ГИБКИЙ ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ, СОДЕРЖАЩИЙ КОНЦЕВОЙ ВЫХОДНОЙ КАНАЛ
FLEXIBLE FILTER ELEMENT, CONTAINING END OUTPUT CHANNEL

Область техники
Настоящее изобретение относится к фильтрующему элементу устройства защиты органов дыхания, и в частности, к гибкому фильтрующему элементу, включающему выходной канал, расположенный в непосредственной близости к концу фильтрующего элемента.
Уровень техники
Устройства защиты органов дыхания обычно включают основу маски и один или более фильтрующих элементов, прикрепленных к основе маски. Основу маски пользователь носит на лице, надев ее поверх носа и рта, и она может включать части, закрывающие голову, шею, а иногда также и другие части тела пользователя. Чистый воздух для носящего обеспечивается за счет прохождения наружного воздуха через фильтрующую среду фильтрующего элемента. В устройствах защиты органов дыхания, работающих по принципу отрицательного давления, воздух засасывается через фильтрующий элемент за счет пониженного давления, вырабатываемого пользователем при вдохе. Воздух из окружающего пространства проходит через фильтрующую среду и попадает во внутреннее пространство основы маски, после чего его может вдыхать пользователь.
Используются различные способы изготовления фильтрующих элементов и их крепления к респиратору. Фильтрующие элементы, как правило, присоединяются ко входному отверстию основы маски посредством резьбового, байонетного или другого соединения. В устройствах защиты органов дыхания с двойным фильтрующим элементом, то есть, в которых для очистки вдыхаемого воздуха используются два фильтрующих элемента, такие фильтрующие элементы обычно устанавливаются напротив входных отверстий для воздуха в частях маски, располагающихся в непосредственной близости к щекам носящего и в стороне от центральной части маски, в результате чего фильтрующие элементы являются протяженными наружу по боковым сторонам головы пользователя.
Сущность изобретения
В настоящем изобретении предлагается фильтрующий элемент, включающий фильтрующую среду, имеющую переднюю и заднюю стенки, каждая из которых имеет проксимальный конец и дистальный конец, боковую часть, расположенную в непосредственной близости к проксимальным концам передней и задней стенок, выходной канал и дыхательную трубку, прикрепленную к фильтрующей среде и связанную по текучей среде с выходным каналом. Выходной канал расположен по меньшей мере частично на боковой части, а передняя и задняя стенки фильтрующей среды соединены друг с другом по меньшей мере вдоль части периметра.
В настоящем изобретении дополнительно предлагается фильтрующий элемент, включающий фильтрующую среду, имеющую переднюю и заднюю стенки, каждая из которых имеет проксимальный конец и дистальный конец, боковую часть, расположенную в непосредственной близости к проксимальным концам передней и задней стенок, выходной канал и дыхательную трубку, прикрепленную к фильтрующей среде и связанную по текучей среде с выходным каналом. Фильтрующая среда содержит единую сложенную часть фильтрующей среды, которая образует переднюю стенку и заднюю стенку, и при этом передняя стенка и задняя стенки по меньшей мере частично соединены друг с другом по меньшей мере вдоль части периметра.
В настоящем изобретении дополнительно предлагается фильтрующий элемент, включающий фильтрующую среду, имеющую переднюю и заднюю стенки, каждая из которых имеет проксимальный конец, дистальный конец и периметр, боковую часть, расположенную в непосредственной близости к проксимальным концам передней и задней стенок, и выходной канал, расположенный по меньшей мере частично на боковой части. Фильтрующий элемент дополнительно включает заполнитель, расположенный между передней и задней стенками фильтрующей среды, и дыхательную трубку, прикрепленную с помощью адгезива к фильтрующей среде и связанную по текучей среде с выходным каналом. Фильтрующая среда включает единую сложенную часть фильтрующей среды, скрепленную по меньшей мере вдоль части ее периметра и образующую переднюю стенку и заднюю стенку, и при этом фильтрующая среда скреплена вокруг выходного канала.
