BR112020025213A2 - Conjunto de máscara facial - Google Patents

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BR112020025213A2
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Ronald L Gerson
Pierre Lapointe
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Louis M. Gerson Co., Inc.
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Abstract

“CONJUNTO DE MÁSCARA FACIAL”. A presente invenção refere-se a uma máscara facial que compreende um corpo de máscara tendo várias aberturas; uma válvula de exalação posicionada dentro de uma das aberturas do corpo de máscara; um conjunto de arnês configurado para se estender em torno da cabeça do usuário; uma primeira alça fixada no conjunto de arnês, um retentor de alça posicionado no corpo de máscara e disposto sobre a válvula de exalação, o retentor de alça configurado para receber a primeira alça; e um protetor de válvula. A primeira alça tem superfícies dianteira e traseira, as superfícies dianteira e traseira definindo uma segunda espessura entre elas. O protetor de válvula é posicionado entre a primeira alça e a válvula de exalação, e tem uma primeira superfície configurada para engatar a válvula de exalação e uma segunda superfície, oposta à primeira superfície. A primeira e segunda superfícies definem uma primeira espessura entre as mesmas, de modo que um espaçamento entre a primeira alça e o retentor de alça controla a fricção entre a primeira alça e a superfície dianteira do retentor de alça.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “CONJUNTO DE MÁSCARA FACIAL”.
REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDOS RELACIONADOS
[0001] Este pedido é uma continuação em parte do pedido U.S. No. 14/735.631, depositado em 10 de junho de 2015, os conteúdos do qual são incorporados aqui por referência em sua totalidade.
[0002] A presente invenção refere-se a respiradores e conjuntos de máscara facial
ANTECEDENTES
[0003] Um respirador é um dispositivo projetado para proteger o usuário de inalar poeiras, fumaças, vapores ou gases nocivos, respiradores vêm em uma ampla variedade de tipos e tamanhos usados pelos militares, indústria privada, e pelo público. Todos os respiradores têm algum tipo de peça facial ou corpo de máscara presa na cabeça do usuário com alças, um arnês de tecido ou algum outro método. O corpo da máscara do respirador cobre a face inteira (“Máscaras Faciais Inteiras”) ou a metade inferior da face incluindo o nariz e a boca (“Meias Máscaras”).
[0004] Conjuntos de máscara de meia-face em geral incluem uma válvula de exalação que se abre em resposta à pressão aumentada quando o usuário exala para permitir que o ar exalado seja rapidamente purgado do interior da máscara. O ar inalado (contaminado) flui através de um elemento de filtro que em geral é colocado sobre os orifícios de inalação para purificar o ar que é inalado. Estes orifícios de inalação em geral também são encaixados com uma válvula de um sentido que fecha quando o usuário exala a fim de preservar os filtros de degradação por umidade exalada na respiração do usuário e direcionar todo o ar de exalação através da válvula de exalação ou diafragma. É desejável que a trajetória de ar entre a válvula de exalação e o ambiente esteja livre de bloqueio ou impedimentos.
SUMÁRIO
[0005] A invenção se refere a uma máscara facial configurada para ser usada na cabeça de um usuário e cobrir o nariz e boca do usuário. Em um aspecto geral da invenção, a máscara facial compreende um corpo de máscara tendo várias aberturas; uma válvula de exalação posicionada dentro de uma das várias aberturas do corpo de máscara; um conjunto de arnês configurado para se estender em torno da cabeça do usuário; uma primeira alça fixada no conjunto de arnês, um retentor de alça posicionado no corpo de máscara e disposto sobre a válvula de exalação, o retentor de alça configurado para receber a primeira alça; e um protetor de válvula. A primeira alça tem uma superfície dianteira e uma superfície traseira, oposta à superfície dianteira, a superfície dianteira e a superfície traseira definindo uma segunda espessura entre elas. O protetor de válvula é posicionado entre a primeira alça e a válvula de exalação, o protetor de válvula tendo uma primeira superfície configurada para engatar a válvula de exalação e uma segunda superfície, oposta à primeira superfície, a primeira superfície e a segunda superfície definindo uma primeira espessura entre as mesmas, de modo que é configurado um espaçamento entre a primeira alça e o retentor de alça para controlar a fricção entre a primeira alça e a superfície dianteira do retentor de alça.
