呼吸器罩子空气递送装置的制作方法
专利名称：呼吸器罩子空气递送装置的制作方法
呼吸器罩子空气递送装置
背景技术：
一般来讲，本公开涉及呼吸器，该呼吸器戴在使用者头部以向使用者 提供可呼吸的空气。
呼吸器是人们所熟知的，并且应用十分广泛。例如，呼吸器可以用来 让使用者在污染的大气环境中安全呼吸，例如，充满烟气的大气环境，到 处是火焰或灰尘的大气环境，或者在矿井中或可呼吸空气本来不足的髙海 拔地区，或者在有毒的大气环境中或实验室中。也可以在需要保护使用 者，使其不污染周围大气环境的地方佩戴呼吸器，例如，当使用者在用于 制造硅芯片的洁净室内工作时。
一些呼吸器具有头盔，头盔旨在提供一定程度的保护，避免使用者在 危险环境下工作时受到冲击或者避免使用者被可能落下或飞来的碎屑(例 如在矿井中、工业环境中或施工现场)击中。另一类呼吸器采用罩子，这 类呼吸器用于认为不需要对头部进行防冲击保护的情况，例如，当使用者 在实验室或洁净室中工作时。
呼吸器罩子通常由适用于罩子的佩戴环境的柔软挠性材料制成。罩子 可以覆盖使用者的整个头部，并且罩子的下端可以设置围裙或裙边，使其 延伸在使用者的肩部区域。这类罩子通常和紧身衣裤一起使用，以将使用 者与其工作环境隔离。围裙或裙边常常用于连接紧身衣裤，以将使用者与 周围大气环境隔离。另一类罩子有时称为头罩，其不覆盖使用者的整个头 部，而只延伸到使用者耳朵以上，并且在使用者耳朵前面向下延伸到下巴 附近。
这种罩子前面具有通常称为面盔的透明区域，使用者可以透过该区域 进行观察。面盔可以是罩子的一体部分，或者也可以拆卸，以便在损坏时 移除和更换。面盔可以延伸至罩子的侧面和/或延伸到罩子顶部上方，以确 保使用者的视野基本不受限制。罩子旨在提供可呼吸空气区域，该区域在使用者的头部周围。至少一 根供气管可以向罩子内部提供可呼吸空气。供气管可以连接到与使用者分 开的远程气源，但在许多应用中，供气管连接到使用者携带的便携式气源 上，气源通常置于使用者背部或系在带子上。 一种便携式气源具有涡轮装 置，涡轮装置包括用由电池供电的电机驱动的风扇和过滤器。便携式气源 旨在在预定的时间内为使用者提供可呼吸空气。
发明内容
呼吸器组件包括呼吸器罩子以及形状稳定的进气歧管，呼吸器罩子具 有包括面盔的正面和包括进气开口的背面，进气歧管具有穿过罩子的进气 口延伸的进气管以及位于罩子内，与进气管流体连通的多个输气管。
在另一方面，呼吸器组件包括呼吸器罩子和形状稳定的进气歧管，呼 吸器罩子具有从其上穿过的进气开口，进气歧管相对于罩子以可拆卸的方
式设置，具有穿过罩子的进气开口延伸的进气管，并具有位于罩子内，与
进气管流体连通的多个输气管。
在另一方面，用于呼吸器罩子(具有从其上穿过的进气开口)的形状 稳定的进气歧管包括延伸穿过罩子的进气开口的进气管以及与所述进气管 流体连通的多个输气管，每个输气管都具有设置于罩子内的出气口。
本发明内容旨在通过简化的形式提出一系列概念，这些概念将在下文 的具体实施方式
中进一步说明。本发明内容并非意图确定要求保护的主题 的关键特征或本质特征，也并非意图描述要求保护的主题的每个公开的实 施例或每种实施方式，并且也并非意图用来帮助确定要求保护的主题的范 围。随着描述的展开，多个其他的新颖优点、特征和关系将显而易见。以 下附图和具体实施方式
将对示例性实施例进行更加具体的举例说明。
下文将结合附图进一步说明本发明所公开的主题，其中类似的结构或 系统元件在若干视图中将用类似的附图标记来表示。
图1为呼吸器组件的侧正视图，其中呼吸器罩子以虚线显示。图2为图1的呼吸器组件的俯视图，为使图面清晰，移除了呼吸器的罩子。
图3为沿图2的3-3线截取的放大的局部剖面透视图，图中示出了罩
子的一部分。
图4为呼吸器组件歧管的分解透视图。
图5为图4的组装歧管的一部分的放大透视图，示出了处于关闭位置 的阀门及其致动器。
图6为类似于图5的视图，示出了处于打开位置的阀门和致动器。 图7为呼吸器组件歧管的第二实施例的透视图。 图8为图7的歧管的某些部件的分解透视图。
图9为图7的组装歧管的一部分的放大后正视图，示出了处于关闭位
置的阀门及其致动器。
图10为类似于图9的视图，示出了处于打开位置的阀门和致动器。
图11为呼吸器组件歧管的第三实施例的透视图。
图12为图11的歧管的分解透视图，该歧管不带有锁环。
图13为图11的歧管的一部分的放大透视图，图中移除了歧管的上
部，示出了处于关闭位置的阀门及其致动器。
图14为类似于图13的视图，示出了处于打开位置的阀门和致动器。 图15为图11的歧管的一部分的放大透视图，该图是从歧管前面观
察，并且示出了处于关闭位置的阀门。
图16为类似于图15的视图，示出了处于打开位置的阀门。 图17为呼吸器组件歧管的第四实施例的透视图。
图18为沿图16的18-18线截取的放大的局部截面图，示出了处于关
闭位置的阀门及其致动器。
图19为类似于图18的视图，示出了处于打开位置的阀门和致动器。 图20为呼吸器组件的侧正视图，其中呼吸器罩子覆盖了使用者的整个头部。
图21为带有头罩样式呼吸器罩子的呼吸器组件的侧正视图，其中呼吸图22为带有呼吸器罩子的呼吸器组件的侧正视图，其中呼吸器罩子完 全覆盖了使用者头部，并且与使用者穿着的全防护紧身衣裤联合使用。
虽然上述附图示出了本发明所公开的主题的一个或多个实施例，但正 如本公开所指出的那样，还可以想到其它的实施例。在所有情况下，本公 开示例性而非限制性地提供了本发明所公开的主题。应当理解，在不脱离 本公开范围和原理精神的前提下，本领域内的技术人员可以设计出许多其 他修改形式和实施例。
具体实施方式
术语表
下文提及的术语具有以下含义
罩子是指松散配合的面罩，其至少覆盖使用者的面部，但不提供头部 冲击保护。
头盔是指至少部分地由可为使用者头部提供冲击保护的材料制成的头 套，该头套包括至少覆盖使用者面部的面罩。
形状不稳定是指一种结构体特性，表示结构体可以呈现某种形状，但 未必能够在没有额外支承的情况下自己保持形状。
形状稳定是指一种结构体特性，表示虽然结构可以是柔性的，但其具 有确定的形状，并且能够自己保持这种形状。
可呼吸气体区域是指至少围绕使用者鼻部和嘴部的空间，从该空间可 以吸入空气。
外壳是指将至少包括可呼吸空气区域在内的呼吸器内部与呼吸器周围 环境分开的屏障。
阀门是指调节空气流速的装置。
阀门致动器是指负责移动阀门的阀门构件的装置。 阀门构件是指相对于歧管活动的阀门元件。
歧管是指具有进气口和一个或离散的与进气口连通的空气导管的空气 流充气室，其中每个空气导管具有至少一个出气口。
图1示出了呼吸器组件10。在该例中，呼吸器组件10包括形状不稳 定的罩子12，该罩子用作呼吸器组件10的外壳，同时为使图1清晰简单，在图中用虚线表示。呼吸器组件10还包括头部带具14，带具可以调
节为一个或多个尺寸，以使其尺寸适合使用者18的头部16。罩子12的尺 寸使其延伸到至少罩住使用者18的头部16的前部和顶部，或者延伸到罩 住整个头部16。
呼吸器组件10还包括形状稳定的进气歧管20。歧管20在多个点处 (例如图1的附连点22和24)可拆卸地用带具14支承。带具14和歧管 20 —起由合适的机械紧固件(例如，定位部、夹片、搭锁)或两部分机械 紧固件(如钩环扣件)固定。在一个实施例中，带具14和歧管20通过这 种紧固件分离。如图1所示，当连接和安装到使用者头部16时，带具14 在相对于使用者头部16的所需位置支承歧管20。
如图1禾n 2所示，进气歧管20具有进气管26以及多根输气管27和 28 (图2中示出了两根输气管28a和28b)。在一个实施例中，进气管26 设置在与使用者头部16背面相邻处。进气管26与输气管27流体连通。输 气管27包括空气分配室30，并且继而与每根输气管28流体连通。输气管 27及其空气分配室30也设置在与使用者头部16背面相邻处，并且当输气 管28从这里向前延伸时，它们会弯曲和分离，从而得到分开的导管，使空 气可从中流过。每根输气管28都具有出气口 32，例如输气管28a的出气 口 32a和输气管28b的出气口 32b。在一个实施例中，每个出气口都与使 用者18的头部16的面部区域34相邻。虽然图1和2的歧管20上只示出 两根输气管28，但应当理解的是，可以提供任何数量(如一、二、三等) 的这类导管。此外，在一些实施例中，歧管可以具有一个或多个与使用者 前额相邻的各输气管的出口，以及一个或多个与使用者鼻部和嘴部相邻的 各输气管(如，位于使用者鼻部和嘴部每侧)的出口。
罩子12包括设置在其正面的面罩36，使用者18可以透过面罩看到前 方。在一个实施例中(参见例如图1)，面罩36内部(或罩子内部)以可 脱开的方式附连到带具14位于使用者面部区域34每一侧的突出部37上。 因此，罩子12在邻近其正面处被带具14支承。罩子12在其背面包括进气 开口 38 (图1)。歧管20的进气管26穿过进气开口 38，并且通过附接到 进气管26上的空气软管40与可呼吸空气源流体连通，如图1的实施例所 示，附连点位于罩子12外部。软管40继而连接到为使用者18提供的可呼吸空气源42。气源42可以采用可呼吸空气压力罐、电动空气净化呼吸器
(PAPR)或供气型可呼吸空气源等已知形式。空气从气源42流出，经软管 40进入歧管20的进气管26。空气接着流过输气管27的空气分配室30， 进入每根输气管28。空气从每根输气管28的出气口 32流出输气管，进入 由使用者18头部16周围的罩子12限定的可呼吸空气区域44。可呼吸空 气由此从歧管20送往使用者面部区域34以供使用者呼吸，在一些实施例 中，该区域不仅包括可以在此吸入空气的使用者鼻部和嘴部周围的空间， 而且包括使用者面部周围的其他区域，例如使用者眼睛周围和前额部分。
由于这种空气的进入，罩子12内的气压通常可以略高于罩子外的气 压。因此，罩子12大致伸展成如图1所示围绕在使用者头部16、歧管20 和带具14周围的形状。通常，空气可以经呼气口 (未示出)或罩子12下 缘附近(如使用者18颈部和/或肩膀周围)允许的渗漏处逸出罩子12。因 此，呼吸器组件10可以为使用者18提供位于形状不稳定的罩子12内部的 可呼吸空气区域44，并且由形状稳定的歧管20向使用者面部附近输送空
图3示出罩子12和歧管20通过罩子12的进气开口 38相连的情况。 进气管26穿过进气开口 38。罩子12外侧的进气管接纳了可移除的紧固 件，例如锁环46。如图4所示，锁环46具有凸轮形表面46a，该表面(相 对于进气管26旋转锁环46时)与进气管26上的配合表面47接合，使与 进气开口 38相邻的罩子的材料紧贴住位于罩子12的材料内侧的进气管26 的环形肩部48。锁环46从而与肩部48配合，在其穿过罩子12的进气开 口 38时在罩子12和歧管20之间形成密封。
