Респиратор с захватным лепестком
RESPIRATOR WITH GRIPPING TAB

Область техники
Настоящее изобретение относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания, известным, как респираторы или лицевые маски, которые могут быть сложены до плоского состояния для их хранения, а для приведения их в рабочее положение могут быть раскрыты с образованием чашеобразной воздушной камеры, располагаемой пользователем поверх рта и носа.
Уровень техники
Фильтрующие респираторы или лицевые маски используются в разнообразных приложениях, в которых требуется защита органов дыхания человека от частиц, находящихся в воздухе во взвешенном состоянии, или от ядовитых или неприятно пахнущих газов. Такие респираторы или лицевые маски выпускаются в различных формах, из которых двумя самыми распространенными типами являются: формованная маска готовой чашеобразной формы и маска, складываемая до плоского состояния. Маски, складываемые до плоского состояния, имеют ряд преимуществ, в частности, пользователь может сложить такую маску и носить ее в кармане, пока она не понадобится, что позволяет содержать внутреннюю сторону маски в чистоте в периоды между ее ношением.
Такие средства защиты органов дыхания включают, например, респираторы, хирургические маски, маски для чистых комнат, лицевые защитные щитки, пылезащитные маски, маски для согревания вдыхаемого воздуха и многие другие типы устройств, надеваемых на лицо.
Респираторы, складываемые до плоского состояния, обычно изготавливают из листового фильтрующего материала, удаляющего взвешенные частицы из воздуха, вдыхаемого носящим. Поэтому эффективность респиратора сильно зависит от того, насколько сведено к минимуму прохождение в него вдыхаемого воздуха мимо фильтрующей среды. Известно, что основным путем прохождения воздуха мимо фильтрующей среды являются зазоры между респиратором и лицом носящего. Поэтому, чтобы свести к минимуму прохождение воздуха мимо фильтрующей среды, совершенно необходимо, чтобы респиратор плотно прилегал к лицу носящего. Особенно трудно достичь этого в области носа пользователя, поскольку нос образует выступ над поверхностью лица, а также эргономического разнообразия форм и размеров носов у различных пользователей.
Респираторы, складываемые до плоского состояния, обычно изготавливают из листового фильтрующего материала, складываемого или скрепляемого с образованием двух или более панелей. До надевания респиратора или во время его надевания данные панели раскрывают, в результате чего формируется воздушная камера. На одной из панелей часто устанавливается клапан выдоха, позволяющий уменьшить дыхательные усилия пользователя.
Пользователи респираторов часто носят дополнительные средства защиты, например, очки, перчатки и защитную одежду. Это может затруднять быстрое надевание респиратора пользователем. Это может также ухудшать эффективность работы респиратора, так как могут нарушаться плотность его посадки на лицо и комфорт его ношения.
Известно также, что иногда для надевания респиратора пользователи берутся за его края. Из-за этого они могут касаться внутренней поверхности респиратора. Это может быть нежелательно в определенных приложениях, например, связанных с хирургией.
Кроме того, известно, что правильное раскрытие респиратора перед его надеванием обеспечивает легкость его надевания и ощущения комфорта после того, как респиратор надет.Поэтому существует потребность в респираторах усовершенствованной конструкции, которая облегчала бы их раскрытие и надевание. Подобным образом, существует потребность в респираторах, конструкция которых уменьшала бы вероятность того, что при надевании и снятии респиратора пользователь будет касаться его внутренней поверхности.
Целью настоящего изобретения является по меньшей мере нивелировать упомянутые выше проблемы путем обеспечения средства индивидуальной защиты органов дыхания, которое эффективнее и легче раскрывается и надевается пользователем.
Сущность изобретения
Соответственно, в настоящем изобретении предлагается устройство индивидуальной защиты органов дыхания, содержащее:
верхнюю панель, центральную панель и нижнюю панель,
при этом центральная панель отделена от верхней и нижней панелей соответственно первыми и вторыми складками, швами, линиями сварки или адгезивного скрепления, благодаря чему устройство может быть сложено до плоского состояния вдоль первых и вторых складок, швов, линий сварки или линий адгезивного скрепления для его хранения, и раскрыто для формирования чашеобразной воздушной камеры, располагаемой поверх носа и рта носящего при использовании изделия,
при этом
нижняя панель имеет захватный лепесток, прикрепленный внутри складки, образованной нижней панелью, на наружной поверхности нижней панели, при этом лепесток выполнен с возможностью ухвата за него пользователем для раскрытия устройства.