[0006] Modalidades deste aspecto da invenção podem incluir uma ou mais das seguintes características.
[0007] O espaçamento entre a primeira alça e a válvula de exalação é substancialmente o mesmo que a segunda espessura da primeira alça. Uma da superfície dianteira e da superfície traseira da primeira alça engata uma da primeira superfície e da segunda superfície da válvula de exalação. A superfície dianteira da primeira alça engata a primeira superfície da válvula de exalação e a superfície traseira da primeira alça engata a segunda superfície da válvula de exalação.
[0008] A máscara facial ainda inclui uma segunda alça e o retentor de alça é configurado para guiar a primeira alça e a segunda alça em uma configuração cruzada. A primeira alça e a segunda alça se cruzam no protetor de válvula e a primeira alça e a segunda alça contatam o protetor de válvula. O conjunto de arnês é adaptado para reter o corpo da máscara em uma primeira posição cobrindo o nariz e a boca do usuário, e em uma segunda posição caída da face do usuário sem remover o conjunto de arnês da cabeça do usuário. O espaçamento entre a superfície externa do protetor de válvula e a superfície interna do retentor de alça é substancialmente aquele da espessura das alças cruzadas. A máscara facial da segunda superfície do protetor de válvula inclui pelo menos uma região subjacente à primeira alça, a pelo menos uma região definindo uma região de fricção. Por exemplo, a segunda superfície do protetor de válvula pode incluir protuberâncias na pelo menos uma região de fricção. O protetor de válvula pode ser em formato de anel.
[0009] Em outra modalidade, o protetor de válvula inclui uma região semicircular superior e uma região semicircular inferior, a região semicircular superior do protetor de válvula tendo um formato de cúpula.
[0010] Entre outras vantagens, a máscara facial tendo a configuração descrita acima permite que a resistência entre as alças direita e esquerda seja aumentada quando passam através de fendas correspondentes do retentor de alça 40. Aumentar a resistência entre as alças e fendas também permitirá que a máscara facial seja posicionada em uma maneira estacionária sobre o nariz e a boca do usuário, de modo que as mãos do usuário estão livres para fixar e ajustar a tensão do arnês de cabeça em torno do pescoço para permitir um encaixe justo da máscara na face. Se a máscara facial não tem tensão suficiente para as alças de arnês de cabeça, então a máscara deslizará da face do usuário, tornando difícil obter a tensão correta e encaixe da máscara na face.
[0011] Outras características e vantagens da invenção são evidentes a partir da descrição seguinte, e das reivindicações.
DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0012] A figura 1 é uma vista lateral de um conjunto de máscara facial usado na cabeça do usuário.
[0013] A figura 2 é uma vista em perspectiva explodida dianteira do conjunto de máscara facial da figura 1 (sem o conjunto de arnês).
[0014] A figura 3 é uma vista em perspectiva explodida parcialmente do conjunto de máscara facial da figura 1.
[0015] A figura 4 é uma vista em perspectiva explodida traseira do conjunto de máscara facial da figura 1 mostrando a configuração de alças e retentor de alça.
[0016] A figura 5 é uma vista em perspectiva dianteira do protetor de válvula da figura 1.
[0017] A figura 6 é uma vista em perspectiva dianteira de uma modalidade alternativa de um protetor de válvula.
[0018] A figura 7 é uma vista em perspectiva dianteira de outra modalidade alternativa de um protetor de válvula configurado com uma cúpula semicircular para engatar por fricção as alças, para proteger a válvula de exalação de contaminação e direcionar o ar de exaustão para baixo.
