CN113386928A - 具有改进的水和呼吸空气排出系统的水下面罩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有改进的水和呼吸空气排出系统的水下面罩。一种水下用面罩，包括：框架；由所述框架支撑的透明部分；垫圈部分，其被安装在所述框架上并适于被定位在使用者的面部上；所述垫圈部分包括：周界边缘，其适于放置在使用者的面部的周界上，并且所述周界边缘包括一个排出开口，该排出开口位于适于布置在使用者的嘴附近的区域处，并且该排出开口是阀状止回机构的容座，所述阀状止回机构使得能够通过所述开口将呼出的气体以及所述下腔室中存在的任何水同时驱逐出去。

Description

具有改进的水和呼吸空气排出系统的水下面罩

技术领域

本发明涉及潜水面罩领域，特别是用于所谓的“浮潜”活动，即在水面上游泳而头部在水下时观察海洋环境的实践活动。

背景技术

通常，这种类型的活动需要面罩，该面罩具有透明元件用以观看，并具有咬嘴用以呼吸。咬嘴是这样一根管，其具有：自由上端，该自由上端适于布置成从水中出来；和下端，该下端设有供使用者将其放入嘴中以便吸入和呼出空气的成形构件。

由于嘴呼吸不是自然的并且面罩的透明元件容易起雾，因此已经引入了带有一体咬嘴的面罩，其允许鼻子也用于呼吸。

由本发明的申请人提交的专利申请第102018000001821、102018000001826、102018000001849号涉及具有一体咬嘴的面罩，并且尤其是，这些专利申请还配备有用于改进装置的操作和通用用途的特定装置，诸如，例如暂时折叠通气管的可能性，改进用于水下视觉的透明表面的部分和形状，针对安全范围改进侧向排气管，以及与构成呼吸面罩的其余机构的相互作用。

这些文献描述了这样一种面罩，其包括框架，该框架将透明部分紧固至适于被定位在潜水员的面部上的密封部分。所述密封部分具有分隔壁，当戴上面罩时，该分隔壁适于放置在使用者的鼻子上，以便形成上腔室和下腔室，所述下腔室容纳使用者的鼻子和嘴。两个腔室通过设置在分隔壁中的通道并且通过单向阀连通，以便空气能够从上腔室流到下腔室，而反过来则不能。

面罩包括通气管(“通风管”)，该通气管被分成三个专用的非连通沟道，即：第一中心沟道，其处在进气口处，另两个侧向沟道，其处在排气口处。通气管被配合在框架的上开口中，以便借助于在框架中获得的一对管道将中心沟道直接与上腔室连通，并将侧沟道与下腔室连通。这样，待吸入的空气通过穿过通气管借助于面罩的上腔室到达下腔室而到达使用者的鼻子和嘴，而呼出的空气则被直接从下腔室输送到通气管，以便被排出，通过合适的流动控制元件来防止呼出的空气进入上腔室。

这种类型的面罩无疑具有优势，该面罩也被称为“全脸式”或FFM(全脸式面罩)面罩，与仅覆盖使用者的眼睛和鼻子，防止他通过鼻子呼吸并在潜水呼吸时强制使用被固位的咬嘴的较简单的传统面罩相比，这种类型的面罩随着更大数量的组件和机构的使用而导致在一定程度上增加了构造和设计复杂度。

在任何情况下，其它优点(包括使用FFM的方便性)都足以证明这种建设性投入的合理性，因此，持续从事此类产品的开发和改进的申请人感到，有必要通过对全脸式面罩的设计进行非显而易见的改变来简化某些构造方面。

发明内容

因此，本发明的目标在于允许实现一种面罩，该面罩在清除呼出的空气和从下腔室流出的水时所涉及的部分上得到改进。这借助于一种水下用面罩来完成，该面罩包括：

框架1；

由框架支撑的透明部分2；

垫圈部分3，其被安装在框架1上并适于被定位在使用者的面部上，垫圈部分3包括：

-分隔壁103，其适于在戴上面罩时放置在使用者的鼻子上，以便形成彼此密封分离开来的上腔室203和下腔室303，并且下腔室容纳使用者的鼻子和嘴，其中，两个腔室通过设置在分隔壁103中的通道和至少一个内部单向阀403连接起来，使得空气能够从上腔室203通到下腔室303，但是反过来则不能；