Наличие захватного лепестка, прикрепленного к нижней панели, позволяет пользователю раскрыть респиратор, не касаясь внутренней поверхности респиратора. Кроме того, расположение лепестка внутри складки, образуемой нижней панелью, а не, например, на нижнем крае нижней панели, оптимизирует механизм раскрытия респиратора, поскольку точка приложения силы, действующей со стороны лепестка к нижней панели (фактически совпадающая с местом его крепления) находится ближе к оси поворота нижней панели относительно центральной панели при раскрытии респиратора. Иными словами, при раскрытии респиратора пользователь тянет вниз и наружу внутреннюю поверхность складки, образованной нижней панелью, а не просто тянет наружу нижний край нижней панели. Благодаря этому средняя часть нижней панели широко раскрывается, что обеспечивает формирование воздушной камеры, которая лучше сопрягается с поверхностью лица пользователя.
В предпочтительном воплощении респиратора нижняя панель имеет латеральную складку, когда респиратор сложен для его хранения, при этом данная складка является протяженной вовнутрь респиратора, и лепесток прикреплен к нижней панели в непосредственной близости к латеральной складке, используемой для хранения респиратора.
Данная отличительная особенность конструкции респиратора обеспечивает воздействие лепестка на нижнюю панель вблизи складки. Это дает определенное преимущество, поскольку в процессе раскрытия респиратора складка должна совершать больший путь, чем какой-либо другой участок нижней панели. Кроме того, воздействие лепестка на нижнюю панель вблизи ее складки позволяет нижней панели раскрыться до выпуклой наружу формы, которая соответствует профилю поверхности лица.
В предпочтительном воплощении захватный лепесток расположен в пределах от 10 мм ниже до 10 мм выше латеральной складки.
В наиболее предпочтительном воплощении захватный лепесток расположен на линии латеральной складки.
В предпочтительном воплощении захватный лепесток имеет ширину от 10 мм до 40 мм в месте его крепления к нижней панели, и наиболее предпочтительно имеет ширину 15 мм.
Увеличенная ширина лепестка увеличивает длину отрезка, вдоль которого лепесток воздействует на нижнюю панель. Благодаря этому панель открывается по более широкому участку, что обеспечивает лучшее прилегание нижней панели к подбородку пользователя.
В предпочтительном воплощении захватный лепесток расположен на продольной центральной линии устройства.
Это обеспечивает симметричное раскрытие респиратора.
В предпочтительном воплощении по меньшей мере часть лепестка видна пользователю, когда респиратор находится в сложенном состоянии.
Это подсказывает пользователю, что за лепесток следует ухватиться и потянуть за него, чтобы раскрыть маску. Это уменьшает вероятность того, что пользователь будет касаться внутренней поверхности респиратора.
В предпочтительном воплощении нижняя панель сложена так, что она образует латеральную складку, расположенную примерно на одинаковом удалении от вторых: складки, шва, линии сварки или адгезивного скрепления, и от нижнего края нижней панели.
В предпочтительном воплощении устройство имеет многослойную конструкцию и содержит первое (внутреннее) покровное полотно, фильтрующий слой, который содержит материал, содержащий электрически заряженные микроволокна, и второе (наружное) покровное полотно, при этом первое и второе покровные полотна соответственно расположены на первой и второй противоположных сторонах фильтрующего слоя, и при этом прилегающий к носу пользователя элемент прикреплен ко второму покровному полотну.
В предпочтительном воплощении устройство индивидуальной защиты органов дыхания содержит эластичное оголовье, прикрепленное к центральной панели.
Оголовье предпочтительно расположено впереди лепестка, ближе к центральной панели, когда устройство находится в сложенном состоянии.
В предпочтительном воплощении устройство индивидуальной защиты органов дыхания дополнительно содержит клапан выдоха, расположенный на центральной панели.
В предпочтительном воплощении клапан имеет область захвата, за которую может взяться пользователь, при этом область захвата имеет конфигурацию, подсказывающую пользователю, что за клапан следует держаться при раскрытии и надевании устройства.
