呼吸裝置面罩和壓強調節器的數據通信和顯示器的製作方法
2023-04-28 12:52:36
專利名稱：呼吸裝置面罩和壓強調節器的數據通信和顯示器的製作方法
呼吸裝置面罩和壓強調節器的數據通信和顯示器相關申請的交叉引用本申請要求2010年7月2日提交的美國臨時專利申請第61/360，936號的權益，所述美國臨時專利申請的公開內容通過引用結合在此。
背景技術：
提供以下信息以幫助讀者理解以下公開的設備、系統和/或方法，以及通常使用此類設備、系統和/或方法的環境。不希望本文所用的術語受限於任何具體的狹義解釋，除非本文另外明確說明。本文列示的參考文獻可有助於理解所述設備、系統和/或方法或技術背景。所有參考文獻的公開內容都通過引用結合在此。供氣式呼吸器、如自持式呼吸裝置(SCBA)允許人們在諸如火災的危險環境中，以及在不利用機械輔助將難以呼吸或無法呼吸的密閉空間中呼吸。供氣式呼吸器可以例如包 括全面罩，束帯和承載器組件，含有呼吸用高壓壓縮空氣(或含有氧氣的其它氣體)的氣缸，以及至少ー個、更通常為兩個壓強調節器。第一或第一級調節器通常安裝在氣缸附近，並且起到的作用是使來自氣缸的壓縮空氣的相對高的壓強降低至大氣壓強以上。氣缸通常含有處於例如2200psi至4500psi的相對高的壓強下的空氣(或其它可呼吸氣體)。第一級調節器可以例如使所述壓強降低至約80-100psi。第二或第二級調節器通常安裝在面罩上，並且起到的作用是調節空氣流量以滿足使用者呼吸需要。呼吸控制調節器組件公開在例如美國專利第4，821，767號和第5，016，627號中。密封到使用者面部的面罩或面具通常包括透鏡，使用者可以通過所述透鏡看到周圍環境。面罩還包括與第二級調節器流體連接的接ロ或安裝座，吸入的空氣通過所述接ロ或安裝座進入面具，並且面罩還包括呼氣端ロ，呼出的空氣通過其離開面具。在一些面罩中，使用單一端ロ來吸入和呼出空氣。在其它面罩中，使用獨立的端ロ。使用者的呼吸控制一閥系統(例如，包括吸入閥和排出閥)，以便經由第二級調節器控制加壓空氣的遞送。通常，期望在面罩內維持相對於環境壓強的輕微正壓。在面罩內維持正壓的供氣式呼吸器的面罩常被稱為壓強按需面罩，而供氣式呼吸器的其它面罩常被稱為按需面罩。經常期望向呼吸裝置使用者提供信息，所述信息包括例如有關呼吸裝置的空氣源、電源和/或其它系統的狀態的數據，有關所述使用者附近其他使用者的信息，疏散警報和/或其它信息。信息顯示器已經以許多方式提供給呼吸裝置使用者。例如，顯示器可以設置在第二級調節器附近。顯示器可以替代地設置在透鏡的外側部分上。在顯示器位於呼吸裝置的面罩外部的情況下，煙霧或其它環境條件可能會使使用者看不清顯示器，除非它位於非常靠近面罩透鏡的地方。而且，惡劣的環境條件可能會不利地影響顯示器的操作。而且，在將顯示器定位在面罩透鏡附近的情況下，必須注意不要過分阻礙使用者的視野。在面罩內部設置顯示器可以消除周圍環境對顯示器的ー種或多種不利影響，但是可能會在例如充分密封通過面罩從而與顯示器通信的電子器件的通道方面存在其它問題。雖然在面罩內使用與面罩外部的電子器件無線通信的有源顯示器可以消除與使電線和/或電子器件通過面罩相關的問題，但是面罩內仍然需要專用電源來為顯示器提供電力。而且，面罩內的顯示器和相關電子器件可能會増加製造成本以及維護時間和費用。不論顯示器是設置在面罩內部還是從外部附連至面罩，目前可用的顯示器都可能會對面罩的重量、面罩的重心、使用者的視野、面罩的成本和/或面罩的其它方面造成不利影響。
發明內容
在一方面，ー種呼吸系統包括壓強調節器，所述壓強調節器包括外殼、用於連接至包括氧氣的加壓氣體的入口、和第一數據通信系統；以及呼吸面罩，所述呼吸面罩包括與壓強調節器可拆除地附連的接ロ、用以與使用者面部形成密封接合從而包圍佩戴者的鼻部與嘴部的至少ー個密封系統、與壓強調節器接ロ流體連接並且與面罩內部流體連接的吸入端ロ、以及在與使用者面部密封接合的體積內並且在使用者視野內的至少ー個顯示器。壓強調節器接ロ包括用於接收來自第一數據通信系統的數據從而控制所述至少一個顯示器的第二數據通信系統。密封附連可以例如形成在壓強調節器與面罩的接ロ之間。
