CN115023156A - 医用外科口罩 - Google Patents

Abstract

一种口罩，包括外壳，该外壳限定(1)内层、外层和介于两者之间的空腔，(2)嘴部孔，其设置在用户嘴部周围，(3)侧孔，其允许流体流入和流出外壳，(4)口流体通路，其从嘴部孔延伸到侧孔，以及(5)鼻部孔，其设置在用户鼻孔附近。该口罩还包括鼻通道，其从鼻部孔延伸到鼻部出口孔。该外壳配置为引导(1)在嘴部孔处接收到的流体流向远侧通过口流体通路，以及(2)在侧孔处接收到的流体流向近侧通过口流体通路。该鼻通道配置为引导在鼻部孔处接收到的流体流向远侧通过鼻流体通路。

Description

医用外科口罩

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月2日提交的名称为“SURGICAL MASKS”的美国申请号16/700,756的优先权并且是其延续，其内容通过引用整体并入本文。

背景技术

医用口罩可分为屏障型口罩和过滤型口罩两大类。屏障型口罩通常包括气密防护罩以保护佩戴者免受外部污染物的侵害，而过滤型口罩通常包括过滤器以从佩戴者吸入的空气中去除污染物。与过滤型口罩相比，屏障型口罩更有效地保护佩戴者免受呼吸道感染(例如在外科手术期间)。然而，屏障型口罩的现有布局具有以下一个或多个缺陷。例如，一些屏障型口罩缺乏足够的通风，因此大量的二氧化碳会留在口罩下面的区域，使佩戴者过热。此外，一些屏障型口罩具有刚性的非弹性结构，它会导致佩戴者面部神经和血管长时间受压，从而引起疼痛等不适。此外，一些屏障型口罩会阻碍佩戴者下颌的运动，因此佩戴者可能会说话困难，这可能成为医生在外科手术过程中的安全问题。

发明内容

本文所描述的一些实施例总体上涉及医用外科口罩，并且尤其涉及基于中空框架方式的医用外科口罩。在一些实施例中，口罩包括外壳，该外壳限定(1)内层和外层，以及限定在它们之间的空腔，(2)嘴部孔，其部分地由内层限定并且配置为设置在用户嘴部周围，(3)侧孔，(a)设置在嘴部孔远侧并与嘴部孔流体连通，(b)部分地由内层和外层限定，以及(c)配置为允许流体流入和流出外壳，(4)口流体通路，其从嘴部孔延伸到侧孔并限定在内层和外层之间，以及(5)鼻部孔，其设置在内层和外层之间并且配置为当嘴部孔设置在用户嘴部周围时邻近用户的一对鼻孔设置。该口罩还包括鼻通道，该鼻通道限定鼻流体通路并从鼻部孔延伸到鼻部出口孔。该外壳配置为引导(1)在嘴部孔处从用户嘴部接收到的流体流向远侧通过口流体通路流出侧孔，而(2)在侧孔处接收到的流体流向近侧通过口流体通路，从嘴部孔流出并进入用户嘴部中。该鼻通道配置为引导在鼻部孔处从用户的一对鼻孔接收到的流体流向远侧通过鼻流体通路流出鼻部出口孔。

在一些实施例中，口罩包括外壳，该外壳限定：(1)内层和外层，以及限定在它们之间的空腔，(2)嘴部孔，其部分地由内层限定并且配置为设置在用户嘴部周围，(3)侧孔，(a)设置在嘴部孔远侧并与嘴部孔流体连通，(b)部分地由内层和外层限定，以及(c)配置为允许流体流入和流出外壳，(4)流体通路，其从嘴部孔延伸到侧孔，并限定在内层和外层之间，以及(5)下巴接纳部分，其配置为围绕并接触用户下巴的一部分，该外壳配置为使得当用户下巴与下巴接纳部分接触时外壳不接触用户的鼻子。该外壳配置为引导(1)在嘴部孔处从用户嘴部接收到的流体流向远侧通过流体通路，并从位于用户嘴部和用户头后部之间的侧孔流出，以及(2)在侧孔处接收到的流体流向近侧通过流体通路流出嘴部孔并进入用户嘴部中。

在一些实施例中，口罩包括外壳，该外壳限定(1)内层和外层，以及限定在它们之间的空腔，(2)嘴部孔，部分地由内层限定并且配置为设置在用户嘴部周围，(3)侧孔，(a)设置在嘴部孔远侧并与嘴部孔流体连通，(b)部分地由内层和外层限定，以及(c)配置为允许流体流入和流出外壳，以及(4)流体通道，其从嘴部孔延伸到侧孔，并限定在内层和外层之间。内层的一部分由透气材料形成，外层的一部分由透气材料形成。该外壳可在敞开配置与封闭配置之间调节，在该敞开配置下外壳将流体通路设置为通过侧孔与外壳外部的区域流体连通，而在该封闭配置下外壳限制流体通路通过侧孔与外壳外部的区域之间的流体连通。在该外壳处于封闭配置的情况下，外壳配置为用于流体通路和由透气材料形成的外层部分之间的流体流动。

在一些实施例中，口罩包括外壳，该外壳限定(1)内层和外层，以及限定在它们之间的空腔，(2)嘴部孔，部分地由内层限定并且配置为设置在用户嘴部周围，(3)第一侧孔，(a)设置在嘴部孔远侧并与嘴部孔流体连通，(b)部分地由内层和外层限定，以及(c)配置为允许流体流入和流出外壳，以及(4)流体通路，其从嘴部孔延伸到第一侧孔，并限定在内层和外层之间。透气过滤器可去除地附接到外壳的远端部分并从外壳的远端部分延伸。过滤器在其远侧末端限定第二侧孔。过滤器可在敞开配置和封闭配置之间调节，在敞开配置下过滤器将流体通路设置为通过第二侧孔与外壳外部区域流体连通，而在封闭配置下过滤器限制通过第二侧孔在流体通路与外壳外部区域之间的流体连通。在外壳处于封闭配置的情况下，外壳配置为用于流体通路和过滤器之间的流体流动。

附图说明

本专利或申请文件包含至少一幅彩色绘图。在请求和支付必要费用的前提下，专利局会提供本专利或专利申请出版物的彩色附图副本。

附图主要用于说明目的并且不旨在限制本文描述的主题的范围。附图不一定按比例绘制；在一些情况下，本文公开的主题的各个方面可以在附图中被夸大或放大地示出，以便于理解不同的特征。在附图中，相似的附图标记通常标记相似的特征(例如，功能相似和/或结构相似的元件)。

图1A-1C示出了根据一个实施例的基于中空框架方式的口罩的示意图。

图2示出了根据一个实施例的配置为佩戴在佩戴者嘴部区域上方的口罩的示意图。

图3示出了根据一个实施例的包括中空框架和鼻罩的口罩的示意图。

图4示出了根据一个实施例的包括可切换过滤器的口罩的示意图。

图5示出了根据一个实施例的包括口流体通路和鼻流体通路的口罩的示意图。

图6A和6B示出了根据一个实施例的包括敞开式鼻罩的口罩的后视图和透视图。

图7是根据一个实施例的与图6A和6B中所示的口罩相似的口罩的照片。

图8示出了从佩戴类似于图6A和6B中所示口罩的口罩的人的鼻孔呼出的气流的模拟空气动力学特性。

图9A图示了根据一个实施例的包括安装在嘴部通路中的两个锥形鼻通道和两个过滤器的口罩。

图9B和9C分别示出了根据一个实施例的佩戴与图9A所示的口罩相似的口罩的人从鼻孔和口部呼出的气流的模拟空气动力学特性。

图10A示出了根据一个实施例的包括两个锥形鼻通道的口罩。

图10B和10C分别示出了根据一个实施例的佩戴与图10A所示的口罩相似的口罩的人从鼻孔和口部呼出的气流的模拟空气动力学特性。

图11图示了根据一个实施例的包括两个鼻通道的口罩，所述两个鼻通道朝向出口合并成单个通道。

图12是根据一个实施例的与图11所示的口罩相似的口罩的照片。

图13是根据一个实施例的单侧口罩总成的照片。

图14是根据一个实施例的具有螺旋形状的口部通道的照片。

图15图示了根据一个实施例的包括用于将口部通道与鼻通道分开的短隔膜的口罩的嘴部部分。

图16图示了根据一个实施例的在类似于图15所示的口罩的口罩的嘴部部分内的气流的空气动力学特性。

图17A和17B图示了根据一个实施例的合并成单个通路的鼻通路和嘴部通路。

图17C图示了根据一个实施例的图17A中所示的通道内的气流。

图18图示了根据一个实施例的包括紧凑螺旋通道的螺旋口罩。

图19示出了根据一个实施例的包括隔膜和合并的流体通路的口罩中的气流的模拟空气动力学特性。

图20示出了根据一个实施例的具有外部通道的口罩的分解图。

图21是根据一个实施例的与图20所示的口罩类似的口罩的照片。

图22是根据一个实施例的包括外部鼻通道和外部口部通道的口罩的照片。

图23A和23B示出了根据一个实施例的螺旋通道通过折叠方法的制造和储存。

图24A-24C分别示出了根据一个实施例的处于折叠式存储配置、展开式操作配置和用户佩戴时的展开式操作配置的螺旋形口罩。

具体实施方式

本文所述的一些实施例涉及一种口罩，其包括外壳，该外壳(也称为中空框架)限定外层、内层和在外层和内层之间的空腔125(也称为腔体125)。腔体125的一部分形成一个或多个通道，用于引导在佩戴者呼气和吸气期间产生的气流。通道的入口靠近佩戴者的嘴部和/或鼻部，而通道的出口设置成远离入口，以便例如引导气流远离佩戴者所在的无菌区域。

