CN114870534A - 过滤器、呼吸器和用于制造过滤器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种过滤器、呼吸器和用于制造过滤器的方法。所述过滤器用于呼吸器（100），其中，所述过滤器具有过滤介质（1），并且所述过滤介质（1）具有打褶结构。

Description

过滤器、呼吸器和用于制造过滤器的方法
技术领域
本发明涉及一种过滤器、呼吸器和用于制造过滤器的方法，特别是吸入和呼出褶状过滤介质以及相应的呼吸器。
背景技术
市场上存在有PAPR（电动空气净化呼吸器）产品的某些弱点，新的PAPR产品需要解决这些弱点，
- PAPR过滤器的密封设计不当会导致佩戴时过滤器泄漏。扁平过滤介质边缘密封的硬接触通常会导致密封效果差。应该开发更加科学和创新的密封材料、结构和设计，以获得良好的密封效果。
- 当前的过滤介质的使用经验较差。它们不容易安装和拆卸。应该开发易于使用的新结构以改善使用体验。
- 市场上的所有PAPR产品均配有呼气阀设计，以提供舒适的呼吸。但是，这种设计不能用于COVID-19保护，因为它只能保护穿戴者免受外界侵害，而不能阻止受感染的人将病毒传播给外界。
- 由于吸入过滤器的过滤面积小，因此具有较高的吸入阻力。市场上的过滤介质通常采用扁平模式进行处理。由于高阻力，这会影响使用寿命（电池寿命）和佩戴者的佩戴体验。
CN204128080U涉及空气净化器，包含初级过滤器和风机，初级过滤器的出风口连接风机的进口，风机的出口连接通气管，通气管伸入至装有过滤介质的箱体底部，箱体的上部为开放式出风口结构，开放式出风口结构部位安装有负离子发生器。该空气净化器可将浊气不断被吸进，通过初级过滤、液体过滤介质过滤和负离子处理，使空气从污浊变为纯清，具有复合洁净空气的功能，能够99.99％去除PM2.5、快速杀灭病菌、分解空气有害气体，有利于人们的健康，使用方便，工作性能稳定可靠，适合办公室和家居等场所的空气净化过滤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于呼吸器的、同时具有较大过滤面积的过滤介质。
此外，本发明还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。
本发明通过提供一种过滤器、呼吸器和用于制造过滤器的方法来解决上述问题，具体而言，根据本发明的一方面，提供了：
一种过滤器，其中，所述过滤器用于呼吸器，其中，所述过滤器具有过滤介质，并且所述过滤介质具有打褶结构。
可选地，根据本发明的一种实施方式，所述打褶结构在平行于所述过滤器的过滤面的横截面看呈现有平行结构、放射形结构或同心圆环结构。
可选地，根据本发明的一种实施方式，所述过滤介质采用HEPA材料制成。
可选地，根据本发明的一种实施方式，所述过滤介质还采用抗细菌和病毒材料和/或活性炭织物材料制成。
可选地，根据本发明的一种实施方式，所述过滤器构造成吸气用过滤器和/或呼气用过滤器。
可选地，根据本发明的一种实施方式，在所述过滤器的侧壁构造有斜坡和/或台阶。
可选地，根据本发明的一种实施方式，在所述过滤器上构造有把手。
可选地，根据本发明的一种实施方式，所述过滤器具有用于容纳所述过滤介质的壳体，所述壳体被构造成圆柱体形或长方体形。
可选地，根据本发明的一种实施方式，所述长方体形是侧面带有弧度的长方体形。
根据本发明的再一方面，本发明提供了一种呼吸器，其中，所述呼吸器具有上述任一种过滤器。
可选地，根据本发明的一种实施方式，所述呼吸器构造为电子送风呼吸器或口罩。
可选地，根据本发明的一种实施方式，所述呼吸器具有面罩，所述面罩处布置一个或多个包含所述过滤器的吸气用过滤器。
可选地，根据本发明的一种实施方式，所述呼吸器具有面罩，所述面罩布置一个或多个包含所述过滤器的呼气用过滤器。
可选地，根据本发明的一种实施方式，所述呼吸器具有面罩，所述面罩布置一个包含所述过滤器的呼气用过滤器以及两个包含所述过滤器的吸气用过滤器，其中，所述呼气用过滤器在所述面罩中间下部布置于使用者的口部处，所述吸气用过滤器布置于所述面罩位于所述呼气用过滤器沿竖直方向上方的两侧。
根据本发明的又一方面，本发明提供了一种用于制造过滤器的方法，其中，所述过滤器构造为上述任一种过滤器，其中，所述方法包括如下步骤：
将所述过滤介质进行打褶，以形成所述打褶结构；
将经打褶的所述过滤介质进行成形；以及
在经成形的所述过滤介质上构造有所述过滤器的壳体，用于容纳所述过滤介质。
