呼吸器流量控制装置及方法

专利名称：呼吸器流量控制装置及方法
呼吸器流量控制装置及方法
背景技术：
一般来讲，本公开涉及呼吸器，该呼吸器戴在使用者的头部以向使用 者提供可呼吸的空气。
呼吸器是人们所熟知的，并且具有多种用途。例如，呼吸器可以用来 让使用者在污染的大气环境中安全呼吸，例如，充满烟气的大气环境、到 处是火焰或灰尘的大气环境、或在矿井中或在无法以其它方式获得足够的 可呼吸空气的高空处、或在有毒的大气环境中、或在实验室中。也可以在 需要防止使用者污染周围大气环境之处佩戴呼吸器，例如，当使用者在用 于制造硅芯片的洁净室内工作时。
一些呼吸器具有头盔，当在危险环境中工作时或当使用者处于被坠落 或抛掷碎屑(例如在矿井中、工业环境中或施工现场)击中的危险中时， 头盔旨在提供一定程度的保护以防止受到冲击。另一种呼吸器采用罩子， 这类呼吸器用于认为不需要对头部进行防冲击保护的情况，例如，当在实 验室或洁净室内工作时。
呼吸器罩子通常由适用于佩戴罩子的环境的柔软的挠性材料制成，并 且可以在罩子下端处设置围裙或裙边以延伸到使用者的肩膀区域的上方。 这类罩子通常和紧身衣裤一起使用，以将使用者与其工作环境隔离。围裙 或裙边常常起到与紧身衣裤接合的作用，以保护使用者不受周围大气环境 的影响。另一种形式的罩子有时称为头罩，其不覆盖使用者的整个头部， 而只延伸到使用者的耳朵的上方，并且在使用者的耳朵前面向下延伸到使 用者的下巴附近。这种罩子前面具有通常称为面罩的透明区域，使用者可 以透过该区域进行观看。面罩可以是罩子的一体部分或可拆卸，以使得它 在损坏时可以被移除和更换。
呼吸器头盔通常由适用于头盔佩戴环境的坚硬、非挠性材料制成。例 如，这种材料可以包括金属材料(例如钢)或硬聚合物。呼吸器头盔通常 会延伸到至少使用者的头顶的上方，并且可以具有环绕其四周的边缘或从那里向前延伸的帽舌，从而在使用者的面部区域上方提供额外的保护。此 外，这种头盔也可以包括沿使用者的头部后方和侧面向下延伸的护边。这 种护边可以由非挠性材料形成，或者也可以由挠性材料形成。呼吸器头盔 具有设置在其上的面罩，其使得使用者看到呼吸器的外部。面罩可以是透 明的。然而，在一些情况下，例如用于焊接时，面罩可以着色或者其可以 包括滤光器，例如，颜色自动变深滤光器(ADF)。面罩可以是呼吸器头盔的 一体部分或可拆卸，以使得它在损坏时可以被移除和更换。
呼吸器头盔旨在向使用者提供有可呼吸空气的空间区域。因此，头盔 通常也会在使用者的头部和/或颈部区域周围密封。至少一个气源向呼吸器 头盔的内部提供可呼吸空气。供气管可以连接到与使用者分开的远程气 源，但对于许多应用而言，供气管连接到使用者携带的便携式气源上，气 源通常在使用者的背部上或在束带上承载。在一种形式中，便携式气源具 有涡轮装置，涡轮装置包括由电池供电的电机驱动的风扇和过滤器。便携 式气源旨在在预定的时间内向使用者提供可呼吸空气。

发明内容
一种用于呼吸器的空气流控制系统(其具有为佩戴呼吸器的使用者限 定可呼吸空气区域的外壳)，包括空气输送导管，其在呼吸器的外壳 内；阀门构件，其可相对于空气输送导管移动并在外壳内，以改变经过空 气输送导管的空气流的量；以及阀门致动器，其在呼吸器的外壳的外部，
可由呼吸器使用者在佩戴呼吸器的同时进行操控，以控制阀门构件的移动。
在另一方面，用于控制呼吸器内的空气流的方法包括强制空气通过 呼吸器的外壳内的空气输送导管(其中外壳为佩戴呼吸器的使用者限定了 可呼吸空气的区域)；以及由呼吸器使用者在佩戴呼吸器时操控外壳的外 部的并邻近外壳的致动器，以改变经过空气输送导管的空气流的量。
在另一方面，呼吸器包括外壳，其为佩戴呼吸器的使用者限定可呼 吸空气区域，其中外壳包括面罩部分以允许佩戴呼吸器的使用者透过外壳 的面罩部分进行观看；多个空气输送导管，其在呼吸器的外壳内；阀门， 其在空气输送导管中的至少一个内，以改变穿过其中的空气流的量；以及
7阀门致动器，其用于控制阀门，其中阀门致动器在呼吸器的外壳的外部， 并且能够由呼吸器的使用者在佩戴呼吸器时进行操控。
本发明内容旨在通过简化的形式引入精选的概念，这些概念将在下文 的具体实施方式
中进一步说明。本发明内容并非意图确定要求保护的主题 的关键特征或本质特征，也并非意图描述要求保护的主题的每一个公开的 实施例或每种实施方式，并且也并非意图用来有助于确定要求保护的主题 的范围。随着描述的展开，多个其它的新颖优点、特征、和关系将变得显 而易见。以下附图和具体实施方式
更具体地举例说明示例性实施例。


下文将参照附图进一步说明本发明所公开的主题，其中类似的结构或
系统元件将贯穿若干视图用类似的附图标记来表示。
图1为呼吸器组件的侧正视图，其中呼吸器罩子以虚线显示。
图2为图1的呼吸器组件的俯视图，为使图解清晰，移除了呼吸器的罩子。
图3为沿图2中的3-3线截取的放大的局部剖面透视图，图中示出了
罩子的一部分。
图4为用于呼吸器组件的歧管的分解透视图。
图5为图4的组装的歧管的一部分的放大的透视图，示出了因此处于 关闭位置的阀门和致动器。
图6为类似于图5的视图，示出了处于打开位置的阀门和致动器。 图7为用于呼吸器组件的歧管的第二实施例的透视图。 图8为图7的歧管的某些部件的分解透视图。
图9为图7的组装的歧管的一部分的放大的后正视图，示出了因此处 于关闭位置的阀门和致动器。
图10为类似于图9的视图，示出了处于打开位置的阀门和致动器。
图11为用于呼吸器组件的歧管的第三实施例的透视图。
图12为图11的歧管的分解透视图，其没有锁环。
图13为图11的歧管的一部分的放大的透视图，图中移除了歧管的上 部，示出了因此处于关闭位置的阀门和致动器。
8图14为类似于图13的视图，示出了处于打开位置的阀门和致动器。
图15为图11的歧管的一部分的放大的透视图，该图是从歧管前面观
察，并且示出了处于关闭位置的阔门。
图16为类似于图15的视图，示出了处于打开位置的阀门。
图17为用于呼吸器组件的歧管的第四实施例的透视图。
图18为沿图16中的18-18线截取的放大的局部截面图，示出了因此
处于关闭位置的阀门和致动器。
图19为类似于图18的视图，示出了处于打开位置的阀门和致动器。 图20为呼吸器组件的侧正视图，其中呼吸器罩子覆盖了使用者的整个头部。
图21为带有头罩样式呼吸器罩子的呼吸器组件的侧正视图，其中呼吸 器罩子仅仅部分覆盖使用者的头部。
图22为带有呼吸器罩子的呼吸器组件的侧正视图，其中呼吸器罩子完 全覆盖了使用者的头部，并且与使用者穿着的全防护紧身衣裤联合使用。
图23为带有硬外壳头盔的呼吸器组件的侧正视图，该头盔覆盖了使用 者的整个头部。
图24为带有硬外壳头盔的呼吸器组件的侧正视图，该头盔覆盖了使用 者的头部的顶部和面部区域。
图25为带有硬外壳头盔的呼吸器组件的侧正视图，该头盔覆盖了使用 者的头部的顶部和面部区域，并且采用焊接面罩的普通形式。
图26为带有以虚线显示的硬外壳罩的呼吸器组件的透视图。
图27为图26的呼吸器组件的歧管的一部分的放大的分解图。
图28为可供选择的阀门控制构造的示意图。
虽然上述附图示出了本发明所公开的主题的一个或多个实施例，但正 如本公开所指出的那样，还可以想到其它的实施例。在所有情况下，本公 开示例性而非限制性地提供了本发明所公开的主题。应当理解，在不脱离 本公开的原理的范围和精神的前提下，本领域内的技术人员可以设计出许 多其它修改形式和实施例。
