[发明专利]防毒面具和过滤芯子

说明书

本发明与防止气体或蒸汽的防毒面具和过滤芯子有关，它具有粘结的吸附剂过滤元件，安装该过滤元件的套管，以及使过滤元件保持在适当位置的套管的折叠边缘。

诸如活性炭之类的吸附剂颗粒通常用于防毒面具，以作气体或蒸汽的过滤器。这种过滤器一般按照吸附剂材料安装在过滤器里的方式进行分类，并包括填充型床式过滤器，装载型非织造的过滤器，装载型泡沫塑料过滤器，以及粘结的吸附剂过滤器。

在填充型床式过滤器里，吸附剂颗粒由覆盖着进口和出口区域的刚性栅格和丝网施加的、并传送通过颗粒床的压缩力而被约束在一容器里。实际上，所有的填充型床式过滤器是圆柱形的，具有稳定的厚度或床深，并具有平面的进口和出口。为了充填芯子，通常倾倒吸附剂颗粒使其通过丝网，并在它们落下时散开，由此形成一基本上以最大密度填充的一水平床。来自约束栅格和丝网的压缩力抑制颗粒移动，以使通过填充型床的沟流减小到最低程度。

美国专利第4,543,112号公布了填充型床式过滤器的一个例子。这个专利描述了依序安装第一弹性穿孔板，第一滞留滤料，吸附剂床，第二滞留滤料，第二弹性穿孔板，以及在滤毒罐的圆柱形部分内的一盖子，从而形成一吸附剂过滤组件。该盖子受力向下压缩吸附剂床，并弹性地偏压第一弹性穿孔板。当零件在压缩下连接在一起时，圆柱罐的环形边缘部分被卷进在滤毒罐盖子圆周上延伸的凹槽里，以便不透气地密封和机械地固定处在组装和压缩关系中的零件。

必需的零件数量和加工步骤使其复杂化，并使其重量大，体积大和成本高。另一个问题出现在当填充型床式防毒面具连续地与一颗粒过滤器结合、以用于含有颗粒、以及诸如使用喷漆的有害蒸汽环境中时。在这种情况下，保持栅格和丝网不动将在颗粒过滤器里产生不均匀的气流通道，由此降低过滤介质的利用，并增加了通过的压力降。

已经揭示了装载式非织造纤维在形成纤维网的纤维之间的空隙里含有吸附剂颗粒。美国专利第3,971,373号公开了一个例子。还揭示了装载式泡沫塑料含有分布在和粘结在泡沫塑料结构里的吸附剂颗粒。美国专利第4,046,939号描述了一种充满碳的泡沫塑料，用于抵抗有害的化学物质的防护衣。装载式非织造纤维网和装载式泡沫塑料结构必须加边，以便密封防毒面具零件，防止未过滤的气体绕过过滤器进入。已知的密封装置包括诸如美国专利第5,063,926号所述的粘结剂，以及诸如美国专利第5,222,488号所述的垫圈或密封环。与填充型床相比，装载式结构一般具有吸附剂颗粒密度较低的缺点。

超过填充型床式技术和装载式纤维网和泡沫塑料的一个显著进步是粘结的吸附剂的发明。在粘结的吸附剂技术里，利用将吸附剂颗粒粘结在一起的聚合物颗粒，将吸附剂颗粒模制成一单一的结构。粘结的吸附剂结构消除了对附加的支承结构(如填充型床所需要的)的需要。美国专利第5,033,465号描述了粘结的吸附剂结构的一个例子。粘结的吸附剂结构利用粘结剂被密封在防毒面具里--例如，见美国专利第5,078,132号；或通过注塑模制-例如，见美国专利第4,790,306号。在这些防毒面具里的过滤元件不能被方便地调换，这样，当过滤器使用寿命到期时，防毒面具只能当废物扔掉。

本发明提供一种新的过滤芯子和一种新的防毒面具，以克服已知的防毒面具和过滤芯子的某些缺点。

简单地说，本发明的过滤芯子包括：

(1)一壳体，它包括一具有一内侧表面的套管和一自该套管延伸的折叠的边缘；以及

(2)一过滤元件，它包括一粘结的吸附剂过滤元件，该过滤元件被抵压在套管内侧表面上以在它们之间形成一压配合，并由折叠边缘固定在套管里。本发明的防毒面具简单地说包括一防毒面具面罩和下面概述的过滤芯子。

本发明的过滤芯子和防毒面具具有一粘结的吸附剂过滤元件，一安装过滤元件的套管，以及一使过滤元件保持在适当位置的套管的折叠边缘。通过在与套管交界面处对过滤元件的压缩，粘结的吸附剂过滤元件和套管壳体之间的交界面可防止出现沟流(即，环绕着过滤元件的未过滤气体通过)。当气体经过孔道里的过滤元件时，它避免与吸附剂颗粒接触，从而出现污染物质过早的穿透。在套管上可设置一壁厚减小的环形凹槽，以限定一折叠线，用于形成一折叠边缘。当在折叠线处径向向内折叠套管时，由此产生的折叠边缘使过滤元件在套管内保持在适当位置。一般来说，颗粒过滤器可在折叠套管前邻接在粘结的吸附剂过滤元件旁。