CN101160156B - 满呼吸面罩 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包括内层面罩(41)和外层面罩(31)的满呼吸面罩，其中外层面罩(31)包括一盆形中间壁(34)，该壁从外层面罩的内侧伸展并且具有一自由端(35)，一凹形侧面(37)，该凹形侧面用来包围戴面罩人的下颚并与其相贴合，以及一凸形侧面(36)。内层面罩(41)的整个周边(42，61)大体上置靠在戴面罩人的面部。以及一种当借助戴在戴面罩人面部的满呼吸面罩进行呼吸时，减少吸入二氧化碳浓度的方法，该方法包括在呼气阶段阻止呼出气体从内层面罩(41)向外层面罩(31)的泄漏。

Description

满呼吸面罩

技术领域

本发明涉及一种具有内层面罩和外层面罩的满呼吸面罩，其中外层面罩包括一个罩形的中间壁，该中间壁从外层面罩的内侧向外伸展并具有一个自由端。该中间壁包括凹形侧面和凸形侧面。本发明还涉及一种当通过呼吸面罩使用呼吸气体时，减少吸入的二氧化碳量的方法。

背景技术

包括内层面罩和外层面罩的满呼吸面罩在技术上早已熟知，且该面罩在不适合或不可能吸入周围大气的环境中已经使用了许多年，这些场合，例如当戴面罩人位于水下时，当氧气的局部压力不足，例如在高空，并且不能供给所需要的氧气量时，或者周围大气含有或担心含有如一氧化碳等有毒或有害物质时等等。

这种满呼吸面罩包括一个外层面罩，该外层面罩包含有一个中间的罩形中间壁，该中间壁从该面罩的内侧伸展并具有一个自由端。该中间壁具有一个凹形侧面和一个凸形侧面，此处凹形侧面用来包围着并置靠在戴面罩人的下颚上。内层面罩的周边与中间壁的凸形侧面相贴合，并在它的外侧与戴面罩人的面部相贴合。内层面罩和中间壁包封或围绕着戴面罩人的嘴部和鼻部。部分地与中间壁和部分地与戴面罩人的下颚相贴合的内层面罩与戴面罩人的面部，即他或她嘴和鼻子，一起限定了一第一腔室。外层面罩与戴面罩人的面部及内层面罩的外侧一起限定了一第二腔室。

这种满呼吸面罩在使用时戴在戴面罩人的面部，此处外层面罩和内层面罩借助于在外层面罩上的条带保持压靠在戴面罩人的面部上。该呼吸面罩通过一个软管或其类似物同呼吸气体源相连接，该气源通常是一个在高压下容纳气体的容器。。

来自压力容器的气体首先通过第一压力调节器将压力减到大约7巴的量级，并且在传送到该呼吸面罩之前通过第二压力调节器通常将压力降到大约25毫米水柱。

来自第二压力调节器的气体首先被传送到外层面罩，然后再通过其中的开口传送到内层面罩。内层面罩的开口上包括单向阀，该单向阀用来阻止呼出气体流向外层面罩。

存在于内层面罩内的气体被戴面罩人吸入，然后通过他的呼气又将呼出气体传送到内层面罩内，这种气体含有较高浓度的二氧化碳。该呼出气体被强迫通过一个通道经过内层面罩排到外部环境中去。该通道上有一个单向阀，该单向阀可阻止外部气体进入内层面罩。

当进行另一次呼吸时，存在于戴面罩人的气道内及内层面罩内的呼出气体将首先被吸入，然后新鲜的呼吸气体才从外层面罩进入。后来呼出的气体总量称为死点空间(或静区)。由戴面罩人的呼吸道所限定的容积称为解剖学(内部)死点空间，而再吸入的呼吸道外面的气体容积称为动态外部死点空间。

目前的日间(或昼夜)呼吸面罩的一个缺点是呼出的气体在中间壁和内层面罩之间受到压缩，并且被压出进入外层面罩内。存在于外层面罩的新鲜的呼吸气体将由此变成受到呼出的气体的二氧化碳污染的气体。这样，动态外部死点空间不仅由内层面罩内的气体容积组成，而且也在外层面罩内的气体容积内。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种减少二氧化碳总量的方法，该二氧化碳是在通过呼吸面罩吸入呼吸气体或空气时吸入的。

