УСТРОЙСТВО СОПРЯЖЕНИЯ РЕСПИРАТОРНОГО ФИЛЬТРА
RESPIRATOR FILTER INTERFACE

[0001] Эта заявка представляет собой международную заявку РСТ, имеющую приоритет по предварительной заявке США № 61/792813 от 15 марта 2013, которая включена сюда в качестве ссылки в полном объеме.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Варианты осуществления, описанные здесь, относятся в целом к респираторным маскам и фильтрам, и более конкретно к съемным приспособлениям фильтра между респираторными масками и фильтрами.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Приспособления фильтра на существующих респираторных масках, обеспечивая воздухонепроницаемое уплотнение, имеют различные недостатки, связанные с легкостью в использовании. Некоторые типы приспособлений должны быть тщательно ориентированы под точным углом, чтобы произвести установку. Другие виды требуют тщательного ориентирования и множественных поворачиваний, или точного расположения и растяжек с усилием.
[0004] Сменные картриджи респираторных фильтров должны обеспечивать установку фильтра для маски без использования дополнительных инструментов. Существующие респираторы имеют многочисленные способы крепления фильтра, требующие использования только рук (без инструментов), и обеспечивают надежную герметичность после того, как фильтр установлен. Тремя наиболее часто используемыми способами крепления являются: резьбовое соединение, штыковое соединение, и соединение с помощью гибкого фланца. Существующие резьбовые соединения требуют правильной ориентации, чтобы выровнять резьбу для начала зацепления с последующими несколькими вращениями для полного присоединения фильтра.
[0005] Существующие типы штыкового соединения требуют точного выравнивания охватываемого и охватывающего элементов соединения, с последующим вращением на 1/4 оборота, чтобы полностью прикрепить фильтр. Штыковые соединения обычно должны быть ориентированы под точным правильным углом, чтобы начать установку, особенно для неопытных пользователей.
[0006] Гибкие типы фланцев имеют эластомерный элемент, который должен быть обработан (согнут и/или растянут) точным образом в сочетании с фильтром, иногда со значительной силой, чтобы осуществить прикрепление фильтра к маске.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] В соответствии с вариантом осуществления предложен соединительный механизм респираторного фильтра, который содержит первый крепежный элемент, при этом первый крепежный элемент соединен с респираторной маской. Соединительный механизм респираторного фильтра также содержит второй крепежный элемент, при этом второй крепежный элемент, соединен с фильтром; отверстия, проходящие через первый и второй крепежные элементы и выполненные с возможностью выравнивания с входным и выходным портом маски, и входным или выходным портом фильтра. Один из первого и второго крепежных элементов содержит пружину, расположенную вблизи элемента с соответствующим отверстием, а другой первый или второй крепежный элемент включает в себя крепежную полку, расположенную в непосредственной близости к соответствующему отверстию. Пружинный элемент выполнен с возможностью линейного продвижения в начальное зацепление с крепежной полкой, пока пружинный элемент и крепежная полка не соединятся друг с другом в положении промежуточного монтажа. Крепежная полка имеет кулачковый элемент, который со скольжением входит в зацепление с пружинным элементом и тянет пружинный элемент из положения промежуточного монтажа в запертое и герметизированное положение, при этом, по меньшей мере, либо крепежная полка, либо пружинный элемент поворачиваются относительно либо крепежной полки, либо пружинного элемента.
[0008] Опционально, крепежные элементы механизма могут включать в себя базовые области, имеющие сопрягаемые поверхности, которые пролегают около крепежной полки и пружинного элемента, при этом крепежная полка и пружинный элемент тянут сопрягаемые поверхности в герметичный непосредственный контакт друг с другом при поворачивании первого и второго крепежных элементов друг относительно друга.
[0009] Кроме того, механизм может включать в себя крепежную полку и кулачковый элемент, который включает в себя выступ, расположенный на стенке, при этом пружинный элемент включает в себя запирающие углубления, которые скользит вдоль выступа, чтобы втянуть первый и второй крепежные элементы в запертое и герметизированное положение. Опционально, механизм может включать в себя пружинный элемент, который включает в себя U- или С-образный зажим, имеющий запирающие углубления, расположенные на его наружных дистальных концах, при этом U- или С-образный зажим входит в паз, расположенный в одном из первого и второго крепежных элементов, причем запирающие углубления входят в зацепление с кулачковым элементом. В качестве альтернативного варианта, механизм может включать в себя крепежную полку, которая включает в себя базовую область, проходящую в боковом направлении наружу вдоль продольной оси, при этом крепежная полка дополнительно содержит фланцевый элемент в форме охватываемого ниппеля, выступающего от базовой области в направлении оси, причем фланцевый элемент включает в себя кулачковый элемент, притом кулачковый элемент включает в себя утолщение, проходящее по окружности фланцевого элемента.
[0010] Опционально, механизм может включать в себя пружинный элемент, который включает в себя шплинты, которые пролегают наружу от первого крепежного элемента, при этом шплинты имеют плечи рычага, которые сгибаются внутрь друг к другу, чтобы проходить через отверстие во втором элементе крепления и через полку крепления, причем шплинты включают в себя зацепляющиеся участки, зацепленные над кулачковым элементом на крепежной полке. В качестве альтернативного варианта, механизм может включать в себя второй крепежный элемент, который включает в себя базовую область, проходящую около продольной оси, при этом крепежная полка включает в себя стенки, которые выступают от базовой области и вдоль оси, причем стен включают в себя выступ, образующий кулачковый элемент. Кроме того, механизм может включать в себя пружинный элемент, который включает в себя запирающие углубления, которые передвигаются вдоль выступа, чтобы вытянуть сопрягаемые поверхности соответствующих крепежных элементов относительно друг друга в направлении уплотнения, при этом совместная работа выступа и пружинного элемента создает усилие уплотнения, прикладываемое между первым и вторым крепежными элементами во время запирающего вращательного движения.