具体实施方式
术语表
下文示出的术语具有如下所定义的含义
罩子是指松散配合的面罩，其至少覆盖使用者的面部，但不提供头部 冲击保护。
头盔是指头套，其至少部分地由可为使用者的头部提供冲击保护的材 料制成，并包括至少覆盖使用者的面部的面罩。
非形状稳定是指一种结构体的特征性，结构体借此可以呈现某种形 状，但并非不可避免地能够在没有额外支承的情况下由其自身保持该形 状。
形状稳定是指一种结构体的特征性，表示虽然结构体可以是柔性的， 但其借此具有确定的形状，并且能够由其自身保持该形状。
可呼吸气体区域是指至少围绕使用者的鼻部和嘴部的空间，从该空间 可以吸入空气。
外壳是指将至少包括可呼吸空气区域在内的呼吸器的内部与呼吸器的 周围环境分开的屏障。
阀门是指调节空气流的量的装置。
阀门致动器是指负责移动阀门的阀门构件的装置。 阀门构件是指可相对于歧管活动的阀门元件。
歧管是指具有空气入口和具有一个或离散的与空气入口连通的空气导 管的空气流充气室，其中每一根空气导管都具有至少一个空气出口。
图1示出了呼吸器组件10。在该例中，呼吸器组件10包括非形状稳 定的罩子12，该罩子用作呼吸器组件10的外壳，同时为使图1清晰简
单，在图中用虚线表示。呼吸器组件10还包括头部带具14，带具可以在 一个或多个维度中进行调节，从而可以确定其尺寸，以适形使用者18的头 部16。将罩子12的尺寸确定为，如果不是使其在使用者18的整个头部16 的上方延伸，则至少在头部16的前部和顶部的上方延伸。
呼吸器组件10还包括形状稳定的空气歧管20。歧管20在多个点处 (例如图1的附连点22和24)可拆卸地用带具14支承。带具14和歧管 20 —起由合适的机械紧固件(例如，定位部、夹片、搭锁)或两部分机械 紧固件(如钩环扣件)固定。在一个实施例中，带具14和歧管20可通过这种紧固件分离。如图1所示，当连接并安装到使用者的头部16时，带具
14在相对于使用者的头部16的所需位置支承歧管20。
如在图1和2中所见，空气歧管20具有空气入口导管26以及多根空 气输送导管27和28 (图2中示出了两根空气输送导管28a和28b)。在一 个实施例中，空气入口导管26邻近使用者的头部16的背面设置。空气入 口导管26与空气输送导管27流体连通。空气输送导管27包括空气分配室 30，并且又与每一根空气输送导管28流体连通。空气输送导管27及其空 气分配室30也邻近使用者的头部16的背面设置，并且当空气输送导管28 从这里向前延伸时，它们会弯曲和分离，从而得到分开的导管，使空气可 从中流动穿过。每一根空气输送导管28都具有空气出口 32 (如空气输送 导管28a的空气出口 32a和空气输送导管28b的空气出口 32b)。在一个 实施例中，每一个空气出口都与使用者18的头部16的面部区域34相邻。 虽然图1和2的歧管20上仅示出两根空气输送导管28，但应当理解的 是，可以提供任何数量(如一、二、三等)的这类导管。此外，在一些实 施例中，歧管可以具有一个或多个与使用者的前额相邻的各自的空气输送 导管的出口 ，以及一个或多个与使用者的鼻部和嘴部相邻的各自的空气输 送导管(如，位于使用者的鼻部和嘴部的每一侧)的出口。
罩子12包括设置在其正面的面罩36，使用者18可以透过面罩进行观 看。在一个实施例中(参见例如图1)，面罩36的内部(或罩子的内部) 以可脱开的方式附连到使用者的面部区域34的每一侧上的带具14的拉袢 部分37。因此，罩子12在邻近其正面处被带具14支承。罩子12在其背 面包括空气入口开口 38 (图1)。歧管20的空气入口导管26穿过空气入 口开口 38，并且通过附接到空气入口导管26上的空气软管40与可呼吸空 气源流体连通(如图1的实施例所示，附连在罩子12的外部)。软管40 又连接到用于使用者18的可呼吸空气源42。这种气源42可以采用可呼吸 空气压力罐、电动空气净化呼吸器(PAPR)或供气型可呼吸空气源等已知形 式。空气从气源42流出，穿过软管40并进入歧管20的空气入口导管 26。然后，空气流动穿过空气输送导管27的空气分配室30并进入空气输 送导管28中的每一根。空气从每一根导管28的出 口 32流出并进入由使 用者18的头部16周围的罩子12限定的可呼吸空气区域44。可呼吸空气因此由歧管20输送到使用者的面部区域34以供使用者呼吸，在一些实施
例中，该区域不仅包括可以在此吸入空气的使用者的鼻部和嘴部周围的空 间，而且包括使用者的面部周围的其它区域，例如使用者的眼睛和前额周 围。
由于引入这种空气，罩子12内的空气压力通常可以略高于罩子外的空 气压力。因此，罩子12可大致伸展成如图1所示围绕在使用者的头部 16、歧管20和带具14周围的形状。正如通常情况那样，空气可以经呼气 口 (未示出)或经邻近罩子12的下缘(如使用者18的颈部和/或肩膀周 围)的允许的渗漏处逸出罩子12。因此，呼吸器组件10可以向使用者18 提供在非形状稳定的罩子12内的可呼吸空气区域44，并且由形状稳定的 歧管20邻近使用者的面部输送空气。
图3示出罩子12和歧管20之间通过罩子12的空气入口开口 38的连 接。空气入口导管26穿过空气入口开口 38延伸。罩子12外侧上的空气入 口导管上接纳了可移除的紧固件，例如锁环46。如在图4中所见，锁环46 具有凸轮形表面46a，其(相对于空气入口导管26旋转锁环46后)与空 气入口导管26上的配合表面47接合，使与空气入口开口 38相邻的罩子的 材料紧贴住在罩子12的材料内侧上的空气入口导管26的环形肩部48。锁 环46从而与肩部48配合以在歧管穿过罩子12的空气入口开口 38时在罩 子12和歧管20之间形成密封。
锁环46可以通过相对的表面46a和47 (例如上述表面)连接到空气 入口导管，或者通过其它合适方式(例如相对的螺纹表面或卡口安装座 等)与之相连。在每一种情况下，锁环46都是可移除的，从而允许罩子 12相对于歧管20 (以及与之相连的带具14)为可移除的。因此，罩子12 可以视为呼吸器组件10的一次性部分。 一旦用过、因使用而弄脏或污染， 就可以(通过操纵锁环46将罩子12从歧管20上分离，并且通过断开罩子 12与带具14的连接(如二者相连))将罩子12断开连接并丢弃，然后将 新罩子12附接到带具14和歧管20上，以重新使用。
通过将有利于罩子内的空气流动的结构与罩子本身分离，可以简化罩 子构造并降低成本。此外，空气流量导管的任何部分都不由非形状稳定材 料(即由罩子材料)形成，否则空气流量导管将易于伸縮，这会导致向使
12用者提供的空气流不稳定或使空气流分配不当(例如气流直接吹入使用者 的眼睛)。尽管罩子的形状会由于接触某些物体而被改变，但形状稳定歧 管20具有不会显著变化的限定的构造。因此，由歧管20限定的用于空气 输送的导管不会在无意中伸縮或重新导向，使得空气流从不期望的方向进 入可呼吸气体区域。此外，带具和歧管组件的制造成本通常会高于单独制 造罩子的成本。因此，虽然可以移除旧罩子并在其位置中用新罩子进行替 换，但较贵的部件(如带具和歧管)都是可重复使用的。实际上，只要每 一个罩子都设有空气入口，其尺寸和位置确定为可密封地配合歧管的空气
入口导管，可重复使用的歧管20就可以与不同构造的罩子一起使用。因
此，作为全身紧身衣裤的一部分形成的罩子、肩膀长度的罩子、头罩甚至 不同样式(如，不同面罩形状或罩子形状构造)的罩子都可以与相同的歧
