[发明专利]具有动态支承结构和褶状过滤结构的呼吸器

说明书

本发明涉及过滤式面罩呼吸器，该呼吸器能在纵向上伸展或收缩以适应佩戴者颌部的运动。该呼吸器的伸展是通过在面罩主体中采用可移动的支承结构结合褶状过滤结构实现的。

背景技术

呼吸器通常佩戴于人的呼吸通道上，用于实现以下两个常见目的中的至少一个：(1)防止杂质或污染物进入佩戴者的呼吸道；以及(2)保护其他人或物不暴露于佩戴者呼出的病原体和其他污染物。在第一种情况下，在空气中存在对佩戴者有害的颗粒的环境中佩戴呼吸器，例如汽车车身修理店。在第二种情况下，在对其他人或物可能造成污染的环境中佩戴呼吸器，例如手术室或洁净室。

一些呼吸器被归为“过滤式面罩”，因为其面罩主体本身可用作过滤装置。与使用结合了可连接的滤筒(参见(例如)授予Yuschak等人的美国专利RE39,493)或嵌件成型过滤元件(参见(例如)授予Braun的美国专利4,790,306)的橡胶或弹性体面罩主体的呼吸器不同，过滤式面罩呼吸器的整个面罩主体的大部分由过滤介质构成，使得无需安装或更换滤筒。因此，过滤式面罩呼吸器重量相对较轻并且易于使用。

过滤式面罩呼吸器通常属于以下两类呼吸器的一类，即成形呼吸器和折叠放平呼吸器。

成形呼吸器差不多被永久性成型为所需的适应面部的构型，并且在存储和使用期间通常保持这种构型。成形过滤式面罩呼吸器通常包括模制的支承性外壳结构(通常称为“成形层”)，该支承性外壳结构一般是由热粘合纤维或多孔塑料网制成。成形层主要被设计成为过滤层提供支承。相对于过滤层，成形层可存在于面罩的内部上(靠近佩戴者的面部)，或者可存在于面罩的外部上，或同时存在于内部和外部上。公开了支承过滤层的成形层的专利例子包括授予Berg的美国专利4,536,440、授予Dyrud等人的美国专利4,807,619、授予Skov的美国专利4,850,347和授予Huber等人的美国专利Des.285,374。

在已知的成形过滤式面罩呼吸器中，过滤层一般都通过缠结在层之间界面处的纤维或通过将纤维粘合到成形层而连接到成形层。作为另外一种选择，可以使用合适的粘合剂(参见授予Angadjivand等人的美国专利6,923,182和6,041,782)将过滤层粘合到成形层外壳的整个内表面上。还可以在面罩主体的周边焊接已知的过滤式面罩呼吸器，以将组装层结合到一起。

与成形呼吸器不同，折叠放平呼吸器是放平存放，但其包括接缝、褶绉和/或折线，使得其面罩主体在打开后呈适合使用的杯状构型。折叠放平过滤式面罩呼吸器的例子在授予Bostock等人的美国专利6,568,392和6,484,722以及授予Chen的美国专利6,394,090中示出。一些市售的褶状呼吸器被设计为具有褶状结构，当把这种呼吸器放置在佩戴者的面部上时，其褶状结构可以打开或扩展。这些已知的褶状产品通常不使用支承结构来限定呼吸器面罩主体的形状。另外，已知的市售褶状呼吸器一般没有针对佩戴者的面部采用分隔式佩戴设计，并且无法沿其周边与佩戴者的脸部紧密贴合。这类褶状呼吸器主要用在可能对其他人或物造成污染的环境中。在这些工作环境中，佩戴者可能接触到的杂质或污染物实际上往往是很短暂的，例如飞溅的液体。因此，呼吸器构造时不再采用能沿其周边提供与佩戴者面部紧密贴合，并且提供与佩戴者面部分隔的杯状气室的支承结构。褶状过滤式面罩的例子在以下美国专利文档中示出：授予Jensen的7,036,507、授予Wolfe的6,474,336、授予White的4,248,220、授予Parker的4,300,549、授予Spence等人的2006/0130841以及授予Chang的2005/0096524。

发明内容

如上所述，设计过滤式面罩呼吸器领域的技术人员已开发了在预成形面罩主体中支承过滤层的多种方法。然而，目前设计的面罩主体通常为无法适应佩戴者颌部运动的非动态结构。呼吸器佩戴者在工作时通常需要与其同事交谈。在交谈时发生的颌部运动能导致面罩主体在佩戴者面部上发生位移。当呼吸器在佩戴者面部上从其所需位置发生位移时，可能为污染空气未经过滤地进入面罩内部创造机会。此外，张开颌部往往会把面罩主体向下拉，从而夹紧鼻部。因此，常规呼吸器的非动态结构可能会对佩戴者产生不舒适感。