-周界边缘503，其适于放置在使用者的面部的周界上，以在侧向上界定所述上腔室203和所述下腔室103，

其中，垫圈3的周界边缘503包括一个单个排出开口30，该排出开口30位于适于布置在使用者的嘴附近的区域处，并且该排出开口30是阀状止回机构的容座，该阀状止回机构包括至少一个阀座130和阀230，并且允许将呼出的气体和存在于所述下腔室303中的任何水从下腔室303通过所述开口30同时驱逐出去。

该第一实施例的特征在于，存在单个排出开口30，使用者通过呼吸放出的空气穿过该排出开口。由于将上腔室203与下腔室303分开的分隔壁103，因此穿过是强迫的，以便从嘴和/或鼻子流出的空气在内部阀403上和被容纳在阀座130中并与开口30联接的阀230上均施加增大的压力。该压力增大引起阀状止回机构的至少部分打开，而同时沿相反方向操作的内部阀403保持关闭，从而阻碍上腔室中的空气穿过。

相反，在吸气动作期间，开口30被阻塞，而同时阀403允许外部空气从上腔室穿过到达下腔室，然后使空气可用于意图进行吸气的潜水员。

有利地是，开口30的位置足以使得在呼气期间还允许清除面罩内部、特别是下腔室303内部存在的任何不需要的液体。当面罩在使得其纵向平面基本平行于穿戴者的矢状平面的位置中操作时，重力将所述液体、主要是水带到开口30附近并且可用于驱逐，这是因为在下腔室303中的空气压力的作用下，输送中的呼出的空气穿过同一开口。

在优选实施例中，面罩进一步包括：

-通气管4，其包括至少一个第一沟道104和至少一个第二沟道204，该第一沟道和第二沟道分别将上腔室203和下腔室303与外部环境连接，

-至少一个排出管道903，其被布置在垫圈3的周界边缘503上，以将呼出的空气输送到所述通气管4的第二沟道204中，并且借助于布置在周界边缘503上并与通气管4相邻的一对小排出管道903将呼出的空气输送到所述通气管4中，

并且面罩进一步包括下连接件40，其被布置在垫圈3的周界边缘503的下部中，靠近所述排出开口30，以便将所述排出开口30与所述至少一个排出管道903连接，所述至少一个排出管道903在其中输送从外部的所述阀流出的呼出的气体。

除了第一实施例，其特征还在于具有一个用于排出呼出的空气和下腔室303内部的水的开口，本发明的该变型引入了上换气管，该上换气管被分成多个沟道，新鲜空气和呼出空气都穿过这些沟道输送，呼出空气通过一个或多个管道903输送到沟道204中，管道903在周界边缘上延伸，并在靠近排出开口30的一端处连接，其中，下连接件40位于排出开口30处，以迫使空气被排入所述管道903中，具有不干扰潜水者视线的显著优点。

根据其它实施例，所述下连接件40包括容纳至少一个外阀座50的至少一个开口240，外阀座50支撑一个泄放阀60，以排出来自下腔室103和/或来自所述至少一个排出管道903的水。

以这种方式，形成了用于过滤后的水(例如，在使用者浸没行为之后来自上沟道的水)和/或来自先前穿过开口30的水的第二排出点。所述配件的开口的形状和数量能够任意限定，并且阀状止回机构也能够任意限定，在另一个实施例中，阀状止回机构为膜片类型的，该阀状止回机构包括：

膜片切口230，其由弹性的、柔性的材料制成并且优选为盘形的；

阀座130，其优选地是具有圆形或椭圆形且基本平坦的形状，包括至少一个通道开口，该至少一个通道开口由连续的表面围绕，该连续的表面自身闭合，并且该连续的表面密封地接触膜片切口的至少一个相应的密封唇，并且进一步具有一个或多个中心肋，该中心肋形成用于构成膜片切口130的盘的中间支撑，所述肋被径向地布置并处于所述阀座230的平面中。