管20—起使用。虽然罩子可以是如上所述非形状稳定的，但歧管为形状稳 定的，从而确保向使用者提供的空气流的量一致，并稳定地送往可呼吸空 气区域内所需的出口位置。
图4以分解图示出用于形成歧管20的一种方式。在示例性实施例中， 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气入口导 管26。在一个实施例中，每一半都由热塑性聚合物(例如为聚丙烯、聚乙 烯、尼龙/印dm混合物和膨胀聚氨酯泡沬)形成(如模制)。这类材料中 可以惨入填料或添加剂，例如，颜料、中空玻璃微球、纤维等。上半部50 和下半部52被形成为彼此贴合或配合在一起，以限定歧管20，使上半部 50和下半部52之间的空间形成空气输送导管27 (参见图1和图2)、其 空气分配室30、和空气输送导管28。组装后，上半部50和下半部52通过 多个合适的紧固件(例如，图3的螺纹紧固件53)固定在一起，或者可以 使用粘接剂、热粘结技术或超声波粘结技术、或其它合适的紧固装置安装 在一起。按照其构思，装配后，除锁环46之外，歧管的任何部分都不能与 歧管分离。
在一个实施例中，歧管20的空气分配室30具有多个位于其中的开口 54 (在可供选择的实施例中，除每一根空气分配管上的空气出口之外，歧 管在罩子内没有开口)。如图3-6所示，可以设置一组这种开口，并且在 这种情况下，开口 54被形成为大致平行的狭槽。虽然图中示出了四个开口54，但任何数量的开口 (包括单个开口)都能满足需要。将开口 54定向， 使得如果允许空气穿过开口 54流出空气分配室30，则空气(按照图1中 的箭头56方向)从使用者的头部流出。流出开口 54的空气仍然在由罩子 12限定的外壳内，并且可用于使用者感受到的在使用者的头部16周围进 行冷却的目的。
阀门包括挡板58，其可以移动以盖住或露出歧管20上的开口 54。挡 板58 (在其外表面上)形成，以模仿歧管20的上半部50上的空气分配室 30的内表面。挡板58同样具有多个穿过其中的开口 60，开口 60的数量和 形状与开口 54相同，并且开口 60被形成为有选择地对准开口 54 (如在图 3和图6中所见)。挡板58和歧管20的上半部50的内表面的配合情况如 图3所示。
挡板58可以穿过圆柱形空气入口导管26的轴线的周围限定的弧，从 图5所示开口 54被盖住的位置旋转到图6所示开口 54露出并对准挡板58 的开口 60的位置。如在图3和图4中所见，挡板58具有环形圈62。装配 歧管20时，环形圈62位于空气分配室30和空气入口导管26内。弧形致 动器调整片64从环形圈62的底部边缘向外伸出。调整片64穿过围绕空气 入口导管26周向延伸的弧形狭槽66，如在图3-6中所见。致动器调整片 64可以在狭槽66的弧内并越过狭槽166的弧移动，以改变挡板58相对于 歧管20上的开口 54的位置。在图5中所见的第一位置中，狭槽54被挡板 58盖住。在图6中所见的第二位置中，狭槽54对准挡板58上的狭槽60， 从而允许空气流出歧管20中的开口 54。图5和图6中的箭头68示出了致 动器调整片64相对于弧形狭槽66的可能移动方向。未被致动器调整片64 填充的狭槽66的一部分被环形圈62的底部边缘盖住，使得任何可测量的 空气量都不可以经狭槽66从歧管20内逸出。在一个实施例中，将开口 54 形成为使得可以流动穿过开口 54的空气不超过流动穿过歧管20的50% (如，如在图6中所见，当开口 54完全对准挡板58上的开口 60时)。通 过使挡板58上的开口 60与歧管20上的开口 54相对移动，使暴露的开口 54的量在完全覆盖(图5)和完全打开(图6)之间改变。
如在图3中所见，致动器调整片64的一部分在罩子12的材料的外 部，并且可被使用者在佩戴罩子的情况下触及。因此，使用者可以调控罩
14子12的外部的致动器调整片64，以控制挡板58的移动。挡板58起到空 气分配室30内的阀门构件的作用，以改变流动穿过其中并进入歧管20的 空气输送导管28的空气量。当然，允许经开口 54流出歧管20的空气越 多，可以穿过空气输送导管28直接流向使用者18的面部区域34的空气就 越少。狭槽66的尺寸限制了致动器调整片64的行程量，同时可以在活动 阀门和歧管之间设置定位部，以向使用者提供触觉和/或音响指示，即由挡 板58形成的阀门相对于歧管20上的开口 54是处于完全关闭位置(图5) 或处于完全打开位置(图6)。
挡板58因此形成与开口 54相邻的盖子，其可以相对开口 54移动，以 改变开口 54的尺寸。致动器调整片64连接到挡板58 (即，充当罩子的外 部的阀门致动器)并允许佩戴呼吸器组件10的使用者在佩戴呼吸器组件 10的情况下相对于开口 54将挡板58移动到所需位置。
图7-10公开了用于呼吸器组件10的歧管的可供选择的实施例。为使 图解清晰，图7-10仅示出歧管120，但应当理解，歧管120可以协同安装 到头部带具(例如图1所示带具14)上，并且也可以通过罩子上的空气入 口端口协同安装到罩子(例如图1所示罩子12)上。在这些方面，歧管 120同样能够相对于带具可拆卸地安装，并且也能够相对于罩子可拆卸地 安装。因此，如上文相对于歧管20所讨论的那样， 一旦与之相关联的罩子 被污染或损坏，可重复使用图7-10的歧管120的优点就同样可用。
歧管120具有空气入口导管126和多根空气输送导管128 (图7和8 示出两根空气输送导管128a和128b)。在一个实施例中，空气入口导管 126设置在与使用者的头部的背面相邻处(其方式与图1所示情况类 似)。空气入口导管126与其中包括空气分配室130的中间空气输送导管 129流体连通，同时也与每一根空气输送导管128流体连通。应用中，空 气分配室130也设置在与使用者的头部的背面相邻处，并且中间空气输送 导管129在使用者的头部中心的上方从空气入口导管126向前延伸。当空 气输送导管128从中间空气输送导管129进一步向前延伸时，空气输送导 管128会弯曲并分开(对称地)以形成供空气流动穿过的单独的导管。每 一根空气输送导管128都有空气出口 132 (如空气输送导管128a的空气出 口 132a和空气输送导管128b的空气出口 132b)。在一个实施例中，每一个空气出口都与使用者的面部相邻。虽然图7和图8的歧管120上仅示出 两根空气输送导管128，但应当理解，可以提供任何数量的这类导管。
歧管120的空气入口导管126延伸穿过罩子的空气入口端口并与可呼 吸空气源流体连通，连通方式与图1的实施例有关的相对于软管40和可呼 吸空气源42所公开的方式相同。空气流入歧管120的空气入口导管126， 然后流动穿过中间空气输送导管129及其空气分配室130，并进入空气输 送导管128中的每一根。空气从每一根空气输送导管128的空气出口 132 流出空气输送导管并进入使用者的头部周围的罩子限定的可呼吸空气区 域，以供使用者呼吸。
如上所述，罩子常常为非形状稳定的，并且用作呼吸器组件的外壳， 而歧管120为形状稳定的。罩子和歧管120之间通过罩子的空气入口端口 的连接方式类似于相对于图1-6的实施例所描述的情形，使用锁环等以密 封方式将歧管120附连到罩子上，但允许歧管的空气入口导管126伸出罩 子以外，以接纳所供应的空气。除歧管120的形状相对于歧管20的形状不 同、以及两者间在阀门结构方面的变型形式不同(将在下文中说明)之 外，歧管120与罩子和带具相互作用的方式和上文所述相同，并且实现与 上文所述相同的空气输送功能。此外，歧管120可以由为歧管20所公开的 相同材料形成。
