CN107847773A - 用于呼吸面罩的滤筒和呼吸面罩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于呼吸面罩（100）的滤筒（10），其包括布置在壳体（40）中的吸附过滤部段（12）。吸附过滤部段（12）包括载体介质（14）和活性炭层（16），在所述活性炭层中通过添加固定构件（18）使活性炭粒子固定。本发明还涉及一种包括此类滤筒（10）的呼吸面罩（100）。

Description

用于呼吸面罩的滤筒和呼吸面罩

技术领域

本发明涉及一种用于具有吸附过滤器的呼吸面罩的滤筒，所述呼吸面罩具体地在处理危险、危害健康的材料时用于保护，以及涉及一种具有滤筒的呼吸面罩。

背景技术

由于呼吸面罩不仅在处理危险的、危害健康的材料时用于保护操作者，其也针对进入可能有危害的环境（例如，如在火灾之后）来保护操作者，所以通常采用面罩以便过滤呼吸空气，所述面罩具有气体过滤筒，所述气体过滤筒主要包括粒子/气溶胶过滤介质和活性炭的松散填料。

DE 10 2013 008 389 A1公开了过滤元件，其具有过滤主体，所述过滤主体具有环绕闭合内侧（其封闭中央流动空间）的闭合外侧。在该背景中，过滤介质被布置在外侧与内侧之间。过滤主体包括具有吸附材料（诸如，活性炭）的缠绕层。由于具有缠绕层的构造，过滤元件提供待过滤的介质与吸附材料的足够高的接触时间，这由此净化待过滤的介质。过滤元件被提供例如以便净化燃料电池系统的阴极空气。过滤主体包括支撑主体，具有吸附材料的层被应用到所述支撑主体上。通过将支撑主体缠绕例如到合适的内芯上达到期望的直径或期望的横截面，支撑主体具备其形状。在该背景中，为了吸附材料的固定，支撑主体包括多层条形支撑材料，吸附材料层布置在这些层之间。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于呼吸面罩的滤筒，其实现强健的使用且同时在长时间段内提供卓越的效率。

本发明的另一目标是提供一种具有滤筒的呼吸面罩，其实现强健的使用且同时在长时间段内提供卓越的效率。

前述目标根据本发明的方面通过一种用于具有吸附过滤部段的呼吸面罩的滤筒解决，其中，所述吸附过滤部段包括载体介质和活性炭层，在所述活性炭层中通过添加固定剂使活性炭粒子固定。

本发明的有益的构造和优点由另外的权利要求、描述和附图产生。

提出一种用于呼吸面罩的滤筒，其包括布置在壳体中的吸附过滤部段。在该背景中，吸附过滤部段包括载体介质和活性炭层，在所述活性炭层中通过添加固定剂使活性炭粒子固定。

能够采用根据本发明的滤筒，以便通过物理和/或化学作用通过吸附或吸收来滤除气流中的污染物。滤筒能够被用于在可能有危害的环境（例如，在火灾之后）中过滤呼吸空气，因为空气中的气态污染物被吸附。过滤装置一方面包括载体介质，且另一方面包括作为吸附剂的活性炭，所述活性炭根据本发明通过固定剂被固定。这使得有可能实现密集堆积的活性炭层，相比于松散的活性炭散装填料，密集堆积的活性炭层即使在长的操作周期内的机械负荷的情况下仍维持其结构；避免了可能引起吸附效率的损害的活性炭粒子的移位和局部压实。吸附效率的损害例如由松散填料中能够导致泄漏的局部空隙引起。在根据本发明的实施例中，由于活性炭粒子的固定，因此相比于具有相当的粒子直径的活性炭粒子的松散填料，空气渗透率更高。此外，活性炭粒子的固定还具有以下优点：能够生成过滤装置或载体介质和活性炭的多个层的不同几何形状。能够构想到的几何形状为圆形、椭圆形、矩形以及任何其他形状。

根据有利的实施例，能够提供布置在吸附过滤部段的流体上游的至少一个精细过滤部段，以便将污染物与呼吸空气分离（具体地，用于气溶胶的分离）。通过吸附过滤部段和精细过滤部段的组合，即使在负荷极大的环境中，仍有可能可靠地实现高品质的过滤后的呼吸空气。具体地，吸附过滤部段将危害健康的气体和/或具有令人不悦的气味的气体结合在一起；布置在吸附过滤部段的上游或下游的精细过滤部段从呼吸空气中移除细尘和气溶胶。精细过滤部段优选地布置在吸附过滤部段的上游。

在实施例中，作为精细过滤部段，能够采用非折叠式过滤介质（具体地，具有环形形状或堆叠的过滤介质）。在另一个实施例中，能够采用之字形折叠式过滤介质（具体地，星形折叠、圆形过滤介质）。有益的是在玻璃纤维层中（具体地，在玻璃纤维复合层中）具有玻璃纤维的过滤介质、由纤维素构成的过滤介质、或者熔喷或纺粘织物，或者其混合或多层组合。非折叠式过滤介质能够被实现为过滤介质的平坦层，并且例如能够具有环形形状或能够被堆叠成若干层成为过滤堆叠。在该背景中，例如，能够采用玻璃纤维无纺布或玻璃纤维纸，其优选地包括应用到一个面或两个面的纺粘织物的覆盖层。以此方式，具体地，实现了对常常极为敏感的玻璃纤维介质的机械保护，这在玻璃纤维层被折叠时特别有利，因为于是在折叠期间具体地介质能够被保护以免损坏（损坏能够引起局部泄漏或撕裂）。此外，此类覆盖层能够起作用以便改进精细过滤部段的机械强度。

