CN102958571B - 一种用于papr的全面罩 - Google Patents

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Abstract

一种用于PAPR（电动送风过滤式呼吸器）的全面罩（1），以用于危害健康的环境，所述全面罩包括一气体入口（7，8）以及一气体出口（16），所述全面罩由一透明塑料通过一次真空成型工艺一体成型，所述全面罩具有一弯曲的可视区域（4），所述可视区域（4）没有被扭曲，在所述全面罩的前部区域内部包括一个用于容纳吹风机组件（2）的隔间（5）。

Description

一种用于PAPR的全面罩
技术领域
本发明涉及PAPR（电动送风过滤式呼吸器），更具体地，涉及用于PAPR的全面罩，以用于危及健康的环境，例如，火灾现场、建筑工地、包括病毒的环境以及类似场地。
背景技术
对于个人防护来说，洗手是最基本的，但对于个人医疗以及其它会受到病毒感染的环境，则需要面罩以及呼吸器。面罩或医用专用面罩大多数为宽松使用的一次性面罩，可用于防止飞沫以及皮脂或头发微粒，从而阻止微粒与面罩使用者的面部接触，但（例如）由于面部的密封问题以及在呼吸过程中面罩内部的负压，这些面罩则不适用于病毒防护。呼吸器以及该情况下的气体净化呼吸器都是气体过滤设备，从而通过过滤或吸收来移除污染物，防止吸入大小微粒。呼吸器以及该情况下的气体净化呼吸器可以为无源的APR（送风过滤式呼吸器），或有源的PAPR。
现有技术中，相对于APR，PAPR具有较大的优势，这是因为PAPR仅需要做一个简单的健康测试，不需要增加呼吸量。然而，由于皱纹、胡须等的生长，很难对面部实现完美的密封。这些问题可以在面罩内部提供一正压力来解决。然而，现有的PAPR也存在许多问题，需要专门的训练才能戴上、安全地使用和取下，风扇的噪声也会干扰使用者的谈话，此时，很难使用听诊器，较为容易造成幽闭恐怖症。
由厚橡胶或其它声音限制材料制成的面罩则使得使用人员与别人通话困难，因此，需要一专门的扩音器或声音隔膜，而电话交谈事实上是不可能的。
另一缺点在于，由于向下看时面罩使用人员的可视区域受到限制，使用人员很难看到他把他的脚放在哪里，特别是在登楼梯时。
还有一个缺点是现有PAPR具有一定的重量，使得配戴人员的颈部产生过度疲劳，因此，会让他们正常工作时觉得很不舒服，例如，护士、医生等等。
因此，有必要对现有PAPR进行改进，另外，在其它领域也需要一种易于使用、安全的PAPR装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于PAPR的全面罩，该全面罩易于使用，便于配戴，且不会防碍其它设备的使用。
本发明的另一目的在于提供一种制造用于PAPR的全面罩的方法，使得该全面罩具有极清晰的可视区域。
本发明进一步的另一目的在于提供一种用于PAPR的一次性全面罩。
本发明进一步的另一目的还在于提供一种送风机组件，该送风机组件只会产生最小的风扇噪声，并能够控制全面罩内部的压力，优选地，控制全面罩内部的正压力。
本发明进一步的另一目的还在于提供一种用于PAPR的全面罩，该全面罩能够将吹风机组件封装在全面罩的内部，以与环境隔离，消除管道损失和流损失，通过使用自身可充电电池进行重复使用，可选择地，也可以通过一导线连接到外部电池。
本发明进一步的另一目的还在于提供一种具有一体成型的过滤器的全面罩，优选地，该过滤器为静电过滤器，以用于最小化流阻。
本发明权利要求1描述了与PAPR结合的本发明的这些和其它的一些目的。
本发明的从属权利要求描述了本发明的优选实施例及其发展。
附图说明
本发明后续将对将附图中示出的实施例进行详细地描述，其中：
图1是本发明中PAPR的分解示意图；
图2是本发明吹风机组件与面罩分离时的后视图；
图3是对应于图2本发明吹风机组件安装到面罩中时的示意图；
图4是本发明吹风机组件的放大的分解示意图；
图5是本发明用于全面罩的衬垫的另一实施例，该全面罩包括一内罩；
图6是本发明全面罩的又一个实施例，所述全面罩具有一个一体成型的密封边缘以及一分离的套带；
图6a是放大的一体成型的边缘的横截面示意图；以及
图7是对应于图6全面罩被套入到套带中时的示意图。
具体实施方式
