用于面罩的过滤器及采用该过滤器的面罩的制作方法

专利名称：用于面罩的过滤器及采用该过滤器的面罩的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于过滤有毒化学物质或灰尘颗粒的空气过滤器，尤其 是，涉及一种便携式面罩。
背景技术：
面罩是一种空气过滤器，用于防止空气中的有毒物质，诸如灰尘颗粒、 毒性化学物质、细菌等等进入人体的呼吸器官。面罩分为面部纤维式面罩和 可分离过滤器式面罩。仅由过滤纤维构成的面部纤维式面罩基本上覆盖了面 部的呼吸器官，诸如口或鼻，使得使用者可以通过面部纤维式面罩呼吸外部 空气。可分离过滤器式面罩包括面部固定装置和与面部固定装置可分离的诸 如净化组件的过滤器。基于过滤目标，面罩还可分为防尘面罩和防毒面罩。
尽管面部纤维式面罩通常用做防尘面罩，但是为了过滤与灰尘在一起的 毒性物质，或当灰尘是小颗粒的灰尘或高毒性的灰尘时为了提高过滤效率， 可分离过滤器式面罩也可以用做防尘面罩。
通过采用靠近面部佩戴的面部固定装置，可分离过滤器式面罩能够防止 未经过滤的空气进入人体。此外，根据过滤目标，通过将过滤器替换为更有 效的过滤器，可分离过滤器式面罩能够持续使用，并且，通过应用用以将空 气分为排出的气体和进入的气体的止回阀，所述可分离过滤器式面罩能够提 高空气的流入效率。然而，可分离过滤器式面罩佩戴不方便，因为面部固定 装置靠近使用者的面部。此外，可分离过滤器式面罩包括面部固定装置和分 离的过滤器，以致当过滤器尺寸大时产生盲区。因此过滤器通常在左侧和右 侧向后延伸。
伴随着近来功能纤维或具有优良的去除有害物质的性能的其它过滤层的 发展，防毒和防尘面罩替代了具有诸如活性炭层的微粒过滤层的(圆柱形) 净化组件型防毒面罩被广泛的使用，其中纤维过滤器暴露于外部空气中，以 便外部空气通过过滤器，即通过纤维过滤器的过滤纤维被吸入防毒和防尘面 罩。替代圆柱形净化组件，只采用纤维过滤器作为这种类型面罩的可分离过 滤器。纤维过滤器配置为包括两个重叠的滤布(前侧和后侧滤布)，所述滤 布的外表面朝向外部空气，同时所述滤布的边缘部分是密封的，由此形成封 套型可分离纤维过滤器，该封套的入口是密封的。可分离纤维过滤器中包括 在两个滤布之间的中空内部空间，并且该内部空间通过两个滤布与外部空间 分离。两个滤布的后侧设置有与面部固定装置的进气孔连接的连接器。
然而，就使用这种可分离纤维过滤器来说，为了提高过滤效率，应该增 大朝着外部空气的过滤器的表面积，以便增大从外部吸入到内部的空气量， 并且减慢穿过过滤器的空气流的速率。然而，如果增大过滤器的大小用以增 大其表面积，那么过滤器会阻挡使用者的视线，使得使用者难以进行其工作。 另外，例如，如果过滤器与某物体接触，那么纤维过滤器可能会部分地折叠 或弯曲。

发明内容
如上所述，在具有可分离纤维过滤器的面罩中，其中所述可分离纤维过 滤器的前侧和后侧滤布重叠，在两个滤布之间的内部空间成为经滤布过滤的 空气的通道。就是说，经滤布过滤的空气经由形成在滤布后侧上的连接器及 前侧和后侧滤布之间的内部空间而穿过面部固定装置的吸气口流入人体。如 果过滤器的中间部分同样地弯曲，那么在该部分，过滤器的前侧和后侧滤布 之间的空间变得狭窄或闭合。因此，阻止或切断了穿过基于进气孔的折叠部 分的外部(位于远离进气孔旁的折叠部分的部分)的空气，使所述空气不能 穿过过滤器的内部空间流入进气孔。在这种情况下，折叠部分的外部的过滤 区对使用面罩呼吸没有帮助，实质上造成了过滤面积减小。