进一步的特征和改进是从属权利要求的目标。

附图说明

通过附图的下文说明，本发明的特征和由此产生的优点将变得更加清楚，其中：

图1示出了戴在使用者的面部上的已知的FFM面罩的前视图；

图2示出了图1的面罩的分解图；

图3示出了根据本发明的面罩的可能实施例的前视图；

图4a示出了图3的面罩的分解图，其中在图4b中进一步记录了流体收集配件的细节。

具体实施方式

参考图1和图2，根据实施例的面罩包括具有大体上伸长形状的框架1，例如椭圆形等，其将透明部分2紧固至适于密封地放置在潜水员的面部上并抵靠潜水员的面部的密封部分3。

由橡胶或诸如例如氯丁橡胶的其它柔性材料制成的密封部分3具有适于在面罩处于佩戴状态的情况下放置在使用者的鼻子上的分隔壁103，以便形成上腔室203和下腔室303，下腔室303容纳鼻子和嘴，而上腔室203容纳使用者的眼睛。

两个腔室通过设置在分隔壁103中的通道连通，其中容纳并且定向有单向阀，特别是止回阀403，使得空气能够从上腔室203流到下腔室303，而反过来则不能。在所示的实施例中，阀403和对应的通道关于中间纵向线(即使用者的头部的矢状平面)布置在分隔壁103的相对两侧上。

面罩包括通气管4，该通气管使上腔室203和下腔室303与外部环境连通，将在下文中详细描述通气管。

由玻璃或塑料制成的透明部分2是面罩的面镜，使用者能够通过该面镜观看以探索海洋环境。在透明元件最简单的构造中，透明元件具有光滑的凸表面，该凸表面的周界边缘符合框架1的轮廓，以便配合在框架的喉部中。联接是适于产生密封的类型的联接，并且能够规定透明元件的边缘设置有凸缘，该凸缘形成突出的边缘，该突出的边缘适于接合到设置在框架1中的喉部的底切隔室中。

与现有技术中的一样，联接也能够通过卡扣配合或形状耦合而发生。

在附图中所示的实施例中，透明元件2具有多边形形状，其具有非常抗冲击和抗刮擦的正方形连接面，从而提供了类似于或甚至优于传统面罩的视觉的视觉。

具体地是，通常模制而成的透明元件2被分成具有平面展开和多边形形状的中间凸起部分102，该中间凸起部分102通过倾斜的多边形表面302、402、502而被连接到适于联接到框架1的周界区域202。

当面罩已被组装时，在中心部分102的下方，在密封部分3的分隔壁103处存在具有多面体形状的凸起区域602。这种凸起区域602有利地是由具有三角形形状并且相互连接起来的多个平面表面组成，并且与透明元件2的其余部分一起在正面上界定下腔室303，并旨在容纳使用者的鼻子。

密封部分3具有符合框架1的轮廓的伸长构造，并且更一般地是，符合使用者的面部的轮廓，该密封部分3具有带有四个开口的周界边缘503。第一开口被定位于适于布置在使用者的嘴附近的区域处，该第一开口容纳清除阀603，以排出能够进入面罩的可能的水。

第二开口703被布置在周界边缘的顶部上，以接收空气，以从通气管4输送到上腔室203中。

另外两个开口803被定位于周界边缘503的相对两侧上并且通向下腔室，以便接收通过被布置在周界边缘503上并与通气管4相邻的一对排气管道903朝着通气管4输送的呼出的空气，如附图中所示。

因此，能够观察到已知的面罩垫圈包括四个不同的开口，以支持并控制进出使用者的空气的流动。在这些开口当中，仅开口703不直接联接到阀，而两个开口803和开口603均容纳用于控制所涉及的流体的流动的局部止回阀。

为此，通气管4被划分为三个专用的非连通沟道，第一中心沟道104位于进气口处，而另外两个侧向沟道204则位于排气口处。通气管4接合到框架703的上开口中，以便通过所述一对排气管道903将中心沟道104直接与上腔室203连通，并将侧沟道204与下腔室303直接连通。以此方式，吸入的空气通过流动通过通气管4经由面罩的上腔室203到达下腔室303而到达用户的鼻子和嘴，而在待排出的侧沟道204中，呼出的空气直接从下腔室303输送到通气管4。

通气管4具有处在通气管和面罩之间的上中心部5，该上中心部旨在保持紧固在面罩上，并且通过具有联接位置和通气管4从连接端5释放的释放位置的关节而被连接到通气管4，在联接位置中，上中心部5和通气管4以操作位置紧固，在释放位置中，通气管4然而仍连接到上中心部5，但是自由地摆动。