可选地，根据本发明的一种实施方式，在所述打褶结构平行于所述过滤器的过滤面的横截面看呈现有平行结构并且在所述过滤器构造成圆柱体形的情况下，通过在经成形的所述过滤介质周围包围构造椭圆形的壳体的方式来执行所述壳体的构造，其中，所述椭圆的长轴方向与所述平行结构的延伸方向相垂直，并且所述椭圆的短轴方向与所述平行结构的延伸方向相一致。
所提供的过滤器、呼吸器和用于制造过滤器的方法的有益之处包括：美观；易安装和拆卸；对呼吸器的适配性好；过滤面积大、低阻力；支撑性好；对COVID-19的专业防护；对佩戴者的双向防护；解决了过滤介质不平整分布的问题。
附图说明
参考附图，本发明的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，
图1示出了根据本发明的一种吸气用过滤器的示意图；
图2示出了根据本发明的一种呼气用过滤器的示意图；
图3示出了根据本发明的一种呼吸器的示意图；
图4示出了根据本发明的一种呼吸器的中框的示意图；
图5示出了根据本发明的一种呼吸器的集成板的示意图；
图6示出了根据本发明的一种呼吸器的外壳的示意图；
图7示出了根据本发明的一种呼吸器的端盖的示意图；
图8示出了根据本发明的一种呼吸器的外壳的局部示意图；
图9示出了根据本发明的一种呼吸器的分解图；
图10示出了根据本发明的另一种吸气用过滤器的示意图；
图11示出了根据本发明的又一种吸气用过滤器的示意图；
图12示出了根据本发明的一种呼吸器的分解图；以及
图13示出了根据本发明的一种集成板和中框的连接关系示意图。
具体实施方式
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。
本申请涉及一种过滤器，其中，所述过滤器用于呼吸器100，其中，所述过滤器具有过滤介质1，并且所述过滤介质1具有打褶结构。
根据本申请的一种示例，所述打褶结构在平行于所述过滤器的过滤面F的横截面看呈现有平行结构、放射形结构或同心圆环结构。
根据本申请的一种示例，所述过滤介质1采用HEPA材料制成。
根据本申请的一种示例，所述过滤介质1还采用抗细菌和病毒材料和/或活性炭织物材料制成。
根据本申请的一种示例，所述过滤器构造成吸气用过滤器10和/或呼气用过滤器20。
根据本申请的一种示例，在所述过滤器的侧壁构造有斜坡和/或台阶2。
根据本申请的一种示例，在所述过滤器上构造有把手4。
根据本申请的一种示例，所述过滤器具有用于容纳所述过滤介质1的壳体5，所述壳体被构造成圆柱体形或长方体形。
根据本申请的一种示例，所述长方体形是侧面带有弧度的长方体形。
本申请涉及一种呼吸器100，其中，所述呼吸器100具有根据本申请的过滤器。
根据本申请的一种示例，所述呼吸器100构造为电子送风呼吸器或口罩。
根据本申请的一种示例，所述呼吸器100具有面罩，所述面罩处布置一个或多个包含所述过滤器的吸气用过滤器10。
根据本申请的一种示例，所述呼吸器100具有面罩，所述面罩布置一个或多个包含所述过滤器的呼气用过滤器20。
根据本申请的一种示例，所述呼吸器100具有面罩，所述面罩布置一个包含所述过滤器的呼气用过滤器20以及两个包含所述过滤器的吸气用过滤器10，其中，所述呼气用过滤器20在所述面罩中间下部布置于使用者的口部处，所述吸气用过滤器10布置于所述面罩位于所述呼气用过滤器20沿竖直方向上方的两侧。
本申请涉及一种用于制造过滤器的方法，其中，所述过滤器构造为根据本申请的过滤器，其中，所述方法包括如下步骤：
将所述过滤介质1进行打褶，以形成所述打褶结构；
将经打褶的所述过滤介质1进行成形；以及
在经成形的所述过滤介质1上构造有所述过滤器的壳体5，用于容纳所述过滤介质1。
根据本申请的一种示例，在所述打褶结构平行于所述过滤器的过滤面F的横截面看呈现有平行结构并且在所述过滤器构造成圆柱体形的情况下，通过在经成形的所述过滤介质1周围包围构造椭圆形的壳体5的方式来执行所述壳体5的构造，其中，所述椭圆的长轴方向与所述平行结构的延伸方向相垂直，并且所述椭圆的短轴方向与所述平行结构的延伸方向相一致。
本申请涉及一种呼吸器100，其中，所述呼吸器100具有外壳103、中框101和面部密封件108，所述面部密封件108与所述中框101连接并且在所述呼吸器100使用时贴靠并与用户的面部密封，其中，所述呼吸器100还具有集成板102，所述集成板102布置于所述外壳103与所述中框101之间，并且在所述集成板102上布置有用于所述呼吸器100的功能性构件107。
根据本申请的一种示例，
所述中框101由TPU构成；和/或
所述面部密封件108由硅胶构成；和/或
所述集成板102由PA、PP或ABS构成。
根据本申请的一种示例，所述集成板102与所述中框101的连接处是紧密连接，并且所述中框101与所述外壳103连接。