锁环46可以通过相对的表面46a和47 (例如上述表面)连接到进气 管，或者通过其他合适方式(例如相对的螺纹表面或卡口座等)与之相 连。在每种情况下，锁环46都是可移除的，从而允许罩子12与歧管20 (以及与之相连的带具14)相分离。因此，罩子12可以看作是呼吸器组 件10的一次性部分。在使用、弄脏或污染之后，可以(通过操纵锁环46 将罩子12从歧管20上分离，并且通过断开罩子12与带具14的连接(如 二者相连))将罩子12断开连接并丢弃，然后将新罩子12附接到带具14 和歧管20上，以重新使用。通过分离有利于罩子内部空气流动的结构与罩子本身，可以简化罩子 构造并降低成本。此外，导气管的任何部分都不由形状不稳定材料(即罩 子材料)制成，否则导气管将易于变扁，导致为使用者提供的空气流不稳 定或使空气流分配不当(例如气流直接吹入使用者眼睛)。尽管罩子的形 状会在接触某些物体时发生改变，但形状稳定歧管20具有不会显著变化的 限定构造。因此，由歧管20限定的输气管不会在无意中变扁或重新导向， 使得空气流从不期望的方向进入可呼吸气体区域。此外，带具和歧管组件 的制造成本通常会高于单独制造罩子的成本。因此，虽然可以移除旧罩 子，并用新罩子进行替换，但较贵的部件(如带具和歧管)都是可重复使 用的。实际上，只要每个罩子都具有尺寸和位置合适的进气口，使其能与
歧管的进气管紧密配合而不透气，可重复使用的歧管20就可以与不同构造
的罩子一起使用。因此，构成全身紧身衣裤一部分的罩子、肩膀长度的罩 子、头罩甚至不同样式(如，不同面罩形状或罩子形状构造)的罩子都可
以与相同的歧管20—起使用。虽然罩子可以是如上所述形状不稳定的，但 歧管是形状稳定的，从而确保为使用者提供的空气流流量一致，并稳定地 送往可呼吸空气区域内部所需的出口位置。
图4以分解图示出歧管20的一种构造方式。在示例性实施例中，歧管 20具有上半部50和下半部52。上半部包括在其上成形的进气管26。在一 个实施例中，每一半都由热塑性聚合物(例如，聚丙烯、聚乙烯、尼龙 /EPDM混合物和膨胀聚氨酯泡沫)形成(如模制而成)。这类材料中可以 掺入填料或添加剂，例如，颜料、中空玻璃微球、纤维等。上半部50和下 半部52被成形为彼此贴合或配合在一起，以限定歧管20，上半部50和下 半部52之间的空间形成输气管27 (参见图1和2)、其空气分配室30和 输气管28。组装后，上半部50和下半部52通过多个合适的紧固件(例 如，图3的螺纹紧固件53)固定在一起，或者可以使用粘接剂、热粘结或 超声波粘结技术或其他合适的紧固方式安装在一起。按照其构思，装配 后，除锁环46之外，歧管的任何部分都不能与歧管分离。
在一个实施例中，歧管20的空气分配室30具有多个位于其中的开口 54 (在可供选择的实施例中，除每根空气分配管上的出气口之外，歧管在 罩子内部没有开口)。如图3-6所示，可以设置一组这种开口，在这种情
ii况下，开口 54被成形为大致平行的狭槽。虽然图中示出了四个开口 54, 但可以使用包括单个开口在内的任何数量的开口。开口 54的排列方式使得 当空气可以经开口 54流出空气分配室30时，空气从使用者头部流出(方 向如图1箭头56所指)。流出开口 54的空气仍然在由罩子12限定的外壳 内部，可在使用者头部16周围起到制冷作用。
阀门包括可以移动的挡板58，该挡板用来盖住或露出歧管20上的开 口 54。挡板58成形在阀门外表面，可以反映出位于歧管20的上半部50 的空气分配室30的内表面。挡板58同样具有多个穿过其中的开口 60，开 口 60的数量和形状与开口 54相同，并且开口 60被成形为有选择地对准开 口 54 (如图3和6所示)。挡板58和歧管20的上半部50的内表面的配 合情况如图3所示。
挡板58可以沿围绕圆柱形进气管26的轴线限定的圆弧旋转，从图5 所示开口 54被盖住的位置开始，旋转到图6所示开口 54露出并对准挡板 58的开口 60的位置。如图3和4所示，挡板58具有环形圈62。装配歧管 20时，环形圈62位于空气分配室30和进气管26以内。弓形的致动器调 整片64从环形圈62的底部边缘向外伸出。调整片64穿过围绕进气管26 周向延伸的弓形狭槽66，如图3-6所示。致动器调整片64可以在狭槽66 的弧内部横向移动，以改变挡板58与歧管20上的开口 54的相对位置。在 如图5所示的第一位置，狭槽54被挡板58盖住。在如图6所示的第二位 置，狭槽54对准挡板58上的狭槽60，从而允许空气流出歧管20内的开 口 54。图5和6的箭头68示出了致动器调整片64相对于弓形狭槽66的 可能移动方向。狭槽66未被致动器调整片64填充的部分被环形圈62的底 部边缘盖住，从而将经由狭槽66逸出歧管20的空气量控制在可测量范围 以下。在一个实施例中，开口 54的成形方式使得流过歧管20的空气中可 流过开口 54 (例如，如图6所示，当开口 54完全对准挡板58上的开口 60 时)的部分不超过50%。通过使挡板58上的开口 60与歧管20上的开口 54 相对移动，可以让开口 54的暴露程度在完全覆盖(图5)和完全打开(图 6)之间变化。
如图3所示，致动器调整片64的一部分位于罩子12的材料外部，因 此使用者在戴着罩子的情况下可以触及调整片。因此，使用者可以调控罩子12外部的致动器调整片64，以控制挡板58的移动。挡板58起到空气 分配室30内部阀门构件的作用，可以改变流过其中并进入歧管20的输气 管28的空气量。当然，允许经开口 54流出歧管20的空气越多，可以经输 气管28直接流向使用者18的面部区域34的空气就越少。狭槽66的尺寸 限制了致动器调整片64的活动范围，同时可以在活动阀门和歧管之间设置 定位部，以便为使用者提供触觉和/或声音信号，使其知晓由挡板58形成 的阀门相对于歧管20上的开口 54是处于完全关闭位置(图5)，还是完 全打开位置(图6)。
挡板58因此形成与开口 54相邻的盖子，其可以相对开口54移动，以 改变开口 54的大小。致动器调整片64可操作地连接到挡板58 (即，充当 罩子外部的阀门致动器)，并且允许佩戴呼吸器组件10的使用者在戴着呼 吸器组件10的情况下相对于开口 54将挡板58移动到所需位置处。
图7-10公开了用于呼吸器组件10的歧管的可供选择的实施例。为使 图面清晰，图7-10只示出歧管120，但应当理解，歧管120可以协同安装 到头部带具(例如图1所示带具14)上，并且也可以通过罩子上的进气口 协同安装到罩子(例如图1所示罩子12)上。在这些方面，歧管120同样 可以相对于带具可拆卸地安装，并且也可以相对于罩子可拆卸地安装。因 此，如上文结合歧管20所讨论的那样，当与之相连的罩子被污染或损坏 时，图7-10的歧管120同样具有可重复使用的优点。
歧管120具有进气管126和多根输气管128 (图7和8示出两根输气 管128a和128b)。在一个实施例中，进气管126设置在与使用者头部背 面相邻处(其方式与图1所示情况类似)。进气管126与包括内部的空气 分配室130在内的中间输气管129流体连通，同时也与每根输气管128流 体连通。应用中，空气分配室130也设置在与使用者头部背面相邻处，并 且中间输气管129沿着使用者头部中央从进气管126向前延伸。当输气管 128从中间输气管129继续向前延伸时，输气管128会弯曲并分开(对称 地)，形成供空气流过的单独的导管。每根输气管128都有出气口 132 (如输气管128a的出气口 132a和输气管128b的出气口 132b)。在一个 实施例中，每个出气口都与使用者面部相邻。虽然图7和8的歧管120上 只示出两根输气管128，但应当理解，可以提供任何数量的这类导管。歧管120的进气管126穿过罩子的进气口，并且与可呼吸空气源流体 连通，连通方式与图1的实施例中结合软管40和可呼吸空气源42所公开 的方式相同。空气流入歧管120的进气管126，然后流过中间输气管129 及其空气分配室130，进入每根输气管128。空气从每根输气管128的出气 口 132流出输气管，进入使用者头部周围的罩子限定的可呼吸空气区域， 以供使用者呼吸。
如上所述，罩子常常是形状不稳定的，并且用作呼吸器组件的外壳， 而歧管120是形状稳定的。罩子和歧管120之间通过罩子进气口的连接方 式类似于结合图1-6的实施例所描述的情形，使用锁环等以密封方式将歧 管120附连到罩子上，但允许歧管的进气管126伸出罩子以外，以接纳所 供应的空气。除了歧管120的形状与歧管20不同，以及二者的阀门结构不 同(将在下文中说明)以外，歧管120与罩子和带具相互作用的方式和上 文所述相同，并且实现与上文所述相同的输气功能。此外，歧管120可以 由所公开的歧管20的材料制成。
图8以分解图方式示出歧管120的某些部件。在这种情况下，歧管 120限定空气导管128和129的部分按组装后的情形示出。由一个或多个 开口 154组成的一组开口被设置为穿过歧管120，并且进入其中的空气分 配管130。在该示例性实施例中，开口 154中的每一个都是弓形的，并且 其中一些具有不同的长度。开口 154的排列方式使得当空气可经由开口 154流出空气分配室130时，空气朝远离使用者头部的方向流动，但仍然 留在罩子限定的外壳内。
阀门包括可以移动的挡板158，该挡板用来盖住或露出歧管120上的 开口 154。挡板158的功能类似于图1-6的实施例的挡板58。挡板与空气 分配室130相配合，以盖住和露出开口 154。挡板158具有多个穿过其中 的开口 160，开口 160的数量和形状与开口 154相同，并且开口 160被成 形为有选择地对准开口 154 (如图7和10所示)。
挡板158可以沿围绕圆柱形进气管126的轴线限定的圆弧旋转，从图 9所示开口 154被盖住的位置开始，旋转到图10所示开口 154露出并对准 挡板158的开口 160的位置。挡板158具有环形圈162，装配歧管120 后，环形圈162位于空气分配室130和进气管126以内。弓形的致动器调整片164从环形圈162的底部边缘向外伸出。调整片164穿过围绕进气管 126周向延伸的弓形狭槽166，如图8所示。致动器调整片164可以在狭槽 166的弧内部横向移动，以改变挡板158与歧管120上的开口 154的相对 位置。在如图9所示的第一位置，狭槽154被挡板158盖住。在如图10所 示的第二位置，狭槽154对准挡板158上的狭槽160，从而允许空气流出 歧管120内的开口 154。图9和10的箭头168示出了致动器调整片164相 对于弓形狭槽166的可能移动方向。狭槽166未被致动器调整片164填充 的部分被环形圈162的底部边缘盖住，从而将经由狭槽166逸出歧管120 的空气量控制在可测量范围以下。在一个实施例中，开口 154的成形方式 使得流过歧管120的空气中可流过开口 154 (例如，如图10所示，当开口 154完全对准挡板158上的开口 160时)的部分不超过50%。通过使挡板 158上的开口 160与歧管120上的开口 154相对移动，可以让开口 154的 暴露程度在完全覆盖(图9)和完全打开(图10)之间变化。
类似图1-6所示实施例的致动器调整片64，图7-10所示实施例的致 动器调整片164的一部分位于罩子的材料外部，因此使用者在戴着罩子的 情况下可以触及调整片，以便调控挡板158与开口 154的相对位置。挡板 158起到空气分配室130内部阀门构件的作用，可以改变流过其中并进入 歧管120的输气管128的空气量。允许经开口 154流出歧管120的空气越 多，可以经输气管128直接流向使用者面部区域的空气就越少。狭槽166 的尺寸限制了致动器调整片164的活动范围，同时可以在活动阀门和歧管 之间设置定位部，以便为使用者提供触觉和/或声音信号，使其知晓由挡板 158形成的阀门相对于歧管120上的开口 154是处于完全关闭位置(图 9)，还是完全打开位置(图10)。
