背景技术
用于向佩戴者供给可呼吸的气源的呼吸保护装置(也称作呼吸器)在 多种不同应用场合中均可使用。呼吸器可在火灾、军事行动中使用，或者 在空气可能受到污染的危险性行业应用中使用。除了为口鼻提供洁净的气 源进行呼吸外，全面罩式呼吸器还可防止眼睛和面部接触有害或刺激性气 体和其它物质。装置还可以包括用于接纳可拆卸式和可替换式过滤部件的 底座或连接到空气源的连接器。
目前有多种常用的具体类型呼吸器。这些呼吸器包括镜片、用于围绕 佩戴者面部安装镜片的面部密封件、以及用于将气源供给到佩戴者面部的 一个或多个口。这些口设置在与镜片连接的面部密封件中，或设置在镜片 材料内。这些口增加了面部密封件和/或镜片制作工艺的复杂性和成本。此 外，可以根据具体的使用情况，将呼吸器构造为不同的模式。然而，要构 造适用于多种情况的呼吸器可能会导致设计上受到限制，使呼吸器不能达 到最佳性能。
发明内容
在一个方面，本发明为一种呼吸装置，其包括面部密封件以及单一主 体，该单一主体形成与面部密封件交界的交界部，并且该单一主体包括镜 片和底座。底座包括至少一个用于流体连接的口。
在另一方面，本发明为一种组合，其包括面部密封件以及适于与面部 密封件交界的第一单一主体。第一单一主体包括镜片和底座。底座包括至 少一个用于流体连接的口。该组合还包括适于与面部密封件交界的第二单 一主体，第二单一主体包括镜片和底座。所述第二单一主体的底座包括至 少一个用于流体连接的口。
在另一方面，本发明是一种操作呼吸装置的方法，该方法包括提供面 部密封件以及提供适于形成与面部密封件交界的交界部的单一主体。单一 主体包括镜片和底座。底座包括至少一个用于流体连接的口。
本发明内容并非旨在描述每个公开的实施例或本文所提出的概念的每 个实施方案。下文中的附图和描述更具体地举例说明示例性实施例。
术语表
下面列出的术语具有所定义的含义：
“环境空气”指存在于给定环境中的空气，其与该环境中的任何清洁 装置或空气推动装置无关。
“气源”指由鼓风机设备、压缩空气源、压缩空气罐或其他装置提供 的气源。
“洁净空气”指经过过滤的空气，或者经过处理可安全地进行呼吸或 与皮肤接触的空气。
“底座”指除面部密封件以外的用于呼吸装置的各部件的支承结构。
“流体连接”指可通过其进行流体交换的连接。
“交界部”指形成相邻部件之间的共用边界的表面。
“镜片”指由透光材料制成的装置。
“非整体式”指各部分是单独制成的。
“不透明”指光线不能透过。
“透明”指光线能透过，从而可以看见物体或图像。
“一体式”指两个或多个部件连接在一起。
附图说明
将参考附图进一步说明本文提出的概念，其中，在几个视图中相同的 结构或系统元件用相同的附图标记来表示。
图1是由佩戴者佩戴的呼吸保护装置的轴测图。
图2是呼吸保护装置的分解轴测图。
图3是单一主体的轴测图。
图4是单一主体的轴测图。
图5是单一主体的轴测图。
图6是单一主体的轴测图。
尽管上述各图示出了本发明的一个或多个实施例，但正如本文所提到 的，还可以想到其它的实施例。无论什么情况下，本文所提出的概念是用 于展示而不是限制本发明的。应当理解，本领域内的技术人员可以设计出 大量其它修改形式和实施例，这些修改形式和实施例也在本发明的原理的 精神和范围之内。
具体实施方式
图1是由佩戴者12佩戴的呼吸保护装置10的轴测图。装置10包括具 有带具16的面部密封件14，该带具用于将装置10固定到佩戴者12的头 部。单一主体18形成与面部密封件14交界的交界部，以防止空气及其它 污染物接触佩戴者12的面部。鼻罩19连接到单一主体18上，并包围佩戴 者12的口鼻。提供框架20以将单一主体18夹到面部密封件14上。在操 作过程中，装置10保护佩戴者免爱有害气体、蒸汽和/或颗粒物质的伤 害。在单一主体18中设置了至少一个口，以提供空气入口和/或出口的连 接。在某些情况下，采用单独的吸气口和单独的呼气口。
