Полнолицевая маска с перестраиваемой структурой, содержащая картридж-модуль для защиты органов дыхания
Полнолицевая маска, предназначенная для ношения человеком, содержит уплотнение для лица, выполненное с возможностью непосредственного контактирования с лицом человека, причем упомянутое уплотнение для лица образует отверстие для линзы. Также содержит линзу маски, соединенную с упомянутым уплотнением для лица и расположенную в пределах упомянутого отверстия для линзы, причем упомянутая линза маски содержит край прохода, который образует проход для картриджа через линзу маски, внутреннюю сторону и наружную сторону, противоположную внутренней стороне. Блок картриджа, включающий в себя по меньшей мере одно из фильтра и регулятора подачи воздуха, причем упомянутый блок картриджа расположен в пределах упомянутого прохода для картриджа и ограничен упомянутым краем прохода упомянутой линзы маски и фиксирующий элемент, включающий в себя первую рабочую поверхность, которая непосредственно контактирует с линзой маски, вторую рабочую поверхность, которая непосредственно контактирует с блоком картриджа, причем поворот упомянутого фиксирующего элемента на внутренней стороне линзы маски закрепляет линзу маски и блок картриджа в фиксированных положениях относительно друг друга. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
[0001] Данная заявка имеет приоритет перед предварительной заявкой на патент США №61/793,383, поданной 15 марта 2013 г. и озаглавленной «Полнолицевая маска с перестраиваемой структурой с модульным нижним картридж-баллоном», которая включена в своем полном объеме в данный документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002] Объект патентования, описанный и/или показанный в данном документе, относится в целом к лицевым маскам, которые допускают подачу воздуха, и более конкретно, к полнолицевым маскам, которые могут быть использованы в опасных средах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Человек, который работает в опасной среде, в которой окружающий воздух является загрязненным или по другим причинам вредным, может носить аппарат для защиты органов дыхания, который снабжает человека воздухом для дыхания. Упомянутый аппарат для защиты органов дыхания может включать в себя лицевую маску, которая закрывает, по меньшей мере, часть лица носителя. В некоторых случаях упомянутый аппарат для защиты органов дыхания включает в себя систему подачи воздуха для дыхания, которая подает свежий воздух для дыхания в лицевую маску. Лицевые маски включают полумаски, которые могут закрывать только нос и рот носителя, и полнолицевые маски, которые могут закрывать не только нос и рот, но и остальную часть лица носителя. Полнолицевые маски можно носить в средах, в которых воздействие окружающего воздуха может повреждать глаза или кожу носителя.
[0004] Полнолицевые маски обычно включают в себя линзу (или щиток или защитный экран для лица) и по меньшей мере один функциональный элемент, который расположен под линзой около рта носителя. Функциональные элементы могут включать в себя по меньшей мере одно из регулятора подачи воздуха, динамика, фильтра, канала выдыхания воздуха или канала гидратации. Лицевые маски часто включают в себя несколько функциональных элементов. Например, лицевые маски могут включать в себя два фильтра, расположенные на противоположных сторонах лицевой маски, и канал выдыхания воздуха, расположенный между упомянутыми двумя фильтрами. Хотя полнолицевые маски могут содержать одинаковые функциональные элементы (например, линзу и один или несколько функциональных элементов), данные функциональные элементы могут варьироваться в широких пределах в зависимости от предполагаемого применения лицевой маски. Например, пожарные могут носить лицевые маски одних типов, которые отличаются от типов лицевых масок, которые носят сотрудники правоохранительных органов во время противодействия массовым беспорядкам. При этом каждый другой тип лицевой маски может иметь разный состав.
[0005] При использовании аппарата для защиты органов дыхания часто необходимо и затратно проводить тест на подгонку для каждого варианта лицевой маски, осуществляемый человеком. При проведении теста на подгонку человек носит лицевую маску, при этом осуществляя некоторые процедуры тестирования. Например, тест на подгонку может определять, является ли данная лицевая маска достаточно удобной для некоторых задач и не имеет ли она каких-либо утечек относительно окружающей среды. При этом, как было отмечено выше, лицевые маски, которые используются в разных применениях, имеют разные составы. Желательно было бы иметь лицевую маску, которая выполнена с возможностью изменения структуры без необходимости повторного тестирования на подгонку лицевой маски с измененной структурой. В дополнение к вышеизложенному, изготовители часто требуют более простых и менее дорогих способов изготовления изделий, включая полнолицевые маски.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] В одном варианте осуществления описана полнолицевая маска, предназначенная для ношения человеком. Упомянутая полнолицевая маска включает в себя уплотнение для лица, приспособленное для непосредственного контактирования с лицом человека. Упомянутое уплотнение для лица образует отверстие для линзы. Упомянутая полнолицевая маска также включает в себя линзу маски, которая соединена с упомянутым уплотнением для лица и расположена в пределах упомянутого отверстия для линзы. Линза маски содержит край прохода, который образует проход для картриджа через линзу маски. Упомянутая полнолицевая маска также включает в себя картридж-модуль, содержащий по меньшей мере одно из фильтра или регулятора подачи воздуха. Упомянутый картридж-модуль расположен в пределах упомянутого прохода для картриджа и ограничен упомянутым краем прохода линзы маски. Упомянутая полнолицевая маска также включает в себя фиксирующий элемент, который включает в себя первую рабочую поверхность, которая непосредственно контактирует с линзой маски, и вторую рабочую поверхность, которая непосредственно контактирует с картридж-модулем. Упомянутый фиксирующий элемент закрепляет линзу маски и картридж-модуль в фиксированных положениях относительно друг друга.
