罩子內沒有開口)。如圖3-6所示，可以設置一組這種開口，並且在 這種情況下，開口 54被形成為大致平行的狹槽。雖然圖中示出了四個開口54，但任何數量的開口 (包括單個開口)都能滿足需要。將開口 54定向， 使得如果允許空氣穿過開口 54流出空氣分配室30，則空氣(按照圖1中 的箭頭56方向)從使用者的頭部流出。流出開口 54的空氣仍然在由罩子 12限定的外殼內，並且可用於使用者感受到的在使用者的頭部16周圍進 行冷卻的目的。
閥門包括擋板58，其可以移動以蓋住或露出歧管20上的開口 54。擋 板58 (在其外表面上)形成，以模仿歧管20的上半部50上的空氣分配室 30的內表面。擋板58同樣具有多個穿過其中的開口 60，開口 60的數量和 形狀與開口 54相同，並且開口 60被形成為有選擇地對準開口 54 (如在圖 3和圖6中所見)。擋板58和歧管20的上半部50的內表面的配合情況如 圖3所示。
擋板58可以穿過圓柱形空氣入口導管26的軸線的周圍限定的弧，從 圖5所示開口 54被蓋住的位置旋轉到圖6所示開口 54露出並對準擋板58 的開口 60的位置。如在圖3和圖4中所見，擋板58具有環形圈62。裝配 歧管20時，環形圈62位於空氣分配室30和空氣入口導管26內。弧形致 動器調整片64從環形圈62的底部邊緣向外伸出。調整片64穿過圍繞空氣 入口導管26周向延伸的弧形狹槽66，如在圖3-6中所見。致動器調整片 64可以在狹槽66的弧內並越過狹槽166的弧移動，以改變擋板58相對於 歧管20上的開口 54的位置。在圖5中所見的第一位置中，狹槽54被擋板 58蓋住。在圖6中所見的第二位置中，狹槽54對準擋板58上的狹槽60， 從而允許空氣流出歧管20中的開口 54。圖5和圖6中的箭頭68示出了致 動器調整片64相對於弧形狹槽66的可能移動方向。未被致動器調整片64 填充的狹槽66的一部分被環形圈62的底部邊緣蓋住，使得任何可測量的 空氣量都不可以經狹槽66從歧管20內逸出。在一個實施例中，將開口 54 形成為使得可以流動穿過開口 54的空氣不超過流動穿過歧管20的50% (如，如在圖6中所見，當開口 54完全對準擋板58上的開口 60時)。通 過使擋板58上的開口 60與歧管20上的開口 54相對移動，使暴露的開口 54的量在完全覆蓋(圖5)和完全打開(圖6)之間改變。
如在圖3中所見，致動器調整片64的一部分在罩子12的材料的外 部，並且可被使用者在佩戴罩子的情況下觸及。因此，使用者可以調控罩
14子12的外部的致動器調整片64，以控制擋板58的移動。擋板58起到空 氣分配室30內的閥門構件的作用，以改變流動穿過其中並進入歧管20的 空氣輸送導管28的空氣量。當然，允許經開口 54流出歧管20的空氣越 多，可以穿過空氣輸送導管28直接流向使用者18的面部區域34的空氣就 越少。狹槽66的尺寸限制了致動器調整片64的行程量，同時可以在活動 閥門和歧管之間設置定位部，以向使用者提供觸覺和/或音響指示，即由擋 板58形成的閥門相對於歧管20上的開口 54是處於完全關閉位置(圖5) 或處於完全打開位置(圖6)。
擋板58因此形成與開口 54相鄰的蓋子，其可以相對開口 54移動，以 改變開口 54的尺寸。致動器調整片64連接到擋板58 (即，充當罩子的外 部的閥門致動器)並允許佩戴呼吸器組件10的使用者在佩戴呼吸器組件 10的情況下相對於開口 54將擋板58移動到所需位置。
圖7-10公開了用於呼吸器組件10的歧管的可供選擇的實施例。為使 圖解清晰，圖7-10僅示出歧管120，但應當理解，歧管120可以協同安裝 到頭部帶具(例如圖1所示帶具14)上，並且也可以通過罩子上的空氣入 口埠協同安裝到罩子(例如圖1所示罩子12)上。在這些方面，歧管 120同樣能夠相對於帶具可拆卸地安裝，並且也能夠相對於罩子可拆卸地 安裝。因此，如上文相對於歧管20所討論的那樣， 一旦與之相關聯的罩子 被汙染或損壞，可重複使用圖7-10的歧管120的優點就同樣可用。
歧管120具有空氣入口導管126和多根空氣輸送導管128 (圖7和8 示出兩根空氣輸送導管128a和128b)。在一個實施例中，空氣入口導管 126設置在與使用者的頭部的背面相鄰處(其方式與圖1所示情況類 似)。空氣入口導管126與其中包括空氣分配室130的中間空氣輸送導管 129流體連通，同時也與每一根空氣輸送導管128流體連通。應用中，空 氣分配室130也設置在與使用者的頭部的背面相鄰處，並且中間空氣輸送 導管129在使用者的頭部中心的上方從空氣入口導管126向前延伸。當空 氣輸送導管128從中間空氣輸送導管129進一步向前延伸時，空氣輸送導 管128會彎曲並分開(對稱地)以形成供空氣流動穿過的單獨的導管。每 一根空氣輸送導管128都有空氣出口 132 (如空氣輸送導管128a的空氣出 口 132a和空氣輸送導管128b的空氣出口 132b)。在一個實施例中，每一個空氣出口都與使用者的面部相鄰。雖然圖7和圖8的歧管120上僅示出 兩根空氣輸送導管128，但應當理解，可以提供任何數量的這類導管。
歧管120的空氣入口導管126延伸穿過罩子的空氣入口埠並與可呼 吸空氣源流體連通，連通方式與圖1的實施例有關的相對於軟管40和可呼 吸空氣源42所公開的方式相同。空氣流入歧管120的空氣入口導管126， 然後流動穿過中間空氣輸送導管129及其空氣分配室130，並進入空氣輸 送導管128中的每一根。空氣從每一根空氣輸送導管128的空氣出口 132 流出空氣輸送導管並進入使用者的頭部周圍的罩子限定的可呼吸空氣區 域，以供使用者呼吸。
