CN101081328A - 带过滤保护装置的保护头盔系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种保护头盔系统，包括一个重量相对较轻、质地坚硬的头盔结构。该头盔结构可以包含可调节的内部头带。该头盔系统包括与头盔结构相连并覆盖头盔结构的过滤装置。在头盔结构上部装有一个风扇机构，将通过过滤装置的空气引入头盔结构。可选电源向风扇供电。面部遮护装置可与头盔结构相连，从而覆盖穿戴者面部，维持与穿戴者相关的非污染环境。一个柔性套箍或头罩与面部遮护装置相连，将镜片的下部开口密封，为穿戴者提供保护，空气通过套箍或头罩排出。

Description

带过滤保护装置的保护头盔系统

技术领域

本发明一般涉及个人环境保护系统，更具体地说，是指由个人在需要过滤空气控制并需要防护颗粒物质的环境下穿戴一种头盔结构。

现有技术

在现有技术中已有多种类型的气流、过滤和保护系统。目前市场上使用的若干种此类系统用于手术现场、“除尘室”环境，或在危险/受污染环境中使用。

某些现有系统包括头罩、外罩、过滤装置以及类似物。比如，空气过滤器安装在头盔结构内部，使头盔变得相当不灵活和笨重。现有的装置一般包含外部空气源，比如气罐、气管或类似物，这些外部气源通过硬管、软管或类似物与头盔结构相连。软管连接系统和长长的外罩或头罩容易变得很笨拙，同时限制穿戴者在工作过程中的移动和灵活性。

很多现有技术系统的头罩和/或外罩还用作过滤装置，必须经常更换。因此，这种结构价格昂贵，原因是用后即弃的过滤装置也非常昂贵。

此外，特别是考虑到系统的用后即弃部分，这些系统倾向于相当昂贵。

现有技术中有很多此类产品。美国专利(专利号：5,054,480)个人空气过滤和控制系统(发明人：R.O.BARE等)介绍了一种功能适宜的系统。

另一种此类系统是美国专利(专利号：5,711,033)带头盔的空气过滤和保护系统(发明人：L J.GREEN等)。

最接近的现有文献是美国专利(专利号6,918,141)保护头盔系统(发明人：LAWRENCE J.GREEN、CELESTINO MURILLO和OBED RIOS)。

发明内容

本发明涉及一种保护头盔系统，可由一名外科医生在外科手术中穿戴，或者由一名技术人员在装配过程中穿戴，或由一名工人在处理有毒废物过程中穿戴，或在其它类似场合使用。

该系统包括一个重量相对较轻、质地坚硬的支撑头盔结构。头盔结构上通常安装一个风扇机构，可以为头盔结构提供空气流。合适的电源，比如电池组或类似物可选作风扇电源。

该系统还包括一个或多个可拆卸并可抛弃的过滤装置，适于方便地紧贴安装在头盔结构上，并由头盔结构支撑，且覆盖头盔结构的大部分外表面。

采块透明的面部遮护装置(或镜片)，方便地安装在头盔结构上，遮盖住将穿戴者的面部，为佩带人保持无菌、不受污染的环境。

采用柔性封闭套箍适于方便地装在面部遮护装置的下边缘，从而将镜片的下部凸出部分封闭起来，在穿戴者的头部四周提供一个密封空间。在一个实施例中，套箍应沿穿戴者的脖子闭合。

可调节头带被固定在头盔结构上，支撑穿戴者头上的组装结构。

提供外部的、重量相对较轻、质地相当坚硬的过滤保护装置，用来安装在镜片上，并与镜片至少保持部分间隔关系，以便在镜片和过滤保护装置之间形成气隙。

附图说明

图1是本发明组合头盔系统一个实施例的透视图。

图2是图1所示组合头盔系统实施例的剖面图。

图3是图1和图2所示头盔系统实施例的后视分解图。

图4是图1、图2、图3所示本发明头盔结构实施例的前视分解图。

图5是本发明另一个实施例的前视分解图。

图6是本发明另一个实施例的透视图。

具体实施方式

同时参考图1-图4，它们表示了本发明头盔组件10的一个实施例。头盔组件10包括头盔壳体100、安装在头盔壳体上的风扇机构108、外部过滤保护装置500、主过滤装置400、面部遮护装置200、套箍300和头带组件175。

头带175用于把头盔10放置在穿戴者(图中无显示)的头部。头带175是非常常用的头带，同样属于可选部件。如果优选，也可以使用一个不同的头部连接支持机构，也可以不使用。