这种用于屏障型口罩的中空框架方式可以防止呼出的空气从一个人直接传递到另一个人(例如在外科医生和患者之间)，从而保护佩戴者和附近的人。与传统的屏障型口罩相比，基于中空框架方式的口罩具有以下一个或多个优点。首先，中空框架方式可以减少或消除二氧化碳和/或水分在口罩下方区域中的积累，从而改善佩戴者的舒适度和卫生条件。其次，本文所述的口罩允许佩戴者轻松地移动他/她的下颌，因此佩戴者仍然可以例如在手术期间进行交流。第三，一些口罩的空气动力学特性经过优化，以使气流成流线型并增强防护。第四，口罩可以通用，因为口罩的形状一般不依赖于面部表面的起伏。下面参照附图描述这种中空框架方式的额外好处和优点。

可由外科医生或其他医疗保健服务提供者在医疗手术(包括长时间的手术)期间使用本文所述的口罩。这些口罩也可供普通人群使用，以防止空气传播感染和颗粒物(例如工业环境中的灰尘)。

图1A-1C示出了根据一个实施例的基于中空框架方式的口罩100的示意图。口罩100包括外壳110，外壳110限定内层120、外层130和介于两者之间(即内层120和外层130之间)的空腔125(参见图1C)。空腔125具有两个开口140a和140b(也称为侧孔140a和140b)，每个开口140a和140b位于外壳110的相应侧。内层120限定嘴部孔150，嘴部孔150配置为在使用期间设置在佩戴者(也称为用户)的嘴部周围。嘴部孔150和每个侧孔140a/b通过由内层120和外层130限定的口流体通路(也称为通道)流体连接。口流体通路配置为在佩戴者的嘴部和外部环境(即口罩100外部的环境)之间传输流体流(包括来自吸入和呼出的气流)。

在一些实施例中，口流体通路可以具有从嘴部孔150朝向侧孔140a和140b逐渐增加直径的锥形。这种锥形可以由于锥形内的压力梯度而产生定向的流体流动，并有利于水分和二氧化碳的排出。

外壳110还限定了鼻部孔160，该鼻部孔160位于口罩100的上部并且配置为设置在佩戴者的鼻孔周围(参见图1B，其示出了围绕嘴部孔150的区域的放大图)。鼻部孔160与侧孔140a和140b流体连通，使得流体流可以通过鼻部孔160和侧孔140a和140b在佩戴者的鼻孔和外部环境之间传输。

在一些实施例中，外壳110对于流体流(例如由于呼吸而产生的气流)是不可渗透的。在这些实施例中，外壳110可以由聚乙烯或具有高流体流动阻力的任何其他适当材料制成。在一些实施例中，外壳110可以至少部分地由透明塑料制成，因此其他人可以看到佩戴者的面部表情，即，保留佩戴者的交流能力。

在一些实施例中，可以用配置为促进灰尘和/或生物气溶胶粘附的粘合剂处理外壳110的内层120。在一些实施例中，可以用静电处理外壳110(或外壳110的一部分)以有利于具有相反电势的灰尘和其他外来颗粒的沉淀。

在一些实施例中，口罩100还包括设置在内表面120和佩戴者面部之间(例如在内表面120上)的支撑件170。在一些实施例中，支撑件170配置为保持口罩100的内表面120与佩戴者的面部之间的距离。在一些实施例中，该距离可为约0.3cm至约1cm(例如，约0.3cm、约0.4cm、约0.5cm、约0.6cm、约0.7cm、约0.8cm、约0.9cm或约1cm，包括介于它们之间的任何值和子范围)。

在一些实施例中，外壳110仅通过支撑件170与佩戴者的面部接触，即外壳110在其他位置不接触佩戴者的面部。在这些实施例中，在佩戴者的面部表面附近形成自由空间，从而改善自然对流和面部血液循环。此外，由于外壳110仅接触佩戴者面部的有限区域(即嘴部区域周围)，所以口罩100的形式可以独立于佩戴者面部的起伏。换言之，口罩100可以由不同人群佩戴，即是通用的。口罩100的通用性也可以简化制造，原因是需要较少数量的尺寸选择。

在一些实施例中，支撑件170配置为围绕佩戴者嘴部的封闭圆圈。在这些实施例中，支撑件170用作可以阻挡流体流并迫使流体流通过侧孔140a和140b进入和离开口罩100的屏障。在一些实施例中，支撑件170包括符合人体工程学特性的圆柱体，该圆柱体配置为保形地联接到佩戴者的嘴部区域。在一些实施例中，支撑件170可以配置为一弧形，其在使用期间将沿着佩戴者的上颌或下颌设置。

在一些实施例中，支撑件170由软弹性材料或矫形聚氨酯记忆泡沫制成。在一些实施例中，支撑件170可以与外壳110分开制造，然后附接到外壳110的内层120(例如通过胶合)。在一些实施例中，支撑件170和内层120可以形成单件。例如，支撑件170可以通过在支撑件170的位置处增加内层120的厚度来形成。在这些实施例中，内层120和支撑件170可以制造在一起(例如通过注模技术)。

在一些实施例中，口罩100还包括柔性元件180，其配置为有利于口罩100的佩戴。在一些实施例中，柔性元件180包括沿外壳的内层120穿过并配置为由佩戴者的耳朵佩戴的弹性绳索(也称为耳夹)，如图1A所示。在一些实施例中，柔性元件180可以配置为可以由佩戴者的头后部佩戴的弧形，如图1C所示。在一些实施例中，柔性元件180可以由记忆金属(例如镍钛诺)制成。在一些实施例中，柔性元件180可以由塑料制成。

在一些实施例中，口罩100还包括两个扰流板190a和190b，每个扰流板设置在对应的侧孔140a和140b附近。扰流板190a和190b配置为控制流体流入和流出外壳110的方向。在一些实施例中，扰流板190a和190b具有开槽切口或百叶窗结构以更精确地控制流动方向。在一些实施例中，扰流板190a和190b可以由过滤织物制成以用作过滤器。在这些实施例中，扰流板190a和190b可以基本上包围侧孔140a和140b。

在一些实施例中，外壳110中的不同部件(例如，内层120和外层130)可以由相同的材料制成，以例如有利于制造，同时允许以各种配置灵活形成外壳110来实现不同的空气动力学特性。在一些实施例中，扰流板190可以是外壳的外层130的延伸部。在一些实施例中，扰流板190可以单独制造，然后附接到外壳110。在一些实施例中，扰流板190可以由与外壳110不同的材料制成。例如，扰流板190可以由织物或纸制成。在一些实施例中，扰流板190a和190b可以由用于外壳110的相同材料制成。

在操作中，在吸气期间，来自外部环境的空气可以通过侧孔140a和140b进入由外壳110限定的腔体125，并通过口流体通路和/或鼻流体通路到达佩戴者的嘴部和/或鼻子。然后，佩戴者可以通过嘴部孔140和/或鼻部孔160吸入空气。

在呼气期间，呼出的空气可以通过嘴部孔150和/或鼻部孔160进入腔体125并通过侧孔140a和140b离开口罩100。在一些实施例中，外层130对流体(包括气体)是不可渗透的并且外壳110是密不透气的。侧孔140a和140b可以基本上向后引导，使得呼出的空气，包括水分和二氧化碳，通过侧孔140a和140b向后排出，即在口罩100内几乎没有或绝对没有积聚。在医生(即佩戴者)的正面通常是无菌区(例如手术台)的情况下，这种向后排出在医疗手术期间很有帮助，原因是呼出的空气是从无菌区排出的。在非医疗情况下，因为一个人呼出的空气不会直接传播到另一个人(例如当两个人互相交谈时)，所以向后排出也可能是有益的。

在一些实施例中，外壳110是双侧的，其具有两个侧孔140a和140b以及两个扰流板190a和190b(例如，如图1A-1C所示)。在一些实施例中，外壳110可以是单侧的，其仅具有一侧孔(140a或140b)和一个扰流板(190a或190b)。该单侧外壳110可以在口罩100下方具有更小的空间并且更轻。此外，佩戴者的面部空间被口罩100覆盖的空间更小。因此，单侧外壳110可以改善佩戴者的卫生状况。

口罩100还可包括如下所述的一种或多种可选部件。这里描述的每个元件也可以包括在整个本申请中描述的任何其他口罩中。此外，虽然每个元件都是单独描述的，但口罩可以包括这些元件的组合。

在一些实施例中，口罩100可以包括布置在口流体通路和/或鼻流体通路中的可选过滤器。例如，过滤器可以设置在侧孔140a和140b处。在另一个示例中，过滤器可以设置在嘴部孔150处。在又一个示例中，过滤器可以设置在鼻部孔160处。在一些实施例中，可以使用多于一个过滤器。在一些实施例中，可以用防腐剂预处理过滤器以去除在外壳110内行进的流体流中的细菌。在一些实施例中，过滤器可以配置为吸收水分。在一些实施例中，滤波器可以是零阻滤波器。

在一些实施例中，口罩100可以包括一个或多个可选阀，其配置为用于控制口罩100中的流体流动。例如，阀可以设置在嘴部孔处。关闭阀可以迫使佩戴者通过鼻孔呼吸(而不是使用嘴部)。

