专利名称：保护性头盔系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及个人用的外界保护系统，特别是一种头盔结构，其被佩带于需要控制过滤空气和阻止颗粒材料的环境中。
背景技术：
现有技术中已知有各种类型的空气流动、过滤和保护系统。一些这样的系统目前市场有售，并被用于医学场合、净室环境、或有害/污染环境中。
一些现有系统中设有面罩、防护套装、过滤器等。在一些情况下，空气过滤器内置于头盔结构中，并且产生了一种相当笨重、麻烦的头盔单元。已知的头盔单元通常包括外界空气源例如气缸、空气管道等，它们通过管件、软管等连接着头盔结构。软管连接系统以及长防护套装或面罩趋向于极其笨重，并且限制了穿戴者在工作程序中的运动和灵活性。
在本领域中很多公知的系统中，面罩和/或防护套装被用作透气装置，它们必须频繁更换。因此，这种结构趋向于成本很高，因为一次性的透气装置是相当昂贵的。
另外，这些系统本身也是相当昂贵的，特别是系统中的一次性部分。
在现有技术中，已知有许多制品。一种适宜的功能性系统被描述于R.O.Bare等的发明名称为“PERSONAL AIR FILTRATIONAND CONTROL SYSTEM”的美国专利5,054,480中。
另一种这样的系统公开于L.J.Green等的发明名称为“AIRFILTRATION AND CONTROL SYSTEM INCLUDINGHEADGEAR”的美国专利5,711,033中。
发明内容
本发明面向一种保护性头盔系统，其可被医生在手术过程中佩带，被技术人员在组装过程中佩带，以及被工人在处理有毒废物时佩带，等等。
所述头盔系统包括一个相对轻质、基本刚性的头盔结构。在典型情况下，可将一个风扇机构安装在头盔结构上。适宜的电源例如电池组等可以用于选择性地向风扇通电。
所述头盔系统还可以包括一个可拆除的一次性过滤器，其能够被容易且紧凑地安装在头盔结构上，以基本上覆盖头盔结构的整个表面。作为一种选择，可以将单独的预过滤器安装在所述一次性过滤器上。
一个透明的面罩(或透镜)可以被容易地安装到头盔结构上，以覆盖佩带者的面部，并为佩带者维持干净的无污染状态。一个可选的面罩保护器可以安装到面罩上，以防止面罩因清洗而被磨损。
一个柔性的可封闭套箍可以被容易地安装到面罩的下边缘上，以封闭面罩透镜的下部突出部，并且为佩带者头部提供密封。
一个可调的头带可以被安装在头盔结构中，以将组装好的头盔结构支撑在佩带者头部上。
图1是本发明的组装好的头盔系统实施例的前侧透视图。
图2是本发明的组装好的头盔系统实施例的后侧透视图。
图3是本发明的组装好的头盔系统实施例的下部后侧透视图。
图4是局部组装的头盔系统的下部前侧透视图，示出了安装在头盔系统上的主过滤器。
图5是图1、2和3中所示本发明的头盔系统实施例的分解图。
具体实施例方式
请同时参看所有附图，图中示出了本发明的头盔组件10的一个实施例。头盔组件10包括一个头盔壳体100、风扇机构108、外侧过滤器(预过滤器)500、内侧或主过滤器400、面罩200、透镜保护器225、套箍300以及头带175。图5示出了头盔组件10的分解图。
头盔壳体100(见图1和5)在典型情况下可由轻质材料如PETG或聚碳酸酯制成。头盔壳体100被构造成大致上符合佩带者头部的上部形状，但通过后文描述的头带175而与佩带者头顶相隔。
此外，如后文中所解释，头盔壳体100应充分结实，以便支撑一个冷却或空气流动机构如风扇机构108，等等。
多个径向翅片103从头盔壳体100的外表面向上延伸，并且从头盔壳体100的纵向中心向着周边以辐射的形式向外延伸。一个中央翅片102从头盔壳体100的外表面上沿纵向中心向上延伸。径向翅片103与中央翅片102形成一体，当然这种构造并非必需的。