根据本申请的一种示例，所述中框101构造成在中间形成有容纳部的框架，所述集成板102嵌入所述容纳部中，所述集成板102在周缘处构造有立起的边框，所述集成板102的边框与所述中框101的容纳部的边缘形状配合。
根据本申请的一种示例，所述集成板102与所述中框101用胶水粘结。
根据本申请的一种示例，所述功能性构件107包括用于所述呼吸器100的鼓风机、电池和/或PCB。
根据本申请的一种示例，所述呼吸器100还具有过滤器，并且所述过滤器布置于所述外壳103处。
根据本申请的一种示例，所述呼吸器100构造为电子送风呼吸器或口罩。
本申请涉及一种呼吸器100，其中，所述呼吸器100具有外壳103、过滤器和端盖104，所述过滤器布置在所述外壳103上，其中，在所述端盖104和所述外壳103上分别构造有彼此配合的限位装置，用于将所述过滤器固定于所述外壳103处。
根据本申请的一种示例，在所述外壳103上的限位装置包括立柱105，所述立柱105固定所述过滤器处，所述立柱105的外周缘沿立柱纵向构造成多条肋1051，在所述端盖104上的限位装置为凹槽1041，所述肋1051的一端接合到所述凹槽1041中。
根据本申请的一种示例，所述肋1051在所述立柱105的外周缘平均分布。
根据本申请的一种示例，在所述端盖104的中部构造有开口1042，所述凹槽1041构造在所述开口1042的外周上。
根据本申请的一种示例，在所述过滤器的中间开设有通孔3，所述立柱105穿过所述通孔3。
根据本申请的一种示例，所述呼吸器100还具有螺纹紧固件106，所述螺纹紧固件106具有光杆段和螺纹段，在所述立柱105的中间开设有孔口1052，所述开口1042构造有内螺纹，其中，所述螺纹紧固件106以其光杆段插入所述孔口1052内并且以其螺纹段与所述内螺纹接合。
根据本申请的一种示例，所述立柱105构造成用于保持所述过滤器的过滤介质1。
根据本申请的一种示例，所述端盖104构造成具有弧度的盘形。
根据本申请的一种示例，所述过滤器构造为吸气用过滤器10。
根据本申请的一种示例，所述外壳103具有相对于其外表面凹入的加深部，所述吸气用过滤器10被容纳于所述加深部中。
参考图1和图2，它们分别示出了根据本发明的一种吸气用过滤器10的示意图以及根据本发明的一种呼气用过滤器20的示意图。
从图中可以看出过滤介质1，其中，所述过滤介质1用于呼吸器100的过滤器并且所述过滤介质1具有打褶结构。
应当理解，打褶结构是指形成褶皱或类似褶裥的结构，例如可以是在原本平面材质的基础上通过构造蜿蜒、迂回或高低不平的弯曲部或弯折部来形成的。由此可见，通过所述打褶结构的设计可以大大增加所述过滤介质1的有效过滤面积，从而提高呼吸器整体的过滤效率。此外，所述打褶结构还可以提供更强的支撑作用，例如对其周围壳体的支撑作用，从而过滤器整体的形状更加稳定。这也是扁平状的过滤介质所无法带来的效果。另外，通过将所述过滤介质1用于呼吸器100，赋予了所述呼吸器100更加强大的过滤效果。与市面上所见的、采用扁平式过滤介质的口罩、呼吸面具或采用打褶式过滤介质的空气净化器均不同。
所述过滤介质1可以构造成滤纸，由此便于采购并且/或者降低制造的经济和时间成本。所述过滤介质1还可以采用HEPA材料制成。其中，HEPA为高效低阻力材料，是一种已知材料，HEPA材料能有效过滤空气中的PM2.5颗粒物，是烟雾、灰尘以及细菌等污染物十分有效的过滤媒介。HEPA具体可采用PP滤纸、玻璃纤维、复合PP PET滤纸、熔喷涤纶无纺布、熔喷玻璃纤维、胶版纸、铝膜等。过滤等级包括：H11-H14、U15、U16（EN1822）。通过采用HEPA材料，不仅可以实现高效率的过滤，从而获得较高的防护等级，而且由于低阻力（即吸气和呼吸的低阻力），能够获得较高的呼吸舒适性，并且在使用电子/电动呼吸器的情况下还能够节约电池寿命。
除此之外，为了进一步提高所述过滤介质1（例如用于吸气用过滤器10的过滤介质）的性能和防护等级，还可以采用抗细菌和病毒材料和/或活性炭织物材料，用来与所述HEPA材料复合来制造所述过滤介质1。其中，抗菌和病毒材料可用有机和无机抗菌剂进行处理，以促进抑菌和杀菌性能。而活性炭织物材料是用于提供除气味或除臭功能的可选材料。举例来说，活性炭可以是具有GAC（活性炭颗粒）和ACF（活性炭纤维）的活性炭布。