在一些实施例中，限定在内层120和外层130之间的腔体125可以分成两个或更多个隔室(也称为隔舱)。例如，可以使用分隔器将气流从鼻孔引导到腔体125的一部分中，并将气流从嘴部引导到腔体125的另一部分中。在一些实施例中，口罩100可以包括引导流体流动的额外通路。例如，口罩100可以包括两条鼻流体通路，每一条用于来自或朝向佩戴者的对应鼻孔的气流。

在一些实施例中，口罩100可以包括可选的管道以从外部源向佩戴者供应空气或其他气体。在一些实施例中，该管道可以配置为通过例如泵从外壳110中去除空气。在一些实施例中，口罩100可以包括可选的紧凑型压缩空气瓶，其布置在口流体通路和/或鼻流体通路内，以调节吸入空气的成分。在一些实施例中，压缩空气瓶可设置在口罩100外部并通过一根或多根管道联接到外壳110。

在一些实施例中，口罩100可以包括可选的风扇，该风扇设置在口流体通路和/或鼻流体通路中以有利于流体的流动。例如，设置在侧孔140a和/或140b处的一个或多个风扇可以配置为增加对佩戴者的空气供应。在另一示例中，设置在侧孔140a和/或140b处的一个或多个风扇可以配置为增加腔体125内的通风并有利于水分和二氧化碳的去除。

在一些实施例中，口流体通路和/或鼻流体通路可以配置为螺旋形状以有利于沿受控方向的气流。螺旋形状还可以使气流中的颗粒以旋转方式(例如离心)移动，从而有利于这些颗粒在通道壁上的沉降。

在一些实施例中，口罩可以配置为仅覆盖佩戴者面部的下部，包括嘴部区域，在某些情况下，嘴部区域是空气传播感染的主要来源和外部感染渗透的门户。在这些实施例中，口罩可以配置为不影响佩戴者的鼻呼吸。

图2示出了根据一个实施例的以这种方式配置的口罩200的示意图。口罩200包括外壳210，其限定内层220、外层230和限定在内层220和外层230之间的空腔225(也称为腔体225)。内层220至少部分地限定嘴部孔250，嘴部孔250配置为在使用期间设置在佩戴者嘴部周围。腔体225具有至少一个侧孔240，该侧孔240设置在嘴部孔250的远侧并且与嘴部孔250流体连通。侧孔240至少部分地由内层220和外层230限定并且配置为允许流体流入和流出外壳210。外壳210还限定一流体通路，其从嘴部孔250延伸到侧孔240并且限定在内层220和外层230之间。外壳210进一步限定下巴接纳部分295，下巴接纳部分295配置为围绕并接触用户下巴的一部分。在一些实施例中，下巴接纳部分295配置为在使用期间将口罩200固定到佩戴者的面部。外壳配置为使得当用户下巴与下巴接纳部分295接触时外壳210不接触用户的鼻子。

在使用期间，外壳210配置为引导流体流向远侧通过流体通路并流出位于用户嘴部和用户头后部之间的侧孔240。在嘴部孔250处接收流体流并且由外壳210从用户嘴部引导出侧孔240。外壳210还配置为引导在侧孔240处接收到的流体流向近侧通过流体通路，流出嘴部孔250并进入用户嘴部中。

在一些实施例中，与传统口罩相比，外壳210的横向长度可以更短，以降低呼吸阻力。外壳210的横向长度可以由侧孔240的位置来确定，即侧孔240标记外壳210的边缘。在一些实施例中，侧孔240可位于距嘴部约10厘米或更小(例如，约10厘米、约9厘米、约8厘米、约7厘米、约6厘米、约5厘米或更小，包括介于它们之间的任何值和子范围)。在一些实施例中，侧孔240可以位于用户嘴部和用户耳朵之间。

在一些实施例中，内层220配置为在使用期间接触佩戴者的面部。在一些实施例中，内层220由可呼吸(也称为透气)材料(例如弹性织物)制成。在一些实施例中，内层220可以由纺粘织物或医用纱布制成。在一些实施例中，内层220具有低呼吸阻力并且嘴部孔250可以是可选的。

在一些实施例中，外壳210的侧面(即，内层220在嘴部孔250和侧孔240之间的部分)既有弹性也吸湿。在这些实施例中，佩戴口罩200对佩戴者的面部施加很小或可忽略的压力，从而保护面部区域中的神经纤维和血液流动。

在一些实施例中，外层230由不透气材料制成。在一些实施例中，外层230由透明材料(例如医用级塑料)制成，使得佩戴者的面部表情可以被其他人看到。在一些实施例中，外层230可以由密布或纸制成。

在一些实施例中，口罩200可以配置为可折叠的(例如，折叠成平面形状)以有利于口罩的运输。例如，外层230可以具有波纹或褶皱形式的一个或多个皱褶。在这些实施例中，口罩200可以通过例如佩戴者或第三人)呼气(展开)。

在使用过程中，来自外部环境的空气通过侧孔240进入腔体225并通过嘴部孔250被佩戴者吸入。在一些实施例中，嘴部孔250是可选的，并且佩戴者可以通过可透气内层220而不是通过嘴部孔吸入空气。

在呼气期间，呼出的空气通过嘴部孔250进入腔体255，然后在通过侧孔250排出之前通过流体通路传播。因为外层230通常对流体流动是不可渗透的，所以呼出的空气，包括水分和二氧化碳，可以基本上向后引导(例如，远离佩戴者面前的无菌区)。

在一些实施例中，口罩200还包括可选的透气材料260，其配置为减少流入和流出口罩200的流体中的细菌或病菌。在一些实施例中，透气材料260包括单层。在一些实施例中，透气材料260沿流体流动方向包括多层。例如，可以配置不同的层来防止不同类型的细菌。

在一些实施例中，口罩200包括一个或多个配置为吸收水分的吸收器270。例如，吸收器270可以设置在侧孔240处。在另一个示例中，吸收器270可以与透气材料260设置在一起。在又一个示例中，吸收器270可以设置在扰流板280的出口处。在一些实施例中，可以使用多个吸收器270。在一些实施例中，吸收器270可以配置为呈现织物皱褶或条带的形式。在一些实施例中，吸收器270可以用防腐剂预处理。

在一些实施例中，扰流板280设置在侧孔240处以调节进出口罩200的气流的方向。在一些实施例中，扰流板280可以基本上类似于口罩100中的扰流板190并且如上所述。

在一些实施例中，口罩200包括配置为有利于口罩200的佩戴的固定器290。例如，固定器290可以包括一个或多个系带、条带和松紧带等。固定器290可以戴在佩戴者的耳朵上。

图3示出了根据一个实施例的包括中空框架和鼻罩的口罩300的示意图。口罩300包括外壳310(即中空框架)，其限定内层320、外层330和其间的腔体325。内层320限定与侧孔340流体连通的嘴部孔350，侧孔340由内层320和外层330限定。在一些实施例中，外层330至少部分地由不透气材料制成。在一些实施例中，外层330是透明的。

口罩300还包括鼻罩370，其配置为在使用期间设置在佩戴者的鼻子周围。鼻罩370包括具有一个或多个孔(也称为鼻部孔)的分隔器360(也称为隔板360)，使得腔体325也与佩戴者的鼻孔流体连通。鼻罩370可用于保护佩戴者的鼻部区域以及佩戴者的中间面部的一部分。这种保护例如可以针对生物流体、空气传播的感染或身体伤害等。

在一些实施例中，鼻罩370配置为允许佩戴者将空气呼出到腔体325中并且通过侧孔340排出空气。在这些实施例中，鼻罩370的空气动力学特性可以将呼出的气流从鼻孔通过分隔器360上的鼻部孔向下引导到腔体325中。气流一旦进入腔体325，就可以通过侧孔340离开口罩300。

鼻罩370也可以配置为允许用户通过侧孔340吸入空气。例如，鼻罩370可以紧密地贴合到佩戴者的鼻部区域以在佩戴者的面部和鼻罩370(除了经由鼻部孔的出口)之间形成封闭空间(即气密空间)。在一些实施例中，可以在鼻部孔处设置阀以调节由佩戴者的鼻孔吸入或呼出的流体流动。例如，可以关闭阀以防止佩戴者通过侧孔340吸气和/或呼气。

在一些实施例中，鼻罩370不会形成围绕佩戴者的鼻部区域的气密空间，并且佩戴者可以直接从外部环境吸入空气而不使用侧孔340或鼻部孔。在这些实施例中，呼出的空气仍然可以基于鼻罩370的空气动力学特性通过侧孔排出。

在一些实施例中，外壳310的横向长度可以长于例如图2中所示的口罩200的横向长度。例如，外壳310的横向长度可以由侧孔340标记，该侧孔340可以位于佩戴者的耳朵附近。在一些实施例中，侧孔340可以位于佩戴者的耳朵后面。

图4示出了根据一个实施例的包括可切换过滤器的口罩400的示意图。口罩400包括外壳410，外壳410限定了内层、外层和介于两者之间的腔体(为了有利于阅读未标记)。内层限定嘴部孔450，其与由内层和外层限定的侧孔440流体连通。流体通路形成在嘴部孔450和侧孔440之间并且限定在内层和外层之间。

在侧孔440和嘴部孔450之间设置一系列过滤器480a至480c(统称为过滤器480)。在一些实施例中，过滤器480a至480c设置在外层和内层之间。在一些实施例中，过滤器480a至480c从外壳410的边缘延伸并且由过滤器480a至480c中的至少一些限定侧孔440。

