可重复使用的呼吸器
1.相关专利申请的交叉引用
2.本技术要求2021年3月10日提交的美国临时申请号63/159,034和2021年3月15日提交的美国临时申请号63/161,181的权益和优先权，这些临时申请的全部内容通过援引并入本文。
3.发明背景
4.本发明总体上涉及安全装备的领域。本发明具体涉及在可能存在有毒物质的环境中使用的呼吸器、和/或用于呼吸器的储存系统，该储存系统允许有毒化学品从被储存的呼吸器中逸出。
技术实现要素：
5.本发明的一个实施例涉及一种可重复使用的呼吸器，该可重复使用的呼吸器包括面部护罩、包绕该面部护罩的边沿、以及鼻件。该鼻件围绕用户的鼻子和嘴巴创建鼻子密封件。该鼻子密封件限定了呼吸区。该可重复使用的呼吸器进一步包括面部密封件和吸气通路。该面部密封件与边沿和面部护罩一起在用户面部上创建了外部密封件。在外部密封件与鼻子密封件之间限定了面罩区。该吸气通路包括导管。该导管包括刚性地联接至该鼻件的第一端和与该第一端相反的第二端，该第二端包括过滤器滤芯接合结构。该导管进一步包括在该第一端与该第二端之间延伸的侧壁，该侧壁具有外表面和内表面。该导管包括通道和通气口，该通道由侧壁的内表面限定，该通道延伸穿过该导管以提供进入该呼吸区中的直接通路。该通气口穿过该侧壁，被定位在该过滤器滤芯接合结构与该导管的第一端之间的位置处，使得来自该导管内的空气与该面罩区连通。该可重复使用的呼吸器包括被配置为联接至该导管的过滤器滤芯接合结构的过滤器滤芯组件、和呼气通路。该呼气通路包括联接至鼻件的呼气导管、和联接至该呼气导管的外端的盖件。
6.本发明的另一实施例涉及一种呼吸器，该呼吸器包括护罩、包绕该护罩的边沿、以及鼻件。该鼻件围绕用户的鼻子和嘴巴创建鼻子密封件。该可重复使用的呼吸器进一步包括面部密封件和吸气通路。该面部密封件与该边沿和该护罩一起在用户面部上创建了外部密封件。在外部密封件与鼻子密封件之间限定了面罩区。该吸气通路包括导管。该导管包括刚性地联接至该鼻件的第一端和与该第一端相反的第二端，该第二端包括过滤器滤芯接合结构。该导管进一步包括在该第一端与该第二端之间延伸的侧壁，该侧壁具有外表面和内表面。该导管包括通道和通气口，该通道由侧壁的内表面限定，该通道延伸穿过该导管以提供进入该鼻件中的直接通路。该通气口穿过该侧壁，被定位在该过滤器滤芯接合结构与该导管的第一端之间的位置处，使得该通气口在该鼻件之外。该可重复使用的呼吸器包括被配置为联接至该导管的过滤器滤芯接合结构的过滤器滤芯组件、和呼气通路。该呼气通路包括联接至鼻件的呼气导管、和联接至该呼气导管的外端的盖件。
7.本发明的另一实施例涉及一种呼吸器储存装置。该储存装置包括基部，该基部具有包括内表面的底壁和从该底壁向上延伸的侧壁，该侧壁包括侧壁内表面。该底壁的内表面和该侧壁内表面一起限定了内部腔室。该储存装置进一步包括联接至基部的可密封盖
子。该盖子包括面向外的表面、面向内的表面、在该面向外的表面与该面向内的表面之间延伸的多个通气孔、以及聚合物膜。该聚合物膜沿着该面向内的表面定位在该多个通气孔下方。该聚合物膜允许从呼吸器中释放的气体穿过该多个通气孔逸出。