[0007] В некоторых аспектах, линза маски может полностью окружать периферию блока картриджа.
[0008] В некоторых аспектах, линза маски может включать в себя фланцевую часть. Упомянутый картридж-модуль может быть рассчитан и отформован относительно упомянутой фланцевой части так, что упомянутая фланцевая часть препятствует перемещению блока картриджа дальше в проход для картриджа. В некоторых случаях упомянутая полнолицевая маска может включать в себя прокладку, расположенную между упомянутым картридж-модулем и упомянутой фланцевой частью. Упомянутая прокладка может включать в себя сжимаемый материал, который эффективно уплотняет внутреннее пространство полнолицевой маски от окружающего воздуха.
[0009] В некоторых аспектах, упомянутый фиксирующий элемент может включать в себя кольцевую часть, содержащую противоположные первую и вторую рабочие поверхности. Упомянутый фиксирующий элемент может быть выполнен с возможностью поворота между первой и второй ориентациями. Упомянутая первая рабочая поверхность может непосредственно контактировать с линзой маски, а упомянутая вторая рабочая поверхность может непосредственно контактировать с картридж-модулем, когда фиксирующий элемент находится во второй ориентации. В некоторых случаях упомянутая кольцевая часть и упомянутый картридж-модуль могут быть отформованы относительно друг друга так, что упомянутый поворот фиксирующего элемента к второй ориентации вызывает кулачковый эффект, который поджимает картридж-модуль в проход для картриджа.
[0010] В некоторых вариантах осуществления, упомянутый фиксирующий элемент может включать в себя по меньшей мере одну боковую часть, которая закрывает составляющее отверстие упомянутого блока картриджа. По желанию, упомянутая кольцевая часть может включать в себя отверстие, которое совмещается с центральным составляющим отверстием упомянутого блока картриджа.
[0011] В некоторых аспектах, упомянутый фильтр или упомянутый регулятор подачи воздуха представляют собой первый функциональный элемент. Упомянутый картридж-модуль может также включать в себя второй функциональный элемент. Упомянутый второй функциональный элемент может представлять собой одно из канала гидратации, динамика, другого фильтра или канала выдыхания воздуха.
[0012] В некоторых вариантах осуществления, упомянутый картридж-модуль может включать в себя модульную рамку, которая приспособлена для непосредственного сопряжения с линзой маски. Упомянутая модульная рамка может включать в себя первое и второе составляющие отверстия, содержащие расположенные в них первый и второй функциональные элементы.
[0013] В варианте осуществления, описана полнолицевая маска с перестраиваемой структурой, предназначенная для ношения человеком. Упомянутая полнолицевая маска включает в себя наружную маску, содержащую уплотнение для лица, приспособленное для непосредственного контактирования с лицом человека, и линзу маски, соединенную с упомянутым уплотнением для лица. Упомянутое уплотнение для лица содержит отверстие для линзы с расположенной в нем линзой маски. Упомянутая наружная маска включает в себя край прохода, который образует проход для картриджа через упомянутую наружную маску. Упомянутая наружная маска также включает в себя картридж-модуль, содержащий по меньшей мере одно из фильтра или регулятора подачи воздуха. Упомянутый картридж-модуль расположен в пределах упомянутого прохода для картриджа и ограничен упомянутым краем прохода наружной маски. Упомянутая полнолицевая маска также включает в себя быстро высвобождаемый фиксирующий элемент, который включает в себя кольцевую часть, содержащую противоположные первую и вторую рабочие поверхности. Упомянутый фиксирующий элемент выполнен с возможностью поворота между первой и второй ориентациями, причем упомянутая первая рабочая поверхность непосредственно контактирует с линзой маски, а упомянутая вторая рабочая поверхность непосредственно контактирует с картридж-модулем, когда упомянутый фиксирующий элемент находится во второй ориентации. Во второй ориентации упомянутый фиксирующий элемент закрепляет линзу маски и картридж-модуль в фиксированных положения относительно друг друга.
[0014] В некоторых аспектах, упомянутая линза маски может образовать проход для картриджа так, что линза маски полностью окружает периферию блока картриджа. В некоторых случаях линза маски включает в себя фланцевую часть. Упомянутый картридж-модуль может быть рассчитан и отформован относительно упомянутой фланцевой части так, что упомянутая фланцевая часть препятствует перемещению блока картриджа дальше в проход для картриджа.
[0015] В некоторых аспектах, упомянутая кольцевая часть и упомянутый картридж-модуль отформованы относительно друг друга так, что поворот упомянутого фиксирующего элемента к второй ориентации вызывает кулачковый эффект, который поджимает картридж-модуль в проход для картриджа. В некоторых случаях упомянутый фиксирующий элемент может включать в себя по меньшей мере одну боковую часть, которая закрывает составляющее отверстие помянутого блока картриджа. В некоторых случаях упомянутая кольцевая часть может включать в себя отверстие, которое совмещается с центральным составляющим отверстием упомянутого блока картриджа.
[0016] В некоторых аспектах, упомянутый по меньшей мере один фильтр или регулятор подачи воздуха представляет собой первый функциональный элемент. Упомянутый картридж-модуль может включать в себя второй функциональный элемент. Упомянутый второй функциональный элемент может представлять собой одно из канала гидратации, динамика, фильтра или канала выдыхания воздуха.