DESCRIÇÃO
[0019] Referindo-se à figura 1, é mostrada uma máscara facial representativa 10 presa contra a face do usuário 17 com um conjunto de arnês 15 tendo uma alça ajustável direita 12, uma alça ajustável esquerda 14 e uma alça ajustável inferior 11 de modo que uma peça facial 16 tendo um aro de flange em formato de face 24 cobre e veda o nariz e boca do usuário. A alça direita 12 e a alça esquerda 14 são fixadas em uma armação de cabeça 19 enquanto a alça inferior 11 é fixada em uma fivela de liberação 21. Quando a máscara é usada, o usuário inala o ar ambiente filtrado através dos filtros convencionais de preferência montados de modo removível 18, que são posicionados nos lados da máscara facial, e exala o ar através de uma válvula de aba e exalação convencional 34 (figura 2) na frente da máscara. Para conformar de modo confortável com a face do usuário, a peça de face 16 de preferência é feita em parte de um material elastomérico e de preferência resiliente, deformável, macio, e pode ser feita de vários tamanhos para acomodar diferentes usuários.
[0020] Como será discutido em mais detalhe abaixo, o conjunto de arnês 15 com suas alças ajustáveis direita e esquerda 12, 14, é configurado para fixar na máscara facial 10, através de um retentor de alça 40 (discutido em maior detalhe abaixo), de modo que a máscara facial pode ser facilmente ajustada e conformar com diferentes faces de usuários. A configuração também permite que a máscara facial 10 seja movida entre múltiplas posições sem remover o conjunto de arnês. Por exemplo, a máscara facial 10 pode ser usada em uma primeira posição com a peça facial 16 e o aro em formato de face 24 cobrindo e vedando o nariz e boca do usuário. Em uma segunda posição, a mascar facial 10 pode estar caída da face do usuário para uma segunda posição sem mover o conjunto de arnês da cabeça do usuário. Se o usuário está usando, por exemplo, um capacete de proteção, este é um recurso particularmente desejável. Nesta segunda posição, a máscara facial 10 fica pendurada perto do corpo do usuário em uma posição caída. Isto é vantajoso em situações onde o usuário precisa ter acesso a sua boca (por exemplo, para falar) ou de outro modo precisa remover a mascara facial sem ter que remover a máscara facial completamente e então reposicionar a máscara facial sobre a boca e nariz do usuário quando o trabalho recomeça. Também, na segunda posição, a máscara facial 10 fica pendurada no corpo do usuário de modo que não tem que ser colocada no chão ou armazenada em outro lugar.
[0021] A peça facial 16 está na forma de um elemento em formatado de face resiliente, deformável tendo uma parede externa que suporta o alojamento da válvula de exalação e válvulas de inalação bem como um aro envolvente formado pela peça de face que é formatada para contatar e conformar com a face do usuário desse modo formando uma vedação contra a face quando a máscara facial está posicionada no usuário. O aro envolvente tem uma borda definida pelas paredes externas da peça de face se estendendo para longe do aro. A peça de face 16 define uma parte interior da peça de face que forma uma câmara de respiração, e uma parte do aro traseiro curvado envolvente 23 se estendendo do aro traseiro e para o interior da peça de face.
[0022] Peça de face 16 é feita de um material elastomérico polimérico moldado como por moldagem de compressão, injeção ou vácuo de materiais, tais como cloreto de polivinilideno, borracha natural, borrachas sintéticas, tais como silicone, neoprene, PVC, ou uretano.
[0023] Referindo-se às figuras 2 e 3, a peça de face 16 tem uma espessura preferida entre cerca de 0,38 mm a 3,17 mm e de preferência é pelo menos cerca de 0,812 mm. A espessura pode variar dentro de uma peã de face única de 0,812 mm nas bordas internas da parte traseira curvada 26 para fornecer maior flexibilidade, a cerca de 3,17 mm nos lados externos 22 onde é necessário um suporte maior. Em tal espessura e durômetro selecionado, o material da parte traseira curvada 26 tem durabilidade suficiente, maciez, e deformação e forma confortavelmente uma boa vedação com a face de um usuário, embora não seja muito frágil.
[0024] A peça de face 16 tem um par de aberturas laterais 30a, 30b, uma em cada lado da peça de face 16 com uma terceira abertura 30c posicionada entre as aberturas laterais, as aberturas 30a, 30b são dimensionadas e formatadas para receber válvulas de inalação correspondentes 32a, 32b que são configuradas para receber cartuchos de filtro 34a, 34b para filtrar particulados e/ou gases. Como pode ser visto na figura 2, os cartuchos de filtro 34a, 34b são do tipo que usa um conjunto de montagem de baioneta para ficar a peça de face 16. A terceira abertura 30c é dimensionada e formatada para receber uma válvula de exalação 34 de modo que quando a máscara de face 10 é colocada na face do usuário, a válvula de exalação é posicionada sobre a boca do usuário. A válvula de exalação 34 é do tipo que tem um diafragma flexível.