Подробное описание изобретения
Ниже приводится описание настоящего изобретения на примере его воплощений, со ссылками на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1. Вид спереди устройства индивидуальной защиты органов дыхания в соответствии с настоящим изобретением, сложенного до плоского состояния.
Фиг. 2. Вид сзади устройства индивидуальной защиты органов дыхания, изображенного на фиг. 1, сложенного до плоского состояния.
Фиг. 3. Сечение устройства индивидуальной защиты органов дыхания, изображенного на фиг. 1, плоскостью III-III, отмеченной на фиг. 2.
Фиг. 4. Вид спереди устройства индивидуальной защиты органов дыхания, изображенного на фиг. 1, в раскрытом состоянии.
Фиг. 5. Вид сбоку устройства индивидуальной защиты органов дыхания, изображенного на фиг. 1, в состоянии, при котором оно раскрыто и готово к использованию.
Фиг. 6. Вид сзади устройства индивидуальной защиты органов дыхания, изображенного на фиг. 1, в раскрытом состоянии.
Фиг. 7. Сечение устройства индивидуальной защиты органов дыхания, изображенного на фиг. 1, в промежуточном состоянии (вид сбоку в раскрытом состоянии показан пунктиром).
Фиг. 8. Увеличенное аксонометрическое изображение (вид сверху) панели усиления жесткости респиратора, изображенного на фиг. 1.
Фиг. 9. Аксонометрическое изображение (вид спереди) устройства индивидуальной защиты органов дыхания, изображенного на фиг. 1, в раскрытом состоянии и на лице пользователя (пользователь удерживает устройство рукой).
Фиг. 10. Увеличенное аксонометрическое изображение (вид спереди) клапана устройства индивидуальной защиты органов дыхания, изображенного на фиг. 1.
Фиг. 11. Увеличенное аксонометрическое изображение (вид спереди) альтернативного воплощения клапана устройства индивидуальной защиты органов дыхания, изображенного на фиг. 1.
Фиг. 12. Местное сечение устройства индивидуальной защиты органов дыхания, изображенного на фиг. 1, плоскостью XI-XI, отмеченной на фиг. 2, на котором показан узел крепления оголовья к основе маски, когда респиратор сложен до плоского состояния.
Фиг. 13. Местное сечение устройства индивидуальной защиты органов дыхания, изображенного на фиг. 1, аналогичное сечению на фиг. 12, на котором показан узел крепления оголовья к основе маски, когда респиратор раскрыт.
Фиг. 14. Увеличенное аксонометрическое изображение (вид спереди) носового зажима устройства индивидуальной защиты органов дыхания, изображенного на фиг 1.
На фиг. 1 показано устройство индивидуальной защиты органов дыхания в форме респиратора (часто именуемое также респираторной маской), совокупно обозначенное номером позиции 10. Респиратор 10 является респиратором, складываемым до плоского состояния для хранения, и на фиг. 1-3 он показан в сложенном виде. В данном состоянии респиратор является в сущности плоским, и в таком состоянии пользователю удобно хранить его в кармане.
Респиратор 10 имеет основу маски, обозначенную совокупно номером позиции 12, и оголовье 14, сформированное из двух секций: 14А, 14 В. Основа 12 маски имеет центральную панель 16, верхнюю панель 18 и нижнюю панель 20. Для использования респиратора его раскрывают, для чего верхнюю панель 18 и нижнюю панель 20 отводят от центральной панели 16 наружу, в результате чего образуется чашеобразная воздушная камера 22 (показана на фиг. 6). После раскрытия респиратора его прикладывают к лицу, как показано на фиг. 9, и как будет более подробно описано ниже.
Респиратор 10 сформирован из сложенных и сваренных друг с другом частей многослойного фильтрующего материала, в частности, в данном воплощении респиратор включает три части (панели), как будет более подробно описано ниже. Респиратор 10 имеет многослойную конструкцию и содержит первое (внутреннее) покровное полотно, фильтрующий слой, который содержит материал, содержащий электрически заряженные микроволокна, и второе (наружное) покровное полотно, при этом первое и второе покровные полотна соответственно расположены на первой и второй противоположных сторонах фильтрующего слоя.