[0017] В некоторых аспектах, упомянутый картридж-модуль представляет собой первый картридж-модуль. Упомянутая полнолицевая маска может также включать в себя второй картридж-модуль, который приспособлен для другой задачи. Упомянутые первый и второй картридж-модули содержат одинаковые периферии для сопряжения с наружной маской.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0018] Фиг. 1 представляет собой перспективный вид полнолицевой маски, образованной в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0019] Фиг. 2 представляет собой другой перспективный вид полнолицевой маски, показанной на фиг. 1.
[0020] Фиг. 3 представляет собой отдельный вид линзы маски в соответствии с одним вариантом осуществления, которая может быть использована с полнолицевой маской, показанной на фиг. 1.
[0021] Фиг. 4 представляет собой отдельный вид линзы маски, содержащей модульную рамку, расположенную в пределах прохода для картриджа линзы маски.
[0022] Фиг. 5 представляет собой перспективный вид сзади линзы маски и модульной рамки, показывающий фиксирующий механизм для скрепления линзы маски и модульной рамки вместе.
[0023] Фиг. 6 представляет собой перспективный вид сзади линзы маски и модульной рамки, когда упомянутый фиксирующий механизм показан в положении фиксации.
[0024] Фиг. 7 представляет собой отдельный вид фиксирующего элемента, который может быть использован с упомянутым фиксирующим механизмом.
[0025] Фиг. 8 показывает полнолицевую маску с перестраиваемой структурой в соответствии с вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0026] Приведенное выше краткое описание, а также приведенное ниже подробное описание некоторых вариантов осуществления будут лучше поняты при прочтении совместно с прилагаемыми чертежами. Необходимо понимать, что в контексте данного документа элемент или этап, упомянутый в единственном числе, не исключает множества таких элементов или этапов, если такое исключение прямо не оговорено. Кроме того, ссылки на «один вариант осуществления» или «примерный вариант осуществления» не должны восприниматься как исключающие наличие других вариантов осуществления, которые также включают в себя указанные признаки. Кроме того, если прямо не оговорено обратное, варианты осуществления, «содержащие» некий элемент или множество элементов, обладающих конкретным свойством, могут включать в себя дополнительные элементы, не обладающие данным свойством.
[0027] Фиг. 1 и 2 представляют собой разные перспективные виды полнолицевой маски 100, предназначенной для ношения человеком (носителем). Фиг. 1 показывает вид справа (с точки зрения человека) полнолицевой маски 100, а фиг. 2 показывает вид слева полнолицевой маски 100. Полнолицевая маска 100 может закрывать по существу все лицо человека. В примерном варианте осуществления, полнолицевая маска 100 закрывает верхнюю часть лба, нижнюю часть подбородка и обе щеки носителя. Полнолицевая маска 100 может быть использована в разных ситуациях, в которых требуется защита органов дыхания. Полнолицевая маска 100 может быть использована личным составом служб реагирования в чрезвычайных ситуациях (например, пожарными, работниками правоохранительных органов, сотрудниками служб экстренного реагирования и т.п.) или другими лицами, которые работают в потенциально опасных средах (например, в условиях воздействия химических, биологических или ядерных факторов). В некоторых случаях упомянутая полнолицевая маска 100 может быть соединена с системой подачи воздуха (не показанной), которая подает свежий воздух для дыхания.
[0028] Полнолицевая маска 100 включает в себя наружную маску 102 и внутреннюю маску 104, которые функционально соединены друг с другом. Наружная маска 102 может включать в себя элементы, которые определяют внешний вид полнолицевой маски 100. Например, наружная маска 102 включает в себя уплотнение 106 для лица, линзу 108 маски и картридж-модуль 114. Линза 108 маски может также называться щитком или защитным экраном для лица. Уплотнение 106 для лица приспособлено для непосредственного контактирования с лицом человека и непосредственно соединено с линзой 108 маски. По меньшей мере часть уплотнения 106 для лица может включать в себя сжимаемый материал (например, резину, поролон, силикон, пластмассу и др.), который прижимается к лицу человека, образуя по существу уплотненное внутреннее пространство 110, в котором расположены глаза, нос и рот человека. Пунктирная линия на фиг. 1 и 2 показывает, что внутреннее пространство 110 находится за линзой 108 маски. В показанном варианте осуществления, внутренняя маска 104 может представлять собой колпак для носа, который обеспечивает уплотнение для рта и носа. Благодаря наличию упомянутого уплотнения для рта и носа воздух, выдыхаемый человеком, направляется за пределы лицевой маски 100. Упомянутое уплотнение для рта и носа может уменьшать влагу, скапливающуюся в лицевой маске 100.
[0029] Линза 108 маски может быть соединена с уплотнением 106 для лица с использованием одного или нескольких способов. Например, линза 108 маски и уплотнение 106 для лица могут быть соединены с помощью по меньшей мере одного из адгезива, посадки с натягом, крепежного средства (например, зажима, фиксатора и др.) или другого крепежного механизма. Уплотнение 106 для лица образует отверстие или внешнюю границу 112 для линзы, которая приспособлена для обеспечения по существу полного обзора. Линза 108 маски расположена в отверстии 112 для линзы.
[0030] Линза 108 маски содержит прозрачный материал, который приспособлен для защиты человека, при этом также позволяя человеку видеть окружающую среду. В примерном варианте осуществления, линза 108 маски представляет собой по существу цельный кусок материала (например, поликарбоната) с изогнутым контуром. Например, линза маски может быть сформована из одного типа материала и затем покрыта (например, силиконом) для предохранения линзы 108 маски от царапин. Линза 108 маски содержит переднюю сторону 116 и противоположную внутреннюю сторону 118 (показанную на фиг. 4). Внутренняя сторона 118 обращена к человеку и образует часть внутреннего пространства 110. Передняя сторона 116 образует часть внешнего вида полнолицевой маски 100. Показано также, что линза 108 маски содержит край 120 прохода, который определяет проход или отверстие 122 для картриджа через линзу 108 маски. Проход 122 для картриджа проходит между наружной и внутренней сторонами 116, 118. Как показано, картридж-модуль 114 расположен в пределах прохода 122 для картриджа и ограничен краем 120 прохода.