关于所述打褶结构的具体构造方式，示例性地，所述打褶结构形成有平行结构、放射形结构或同心圆环结构。同心圆环结构还可以从图10（其示出了根据本发明的另一种吸气用过滤器的示意图）中看出，放射形结构还可以从图11（其示出了根据本发明的又一种吸气用过滤器的示意图）来看出。具体地，所述打褶结构构造成沿所述过滤介质1的横截面看去呈现为所述平行结构、放射形结构或同心圆环结构。这里的横截面是指沿着过滤器的径向方向进行截取的截面。这三种结构均具有良好的经济性。其中，平行结构可以在图1和2中明显地看出，放射形结构也可以被称为扇形结构。除了具有较大的过滤面积和优良的经济性之外，这些结构具有良好的支撑性、美观和呼吸低阻力。应当理解，所述过滤器整体具有过滤面F，过滤方向垂直于所述过滤面F，呼吸气经由过滤方向穿过所述过滤器。过滤方向可以理解为过滤器水平横置后的俯视方向。例如，在所述过滤器构造成圆柱体形的情况下，过滤方向为轴向，过滤面为圆盘面。
本发明还涉及一种过滤器，其中，所述过滤器具有上述任一种过滤介质1。由此，所述过滤器具有与所述过滤介质1相应的特点和特征，在此不再赘述。
所述过滤器可以构造成吸气用过滤器10和/或呼气用过滤器20。将所述过滤器划分为吸气用和呼气用过滤器所具有的好处在于呼吸器100可以同时采用具有不同构造特征和数量的过滤器来分别用于吸气和呼气的过滤，以便更好地针对吸气和呼气特性的不同来有针对性地对过滤器进行设计。例如，如图所示，所述吸气用过滤器10构造成圆柱体形，这是因为在使用时所述吸气用过滤器10（连同用于覆盖其的盖子）能够被其它人看到，因此圆柱体形的设计较为美观。而所述呼气用过滤器20通常构造于所述呼吸器100的内部，由此在使用时不会被其它人看到，因此可以例如以带有弧度的立方体形来进行设计，这不同于常规的矩形设计，以便节约占地空间，此外统一的弧度和形状设计也具有美观效果。应当理解，为了能够更好地适用于各种类型或形状的呼吸器，所述过滤器的形状可以任意进行改型。
需要说明的是，本文所指的圆柱体形、立方体形或还提到的其它形状，并不需要严格对应于数学意义上的圆柱体、立方体等，而是可以允许一定的误差、公差和在细节上的改型，只要整体形状大致上为圆柱体或立方体就可以。由此，例如，具有壳体外周斜度的吸气用过滤器10仍然可以成为圆柱体形，并且具有台阶2以及带有弧度的呼气用过滤器20仍然可以被视为是立方体形。
为了保证和加强所述过滤器与所述呼吸器100之间的密封效果，本发明采用了多种方式。例如，在所述过滤器上（例如其侧壁）构造有斜坡和/或台阶2，以用于实现所述过滤器与所述呼吸器100之间的密封。所述台阶2示例性地构造在所述呼气用过滤器20的壳体5外侧，所述斜坡示例性地构造在所述吸气用过滤器10的壳体5外侧（在所述吸气用过滤器10构造成圆柱体形的情况下，所述斜坡可以直接以所述圆柱体的外周的斜度来体现）。当然，所述斜坡和所述台阶2的构造对象和位置并不限于图中所示的示例，也可以在各个过滤器上混用这些密封措施。此外，在图中所示的实施方式的情况下，通过所述斜坡的设计可以具体实现所述吸气用过滤器10与所述呼吸器100之间的轴向密封效果，通过所述台阶2的设计以具体实现所述呼气用过滤器20与所述呼吸器100之间的轴向密封效果。另外，斜坡和台阶也具有美观效果。而现有技术所采用的竖直和统一的形状设计，相对而言与呼吸器具有较低的配合度和使用体验。
又如，所述过滤器具有用于容纳所述过滤介质1的壳体5，所述壳体5采用TPE材料制成。TPE是指热塑性弹性体，又称人造橡胶或合成橡胶。其产品既具备传统交联硫化橡胶的高弹性、耐老化、耐油性各项优异性能、以及环保、无毒、手感舒适、外观精美等特点，同时又具备普通塑料加工方便、加工方式广的特点。可采用注塑、挤出、吹塑等加工方式生产，从而既简化加工过程，又降低加工成本。常见的热塑性弹性体有苯乙烯类TPE、烯烃类TPE、二烯类TPE、氯乙烯类TPE、聚氨酯类TPE。
由此可见，通过所述TPE材料的高弹性的特点，可以提高在所述过滤器与所述呼吸器100之间的密封效果。例如，在图中所示的实施方式的情况下，可以具体分别实现所述吸气用过滤器10和所述呼气用过滤器20与所述呼吸器100之间的径向密封效果。此外，采用合格的TPE硬度材料和TPE制造工艺（例如注射成型）进行过滤器的设计和制造，以提供良好的外观和密封效果。良好的密封效果可提供较高的防护等级，并减少穿着期间的呼吸气泄漏。
为了便于与所述呼吸器100进行装配，在所述过滤器上（例如其中间）开设有通孔3，示例性地在所述吸气用过滤器10上相应地开设有所述通孔3。相应地，所述呼吸器100可以构造插销，用于在装配时插接到所述通孔3中，已完成装配固定。所述呼气用过滤器20则是通过卡接方式安装于所述呼吸器100内部。当然，可以采用各种其它装配方式来完成所述过滤器的安装。所述通孔3的设计一方面便于所述过滤器10的装配和拆卸，另一方面也能够良好地与用于覆盖所述过滤器的盖子相配合。而现有技术中无通孔的设计则使用体验较差，用于覆盖过滤器的盖子的固定设计复杂。