一个风扇盖101(图5)在头盔壳体100的上表面上延伸。风扇盖101与中央翅片102会合或形成一体，以便向风扇机构108提供保护性形状随从罩盖，该风扇机构可以是任何传统类型的，例如美国专利No.D 460,584和未决美国专利申请S.N.10/133,487和S.N.10/082,281中所描述的那些。这样，风扇盖101提供了一个垫块，用以维持头盔壳体100与主过滤器400之间的距离。风扇盖101的侧部设有风扇开口109。
风扇盖101以及翅片102和103用于将保护性主过滤400支撑在头盔壳体100的上方。因此，可以围绕着头盔组件10限定和维持空气流道，以使风扇机构108能够向头盔组件10的配戴者提供冷却和过滤气流。图5中的分解图清楚地示出了头盔组件中的各个元件。
位于头盔壳体100每侧的适宜座孔181和位于头带175每侧的适宜座孔171用于接收连接件180，例如扁平头螺钉等，以将头带175连接在头盔壳体上，如后文所述。
一个安装销160安装在头盔壳体100的前部。该安装销160用于接收和定位如后文所述的面罩(或透镜)200。
头盔壳体100的前部装有LED(发光二极管)151和152或类似指示部件。所述发光二极管被布置成容易被头盔组件10的佩带者观察到，而不会使佩带者视线模糊或分散其注意力。LED 151和152优选为不同颜色的，例如分别为红色或黄色。其中一个发光二极管用于选择性地指示电池低电量状态，另一个发光二极管用于选择性地指示小气流状态。LED 151和152通过布置在头盔壳体100内表面上的导线(未示出)连接着控制电路(例如前述未决美国专利申请S.N.10/133,487中所描述的)。
由充静电的纤维塑料材料(熔化吹塑的聚丙烯)制成的主过滤器400被构造成随从于头盔壳体100的外形，并且适合于非常紧凑地装配在其中。通过选择主过滤器400的材料，可以控制进出头盔壳体100的空气的过滤级别或程度。
位于主过滤器400后部的容腔401(见图4)用于容纳头盔壳体100的后端。主过滤器400的前缘402通过适宜的紧固件例如尼龙粘带紧固在头盔壳体100上。此外，主过滤器400包括一个穿通其中的孔403，安装销160插入该孔中以将主过滤器400定位。如后文中所述，面罩或透镜200的将主过滤器400的周边夹持在头盔壳体100上。
如需要，可以设置一个选装的预过滤器500(见图1和5)。如需要，预过滤器500可以由与主过滤器400相同的材料制成。或者，为了实现不同的过滤特性(或者为了降低成本)，预过滤器500可以由与主过滤器400不同的材料如毡或开口腔泡沫制成。当然，如希望，预过滤器500可以完全省略。
预过滤器500安装在头盔壳体100上的方式与过滤器400相同，只是预过滤器500安置在面罩或透镜200上方。例如利用孔503中接合着销160，一个容腔中容纳着头盔壳体100的后端。
面罩或透镜200由不透气的透明材料如聚碳酸酯制成，并且始于安装在头盔壳体100的外表面上。面罩或透镜200包括一个安装在其上侧大致直线边缘上的密封垫圈202。密封垫圈202由封闭腔泡沫或其它可压缩材料制成，并且适于支撑在主过滤器400的外表面上，主过滤器400又支撑在头盔壳体100的外表面上，从而将主过滤器400的周边夹持就位。主过滤器400的内表面和头盔壳体100的外表面的并置安装导致在面罩或透镜200的内表面与头盔壳体100的外表面之间以及主过滤器400的内表面与头盔壳体100的外表面之间提供了牢固的气密性密封。
在一个实施例中，面罩或透镜200(也被称作屏蔽罩)由能够弯曲并随从于头盔壳体100的形状的单一平面元件制成。在这种情况下，适宜的锁定装置203(见图3和5)用于在该面罩或透镜200围绕着头盔壳体100组装时将面罩或透镜的两个端部相连。在一个实施例中，锁定装置203可以包括一对保持凸片204A和204B以及一个卡扣连接件205。这样，在面罩或透镜200被安装在头盔壳体100上时，保持凸片204A和204B被使用者抓持，以将卡扣连接件205接合。其它锁定方式同样可以采用。