图8以分解图方式示出歧管120的某些部件。在这种情况下，限定空 气导管128和129的歧管120的该部分按组装后的情形示出。包括一个或 多个开口 154的一组开口被设置为穿过歧管120并进入其中的空气分配管 130。在该示例性实施方案中，开口 154中的每一个都是弧形，并且其中一 些具有不同的长度。开口 154被定向为使得当允许空气穿过开口 154流出 空气分配室130时，空气朝远离使用者的头部的方向流动，但仍然在罩子 限定的外壳内。
阀门包括挡板158，其可以移动以盖住或露出歧管120上的开口 154。 挡板158的功能类似于图1-6的实施例的挡板58。它与空气分配室130相 配合以盖住和露出开口 154。挡板158具有多个穿过其中的开口 160，开口 160的数量和形状与开口 154相同，并且开口 160被形成为有选择地对准 开口 154 (如在图7和图10中所见)。挡板158可以穿过圆柱形空气入口导管126的轴线的周围限定的弧， 从图9所示开口 154被盖住的位置旋转到图10所示开口 154露出并对准挡 板158的开口 160的位置。挡板158具有环形圈162，装配歧管120后， 环形圈162位于空气分配室130和空气入口导管126内。弧形致动器调整 片164从环形圈162的底部边缘向外伸出。调整片164穿过围绕空气入口 导管126周向延伸的弧形狭槽166延伸，如在图8中所见。致动器调整片 164可以在狭槽166的弧内并越过狭槽166的弧移动，以改变与歧管120 上的开口 154相对的挡板158的位置。在如图9中所见的第一位置中，狭 槽154被挡板158盖住。在如图10中所见的第二位置中，狭槽154对准挡 板158上的狭槽160，从而允许空气流出歧管120中的开口 154。图9和图 10中的箭头168示出了致动器调整片164相对于弧形狭槽166的移动方 向。未被致动器调整片164填充的狭槽166的一部分被环形圈162的底部 边缘盖住，使得任何可测量的空气量都不可以经狭槽166从歧管120内逸 出。在一个实施例中，将开口 154形成为使得可以流动穿过开口 154的空 气不超过流动穿过歧管120的50% (如，如在图10中所见，当开口 154完 全对准挡板158上的开口 160时)。通过使挡板158上的开口 160与歧管 120上的开口 154相对移动，使暴露的开口 154的量在完全覆盖(图9)和 完全打开(图10)之间改变。
类似图1-6所示实施例的致动器调整片64，图7-10所示实施例的致 动器调整片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 情况下可以触及调整片，以便相对于开口 154调控挡板158的位置。挡板 158起到空气分配室130内的阀门构件的作用，以改变流动穿过其中并进 入歧管120的空气输送导管128的空气量。允许穿过开口 154流出歧管 120的空气越多，可以穿过空气输送导管128直接流向使用者的面部区域 的空气就越少。狭槽166的尺寸限制了致动器调整片164的行程量，同时 可以在活动阀门和歧管之间设置定位部，以向使用者提供触觉和/或音响指 示，即由挡板158形成的阀门相对于歧管120的开口 154是处于完全关闭 位置(图9)或完全打开位置(图10)。
挡板158因此会形成与开口 154相邻的盖子，其可以相对开口 154移 动，以改变开口 154的尺寸。致动器调整片164可操作地连接到挡板158(即，充当罩子的外部的阀门致动器)并允许佩戴呼吸器组件的使用者在 佩戴呼吸器组件的情况下相对于开口 154将挡板158移动到所需位置。
图11-16公开了用于呼吸器组件10的歧管的可供选择的实施例。同 样，为使图解清晰，图11-16仅示出歧管220，但应当理解，歧管220可 以协同安装到头部带具(例如图1所示带具14)上，并且也可以通过罩子 上的空气入口端口协同安装到罩子(例如图1所示罩子12)上。在这些方 面，歧管220同样能够相对于带具可拆卸地安装，并且也能够相对于罩子 可拆卸地安装。因此，如上文结合歧管20和120所讨论的那样， 一旦与之 相关联的罩子被污染或损坏，可重复使用图11-16的歧管220的优点就同 样可用。
歧管220具有空气入口导管226和多根空气输送导管228 (图11_16 示出两根空气输送导管228a和228b)。在一个实施例中，空气入口导管 226设置在与使用者的头部的背面相邻处(仍然与图1所示情况和设置方 式类似)。空气入口导管226与中间空气输送导管229流体连通，同时也 与每一根空气输送导管228流体连通。应用中，空气入口导管226和中间 空气输送导管229设置在与使用者的头部的背面相邻处，并且中间空气输 送导管229在使用者的头部中心的上方从空气入口导管226向前延伸。从 中间空气输送导管229进一步向前延伸时，空气输送导管228会弯曲并分 开(对称地)以形成供空气流动穿过的单独的导管。每一根空气输送导管 228都有空气出口 232 (如空气输送导管228a的空气出口 232a和空气输送 导管228b的空气出口 232b)。在一个实施例中，每一个空气出口 232都 与使用者的头部的面部相邻。虽然图11-16的歧管220上仅示出两根空气 输送导管228，但应当理解，可以提供任何数量的这类导管。
歧管220的空气入口导管226延伸穿过罩子的空气入口端口并与可呼 吸空气源流体连通，连通方式与图1的实施例有关的相对于软管40和可呼 吸空气源42所公开的方式相同。空气流入歧管220的空气入口导管226， 然后流动穿过中间空气输送导管229并进入空气输送导管228中的每一 根。空气从每一根空气输送导管228的空气出口 232流出空气输送导管并 进入使用者的头部周围的罩子限定的可呼吸空气区域，以供使用者呼吸。
18如上所述，罩子为非形状稳定的，并且用作呼吸器组件的外壳，但歧
管220为形状稳定的。罩子和歧管220之间通过罩子的空气入口端口的连 接方式类似于相对于图1-6的实施例所描述的情形，使用锁环等以密封方 式将歧管220附连到罩子上，但允许歧管的空气入口导管226伸出罩子以 外，以接纳所供应的空气。除歧管220的形状相对于歧管20和120不同、 以及两者间在阀门结构方面的变型形式不同(将在下文中说明)之外，歧 管220与罩子和带具相互作用的方式与上文所述相同，并且实现与上文所 述相同的空气输送功能。
在一个实施例中，歧管220由热塑性聚合物材料(例如为聚丙烯、聚 乙烯、尼龙/印dm混合物和膨胀聚氨酯泡沫)形成(即模制的)。这类材 料中可以掺入填料或添加剂，例如，颜料、中空玻璃、微球、纤维等。图 11示出歧管220组装后的情形。图12以分解图示出歧管220，其中在该实 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 被形成为彼此可贴合或配合在一起以限定歧管220，使得上半部250和下 半部252之间的空间形成空气输送导管228和229 (与连接到其上的空气 入口导管226流体连通)。组装后，上半部250和下半部252通过多个合 适的紧固件(例如螺纹紧固件)固定在一起，或者可以使用热粘结技术或 超声波粘结技术、或其它合适的紧固装置安装在一起。按照其构思， 一旦 装配，歧管的任何部分(除锁环246之外)就都不能与歧管分离。