口罩400还包括鼻罩470，其具有设置在鼻罩470和外壳410的腔体之间的分隔器460。切换元件(也称为致动器，未在图4中示出)可操作地联接到鼻罩470以在至少第一配置(也称为敞开配置)和第二配置(也称为封闭配置)之间配置口罩400。在敞开配置下，鼻罩470远离佩戴者的鼻子设置，而佩戴者可以直接从外部环境吸入空气，即佩戴者的鼻部区域是敞开的。在封闭配置下，如图4所示，鼻罩470设置在佩戴者的鼻子周围并与其物理接触，使得在佩戴者的鼻子和鼻罩470之间形成流体密封(例如由切换元件控制)，并且鼻罩470配置为在佩戴者的鼻孔和侧孔440之间形成流体通路。在这种配置中，佩戴者通过过滤器480a至480c吸入和呼出空气以增强保护。

在一些实施例中，当检测到感染危险时，口罩400可以切换成封闭配置。在这些实施例中，因为口气流和鼻气流被引导通过过滤器480a至480c，所以佩戴者的口和鼻呼吸都受到保护。在一些实施例中，当佩戴者离开危险区域并且没有感染风险时，口罩400可以切换成敞开配置。在这些实施例中，佩戴者可以具有更高的呼吸效率(例如，由于过滤器480a至480c引入的呼吸阻力较小的缘故)。这种可切换性为佩戴者在紧急情况下保护自己，同时在更安全的条件下保持顺畅的呼吸，带来了极大的灵活性。

在一些实施例中，内层的至少一部分和外层的至少一部分由透气材料形成。在这些实施例中，鼻罩470可以是可选的，并且佩戴者的嘴部/鼻子通过内层和外层的透气部分与外部环境流体连通。可以在侧孔440处设置阀(例如闩锁、夹子、拉链等)以打开/关闭侧孔440。当阀关闭时，气流可以通过内层和外层的透气部分进出口罩。在一些实施例中，内层/外层的透气部分可以起到过滤器的作用。在一些实施例中，仅一部分内层和/或仅一部分外层是透气的。在一些实施方式中，例如，与嘴部孔450相对地设置的外层的一部分是不透气的，而在不透气部分的两侧(或一侧)上的一部分是透气的。以这种方式，例如当阀关闭时，佩戴者嘴部中呼出的空气将被引导远离佩戴者的前部，然后再通过透气外层输送到外部环境中。类似地，在这样的实施方式中，佩戴者的嘴部吸入的空气将通过一可渗透外层被吸入，该可渗透外层在阀关闭时偏离佩戴者的面部前部。

在一些实施例中，鼻罩470至少部分地被过滤材料覆盖(例如配置为阻挡灰尘、花粉、细菌等)。在一些实施例中，过滤材料可以与过滤器480a至480c的材料相同或相似。在一些实施例中，过滤材料可以是任何其他合适的材料。在一些实施例中，鼻罩470至少部分地由过滤材料(例如过滤器480a至480c)形成。在一些实施例中，鼻罩470包括边缘部分，该边缘部分配置为保形地联接到佩戴者的鼻部区域。该边缘部分可以包括例如胶条、延性线材或弹性支架等。

在一些实施例中，分隔器460包括一个或多个开口，该开口配置为鼻部孔，以实现佩戴者的鼻孔与外壳410的腔体之间的流体连通。在一些实施例中，分隔器460不包括任何开口。在这些实施例中，分隔器460可由透气材料制成。在一些实施例中，分隔器460可以用防腐剂预处理。在一些实施例中，分隔器460可以用作过滤器。

在一些实施例中，鼻罩470由单层材料制成，例如纺粘织物或医用纱布。在一些实施例中，鼻罩470可以紧密地贴合到鼻梁周围的佩戴者面部轮廓。结果，鼻部区域中的口罩空间可以完全封闭，并且通过鼻罩470的织物进行鼻吸气/呼气。在这些实施例中，分隔器460可以是不透气的。

在一些实施例中，每个过滤器480a、480b和480c都配置为防止不同类型的危害(例如细菌、灰尘等)。例如，过滤器480a到480c可以由不同的材料制成。在一些实施例中，不同过滤器480a至480c可以配置为过滤掉具有不同尺寸的颗粒。换言之，三个过滤器480a至480c可以起到筛子的作用并且在筛子尺寸方面形成级联结构。在一些实施例中，口罩400可以包括少于三个的过滤器。在一些实施例中，口罩400可以包括多于三个的过滤器。在一些实施例中，外壳410的外层(例如外壳410侧面上的部分)可以由用于一个或多个过滤器480的相同材料(例如纺粘织物)制成。

在一些实施例中，过滤器480(或至少其中一些)可去除地附接到外壳410。在这些实施例中，过滤器480a至480c可以通过例如Velcro尼龙搭扣、胶合、胶带或任何其他合适的方法附接到外壳的内层和/或外层。佩戴者可以在需要时安装/去除过滤器480。当安装过滤器480时，过滤器480有效地将流体通路从侧孔延伸至限定在过滤器内的空腔，并终止于过滤器的侧孔。以这种方式，在使用中，例如，在敞开配置下，流体流可以从嘴部孔450向远侧流动到过滤器480的侧孔(有效地绕过过滤器的过滤功能)，而在封闭配置下，过滤器的侧孔被关闭，使得来自嘴部孔450的流体流被迫通过过滤器480的表面而不是通过过滤器的侧孔离开口罩。

在一些实施例中，口罩400包括额外的切换元件(例如，485)，其配置为引导流体流绕过过滤器480。在一些实施例中，过滤器480的表面可以是流体流动的出口。在这些实施例中，口罩400可以包括切换元件，该切换元件配置为选择腔内流体流动的通路。在一种状态下，切换元件可以引导流体流通过侧孔440进入和离开口罩。在另一种状态下，切换元件可以引导流体流通过过滤器480的表面进入和离开口罩400。在一些实施例中，每个过滤器480a至480c都可以具有对应的切换元件，该切换元件配置为引导流体流进入或绕过过滤器。在一些实施例中，切换元件可以实现为胶带、夹子、闩锁、Velcro尼龙搭扣等。

在一些实施例中，外壳410的外层可以包括一个或多个支撑元件以维持流体通路的通道。支撑元件可以包括例如由尼龙、金属或其他适当材料制成的刚性网格。在一些实施例中，该网格可以编织到外层的织物中(例如作为纤维)。在一些实施例中，该网格可以附接到外层的壁。外层可以浸泡在成型溶液(例如淀粉)中以增加刚性。

在一些实施例中，外壳410的外层是透明的，以有利于佩戴者通过面部表情与其他人交流。在一些实施例中，外壳的外层可以是半透明的。在一些实施例中，外壳的外层可以是不透明的。

在一些实施例中，外壳41的外层包括在使用期间靠近佩戴者嘴部的中间部分。该中间部分可以由弹性材料(例如膜)制成，使得中间部分可以与佩戴者的呼吸同步振动。这种配置可以增加口罩400的通风。

在一些实施例中，外壳410的与佩戴者的面部接触的部分(例如，内层的一部分)可以由基于棉织物的实心织物或网(例如，细网眼或粗网眼)制成。在一些实施例中，外壳410的这部分可以由透明或半透明的天然织物(例如丝绸、粗棉布、雪纺等)制成。在一些实施例中，外壳410的这部分可以由合成聚合物(例如尼龙、卡普纶等)制成。

在一些实施例中，口罩400还可以包括设置在佩戴者眼部周围的保护部分(例如，实现为透明护罩)。在一些实施例中，口罩400可以在通路中包括额外的流体处理装置。这些装置可以配置为执行诸如清洁、干燥、消毒、冷却、加热和/或除臭之类的功能。

在一些实施例中，口罩400可以包括一个或多个流量调节器，该流量调节器配置为用于调节和/或优化口罩400内的流体流动。例如，流量调节器可以配置为将不同的流体流(例如来自鼻孔或来自嘴部)引导到不同的通路中以增强保护。

在一些实施例中，口罩400可以包括一个或多个配置为保持水分的吸收器。吸收器可以布置在流体通路内的任何地方。在一些实施例中，口罩400可以在流体通路中包括一个或多个阀(在入口/出口处)以调节流体流动。

图5示出了根据一个实施例的包括口流体通路和鼻流体通路的口罩500的示意图。口罩500包括外壳510，外壳510限定内层520、外层530和介于两者之间的空腔525。外壳510还包括嘴部孔550，其至少部分地由内层520限定并且配置为设置在用户嘴部周围。侧孔540设置在嘴部孔550的远侧并且与嘴部孔550流体连通并且部分地由内层520和外层530限定。侧孔540配置为允许流体流入和流出外壳。口流体通路545从嘴部孔550延伸到侧孔540并且限定在内层520和外层530之间。

外壳510还具有鼻部孔560，其设置在内层520和外层530之间。鼻部孔560配置为当嘴部孔550设置在用户嘴部周围时邻近用户的一对鼻孔设置。口罩500还包括鼻通道565，其限定鼻流体通路并从鼻部孔560延伸到鼻部出口孔570。在一些实施例中，鼻通道565由外壳510限定。在一些实施例中，鼻通道565设置在外壳510外部。下面参考例如图6A-22提供关于鼻通道565的更多示例。

口罩500的外壳510配置为引导在嘴部孔处从用户嘴部接收到的第一流体流向远侧通过口流体通路545并流出侧孔540。外壳510还配置为引导在侧孔540处接收到的第二流体流向近侧通过口流体通路545并流出嘴部孔540并进入用户嘴部中。鼻通道565配置为引导在鼻部孔560处从用户的一对鼻孔接收到的第三流体流向远侧通过鼻流体通路并流出鼻部出口孔570。