В представленном выше описании сущности настоящего изобретения не подразумевалось подробно описать каждое из воплощений изобретения или все варианты их исполнения. В приведенном ниже подробном описании и на прилагаемых чертежах приводится дополнительная информация о предпочтительных воплощениях настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Ниже приводится более подробное описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, при этом аналогичные элементы на ряде чертежей обозначены аналогичными номерами позиций.
Фиг. 1. Аксонометрическое изображение одного из воплощений устройства защиты органов дыхания, включающего фильтрующий элемент в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2. Аксонометрическое изображение одного из воплощений фильтрующего элемента в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 3. Вид в разрезе воплощения фильтрующего элемента в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 4. Аксонометрическое изображение воплощения фильтрующей среды, вырезанной для последующей сборки фильтрующего элемента в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 5. Воплощение фильтрующего элемента в соответствии с настоящим изобретением, в разобранном виде.
Хотя перечисленные выше чертежи представляют различные воплощения заявляемого предмета изобретения, предвидятся также и другие воплощения. В любых случаях описываемые воплощения изобретения следует рассматривать, как иллюстрирующие, но не как ограничивающие. При этом подразумевается, что сведущими в данной области техники могут быть разработаны многие другие воплощения в пределах объема и в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
В настоящем изобретении предлагается фильтрующий элемент, который может использоваться в устройстве защиты органов дыхания для обеспечения пользователя чистым воздухом для дыхания. Фильтрующий элемент включает фильтрующую среду, имеющую переднюю и заднюю стенки, и дыхательную трубку, прикрепленную к фильтрующей среде на конце или на боковой части фильтрующей среды. Фильтрующий элемент, описанный в настоящей заявке, может быть легко, надежно и в эргономичном положении прикреплен к устройству защиты органов дыхания.
На фиг. 1 показан пример устройства 10 защиты органов дыхания и фильтрующего элемента 100. Устройство 10 защиты органов дыхания может быть расположено на голове пользователя таким образом, что оно будет по меньшей мере частично закрывать его нос и/или рот для обеспечения пользователя чистым воздухом для дыхания. Устройство 10 защиты органов дыхания включает основу 12 маски, включающую первое и второе входные отверстия 13 и 14. На боковых сторонах основы 12 маски могут быть расположены первый и второй (не показан) фильтрующие элементы 100, обеспечивающие фильтрацию воздуха, поступающего из внешнего пространства, перед тем, как данный воздух пройдет во внутренний объем основы маски, откуда в свою очередь он может вдыхаться пользователем.
Основа 12 маски может включать относительно более жесткую или полужесткую часть 12а и легко деформируемую часть 12b, соприкасающуюся с лицом пользователя. Легко деформируемая часть 12b, соприкасающаяся с лицом пользователя, может быть подогнута таким образом, чтобы основа 12 маски удобно сидела поверх носа и рта пользователя и/или обеспечивала плотное прилегание основы маски к лицу пользователя, чтобы тем самым свести к минимуму нежелательный подсос воздуха во внутреннее пространство основы 12 маски. Соприкасающаяся с лицом пользователя часть 12b может быть подвернутой вовнутрь манжетой, и при такой конструкции маска может удобно и плотно садиться поверх носа пользователя и прилегать к его щекам. Жесткая или полужесткая часть 12а придает основе 12 маски механическую прочность, благодаря чему основа 12 маски может быть надежной опорой для различных компонентов, связанных с подачей воздуха для дыхания, таких, как, например, фильтрующие элементы 100. В различных воплощениях части 12а и 12b основы маски могут быть выполнены за единое целое, или могут быть частями, изготавливаемыми отдельно и затем соединяемыми друг с другом разъемным или неразъемным образом.
Выдыхательное отверстие 15 обеспечивает быстрый выход воздуха из внутреннего пространства основы маски при совершении пользователем выдоха. В одном из воплощений выдыхательное отверстие 15 расположено на центральной линии основы 12 маски. На выдыхательное отверстие установлен клапан выдоха, позволяющий воздуху выходить в наружное пространство под действием избыточного давления, образующегося внутри основы 12 маски при выдохе, но исключающий прохождение через него наружного воздуха во внутреннее пространство основы 12 маски.