在許多實施方案中，第一數據通信系統包括至少ー個光源，而第二數據通信系統包括至少ー個光導。第一數據通信系統可以例如包括位於隔開的位置處的多個光源，而第ニ數據通信系統可以例如包括多個光導。多個光源中的每個光源可以例如被對準以在壓強調節器附連至面罩的接ロ時發送光至多個光導中的一個光導的第一端部。在許多實施方案中，多個光導中的每個光導均包括半透明的聚合物管。所述至少一個顯示器可以例如包括所述多個光導中的至少ー個光導的第二端部。面罩還可以包括至少ー個第二顯示器，至少ー個第二顯示器包括所述多個光導中的至少ー個其它光導的第二端部。第一數據通信系統可以例如包括至少ー個數據傳輸元件，而第二數據通信系統可以例如包括至少ー個合作數據傳輸元件。在壓強調節器與面罩的接ロ之間形成的密封附連可以例如提供介於環境與第一數據傳輸元件與第二數據傳輸元件之間的密封。在另一方面，一種壓強調節器包括外殼、用於連接至包括氧氣的加壓氣體的入ロ、和至少部分地位於外殼內的第二數據通信系統，該壓強調節器與面罩一起使用，所述面罩包括與壓強調節器可拆除地附連的接ロ、位於面罩內的至少ー個第一顯示器、和位於接口內的與所述顯示器通信連接的第一數據通信系統。壓強調節器的第一數據通信系統適合發送數據至面罩的第二數據通信系統。壓強調節器可以例如進ー步包括用於形成介於壓強調節器與面罩的接ロ之間的密封接合的密封構件。第一數據通信系統可以例如包括至少ー個光源。在許多實施方案中，第一數據通信系統包括在隔開的位置處的多個光源。在另一方面，ー種向呼吸裝置使用者提供信息的方法包括將數據發送至呼吸裝置的壓強調節器的第一數據通信系統，和將來自第一數據通信系統的數據發送至呼吸裝置的面罩的第二數據通信系統。在許多實施方案中，數據是經由光能從第一通信系統發送至第二數據通信系統。在另一方面，一種用於與壓強調節器連接的呼吸面罩包括與壓強調節器可拆除地附連的接ロ、用以與使用者的面部形成密封接合從而包圍佩戴者的鼻部與嘴部的至少ー個密封系統、與壓強調節器接ロ流體連接並且與面罩內部流體連接的吸入端ロ、以及在與使用者面部密封接合的體積內並且在使用者視野內的至少ー個顯示器。壓強調節器接ロ包括用於接收來自壓強調節器的數據從而控制所述至少一個顯示器的數據通信系統。在又一方面，呼吸系統包括壓強調節器和呼吸面罩。壓強調節器包括外殼、用於連接至包括氧氣的加壓氣體的入口、和至少ー個能量傳輸元件。呼吸面罩包括與壓強調節器可拆除地附連的接ロ、用以與使用者面部形成密封接合從而包圍佩戴者的鼻部與嘴部的至少ー個密封系統、與壓強調節器接ロ流體連接並且與面罩內部流體連接的吸入端ロ。壓強調節器接ロ包括至少ー個合作能量傳輸元件，使得能量可以在所述至少一個能量傳輸元件與所述至少ー個合作能量傳輸元件之間傳輸，從而傳輸數據或電力中的至少ー種。密封附連可以例如形成在壓強調節器與面罩的接ロ之間。在壓強調節器與面罩的接ロ之間形成的密封附連可以例如提供介於環境與第一能量傳輸元件與第二能量傳輸元件之間的密封。根據以下結合附圖提供的詳細描述，所述設備、系統和/或方法以及其屬性和伴隨的優點將被更好地知曉與理解。
圖I示出本文所述面罩的代表性實施方案的分解或拆解透視圖。圖2示出圖I所示面罩的前面部分的透視圖。圖3示出所述面罩的前面部分的另ー個透視圖。圖4A示出所述面罩的前面部分的剖視圖。圖4B示出所述面罩前面部分的一部分的放大剖視圖。圖5示出其上附連有壓強調節器實施方案的前面部分的側視圖。圖6示出前面部分和附連至前面部分的壓強調節器的側面剖視圖。圖7A示出壓強調節器的側面剖視圖。圖7B示出圖7A所示壓強調節器的透視圖。圖7C示出圖7A所示壓強調節器的側視圖。圖7D示出圖7A所示壓強調節器的另ー個側面剖視圖。圖7E示出圖7A所示壓強調節器在分解或拆解狀態下的透視圖。圖8A示出面罩內的透視圖，其示出用於向面罩使用者提供數據/信息的多個顯示器。圖SB示出向面罩使用者的眼睛發送光信號的示意圖。圖9A示出向例如面罩內的一個或多個顯示器發送來自任何數量的設備或系統的數據/信息的示意圖，所述發送是經由壓強調節器內的第一數據通信系統以及與面罩的壓強調節器接ロ操作性地連接的第二數據通信系統進行的。圖9B示出壓強調節器與面罩的壓強調節器接ロ的密封接合，以及壓強調節器的傳輸元件與壓強調節器接ロ的合作傳輸元件的通信連接。