代替玻璃纤维，也能够针对精细过滤部段采用合成纤维。具体地，能够采用合成介质以代替所描述的玻璃纤维介质。在该背景中，例如，能够采用聚酯或聚丙烯或聚酰胺作为材料；在该背景中，纤维层优选地呈无纺布的形式并且例如通过所谓的电纺方法、通过熔喷方法或以任何其他方式制造。具体地，能够在精细过滤部段中采用就过滤性能而言对应于根据标准EN1822:2009的类别H13的过滤介质。

当吸附过滤部段被实现为活性炭层堆叠时，精细过滤部段（具体地，当其实现为圆形过滤器时）能够布置在距吸附过滤部段一间距处。以这种方式，预过滤的空气的流动（其沿圆形过滤器的纵向轴线的方向被朝向内部径向地引导穿过圆形过滤器）能够再次被分配，使得空气能够在区域上穿越第一活性炭层的完整表面区域进入活性炭层的堆叠中，并以这种方式能够沿堆叠方向流动通过所述堆叠。

在实施例中，另外地，能够在流入侧处提供预过滤层，具体地用于粗尘分离。其能够布置在精细过滤部段的流体上游，并且能够布置在滤筒的流入侧处。以这种方式，即使在极度充斥粉尘的环境中，仍能够确保吸附过滤部段和精细过滤部段的可靠功能，并且能够减少进入的空气的粉尘负荷。

滤筒的壳体能够由塑料材料制造，具体地通过注射成型过程被制造为模制外壳。替代性地，也能够设想到金属壳体（例如，铝质的）。

根据有利的实施例，活性炭层中的固定剂能够是反应型粘合剂（例如，基于聚氨酯或硅烷）。替代性地，活性炭层中的粘合剂能够是热塑性粘合剂（例如，基于聚烯烃）。根据本发明，常规滤筒的松散活性炭散装填料以这种方式被作为平坦、可操纵的吸附过滤介质的固定填料取代。在该背景中，很大的优点在于，固定填料不能够在几何形状上变化，因为活性炭粒子通过粘合剂被相对于彼此固定。另外，在活性炭层的表面上，能够应用边界无纺布作为载体介质。已经以这种方式被固定的活性炭层相比于松散填料展现出决定性优点，其中所述松散填料通过运动、碰撞和震动运动被压缩，并且由此能够有可能减少所述松散填料的用于移除（具体地，吸附）材料的穿透时间（breakthrough time）。通过添加粘合剂来实现活性炭层中的活性炭粒子的固定，所述粘合剂的粘合剂线粘附到活性炭粒子的表面，并在不损害活性炭的吸附性能的情况下将不同的活性炭粒子彼此连接。

根据有利的实施例，载体介质能够被实现为无纺布（具体地，实现为用于粒子分离的过滤无纺布）。载体介质是活性炭的载体，或至少邻接活性炭层。载体介质被实现为例如载体层或片层，其提供待净化的气态流体（例如，空气）的颗粒污染物的机械过滤。在这种情况下，载体介质例如形成载体或过滤无纺布，污垢粒子能够在其上被分离。无纺布能够包括例如聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚丙烯腈或聚碳酸酯。

在载体介质作为载体层的实施例中，活性炭形成活性炭层，所述活性炭层紧紧地邻接载体层并且优选地借助于粘合剂与载体层连接。在该背景中，能够设想的是，活性炭层被胶合于载体层上，以及形成通过应用到活性炭的尚未固化的粘合剂线实现的粘合连接。载体层因此至少在一面处界定活性炭层，且同时粘接到活性炭层。

根据有利的实施例，吸附过滤部段能够包括具有轴向堆叠方向的活性炭层的堆叠，能够沿轴向堆叠方向流动通过所述活性炭层的堆叠。有利地，该实施例实现了载体层/活性炭层（具有固定的活性炭层）的开放层的构造。此类层（其被称为介质层且包括载体层以及活性炭层）能够堆叠在彼此上，其中，流动通过方向是沿堆叠方向，即，正交于这些层的平面。在优选实施例中，两个介质层（其每一个均包括载体层和活性炭层）堆叠在彼此上，使得这两个介质层的活性炭层彼此紧紧地邻接。这两个介质层一起形成堆叠单元。在堆叠状态中，在上载体层和下载体层内，两个不同的活性炭层彼此紧紧地邻接。此类堆叠单元能够进一步堆叠在彼此上，以便达到具有对应的过滤性能的过滤装置的期望的总厚度。替代性地，活性炭层和载体层也能够以一个在一个后方的方式交替地布置在介质层或堆叠单元中。

此外，有可能以简单的方式每层组合不同的活性炭类型，例如，不同的原材料（诸如，椰子、矿物煤、木炭，或合成材料）、不同的活化程度、不同的催化性质和不同的浸渍。此外，活性炭类型能够包括酸浸渍或碱浸渍的活性炭类型，具体地具有不同的活化程度和不同的常用辅助剂（诸如，优选地能够作为粒状松散填料存在的吸附材料和吸收材料）的添加。以这种方式，有可能适应目标气体光谱。在优选实施例中，作为活性炭的基本材料，使用基于聚合物（例如，合成树脂，具体地与二乙烯基苯交联的聚苯乙烯）制造的离子交换剂球。具体地，也有可能组合具有指定的活性炭类型的各种层，然而，所述指定的活性炭类型对于每层而言是不同的。

在有利的实施例中，活性炭层在其两个面处能够分别由载体层界定。定位在中间的活性炭层和两个载体层形成介质层。便利地，活性炭层也能够与两个载体层粘性连接。介质层或堆叠单元因此包括两个载体层和定位在中间的活性炭层，其中，多个堆叠单元能够堆叠在彼此上。

通过不同数量的层或堆叠单元，也能够在吸附过滤部段的相对最小长度和宽度的情况下实现极大高度。更大的高度需要更长的停留时间，以及改进的有效吸附，且导致活性炭过滤器的更长的服役寿命。