在一个实施例中，同样为歧管设置了阀门，以便能在空气达到空气输 送导管228的空气出口 232之前，通过歧管内的一个或多个开口释放流动 穿过歧管的空气。在图示实施例中，在歧管220中设置了开口 253，其在 歧管220由一根空气输送导管229 (对称地)分为两根空气输送导管228a 和228b的点处，例如在接合区域255处。因此，流出开口 253的空气沿着 使用者的头部从上方流动穿过，而不像歧管20和120中的开口那样，空气 远离头部流动。
阀门包括阀门构件257，其为可移动的以选择性地打开和关闭歧管220 中的开口 253。阀门构件257包括阀门面密封件259，其被成形为与开口 253的内边缘(例如图14所示边缘261)相配合。阀门构件257可以朝靠 近和远离开口 253的方向移动，以分别关闭和打开开口 253。图13示出，阀门构件257的阀门面密封件259在移动后进入开口 253，从而关闭开 口，而图14示出，阀门构件257的阀门面密封件259在移动后远离开口 253，从而打开开口并允许歧管220内的空气流动穿过。
通过朝图13和图14中的箭头263方向前后滑动，可使阀门构件257 相对于开口 253移动。阀门构件257由板265形成，其在第一末端处接合 或形成为阀门面密封件259。板265在其内具有细长孔267。歧管220的上 半部250和下半部252之间的隔离物269延伸穿过该细长孔。隔离物269 包括板斜坡表面271，其被设置用于与板265中的细长孔267的边缘接 合。因此，当板265移动离开开口 253时，板斜坡表面271会推动板265 的一部分朝远离歧管220的下半部252的方向向上移动(如图14所示)。 当板265朝开口 253移动时，板斜坡表面271允许阀门面密封件259相对 于开口 253向下进入密封的封闭位置(如图13所示)。
阀门构件257包括连接到板265的第二末端的环形圈277。歧管220 完成组装时，环形圈277以可滑动方式设置在空气入口导管226中的圆柱 形孔内(参见例如图18和图19所示实施例的类似圈377的圆柱形孔 377a)。 一对弧形致动器调整片279从环形圈277底部边缘向外延伸(参 见图12)。调整片279设置在环形圈277的相对侧，并且与环形圈277和 板265的连接处相对纵向对齐。每一个调整片279都从各自的围绕空气入 口导管226周向延伸的弧形狭槽281延伸穿过，如在图12-14中所见。
致动器调整片279可以穿过狭槽281 (沿着空气入口导管226的轴线 方向)纵向移动，以改变相对于歧管220上的开口 253的阀门面密封件 259的位置。在如图13和图15中所见的第一位置中，开口 253被阀门面 密封件259盖住。在如图14和图16中所见的第二位置中，开口 253被露 出，并且面密封件259与开口 253间隔开。确定每一个狭槽281的尺寸以 在其中滑动地接纳其各自的调整片279，从而允许调整片279朝图13和图 15中的箭头263方向穿过狭槽移动。狭槽281相对于调整片279切割成适 当尺寸，使得任何可测量的空气量都不可以经狭槽281从歧管220内逸 出。在一个实施例中，将开口 253形成为使得可以流动穿过开口 253的空 气不超过流动穿过歧管220的50%。流动穿过开口 253的空气流的量会随 着阀门面密封件259相对于开口 253的位置而变化，使得气流可以在完全
20关闭(阀门面密封件259处于完全盖住开口的位置(图13和图15))和 完全打开(阀门面密封件259处于完全打开开口的位置(图14和图 16))之间以任何流量水平流动穿过。
如在图13和图14中所见，致动器调整片279的一部分在罩子的材料 的外部(图13和图14中用虚线罩子12表示)，从而可以让使用者在佩戴 罩子的情况下触及，以调控相对于开口 253的阀门构件257的位置。因此 阀门构件257起到改变流动穿过导管220到达其空气出口 232的空气流的 量的作用。如果阀门构件257完全打开，空气将流出开口 253，因此流出 空气出口 232的空气将减少。阀门构件257的纵向行程量一方面受限于阀 门面密封件259与开口 253的接合，另一方面受限于环形圈277的底部边 缘与空气入口导管226内的圆柱形孔底部的肩部的接合。可以在阀门构件 257与歧管220之间设置定位部，以向使用者提供触觉和/或音响指示，即 由阀门构件257形成的阀门相对于歧管220的开口 253是处于完全关闭位 置(图13和图15)或处于完全打开位置(图14和图16)。
可以在致动器调整片279 (罩子的外部)中的每一个上固定C形环构 件283 (参见图12)，以进一步方便使用者操纵致动器调整片279。环构 件283在其上可以具有一个或多个肋或其它部件，以方便抓握该构件和使 其相对于空气入口导管226移动(又使致动器调整片279和阀门构件257 移动)。致动器调整片279和相关联的环构件283充当罩子的外部的阀门 致动器，并允许佩戴呼吸器组件的使用者在佩戴呼吸器的同时相对于开口 253将阀门构件257移动到所需位置。
因此，图11-16所示歧管220提供了具有阀门的形状稳定的歧管，该 阀门可从呼吸器罩子的外部进行操作，以打开和关闭呼吸器组件的外壳的 内部的歧管220内的开口。这种致动是通过在与使用者的头部的背面相邻 的罩子的外部上线性移动阀门致动器(致动器调整片279和相关联的环构 件283)来实现的。因此，使用者可以轻松改变流动穿过歧管220的空气 流的量，使其在两种情况之间变化 一种情况下，流动穿过歧管的所有空 气都会经空气出口 232从与面部区域相邻的区域流出歧管；另一种情况 下，流动穿过歧管的一些或多达一半空气穿过开口 253流出歧管，从而越 过使用者的头顶流动，用于冷却的目的。在图17-19中公开了用于呼吸器组件10的歧管的可供选择的实施例。
为使图解清晰，图17-19仅示出歧管320，但应当理解，歧管320可以协 同安装到头部带具(例如图1所示带具14)上，并且也可以通过罩子上的 空气入口端口协同安装到罩子(例如图1所示罩子12)上。在这些方面， 歧管320同样能够相对于带具可拆卸地安装，并且也能够相对于罩子可拆 卸地安装。因此，如上文相对于歧管20所讨论的那样， 一旦与之相关联的 罩子被污染或损坏，可重复使用图17-19的歧管320的优点就同样可用。
歧管320具有空气入口导管326和多根空气输送导管328 (图17示出 两根空气输送导管328a和328b)。在一个实施例中，空气入口导管326 设置在与使用者的头部的背面相邻处(其方式与图1所示情况类似)。空 气入口导管326与包括空气分配室330在内的中间空气输送导管329流体 连通，同时也与每一根空气输送导管328流体连通。应用中，空气分配室 330也设置在与使用者的头部的背面相邻处，并且中间空气输送导管329 在使用者的头部中心的上方从空气入口导管326向前延伸。从中间空气输 送导管329进一步向前延伸时，空气输送导管328会弯曲并分开(对称 地)以形成供空气流动穿过的单独的导管。每一根空气输送导管328都有 空气出口 332 (如空气输送导管328a的空气出口 332a和空气输送导管 328b的空气出口 332b)。在一个实施例中，每一个空气出口 332都与使用 者的头部的面部相邻。虽然图17的歧管320上仅示出两根空气输送导管 328，但应当理解，可以提供任何数量的这类导管。