Фильтрующий материал может содержать несколько тканых или нетканых материалов, единственный слой или множество слоев, и может содержать или не содержать внутренней или наружной покровной сетки. Центральная панель 16 предпочтительно имеет элементы, усиливающие ее жесткость, например, тканые или нетканые сетки, полосы из адгезива, напечатанные элементы или участки скрепления. Примеры подходящих фильтрующих материалов включают полотна их микроволокон, полотна из фибриллированных пленок, прочие тканые или нетканые материалы (например, полотна аэродинамической укладки или полотна из кардованных штапельных волокон), полотна из волокон, выдуваемых из раствора, а также их комбинации. Волокна, подходящие для формирования таких полотен, включают, например, волокна из полиолефинов, таких, как полипропилен, полиэтилен, полибутилен, поли(4-метил-1-пентен) и их смеси, галоген-замещенных полиолефинов, например, содержащие одну или более единиц хлорэтилена или единиц тетрафторэтилена, и которые могут также содержать акрилонитриловые единицы, полимеры сложных эфиров, поликарбонаты, полиуретаны, шерстяные волокна, натертые канифолью, стекловолокна, волокна из целлюлозы и их комбинации.
Волокна для изготовления материала фильтрующего слоя выбирают, исходя из предполагаемого типа фильтруемых частиц. Правильный подбор волокон важен также для обеспечения комфорта ношения респиратора пользователем, а именно, волокна должны быть достаточно мягкими и впитывать влагу. Полотна из микроволокон, выдуваемых из расплава, пригодные для целей настоящего изобретения, могут быть изготовлены, как описано, например, в публикации "Superfine Thermoplastic Fibers" (Wente, Van A.), Industrial Engineering Chemistry, Vol. 48, стр. 1342 и последующие (1956), и в отчете №4364 "Manufacture of Super Fine Organic Fibers" (Van A. Wente et al.) Научно-Исследовательской Лаборатории ВМС США (Navel Research Laboratories), опубликованном 25 мая 1954 года. Микроволокна, выдуваемые из расплава, пригодные для целей настоящего изобретения, предпочтительно имеют эффективный диаметр волокон, составляющий от 3 до 30 мкм, более предпочтительно - от примерно 7 мкм до примерно 15 мкм, рассчитанный в соответствии с методом, описанным в публикации Davies, C.N., "The Separation of Airborne Dust Particles", Institution of Mechanical Engineers, London, Proceedings IB, 1952.
В фильтрующем слое могут также присутствовать штапельные волокна. Наличие скрученных и объемных штапельных волокон дает более воздушное полотно, менее плотное, чем полотно, состоящее только из микроволокон, выдуваемых из расплава. Количество штапельных волокон в фильтрующей среде предпочтительно составляет не более, чем 90% по весу, более предпочтительно - не более, чем 70% по весу. Такие полотна, содержащие штапельные волокна, описаны в патенте США 4,118,531 (Hauser).
В фильтрующем слое, или в одном или более из прочих слоев фильтрующей среды могут также присутствовать двухкомпонентные штапельные волокна. Двухкомпонентные штапельные волокна, имеющие наружный слой с более низкой точкой плавления, чем их сердцевина, могут использоваться для формирования упругого формообразующего слоя, в котором волокна скреплены друг с другом в точках их пересечений, например, путем нагревания наружного слоя, в результате чего он расплавляется и входит в контакт с соседними волокнами, которые также могут быть двухкомпонентными или другого типа штапельными волокнами. Формообразующий слой может быть также изготовлен с использованием связующих волокон, используемых совместно со штапельными, и при нагревании такого формообразующего слоя связующие волокна расплавляются, текут к местам пересечения волокон и обволакивают такие места. После охлаждения в точках пересечения волокон образуются скрепления, которые поддерживают форму, приданную массе волокон. Кроме того, для скрепления волокон друг с другом на полотна могут быть нанесены связующие материалы, такие, как акриловый латекс или термически активируемые клеящие смолы в порошке.