[0031] В показанном варианте осуществления, картридж-модуль 114 включает в себя корпус модуля 130, который удерживает функциональные элементы 131-133. Функциональные элементы 131, 133 показаны на фиг. 1 и 2 соответственно. В показанном варианте осуществления функциональные элементы 131-133 включают в себя динамики 131, 133 и регулятор подачи 132 воздуха. Регулятор подачи 132 воздуха функционально соединен со шлангом 134 подачи, который выполнен в сообщении по текучей среде с системой подачи воздуха (не показанной). Динамики 131, 133 могут усиливать голос носителя, облегчая процесс общения с другими людьми. Регулятор подачи 132 воздуха приспособлен для приема сжатого воздуха из системы подачи воздуха и преобразования воздуха для дыхания. Например, регулятор подачи 132 воздуха может преобразовывать поступающий воздух для дыхания до заданного давления, которое пригодно для дыхания носителя. В альтернативных вариантах осуществления, один или несколько функциональных элементов 131-133 могут включать в себя клапан вдыхания, канал гидратации и соединитель электроприводного воздухоочистительного респиратора (powered air purifying respirator – PAPR) для соединения полнолицевой маски 100 с PAPR (не показанным).
[0032] В примерном варианте осуществления, каждый из функциональных элементов 131-133 удерживается в фиксированном положении относительно других функциональных элементов посредством корпуса 130 блока картриджа 114. По существу функциональные элементы 131-133 могут быть установлены и/или удалены одновременно с другими функциональными элементами 131-133, когда устанавливают или удаляют картридж-модуль 114. Полнолицевая маска 100 может быть охарактеризована как полнолицевая маска с перестраиваемой структурой, так что картридж-модуль 114 может быть заменен или перестроен (например, посредством переключения фильтров) конечным пользователем, например, носителем или другим человеком, связанным с носителем. В примерном варианте осуществления картридж-модуль 114 прикреплен к наружной маске 102 с использованием фиксирующего элемента 170 (показанного на фиг. 5). Фиксирующий элемент 170 может быть разъемно соединен с наружной маской 102 и картридж-модулем 114 так, что носитель (или другой человек) способен быстро удалять и размещать другой картридж-модуль (или основной картридж-модуль после изменения структуры или проверки) в пределах прохода 122 для картриджа. Фактически фиксирующий элемент 170 может называться быстро высвобождаемым фиксирующим элементом.
[0033] Используемый в данном документе термин «разъемно соединенный» означает, что первый элемент (например, картридж-модуль) может быть легко отделен от второго элемента (например, линзы маски или наружной маски) без разрушения любого из первого и второго элементов. Элементы являются легко отделяемыми, когда два элемента могут быть отделены друг от друга без затрачивания чрезмерного усилия или значительного количества времени на отделение двух элементов. Например, элементы могут быть соединены друг с другом с помощью крепежных средств, таких как винты, фиксаторы, хомуты и др., когда специалист может отсоединять два элемента с использованием инструмента или своих рук. Кроме того, разъемно соединяемые элементы могут быть соединены без крепежного средства, например, посредством образования соединения с натягом или с защелкой относительно друг друга. Понятно, что для разъемного соединения элементов может быть использовано сочетание разных способов. Например, два элемента могут быть первоначально соединены посредством посадки с натягом, а затем фиксатор или другое крепежное средство может дополнительно скрепить элементы вместе. В примерном варианте осуществления, для удаления блока картриджа из полностью скомпонованной лицевой маски может потребоваться меньше пяти минут. В более конкретных вариантах осуществления, может потребоваться меньше трех минут. В некоторых вариантах осуществления, для удаления блока картриджа и установки нового блока картриджа так, что лицевая маска снова готова к использованию, может потребоваться меньше десяти минут.
[0034] Фиг. 3 представляет собой отдельный перспективный вид спереди линзы 108 маски в соответствии с одним вариантом осуществления. Как показано, линза 108 маски включает в себя переднюю сторону 116 и внутреннюю сторону 118. Линза 108 маски содержит контур, который приспособлен для окружения в целом лица носителя. Профиль линзы 108 маски определяется посредством края 140 наружной маски. Край 140 наружной маски приспособлен для контактирования с уплотнением 106 для лица (фиг. 1), когда полнолицевая маска 100 (фиг. 1) полностью скомпонована. Например, в уплотнении 106 для лица может быть образован паз или канал, который окружает край 140 наружной маски и образует с ним соединение с натягом. В некоторых вариантах осуществления край 140 наружной маски и часть внутренней стороны 118 около края 140 наружной маски могут быть прикреплены к уплотнению 106 для лица с помощью адгезива.
[0035] Линза 108 маски включает в себя фланцевую часть 142, которая приспособлена для контакта с картридж-модулем 114 (фиг. 1). Фланцевая часть 142 может образовать проход 122 для картриджа. В показанном варианте осуществления, фланцевая часть 142 включает в себя край 120 прохода, преграждающую поверхность 144, край 146 прохода и выступающую поверхность 148. Край 120 прохода, преграждающая поверхность 144, край 146 для прохода и выступающая поверхность 148 могут представлять собой часть передней стороны 116, но когда полнолицевая маска 100 полностью скомпонована, незащищенным является только край 120 прохода.