歧管320的空气入口导管326延伸穿过罩子的空气入口端口并与可呼 吸空气源流体连通，连通方式与图1的实施例有关的相对于软管40和可呼 吸空气源42所公开的方式相同。空气流入歧管320的空气入口导管326， 然后流动穿过中间空气输送导管329及其空气分配室330，并进入空气输 送导管328中的每一根。空气从每一根空气输送导管328的空气出口 332 流出空气输送导管并进入使用者的头部周围的罩子限定的可呼吸空气区 域，以供使用者呼吸。
如上所述，罩子为非形状稳定的，并且用作呼吸器组件的外壳，但歧 管320为形状稳定的。罩子和歧管320之间通过罩子的空气入口端口的连 接方式类似于相对于图1-6的实施例所描述的情形，使用锁环等以密封方式将歧管320附连到罩子上，但允许歧管的空气入口导管326伸出罩子以 外，以接纳所供应的空气。除歧管320的形状相对于歧管20和120和220 的形状不同、以及两者间在阀门结构方面的变型形式不同(将在下文中说 明)之外，歧管320与罩子和带具相互作用的方式与上文所述相同，并且 实现与上文所述相同的空气输送功能。此外，歧管320可以由为歧管20所 公开的相同材料形成。
在一个实施例中，当空气从空气入口导管326流动穿过歧管320时， 可以仅通过空气出口 332离开歧管320。然而，在另一个实施例中，可以 在沿歧管320的其它位置处设置用于该空气的空气出口。例如，如图17所 示，可以在歧管下部上设置一个或多个开口 354，使其面向使用者的头 部。图17示出穿过中间空气输送导管329中的歧管壁的第一组多个开口 354，中间空气输送导管329限定了空气分配室330。在一个如图所示的示 例性布置中，开口 354可以被设置为格栅格式，但开口可以为任何尺寸、 数量和构型。开口 354被定向为使得当允许空气穿过开口 354流出空气分 配室330时，空气朝使用者的头部流动，但仍然在罩子限定的外壳内。
阀门包括挡板358，其可以移动以盖住或露出歧管320上的开口 354。 类似于图11-16所示实施例中阀门的移动方式，挡板358可朝向或远离开 口 354移动。挡板358通过一个或多个连接器359连接到环形圈377。环 形圈377以可纵向滑动(相对于空气入口导管326的轴线)的方式设置在 空气入口导管326中的圆柱形孔377a内。 一对弧形致动器调整片379从环 形圈377底部边缘向外延伸。
调整片379设置在环形圈377的相对侧，并且与连接器359相对纵向 对齐。每一个调整片379都从围绕空气入口导管326周向延伸的弧形狭槽 381延伸穿过。致动器调整片379可以穿过狭槽381 (沿着图18和图19的 箭头363方向)纵向移动，以改变相对于歧管320上的开口 354的挡板 358的位置。在如图18中所见的第一位置中，开口 354被挡板358盖住。 在如图19中所见的第二位置中，开口 354露出，并且挡板358与之间隔 开。确定每一个狭槽381的尺寸以滑动地接纳其中的其各自的调整片 379，从而允许调整片379沿箭头363的方向延伸穿过狭槽移动。狭槽381 相对于调整片379切割成适当尺寸，使得任何可测量的空气量都不可以经狭槽381从歧管320内逸出。在一个实施例中，将开口 354形成为使得可 以流动穿过开口 354的空气不超过流动穿过歧管320的50%。流动穿过开 口 354的空气流的量会随着相对于开口 354的挡板358的位置而变化，使 得气流可以在完全关闭(挡板358完全盖住开口的位置(图18))和完全 打开(挡板358完全打开开口的位置(图19))之间以任何流量水平流动 穿过。
如图17中所见，每一个致动器调整片379的一部分在罩子的材料的外 部(图17中用虚线罩子12表示)，从而可以让使用者在佩戴罩子的情况 下触及，以调控相对于开口 354的挡板358的位置。因此挡板358起到阀 门构件的作用，以改变流动穿过导管到达其空气入口 332的空气流的量。 如果挡板358完全打开，空气将流出开口 354，因此流出空气出口 332的 空气将会减少。挡板358的纵向行程量一方面受限于挡板358与开口 354 的接合，另一方面受限于环形圈377的底部边缘与空气入口导管326内的 圆柱形孔377a底部处的肩部的接合。可以在承载挡板358的阀门结构与歧 管320之间设置定位部，以向使用者提供触觉和/或音响指示，即由阀门挡 板358形成的阀门相对于歧管320的开口 354是处于完全关闭位置(图 18)或完全打开位置(图19)。
挡板358因此形成与开口 354相邻的盖子，其可以相对开口 354移 动，以改变开口 354的尺寸。致动器调整片379可操作地连接到挡板358 (即，充当罩子的外部的阀门致动器)并允许佩戴呼吸器组件的使用者在 佩戴呼吸器组件的情况下相对于开口 354将挡板358移动到所需位置。
如上所述，呼吸器组件包括罩子。图1示出了示例性罩子。图20-22 进一步示出了可以与本发明的呼吸器组件结合使用的示例性罩子。图20示 出罩子12A，其尺寸被确定为盖住使用者18的整个头部16，在罩子底端处 具有围裙，与使用者肩部相邻。图21示出可供选择的罩子12B (有时称为 头罩)，其中罩子12B只覆盖使用者18的头部16的顶部和前部，而露出 使用者的耳朵、颈部和肩部。罩子12B在其下缘处是围绕使用者的头部密 封的。图22示出罩子12C，该罩子完全覆盖了使用者18的头部16，但也 与使用者18穿着的全身防护紧身衣裤19联合使用。罩子12A、 12B和12C 中的每一个都可以为非形状稳定的，并且在各自罩子的外壳内整合形状稳
24定的歧管(例如本文所公开的)。在图22所公开的实施例中，歧管连接到
使用者18通过束带系在身上的PAPR气源和/或电源P。
也可以采用其它可供选择的罩子构造，不论限定外壳的非形状稳定罩 子(用于呼吸目的)采用什么构造，该罩子内都包括形状稳定的歧管，例 如本文所公开的示例性歧管。歧管通常接纳来自单个空气入口的空气，并 且通过其内的多根导管将空气分配给罩子内的多个空气出口。歧管可以从 罩子上移除，从而允许处理弄脏的罩子，并重新使用歧管。此外，可以设 置头部带具，以便将歧管和罩子安装到使用者的头部。头部带具同样可以 从罩子上移除，以重新使用，并且也可以从歧管上移除。
在上述呼吸器组件的实施例中，外壳被公开为罩子，例如非形状稳定 的罩子。本文所公开的歧管也可以在头盔内操作，头盔可以具有形状稳定 的外壳。在这种情况下，头盔包括外壳，但外壳应在一定程度上(至少部 分地)抗冲击。歧管的空气输送导管在头盔的外壳内，并且阀门结构的活 动构件同样在一根或多根这种空气输送导管内，以控制歧管内的空气流的 量。经过歧管不同部分的流量由使用者通过操纵头盔外壳的外部及其附近 的阀门致动器来控制。例如，使用者通过移动上文所公开的致动器调整片 (设置在歧管空气入口导管周围与使用者的头部的背面相邻处，空气从此 处供往呼吸器组件)控制空气流的量。
图23-25示出了在呼吸器组件中使用的示例性头盔。图23示出具有头 盔25A的呼吸器组件，该头盔一旦设置在使用者18的头部16上，就会覆 盖整个头部。图24示出头盔25B，该头盔的尺寸确定为使其只覆盖使用者 的头部16的顶部及其面部区域。图25示出头盔25C，该头盔也至少覆盖 了使用者的头部16的顶部及其面部区域。头盔25C被构造为普通形式的焊 接头盔。