[0011] В соответствии с другим вариантом осуществления описан способ для соединения респиратора и фильтра, который включает в себя обеспечение первого крепежного элемента, соединенного с респираторной маской, обеспечение второго крепежного элемента, соединенного с фильтром, и выравнивание отверстий через первый и второй крепежные элементы, выровненные с входным или выходным портом маски, и входным или выходным портом фильтра. Способ также включает в себя расположение пружинного элемента вблизи соответствующего отверстия в одном из первого и второго крепежных элементов; расположение крепежной полки вблизи соответствующего отверстия в другом из первого и второго крепежных элементов и линейное продвижение пружинного элемента в исходное зацепление с полкой крепления до тех пор, пока пружинный элемент и крепежная полка не соединятся друг с другом в положении промежуточного монтажа. Способ также включает в себя вращение, по меньшей мере, одного из пружинного элемента и крепежной полки друг относительно друга, чтобы заставить кулачковый элемент на крепежной полке со скольжением вступить в зацепление с пружинным элементом и потянуть пружинный элемент из положения промежуточного монтажа в запертое и герметизированное положение.
[0012] Опционально, способ может дополнительно включать в себя втягивание сопрягающихся поверхностей первого и второго крепежных элементов в уплотненный непосредственный контакт друг с другом, при поворачивании первого и второго крепежных элементов друг относительно друга. В качестве альтернативы, способ может включать в себя крепежную полку, которая включает в себя стенку и кулачковый элемент, который включает в себя выступ, расположенный на стенке, при этом пружинный элемент включает в себя запирающее углубление, которое скользит вдоль выступа, чтобы втянуть первый и второй крепежные элементы в запертое и герметизированное положение. В качестве альтернативного варианта, способ может включать в себя пружинный элемент, который включает в себя U- или С-образный зажим, имеющий запирающие углубления, расположенные на его наружных дистальных концах, при этом U- или С-образный зажим входит в паз, расположенный в одном из первого и второго крепежных элементов, причем запирающие углубления входят в зацепление с кулачковым элементом.
[0013] В качестве альтернативного варианта способ может включать в себя крепежную полку, которая включает в себя базовую область, пролегающую в поперечном направлении наружу относительно продольной оси, при этом крепежная полка дополнительно содержит фланцевый элемент в форме охватываемого ниппеля, выступающего от базовой области вдоль оси, причем фланцевый элемент включает в себя кулачковый элемент, притом кулачковый элемент включает в себя утолщение, проходящее по окружности фланцевого элемента. Опционально, механизм может включать в себя пружинный элемент, который включает в себя шплинты, которые пролегают наружу от первого крепежного элемента, при этом шплинты имеют плечи рычага, которые сгибаются внутрь друг к другу, чтобы проходить через отверстие во втором элементе крепления и через полку крепления, причем шплинты включают в себя зацепляющиеся участки, зацепленные над кулачковым элементом на крепежной полке
[0014] В качестве альтернативы способ может дополнительно включать в себя линейное продвижение друг к другу пружинного элемента и крепежной полки от этапа предварительного монтажа до этапа промежуточного монтажа, при этом пружинный элемент и крепежная полка поворачиваются друг относительно друга, чтобы перейти из этапа промежуточного монтажа в запертый герметизированный этап.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0015] На фиг. 1 показан вид в перспективе соединительного механизма респираторного фильтра в соответствии с вариантом осуществления.
[0016] На фиг. 2 показан вид в перспективе с торца крепежного элемента, образованного согласно варианту осуществления.
[0017] На фиг. 3 показан компонент маски или фильтра.
[0018] На фиг. 4 показан вид сбоку в перспективе фланцевого элемента.
[0019] На фиг. 5 показан пружинный элемент, образованный в соответствии с вариантом осуществления в данном документе.
[0020] На фиг. 6 показан второй крепежный элемент, образованный в соответствии с вариантом осуществления.
[0021] На фиг. 7 показан крепежный элемент, выполненный в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
[0022] На фиг. 8 показан вид в перспективе крепежного элемента, образованного согласно варианту осуществления.
[0023] На фиг. 9 показаны крепежные элементы, выровненные в положении предварительного монтажа с пружинным элементом, выровненным для пропускания (и линейного введения) через отверстие в крепежной полке.
[0024] На фиг. 10 показаны крепежные элементы с фиг. 9.
[0025] На фиг. 11 показаны пружинные элементы, изначально ориентированные на выравнивание с пазами, отдельно от стенки.
[0026] На фиг. 12 показаны крепежные элементы с фиг. 9, полностью зацепленные в герметизированном положении.
[0027] На фиг. 13 показаны крепежные элементы в положении промежуточного монтажа.
[0028] На фиг. 14 показаны крепежные элементы с фиг. 9.
[0029] На фиг. 15 показан вид сбоку в перспективе крепежных элементов с фиг. 1-6, которые полностью зацеплены.
[0030] На фиг. 16 показаны крепежные элементы в положении промежуточного монтажа.
