專利名稱：：全面式呼吸保護(hù)裝置的制作方法全面式呼吸保護(hù)裝置
背景技術(shù)：
：給佩戴者提供可呼吸空氣源的呼吸保護(hù)裝置(也稱作呼吸器)被用于多種不同的應(yīng)用場(chǎng)合。呼吸器可用在空氣源可能被污染的火災(zāi)、軍事行動(dòng)以及危險(xiǎn)的工業(yè)應(yīng)用中。除了向鼻和口提供用于呼吸的潔凈空氣源外，全面式呼吸器還保護(hù)眼睛和面部免受有害的或刺激性的氣體以及其他物質(zhì)的傷害。該裝置還可包括用于接納可拆卸和可替換的過濾元件的安裝座或連接到空氣源的連接器。普遍使用的有幾種具體類型的呼吸器。已知的全面式呼吸器包括鏡片、用于將鏡片圍繞佩戴者面部裝配的面部密封件、以及用于向佩戴者面部提供空氣源的一個(gè)或多個(gè)口。呼吸器的許多部件可能妨礙佩戴者的視野，給作業(yè)中的佩戴者帶來問題。
發(fā)明內(nèi)容本
發(fā)明內(nèi)容并非意圖描述本文所提出的概念的各個(gè)公開實(shí)施例或每種實(shí)施方式。以下的附圖和描述更具體地舉例說明了示例性實(shí)施例。本發(fā)明提供了一種全面式呼吸保護(hù)裝置，包括面部密封件；用于向內(nèi)部氣體空間提供潔凈空氣的一個(gè)或多個(gè)部件；用于將面罩支撐在佩戴者面部上的帶具；以及連接到面部密封件并且有助于建立大于95%的有效視野和大于60%的周邊視野的鏡片。術(shù)語表下文提及的術(shù)語具有如下定義的含義"潔凈空氣"是指已過濾除去污染物或通過其他方式處理、可安全呼吸的一定體積的空氣或氧氣。"污染物"是指顆粒和/或通常不視為顆粒(例如有機(jī)蒸汽等)但可以在空氣中懸浮的其他物質(zhì)。"有效視野"(EFV)是指光到達(dá)用于測(cè)試的球面的百分比值，如在歐盟標(biāo)準(zhǔn)組織的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)I.S.EN136呼吸保護(hù)裝置-全面式面罩-要求、測(cè)試、標(biāo)記；1998版，第7.21部分視野(RESPIRATORYPROTECTIVEDEVICES-FULL-FACEMASKS-REQUIREMENTS，TESTING,MARKING;Version1998，Part7.21FieldofVision)中所述。"呼出的空氣"是指面罩佩戴者呼出的空氣。"外部氣體空間"是指呼出的氣體在穿過且離開全面罩式呼吸面罩后最終進(jìn)入的環(huán)境大氣空間。"全面式呼吸保護(hù)裝置"是指貼合人的鼻、口和眼的向佩戴者提供潔凈空氣的裝置。"吸氣過濾元件"是指一種流體可滲透結(jié)構(gòu)，空氣在被佩戴者吸入之前通過該結(jié)構(gòu)，使得能夠從空氣中去除污染物和/或顆粒。"吸氣閥"是指打開以讓流體進(jìn)入面罩內(nèi)部氣體空間的閥。"內(nèi)部氣體空間"是指呼吸面罩與人的面部之間的空間。"鏡片"是指由透光材料制成的裝置。"面罩主體"是指一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)至少能與人的鼻、口和眼貼合，并且?guī)椭薅ㄅc外部氣體空間隔離的內(nèi)部氣體空間。"周邊視野"(PFV)是指光到達(dá)在用于測(cè)試的測(cè)試頭部各側(cè)經(jīng)線60和120以及諱線90和110之間的球面的百分比值，如在歐盟標(biāo)準(zhǔn)組織的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)I.S.EN136呼吸保護(hù)裝置-全面式面罩-要求、測(cè)試、標(biāo)記；1998版，第7.21部分視野(RESPIRATORYPROTECTIVEDEVICES-FULL-FACEMASKS-REQUIREMENTS，TESTING,MARKING;Version1998，Part7.21FieldofVision)中所述。本文將參考附圖進(jìn)一步解釋本文提出的概念，其中在幾個(gè)視圖中可以闬相同的附圖標(biāo)記來表示相同的結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)元件。圖1是由佩戴者佩戴的呼吸保護(hù)裝置10的軸測(cè)圖。圖2是呼吸保護(hù)裝置10的分解軸測(cè)圖。圖3是測(cè)試頭部70和球面72的示意性側(cè)視圖。圖4是測(cè)試頭部70和球面72的示意性后視圖。圖5是測(cè)試頭部70和球面72的示意性側(cè)視圖，示出周邊視野區(qū)80。圖6是測(cè)試頭部70和球面72的示意性后視圖，示出兩個(gè)周邊視野區(qū)80、82。