图1是一个PAPR的分解示意图，该PAPR包括了本发明全面罩的一实施例。右边为全面罩1，左边为吹风机组件2。根据该实施例，设有一面部密封件3，该面密封件3用于在全面罩紧贴着人的面部时密封全面罩的内部。
优选地，全面罩1可以由PET（聚乙烯对苯二甲酸酯）通过真空成型方式一体成型。尽管PET由于其性能可以作为优选塑胶材料，但其它塑胶材料也可以使用。可视区域4为一单一曲面，其最顶端通过引用线4a标出。
在本发明中，可视区域比较清晰，且没有任何扭曲变形的区域。这可以由透明塑胶材料通过真空成型方式一体成型来实现，在该方式中，对一张塑料薄膜或薄片进行加热，同时防止加热传递到塑料薄膜中对应于全面罩可视区域的区域。在真空成型过程中，可视区域可以通过向成型表面抽气而产生一单一曲面，在真空成型后，等待塑料的加热部分冷却后，可视区域以所期望的形式被保持，该可视区域非常清晰，没有任何扭曲，具有极好的可见度。
在前部区域有一个用于放置吹风机组件2的隔间5，从图2中可以清楚地看出，该隔间朝向全面罩内部打开。隔间5形成一突出部，其上壁6几乎和全面罩垂直。如图1所示，该隔间的上壁设置有两个开口7和8，两个开口的作用将在后续进行描述。进一步地，上壁设有一个边缘9。一个包括外壁组件10的过滤器组件连接在该边缘9上。在过滤器组件和该边缘9之间形成的空间中设置有一过滤器元件11，在该过滤器和吹风机组件隔间上壁之间设置有一支撑该过滤器的支撑件12以作为一种垫片。阀门座13可以与支撑件一体成型，如图1所示。
目前，吹风机组件放置在全面罩前部区域的空间中为一优选方案，但明显地，吹风机组件也可以设置在全面罩其它部分。
外壁组件10具有气体入口14，气体入口设计用来阻止污染物进入过滤器隔间。例如，当配戴该面罩时，应将其弄湿，或在外面使用时，应将其淋湿。
优选地，过滤器元件11为一静电过滤器，该过滤器具有一较低的流阻。合适地，该静电过滤器材料可以为来自瑞典Munktell过滤器股份有限公司的MES材料。
然而，该过滤器元件也可以为高效微粒空气（HEPA）过滤器，碳过滤器或任何静电过滤器的组合，例如，高效微粒空气（HEPA）过滤器和碳过滤器的组合。
在本发明的实施例中，可以在开口7中设置一单向阈门，开口7位于吹风机组件隔间和带有一弹性隔膜15的过滤器组件之间，该弹性隔膜15可以由（例如）橡胶或具有有橡胶对应特性的材料制成。这是一种可靠且低成本的解决方案。使用时若设置要更多线性作用力时，则可以利用带有弹簧加载的密封件的阈门。
在全面罩区域中邻近嘴部处设置有气体出口16。在示出的实施例中，吸气阀以单向阀门的形式设置在气体出口外，该单向阀门具有阀座17以及一柔软或弹簧加载的隔膜18，该隔膜在呼气时打开，在吸气时关闭。外壳19设置在该阀门的外部，并具有气体出口开口。外壳的体积应足以在阀门外部产生一呼气空间，从而当PAPR使用人员停止呼气并开始吸气时，从而在周围的气体靠近时关闭阀门以阻止周围的气体进入阀门。
优选地，在全面罩1密封配戴者面部中使用的密封件3也可以真空一体成型，然后，通过切割或锻压的方式获得一个适用于全面罩的中心开口20。该密封件按照一定的方式进行设计，该方式与具有一个边缘21的全面罩的设计方式相对应。其中，全面罩的边缘21与全面罩内侧邻近，全面罩还具有一折边22，以用于与全面罩的边缘23邻接，从而产生紧贴使用者面部的双密封面。优选地，密封件由聚乙烯制成。
沿着全面罩的周边设置有侧翼24，以用于通过带子将面罩固定在面部上，而带子则可以系在配戴者头部后面。因此，配戴者可以对带子进行调整，以使得面罩满足配戴者的舒适度要求，同时，对密封件施加足够的压力，以在全面罩和外部环境之间获得密封效果。当然，其它设置也是可以的。
在图2中，衬垫25围绕隔间5上壁的开口进行设置，以用于紧贴吹风机组件2进行密封，其中，图2示出了组装状态下的吹风机组件。在吹风机组件面向使用者的一端设置有一弹簧钩组件26，弹簧钩组件26可拆解地将面罩中吹风机组件锁在面罩的相应的位置27，在弹簧钩组件26上设置有延长部，这样，当吹风机组件被锁在全面罩中时，可以向衬垫25施加足够的压力，以沿着吹风机组件隔间上壁上的开口，获得期望的密封效果。
图3示出吹风机组件2，吹风机组件2安装在全面罩吹风机组件2的隔间5中，优选地，吹风机组件2通过面罩密封件3永久地连接在面罩上。