如上所述，罩子常常為非形狀穩定的，並且用作呼吸器組件的外殼， 而歧管120為形狀穩定的。罩子和歧管120之間通過罩子的空氣入口埠 的連接方式類似於相對於圖1-6的實施例所描述的情形，使用鎖環等以密 封方式將歧管120附連到罩子上，但允許歧管的空氣入口導管126伸出罩 子以外，以接納所供應的空氣。除歧管120的形狀相對於歧管20的形狀不 同、以及兩者間在閥門結構方面的變型形式不同(將在下文中說明)之 外，歧管120與罩子和帶具相互作用的方式和上文所述相同，並且實現與 上文所述相同的空氣輸送功能。此外，歧管120可以由為歧管20所公開的 相同材料形成。
圖8以分解圖方式示出歧管120的某些部件。在這種情況下，限定空 氣導管128和129的歧管120的該部分按組裝後的情形示出。包括一個或 多個開口 154的一組開口被設置為穿過歧管120並進入其中的空氣分配管 130。在該示例性實施方案中，開口 154中的每一個都是弧形，並且其中一 些具有不同的長度。開口 154被定向為使得當允許空氣穿過開口 154流出 空氣分配室130時，空氣朝遠離使用者的頭部的方向流動，但仍然在罩子 限定的外殼內。
閥門包括擋板158，其可以移動以蓋住或露出歧管120上的開口 154。 擋板158的功能類似於圖1-6的實施例的擋板58。它與空氣分配室130相 配合以蓋住和露出開口 154。擋板158具有多個穿過其中的開口 160，開口 160的數量和形狀與開口 154相同，並且開口 160被形成為有選擇地對準 開口 154 (如在圖7和圖10中所見)。擋板158可以穿過圓柱形空氣入口導管126的軸線的周圍限定的弧， 從圖9所示開口 154被蓋住的位置旋轉到圖10所示開口 154露出並對準擋 板158的開口 160的位置。擋板158具有環形圈162，裝配歧管120後， 環形圈162位於空氣分配室130和空氣入口導管126內。弧形致動器調整 片164從環形圈162的底部邊緣向外伸出。調整片164穿過圍繞空氣入口 導管126周向延伸的弧形狹槽166延伸，如在圖8中所見。致動器調整片 164可以在狹槽166的弧內並越過狹槽166的弧移動，以改變與歧管120 上的開口 154相對的擋板158的位置。在如圖9中所見的第一位置中，狹 槽154被擋板158蓋住。在如圖10中所見的第二位置中，狹槽154對準擋 板158上的狹槽160，從而允許空氣流出歧管120中的開口 154。圖9和圖 10中的箭頭168示出了致動器調整片164相對於弧形狹槽166的移動方 向。未被致動器調整片164填充的狹槽166的一部分被環形圈162的底部 邊緣蓋住，使得任何可測量的空氣量都不可以經狹槽166從歧管120內逸 出。在一個實施例中，將開口 154形成為使得可以流動穿過開口 154的空 氣不超過流動穿過歧管120的50% (如，如在圖10中所見，當開口 154完 全對準擋板158上的開口 160時)。通過使擋板158上的開口 160與歧管 120上的開口 154相對移動，使暴露的開口 154的量在完全覆蓋(圖9)和 完全打開(圖10)之間改變。
類似圖1-6所示實施例的致動器調整片64，圖7-10所示實施例的致 動器調整片164的一部分在罩子的材料的外部，因此使用者在佩戴罩子的 情況下可以觸及調整片，以便相對於開口 154調控擋板158的位置。擋板 158起到空氣分配室130內的閥門構件的作用，以改變流動穿過其中並進 入歧管120的空氣輸送導管128的空氣量。允許穿過開口 154流出歧管 120的空氣越多，可以穿過空氣輸送導管128直接流向使用者的面部區域 的空氣就越少。狹槽166的尺寸限制了致動器調整片164的行程量，同時 可以在活動閥門和歧管之間設置定位部，以向使用者提供觸覺和/或音響指 示，即由擋板158形成的閥門相對於歧管120的開口 154是處於完全關閉 位置(圖9)或完全打開位置(圖10)。
擋板158因此會形成與開口 154相鄰的蓋子，其可以相對開口 154移 動，以改變開口 154的尺寸。致動器調整片164可操作地連接到擋板158(即，充當罩子的外部的閥門致動器)並允許佩戴呼吸器組件的使用者在 佩戴呼吸器組件的情況下相對於開口 154將擋板158移動到所需位置。
圖11-16公開了用於呼吸器組件10的歧管的可供選擇的實施例。同 樣，為使圖解清晰，圖11-16僅示出歧管220，但應當理解，歧管220可 以協同安裝到頭部帶具(例如圖1所示帶具14)上，並且也可以通過罩子 上的空氣入口埠協同安裝到罩子(例如圖1所示罩子12)上。在這些方 面，歧管220同樣能夠相對於帶具可拆卸地安裝，並且也能夠相對於罩子 可拆卸地安裝。因此，如上文結合歧管20和120所討論的那樣， 一旦與之 相關聯的罩子被汙染或損壞，可重複使用圖11-16的歧管220的優點就同 樣可用。