[0036] В показанном варианте осуществления, преграждающая поверхность 144 обращена в направлении вперед, то есть в сторону от лица человека. В альтернативных вариантах осуществления, преграждающая поверхность 144 может быть обращена в направлении назад, то есть к лицу человека. В таких вариантах осуществления, преграждающая поверхность может образовать часть внутренней стороны 118. Внешний периметр преграждающей поверхности 144, показанной на фиг. 3, определяется посредством края 120 прохода и края 146 прохода. Внутренний периметр преграждающей поверхности 144 определяется посредством края 146 прохода. Для того чтобы отличить края 120, 146 прохода, края 120, 146 прохода могут быть названы наружным и внутренним краями 120, 146 прохода. Каждый из краев 120, 146 прохода образует проход 122 для картриджа. Например, каждый из краев 120, 146 для прохода образует разные части прохода 122 для картриджа. Выступающая поверхность 148 может быть обращена по существу радиально внутрь. Как показано, фланцевая часть 142 также включает в себя внутренний край 150. Внутренний край 150 может представлять собой часть внутренней стороны 118. Фланцевая часть 142 выполнена с возможностью приема и контактирования с картридж-модулем 114 (фиг. 1). Более конкретно, одно или более из внутреннего края 150, выступающей поверхности 148, внутреннего края 146 прохода, преграждающей поверхности 144 и наружного края 120 прохода может быть сформирован в соответствии с формой блока картриджа 114, чтобы облегчить удерживание блока картриджа 114 в заданном положении.
[0037] Фиг. 4 представляет собой отдельный вид линзы 108 маски, содержащей соединенную с ней модульную рамку 152. Картридж-модуль 114 (фиг. 1) может включать в себя модульную рамку 152. Более конкретно, модульная рамка 152 может представлять собой один элемент блока картриджа 114. В некоторых вариантах осуществления, модульная рамка 152 может представлять собой или образовать часть корпуса 130 модуля (фиг. 1). Модульная рамка 152 приспособлена для непосредственного контактирования с линзой 108 маски. Более конкретно, модульная рамка 152 может быть выполнена так, чтобы дополнять форму фланцевой части 142 (фиг. 4). Модульная рамка 152 может непосредственно контактировать с по меньшей мере одним из внутреннего края 150 (фиг. 4), выступающей поверхности 148 (фиг. 4), внутреннего края 146 прохода (фиг. 4), преграждающей поверхности 144 (фиг. 4) и наружного края 120 прохода.
[0038] В показанном варианте осуществления, модульная рамка 152 включает в себя первое, второе и третье составляющие отверстия 154-156. Каждое из упомянутых первого, второго и третьего составляющих отверстий образовано посредством внешнего края 158 отверстия, внутреннего края 160 отверстия и обращенной внутрь поверхности 162, которая проходит между соответствующими внешними и внутренними краями 158, 160 отверстия. Каждое из упомянутых составляющих первого, второго и третьего отверстий 154-156 рассчитано и отформовано для приема соответствующего функционального элемента. В некоторых вариантах осуществления, каждое из упомянутых составляющих первого, второго и третьего отверстий 154-156 может иметь общий (т.е. одинаковый) размер и форму. В других вариантах осуществления, только первое и третье составляющие отверстия 154, 156 имеют одинаковый размер и форму. В других вариантах осуществления, первое, второе и третье составляющие отверстия 154-156 имеют разные размеры и/или формы.
[0039] На фиг. 4, модульная рамка 152 расположена в пределах прохода 122 для картриджа линзы 108 маски без остальных элементов блока картриджа 114. В других вариантах осуществления, картридж-модуль 114 может быть полностью собран перед размещением блока картриджа 114 в проходе 122 для картриджа. По существу каждый из функциональных элементов 131-133 (фиг. 1) может быть размещен в проходе 122 для картриджа и одновременно прикреплен к линзе 108 маски.
[0040] Как показано на фиг. 4, линза 108 маски ограничивает модульную рамку 152 (или картридж-модуль 114). Более конкретно, материал линзы 108 маски полностью окружает модульную рамку 152 так, что модульная рамка 152 не контактирует с уплотнением 106 для лица или другими частями наружной маски 102 вдоль периферии модульной рамки 152. В альтернативных вариантах осуществления линза 108 маски не полностью окружает модульную рамку 152. В некоторых вариантах осуществления, прокладка, такая как прокладка 210, показанная на фиг. 8, может быть расположена вдоль фланцевой части 142, чтобы дополнительно уплотнять картридж-модуль 114, когда картридж-модуль 114 размещают в пределах прохода 122 для картриджа. Более конкретно, упомянутая прокладка может быть расположена так, чтобы проходить вдоль по меньшей мере одного из преграждающей поверхности 144 (фиг. 4) или выступающей поверхности 148 (фиг. 4). Упомянутая прокладка может быть расположена между противоположными поверхностями линзы 108 маски и модульной рамкой 152 (или картридж-модулем 114) и заполнять зазоры между ними, эффективно уплотняя внутреннее пространство 110 (фиг. 1) от окружающей среды.