在这些示例性附图中，头盗(例如头盔25A、 25B或25C)为刚性的， 其具有至少部分坚硬的外壳，并且向使用者提供了可呼吸空气区域。空气 经本文所公开类型的歧管提供到可呼吸空气区域，送往使用者的面部区域 的空气量和各自头盔外壳内的冷却空气量同样由该歧管的阀门控制。如上 所述，使用者可以在佩戴呼吸器组件及其头盔的同时操纵阀门。歧管可以 固定到头盔上，或者可以从头盔上移除。同样，设置了头部带具(例如图24和25所示示例性头部带具14)以将呼吸器组件贴合到使用者的头部， 以及支承头盔和歧管。带具14可以从头盔和/或歧管上移除。
图26-27公开了呼吸器组件410的歧管的可供选择的实施例。在该例 中，呼吸器组件410包括形状稳定的头盔25D，该头盔充当呼吸器组件的 外壳，并且为了图26图解清晰，在图中用虚线示出。虽然图26中未示 出，但呼吸器组件410还包括头部带具，该带具可调节为一种或多种维 度，以使其尺寸适应使用者的头部。确定头盔25D的尺寸使其可以至少延 伸到使用者的头顶的上方，并且包括头盔正面上的形状稳定的面罩436， 其延伸到使用者的面部区域的上方和周围。
呼吸器组件还包括形状稳定的歧管420。歧管420可以与头部带具分 离，并且也可以与头盔25D分离。
歧管420具有空气入口导管426以及多根空气输送导管427和428。 在一个实施例中，空气入口导管426设置在与使用者的头部的背面相邻 处。空气入口导管426与空气输送导管427流体连通。在本例中，空气输 送导管427向前延伸到使用者的头部中部上方，并且在使用者的面部区域 上方具有空气出口 429。空气输送导管427包括位于其中的空气分配室 430，该分配室又与空气输送导管428流体连通(图26示出两根空气输送 导管428a和428b)。在本例中，空气分配室430设置在空气输送导管427 内与头盔25D的顶部相邻处。每一根空气输送导管428都具有空气出口 432 (如，空气输送导管428a的空气出口 432a和空气输送导管428b的空 气出口 432b)。每一根空气输送导管428从空气分配室430沿着使用者的 头部向下延伸，并且各自具有与使用者的鼻部和嘴部相邻的空气出口。虽 然图26和图27中的歧管420上仅示出两根空气输送导管428，但应当理 解，可以设置任何数量的这类空气输送导管。
通常，围绕使用者的头部设置了密封件，从而在罩子25D的外壳内形 成容纳可呼吸空气的封闭空间。在某些情况下，密封可以不完整，以允许 呼出的空气逸出，或者也可以设置呼气阀。空气入口导管426与可呼吸空 气源流体连通，这与相对于图1的实施例所公开的软管40和可呼吸空气源 42的连通方式大致相同。来自空气源的空气流进歧管420的空气入口导管 426，然后流经空气输送导管427，并(根据阀门的位置)进入空气输送导
26管428。空气从其空气出口 429流出空气输送导管427，并且从其空气出口 432流出空气输送导管428。空气从空气出口 429和432流进头盔外壳在使 用者的头部周围限定的可呼吸空气区域，以供使用者吸入。
本实例性实施例示出，除上述实施例所公开的位置和结构外，用于外 壳内空气输送导管的阀门(及其阀门致动器)可以具有可选位置和结构。 如图27所最佳展示，在本例中，阀门包括位于空气输送导管427内的空气 分配室430，其本身部分地被圆柱形壁430a所限定。
流入空气输送导管427的空气(如图27的箭头431所示)经由空气入 口 433进入空气分配室430。空气可以从三个空气出口 (前空气出口 435 或侧空气出口 437a和437b)中的一个或多个流出空气分配室430。流动穿 过空气出口 435的空气在空气输送导管427内继续向其空气出口 429流 动。流动穿过空气出口 437a的空气流进空气输送导管428a并流向其空气 出口 432a。流动穿过空气出口 437b的空气流进空气输送导管428b并流向 其空气出口 432b。
阀门439控制相对于空气出口 435、 437a和437b的空气流的量。阀门 439具有环形盖441，环形盖的尺寸被确定为使其可以密封地覆盖空气分配 室430的圆柱形壁430a的开放顶部。两个弧形阀片443a和443b (即阀门 构件)从环形盖441向下悬垂。阀片443a和443b的尺寸被确定为，当阀 门439如图27所示对准空气分配室430并与之组装到一起时，两个阀片可 以分别完全覆盖(如从内部)出口 437a和437b。环形盖441以密封方式 连接到空气分配室430的壁430a，以使得从空气入口 433进入空气分配室 430的空气只能从这里流出空气出口 435。可旋转阀门439的环形盖441可 以朝第一方向(例如，如图27所示的顺时针方向)旋转，从而移动阀片 443a和443b，以分别露出或部分露出空气出口 437a和437b。因此，通过 操纵阀门439可使流动穿过歧管420的一些空气转而进入空气输送导管 428a和428b。环形盖441同样可以朝第二方向(例如逆时针方向)旋转， 以分别用阀片443a和443b盖住空气出口 437a和437b。在两个方向上， 环形盖441均被阻挡件(未示出)抑制，无法旋转到阀片443a或443b能 阻塞空气入口 433的位置。虽然阀门439基本设置在空气输送导管427内，但该阀门的阀门致动 器445暴露在头盔25D的外壳的外部。在图示实施例中，致动器445具有 调整片449，使用者可以抓住和转动该调整片，以改变呼吸器组件内部的 空气出口 429、 432a和432b之间的空气流的量关系。致动器445及其调整 片449相对于头盔25D的外壳以可旋转方式安装，以便从外部操纵外壳内 的阀门构件(如阀片443a和443b)，同时又能相对于头盔25D的外壳保 持密封，从而不会使可呼吸空气区域失能。可以在阀门结构内设置定位 部，以指示阀片相对于空气出口的不同程度的旋转。
虽然己相对于若干实施例描述了本文所公开的歧管，本领域的技术人 员将认识到，在不脱离本公开的呼吸器组件的精神和范围的前提下，可以 在形式和细节上做出修改。例如，在一些实施例中，每一个示例性歧管都 有两个对称排列的空气输送导管。然而，并非在所有情况下导管都必须采 用对称布置，某些呼吸器组件应用可能需要非对称布置。此外，虽然图示 实施例公开了形状稳定的歧管，但歧管仅仅在与阀门的阀门构件相邻的位 置形状稳定可能就已足够，因此歧管的一部分可以为非形状稳定的。图示 阀门仅仅是为了举例说明，还可以想到其它类型的阀门，例如，流量阀、 针阀、旋塞阀、隔膜阀和滑阀。此外，所公开的某些图示歧管的空气出口 大致高于使用者的眼睛并位于其侧面。还可以想到可供选择的空气出口位 置，例如，图27的歧管所示位置，并且本公开也不应受这些示例性特征的 限制。在罩子限定外壳的呼吸器组件中，外壳可以由(例如)下列材料形 成织物、纸张、聚合物(如织造材料、非织造材料、纺粘材料(如聚丙 烯或聚乙烯)或涂有聚氨酯或PVC的针织基底)或它们的组合。在外壳为 头盔一部分的可供选择的实施例中，外壳的一部分可以由(例如)下列材 料制成聚合物(如ABS、尼龙、聚碳酸酯或聚酰胺或其共混物)、合适 树脂内的碳纤维、合适树脂内的玻璃纤维或它们的组合。