8.本发明的一个实施例涉及一种可重复使用的呼吸器，该呼吸器包括边沿，该边沿包绕护罩，该护罩与面部密封件一起在用户面部上创建外部密封件。该可重复使用的呼吸器进一步包括噪音件，该鼻件围绕用户的鼻子和嘴巴创建鼻子密封件，使得该鼻子密封件围绕用户的嘴巴和鼻子限定了呼吸区，并且在鼻子密封件与外部密封件之间限定了面罩区。该可重复使用的呼吸器包括吸气通路，该吸气通路包括从呼吸器的外部延伸到鼻件中的导管。该吸气通路包括主吸气阀。该可重复使用的呼吸器包括呼气通路，该呼气通路具有刚性地联接至该呼气通路的外端的盖件。该吸气通路包括在该吸气通路的外端处、被配置用于附接过滤器滤芯组件的附接结构。该主吸气通路包括位于滤芯连接部与鼻件之间的通气开口，使得吸气通路与面罩区流体连通。以此方式，吸气通路创建双空气流入通路，以将经过滤的空气递送至呼吸区和面罩区两者。在一些实施例中，该鼻件包括次吸气阀，以创建供经过滤的空气从面罩区进入鼻件中的次通路，当用户吸进时，该次吸气阀打开。在一些这样的实施例中，吸气阀沿着主吸气通路邻近于鼻件定位，并且在此实施例中，通气开口定位在滤芯连接部与吸气阀之间。
9.本发明的另一实施例涉及一种具有多个滤芯附接凸角的呼吸器，每个滤芯附接凸角具有与其他凸角不同的大小和/或形状。这些凸角围绕吸气通路的外端定位并且其形状和位置被设计为联接至过滤器滤芯的协作配合结构。每个凸角具有与其他凸角不同的径向尺寸和宽度尺寸。当用户将滤芯附接至呼吸器时，凸角尺寸意指滤芯仅可以以单一取向对准，从而在滤芯与该吸气通路的外端之间创建更鲁棒的连接。在一个实施例中，呼吸器是全罩式呼吸器，其带有限定了面罩区的护罩或透镜；并且在另一个实施方案中，该呼吸器是没有护罩的半罩式呼吸器。
10.本发明的另一实施例涉及一种用于可重复使用的呼吸器的储存系统。大到足以容装呼吸器的储存箱包括可密封盖子，该盖子具有被放在盖子内侧在多个穿孔下方的单向膜。该单向膜用作阀，用于允许气体和/或液体逸出箱，同时限制灰尘、空气、化学品、液体等进入该箱中。应理解的是，在多个不同的实施例中，储存箱可以装配全罩式呼吸器或半罩式呼吸器以及滤芯和附加的附件(例如安全眼镜)。
11.在以下的详细描述中将阐述附加的特征和优点，并且对于本领域技术人员而言，从描述中或者通过实践如在书面描述中及其权利要求以及附图中描述的实施例将清楚这些附加的特征和优点的一部分。应当理解，上面的一般性描述和以下详细描述都是示例性的。
12.包含附图是为了提供进一步的理解，并且附图被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图展示了一个或多个实施例，并且与说明书一起用于解释多个不同的实施例的原理和操作。
附图说明
13.从以下结合附图的详细描述中，将更充分地理解本技术，在附图中，同样的附图标记指代同样的元件，其中：
14.图1是根据示例性实施例的全罩式呼吸器的前视图。
15.图2是根据示例性实施例的图1的全罩式呼吸器的俯视立体图。
16.图3是根据示例性实施例的图1的全罩式呼吸器在护罩被移除时其鼻件和吸气通路的详细立体图。
17.图4是根据示例性实施例的图1的全罩式呼吸器的吸气通路的右侧立体图。
18.图5是根据示例性实施例的图1的全罩式呼吸器的吸气通路的左侧立体图。
19.图6是根据示例性实施例的联接至过滤器滤芯的协作配合结构上的滤芯附接结构的详细立体图。
20.图7是根据示例性实施例的滤芯附接结构的平面视图。
21.图8是根据示例性实施例的主吸气通路的附接凸角的详细平面视图。
22.图9是根据示例性实施例的主吸气通路的附接凸角的详细平面视图。
23.图10是根据示例性实施例的用于可重复使用的呼吸器的储存箱的前视图。
24.图11是根据示例性实施例的图10的储存箱的俯视图。
25.图12是根据示例性实施例的包括聚合物层的储存箱盖子的仰视图。
26.图13是根据示例性实施例的半罩式呼吸器的右侧立体图。