Для удержания маски в требуемом положении поверх носа и рта пользователя могут быть предусмотрены система крепления или иная опорная конструкция (не показаны). В одном из воплощений обеспечивается система крепления, которая включает одну или две стропы, располагаемые за головой пользователя. В некоторых воплощениях данные стропы могут крепиться к элементу оголовья, располагающемуся на голове пользователя при ношении маски, опорной структуре для жесткого головного убора или иного элемента защиты головы.
Первое и второе входные отверстия 13, 14 имеют конфигурацию, при которой они принимают первый и второй компоненты источника воздуха для дыхания, например, фильтрующие элементы 100. В воплощении, показанном на фиг. 1, основа 12 маски включает первое и второе входные отверстия 13, 14, расположенные на противоположных боковых сторонах основы 12 маски, например, в непосредственной близости к частям основы 12 маски, располагающихся на щеках пользователя. Первое и второе входные отверстия 13, 14 включают ответные элементы (не показаны), посредством которых фильтрующие элементы 100 могут быть надежно прикреплены к основе 12 маски. Возможны и другие подходящие конструкции, известные в данной области техники, например, в некоторых воплощениях основа 12 маски может включать только одно входное отверстие, или может включать более, чем два входных отверстия. При использовании сопрягающихся ответных элементов может быть получено разъемное соединение, при котором фильтрующие элементы 100 по окончании срока их службы могут быть заменены на новые, или, по желанию пользователя, к данным отверстиям может быть подключен другой источник воздуха для дыхания. В качестве альтернативы, соединение может быть неразъемным, в результате чего компоненты источника воздуха для дыхания не могут быть отсоединены без наступления повреждения данных компонентов.
В различных воплощениях фильтрующий элемент 100 может использоваться с устройствами защиты органов дыхания, которые могут включать лицевые полумаски, полнолицевые маски, с одним и/или несколькими входными отверстиями. Подобным образом, фильтрующий элемент 100 может использоваться для устройств защиты органов дыхания с электрическим приводом или иных подходящих устройств.
На фиг. 1-3 показано воплощение фильтрующего элемента 100, включающего фильтрующую среду 110, имеющую переднюю стенку 111, заднюю стенку 112, выходной канал 115 (фиг. 3), и дыхательную трубку 120, прикрепленную к фильтрующей среде 110. Фильтрующий элемент 100 включает первый и второй концы 101, 102, и дыхательная трубка 120 расположена в непосредственной близости к первому концу 101. В одном из воплощений передняя и задняя стенки 111, 112 фильтрующей среды 110 включают проксимальные концы 111а, 112а и дистальные концы 111b, 112b. Фильтрующая среда 110 включает боковую часть 114, расположенную в непосредственной близости к проксимальным концам 111b, 112b. В различных воплощениях боковая часть 114 может включать боковую стенку, протяженную в сущности перпендикулярно передней и задней стенкам 111, 112, и/или может быть элементом, посредством которого стыкуются передняя и задняя стенки 111, 112.
Передняя и задняя стенки 111, 112 являются проницаемыми для текучих сред и работают, как входы для текучей среды, благодаря чему после прохождения через фильтрующую среду 110 воздух может попадать во внутренний объем 117 фильтрующего элемента 100. После этого воздух может проходить к выходному каналу 115 (фиг. 3) и выходить через дыхательную трубку 120, и таким образом он может подаваться пользователю.