挡板158因此会形成与开口 154相邻的盖子，其可以相对开口 154移 动，以改变开口 154的大小。致动器调整片164可操作地连接到挡板158 (即，充当罩子外部的阀门致动器)，并且允许佩戴呼吸器组件的使用者 在戴着呼吸器组件的情况下相对于开口 154将挡板158移动到所需位置 处。
图11-16公开了用于呼吸器组件10的歧管的可供选择的实施例。同 样，为使图面清晰，图11-16只示出歧管220，但应当理解，歧管220可以协同安装到头部带具(例如图1所示带具14)上，并且也可以通过罩子 上的进气口协同安装到罩子(例如图1所示罩子12)上。在这些方面，歧
管220同样可以相对于带具可拆卸地安装，并且也可以相对于罩子可拆卸 地安装。因此，如上文结合歧管20和120所讨论的那样，当与之相连的罩 子被污染或损坏时，图11-16的歧管220同样具有可重复使用的优点。
歧管220具有进气管226和多根输气管228 (图11-16示出两根输气 管228a和228b)。在一个实施例中，进气管226设置在与使用者头部背 面相邻处(仍然与图1所示情况和设置方式类似)。进气管226与中间输 气管229流体连通，同时也与每根输气管228流体连通。应用中，进气管 226和中间输气管229设置在与使用者头部背面相邻处，并且中间输气管 229沿着使用者头部中央从进气管226向前延伸。从中间输气管229继续 向前延伸时，输气管228会弯曲并分开(对称地)，形成供空气流过的单 独的导管。每根输气管228都有出气口 232 (如输气管228a的出气口 232a 和输气管228b的出气口 232b)。在一个实施例中，每个出气口 232都与 使用者头部的面部相邻。虽然图11-16的歧管220上只示出两根输气管 228，但应当理解，可以提供任何数量的这类导管。
歧管220的进气管226穿过罩子的进气口，并且与可呼吸空气源流体 连通，连通方式与图1的实施例中结合软管40和可呼吸空气源42所公开 的方式相同。空气流入歧管220的进气管226，然后流过中间输气管229， 进入每根输气管228。空气从每根输气管228的出气口 232流出输气管， 进入使用者头部周围的罩子限定的可呼吸空气区域，以供使用者呼吸。
如上所述，罩子是形状不稳定的，并且用作呼吸器组件的外壳，但歧 管220是形状稳定的。罩子和歧管220之间通过罩子进气口的连接方式类 似于结合图1-6的实施例所描述的情形，使用锁环等以密封方式将歧管 220附连到罩子上，但允许歧管的进气管226伸出罩子以外，以接纳所供 应的空气。与歧管20和120相比，歧管220除了形状以及阀门结构(将在 下文中说明)有所不同以外，歧管220与罩子和带具相互作用的方式与上 文所述相同，并且实现与上文所述相同的输气功能。
在一个实施例中，歧管220由热塑性聚合物材料(例如，聚丙烯、聚 乙烯、尼龙/EPDM混合物和膨胀聚氨酯泡沫)形成(即模制而成)。这类材料中可以掺入填料或添加剂，例如，颜料、中空玻璃、微球、纤维等。
图11示出歧管220组装后的情形。图12以分解图示出歧管220，其中在 该实施例中，歧管220具有上半部250和下半部252。上半部250和下半 部252被成形为彼此可贴合或配合在一起，以限定歧管220，上半部250 和下半部252之间的空间形成输气管228和229 (与连接到其上的进气管 226流体连通)。组装后，上半部250和下半部252通过多个合适的紧固 件(例如螺纹紧固件)固定在一起，或者可以使用热粘结或超声波粘结技 术或其他合适的紧固方式安装在一起。按照其构思，装配后，除锁环246 之外，歧管的任何部分都不能与歧管分离。
在一个实施例中，同样为歧管设置了阀门，以便能在空气达到输气管 228的出气口 232之前，通过歧管内的一个或多个开口释放流经歧管的空 气。在图示实施例中，在歧管220内设置了开口 253，开口位于歧管220 由一根输气管229 (对称地)分为两根输气管228a和228b的点处，例如 接合区域255处。因此，流出开口 253的空气沿着使用者头部从上方流 过，而不像歧管20和120内的开口那样，空气远离头部流动。
阀门包括可移动的阀门构件257，该构件用来选择性地打开和关闭歧 管220内的开口 253。阀门构件257包括阀门面密封件259，该密封件被成 形为与开口 253的内边缘(例如图14所示边缘261)相配合。阀门构件 257可以朝靠近和远离开口 253的方向移动，以分别关闭和打开开口 253。 图13示出，阀门构件257的阀门面密封件259在移动后进入开口 253，从 而关闭开口，而图14示出，阀门构件257的阀门面密封件259在移动后远 离开口 253，从而打开开口并允许歧管220内部的空气流过。
通过朝图13和14箭头263所示方向前后滑动，可使阀门构件257相 对于开口 253移动。阀门构件257由板265形成，后者在第一末端接合或 形成阀门面密封件259。板265具有细长孔267。歧管220上半部250和下 半部252之间的隔离物269穿过该细长孔。隔离物269包括板斜坡表面 271，设置该表面是为了与板265内的细长孔267的边缘接合。因此，当板 265离开开口 253时，板斜坡表面271会推动板265的一部分朝远离歧管 220的下半部252的方向向上移动(如图14所示)。当板265朝开口 253移动时，板斜坡表面271允许阀门面密封件259相对于开口 253向下进入 密封的封闭位置(如图13所示)。
阀门构件257包括连接到板265第二末端的环形圈277。歧管220完 成组装时，环形圈277以可滑动方式设置在进气管226的圆柱形孔内部
(参见例如图18和19所示实施例的类似圈377的圆柱形孔377a)。 一对 弓形的致动器调整片279从环形圈277底部边缘向外延伸(参见图12)。 调整片279设置在环形圈277的相对侧，并且面对面地与环形圈277和板 265的连接处纵向对齐。每个调整片279都从对应的围绕进气管226周向 延伸的弓形狭槽281穿过，如图12-14所示。
致动器调整片279可以穿过狭槽281 (沿着进气管226的轴线方向) 纵向移动，以改变阀门面密封件259相对于歧管220的开口 253的位置。 在如图13和15所示的第一位置中，开口 253被阀门面密封件259盖住。 在如图14和16所示的第二位置中，开口 253被露出，并且面密封件259 与开口 253间隔开。每个狭槽281都具有合适的尺寸，可通过滑动接纳各 自的调整片279，从而允许调整片279朝图13和15的箭头263所示方向 穿过狭槽移动。狭槽281相对于调整片279切割成适当尺寸，以将经由狭 槽281逸出歧管220的空气量控制在可测量范围以下。在一个实施例中， 开口 253的成形方式使得流过歧管220的空气中可流过开口 253的部分不 超过50%。流过开口 253的空气流量会随着阀门面密封件259相对于开口 253的位置而变化，使得气流可以在完全关闭(阀门面密封件259处于完 全盖住开口的位置(图13和15))和完全打开(阀门面密封件259处于 完全打开开口的位置(图14和16))之间以任意流量水平流过。
如图13和14所示，致动器调整片279的一部分位于罩子材料外部
(图13和14中用虚线罩子12表示)，从而可以让使用者在戴着罩子的情 况下触及，以调控阀门构件257相对于开口 253的位置。因此阀门构件 257起到改变流过导管220到达其出气口 232的空气流量的作用。 一旦阀 门构件257打开，就会有空气流出开口 253，因此流出出气口 232的空气 就会减少。阀门构件257的纵向活动范围一方面受限于阀门面密封件259 与开口 253的接合，另一方面受限于环形圈277的底部边缘与进气管226 内的圆柱形孔底部的肩部的接合。可以在阀门构件257与歧管220之间设置定位部，以便为使用者提供触觉和/或声音信号，使其知晓由阀门构件
257形成的阀门相对于歧管220上的开口 253是处于完全关闭位置(图13 和15)，还是完全打开位置(图14和16)。
可以在致动器调整片279 (罩子外部)中的每一个上固定C形环构件 283 (参见图12)，以进一步方便使用者操纵致动器调整片279。环构件 283上可以有一个或多个肋或其他部件，以便于抓握该构件和使其相对于 进气管226移动(继而使致动器调整片279和阀门构件257移动)。致动 器调整片279和相关联的环构件283充当罩子外部的阀门致动器，允许佩 戴呼吸器组件的使用者在戴着呼吸器的同时相对于开口 253将阀门构件 257移动到所需位置处。
因此，图11-16所示歧管220提供了具有阀门的形状稳定的歧管，该 阀门可从呼吸器罩子外部进行操作，以打开和关闭呼吸器组件外壳内部的 歧管220中的开口。这种致动是通过在与使用者头部背面相邻的罩子外部 线性移动阀门致动器(致动器调整片279和相关联的环构件283)来实现 的。因此，使用者可以轻松改变流过歧管220的空气流量，使其在两种情 况之间变化 一种情况下，流过歧管的所有空气都会经出气口 232从与面 部区域相邻的区域流出歧管；另一种情况下，流过歧管的一些或最多一半 空气会从开口 253流出歧管，从而会在使用者头顶流动，起到冷却作用。
图17-19公开了用于呼吸器组件10的歧管的可供选择的实施例。为使 图面清晰，图17-19只示出歧管320，但应当理解，歧管320可以协同安 装到头部带具(例如图1所示带具14)上，并且也可以通过罩子上的进气 口协同安装到罩子(例如图1所示罩子12)上。在这些方面，歧管320同 样可以相对于带具可拆卸地安装，并且也可以相对于罩子可拆卸地安装。 因此，如上文结合歧管20所讨论的那样，当与之相关联的罩子被污染或损 坏时，图17-19的歧管320同样具有可重复使用的优点。
歧管320具有进气管326和多根输气管328 (图17示出两根输气管 328a和328b)。在一个实施例中，进气管326设置在与使用者头部背面相 邻处(其方式与图1所示情况类似)。进气管326与包括空气分配室330 在内的中间输气管329流体连通，同时也与每根输气管328流体连通。应 用中，空气分配室330也设置在与使用者头部背面相邻处，并且中间输气管329沿着使用者头部中央从进气管326向前延伸。从中间输气管329继 续向前延伸时，输气管328会弯曲并分开(对称地)，形成供空气流过的 单独的导管。每根输气管328都有出气口 332 (如输气管328a的出气口 332a和输气管328b的出气口 332b)。在一个实施例中，每个出气口 332 都与使用者头部的面部相邻。虽然图17的歧管320上只示出两根输气管 328，但应当理解，可以提供任何数量的这类导管。
歧管320的进气管326穿过罩子的进气口，并且与可呼吸空气源流体 连通，连通方式与图1的实施例中结合软管40和可呼吸空气源42所公开 的方式相同。空气流入歧管320的进气管326，然后流过中间输气管329 及其空气分配室330，进入每根输气管328。空气从每根输气管328的出气 口 332流出输气管，进入使用者头部周围的罩子限定的可呼吸空气区域， 以供使用者呼吸。
