CN109715252A - 呼气阀和包括呼气阀的呼吸器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了呼气阀和包括此类呼气阀的过滤面罩的各种实施方案。所述呼气阀可以包括阀座和阀瓣，所述阀瓣设置在密封表面和所述阀座的孔口上。当所述呼气阀设置为闭合构型时，所述阀瓣适于被密封在所述阀座的所述密封表面上，由此使得防止流体流经所述阀座。所述阀座的所述孔口在由所述阀座的第一主表面限定的平面中可以包括基本上圆形的形状。另外，所述密封表面可以外接所述孔口并且在由所述阀座的所述第一主表面限定的所述平面中可以包括基本上非圆形的形状。

Description

呼气阀和包括呼气阀的呼吸器
[背景技术]
在污染环境中工作的人通常佩戴过滤面罩以保护自己免于吸入气载污染物。此类过滤面罩通常具有纤维过滤器或吸附剂过滤器，其能够从空气中移除颗粒和/或气态污染物。在污染环境中佩戴面罩时，佩戴者因知道自己正在呼吸过滤空气而感到舒适，然而同时可能因其面部周围聚积的呼出的湿热空气而感到不适。
为了改进舒适度，过滤面罩的制造商常常将呼气阀安装在面罩的面罩主体上，以允许呼出的湿热空气从面罩内部迅速清除。呼出空气的迅速移除可使面罩内部比较凉爽，并且有助于防止面罩内湿气积聚。
呼吸面罩的商业制造商已在面罩上安装了“按钮式”呼气阀，以使得呼出空气能够从面罩内部清除。按钮式阀通常采用薄的、圆形的柔性阀瓣作为让呼出空气从面罩内部逸出的动态机械元件。阀瓣通过中心柱居中安装到阀座。按钮式阀的实施例在例如美国专利No.2,072,516、No.2,230,770、No.2,895,472和No.4,630,604中有所描述。当人呼气时，阀瓣的周向部分从阀座抬起，以允许空气从面罩内部逸出。
按钮式阀表示了在尝试改进佩戴者的舒适度方面的进步，但是研究人员已做出了其它改进，这些改进的一个实施例在授予Braun的美国专利No.4,934,362中有所描述。该专利中描述的阀使用抛物线型阀座和细长的柔性阀瓣。类似于按钮式阀，Braun发明的阀也具有居中安装的阀瓣，其包括的阀瓣边缘部分在呼气期间从密封表面抬起，以允许呼出空气从面罩内部逸出。
在Braun的研发工作以后，Japuntich等人在呼气阀技术领域进行了另一项创新。参见例如美国专利No.5,325,892和No.5,509,436。Japuntich等人发明的阀使用以悬臂方式偏心安装的单个柔性阀瓣，以使开启阀所需的呼气压力最小化。当使阀开启压力最小化时，需要较少的动力来操纵阀，这意味着佩戴者在呼吸时不需要费力地将呼出空气从面罩内部排出。
在Japuntich等人发明的阀之后引入的其它阀也使用了非居中安装的悬臂式柔性阀瓣。参见例如美国专利No.5,687,767和No.6,047,698。具有此类构造的阀有时称为“瓣式”呼气阀。
[发明内容]
一般来讲，本公开提供了呼气阀和包括此类呼气阀的过滤面罩的各种实施方案。呼气阀可以包括阀座和阀瓣，阀座包括密封表面和基本上圆形的孔口，阀瓣设置在密封表面和基本上圆形的孔口上。在一个或多个实施方案中，密封表面外接孔口并且在由阀座的第一主表面限定的平面中包括基本上非圆形的形状。另外，在一个或多个实施方案中，由密封表面包围的区域可以大于由该孔口包围的区域。
在一个方面，本公开提供了呼气阀。该阀包括阀座，阀座包括第一主表面、第二主表面、孔口和阀座轴线，孔口设置在阀座的第一主表面和第二主表面之间，阀座轴线在阀座的第一端和第二端之间延伸。孔口在由阀座的第一主表面限定的平面中包括基本上圆形的形状。阀座还包括密封表面和阀瓣保持表面，其各自设置在阀座的第一主表面上，其中密封表面外接孔口并且在由阀座的第一主表面限定的平面中包括基本上非圆形的形状。呼气阀还包括阀瓣，其设置在密封表面和孔口上，其中阀瓣包括连接到阀瓣保持表面的第一端。当呼气阀设置为闭合构型时，阀瓣适于被密封在阀座的密封表面上，由此使得防止流体流经阀座。当呼气阀设置为开启构型时，阀瓣的第二端适于与密封表面间隔开，由此使得流体可以流经阀座。当呼气阀设置为闭合构型时，阀瓣在与阀座的第一主表面正交的平面中包括弯曲形状。
在另一方面，本公开提供了过滤面罩。过滤面罩包括面罩主体，其适于至少贴合在佩戴者的鼻部和口部上，以在佩戴时形成内部气体空间。过滤面罩也包括呼气阀，其与面罩的内部气体空间流体连通。呼气阀包括阀座，阀座包括第一主表面、第二主表面、孔口和阀座轴线，孔口设置在阀座的第一主表面和第二主表面之间，阀座轴线在阀座的第一端和第二端之间延伸。孔口在由阀座的第一主表面限定的平面中包括基本上圆形的形状。阀座还包括密封表面和阀瓣保持表面，其各自设置在阀座的第一主表面上，其中密封表面外接孔口并且在由阀座的第一主表面限定的平面中包括基本上非圆形的形状。呼气阀还包括阀瓣，其设置在密封表面和孔口上，其中阀瓣包括连接到阀瓣保持表面的第一端。当呼气阀设置为闭合构型时，阀瓣适于被密封在阀座的密封表面上，由此使得防止流体流经阀座。当呼气阀设置为开启构型时，阀瓣的第二端适于与密封表面间隔开，由此使得流体可以流经阀座。当呼气阀设置为闭合构型时，阀瓣在与阀座的第一主表面正交的平面中包括弯曲形状。
本文提供的所有标题是为了方便读者而并不应当用于限制该标题后面的任何文本的含义，除非如此进行规定。
术语“包括”及其变型形式在说明书和权利要求书中出现这些术语的地方不具有限制的含义。此类术语将理解为暗示包括所陈述的步骤或要素或者步骤或要素的组，但不排除任何其它步骤或要素或者步骤或要素的组。
在本申请中，术语诸如“一个”、“一种”、“该”和“所述”并非仅旨在指单一实体，而是包括一般类别，其具体示例可用于举例说明。术语“一个”、“一种”、“该”和“所述”与术语“至少一种”互换使用。后接列表的短语“……中的至少一个(种)”和“包含……中的至少一个(种)”是指列表中项目中的任一项以及列表中两项或更多项的任意组合。
后接列表的短语“……中的至少一个(种)”和“包含……中的至少一个(种)”是指列表中项目中的任一项以及列表中两项或更多项的任意组合。
如本文所用，术语“或”一般按其通常的意义使用，包括“和/或”，除非该上下文另外清楚地指出。
术语“和/或”意指所列要素中的一个或全部，或者所列要素中的任何两个或更多个的组合。
如本文所用，关于所测量的量，术语“约”是指所测量的量方面的偏差，这个偏差为如一定程度地小心进行测量的技术人员应当能预期的那种与测量的目标和所用测量设备的精确度相称的偏差。本文，“多至”某数字(例如，多至50)包括该数字(例如，50)。