Передняя и задняя стенки 111, 112 включают периметр 116. Участки фильтрующей среды, образующие переднюю и заднюю стенки 111, 112, скреплены друг с другом по меньшей мере вдоль части периметра 116, так, чтобы исключить подсосы воздуха между передней и задней стенками 111, 112. Передняя и задняя стенки 111, 112 могут быть скреплены друг с другом по меньшей мере вдоль части периметра 116, а в некоторых воплощениях - по всему периметру 116, термомеханическими способами скрепления, такими, как, например, ультразвуковая сварка, сшивка, адгезивным скреплением, прочими подходящими способами скрепления, известными в данной области техники, или их комбинациями, чтобы исключить подсосы воздуха между передней и задней стенками 111, 112. В одном из воплощений передняя стенка 111 и задняя стенка 112 непосредственно скреплены друг с другом по меньшей мере вдоль части периметра 116. В других воплощениях передняя стенка 111 и задняя стенка 112 могут быть соединены друг с другом косвенно, например, посредством одного или нескольких дополнительных слоев, например, посредством части заполнителя 130 (фиг. 3), или других подходящих слоев, которые позволяют получить надежное скрепление и предотвратить подсосы воздуха. В одном из воплощений переднюю и заднюю стенки 111, 112 образует единая сложенная заготовка фильтрующей среды. Передняя и задняя стенки 111 и 112 могут быть скреплены друг с другом вдоль части периметра 116, и боковая часть 114 может включать место складки фильтрующей среды 100, как будет более подробно описано ниже. В других воплощениях передняя и задняя стенки 111, 112 могут быть сформированы из первой и второй заготовок фильтрующей среды, соединяемых друг с другом.
Выходной канал 115 обеспечивает связь по текучей среде между внутренним объемом 117 фильтрующего элемента 100 и дыхательной трубкой 120. В одном из воплощений выходной канал 115 включает отверстие, проходящее через фильтрующую среду 110. В других воплощениях выходной канал 115 может быть местом фильтрующей среды 110, связанным по текучей среде с дыхательной трубкой 120, и/или может включать меньшее количество слоев материала, чем передняя и задняя стенки 111, 112, или слои материала, отличные от слоев материала передней и задней стенок 111, 112. В одном из воплощений, показанном на фиг. 3, выходной канал 115 включает отверстие, по меньшей мере часть которого проходит через боковую часть 114 фильтрующей среды 110. В таком воплощении выходной канал 115 расположен в непосредственной близости к проксимальным концам 111а, 112а передней и задней стенок 111, 112, и обеспечено прохождение воздуха из внутреннего пространства 117 через выходной канал 115 к дыхательной трубке 120 в направлении, в целом параллельном задней стенке 112. В некоторых воплощениях выходной канал 115 включает отверстие, по меньшей мере части которого проходят через переднюю стенку 111, заднюю стенку 112, и/или боковую часть 114. Выходной канал 115, расположенный в непосредственной близости к проксимальным концам передней и задней стенок 111, 112 и в непосредственной близости к первому концу 101 фильтрующего элемента 100, обеспечивает уникальные характеристики эргономичности, практичности, простоты производства и прочие преимущества, которые будут более подробно описаны ниже.
В различных воплощениях фильтрующий элемент 100 включает заполнитель 130, расположенный или содержащийся между передней и задней стенками 111, 112. Заполнитель 130 обеспечивает более равномерный поток воздуха через переднюю и заднюю стенки 111, 112, а также представляет собой дополнительный элемент конструкции, способствующий повышенной ее устойчивости против сжатия и сохранению внутреннего объема 117 между передней и задней стенками 111, 112.
Заполнитель 130 может быть обеспечен любым подходящим компонентом, обладающим устойчивостью против сжатия и возвращающим фильтрующий элемент 100 к исходной форме после его сжатия, сложения или иного воздействия на него внешней силы. В одном из воплощений подходящий заполнитель может быть обеспечен нетканым волокнистым материалом. Пример заполнителя такого типа описан в патентной публикации США 2007/0144123 «Filter Element that has Plenum Containing Bonded Continuous Filaments». В качестве альтернативы, или в дополнение к этому, подходящие заполнители 130 могут включать набор ребер, внутреннюю раму или другие подходящие элементы или компоненты, придающие фильтрующему элементу 100 дополнительную механическую прочность и/или устойчивость против сжатия.