Особенно полезными для реализации настоящего изобретения являются электрически заряженные волокна, в частности, получаемые, как описано в патентах США 4,215,682 (Kubik et al) и 4,588,537 (Klasse et al.), или другими общеиспользуемыми методами поляризации или придания постоянного электрического заряда, например, способами, описанными в патентах США 4,375,718 (Wadsworth et al.) и 4,592,815 (Nakao). Подходящими являются также электрически заряженные волокна, получаемые из фибриллированных пленок, способы получения которых описаны в патенте США RE. 31,285 (van Turnhout). Процесс заряжания волокон обычно предусматривает воздействие на материал коронного разряда или пульсирующего высокого напряжения.
В фильтрующий слой может быть также включен абсорбирующий материал в форме частиц, например, активированный уголь или глинозем. Такие полотна с включенными в них частицами описаны, например, в патентах США 3,971,373 (Braun), 4,100,324 (Anderson) и 4,429,001 (Kolpin et al.). Респираторные маски, имеющие фильтрующие слои с включенными в них частицами, особенно эффективны для защиты от газообразных загрязнителей воздуха.
По меньшей мере одна из панелей: центральная панель 16, верхняя панель 18 или нижняя панель 20 респиратора в соответствии с настоящим изобретением -должна содержать фильтрующую среду. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере две панели из центральной панели 16, верхней панели 18 и нижней панели 20 содержали фильтрующую среду, и даже все три панели: центральная панель 16, верхняя панель 18 и нижняя панель 20 респиратора в соответствии с настоящим изобретением - могут содержать фильтрующую среду. Одна или более частей респираторной маски, выполненные не из фильтрующей среды, могут быть выполнены из широкого разнообразия материалов. Верхняя панель 18 может быть, например, выполнена из материала, создающего влагозащитный барьер, что помогает предотвратить запотевание очков пользователя. Центральная панель 16 может быть сформирована из прозрачного материала, позволяющего видеть движения губ пользователя.
Центральная панель 16 может иметь криволинейный верхний край 24, который может совмещаться с линией верхнего скрепления 23 между центральной панелью 16 и верхней панелью 18. Криволинейный нижний край 26 может совмещаться с линией нижнего скрепления 25 между центральной панелью 16 и нижней панелью 20. Скрепления 23, 25 могут быть швами ультразвуковой сварки, хотя в альтернативных воплощениях они могут быть складками фильтрующего материала, или могут быть выполнены другими известными способами скрепления. Альтернативные способы скрепления могут включать адгезивное скрепление, скрепление скобами, прошивку, термомеханическое скрепление, скрепление под давлением и прочие подходящие способы скрепления, и соответствующие линии скрепления могут быть прерывистыми или непрерывными. Любой из данных способов сварки или скрепления немного усиливает прочность и/или жесткость области скрепления.
Скрепления 23, 25 образуют в сущности герметичное уплотнение между центральной панелью 16 и верхней и нижней панелями 18, 20 соответственно, и являются протяженными до продольных краев 27 респиратора, на которых центральная, верхняя и нижняя панели 16, 18, 20 в совокупности образуют участки крепления оголовья в форме ушек 31, 33. На центральной панели 16 установлен клапан 28 выдоха, который облегчает совершение пользователем выдоха, так как падение давления воздуха при прохождении через клапан значительно меньше, чем при прохождении через фильтрующий материал. Клапан 28 имеет захватные участки 29, которые облегчают раскрытие, надевание и снятие респиратора, как будет более подробно описано ниже.
Верхняя панель 18 содержит носовой элемент 30, который может быть подогнан до плотного прилегания к лицу пользователя, что улучшает уплотнение между респиратором 10 и лицом пользователя. Носовой зажим 30 расположен центрально на верхнем крае 38 верхней панели 18, как показано в разрезе на фиг. 3 и более подробно - на фиг. 14. Носовой элемент функционирует в совокупности с носовым валиком 35, который показан на фиг. 7, и который расположен на обратной стороне верхней панели 18 по отношению к стороне расположения носового зажима 30 и служит для смягчения контакта носа с верхней панелью.