歧管220具有空氣入口導管226和多根空氣輸送導管228 (圖11_16 示出兩根空氣輸送導管228a和228b)。在一個實施例中，空氣入口導管 226設置在與使用者的頭部的背面相鄰處(仍然與圖1所示情況和設置方 式類似)。空氣入口導管226與中間空氣輸送導管229流體連通，同時也 與每一根空氣輸送導管228流體連通。應用中，空氣入口導管226和中間 空氣輸送導管229設置在與使用者的頭部的背面相鄰處，並且中間空氣輸 送導管229在使用者的頭部中心的上方從空氣入口導管226向前延伸。從 中間空氣輸送導管229進一步向前延伸時，空氣輸送導管228會彎曲並分 開(對稱地)以形成供空氣流動穿過的單獨的導管。每一根空氣輸送導管 228都有空氣出口 232 (如空氣輸送導管228a的空氣出口 232a和空氣輸送 導管228b的空氣出口 232b)。在一個實施例中，每一個空氣出口 232都 與使用者的頭部的面部相鄰。雖然圖11-16的歧管220上僅示出兩根空氣 輸送導管228，但應當理解，可以提供任何數量的這類導管。
歧管220的空氣入口導管226延伸穿過罩子的空氣入口埠並與可呼 吸空氣源流體連通，連通方式與圖1的實施例有關的相對於軟管40和可呼 吸空氣源42所公開的方式相同。空氣流入歧管220的空氣入口導管226， 然後流動穿過中間空氣輸送導管229並進入空氣輸送導管228中的每一 根。空氣從每一根空氣輸送導管228的空氣出口 232流出空氣輸送導管並 進入使用者的頭部周圍的罩子限定的可呼吸空氣區域，以供使用者呼吸。
18如上所述，罩子為非形狀穩定的，並且用作呼吸器組件的外殼，但歧
管220為形狀穩定的。罩子和歧管220之間通過罩子的空氣入口埠的連 接方式類似於相對於圖1-6的實施例所描述的情形，使用鎖環等以密封方 式將歧管220附連到罩子上，但允許歧管的空氣入口導管226伸出罩子以 外，以接納所供應的空氣。除歧管220的形狀相對於歧管20和120不同、 以及兩者間在閥門結構方面的變型形式不同(將在下文中說明)之外，歧 管220與罩子和帶具相互作用的方式與上文所述相同，並且實現與上文所 述相同的空氣輸送功能。
在一個實施例中，歧管220由熱塑性聚合物材料(例如為聚丙烯、聚 乙烯、尼龍/印dm混合物和膨脹聚氨酯泡沫)形成(即模製的)。這類材 料中可以摻入填料或添加劑，例如，顏料、中空玻璃、微球、纖維等。圖 11示出歧管220組裝後的情形。圖12以分解圖示出歧管220，其中在該實 施例中，歧管220具有上半部250和下半部252。上半部250和下半部252 被形成為彼此可貼合或配合在一起以限定歧管220，使得上半部250和下 半部252之間的空間形成空氣輸送導管228和229 (與連接到其上的空氣 入口導管226流體連通)。組裝後，上半部250和下半部252通過多個合 適的緊固件(例如螺紋緊固件)固定在一起，或者可以使用熱粘結技術或 超聲波粘結技術、或其它合適的緊固裝置安裝在一起。按照其構思， 一旦 裝配，歧管的任何部分(除鎖環246之外)就都不能與歧管分離。
在一個實施例中，同樣為歧管設置了閥門，以便能在空氣達到空氣輸 送導管228的空氣出口 232之前，通過歧管內的一個或多個開口釋放流動 穿過歧管的空氣。在圖示實施例中，在歧管220中設置了開口 253，其在 歧管220由一根空氣輸送導管229 (對稱地)分為兩根空氣輸送導管228a 和228b的點處，例如在接合區域255處。因此，流出開口 253的空氣沿著 使用者的頭部從上方流動穿過，而不像歧管20和120中的開口那樣，空氣 遠離頭部流動。
閥門包括閥門構件257，其為可移動的以選擇性地打開和關閉歧管220 中的開口 253。閥門構件257包括閥門面密封件259，其被成形為與開口 253的內邊緣(例如圖14所示邊緣261)相配合。閥門構件257可以朝靠 近和遠離開口 253的方向移動，以分別關閉和打開開口 253。圖13示出，閥門構件257的閥門面密封件259在移動後進入開口 253，從而關閉開 口，而圖14示出，閥門構件257的閥門面密封件259在移動後遠離開口 253，從而打開開口並允許歧管220內的空氣流動穿過。
通過朝圖13和圖14中的箭頭263方向前後滑動，可使閥門構件257 相對於開口 253移動。閥門構件257由板265形成，其在第一末端處接合 或形成為閥門面密封件259。板265在其內具有細長孔267。歧管220的上 半部250和下半部252之間的隔離物269延伸穿過該細長孔。隔離物269 包括板斜坡表面271，其被設置用於與板265中的細長孔267的邊緣接 合。因此，當板265移動離開開口 253時，板斜坡表面271會推動板265 的一部分朝遠離歧管220的下半部252的方向向上移動(如圖14所示)。 當板265朝開口 253移動時，板斜坡表面271允許閥門面密封件259相對 於開口 253向下進入密封的封閉位置(如圖13所示)。
閥門構件257包括連接到板265的第二末端的環形圈277。歧管220 完成組裝時，環形圈277以可滑動方式設置在空氣入口導管226中的圓柱 形孔內(參見例如圖18和圖19所示實施例的類似圈377的圓柱形孔 377a)。 一對弧形致動器調整片279從環形圈277底部邊緣向外延伸(參 見圖12)。調整片279設置在環形圈277的相對側，並且與環形圈277和 板265的連接處相對縱向對齊。每一個調整片279都從各自的圍繞空氣入 口導管226周向延伸的弧形狹槽281延伸穿過，如在圖12-14中所見。