与上述装配相对而言地，为了便于将所述过滤器从所述呼吸器100处拆卸下来，可以在所述过滤器上构造有把手4。所述把手4可以构造在所述壳体5的外侧并且从所述壳体5处向外延伸出去，也可以构造在所述壳体5向内的区域内，只要使用者能够操作（例如握住或拨动）把手来完成相应的过滤器的拆卸动作即可。在图1中特别看出的是，所述吸气用过滤器10的把手4设置在所述通孔3的外周。由于所述打褶结构存在有空隙，因此用户可以用手指从空隙起来拨动所述把手4，完成所述吸气用过滤器10的拆卸。所述把手4的这种布置位置便于其隐藏，从而具有美观效果。所述把手4当然也可以构造于所述壳体5外侧，从而方便用户从外边直接抓握所述把手4，这种设计当然不会影响过滤器与呼吸器之间的密封效果。而现有技术中并没有这种有利于拆卸的把手设计，使得用户体验没那么好。
参考图3，其示出了根据本发明的一种呼吸器100的示意图。
所述呼吸器100具有上述任一种过滤器，因此也具有所述过滤器所带来的特点和特征。本发明的过滤器可以适用于各种呼吸器100，并且因此可以被构造成具有各种适应性的外形，例如图中所示的圆柱体形以及带有弧度的立方体形。具体的外形可以根据所要应用的呼吸器的具体安装位置和/或美观、空间要求来定。
例如，所述呼吸器100构造为电子送风呼吸器或口罩。应当理解，所述电子送风呼吸器是指利用电池提供的电力驱动的送风机来帮助使用者进行呼吸的呼吸器，通常是帮助使用者进行吸气，因此可以被认为是一种主动的呼吸器。口罩则是被动的呼吸器。
如上所述，所述过滤器径向和轴向密封地装设于所述呼吸器100的壳体内。径向密封可以例如通过TPE材质的壳体5来实现，轴向密封可以例如通过斜坡或台阶2的构造来实现。可选的是，所述过滤器径向过盈地装设于所述呼吸器100的壳体内，这也可以通过TPE的高弹性的特点来实现。通过径向过盈的设计能够更好地实现过滤器与呼吸器之间的径向密封效果。径向过盈的具体尺寸例如可以是0.4mm。
所述呼吸器100具有面罩，所述面罩处布置一个或多个包含所述过滤器的吸气用过滤器10，也可以布置一个或多个包含所述过滤器的呼气用过滤器20。从图3中可以明显看出的是，所述呼吸器100具有面罩，所述面罩布置一个包含所述过滤器的呼气用过滤器20以及两个包含所述过滤器的吸气用过滤器10，其中，所述呼气用过滤器20在所述面罩（如内侧）中间下部布置于使用者的口部处，所述吸气用过滤器10布置于所述面罩（如外侧）位于所述呼气用过滤器20沿竖直方向上方的两侧。这种设计一方面考虑到了美观效果，另一方面采用两个吸气用过滤器10可以使得吸气阻力减半，采用呼气用过滤器20则能够防止已经感染有病毒的使用者将病毒传播到外界，因此这种双向防护相较于市面上具有呼吸阀设计的呼吸面具或口罩具有更好的安全性（呼吸阀无法防止已经受感染的佩戴者将病毒或细菌传播到外界）。所述呼气用过滤器20和所述吸气用过滤器10的布置位置、形状和数量可以根据实际情况进行改型。
为了制造本发明的过滤器，本发明提出了一种新的方法，所述方法包括如下步骤：
将所述过滤介质1进行打褶，以形成所述打褶结构；
将经打褶的所述过滤介质1进行成形；以及
在经成形的所述过滤介质1上构造有所述过滤器的壳体5，用于容纳所述过滤介质1。
传统对于过滤器的制造工艺均是首先制造过滤器的壳体，或者单独准备壳体，然后将过滤介质成形后安装到该壳体内，完成过滤器的制造。该方法需要胶水的参与，因此会对过滤器的性能造成一定影响。而本方法是先制造好过滤介质，而后再所述过滤介质的基础上完成壳体的制造。这种制造方法的优势在于不需要胶水的参与，具有更好的品质以及更多的造型设计可行性。
具体而言，所述成形的步骤可以通过切割或冲裁来执行，和/或所述壳体5的构造步骤通过包围注塑成型来执行。其中，切割或冲裁的制造工艺不会对过滤介质的打褶结构产生影响，而包围注塑是指以包围所述过滤介质1的方式来注塑所述壳体5。此外，过滤介质打褶结构的高度和距离可以针对最大的呼吸区域进行优化，以获得更低的呼吸阻力。而且，TPE壳体（特别是外壳部分）的特性（包括厚度和硬度）也能够根据经验或是实验来进行确定，以实现更好的密封效果和良好的外观。
需要特别提及的是，在所述打褶结构构造成沿所述过滤介质1的横截面看去呈现为平行结构并且在所述过滤器构造成圆柱体形的情况下（例如图1所示的形状），通过在经成形的所述过滤介质1周围包围构造椭圆形的壳体5的方式来执行所述壳体5的构造，其中，所述椭圆的长轴方向与所述平行结构的延伸方向相垂直，并且所述椭圆的短轴方向与所述平行结构的延伸方向相一致。这种制造方式的考虑到了所述平行结构的应力分配不均匀的情况，也就是说在所述平行结构的延伸方向上其由于应力而具有展开的变形趋势，而在垂直方向上具有收缩的变形趋势。因此构造上述椭圆形的壳体5能够对这种趋势进行补偿或者说抵消，由此使得完成后的过滤器整体具有非常高的圆度。