На фиг. 3 более подробно показано расположение элементов респиратора 10 в состоянии, когда респиратор сложен для хранения. На наружной поверхности верхней панели 18 расположен носовой зажим 30. Верхняя панель 18 расположена на задней стороне сложенного респиратора 10 и перекрывает нижнюю панель 20. Нижняя панель 20 сложена по латеральной складке 36 (показана пунктирной линией на фиг. 2). Латеральная складка 36 разделяет нижнюю панель 20 на наружную секцию 40 и внутреннюю секцию 42. К нижней панели 20 прикреплен лепесток 32, облегчающий раскрытие и надевание респиратора, как будет более подробно описано ниже. Лепесток 32 имеет основание, которое прикреплено к наружной поверхности нижней панели 20 внутри ее складки (иными словами, ближе к центру изделия, чем нижний край 50 (показан на фиг. 6) и линия нижнего скрепления 25), а именно, в непосредственной близости к латеральной складке 36, и в идеальном случае он прикреплен точно по линии 36 складки, как показано на фиг. 3. Точное место расположения лепестка 32 может находиться в пределах±10 мм по обе стороны от латеральной складки. Ширина лепестка 32 в месте его крепления к нижней панели 20 составляет 15 мм, хотя в различных воплощениях его ширина может варьировать в переделах от 10 мм до 40 мм.
На фиг. 4, 5 и 6, респиратор 10 показан в раскрытом состоянии. Центральная панель 16 больше не является плоской, как на фиг. 1-3, а закруглена назад от клапана 28 к ушкам 31, 33. Форма кривой закругления приблизительно соответствует профилю лица пользователя на уровне рта. Верхняя панель 18 загнута вокруг криволинейного верхнего края 24 передней панели и образует гребень, форма которого соответствует форме гребня носа пользователя. Подобным образом, нижняя панель 20 загнута вокруг нижнего края 24 центральной панели и принимает криволинейную форму, которая соответствуют форме подбородка пользователя.
Ниже со ссылками на фиг. 7 будет более подробно описан процесс раскрытия респиратора 10 из сложенного состояния, показанного на фиг. 1-3, в раскрытое состояние, изображенное на фиг. 4-6.
На фиг. 7 показан разрез респиратора 10 той же плоскостью, которой выполнен разрез на фиг. 3, однако респиратор находится в промежуточном состоянии между сложенным и раскрытым. Пунктирными линями для сравнения показано полностью раскрытое состояние респиратора.
Чтобы раскрыть и надеть респиратор, пользователю сначала необходимо ухватиться за захватные части 29 клапана 28 (смотри фиг. 9). Второй рукой пользователю необходимо взяться за лепесток 32 и потянуть его в направлении А, как показано на фиг. 7, чтобы приложить раскрывающее усилие к внутренней стороне латеральной складки 36. Лепесток может быть текстурированным (для повышения коэффициента трения) или может быть окрашенным, чтобы он заметнее контрастировал с остальной частью основы маски респиратора. Сила, с которой пользователь тянет лепесток, заставляет складку 36 перемещаться назад и вниз по отношению к центральной панели 16. Это, в свою очередь, заставляет нижнюю панель 20 поворачиваться вокруг криволинейного нижнего края 24 центральной панели. Одновременно с этим усилие от основания лепестка 32 по складке передается к ушкам 31, 33. Данное усилие тянет ушки 31, 33 друг к другу и заставляет искривляться центральную панель 16. Искривление центральной панели 16 в свою очередь создает усилия, приложенные (главным образом через ушки 31, 33) к верхней панели 18. Это заставляет центральную часть верхней панели 18 приподниматься, как показано на фиг. 6 и 7.
По мере того, как пользователь продолжает тянуть лепесток из промежуточного состояния, показанного на фиг. 7, ушки 31, 33 продолжают придвигаться все ближе друг к другу, а центральная панель 16 все более искривляется. Это в свою очередь вызывает дальнейшее движение вверх верхней панели 18 и дальнейшее движение вниз нижней панели 20, к положениям, которые они имеют в раскрытом состоянии респиратора (показанном пунктирными линиями на фиг. 7). Таким образом, наличие лепестка 32 обеспечивает более совершенный механизм раскрытия респиратора за счет того, что усилия, прилагаемые пользователем для раскрытия респиратора 10, используются наиболее эффективно и результативно.