[0031] На фиг. 17 показан вид сбоку в перспективе крепежных элементов с фиг. 9.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0032] На фиг. 1-17 проиллюстрированы варианты осуществления соединительного механизма респираторного фильтра 100, в котором использовано прикрепление пружинного элемента 12 к крепежной полке, что позволяет фильтру принимать практически любое исходное угловое положение по отношению к маске, затем закручиваться, например, от 1/4 до 1/2 оборота, чтобы окончательно принять герметизированное и запертое положение. Извлечение фильтра требует примерно 1/4 оборота с одновременным вытягиванием фильтра наружу, однако механизм 100 также обеспечивает некоторую свободу ориентации между фильтром и маской для извлечения. В качестве примеров, крепежное приспособление фильтра прикрепляется к эластомерной полумаске или целой респираторной маске. Примеры масок и фильтров, которые могут использоваться в механизме 100, описанном здесь, включают, но не ограничиваются этим, USD541413S1; US20080035149A1; US20070289592A1; EP916369B1; WO2010131031 А3; и WO2005089874A1, все они специально включены сюда в качестве ссылки во всей своей полноте. В одном варианте осуществления пружинный элемент 12 выполнен из металлической пружины или зажима, как показано на фиг. 1-6, в качестве средства для зажима на крепежной полке 14, которая образована из фланцевого элемента 42 в форме охватываемого ниппеля. В другом варианте осуществления, пружинный элемент 118 включает в себя гибкие консольные шплинты, например, из пластика, которые могут быть отлиты как неразъемная часть маски или конструкции фильтра, не требуя отдельной части, как показано на фиг. 7-14,16 и 17. Во втором варианте осуществления, используется меньше деталей и меньше сборочных операций, а также уменьшена высота конструкции узла, что позволяет расширить варианты размещения механического стопора и/или добавить механизм фиксатора.
[0033] На фиг. 1 показан вид в перспективе соединительного механизма респираторного фильтра 100, выполненного в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Соединительный механизм 100 включает в себя первый и второй крепежные элементы 20 и 30, которые выполнены так, чтобы подсоединяться к воздуховпускной/воздуховыпускной части маски и воздуховпускной/воздуховыпускной части фильтра, соответственно. Подмножество компонентов внутри соединительного механизма 100 показано на фиг. 1 пунктирной линией, а именно, пружинный элемент 12 и крепежная полка 14, которая непосредственно контактирует с пружинным элементом 12, чтобы сохранить крепежные элементы 20 и 30 в герметичном зацеплении друг с другом. В качестве одного примера, пружинный элемент 12 может представлять собой металлическую пружину, как показано более подробно на фиг. 5, в то время как крепежная полка 14 может быть выполнена в виде фланцевого элемента 42 в форме охватываемого ниппеля, как показано на фиг.3,4 и 6.
[0034] Пружинный элемент 12 может быть встроен в компонент фильтра или маски, как показано на фиг. 2. На фиг. 3 показан только пружинный элемент, другие части опущены для ясности, прикрепленный к противоположной охватываемой стороне фильтра или маски. Как видно из фиг. 2, пружинный элемент 12 защелкивается в паз 29, чтобы стать неотъемлемой частью узла. Как видно из фиг. 1, паз 29 имеет такую форму, чтобы удерживать пружинный элемент 12 таким образом, чтобы сопротивляться вращению во время использования (например, концы 60 и плечи 64 пружинного элемента 12 упираются в стенку паза 29, чтобы предотвратить вращение между ними). Также показана эластомерная уплотнительная поверхность 48.
[0035] Вариант осуществления на фиг. 1-3 включает в себя два крепежных элемента, первый крепежный элемент 20 на респираторной маске и второй крепежный элемент 30 на фильтре. Один элемент 20 «зажимается» при изгибе пружинного элемента 12, чтобы осуществить прикрепление к крепежной полке 14 другого элемента 30, как показано на фиг. 7. Хотя функциональное назначение элементов 20, 30 определяет пружинный элемент 12 на одном конкретном элементе, а крепежную полку 14 на другом конкретном элементе, конструкция и функциональное назначение каждого элемента 20, 30 могут быть изменены на обратное. Опционально, пружинный элемент 12 может иметь различные конфигурации, такие как, например, без ограничения, пружинный элемент может включать в себя гибкий зажим, шплинт, или другой механизм натяжения для разъемного крепления. Другой крепежный элемент 20,30 включает в себя полку 14, к которой прикрепляют пружинный элемент 12.
[0036] На фиг. 2 показан вид в перспективе конца крепежного элемента 20, образованного в соответствии с вариантом осуществления. Крепежный элемент 20 включает в себя базовую область 22, пролегающую в поперечном направлении от продольной оси 77 и имеющую заднюю поверхность 23, которая выполнена с возможностью жестко закрепления на входном/выходном порту маски или фильтра. Базовая область 22 включает в себя сопрягаемую поверхность 24, которая выполнена с возможностью сцепления через разъемный герметизируемый участок сопряжения со вторым крепежным элементом 30. Крепежный элемент 20 включает в себя центральную сопрягаемую полость 26 с отверстием 27, пролегающим через нее по центру относительно оси 77. Отверстие 27 выполнено так, чтобы обеспечить прохождение воздуха/рабочей среды через участок сопряжения между входным/выходным портами фильтра и маски. Сопрягаемая полость 26 включает в себя периферийную стенку, проходящую по ее окружности 28. Стенка 28 включает в себя, по меньшей мере, один паз 29 удерживания пружинного элемента, проходящий около внутренней части стенки 28. Паз 29 имеет толщину, размеры которой позволяют принимать пружинный элемент 12. Паз 29 имеет глубину (пролегающую в радиальном направлении от оси 77 полости 26), достаточную для того, чтобы позволить пружинному элементу 12 изгибаться в наружном радиальном направлении (как обозначено стрелками А) при монтаже и демонтаже фильтра из маски (также именуемых присоединением/отсоединением или зацеплением/расцеплением пружинного элемента 12 от полки 14). На фиг. 1 проиллюстрирована примерная форма паза 29, в том числе глубины 25, который позволяет плечам 64 перемещаться радиально во время операций монтажа и демонтажа. Форма выемки 29 и форма пружинного элемента 12 предотвращают относительное вращение между ними, чтобы предотвратить вращение пружинного элемента 12 относительно крепежного элемента 20.