致動器調整片279可以穿過狹槽281 (沿著空氣入口導管226的軸線 方向)縱向移動，以改變相對於歧管220上的開口 253的閥門面密封件 259的位置。在如圖13和圖15中所見的第一位置中，開口 253被閥門面 密封件259蓋住。在如圖14和圖16中所見的第二位置中，開口 253被露 出，並且面密封件259與開口 253間隔開。確定每一個狹槽281的尺寸以 在其中滑動地接納其各自的調整片279，從而允許調整片279朝圖13和圖 15中的箭頭263方向穿過狹槽移動。狹槽281相對於調整片279切割成適 當尺寸，使得任何可測量的空氣量都不可以經狹槽281從歧管220內逸 出。在一個實施例中，將開口 253形成為使得可以流動穿過開口 253的空 氣不超過流動穿過歧管220的50%。流動穿過開口 253的空氣流的量會隨 著閥門面密封件259相對於開口 253的位置而變化，使得氣流可以在完全
20關閉(閥門面密封件259處於完全蓋住開口的位置(圖13和圖15))和 完全打開(閥門面密封件259處於完全打開開口的位置(圖14和圖 16))之間以任何流量水平流動穿過。
如在圖13和圖14中所見，致動器調整片279的一部分在罩子的材料 的外部(圖13和圖14中用虛線罩子12表示)，從而可以讓使用者在佩戴 罩子的情況下觸及，以調控相對於開口 253的閥門構件257的位置。因此 閥門構件257起到改變流動穿過導管220到達其空氣出口 232的空氣流的 量的作用。如果閥門構件257完全打開，空氣將流出開口 253，因此流出 空氣出口 232的空氣將減少。閥門構件257的縱向行程量一方面受限於閥 門面密封件259與開口 253的接合，另一方面受限於環形圈277的底部邊 緣與空氣入口導管226內的圓柱形孔底部的肩部的接合。可以在閥門構件 257與歧管220之間設置定位部，以向使用者提供觸覺和/或音響指示，即 由閥門構件257形成的閥門相對於歧管220的開口 253是處於完全關閉位 置(圖13和圖15)或處於完全打開位置(圖14和圖16)。
可以在致動器調整片279 (罩子的外部)中的每一個上固定C形環構 件283 (參見圖12)，以進一步方便使用者操縱致動器調整片279。環構 件283在其上可以具有一個或多個肋或其它部件，以方便抓握該構件和使 其相對於空氣入口導管226移動(又使致動器調整片279和閥門構件257 移動)。致動器調整片279和相關聯的環構件283充當罩子的外部的閥門 致動器，並允許佩戴呼吸器組件的使用者在佩戴呼吸器的同時相對於開口 253將閥門構件257移動到所需位置。
因此，圖11-16所示歧管220提供了具有閥門的形狀穩定的歧管，該 閥門可從呼吸器罩子的外部進行操作，以打開和關閉呼吸器組件的外殼的 內部的歧管220內的開口。這種致動是通過在與使用者的頭部的背面相鄰 的罩子的外部上線性移動閥門致動器(致動器調整片279和相關聯的環構 件283)來實現的。因此，使用者可以輕鬆改變流動穿過歧管220的空氣 流的量，使其在兩種情況之間變化 一種情況下，流動穿過歧管的所有空 氣都會經空氣出口 232從與面部區域相鄰的區域流出歧管；另一種情況 下，流動穿過歧管的一些或多達一半空氣穿過開口 253流出歧管，從而越 過使用者的頭頂流動，用於冷卻的目的。在圖17-19中公開了用於呼吸器組件10的歧管的可供選擇的實施例。
為使圖解清晰，圖17-19僅示出歧管320，但應當理解，歧管320可以協 同安裝到頭部帶具(例如圖1所示帶具14)上，並且也可以通過罩子上的 空氣入口埠協同安裝到罩子(例如圖1所示罩子12)上。在這些方面， 歧管320同樣能夠相對於帶具可拆卸地安裝，並且也能夠相對於罩子可拆 卸地安裝。因此，如上文相對於歧管20所討論的那樣， 一旦與之相關聯的 罩子被汙染或損壞，可重複使用圖17-19的歧管320的優點就同樣可用。
歧管320具有空氣入口導管326和多根空氣輸送導管328 (圖17示出 兩根空氣輸送導管328a和328b)。在一個實施例中，空氣入口導管326 設置在與使用者的頭部的背面相鄰處(其方式與圖1所示情況類似)。空 氣入口導管326與包括空氣分配室330在內的中間空氣輸送導管329流體 連通，同時也與每一根空氣輸送導管328流體連通。應用中，空氣分配室 330也設置在與使用者的頭部的背面相鄰處，並且中間空氣輸送導管329 在使用者的頭部中心的上方從空氣入口導管326向前延伸。從中間空氣輸 送導管329進一步向前延伸時，空氣輸送導管328會彎曲並分開(對稱 地)以形成供空氣流動穿過的單獨的導管。每一根空氣輸送導管328都有 空氣出口 332 (如空氣輸送導管328a的空氣出口 332a和空氣輸送導管 328b的空氣出口 332b)。在一個實施例中，每一個空氣出口 332都與使用 者的頭部的面部相鄰。雖然圖17的歧管320上僅示出兩根空氣輸送導管 328，但應當理解，可以提供任何數量的這類導管。
歧管320的空氣入口導管326延伸穿過罩子的空氣入口埠並與可呼 吸空氣源流體連通，連通方式與圖1的實施例有關的相對於軟管40和可呼 吸空氣源42所公開的方式相同。空氣流入歧管320的空氣入口導管326， 然後流動穿過中間空氣輸送導管329及其空氣分配室330，並進入空氣輸 送導管328中的每一根。空氣從每一根空氣輸送導管328的空氣出口 332 流出空氣輸送導管並進入使用者的頭部周圍的罩子限定的可呼吸空氣區 域，以供使用者呼吸。