具体实施方式
27.总体参考附图，示出了可重复使用的呼吸器和用于呼吸器的储存箱的多个不同实施例。如本文所讨论的，申请人对可重复使用的呼吸器的功能进行了一系列改进。在一个实施例中，吸气通路包括从呼吸器外部延伸到鼻件中的导管。导管提供了供经过滤的空气到环绕用户的鼻子和嘴巴的内部密封区(被示为呼吸区)的直接通路。到呼吸区的直接通路对用户提供了呼吸阻力的减小。吸气通路包括位于滤芯连接部与鼻件之间的通气开口，以创建供经过滤的空气到面罩区中的直接通路。新鲜空气持续流经该通气口进入面部密封件与鼻件之间的面罩区中。位于鼻件的侧面上的次吸气阀提供了当用户吸进时经过滤的空气从面罩区进入呼吸区中的次通路。当用户呼出时，呼出的空气穿过呼气阀直接从鼻件排出。这些双吸气通路允许大部分空气流到呼吸区中，同时向面罩区持续提供新鲜空气以防止面部护罩由于积聚湿气(例如汗水)而起雾。
28.在另一实施例中，可重复使用的呼吸器包含多个滤芯附接凸角，每个滤芯附接凸角具有与其他凸角不同的大小和/或形状。这些滤芯附接凸角联接至过滤器滤芯组件(其包括过滤系统)的协作配合结构。在其他实施例中，过滤器滤芯组件可以是管(例如papr、scba等)。空气流经过滤系统进入吸气通路中。每个凸角具有与其他凸角不同的径向尺寸和宽度尺寸。当用户将滤芯附接至呼吸器时，凸角尺寸意指过滤器滤芯组件仅可以以单一取向对准，从而在滤芯与该吸气通路的外端之间创建更鲁棒的连接。这种凸角设计使滤芯安装过程更加直观、并且防止滤芯与吸气通路之间的强行连接，从而确保罩用户获得适当的空气过滤。应理解的是，滤芯附接凸角可以类似地定位在过滤器滤芯上，而协作配合结构定位在吸气通路上。
29.在另一实施例中，示出了一种用于呼吸器的改进的储存系统。大到足以容装呼吸器、滤芯和附件的储存箱包括可密封盖子。该可密封盖子包括穿孔、以及被放在该盖子内侧在穿孔下方的单向膜。穿孔与膜的组合允许气味、有毒化学品和湿气在呼吸器储存时逸出
该箱。单向膜的特性防止灰尘、化学品或液体穿过穿孔行进到储存箱中。这种储存系统允许用户在两次使用之间对防护装备进行通气，从而降低先前接触的有毒化学品、液体或气味残留在呼吸器上的可能性以便后续使用。在特定实施例中，储存箱包括用于分隔呼吸器罩、滤芯、和附件的排列部件(例如托盘)。
30.参考图1至图2，示出了可重复使用的呼吸器(被示为全罩式呼吸器10)的多个不同方面。呼吸器10包括边沿12，该边沿包绕护罩(被示为面部护罩14)，该护罩与面部密封件16一起在用户面部上创建限定了面罩区18的外部密封件。护罩14由允许用户观察周围区域的材料(例如透明、半透明等)制成。呼吸器10进一步包括鼻件20、至少一个吸气通路(被示为一对主吸气通路22)、呼气通路24(其包括联接至呼气阀盖件25的呼气导管27)、以及联接至主吸气通路22的过滤器滤芯组件30。过滤器滤芯组件30包括顶部盖件32、下部盖件34、以及多个不同的过滤部件(例如，褶式过滤器、炭层、非织造织物层)。如下文更详细讨论的，吸气通路22各自包括在吸气期间打开的阀，并且呼气通路24包括在呼气期间打开的阀。参考图2至图3，呼吸器10进一步包括鼻子密封件28，该鼻子密封件围绕用户的鼻子和嘴巴创建限定了呼吸区29的密封内部区。主吸气通路22提供了供经过滤的空气进入呼吸区29中的直接通路，如箭头36所示。在呼气通路24的两侧，吸气通路22刚性地联接至鼻件20。吸气通路22各自包含由连续边缘42限定的通气口(被示为狭缝40)。狭缝40为经过滤的空气创造了分流通路，如箭头38所示。新鲜空气穿过狭缝40持续流到面罩区18(例如，流体连通)，从而在吸气期间通过向面罩区18中提供经过滤的新鲜空气来减少/防止护罩14起雾。在特定实施例中，吸气通路22将空气引导到呼吸区29中，同时将至少一部分空气提供到面罩区18中从而防止护罩14在操作者吸气时起雾。