На данном чертеже показано также, что нижняя панель 20 включает панель 40, усиливающую жесткость (показана штриховыми линиями). Панель 40, усиливающая жесткость, участвует в формировании многослойного фильтрующего материала и может быть изготовлена из материалов, известных в данной области техники, как материалы, повышающие жесткость. Панель 40, усиливающая жесткость, имеет форму песочных часов, и, как это показано более подробно на фиг. 8, включает первую пару «крыльев» 42, шейку 44, вторую пару «крыльев» 46 и переднюю часть 48. Передняя часть 48 совмещается с нижнем краем периферии 50 нижней панели 20 (как показано на фиг. 6), а шейка находится на уровне латеральной складки 36. Когда респиратор 10 находится в сложенном состоянии, панель 40, усиливающая жесткость, сложена по линии В-В, на которую проецируется латеральная складка респиратора. Когда респиратор 10 раскрывают из сложенного состояния, как было описано выше, панель 40, усиливающая жесткость, раскрывается по линии В-В латеральной складки. По мере приближения состояния респиратора к раскрытому (показанному на фиг. 4 - 6), линия В-В латеральной складки распрямляется, и панель 40, усиливающая жесткость, начинает выгибаться вокруг продольной осевой линии С-С.Изгиб панели 40, усиливающей жесткость, по продольной осевой линии С-С предотвращает ее сложение по линии В-В латеральной складки, что придает усилительной панели 40, и соответственно, нижней панели 20, дополнительную жесткость. Даная дополнительная жесткость появляется, по меньшей мере частично, за счет изгиба панели 40, усиливающей жесткость, вокруг продольной осевой линии С-С по мере раскрытия респиратора 10 из состояния с вогнутостью наружу в состояние с выпуклостью наружу; иными словами, за счет изгиба всего респиратора вокруг продольной осевой линии С-С образуется структура, по форме напоминающая горный перевал. Это в свою очередь предотвращает смятие нижней панели 20, и соответственно улучшает прилегание нижней панели 20 к подбородку пользователя.
Когда респиратор 10 раскрыт, пользователь может приложить сформировавшуюся чашеобразную воздушную камеру респиратора к лицу и надеть оголовье, как показано на фиг. 9, чтобы обеспечить нужное положение респиратора на голове.
Для большего удобства надевания и снятия респиратора 10 в его клапане 28 предусмотрены захватные части 29, которые более подробно показаны на фиг. 10. Клапан 28 приклеен к центральной панели адгезивом, и примером подходящего адгезиявляется адгезив, известный под торговым наименованием ЗМ™ Scotch-Weld™ Hot Melt Spray Adhesive 61113M™. Клапан 28 имеет боковые стенки 51, которые включают отверстия 52, через которые может выходить выдыхаемый воздух. Боковые стенки 51 имеют криволинейную форму, включающую основание 54, расположенное по периферии клапана, среднюю часть, и верхнюю часть 56. На верхней поверхности 58 клапана 28 расположены выступы 60, протяженные в направлении от передней панели, на которых расположены протяженные в латеральном направлении наружу ребра 62.
Криволинейные боковые стенки 51 работают как захватные области 29, потому что кривизна данных областей в целом сопрягается с кривизной поверхностей пальцев пользователя. Удобство захватных областей 29 дополнительно повышается за счет наличия выступов 60, которые увеличивают площадь областей захвата. Для большего удобства дополнительно предусмотрены ребра 62, которые делают области 29 более удобными для захвата и удержания. Криволинейные боковые стенки 51, выступы 60 и ребра 62 по отдельности и в совокупности образуют индицирующие элементы, подсказывающие пользователю, что для раскрытия и надевания респиратора, как было описано выше, следует взяться за захватные области 29.
На фиг. 10 показано альтернативное воплощение клапана 28', который отличается от клапана 28 тем, что имеет выступы 60', более протяженные от передней панели. В объеме настоящего изобретения предусматривается также, что индицирующими элементами для пользователя могут быть также и другие отличительные особенности областей захвата, например, наличие текстуры или цвета на боковых стенках 50, выступах 60 и/или ребрах 62.
При этом подразумевается, что, хотя выше был описан клапан 28, 28' с захватными областями и выступами применительно для складываемого до плоского состояния респиратора 10 с тремя панелями (центральной, верхней и нижней), данного типа клапан 28, 28' может быть в равной мере применен для других типов респираторов, включая респираторы готовой чашеобразной формы.