[0037] На фиг. 5 проиллюстрирован пружинный элемент 12, образованный в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Пружинный элемент 12 может представлять собой металлическую или пластиковую пружину или зажим, отлитое резиновое целое или частичное кольцо и тому подобное. На фиг. 5, пружинный элемент содержит, по существу, U-образную форму или С-образную форму с открытыми противоположными концами 60, которые пространственно разнесены друг от друга. U- или C- образный пружинный элемент 12 образован изогнутым переходным связывающим сегментом 66, который присоединен на противоположных концах к плечам 64 рычагов. Плечи 64 рычагов включают в себя запирающие углубления 62, расположенные на дистальных концах и в непосредственной близости к концам 60 пружинного элемента 12. Запирающие углубления 62 изогнуты так, чтобы пролегать в радиальном направлении внутрь в сторону друг от друга (по отношению к плечу 64) и разделены первым расстоянием 63, когда находятся в не смещенном состоянии/состоянии покоя.
[0038] Во время начальной операции монтажа, в которой крепежные элементы 20, 30 перемещаются из несопряженного этапа/положения в частично сопряженный этап/положение, запирающие углубления 62 вступают в контакт с участком сопрягаемого крепежного элемента 20, 30 и отклоняются наружу, в направлении стрелок С в пределах глубины 25 паза 29, в смещенное или сдвинутое раструбообразное состояние. Крепежные элементы 20,30 линейно продвигаются друг к другу (вдоль продольной оси 77 и 78 (фиг. 1-3) в ходе операции начального монтажа до достижения этапа/положения промежуточного монтажа. При линейном продвижении крепежных элементов 20, 30 друг к другу, запирающие углубления 62 передвигаются наружу, а плечи 64 рычагов вращательно изгибаются наружу по стрелке В, чтобы позволить пройти полке 14. Величина изгиба частично основана на общей геометрии плеч 64 рычагов и переходного связующего сегмента 66. При достижении этапа/положения промежуточного монтажа, запирающие углубления 62 возвращаются внутрь навстречу друг другу (по стрелкам D) к их не смещенному состоянию/состоянию покоя.
[0039] На фиг. 6 показан второй крепежный элемент 30, образованный в соответствии с вариантом осуществления. Крепежный элемент 30 содержит базовую область 32, проходящую поперечно от оси 78, которая имеет заднюю сторону 33, выполненную с возможностью жесткого закрепления на входном/выходном порту маски или фильтра. Базовая область 32 включает в себя сопрягаемую поверхность 34, которая выполнена с возможностью соединения через съемный герметизируемый участок сопряжения с первым крепежным элементом 20 на уплотнениях 50. Крепежный элемент 30 включает в себя крепежную полку 14, выполненную в виде фланцевого элемента 42, который выступает наружу от базовой области 32 в цилиндрической трубчатой форме относительно оси 78. Фланцевый элемент 42 включает в себя отверстие 37, проходящее через него. Отверстие 37 выполнено так, чтобы обеспечить прохождение воздуха/текучей среды через участок сопряжения между входным/выходными портами фильтра и маски. Пружинный элемент 12 выполнен с возможностью линейно продвижения в начальное зацепление с крепежной полкой 14, пока пружинный элемент 12 и крепежная полка 14 не соединятся друг с другом в положении промежуточного монтажа. Крепежная полка 14 имеет кулачковый элемент (например, утолщение 39, и выступ 76), который со скольжением входит в зацепление с пружинным элементом 12 и тянет пружинный элемент 12 из положения промежуточного монтажа в запертое и герметизированное положение, при этом, по меньшей мере, либо крепежная полка 14, либо пружинный элемент 12, вращается относительно крепежной полки 14, либо пружинного элемента 12.
[0040] На фиг. 4 показан вид сбоку в перспективе фланцевого элемента 42 (базовая область 32 не показана). Фланцевый элемент 42 включает в себя периферийную стенку, проходящую по его окружности 38. Стенка 38 включает в себя, по меньшей мере, один кулачковый элемент, а именно утолщение 39, проходящее по наружной части стенки 38. Утолщение 39 имеет толщину, размеры которой (проходящие в радиальном или боковом направлении наружу в направлении стрелки Е от оси 78) позволяют образовать выступ 76. Утолщение 39 имеет наружный диаметр 41, который больше, чем расстояние 63 между запирающими углублениями 62, когда пружинный элемент 12 находится в не смещенном состоянии/состоянии покоя. Фланцевый элемент 42 включает в себя задний конец 72, на котором установлена базовая область 32 и сопрягаемый дистальный конец 70, выполненный с возможностью установки в полость 26. Утолщение 39 расположено на промежуточном расстоянии (в целом обозначенное кронштейном 74) от сопрягаемого конца 70. Выступ 76 обращен к заднему концу 72 и направлен в сторону от сопрягаемого дистального конца 70. Выступ 76 включает в себя монтажную область 54, в которой запирающие углубления 62 пружинного элемента 12 смещаются и передвигаются по утолщению 39, пока запирающие углубления 62 не пройдут утолщение 39 и зафиксируются на месте под выступом 76, упираясь в него.
[0041] Опционально, утолщение 39 может включать в себя зазор или сужающуюся область 56, которая обычно равна по диаметру остальной части периферийной стенки 38, что позволяет пружинному элементу легко проходить через область 56.