[0041] Фиг. 5 и 6 представляют собой перспективные виды сзади линзы 108 маски и модульной рамки 152, соединенных вместе фиксирующим элементом 170, функционально соединенным с ними. Фиг. 5 показывает фиксирующий элемент 170 в первой ориентации, в которой линза 108 маски и модульная рамка 152 не скреплены друг с другом. В упомянутой первой ориентации фиксирующий элемент 170 может быть свободно удален в направлении W извлечения из внутренней стороны 118. Фиг. 6 показывает фиксирующий элемент 170 во второй ориентации, в которой линза 108 маски и модульная рамка 152 скреплены друг с другом. Для скрепления линзы 108 маски с модульной рамкой 152 фиксирующий элемент 170 поворачивают по часовой стрелке, как показано стрелкой R, из первой ориентации во вторую ориентацию. Во второй ориентации, линза 108 маски и модульная рамка 152 закреплены в фиксированных положениях друг относительно друга и фиксирующий элемент W не может быть свободно удален в направлении W извлечения.
[0042] Фиг. 7 представляет собой отдельный вид фиксирующего элемента 170 в соответствии с вариантом осуществления. Фиксирующий элемент 170 может быть назван фиксирующим кольцом. Фиксирующий элемент 170 включает в себя первую и вторую рабочие поверхности 172, 174, которые обращены в противоположных направлениях. Толщина Т фиксирующего элемента 170 проходит между первой и второй рабочими поверхностями 172, 174. Первая рабочая поверхность 172 выполнена так, чтобы быть обращенной от человека, а вторая рабочая поверхность 174 выполнена так, чтобы быть обращенной к человеку. Фиксирующий элемент 170 включает в себя кольцевую часть 176 и первую и вторую боковые части (отвороты) 178, 180 на противоположных сторонах кольцевой части 176. Кольцевая часть 176 включает в себя отверстие или проход 182. Когда фиксирующий элемент 170 установлен и имеет вторую ориентацию, как показано на фиг. 6, отверстие 182 кольцевой части совмещается с вторым составляющим отверстием 155 (фиг. 4), первая боковая часть 178 закрывает первое составляющее отверстие 154 (фиг. 4) и вторая боковая часть 180 закрывает третье составляющее отверстие 156 (фиг. 4).
[0043] Кольцевая часть 176 может включать в себя внутренний кольцевой край 184, который проходит вдоль первого и второго соединительных элементов 185, 187 и первого и второго захватных элементов 186, 188. Первый и второй соединительные элементы 185, 187 проходят преимущественно параллельно друг другу, и первый и второй захватные элементы 186, 188 проходят преимущественно параллельно друг другу. Внутренний кольцевой край 184 вдоль первого и второго захватных элементов 186, 188 может быть по существу прямолинейным. Внутренний кольцевой край 184 может образовать отверстие 182. Первый и второй соединительные элементы 185, 187 проходят поперек и соединяют первый и второй боковые элементы 178, 180. Как показано, фиксирующий элемент 170 может также включать в себя наружный край 190 элемента, который проходит вдоль первого и второго соединительных элементов 185, 187.
[0044] Внутренний кольцевой край 184 и наружный край 190 элемента могут быть рассчитаны и отформованы так, что фиксирующий элемент 170 входит в контакт с каждым из блока картриджа 114 (фиг. 1) и линзы 108 маски (фиг. 1), когда фиксирующий элемент 170 поворачивают из первой ориентации (фиг. 5) во вторую ориентацию (фиг. 6). Например, как показано на фиг. 6, внутренний кольцевой край 184 вдоль первого и второго захватных элементов 186, 188 расположен под рабочим фланцем 192 модульной рамки 152 (или блока картриджа 114). Первая рабочая поверхность 172 (фиг. 1) вдоль по меньшей мере одного из первого и второго соединительных элементов 185, 187 может непосредственно контактировать с линзой 108 маски, когда фиксирующий элемент 170 расположен во второй ориентации.
[0045] В примерном варианте осуществления, фиксирующий элемент 170, линза 108 маски и картридж-модуль 114 отформованы относительно друг друга так, что поворот фиксирующего элемента 170 из первой ориентации во вторую ориентацию вызывает кулачковый эффект, который поджимает картридж-модуль 114 дополнительно в проход 122 для картриджа. Более конкретно, первая рабочая поверхность 172 отформована относительно поверхности внутренней стороны 118 линзы 108 маски и вторая рабочая поверхность 174 отформована относительно поверхности оборотной стороны рабочего фланца 192. Когда фиксирующий элемент 170 поворачивают, взаимодействие между первой рабочей поверхностью 172 и поверхностью линзы 108 маски и между второй рабочей поверхностью 174 и оборотной стороной рабочего фланца 192 (другими словами, кулачковый эффект) приближает линзу 108 маски и картридж-модуль 114 друг к другу. Упомянутый кулачковый эффект дополнительно сжимает прокладку, расположенную между картридж-модулем 114 и линзой 108 маски. Фактически, во второй ориентации первая поверхность 172 прижата к линзе 108 маски, а вторая поверхность 172 прижата к поверхности рабочего фланца 192. Таким образом, фиксирующий элемент 170 создает усилия в противоположных направлениях для прикрепления блока картриджа 114 к линзе 108 маски.
[0046] В показанном варианте осуществления фиксирующий элемент 170 представляет собой фиксирующее кольцо, которое выполнено с возможностью вращения вокруг оси вращения. Однако в других вариантах осуществления может быть использовано множество фиксирующих элементов, содержащих рабочие поверхности, для разъемного соединения и прикрепления линзы 108 маски и блока картриджа 114 друг к другу в фиксированных положениях. Например, фиксирующий элемент может представлять собой металлические изделия, такие как винты. Разные рабочие поверхности винтов (например, разные поверхности с резьбой) могут непосредственно контактировать с линзой маски и картридж-модулем. Фиксирующий элемент может также включать в себя зажим, скобу, хомут или фиксатор. Например, рабочая поверхность фиксатора может быть прикреплена к картридж-модулю. Когда картридж-модуль вставляют в проход для картриджа линзы маски, фиксатор может быть приведен в движение, чтобы входить в зацепление с линзой маски, тем самым разъемно скрепляя линзу маски и картридж-модуль друг с другом. В альтернативных вариантах осуществления линза 108 маски и картридж-модуль 114 могут быть соединены друг с другом с помощью адгезива. В альтернативных вариантах осуществления линза 108 маски и картридж-модуль 114 могут образовать защелочное соединение (например, соединение с натягом), так что фиксирующий элемент не потребуется.