Дыхательная трубка 120 может иметь любую подходящую форму и конфигурацию, благодаря которым отфильтрованный воздух может подаваться из фильтрующего элемента 100 к основе 12 маски. В одном из воплощений дыхательная трубка 120 включает одну или более крепежных планок 121, сопло 122 и рычажную защелку 123. Одна или более крепежных планок 121 прикреплены к фильтрующей среде 110 вокруг периметра выходного канала 115 и могут иметь любую подходящую форму, обеспечивающую поверхность для их крепления к фильтрующей среде 110. В одном из воплощений крепежные планки 121 включают переднюю и заднюю планки 121а, 121b, прикрепляемые к передней и задней стенкам 111, 112 фильтрующей среды 110.
В одном из воплощений дыхательная трубка 120 может иметь криволинейной формы углубление, образованное, по меньшей мере частично, крепежными планками 121, и в котором может располагаться боковая часть 114 фильтрующей среды 110. Криволинейное углубление может иметь форму и размеры, обеспечивающие прием боковой части 114, сформированной путем сложения фильтрующей среды 110, как будет более подробно описано ниже. Наличие данного углубления криволинейной формы на крепежном конце дыхательной трубки 120 сводит к минимуму коробление и смятие фильтрующей среды, которое могло бы происходить при присоединении фильтрующей среды 110 к дыхательной трубке 120 в отсутствие такого углубления.
Дыхательная трубка 120 может быть прикреплена к фильтрующей среде 110 любым подходящим образом, предотвращающим подсосы воздуха в фильтрующий элемент 100 и утечки воздуха из фильтрующего элемента. То есть, когда фильтрующая среда прикреплена к основе 12 маски, а основа маски должным образом посажена на лицо пользователя, воздух не может попадать во внутренний объем 117, не пройдя через фильтрующую среду 110. В различных воплощениях дыхательная трубка 120 может быть прикреплена к фильтрующей среде 110 с помощью ультразвуковой сварки, адгезива, прочими подходящими способами или с использованием комбинаций таких способов. В одном из воплощений крепежные планки 121 дыхательной трубки 120 с помощью адгезива прикреплены к фильтрующей среде 110, например, к передней стенке 111, задней стенке 112 и/или к боковой части 114. Для обеспечения такого скрепления и предотвращения утечек воздуха дыхательная трубка 120 может быть прикреплена с помощью адгезива к фильтрующей среде 110, по меньшей мере частично, в тех местах, в которых отдельные слои фильтрующей среды 110 скреплены друг с другом, например, с помощью адгезива или ультразвуковой сварки, и такое скрепление слоев фильтрующей среды 110 друг с другом предотвращает попадание воздуха во внутренний объем 117 без прохождения через фильтрующую среду 110. В одном из воплощений крепежные планки 121 дыхательной трубки 120 прикреплены к наружным поверхностям фильтрующей среды 110. В других воплощениях одна или несколько крепежных планок 121 могут быть прикреплены к внутренней поверхности фильтрующей среды 110 таким образом, что фильтрующая среда 110 частично покрывает дыхательную трубку 120.
В одном из воплощений крепежные планки 121 обеспечивают относительно жесткие наружные поверхности на противоположных боковых сторонах фильтрующего элемента 100, за которые может взяться пользователь при обращении с фильтрующим элементом 100, например, при креплении фильтрующего элемента 100 к основе 12 маски или при снятии фильтрующего элемента 100 с основы 12 маски.
Дыхательная трубка 120 включает сопло 122, протяженное в целом в сторону от фильтрующей среды 110. Сопло 122 обеспечивает путь прохождения воздуха из внутреннего объема в основу 12 маски, и может находиться в зацеплении с имеющим ответную форму элементом основы 12 маски. В одном из воплощений сопло 122 имеет некруглую форму, предотвращающую его вращение после введения его в зацепление с ответным элементом основы 12 маски, и может быть протяженным на относительно большое расстояние в латеральном направлении в углубление основы 12 маски для обеспечения надежного крепления. Сопло 122 может быть протяженным наружу в целом прямолинейно, или может быть закругленным, или может иметь другую непрямолинейную форму. Воплощение дыхательной трубки 120, показанное на фиг. 1-3, включает рычажную защелку 123, которая, взаимодействуя с ответным элементом углубления основы 12 маски, обеспечивает крепление фильтрующего элемента 100 к основе 12 маски. В одном из воплощений рычажная защелка 123 является протяженной в сущности параллельно соплу 122. После вставки фильтрующего элемента отверстие 124 рычажной защелки защелкивается или сопрягается с ответным элементом углубления 18, и таким образом обеспечивается надежное крепление фильтрующего элемента 100 к основе 12 маски. Фильтрующий элемент может быть снят путем воздействия на механизм 17 высвобождения, после чего фильтрующий элемент 100 может быть извлечен из углубления 18. В одном из воплощений дыхательная трубка 120 обеспечивает посадку с натягом между фильтрующим элементом 100 и основой 12 маски. Пример такого соединения муфтового типа описан в патентной публикации США 2014/0216475 «Sleeve-Fit Respirator Cartridge».