头带175包括可调的头部环绕带176，以适应每个穿戴者头部的尺寸。调节扣177使头带176以常规方式缩短或伸长。

头顶带178与头带176可用任何常规方式连接在一起。必要时，头带176和头顶带178可以采用一体形式。头顶带和头带应采用合适的材料制作，比如尼龙。虽然本发明涵盖了头顶带178的长度调节，但实质上它不是本发明要求的特征。

头带176包括合适的连接臂179(见图5)。该连接臂从头带176向外延伸，通过合适的紧固件180与头盔100相连，紧固件180可以是平头螺丝或是类似物，如上文所述。

头盔壳体100两侧各有一个合适的开孔181，头带两侧各有一个合适的开孔171(最好参看图3)，用于穿过连接件180(比如平头螺丝或类似物)，如下文所述，连接件将头带175固定在头盔壳体上。

头盔壳体100通常由轻质材料制造，比如：二醇类改性聚酯(PETG)或聚炭酸酯。头盔壳体100应合理设计，一般要与佩带者头部的上部相吻合，但应通过上文所述头带175与穿戴者头顶保持一定距离。

此外，如下文所述，头盔壳体100应足够结实，以便支持冷却或空气移动机构108，一般采用一个风扇或类似物。

多根辐条103从头盔100的外表面向上伸展，并从头盔100的纵向中心向其外周的外侧上方发散延伸。虽然发明中没有要求，但是辐条103可以与头盔壳体100整合在一起，并形成一个倒置的篮子形状。

风扇外罩101在头盔壳体100的外表面上方延伸。该风扇外罩101与辐条103连接在一起，或与辐条采用一体形式，为任何常规类型的风扇机构108提供保护和轮廓罩，如美国专利№D460,584和№6,792,944所述。因此，与辐条103连接在一起的风扇外罩101提供了用于保持头盔壳体100和过滤装置400之间的距离的间隔装置。在风扇外罩101侧部设有风扇开口109。

风扇外罩101和辐条103一样，用于支持头盔壳体100上方的保护过滤装置400。这样，就形成并保持了头盔组件10周围的空气流道；而风扇机构108可以为头盔组件10的穿戴者提供冷却和过滤气流。

固定销160装在头盔壳体100的前部。如下所述，设置固定销160用于固定面部遮护装置(或镜片)200和过滤装置400，并将其定位。

过滤装置400通常由但不限于电解化纤维塑料材料制造，形状与头盔壳体100的外形相吻合，并适合紧贴地安放在头盔壳体上面。通过选择过滤装置400的材料，可以控制进入或离开头盔壳体100的过滤空气的水平和等级。

过滤装置400的前缘402用任何合适的紧固件(比如维可牢尼龙搭扣或类似物)固定在头盔壳体100上。此外，过滤装置400包括在其上的孔403，固定销160通过该孔将过滤装置400固定。如下文所述，镜片200的顶边将主过滤装置400的外周卡在头盔壳体100上。

在该实施例中，过滤保护装置500被设置成覆盖在过滤装置400上面。如需要，过滤保护装置500采用与头盔100相同(或相似)的材料制造。过滤保护装置500防止过滤装置400受到损坏，同时防止人员(包括头盔穿戴者)接触到可能被污染的过滤装置400的表面。

过滤保护装置500与镜片200上边缘相连(比如通过铆钉600)。特别是，保护装置500包括多个凹陷部分550(或压铆螺母柱)，铆钉600可穿过凹陷部分550。过滤保护装置500(位于凹陷部分550中间)的部分555与镜片200上边缘表面有一定间距，形成间隙700，空气可通过该间隙进入过滤装置上面的封闭空间。

此外，过滤保护装置还有一道上部凹陷部分530，该部分支撑在过滤装置400的后部上表面430上，而过滤装置400支撑在风扇罩101上面，这样风扇罩101为过滤装置400提供一个支撑，并保持过滤装置400和过滤保护装置500之间的间隔750。

面部镜片由密封、透明的材料(比如聚炭酸酯或类似物)制造，并适合安装在头盔100的外表面。镜片应包括密封垫，由闭孔泡沫塑料或其它可压缩材料制成，并安装在镜片上边缘，实际是其外缘。镜片200应适于压在过滤装置400的外表面，而过滤装置400则压在头盔壳体100的外表面上，从而将过滤装置外周夹住定位。过滤装置400的内表面和头盔100的外表面紧密相贴形成两者之间可靠的并与外界隔绝的密封。与此类似，镜片200的内表面与过滤装置400的外表面密封相连。