[0042] Утолщение 39 выполнено с различной высотой, если измерять параллельно оси 78 вдоль переходной области 54. Выступ 76 пролегает, по меньшей мере, на различных высотах над задним краем 72 таким образом, что выступ 76 отстоит на разных расстояниях от сопрягаемой поверхности 34 на базовой области 32 в точках вокруг стенки 38. На участке сопряжения между переходная зоной 54 и зазором 56, первое расстояние 80 расположено между уступом 76 и сопрягаемой поверхностью 34 на базовой области 32 (заднем краю 72). Расстояние 82 между выступом 76 и сопрягаемой поверхностью 34 уменьшается вдоль переходной зоны 54, до достижения запирающей зоны 52. В запирающей зоне 52, расстояние 84 между выступом 76 и сопрягаемой поверхностью 34 (задним краем 72) меньше (например, как минимум), чем расстояния 82 и 80 в любой другой точке вдоль переходной зоны 54. Расстояние 84 установлено для создания жесткого герметичного участка сопряжения между сопрягаемыми поверхностями 34 на этапе/в положении полной герметизации.
[0043] После того, как запирающие углубления 62 проходят через утолщение 39, запирающие углубления 62 перемещаются вдоль уступа 76, при этом крепежные элементы 20 и 30 вращаются (например, по часовой стрелке) относительно друг друга, из этапа/положения промежуточного монтажа до конечного герметизированного этапа/положения. Запирающие углубления 62 перемещаются из положения промежуточного монтажа, при расположении в зазоре 56 или переходной зоне 54, до конечного герметизированного этапа/положения, до запирающей зоны 52. При передвижении запирающих углублений 62 вдоль выступа 76, пружинный элемент 12 (и, соответственно, сопрягаемая поверхность 24 на крепежном элементе 20) вытягивается в направлении F герметизации к заднему краю 72 (и, соответственно, к сопрягаемой поверхности 34 на базовой поверхности 32). Взаимодействие утолщения 39 и пружинного элемента 12 создают уплотнительное усилие, прикладываемое между крепежными элементами 20, 30 во время вращательного запирающего движения 79 (фиг. 1).
[0044] Опционально, радиальная ширина утолщения 39 может изменяться в различных точках по стенке 38. Например, выступ 76 может иметь ширину фланца, которая будет наибольшей (например, максимальной) при самой низкой высоте или расстоянии 84 (соответствующей запирающей зоне 52). Выступ 76 может иметь ширину фланца, который меньше (по отношению к ширине фланца в запирающей зоне) в переходной зоне 54. Выступ 76 может иметь ширину фланца, равную нулю в зазоре 56.
[0045] Следует понимать, что утолщение 39 и пружинный элемент 12 могут иметь различные конфигурации, в том числе, например, без ограничений, постепенно увеличивающееся крепежное приспособление, как в радиальном, так и в продольном/вертикальном направлениях, одновременно, как показано на фиг. 4, или постепенно увеличивающееся крепежное приспособление только в продольном/вертикальном направлении, как показано на фиг. 8. Сочетание пружинного элемента 12 и крепежной полки 14 позволяет фильтру вступать в зацепление с маской при широком изменении угла, т.е. не требуется точной ориентации, а затем производят небольшое закручивание в полностью прикрепленное и герметизированное положение.
[0046] Далее описан альтернативный вариант осуществления со ссылками на фиг. 7-14.
[0047] На фиг. 7 показан крепежный элемент 120, образованный в соответствии с альтернативным вариантом осуществления. Крепежный элемент 120 включает в себя базовую область 122 в поперечном направлении от продольной оси 177 и имеет заднюю сторону 123, которая выполнена с возможностью фиксированной установки во входной/выходной порт маски или фильтра. Базовая область 122 включает в себя сопрягаемую поверхность 124, которая выполнена с возможностью соединения через съемный герметичный участок сопряжения со вторым крепежным элементом 130. Крепежный элемент 120 включает в себя центральную выступающую сопрягаемую скобу 126 с проходящим через нее отверстием 127. Отверстие 127 выполнено так, чтобы обеспечить прохождение воздуха/текучей среды между участком сопряжения между входными/выходными портами фильтра и маски. Выступающая сопрягаемая скоба 126 имеет противоположные полукруглые фланцы, проходящие по окружности 128 относительно оси 178. Фланцы 128 разнесены друг от друга противоположными пружинными элементами 118, которые представляют собой шплинты, которые выступают вверх от базовой области 122. Пружинные элементы 118 включают в себя ножки 119 и верхние крюковые участки 121. Крюковые участки пролегают в радиально противоположных направлениях от отверстия 127. Ножки 119 прогибаются радиально внутрь и наружу в направлении стрелок Н. Крюковые участки 121 включают в себя суженные поверхности 123, приспособленные для облегчения зацепления с сопрягаемым крепежным элементом 130. Крюковые участки 121 включают в себя фиксаторные поверхности 125, выполненные с возможностью зацепления с соответствующим элементом на крепежном элементе 130. Ножки 119 изгибаются в наружном радиальном направлении (как обозначено стрелками H) при монтаже и демонтаже фильтра из маски (именуемом также упоминается присоединением/отсоединением или зацеплением/отцеплением).
[0048] Во время начальной операции монтажа, в которой крепежные элементы 120 (фиг. 7) и 130 (фиг. 8) перемещаются линейно только из этана/положения отсутствия сопряжения в этап/положение частичного сопряжения, крюковые участки 121 вступают в контакт с элементом на сопрягаемом крепежном элементе 130 и отклоняются внутрь по стрелкам Н, к состоянию смещения или отсутствия покоя. Крепежные элементы 120, 130 продвигаются линейно друг к другу (по продольной оси 177, 178 (фиг. 7 и 8) во время начальной операции монтажа до достижения этапа/положения промежуточного монтажа. При линейном продвижении крепежных элементов 120, 130 друг к другу, крюковые части 121 передвигаются внутрь, а ножки 119 изгибаются. Величина изгиба частично основа на общей геометрии ножек 119. При достижении этапа/положения промежуточного монтажа, крюковые участки 121 возвращаются наружу друг от друга (по стрелкам H).