本发明是为了解决具有可分离纤维过滤器的传统面罩的上述问题而提出 的，因此本发明的目的是提供一种具有可分离纤维过滤器的面罩，在所述可 分离纤维过滤器中两个(前侧和后侧)滤布是重叠的并且其边缘是密封的， 并且在所述可分离纤维过滤器中增大了过滤器朝向空气的有效面积，并且即 使当纤维过滤器部分地折叠时，也可以确保折叠部分的空气流，在一定程度 上保持了实质上的过滤面积。
本发明的另 一个目的是提供一种具有可分离纤维过滤器的面罩，增大所 述可分离纤维过滤器的外接触面面积用以减小空气穿过过滤器的速率，由此提高过滤效率。
为了实现本发明的上述目的，根据本发明的一方面，提供一种用于面罩 的过滤器，其中两个滤布是重叠的并且其边缘部分是密封的，从而形成类似 封套的形状，使得两个滤布的外表面朝向外部空气，过滤器设置有用于与面 罩的面部固定装置连接的连接器，为了确保流向连接器的空气流的通道，所 述过滤器包括在所述过滤器的两个重叠滤布之间的空间中的空间保持构件。
空间保持构件可以由合成树脂框架构成，所述合成树脂框架设置有从过 滤器外侧向连接器延伸的多个翅片。在一区域中，多个翅片可以按固定的间 距水平设置，使得垂直于翅片纵向的翅片的横截面积形成为在垂直于纤维过 滤器表面的方向上都较宽，在平行于所述表面的方向上较窄，以便分别确保 在前侧和后侧滤布之间的空间，并且使框架轻便，由此使得沿纵向流动的空 气的通道更宽。
另外，空间保持构件可以配置为具有弹性结构，以便当外力施加到框架 上时，构件可容易地弯曲，并且即使在处于弯曲状态时，所述空间保持构件 也可确保在两个滤布之间的空间。翅片可以在其一侧的中间部分具有槽口结 构，所述翅片朝所述槽口结构可以容易地弯曲(即，考虑到在使用者佩戴面 罩时面罩通常是向后弯曲的，因此所述侧朝向后面)。
根据本发明的另一方面，提供一种面罩，包括面部固定装置和用于面 罩的过滤器，其中面部固定装置设置有用于安装过滤器和用于保持根据使用 者的面部轮廓而弯曲的过滤器的形状的辅助装置。
面部固定装置可以是覆盖口鼻周围的形状，并且与使用者的面部接近的 所述面部固定装置的外周由硅橡胶构成的可变形、有弹性的材料构成。面部 固定装置可设置有具有用于与过滤器连接的结合结构的进气孔，进气孔具有 膜片，通常形成止回阀结构。出气口可以以包括在其主体上的孔和覆盖所述 孔的膜片的方式设置在口鼻附近，由此用作可排出呼出气体和阻挡吸入空气 的止回阀。
用于安装过滤器的辅助装置可使过滤器安装为弯曲状态，使得过滤器不 会阻挡使用者的视野。
如上所述，与现有技术的空气仅通过过滤器的前表面进入的采用圆柱形 净化组件相比，当采用根据本发明的可分离纤维过滤器时，空气通过过滤器 的前侧和后侧滤布都可以进入。就是说，增大外部空气进入所通过的面积，以便增加进入的空气量。此外，在呼吸的空气量恒定的情况下，如果增大过滤器的进气面积，那么进入过滤器的空气的速率减小，由此提高了过滤有害物质的效率。
尤其是，避免了传统的可分离纤维过滤器所存在的问题，对于传统的可分离纤维过滤器，当过滤器折叠或弯曲时，用于吸入空气的过滤器的实质面积减小，使得佩戴者难以呼吸。即，即使过滤器的一部分弯曲了，也可确保内部空气流。因此，即使过滤器制的较大且过滤器安装为弯曲状态，佩戴者也可以在无呼吸困难的情况下容易地保持其视野。
此外，由于上述原因，过滤器可以安装在面罩的中心，而不用为了保持的使用者的视野而安装在面罩的左侧和右侧。