如上所述，罩子為非形狀穩定的，並且用作呼吸器組件的外殼，但歧 管320為形狀穩定的。罩子和歧管320之間通過罩子的空氣入口埠的連 接方式類似於相對於圖1-6的實施例所描述的情形，使用鎖環等以密封方式將歧管320附連到罩子上，但允許歧管的空氣入口導管326伸出罩子以 外，以接納所供應的空氣。除歧管320的形狀相對於歧管20和120和220 的形狀不同、以及兩者間在閥門結構方面的變型形式不同(將在下文中說 明)之外，歧管320與罩子和帶具相互作用的方式與上文所述相同，並且 實現與上文所述相同的空氣輸送功能。此外，歧管320可以由為歧管20所 公開的相同材料形成。
在一個實施例中，當空氣從空氣入口導管326流動穿過歧管320時， 可以僅通過空氣出口 332離開歧管320。然而，在另一個實施例中，可以 在沿歧管320的其它位置處設置用於該空氣的空氣出口。例如，如圖17所 示，可以在歧管下部上設置一個或多個開口 354，使其面向使用者的頭 部。圖17示出穿過中間空氣輸送導管329中的歧管壁的第一組多個開口 354，中間空氣輸送導管329限定了空氣分配室330。在一個如圖所示的示 例性布置中，開口 354可以被設置為格柵格式，但開口可以為任何尺寸、 數量和構型。開口 354被定向為使得當允許空氣穿過開口 354流出空氣分 配室330時，空氣朝使用者的頭部流動，但仍然在罩子限定的外殼內。
閥門包括擋板358，其可以移動以蓋住或露出歧管320上的開口 354。 類似於圖11-16所示實施例中閥門的移動方式，擋板358可朝向或遠離開 口 354移動。擋板358通過一個或多個連接器359連接到環形圈377。環 形圈377以可縱向滑動(相對於空氣入口導管326的軸線)的方式設置在 空氣入口導管326中的圓柱形孔377a內。 一對弧形致動器調整片379從環 形圈377底部邊緣向外延伸。
調整片379設置在環形圈377的相對側，並且與連接器359相對縱向 對齊。每一個調整片379都從圍繞空氣入口導管326周向延伸的弧形狹槽 381延伸穿過。致動器調整片379可以穿過狹槽381 (沿著圖18和圖19的 箭頭363方向)縱向移動，以改變相對於歧管320上的開口 354的擋板 358的位置。在如圖18中所見的第一位置中，開口 354被擋板358蓋住。 在如圖19中所見的第二位置中，開口 354露出，並且擋板358與之間隔 開。確定每一個狹槽381的尺寸以滑動地接納其中的其各自的調整片 379，從而允許調整片379沿箭頭363的方向延伸穿過狹槽移動。狹槽381 相對於調整片379切割成適當尺寸，使得任何可測量的空氣量都不可以經狹槽381從歧管320內逸出。在一個實施例中，將開口 354形成為使得可 以流動穿過開口 354的空氣不超過流動穿過歧管320的50%。流動穿過開 口 354的空氣流的量會隨著相對於開口 354的擋板358的位置而變化，使 得氣流可以在完全關閉(擋板358完全蓋住開口的位置(圖18))和完全 打開(擋板358完全打開開口的位置(圖19))之間以任何流量水平流動 穿過。
如圖17中所見，每一個致動器調整片379的一部分在罩子的材料的外 部(圖17中用虛線罩子12表示)，從而可以讓使用者在佩戴罩子的情況 下觸及，以調控相對於開口 354的擋板358的位置。因此擋板358起到閥 門構件的作用，以改變流動穿過導管到達其空氣入口 332的空氣流的量。 如果擋板358完全打開，空氣將流出開口 354，因此流出空氣出口 332的 空氣將會減少。擋板358的縱向行程量一方面受限於擋板358與開口 354 的接合，另一方面受限於環形圈377的底部邊緣與空氣入口導管326內的 圓柱形孔377a底部處的肩部的接合。可以在承載擋板358的閥門結構與歧 管320之間設置定位部，以向使用者提供觸覺和/或音響指示，即由閥門擋 板358形成的閥門相對於歧管320的開口 354是處於完全關閉位置(圖 18)或完全打開位置(圖19)。
擋板358因此形成與開口 354相鄰的蓋子，其可以相對開口 354移 動，以改變開口 354的尺寸。致動器調整片379可操作地連接到擋板358 (即，充當罩子的外部的閥門致動器)並允許佩戴呼吸器組件的使用者在 佩戴呼吸器組件的情況下相對於開口 354將擋板358移動到所需位置。
如上所述，呼吸器組件包括罩子。圖1示出了示例性罩子。圖20-22 進一步示出了可以與本發明的呼吸器組件結合使用的示例性罩子。圖20示 出罩子12A，其尺寸被確定為蓋住使用者18的整個頭部16，在罩子底端處 具有圍裙，與使用者肩部相鄰。圖21示出可供選擇的罩子12B (有時稱為 頭罩)，其中罩子12B只覆蓋使用者18的頭部16的頂部和前部，而露出 使用者的耳朵、頸部和肩部。罩子12B在其下緣處是圍繞使用者的頭部密 封的。圖22示出罩子12C，該罩子完全覆蓋了使用者18的頭部16，但也 與使用者18穿著的全身防護緊身衣褲19聯合使用。罩子12A、 12B和12C 中的每一個都可以為非形狀穩定的，並且在各自罩子的外殼內整合形狀穩
24定的歧管(例如本文所公開的)。在圖22所公開的實施例中，歧管連接到
使用者18通過束帶系在身上的PAPR氣源和/或電源P。