在一个实施例中，过滤保护装置500和镜片200制造加工成与头盔壳体100外周形状相吻合。这种情况下，应装有合适的锁定装置，将镜片固定在头盔壳体100上。在一个实施例中，该锁定装置包括一对通过铆钉或类似物与镜片200相连的支持片203A、203B以及按扣连接装置204(包括按扣组件204A和204B)，这对支持片应通过铆钉或类似物固定在镜片200上。也可以考虑其他锁定技术。

在遮护装置200的中部靠近其上边缘处设有定位孔230。如上文所述，固定销160穿过孔230将遮护装置200与头盔壳体100固定定位。

同样可以考虑定位孔和支持片203A、203B一起与过滤保护装置500组合在一起，这样过滤保护装置500就可以作为一个整体组件发挥作用。

此外，拉链206的一侧，即拉链侧206A，安装在镜片200的下侧曲线边，如下文所述，与套箍300相连。拉链206的另一侧，即拉链侧206B，则与下文所述套箍300的外边缘相连。拉链侧206B适于选用常规方式与拉链侧206A相连，从而将套箍300与镜片200连接在一起，如上文所述，镜片200也要适于与头盔100相连。

在另一个实施例中，拉链也可用合适的夹持或咬合装置代替，比如，包括柔性槽隙材料，可以牢固地咬住镜片200下缘的突起。

套箍300由柔性材料比如尼龙、塑料或熔喷聚丙烯制成。这种材料通常具有透气性，用于过滤穿戴者头部附近的空气。套箍还作为保护屏障，防止颗粒物质在穿戴者与周围环境的传输。

套箍300包括开口305，设计用于通过穿戴者的头部。在一个最优实施例中，在开口305的外周装有弹性带302。弹性带302被拉伸后可以通过穿戴者的头部，使套箍松紧适中地贴在穿戴者的头部。也可以使用系带、拉带或其他密封方式收紧头部开口305。因此，套箍300就为穿戴者头部提供了保护屏障。

在另一个实施例中，可将过滤装置400、面部遮护装置200和保护套箍300连接在一起，作为一个组件，放置在头盔壳体100的上部，提供所述过滤与保护功能。

现在参阅图5，这是本发明的另一个实施例。在该实施例中，与所述组件相似的组件使用一样的附图标记，先前说明在此也适用。

因此，头盔组件10A包括：头盔壳体100A、安装在头盔壳体上的风扇机构108、外部过滤装置(或保护装置)500、主过滤装置400、面部遮护装置200、套箍300和头带组件175。

如上文所述，头带175用于将头盔10安放在穿戴者头部。头带175属常规头带，同样可选。即，如果优先选择，也可以选择另外一种连接支持机构或将其取消。

头带175通常包括：头部环绕带176、头顶带178、合适的连接臂179，该连接臂利用合适的紧固件180提供到头盔壳体100A的连接。如上文所述，紧固件180可以采用平头螺丝或类似物。

头盔壳体100A通常由轻质材料，比如二醇类改性聚酯(PETG)或聚炭酸酯制成。头盔壳体100形状一般要与佩带者头部的上部相吻合，但应通过下述所述头带175与穿戴者头顶保持一定距离。此外，如下文所述，头盔壳体100A应足够结实，以便支持冷却或空气流动机构108，比如，通常采用一个风扇或类似物。头盔壳体100A通常有闭合的上表面121。

在图5的实施例中，过滤装置独立支撑110包括多根辐条103A，如上文所述，这些辐条向上延伸，由此形成风扇外罩101A以及开口109A。过滤装置支撑110应适合安装在头盔壳体100A的上表面121的上面，这样，辐条103A从头盔壳体100A的纵向中心向其外侧四周发散延伸。这样就实现了组件头盔100A的一个快速穿戴或摩擦配合组件以及过滤装置支撑110。

如需要，可以安装一个可选后过滤装置800。后过滤装置可以采用与过滤装置400一样的材料制作。或者，为了获得不同的过滤效果(或为了降低成本)，后过滤装置800可以采用与过滤装置400不同的材料，比如毛毡或活性碳。当然，如需要，也可以取消后过滤装置800。或者只使用后过滤装置。如需要，可以采用固定装置111将后过滤装置800与支持结构110相连。