图2是装置10的分解轴测图。面部密封件14设计为提供与佩戴者面 部的流体密封性的密封，以及与多种单一主体构造(例如单一主体18)交 界的交界部。为了形成与单一主体18交界的交界部，面部密封件14包括 环形圈22。环形圈22可由弹性体橡胶(例如硅橡胶)制成，其大小设计 成包围佩戴者的面部，从而避免严重妨碍佩戴者的视野。单一主体18形成 与环形圈22的内表面24交界的交界部。框架20包围环形圈22的外表面 26以提供夹紧力，从而将内表面24与单一主体18密封。
由于面部密封件14可用于多种单一主体构造，因此佩戴者12可以根 据具体情况选择为装置10选用适当的单一主体。如下所述，单一主体可以 支承并携带装置10的多种功能部件。例如，根据装置10的使用环境，佩 戴者可选择包括讲话口和/与动力气源相连的连接部的特定单一主体。因 此，佩戴者12不需要为每种情况准备单独的面部密封件14，从而降低了 为多种应用环境使用多种适用的呼吸保护装置的成本。由于只需使用一种 通用的面部密封件，因此佩戴者可以找到最贴合他/她头部的特定面部密封 件。一旦找到合适的面部密封件，佩戴者就可使用所选的面部密封件尺 寸，确保面部密封件提供最合适的贴合性。此外，由于面部密封件14无需 包括诸如流体连接口之类的功能部件，从而减少了面部密封件14的材料用 量，降低了面部密封件14的构造复杂性。
可以针对特定的操作模式优化单一主体18。可根据使用装置10的危 害性环境选择不同的模式。这种选择可取决于该情况下的具体污染物以及 污染物的浓度水平。在污染物浓度水平高的情况下，需要使用动力净气式 呼吸器(Powered Air Purifying Respirator，PAPR)或送风式呼吸器。 可以优化用于具体模式的单一主体中的部件数目、尺寸、位置和/或单一主 体中的特征。因此，每个单一主体可采用满足具体模式的需要的简单设 计。因此，装置10具有易于使用(由于不存在额外部件，从而可避免混淆 额外部件的用途和使用需要)、易于培训以及易于维护的特点。此外，还 加强了对用户的保护、提高了舒适度以及使用户的使用感受更加良好。
单一主体18包括底座30以及与底座30一体的镜片32。底座30形成 呼吸装置10的功能部件的支承结构。这些功能部件可包括一个或多个镜 片、呼吸部件、说话部件、传感器等。在示出的实施例中，底座30支承镜 片32、侧滤筒34、呼气口36以及说话口38。
底座30可由耐高温和化学试剂的热塑性材料形成。例如，底座30可 由工程级的热塑性塑料形成，例如尼龙、树脂和/或它们的组合。 树脂是半结晶性聚酯(例如是聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对苯 二甲酸乙二醇酯(PET))与聚碳酸酯的共混物。树脂可得自美国马萨 诸塞州匹兹菲尔德市的GE塑料公司(GE Plastics，Pittsfield， Massachusetts)。如果需要，底座30可以是不透明的以防止光线透过。根 据需要，底座可具有其它物理特性，例如耐磨、耐冲击和/或防焊渣。
镜片32可由诸如聚碳酸酯之类的透明的工程级热塑性塑料形成，并被 固定到底座30上。因此，底座30和镜片32可由不同的材料形成。镜片 32可粘结到底座30以形成一体构造。例如可通过化学、机械或热粘合的 形式将镜片32固定到底座30上。例如，镜片32可以是模制的或用其它方 式形成，并且通过模铸或焊接工艺固定到底座30上。无论采用什么方式， 都要在底座30和镜片32之间形成流体密封性密封。
另外，镜片32可以是透明的，并可以使用涂层处理以增强耐化学品性 和/或抗刮擦性。对于不同的应用，镜片32可以为多种类型，例如有色、 无色、偏光、自动变暗等。此外值得注意的是，由于底座30包括装置10 的功能部件，因而镜片无需包括这些部件，这样可减少镜片32的材料用量 并且降低镜片32的复杂性。因此，镜片32的设计可专注于对于视野很重 要的光学特性，而不会由于支承其他部件所需要的复杂性而损害这些特 性。