另外，本文通过端点表述的数值范围包括该范围内包含的所有数字以及端值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
术语表
用于描述本文描述的各种实施方案的术语将具有以下含义：
“闭合构型”意指阀瓣与密封表面完全接触、由此使得流体不能流过阀座的位置；
“污染物”意指微粒和/或其它物质，其它物质通常可不被视为微粒(例如，有机物蒸气等)但可在空气中悬浮；
“呼出空气”是由过滤面罩佩戴者呼出的空气；
“呼出气流”意指在呼气期间经过呼气阀的孔口的流体流；
“呼气阀”意指适于用在过滤面罩上的阀，以允许流体在阀可操作地设置在面罩上或通过面罩时离开过滤面罩的内部气体空间；
“外部气体空间”意指环境大气气体空间，呼出气体在经过并越过呼气阀后进入其中；
“过滤后的空气”意指一定体积的空气或氧气，其已被过滤或清洁以移除或减少污染物；
“过滤面罩”意指呼吸保护装置(包括半面罩、全面罩和罩子)，其至少覆盖佩戴者的鼻部和口部并能够向佩戴者供应过滤后的空气；
“柔性阀瓣”意指片状制品，其能够响应于从移动流体施加的力而弯曲或挠曲，移动流体在呼气阀的情况下应当是呼出气流，并且在吸气阀的情况下应当是吸入气流；
“流体连通”意指当阀处于开启构型时，呼出气流可以从过滤面罩的内部气体空间流经呼气阀的孔口；
“吸气滤芯”意指流体可渗透结构，空气在被过滤面罩的佩戴者吸入之前经过该结构，以使得污染物和/或微粒可以从其中移除；
“吸入气流”意指在吸气期间经过吸气阀的孔口的空气流或氧气流；
“吸气阀”意指开启以允许流体进入过滤面罩的内部气体空间的阀；
“内部气体空间”意指在面罩主体和佩戴者的面部之间的空间；
“面罩主体”意指这样的结构，其可以至少贴合在佩戴者的鼻部和口部上，并且有助于限定与外部气体空间分离的内部气体空间；
“微粒”意指任何能够悬浮于空气中的液体和/或固体物质，例如，病原体、细菌、病毒、粘液、唾液、血液等；
“密封表面”意指当阀处于其闭合构型时与阀瓣接触的表面；以及
“单向流体阀”意指允许流体在一个方向上而不是另一方向上经过的阀。
本公开的这些以及其它方面从以下具体实施方式中将显而易见。然而，在任何情况下都不应当将上述发明内容理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅由如在审查期间可以进行修改的所附权利要求书限定。
附图说明
在整个说明书中均参考附图，其中类似的附图标号表示类似的元件，并且其中：
图1为包括呼气阀的过滤面罩的一个实施方案的示意性透视图。
图2为图1的过滤面罩的面罩主体的一部分的示意性剖视图。
图3为图1的呼气阀的示意性剖视图，其中呼气阀设置为闭合构型。
图4为图1的呼气阀的示意性剖视图，其中呼气阀设置为开启构型。
图5为图1的呼气阀的阀座的示意性透视图。
图6为图5的阀座的第一主表面的示意性平面图。
图7为图4的阀座的第二主表面的示意性平面图。
图8为图1的呼气阀的阀瓣的示意性平面图。
图9为图1的呼气阀的阀盖的示意性平面图。
图10为横跨典型的呼气阀的差压对通过该阀的体积空气流量的图表。
图11为图10的图表，其中线拟合到图表的第二区域。
图12为横跨不包括呼气阀的典型的呼吸器的差压对通过呼吸器的体积空气流量的图表。
图13为横跨包括呼气阀的典型的呼吸器的差压对通过呼吸器的体积空气流量的图表。
具体实施方式
一般来讲，本公开提供了呼气阀和包括此类呼气阀的过滤面罩的各种实施方案。呼气阀可以包括阀座和阀瓣，阀座包括密封表面和基本上圆形的孔口，阀瓣设置在密封表面和基本上圆形的孔口上。在一个或多个实施方案中，密封表面外接孔口并且在由阀座的第一主表面限定的平面中包括基本上非圆形的形状。另外，在一个或多个实施方案中，由密封表面包围的区域可以大于由该孔口包围的区域。
在一个或多个实施方案中，由密封表面包围的区域大于由孔口包围的区域。在一个或多个实施方案中，该较大区域连同密封表面的非圆形形状可以使开启呼气阀所需的压差最小化并且使呼气期间通过阀的流体流最大化。另外，在一个或多个实施方案中，密封表面可以与平行于阀座的第一主表面的平面不共面。密封表面的这种三维形状可以被设计成提供足够的力以用于将阀瓣压贴在密封表面上，由此使得当没有出现流体流时并且当呼气阀处于任何取向时该阀保持闭合。
另外，本文描述的呼气阀的各种实施方案的密封表面可以从悬臂式阀瓣的固定端比孔口的周边延伸更远。在一个或多个实施方案中，密封表面从阀瓣的固定端延伸越远，作用于阀瓣上的呼出空气流的力矩臂越大。这种力矩臂越大，可导致开启差压越低。在一个或多个实施方案中，一旦阀开启，此类构型可导致更高的流体流。另外，在一个或多个实施方案中，与阀瓣的固定端间隔最远的密封表面的一部分的形状可以包括直部，其也可以通过使离阀瓣的固定端最远的密封表面的量最大化来增加阀瓣的力矩臂。
在一个或多个实施方案中，孔口可以包括圆形形状，在制造包括所述呼气阀的呼吸器时，圆形形状可为有益的。例如，圆形孔口可以有助于将阀定位在呼吸器上，这是因为在阀与呼吸器之间的轻微角偏差将不太明显并且可能不导致流动路径堵塞。另外，圆形孔口可以允许使用圆化模具用于冲压、切割和形成呼吸器，并且在一个或多个实施方案中可以有助于将阀附接到呼吸器。此类圆化模具在安装和置换期间可能不需要任何角对准，从而使模具维护更有效率并且不太容易出错。
呼气阀和包括本文描述的此类阀的面罩的一个或多个实施方案可改进佩戴者的舒适度并且同时使佩戴者更有可能在污染环境中将连续佩戴其面罩。另外，本文描述的一个或多个实施方案可通过使个人呼吸防护装置佩戴更舒适来改善工人的安全性，并且为佩戴此类装置的工人及其他人员提供长期健康益处。
将呼气阀包括在一次性过滤面罩中有两个主要益处。首先，呼气阀可以显著地减少必须通过面罩的过滤介质离开面罩的湿热呼气的量。其次，呼气阀可以减小通过面罩呼气所需的努力。
呼气的排出可以通过降低面罩的内部的平均温度和湿度来增加佩戴者的舒适度。如果所有呼气通过过滤介质离开呼吸器，则呼气中的热量和湿气中的一些可以通过面罩的过滤介质储存，然后被引入随后的吸气中。直接排到面罩外部的呼气中的任何热量和湿气将不储存在面罩过滤介质中并且将不有助于吸气的加温和加湿。
根据呼吸速率和面罩的设计，通过面罩的过滤介质呼气所需的压力可以从小于5mmH2O变化到超过20mmH2O。通过为呼出空气提供附加的流动路径，呼气阀可以显著地减少通过面罩呼气所需的压力。