也可以採用其它可供選擇的罩子構造，不論限定外殼的非形狀穩定罩 子(用於呼吸目的)採用什麼構造，該罩子內都包括形狀穩定的歧管，例 如本文所公開的示例性歧管。歧管通常接納來自單個空氣入口的空氣，並 且通過其內的多根導管將空氣分配給罩子內的多個空氣出口。歧管可以從 罩子上移除，從而允許處理弄髒的罩子，並重新使用歧管。此外，可以設 置頭部帶具，以便將歧管和罩子安裝到使用者的頭部。頭部帶具同樣可以 從罩子上移除，以重新使用，並且也可以從歧管上移除。
在上述呼吸器組件的實施例中，外殼被公開為罩子，例如非形狀穩定 的罩子。本文所公開的歧管也可以在頭盔內操作，頭盔可以具有形狀穩定 的外殼。在這種情況下，頭盔包括外殼，但外殼應在一定程度上(至少部 分地)抗衝擊。歧管的空氣輸送導管在頭盔的外殼內，並且閥門結構的活 動構件同樣在一根或多根這種空氣輸送導管內，以控制歧管內的空氣流的 量。經過歧管不同部分的流量由使用者通過操縱頭盔外殼的外部及其附近 的閥門致動器來控制。例如，使用者通過移動上文所公開的致動器調整片 (設置在歧管空氣入口導管周圍與使用者的頭部的背面相鄰處，空氣從此 處供往呼吸器組件)控制空氣流的量。
圖23-25示出了在呼吸器組件中使用的示例性頭盔。圖23示出具有頭 盔25A的呼吸器組件，該頭盔一旦設置在使用者18的頭部16上，就會覆 蓋整個頭部。圖24示出頭盔25B，該頭盔的尺寸確定為使其只覆蓋使用者 的頭部16的頂部及其面部區域。圖25示出頭盔25C，該頭盔也至少覆蓋 了使用者的頭部16的頂部及其面部區域。頭盔25C被構造為普通形式的焊 接頭盔。
在這些示例性附圖中，頭盜(例如頭盔25A、 25B或25C)為剛性的， 其具有至少部分堅硬的外殼，並且向使用者提供了可呼吸空氣區域。空氣 經本文所公開類型的歧管提供到可呼吸空氣區域，送往使用者的面部區域 的空氣量和各自頭盔外殼內的冷卻空氣量同樣由該歧管的閥門控制。如上 所述，使用者可以在佩戴呼吸器組件及其頭盔的同時操縱閥門。歧管可以 固定到頭盔上，或者可以從頭盔上移除。同樣，設置了頭部帶具(例如圖24和25所示示例性頭部帶具14)以將呼吸器組件貼合到使用者的頭部， 以及支承頭盔和歧管。帶具14可以從頭盔和/或歧管上移除。
圖26-27公開了呼吸器組件410的歧管的可供選擇的實施例。在該例 中，呼吸器組件410包括形狀穩定的頭盔25D，該頭盔充當呼吸器組件的 外殼，並且為了圖26圖解清晰，在圖中用虛線示出。雖然圖26中未示 出，但呼吸器組件410還包括頭部帶具，該帶具可調節為一種或多種維 度，以使其尺寸適應使用者的頭部。確定頭盔25D的尺寸使其可以至少延 伸到使用者的頭頂的上方，並且包括頭盔正面上的形狀穩定的面罩436， 其延伸到使用者的面部區域的上方和周圍。
呼吸器組件還包括形狀穩定的歧管420。歧管420可以與頭部帶具分 離，並且也可以與頭盔25D分離。
歧管420具有空氣入口導管426以及多根空氣輸送導管427和428。 在一個實施例中，空氣入口導管426設置在與使用者的頭部的背面相鄰 處。空氣入口導管426與空氣輸送導管427流體連通。在本例中，空氣輸 送導管427向前延伸到使用者的頭部中部上方，並且在使用者的面部區域 上方具有空氣出口 429。空氣輸送導管427包括位於其中的空氣分配室 430，該分配室又與空氣輸送導管428流體連通(圖26示出兩根空氣輸送 導管428a和428b)。在本例中，空氣分配室430設置在空氣輸送導管427 內與頭盔25D的頂部相鄰處。每一根空氣輸送導管428都具有空氣出口 432 (如，空氣輸送導管428a的空氣出口 432a和空氣輸送導管428b的空 氣出口 432b)。每一根空氣輸送導管428從空氣分配室430沿著使用者的 頭部向下延伸，並且各自具有與使用者的鼻部和嘴部相鄰的空氣出口。雖 然圖26和圖27中的歧管420上僅示出兩根空氣輸送導管428，但應當理 解，可以設置任何數量的這類空氣輸送導管。
通常，圍繞使用者的頭部設置了密封件，從而在罩子25D的外殼內形 成容納可呼吸空氣的封閉空間。在某些情況下，密封可以不完整，以允許 呼出的空氣逸出，或者也可以設置呼氣閥。空氣入口導管426與可呼吸空 氣源流體連通，這與相對於圖1的實施例所公開的軟管40和可呼吸空氣源 42的連通方式大致相同。來自空氣源的空氣流進歧管420的空氣入口導管 426，然後流經空氣輸送導管427，並(根據閥門的位置)進入空氣輸送導
26管428。空氣從其空氣出口 429流出空氣輸送導管427，並且從其空氣出口 432流出空氣輸送導管428。空氣從空氣出口 429和432流進頭盔外殼在使 用者的頭部周圍限定的可呼吸空氣區域，以供使用者吸入。
本實例性實施例示出，除上述實施例所公開的位置和結構外，用於外 殼內空氣輸送導管的閥門(及其閥門致動器)可以具有可選位置和結構。 如圖27所最佳展示，在本例中，閥門包括位於空氣輸送導管427內的空氣 分配室430，其本身部分地被圓柱形壁430a所限定。
流入空氣輸送導管427的空氣(如圖27的箭頭431所示)經由空氣入 口 433進入空氣分配室430。空氣可以從三個空氣出口 (前空氣出口 435 或側空氣出口 437a和437b)中的一個或多個流出空氣分配室430。流動穿 過空氣出口 435的空氣在空氣輸送導管427內繼續向其空氣出口 429流 動。流動穿過空氣出口 437a的空氣流進空氣輸送導管428a並流向其空氣 出口 432a。流動穿過空氣出口 437b的空氣流進空氣輸送導管428b並流向 其空氣出口 432b。