31.位于鼻件20的、总体上在主吸气通路22上方的这侧上的一对次吸气阀44提供了在用户吸进或吸气时经过滤的空气进入呼吸区29中(箭头46所示)的第二通路。当用户呼出或呼气时，呼出的空气直接从鼻件20移动穿过呼气通路24、尤其穿过呼气导管27。呼气导管27联接至鼻件20的前部分并且至少部分地被接纳在其内。在特定实施例中，呼气导管27定位在一对主吸气通路22之间(例如，位于中间或中心位置)。呼气导管27进一步包括阀(例如隔膜)，该阀定位在呼气导管27内并且在呼气阀盖件25的后方(在图3所示的取向)。图2完全地示出了空气流穿过呼吸器10的通路。
32.参考图4至图9，示出了根据示例性实施例的呼吸器10的过滤器滤芯附接结构的多个不同方面。参考图4至图5，示出了主吸气通路22的细节。吸气通路22由导管50形成，该导管具有联接至鼻件20并且至少部分地被接纳在其内的第一端或内端51和带有过滤器滤芯接合结构52的第二端或外端53。导管50包括在第一端51与第二端53之间延伸的侧壁，该侧壁包括外表面和内表面78。穿过导管50的侧壁在过滤器滤芯接合结构52与导管50的第一端51之间定位了狭缝40。过滤器滤芯接合结构52包括允许联接至与滤芯下部盖件34的第一滤芯附接凸角54、第二滤芯附接凸角56、以及第三滤芯附接凸角58。箭头59示出了供新鲜空气直接到达鼻件20和呼吸区29的主通路，并且箭头60示出了供新鲜空气到达面罩区18的直接通路。
33.参考图6，示出了滤芯附接凸角54、56、58与下部盖件34正确装配的唯一取向。下部盖件34包含底部内表面62，该底部内表面具有由边缘64限定的大体圆形凹陷63。大体圆形凹陷63包括下表面66。下表面66包括第一缺口68，该第一缺口与滤芯附接凸角54的尺寸相
匹配。下表面66的第二缺口72与滤芯附接凸角56的尺寸相匹配，并且第三缺口70与滤芯附接凸角58的尺寸相匹配。滤芯附接凸角54、56、58的不同大小和形状实现过滤器滤芯组件30、更具体地下部盖件34刚性地联接至过滤器滤芯接合结构52的单一取向。
34.参考图7至图8，示出了过滤器滤芯接合结构52的平面视图。主吸气通路22进一步包括阀(被示为隔膜74)。隔膜74具有由导管50的内表面78限定的外边缘76。内表面78由内直径d1限定。导管50进一步包括外直径d2。隔膜74用作密封主吸气通路22的通道61。通道61由导管50侧壁的内表面78限定。在多个不同的实施例中，d1在d2的79％至99％之间、具体地在d2的84％至94％之间、更具体地在d2的86％至92％之间。在特定实施例中，d1在d2的88％至90％之间，并且在此类实施例中，d2为约26毫米(例如，26毫米加或减2毫米)。