一个定位孔230设在面罩或透镜200的中央并靠近上边缘。孔230被前面所述头盔壳体100上的安装销160穿过，以将面罩或透镜200相对于头盔壳体100定位。
此外，拉链206的一侧半体即拉链半体206A(见图5)安装在面罩或透镜200的下部曲线边缘上，用于连接套箍300，如后文所述。拉链206的另一侧半体即拉链半体206B连接在套箍300的外缘，如后文所述。拉链半体206B用于以传统方式选择性地与拉链半体206A连接，以将套箍300连接在面罩或透镜200上，而面罩或透镜200则如前所述安装在头盔壳体100上。
套箍300由人造丝或塑料等的柔性片材或是熔化吹塑的聚丙烯制成。套箍的材料在典型情况下可以是可透气的，以便用作佩带者头部附近的外界空气的过滤器。套箍还被用作保护性屏蔽层，以防止颗粒材料在佩带者与外界之间传递。
套箍300包括一个开口305，该开口被设计成可被佩带者头部从中穿过。在一个优选实施例中，弹性带302附着在开口305的外周。弹性带302可以被拉伸，以便被佩带者的头部穿过，然后收缩，以相当合适且舒适地将套箍300围绕着佩带者颈部装配。或者，系带或拉绳或是其它锁紧装置可以用于将开口305收缩。因此，套箍300为佩带者头部提供了保护屏障。
在一个替代性实施例中，可以设想，主过滤器400、面罩或透镜200和保护性套箍300可以结合在一起并且安置在头盔壳体100上，以提供前面所述的过滤和保护功能。
选装的透镜保护器225通常由聚酯薄膜制成。透镜保护器225被成形为具有大致直线上边缘和曲线下边缘。安装孔226形成在被弯曲成拱形的透镜保护器的两端，定位孔227形成在透镜保护器的中部靠近上边缘处。
定位孔227被布置成用于接合面罩或透镜200上的安装销160。安装孔226被设置成与固定在面罩或透镜200的外表面上的安装柱210相互作用。这样，透镜保护器250可以选择性地安装到头盔组件上，以防止因擦拭或清洗等而损伤面罩或透镜200。也就是说，透镜保护器225可以被安置成接触面罩或透镜200的外表面，以对其进行保护；并且根据需要而取下透镜保护器，以及在必要的情况下更换掉。
头带175用于将头盔组件10支撑在佩带者的头部(未示出)上。头带175基本上是传统型的，并且也是选装的。也就是说，在其它优选方式下，可以采用不同的头部接合支撑机构，或完全省略掉。
头带175包括头部环绕带176(见图3和5)，其为可调的，以便能够舒适地配合在不同佩带者的头部。调节锁扣177用于以传统方式使头部环绕带176缩短或伸长。
一个过顶条178(见图3和5)以传统方式连接在头部环绕带176上。如需要，过顶条178和头部环绕带176可以形成为一体。过顶条和头部环绕带由适宜的材料如尼龙制成。尽管过顶条178的长度可以是可调的，但这一点不是本发明本身的必要特征。
头带175包括适宜的连接臂179(见图5)，它们从头部环绕带176向外延伸。连接臂179用于通过前面所述的连接件180例如扁平头螺钉等将头带连接在头盔壳体100上。
在操作时，图5所示处在分解状态的各个元件被组装在一起。通过将佩带者的头部穿过套箍300，组装好的头盔结构被安置在佩带者的头部上。通过调节头带175，头盔结构被安置就位。此后，头盔结构就可以被佩带者使用了，佩带者通过过滤器而接收过滤后的空气。过滤后的空气被引入由过滤器、面罩和套箍包围的空间中。这样，可以在佩带者面部附近产生干净的空气环境。
这样，这里显示和描述了一种包括空气过滤器和控制系统的头盔系统的独特结构和理念。虽然前面的描述针对的是一个特定的实施例，但本领域的技术人员可以构想出对这里显示和描述的特定实施例作出各种修改和/或变型。所有落在前面描述的范围内的修改和/或变型均被认为包含在本发明内。可以理解，这里的描述仅为示例性的而非限制性的。相反，本发明的范围仅在权利要求书中限定。
