[发明专利]具有单向阀的面罩

说明书

本发明提供具有用于在面罩内部与面罩外部之间移动空气的单向阀的面罩。

在污染环境中工作的人通常都会佩戴面罩保护自己，以免吸入空气中的污染物。为了提高将温暖潮湿的呼出空气从面罩内部空间排出的效果，制造商通常会安装呼气阀来讯速清除面罩内部温暖潮湿的呼出空气。迅速移除呼出的空气使面罩内部更加凉爽，继而有益于工人的安全，因为面罩佩戴者不太可能从脸上取下面罩来去除面罩内湿热空气。

多年来，商用面罩使用“按钮式”呼气阀来清除面罩内部的呼出空气。按钮式阀通常采用薄的、圆形的柔性阀瓣作为动态机械元件，让呼出的空气从面罩内部逸出。所述阀瓣在其中心处通过中心柱安装在阀座上。按钮式阀的实例示于美国专利No.2,072,516、2,230,770、2,895,472和4,630,604中。人呼气时，阀瓣的周边部分从阀座升起，以允许空气从面罩内部逸出。

按钮式阀体现了在尝试改善佩戴者舒适度方面的进步，但是研究人员已做出其他改进，其中一个实例示于授予Braun的美国专利No.4,934,362中。该专利中描述的阀使用抛物面形的阀座和细长的柔性阀瓣。与按钮式阀相似，所述的Braun阀也有中心安装的阀瓣，并且具有阀瓣边缘部分，在呼气时，阀瓣边缘部分从密封表面升起，让呼出的空气从面罩内部逸出。

继Braun之后，Japuntich等人对呼气阀技术进行了另一项创新，参见美国专利No.5,325,892和5,509,436。Japuntich等人的阀使用一个以悬臂方式偏心安装的柔性阀瓣，以将打开阀所需的呼气压力降至最低。当使开阀压力最小化时，操纵阀所需的力量减小，这意味着佩戴者在呼吸时，可以不费力地将呼出的空气排出面罩内部。

在Japuntich等人的阀后引入的其他阀也使用了非中心装配的悬臂式柔性阀瓣，参见美国专利No.5,687,767(再发布为美国再公告专利RE37,974E)和6,047,698。具有这种构造的悬臂式阀有时称为“瓣式”呼气阀。涉及结合呼吸性面罩使用的单向阀的其他改进也在美国专利No.7,013,895、7,028,689和7,188,622(所有这些专利均授予Martin等人)以及美国专利申请公开No.2007/0144524(Martin)中有所描述。

发明内容

本发明提供包括单向阀的面罩。单向阀允许由面罩和佩戴者限定的内部气体空间和面罩外的外部气体空间流体连通。

在一些实施例中，结合本发明使用的单向阀可以包括隔膜，该隔膜包括在同一隔膜上形成的两个或多个阀瓣，并且每个阀瓣设置在阀基座上形成的开口上方。每个阀瓣包括自由边缘和与自由边缘大致相对的铰链。阀瓣可以描述为沿着铰链附接到隔膜上。

在其他实施例中，结合本发明使用的单向阀可以包括两个或更多个阀瓣，这些阀瓣被布置成使得两个或多个阀瓣在同一方向打开，因此经过此阀瓣组的空气(或其他气体)易于在一个方向上流动。在此类布置中，阀瓣可以描述为在同一方向上取向，使得一个阀瓣的自由边缘与另一个阀瓣的铰链邻接，并且两个或更多个阀瓣的铰链大致彼此平行。

在另一些其他实施例中，结合本发明使用的单向阀可以包括位于开口上方的阀瓣，其中阀瓣包括附接到阀基座的静止部分和可移动部分，铰链位于静止部分与可移动部分之间。阀瓣具有关闭位置，在该位置阀瓣接触密封表面以关闭开口；阀瓣还具有打开位置，在该位置阀瓣的可移动部分从密封表面升起，使得气体能够在面罩的内部气体空间与外部气体空间之间穿过。阀瓣的铰链优选地包括一个或多个穿透阀瓣形成的铰链槽以及一个或多个停靠部分，通过停靠部分将阀瓣的可移动部分连接到阀瓣的静止部分，其中阀瓣处于关闭位置时，一个或多个铰链槽位于密封表面外。

在使用中，结合本发明使用的单向阀的每个阀瓣包括：关闭位置，在该位置阀瓣接触环绕开口周边的密封表面以逆流方向关闭开口；和打开位置，在该位置阀瓣的至少一部分从密封表面升起，使得气体(如空气)能沿着相反方向流过开口。

本发明至少一些实施例的一个潜在优点是使用多个阀瓣(即两个或更多个阀瓣，可任选地位于一个隔膜上)可提供具有相对薄型且不会表现出不可接受的压降的单向阀。相比之下，传统的“瓣式”阀通常包括位于空气通过的单个孔上方的单个阀瓣。因此，单个阀瓣必须打开到相当大的程度才能使足够的空气通过阀门且不导致整个阀门上产生不可接受的压降。本发明的单向阀可以优选地具有这样的阀门高度(即高出周围面罩主体表面的高度)，即为传统瓣式阀的阀门高度的一半或略低一些(以便在占有面罩主体表面相等面积的阀门中获得相等的压降)。