[0049] На фиг. 8 показан вид в перспективе крепежного элемента 130, образованного согласно варианту осуществления. Крепежный элемент 130 включает в себя пролегающую в поперечном направлении базовую область 132, имеющую заднюю сторону 133, которая выполнена с возможностью фиксированной установки на входном/выходном порту маски или фильтра. Базовая область 132 включает в себя боковую рейку 131 и противоположную сопрягаемую поверхность 134, которая выполнена с возможностью соединения через съемный герметичный участок сопряжения с первым крепежным элементом 120. Крепежный элемент 130 содержит пару кулачковых элементов, которые содержат крепежные полки 114, которые выступают в направлении продольной оси 178 наружу от задней стороны 133 базовой области 132 в направлении от (и противоположно) сопрягаемой поверхности 134. Кулачковые элементы или полки 114 имеют цилиндрическую или трубчатую форму относительно оси 177. Базовая область 132 включает в себя отверстие 137, проходящее через нее между полками 114. Отверстие 137 выполнено так, чтобы обеспечить прохождение воздуха/текучей среды между участком сопряжения между входным/выходным портами фильтра и маски.
[0050] Каждая из полок 114 включает в себя периферийную стенку 138, проходящую по окружности отверстия 137. Стенка 138 включает в себя верхний выступ 176, проходящий вдоль края стенок 138. Стенки 138 разнесены друг от друга внутренним диаметром 141, который, по существу, аналогичен интервалу 191 (фиг. 9) между наружными поверхностями ножек 119, однако меньше, чем расстояние между крюковыми участками 121, когда пружинные элементы 118 находятся в состоянии отсутствия смещения/состоянии покоя. Выступ 176, имеющий различную высоту, находится на промежуточном расстоянии (в целом обозначенном с помощью кронштейна 174) от базовой области 132. Выступ 176 направлен в сторону от сопрягаемой поверхности 134. Выступ 176 включает в себя монтажно - переходную область 154, в которой крюковые участки 121 пружинных элементов 118 смещаются и передвигаются по стенке 138, пока крюковые участки 121 не пройдут по стенке 138 и не защелкнутся на месте с упором в выступ 176.
[0051] Опционально, стенка 138 может включать в себя противоположные зазоры или щели 156, которые образуют отверстие, имеющее диаметр, который в целом равен или немного больше, чем диаметральное расстояние между самыми наружными кончиками крюковых участков 121, что обеспечивает легкое прохождение пружинных элементов 118 через щели 156 во время монтажа и/или демонтажа.
[0052] Выступ 176 выполнен с различной высотой, если измерять параллельно оси 177, и образует переходно-монтажную область 154. Выступ 176 проходит под различными высотами над базовой областью 132 (если измерять от сопрягаемой поверхности 134 или задней стороны 133), при этом выступ 176 расположен на разных расстояниях от базовой области 132 на различных точках по стенке 138. На участке сопряжения между переходной зоной 154 и щелями 156, первое расстояние 180 находится между уступом 176 и базовой областью 132. Расстояние 174 между выступом 176 и базовой областью 132 уменьшается вдоль переходной зоны 154, пока не достигнет запирающей зоны 152. В запирающей зоне 152 пазы 184 расположены в выступе 176 для удержания крюковых участков 121 после зацепления.
[0053] Крепежные элементы 20, 30 включают в себя уплотнительный барьер (например, пластик или резиновое уплотнение). Один или оба крепежных элемента 20, 30 могут включать в себя эластомерную уплотнительную поверхность 50. Опционально, полость 26 может включать в себя уплотнительный буртик 53.
[0054] Далее будут описаны монтажный и уплотнительный этапы операции сопряжения со ссылками на фиг. 9-14 и 16-18, в соответствии с вариантом осуществления.
[0055] На фиг. 9 показаны крепежные элементы 120,130, выровненные в предустановленном положении с пружинным элементом 118, выровненным для пропускания (и линейной установки) через отверстие 127 в крепежной полке 114.
[0056] Во время монтажа крепежные элементы 120, 130 линейно продвигаются друг к другу по прямой стрелке K (параллельно оси 177,178). По мере продвижения крепежных элементов 120,130, крюковые участки 121 скользят вдоль внутренних поверхностей стенки 138 (как показано на фиг. 10), пока фиксаторные поверхности 125 на станут в зацепление над выступом 176. В примере, показанном на фиг. 9 и 10, пружинные элементы 118 изначально ориентированы на выравнивание со стенкой 138 по переходной зоне 154, отделенной от (или за пределами) щелей 156. Сужающиеся поверхности 123 способствуют установке в ориентации, показанной на фиг. 9-10.
[0057] Опционально, пружинные элементы 118 могут быть изначально ориентированы на выравнивание со щелями156, отделенными от стенки 138, как показано на фиг. 11. Пружинные элементы 118 при этом поворачиваются, чтобы следовать за выступом 176 или в положение, показанное на фиг. 10.
[0058] После того, как крюковые участки 121 пружинных элементов 112 проходят уступ 176, крепежные элементы 120,130 находятся в положении промежуточного монтажа.
[0059] На фиг. 13 и 16 проиллюстрированы крепежные элементы 120,130 в положении промежуточного монтажа. Как показано на фиг. 13 и 16, крепежный элемент 130 вращается (например, по часовой стрелке или против часовой стрелки) в направлении стрелки 179, а крепежный элементом 120 вращается в противоположном направлении, указанном стрелкой 175, так, чтобы крюковой участок 121 передвигался вдоль уступа 176.