如上所述，罩子是形状不稳定的，并且用作呼吸器组件的外壳，但歧 管320是形状稳定的。罩子和歧管320之间通过罩子进气口的连接方式类 似于结合图1-6的实施例所描述的情形，使用锁环等以密封方式将歧管 320附连到罩子上，但允许歧管的进气管326伸出罩子以外，以接纳所供 应的空气。与歧管20和120和220相比，歧管320除了形状以及阀门结构 (将在下文中说明)有所不同以外，歧管320与罩子和带具相互作用的方 式与上文所述相同，并且实现与上文所述相同的输气功能。此外，歧管 320可以由所公开的歧管20的材料制成。
在一个实施例中，当空气从进气管326流经歧管320时，可以仅通过 出气口 332离开歧管320。然而，在另一个实施例中，可以在沿歧管320 的其他位置设置空气的出气口。例如，如图17所示，可以在歧管下部设置 一个或多个开口 354，使其面向使用者头部。图17示出穿过中间输气管 329内的歧管壁的第一组多个开口 354，中间输气管限定了空气分配室 330。在一个如图所示的示例性布置中，开口 354可以被设置为格栅形式， 但开口可以为任何尺寸、数量和构型。开口 354的排列方式使得当空气可 经由开口 354流出空气分配室330时，空气朝使用者头部流动，但仍然留 在罩子限定的外壳内。阀门包括可以移动的挡板358，该挡板用来盖住或露出歧管320上的 开口 354。类似于图11-16所示实施例中阀门的移动方式，挡板358可朝 向或远离开口 354移动。挡板358通过一个或多个连接器359连接到环形 圈377。环形圈377以可纵向滑动(相对于进气管326的轴线)的方式设 置在进气管326内的圆柱形孔377a内部。 一对弓形的致动器调整片379从 环形圈377底部边缘向外延伸。
调整片379设置在环形圈377的相对侧，并且面对面地与连接器359 纵向对齐。每个调整片379都从围绕进气管326周向延伸的弓形狭槽381 穿过。致动器调整片379可以穿过狭槽381 (沿着图18和19的箭头363 方向)纵向移动，以改变挡板358相对于歧管320上的开口 354的位置。 在如图18所示的第一位置，开口 354被挡板358盖住。在如图19所示的 第二位置，开口 354露出，挡板358与之间隔开。每个狭槽381都具有合 适的尺寸，可通过滑动接纳各自的调整片379，从而允许调整片379沿箭 头363的方向穿过狭槽移动。狭槽381相对于调整片379切割成适当尺 寸，以将经由狭槽381逸出歧管320的空气量控制在可测量范围以下。在 一个实施例中，开口 354的成形方式使得流过歧管320的空气中可流过开 口 354的部分不超过50%。流过开口 354的空气流量会随着挡板358相对 于开口 354的位置而变化，使得气流可以在完全关闭(挡板358完全盖住 开口的位置(图18))和完全打开(挡板358完全打开开口的位置(图 19))之间以任意流量水平流过。
如图17所示，每个致动器调整片379的一部分位于罩子材料外部(图 17中用虚线罩子12表示)，从而可以让使用者在戴着罩子的情况下触 及，以调控挡板358相对于开口 354的位置。因此挡板358起到阀门构件 的作用，改变流过导管到达其进气口 332的空气流量。 一旦挡板358打 开，就会有空气流出开口 354，因此流出出气口 332的空气就会减少。挡 板358的纵向活动范围一方面受限于挡板358与开口 354的接合，另一方 面受限于环形圈377的底部边缘与进气管326内的圆柱形孔377a底部的肩 部的接合。可以在承载挡板358的阀门结构与歧管320之间设置定位部， 以便为使用者提供触觉和/或声音信号，使其知晓由阀门挡板358形成的阀门相对于歧管320的开口 354是处于完全关闭位置(图18)，还是完全打 开位置(图19)。
挡板358因此形成与开口 354相邻的盖子，其可以相对开口 354移 动，以改变开口 354的大小。致动器调整片379可操作地连接到挡板358 (即，充当罩子外部的阀门致动器)，并且允许佩戴呼吸器组件的使用者 在戴着呼吸器组件的情况下相对于开口 354将挡板358移动到所需位置 处。
如上所述，呼吸器组件包括罩子。图1示出了示例性罩子。图20-22 进一步示出了可以与本发明的呼吸器组件结合使用的示例性罩子。图20示 出罩子12A，该罩子具有合适的尺寸，能盖住使用者18的整个头部16，罩 子底端具有围裙，与使用者肩部相邻。图21示出可供选择的罩子12B (有 时称为头罩)，其中罩子12B只覆盖使用者18的头部16的顶部和前部， 而露出使用者的耳朵、颈部和肩部。罩子12B在其下缘处是围绕使用者头 部密封的。图22示出罩子12C，该罩子完全覆盖了使用者18的头部16， 但也与使用者18穿着的全身防护紧身衣裤19联合使用。罩子12A、 12B和 12C中的每一个都可以是形状不稳定的，并且在各自罩子的外壳内包含形 状稳定的歧管(例如本文所公开的)。在图22所公开的实施例中，歧管连 接到使用者18通过带子系在身上的PAPR气源和/或电源P。
也可以采用其他可供选择的罩子构造，不论限定外壳的形状不稳定罩 子(用于呼吸目的)采用什么构造，该罩子内部都包括形状稳定的歧管， 例如本文所公开的示例性歧管。歧管通常接纳来自单个进气口的空气，并 且通过内部的多根导管将空气分配给罩子内部的多个出气口。歧管可以从 罩子上移除，以便丢弃弄脏的罩子，并重新使用歧管。此外，可以设置头 部带具，以便将歧管和罩子安装到使用者头部。头部带具同样可以从罩子 上移除，以实现重新使用，并且也可以从歧管上移除。
虽然已结合若干实施例描述了本文所公开的歧管，本领域的技术人员 将认识到，在不脱离本公开的呼吸器组件的精神和范围的前提下，可以在 形式和细节上做出修改。例如，图2、 7、 11和17中示出的歧管各自具有 两个对称排列的输气管。然而，并非在所有情况下输气管都必须采用对称 布置，某些呼吸器组件应用可能需要非对称布置。此外，所公开的图示歧管的出气口大致高于使用者眼睛并位于其侧面。还可以想到可供选择的出 气口位置，并且本公开也不应受这些示例性特征的限制。用于制作罩子 (因此也包括由罩子限定的外壳)的示例性材料包括织物、纸张、聚合 物(如织造材料、非织造材料、纺粘材料(如聚丙烯或聚乙烯)或涂有聚 氨酯或PVC的针织基底)或它们的组合。
虽然示出的每个歧管都包括阀门，但这样的阀门并不是必需的。此 外，本文所公开的阀门致动器本质上都是机械的(使用旋转或线性运 动)。作为另外一种选择，可以使用机电装置来致动阀门构件。在这样的 实施例中，阀门构件及其控制器的至少一部分位于呼吸器的外壳内。使用 者引发远程信号，作为对该信号的响应，控制器(例如螺线管、线性驱动 装置或伺服马达)驱动阀门构件。信号可以通过有线连接或无线通信方式 传送。这类应用中的无线控制的阀门将采用无线电接收机来接收由使用者 操作的变送器所传输的控制信号。在任何情况下，阀门构件本身可以在两 种状态之间工作，或者可以逐渐打开和关闭。控制器的阀门致动器可以位 于PAPR鼓风机控制器上或包含在单独的手持变送器内，以便使用者接触和 致动。控制器具有电子接口，因此可以将反馈回路整合到阀门流量控制过 程中。例如，外壳内的温度传感器可以与控制器协同工作，以将更多或更 少的空气流导向外壳内的目标区域。机电式阀门致动还有助于集散控制空 气流。在集散控制过程中，可以对多个阀门构件/控制器进行控制，以调控 空气流使其流向呼吸器外壳内的不同区域，从而更好地平衡呼吸器外壳内 的空气流。
权利要求
1.一种呼吸器组件，包括具有正面和背面的呼吸器罩子，所述正面包括面盔，所述背面包括进气开口；形状稳定的进气歧管，所述进气歧管具有延伸穿过所述呼吸器罩子的所述进气开口的进气管，并且具有位于所述呼吸器罩子内部的与所述进气管流体连通的多个输气管。
2. 根据权利要求1所述的呼吸器组件，其中所述呼吸器罩子相对于所述进气歧管是可移除的。
3. 根据权利要求1所述的呼吸器组件，其中每个所述输气管都具有邻 近所述呼吸器罩子的正面的出气口。
4. 根据权利要求1所述的呼吸器组件，还包括位于所述呼吸器罩子内部的头部带具，所述头部带具用于接合 使用者的头部以将所述进气歧管和所述呼吸器罩子支承 在所述使用者的头部上。
5. 根据权利要求1所述的呼吸器组件，其中至少一个所述输气管为在所述使用者的头部上方延伸的上输气管。
6. 根据权利要求5所述的呼吸器组件，其中所述输气管中的两个输气 管为上输气管，每一个所述上输气管都大致在所述使用者的头部的 各侧的上方延伸。
7. 根据权利要求1所述的呼吸器组件，其中所述呼吸器罩子是非形状 稳定的。
8. 根据权利要求1所述的呼吸器组件，其中所述进气歧管的所述输气 管相对于所述进气管对称设置。
9. 根据权利要求1所述的呼吸器组件，还包括与所述进气歧管的所述进气管流体连通的可呼吸空气供应源。
10. —种呼吸器罩子组件，包括具有从其中穿过的进气开口的呼吸器罩子；以及形状稳定的进气歧管，所述进气歧管相对于所述呼吸器罩子以 可拆卸的方式设置，具有穿过所述呼吸器罩子的所述进 气开口延伸的进气管，并具有位于所述呼吸器罩子内的 与所述进气管流体连通的多个输气管。
11. 根据权利要求10所述的呼吸器组件，还包括以可拆卸的方式设置于 所述呼吸器罩子内部并且与所述进气歧管相连的头部带具，所述头 部带具用于接合使用者的头部以将所述呼吸器罩子支承在所述使用 者的头部上。
12. 根据权利要求10所述的呼吸器组件，其中每个所述输气管都具有邻 近所述使用者的面部的出气口 。
13. 根据权利要求10所述的呼吸器组件，其中所述进气歧管的所述输气管相对于所述进气管对称设置。
14. 根据权利要求10所述的呼吸器组件，其中所述呼吸器罩子是非形状稳定的。
15. 根据权利要求10所述的呼吸器组件，其中至少一个所述输气管为在 所述使用者头部的上方延伸的上输气管。
16. 根据权利要求15所述的呼吸器组件，其中所述输气管中的两个输气 管为上输气管，每一个所述上输气管都大致在所述使用者头部的各 侧的上方延伸。
17. 根据权利要求IO所述的呼吸器组件，还包括与所述进气歧管的所述进气口流体连通的可呼吸空气供应源。
18. —种用于呼吸器罩子的形状稳定的进气歧管，所述呼吸器罩子具有 从其中穿过的进气开口，所述形状稳定的进气歧管包括延伸穿过所 述呼吸器罩子的所述进气开口的进气管以及与所述进气管流体连通 的多个输气管，每个所述输气管都具有设置于所述呼吸器罩子内部 的出气口。
19. 根据权利要求18所述的进气歧管，还包括位于所述呼吸器罩子内部的头部带具，其用于将所述进气歧管 支承在使用者的头部上。
20.根据权利要求18所述的进气歧管，其中所述输气管相对于所述进气 管对称设置。
全文摘要
一种呼吸器组件，具有呼吸器罩子，所述罩子的正面包括面盔，背面包括进气开口。所述呼吸器组件还具有形状稳定的歧管，所述歧管具有延伸穿过所述罩子的所述进气开口的进气管，并具有位于所述罩子内部，与所述进气管流体连通的多个输气管。
文档编号A62B7/00GK101622035SQ200880007002
公开日2010年1月6日 申请日期2008年3月21日 优先权日2007年3月23日
发明者加里·J·沃克, 安德鲁·墨菲, 德斯蒙德·T·柯伦 申请人:3M创新有限公司
呼吸器罩子空气递送装置