具體實施例方式如本文和所附權利要求書中使用的単數形式「ー個(種)」、和「所述」包括複數指代，除非本文另外明確指明。因而，例如，所提及的「ー個端ロ」包括多個此類端ロ以及本領域技術人員已知的此類端ロ的等效物等，並且提及「所述端ロ 」就是提及一個或多個此類端ロ以及本領域技術人員已知的此類端ロ的等價物等。圖I至圖6和圖SB示出可以結合有數據通信系統和用於通信數據/信息的顯示器的全面罩或呼吸器面具10的代表性實施方案。然而，對本領域技術人員來說清楚的是，本文要求保護的數據通信系統和顯示器可以結合入許多類型的面罩(包括例如通過改裝或修改目前可用的面罩)中。類似地，圖I、圖5、圖6、圖7B以及圖8A至圖8E示出可以結合有數據通信系統的壓強調節器400的代表性實施方案。然而，對本領域技術人員來說清楚的是，本文要求保護的數據通信系統可以結合入許多類型的壓強調節器(包括例如通過改裝或修改目前可用的壓強調節器)中。如圖I所示，面罩10可以例如包括面部本體(blank) 20 (例如用矽橡膠製造)，所述面部本體包括圍繞使用者面部密封的後方開ロ 30。一般來說，開ロ 30包括圍繞使用者下顎區域密封的下顎杯形部分32、圍繞使用者面部 側面密封的側面部分34、以及與下顎杯形部分32相対的且圍繞使用者前額密封的前額部分(圖I中未示出)。面部本體20密封地附連至面罩10的前向部分15 (參見例如圖2)，所述前向部分包括位於其上部部分上的透鏡50、和形成在其下部部分中的呼吸和/或過濾元件。面部本體20可以例如經由外圍邊沿(rim)或邊緣(edge)60密封地附連至面罩10的前向部分。如本文在提及面罩10和其它元件時使用的術語例如「前面」、「前向」、「後方」、「後向」、「上」、「下」或類似術語一般指與佩戴面罩10並且豎直站立的人有關的參考方向。面罩10可以例如具有與其附連的附連部分380，所述附連部分可以連接至例如捆帶條(strapping)，所述捆帶條用於將面罩10附連至使用者頭部並維持呼吸器面具10的面部本體20與使用者面部密封接合。使用者可以通過其查看周圍環境的透鏡50經由密封邊沿70附連至面罩10的前面部分15的上部部分。呼吸和/或過濾元件附連至面罩10的前面部分15並且在透鏡50的下方。舉例來說，如圖IA所示，面罩10包括大體上位於中心的端ロ或開ロ 100。端ロ 100形成在延伸壁部分120的前向端部中，所述延伸壁部分從前面部分15的下部部分的其餘部分前向延伸。呼吸器元件結構或外殼200附連至前向延伸部分120。就這一點而言，外殼200與延伸部分120的內壁形成密封的接合、貼合或連接。外殼200可以例如包括圍繞其外圍的溝道或凹槽210，所述溝道或凹槽與延伸部分120的內壁形成密封接合(參見例如圖4A)。外殼200可以具有一般任何形狀以密封地安放在具有幾乎任何配合形狀的埠中。外殼200還包括呼氣端ロ 220 (參見例如圖I)，密封閥構件230 (例如本領域已知的傘形閥構件；參見例如圖4A)連接在所述呼氣端ロ的上方。在示出的實施方案中，閥構件230經由例如彈簧240(參見例如圖4A)偏置在關閉位置。保持件242保持彈簧240與閥構件230連接。閥構件230的偏置在如本領域已知的用於以壓強按需模式操作的面罩10內產生正壓。面罩10也可以以按需模式操作，在這種模式下閥構件230沒有偏置在關閉位置。閥230在面罩10的使用者呼氣時打開，但在吸入時關閉，從而阻止吸入的空氣通過呼氣端ロ 220。接ロ端ロ 252形成在面罩10的元件外殼200的壓強調節器接ロ 250的接ロ部中，從而將面罩10安置成與第二級壓強調節器400流體連接，使得加壓呼吸氣體(空氣或含有氧氣的氣體)可以由加壓空氣罐500經由第一級壓強調節器502供應(其中的每個均在圖I中示意性示出)。當連接至面罩10時，壓強調節器400 (例如在圖7A至圖7E中示出)根據需求向使用者遞送呼吸氣體。如本領域已知的，壓強調節器400可以例如包括外殼401，在所述外殼中布置有被彈簧404偏置的隔膜402，所述隔膜將調節器組件分成與面罩10的內部流體連接的內室406和與周圍環境流體連接的外室408，所述外室408通常在環境壓強下(參見圖8A)。