35.参考图8至图9并且如上所述，每个滤芯附接凸角54、56、58具有独特的大小和形状，申请人已经确定这种大小和形状提供高水平的密封接合、以及易于对准并且准许过滤器滤芯仅在正确取向时附接。每个滤芯附接凸角54、56、58包括由半径r1、r2、r3和弧长l1、l2、l3限定的最外边缘。在多个不同的实施例中，l3在l1的50％至75％之间、具体地在l1的60％至70％之间、更具体地在l1的65％至70％之间。在特定实施例中，l3具体在l1的65％至67％之间，并且在此类实施例中，l1为约36毫米(例如，36毫米加或减2毫米)。在多个不同的实施例中，l3在l2的50％至90％之间、具体地在l2的60％至90％之间、更具体地在l2的70％至90％之间。在特定实施例中，l3在l2的75％至85％之间、并且具体在l2的79％至81％之间，并且在此类实施例中，l2为约30毫米(例如，30毫米加或减2毫米)。在特定实施例中，弧长l1的中心点80与弧长l3的中心点82之间的距离由被示为中心角a(为120
°
)的角度限定。如图9所示，滤芯附接凸角58是倒角的。在特定实施例中，附接凸角58的倒角的尺寸如图9所示。该倒角结构为滤芯附接凸角与过滤器滤芯之间的对准提供额外的指示。
36.在多个不同的实施例中，r1在r2的50％至99％之间、具体地在r2的65％至99％之间、更具体地在r2的70％至95％之间。在特定实施例中，r1在r2的90％至99％之间、具体地在r2的91％至93％之间，并且在此类实施例中，r2为约17毫米(例如，17毫米加或减2毫米)。在多个不同的实施例中，r2在r3的50％至99％之间、具体地在r3的65％至99％之间、更具体地在r3的70％至95％之间。在特定实施例中，r2在r3的90％至99％之间、具体地在r3的92％至94％之间，并且在此类实施例中，r3为约18毫米(例如，18毫米加或减2毫米)。
37.参照图10至图12，示出了根据示例性实施例的呼吸器储存系统或装置(被示为箱100)。箱100包括基部102和盖子104。基部102包括底壁112和从底壁112向上延伸的侧壁106。底壁112和侧壁106两者的内表面一起限定了内部内容物腔室107。底壁112和侧壁106还包括限定了箱100的外部表面的外表面108、从基部102的底壁112向下延伸的底部唇缘110、以及一对夹具116。夹具116联接至侧壁106的总体上平行于长轴114的部分。盖子104联接至手柄118。
38.参考图11，示出了盖子104的多个不同方面。盖子104包括面向上的总体上水平的表面120(例如，总体上垂直于侧壁106或为90
°±
10
°
)，该表面具有多个通气孔(被示为方形孔122)。方形孔122延伸穿过盖子104的面向上的总体上水平的表面120，从而使内部内容物腔室107与外部空气连通。在该实施例中，所示的孔122被布置成矩形网格图案，其长轴总体上平行于箱100的长轴114定向。箭头121指示了潜在有毒化学品离开储存箱100的移动方向。盖子104进一步包括与纵向轴线114平行的夹具凹窝124，以允许夹具116将盖子104锁到
基部102上。应理解的是，通气孔和过滤系统可以类似地定位在箱的任何其他表面上。
39.手柄118包括一对凸起126，这对凸起穿过一对孔127延伸到手柄连接凹陷128中，以面朝长轴114方向将手柄118联接至盖子104。图11示出了手柄118在竖直位置和手柄118折叠到手柄凹陷130中时的水平位置。手柄凹陷130以总体上平行于箱100的长轴114的取向位于手柄连接凹陷128之间。
40.参考图12，示出了箱100的过滤机构的多个不同方面。并且，箭头121指示了潜在毒素和/或湿气离开储存箱100的移动方向。这些毒素穿过单向通气口结构(被示为单向聚合物膜131)逸出。聚合物膜131允许从呼吸器(比如呼吸器10或半罩式呼吸器200)释放的气体穿过该多个通气孔122逸出。