背景技术：
一般来讲，本公开涉及呼吸器，该呼吸器戴在使用者头部以向使用者 提供可呼吸的空气。
呼吸器是人们所熟知的，并且应用十分广泛。例如，呼吸器可以用来 让使用者在污染的大气环境中安全呼吸，例如，充满烟气的大气环境，到 处是火焰或灰尘的大气环境，或者在矿井中或可呼吸空气本来不足的髙海 拔地区，或者在有毒的大气环境中或实验室中。也可以在需要保护使用 者，使其不污染周围大气环境的地方佩戴呼吸器，例如，当使用者在用于 制造硅芯片的洁净室内工作时。
一些呼吸器具有头盔，头盔旨在提供一定程度的保护，避免使用者在 危险环境下工作时受到冲击或者避免使用者被可能落下或飞来的碎屑(例 如在矿井中、工业环境中或施工现场)击中。另一类呼吸器采用罩子，这 类呼吸器用于认为不需要对头部进行防冲击保护的情况，例如，当使用者 在实验室或洁净室中工作时。
呼吸器罩子通常由适用于罩子的佩戴环境的柔软挠性材料制成。罩子 可以覆盖使用者的整个头部，并且罩子的下端可以设置围裙或裙边，使其 延伸在使用者的肩部区域。这类罩子通常和紧身衣裤一起使用，以将使用 者与其工作环境隔离。围裙或裙边常常用于连接紧身衣裤，以将使用者与 周围大气环境隔离。另一类罩子有时称为头罩，其不覆盖使用者的整个头 部，而只延伸到使用者耳朵以上，并且在使用者耳朵前面向下延伸到下巴 附近。
这种罩子前面具有通常称为面盔的透明区域，使用者可以透过该区域 进行观察。面盔可以是罩子的一体部分，或者也可以拆卸，以便在损坏时 移除和更换。面盔可以延伸至罩子的侧面和/或延伸到罩子顶部上方，以确 保使用者的视野基本不受限制。罩子旨在提供可呼吸空气区域，该区域在使用者的头部周围。至少一 根供气管可以向罩子内部提供可呼吸空气。供气管可以连接到与使用者分 开的远程气源，但在许多应用中，供气管连接到使用者携带的便携式气源 上，气源通常置于使用者背部或系在带子上。 一种便携式气源具有涡轮装 置，涡轮装置包括用由电池供电的电机驱动的风扇和过滤器。便携式气源 旨在在预定的时间内为使用者提供可呼吸空气。
发明内容
呼吸器组件包括呼吸器罩子以及形状稳定的进气歧管，呼吸器罩子具 有包括面盔的正面和包括进气开口的背面，进气歧管具有穿过罩子的进气 口延伸的进气管以及位于罩子内，与进气管流体连通的多个输气管。
在另一方面，呼吸器组件包括呼吸器罩子和形状稳定的进气歧管，呼 吸器罩子具有从其上穿过的进气开口，进气歧管相对于罩子以可拆卸的方
式设置，具有穿过罩子的进气开口延伸的进气管，并具有位于罩子内，与
进气管流体连通的多个输气管。
在另一方面，用于呼吸器罩子(具有从其上穿过的进气开口)的形状 稳定的进气歧管包括延伸穿过罩子的进气开口的进气管以及与所述进气管 流体连通的多个输气管，每个输气管都具有设置于罩子内的出气口。
本发明内容旨在通过简化的形式提出一系列概念，这些概念将在下文 的具体实施方式
中进一步说明。本发明内容并非意图确定要求保护的主题 的关键特征或本质特征，也并非意图描述要求保护的主题的每个公开的实 施例或每种实施方式，并且也并非意图用来帮助确定要求保护的主题的范 围。随着描述的展开，多个其他的新颖优点、特征和关系将显而易见。以 下附图和具体实施方式
将对示例性实施例进行更加具体的举例说明。
下文将结合附图进一步说明本发明所公开的主题，其中类似的结构或 系统元件在若干视图中将用类似的附图标记来表示。
图1为呼吸器组件的侧正视图，其中呼吸器罩子以虚线显示。图2为图1的呼吸器组件的俯视图，为使图面清晰，移除了呼吸器的罩子。
图3为沿图2的3-3线截取的放大的局部剖面透视图，图中示出了罩
子的一部分。
图4为呼吸器组件歧管的分解透视图。
图5为图4的组装歧管的一部分的放大透视图，示出了处于关闭位置 的阀门及其致动器。
图6为类似于图5的视图，示出了处于打开位置的阀门和致动器。 图7为呼吸器组件歧管的第二实施例的透视图。 图8为图7的歧管的某些部件的分解透视图。
图9为图7的组装歧管的一部分的放大后正视图，示出了处于关闭位
置的阀门及其致动器。
图10为类似于图9的视图，示出了处于打开位置的阀门和致动器。
图11为呼吸器组件歧管的第三实施例的透视图。
图12为图11的歧管的分解透视图，该歧管不带有锁环。
图13为图11的歧管的一部分的放大透视图，图中移除了歧管的上
部，示出了处于关闭位置的阀门及其致动器。
图14为类似于图13的视图，示出了处于打开位置的阀门和致动器。 图15为图11的歧管的一部分的放大透视图，该图是从歧管前面观
察，并且示出了处于关闭位置的阀门。
图16为类似于图15的视图，示出了处于打开位置的阀门。 图17为呼吸器组件歧管的第四实施例的透视图。
图18为沿图16的18-18线截取的放大的局部截面图，示出了处于关
闭位置的阀门及其致动器。
图19为类似于图18的视图，示出了处于打开位置的阀门和致动器。 图20为呼吸器组件的侧正视图，其中呼吸器罩子覆盖了使用者的整个头部。
图21为带有头罩样式呼吸器罩子的呼吸器组件的侧正视图，其中呼吸图22为带有呼吸器罩子的呼吸器组件的侧正视图，其中呼吸器罩子完 全覆盖了使用者头部，并且与使用者穿着的全防护紧身衣裤联合使用。
虽然上述附图示出了本发明所公开的主题的一个或多个实施例，但正 如本公开所指出的那样，还可以想到其它的实施例。在所有情况下，本公 开示例性而非限制性地提供了本发明所公开的主题。应当理解，在不脱离 本公开范围和原理精神的前提下，本领域内的技术人员可以设计出许多其 他修改形式和实施例。
具体实施方式
术语表
下文提及的术语具有以下含义
罩子是指松散配合的面罩，其至少覆盖使用者的面部，但不提供头部 冲击保护。
头盔是指至少部分地由可为使用者头部提供冲击保护的材料制成的头 套，该头套包括至少覆盖使用者面部的面罩。
形状不稳定是指一种结构体特性，表示结构体可以呈现某种形状，但 未必能够在没有额外支承的情况下自己保持形状。
形状稳定是指一种结构体特性，表示虽然结构可以是柔性的，但其具 有确定的形状，并且能够自己保持这种形状。
可呼吸气体区域是指至少围绕使用者鼻部和嘴部的空间，从该空间可 以吸入空气。
外壳是指将至少包括可呼吸空气区域在内的呼吸器内部与呼吸器周围 环境分开的屏障。
阀门是指调节空气流速的装置。
阀门致动器是指负责移动阀门的阀门构件的装置。 阀门构件是指相对于歧管活动的阀门元件。
歧管是指具有进气口和一个或离散的与进气口连通的空气导管的空气 流充气室，其中每个空气导管具有至少一个出气口。
图1示出了呼吸器组件10。在该例中，呼吸器组件10包括形状不稳 定的罩子12，该罩子用作呼吸器组件10的外壳，同时为使图1清晰简单，在图中用虚线表示。呼吸器组件10还包括头部带具14，带具可以调
节为一个或多个尺寸，以使其尺寸适合使用者18的头部16。罩子12的尺 寸使其延伸到至少罩住使用者18的头部16的前部和顶部，或者延伸到罩 住整个头部16。
呼吸器组件10还包括形状稳定的进气歧管20。歧管20在多个点处 (例如图1的附连点22和24)可拆卸地用带具14支承。带具14和歧管 20 —起由合适的机械紧固件(例如，定位部、夹片、搭锁)或两部分机械 紧固件(如钩环扣件)固定。在一个实施例中，带具14和歧管20通过这 种紧固件分离。如图1所示，当连接和安装到使用者头部16时，带具14 在相对于使用者头部16的所需位置支承歧管20。
如图1禾n 2所示，进气歧管20具有进气管26以及多根输气管27和 28 (图2中示出了两根输气管28a和28b)。在一个实施例中，进气管26 设置在与使用者头部16背面相邻处。进气管26与输气管27流体连通。输 气管27包括空气分配室30，并且继而与每根输气管28流体连通。输气管 27及其空气分配室30也设置在与使用者头部16背面相邻处，并且当输气 管28从这里向前延伸时，它们会弯曲和分离，从而得到分开的导管，使空 气可从中流过。每根输气管28都具有出气口 32，例如输气管28a的出气 口 32a和输气管28b的出气口 32b。在一个实施例中，每个出气口都与使 用者18的头部16的面部区域34相邻。虽然图1和2的歧管20上只示出 两根输气管28，但应当理解的是，可以提供任何数量(如一、二、三等) 的这类导管。此外，在一些实施例中，歧管可以具有一个或多个与使用者 前额相邻的各输气管的出口，以及一个或多个与使用者鼻部和嘴部相邻的 各输气管(如，位于使用者鼻部和嘴部每侧)的出口。
罩子12包括设置在其正面的面罩36，使用者18可以透过面罩看到前 方。在一个实施例中(参见例如图1)，面罩36内部(或罩子内部)以可 脱开的方式附连到带具14位于使用者面部区域34每一侧的突出部37上。 因此，罩子12在邻近其正面处被带具14支承。罩子12在其背面包括进气 开口 38 (图1)。歧管20的进气管26穿过进气开口 38，并且通过附接到 进气管26上的空气软管40与可呼吸空气源流体连通，如图1的实施例所 示，附连点位于罩子12外部。软管40继而连接到为使用者18提供的可呼吸空气源42。气源42可以采用可呼吸空气压力罐、电动空气净化呼吸器
(PAPR)或供气型可呼吸空气源等已知形式。空气从气源42流出，经软管 40进入歧管20的进气管26。空气接着流过输气管27的空气分配室30， 进入每根输气管28。空气从每根输气管28的出气口 32流出输气管，进入 由使用者18头部16周围的罩子12限定的可呼吸空气区域44。可呼吸空 气由此从歧管20送往使用者面部区域34以供使用者呼吸，在一些实施例 中，该区域不仅包括可以在此吸入空气的使用者鼻部和嘴部周围的空间， 而且包括使用者面部周围的其他区域，例如使用者眼睛周围和前额部分。
由于这种空气的进入，罩子12内的气压通常可以略高于罩子外的气 压。因此，罩子12大致伸展成如图1所示围绕在使用者头部16、歧管20 和带具14周围的形状。通常，空气可以经呼气口 (未示出)或罩子12下 缘附近(如使用者18颈部和/或肩膀周围)允许的渗漏处逸出罩子12。因 此，呼吸器组件10可以为使用者18提供位于形状不稳定的罩子12内部的 可呼吸空气区域44，并且由形状稳定的歧管20向使用者面部附近输送空
图3示出罩子12和歧管20通过罩子12的进气开口 38相连的情况。 进气管26穿过进气开口 38。罩子12外侧的进气管接纳了可移除的紧固 件，例如锁环46。如图4所示，锁环46具有凸轮形表面46a，该表面(相 对于进气管26旋转锁环46时)与进气管26上的配合表面47接合，使与 进气开口 38相邻的罩子的材料紧贴住位于罩子12的材料内侧的进气管26 的环形肩部48。锁环46从而与肩部48配合，在其穿过罩子12的进气开 口 38时在罩子12和歧管20之间形成密封。