[0060] Крюковые участки 121 передвигаются из положения промежуточного монтажа (фиг. 13 и 16), располагаясь в щелях 156 или переходной зоне 154, в конечный этап/положение запирания, при нахождении в запирающей области 152 (фиг. 12). При передвижении крюковых участков 121 вдоль уступа 176, сопрягаемая скоба 126 (и, соответственно, крепежный элемент 120) тянутся в направлении J (фиг. 8 и 16) по направлению к выступу 176 (и, соответственно, к базовой области 132). Взаимодействие выступа 176 и пружинных элементов 118 создают уплотнительное усилие, прикладываемое между крепежными элементами 120,130 во время вращательного запирающего движения.
[0061] На фиг. 13 и 16 дополнительно проиллюстрированы стойки 140, которые расположены на дистальных концах стенок 138. Стойки 140 обеспечивают две функции. Применительно к фиг. 13, после того, как пружинные элементы 118 вставлены в щели 156, в том случае, если пользователь неправильно стремится повернуть крепежные элементы 120,130 в неправильном/обратном направлении во время операции монтажа, крюковые участки 121 будут вращаться, пока не упрутся в поверхности 143, тем самым предотвращая дальнейшее вращение в неправильном направлении.
[0062] Применительно к фиг. 16, стойки 140 служат в качестве стопора для предотвращения вращения пружинных элементов 118 за пределами запирающих зон 154 (например, пазов в выступе 176). Крюковые участки 121 попадают в пазы или запирающие зоны 154 и вступают в зацепление со стойками 140, чтобы обеспечить тактильное ощущение «ступеньки», воспринимаемое пользователем, чтобы указать пользователю, что крепежные элементы 120, 130 полностью зацеплены и герметизированы один с другим. Созданию тактильной ступеньки также предшествует постепенно увеличивающееся сопротивление вращению, а крепежный элемент 120, 130, соединенный с фильтром, подтягивается к маске.
[0063] Как видно опять же из фиг. 13, когда пользователь поворачивает пружинные элементы 118 в неправильном направлении, пользователь обнаруживает указание «стоп» без соответствующей предшествующей тактильной индикации «ступеньки». Кроме того, указывающий стопор обнаруживается без предшествующего постепенного увеличения сопротивления вращению и без крепежного элемента 120,130, соединенного с фильтром, подтягиваемым к маске.
[0064] Чтобы отсоединить крепежные элементы 120,130, вышеуказанный процесс производят в обратном порядке с вращаемыми пружинными элементами 118 (например, против часовой стрелки). Во время этого расцепления, крюковые части 121 поднимаются из запирающих зон 152 и передвигаются в обратном направлении вдоль выступа 176. Пружинные элементы 118 вращаются по отношению к крепежной полке 14, пока крюковые участки 121 не будут выровнены со щелями 156 (как показано на фиг. 11).
[0065] Ориентация на фиг. 11 может представлять собой начальную предварительно установленную ориентацию, а также окончательную ориентацию отсоединения/расцепления. Например, при отсоединении крепежные элементы 120,130, крепежные элементы 120,130 вращаются (например, против часовой стрелки) относительно друг друга до поворотной ориентации, показанной на фигуре 11, с пружинными элементами 118, выровненными со щелями 156 между крепежными полками 114. После того, как пружинные элементы 118 будут выровнены со щелями 156, пружинные элементы 118 удаляют, и крепежные элементы 120, 130 разделяют.
[0066] Следует понимать, что полка 114 и пружинные элементы 118 могут иметь различные конфигурации, в том числе, например, без ограничения, постепенно увеличивающееся крепежное приспособление как в радиальном, так и продольном/вертикальном направлениях, или постепенно увеличивающееся крепежное приспособление только в продольном/вертикальном направлении. Сочетание крепежных полок 114 и пружинных элементов 118 позволяет фильтру вступать в зацепление с маской при широкой вариации угла, т.е. точная ориентация не требуется, а затем производят небольшое закручивание в полностью прикрепленное и герметизированное положение.
[0067] На фиг. 17 проиллюстрирован вид сбоку в перспективе крепежных элементов 120, 130 с фиг 9. Крепежный элемент 130 включает в себя уплотнительный барьер (например, пластиковое или резиновое уплотнение). Один или оба крепежных элемента 120,130 (фиг. 17) могут включать в себя эластомерную уплотнительную поверхность 150.
[0068] На фиг. 15 показан вид сбоку в перспективе крепежных элементов 20, 30 с фиг. 1-6, во время полного зацепления. Крепежные элементы 20, 30 включают в себя стопорные стойки 21 и 31, расположенные на сопрягаемых поверхностях 24,34, соответственно. Стопорные стойки 21, 31 вступают в зацепление друг с другом, чтобы предотвратить избыточное вращение между крепежными элементами 20, 30. Например, стопорные стойки 21, 31 могут предотвратить обратное вращение в неправильном направлении или избыточное вращение вперед вне пределов запертого и герметизированного этапа/положения полного зацепления.
[0069] Элементы, например крепежные элементы 12, 112 и крепежные полки 14, 114, работают вместе, в частности, могут соединяться друг с другом, когда крепежные элементы 20, 30, 120, 130 ориентированы по отношению друг к другу в широком диапазоне начальных параметров ориентации. Например, начальные ориентации могут представлять собой любую ориентацию, отличную от ориентации, связанную с полностью запертой и герметизированной ориентацией полного зацепления. Соответственно, исходная ориентация, при которой крепежные элементы линейно сопрягаются друг с другом, может представлять собой любую не окончательную запертую ориентацию. В качестве примера, полный диапазон ориентации могут быть охарактеризованы как имеющий диапазон в 180 градусов ориентации относительно продольных осей 77,78,177,178. Пружинные элементы и крепежные полки могут образовывать запирающую зону, которая охватывает 10-15 градусов диапазона ориентации в 180 градусов. В этом примере крепежные элементы 20, 30, 120 130 могут иметь диапазон в 165-170 градусов приемлемых исходных ориентаций. Положение и ориентация в пространстве фильтра (крепежного элемента) определяются как положение и ориентации по отношению к главной эталонной системе маски (другого крепежного элемента). В геометрических терминах, тангаж, крен и рыскание крепежного элемента 20, 120 могут изменяться в широком диапазоне значений и остаются совместимыми с другим крепежным элементом 30, 130.