便利地，活性炭层能够在其纵向侧和/或宽侧处被密封，使得与接触这些面的载体层一起，能够实现活性炭层的所有侧上的边界。纵向侧和/或宽侧处的密封作用提高了稳定性，并且改进了安全性以防活性炭层中的分层和移位。活性炭层的密封作用能够通过例如用侧向带（诸如，无纺布）来密封或通过粘合剂层来实现。

此外，载体介质能够实现为其中接收活性炭以及粘合剂的开孔泡沫，例如聚氨酯泡沫。能够设想到多种构造，其中为产生吸附过滤部段，首先将粘合剂引入载体介质的开孔泡沫内，且随后引入活性炭。以下实施例也是有可能的，其中首先将粘合剂应用到活性炭，且然后将活性炭/粘合剂混合物引入载体介质的开孔泡沫中。

根据有利的实施例，吸附过滤部段可包括活性炭层的缠绕主体，能够相对于所述主体的纵向轴线沿径向方向流动通过该主体。除了活性炭层的所公开的堆叠形式之外，吸附过滤部段还能够实现为缠绕式过滤器，因为活性炭层例如被缠绕到芯上。在该背景中，芯的横截面能够是圆形、椭圆形或能够以不同方式成形，使得所得的活性炭层的缠绕主体能够对应地实现为圆筒形状、具有椭圆形横截面、成为截头锥形、金字塔形或成另一形状。也有可能以嵌套布置来定位呈具有不同直径的各个闭合中空圆筒的形式的活性炭层，以便以这种方式获得吸附过滤部段的圆筒形或中空圆筒形构造。

根据有利的实施例，精细过滤部段可包括过滤堆叠，能够沿过滤堆叠方向流动通过所述过滤堆叠，并且所述过滤堆叠布置在吸附过滤部段的前方的一侧处。能够实现为粒子过滤器的精细过滤部段能够具有多级设计。具体地，在该背景中，能够将具有不同孔隙度的若干层布置为梯度过滤器。然而，原则上，也能够设想的是，精细过滤部段不仅能够布置在吸附过滤部段的后方（即，下游），而且能够布置在吸附过滤部段的前方（即，上游）以及下游。

在实施例中，能够采用非折叠式过滤介质（具体地单层、实现为环形、或堆叠的过滤介质）作为精细过滤部段。在另一个实施例中，能够采用之字形折叠式过滤介质，具体地星形折叠式圆形过滤介质。有益的是例如由纤维素、合成泡沫或无纺布形成的过滤介质。有利地，精细过滤部段能够是此类过滤介质的层的单层或多层组合。如关于吸附过滤部段所描述的，呈非折叠形式的精细过滤部段能够被构造为中空圆筒，所述中空圆筒能够被实现为呈环形形状的单个层或能够包括以嵌套布置布置的各个中空圆筒。具体地，多层精细过滤部段能够被实现为具有各个层（例如，具有不同孔隙度）的梯度过滤器。

通过使用精细过滤部段，能够实现保护吸附过滤部段免受过大的粉尘负荷和气溶胶的影响。以这种方式，即使对于极度充斥粉尘和/或充斥气溶胶的进入空气，其气体分离的功能也仅尽可能在最小限度上受损。

当将在非常强烈地负荷有粉尘的环境中使用滤筒时，能够设想到另外地将粗尘分离器布置在精细过滤部段的流体上游，使得精细过滤部段将不如此快速地被分离出的粉尘阻塞，且以这种方式延长了滤筒的服役寿命。

两个介质层能够堆叠在彼此上，使得相应地，活性炭层面向彼此。以这种方式，产生由载体层和精细过滤部段界定的由两个介质层构成的堆叠单元，两个紧紧地邻接的活性炭层布置在所述载体层与所述精细过滤部段之间。

根据有利的实施例，精细过滤部段可包括圆形过滤器，能够相对于所述圆形过滤器的纵向轴线径向地流动通过该圆形过滤器。此类圆形过滤器具有以下优点：能够径向地实现圆形过滤器的流入，且以这种方式能够从滤筒的径向外侧而非从滤筒的轴向底侧实现滤筒的进入空气。以这种方式，此类滤筒能够被设计成具有紧凑构型。

根据有利的实施例，精细过滤部段能够包括环绕吸附过滤部段的圆形过滤器。便利地，作为圆形过滤器的精细过滤部段也能够布置在吸附过滤部段的径向外侧，使得实现滤筒的甚至更加紧凑的构型。针对能够轴向地流动通过的活性炭层的堆叠布置以及针对能够径向地流动通过的活性炭层的缠绕主体设想此类布置。在待被轴向地流动通过的堆叠布置的情况下，能够使已径向地穿过精细过滤部段的气流偏转，使得气流随后沿轴向方向流动通过吸附过滤部段。这种布置具有以下优点：精细过滤部段的相对大的流入和过滤介质表面积，其因此能够针对相对最小的压力损耗和高的容尘量被设计。具体地，对于由过滤器保护的人员而言对于呼吸过滤器，该设计就最小压力损耗而言是有利的，因为以这种方式使呼吸更加容易。

根据有利的实施例，圆形过滤器和/或吸附过滤部段能够实现为具有多层构造。作为圆形过滤器的精细过滤部段的多层构型对于平坦过滤器层（诸如，无纺布）是特别有利的，特别是当不同的无纺布层被用作具有不同孔隙度的多级精细过滤部段时。

根据有利的实施例，圆形过滤器能够被设计成折叠的。作为精细过滤部段的替代性实施例，折叠例如成之字形状的圆形过滤器是有利的，因为折叠式圆形过滤器具有更大的过滤表面积，同时具有有益的大小要求。而且，在空气过滤技术中，折叠式过滤介质是极为常见的，且因此能够廉价地制造和廉价地取得。