面罩中所用的呼气阀可以作为止回阀操作，在呼气期间开启并且在吸气期间闭合。呼气阀的状态(即，其是否开启或闭合)由在面罩的内部和外部之间的压差确定。
为了使通过呼气阀排出的呼出空气的量最大化，阀必须在低施加压力下开启并且提供比面罩的过滤介质更低的流动阻力。在一个或多个实施方案中，当面罩中没有气流或者没有通过面罩的气流时，阀应当在阀的所有取向上保持闭合。为了保持阀闭合，当没有通过面罩的气流时，阀瓣通常布置在阀内以生成将阀瓣压贴在密封表面上的净力。
图10是横跨示例性呼气阀的差压对通过阀的体积空气流量的图表。图表的曲线101示出了当通过呼气阀的流量变化时横跨该阀的差压的典型行为。图表根据阀的不同操作模式分为三个区域。
在第一区域100中，阀的阀瓣已部分地从密封表面抬起或分离。当阀瓣主要由密封表面支承时，该区域100发生以低空气流通过阀的情况。
当阀瓣主要由气流支承时，阀瓣已完全从密封表面抬起或分离的第二区域102发生以中等空气流通过阀的情况。阀瓣的部分也可由密封表面支承但是支承程度远小于气流。在该第二区域102中，阀瓣远离密封表面的移动不受阀体结构(诸如阀顶盖或阀盖)的约束。
当阀瓣由气流支承并且其远离密封表面的移动受阀体结构(诸如阀顶盖或阀盖)的限制时，阀瓣已完全从密封表面抬起或分离并且已完全偏转的第三区域104发生以高空气流通过阀的情况。
对于许多一次性呼吸器阀，图10中示出的图表的第二区域102的形状为大致线性的。在这些情况下，第二区域102可以由直线106进行近似，如在图11中所示。该直线106可以由适当的过程(诸如线性回归)限定。对应于拟合直线106与y轴相交的点(即，对应于零体积流速)的差压值可以被认为是从密封表面抬起阀瓣所需的近似差压(即，开启差压)。拟合线106的斜率对应于呼气阀的线性流动阻力。该线性流动阻力可以指示由通过呼气阀的流量增加引起的差压增加。
在一个或多个实施方案中，呼吸器呼气阀在吸气期间应当保持闭合以防止污染物渗漏进入呼吸器中，并且当不存在流量时并且在非常低的吸气流速下保持闭合。为了确保呼气阀在“无流量”的情况下以及在所有取向上保持闭合，在一个或多个实施方案中，呼气阀的阀瓣可以具有将其压贴在密封表面上的净力。因此，呼气阀可以具有有限的开启压降，因为可能不希望具有阀开启压降为零的呼气阀。
为了确保呼气阀在阀瓣的自由侧(即，阀瓣的背离密封表面的侧面或表面)面朝下时保持闭合，保持阀瓣压贴在密封表面上的净力应当足以克服阀瓣上的重力。因此，在一些实施方案中使用低重量阀瓣可存在优点。低重量阀瓣可以通过使用薄的刚性材料(诸如聚合物膜)来实现(参见例如美国专利No.7,503,326和No.7,188,622)。
图12是示出不包括呼气阀的在典型面罩的差压和流速之间的典型关系的图表。对于在面罩的正常使用中可能经历的流速的整个范围，在空气流速和差压之间可存在线性关系，其中所得线108与y轴相交于对应于零流速和零差压的点处。该线108表示面罩的过滤介质和其它可呼吸层的线性流动阻力。
在通过包括呼气阀的面罩的呼气期间，对于面罩的可呼吸层以及对于阀，可以存在相同的或类似的差压。例如，图13是横跨包括呼气阀的典型呼吸器的差压对通过呼吸器的体积空气流量的图表。总呼气流112是通过呼气阀的流和通过面罩的可呼吸层的流的总和。在由低呼气流速引起的低差压下，如果差压低于阀开启压降，则很少的流或没有流将经过阀。在呼气流速110以下，非常少的呼出空气通过呼气阀离开。
在一个或多个实施方案中，可为有益的是，在阀的压力/流量关系的线性部分中，呼吸器呼气阀具有最低可能的开启压降和最低斜率。这可导致通过阀的呼气流的量最大，从而为面罩佩戴者提供增加的舒适度。
图1是过滤面罩10的一个实施方案的示意性透视图。过滤面罩10包括杯形面罩主体12，呼气阀30附接到杯形面罩主体12上。可使用任何合适的技术将阀30附接到面罩主体，包括例如授予Williams等人的美国专利No.6,125,849或授予Curran等人的PCT公开No.WO2001/28634中所述的技术。呼气阀30响应于面罩10的内部增加的压力而开启，其中在佩戴者呼气时发生此类增加的压力。在一个或多个实施方案中，呼气阀30在呼吸之间和吸气期间保持闭合。
面罩主体12适于以与佩戴者的面部间隔开的关系贴合在佩戴者的鼻部和口部上，以在佩戴者的面部和面罩主体的内部表面之间形成内部气体空间或空隙。面罩主体12可以为流体可渗透的，并且通常设置有开口(未示出)，该开口位于呼气阀30附接到面罩主体12的位置处，以使得呼出空气可以通过阀离开内部气体空间，而不必经过面罩主体12。为阀30提供的开口可以设置在面罩主体12上的任何合适位置中。在一个或多个实施方案中，开口直接设置在当佩戴面罩10时佩戴者的口部应当所在的位置的前面。在此位置处放置开口以及因此放置呼气阀30允许阀响应于由面罩10的佩戴者生成的呼气压力更容易地开启。在一个或多个实施方案中，面罩主体12的基本上整个暴露表面对于吸入空气是流体可渗透的。
包括极软的柔韧性金属(诸如铝)带的鼻夹16可以设置在面罩主体12上，以允许其成形为使面罩10在佩戴者的鼻部上保持期望的贴合关系。任何合适的鼻夹16可以与呼吸器10一起使用，例如，在美国专利No.5,558,089和授予Castiglione的Des.412,573中描述的鼻夹。
面罩主体12可以具有弯曲的半球形状，如图1所示(也参见授予Dyrud等人的美国专利No.4,807,619)，或者其可如期望的那样采取其它形状。例如，面罩主体12可以为杯形面罩，该杯形面罩具有类似于授予Japuntich的美国专利No.4,827,924中所公开的面罩的构造。呼吸器10也可以具有三面板构型，其可以在不使用时折叠放平，但是可以在佩戴时开启为杯形构型。参见例如授予Bostock等人的美国专利No.6,123,077；授予Henderson等人的美国专利Des.431,647和授予Bryant等人的美国专利Des.424,688。本公开的呼吸器也可以呈现许多其它构型，诸如例如在授予Chen的美国专利Des.443,927中所公开的平面双褶面罩。面罩主体12也可以是流体不可渗透的并且具有附接到其的滤筒，类似于授予Burns等人的美国专利No.5,062,421中所描述的面罩。另外，与刚才描述的负压面罩截然相反，面罩主体12也可以适于同正压进气口一起使用。