与通气管4类似，上中心部5具有中心管道和两个侧向管道(在图中不可见)以及间隙，该间隙被设计用以容纳存在于通气管4上的相应的突舌304，以便同时形成用于滑动的引导件以及关节。突舌304是扁平的附件，该附件具有在面向内侧的那一侧上具有按钮构造404的突起。

上中心部5的所述中心管道在与通气管4相对的那一端部处具有开口，该开口在下方接合在周界边缘503的顶部上的孔703中，而所述配件的两个侧管道中的每一个侧管道都通向相应的侧连接支路605，相应的排气管道903被插入该相应的侧连接支路605上，并且由一个或多个密封部分705产生密封。

连接端5的相对端部是封闭的，并且具有用于与框架1上存在的相应的突舌101接合的突舌405，在面罩已被组装时，突舌101被透明元件2上存在的联接表面702约束在适当的位置。

在该实施例中，两个排气管道903作为一体部件从密封部分3分支出来并直接与下腔室303连通，而在不同的可能实施例中，排气管道903被制成为分离的构造部分，其一端在与下腔室303连通并被设置在密封部分3中的开口处可移除地连接，并且其另一端在上中心部5处可移除地连接，与上述实施例类似。

联接例如通过卡扣配合的互锁的联接端部构件发生，该联接端部构件由具有由多个径向齿构成的齿冠的环组成，该齿冠在端部处设置有轴向舌片，该轴向舌片在径向方向上弹性地挠曲，并且所述径向齿和舌片与界定被设置在密封部分3中的开口的边缘接合。

根据两种解决方案以及其它可能的实施方式，在排气管道903的端部与密封部分3中的开口之间，都设置了具有膜片塞的止回阀，该止回阀被定向成不允许从排气管道903回流到下腔室303。

该阀的作用是防止空气在吸气阶段期间进入下腔室303，而是允许在呼气阶段期间通过；通过这种布置，获得了沿期望方向的气体的输送，即，在吸气期间从上腔室到下腔室，并且在呼气期间穿过排气管道903从下腔室朝向通风管4的侧沟道204。

可能有不同的实施例变型，其能够包括由独立的构造部分组成并且安装在密封部分3中的所述开口处的单独的止回阀。

正如预期的那样，已知面罩的垫圈3在周界边缘503中包括四个不同的开口，以支持并控制进出穿戴者的空气的流动：

-开口703，其被布置在所述边缘503的顶部上，被设计用以通过沟道104从通气管4接收空气，该空气被输送到上腔室203中；

-两个开口803，其被定位于周界边缘503的相对两侧上并通往下腔室，以便接收呼出的空气，该呼出的空气通过布置在周界边缘503上并被设置成与通气管4相邻的一对排气管道903朝着通气管4输送，如图中所示。这些开口中的每一个都与一止回阀配对，该止回阀优选与相关开口相对应地安装；

-进一步的开口603，其位于放置在使用者的嘴附近的区域中，并安装有清除阀，以排出可能进入面罩的任何水。

本发明的目标在于通过减少垫圈3中的开口的数量和面罩的操作中涉及的流动控制装置的数量来至少部分地改进上述结构。明显的优点在于更好的水密性，更容易的构造以及应力抵抗力和更大的耐久性。

在图3中示出了根据本发明的全脸式面罩的实施例，并且在图4中以分解图示出了相同的实施例。在图3和之后的附图中，附图标记已经被重新用于未改变的元件，而新的附图标记已被引入，以支持关于新的附图标记所述的新组件的说明。

通过图1和图3之间的比较，可以发现本发明引入的一些改进，将在下面的说明中借助于图4更好地描述这些改进。应注意，存在下连接元件40，该下连接元件40位于使用者的嘴附近，并旨在收集和输送从下腔室103流出的呼出的空气，由于使用者的呼气动作，呼出的空气穿过开口30。

所述下连接件40的实施例必须被理解为指示性的，而不是限制根据本发明的可能的其它实施例。特别地是，具有圆柱形截面的构型可以在仍保留在本文提出的发明构思内的同时在水下用面罩的人体工程学和/或美学和/或功能方面进行改变。