[0025] A máscara de face 10 inclui um retentor de alça 40 que é adaptado para fixar na peça de face 16 e sobre a válvula de exalação
34. O retentor de alça 40 está na forma de um invólucro côncavo para acomodar a válvula de exalação, bem como as alças 12, 14 e elementos de fixação 48, configurados para serem recebidos por fendas correspondentes 56 no protetor de válvula 50. Quando o retentor de alça 40 é posicionado em uma peça de face 16, os dois componentes se conformam para fornecer uma máscara facial unitária, suave e contornada 10 O retentor de alça 40 é configurado para receber e suportar as alças 12, 14 em quatro pontos de engate. Os quatro pontos de engate estão na forma de um par de fendas superiores 42a, 42b e um par de fendas inferiores 44a, 44b. Cada uma das fendas superiores 42a, 42b e as fendas inferiores 44a, 44b são retangulares em formato e adequadamente dimensionadas para permitir que a alça direita 12 e a alça esquerda 14 passem através sem resistência. O retentor de alça 40 inclui em sua extremidade inferior uma abertura 46 através da qual o ar da válvula de exalação 34 é expelido. A abertura 46 é posicionada no retentor de alça 40 de modo que quando a máscara facial 10 está em uso, a abertura é direcionada em uma direção descendente. Posicionada desta maneira, o diafragma na válvula de exalação é coberto e a chance de detritos, fragmentos, excesso de tinta ou outros particulados entrando na máscara e contaminando o diafragma de exalação é minimizado.
[0026] Referindo-se à figura 4, a alça direita 12 e a alça esquerda 14 se estendem através das fendas superiores 42a, 42b e as fendas inferiores 44a, 44b em maneira cruzada. A alça direita 12 e a alça esquerda 14 se estendem em maneira cruzada porque em geral não existe espaço suficiente entre a abertura 30c para suportar a válvula de exalação 34 e os cartuchos 34a e 34b quando estão posicionados nas aberturas de válvula de inalação 30a, 30b para se deslocarem verticalmente, em vez de modo cruzado, através das fendas. A alça direita 12 se estende através da fenda superior 42a e fenda inferior 44b enquanto a alça esquerda 14 se estende através da fenda superior 42b e a fenda inferior 44a. Com esta disposição, existe um risco que a alça direita 12 e a alça esquerda 14 possam contatar e impedir o fluxo de ar através da aba de diafragma da válvula de exalação 34, particularmente na interseção das alças entre a válvula de exalação e a superfície interna do retentor de alça 40.
[0027] Referindo-se às figuras 2, 4 e 5, para assegurar o fluxo de ar adequado e minimizar a possibilidade da alça direita 12 e a alça esquerda 14 bloquearem a trajetória de ar para a válvula de exalação 34, a máscara facial 10 inclui um protetor de válvula 50. O protetor de válvula 50 é em formato de cúpula de modo que as alças serão impedidas de contatar e serão espaçadas da superfície dianteira da válvula de exalação 34 e está ma forma de um anel (em formato de anel) que define uma abertura 51 sobre a válvula de exalação. O protetor de válvula 50 inclui um conjunto de abas radialmente espaçadas 52 posicionadas em uma parede periférica 54, cada aba 52 sendo dimensionada e configurada para engatar um rebordo externo da válvula de exalação 34. O alojamento da válvula de exalação 35, por sua vez, inclui um conjunto de abas radialmente espaçadas 37 que são dimensionadas e configuradas para serem recebidas dentro de fendas radiais dimensionadas e formatadas apropriadamente 57 do protetor de válvula 50.
[0028] Na modalidade mostrada na figura 5, a parede periférica 54 do protetor de válvula 50 é dimensionada e formatada para permitir que a alça direita 12 e a alça esquerda 14 se movam com resistência limitada através das fendas superiores 42a, 42b e fendas inferiores 44a, 44b correspondentes do retentor de alça 40.