На фиг. 11 и 12 более подробно показано крепление оголовья 14 к ушкам 31, 33. Оголовье 14 прикреплено к основе 12 маски посредством узла крепления оголовья, обозначенного совокупно номером позиции 70. Узел 70 содержит оголовье 14, которое своей верхней стороной прикреплено к верхней накладке 72, а нижней стороной прикреплено к нижней накладке 74. Накладки 72, 74 сформированы из нетканого материала, используемого для формирования фильтрующего материала, как было описано выше. Накладки 72, 74 из нетканого материала скреплены с оголовьем 14 с помощью адгезива 78, который является одним из известных адгезивов в данной области техники, например, адгезивом-термоклеем «3М™ Scotch- Weld™ Hot Melt Spray Adhesive 6111».
После этого узел 70 приваривают к соответствующему ушку 31, 33 к маске с помощью ультразвуковой сварки, в результате чего между нижней накладкой 74 и основой 12 маски формируется шов.
На фиг. 12 показан узел крепления оголовья, когда респиратор находится в сложенном состоянии. По мере раскрытия респиратора 10 оголовье натягивается и тянет назад ушки 31, 33 к основе маски.
На фиг. 13 показан узел крепления оголовья, когда респиратор находится в раскрытом состоянии. Растяжение оголовья 14 вызывает искривление узла 70, что в свою очередь ведет к растяжению нижней накладки 74 и ее нахождение в натянутом состоянии. Это вызывает значительные усилия, действующие в точке D стыка нижней накладки 74 и соответствующего ушка 31, 33 крепления оголовья к основе маски. При этом, однако, шов 76 является относительно прочным на отрыв (то есть, способным выдерживать значительные усилия, приложенные к его краю в точке D при растяжении оголовья). Это дает значительные преимущества по сравнению с существующими респираторами, в которых в данном месте используется адгезив, а не сварной шов, по прочности на отрыв значительно уступающий сварному шву.
На фиг. 14 более подробно показан носовой зажим 30, имеющий гибкую и упругую центральную часть 80 и первую и вторую жесткие боковые части 82, протяженные в стороны от центральной части 80. Центральная часть 80 является в сущности плоской, когда респиратор сложен до плоского состояния. Центральная часть 80 имеет размеры: примерно 20 мм в ширину и 8 мм в глубину. Каждая из боковых частей 82 имеет форму крыла с вогнутым эллиптическим профилем, с большой осью X, протяженной в латеральном направлении наружу, и малой осью Z, протяженной вверх. Эллипсоидное крыло имеет линию наибольшей глубины, примерное место расположения которой обозначено номером позиции 84, и которое находится примерно на одинаковом расстоянии как от центральной линии носового зажима 30, так и от наружного края 86 крыла (в показанном воплощении линия наибольшей глубины расположена на расстоянии 26 мм от центральной линии носового зажима 30). Эллипсоидное крыло придает боковым частям 81 и 82 жесткость, в то время как более плоская центральная часть 80 может сгибаться под нагрузкой. Это позволяет центральной части 80 гнуться по переносице, в то время как жесткость боковых частей 82 в совокупности с изменяющимся местом их контакта с поверхностью лица (что обеспечивается криволинейным профилем жестких наружных частей) обеспечивает плотное прилегание респиратора к щекам пользователя. Данные отличительные особенности носового зажима 30 обеспечивают более плотную посадку и комфорт ношения респиратора 10 по сравнению с респираторами в соответствии с уровнем техники.
Носовой зажим формируется способом литья под вакуумом, известным в данной области техники, из полимерного материала, такого, как полиэтилен. Такой материал обеспечивает требуемую гибкость в центральной части 80 при достаточной прочности и жесткости боковых частей 82. Такой материал позволяет также носовому зажиму самопроизвольно вернуться в плоское состояние при снятии респиратора 10 с лица пользователя, что позволяет уложить респиратор 10 в карман без необходимости отдельно расправлять носовой зажим.
Подразумевается, что, в соответствии с целесообразностью, различные отличительные особенности настоящего изобретения могут использоваться как по отдельности, так и в различных комбинациях друг с другом. Так, например, предусматривается, что в различных воплощениях настоящего изобретения могут одновременно использоваться один или более из следующих элементов:
Клапан 28 с областью захвата
Панель 40, усиливающая жесткость
Узел 70 крепления оголовья
Носовой зажим 30