本发明的另一个目的是为使用按本发明制造的呼吸面罩的人减少额定的微小换气量。

本发明的又一个目的是制造一种包括外层面罩和内层面罩且具有较小的动态外部死点空间的满呼吸面罩。

本发明涉及一种在使用创造性的满呼吸面罩呼吸时减少吸入的二氧化碳总量的方法，该满呼吸面罩戴在戴面罩人的面部，它包括内层面罩和外层面罩，其中，呼吸气体或空气首先传送到外层面罩，然后再传送到内层面罩，并使呼出气体在释放到外界之前通过内层面罩流出。所使用的面罩可以包括一个用来清洁环境空气的过滤器，通过它外部空气在进入外层面罩之前先被过滤，或者一个装置，该装置可用来根据需要将清洁的呼吸气体，例如空气或至少20％的氧气和其余是氮气或氢气的混和气体，从储存容器输送到外层面罩。

本方法的重要特点在于动态外部死点空间的容积的减少，并因此也减少了所需的呼吸气体的总量。这种动态外部死点空间的容积的减少是通过在呼吸循环的呼出阶段，通过使内层面罩的整个周边与戴面罩人的面部相贴合，从而阻止呼出气体从内层面罩向外层面罩的泄漏来达到的。

在本发明的一个实施例中，使外层面罩的周边置靠在戴面罩人的面部上，以及使从外层面罩的内侧伸展并具有一个相对的自由端的一部分中间壁与内层面罩处于相贴合状态。特别是使从该自由端开始的中间部分处于与内层面罩相贴合的状态。

在该实施例的情况下，最好提供带有向后弯曲或弯折的折板的内层面罩，该折板与内层面罩一起形成一个通道，中间壁的自由端就插在该通道内。在该实施例的进一步发展中，当佩带者戴上该满呼吸面罩时，该折板将会在中间壁的朝着戴面罩人的一侧上作用压力。

本发明特别涉及一种满呼吸面罩，该满呼吸面罩中的动态外部死点空间的容积小于现有技术的满呼吸面罩的动态外部死点空间的容积，由此可使早期使用的呼吸气体显著减少。

该满呼吸面罩包括一个内层面罩和一个外层面罩。外层面罩包括一个从所述面罩的内侧伸展的桨帽形的中间壁，该中间壁具有一个自由端，一个凹形侧面，该凹形侧面用来包围并置靠在戴面罩人的下颚上，以及一个凸形侧面。该满呼吸面罩的新颖的和重要的特征是，当戴上该呼吸面罩时，内层面罩的整个周边都将紧靠在戴面罩人的面部上。

按照一个最佳实施例，中间壁的自由端距戴面罩人的面部有一定间隔。按照这个实施例的另一个方案，内层面罩包括一个折板，该折板与内层面罩一起形成一个通道，该通道的横截面最好具有U-形截面。中间壁的自由端插在该通道内。最好将内层面罩上的折板压成或偏压成与中间壁的凹形面相贴合。折板与内层面罩一起形成U-形通道，该折板可以是内层面罩的整体的一部分，或是它的一个连接部件，或是它的延伸部件，或者也可以是固定在内层面罩上的单独的部件。

基于上述目的，本发明提出一种当戴面罩人将满呼吸面罩戴在其面部使用时，减少吸入二氧化碳浓度的方法，其中，所述满呼吸面罩包括内层面罩和外层面罩，所述方法包括使呼吸气体首先传送到所述外层面罩然后再传送到所述内层面罩；使呼出的气体从所述满呼吸面罩释放出来之前通过所述内层面罩流动，在呼气阶段，通过使所述内层面罩的整个周边与戴面罩人的面部处于直接密封的贴合状态，利用将中间壁的自由端与所述内层面罩相贴合，来阻止所述呼出的气体从所述内层面罩向所述外层面罩泄漏，其中，所述中间壁从所述外层面罩的内部延伸出，且所述内层面罩的下部从所述中间壁的凸形侧面延伸到所述中间壁的凹形侧面。