参考图4至图6，它们分别示出了根据本发明的一种呼吸器100的中框101、集成板102和外壳103的示意图。
呼吸器，例如PAPR用于提供针对COVID-19的专业且时尚的防护。本申请的呼吸器具有双向防护、高防护等级、低吸入、呼出阻力、高度舒适性、高匹配度、面罩设计的低泄漏以及伴随安装和拆卸的良好的使用体验。
典型的PAPR应当由三个主要构件构成，包括带有鼓风机、电池、PCB、按钮或其它功能性构件107/组件的中框（位于中间）、具有用于面部密封的软硅胶环的面部密封件108（位于面部侧），以及外壳（位于外部）。通常，面部密封件108与使用者面部密封，但是在使用时，中框的一部分也可以接触到使用者的面部，这取决于中框的具体形状。
为了提供机械性能，中框通常采用硬材料、例如PA/PP/ABS。其中，PA是聚酰胺，俗称尼龙，PP是聚丙烯，ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
然而，采用现有技术的设计方案具有一定的改进空间，例如硬材料和结构无法为佩戴者提供轻柔的佩戴感受，以及无法针对不同佩戴者不同的面部特点提供良好的匹配度；许多功能性构件107难以固定、装配至硬的中框；功能性构件107至中框的“硬接触”容易导致在接合部位处发生泄漏。
为了解决或缓解上述一个或多个问题，本申请采用了若干新的技术手段。如图可见，本申请的呼吸器100包括彼此依次连接的中框101、集成板102以及外壳103，其中，在所述集成板102上构造有功能性构件107。由此可见，通过额外设计的集成板将功能性构件107进行布置，来代替现有技术中采用中框来布置功能性构件107的方案，能够得到更简单的装配。
所述功能性构件107可以布置在所述集成板102内，由此所述集成板102相应地构造为碗形，即在周缘处构造出立起的边框。类似地，所述中框101也可以构造成具有容纳部的框架，所述容纳部用于装配或者说嵌入所述集成板102。所述边框与容纳部的边缘可以形状配合地连接。应当理解，所述功能性构件107、所述集成板102、所述中框101以及还有所述外壳103的形状能够根据实际情况进行设计，例如所述集成板102的形状根据要构造在其上的功能性构件107的布置来设计（如集成板底部构造肋部以固定功能性构件107的电池），并且所述中框101的形状根据所述集成板102的形状进行设计。
此外，根据本申请的技术方案，所述中框101可以由TPU构成。TPU的含义和特点已经在前文中阐述过，在此不再赘述。由于所述功能性构件107的布置被所述集成板102所承担，因此所述中框101可以采用较软的TPU，由此带来了提高了佩戴舒适度以及减少了泄漏风险。当然，所述中框101仍然需要具有一定的硬度，所述硬度可以例如为115A，以保证一定的强度用于装配所述集成板102。
相对地，为了装配所述功能性构件107，所述集成板102由硬材料构成。由此可以看出，硬材料由现有技术中原本的中框转移至了所述集成板102上，并由此带来了上述介绍的优点。
关于具体的装配方式，可以参考图13（其示出了根据本发明的一种集成板102和中框101的连接关系示意图）。可选的是，所述集成板102与所述中框101的连接处是紧密连接，例如通过胶水粘结，以提高二者之间的紧密性。所述中框101与所述外壳103例如通过螺丝进行连接，而所述集成板102与所述外壳103不必直接连接。还可以通过其它方式实现紧密连接，例如上面提到的形状配合的方式。又如，所述集成板102的底部构造有孔和肋条，所述肋条用于支持所述功能性构件107（如电池），所述集成板102还构造若干安装孔。因此，所述集成板102也可以通过其安装孔来实现与所述中框101的紧密连接。
在采用上述材料的情况下，通过胶水连接较软的中框101和较硬的集成板102，实现了软硬结合并且由此进一步提高了防止呼吸气泄漏的效果。而且，相对于传统的机械紧固相比，粘接件的内应力传递的应力分布更均匀，强度高、成本低、质量轻、功能受到的限制小，也不影响整体外观。而螺纹紧固是可拆卸的固定连接方式，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。其包括但不限于螺栓连接、螺钉连接、紧固件-组合件连接（例如外螺纹紧固件与垫圈）；同时，螺纹的具体形式能够有三角形螺纹（普通或英制）、圆柱管螺纹和矩形螺纹等。