正压面罩的实施例例如在授予Grannis等人的美国专利No.5,924,420和授予Braun等人的美国专利No.4,790,306中有所描述。呼吸器10的面罩体12也可以连接到向佩带者供应过滤后的空气的自备式呼吸装置，如例如在美国专利No.5,035,239和No.4,971,052中所公开。面罩主体12可以被构造成不仅覆盖佩带者的鼻部和口部(称为“半面罩”)而且可覆盖眼部(称为“全面罩”)以提供对佩带者的视觉以及佩带者的呼吸系统的保护。参见例如授予Reischel等人的美国专利No.5,924,420。面罩主体12可与佩带者的面部间隔开，或其可紧贴或紧邻佩带者的面部。在任一情况下，面罩10有助于限定内部气体空间，在通过呼气阀30离开面罩内部之前，呼出空气进入其中。面罩体12在其周边也可以具有热致变色的贴合指示密封，以允许佩戴者容易确认是否建立了合适的贴合。参见例如授予Springett等人的美国专利No.5,617,849。
为了使面罩10紧密地保持在佩戴者的面部上，面罩主体12可以包括带具，诸如带子15、绑带或任何其它附接到其以用于将面罩支承在佩戴者的面部上的合适装置。可能合适的面罩带具的实施例例如在授予Brostrom等人的美国专利No.5,394,568和No.6,062,221、和授予Byram的美国专利No.5，464，010中示出。
图2是图1的面罩主体12的一部分的示意性剖视图。如图2所示，面罩主体12可包括多层，诸如内成形层17和外过滤层18。成形层17为面罩主体12提供结构并支承过滤层18。成形层17可位于过滤层18的内部和/或外部上(或位于两侧上)，并且可以例如由模制为杯形构型的热粘结纤维的非织造纤维网制成。参见例如授予Dyrud等人的美国专利No.4,807,619和授予Berg的美国专利No.4,536,440。类似于授予Skov的美国专利No.4,850,347中所公开的成形层，成形层17也可以由多孔层或露天作业“鱼网”型的柔性塑料网制成。成形层17可以根据已知的过程进行模制，诸如Skov描述的或授予Kronzer等人的美国专利No.5,307,796中描述的那些。虽然设计成形层17的主要目的是为面罩10提供结构和为过滤层18提供支承，但成形层例如也可以充当过滤器以用于捕集较大的微粒。层17和层18一起作为吸气滤芯操作。
当佩戴者吸气时，空气通过面罩主体12吸入，而气载微粒便被纤维(特别是过滤层18中的纤维)捕集。在图2所示的面罩中，过滤层18与面罩主体12成整体，即，过滤层18形成面罩主体的一部分，而不是类似于滤筒那样随后附接到面罩主体(或从面罩主体移除)的项目。
经常用于负压半面罩呼吸器(类似于图1所示的面罩10)的过滤材料常常含有带电微纤维(尤其是熔喷微纤维(BMF))的缠结纤维网。微纤维的平均有效纤维直径通常为约20微米(μm)或更小，但直径常见的为约1至约15μm并且更常见的为约3至10μm。有效纤维直径可如在Davies,C.N.,“The Separation of Airborne Dust and Particles”，Institutionof Mechanical Engineers,London,Proceedings 1B,1952(“气载尘埃和微粒的分离”，伦敦机械工程师学会，会刊1B，1952年)中描述的那样计算。BMF纤维网可以如在下述文献中描述的那样形成：Wente,Van A.,“Superfine Thermoplastic Fibers”in IndustrialEngineering Chemistry,volume 48,pages 1342 et seq.,(1956)(“超细热塑性纤维”，《工业工程化学》，第48卷第1342页起之各页，1956年)；或者Report No.4364 of the NavalResearch Laboratories,published May 25,1954,entitled“Manufacture of SuperfineOrganic Fibers”by Wente,Van A.,Boone,C.D.,and Fluharty,E.L(Wente,Van A.、Boone,C.D.和Feluharty,E.L，标题为“超细有机纤维的制造”，海军研究实验室报告No.4364，发表于1954年5月25日)。当无规缠结在纤维网中时，BMF纤维网可以具有足够的整体性以作为垫加以处理。可以使用例如在下述美国专利中描述的技术将电荷施加到纤维网：No.5,496,507，授予Angadjivand等人；No.4,215,682，授予Kubik等人；和No.4,592,815，授予Nakao。
可用作面罩主体中的过滤器的纤维材料的实施例在下述美国专利中公开：No.5,706,804，授予Baumann等人；No.4,419,993，授予Peterson；Re28,102，授予Mayhew；No.5,472,481和No.5,411,576，授予Jones等人；No.5,908,598，和授予Rousseau等人。纤维可包含诸如聚丙烯和/或聚-4-甲基-1-戊烯的聚合物(参见例如下述美国专利：No.4,874,399，授予Jones等人；和No.6,057,256，授予Dyrud等人)，并且也可包含氟原子和/或其它添加剂以增强过滤性能。参见例如标题为FLUORINATED ELECTRET(氟化驻极体)的美国专利申请序列No.09/109,497(公开为PCT WO 00/01737)以及授予Crater等人的美国专利No.5,025,052和No.5,099,026。纤维也可具有低水平的可提取的碳氢化合物以改进性能。参见例如授予Rousseau等人的美国专利No.6,213,122。纤维网也可被制造成具有增加的抗油雾性，如在下述美国专利中所述：No.4,874,399，授予Reed等人；和No.6,238,466和No.6,068,799，授予Rousseau等人。
面罩主体12也可包括内覆盖纤维网和/或外覆盖纤维网(未示出)，其可以保护过滤层18不受研磨力损坏，并可保持可从过滤层18和/或成形层17松开的任何纤维。覆盖纤维网也可具有过滤能力，但通常不如过滤层18好，并且/或者可起到使面罩的佩戴更为舒适的作用。覆盖纤维网可由非织造纤维材料制成，诸如含有例如聚烯烃和聚酯的纺粘纤维。参见例如下述美国专利：No.6,041,782，授予Angadjivand等人；No.4,807,619，授予Dyrud等人；和No.4,536,440，授予Berg。