在其他方面，使所述外层面罩的周边与戴面罩人的面部相贴合。阻止呼出的气体泄漏的步骤还包括借助所述内层面罩上的向后弯曲的折板来阻止泄漏，其中，所述折板与所述内层面罩一起形成有通道，把所述中间壁的所述自由端设置在所述通道内。阻止呼出的气体泄漏的步骤还包括当所述戴面罩人戴上所述满呼吸面罩时，使所述折板在所述中间壁的凹形侧面上作用压力。

本发明还提出一种满呼吸面罩，所述满呼吸面罩包括外层面罩，其中，所述外层面罩包括盆状的中间壁，所述中间壁从所述外层面罩的内侧伸展；中间壁，所述中间壁包括内部的自由端，凹形侧面，以及面对离开所述凹形侧面的凸形侧面，其中，所述凹形侧面适于当戴上所述满呼吸面罩时面对戴面罩人的下颚；内层面罩，所述内层面罩具有周边和与所述中间壁的凸形侧面相贴合的下部，所述内层面罩的所述下部从所述中间壁的凸形侧面延伸到所述中间壁的所述凹形侧面，从而所述下部适于当戴上所述满呼吸面罩时直接密封地与所述戴面罩人的面部相贴合。

在其他方面，所述中间壁的所述自由端与所述戴面罩人的面部之间留有一定间隔。所述内层面罩包括折板，所述折板与所述内层面罩一起限定有通道，从而所述中间壁的所述自由端设置在所述通道内。所述折板被偏压成与所述中间壁相贴合。所述折板和内层面罩组成一单体结构。所述内层面罩的所述下部形成为折板，所述折板与所述中间壁的凸形侧面相贴合并围绕所述中间壁的所述自由端向后弯曲。所述内层面罩的所述下部与所述中间壁的所述凸形侧面相贴合并沿着所述中间壁的所述凸形侧面伸展。

附图说明

图1示出了一种符合更加早期的技术观点的呼吸面罩装置(或布置)，如同由戴面罩人所看到的那样；

图2是沿图1中的II-II线截取的局部剖视图；

图3示出了与本发明的最佳实施例相一致的满呼吸(或全呼吸)面罩，如同由戴面罩人所看到的那样；

图4是沿图3中的IV-IV线截取的局部剖视图，该视图与图2所示的剖视图相对应；以及

图5是与图4所示的剖视图相似的剖视图，但视图中还示出了戴面罩人的面部轮廓。

具体实施方式

图1和2示出了通常所说的满呼吸面罩的一部分，该满呼吸面罩包括外层面罩1和内层面罩11。该满呼吸面罩包括壁21，当戴面罩人戴上该面罩时，该壁处于戴面罩人的远端，并且该壁是外层面罩1和内层面罩11共用的壁。壁21还包括一个语音振动片(或语音隔膜)22。

外层面罩1的外部定界部分从共用壁21朝戴面罩人的方向延伸，并与大体上是圆形或椭圆形的周边3，4相结合(或并入其中)，该定界部分用来紧靠在戴面罩人的面部，并且包封戴面罩人的眼睛、鼻子、嘴和下颚的面部区域。该周边的上部用附图标记3来表示，而该周边的下部用附图标记4来表示。外层面罩1的外部边界还包括一个护目镜8和一个图中未示出的用来设置一个呼吸阀的开口，该开口用来从一个储气装置，例如由戴面罩人携带的容器，供应呼吸气体。该呼吸面罩通过条带2固定就位，该条带的各端部被固定在满呼吸面罩的外层面罩上，如图1所示。

外层面罩1的周边的上部3具有一个大体上凹形的面部贴合面，它与该视图的底部所示出的部分相结合，这个部分形成一个从外层面罩1的内侧向外延伸的中间壁4。该中间壁4从外层面罩1的内侧伸展，且位于戴面罩人的下颚(或下巴)的上方，并终止在戴面罩人的嘴下面的自由边缘5。该中间壁4是碗状的并且包围着戴面罩人的下颚，以此形成面向戴面罩人的下颚的凹形贴合面7，并且在另一侧具有一个弯转离开戴面罩人的面部的凸形面6。