此外，所述呼吸器包括面部密封件108，其在使用时贴靠并与用户的面部密封。所述面部密封件108采用比所述中框更加软的材料构成，例如硅胶，所述面部密封件108与所述中框连接。通过更加软的面部密封件108设计，能够实现与佩戴者面部更加舒适的匹配，以及能够灵活地适应不同佩戴者的不同面部特点。
综上所述，本申请的呼吸器（例如电子送风呼吸器）具有简单装配的模块化设计、软中框带来的面部舒适度、软中框弹性材料带来的不同面部密封件108或面部的适配度以及机械构件接合部位处的较少的泄漏。
参考图7，其示出了根据本发明的一种呼吸器的端盖104的示意图。
所述端盖104用于覆盖所述过滤器，例如吸气用过滤器10，以防外界的干扰。应当理解，在所述端盖104与所述过滤器之间应当存在有一定的空隙，以用于佩戴者的吸气。由此，所述端盖104的外形可以构造成与要保护的过滤介质的外形相一致，例如圆形。
本申请针对所述端盖104以及所述呼吸器100均进行了改型设计。具体而言，所述端盖104整体上构造成具有弧度的盘形，一方面具有较好的美观效果，另一方面弧度提供了一定的空间以提供其它部件的设计自由。在所述端盖104的中部构造有开口1042，所述开口1042可以具体地构造成通孔或盲孔，在本例中为盲孔。所述开口用于容纳在下文中还要介绍的螺纹紧固件106。
特别地，为了规定在所述端盖104与所述过滤器（例如其过滤介质）之间的间隙，本申请在所述端盖104和所述外壳103上均构造有彼此配合使用的限位装置，用于将所述过滤器固定于所述外壳103处。通过所述限位装置，使得所述端盖104在朝所述过滤器的方向安装、靠近的过程中，能够对所述端盖104进行限位，达到控制间隙大小的目的。
参考图8，其示出了根据本发明的一种呼吸器100的外壳103的局部示意图。
结合图7和图8举例来讲，在所述端盖104的中部、例如在所述开口的外周上构造有凹槽1041作为限位装置，在所述外壳103的、用于容纳所述过滤器的部位处（该部位构造成相对于所述外壳103外表面的加深部，并且与所述过滤器的外形相匹配）构造有立柱105作为限位装置，所述立柱105固定于所述过滤器处，并且在所述立柱的外周沿立柱纵向构造有围绕分布的肋1051，所述肋可选地平均分布。所述肋1051与所述凹槽1041配合作用。也就是说，在所述端盖104安装至所述过滤器的过程中，所述肋1051的一端可以最终接合到所述凹槽1041中，完成限位。此外，由于所述肋1051和所述凹槽1041的这种卡接配合，在完成接合的情况下还能够产生一定的声音和触觉反馈，由此可以及时地告知安装人员所述端盖104已经被安装到了预设位置处，避免了因安装过紧而破环过滤器，从而具有良好的使用体验。另外这种卡接配合也能够起到防止呼吸器泄漏的效果。
参考图9和图12，它们均示出了根据本发明的一种呼吸器100的分解图。
为了完成所述端盖104与所述呼吸器100的装配，可以看出的是，在所述立柱105的中间开设有孔口1052，所述孔口1052与所述螺纹紧固件106相配合，并且所述过滤器的通孔3的尺寸构造成大于所述立柱105和所述螺纹紧固件106的尺寸。由此，在装配过程中，所述过滤器以所述通孔3装配至所述立柱上并进而被容纳在所述加深部中，然后所述螺纹紧固件106以其光杆段经由所述通孔3插入所述孔口1052内，接着所述端盖104以其开口1042装配至所述螺纹紧固件106的螺纹段上。就此而言，所述开口1042可以构造有与所述螺纹段相匹配的内螺纹，由此所述端盖104可以在所述螺纹段上以旋拧的方式进行安装与固定。最终如前文提到的那样，所述肋1051与所述凹槽1041接合，完成装配。在完成装配后，还可以进行挤压操作，使得所述端盖104与所述螺纹紧固件106具有过盈，进一步提高了装配和防漏气效果。最终的间隙例如可以做到0.5-0.8mm。
此外，所述立柱105可以构造成略微小于所述通孔3，由此所述立柱105在装配完成的情况下起到保持所述过滤器及其过滤介质1的作用，防止它们在安装和使用过程中发生变形。
应当理解，所述端盖104与所述呼吸器100的其它装配形式也是可行的，例如直接通过所述过滤器与所述加深部形状配合的方式进行安装，以及所述端盖104通过其与所述过滤器的卡接配合完成带有间隙的固定，等。此外，螺纹紧固件是一种有内螺纹或是外螺纹的机械零件的统称，其是作为紧固件使用的。最常见的螺纹紧固件是螺丝、螺帽及螺栓。不过也有其它的螺纹紧固件，例如笼罩螺帽、螺纹插件、螺纹杆等。
这种装配设计既保证了低阻力和高效的呼吸，也保证了在装配方面的良好的密封效果，并避免了在过滤介质与相应的连接结构（如立柱）之间没有受到破坏。另外，端盖的止位设计保证了足够的进气口面积以及良好的正面防水效果。