在实施例中，例如，能够采用非折叠式过滤介质（具体地，单层环形或堆叠过滤介质）作为精细过滤部段。在另一实施例中，能够采用之字形折叠式过滤介质（具体地，星形折叠式圆形过滤介质）。有益的是在玻璃纤维层中具有玻璃纤维的过滤介质。在该背景中，例如，能够采用玻璃纤维无纺布或玻璃纤维纸，其优选地包括应用在一面或两面上的纺粘无纺布的覆盖层。以这种方式，具体地，实现了对通常极为敏感的玻璃纤维介质的机械保护，这在玻璃纤维层被折叠时特别有利，因为于是能够在折叠期间具体地保护介质以免损坏（损坏能够引起局部泄漏或撕裂）。此外，此类覆盖层能够起作用以改进精细过滤部段的机械强度。

根据有利的实施例，壳体能够相对于纵向壳体轴线具有径向空气入口。径向空气入口在使用具有径向流动方向的精细过滤部段时是特别有利的，所述精细过滤部段能够与具有轴向或径向流动方向的吸附过滤部段结合布置。在具有径向流动方向的吸附过滤部段（其中精细过滤部段也径向地环绕吸附过滤部段）的情况下，以这种方式产生用于待过滤的空气的尽可能短的流动路径，且因此也产生由滤筒中的流动构造引起的尽可能最小的流动阻抗。

根据有利的实施例，壳体能够相对于纵向壳体轴线具有轴向空气入口。作为径向空气入口的替代方案，轴向空气入口对于具有径向流动方向的精细过滤部段也特别有益，因为壳体能够被简单地设计为没有壳体底部的钟状件，其中能够有益地安装吸附过滤部段及一体式或单独布置的精细过滤部段，并且，以这种方式，也能够根据需要容易地更换这两个过滤部段。壳体自身能够廉价地制造，因为不必须提供额外的入口开口。

根据有利的实施例，能够提供流动通过式（flow-through）连接元件以便将壳体附接到呼吸面罩，其中，所述连接元件布置成其流动通道处于吸附过滤部段的洁净空气侧处。连接元件起作用以将滤筒可拆卸地但流体密闭地连接到呼吸面罩。出于该目的，连接元件具有流动通道，所述流动通道将过滤后的空气从吸附过滤部段的洁净空气侧传导至呼吸面罩中。在呼吸面罩的情况下，滤筒通常设有具有外螺纹的插口作为连接元件，所述插口被插入呼吸面罩处的设有内螺纹的相对元件内，且以这种方式，在滤筒的洁净空气侧与呼吸面罩的内部空间之间产生流体密闭连接。然而，作为螺纹的替代方案，也能够设想到卡口连接。

根据有利的实施例，吸附过滤部段能够包括活性炭层的缠绕主体，能够相对于所述主体的纵向轴线径向地流动通过该主体，所述缠绕主体包括闭合端板和开放端板，其中连接元件包括连接到开放端板的插口。这些端板能够例如实现为密封粘合剂层。插口能够具有沿轴向方向背离滤筒的端面，所述端面用作当与呼吸面罩的相对元件连接时用于密封的密封表面。

在该背景中，连接元件能够便利地与吸附过滤部段直接连接，使得吸附过滤部段的洁净空气侧与插口的流动通道直接连接。出于该目的，插口优选地流体密闭地安装在缠绕主体的开放端板中，同时缠绕主体的相对地定位的一侧包括闭合端板。具体地，插口能够通过扣合（snap-on）连接与开放端板连接。以这种方式，待过滤的空气的流动路径沿径向方向从主体的径向外侧向内延伸，并且能够被导引例如穿过主体的中空芯直接进入插口的流动通道内。以这种方式，产生具有固定地安装的插口的吸附过滤部段，所述插口能够与呼吸面罩的相对元件直接连接。

根据有利的实施例，吸附过滤部段可包括具有轴向堆叠方向的活性炭层的堆叠，能够沿轴向堆叠方向流动通过所述活性炭层的堆叠，其中，连接元件在洁净空气侧处布置在所述堆叠的盖处。作为连接元件的插口也能够便利地布置在活性炭层的堆叠（能够轴向地流动通过所述活性炭层的堆叠）的吸附过滤部段处，当高于所述活性炭层的堆叠时，流体密闭地封闭所述堆叠的盖附接在洁净空气侧处，使得过滤后的空气被收集在洁净空气侧处并且能够仅通过插口流出。

根据有利的实施例，壳体能够包括壳体护套，所述壳体护套能够可拆卸地连接到连接元件。作为壳体护套与连接元件之间的连接构件，例如，不仅能够提供扣合或闩锁布置，而且也能够提供螺纹。当连接元件（例如，呈插口的形式）与吸附过滤部段流体密闭地直接连接时，滤筒的壳体的壳体护套能够便利地与连接元件可拆卸地连接。以这种方式，有可能从壳体移除吸附过滤部段（其具有布置在该处的精细过滤部段）并更换吸附过滤部段，例如，在满载粉尘和/或吸附过滤部段的吸附能力的耗尽之后。以这种方式，能够重新使用具体地构造成能够在不需要工具的情况下移除的壳体护套，使得能够特别廉价地实现滤筒。

根据有利的实施例，能够提供防止已使用的滤筒的重新使用的构件。当要预防已经使用过的滤筒被重新使用且由此可能超出滤筒的可容许服役寿命时，能够在连接元件上提供防止已经使用过的滤筒能够被再次螺旋连接到呼吸面罩的构件。这能够例如呈布置在连接元件的插口的螺纹上的突片（tab）的形式，使得当从呼吸面罩移除滤筒时，其被撕破和/或变形，使得其构成防止滤筒被再次螺旋连接到呼吸面罩的机械障碍物（因为其阻止例如滤筒与呼吸面罩的相对元件之间的螺纹连接）的形式。替代性地，也能够设想在壳体护套与滤筒的连接元件之间的连接处提供连接构件（诸如，突片或扣合元件），所述连接构件具有额定断裂点并且在移除壳体护套时被破坏且因此防止使用过的滤筒的重新使用。