盡管上述各圖示出了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，但正如本文中所提到的，還可以設(shè)想到其他的實(shí)施例。在所有情況下，本文所提出的概念是用于展示而不是限制本發(fā)明的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出許多其他的修改形式和實(shí)施例，這些修改形式和實(shí)施例也在本發(fā)明的原理的精神和范圍之內(nèi)。具體實(shí)施例方式圖1是全面式呼吸保護(hù)裝置10的軸測(cè)圖，全面式呼吸保護(hù)裝置10包括面部密封件14和用于將裝置10固定在佩戴者頭部12上的帶具16。單一的主體18形成與面部密封件14交界的交界部，以阻止外部空氣和污染物到達(dá)佩戴者的面部。鼻杯19連接到單一的主體18，并且包圍佩戴者12的鼻和口。提供框架20將單一的主體18夾緊在面部密封件14上。在操作期間，裝置10保護(hù)佩戴者12免受有害氣體、蒸汽和/或顆粒物質(zhì)的傷害。在單一的主體18中設(shè)置至少一個(gè)包括吸氣閥的口，以提供空氣入口和/或出口的連接。在某些情況下，使用獨(dú)立的吸氣口和獨(dú)立的呼氣口。圖2是裝置10的分解軸測(cè)圖。面部密封件14設(shè)計(jì)為提供與佩戴者面部的流體密封性的密封，以及與多種單一的主體結(jié)構(gòu)(如單一的主體18)交界的交界部。面部密封件14和單一的主體18—起構(gòu)成面罩主體，面罩主體限定外部氣體空間和佩戴者的內(nèi)部氣體空間之間的邊界。單一的主體18可支撐并帶有用于裝置10的多種功能部件。例如，依據(jù)裝置10使用的情況，佩戴者可選擇包括說話口和/或與動(dòng)力空氣源相連的連接部的具體的單一的主體。為了形成與單一的主體18交界的交界部，面部密封件14包括環(huán)形圈22。環(huán)形圈22可由彈性體橡膠(如硅橡膠)制成，其大小設(shè)計(jì)成包圍佩戴者的面部，以便不會(huì)明顯妨礙佩戴者的視野。單一的主體18形成與環(huán)形圈22內(nèi)表面24交界的交界部?？蚣?0包圍環(huán)形圈22的外表面26以提供夾緊力，從而將內(nèi)表面24與單一的主體18密封。單一的主體18包括底座30和與底座30成一整體的鏡片32。底座30構(gòu)成用于支撐呼吸裝置10中的功能部件的支撐結(jié)構(gòu)。這些功能部件可包括一個(gè)或多個(gè)鏡片、呼吸部件、說話部件、傳感器等。在所示出的實(shí)施例中，底座30支撐鏡片32、側(cè)濾筒34、排氣口36以及說話口38。在其他實(shí)施例中，單一的主體18不必包括單獨(dú)的底座和鏡片，而是具有與主體18的構(gòu)造類似的整體件。底座30可由耐高溫和耐化學(xué)試劑的熱塑性材料制成。例如，底座30可由工程級(jí)熱塑性塑料(如尼龍、Xenoy樹脂和/或其組合)制成。Xenoy樹脂是半結(jié)晶聚酯(例如聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET))和聚碳酸酯的共混物。Xenoy樹脂可得自馬薩l者塞州皮茨菲爾德的通用電氣塑料公司(GEPlasticsofPittsfield，Massachusetts)。如果需要，底座30可以是不透明的以阻止光線通過。底座可包括其他所需的物理特性，例如耐磨損、耐沖擊和/或耐焊渣。鏡片32由透明的工程級(jí)熱塑性塑料(如聚碳酸酯)制成，并被固定在底座30上。因此，底座30和鏡片32可由類似的或不同的材料制成。鏡片32可結(jié)合在底座30上以形成整體構(gòu)造。例如，鏡片32可以用化學(xué)方式、機(jī)械方式或熱方式結(jié)合在底座30上。例如，鏡片32可以模制或用其他方式制成，并且使用如模制或焊接方法固定在底座30上。作為另外一種選擇，鏡片和底座可同時(shí)制造。在任何情況下，在底座30和鏡片32之間形成流體密封性的密封。另外，整個(gè)鏡片32可以是透明的，并且可使用涂覆處理以增加耐化學(xué)性和/或抗劃傷性。如圖所示，單一的主體18包括鏡片部分和包含流體連通/附連部件的部分。對(duì)于不同的應(yīng)用，鏡片32可為多種類型，例如帶色的、透光的、偏振的、自動(dòng)顏色變深等。由于底座30包括裝置10的功能部件，所以鏡片32不必包括這些部件，這可減少鏡片32的材料用量并且可降低鏡片32的復(fù)雜性。因此，對(duì)單一的主體18和裝置10的整體構(gòu)造的設(shè)計(jì)可集中于對(duì)視野區(qū)域很重要的光學(xué)特性，而不會(huì)由于支撐其他部件所需的復(fù)雜性而影響這些特性。