閥門439控制相對於空氣出口 435、 437a和437b的空氣流的量。閥門 439具有環形蓋441，環形蓋的尺寸被確定為使其可以密封地覆蓋空氣分配 室430的圓柱形壁430a的開放頂部。兩個弧形閥片443a和443b (即閥門 構件)從環形蓋441向下懸垂。閥片443a和443b的尺寸被確定為，當閥 門439如圖27所示對準空氣分配室430並與之組裝到一起時，兩個閥片可 以分別完全覆蓋(如從內部)出口 437a和437b。環形蓋441以密封方式 連接到空氣分配室430的壁430a，以使得從空氣入口 433進入空氣分配室 430的空氣只能從這裡流出空氣出口 435。可旋轉閥門439的環形蓋441可 以朝第一方向(例如，如圖27所示的順時針方向)旋轉，從而移動閥片 443a和443b，以分別露出或部分露出空氣出口 437a和437b。因此，通過 操縱閥門439可使流動穿過歧管420的一些空氣轉而進入空氣輸送導管 428a和428b。環形蓋441同樣可以朝第二方向(例如逆時針方向)旋轉， 以分別用閥片443a和443b蓋住空氣出口 437a和437b。在兩個方向上， 環形蓋441均被阻擋件(未示出)抑制，無法旋轉到閥片443a或443b能 阻塞空氣入口 433的位置。雖然閥門439基本設置在空氣輸送導管427內，但該閥門的閥門致動 器445暴露在頭盔25D的外殼的外部。在圖示實施例中，致動器445具有 調整片449，使用者可以抓住和轉動該調整片，以改變呼吸器組件內部的 空氣出口 429、 432a和432b之間的空氣流的量關係。致動器445及其調整 片449相對於頭盔25D的外殼以可旋轉方式安裝，以便從外部操縱外殼內 的閥門構件(如閥片443a和443b)，同時又能相對於頭盔25D的外殼保 持密封，從而不會使可呼吸空氣區域失能。可以在閥門結構內設置定位 部，以指示閥片相對於空氣出口的不同程度的旋轉。
雖然己相對於若干實施例描述了本文所公開的歧管，本領域的技術人 員將認識到，在不脫離本公開的呼吸器組件的精神和範圍的前提下，可以 在形式和細節上做出修改。例如，在一些實施例中，每一個示例性歧管都 有兩個對稱排列的空氣輸送導管。然而，並非在所有情況下導管都必須採 用對稱布置，某些呼吸器組件應用可能需要非對稱布置。此外，雖然圖示 實施例公開了形狀穩定的歧管，但歧管僅僅在與閥門的閥門構件相鄰的位 置形狀穩定可能就已足夠，因此歧管的一部分可以為非形狀穩定的。圖示 閥門僅僅是為了舉例說明，還可以想到其它類型的閥門，例如，流量閥、 針閥、旋塞閥、隔膜閥和滑閥。此外，所公開的某些圖示歧管的空氣出口 大致高於使用者的眼睛並位於其側面。還可以想到可供選擇的空氣出口位 置，例如，圖27的歧管所示位置，並且本公開也不應受這些示例性特徵的 限制。在罩子限定外殼的呼吸器組件中，外殼可以由(例如)下列材料形 成織物、紙張、聚合物(如織造材料、非織造材料、紡粘材料(如聚丙 烯或聚乙烯)或塗有聚氨酯或PVC的針織基底)或它們的組合。在外殼為 頭盔一部分的可供選擇的實施例中，外殼的一部分可以由(例如)下列材 料製成聚合物(如ABS、尼龍、聚碳酸酯或聚醯胺或其共混物)、合適 樹脂內的碳纖維、合適樹脂內的玻璃纖維或它們的組合。
此外，本文所公開的閥門致動器本質上都是機械的(使用旋轉或線性 運動)。作為另外一種選擇，可以使用機電裝置來致動閥門構件。圖28示 出了這種實施例，其中呼吸器組件的外殼S內具有歧管M。在該示例性實 施方案中，閥門構件VM及控制器C的至少一部分因此位於呼吸器組件的外 殼S內。使用者通過操縱外殼S的外部的致動器A引發遠程信號Si，作為對該信號的響應，控制器C (例如螺線管、線性驅動裝置或伺服馬達)驅 動閥門構件VM。信號Si可以通過電纜、有線連接或無線通信方式傳送。
這類應用中的無線控制的閥門構件VM將採用無線電接收機R來接收與致動 器A相關聯並且由使用者操作的變送器T所傳輸的控制信號Si。因此，控 制器C位於外殼S內，並且對外殼S的外部的閥門致動器A產生的信號Si 做出響應，移動閥門構件VM。如上所述，閥門構件可以在兩種狀態之間工 作，或者可以逐漸打開和關閉。控制器C的閥門致動器A可以便利地位於 呼吸器組件上、PAPR鼓風機控制器上/或整合到單獨的手持變送器中，以 便使用者接觸和致動。控制器具有電子接口，因此可以將反饋迴路整合到 閥門流量控制過程中。例如，外殼內的溫度傳感器可以與控制器協同工 作，以將更多或更少的空氣流引導至外殼內的目標區域。機電式閥門致動 還有助於集散控制空氣流。在集散控制中，可以對多個閥門構件/控制器進 行控制，以調控空氣流使其流向呼吸器的外殼內的不同區域，從而更好地 平衡呼吸器外殼內的空氣流。
權利要求
1.一種用於呼吸器的空氣流控制系統，所述呼吸器具有外殼，所述外殼為佩戴所述呼吸器的使用者限定可呼吸空氣區域，所述控制系統包括空氣輸送導管，其在所述呼吸器的所述外殼內；閥門構件，其可相對於所述空氣輸送導管移動並在所述外殼內，以改變流動穿過所述空氣輸送導管的空氣流的量；和閥門致動器，其在所述呼吸器的所述外殼的外部並可由所述呼吸器的使用者在佩戴所述呼吸器時操縱，以控制所述閥門構件的移動。
2. 根據權利要求1所述的空氣流控制系統，其中所述空氣輸送導管可 與所述外殼分離。