过滤装置400、镜片200和过滤保护装置500还可以采用与所述个各图相似的方式安装到其他部件上。

现在参阅图6，这是本发明的另一个实施例。在此实施例中，头盔组件10B与图1的头盔组件类似，但用下部过滤保护结构350代替了套箍300。

在此实施例中，结构350(也可称为头罩或外罩)通过图1-图4实施例中的拉链206，或者槽隙咬合连接器或其它合适的方式沿着下缘206与镜片相连。

外罩350通常采用聚乙烯、聚丙烯、合成纤维或其它合适材料制造。

如图所示，外罩350的长度可根据需要选择，但应向下延伸到穿戴者肩膀下面。

图6所示结构中，外罩350的设置应考虑与穿戴者肩膀相配合适应。此处虽然绘出了缺口352A和352B的形状。但是在过滤保护外罩的下缘可制成任何合适的形状，开缝也可以。

在使用中，图3、图4和/或图5分解图显示的部件应根据所述说明组装到一起。调节头带175，将头盔结构安装就位。然后穿戴者的头部穿过套箍300或保护外罩350，将组合头盔结构放置在穿戴者头部。此时头盔结构就穿戴就绪，穿戴者可以通过间隙和过滤器呼吸空气。过滤空气经风扇108引导，输送到由过滤装置、隔离遮护装置和套箍性形成的封闭空间。这样在穿戴者面部附近就形成了洁净空气环境。

因此该发明所示和说明的头盔系统具有独特的设计和原理，包括一个空气过滤器和控制系统。虽然本说明是针对一个具体的实施例，但是对于本领域的普通技术人员可以理解的是，这些技术可根据此处所示和说明的具体实施例进行修改和/或变化。任何包含在本说明书范围内的修改和变化也应包括在此发明中。可以认为此处说明只是说明性的，而没有限制性。更确切的讲，该发明的范围仅由下述权利要求书所限定。

Claims (20)

1、一种保护头盔系统，包括：

支撑壳体；

面部遮护装置，通过将所述面部遮护装置与所述支撑壳体的外周相吻合，所述面部遮护装置适于与所述支撑壳体连接；

过滤装置，适于安装在所述支撑壳体的顶部并且基本上通过所述面部遮护装置固定到所述支撑壳体的顶部；

保护罩，适于安装在所述面部遮护装置的下部，以及

过滤保护装置，适于安装在所述过滤装置上方的所述面部遮护装置的上部。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

至少部分的所述过滤装置被压缩在所述过滤保护装置和所述面部遮护装置之间。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，包括：

头带，适于与所述支撑壳体的内部相连。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述支撑壳体包括至少一个在其上用于支撑所述过滤装置的间隔装置。

5.  如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述过滤保护装置包括至少一个间隔装置，用于在所述过滤保护装置与所述面部遮护装置之间形成空间以允许气流通过所述空间。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述保护罩包括透气材料层。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述保护罩包括在其中的开孔。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于：

所述保护罩包括用于基本上封闭所述开孔的可调节封闭装置。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于：

所述可调节封闭装置包括环绕所述开孔的至少一部分的弹性部件。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述过滤保护装置有选择地从所述面部遮护装置拆卸。

11.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述保护罩安装在所述支撑壳体下面的所述面部遮护装置上。

12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，包括：

将所述保护罩与所述面部遮护装置的底边相连的拉链装置。

13.如权利要求14所述的系统，其特征在于，包括：

安装在所述过滤装置下面的所述支撑壳体上的风扇装置。

14.如权利要求3所述的系统，其特征在于：

所述面部遮护装置和所述遮护装置保护罩基本上是透光的。

15.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述保护罩由柔性透气材料制造，所述材料基本上防止颗粒物质通过。

16.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述面部遮护装置、所述过滤装置和所述过滤保护装置被组装成一个单元。

17.如权利要求1所述的系统，其特征在于，包括：

支撑架，和

过滤元件，适于安装在所述支撑架的顶部；

所述支撑架和所述过滤元件被安装在所述过滤装置和所述支撑壳体之间。

18.如权利要求17所述的系统，其特征在于：

所述过滤元件与所述支撑架的外形相吻合。

19.如权利要求17所述的系统，其特征在于，包括：

所述支撑壳体上的支撑装置，从而在所述过滤装置与所述支撑壳体之间形成空间。

20.一种保护头盔系统，包括：

支撑壳体；

面部遮护装置，通过将所述面部遮护装置与所述支撑壳体的外周相吻合，所述面部遮护装置适于与所述支撑壳体相连；

过滤装置，适于安装在所述支撑壳体的顶部并且基本上通过所述面部遮护装置固定到所述支撑壳体的顶部；

支撑架；

过滤元件，适于安装在所述撑架的顶部；

所述支撑架和所述过滤元件安装在所述过滤装置和所述支撑壳体之间；

保护罩，适于安装在所述面部遮护装置的下部，以及

过滤保护装置，适于安装到在所述过滤装置上方的所述面部遮护装置的上部。

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