内层面罩11从共用壁21朝戴面罩人的面部展开，以此，壁的周边12，13直接或间接地与戴面罩人的面部相贴合。上周边部分12直接靠紧在外层面罩1的中间壁4的上边缘5上面的戴面罩人的面部，然后再传到下周边部分13，该下周边部分靠在中间壁4的凸形面6上。内层面罩11的周边部分12有一个凸形贴合面。

外层面罩1和内层面罩11所共有的壁21包括使内层面罩11的内部与外界相连通的开口14。该开口14内设有单向阀15，该单向阀允许气体从内层面罩11的内部传送到外界，而阻止外部气体进入内层面罩11内。

内层面罩11至少有一个将使内层面罩11与外层面罩1相连通的开口16。开口16内设有单向阀17，该单向阀允许气体从外层面罩1进入内层面罩11，而阻止气体在相反方向上流动。

当人们使用该呼吸面罩时，由于戴面罩人(他或她)吸气，压力约为25毫米水柱的呼吸气体就会输送给戴面罩人，由此气体流入外层面罩1内，然后通过开口16进入内层面罩11并从那里进入戴面罩人的气道。由于戴面罩人随后又呼出气体，该呼出气体被压入到内层面罩11内，并从那里通过出口14传送到周围大气中，这种呼出的气体含有从戴面罩人的肺部产生的含量约为5％量级的二氧化碳。随着戴面罩人进行下一次呼吸，在新鲜的呼吸气体到达戴面罩人的上气道之前存在于内层面罩11内的呼出气体将会被吸入。由于这个原因，导致呼吸面罩实际上其内层面罩只具有可能的最小容积。这种容积被称为动态外部死点空间。

人们业已发现，使用目前的日间呼吸面罩是不可能达到呼出气体的理想流动的。人们还发现，在呼气过程中具有较高二氧化碳含量的呼出气体从内层面罩11向外层面罩1泄漏。这种泄漏可能在中间壁4的附近发生，内层面罩11的下周边13贴靠在该壁上。在呼气阶段，由于内层面罩11内有高于25毫米水柱的压力，因而在外层面罩1内的压力就低于内层面罩11内的压力。使内层面罩11的下周边13紧靠在中间壁4上的作用力就不足以防止呼出气体在中间壁4与内层面罩11的下周边之间流动。结果外层面罩1内的清洁的呼吸气体就变成被二氧化碳污染的气体。这种泄漏也引起外层面罩I的容积被二氧化碳污染。结果不但在得到新鲜的呼吸气体之前，来自上气道和内层面罩11的含有二氧化碳的气体就到达了戴面罩人的肺部，而且存在于外层面罩1内的含有一定容量的二氧化碳的气体在新鲜的呼吸气体传送过来之前也被吸入。由于大量二氧化碳被首先吸入的结果，额定的微小换气量将比较大而且将要消耗更多的新鲜呼吸气体。

这一缺陷通过使用按照图3和4制造的满呼吸面罩已经克服。图3和图4示出了包括外层面罩31和内层面罩41的一种有创造性的满呼吸面罩的一部分。该满呼吸面罩包括一个壁51，当人们戴上该呼吸面罩时，壁51向远离戴面罩人的方向延伸，该壁为外层面罩31和内层面罩41所共有。壁51还包括语音振动片52。

外层面罩31的外边界从共用壁51朝戴面罩人展开，并且与大体上圆形或椭圆形的周边33，34相结合，周边33，34用来与戴面罩人的面部相贴合，并且包封包括眼睛、鼻子、嘴和下颚在内的戴面罩人的面部区。该周边的上部用附图标记33表示，而周边的下部用附图标记34表示。外层面罩31的外部边界上也包括一个护目镜38和一个开口(图中未示出)，该开口内设有一个用来从气体储存装置，例如戴面罩人携带的容器，传送呼吸气体的呼吸阀。该满呼吸面罩通过条带32固定就位，该条带的各端部固定在图3中的外层面罩31内。