隔膜402聯接至打開和關閉入口閥412的致動機構410。使用者的呼吸導致調節器組件400的內室406與外室408之間產生壓強差，所述壓強差繼而導致隔膜402移位，從而經由機構410控制(即，打開和關閉)入口閥412。結果，諸如調節器400的調節器經常稱為壓強按需調節器。以與上述向使用者供應呼吸氣體的方式類似的方式操作的壓強調節器的實例為 FIREHAWK I 調節器，其可從 Mine Safety Appliances Company of Pittsburgh,Pennsylvania 得至丨J。舉例來說，如圖7A所示，調節器400的入口 414可以例如經由柔性軟管或其它導 管510連接至第一級壓強調節器502，並因此連接至加壓空氣罐500。入口 414可以是本領域已知的用於牢固地連接至軟管510的倒鉤式入口。出口 416與閥412流體連接。流量調節機構418可以例如安置成與本領域已知的出ロ 416連接。在示出的實施方案中，壓強調節器400的彈簧加載保持凸緣420 (參見例如圖I和圖6)與接ロ端ロ 252周邊上的安裝接ロ 254的配合安裝凸緣256形成可釋放的連接。壓強調節器400包括在其每個側面上的釋放按鈕430，可以按壓所述釋放按鈕來解脫壓強調節器與調節器端ロ 252的連接。吸入或吸氣端ロ 260與接ロ端ロ 252流體連接，並提供了供例如來自壓強調節器400的加壓空氣進入面罩10內部的端ロ(參見例如圖4A和4B)。就這一點而言，吸氣端ロ260與吸氣止回閥264流體連接，所述吸氣止回閥包括例如閥座266和柔性瓣閥268。吸氣閥264在面罩10的使用者吸氣時打開，但在呼出時關閉，從而阻止呼出的空氣通過吸氣端ロ 260。因此，阻止呼氣期間壓強調節器400經由吸氣端ロ 260受到汙染。在許多實施方案中，呼吸器面具10還可以例如包括輔助引導呼吸器面具10內的氣流的鼻罩300。包圍面部的鼻部和下顎部的鼻罩300可以例如由弾性體聚合物材料如彈性體(例如矽樹脂)整體地形成。在示出的實施方案中，通過例如使鼻罩300的前向端ロ或開ロ 310圍繞附連至元件外殼200的凸緣270延伸或延展而將鼻罩300從後方附連至元件外殼200，所述凸緣270是經由所述凸緣270上的螺紋272和元件外殼200的後向元件280上的配合螺紋282附連至所述元件外売。鼻罩300可以例如包括一個或多個吸氣止回閥320。在示出的實施方案中，語音發送器(speech voicemitter) 284位於端ロ 310與後向元件282之間，從而幫助提供通過面罩10的可理解的語音發送。在數種實施方案中，語音發送器284由包封在穿孔鋁外殼中的薄膜形成。呼吸器面具或面罩10還包括可拆除地附連至元件外殼200上的外殼蓋288 (參見圖I)。外殼蓋288可以例如由有彈性的聚合物材料如聚碳酸酷、聚酯或聚碳酸酯/聚酯共混物注射模塑成整體的零件。元件外殼200可以例如由聚合物材料以與外殼蓋288大體上相同的方式注射模塑。同樣地，透鏡50可以例如由聚合物材料(例如，透明聚碳酸酷)注射模塑。舉例來說，如圖3所示，敞開的環境或備用端ロ 298可以形成在元件外殼200的接ロ 250中。環境端ロ 298與吸氣端ロ 260以及與呼氣端ロ 220獨立地形成，並且經由與將吸氣端ロ 260連接至面罩10/鼻罩300內部的流體通路不同的流體通路與面罩10/鼻罩300內部流體連接。在示出的實施方案中，環境端ロ 298與面罩10/鼻罩300內部流體連接，使得在環境端ロ 298和使用者的鼻部/嘴部之間不存在介入止回閥。環境端ロ 298的操作描述在與本申請同一日提交(代理人案號IR 09-10)的、題目為「Fac印iece With OpenPort」的共同待決的美國臨時專利申請第61/360，935號中，所述美國臨時專利申請的公開內容通過引用結合在此。壓強調節器400包括與接ロ 250的內壁形成密封接合的至少ー個密封件或密封構件460 (例如，彈性體密封構件如弾性體O形環)。密封構件460將位於所述密封構件460後方的接ロ 250的部分和壓強調節器400的部分與外部環境或環境大氣密封隔離。