在一些实施例中，鼻通道565是锥形的并且具有从鼻通道565的近端到鼻通道565的远端增加的横截面面积(例如参见图9-10B)。在一些实施例中，鼻通道565具有敞开配置。在这些实施例中，鼻通道565包括限定在外壳510的外层540和隔膜之间的空腔(例如参见图15-16)。隔膜从鼻部孔560向侧孔540延伸，使得口流体通路565被限定在外壳510的内层520和隔膜之间，并且鼻流体通路被限定在外壳510的外层530和隔膜之间。

在一些实施例中，一个或多个过滤器可以设置在口流体通路545内。在一些实施例中，鼻通道565具有在空腔525内终止并且靠近侧孔540的远端。在一些实施例中，当嘴部孔550设置在嘴部周围时，鼻部孔560与用户的一对鼻孔间隔开。

在一些实施例中，外壳510配置为与用户物理接触，从而在用户的面部和外壳510之间形成流体密封件。流体密封件邻近并周向地设置在嘴部孔550周围，使得流入和流出用户嘴部的流体被限制在口流体通路545中。在一些实施例中，流入和流出用户嘴部的流体被限制在口流体通路545中。此外，来自用户的一对鼻孔的流体流由鼻部孔560接收，并且流入一对鼻孔的流体不仅限于鼻流体通路565。

在一些实施例中，外壳510是弯曲的，使得当嘴部孔550设置在用户嘴部周围并且鼻部孔口560设置在一对鼻孔附近时，口流体通路545从用户嘴部横向延伸，然后转向用户头后部，使得来自用户的流体流被引导到用户头后部。换言之，口流体通路545具有螺旋形状，口流体通路545的出口(例如，侧孔540)指向用户背后。

在一些实施例中，外壳的外层530由流体流动不可渗透的材料形成或包括流体流动不可渗透的材料。在一些实施例中，口罩500还包括围绕内层520的一部分的织物层，该织物层配置为物理地接触用户的面部。在操作中，内层520的这种部分可以设置在用户嘴部区域周围。在一些实施例中，外壳510的内层520由透气织物形成。在一些实施例中，内层或外层中的至少一个是透明的。

在一些实施例中，口罩500具有双侧式配置。在这些实施例中，口罩500包括两个侧孔，每个侧孔设置在嘴部孔550的对应侧上。口罩500还包括第二鼻通道，其与鼻通道565相邻设置并由第二鼻部孔和第二鼻部出口孔限定。在一些实施例中，两个鼻通道从第一鼻部孔560或第二鼻部孔向远侧延伸，然后会聚以形成单条鼻流体通路。换言之，两个鼻通道从不同的鼻部孔开始，但朝向端部合并成单个通道。在一些实施例中，单条鼻流体通路(由两个鼻通道的合并产生)朝向第一侧孔540而不是第二侧孔延伸，使得来自进入该对鼻部孔的流体流离开第一侧孔540而不是第二侧孔。

在一些实施例中，鼻通道565从鼻部孔560延伸通过限定在内层520和外层530之间的空腔545，并朝向侧孔540。在一些实施例中，鼻通道完全位于限定在内层520和外层530之间的空腔525之外。

在一些实施例中，鼻通道从鼻部孔560延伸通过限定在内层520和外层530之间的空腔525并朝向侧孔540。在这些实施例中，口罩500还包括设置在空腔525和口流体通路545内的过滤器。过滤器配置为过滤在嘴部孔550处从用户嘴部接收到的流体流和在侧孔540处接收到的流体流。在一些实施例中，过滤器限定一通孔，鼻通道565延伸通过该通孔，使得鼻流体通路绕过过滤器。

在一些实施例中，口罩500还包括鼻罩(也称为鼻罩)，其限定了与鼻部孔560流体联接的空腔。鼻罩配置为将从用户的一对鼻孔接收到的流体流引导至鼻部孔560。在一些实施例中，鼻罩可去除地联接到外壳510。

图6A和6B示出了根据一个实施例的包括敞开式鼻罩的口罩600的后视图和透视图。口罩600包括外壳610，外壳610限定内层620、外层630和位于它们之间的腔体625。内层620限定了嘴部孔650，嘴部孔650配置为在使用过程中设置在佩戴者的嘴部附近。外壳610具有与嘴部孔650流体连通的两个侧孔640a和640b。嘴部孔650和每个侧孔640a/b形成相应的口流体通路。

外壳610还具有设置在内层620和外层630之间(即，在外壳610的顶壁上)的鼻部孔660。鼻部孔660和每个侧孔640a/b形成相应的鼻流体通路。口罩600还包括鼻罩670，该鼻罩670联接到外壳的外层630并且配置为设置在佩戴者的鼻子前面。鼻罩670配置为将佩戴者的鼻孔呼出的空气通过鼻部孔660引导到腔体625中。

在一些实施例中，口流体通路可以具有锥形形状。更具体地，口流体通路的直径可以从嘴部孔650朝向侧孔640增加。此外，在一些实施例中，鼻流体通路可以具有锥形形状，即，鼻流体通路的直径从鼻部孔660朝向侧孔640增加。在一些实施例中，内层620和外层630可以由刚性材料制成以在使用期间保护口流体通路和/或鼻流体通路。

在呼气期间，嘴部孔650配置为接收从佩戴者的口部呼出的空气并且呼出的空气经由侧孔640a和640b(例如，通过口流体通路)排出口罩600。鼻部孔660配置为接收从佩戴者的鼻孔呼出的空气并将呼出的空气引导到腔体625中并朝向侧孔640a和640b，呼出的空气在此处离开口罩600。在吸气期间，来自外部环境的空气通过侧孔640a/b进入腔体625并通过嘴部孔650(例如，通过口流体通路)到达用户嘴部。外部空气还可以通过鼻部孔660(例如，通过鼻流体通路)和/或从紧邻用户鼻孔的环境(例如，不通过侧孔向近侧行进的流体)到达佩戴者的鼻孔。

如图所示，口罩600包括设置在口流体通路中的过滤器662a/b。过滤器662a/b配置为对流入/流出用户嘴部的流体提供过滤或空气液滴分离功能。在过滤器662a/b设置在口流体通路而不是鼻流体通路的情况下，过滤器662a/b仅影响口部流体流动。以这种方式，在使用中，流入/流出用户鼻孔的流体绕过过滤器662a/b。

图7是根据一个实施例的与图6A和图6B中所示的口罩相似的口罩的照片。口罩，除了在图6A和图6B中所示的部件外，还具有两条弹性绳，佩戴者的耳朵可以佩戴它们以在使用过程中将口罩固定在适当的位置。图7中的面具还具有两个鼻部孔，每个鼻部孔配置为设置在用户的相应鼻孔附近。在一些实施例中，可以在口罩的侧孔处安装一个或多个过滤器(例如662a和662b)。

图8图示了从佩戴类似于图6A和6B中所示口罩的口罩的人的鼻孔呼出的气流的模拟空气动力学特性。为了说明的目的，图8示出了鼻通道，但没有示出口罩中的其余外壳。鼻气流在离开佩戴者的鼻孔之后，基本上(例如，完全或部分地)通过鼻部孔进入鼻通道并通过侧孔排出。

图9A图示了根据一个实施例的包括两个锥形鼻通道和两个安装在流体通路中的过滤器的口罩900。口罩900包括外壳910，外壳910限定内层920、外层(在图9A中是透明的)和位于它们之间的腔体925。腔体925在每一侧上具有两个侧孔940a和940b。嘴部孔950限定在内层920中并且与侧孔940a和940b流体连通。嘴部孔950和第一侧孔940a可以形成第一口部通道，而嘴部孔950和第二侧孔940b可以形成第二口部通道。

外壳910还限定了两个鼻部孔960a和960b，每个鼻部孔960a和960b配置为设置在佩戴者的鼻孔附近并且与对应的侧孔940a/b流体连通。口罩900还包括设置在腔体925中的两个过滤器962a和962b。如图所示，过滤器962a/b设置在口部通道中，并配置为对流入/流出用户嘴部的流体提供过滤或空气液滴分离功能。第一鼻部孔960a和第一鼻部出口孔980a通过第一鼻通道965a流体连通，而第二鼻部孔960b和第二鼻部出口孔980b通过第二鼻通道965b流体连通。过滤器962a/b周向地布置在鼻通道965a/b周围，使得它们影响通过口部通道而不是鼻通道965a/b的流体流动。以这种方式，在使用中，流入/流出用户鼻孔的流体绕过过滤器962a/b。

从佩戴者的口部呼出的空气被嘴部孔950接收并被引导至两侧孔940a和940b以供排出。如图9A所示，两个鼻通道965a和965b封闭在腔925内。在两个鼻部出口孔980a和980b之前，鼻气流(即，从鼻孔呼出的空气)和口部气流(即，从口部呼出的空气)在它们各自的通道(即，鼻通道965a/b和口部通道)中行进。在两个鼻部出口孔980a和980b之外，鼻气流和口气流共享腔体925中的通道空间。

在一些实施例中，如图9A所示，两个鼻通道965a和965b具有从鼻部孔960a/b向对应的鼻部出口孔980a/b延伸出来的流线型形状。该流线型的形状可以减少鼻通道965a/b的内壁对流体流动的直接反射，从而有利于呼出的空气的排出。在一些实施例中，鼻通道965a/b的直径从鼻部孔960a/b朝向鼻部出口孔980a/b增加，即，鼻通道965a/b具有圆锥形或喇叭形。