图4为本发明示出的吹风机组件的分解图。吹风机组件包括一外壳，该外壳包括下部28以及上部29。电子元件设置在一印刷电路板30上，当吹风机组件组装时，印刷电路板将被放置在由上、下部形成的外壳的中间，从而形成两个隔间。
在位于印刷电路板下的下隔间31中，隔间31的空间可用于容纳充电电池，也可以用于进一步的操作功能。如图所示，在外壳下部前端中，隔膜按钮32设置在壁中，而接触组件33则连接在印刷电路板上。可以通过对该按钮进行按压使之穿过面罩的下吹风机组件隔间进行操作。在本发明的优选实施例中，可以通过一个按钮操作吹风机马达的启动/停止，利用另一按钮对设置在吹风机组件前端的LED灯进行操作。进一步地，尽管图4未示出LED指示灯，然而，优选地，LED指示灯设置在外壳的下壁中，以用于指出（例如）吹风机正在运行、可再充电电池的剩余电量以及面罩内预设的压强等等。进一步地，用于通过电线连接外部电池的连接器可以设置在隔间的壁上，从而无需摘下面罩就可实现电池的更换。
所述外壳的上部设置有吹风机组件的功能部件。在这里不会对现有的电子电路本身进行详细描述。电池电源马达34可用于驱动扇风机风轮35。在附图示出的实施例中，扇风机风轮设置有一轴入口36以及径向出口37，当然扇风机风轮也可以使用其它设计。通过该扇风机风轮，过滤器组件中过滤的气体经过吹风机组件外壳的上部开口38以及吹风机组件隔间的上壁开口被吸入。
为了维持全面罩内部的预设过压，吹风机组件包括一压差计。在图1和图4示出的实施例中，带有弹性隔膜40的压差传感器39可与一组合件41一起使用。组合件41由红外线光发射器以及用于接收由隔膜表面反射的红外线的反射红外线接收器组成。该传感器包括所述弹性隔膜40以及盖子43。其中，弹性隔膜40设置在印刷电路板30上一定距离处，该距离由垫片42确定，盖子43固定在印刷电路板上，盖子43设置有一通道44，通道44通过吹风组件隔间5上壁中独立的开口8穿过过滤器组件与外部环境相通，如图1所示。弹性隔膜40的直径超过垫片42的直径或用于垫片或盖子中隔片的垫座的直径，在垫片的上下两面具有自由空间。
当过滤器组件外部的压力超过全面罩中的压力时，隔片将向下“弯折”，当全面罩中的压力超过过滤器组件外部的压力时，隔片将向上“弯折”。此时，用于检测反射的红外光线的传感器将作出反应，将信号发送到印刷电路板上的微处理器，通过合适的电路，微处理器将对吹风机马达进行调整，从而在全面罩中维护一期望的过压。
马达34可以为一小马达，该马达带有一个由微处理器控制的传感器。所述微处理器也可以接收关于（例如）压力以及电池电量的信号。基于接收到的数据信号，所述微处理器发出可听得见的和/或可视的警告信号和用于马达运行的指令。
图5为全面罩密封件的又一实施例。密封件50设置有一整体部51，该整体部形成了一内罩，该内罩在全面罩中密封出一上部空间，以与全面罩中的下部空间隔开。在全面罩的气体入口上方，整体部51的前沿52密封地与全面罩的内表面邻接。如图5所示，上下空间可以通过开口53、54进行连通。可以在这两个开口中设置单向阀门。在可选实施例中，边沿52可以设计为具有一定的柔韧性，以在呼气过程中紧贴全面罩内表面，实现密封，并在吸气过程中打开。
内罩的目的在于当吹风组件停止工作时减少呼出气体体积，并防止在全面罩内部积累CO2。同时，使得可以以APR模式使用全面罩，即，作为空气净化呼吸器使用。
在本发明中，为了更灵活地将全面罩用于PAPR，可以提供上述内罩，在一些情况下，内罩并不是必需的，可以移除。为了简化这种选择，如图5所示，具有虚线55的弱化线显示在内罩区域中，其中，内罩连接在全面罩密封件50上。
本发明示意性地示出了全面罩的第二实施例，但只对该实施例与图1-5中实施例之间的区别进行了讨论。
全面罩60与前述实施例中全面罩的区别在于：全面罩60设有一体成型的的密封边缘61。该边缘61也为套带62形成了垫座，套带62包括一封闭的带组件63，以用于合适地围绕在全面罩周边上，并邻接在全面罩的边缘61上。带子64固定在带组件63上，带子64可将全面罩紧固在配戴者的脸上。
图6a示出了全面罩的密封边缘61的一合适实施例。该边缘由折边65和自由端部66组成，自由端部66几乎与全面罩邻接部的延伸部垂直。在该实施例中，密封边缘可以作为一个风箱进行使用，以适合配戴者的面部，其用标号67所示。
当然，该边缘可以被设计成不同的形式而产生相同的效果，但是，如图所示，该边缘应具有回弹力。当然，也应该可以以一次真空成型工艺生产包括该边缘的全面罩。