在示出的實施方案中，壓強調節器400進ー步包括與接ロ 250的內壁形成密封接合的第二密封件或密封構件462 (例如，彈性體密封構件如弾性體O形環)。在許多實施方案中，壓強調節器400可以例如包括或具有用於發送使用者語音的 麥克風470，所述麥克風在部件或表面456 (在壓強調節器400連接至接ロ 250時，所述部件或表面456可以例如一般與環境端ロ 298相鄰)附近連接至所述壓強調節器。麥克風470的此種定位提供了介於使用者嘴部與麥克風470之間的大體上直接的路徑。密封構件460提供了介於麥克風470與環境大氣之間的密封。壓強調節器400以及其密封構件460保護麥克風470不受可損壞麥克風470的環境因素例如灰塵、塵土、煙霧、水和熱輻射的損壞。在示出的實施方案中，壓強調節器400還包括在面罩10的內部與面罩10外部的一個或多個系統和/或個體之間發送信息、數據和/或信號的第一數據通信系統(參考例如圖9A)。在許多實施方案中，第一數據通信系統與例如面罩10的壓強調節器接ロ 250內的第二數據通信系統通信，或者與和面罩10的壓強調節器接ロ 250通信連接的第二數據通信系統通信。第二數據通信系統可以例如將所述數據傳輸或傳遞至面罩10的使用者，從而使其被使用者的ー種或多種感官所感知(例如，通過視覺、聽覺、觸覺等感知)。與麥克風470類似，第一數據通信系統和第二數據通信系統中每一者的通信元件都被定位成在壓強調節器400與接ロ 250操作性連接時位於密封構件460的後方。壓強調節器400的密封構件460與壓強調節器接ロ端ロ 252的密封接合保護第一數據通信系統和第二數據通信系統，使其不受可損壞或幹擾此類系統的操作的環境因素例如灰塵、煙霧、塵土、水和熱的損壞。第一數據通信系統的許多元件可以例如在壓強調節器400的內部，使得壓強調節器400的外殼401提供抵禦周圍環境的保護。與第二數據通信系統的合作通信元件通信的第一數據通信系統的通信元件(例如，能量或信號傳輸元件)可被定位成使得介於調節器400與壓強調節器接ロ 250之間(在壓強調節器400連接至壓強調節器接ロ 250上時)的密封提供抵禦由環境因素造成的汙染或損壞的保護。經由介於壓強調節器400與壓強調節器接ロ 250之間的密封連接的數據/信息發送消除了形成進入面罩10的另外的密封通道的需要。第一數據通信系統可以例如經由壓強調節器接ロ 250的接ロ端ロ 252，以使得面罩10內不需要電源或其它電子器件的方式發送信息至面罩10及其使用者。例如，除了在壓強調節器400的第一數據通信系統與壓強調節器接ロ 250的第二數據通信系統之間傳輸用於數據發送的能量或信號之外，電カ或能量還可以經由壓強調節器400與壓強調節器接ロ 250的連接而在壓強調節器400與面罩10之間傳輸(參見例如圖9A)。再一次，能量傳輸元件可被定位成使得介於調節器400與壓強調節器接ロ 250之間的密封提供抵禦由環境因素造成的汙染或損壞的保護。用於數據發送的能量、或用於給面罩內ー個或多個元件如一個或多個顯示器、傳感器等提供電カ的能量可以有線或接觸的方式，或無線或非接觸方式發送。ー個或多個傳感器可以例如設置在面罩10內從而監測使用者的狀態。壓強調節器400或另ー壓強調節器上的發送或傳輸元件(例如導電觸頭)可以例如與壓強調節器接ロ 250或另ー壓強調節器接口上的合作發送或傳輸元件(例如導電觸頭)對齊和接觸。同樣地，用於數據發送或供電カ用的能量可以以無線或非接觸方式發送。例如，能量可以經由光能、經由微波或經由感應傳輸。圖9B示意性示出壓強調節器400A的一部分，所述壓強調節器400A附連至壓強調節器接ロ 250A，使得傳輸元件480A』經過定位以傳輸能量至壓強調節器接ロ 250A的合作傳輸元件290A』、和/或傳輸來自壓強調節器接ロ 250A的合作傳輸元件290A』的能量，其中密封構件460A提供了抵禦環境因素的保護。在例如光能被用於發送數據/信息至面罩10的許多實施方案中，無需向面罩10 傳輸能量來為顯示器提供電力。