图9B和图9C分别示出了根据一个实施例的佩戴与图9A所示的口罩相似的口罩的人从鼻孔和口部呼出的气流的模拟空气动力学特性。如图9B所示，从鼻孔呼出的气流由鼻通道引导并通过侧孔朝向佩戴者的背后离开口罩。如图9C所示，从口部呼出的气流被外壳壁朝向侧孔反射(或偏转)以供排出。

图10A图示了根据一个实施例的包括两个锥形鼻通道的口罩1000。除了口罩1000不包括安装在流体通路中的过滤器之外，口罩1000基本与图9A所示的口罩900相似。更具体地，口罩1000包括外壳1010，外壳1010限定内层1020、外层(在图10A中是透明的)和位于它们之间的腔体1025。腔体1025具有两个侧孔1040a和1040b以及与侧孔1040a和1040b流体连通的嘴部孔1050。嘴部孔1050和第一侧孔1040a可以形成第一口部通道，而嘴部孔1050和第二侧孔1040b可以形成第二口部通道。

外壳1010还限定了两个鼻部孔1060a和1060b，每个鼻部孔1060a和1060b配置为设置在佩戴者的鼻孔附近并且与对应的侧孔1040a/b流体连通。第一鼻部孔1060a和第一鼻部出口孔1080a通过第一鼻通道1065a流体连通，而第二鼻部孔1060b和第二鼻部出口孔1080b通过第二鼻通道1065b流体连通。

图10B和图10C分别示出了根据一个实施例的佩戴与图10A所示的口罩相似的口罩的人从鼻孔和口部呼出的气流的模拟空气动力学特性。如图10B中由紧接在侧孔之后形成的两个空气云所示，从鼻孔呼出的气流进入鼻通道并通过侧孔朝向佩戴者的背后离开口罩。鼻通道内的流线表明鼻气流保持层流配置(而不是湍流)。如图10C所示，从口部呼出的气流由外壳壁朝向侧孔反射(或偏转)以供排出。

图11图示了根据一个实施例的包括朝向出口合并成单个通道的两个鼻通道的口罩1100。口罩1100包括外壳1110，其限定腔体1125，该腔体1125具有：侧孔1140；嘴部孔1150，其配置为在使用期间设置在佩戴者的嘴附近；以及两个鼻部孔1160a和1160b，其配置为在使用过程中设置在佩戴者的鼻孔附近。

口罩1100包括两个鼻通道1165a和1165b。第一鼻通道1165a联接第一鼻部孔1160a与侧孔1140，第二鼻通道1165b联接第二鼻部孔1160b与侧孔1140。腔体1125包括第一部分1125a和第二部分1125b。在第一部分1125a中，两个鼻通道1165a和1165b是分开的(例如被隔膜分开)。在第二部分1125b中，两个鼻通道1165a和1165b合并成单个通道。在一些实施例中，第一部分1125a具有较短的长度，使得两个鼻通道1165a和1165b紧接在鼻部孔1160a和1160b之后合并成单个通道。

图11还示出了口罩1100中鼻气流的模拟空气动力学特性。从鼻孔呼出的气流基本上通过侧孔1140排出。口罩1100的配置还具有抑制口部气流通过鼻部孔1160a/1160b泄漏的优点。在一些情况下，从口部呼出的气流可以向上偏转(而不是向下进入腔体)，并且这种向上的气流可以通过一个或多个鼻部孔离开口罩。如图11所示的空气动力学特性中，口部气流也基本上偏转进入腔体1125并通过侧孔1140排出。

图12是根据一个实施例的与图11所示的口罩相似的口罩的照片。侧孔在使用期间设置在佩戴者的下巴下方并且相对于用户的面部指向后方。此外，腔体的横截面呈扁平形状(例如宽度大于高度)，腔体的轮廓具有符合人体工程学特性的形状，以贴合佩戴者的下巴形状。

图13是根据一个实施例的单侧口罩总成的照片。照片示出了外层(顶部)和内层(底部)。内层限定两个鼻部孔、一个嘴部孔和一个侧孔。组装时，所形成的口部通道和鼻通道沿侧向方向延伸，并且在佩戴者面部的左侧或右侧设置侧孔。

图14图示了根据一个实施例的具有螺旋形状的口部通道。口部通道的开始部分(即，靠近用户嘴部的部分)具有与从口部呼出的气流方向基本上平行的纵轴。因此，来自口部的气流可以进入口部通道并在口部通道内传播一段距离，而不会被口部通道壁反射。在口部通道的开始部分没有反射可以抑制气流通过除侧孔以外的开口泄漏。一旦来自口部的气流深入到口部通道，来自壁的反射通常就不会导致气流离开口部通道(即不会导致泄漏)，因此口部通道可以有一个或多个转弯来在佩戴者脸部侧面或背后设置侧孔。如图14所示的口部通道也具有圆锥形状，即侧孔的直径大于口部通道在开始部分处的直径。

图15示出了根据一个实施例的包括用于将口部通道与鼻通道分开的短隔膜的口罩的嘴部部分。该口罩包括用于接收进入口部通道的口部气流的嘴部孔和用于接收进入鼻通道的鼻气流的鼻部孔。口部通道和鼻通道由隔膜分开，但它们很快合并成单个通道。如上所述，口部通道和/或鼻通道具有朝向出口增加的直径以有利于从口罩中排放气流是有帮助的。在口罩中使用短隔膜可以减小通道的总尺寸，同时保持通道的锥形形状。

图16示出了根据一个实施例的类似于图15所示口罩的口罩的嘴部部分内的气流的空气动力学特性。仅出于说明目的，图15和16仅示出了口罩的嘴部部分(也称为接收部分)。口罩允许在佩戴者呼气期间有效地转移通过口部通道和鼻通道两者的气流。通过口部通道的气流可以在鼻通道中产生真空(例如抽吸效应)，从而从鼻部孔吸入更多空气。

图17A和17B示出了根据一个实施例的通道布局1700，其包括合并成单个通道的鼻通道和嘴部流通道。图17C示出了根据一个实施例的在图17A和17B中所示通道内的气流。一般来说，一个人可以单独使用鼻子或单独使用嘴部有效地呼吸。因此，在口部通道和鼻通道合并后，合并所得到的通道的截面积可减少两倍。另一方面，从空气动力学特性的角度来看，增加直径可能是有益的。通道布局1700包括两个通道1710和1720(例如鼻通道和嘴部流通道)，它们由具有多个隔膜孔1740的隔膜1730分开，隔膜孔1740配置为允许气流在两个通道1710和1720之间传输。两个通道1710和1720至少部分地由外壁1760a和内壁1760b限定。此外，布局1700包括近端1750a、远端1750b和介于两者之间的区段1770。尽管每个单独的通道变窄，但布局1700允许增加通道的横截面积。更具体地，布局1700中横截面的正方形面积从近端1750a朝向远端1750b增加，而每个单独通道(1710和1720)的面积减小。

图18图示了根据一个实施例的包括紧凑螺旋通道的螺旋口罩。口罩中的口部流/鼻通道可以类似于图17A中所示的通道。口罩的外壳(以及外壳内限定的通道)首先向下，然后向侧转动以形成螺旋形状。侧孔设置在佩戴者脸部的一侧(例如耳朵下方)。口罩采用单侧布局，即仅使用一侧孔。在一些实施例中，口罩可以松散地贴合佩戴者的面部，同时允许通过侧孔基本上去除呼出的空气(从嘴部或鼻孔)。在一些实施例中，佩戴者可以使用可以围绕佩戴者颈部缠绕的弹性材料来佩戴口罩。这种弹性材料也可以配置为搁置在佩戴者的下巴底部以支撑口罩。

在一些实施例中，图18中的口罩可以包括与图14中所示的嘴部流通道基本相似的嘴部流通道。此外，口罩还可以包括与图15所示的隔膜基本相似的隔膜，嘴部流通道和鼻通道以类似于图17A-17C所示布局的方式合并为单个通道。

图19示出了根据一个实施例的包括隔膜和合并的流体通路的口罩中的气流的模拟空气动力学特性。隔膜类似于图15中所示的隔膜。合并的流体通路类似于图17A和17B中所示的通路。流线示出了来自嘴部的气流基本上通过侧孔引导出口罩。在一些实施例中，图19中的口罩中的嘴部流通道可以基本上类似于图14中所示的嘴部流通道。此外，口罩还可以包括与图15所示的隔膜基本相似的隔膜，嘴部流通道和鼻通道以类似于图17A-17C所示的布局的方式合并为单个通道。

图20示出了根据一个实施例的具有外部通道的口罩2000的分解图。图21是与图20所示的口罩类似的口罩的照片。口罩2000包括限定内层2020和外层2030的外壳2010。口罩2000还包括设置在内层2020和佩戴者面部之间的支撑件2080。在一些实施例中，支撑件2080可以基本上类似于图1A-1C中所示并如上所述的支撑件170。柔软层2040覆盖在口罩2000的内层上，以增加佩戴者在使用口罩2000时的舒适度。柔软层2040可以包括透气材料(例如纺织品)，而外层2030可以包括不透气材料(例如塑料)。外层2030包括嘴部孔2060和鼻部孔2070。在一些实施例中，内层2020还可以包括与外层2030中的相应孔对齐的嘴部孔和鼻部孔。在一些实施例中，内层2020可以不包括开口，佩戴者可以通过由透气材料制成的内层呼吸。