例如，可減少和/或去除可能干擾佩戴者視野的結(jié)構(gòu)性幾何形狀和/或其他元件。然而，應(yīng)當(dāng)維持密封件14和佩戴者12面部之間的適當(dāng)貼合和密封，用以在危險(xiǎn)的情況下提供足夠的保護(hù)而無需向裝置IO添加另外的輪廓和/或重量。鏡片32可具有圓柱形的橫截面，當(dāng)從側(cè)面輪廓觀察呼吸保護(hù)裝置的合適佩戴者時(shí)，圓柱形的橫截面可延伸至佩戴者眼睛后面。為達(dá)到此目的，面部密封件14以及框架20可延伸至眼睛的后面，以建立如下所述的EFV和PFV。另外，面部密封件14可延伸至合適的佩戴者12的下巴之下。"合適的佩戴者"是其頭部大小能合適地貼合面罩的人。在一個(gè)實(shí)例中，相對(duì)于佩戴者12來說，鏡片32為繞直立軸線的圓柱形。在一個(gè)實(shí)施例中，軸線在與豎直方向成+/-30°的范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，軸線在與豎直方向成0-30°的范圍內(nèi)。在又一個(gè)實(shí)施例中，軸線在與豎直方向成20-30。的范圍內(nèi)。另外，底座30的底部可傾斜地朝向鏡片32，以防止濾筒34和/或其他部件干擾佩戴者的視野。側(cè)濾筒34可包括含有合適的空氣處理介質(zhì)的吸氣過濾元件，使得佩戴者將從裝置10的外部呼吸環(huán)境空氣，然后環(huán)境空氣通過空氣處理介質(zhì)過濾，或以其他方式處理從而對(duì)呼吸和/或與皮膚接觸是安全的。作為另外一種選擇，空氣源軟管可連接到流體吸入部件上，以將潔凈空氣輸送給佩戴者。濾筒34是可拆除的，以允許其他濾筒連接到底座30上。一旦佩戴者12呼吸潔凈空氣，則空氣可作為呼出的空氣通過排氣口36排出。閥蓋37設(shè)置為蓋在排氣口36上，以阻止污染物通過排氣口36進(jìn)入。說話口38可放大佩戴者的聲音，或者用其它方式將佩戴者的聲音傳遞到裝置10的外面。為了使單一的主體18密封到面部密封件14上，將單一的主體18和環(huán)形圈22的內(nèi)邊緣24接觸。單一的主體18可包括具有肋的通道，以便為面部密封件14和單一的主體18之間的交界部提供更為可靠的密封。然后，將框架20置于環(huán)形圈22的外邊緣26周圍，其中框架20可以是鎖定帶或箍。框架20只是可用于將面部密封件14夾緊在單一的主體18上的機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。也可使用其他適合的機(jī)構(gòu)。在所示的實(shí)施例中，可使用緊固件40提供外表面26周圍的夾緊力，使得在面部密封件14和單一的主體18之間形成密封的交界部。框架20包括第一孔42和第二孔44，以接納緊固件40。第二孔44可以帶螺紋，用以與緊固件40上的螺紋配合。呼吸裝置10被配置為建立大于95%的EFV和大于60%的PFV。這通過對(duì)鏡片形狀、流體吸入和排出位置以及面部密封件匹配性的適當(dāng)選擇來實(shí)現(xiàn)。對(duì)呼吸裝置10的評(píng)估是在沒有側(cè)濾筒34的條件下進(jìn)行的。因此，僅使用了面部密封件14、帶具16、單一的主體18以及框架20，這些在下文中將被稱作面罩。單一的主體18包括透明底座30和透明鏡片32。使用歐盟標(biāo)準(zhǔn)組織的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)I.S.EN136呼吸保護(hù)裝置-全面式面罩-要求、測(cè)試、標(biāo)記；1998版，第7.21部分視野(RESPIRATORYPROTECTIVEDEVICES-FU1X-FACEMASKS-REQUIREMENTS,TESTING,MARKING;Version1998，Part7.21FieldofVision)所描述的測(cè)試方法評(píng)估面罩。圖3-圖4示出測(cè)試頭部70和球面72。對(duì)于這項(xiàng)測(cè)試，面罩被裝配到測(cè)試頭部上，測(cè)試頭部帶有放置在眼部位置的光源74。測(cè)量通過面罩投射到由經(jīng)線和緯線標(biāo)記的半透明球面72上的光，以模擬可能通過面罩的視線范圍。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了投影76的周界，其內(nèi)邊界定義為EFV。光投射覆蓋全部EFV的面罩被認(rèn)為是具有100%的EFV，而光投射僅僅覆蓋0.9EFV區(qū)域的面罩被認(rèn)為是具有90%的EFV。除測(cè)量EFV之外，還要測(cè)量PFV。圖5-圖6示出周邊視野區(qū)80和周邊視野區(qū)82。