任何合适的阀均可以与图1的过滤面罩10一起使用。例如，图3至图9是图1的呼气阀30的各种视图。呼气阀30包括阀座40和阀瓣70。阀座40沿着在阀座的第一端46和第二端48之间的阀座轴线32延伸。阀座40包括第一主表面42、第二主表面44和孔口41，孔口41设置在第一主表面和第二主表面之间。在一个或多个实施方案中，孔口41在由阀座40的第一主表面42限定的平面中包括基本上圆形的形状。阀座40也包括密封表面50和阀瓣保持表面56，其设置在阀座的第一主表面42上。在一个或多个实施方案中，密封表面50外接孔口41。另外，在一个或多个实施方案中，密封表面50外接孔口41并且在由阀座40的第一主表面42限定的平面中包括基本上非圆形的形状。呼气阀30也可以包括阀盖80(图9)，使用任何合适的技术或技术的组合将其连接到阀座40。
阀瓣70设置在密封表面50和孔口41上。另外，阀瓣70包括第一端72，其连接到阀瓣保持表面56。当呼气阀30设置为闭合构型(图3)时，阀瓣70适于被密封在阀座40的密封表面50上，由此使得防止流体(例如，气体)流过阀座。阀瓣70也包括第二端74，当呼气阀30设置为开启构型(图4)时，第二端74适于与密封表面50间隔开，由此使得流体可以流过阀座50。在一个或多个实施方案中，当呼气阀30设置为闭合构型(图3)时，阀瓣70在与阀座40的第一主表面42正交的平面中包括弯曲形状。
可以使用任何合适的技术或技术的组合将呼气阀30连接到图1的过滤面罩10。例如，在一个或多个实施方案中，可以将任选的基座连接器90设置在面罩10的内表面上，并且可以将阀座40设置在面罩的外表面上并且通过面罩主体12连接到任选的基座连接器。
阀座40可以包括任何合适的材料或材料的组合，例如，金属、聚合物等。另外，任何合适的技术或技术的组合可以用于形成阀座40。在一个或多个实施方案中，阀座40可以由模制成整体的一体式主体的重量相对轻的塑料制成。在一个或多个实施方案中，阀座40可以由注塑成型技术制成。另外，阀座40可以采取任何合适的形状或形状的组合并具有任何合适的尺寸。在一个或多个实施方案中，阀座40在平行于第一主表面42的平面中可以采取矩形形状。
孔口41可以从密封表面50径向向内设置。另外，孔口41设置在阀座40的第一主表面42和第二主表面44之间，并且在由阀座的第一主表面42限定的平面中可以采取任何合适的形状或形状的组合(诸如，椭圆形、矩形、多边形等)。在一个或多个实施方案中，孔口41可以包括基本上圆形的形状。如本文所用，术语“基本上圆形的形状”意指孔口41的周边43(图6)为具有连续一阶导数的平滑并凸起的闭合曲线，并且从周边上的所有点到共同中心点2(图6)的距离变化小于5％。在一个或多个实施方案中，孔口41可以包括圆形形状。另外，孔口41可以具有任何合适的尺寸。在一个或多个实施方案中，从周边43上的任何点到共同中心点2的最小距离为至少0.5cm并且不大于2.0cm。可以将孔41设置在阀座40上或通过阀座40的任何合适的位置中。
在一个或多个实施方案中，阀座40可以包括横向构件34，其设置在孔口41内，可以稳定密封表面50并且最终稳定阀30。横向构件34也可以防止阀瓣70在吸气期间倒置进入孔口41中。横向构件34上积聚的湿气可妨碍阀瓣70开启。在一个或多个实施方案中，当从侧视图观察时，横向构件34的面朝阀瓣70的表面可以稍微凹陷在密封表面50以下，以不妨碍阀开启。
可以使用任何合适的技术或技术的组合将阀座40的密封表面50设置在第一主表面42上。在一个或多个实施方案中，密封表面50与阀座40的第一主表面42成整体。在一个或多个实施方案中，可以单独制造密封表面50并且使用任何合适的技术或技术的组合将其连接到第一主表面42。另外，密封表面50可以包括任何合适的材料或材料的组合，例如本文描述的有关阀座40的相同材料。在一个或多个实施方案中，密封表面50可以包括与用于形成阀座50的材料不同的一种或多种材料。
在一个或多个实施方案中，密封表面50可以外接孔口41，由此使得密封表面在由阀座40的第一主表面42限定的平面中完全围绕该孔口。在一个或多个实施方案中，密封表面50可以部分地围绕孔口41。
密封表面50在由阀座40的第一主表面42限定的平面中可以采取任何合适的形状，例如椭圆形、矩形、多边形等。在一个或多个实施方案中，密封表面50可以包括基本上非圆形的形状。例如，在一个或多个实施方案中，密封表面50可以包括梯形部分54和连接到梯形部分的椭圆形部分52(如图6中所示)以提供圆梯形形状。在一个或多个实施方案中，椭圆形部分52可以为基本上圆形的形状。另外，在一个或多个实施方案中，梯形部分54可以为基本上矩形的形状。
可以相对于阀瓣保持表面56以任何合适的取向设置密封表面50。在一个或多个实施方案中，密封表面50的椭圆形部分52被设置成邻近阀瓣保持表面56。如本文所用，术语“邻近阀瓣保持表面”意指元件或部件设置成比阀座40的第二端48更靠近阀瓣保持表面56。
如本文所提到，密封表面50在由阀座40的第一主表面42限定的平面中可以采取任何合适的形状。另外，密封表面50在与阀座40的第一主表面42正交的平面中可以采取任何合适的形状。例如，如图3中可见，密封表面50在与阀座40的第一主表面42正交的平面中具有凹形形状。在一个或多个实施方案中，如在与阀座40的第一主表面42垂直的方向上所测量的，密封表面50可以包括非恒定高度，如图4中所示。例如，密封表面50的第一部分55的高度34大于密封表面的第二部分57的高度36，第一部分55邻近阀瓣保持表面56，第二部分57设置在密封表面的第一端33和第二端35之间。密封表面50的第一端33邻近阀座40的第一端46，并且密封表面50的第二端35邻近阀座的第二端48。如本文所用，短语“邻近阀座40的第一端46”意指元件或部件设置成比阀座的第二端更靠近阀座的第一端。类似地，短语“邻近阀座40的第二端48”意指元件或部件设置成比阀座的第一端更靠近阀座的第二端。一般来讲，如从阀座40的第一主表面42所测量的，密封表面50的任何合适的部分可以具有任何合适的高度。
由阀座40的第一主表面42限定的平面中的孔口41的区域可以具有任何合适的第一区域。另外，密封表面50可以包围由阀座40的第一主表面42限定的平面中的任何合适的第二区域。在一个或多个实施方案中，孔口41的第一区域小于密封表面50的第二区域。