侧滤筒34可包括适当的空气处理介质，使得佩戴者能够呼吸装置10 外部的环境空气，这些空气由空气处理介质过滤，或是经其它方式处理变 成能安全地供佩戴者呼吸或与皮肤接触。滤筒34可以是可拆除的，以便允 许其它滤筒附接到底座30上。佩戴者12呼吸了洁净的空气后，空气就可 通过呼气口36排出。用阀门盖37覆盖口36，以避免污染物通过口36进 入。说话口38可放大佩戴者发出的声音或将佩戴者发出的声音传输至装置 10外部。
为了将单一主体18密封到面部密封件14上，将单一主体18与环形圈 22的内边缘24接触。单一主体18可以包括带肋的槽，从而为面部密封件 14以及单一主体18之间的交界部提供更为牢固的密封。然后，将框架20 (可以为锁定带或卡圈)布置在环形圈22的外边缘26的周围。框架20只 是可用于将面部密封件14夹持在单一主体18上的一种机构的示例。也可 采用其它合适的机构。
在示出的实施例中，可使用紧固件40在外表面26周围提供夹持力， 使得在面部密封件14和单一主体18之间形成密封的交界部。框架20包括 第一孔42和第二孔44以接纳紧固件40。可以在第二孔44上钻出与紧固 件40的螺纹相配合的螺纹。为了使用可选的单一主体，可以将紧固件40 松开，并将单一主体18与面部密封件14分开。然后可将可选的单一主体 与内表面24接触，并且用框架20夹持住。
图3-6示出适于与面部密封件14形成交界部的可选的单一主体。可以 和面部密封件14和/或框架20一起提供一个或多个此类单一主体，从而可 根据具体应用选择具体的单一主体。因此，佩戴者可以更换不同的单一主 体，而只需花费一个面部密封件14的费用。根据上面的论述，也实现了其 它优点。
图3是具有底座52和镜片54的单一主体50的轴测图。镜片54采用 如上所述方式固定到底座52上。底座52包括用于电源线58的电气连接 56。电源线58连接至电池组(未示出)，并为安装在底座52内的面部安 装式鼓风机设备60提供电流。可以提供过滤器62，使得鼓风机设备60通 过过滤器62抽吸环境空气，并将洁净空气吹送到佩戴者的呼吸区内。当环 境中存在高浓度污染物时，可以使用单一主体50。提供了呼气口64以排 放佩戴者呼出的空气。如上所述，可用阀门盖(未示出)覆盖口64。
图4是包括底座72和镜片74的单一主体70的轴测图。镜片74固定 到底座72上。底座72还包括连接到软管78的口76，软管78用于从鼓风 机设备或压缩空气源输送压缩空气或动力输送的空气。还提供了一个呼气 口80以排放佩戴者呼出的空气，如上所述，该呼出口可由阀门盖盖住。
图5是具有底座92和固定在底座92上的镜片94的单一主体90的轴 测图。底座92包括连接到中心过滤器96的口。佩戴者的呼吸迫使空气通 过过滤器96。呼气口98使得佩戴者呼出的空气排出。还可使用阀门盖覆 盖口98。
另外，镜片32、54、74和94在形状和尺寸上均相似。因此，尽管这 些镜片各自的底座包括呼吸装置的不同功能部件，但仍然可将相似的镜片 用于不同的底座以降低制造成本。
图6是另一种单一主体100的轴测图。单一主体100包括底座102以 及固定到底座102上的镜片104。与底座30相似，底座102包括侧滤筒 106及呼气口108。也可用阀门盖覆盖口108。在本实施例中，镜片104延 伸到单一主体100的外边缘，使得镜片104和底座102都形成与面部密封 件14交界的交界部。
通过利用诸如面部密封件14之类的通用面部密封件，可使用多种单一 主体构造来操作呼吸保护装置。因此，在遇到危害性呼吸环境时，面部密 封件与多种单一主体的组合可以让佩戴者有多种选择。使用诸如框架20之 类的框架，佩戴者可以方便地从面部密封件上取下一个单一主体，然后将 第二单一主体密封到面部密封件上。
尽管已结合几个可供选择的实施例描述了本发明，但本领域中的技术 人员仍将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以在形式和 细节方面进行多种更改。例如，任何具体的单一主体构造均可与面部密封 件组合使用。此外，在单一主体内可使用多种部件、以及口和连接的多种 构造。而且，关于一个实施例中所示和所述的特征可以根据需要与其它实 施例中的特征相结合。