根据另一方面，本发明涉及一种具有滤筒的呼吸面罩，其中，所述呼吸面罩包括用于滤筒的流动通过式连接元件的流动通过式相对元件。此类呼吸面罩能够有利地与根据本发明的滤筒一起使用，因为滤筒提供布置在壳体中的吸附过滤部段和处于吸附过滤部段的流体上游、用于将污染物与呼吸空气分离（具体地，用于气溶胶的分离）的至少一个精细过滤部段。在该背景中，滤筒的吸附过滤部段包括载体介质和活性炭层，在所述活性炭层中通过添加固定剂使活性炭粒子固定。在根据本发明的实施例中，由于活性炭粒子的固定，空气渗透率高于在具有相当的粒子直径的活性炭粒子的松散填料的情况中的空气渗透率。此外，活性炭粒子的固定具有能够产生过滤装置的或活性炭的和载体介质的多个层的不同几何形状的优点。能够设想到的几何形状为圆形、椭圆形、矩形以及任何其他形状。连接元件和相对元件能够例如设有螺纹和相对螺纹或设有卡口连接，以便能够在滤筒与呼吸面罩之间产生简单且快速的连接。

根据有利的实施例，能够提供关断元件，所述关断元件在移除滤筒时流体密闭地封闭相对元件。借助于关断元件（例如，其能够以阀膜的形式（例如，作为弹性体）实现），能够防止当在呼吸面罩在使用中时更换滤筒时（例如，由于超出滤筒的服役寿命，或由于因高度负荷有粉尘粒子，所吸入的空气的流动阻抗过大），具有可能有危害的材料的空气能够在滤筒被移除时到达呼吸面罩并且能够被吸入。此类关断元件能够便利地布置成直接在相对元件的螺纹/卡口的流体下游。

附图说明

另外的优点由以下附图描述产生。在附图中，图示了本发明的实施例。附图、描述和权利要求包含组合的众多特征。本领域技术人员也将便利地单个地考虑这些特征，并将其组合成有意义的其他组合。

在以下附图中以示例性方式示出：

图1是根据本发明的第一实施例的滤筒的纵剖面，所述滤筒具有作为吸附过滤部段的活性炭层的堆叠和作为具有径向空气入口的精细过滤部段的星形折叠式圆形过滤器；

图2是根据本发明的另一实施例的滤筒的纵剖面，所述滤筒具有作为吸附过滤部段的活性炭层的堆叠和构造为具有轴向空气入口的过滤堆叠的非折叠精细过滤部段；

图3是根据本发明的另一实施例的滤筒的剖视等距图示，所述滤筒具有作为吸附过滤部段的活性炭层的缠绕主体和作为具有径向空气入口的精细过滤部段的环绕吸附过滤部段的星形折叠式圆形过滤器；

图4是作为缠绕主体的吸附过滤部段和作为环绕吸附过滤部段的精细过滤部段的星形折叠式圆形过滤器的剖视等距图示；

图5是作为缠绕主体的吸附过滤部段和作为环绕吸附过滤部段的精细过滤部段的多层分层式圆形过滤器的剖视等距图示；

图6是滤筒的等距图示，所述滤筒具有作为缠绕主体的吸附过滤部段和作为环绕吸附过滤部段的精细过滤部段的星形折叠式圆形过滤器；

图7是滤筒的部分剖视侧视图，所述滤筒具有作为缠绕主体的吸附过滤部段和作为环绕吸附过滤部段的精细过滤部段的星形折叠式圆形过滤器；

图8是根据本发明的实施例的滤筒的等距图示，所述滤筒具有轴向空气入口；

图9是根据本发明的另一实施例的滤筒的剖视等距图示，所述滤筒具有作为吸附过滤部段的活性炭层的缠绕主体和作为具有轴向空气入口的环绕吸附过滤部段的精细过滤部段的折叠式圆形过滤器；

图10是根据本发明的另一实施例的滤筒的剖视等距图示，所述滤筒具有作为吸附过滤部段的活性炭层的缠绕主体和作为具有轴向空气入口的环绕吸附过滤部段的精细过滤部段的多层分层式圆形过滤器；

图11是根据本发明的另一实施例的滤筒的剖视等距图示，所述滤筒具有作为吸附过滤部段的活性炭层的缠绕主体和作为环绕吸附过滤部段的精细过滤部段的星形折叠式圆形过滤器，其中壳体护套被抬起；

图12是类似于具有作为精细过滤部段的多层圆形过滤器的滤筒的剖视等距图示，其中壳体护套被附接；

图13是活性炭层的堆叠的吸附过滤部段的部分剖视侧视图，所述吸附过滤部段具有在洁净空气侧处布置在盖处的连接元件；

图14是根据本发明的实施例的呼吸面罩的示意性图示，所述呼吸面罩具有安装的滤筒。

具体实施方式

在附图中，用相同的附图标记标识相同的部件或相同类型的部件。附图仅示出示例，并且将不被理解为限制性的。

图1以纵剖面视图示出根据本发明的第一实施例的滤筒10，其具有作为吸附过滤部段12的活性炭层16的堆叠20和具有径向空气入口48的作为精细过滤部段30的星形折叠式圆形过滤器36。用于呼吸面罩100的滤筒10包括吸附过滤部段12，其布置在壳体40中；以及精细过滤部段30，其布置在吸附过滤部段12的流体上游以便将污染物与呼吸空气分离（具体地，用于分离气溶胶）。吸附过滤部段12包括相应地交替地跟随彼此的载体介质14和活性炭层16的堆叠20，其中，活性炭粒子通过固定剂18的添加被固定在其中。活性炭层16中的固定剂18能够是反应型粘合剂，例如基于聚氨酯或硅烷；或热塑性粘合剂，例如基于聚烯烃。载体介质14能够例如被实现为用于粒子分离的过滤无纺布。