可以相对于密封表面50以任何合适的关系设置孔口41。例如，如沿着阀座40的第一主表面42所测量的，孔口41的周边43可以与密封表面50间隔开任何合适的距离。例如，在一个或多个实施方案中，孔口41的周边43与密封表面50间隔开的距离为不大于0.5cm。在一个或多个实施方案中，如沿着阀座40的第一主表面42所测量的，孔口41的周边43的一部分可以与密封表面50的一部分间隔开的距离38(图6)等于至少0.1cm。在一个或多个实施方案中，如沿着阀座40的第一主表面42所测量的，通过孔口41的周边40的一个或多个部分可以与密封表面50重合。如本文所用，术语“重合”意指孔口41的周边43的一个或多个部分效仿密封表面50的形状，由此使得在周边的此类部分和密封表面之间没有距离或空间。例如，如图6所示，周边43的部分47与密封表面50的部分53重合。如沿阀座40的第一主表面42所测量的，孔口41的任何合适百分比的周边43可以与密封表面50重合。在一个或多个实施方案中，孔口41的与密封表面50重合的周边43为不大于75％。在一个或多个实施方案中，孔口41与密封表面50重合的周边43为不大于50％。另外，在一个或多个实施方案，孔口41与密封表面50重合的周边43为不大于25％。另外，在一个或多个实施方案，与密封表面50重合的周边43为不大于10％。
与阀瓣70接触的密封表面50可以被形成为基本上均匀平滑，以确保良好的密封产生并且可驻留在表面的顶部上。密封表面50可以具有足够大的宽度以与阀瓣70形成密封，但不是宽到允许由凝结的湿气导致的粘合力使阀瓣明显更难开启。在一个或多个实施方案中，密封表面50的宽度可以为至少0.2mm，并且不大于0.5mm。
阀瓣70设置在密封表面50和孔口41上。阀瓣70包括第一端72，使用任何合适的技术或技术的组合将其连接到阀瓣保持表面56。在一个或多个实施方案中，阀瓣保持表面56可以包括一个或多个柱58，其适于接合阀瓣70的开口76，开口76设置成邻近阀瓣的第一端72。另外，阀瓣70可以例如使用声波焊接、粘合剂、机械夹紧等固定到表面56。
另外，阀瓣70包括第二端74，其适于当呼气阀10设置为闭合构型时(如同4所示)与密封表面50间隔开，由此使得流体(例如，气体)可以流经阀座40。在一个或多个实施方案中，当在呼气期间在面罩10的内部气体空间中达到显著的压力时，阀瓣70在其自由端74处从密封表面50抬起。如本文所述，密封表面50可以适于在平行于阀座轴线32的方向上大致弯曲，由此使得当从侧视图观察时该密封表面具有凹形横截面，并且可相对于阀瓣保持表面56不对准并且相对地定位，以允许阀瓣在中性条件(即，当佩戴者既不吸气也不呼气时)下朝向密封表面偏置或者压向密封表面。阀瓣70也可以具有形成到阀瓣的横向曲率，如授予Bowers的美国专利No.5,687,767(再公告为Re 37,974)中所述。
当呼气阀10设置为闭合构型时(如图3中所示)，阀瓣70适于被密封在阀座40的密封表面50上，由此使得防止流体流经阀座。在一个或多个实施方案中，当呼气阀30设置为闭合构型时(如图3所示)，阀瓣70在与阀座40的第一主表面42正交的平面中可以包括弯曲形状。
阀瓣70在由阀座40的第一主表面42限定的平面中可以采取任何合适的形状或形状的组合。例如，如图8所示，在一个或多个实施方案中，当阀瓣连接到阀瓣保持表面56时，如沿着与阀座轴线32正交的方向所测量的，阀瓣70的第一端72的宽度78小于阀瓣的第二端74的宽度79。在一个或多个实施方案中，阀瓣70的第一端72的宽度78大于第二端74的宽度79。阀瓣70在图8所示的平面中可以采取任何合适的形状或形状的组合，例如，椭圆形、矩形、多边形等。在一个或多个实施方案中，阀瓣70在由阀座40的第一主表面42限定的平面中可以包括与密封表面50在相同平面中的形状对应的形状。如本文所用，术语“对应”意指阀瓣70的形状与密封表面50的形状基本上相同，但是可以具有不同的总尺寸，例如，阀瓣的形状和尺寸可以被选择为由此使得当处于闭合构型时阀瓣覆盖密封表面。
阀瓣70的第一端72连接到阀瓣保持表面56，其在一个或多个实施方案中可以基本上设置在与阀座轴线32形成角31的平面81中，如图4所示。角31可以具有任何合适的值。在一个或多个实施方案中，角31可以大于零度，由此使得阀瓣70相对于阀座40的第一主表面42为悬臂式。阀瓣保持表面56的这种悬臂式布置可以在与阀座40的第一主表面42正交的平面中为阀瓣70提供弯曲形状，如图3所示。
阀瓣70可以包括任何合适的材料或材料的组合，例如，金属、聚合物等。另外，阀瓣70可以包括单个材料层。在一个或多个实施方案中，阀瓣可以包括两个或更多个材料层，如在授予Martin等人的标题为使用具有多层柔性阀瓣的呼气阀的过滤面罩的美国专利No.7,028,689中所述。在一个或多个实施方案中，阀瓣70可以包括多层光学膜，如也在美国专利No.7,028,689中所述。阀瓣70可以包括任何合适的涂层或多个涂层。在一个或多个实施方案中，此类涂层可以促进在阀瓣70和密封表面50之间的良好密封。合适的涂层可以包括热固性和热塑性弹性体两者以及热塑性/塑性体。可为热塑性弹性体或交联橡胶的弹性体可包括橡胶材料，诸如，聚异戊二烯、聚(苯乙烯-丁二烯)橡胶、聚丁二烯、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、聚丙烯酸酯弹性体、乙烯-丙烯酸橡胶、含氟弹性体、硅橡胶、聚氨酯、氯醚橡胶、环氧丙烷橡胶、聚硫橡胶、聚磷嗪橡胶、胶乳橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性体、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性体、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性体、超低密度聚乙烯弹性体、共聚酯醚弹性体、乙烯-丙烯酸甲酯弹性体、乙烯-醋酸乙烯弹性体和聚α-烯烃弹性体。也可使用这些材料的共混物或混合物。