Дыхательная трубка 120 может быть выполнена из любого подходящего материала, обеспечивающего надежное ее соединение с участком основы 12 маски, который является относительно более жестким, чем фильтрующая среда 110, и который не является пористым, во избежание утечек воздуха. В одном из воплощений дыхательная трубка может быть выполнена из полипропилена. Прочие подходящие материалы могут включать другие полимеры, другие материалы и их комбинации, подобранные таким образом, чтобы обеспечить требуемые характеристики трубки в соответствии с особенностями того или иного приложения, или чтобы обеспечить требуемое взаимодействие с ответными элементами основы маски или иного компонента устройства защиты органов дыхания. В одном из воплощений дыхательная трубка 120 является единым, структурно целым компонентом. В других воплощениях отдельные части дыхательной трубки 120 могут быть выполнены по отдельности и затем соединены друг с другом, или по отдельности присоединены к фильтрующей среде 110 для обеспечения требуемых функций. В различных воплощениях дыхательная трубка 120 и заполнитель 130 могут быть выполнены за единое целое или могут быть выполнены по отдельности и затем присоединены друг к другу.
Фильтрующая среда 110 может быть изготовлена из любого подходящего материала, обеспечивающего требуемую эффективность фильтрации. В одном из воплощений фильтрующая среда 110 включает полотно из полипропиленовых микроволокон, выдуваемых из расплава. В различных воплощениях фильтрующий материал может включать нетканое полотно, полотно из фибрилированной пленки, полотно аэродинамической укладки, волокнистое полотно с включенными в него частицами абсорбента, фильтровальную бумагу из стекловолокон, прочие подходящие материалы, известные в данной области техники, и их комбинации. Фильтрующая среда 110 может включать полиолефины, поликарбонат, полимеры сложных эфиров, полиуретаны, стекло, целлюлозу, углерод, глинозем, прочие подходящие материалы, известные в данной области техники, и их комбинации. Фильтрующая среда 110 может также включать заряженные волокна, усиливающие эффективность фильтрации, или активные частицы, например, активированный уголь, глинозем, катализаторы или другие химически активные вещества в форме частиц.
В некоторых воплощениях передняя и задняя стенки 111, 112 фильтрующей среды 110 могут включать покровное полотно, или могут быть заключены в покровное полотно, изготовленное из любого подходящего тканого или нетканого материала, например, из нетканого полотна «спанбонд», термически скрепленных полотен или полотен, скрепленных связующим на основе полимерной смолы. Покровный слой может иметь конфигурацию, при которой в него будут заключены прочие слои фильтрующей среды 110, и тем самым он будет обеспечивать их защиту, и он может также использоваться, как фильтр предварительной очистки воздуха.
В одном из воплощений фильтрующая среда 110 изготовлена из нежесткого или гибкого материала. Соответственно, в таком воплощении передняя и задняя стенки 111, 112 в целом являются нежесткими и гибкими, то есть, при прикосновении к ним они могут гнуться в различных направлениях. В одном из воплощений периметр 116 передней и задней стенок 111, 112 может быть немного более жестким по сравнению с остальными частями передней и задней стенок 111, 112, но при этом он все равно является не полностью жестким, а немного гибким, чтобы фильтрующая среда 110 могла выгибаться в различных направлениях.