口罩2000包括两个通道2055a和2055b。第一通道2055a(也称为嘴部流通道或口部通道)形成在嘴部孔2060和第一侧孔2050a之间。第二通道2055b(也称为鼻通道)形成在鼻部孔2070和第二侧孔2050b之间。两个通道2055a和2055b设置在外壳2010外部并且从佩戴者的嘴部/鼻部区域朝向佩戴者的侧面水平延伸。

在一些实施例中，口罩2000可以通过外壳2010的下部2015松散地贴合到佩戴者的面部(标记为“面部接触点”)。在这些实施例中，佩戴者可以通过鼻孔直接从外部环境吸入空气(即不使用侧孔2050b)。然而，从鼻子呼出的空气仍然被鼻部孔2070捕获并通过侧孔2050b离开口罩2000。

图22是根据一个实施例的包括外部鼻通道和外部口部通道的口罩的照片。口罩包括延伸至佩戴者一侧的鼻通道和延伸至佩戴者另一侧的口部通道。该口部通道和鼻通道都设置在口罩的外壳之外。此外，口部通道和鼻通道都具有朝向侧孔逐渐增加的直径。

在一些实施例中，口部通道不具有螺旋形状。在这些实施例中，口罩可以紧密贴合佩戴者的面部(例如在图22中标记的面部接触点周围)。紧密贴合在佩戴者的嘴部区域周围形成气密空间，因此防止从嘴部呼出的气流进入鼻通道。换句话说，避免了潜在的空气泄漏问题，因此口部通道可以具有笔直的形状。

图23A和23B示出了根据一个实施例的螺旋通道2300通过折叠方法的制造和储存。螺旋通道2300被分成第一部分2310(例如，靠近佩戴者的嘴部/鼻部区域的部分)和第二部分2320(例如靠近通道端部的部分)。此外，螺旋通道2300还包括第一折痕2315(或折叠线)和第二折痕2325(或折叠线)。第二折痕2325被限定在第二部分2320内并且配置为当口罩2300被折叠时将第二部分2320分成两个子部分。

通道2300可以按照如图23A所示的扁平梯形的形式制造和储存。沿折痕2315和2325弯曲通道2300可以产生具有如图23B所示的螺旋形状的立体框架。在一些实施例中，通道2300包括弹性元件2340，弹性元件2340配置为有利于通道2300的佩戴。弹性元件2340与扁平梯形共用同一平面(例如，在运输和储存期间)。

图24A-24C示出了根据一个实施例的螺旋通道2400通过滚动方法的制造和储存。如图24A所示，螺旋通道在储存期间折叠成卷。图24B示出了可以使用弹性元件2420从中间拉动通道2400的尾部以展开通道2400。可以使用通道2400的弹性将通道2400联接到头部(参见图24C)。在一些实施例中，通道2400包括弹性元件2420以有利于佩戴通道2400，并且弹性元件2420可以沿着通道2400的螺旋轮廓穿过。

尽管本文已经描述和说明了各种实施例，但是用于执行所述功能和/或获得所述结果和/或本文所述的一个或多个优点的各种其他装置和/或结构，以及这样的变型和/或更改中的每一个也是可行的。更一般地，本文中描述的所有参数、尺寸、材料和配置均意在作为示例，实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于使用本公开的一个或多个具体应用。应当理解，前述实施例仅以示例的方式呈现，并且可以以不同于具体描述和要求保护的方式实施其他实施例。本公开的实施例针对本文所述的每个单独的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。此外，两个或多个此类特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合，如果此类特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不相互矛盾，则包含在本公开的发明范围中。

说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“一些实施例”等的引用表明所描述的实施例可以包括一个或多个特定特征、结构或特性，但应当理解，这些特定特征、结构或特性对于本文公开的每个公开的实施例可能是或可能不是通用的。此外，这样的短语不一定指任何一个特定实施例本身。因此，当结合实施例描述一个或多个特定特征、结构或特性时，在适用的情况下，无论是否明确描述，都认为影响结合其他实施例的一个或多个这种特征、结构或特性属于本领域技术人员的知识范围内。

虽然上面已经描述了各种实施例，但应该理解，它们仅作为示例而不是限制的方式呈现。在上述示意图和/或实施例指示以某些取向或位置布置的某些部件的情况下，可以更改部件的布置。尽管已经具体示出和描述了实施例，但是应当理解，可以对形式和细节进行各种改变。尽管已经将各种实施例描述为具有特定特征和/或部件的组合，但是其他实施例可能具有来自本文描述的任何实施例的任何特征和/或部件的组合。

此外，各种构思都可以实施为一种或多种已经提供了示例的方法。作为该方法的一部分执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此，可以构造其中以不同于图示的顺序执行动作的实施例，这可以包括同时执行一些动作，即使它们在说明性实施例中被示为顺序动作。

如本文所限定和使用的所有定义应理解为超越字典定义、通过引用并入的文件中的定义和/或所定义的术语的普通含义。

在说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一”和“一个”，除非明确指出相反，应理解为“至少一个”。

如本文在说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应理解为表示如此结合的要素中的“任何一个或两个”，即，这些要素在某些情况下以结合形式存在，而在其他情况下以非结合形式存在。用“和/或”列出的多个要素应该以相同的方式解释，即“一个或多个”这样结合的要素。除了由“和/或”子句具体标识的要素之外，无论与那些具体标识的要素相关还是不相关，都可以可选地存在其他要素。因此，作为非限制性示例，对“A和/或B”的引用当与诸如“包括”之类的开放式语言结合使用时，在一个实施例中可以仅指A(可选地包括除B之外的要素)；在另一个实施例中，仅指B(可选地包括除A之外的要素)；在又一个实施例中，指A和B两者(可选地包括其他要素)；等等。

如本文在说明书和权利要求书中所使用，“或”应理解为与如上限定的“和/或”具有相同的含义。例如，当分隔列表中的项目时，“或”或“和/或”应被解释为具有包容性，即包括至少一个，但也包括多个要素或要素列表中的一个以上，以及可选的其他未列出的项目。除非明确指出相反的术语，例如“仅一个”或“恰好一个”，或在权利要求中使用时，“由……组成”将指包含多个要素或要素列表中的一个要素。一般而言，本申请使用的术语“或”当前面带有排他性术语，例如“任一”、“……之一”、“……中惟一一个”或“……中的正好一个”时，仅应解释为表示排他性的替代物(即“一个或另一个但不是两者”)。“基本上由……组成”当在权利要求中使用时，应当具有专利法领域中使用的一般含义。

如本文在说明书和权利要求书中所使用，短语“至少一个”在涉及一种或多种要素的列表时，应理解为表示选自要素列表中的任何一个或多个要素的至少一个要素，但不一定包括要素列表中具体列出的每个要素中的至少一个，并且不排除要素列表中要素的任何组合。该定义还允许可选地存在除了在短语“至少一个”所涉及的要素列表中具体标识的要素之外的要素，无论与那些具体标识的要素相关还是不相关。因此，作为非限制性示例，“A和B中的至少一个”(或等效地，“A或B中的至少一个”，或等效地“A和/或B中的至少一个”)在一个实施例中可以指至少一个A，任选地包括多于一个A，但不存在B(并且可选地包括B以外的要素)；在另一个实施方案中可以指至少一个B，任选地包括多于一个B，但不存在A(并且任选地包括除A之外的要素)；在又一个实施方案中，可以指至少一个A，任选地包括多于一个A，并可以指至少一个B，任选地包括多于一个B(并且任选地包括其他要素)；等等。

如本文在说明书和权利要求书中所使用，“近侧”是指在佩戴口罩时更靠近佩戴者的呼吸腔体(例如佩戴者的嘴部)的位置或方向，而“远侧”是指在佩戴口罩时远离佩戴者的呼吸腔体的位置或方向。因此，例如，口罩的嘴部孔将靠近口罩的一个或多个侧孔。作为另一示例，在操作中，并且当佩戴者用口呼气时，佩戴者呼出的口部流体将从佩戴者的嘴部向远侧行进，通过嘴部孔并进入由外壳限定的空腔中，并且向远侧朝向一个或多个侧孔行进。

在权利要求以及上述说明书中，所有过渡性短语，例如“包括”、“含有”、“携带”、“具有”、“包含”、“涉及”、“持有”、“由……构成”等应被理解为是开放式的，即意味着包括但不限于。如美国专利局专利审查程序手册第2111.03节所述，只有过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”应分别为封闭或半封闭过渡短语。

Claims (30)

1.一种口罩，包括：

外壳，其限定：(1)内层和外层，以及限定在它们之间的空腔，(2)嘴部孔，其部分地由内层限定并配置为设置在用户嘴部周围，(3)侧孔，其(a)设置在嘴部孔远侧并与嘴部孔流体连通，(b)部分地由内层和外层限定，并且(c)配置为允许流体流入和流出外壳，(4)口流体通路，其从嘴部孔延伸到侧孔并限定在内层和外层之间，以及(5)鼻部孔，其设置在内层和外层之间并且配置为当嘴部孔设置在用户嘴部周围时邻近用户的一对鼻孔设置；以及

鼻通道，其限定鼻流体通路并从鼻部孔延伸至鼻部出口孔，

所述外壳配置为引导(1)在嘴部孔处从用户嘴部接收到的流体流向远侧流过口流体通路并从侧孔流出，以及(2)在侧孔处接收到的流体流向近侧流过口流体通路，从嘴部孔流出并进入用户嘴部，