在一个或多个实施方案中，呼气阀30可以包括阀盖80(图9)。可以使用任何合适的技术或技术的组合将阀盖80连接到阀座40。例如，阀座40可以包括阀盖保持表面60，其从阀座40的第一主表面42延伸(图5和图6)。阀盖保持表面60可以采取任何合适的形状或形状的组合。另外，阀盖保持表面60可以具有任何合适的尺寸。阀盖保持表面60可以与阀座40的第一主表面42成整体。在一个或多个实施方案中，可以单独制造阀盖保持表面60并且使用任何合适的技术或技术的组合将其附接到阀座40的第一主表面42。在一个或多个实施方案中，阀盖80压配合到阀座40上，由此使得在阀盖保持表面60和阀盖80的内部表面之间形成摩擦配合。
阀盖80适于被连接到阀座40并且设置在阀瓣70和阀座的第一主表面42的至少一部分上方。在一个或多个实施方案中，当呼气阀30设置为开启构型时(如图4所示)，阀盖80可以包括与孔口41流体连通的一个或多个开口。例如，如图9所示，阀盖80包括侧开口82和前开口84。侧开口82和前开口84可以采取任何合适的形状或形状的组合。在一个或多个实施方案中，侧开口82采取与前开口84相同的形状。在一个或多个实施方案中，侧开口82的形状与前开口84的形状不同。另外，前开口84可以具有相同的形状或不同的形状。例如，前开口84包括大开口87和小开口88，小开口88设置在大开口之间。侧开口82和前开口84可以具有任何合适的尺寸。
阀盖80在由阀座40的第一主表面42限定的平面中可以采取任何合适的形状。此外，阀盖80在与第一主表面42正交的平面中可以采取任何合适的形状或形状的组合。例如，如图3和图4所示，阀盖80可以采取弯曲形状，其具有在与阀座40的第一主表面42正交的方向上测量的高度，该高度在阀座的第一端46和第二端48之间的方向上变化。
在一个或多个实施方案，阀盖80可以包括表面86，其适于接合阀瓣70，由此使得阀瓣保持在阀座40的阀瓣保持表面56上。另外，阀盖80可以包括一个或多个阀瓣阻挡件83，其设置在阀盖的内表面85上。阀瓣阻挡件83可以采取任何合适的形状或形状的组合，并且可以位于阀盖80的内表面85上的任何合适位置中。在一个或多个实施方案中，当呼气阀30处于开启构型时，阀瓣阻挡件83适于接合阀瓣70的第二端74，以防止阀瓣变得与阀盖的内表面85完全接合，其中与内表面的此类接合可防止阀瓣返回到闭合构型。在一个或多个实施方案中，在阀瓣70和阀盖80的内表面85之间的此类接合可以由形成在阀瓣和阀盖中的一个或两个上的湿气引起。
当过滤面罩10的佩戴者呼气时，呼出空气通常经过面罩主体12和呼气阀30两者。当最高百分比的呼出空气经过呼气阀30、而不是面罩主体12的过滤介质和/或成形层和覆盖层时，可以改进舒适度。通过使呼出空气将阀瓣70从密封表面50抬起，呼出空气通过阀30的孔口41从内部气体空间排出。经过孔41的流体对阀瓣70施加力，从而导致阀瓣的自由端74从密封表面50上抬起，以使阀30开启。当阀30用作呼气阀时，该阀可以在面罩10上被取向，由此使得当如图1所示面罩10被直立定位时，阀瓣70的自由端74位于固定端下方。这能使呼出的空气向下偏转，以防止湿气凝结在佩戴者的眼镜上。
一般来讲，本文所述的呼气阀的各种实施方案可以提供任何期望压降的阀。可根据本文所阐明的压降测试来确定压降。在10L/min的流速下，多层柔性阀瓣可使得本发明的单向流体阀能够具有的压降为小于30Pa、优选小于25Pa并且更优选小于20Pa。使用根据本发明的多层柔性阀瓣在10L/min和85L/min的流速之间可获得的压降为约5Pa至50Pa。在一个或多个实施方案中，在10L/min至85L/min的流速下的压降可为小于25Pa。
阀开启压降用于测量阀瓣从阀的密封表面初始抬起的阻力。可如以下在压降测试中所述来确定该参数。通常，当根据以下描述的压降测试来测试阀时，在10L/min下的阀开启压降为小于30Pa、优选小于25Pa并且更优选小于20Pa。通常，当根据以下描述的压降测试来测试阀时，在10L/min下的阀开启压降为约5Pa至30Pa。
实施例
利用立体光刻(SLA)快速成型提供原型阀座。总阀尺寸类似于以商品名“CoolFlow”出售的现有阀(购自明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)，并且用于也购自3M公司以商品名“颗粒呼吸器8511”出售的呼吸器中)。在下表1中列出阀座。“圆梯形”形状是指如图6所示的密封表面56的形状。通过将塑料片与尺寸和位置类似于比较例1中的孔口的圆形孔附接来形成实施例2。
表1：原型阀座描述
阀座 密封表面形状 孔口形状
比较例1 圆形 圆形
比较例2 圆梯形 圆梯形
实施例 圆梯形 圆形
使用比较例1和2以及该实施例来组装呼气阀，其包括阀瓣和阀盖。阀瓣由0.05mm厚的多层光学膜组成，多层光学膜在一侧上涂覆有0.05mm厚的SBS橡胶(购自美国路易斯安那州普拉克明的迪思科聚合物公司(Dexco Polymers,Plaquemine,LA,USA))涂层。当组装时，在阀座中的每个的密封表面上放置阀瓣的涂覆侧。
压降测试
在压力/流量测试系统上测试样本，该系统由下述各项组成：50L/min电子流量控制器(购自马萨诸塞州安多弗的万机仪器公司(MKS Instruments,Andover,MA))、高分辨率差压换能器(购自康涅狄格州斯坦福市欧米茄工程公司(Omega Engineering Inc.,Stamford,CT))、阀测试固定装置和运行Windows7操作系统的个人计算机。压缩空气在大约250kPa下供应给流量控制器，并且流量控制器附接到测试固定装置。压力换能器附接到测试固定装置以测量在安装在测试固定装置中的阀的上游侧和下游侧之间的差压。计算机运行测试程序，该测试程序控制流量控制器并使用数据采集接口(美国得克萨斯州奥斯汀的美国国家仪器公司(National Instruments Corporation,Austin,TX,USA))获取所测量的流量和差压数据。
在每个流速下，以2、6、10、14、18、22、26和30L/min的近似流速测试每个阀样本15秒。通过使用差压作为因变量并且使用流速作为自变量经由线性回归将数据拟合到直线，在Excel电子表格中分析所获取的流量和差压数据。线性回归的y轴截距表示每个被测试的阀的开启差压。表2示出了测试的结果。
表2：开启差压
阀 开启差压(Pa)
比较例1 9.1
比较例2 5.7
实施例 6.1