锁环46可以通过相对的表面46a和47 (例如上述表面)连接到进气 管，或者通过其他合适方式(例如相对的螺纹表面或卡口座等)与之相 连。在每种情况下，锁环46都是可移除的，从而允许罩子12与歧管20 (以及与之相连的带具14)相分离。因此，罩子12可以看作是呼吸器组 件10的一次性部分。在使用、弄脏或污染之后，可以(通过操纵锁环46 将罩子12从歧管20上分离，并且通过断开罩子12与带具14的连接(如 二者相连))将罩子12断开连接并丢弃，然后将新罩子12附接到带具14 和歧管20上，以重新使用。通过分离有利于罩子内部空气流动的结构与罩子本身，可以简化罩子 构造并降低成本。此外，导气管的任何部分都不由形状不稳定材料(即罩 子材料)制成，否则导气管将易于变扁，导致为使用者提供的空气流不稳 定或使空气流分配不当(例如气流直接吹入使用者眼睛)。尽管罩子的形 状会在接触某些物体时发生改变，但形状稳定歧管20具有不会显著变化的 限定构造。因此，由歧管20限定的输气管不会在无意中变扁或重新导向， 使得空气流从不期望的方向进入可呼吸气体区域。此外，带具和歧管组件 的制造成本通常会高于单独制造罩子的成本。因此，虽然可以移除旧罩 子，并用新罩子进行替换，但较贵的部件(如带具和歧管)都是可重复使 用的。实际上，只要每个罩子都具有尺寸和位置合适的进气口，使其能与
歧管的进气管紧密配合而不透气，可重复使用的歧管20就可以与不同构造
的罩子一起使用。因此，构成全身紧身衣裤一部分的罩子、肩膀长度的罩 子、头罩甚至不同样式(如，不同面罩形状或罩子形状构造)的罩子都可
以与相同的歧管20—起使用。虽然罩子可以是如上所述形状不稳定的，但 歧管是形状稳定的，从而确保为使用者提供的空气流流量一致，并稳定地 送往可呼吸空气区域内部所需的出口位置。
图4以分解图示出歧管20的一种构造方式。在示例性实施例中，歧管 20具有上半部50和下半部52。上半部包括在其上成形的进气管26。在一 个实施例中，每一半都由热塑性聚合物(例如，聚丙烯、聚乙烯、尼龙 /EPDM混合物和膨胀聚氨酯泡沫)形成(如模制而成)。这类材料中可以 掺入填料或添加剂，例如，颜料、中空玻璃微球、纤维等。上半部50和下 半部52被成形为彼此贴合或配合在一起，以限定歧管20，上半部50和下 半部52之间的空间形成输气管27 (参见图1和2)、其空气分配室30和 输气管28。组装后，上半部50和下半部52通过多个合适的紧固件(例 如，图3的螺纹紧固件53)固定在一起，或者可以使用粘接剂、热粘结或 超声波粘结技术或其他合适的紧固方式安装在一起。按照其构思，装配 后，除锁环46之外，歧管的任何部分都不能与歧管分离。
在一个实施例中，歧管20的空气分配室30具有多个位于其中的开口 54 (在可供选择的实施例中，除每根空气分配管上的出气口之外，歧管在 罩子内部没有开口)。如图3-6所示，可以设置一组这种开口，在这种情
ii况下，开口 54被成形为大致平行的狭槽。虽然图中示出了四个开口 54, 但可以使用包括单个开口在内的任何数量的开口。开口 54的排列方式使得 当空气可以经开口 54流出空气分配室30时，空气从使用者头部流出(方 向如图1箭头56所指)。流出开口 54的空气仍然在由罩子12限定的外壳 内部，可在使用者头部16周围起到制冷作用。
阀门包括可以移动的挡板58，该挡板用来盖住或露出歧管20上的开 口 54。挡板58成形在阀门外表面，可以反映出位于歧管20的上半部50 的空气分配室30的内表面。挡板58同样具有多个穿过其中的开口 60，开 口 60的数量和形状与开口 54相同，并且开口 60被成形为有选择地对准开 口 54 (如图3和6所示)。挡板58和歧管20的上半部50的内表面的配 合情况如图3所示。
挡板58可以沿围绕圆柱形进气管26的轴线限定的圆弧旋转，从图5 所示开口 54被盖住的位置开始，旋转到图6所示开口 54露出并对准挡板 58的开口 60的位置。如图3和4所示，挡板58具有环形圈62。装配歧管 20时，环形圈62位于空气分配室30和进气管26以内。弓形的致动器调 整片64从环形圈62的底部边缘向外伸出。调整片64穿过围绕进气管26 周向延伸的弓形狭槽66，如图3-6所示。致动器调整片64可以在狭槽66 的弧内部横向移动，以改变挡板58与歧管20上的开口 54的相对位置。在 如图5所示的第一位置，狭槽54被挡板58盖住。在如图6所示的第二位 置，狭槽54对准挡板58上的狭槽60，从而允许空气流出歧管20内的开 口 54。图5和6的箭头68示出了致动器调整片64相对于弓形狭槽66的 可能移动方向。狭槽66未被致动器调整片64填充的部分被环形圈62的底 部边缘盖住，从而将经由狭槽66逸出歧管20的空气量控制在可测量范围 以下。在一个实施例中，开口 54的成形方式使得流过歧管20的空气中可 流过开口 54 (例如，如图6所示，当开口 54完全对准挡板58上的开口 60 时)的部分不超过50%。通过使挡板58上的开口 60与歧管20上的开口 54 相对移动，可以让开口 54的暴露程度在完全覆盖(图5)和完全打开(图 6)之间变化。
如图3所示，致动器调整片64的一部分位于罩子12的材料外部，因 此使用者在戴着罩子的情况下可以触及调整片。因此，使用者可以调控罩子12外部的致动器调整片64，以控制挡板58的移动。挡板58起到空气 分配室30内部阀门构件的作用，可以改变流过其中并进入歧管20的输气 管28的空气量。当然，允许经开口 54流出歧管20的空气越多，可以经输 气管28直接流向使用者18的面部区域34的空气就越少。狭槽66的尺寸 限制了致动器调整片64的活动范围，同时可以在活动阀门和歧管之间设置 定位部，以便为使用者提供触觉和/或声音信号，使其知晓由挡板58形成 的阀门相对于歧管20上的开口 54是处于完全关闭位置(图5)，还是完 全打开位置(图6)。
挡板58因此形成与开口 54相邻的盖子，其可以相对开口54移动，以 改变开口 54的大小。致动器调整片64可操作地连接到挡板58 (即，充当 罩子外部的阀门致动器)，并且允许佩戴呼吸器组件10的使用者在戴着呼 吸器组件10的情况下相对于开口 54将挡板58移动到所需位置处。
图7-10公开了用于呼吸器组件10的歧管的可供选择的实施例。为使 图面清晰，图7-10只示出歧管120，但应当理解，歧管120可以协同安装 到头部带具(例如图1所示带具14)上，并且也可以通过罩子上的进气口 协同安装到罩子(例如图1所示罩子12)上。在这些方面，歧管120同样 可以相对于带具可拆卸地安装，并且也可以相对于罩子可拆卸地安装。因 此，如上文结合歧管20所讨论的那样，当与之相连的罩子被污染或损坏 时，图7-10的歧管120同样具有可重复使用的优点。
歧管120具有进气管126和多根输气管128 (图7和8示出两根输气 管128a和128b)。在一个实施例中，进气管126设置在与使用者头部背 面相邻处(其方式与图1所示情况类似)。进气管126与包括内部的空气 分配室130在内的中间输气管129流体连通，同时也与每根输气管128流 体连通。应用中，空气分配室130也设置在与使用者头部背面相邻处，并 且中间输气管129沿着使用者头部中央从进气管126向前延伸。当输气管 128从中间输气管129继续向前延伸时，输气管128会弯曲并分开(对称 地)，形成供空气流过的单独的导管。每根输气管128都有出气口 132 (如输气管128a的出气口 132a和输气管128b的出气口 132b)。在一个 实施例中，每个出气口都与使用者面部相邻。虽然图7和8的歧管120上 只示出两根输气管128，但应当理解，可以提供任何数量的这类导管。歧管120的进气管126穿过罩子的进气口，并且与可呼吸空气源流体 连通，连通方式与图1的实施例中结合软管40和可呼吸空气源42所公开 的方式相同。空气流入歧管120的进气管126，然后流过中间输气管129 及其空气分配室130，进入每根输气管128。空气从每根输气管128的出气 口 132流出输气管，进入使用者头部周围的罩子限定的可呼吸空气区域， 以供使用者呼吸。
如上所述，罩子常常是形状不稳定的，并且用作呼吸器组件的外壳， 而歧管120是形状稳定的。罩子和歧管120之间通过罩子进气口的连接方 式类似于结合图1-6的实施例所描述的情形，使用锁环等以密封方式将歧 管120附连到罩子上，但允许歧管的进气管126伸出罩子以外，以接纳所 供应的空气。除了歧管120的形状与歧管20不同，以及二者的阀门结构不 同(将在下文中说明)以外，歧管120与罩子和带具相互作用的方式和上 文所述相同，并且实现与上文所述相同的输气功能。此外，歧管120可以 由所公开的歧管20的材料制成。
图8以分解图方式示出歧管120的某些部件。在这种情况下，歧管 120限定空气导管128和129的部分按组装后的情形示出。由一个或多个 开口 154组成的一组开口被设置为穿过歧管120，并且进入其中的空气分 配管130。在该示例性实施例中，开口 154中的每一个都是弓形的，并且 其中一些具有不同的长度。开口 154的排列方式使得当空气可经由开口 154流出空气分配室130时，空气朝远离使用者头部的方向流动，但仍然 留在罩子限定的外壳内。
阀门包括可以移动的挡板158，该挡板用来盖住或露出歧管120上的 开口 154。挡板158的功能类似于图1-6的实施例的挡板58。挡板与空气 分配室130相配合，以盖住和露出开口 154。挡板158具有多个穿过其中 的开口 160，开口 160的数量和形状与开口 154相同，并且开口 160被成 形为有选择地对准开口 154 (如图7和10所示)。
挡板158可以沿围绕圆柱形进气管126的轴线限定的圆弧旋转，从图 9所示开口 154被盖住的位置开始，旋转到图10所示开口 154露出并对准 挡板158的开口 160的位置。挡板158具有环形圈162，装配歧管120 后，环形圈162位于空气分配室130和进气管126以内。弓形的致动器调整片164从环形圈162的底部边缘向外伸出。调整片164穿过围绕进气管 126周向延伸的弓形狭槽166，如图8所示。致动器调整片164可以在狭槽 166的弧内部横向移动，以改变挡板158与歧管120上的开口 154的相对 位置。在如图9所示的第一位置，狭槽154被挡板158盖住。在如图10所 示的第二位置，狭槽154对准挡板158上的狭槽160，从而允许空气流出 歧管120内的开口 154。图9和10的箭头168示出了致动器调整片164相 对于弓形狭槽166的可能移动方向。狭槽166未被致动器调整片164填充 的部分被环形圈162的底部边缘盖住，从而将经由狭槽166逸出歧管120 的空气量控制在可测量范围以下。在一个实施例中，开口 154的成形方式 使得流过歧管120的空气中可流过开口 154 (例如，如图10所示，当开口 154完全对准挡板158上的开口 160时)的部分不超过50%。通过使挡板 158上的开口 160与歧管120上的开口 154相对移动，可以让开口 154的 暴露程度在完全覆盖(图9)和完全打开(图10)之间变化。
类似图1-6所示实施例的致动器调整片64，图7-10所示实施例的致 动器调整片164的一部分位于罩子的材料外部，因此使用者在戴着罩子的 情况下可以触及调整片，以便调控挡板158与开口 154的相对位置。挡板 158起到空气分配室130内部阀门构件的作用，可以改变流过其中并进入 歧管120的输气管128的空气量。允许经开口 154流出歧管120的空气越 多，可以经输气管128直接流向使用者面部区域的空气就越少。狭槽166 的尺寸限制了致动器调整片164的活动范围，同时可以在活动阀门和歧管 之间设置定位部，以便为使用者提供触觉和/或声音信号，使其知晓由挡板 158形成的阀门相对于歧管120上的开口 154是处于完全关闭位置(图 9)，还是完全打开位置(图10)。