图l是图示本发明的纤维过滤器的透视图2是图示根据本发明实施例的合成树脂制的、插入式框架的透视图，所述框架被用作纤维过滤器的空间保持构件；
图3和图4是图示根据本发明实施例的面罩的面部固定装置的剖面图和透^L图；以及
图5是图示纤维过滤器结合到面罩的面部固定装置上的状态的透视图，所述纤维过滤器以其被用于安装过滤器的辅助装置变形和固定的方式结合到
面罩的面部固定装置上。
具体实施例方式
下面将参照附图描述根据本发明的示例性实施例。
图1是图示本发明的纤维过滤器的透视图，图2是图示根据本发明实施例的合成树脂制的、插入式框架的透视图，所述框架被用作纤维过滤器的空间保持构件。
参照图1和图2,本实施例的纤维过滤器是封套形过滤器，其中滤布彼此重叠从而形成前侧和后侧，并且合成树脂制框架插入前侧和后侧之间的空间。
在前侧和后侧的滤布11可以通过折叠滤布并密封由折叠形成的两个重叠部分的边缘而构成。在前侧和后侧的滤布11构造为具有一个纤维过滤层，但是是标准的纤维层，所述纤维层包括用作外罩的纤维层和执行实质的过滤功能的至少一个纤维层。各个纤维层可由具有不同厚度和密度、经过不同化学表面处理以及由不同材料制成的线形成。由于对于本领域技术人员来说，纤维层的材料是公知的，因此省略了详细描述。
连接器19形成在纤维过滤器10的后侧的中心。连接器19可配置为形成在后侧滤布11上的开口，所述后侧滤布11与面罩的面部固定装置的进气孔连接，以便纤维过滤器10的内部空间可以与连接器19和面部之间的空间连通。
连接器19可用作圓形或圆柱形部件，所述圓形或圓柱形部件由合成树脂模制品制成，以便很好地匹配标准的进气口结构。长度很短的圓柱形部件(即连接器19)具有结合部分13'，即法兰，所述法兰形成在前端入口的外圆周上并且与滤布的纤维焊接或结合在一起。这种结构能够防止外部空气通过圓柱形部件和滤布11之间的间隙流入，而不穿过过滤器。在后端入口，法兰的一些内部部分被去除以形成接合凹口 17，法兰的剩余部分形成接合法兰部分15。
在本实施例中，连接器19配置为本发明的空间保持构件的主要部件。
空间保持构件是整体的骨架结构或框架结构。框架结构关于设置有连接器19的中心部分镜面对称。框架结构的一侧包括按预定间距彼此平行延伸的多个翅片12和使翅片12的外端彼此连接同时支承所述翅片12的外端的竖直条16。靠近中心部分的翅片12的另一端连接到连接器19的法兰部分13。槽口 14形成在翅片12的后部(侧)，当从竖直方向看时槽口 14的位置相同。
当将水平延伸的翅片的方向称为长度方向，将垂直于滤布平面的方向称为宽度方向时，可以理解为空间沿宽度方向设置于两滤布之间。狭窄的翅片形成在平行于滤布平面的厚度方向，以便确保轻的框架重量，同时让空气沿翅片的长度方向通过更大的通道(由于翅片本身未占据大空间)流入。
就这点而论，当空间保持构件的一侧受到从前向后推的力时，在该侧的所有平行翅片12在槽口 14处弯曲。这使得纤维过滤器IO在槽口处弯曲，伴随着空间保持构件向后变形。
然而，即使在弯曲部分，由于翅片的宽度，可以确保在界定纤维过滤器的前侧和后侧的滤布之间有与翅片的宽度相同的空间。因此，通过前侧和后侧滤布进入内部的空气可以通过界定在平行的翅片之间的空间继续向连接器
19流动。
尽管本实施例描述了沿翅片12的竖直方向排列的槽口，在每个翅片12上形成一个槽口 ，但是多个竖直延伸的弯曲可以设置有形成在每个翅片上多个槽口。