与比较例1的开启差压相比，该实施例具有显著更低的开启差压。虽然不希望受任何具体理论的束缚，但是这种压力差可以由该实施例的延伸的“圆梯形”密封表面上的阀瓣的更大力矩臂引起。比较例2具有稍微低于该实施例的开启差压，这是因为比较样本具有与该实施例相同的“圆梯形”密封表面。该实施例中圆形孔口的存在使开启差压增加了0.4Pa或7％，与比较例1中3.4Pa或60％的增加相比，这种增加为小的。与比较例2相比，该实施例中的圆形孔口和圆梯形密封表面的组合提供了开启差压的大部分改进，同时提供了圆形孔口的制造优点。
本文中所引用的所有参考文献及出版物全文以引用方式明确地并入本公开中，但它们可能与本公开直接冲突的内容除外。讨论了本公开的示例性实施方案，并提及了本公开范围内的可能的变型。在不偏离本公开范围的情况下，对于本领域的技术人员来说，本公开中的这些和其它变化和修改将是显而易见的，而且应当理解，本公开不局限于本文所阐明的示例性实施方案。因此，本公开仅受限于以下提供的权利要求书的限制。

Claims (21)

1.一种呼气阀，包括：
阀座，所述阀座包括第一主表面、第二主表面、孔口和阀座轴线，所述孔口设置在所述阀座的所述第一主表面和所述第二主表面之间，所述阀座轴线在所述阀座的第一端和第二端之间延伸，其中所述孔口在由所述阀座的所述第一主表面限定的平面中包括基本上圆形的形状，其中所述阀座还包括密封表面和阀瓣保持表面，所述密封表面和所述阀瓣保持表面各自设置在所述阀座的所述第一主表面上，其中所述密封表面外接所述孔口并且在由所述阀座的所述第一主表面限定的所述平面中包括基本上非圆形的形状；和
阀瓣，所述阀瓣设置在所述密封表面和所述孔口上并且包括第一端，所述第一端连接到所述阀瓣保持表面，其中当所述呼气阀设置为闭合构型时，所述阀瓣适于被密封在所述阀座的所述密封表面上，由此使得防止流体流经所述阀座，其中当所述呼气阀设置为开启构型时，所述阀瓣的第二端适于与所述密封表面间隔开，由此使得流体可以流经所述阀座，并且另外，其中当所述呼气阀设置为所述闭合构型时，所述阀瓣在与所述阀座的所述第一主表面正交的平面中包括弯曲形状。
2.根据权利要求1所述的呼气阀，其中所述阀瓣保持表面被设置为邻近所述阀座的所述第一端。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的呼气阀，其中所述密封表面包括梯形部分和椭圆形部分，所述椭圆形部分连接到所述梯形部分，其中所述椭圆形部分被设置为邻近所述阀瓣保持表面。
4.根据权利要求3所述的呼气阀，其中当所述呼气阀设置为所述闭合构型时，所述阀瓣的所述第二端被密封在所述密封表面的所述梯形部分上。
5.根据权利要求4所述的呼气阀，其中如沿着与所述阀座轴线正交的方向所测量的，所述阀瓣的所述第一端的宽度小于所述阀瓣的所述第二端的宽度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的呼气阀，其中所述阀瓣保持表面基本上设置在第一平面中，所述第一平面与所述阀座轴线形成的角为大于零。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的呼气阀，还包括阀盖，所述阀盖适于被连接到所述阀座并且设置在所述阀瓣和所述阀座的所述第一主表面的至少一部分上方。
8.根据权利要求7所述的呼气阀，其中当所述呼气阀设置为所述开启构型时，所述阀盖包括与所述孔口流体连通的开口。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的呼气阀，其中所述孔口包括位于由所述阀座的所述第一主表面限定的所述平面中的第一区域，其中所述密封表面包括位于由所述第一主表面限定的所述平面中的第二区域，其中所述第一区域小于所述第二区域。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的呼气阀，其中如沿着所述阀座的所述第一主表面所测量的，所述孔口的周边与所述密封表面间隔开的距离为不大于0.5cm。
11.根据权利要求10所述的呼气阀，其中如沿着所述阀座的所述第一主表面所测量的，所述孔口的所述周边的一部分与所述密封表面的一部分间隔开的距离为等于0.1cm。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的呼气阀，其中如在由所述阀座的所述第一主表面限定的所述平面中所测量的，所述孔口的不大于75％的周边与所述密封表面重合。
13.根据权利要求12所述的呼气阀，其中如在由所述阀座的所述第一主表面限定的所述平面中所测量的，所述孔口的不大于25％的所述周边与所述密封表面重合。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的呼气阀，其中所述密封表面在与所述阀座的所述第一主表面正交的平面中包括凹形形状。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的呼气阀，其中如在与所述阀座的所述第一主表面垂直的方向上所测量的，所述密封表面包括非恒定高度。
16.根据权利要求15所述的呼气阀，其中所述密封表面的第一部分的高度大于所述密封表面的第二部分的高度，所述第一部分邻近所述阀瓣保持表面，所述第二部分设置在所述密封表面的第一端和第二端之间，其中所述密封表面的所述第一端邻近所述阀座的所述第一端，并且所述密封表面的所述第二端邻近所述阀座的所述第二端。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的呼气阀，其中所述阀瓣包括两层或更多层。
18.根据权利要求17所述的呼气阀，其中所述阀瓣还包括弹性体涂层。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的呼气阀，其中所述阀瓣包括多层光学膜。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的呼气阀，其中所述阀瓣在由所述阀座的所述第一主表面限定的所述平面中包括如下形状：所述形状与所述密封表面在由所述阀座的所述第一主表面限定的所述平面中的所述形状对应。
21.一种过滤面罩，包括：
面罩主体，所述面罩主体适于至少贴合在佩戴者的鼻部和口部上，以在佩戴时形成内部气体空间；
根据权利要求1至20中任一项所述的呼气阀，其中所述呼气阀与所述内部气体空间流体连通。
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