[0029] No entanto em certas aplicações, a máscara de filtro, quando montada com cartuchos de filtro removíveis 34a, 34b pode pesar até 600gramas/par. Em tais aplicações, o peso da máscara de filtro, junto com recipientes de filtro, quando liberada da face do usuário cairá para a parte inferior da alça e ficará bem abaixo da face do usuário.
[0030] Em tais situações, pode ser desejável aumentar a resistência entre a alça direita 12 e a alça esquerda 14 quando passam através de fendas superiores 42a, 42b fendas inferiores 44a, 44b correspondentes do retentor de alça. Aumentar a resistência entre as alças e fendas também permitirá que a máscara facial seja posicionada em uma maneira estacionária sobre o nariz e boca do usuário, de modo que as mãos do usuário estão livres para fixar e ajustar a tensão do arnês de cabeça em torno do pescoço para permitir um encaixe justo da máscara na face. Se a máscara facial 10 não tem tensão suficiente para as alças de arnês de cabeça 12, 14, então a máscara deslizará para baixo da face do usuário, tornando difícil obter a tensão correta e encaixe da máscara na face.
[0031] Portanto, em tais situações, outras modalidades da máscara facial 10 podem incluir um protetor de válvula 50 que é dimensionado e formatado para aumentar a resistência da alça direita 12 e da alça esquerda 14 através das fendas superiores 42a, 42b e fendas inferiores 44a, 44b correspondente do retentor de alça 40. Por exemplo, o protetor de válvula 50 pode ter uma espessura aumentada de modo que o espaço entre a superfície externa do protetor de válvula 50 e a superfície interna do retentor de alça 40 é substancialmente aquela da espessura das alças 11, 12. Reduzir o espaçamento entre a superfície externa do protetor de válvula e a superfície interna do retentor de alça 40 fornece contato friccional aumentado.
[0032] Mais particularmente, a alça direita 12 e a alça esquerda 14 têm uma superfície dianteira e uma superfície traseira oposta, que definem entre elas, as espessuras das alças. Nestas modalidades nas quais o contato fricciona aumentado entre o protetor de válvula e a superfície interna do retentor de alça 40 bem como as espessuras da alça direita 12 e a alça esquerda 14 são configuradas de modo que as superfícies dianteiras e superfícies traseiras das alças 12, 14 engatam a superfície interna do retentor de alça e a superfície externa do protetor de válvula, respectivamente. É o engate das superfícies dianteira e traseira que casam o contato friccional. Além do mais, o espaçamento e a extensão na qual as superfícies engatam determinarão a extensão da fricção entre aquelas superfícies.
[0033] Em outra modalidade, como mostrado na figura 6, um protetor de válvula 60 inclui quatro protuberâncias 68 na superfície externa do protetor de válvula 60 que são posicionadas ara fazer contato friccional com a alça direita 12 e a alça esquerda 14 entrecruzadas. Nesta modalidade, em vez de aumentar a espessura total do protetor de válvula 60, as protuberâncias 68 fornecem áreas específicas onde o contato friccional é fornecido nas alças 12, 14. Deve ser apreciado que menos que quatro protuberâncias (por exemplo, uma para cada alça) podem ser tudo que pode ser exigido para fornecer a resistência necessária. O protetor de válvula 60 e de outras maneiras configurado como descrito previamente para o protetor de válvula 50 das figuras 1-5, com uma abertura 61 sobre a válvula de exalação 34 e abas radialmente espaçadas 62 posicionadas em uma parede periférica 64, cada aba 52 sendo dimensionada e configurada para engatar um rebordo externo da válvula de exalação
34.