吸附过滤部段12包括具有轴向堆叠方向22的活性炭层16的堆叠20，能够沿轴向堆叠方向22流动通过所述堆叠。精细过滤部段30包括圆形过滤器36，能够相对于圆形过滤器36的纵向轴线38径向地流动通过该圆形过滤器36。

提供呈流动通过插口60的形式的连接元件44，以便将滤筒10的壳体40紧固到呼吸面罩100（在图14中图示）。连接元件44布置成其流动通道52处于吸附过滤部段12的洁净空气侧54处。

壳体40相对于纵向壳体轴线46包括径向空气入口48。待过滤的空气沿流动方向110流动通过径向空气入口48（所述径向空气入口48例如能够被实现为壳体护套42中的穿孔筛）进入壳体40，并且径向地流动通过精细过滤部段30进入壳体40的内部72中。此后，预过滤的空气沿吸附过滤部段12的堆叠方向22轴向地流入壳体40的洁净空气区域54中。从该处，过滤后的洁净空气沿流动方向110沿纵向壳体轴线46流动通过插口60的流动通道52流出滤筒进入呼吸面罩100（未图示）中。吸附过滤部段12借助于合适的周向延伸的支撑件74被固定在壳体护套42中，并且被密封，使得待过滤的气体穿过活性炭层16的堆叠20且不能够沿吸附过滤部段12的外侧进入洁净空气区域54中。

在图2中，以纵剖面图示根据本发明的另一实施例的滤筒10，其具有作为吸附过滤部段12的活性炭层16的堆叠20和具有轴向空气入口50的作为精细过滤部段30的过滤堆叠32。过滤堆叠32表示精细过滤部段30的多层构造（例如，呈多级梯度过滤器的形式），其中，各个层包括具有不同孔隙度的精细过滤介质。能够沿过滤堆叠方向34流动通过过滤堆叠32，并且所述过滤堆叠32布置在吸附过滤部段12的上游的一侧处。壳体40相对于纵向壳体轴线46包括轴向空气入口50。待过滤的空气沿轴向过滤堆叠方向34穿过壳体护套42的向下开放的空气入口50进入壳体40中，并且沿轴向方向流动通过作为精细过滤部段30的过滤堆叠32。随后，预过滤的空气进入壳体40的内部72，以便沿堆叠方向22从该处流动通过吸附过滤部段12（如在图1的实施例中，沿洁净空气区域54的方向），且因此流动至连接元件44的流动通道54。从该处，过滤后的洁净空气沿流动方向110沿纵向壳体轴线46流动通过插口60的流动通道52流出滤筒进入呼吸面罩100（未图示）中。

图3以剖视等距图示示出根据本发明的另一实施例的滤筒10，其具有作为吸附过滤部段12的活性炭层16的缠绕主体24和具有径向空气入口48的作为精细过滤部段30、环绕吸附过滤部段12的星形折叠式圆形过滤器36。在该背景中，吸附过滤部段12包括活性炭层16的缠绕主体24，能够相对于所述主体24的纵向轴线26径向地流动通过该主体24。精细过滤部段30包括环绕吸附过滤部段12的圆形过滤器36。在该背景中，吸附过滤部段12的缠绕主体24和精细过滤部段30的圆形过滤器36布置成其纵向轴线26和38与纵向壳体轴线46同轴。

在图3的实施例中，通过以之字折褶折叠来实现圆形过滤器36。在剖面中，在剖切视图中在两侧上均示出一个折褶64。吸附过滤部段12和圆形过滤器36包括共同的闭合端板56，用所述闭合端板相对于环境在底部处密封壳体40。

在图3中，待过滤的空气在径向空气入口48处通过径向入口开口70进入滤筒10，并且沿流动方向110流动通过精细过滤部段30，沿径向方向直接更远地流动通过吸附过滤部段12进入表示洁净空气区域54的吸附过滤部段12的缠绕主体24的空的芯部中。从该处，过滤后的洁净空气沿纵向壳体轴线46流动通过式连接元件44的插口60的流动通道52。

在该背景中，图4以剖视等距图示示出作为缠绕主体24的吸附过滤部段12和作为精细过滤部段30的圆形过滤器36，所述圆形过滤器36被折叠成星形且环绕吸附过滤部段12。活性炭粒子并入其中并借助于固定剂18（例如，粘合剂）被固定的活性炭层16由载体介质14分开并且被缠绕到芯上，所述芯在缠绕过程之后被移除。以这种方式，缠绕主体24作为整体形成中空圆筒。替代性地，活性炭层16中的每一个也能够被实现为具有不同直径的各个中空圆筒，并且在共同纵向轴线26上以嵌套布置同轴地布置在彼此内侧。以这种方式，也能够实现通过吸附过滤部段12的径向流动。在缠绕主体24上在外部应用精细过滤部段30的圆形过滤器36，所述圆形过滤器36布置成其纵向轴线38相对于吸附过滤部段12的纵向轴线26同轴。圆形主体36实现为折叠过滤器波纹管，其折褶64沿向外方向径向地突伸。

图5作为图4中所图示的实施例的替代方案示出作为缠绕主体24的吸附过滤部段12和作为精细过滤部段30的圆形过滤器36，所述精细过滤部段30具有环绕吸附过滤部段12的多层分层式布置。在该实施例中，精细过滤部段30也具有分层式构造，其中，不同层例如能够以具有不同孔隙度的多级梯度过滤器的形式实现。以这种方式，精细过滤部段30能够被实现为中空圆筒，并且所述中空圆筒具有略微大于吸附过滤部段12的外径的内径，使得然后能够将中空圆筒推于吸附过滤部段12上。圆形过滤器36能够例如以各个中空圆筒形套筒的形式实现，所述中空套筒分别具有不同的直径，使得它们也能够被推于彼此上成呈嵌套布置的共同中空圆筒。