此外，本文所公开的阀门致动器本质上都是机械的(使用旋转或线性 运动)。作为另外一种选择，可以使用机电装置来致动阀门构件。图28示 出了这种实施例，其中呼吸器组件的外壳S内具有歧管M。在该示例性实 施方案中，阀门构件VM及控制器C的至少一部分因此位于呼吸器组件的外 壳S内。使用者通过操纵外壳S的外部的致动器A引发远程信号Si，作为对该信号的响应，控制器C (例如螺线管、线性驱动装置或伺服马达)驱 动阀门构件VM。信号Si可以通过电缆、有线连接或无线通信方式传送。
这类应用中的无线控制的阀门构件VM将采用无线电接收机R来接收与致动 器A相关联并且由使用者操作的变送器T所传输的控制信号Si。因此，控 制器C位于外壳S内，并且对外壳S的外部的阀门致动器A产生的信号Si 做出响应，移动阀门构件VM。如上所述，阀门构件可以在两种状态之间工 作，或者可以逐渐打开和关闭。控制器C的阀门致动器A可以便利地位于 呼吸器组件上、PAPR鼓风机控制器上/或整合到单独的手持变送器中，以 便使用者接触和致动。控制器具有电子接口，因此可以将反馈回路整合到 阀门流量控制过程中。例如，外壳内的温度传感器可以与控制器协同工 作，以将更多或更少的空气流引导至外壳内的目标区域。机电式阀门致动 还有助于集散控制空气流。在集散控制中，可以对多个阀门构件/控制器进 行控制，以调控空气流使其流向呼吸器的外壳内的不同区域，从而更好地 平衡呼吸器外壳内的空气流。
权利要求
1.一种用于呼吸器的空气流控制系统，所述呼吸器具有外壳，所述外壳为佩戴所述呼吸器的使用者限定可呼吸空气区域，所述控制系统包括空气输送导管，其在所述呼吸器的所述外壳内；阀门构件，其可相对于所述空气输送导管移动并在所述外壳内，以改变流动穿过所述空气输送导管的空气流的量；和阀门致动器，其在所述呼吸器的所述外壳的外部并可由所述呼吸器的使用者在佩戴所述呼吸器时操纵，以控制所述阀门构件的移动。
2. 根据权利要求1所述的空气流控制系统，其中所述空气输送导管可 与所述外壳分离。
3. 根据权利要求1所述的空气流控制系统，其中所述空气输送导管包 括在所述呼吸器的所述外壳内的多根空气输送导管中的第一导管。
4. 根据权利要求3所述的空气流控制系统，其中穿过所述第一导管的 空气流的量限定穿过所述多根空气输送导管中的至少第二导管的空 气流的量。
5. 根据权利要求3所述的空气流控制系统，其中每一根所述空气输送 导管都接纳来自公共空气流入口的空气流。
6. 根据权利要求3所述的空气流控制系统，其中每一根所述空气输送 导管都具有单独的空气流出口 。
7. 根据权利要求1所述的空气流控制系统，其中所述空气输送导管为 形状稳定的。
8. 根据权利要求1所述的空气流控制系统，其中所述呼吸器的所述外 壳和所述空气输送导管为形状稳定的。
9. 根据权利要求1所述的空气流控制系统，其中所述呼吸器的所述外 壳为非形状稳定的。
10. 根据权利要求1所述的空气流控制系统，其中所述空气输送导管具 有从所述呼吸器的所述外壳延伸出来的空气流入口末端，所述空气 输送导管具有在所述呼吸器的所述外壳内的多个空气流出口，并且 所述阀门构件相对于包括一个或多个开口的第一组开口为可移动 的，以改变所述第一组开口中的每一个开口的有效的空气流的量。
11. 根据权利要求10所述的空气流控制系统，其中不超过50%的流动穿过所述空气输送导管的空气被允许流动穿过所述包括一个或多个开 口的第一组开口。
12. 根据权利要求10所述的空气流控制系统，其中所述包括一个或多个 开口的第一组开口被设置在所述空气输送导管的面向所述使用者的 头部的侧面上。
13. 根据权利要求10所述的空气流控制系统，其中所述包括一个或多个 开口的第一组开口被设置在所述空气输送导管的背向所述使用者的 头部的侧面上。
14. 根据权利要求10所述的空气流控制系统，其中所述包括一个或多个 开口的第一组开口被设置为引导穿过所述第一组开口的空气越过所 述使用者的头部的一部分。
15. 根据权利要求1所述的空气流控制系统，其中所述阀门构件能够相 对于所述空气输送导管滑动。
16. 根据权利要求1所述的空气流控制系统，其中所述阀门构件能够相 对于所述空气输送导管旋转。
17. 根据权利要求1所述的空气流控制系统，其中所述阀门致动器能够 相对于所述呼吸器的所述外壳滑动。
18. 根据权利要求1所述的空气流控制系统，其中所述阀门致动器能够 相对于所述呼吸器的所述外壳旋转。
19. 根据权利要求1所述的空气流控制系统，还包括控制器，其在所述外壳内并连接到所述阀门构件，其中所述控 制器响应所述外壳的外部的所述阀门致动器产生的信号 以引起所述阀门构件的移动。
20. —种控制呼吸器内的空气流的方法，包括强迫空气穿过所述呼吸器的外壳内的空气输送导管，其中所述 外壳为佩戴所述呼吸器的使用者限定可呼吸空气区域； 以及由所述呼吸器的使用者在佩戴所述呼吸器时操纵在所述外壳的 外部并与所述外壳相邻的致动器，以改变流动穿过所述 空气输送导管的空气流的量。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中所述操纵在所述外壳的外部并与 所述外壳相邻的致动器的步骤包括相对于所述呼吸器的所述外壳旋 转所述致动器。
22. 根据权利要求20所述的方法，其中所述操纵在所述外壳的外部并与 所述外壳相邻的致动器的步骤包括相对于所述呼吸器的所述外壳滑 动所述致动器。
23. 根据权利要求20所述的方法，其中所述强迫空气穿过所述呼吸器的 外壳内的空气输送导管的步骤包括强迫空气穿过在所述呼吸器的所 述外壳内的多根空气输送导管。
24. 根据权利要求23所述的方法，其中所述强迫空气穿过所述呼吸器的 外壳内的空气输送导管的步骤包括为每一根所述空气输送导管提供 来自公共空气流入口的空气。
25. 根据权利要求23所述的方法，其中所述操纵在所述外壳的外部并与 所述外壳相邻的致动器的步骤包括改变穿过被控制的所述空气输送 导管中的至少两根空气输送导管的空气流的量。
26. 根据权利要求20所述的方法，其中所述操纵在所述外壳的外部并与 所述外壳相邻的致动器的步骤包括由所述致动器向在所述外壳中的 活动阀门构件提供信号。
27. —种呼吸器，包括外壳，其为佩戴所述呼吸器的使用者限定可呼吸空气区域，其 中所述外壳包括面罩部分以允许佩戴所述呼吸器的所述 使用者透过所述外壳的所述面罩部分进行观看；多根空气输送导管，其在所述呼吸器的所述外壳内；阀门，其在所述空气输送导管中的至少一根空气输送导管内以改变经由所述至少一根空气输送导管的空气流的量；和阀门致动器，其用于控制所述阀门，其中所述阀门致动器在所 述呼吸器的所述外壳的外部并能够由所述呼吸器的使用 者在所述使用者佩戴所述呼吸器时进行操纵。
全文摘要
一种呼吸器，其具有为佩戴所述呼吸器的使用者限定可呼吸空气区域的外壳。用于呼吸器的空气流控制系统具有在呼吸器的外壳内的空气输送导管、可相对于空气输送导管移动并在外壳内的阀门构件、以及在呼吸器的外壳的外部的阀门致动器，其中阀门构件用于改变穿过空气输送导管的空气流的量。阀门致动器可由呼吸器的使用者在佩戴呼吸器时操纵，以控制阀门构件的移动。
文档编号A62B7/12GK101626809SQ200880007323
公开日2010年1月13日 申请日期2008年3月21日 优先权日2007年3月23日
发明者加里·J·沃克, 安德鲁·墨菲, 德斯蒙德·T·柯伦, 德里克·A·帕金, 托马斯·I·英斯利, 马克·A·J·费尔南德斯 申请人:3M创新有限公司