外层面罩31的周边的上部33具有一个大体上凹形的面部贴合面，该贴合面与在该图下部示出的部分相结合，这个部分形成一个中间壁34，该中间壁从外层面罩31的内侧向外伸展。中间壁34从外层面罩31的内侧向下延伸到戴面罩人的下颚之上，并终止在戴面罩人的嘴的下方的自由边缘35。中间壁34具有类似碗的形状，以便包封戴面罩人的面部的下颚部分，以此形成朝着面罩人的下颚弯转的凹形贴合面37，并在它的另一侧形成弯转离开戴面罩人的面部的凸形面36。

与图1和图2的已知实施例相对应，内层面罩41从共用壁51朝戴面罩人的面部展开，以此它的周边的上部42就直接与戴面罩人的面部贴合。内层面罩41的下部43紧靠中间壁34的凸形面36。内层面罩的这个下部43一直朝上延伸到中间壁34的自由端边缘35，并通到向后弯曲的折板61，该折板与下部43一起限定了一个U-形或V-形的通道，中间壁34插入在该通道内。中间壁34的自由端35虽然也可以与该底部间隔一定距离，但是最好是插到该通道的底部。中间壁34的凹形面37紧靠在折板61上，且当人们戴上该呼吸面罩时，中间壁34把折板61压靠在戴面罩人的面部上。折板61和内层面罩41的周边的上部42处于与戴面罩人的面部直接贴合的状态。在折板61与内层面罩41的下部43之间的距离可以略微小于中间壁34的厚度，因此折板61和内层面罩41的下部43将在中间壁34上作用一个压力。内层面罩41和折板61通常由弹性材料组成或包括弹性材料，该材料可以是聚合材料。折板61可以固定在内层面罩41上，或者可以是它的整体的一部分。折板61最好在沿离开通道的底部的方向具有递减的横截面。

外层面罩31和内层面罩41所共有的壁51包括一个使内层面罩41的内部与外界连通的开口44。该开口44内设有一个单向阀45，该单向阀允许气体从内层面罩41的内部传送到外界，而阻止外部气体侵入内层面罩41内。

内层面罩41包括至少一个使内层面罩41与外层面罩31相连通的开口46。开口46内设有一个单向阀47，该单向阀允许气体从外层面罩31向内层面罩41传送，而阻止气体在相反方向上的流动。

按照另一个实施例，内层面罩41从共用壁51开始，并且它的整个周边都靠在戴面罩人的面部上。在该实施例的情况下，中间壁34到它的边缘35的距离较短，因此内层面罩41的周边将包围戴面罩人的鼻子和嘴部分，而没有和中间壁34接触。在该实施例的情况下，中间壁34只起支撑作用。

图5示出了一个面部F的轮廓F。该面部的下颚部分置靠在内层面罩41的折板61上。在该实施例的情况下，折板61具有例如基本上能覆盖中间壁的整个凹形侧面37的长度。当将该满呼吸面罩戴到佩戴者的头部时，拉紧条带32(见图3)，将使面罩压靠在戴面罩人的面部上，以此使戴面罩人的下颚将强有力地与折板61靠紧。由于中间壁34和折板61的材料都是弹性材料，通常是聚合材料，戴面罩人的下颚将全部置靠在折板61上。图5示意地示出了在条带被拉紧以前戴面罩人的下颚在面罩内的情况，以便可以看见戴面罩人的下颚。

与交付有本发明的满呼吸面罩的已知实施例相类似，在使用压力约为25毫米水柱的呼吸气体的情况下，当戴面罩人吸入气体时，将会使气体通过开口46流入到外层面罩31内，并进入内层面罩41，然后再从那里进入戴面罩人的气道。在随后的呼气阶段，所呼出的气体被压入到内层面罩41内并从那里通过开口46排出到环境外部气体中，其中该呼出的气体包含在戴面罩人的肺部内产生的含有浓度为5％量级的二氧化碳。当进行下一次呼吸时，存在于内层面罩41内的呼出气体在新鲜的呼吸气体到达带面罩人的上气道以前会被呼吸。