在图6中，以等距图示图示滤筒10，所述滤筒10具有作为缠绕主体24的吸附过滤部段12和作为环绕吸附过滤部段12的精细过滤部段30的星形折叠式圆形过滤器36。吸附过滤部段12与环绕的圆形过滤器30在一侧处由闭合端板56封闭，且在相对侧处由开放端板58封闭。连接元件44与其插口60布置在开放端板58的开口中。连接元件44在开放端板58处以环圈66终止。滤筒10包括穿过精细过滤部段30与其折褶64的径向空气入口。过滤后的洁净空气通过插口60的流动通道52从滤筒10离开。插口60在其外周处包括用于与呼吸面罩100（未图示）连接的外螺纹76。

在该背景中，图7以部分剖视侧视图示出滤筒10，其具有作为缠绕主体24的吸附过滤部段12和作为环绕吸附过滤部段12的精细过滤部段30的星形折叠式圆形过滤器36。吸附过滤部段12包括活性炭层16的缠绕主体24，能够相对于所述主体24的纵向轴线26径向地流动通过该主体24。吸附过滤部段12与作为精细过滤部段30的环绕圆形过滤器36在一侧处由闭合端板56封闭，且在相对侧处由开放端板58封闭。连接元件44包括连接到开放端板58的插口60。连接元件44布置成在开放端板58的开口中具有沟槽68，其中，开口在滤筒10的外侧处由突伸越过连接元件44的环圈66流体密闭地封闭。连接元件44能够具体地通过沟槽68通过与开放端板58的扣合连接被连接。

图8以等距图示示出根据本发明的实施例的滤筒10，其具有轴向空气入口50。滤筒10包括钟形壳体护套，所述壳体护套具有布置在其底侧处的轴向空气入口50。在实施例中，壳体护套42能够以可拆卸方式与连接元件44连接，例如呈扣合或闩锁连接的形式，因为其被推动跨越连接元件44的插口66并用连接元件44的环圈66（图8中不可见）流体密闭地封闭。壳体护套42由加强肋78加强，使得其能够实现为具有减小的壁厚度，以便以这种方式有利地节省重量。为了保护向内定位的吸附过滤部段12和精细过滤部段30以防可能的损伤，壳体护套42能够额外地设有布置在精细过滤部段30的前方的保护性筛80（不可见）。

在该背景中，图9以剖视等距图示示出根据本发明的另一实施例的滤筒10，其具有作为吸附过滤部段12的活性炭层16的缠绕主体24和具有轴向空气入口50的环绕吸附过滤部段12的作为精细过滤部段30的星形折叠式圆形过滤器36。滤筒10包括轴向空气入口50。待过滤的空气沿作为精细过滤部段30环绕吸附过滤部段12的圆形过滤器36的外边沿沿流动方向110轴向地流入壳体护套42中，原因在于吸附过滤部段12和精细过滤部段30在底侧处由闭合端板流体密闭地封闭。空气然后径向地流动通过精细过滤部段30和吸附过滤部段12到达洁净空气侧54，并且沿流动方向110再次轴向地沿纵向壳体轴线46的方向通过插口60的流动通道52从滤筒10离开。

作为图9中所图示的实施例的替代方案，图10以剖视等距图示示出根据本发明的另一实施例的滤筒10，其具有作为吸附过滤部段12的活性炭层16的缠绕主体24和具有轴向空气入口50的环绕吸附过滤部段12的作为精细过滤部段30的多层分层式圆形过滤器36。在该背景中，圆形过滤器36被实现为具有各个层，例如，实现为多级梯度过滤器。该实施例中的流动方向110与图9中所图示的实施例中的流动方向相同。空气从下方轴向地经过进入壳体护套42中，径向地流动通过精细过滤部段30和吸附过滤部段12到达洁净空气侧54，且然后再次轴向地沿纵向壳体轴线46通过插口60的流动通道52流出。

在图9和图10中所图示的两个实施例中，壳体护套42与连接元件44整体地连接。此类工件能够例如通过注射成型过程廉价地制造。插口60突伸成一部分进入吸附过滤部段12的洁净空气侧54中，洁净空气侧54由吸附过滤部段12的缠绕主体24的芯部区域形成并且在制造之后未被占用。以这种方式，洁净空气侧54与插口60的流动通道52流体密闭地连接。

图11以剖视等距图示图示根据本发明的实施例的滤筒10，其具有作为吸附过滤部段12的活性炭层16的缠绕主体24和环绕吸附过滤部段12的作为精细过滤部段30的星形折叠式圆形过滤器36，其中壳体护套42被抬起。连接元件44布置在吸附过滤部段12的一端处，使得流动通道52与洁净空气侧54流体密闭地连接。可拆卸地实现的壳体护套42被图示为向上拉离连接元件44，同时在图12中，图11的滤筒10被图示为具有附接的壳体护套42和围绕吸附过滤部段12的环形地实现的多层分层式圆形过滤器36。壳体护套42被推动跨越连接元件44的插口60，使得壳体护套42与连接元件44的向内定位的表面齐平。壳体护套42与连接元件44的连接能够被实现为例如呈扣合、闩锁或螺纹连接的形式，所述连接能够布置在连接元件44的环圈上，所述环圈与吸附过滤部段12齐平。替代性地，对于壳体护套42与滤筒10的连接元件44之间的连接而言，能够提供具有额定断裂点的连接构件（诸如，突片或扣合元件，所述连接构件在移除壳体护套42时被破坏，并且以这种方式防止使用过的滤筒10的重新使用。