根据进一步特征，该进一步特征能够以与本说明中所述的一个或多个其它特征任意组合的形式提供或替代性地是与本说明中所述的一个或多个其它特征一起提供，下连接件40能够与透明部分2一体地制成，而仍然根据能够以与一个或多个前述特征任意组合的形式提供或替代性地是与一个或多个前述特征一起提供的进一步特征，下连接件40能够与框架1一体地制成。

两个排出管道903从下连接元件40引出，该下连接元件40关于图1的面罩进行了修改，因此不直接与周界边缘503相互连接，所述管道位于与垫圈3的周界边缘503相邻的位置，并且在关于下连接件40的相对端部处与上中心部5连接，所述管道通过侧连接支路605并且可能通过结合密封垫圈(图中未示出)接合上中心部5。

根据实施例，排气管道903能够由不同的形状和不同的材料制成，并且/或者至少部分地与垫圈3一体制成，或者是可移除的或被集成在面罩的主体中，例如集成在框架1中。

排气管道还相应于相对的开口140接合下配件40，所述配件还配备有：

-开口340，其与垫圈3中的相应开口703组合；

-开口240，其旨在容纳清除元件，在水下操作期间，从清除元件排出呼出的空气以及在下腔室303内部过滤出来的任何水。

在该实施例中，清除元件由隔膜型阀组成，该隔膜型阀包括阀座50和百叶窗盘60，如图4b中所示。设有适当开口的保护和容纳元件70被固定在阀座50的前面，以已知的方式进行锁定，以便保护阀和百叶窗免受异物的侵害，同时允许流体排出，并且还改进面罩的整体美感。

因此，在该变型中，在现有技术中已知的隔膜阀包括由柔性弹性材料制成的百叶窗盘60，该百叶窗盘60被容纳在阀座50中，该阀座50设有至少一个通道开口150。百叶窗盘60包括与阀座50固定的固定装置160。在该示例中，所述固定装置接合在阀座50的至少一个相应的固定壳体250中。所述固定壳体具有用于销的中心接合孔，所述销将百叶窗盘的一部分锁定到阀座上。阀座50还包括连续且闭合的表面，以用于对作为百叶窗盘60的一部分的至少一个相应的密封唇260进行接触密封。

根据又一特征，该又一特征能够以与一个或多个前述特征任意组合的形式提供或者替代性地是与一个或多个前述特征一起提供，阀座50能够与下配件40一体地制成，从而不仅在构建根据本发明的面罩物体所需的零件数量方面，而且在构造简便性、维护和生产成本控制方面，均获得了许多优点。

在未在附图中示出的其它实施例中，隔膜百叶窗能够制成为一体，并且由与垫圈部分3相同的材料制成，沿着其周界边缘与所述垫圈部分通过适当的狭槽分开，所述狭槽界定了所述周界边缘并具有预定宽度，而所述隔膜百叶窗通过至少两个刚性材料桥连接到支撑壁，所述刚性材料桥被设置在所述隔膜百叶窗的周界边缘的相对两侧上。

对于下连接元件40和排气管道903之间的联接的范围，每个管道都能够制成特定的变型，其中，其在一端处设有互锁座1903；所述互锁座包括环形的内部凹槽4903或其它形状的内部凹槽，其适合于与下连接件40中存在的相应的环形凸缘440联接，该环形凸缘形成旨在通过弹性强制作用与所述内部凹槽接合的外部径向翅片。

Claims (10)

1.一种水下用面罩，所述面罩包括：

框架(1)；

透明部分(2)，所述透明部分由所述框架支撑；

垫圈部分(3)，所述垫圈部分被安装在所述框架(1)上并适于被定位在使用者的面部上，所述垫圈部分(3)包括：

-分隔壁(103)，所述分隔壁适于在戴上所述面罩时放置在使用者的鼻子上，以便形成彼此密封分离开来的上腔室(203)和下腔室(303)，并且所述下腔室容纳所述使用者的鼻子和嘴，其中，所述两个腔室通过设置在所述分隔壁(103)中的通道和至少一个内部单向阀(403)连接起来，使得空气能够从所述上腔室(203)通到所述下腔室(303)，但是反过来则不能；