[0070] Оба крепежных элемента 20,30 могут быть установлены либо на фильтре, либо на маске, с одним элементом 30 на фильтре, а другим элементом 20 на маске. Предпочтительно имеется механический стопор (например, стопор 40 на фиг. 8), который может быть установлен либо на маску, либо фильтр, что указывает пользователю, что фильтр полностью установлен. Этот механический стопор 40 может включать в себя, например, без ограничения, фиксирующий механизм, защелкивающий фильтр в конечном положении, дающий обратную тактильную связь, и служащий для обеспечения дополнительной устойчивости к обратному вращению, что помогает предотвратить непредумышленный демонтаж фильтра. Уплотнительный элемент 50 между маской и фильтром обеспечивает вертикальную силу пружины, чтобы позволить фиксирующему механизму 40 работать.
[0071] Установка гибкого элемента в механизм 100 крепления фильтра позволяет фильтру вступать в зацепление с маской с менее точной ориентацией, чем другие существующие способы крепления, а затем останется только немного подкрутить, чтобы достичь полностью прикрепленного положения.
[0072] Используемая фраза «вращается относительно» не ограничивается каким-либо конкретным типом вращения, а вместо этого включает в себя вращение первого элемента относительно второго элемента, который неподвижен, вращение второго элемента, когда первый элемент удерживается неподвижным, вращение первого и второго элементов одновременно, вращение первого элемента на частичное расстояние, в то время как второй элемент неподвижен, с последующим вращением второго элемента на частичное расстояние, в то время как первый элемент неподвижен, и тому подобное.
[0073] В соответствии с описанными здесь вариантами осуществления, имеется соединительный механизм, который обеспечивает, среди прочих технических результатов, технический результат, создающий для пользователя большую широту и свободу при выравнивании и присоединении модуля фильтра к респираторной маске. Раскрытые варианты осуществления для подключения механизмов позволяют пользователю установить крепежный элемент узла фильтра в крепежный элемент маски при различных вращательных и продольных ориентациях. Раскрытые варианты осуществления для соединительных механизмов обеспечивают диапазон приемлемых вращательных ориентаций в предустановленном положении. Раскрытые варианты осуществления для соединительных механизмов также обеспечивают технический эффект установления защищенного герметичного участка сопряжения при очень ограниченном дополнительном манипулировании фильтром пользователем, когда пользователь выполняет начальную операцию монтажа. Различные варианты осуществления для пружинного элемента и крепежной полки обеспечивают «тактильные» индикаторы для пользователя на каждом этапе процесса монтажа. Например, после того, как пружинный элемент будет вставлен и достигнет промежуточного этапа/положения монтажа, пружинный элемент произведет «тактильный» щелчок или ощущение зацепления, чтобы сообщить пользователю, что фильтр линейно вставлен на достаточное расстояние, чтобы начать вращение. Когда пользователь вращает фильтр, пружинный элемент и крепежная полка взаимодействуют, чтобы обеспечить тактильный запирающий звук или чувство, чтобы сообщить пользователю, что фильтр полностью заперт и герметизирован в конечном положении зацепления с маской.
[0074] В то время как здесь были описаны некоторые варианты осуществления изобретения, это не предполагает того, что изобретение ограничено ими, поскольку предполагается, что изобретение имеет настолько широкий объем в данной области техники, насколько это разрешает уровень техники, и что в описании это учитывается. Таким образом, приведенное выше описание не следует рассматривать как ограничительное, а только как примеры конкретных вариантов осуществления. Специалисты в данной области смогут рассмотреть другие модификации в пределах объема и сущности прилагаемой формулы изобретения.
[0075] Следует понимать, что приведенное выше описание предназначено для иллюстрации, а не ограничения. Например, описанные выше варианты осуществления (и/или их объекты) могут быть использованы в сочетании друг с другом. Кроме того, многие модификации могут быть выполнены так, чтобы адаптировать конкретную ситуацию или материал к идеям изобретения в пределах его объема. В то время как размеры, типы материалов и покрытий, описанных в данном документе, предназначены для определения параметров согласно изобретению, они ни в коем случае не являются ограничительными, и представляют собой примерные варианты осуществления. Многие другие варианты осуществления будут очевидны специалистам в данной области техники после рассмотрения вышеприведенного описания. Объем изобретения поэтому должен определяться с опорой на прилагаемую формулу изобретения вместе с полным объемом эквивалентов, к которым относятся требования формулы изобретения. В прилагаемой формуле изобретения термины «включающий в себя» и «в котором» используются в качестве простых английских эквивалентов соответствующих терминов «содержащий» и «где». Кроме того, в последующей формуле изобретения, термины «первый», «второй» и «третий» и т.д., используются только в качестве меток, и не предназначены для того, чтобы наложить количественные требования на их объекты. Кроме того, ограничения последующей формулы изобретения не написаны в формате «средство – плюс функция» и не должны интерпретироваться на основе 35 USC § 112 (е), если такие ограничения формулы изобретения прямо не используют фразу «средство для», за которым следует заявление о функции, лишенной дополнительной конструкции.