41.在所示的特定实施例中，聚合物膜131具有大体矩形形状并且被放在盖子104的面向下的水平表面132上、在该多个方形孔122的下方。在其他实施例中，聚合物膜可以具有其他形状(例如多边形、圆形、卵形等)。聚合物膜131被定向为使得第一边缘134总体上平行于长轴114，并且第二边缘136总体上平行于短轴138。在特定实施例中，该膜由聚四氟乙烯(ptfe)形成。在其他实施例中，聚合物膜可以由聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、聚氯乙烯(pvc)、纤维素或其他具有疏水特性的聚合物形成。
42.参考图13，示出了可重复使用的呼吸器(被示为半罩式呼吸器200)的多个不同方面。一般来说，除了本文讨论的区别之外，呼吸器200与呼吸器10基本上相同。特别地，如上文讨论的，呼吸器200包括带有附接凸角54、56和58的过滤器滤芯接合结构52。然而，与全罩式呼吸器10不同，呼吸器200不包括面部护罩和创建面罩区的相关部件。类似地，主吸气通路22没有通气开口，因此不存在双气流通路。此外，半罩式呼吸器200的鼻件20也不包括次吸气阀。
43.呼吸器200包括联接至噪音件20的轭204。轭204包括中心盖件206，该中心盖件刚性地联接至呼气通路的外端，使得该中心盖件被定位成覆盖呼气通路。呼吸器200进一步包括定位在呼气通路和中心盖件206两侧的束带208。束带208被夹在轭204与位于中心盖件206两侧的侧盖件210之间从而固持呼吸器200上。侧盖件210包括指示符，被示为束带208的锁定指示符212。锁定指示符212可以通过贴纸或激光蚀刻来施加。
44.应理解，附图详细展示了示例性实施例，并且应理解，本技术不限于在说明书中阐述或在附图中展示的细节或方法。还应理解，术语仅是出于描述的目的而不应被认为是限制性的。
45.鉴于本描述，本发明的各个方面的进一步修改和替代性实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，本说明书应被解释为仅是展示性的。在各种示例性实施例中示出的构造和布置仅是展示性的。虽然在本披露内容中仅详细描述了几个实施例，但是在实质上不脱离本文所描述的主题的新颖的传授内容和优点的情况下，可以进行许多修改(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等的改变)。被示出为一体地形成的一些元件可以由多个部分或元件构造而成，元件的位置可以颠倒或以其他方式改变，并且离散元件的性质或数量或位置可以更改或改变。根据替代性实施例，任何过程、逻辑算法或方法步骤的次序或顺序都可以改变或重新排序。还可以对多个不同示例性实施例的设计、操作条件和安排作出其他的替代、修改、改变和省略，而不背离本发明的范围。
46.本发明的多个不同实施例涉及其中的任何特征的任何组合，并且在本技术或将来的申请中可以要求保护任何这样的特征组合。上面讨论的任何示例性实施例的任何特征、元件或部件都可以单独使用，或者与上面讨论的任何其他实施例的任何特征、元件或部件相结合使用。
47.在各种示例性实施例中，附图中所示的相对尺寸(包括角度、长度和半径)是成比例的。对附图的实际测量将披露各种示例性实施例的相对尺寸、角度和比例。各种示例性实施例扩展到围绕可以从附图确定的绝对和相对尺寸、角度和比例的各种范围。各种示例性实施例包括可以从附图确定的一个或多个相对尺寸或角度的任何组合。进一步地，本说明书中未明确陈述的实际尺寸可以通过使用附图中测得的尺寸的比率结合本说明书中陈述的明确尺寸来确定。