例如，在壓強調節器400和面罩10的代表性實施方案中，壓強調節器400的第一數據通信系統包括傳輸元件，所述傳輸元件包括為例如發光二極體(LED)形式的一個或多個光發射器480a、480b、480c、480d、482a、482b和482c。對本領域技術人員來說清楚的是，可以使用任何數量的光發射器。光發射器480a、480b、480c、480d、482a、482b和482c以及麥克風470可以例如附連至壓強調節器400內的印刷電路板組件484。如圖7E所示，印刷電路板組件484可以形成為大體上環形的形狀，其中具有通道485，通過所述通道485壓強調節器400的出口 416可被安置成與面罩10的吸氣端ロ 260流體連通。當組裝壓強調節器400時，光發射器480a、480b、480c、480d、482a、482b和482c分別與形成在後向延伸部分450的後向表面456中的端ロ 486a、486b、486c、486d、488a、488b和488c對齊。在壓強調節器400附連至元件外殼200的壓強調節器接ロ端ロ 252後，端ロ 486a、486b、486c、486d、488a、488b 和 488c (以及因此光發射器 480a、480b、480c、480d、482a、482b和482c)分別與包括形成在壓強調節器接ロ 250中的端ロ 290a、290b、290c、290d、292a、292b和292c的傳輸元件對齊。壓強調節器400和壓強調節器接ロ端ロ 252可以「鍵連接」，從而確保用以使端 ロ 486a、486b、486c、486d、488a、488b 和 488c 分別與端 ロ 290a,290b,290c、290d、292a、292b和292c對齊的恰當的互連。保持凸緣420可以例如具有不同的尺寸，以便壓強調節器400可以僅ー種取向附連至壓強調節器接ロ端ロ 252。端ロ 290a、290b、290c和290d分別與光導組件293的光導或光管293a、293b、293c和293d對齊(參見例如圖I)。端ロ 292a、292b和292c分別與光導組件294的光導或光管294a,294b 和 294c 對齊。舉例來說，如圖 8B 所示，光導 293a、293b、293c、293d、294a、294b和 294c 的後向端部 293a』、293b』、293c』、293d』、294a』、294b』 和 294c，定位在面罩 10 的使用者視野內，從而向使用者提供一個或多個顯示器。光導組件293和294可以不幹擾(或僅最低限度地幹擾)使用者查看外界環境的視野(即通過透鏡50的視野)的方式定位在面罩10內。可以容易地將對外界視野的任何幹擾減到最小。在示出的實施方案中，通道216可以例如形成在面罩10的外殼200中，通過所述通道，光導組件293和294可以進入面罩10的內部密封體積內。在數種實施方案中，光導或光管293a、293b、293c、293d、294a、294b和294c由半透明的熱塑性材料如聚碳酸酯模塑而成。或者，可以使用光纖管材、鏡面管材(miiroredtubing)或其它光傳輸材料。在示出的實施方案中，端ロ 486a、486b、486c、486d、488a、488b和488c以及端ロ290a、290b、290c、290d、292a、292b和292c受到壓強調節器400的密封構件460與壓強調節器接ロ端ロ 252的相互密封作用的保護而免受環境的影響。不需要在面罩10中形成另外的密封通道。在例如消防員使用面罩10的情況下，來自罐500的空氣通過壓強調節器400和壓強調節器接ロ 250能夠冷卻數據通信系統，從而阻止環境熱造成的損壞或幹擾。在許多實施方案中，光源480a、480b、480c和480d以及相 應光導293a、293b、293c和293d被用於向使用者發送有關呼吸氣體氣缸或罐500的狀態的信息。例如，在許多實施方案中，光源480a、480b、480c和480d中的每ー個均代表四分之ー罐的呼吸氣體。在滿罐的情況下，光源480a、480b、480c和480d(以及因此光導293a、293b、293c和293d)都被點亮。在源或罐為四分之三滿的情況下，僅光源480b、480c和480d被點亮。在罐為二分之一滿的情況下，僅光源480c和480d被點亮。