翅片可以由基于烯烃的合成树脂，诸如聚乙烯或聚丙烯制成，并且所述翅片可以按预定的弹性值弯曲。因此，即使没有槽口，纤维过滤器也由于侧边缘可容易地被推向后方而能够顺利的弯曲。在这种情况下，由于翅片的宽度可以确保纤维过滤器内部的空气通道。
图3和图4是图示根据本发明的示例性实施例的面罩的固定装置的剖面图和透视图。
主体部件22，即主要部件，由诸如聚氯乙烯(PVC)的合成树脂制成，环绕主体部件22并与面部直接并紧密接触的边缘部件21由硅橡胶形成。考虑到面部的圓形形状，边缘部件21形成为易于与面部紧密接触的形状。
进气口 24位于主体部件22的正中间。进气口 24可以配置为形成在主体部件22上的开口。膜片241设置在内部用以从内侧覆盖进气口 24，使得当进入的空气穿过进气口 24时使膜片241弯曲。由于主体部件22界定了进气口24的外周，膜片不能向外弯曲，所以空气不能通过进气口 24排出。因此，设置在进气口处的膜片与进气孔的外周一起同样地用作止回阀。
排气口 25位于主体部件的底部中心。排气口 25也可以配置为形成在主体部件上的开口。与进气口的结构相反，膜片251从外侧覆盖排气口 25，以便防止空气进入，但允许空气通过膜片251弯曲时所形成的间隙排出。
围绕进气口 24的主体部件22向外(即，乂人面部向前)突出，/人而形成与纤维过滤器接合的结构。这里，各个接合突起245包括从进气口周围向外延伸的挡边，形成在挡边周围的密封件，以及在挡边尾部上的接合突起245。各个接合突起245配置为可放入纤维过滤器的连接器19的各个接合凹口17中，并且当旋转时，各个接合突起245与各个接合凹口 174妄合。当固定装置20的接合突起245与纤维过滤器10的接合法兰部分15接合时，密封件243与接合法兰部分15紧密接触，由此使得经过滤的空气通过固定装置20进入进气口 24,但阻止未经过滤的外部空气进入进气口 24。
尽管没有示出,固定装置也可以设置有用于围绕使用者头部的带状物，使得固定装置与使用者的头部紧密接触。尤其在面部固定装置中，铰链265设置在主体部件22的上部，用于安装过滤器的辅助装置263在其一端与铰链连接。另外，辅助钩相应地设置在主体部件22的下部，以便与用于安装过滤器的辅助装置263相对应。当纤维过滤器10的连接器19通过上述结构密封地连接到面部固定装置20的进气孔24时，辅助装置263绕着铰链265向下转动，由此覆盖纤维过滤器10中心部分的局部。辅助装置263在其另一端设置有接合台阶件，所述接合台阶件固定地扣紧到在主体部件22下部的辅助钩261上。
因此，如图5所示，考虑到面部轮廓，用于安装过滤器的辅助装置263以基本是半球形的形状覆盖过滤器(参照使用者的面部)的外侧，使得过滤器的左侧和右侧通过辅助装置从佩戴者的面部向后弯曲。于是，过滤器的这种弯曲使得过滤器向侧面延伸的部分在视野之外，使得使用者可以方便地进行工作。同时，尽管弯曲发生在前侧和后侧过滤层之间的部分，仍可确保流向进气孔的空气的通道。
1象主体一样，辅助装置263可以由例如PVC的合成树脂构成。由于通常在辅助装置263和纤维过滤器之间设有间隙，因此空气能够到达纤维过滤器的表面。然而，如果辅助装置距纤维过滤器的表面太近，那么辅助装置可能会挡住纤维过滤器的整个表面。因此，辅助装置263优选地形成为在其大多数部分上具有网孔表面，其中在网孔表面设立许多间隙，以便防止外部空气在辅助装置与过滤器之间流动不顺畅。或者，辅助装置优选地设有多个气孔，以便外部空气可以通过气孔容易地到达纤维过滤器的表面。