在本发明满呼吸面罩的情况下，按照第二实施例或第一实施例，内层面罩的周边的上部和折板61将包围戴面罩人的嘴和鼻部。制造内层面罩的材料具有一定的刚性，从而当佩带者戴上该满呼吸面罩并拉紧条带32时，作用在内层面罩41的周边上的压力与由中间壁34所作用的压力一起将产生面部密封作用。这样就可以阻止气体从内层面罩41向外层面罩31的泄漏。

Claims (11)

1.一种当戴面罩人将满呼吸面罩戴在其面部使用时，减少吸入二氧化碳浓度的方法，其中，所述满呼吸面罩包括内层面罩(41)和外层面罩(31)，所述方法包括：

使呼吸气体首先传送到所述外层面罩(31)然后再传送到所述内层面罩(41)；

使呼出的气体从所述满呼吸面罩释放出来之前通过所述内层面罩(41)流动，其特征在于，

在呼气阶段，通过使所述内层面罩(41)的整个周边(42，61)与戴面罩人的面部处于直接密封的贴合状态，利用将中间壁(34)的自由端(35)与所述内层面罩(41)相贴合，来阻止所述呼出的气体从所述内层面罩(41)向所述外层面罩(31)泄漏，其中，所述中间壁(34)从所述外层面罩(31)的内部延伸出，且所述内层面罩(41)的下部从所述中间壁(34)的凸形侧面(36)延伸到所述中间壁(34)的凹形侧面(37)。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述外层面罩(31)的周边与戴面罩人的面部相贴合。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，阻止呼出的气体泄漏的步骤还包括：借助所述内层面罩(41)上的向后弯曲的折板(61)来阻止泄漏，其中，所述折板(61)与所述内层面罩(41)一起形成有通道，把所述中间壁(34)的所述自由端(35)设置在所述通道内。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，阻止呼出的气体泄漏的步骤还包括：当所述戴面罩人戴上所述满呼吸面罩时，使所述折板(61)在所述中间壁(34)的凹形侧面(37)上作用压力。

5.一种满呼吸面罩，所述满呼吸面罩包括：

外层面罩(31)，其中，所述外层面罩(31)包括盆状的中间壁(34)，所述中间壁从所述外层面罩(31)的内侧伸展；

中间壁(34)，所述中间壁包括内部的自由端(35)，凹形侧面(37)，以及面对离开所述凹形侧面(37)的凸形侧面(36)，其中，所述凹形侧面(37)适于当戴上所述满呼吸面罩时面对戴面罩人的下颚；

内层面罩(41)，所述内层面罩(41)具有周边和与所述中间壁(34)的凸形侧面(36)相贴合的下部，其特征在于，

所述内层面罩(41)的所述下部从所述中间壁(34)的凸形侧面(36)延伸到所述中间壁(34)的所述凹形侧面(37)，从而所述下部适于当戴上所述满呼吸面罩时直接密封地与所述戴面罩人的面部相贴合。

6.按照权利要求5所述的满呼吸面罩，其特征在于，所述中间壁(34)的所述自由端(35)与所述戴面罩人的面部之间留有一定间隔。

7.按照权利要求5所述的满呼吸面罩，其特征在于，所述内层面罩(41)包括折板(61)，所述折板与所述内层面罩(41)一起限定有通道，从而所述中间壁(34)的所述自由端(35)设置在所述通道内。

8.按照权利要求7所述的满呼吸面罩，其特征在于，所述折板(61)被偏压成与所述中间壁(34)相贴合。

9.按照权利要求7所述的满呼吸面罩，其特征在于，所述折板(61)和内层面罩(41)组成一单体结构。

10.按照权利要求5所述的满呼吸面罩，其特征在于，所述内层面罩(41)的所述下部形成为折板(61)，所述折板与所述中间壁(34)的凸形侧面(36)相贴合并围绕所述中间壁(34)的所述自由端(35)向后弯曲。

11.按照权利要求5所述的满呼吸面罩，其特征在于，所述内层面罩(41)的所述下部与所述中间壁(34)的所述凸形侧面(36)相贴合并沿着所述中间壁(34)的所述凸形侧面(36)伸展。

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