[0034] Em ainda outra modalidade, como mostrada na figura 7, o centro circular do protetor de válvula 70 tem uma região semicircular superior e uma região semicircular inferior. A região semicircular superior do protetor de válvula 70 e coberta por uma cúpula semicircular 78. A cúpula semicircular 78 é delimitada por uma corda 79 de uma abertura semicircular 71 abaixo da corda 79. A cúpula semicircular 79 tem uma superfície convexa que fornece contato friccional com as alças 12, 14. O grau de força friccional exercida pela cúpula semicircular 79 pode ser ajustado ajustando a altura da cúpula. Como uma vantagem adicional fornecida por esta modalidade, a cúpula protege a válvula de exalação 34 da contaminação de quaisquer particulados do ambiente de trabalho que podem ser fixados nas alças e UE poderiam ser desalojadas quando as alças se movem entre o retentor de alça e o protetor de válvula. Finalmente, a abertura semicircular inferior 71 é posicionada para direcionar o ar para baixo na direção da abertura 46 através da qual o ar da válvula de exalação 34 é expelido. Direcionar o ar para baixo desta maneira reduz o embaçamento dos óculos e escudos de proteção que podem ser usados em combinação com o respirador.
[0035] Deve ser entendido que a descrição precedente é destinada a ilustrar e não limitar o escopo da invenção, que é definida pelo escopo das reivindicações anexas. Por exemplo, embora o conjunto de arnês seja descrito como tendo um par de alças separadas, em certas modalidades, uma única alça pode ser usada com o retentor de alça. Outras modalidades se encontram dentro do escopo das reivindicações seguintes.

Claims (11)

REIVINDICAÇÕES
1. Máscara facial configurada para ser usada na cabeça de um usuário e cobrir o nariz e boca do usuário, a máscara facial caracterizada pelo fato de que compreende: um corpo de máscara tendo várias aberturas; uma válvula de exalação posicionada dentro de uma das várias aberturas do corpo de máscara; um conjunto de arnês configurado para se estender em torno da cabeça do usuário; uma primeira alça fixada no conjunto de arnês, a primeira alça tendo uma superfície dianteira e uma superfície traseira, oposta à superfície dianteira, a superfície dianteira e a superfície traseira definindo uma segunda espessura entre elas; um retentor de alça posicionado no corpo de máscara e disposto sobre a válvula de exalação, o retentor de alça configurado para receber a primeira alça; e um protetor de válvula posicionado entre a primeira alça e a válvula de exalação, o protetor de válvula tendo uma primeira superfície configurada para engatar a válvula de exalação e uma segunda superfície, oposta à primeira superfície, a primeira superfície e a segunda superfície definindo uma primeira espessura entre as mesmas, de modo que é configurado um espaçamento entre a primeira alça e o retentor de alça para controlar a fricção entre a primeira alça e a superfície dianteira do retentor de alça.
2. Máscara facial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o espaçamento entre a primeira alça e a válvula de exalação é substancialmente o mesmo que a segunda espessura da primeira alça.
3. Máscara facial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma da superfície dianteira e da superfície traseira da primeira alça engata uma da primeira superfície e da segunda superfície da válvula de exalação.
4. Máscara facial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a superfície dianteira da primeira alça engata a primeira superfície da válvula de exalação e a superfície traseira da primeira alça engata a segunda superfície da válvula de exalação.
5. Máscara facial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende uma segunda alça e em que o retentor de alça é configurado para guiar a primeira alça e a segunda alça em uma configuração cruzada, a primeira alça e a segunda alça cruzando no protetor de válvula, em que a primeira alça e a segunda alça contatam o protetor de válvula.
6. Máscara facial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o conjunto de arnês é adaptado para reter o corpo da máscara em uma primeira posição cobrindo a boca e nariz do usuário, e em uma segunda posição caída abaixo da face do usuário sem remover o conjunto de arnês da cabeça de um usuário.
7. Máscara facial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o espaçamento entre a superfície externa do protetor de válvula e a superfície interna do retentor de alça é substancialmente aquele da espessura das alças cruzadas.
8. Máscara facial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o protetor de válvula é em formato de anel.
9. Máscara facial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda superfície do protetor de válvula inclui pelo menos uma região subjacente à primeira alça, a pelo menos uma região definindo uma região de fricção.
10. Máscara facial, de acordo com a reivindicação 9,
caracterizada pelo fato de que a segunda superfície do protetor de válvula inclui protuberâncias na pelo menos uma região de fricção.
11. Máscara facial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o protetor de válvula inclui uma região semicircular superior e uma região semicircular inferior, a região semicircular superior do protetor de válvula tendo um formato de cúpula.
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