图13以部分剖视侧视图示出活性炭层16的堆叠20的吸附过滤部段12，其中连接元件44在洁净空气侧处布置在盖62上。吸附过滤部段12包括具有轴向堆叠方向22的活性炭层16的堆叠20，其在洁净空气侧54处由盖62封闭，其中，盖62便利地覆盖吸附过滤部段12的径向外侧，以便密封径向外侧以及为吸附过滤部段12提供稳固的插孔。在该背景中，盖62与吸附过滤部段12的顶侧之间形成空的空间，所述空的空间起作用以便在洁净空气侧54处收集过滤后的空气。连接元件44在堆叠20的洁净空气侧处布置在盖62的开口中，并与盖62的沟槽68接合，使得连接元件44与盖62固定地且流体密闭地连接。

图14以示意性图示示出根据本发明的实施例的呼吸面罩100，所述呼吸面罩具有安装的滤筒10。呼吸面罩100包括流动通过式相对元件102，滤筒10的流动通过式连接元件44能够联接到所述流动通过式相对元件。通常，滤筒10的连接元件44设有外螺纹76，所述外螺纹76接合相对元件102的内螺纹并且能够螺旋连接到其。替代性地，也能够设想到借助于卡口连接来实现呼吸面罩100与滤筒10的连接。

在图14中所图示的实施例中，滤筒10包括穿过滤筒底侧的轴向空气入口50。为了保护向内定位的吸附过滤部段12和精细过滤部段30，壳体护套42设有保护性筛80。

在相对元件102的流体的内侧，能够提供关断元件104，所述关断元件在移除滤筒10时流体密闭地封闭相对元件102。借助于关断元件104（例如，其以阀膜的形式实现（例如，作为弹性体）），能够防止当更换滤筒10时，具有可能有危害的材料的空气能够到达呼吸面罩100且因此能够被吸入。

Claims (20)

1.一种用于呼吸面罩（100）的滤筒（10），其包括布置在壳体（40）中的吸附过滤部段（12），其特征在于，所述吸附过滤部段（12）包括载体介质（14）和活性炭层（16），在所述活性炭层中通过添加固定剂（18）使活性炭粒子固定。

2.根据权利要求1所述的滤筒，其特征在于，至少一个精细过滤部段（30）设置在所述吸附过滤部段（12）的流体上游，所述精细过滤部段（30）用于将污染物与呼吸空气分离，具体地用于分离气溶胶。

3.根据权利要求1或2所述的滤筒，其特征在于，所述活性炭层（16）中的所述固定剂（18）是反应型粘合剂，例如基于聚氨酯或硅烷，或者其中，所述活性炭层中的粘合剂是热塑性粘合剂，例如基于聚烯烃。

4.根据前述权利要求中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述载体介质（14）实现为无纺布，具体地实现为用于粒子分离的过滤无纺布。

5.根据前述权利要求中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述吸附过滤部段（12）包括具有轴向堆叠方向（22）的活性炭层（16）的堆叠（20），能够沿轴向堆叠方向（22）流动通过所述堆叠（20）。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述吸附过滤部段（12）包括活性炭层（16）的缠绕主体（24），能够相对于所述主体（24）的纵向轴线（26）径向地流动通过所述缠绕主体（24）。

7.根据前述权利要求中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述精细过滤部段（30）包括过滤堆叠（32），能够沿过滤堆叠方向（34）流动通过所述过滤堆叠并且所述过滤堆叠布置在所述吸附过滤部段（12）的前方的一侧处。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述精细过滤部段（30）包括圆形过滤器（36），能够相对于所述圆形过滤器（36）的纵向轴线（38）径向地流动通过所述圆形过滤器。

9.根据前述权利要求中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述精细过滤部段（30）包括环绕所述吸附过滤部段（12）的圆形过滤器（36）。

10.根据权利要求8或9所述的滤筒，其特征在于，所述圆形过滤器（36）为多层实施例，具体地多级实施例。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述圆形过滤器（36）为折叠式实施例。

12.根据前述权利要求中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述壳体（40）相对于纵向壳体轴线（46）包括径向空气入口（48）。

13.根据前述权利要求中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述壳体（40）相对于纵向壳体轴线（46）包括轴向空气入口（50）。

14.根据前述权利要求中任一项所述的滤筒，其特征在于，提供流动通过式连接元件（44）以便将所述壳体（40）连接到所述呼吸面罩（100），其中，所述连接元件（44）及其流动通道（52）布置在所述吸附过滤部段（12）的洁净空气侧（54）处。

15.根据权利要求14所述的滤筒，其特征在于，所述吸附过滤部段（12）包括活性炭层（16）的缠绕主体（24），能够相对所述主体（24）的纵向轴线（26）径向地流动通过所述缠绕主体，所述缠绕主体包括闭合端板（56）和开放端板（58），其中，所述连接元件（44）包括与所述开放端板（58）连接的插口（60）。

16.根据权利要求14所述的滤筒，其特征在于，所述吸附过滤部段（12）包括具有轴向堆叠方向（22）的活性炭层（16）的堆叠（20），能够沿轴向堆叠方向（22）流动通过所述堆叠，其中，所述连接元件（44）在洁净空气侧处布置在所述堆叠（20）的盖（62）上。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述壳体（40）包括壳体护套（42），所述壳体护套能够与所述连接元件（44）可拆卸地连接。

18.根据前述权利要求中任一项所述的滤筒，其特征在于，设置防止使用过的滤筒的重新使用的构件。

19.一种呼吸面罩（100），其具有根据前述权利要求中任一项所述的滤筒（10），所述呼吸面罩包括用于所述滤筒（10）的流动通过式连接元件（44）的流动通过式相对元件（102）。

20.根据权利要求19所述的呼吸面罩，其特征在于，设置关断元件（104），其在移除所述滤筒（10）时流体密闭地封闭所述相对元件（102）。