由此，本申请开发出一套创新的打褶过滤介质，使PAPR/APR（空气净化呼吸器）呼吸器产品实现高防护等级、较低的吸入和呼出阻力、高舒适度、良好的面罩适应性以及易于安装和拆卸的使用，同时使得PAPR/APR呼吸器产品可为COVID-19提供专业和时尚的保护。经过评估，过滤介质的性能可以满足设计要求。过滤效率为95％+，可提供良好的防护等级。并且过滤介质的吸入阻力比当前的扁平式过滤介质的400pa低至70〜80pa。密封效果也已通过组装和测试验证。良好的配合系数表明过滤介质对PAPR设备的密封效果更好。通过实际穿戴测验还表明具有较好的用户体验，新的设计有助于安装和拆卸。
应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本发明的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本发明的法律保护范围内。

Claims (16)

1.一种过滤器，其特征在于，所述过滤器用于呼吸器（100），其中，所述过滤器具有过滤介质（1），并且所述过滤介质（1）具有打褶结构。
2.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述打褶结构在平行于所述过滤器的过滤面（F）的横截面看呈现有平行结构、放射形结构或同心圆环结构。
3.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述过滤介质（1）采用HEPA材料制成。
4.根据权利要求3所述的过滤器，其特征在于，所述过滤介质（1）还采用抗细菌和病毒材料和/或活性炭织物材料制成。
5.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述过滤器构造成吸气用过滤器（10）和/或呼气用过滤器（20）。
6.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，在所述过滤器的侧壁构造有斜坡和/或台阶（2）。
7.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，在所述过滤器上构造有把手（4）。
8.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述过滤器具有用于容纳所述过滤介质（1）的壳体（5），所述壳体被构造成圆柱体形或长方体形。
9.根据权利要求8所述的过滤器，其特征在于，所述长方体形是侧面带有弧度的长方体形。
10.一种呼吸器（100），其特征在于，所述呼吸器（100）具有根据权利要求1至9中任一项所述的过滤器。
11.根据权利要求10所述的呼吸器（100），其特征在于，所述呼吸器（100）构造为电子送风呼吸器或口罩。
12.根据权利要求10所述的呼吸器（100），其特征在于，所述呼吸器（100）具有面罩，所述面罩处布置一个或多个包含所述过滤器的吸气用过滤器（10）。
13.根据权利要求10所述的呼吸器（100），其特征在于，所述呼吸器（100）具有面罩，所述面罩布置一个或多个包含所述过滤器的呼气用过滤器（20）。
14.根据权利要求10所述的呼吸器（100），其特征在于，所述呼吸器（100）具有面罩，所述面罩布置一个包含所述过滤器的呼气用过滤器（20）以及两个包含所述过滤器的吸气用过滤器（10），其中，所述呼气用过滤器（20）在所述面罩中间下部布置于使用者的口部处，所述吸气用过滤器（10）布置于所述面罩位于所述呼气用过滤器（20）沿竖直方向上方的两侧。
15.一种用于制造过滤器的方法，其特征在于，所述过滤器构造为根据权利要求1至9中任一项所述的过滤器，其中，所述方法包括如下步骤：
将所述过滤介质（1）进行打褶，以形成所述打褶结构；
将经打褶的所述过滤介质（1）进行成形；以及
在经成形的所述过滤介质（1）上构造有所述过滤器的壳体（5），用于容纳所述过滤介质（1）。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述打褶结构平行于所述过滤器的过滤面（F）的横截面看呈现有平行结构并且在所述过滤器构造成圆柱体形的情况下，通过在经成形的所述过滤介质（1）周围包围构造椭圆形的壳体（5）的方式来执行所述壳体（5）的构造，其中，所述椭圆的长轴方向与所述平行结构的延伸方向相垂直，并且所述椭圆的短轴方向与所述平行结构的延伸方向相一致。
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