[0047] Фиг. 8 показывает полнолицевую маску 200 с перестраиваемой структурой в соответствии с вариантом осуществления. Полнолицевая маска 200 может быть подобна или аналогична полнолицевой маске 100 (фиг. 1). Например, полнолицевая маска 200 включает в себя наружную маску 202 и внутреннюю маску 204, которые функционально соединены друг с другом. Наружная маска 202 может включать в себя уплотнение 206 для лица и линзу 208 маски. Во время использования наружная маска 202 также включает в себя один из картридж-модулей 214А-214Е. Как показано, полнолицевая маска 200 может включать в себя проход или отверстие 222 для картриджа. Проход 222 для картриджа может быть образован посредством наружной маски 202 и/или линзы 208 маски. В проходе 222 для картриджа может быть размещена прокладка 210.
[0048] Каждый из картридж-модулей 214А-214Е рассчитан и отформован так, чтобы быть расположенным в пределах прохода 222 для картриджа. Между поверхностью, которая образует проход 222 для картриджа, и поверхностью соответствующего блока картриджа может быть размещена прокладка 210. Как показано, картридж-модули 214А-214Е содержат по существу одинаковые периферии 216. Периферии разных картридж-модулей могут быть по существу одинаковыми, если разные периферии выполнены с возможностью размещения, отдельно, в одном и том же проходе для картриджа и контактирования с наружной маской так, чтобы эффективно уплотнять внутреннее пространство полнолицевой маски от окружающего воздуха. Например, картридж-модули 214А-214Е содержат по существу одинаковые периферии 216, так что каждый из картридж-модулей 214А-214Е выполнен с возможностью размещения в проходе для картриджа и уплотнения внутреннего пространства полнолицевой маски от окружающей среды. Например, как видно на фиг. 8, картридж-модуль 214А-214Е может включать в себя конфигурации, такие как конфигурация для подачи воды, например, режим положительного давления, когда воздух может подаваться из источника давления, такого как автономный дыхательный аппарат (Self-Contained Breathing Apparatus – SCBA) 214А или электроприводной воздухоочистительный респиратор (Powered Air Purifying Respirator – PAPR) или комбинированный SCBA/PAPR 214B, или в конфигурации для очистки воздуха, например, режим отрицательного давления, когда воздух может всасываться через фильтрующие среды, например, фильтр прикреплен к маске и пользователь дышит всасывая воздух через фильтр(фильтры) 214С, PAPR прикреплен к маске с фильтром (фильтрами) и пользователь втягивает/вдыхает воздух через PAPR/фильтр(фильтры) 214Е.
[0049] В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, описанными в данном документе, описана полнолицевая маска, которая обеспечивает, помимо других технических эффектов, технический эффект предоставления носителю возможности быстро удалять картридж-модуль и заменять картридж-модуль другим картридж-модулем или перекомпонованным первоначальным картридж-модулем. Один или несколько вариантов осуществления могут также позволять изготовителю использовать обычную линзу маски для создания разных полнолицевых масок, которые приспособлены для разных целей. Технический эффект может также включать быстро высвобождаемый механизм, который разъемно соединяет линзу маски с картридж-модулем.
[0050] Дополнительные технические эффекты могут включать модульные полнолицевые маски, содержащие деталь линзы маски, которая образует проход или внешнюю границу для картриджа вдоль нижней половины линзы маски. Множество вариантов картридж-модулей могут быть отдельно закреплены в проходе для картриджа на основе требуемого применения. По существу упомянутая модульная полнолицевая маска может позволить пользователю модернизировать/изменять структуру полнолицевой маски для удовлетворения изменяющихся требований по желанию. Это может также упрощать процесс сборки, чтобы регулировать функциональные элементы исходя из требуемого использования лицевой маски. Другой технический эффект может включать возможность приспосабливать лицевую маску для использования по возможности во многих ситуациях, при этом требуя от пользователя проведения теста на подгонку только с одной лицевой маской. Функциональные изменения (т.е. переключение картридж-модулей) могут не требовать от носителя изменения уплотнения для лица, чтобы удовлетворить требованиям другой задачи. Таким образом, варианты осуществления включают функциональные элементы, которые выполнены с возможностью закрепления в проходе для картриджа и могут быть заменены носителем в соответствии с необходимостью или желанием. Например, полнолицевая маска выполнена с возможностью изменения от маски типа узкоспециального воздухоочистительного респиратора (APR), которая включает в себя очень низкопрофильные фильтры для тактических ситуаций, до маски типа автономного дыхательного аппарата (SCBA), которая принимает SCBA регулятор подачи, и обратно по необходимости для удовлетворения потребностей пользователя в низкопрофильной газовой маске и SCBA. Картридж-модули могут включать в себя устройства гидратации для пользователя для операций, в которых пользователи носят средства индивидуальной защиты (РРЕ) в течение длительных периодов времени, или сочетание респираторов, которые обеспечивают пользователю возможность переключения туда и обратно между SCBA и PAPR или APR режимами.