挡板158因此会形成与开口 154相邻的盖子，其可以相对开口 154移 动，以改变开口 154的大小。致动器调整片164可操作地连接到挡板158 (即，充当罩子外部的阀门致动器)，并且允许佩戴呼吸器组件的使用者 在戴着呼吸器组件的情况下相对于开口 154将挡板158移动到所需位置 处。
图11-16公开了用于呼吸器组件10的歧管的可供选择的实施例。同 样，为使图面清晰，图11-16只示出歧管220，但应当理解，歧管220可以协同安装到头部带具(例如图1所示带具14)上，并且也可以通过罩子 上的进气口协同安装到罩子(例如图1所示罩子12)上。在这些方面，歧
管220同样可以相对于带具可拆卸地安装，并且也可以相对于罩子可拆卸 地安装。因此，如上文结合歧管20和120所讨论的那样，当与之相连的罩 子被污染或损坏时，图11-16的歧管220同样具有可重复使用的优点。
歧管220具有进气管226和多根输气管228 (图11-16示出两根输气 管228a和228b)。在一个实施例中，进气管226设置在与使用者头部背 面相邻处(仍然与图1所示情况和设置方式类似)。进气管226与中间输 气管229流体连通，同时也与每根输气管228流体连通。应用中，进气管 226和中间输气管229设置在与使用者头部背面相邻处，并且中间输气管 229沿着使用者头部中央从进气管226向前延伸。从中间输气管229继续 向前延伸时，输气管228会弯曲并分开(对称地)，形成供空气流过的单 独的导管。每根输气管228都有出气口 232 (如输气管228a的出气口 232a 和输气管228b的出气口 232b)。在一个实施例中，每个出气口 232都与 使用者头部的面部相邻。虽然图11-16的歧管220上只示出两根输气管 228，但应当理解，可以提供任何数量的这类导管。
歧管220的进气管226穿过罩子的进气口，并且与可呼吸空气源流体 连通，连通方式与图1的实施例中结合软管40和可呼吸空气源42所公开 的方式相同。空气流入歧管220的进气管226，然后流过中间输气管229， 进入每根输气管228。空气从每根输气管228的出气口 232流出输气管， 进入使用者头部周围的罩子限定的可呼吸空气区域，以供使用者呼吸。
如上所述，罩子是形状不稳定的，并且用作呼吸器组件的外壳，但歧 管220是形状稳定的。罩子和歧管220之间通过罩子进气口的连接方式类 似于结合图1-6的实施例所描述的情形，使用锁环等以密封方式将歧管 220附连到罩子上，但允许歧管的进气管226伸出罩子以外，以接纳所供 应的空气。与歧管20和120相比，歧管220除了形状以及阀门结构(将在 下文中说明)有所不同以外，歧管220与罩子和带具相互作用的方式与上 文所述相同，并且实现与上文所述相同的输气功能。
在一个实施例中，歧管220由热塑性聚合物材料(例如，聚丙烯、聚 乙烯、尼龙/EPDM混合物和膨胀聚氨酯泡沫)形成(即模制而成)。这类材料中可以掺入填料或添加剂，例如，颜料、中空玻璃、微球、纤维等。
图11示出歧管220组装后的情形。图12以分解图示出歧管220，其中在 该实施例中，歧管220具有上半部250和下半部252。上半部250和下半 部252被成形为彼此可贴合或配合在一起，以限定歧管220，上半部250 和下半部252之间的空间形成输气管228和229 (与连接到其上的进气管 226流体连通)。组装后，上半部250和下半部252通过多个合适的紧固 件(例如螺纹紧固件)固定在一起，或者可以使用热粘结或超声波粘结技 术或其他合适的紧固方式安装在一起。按照其构思，装配后，除锁环246 之外，歧管的任何部分都不能与歧管分离。
在一个实施例中，同样为歧管设置了阀门，以便能在空气达到输气管 228的出气口 232之前，通过歧管内的一个或多个开口释放流经歧管的空 气。在图示实施例中，在歧管220内设置了开口 253，开口位于歧管220 由一根输气管229 (对称地)分为两根输气管228a和228b的点处，例如 接合区域255处。因此，流出开口 253的空气沿着使用者头部从上方流 过，而不像歧管20和120内的开口那样，空气远离头部流动。
阀门包括可移动的阀门构件257，该构件用来选择性地打开和关闭歧 管220内的开口 253。阀门构件257包括阀门面密封件259，该密封件被成 形为与开口 253的内边缘(例如图14所示边缘261)相配合。阀门构件 257可以朝靠近和远离开口 253的方向移动，以分别关闭和打开开口 253。 图13示出，阀门构件257的阀门面密封件259在移动后进入开口 253，从 而关闭开口，而图14示出，阀门构件257的阀门面密封件259在移动后远 离开口 253，从而打开开口并允许歧管220内部的空气流过。
通过朝图13和14箭头263所示方向前后滑动，可使阀门构件257相 对于开口 253移动。阀门构件257由板265形成，后者在第一末端接合或 形成阀门面密封件259。板265具有细长孔267。歧管220上半部250和下 半部252之间的隔离物269穿过该细长孔。隔离物269包括板斜坡表面 271，设置该表面是为了与板265内的细长孔267的边缘接合。因此，当板 265离开开口 253时，板斜坡表面271会推动板265的一部分朝远离歧管 220的下半部252的方向向上移动(如图14所示)。当板265朝开口 253移动时，板斜坡表面271允许阀门面密封件259相对于开口 253向下进入 密封的封闭位置(如图13所示)。
阀门构件257包括连接到板265第二末端的环形圈277。歧管220完 成组装时，环形圈277以可滑动方式设置在进气管226的圆柱形孔内部
(参见例如图18和19所示实施例的类似圈377的圆柱形孔377a)。 一对 弓形的致动器调整片279从环形圈277底部边缘向外延伸(参见图12)。 调整片279设置在环形圈277的相对侧，并且面对面地与环形圈277和板 265的连接处纵向对齐。每个调整片279都从对应的围绕进气管226周向 延伸的弓形狭槽281穿过，如图12-14所示。
致动器调整片279可以穿过狭槽281 (沿着进气管226的轴线方向) 纵向移动，以改变阀门面密封件259相对于歧管220的开口 253的位置。 在如图13和15所示的第一位置中，开口 253被阀门面密封件259盖住。 在如图14和16所示的第二位置中，开口 253被露出，并且面密封件259 与开口 253间隔开。每个狭槽281都具有合适的尺寸，可通过滑动接纳各 自的调整片279，从而允许调整片279朝图13和15的箭头263所示方向 穿过狭槽移动。狭槽281相对于调整片279切割成适当尺寸，以将经由狭 槽281逸出歧管220的空气量控制在可测量范围以下。在一个实施例中， 开口 253的成形方式使得流过歧管220的空气中可流过开口 253的部分不 超过50%。流过开口 253的空气流量会随着阀门面密封件259相对于开口 253的位置而变化，使得气流可以在完全关闭(阀门面密封件259处于完 全盖住开口的位置(图13和15))和完全打开(阀门面密封件259处于 完全打开开口的位置(图14和16))之间以任意流量水平流过。
如图13和14所示，致动器调整片279的一部分位于罩子材料外部
(图13和14中用虚线罩子12表示)，从而可以让使用者在戴着罩子的情 况下触及，以调控阀门构件257相对于开口 253的位置。因此阀门构件 257起到改变流过导管220到达其出气口 232的空气流量的作用。 一旦阀 门构件257打开，就会有空气流出开口 253，因此流出出气口 232的空气 就会减少。阀门构件257的纵向活动范围一方面受限于阀门面密封件259 与开口 253的接合，另一方面受限于环形圈277的底部边缘与进气管226 内的圆柱形孔底部的肩部的接合。可以在阀门构件257与歧管220之间设置定位部，以便为使用者提供触觉和/或声音信号，使其知晓由阀门构件
257形成的阀门相对于歧管220上的开口 253是处于完全关闭位置(图13 和15)，还是完全打开位置(图14和16)。
可以在致动器调整片279 (罩子外部)中的每一个上固定C形环构件 283 (参见图12)，以进一步方便使用者操纵致动器调整片279。环构件 283上可以有一个或多个肋或其他部件，以便于抓握该构件和使其相对于 进气管226移动(继而使致动器调整片279和阀门构件257移动)。致动 器调整片279和相关联的环构件283充当罩子外部的阀门致动器，允许佩 戴呼吸器组件的使用者在戴着呼吸器的同时相对于开口 253将阀门构件 257移动到所需位置处。
因此，图11-16所示歧管220提供了具有阀门的形状稳定的歧管，该 阀门可从呼吸器罩子外部进行操作，以打开和关闭呼吸器组件外壳内部的 歧管220中的开口。这种致动是通过在与使用者头部背面相邻的罩子外部 线性移动阀门致动器(致动器调整片279和相关联的环构件283)来实现 的。因此，使用者可以轻松改变流过歧管220的空气流量，使其在两种情 况之间变化 一种情况下，流过歧管的所有空气都会经出气口 232从与面 部区域相邻的区域流出歧管；另一种情况下，流过歧管的一些或最多一半 空气会从开口 253流出歧管，从而会在使用者头顶流动，起到冷却作用。
图17-19公开了用于呼吸器组件10的歧管的可供选择的实施例。为使 图面清晰，图17-19只示出歧管320，但应当理解，歧管320可以协同安 装到头部带具(例如图1所示带具14)上，并且也可以通过罩子上的进气 口协同安装到罩子(例如图1所示罩子12)上。在这些方面，歧管320同 样可以相对于带具可拆卸地安装，并且也可以相对于罩子可拆卸地安装。 因此，如上文结合歧管20所讨论的那样，当与之相关联的罩子被污染或损 坏时，图17-19的歧管320同样具有可重复使用的优点。
歧管320具有进气管326和多根输气管328 (图17示出两根输气管 328a和328b)。在一个实施例中，进气管326设置在与使用者头部背面相 邻处(其方式与图1所示情况类似)。进气管326与包括空气分配室330 在内的中间输气管329流体连通，同时也与每根输气管328流体连通。应 用中，空气分配室330也设置在与使用者头部背面相邻处，并且中间输气管329沿着使用者头部中央从进气管326向前延伸。从中间输气管329继 续向前延伸时，输气管328会弯曲并分开(对称地)，形成供空气流过的 单独的导管。每根输气管328都有出气口 332 (如输气管328a的出气口 332a和输气管328b的出气口 332b)。在一个实施例中，每个出气口 332 都与使用者头部的面部相邻。虽然图17的歧管320上只示出两根输气管 328，但应当理解，可以提供任何数量的这类导管。
歧管320的进气管326穿过罩子的进气口，并且与可呼吸空气源流体 连通，连通方式与图1的实施例中结合软管40和可呼吸空气源42所公开 的方式相同。空气流入歧管320的进气管326，然后流过中间输气管329 及其空气分配室330，进入每根输气管328。空气从每根输气管328的出气 口 332流出输气管，进入使用者头部周围的罩子限定的可呼吸空气区域， 以供使用者呼吸。