PFV為在測(cè)試頭部一側(cè)的經(jīng)線60和120以及緯線90和110之間的球面，以及在測(cè)試頭部相對(duì)側(cè)的經(jīng)線60和120以及緯線90和110之間的球面。該空間限定了代表面罩佩戴者的側(cè)面或周邊視野的投射。使用EFV和PFV測(cè)試方法測(cè)試面罩。另外，也測(cè)試了市售的其他面罩。測(cè)試結(jié)果在下面的表1中給出。對(duì)該面罩的評(píng)估是在該面罩帶有附連的鼻杯但沒有連接濾筒的情況下進(jìn)行的。實(shí)例1是與上述呼吸裝置10相關(guān)的面罩。市售的全面式呼吸面罩的實(shí)例包括來自于北卡羅來納州門羅的斯科特健康安全公司(ScottHealthSafety)的ScottAV2000(實(shí)例2)和Sabreprotector(實(shí)例3);來自于喬治亞州勞倫斯維爾的ISI公司的1SI(實(shí)例4);來自于明尼蘇達(dá)州的圣保羅3M公司的3M6800(實(shí)例5);以及來自于羅德島克蘭斯頓的北美安全產(chǎn)品公司(NorthSafetyProducts)的North7600(實(shí)例6)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>正如表1給出的視野數(shù)據(jù)所示出的，只有與裝置10相關(guān)的面罩具有大于95%的EFV和大于60%的PFV的組合。這一視野系數(shù)組合使得面罩具有比其他實(shí)例面罩明顯改善的視野范圍。盡管已參考一些可供選擇的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以在形式和細(xì)節(jié)方面進(jìn)行更改。而且，根據(jù)需要，關(guān)于一個(gè)實(shí)施例所示和所述的特征可以與其他實(shí)施例的特征相結(jié)合。權(quán)利要求1.一種全面式呼吸保護(hù)裝置，包括(a)面部密封件；(b)一個(gè)或多個(gè)部件，其用于將潔凈空氣提供給內(nèi)部氣體空間；(c)帶具，其用于將面罩支撐在佩戴者面部上；以及(d)鏡片，其連接到所述面部密封件上，并且有助于建立大于95％的有效視野和大于60％的周邊視野。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的呼吸裝置，其中所述周邊視野大于70%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸裝置，其中所述周邊視野大于80%。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的呼吸裝置，其中所述有效視野大于98%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸裝置，其中所述有效視野大于99%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸裝置，其中所述有效視野大于98%，并且所述周邊視野大于80%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸裝置，其中所述鏡片具有繞豎直軸線的圓柱形橫截面。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸裝置，其中所述帶具連接到所述面部密封件上。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸裝置，其中當(dāng)從側(cè)面觀察所述佩戴者的輪廓時(shí)，所述面部密封件延伸到所述佩戴者眼睛的后面。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸裝置，其中當(dāng)從側(cè)面觀察所述佩戴者的全文摘要本發(fā)明涉及一種全面式呼吸保護(hù)裝置，包括面部密封件；用于將潔凈空氣提供給內(nèi)部氣體空間的一個(gè)或多個(gè)部件；用于將面罩支撐在佩戴者面部上的帶具；以及連接到所述面部密封件并且有助于建立大于95％的有效視野和大于60％的周邊視野的鏡片。文檔編號(hào)A62B7/00GK101415467SQ200780012216公開日2009年4月22日申請(qǐng)日期2007年3月28日優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日發(fā)明者詹姆斯·R·貝茨申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司