权利要求
1.一种保护性头盔系统，包括一个支承壳体；一个面罩，其适于安装在所述支承壳体上；一个透气装置，其适于安装在所述支承壳体顶部；以及一个保护性覆盖元件，其适于安装在所述面罩上。
2.如权利要求1所述的系统，还包括一个过滤器，其适于覆盖所述透气装置。
3.如权利要求1所述的系统，还包括一个面罩保护器，其适于安装在所述面罩上。
4.如权利要求1所述的系统，还包括一个头带，其适于安装在所述支承壳体上。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述支承壳体包括至少一个垫块装置，用于支撑所述透气装置。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述面罩包括密封部件，用于将所述面罩和所述透气装置以可拆除的方式密封在所述支承壳体上。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述保护性覆盖元件包括一层透气性材料。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述保护性覆盖元件中设有一个开口。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于所述保护性覆盖元件包含一个可调封闭部件，用于基本上封闭所述开口。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于所述可调封闭部件包括一个围绕着所述开口的至少一部分的弹性元件。
11.如权利要求3所述的系统，其特征在于所述面罩保护器可以选择性地从所述面罩上拆下。
12.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述保护性覆盖元件在所述支承壳体下方安装在所述面罩上。
13.如权利要求1所述的系统，还包括拉链部件，其用于将所述保护性覆盖元件连接在所述面罩的底缘。
14.一种保护性头盔系统，包括一个支承壳体；一个面罩，其适于安装在所述支承壳体上；一个透气装置，其适于安装在所述支承壳体顶部；一个保护性覆盖元件，其适于安装在所述面罩上；一个过滤器，其适于覆盖所述透气装置；以及一个面罩保护器，其适于安装在所述面罩上。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于所述保护性覆盖元件随从于所述面罩的形状。
16.如权利要求14所述的系统，其特征在于所述过滤器随从于所述透气装置的形状。
17.如权利要求14所述的系统，其特征在于所述面罩包括密封部件，用于将所述面罩以可拆除的方式密封在所述支承壳体上。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于所述透气装置通过所述面罩按被紧固在所述支承壳体上。
19.如权利要求14所述的系统，还包括支撑部件，其适于结合在所述支承壳体上。
全文摘要
本发明涉及一种保护性头盔系统，其包括一个相对轻质、基本刚性的头盔结构，该头盔结构中可以具有内置的可调头带。一个风扇机构安装在头盔结构上。电源可选择性地向风扇通电。头盔系统包括过滤装置，其可以安装在头盔结构上以将其覆盖。一个面罩可以安装到头盔结构上，以覆盖佩带者的面部，并维持相对于佩带者的无污染状态。一个面罩保护器可以安装到面罩上。一个柔性套箍可以安装到面罩上，以封闭面罩透镜的下部开口，并且为佩带者提供保护。
文档编号A42B3/04GK1602774SQ20041007919
公开日2005年4月6日 申请日期2004年9月15日 优先权日2003年9月23日
发明者劳伦斯·J·格林, 奥贝德·里奥斯, 塞莱斯蒂诺·穆里洛 申请人:巴拜恩发展公司