Фильтрующая среда 110 может быть обрезана по любой подходящей форме, чтобы получить фильтрующий элемент 100, имеющий требуемую форму, например, треугольную, прямоугольную, трапециевидную, овальную или другую подходящую форму. В одном из воплощений фильтрующий элемент 100 имеет конфигурацию, обеспечивающую эргономичное его расположение на основе маски. Фильтрующий элемент 100 может быть прикреплен к основе 12 маски или другому компоненту устройства защиты органов дыхания таким образом, чтобы фильтрующий элемент 100 все время оставался расположенным достаточно близко к голове пользователя, но существенно не уменьшал поле зрения пользователя и не исключал возможности использования устройства защиты органов дыхания одновременно с другими средствами индивидуальной защиты. В различных воплощениях фильтрующий элемент 100 может быть охарактеризован первым углом (Θ). Первый угол (Θ) является углом, образующимся между первой продольной осью А, проходящей через середину фильтрующей среды 110, и второй продольной осью В, проходящей через середину сопла 123 дыхательной трубки 120. В различных воплощениях первый угол (Θ) может составлять примерно от 180° до 120°, от 165° до 135°, или примерно 150°. Такие значения угла облегчают крепление фильтрующего элемента к основе 12 маски пользователем, а также обеспечивают эргономичность положения фильтрующего элемента 100, присоединенного к основе 12 маски.
На фиг. 4 и 5 показано воплощение способа изготовления фильтрующего элемента в соответствии с настоящим изобретением. Так, одно из воплощений способа изготовления фильтрующего элемента в соответствии с настоящим изобретением включает этапы обрезки фильтрующей среды по требуемым форме и размерам, сложения фильтрующей среды, скрепления периметра сложенной фильтрующей среды и крепления дыхательной трубки к концу фильтрующей среды.
Любым подходящим способом, известным в данной области техники, может быть заготовлен запас фильтрующей среды для получения из него частей 210 фильтрующей среды, имеющих требуемые форму и размеры. В одном из воплощений запас фильтрующей среды нарезают на части 210 фильтрующей среды, включающие выходной канал 215 и наружный периметр 216. Выходной канал 215 содержит отверстие 215а и скрепленную область 215b, в которой часть 210 фильтрующей среды скреплена вокруг отверстия 215а. То есть, в данном воплощении часть 210 фильтрующей среды включает несколько слоев материала. Данные слои материала скрепляют друг с другом для предотвращения нежелательного попадания воздуха во внутренний объем фильтрующего элемента без прохождения через часть 210 фильтрующей среды. Скрепленная область 215b может быть сформирована с использованием ультразвуковой сварки, адгезивного скрепления, прочих подходящих способов, известных в данной области техники, или комбинаций таких способов.
Наружный периметр 216 может иметь форму, позволяющую сложить часть 210 в окрестности выходного канала с образованием передней и задней стенок 211, 212 и выходного канала 215, расположенного в непосредственной близости к боковой части 214, образованной за счет сложения части 210 фильтрующей среды. В одном из воплощений внутри части фильтрующей среды располагают заполнитель, который может быть установлен в данную часть до или после сложения части 210 фильтрующей среды и/или скрепления ее по периметру.
Сложенная часть 210 фильтрующей среды может быть скреплена по меньшей мере вдоль части периметра 216 для надежного скрепления (прямого или косвенного) передней и задней стенок 211, 212 и формирования внутреннего объема 217 между передней и задней стенками 211, 212, как показано на фиг. 5. В одном из воплощений по меньшей мере часть периметра 216 сложенной части 210 фильтрующей среды скрепляют прерывистым образом ультразвуковой сваркой. Могут использоваться и другие подходящие способы скрепления, включая, например, термомеханические способы скрепления, такие, как, например, непрерывная ультразвуковая сварка, сшивка, адгезивное скрепление, прочие подходящие способы, известные в данной области техники, или комбинации таких способов, в результате чего предотвращаются утечки воздуха между передней и задней стенками 211, 212.