如上所述，罩子是形状不稳定的，并且用作呼吸器组件的外壳，但歧 管320是形状稳定的。罩子和歧管320之间通过罩子进气口的连接方式类 似于结合图1-6的实施例所描述的情形，使用锁环等以密封方式将歧管 320附连到罩子上，但允许歧管的进气管326伸出罩子以外，以接纳所供 应的空气。与歧管20和120和220相比，歧管320除了形状以及阀门结构 (将在下文中说明)有所不同以外，歧管320与罩子和带具相互作用的方 式与上文所述相同，并且实现与上文所述相同的输气功能。此外，歧管 320可以由所公开的歧管20的材料制成。
在一个实施例中，当空气从进气管326流经歧管320时，可以仅通过 出气口 332离开歧管320。然而，在另一个实施例中，可以在沿歧管320 的其他位置设置空气的出气口。例如，如图17所示，可以在歧管下部设置 一个或多个开口 354，使其面向使用者头部。图17示出穿过中间输气管 329内的歧管壁的第一组多个开口 354，中间输气管限定了空气分配室 330。在一个如图所示的示例性布置中，开口 354可以被设置为格栅形式， 但开口可以为任何尺寸、数量和构型。开口 354的排列方式使得当空气可 经由开口 354流出空气分配室330时，空气朝使用者头部流动，但仍然留 在罩子限定的外壳内。阀门包括可以移动的挡板358，该挡板用来盖住或露出歧管320上的 开口 354。类似于图11-16所示实施例中阀门的移动方式，挡板358可朝 向或远离开口 354移动。挡板358通过一个或多个连接器359连接到环形 圈377。环形圈377以可纵向滑动(相对于进气管326的轴线)的方式设 置在进气管326内的圆柱形孔377a内部。 一对弓形的致动器调整片379从 环形圈377底部边缘向外延伸。
调整片379设置在环形圈377的相对侧，并且面对面地与连接器359 纵向对齐。每个调整片379都从围绕进气管326周向延伸的弓形狭槽381 穿过。致动器调整片379可以穿过狭槽381 (沿着图18和19的箭头363 方向)纵向移动，以改变挡板358相对于歧管320上的开口 354的位置。 在如图18所示的第一位置，开口 354被挡板358盖住。在如图19所示的 第二位置，开口 354露出，挡板358与之间隔开。每个狭槽381都具有合 适的尺寸，可通过滑动接纳各自的调整片379，从而允许调整片379沿箭 头363的方向穿过狭槽移动。狭槽381相对于调整片379切割成适当尺 寸，以将经由狭槽381逸出歧管320的空气量控制在可测量范围以下。在 一个实施例中，开口 354的成形方式使得流过歧管320的空气中可流过开 口 354的部分不超过50%。流过开口 354的空气流量会随着挡板358相对 于开口 354的位置而变化，使得气流可以在完全关闭(挡板358完全盖住 开口的位置(图18))和完全打开(挡板358完全打开开口的位置(图 19))之间以任意流量水平流过。
如图17所示，每个致动器调整片379的一部分位于罩子材料外部(图 17中用虚线罩子12表示)，从而可以让使用者在戴着罩子的情况下触 及，以调控挡板358相对于开口 354的位置。因此挡板358起到阀门构件 的作用，改变流过导管到达其进气口 332的空气流量。 一旦挡板358打 开，就会有空气流出开口 354，因此流出出气口 332的空气就会减少。挡 板358的纵向活动范围一方面受限于挡板358与开口 354的接合，另一方 面受限于环形圈377的底部边缘与进气管326内的圆柱形孔377a底部的肩 部的接合。可以在承载挡板358的阀门结构与歧管320之间设置定位部， 以便为使用者提供触觉和/或声音信号，使其知晓由阀门挡板358形成的阀门相对于歧管320的开口 354是处于完全关闭位置(图18)，还是完全打 开位置(图19)。
挡板358因此形成与开口 354相邻的盖子，其可以相对开口 354移 动，以改变开口 354的大小。致动器调整片379可操作地连接到挡板358 (即，充当罩子外部的阀门致动器)，并且允许佩戴呼吸器组件的使用者 在戴着呼吸器组件的情况下相对于开口 354将挡板358移动到所需位置 处。
如上所述，呼吸器组件包括罩子。图1示出了示例性罩子。图20-22 进一步示出了可以与本发明的呼吸器组件结合使用的示例性罩子。图20示 出罩子12A，该罩子具有合适的尺寸，能盖住使用者18的整个头部16，罩 子底端具有围裙，与使用者肩部相邻。图21示出可供选择的罩子12B (有 时称为头罩)，其中罩子12B只覆盖使用者18的头部16的顶部和前部， 而露出使用者的耳朵、颈部和肩部。罩子12B在其下缘处是围绕使用者头 部密封的。图22示出罩子12C，该罩子完全覆盖了使用者18的头部16， 但也与使用者18穿着的全身防护紧身衣裤19联合使用。罩子12A、 12B和 12C中的每一个都可以是形状不稳定的，并且在各自罩子的外壳内包含形 状稳定的歧管(例如本文所公开的)。在图22所公开的实施例中，歧管连 接到使用者18通过带子系在身上的PAPR气源和/或电源P。
也可以采用其他可供选择的罩子构造，不论限定外壳的形状不稳定罩 子(用于呼吸目的)采用什么构造，该罩子内部都包括形状稳定的歧管， 例如本文所公开的示例性歧管。歧管通常接纳来自单个进气口的空气，并 且通过内部的多根导管将空气分配给罩子内部的多个出气口。歧管可以从 罩子上移除，以便丢弃弄脏的罩子，并重新使用歧管。此外，可以设置头 部带具，以便将歧管和罩子安装到使用者头部。头部带具同样可以从罩子 上移除，以实现重新使用，并且也可以从歧管上移除。
虽然已结合若干实施例描述了本文所公开的歧管，本领域的技术人员 将认识到，在不脱离本公开的呼吸器组件的精神和范围的前提下，可以在 形式和细节上做出修改。例如，图2、 7、 11和17中示出的歧管各自具有 两个对称排列的输气管。然而，并非在所有情况下输气管都必须采用对称 布置，某些呼吸器组件应用可能需要非对称布置。此外，所公开的图示歧管的出气口大致高于使用者眼睛并位于其侧面。还可以想到可供选择的出 气口位置，并且本公开也不应受这些示例性特征的限制。用于制作罩子 (因此也包括由罩子限定的外壳)的示例性材料包括织物、纸张、聚合 物(如织造材料、非织造材料、纺粘材料(如聚丙烯或聚乙烯)或涂有聚 氨酯或PVC的针织基底)或它们的组合。
虽然示出的每个歧管都包括阀门，但这样的阀门并不是必需的。此 外，本文所公开的阀门致动器本质上都是机械的(使用旋转或线性运 动)。作为另外一种选择，可以使用机电装置来致动阀门构件。在这样的 实施例中，阀门构件及其控制器的至少一部分位于呼吸器的外壳内。使用 者引发远程信号，作为对该信号的响应，控制器(例如螺线管、线性驱动 装置或伺服马达)驱动阀门构件。信号可以通过有线连接或无线通信方式 传送。这类应用中的无线控制的阀门将采用无线电接收机来接收由使用者 操作的变送器所传输的控制信号。在任何情况下，阀门构件本身可以在两 种状态之间工作，或者可以逐渐打开和关闭。控制器的阀门致动器可以位 于PAPR鼓风机控制器上或包含在单独的手持变送器内，以便使用者接触和 致动。控制器具有电子接口，因此可以将反馈回路整合到阀门流量控制过 程中。例如，外壳内的温度传感器可以与控制器协同工作，以将更多或更 少的空气流导向外壳内的目标区域。机电式阀门致动还有助于集散控制空 气流。在集散控制过程中，可以对多个阀门构件/控制器进行控制，以调控 空气流使其流向呼吸器外壳内的不同区域，从而更好地平衡呼吸器外壳内 的空气流。
权利要求
1.一种呼吸器组件，包括具有正面和背面的呼吸器罩子，所述正面包括面盔，所述背面包括进气开口；形状稳定的进气歧管，所述进气歧管具有延伸穿过所述呼吸器罩子的所述进气开口的进气管，并且具有位于所述呼吸器罩子内部的与所述进气管流体连通的多个输气管。
2. 根据权利要求1所述的呼吸器组件，其中所述呼吸器罩子相对于所述进气歧管是可移除的。
3. 根据权利要求1所述的呼吸器组件，其中每个所述输气管都具有邻 近所述呼吸器罩子的正面的出气口。
4. 根据权利要求1所述的呼吸器组件，还包括位于所述呼吸器罩子内部的头部带具，所述头部带具用于接合 使用者的头部以将所述进气歧管和所述呼吸器罩子支承 在所述使用者的头部上。
5. 根据权利要求1所述的呼吸器组件，其中至少一个所述输气管为在所述使用者的头部上方延伸的上输气管。
6. 根据权利要求5所述的呼吸器组件，其中所述输气管中的两个输气 管为上输气管，每一个所述上输气管都大致在所述使用者的头部的 各侧的上方延伸。
7. 根据权利要求1所述的呼吸器组件，其中所述呼吸器罩子是非形状 稳定的。
8. 根据权利要求1所述的呼吸器组件，其中所述进气歧管的所述输气 管相对于所述进气管对称设置。
9. 根据权利要求1所述的呼吸器组件，还包括与所述进气歧管的所述进气管流体连通的可呼吸空气供应源。
10. —种呼吸器罩子组件，包括具有从其中穿过的进气开口的呼吸器罩子；以及形状稳定的进气歧管，所述进气歧管相对于所述呼吸器罩子以 可拆卸的方式设置，具有穿过所述呼吸器罩子的所述进 气开口延伸的进气管，并具有位于所述呼吸器罩子内的 与所述进气管流体连通的多个输气管。
11. 根据权利要求10所述的呼吸器组件，还包括以可拆卸的方式设置于 所述呼吸器罩子内部并且与所述进气歧管相连的头部带具，所述头 部带具用于接合使用者的头部以将所述呼吸器罩子支承在所述使用 者的头部上。
12. 根据权利要求10所述的呼吸器组件，其中每个所述输气管都具有邻 近所述使用者的面部的出气口 。
13. 根据权利要求10所述的呼吸器组件，其中所述进气歧管的所述输气管相对于所述进气管对称设置。
14. 根据权利要求10所述的呼吸器组件，其中所述呼吸器罩子是非形状稳定的。
15. 根据权利要求10所述的呼吸器组件，其中至少一个所述输气管为在 所述使用者头部的上方延伸的上输气管。
16. 根据权利要求15所述的呼吸器组件，其中所述输气管中的两个输气 管为上输气管，每一个所述上输气管都大致在所述使用者头部的各 侧的上方延伸。
17. 根据权利要求IO所述的呼吸器组件，还包括与所述进气歧管的所述进气口流体连通的可呼吸空气供应源。
18. —种用于呼吸器罩子的形状稳定的进气歧管，所述呼吸器罩子具有 从其中穿过的进气开口，所述形状稳定的进气歧管包括延伸穿过所 述呼吸器罩子的所述进气开口的进气管以及与所述进气管流体连通 的多个输气管，每个所述输气管都具有设置于所述呼吸器罩子内部 的出气口。
19. 根据权利要求18所述的进气歧管，还包括位于所述呼吸器罩子内部的头部带具，其用于将所述进气歧管 支承在使用者的头部上。
20.根据权利要求18所述的进气歧管，其中所述输气管相对于所述进气 管对称设置。
全文摘要
一种呼吸器组件，具有呼吸器罩子，所述罩子的正面包括面盔，背面包括进气开口。所述呼吸器组件还具有形状稳定的歧管，所述歧管具有延伸穿过所述罩子的所述进气开口的进气管，并具有位于所述罩子内部，与所述进气管流体连通的多个输气管。
文档编号A62B7/00GK101622035SQ200880007002
公开日2010年1月6日 申请日期2008年3月21日 优先权日2007年3月23日
发明者加里·J·沃克, 安德鲁·墨菲, 德斯蒙德·T·柯伦 申请人:3M创新有限公司
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