-周界边缘(503)，所述周界边缘适于放置在所述使用者的面部的周界上，以在侧向上界定所述上腔室(203)和所述下腔室(103)，

其特征在于，

所述垫圈(3)的所述周界边缘(503)包括一个单个排出开口(30)，所述排出开口位于适于布置在所述使用者的嘴附近的区域处，并且所述排出开口是阀状止回机构的容座，所述阀状止回机构包括至少一个阀座(130)和施加于所述排出开口(30)的阀(230)，以将呼出的气体与存在于所述下腔室(303)中的任何水从所述下腔室(303)同时驱逐出去。

2.根据权利要求1所述的水下用面罩，进一步包括：

-通气管(4)，所述通气管包括至少一个第一沟道(104)和至少一个第二沟道(204)，所述第一沟道和第二沟道分别将所述上腔室(203)和所述下腔室(303)与外部环境连接，

-至少一个排出管道(903)，所述至少一个排出管道被布置在所述垫圈(3)的所述周界边缘(503)上，以将呼出的空气输送到所述通气管(4)的所述第二沟道(204)中，并且借助于布置在所述周界边缘(503)上并与所述通气管相邻的一对小排出管道(903)将呼出的空气输送到所述通气管(4)中，

并且所述水下用面罩进一步包括下连接件(40)，所述下连接件被布置在所述垫圈(3)的所述周界边缘(503)的下部中，靠近所述排出开口(30)，以便将所述排出开口(30)与所述至少一个排出管道(903)连接起来，所述至少一个排出管道在其中输送从外部的所述阀流出的呼出的气体。

3.根据权利要求1和2所述的水下用面罩，其中，所述下连接件(40)包括至少一个开口(240)，所述至少一个开口容纳至少一个外阀座(50)或与至少一个外阀座(50)成一体，所述外阀座容纳一个泄放阀(60)，以排出来自所述下腔室(103)和/或来自所述至少一个排出管道(903)的水。

4.根据上述权利要求中的一项或多项所述的水下用面罩，其中，所述阀状止回机构为膜片类型的，并且包括：

膜片切口(230)，所述膜片切口由弹性的、柔性的材料制成并且优选为盘形的；

阀座(130)，所述阀座优选地是具有圆形或椭圆形且基本平坦的形状，并且包括至少一个通道开口，所述至少一个通道开口由连续的表面围绕，所述连续的表面自身闭合，并且所述连续的表面密封地接触所述膜片切口的至少一个相应的密封唇，并且进一步具有一个或多个中心肋，所述中心肋形成用于构成所述膜片切口(130)的所述盘的中间支撑，所述肋被径向地布置并处于所述阀座(230)的平面中。

5.根据上述权利要求中的一项或多项所述的水下用面罩，其中，所述通气管(4)具有位于通气管和面罩之间的上中心部(5)，所述中心部(5)固定在所述面罩上，并且通过具有联接位置和从所述上中心部(5)释放的释放位置的接头而被连接到所述通气管(4)，在所述联接位置中，所述上中心部(5)和所述通气管(4)以操作位置固定，并且在所述释放位置中，所述通气管(4)保持连接到所述上中心部(5)，但是能够自由地摆动。

6.根据权利要求5所述的面罩，其中，所述上中心部(5)包括中心管道(105)和两个侧管道(205)，所有的管道都在其一端部处接合所述通气管(4)的相应的中心沟道(104)和侧沟道(204)的延伸部，其中，所述上中心部(5)的相对端部是封闭的并具有用于接合所述框架(1)上的相应翅片(101)的翅片(405)，并且在所述面罩已被组装时，所述翅片(101)被存在于所述透明元件(2)上的钩挂表面(702)保持在适当位置中。

7.根据权利要求6所述的面罩，其中，所述上连接件(5)具有用于接合相应的小排出管(903)的一对开口，所述小管(903)将所述下腔室(303)与所述通气管(4)的所述侧沟道(204)连接起来。

8.根据权利要求7所述的面罩，其中，所述小排出管(903)是被布置在所述框架(1)和所述垫圈部分(3)两者之外的连接管。

9.根据权利要求7所述的面罩，其中，在所述框架内获得所述管道。

10.根据上述权利要求中的一项或多项所述的水下用面罩，其中，所述透明元件(2)具有带有方形连接刻面的多边形形状。

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