在本实施例中，在构成纤维过滤器的前侧和后侧滤布之间安装合成纤维制的、插入式的空间保持构件。空间保持构件由彼此平行排列的翅片12构成。通过过滤层进入纤维过滤器内部空间的经过滤的空气通过纤维过滤器的连接器和面部固定装置的进气孔沿空间保持构件的翅片之间的固定空间被吸入人体。空间保持构件可以改变为除上述形式的各种形式。
本发明可应用于卫生和安全工具领域，并且本发明的面罩可以用于各种场所，诸如建筑工地、化工厂等等。
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权利要求
1.一种用于面罩的过滤器，包括滤布，所述滤布是重叠的并且其边缘部分是密封的，从而形成类似封套的形状，使得所述滤布的外表面朝向外部空气；连接单元，用于在所述滤布的一部分建立与所述面罩的面部固定装置连接；空间保持构件，布置在所述滤布之间的空间中，以便确保流向所述连接单元的空气的通道。
2. 如权利要求1所述的用于面罩的过滤器，其中，所述空间保持构件包 括设置有从所述过滤器外侧向所述连接单元延伸的多个翅片的框架，使得垂 直于所述翅片长度方向的各个所述多个翅片的横截面积形成为在垂直于所述 纤维过滤器表面的方向上相对较宽，即，在所述翅片的宽度方向上，以便确 保在所述滤布之间的所述空间，并且所述横截面积还形成为在平行于使用者 面部的方向上较窄，即，在所述翅片的厚度方向上。
3. 如权利要求2所述的用于面罩的过滤器，其中，所述空间保持构件配 置为具有弹性结构，使得当外力施加到所述框架的中间部分上时，所述空间 保持构件可容易地弯曲，并且即使在处于弯曲状态时，所述空间保持构件也 能确保在所述滤布之间的所述空间。
4. 如权利要求3所述的用于面罩的过滤器，其中，在所述中间部分，所 述翅片在其一侧上具有槽口结构，并且形成在所述多个翅片上的所述槽口按 同一方向排列，使得当外力施加到所述过滤器上时，所述过滤器可容易地弯曲。
5. 如权利要求2所述的用于面罩的过滤器，其中，所述连接单元设置有 用于与所述面部固定装置连接的合成树脂连接器，并且所述框架以关于所述 连接器横向对称的方式整体地形成为具有所述连接器。
6. —种面罩，包括如权利要求1至5中任一项所述的用于面罩的过滤器；以及 面部固定装置，所述面部固定装置具有通过所述面罩的所述过滤器的所 述连接器与所述过滤器连接的进气孔，并且当所述面部固定装置接近使用者 的口或鼻子时，在使用者面部的口或鼻子附近界定一个封闭空间。
7.如权利要求6所述的面罩，其中，所述面部固定装置设置有辅助装置， 当使用者佩戴所述面罩时，所述辅助装置以从前侧覆盖所述过滤器并参照面 部使所述过滤器向后侧弯曲的方式用于安装所述过滤器。
全文摘要
本发明提供一种用于面罩的过滤器，其中纤维过滤器折叠成滤布，使得外层朝向外部空气，同时密封滤布的边缘部分用以形成类似封套的形状，并且所述过滤器设置有用于与面罩的面部固定装置连接的连接单元，过滤器包括在过滤器的重叠层之间的空间中的空间保持构件，以便确保使空气流向连接单元的通道。面罩包括具有通过连接单元与过滤器连接的进气孔的面部固定装置，并且当所述面部固定装置接近口或鼻子时可界定在使用者面部的口或鼻子附近的封闭空间。
文档编号A62B18/02GK101641137SQ200880003223
公开日2010年2月3日 申请日期2008年12月24日 优先权日2007年12月24日
发明者卢承国 申请人:卢承国