所述鼻通道配置为引导在鼻部孔处从用户的一对鼻孔接收到的流体流向远侧流过鼻流体通路并且从鼻部出口孔流出。

2.根据权利要求1所述的口罩，其中所述鼻通道是锥形的，从所述鼻通道的近端到所述鼻通道的远端逐渐增加横截面面积。

3.根据权利要求1所述的口罩，其中所述鼻通道是限定在所述外壳的外层和隔膜之间的空腔，所述隔膜从所述鼻部孔朝向所述侧孔延伸，使得所述口流体通路限定在所述外壳的内层与所述隔膜之间，而所述鼻流体通路限定在所述外壳的外层与所述隔膜之间。

4.根据权利要求3所述的口罩，其中所述隔膜限定一隔膜孔配置以允许流体流在所述鼻通道和所述口流体通路之间传输，并且所述外壳的横截面积随着所述外壳相对于隔膜孔向远侧延伸而减小，使得虽然所述鼻通道和所述口流体通路的横截面积减小，但来自所述嘴部孔的流体流和来自所述鼻部孔的流体流流过增加的横截面积。

5.根据权利要求1所述的口罩，还包括过滤器，其设置在所述口流体通路内。

6.根据权利要求1所述的口罩，其中在操作中，当所述嘴部孔设置在嘴部周围时，所述鼻部孔与用户的一对鼻孔间隔开，并且所述外壳配置为与用户物理接触，使得在用户面部和所述外壳之间形成流体密封件，该流体密封件在所述嘴部孔周围周向地设置在所述嘴部孔附近，使得流入和流出用户嘴部的流体被限制在所述口流体通路中。

7.根据权利要求6所述的口罩，其中所述外壳配置为与用户物理接触，使得在用户面部和所述外壳之间形成流体密封件，所述流体密封件在所述嘴部孔周围周向地设置在所述嘴部孔附近，使得(1)流入和流出用户嘴部的流体被限制在口流体通路中，并且(2)来自用户的一对鼻孔的流体流被所述鼻部孔接收，而流入一对鼻孔的流体流不仅限于所述鼻流体通路。

8.根据权利要求1所述的口罩，其中所述外壳是弯曲的，使得当所述嘴部孔设置在用户嘴部周围，而所述鼻部孔设置在一对鼻孔附近时，所述口流体通路从用户嘴部横向延伸，然后转向用户头后部，使得来自用户的流体流被朝向用户头后部引导。

9.根据权利要求1所述的口罩，其中所述外壳的外层由流体流动不可渗透的材料形成或包括流体流动不可渗透的材料。

10.根据权利要求1所述的口罩，还包括织物层，其围绕所述内层的一部分，所述织物层配置为在操作中物理地接触用户面部，其中所述嘴部孔设置在用户嘴部周围。

11.根据权利要求1所述的口罩，其中所述外壳的内层至少部分地由透气织物形成。

12.根据权利要求1所述的口罩，其中所述侧孔是第一侧孔，所述鼻部孔是第一鼻部孔，而所述鼻通道是第一鼻通道，所述外壳进一步限定：

(1)第二侧孔，使得所述第一侧孔和所述第二侧孔设置在所述嘴部孔的远侧的两侧上并与所述嘴部孔流体连通，以及

(2)第二鼻部孔，其设置在所述第一鼻部孔附近，

所述口罩还包括：

第二鼻通道，其至少部分地限定所述鼻流体通路并且从所述第二鼻部孔朝向所述第一侧孔或所述第二侧孔延伸。

13.根据权利要求12所述的口罩，其中所述第一鼻通道和所述第二鼻通道从所述第一鼻部孔或所述第二鼻部孔向远侧延伸，然后会聚以形成单条鼻流体通路。

14.根据权利要求12所述的口罩，其中所述单条鼻流体通路朝向所述第一侧孔而不是所述第二侧孔延伸，使得进入一对鼻孔的流体流离开所述第一侧孔而不是所述第二侧孔。

15.根据权利要求1所述的口罩，其中所述鼻通道从所述鼻部孔延伸通过限定在所述内层和所述外层之间的空腔，并朝向所述侧孔延伸。

16.根据权利要求1所述的口罩，其中所述鼻通道完全位于在所述内层和所述外层之间限定的空腔之外。

17.根据权利要求1所述的口罩，其中所述鼻通道从所述鼻部孔通过限定在所述内层和所述外层之间的空腔朝向所述侧孔延伸，所述口罩还包括：

过滤器，其设置在所述空腔和口流体通路内并且配置为过滤在所述嘴部孔处从用户嘴接收到的流体流和在所述侧孔处接收到的流体流，所述过滤器限定一通孔，所述鼻通道延伸通过该通孔，使得所述鼻流体通路绕过所述过滤器。

18.根据权利要求1所述的口罩，其中所述内层或所述外层中的至少一个是透明的。

19.根据权利要求1所述的口罩，还包括鼻罩，其限定一空腔，所述空腔配置为在所述嘴部孔设置在用户嘴部周围时与一对鼻孔和所述鼻部孔流体连通，并且配置为引导从用户的一对鼻孔接收到的流体流到所述鼻部孔，所述鼻罩可去除地联接到所述外壳。

20.一种口罩，包括：

外壳，其限定：(1)内层和外层，以及限定在它们之间的空腔，(2)嘴部孔，其部分地由内层限定并配置为设置在用户嘴部周围，(3)侧孔，其(a)设置在嘴部孔远侧并与嘴部孔流体连通，(b)部分地由内层和外层限定，并且(c)配置为允许流体流入和流出外壳，(4)流体通路，其从嘴部孔延伸到侧孔，并限定在内层和外层之间，以及(5)下巴接纳部分，其配置为围绕和接触用户下巴的一部分，所述外壳配置为使得当用户下巴与下巴接纳部分接触时外壳不接触用户的鼻子，

所述外壳配置为引导(1)在嘴部孔处从用户嘴部接收到的流体流向远侧流过流体通路，并从位于用户嘴部和用户头后部之间的侧孔流出，以及(2)在侧孔处接收到的流体流向近侧流过流体通路，从嘴部孔流出并进入用户嘴部中。

21.根据权利要求20所述的口罩，其中所述内层(1)至少部分地由透气织物形成或(2)至少部分地被透气织物覆盖。

22.根据权利要求21所述的口罩，其中当所述下巴接纳部分与用户下巴接触时，所述透气织物向远侧朝向用户的头后部延伸超出所述外层。

23.根据权利要求21所述的口罩，还包括：扰流板，其设置在所述外壳内并且配置为引导流体流向(1)所述侧孔和(2)向远侧延伸超出所述外层的材料，所述材料配置为当流体流穿过该材料时保持流体流中的水分。

24.一种口罩，包括：

外壳，其限定：(1)内层和外层，以及限定在它们之间的空腔，(2)嘴部孔，其部分地由内层限定并配置为设置在用户嘴部周围，(3)侧孔，其(a)设置在嘴部孔远侧并与嘴部孔流体连通，(b)部分地由内层和外层限定，以及(c)配置为允许流体流入和流出外壳，以及(4)流体通路，其从嘴部孔延伸到侧孔并限定在内层和外层之间；

内层的一部分，其由透气材料形成；

外层的一部分，其由透气材料形成，

所述外壳能在敞开配置和封闭配置之间调节，在该敞开配置中所述外壳将流体通路设置为通过侧孔与所述外壳外部的区域流体连通，而在所述封闭配置中所述外壳限制所述流体通路通过所述侧孔与所述外壳外部的区域之间的流体连通，

在所述外壳处于所述封闭配置的情况下，所述外壳配置为用于所述流体通路与由透气材料形成的外层的所述部分之间的流体流动。

25.根据权利要求24所述的口罩，其中所述外层的与所述嘴部孔相对设置的一部分由不透气材料形成，并且所述外层的由透气材料形成的所述部分设置在所述外层的由不透气材料形成的所述部分的远侧。

26.根据权利要求24所述的口罩，还包括鼻罩，所述鼻罩限定一空腔，该空腔与用户的一对鼻孔流体连通并且配置为当所述嘴部孔设置在用户嘴部周围时在用户鼻梁周围延伸。

27.根据权利要求26所述的口罩，其中所述鼻罩配置为当所述嘴部孔设置在用户嘴部周围时物理地接触用户鼻梁。

28.根据权利要求26所述的口罩，其中所述鼻罩(1)至少部分地被过滤材料覆盖，或(2)至少部分地由过滤材料形成。

29.根据权利要求24所述的口罩，还包括致动器，其配置为在所述敞开配置和所述封闭配置之间调节所述外壳。

30.一种口罩，包括：

外壳，其限定：(1)内层和外层，以及限定在它们之间的空腔，(2)嘴部孔，其部分地由内层限定并配置为设置在用户嘴部周围，(3)第一侧孔，其(a)设置在嘴部孔远侧并与嘴部孔流体连通，(b)部分地由内层和外层限定，并且(c)配置为允许流体流入和流出外壳，以及(4)流体通路，其从嘴部孔延伸到第一侧孔，并限定在内层和外层之间；以及

透气过滤器，其可去除地附接到外壳的远端部分并从其延伸，所述过滤器在其远侧末端限定第二侧孔，

所述过滤器能在敞开配置和封闭配置之间调节，在该敞开配置中所述过滤器将所述流体通路设置为通过所述第二侧孔与所述外壳外部的区域流体连通，而在该封闭配置中所述过滤器限制所述流体通路通过所述第二侧孔与所述外壳外部的区域之间的流体连通，

在所述外壳处于所述封闭配置的情况下，所述外壳配置为用于在所述流体通路和所述过滤器之间的流体流动。

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