3. 根據權利要求1所述的空氣流控制系統，其中所述空氣輸送導管包 括在所述呼吸器的所述外殼內的多根空氣輸送導管中的第一導管。
4. 根據權利要求3所述的空氣流控制系統，其中穿過所述第一導管的 空氣流的量限定穿過所述多根空氣輸送導管中的至少第二導管的空 氣流的量。
5. 根據權利要求3所述的空氣流控制系統，其中每一根所述空氣輸送 導管都接納來自公共空氣流入口的空氣流。
6. 根據權利要求3所述的空氣流控制系統，其中每一根所述空氣輸送 導管都具有單獨的空氣流出口 。
7. 根據權利要求1所述的空氣流控制系統，其中所述空氣輸送導管為 形狀穩定的。
8. 根據權利要求1所述的空氣流控制系統，其中所述呼吸器的所述外 殼和所述空氣輸送導管為形狀穩定的。
9. 根據權利要求1所述的空氣流控制系統，其中所述呼吸器的所述外 殼為非形狀穩定的。
10. 根據權利要求1所述的空氣流控制系統，其中所述空氣輸送導管具 有從所述呼吸器的所述外殼延伸出來的空氣流入口末端，所述空氣 輸送導管具有在所述呼吸器的所述外殼內的多個空氣流出口，並且 所述閥門構件相對於包括一個或多個開口的第一組開口為可移動 的，以改變所述第一組開口中的每一個開口的有效的空氣流的量。
11. 根據權利要求10所述的空氣流控制系統，其中不超過50%的流動穿過所述空氣輸送導管的空氣被允許流動穿過所述包括一個或多個開 口的第一組開口。
12. 根據權利要求10所述的空氣流控制系統，其中所述包括一個或多個 開口的第一組開口被設置在所述空氣輸送導管的面向所述使用者的 頭部的側面上。
13. 根據權利要求10所述的空氣流控制系統，其中所述包括一個或多個 開口的第一組開口被設置在所述空氣輸送導管的背向所述使用者的 頭部的側面上。
14. 根據權利要求10所述的空氣流控制系統，其中所述包括一個或多個 開口的第一組開口被設置為引導穿過所述第一組開口的空氣越過所 述使用者的頭部的一部分。
15. 根據權利要求1所述的空氣流控制系統，其中所述閥門構件能夠相 對於所述空氣輸送導管滑動。
16. 根據權利要求1所述的空氣流控制系統，其中所述閥門構件能夠相 對於所述空氣輸送導管旋轉。
17. 根據權利要求1所述的空氣流控制系統，其中所述閥門致動器能夠 相對於所述呼吸器的所述外殼滑動。
18. 根據權利要求1所述的空氣流控制系統，其中所述閥門致動器能夠 相對於所述呼吸器的所述外殼旋轉。
19. 根據權利要求1所述的空氣流控制系統，還包括控制器，其在所述外殼內並連接到所述閥門構件，其中所述控 制器響應所述外殼的外部的所述閥門致動器產生的信號 以引起所述閥門構件的移動。
20. —種控制呼吸器內的空氣流的方法，包括強迫空氣穿過所述呼吸器的外殼內的空氣輸送導管，其中所述 外殼為佩戴所述呼吸器的使用者限定可呼吸空氣區域； 以及由所述呼吸器的使用者在佩戴所述呼吸器時操縱在所述外殼的 外部並與所述外殼相鄰的致動器，以改變流動穿過所述 空氣輸送導管的空氣流的量。
21. 根據權利要求20所述的方法，其中所述操縱在所述外殼的外部並與 所述外殼相鄰的致動器的步驟包括相對於所述呼吸器的所述外殼旋 轉所述致動器。
22. 根據權利要求20所述的方法，其中所述操縱在所述外殼的外部並與 所述外殼相鄰的致動器的步驟包括相對於所述呼吸器的所述外殼滑 動所述致動器。
23. 根據權利要求20所述的方法，其中所述強迫空氣穿過所述呼吸器的 外殼內的空氣輸送導管的步驟包括強迫空氣穿過在所述呼吸器的所 述外殼內的多根空氣輸送導管。
24. 根據權利要求23所述的方法，其中所述強迫空氣穿過所述呼吸器的 外殼內的空氣輸送導管的步驟包括為每一根所述空氣輸送導管提供 來自公共空氣流入口的空氣。
25. 根據權利要求23所述的方法，其中所述操縱在所述外殼的外部並與 所述外殼相鄰的致動器的步驟包括改變穿過被控制的所述空氣輸送 導管中的至少兩根空氣輸送導管的空氣流的量。
26. 根據權利要求20所述的方法，其中所述操縱在所述外殼的外部並與 所述外殼相鄰的致動器的步驟包括由所述致動器向在所述外殼中的 活動閥門構件提供信號。
27. —種呼吸器，包括外殼，其為佩戴所述呼吸器的使用者限定可呼吸空氣區域，其 中所述外殼包括面罩部分以允許佩戴所述呼吸器的所述 使用者透過所述外殼的所述面罩部分進行觀看；多根空氣輸送導管，其在所述呼吸器的所述外殼內；閥門，其在所述空氣輸送導管中的至少一根空氣輸送導管內以改變經由所述至少一根空氣輸送導管的空氣流的量；和閥門致動器，其用於控制所述閥門，其中所述閥門致動器在所 述呼吸器的所述外殼的外部並能夠由所述呼吸器的使用 者在所述使用者佩戴所述呼吸器時進行操縱。
全文摘要
一種呼吸器，其具有為佩戴所述呼吸器的使用者限定可呼吸空氣區域的外殼。用於呼吸器的空氣流控制系統具有在呼吸器的外殼內的空氣輸送導管、可相對於空氣輸送導管移動並在外殼內的閥門構件、以及在呼吸器的外殼的外部的閥門致動器，其中閥門構件用於改變穿過空氣輸送導管的空氣流的量。閥門致動器可由呼吸器的使用者在佩戴呼吸器時操縱，以控制閥門構件的移動。
文檔編號A62B7/12GK101626809SQ200880007323
公開日2010年1月13日 申請日期2008年3月21日 優先權日2007年3月23日
發明者加裡·J·沃克, 安德魯·墨菲, 德斯蒙德·T·柯倫, 德裡克·A·帕金, 託馬斯·I·英斯利, 馬克·A·J·費爾南德斯 申請人:3M創新有限公司