图7示出了插入到套带62中的全面罩60。
图6和图7示出的实施例的一大优点在于，全面罩可以一体成型，不需要额外的密封装置。另外，当丢弃全面罩时，套带可以重复利用。

Claims (19)

1.一种用于PAPR(电动送风过滤式呼吸器)的全面罩，以用于危害健康的环境，所述全面罩包括气体入口(7，8)以及一气体出口(16)，其特征在于，所述全面罩由一透明塑料通过一次真空成型工艺一体成型，所述全面罩具有一单向弯曲的可视区域(4)，所述可视区域(4)没有被变形，在所述全面罩的内部进一步包括一隔间(5)，以用于容纳吹风机组件(2)，所述隔间(5)位于所述全面罩的前部区域，并朝向所述全面罩的内部打开。
2.如权利要求1所述的全面罩，其特征在于，进一步包括一作为所述全面罩(1)的整体部的过滤器组件(10-12)。
3.如权利要求2所述的全面罩，其特征在于，带有过滤器组件(10-12)的所述全面罩(1，60)为一次性全面罩。
4.如权利要求2或3所述的全面罩，其特征在于，所述过滤器组件(10-12)包括静电过滤器、HEPA过滤器、碳过滤器中的一种或几种。
5.如权利要求1项所述的全面罩，其特征在于，所述全面罩(1，60)由PET制成。
6.如权利要求1所述的全面罩，其特征在于，进一步包括一个独立制成的面部密封件(3)，所述面部密封件连接在所述全面罩(1)上。
7.如权利要求6所述的全面罩，其特征在于，所述面部密封件(3)包括一个作为内罩的整体部(51)，所述内罩用于对所述全面罩(1)内部进行密封，以使所述全面罩内部呼出气体的体积最小化。
8.如权利要求7所述的全面罩，其特征在于，所述内罩(51)设置有气体入口(53，54)。
9.如权利要求8所述的全面罩，其特征在于，在所述内罩(51)的气体入口(53，54)设置有单向阀门。
10.如权利要求7或8所述的全面罩，其特征在于，在呼气时所述内罩(51)与全面罩(1)内侧密封连接，当所述内罩上的压力超过所述内罩下的压力时，气体被允许通过所述内罩。
11.如权利要求1所述的全面罩，其特征在于，所述全面罩(60)包括一一体成型的弹性密封边缘(61)，所述边缘(61)以一次真空成型工艺制成。
12.一种制造权利要求1-11任一项所述的全面罩的方法，其特征在于，通过一次真空成型工艺对一透明塑料进行一体成型制造所述全面罩，对一塑料薄膜或薄片进行加热，同时防止加热传递到对应于全面罩可视区域的区域，所述可视区域以相对于成型表面成单一曲面的形式成型，当所述塑料的加热部分冷却后，所述可视区域的单一曲面形式被所述冷却后的加热部分保持，所述可视区域未发生变形。
13.一种包括前述权利要求1-11任一项所述的全面罩(1，60)的PAPR，所述全面罩由权利要求12的方法制造而成，所述PAPR包括气体入口(7，8)、气体出口(16)以及吹风机组件(2)。
14.如权利要求13所述的PAPR，其特征在于，单向阀门(17，18)设置在所述气体出口(16)中，一个外壳(19)围绕在所述全面罩外侧上的所述气体出口(16)上，以用于密封一容积，从而在吸气时关闭所述阀门，以阻止气体进入所述全面罩。
15.如权利要求13或14所述的PAPR，其特征在于，在所述气体入口(7，8)中设置单向阀门(13，15)。
16.如权利要求13所述的PAPR，其特征在于，包括全面罩(60)，所述全面罩(60)包括一个以所述一次真空成型工艺成型的一体成型的密封边缘(61)和一套带(62)，当组装所述全面罩和套带时，所述套带(62)可移除地安装在所述全面罩(60)周围，并与所述边缘(61)邻接。
17.如权利要求13所述的PAPR，其特征在于，所述吹风机组件(2)包括一压差传感器(39)。
18.如权利要求17所述的PAPR，其特征在于，所述压差传感器(39)包括一红外光线发射器、一反射红外光线接收器以及一红外光线反射面，当所述全面罩的外部和内部存在压力差时，所述红外光线反射面作出反应。
19.如权利要求18所述的PAPR，其特征在于，所述红外光线反射面为设置在吹风机组件(2)中的弹性隔膜(40)的表面，所述弹性隔膜(40)的一侧面受到环境压力的作用，另一面受到所述全面罩(1)内部压力的作用。
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