在罐為四分之ー滿的情況下，僅光源480d被點売。在許多實施方案中，光源482a、482b和482c以及相應光導294a、294b、294c分別被用於發送有關個人安全報警系統(或PASS，如果PASS在一定的短時間內沒有檢測到使用者的動作，則它將自動激活)狀態、系統電池狀態、以及任何疏散警報的存在的信息。光源中的每ー個的簡單開/關狀態可以例如用於發送信息。此外，顔色、調製、調製頻率等可以用於傳達另外的信息。而且，如圖8B所示，光導的後向(可視的)端部的形狀可以用於傳達信息或澄清信息的發送。在圖8B的實施方案中，光導294a、294b和294c的後向端部294a』、294b』和294c』獨特地成形為用於傳達信息的符號。此類符號的使用讓使用者清楚地理解顯示的光意味著什麼，使得信息更容易為使用者所理解並增加使用者的安全性。在諸如消防的高度緊張的情形下，甚至訓練有素的使用者也可能會例如出錯或者不能斷定他們對信息的理解。壓強調節器400的第一數據通信系統可以接收來自各元件的數據，所述各元件包括但不限幹與呼吸氣體罐500流體連接的壓強換能器504、PASS設備、系統電池、與使用者和/或任何通信系統以通信領域已知的有線或無線方式通信連接的遙測系統(參見例如圖10)。舉例來說，如圖7E所示，通信模塊490可以與壓強調節器400的第一數據通信系統通信連接。在有線通信的情況下，一根或多根數據或通信線或電纜可以例如沿著柔性軟管510延伸或者在柔性軟管510內延伸，從而進入壓強調節器400。如上所述，壓強調節器400的第一數據通信系統接收到的數據/信息可以例如被發送至壓強調節器接ロ 250的第二數據通信系統，經由這可操控或控制面罩10內的在面罩10使用者視野內的一個或多個顯示器。利用諸如光能的能量將來自壓強調節器(如壓強調節器400或200A)的數據/信息發送至面罩10或IOA(參見例如圖8A)內此種光能的ー個或多個可視顯示器，這消除了對面罩10內的電子元件的需要，由此消除與此類電元件相關的成本、維護和重量。除了提供包括例如圖SB所示光導的後向端部的顯示器，或作為提供包括例如圖SB所示光導的後向端部的顯示器的替代方式，此類光導可以例如用於投射數據/信息到在面罩10使用者視野範圍內的表面(例如透鏡50)上。前述說明和附圖陳述了實施方案。在不偏離本發明範圍的情況下，本領域技術人員根據前述教導當然可以了解各種修改、添加和替代設計，本發明範圍由所附權利要求書 而不是前述說明決定。落在權利要求書的等效形式的含義和範圍內的所有改變和變化都包括在權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種呼吸系統,其包括 壓強調節器，其包括外殼、用於連接至包括氧氣的加壓氣體的入口、和第一數據通信系統；以及 呼吸面罩，其包括與所述壓強調節器可拆除地附連的接口、用以與使用者的面部形成密封接合從而包圍佩戴者的鼻部與嘴部的至少一個密封系統、與壓強調節器接口流體連接並且與所述面罩的內部流體連接的吸入埠、以及在與使用者的面部密封接合的體積內並且在使用者視野內的至少一個顯示器，所述壓強調節器接口包括用於接收來自所述第一數據通信系統的數據從而控制所述至少一個顯示器的第二數據通信系統。
2.根據權利要求I所述的呼吸系統，其中，密封附連形成在所述壓強調節器與所述面罩的接口之間。
3.根據權利要求I所述的呼吸系統，其中，所述第一數據通信系統包括至少一個光源，而所述第二數據通信系統包括至少一個光導。
4.根據權利要求I所述的呼吸系統，其中，所述第一數據通信系統包括位於隔開的位置處的多個光源，而所述第二數據通信系統包括多個光導，所述多個光源中的每個光源均經過對準以在所述壓強調節器附連至所述面罩的接口時發送光至所述多個光導中的一個光導的第一端部。
5.根據權利要求4所述的呼吸系統，其中，所述多個光導中的每個光導均包括半透明的聚合物管。
6.根據權利要求4所述的呼吸系統，其中，所述至少一個顯示器包括所述多個光導中的至少一個光導的第二端部。
7.根據權利要求6所述的呼吸系統，其中，所述面罩進一步包括至少一個第二顯示器，所述至少一個第二顯示器包括所述多個光導中的至少一個其它光導的第二端部。