К фильтрующей среде 210 крепят дыхательную трубку 220, обеспечивающую ее связь по текучей среде с выходным каналом 215. В одном из воплощений к фильтрующей среде 210, например, к передней стенке 211, задней стенке 212 и боковой части 214, с помощью адгезива крепят крепежные планки 221а, 221b дыхательной трубки 220. Для облегчения такого скрепления и предотвращения утечек воздуха дыхательную трубку 220 крепят с помощью адгезива к фильтрующей среде по меньшей мере в части области 215b скрепления.
Фильтрующий элемент, описанный в настоящей заявке, может быть изготовлен путем выполнения любой подходящей последовательности этапов. В одном из воплощений изготавливается запас фильтрующей среды путем выполнения в материале большого количества выходных каналов 215, областей 215b скрепления, их сложения и скрепления с дыхательными трубками, такими, как дыхательная трубка 220. После этого между передней и задней стенками 211, 212 и до скрепления их друг с другом может быть расположен заполнитель, после чего он может быть отрезан от запаса фильтрующей среды с формированием фильтрующего элемента. В различных альтернативных воплощениях данного способа упомянутые выше этапы могут выполняться в других последовательностях или в других подходящих комбинациях, также позволяющих получить фильтрующий элемент в соответствии с настоящим изобретением.
Фильтрующий элемент в соответствии с настоящим изобретением обладает рядом уникальных особенностей и обеспечивает ряд преимуществ. Расположение дыхательной трубки в непосредственной близости к концу или на боковой части фильтрующей среды обеспечивает легкое и надежное крепление фильтрующего элемента к основе маски или другому компоненту устройства защиты органов дыхания. Фильтрующий элемент может быть вставлен и зафиксирован на своем месте прямолинейным движением, не требующим дополнительного поворота или иных манипуляций для его правильного расположения, чего, как правило, требуют резьбовые или винтовые соединения. При этом фильтрующий элемент, прикрепленный к основе маски, может быть расположен в непосредственной близости к голове пользователя, и в то же время он не создает препятствий для использования прочих средств индивидуальной защиты. Расположение дыхательной трубки в непосредственной близости к концу или на боковой части фильтрующего элемента обеспечивает дополнительные преимущества в виде максимальной эффективной площади фильтрующей поверхности передней и задней стенок благодаря тому, что дыхательная трубка не занимает значительного места на данных поверхностях фильтрующего элемента.
Фильтрующий элемент в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает дополнительные преимущества при изготовлении изделия, а именно, в различных его воплощениях единичная часть фильтрующей среды используется для формирования как передней, так и задней стенок фильтрующего элемента. Описанная в настоящей заявке дыхательная трубка может быть легко и надежно присоединена к фильтрующей среде пользователем, и может быть достигнуто эргономичное соединение трубки с основой маски любой требуемой формы.
Выше было приведено описание настоящего изобретения на примере некоторых его воплощений. Приведенные выше описание в целом и примеры его воплощений даны только для ясности понимания настоящего изобретения. Из них не следует делать выводов о каких-либо ограничениях. Сведущим в данной области техники будет очевидно, что описанные выше воплощения допускают множество изменений без выхода за пределы объема настоящего изобретения. Таким образом, объем настоящего изобретения не должен определяться точными деталями и конструкциями, описанными в настоящей заявке, а скорее должен определяться языковыми конструкциями формулы изобретения, и эквивалентами таких конструкций. Вся патентная литература, цитируемая в настоящем документе, включена в него посредством ссылки целиком или в степени, в которой она не противоречит содержанию настоящего документа.
Любой элемент или любая характеристика, описанные выше на примере любого из воплощений, могут использоваться сами по себе или в комбинации с любым другим элементом или любой другой характеристикой, и порядок и комбинации, в которых они представлены выше, выбраны только для ясности описания. То есть, настоящее описание подразумевает все возможные комбинации, последовательности и взаимные расположения различных элементов каждого из воплощений и их компонентов, описанных в настоящей заявке, и любой компонент может использоваться в комбинации с любым другим компонентом в соответствии с потребностями того или иного приложения.