8.根據權利要求I所述的呼吸系統，其中，所述第一數據通信系統包括至少一個數據傳輸元件，而所述第二數據通信系統包括至少一個合作數據傳輸元件，在所述壓強調節器與所述面罩的接口之間形成的密封附連提供介於環境與第一數據傳輸元件和第二數據傳輸元件之間的密封。
9.一種與面罩一起使用的壓強調節器，所述面罩包括與所述壓強調節器可拆除地附連的接口、位於所述面罩內的至少一個第一顯示器、和位於所述接口內的與所述第一顯示器通信連接的第一數據通信系統，所述壓強調節器包括外殼、用以連接至包括氧氣的加壓氣體的入口、和至少部分地位於所述外殼內的第二數據通信系統，所述壓強調節器的所述第一數據通信系統能夠發送數據至所述面罩的所述第二數據通信系統。
10.根據權利要求9所述的壓強調節器，其進一步包括用於形成介於所述壓強調節器與所述面罩的接口之間的密封接合的密封構件。
11.根據權利要求9所述的壓強調節器，其中，所述第一數據通信系統包括至少一個光源。
12.根據權利要求9所述的壓強調節器，其中，所述第一數據通信系統包括在隔開的位置處的多個光源。
13.—種向呼吸裝置的使用者提供信息的方法，其包括 發送數據至所述呼吸裝置的壓強調節器的第一數據通信系統；以及發送來自所述第一數據通信系統的數據至所述呼吸裝置的面罩的第二數據通信系統。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，數據是經由光能從所述第一數據通信系統發送至所述第二數據通信系統。
15.一種用於與壓強調節器連接的呼吸面罩，所述面罩包括與所述壓強調節器可拆除地附連的接口、用以與使用者的面部形成密封接合從而包圍佩戴者的鼻部與嘴部的至少一個密封系統、與壓強調節器接口流體連接並且與所述面罩的內部流體連接的吸入埠、以及在與使用者的面部密封接合的體積內並且在使用者視野內的至少一個顯示器，所述壓強調節器接口包括用於接收來自所述壓強調節器的數據從而控制所述至少一個顯示器的數據通信系統。
16.根據權利要求15所述的呼吸面罩，其中，所述數據通信系統包括至少一個光導。
17.根據權利要求15所述的呼吸面罩，其中，所述數據通信系統包括多個光導，所述多個光導的每個光導均包括半透明的聚合物管。
18.—種呼吸系統,其包括 壓強調節器，其包括外殼、用於連接至包括氧氣的加壓氣體的入口、和至少一個能量傳輸元件；以及 呼吸面罩，其包括與所述壓強調節器可拆除地附連的接口、用以與使用者的面部形成密封接合從而包圍佩戴者的鼻部與嘴部的至少一個密封系統、與壓強調節器接口流體連接並且與所述面罩的內部流體連接的吸入埠，所述壓強調節器接口包括至少一個合作能量傳輸元件，使得能量能夠在所述至少一個能量傳輸元件與所述至少一個合作能量傳輸元件之間傳輸，從而傳輸數據或電力中的至少一種。
19.根據權利要求18所述的呼吸系統，其中，密封附連形成在所述壓強調節器與所述面罩的接口之間。
20.根據權利要求18所述的呼吸系統，其中，在所述壓強調節器與所述面罩的接口之間形成的密封附連提供介於環境與第一能量傳輸元件和第二能量傳輸元件之間的密封。
全文摘要
一種呼吸系統，其包括壓強調節器，所述壓強調節器包括外殼、用於連接至包括氧氣的加壓氣體的入口、和第一數據通信系統；以及呼吸面罩，所述呼吸面罩包括與壓強調節器可拆除地附連的接口、用以與使用者面部形成密封接合從而包圍佩戴者的鼻部與嘴部的至少一個密封系統、與壓強調節器接口流體連接並且與面罩內部流體連接的吸入埠、以及在與使用者面部密封接合的體積內並且在使用者視野內的至少一個顯示器。壓強調節器接口包括用於接收來自第一數據通信系統的數據從而控制所述至少一個顯示器的第二數據通信系統。密封附連可以例如形成在壓強調節器與面罩接口之間。
文檔編號A62B9/00GK102844080SQ201180019041
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月24日 優先權日2010年7月2日
發明者C·洛伊施納, K·施米特克, M·特克倫布格, M·霍恩, D·基洛, T·庫巴 申請人:煤礦安全設備公司