[0051] Хотя для описания вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть использованы различные пространственные и направляющие термины, такие как верхний, нижний, передний, задний нижний, средний, боковой, горизонтальный, вертикальный и т.п., понятно, что такие термины используются только применительно к ориентациям, показанным в чертежах. Ориентации могут быть перевернуты, повернуты или как-то иначе изменены, так что верхняя часть представляет собой нижнюю часть и наоборот, горизонтальный превращается в вертикальный и т.п.
[0052] Хотя в данном документе описаны некоторые варианты осуществления изобретения, предполагается, что изобретение ими не ограничено, поскольку предполагается, что изобретение является настолько широким в объеме, насколько позволяет уровень техники, и что описание следует воспринимать таким же образом. Поэтому вышеприведенное описание не следует толковать как ограничивающее, а только лишь как пояснительные примеры конкретных вариантов осуществления. Для специалистов в данной области техники будут очевидны другие модификации в пределах объема и сущности прилагаемой формулы изобретения.
[0053] Необходимо понимать, что вышеприведенное описание является пояснительным, а не ограничивающим. Например, вышеописанные варианты осуществления (и/или их аспекты) могут быть использованы в сочетании друг с другом. Кроме того, множество модификаций могут быть выполнены для приспосабливания конкретной ситуации или материала к идеям изобретения без отхода от его объема. Хотя размеры, типы материалов и покрытий, описанные в данном документе, предназначены для определения параметров изобретения, они ни в коей мере не ограничивающие и представляют собой примерные варианты осуществления. После изучения вышеприведенного описания для специалистов в данной области техники будет очевидно множество других вариантов осуществления. Таким образом, объем изобретения должен определяться со ссылкой на прилагаемую формулу изобретения, вместе с полным объемом эквивалентов, на которые такая формула дает право. В прилагаемой формуле изобретения, термины «включающий» и «в котором» используются как разговорные английские эквиваленты соответствующих терминов «содержащий» и «при котором». Кроме того, в приведенной ниже формуле изобретения, термины «первый», «второй» и «третий» и др. используются только как обозначения и не накладывают количественных требований на их объекты. Кроме того, ограничения приведенной ниже формулы изобретения не записаны в формате «средство плюс функция» и не должны интерпретироваться на основе §112(f) статьи 35 Свода законов США до тех пор, пока такие ограничения формулы явно не используют фразу «средство для» с последующим указанием функции без дополнительной структуры.
1. Полнолицевая маска, предназначенная для ношения человеком, содержащая:
уплотнение для лица, выполненное с возможностью непосредственного контактирования с лицом человека, причем упомянутое уплотнение для лица образует отверстие для линзы;
линзу маски, соединенную с упомянутым уплотнением для лица и расположенную в пределах упомянутого отверстия для линзы, причем упомянутая линза маски содержит край прохода, который образует проход для картриджа через линзу маски, внутреннюю сторону и наружную сторону, противоположную внутренней стороне;
блок картриджа, включающий в себя, по меньшей мере, одно из фильтра и регулятора подачи воздуха, причем упомянутый блок картриджа расположен в пределах упомянутого прохода для картриджа и ограничен упомянутым краем прохода упомянутой линзы маски; и
фиксирующий элемент, включающий в себя первую рабочую поверхность, которая непосредственно контактирует с линзой маски, вторую рабочую поверхность, которая непосредственно контактирует с блоком картриджа, причем поворот упомянутого фиксирующего элемента на внутренней стороне линзы маски закрепляет линзу маски и блок картриджа в фиксированных положениях относительно друг друга.
2. Полнолицевая маска по п. 1, в которой линза маски полностью окружает периферию блока картриджа.
3. Полнолицевая маска по п. 1, в которой линза маски включает в себя фланцевую часть, причем упомянутый блок картриджа рассчитан и отформован относительно упомянутой фланцевой части так, что фланцевая часть препятствует перемещению блока картриджа дополнительно в упомянутый проход для картриджа.
4. Полнолицевая маска по п. 3, дополнительно содержащая прокладку, расположенную между упомянутым блоком картриджа и упомянутой фланцевой частью, причем упомянутая прокладка содержит сжимаемый материал, который эффективно уплотняет внутреннее пространство полнолицевой маски от окружающего воздуха.
5. Полнолицевая маска по п. 1, в которой блок картриджа включает в себя модульную рамку, включающую в себя первое, второе и третье составляющие отверстия, при этом второе составляющее отверстие размещается между первым и третьим составляющими отверстиями, при этом модульная рамка выполнена с возможностью разъемного соединения с линзой маски, при этом упомянутый фиксирующий элемент включает в себя кольцевую часть, содержащую противоположные первую и вторую рабочие поверхности, причем упомянутый фиксирующий элемент выполнен с возможностью поворота между первой и второй ориентацией, причем упомянутая первая рабочая поверхность непосредственно контактирует с внутренней стороной линзы маски, а вторая рабочая поверхность непосредственно контактирует с модульной рамкой блока картриджа, когда упомянутый фиксирующий элемент находится во второй ориентации.
6. Полнолицевая маска по п. 5, в которой упомянутая кольцевая часть и упомянутый блок картриджа отформованы относительно друг друга так, что поворот фиксирующего элемента во вторую ориентацию вызывает кулачковый эффект, который поджимает блок картриджа в проход для картриджа.
7. Полнолицевая маска по п. 5, в которой упомянутый фиксирующий элемент включает в себя кольцевую часть, первую боковую часть на первой стороне кольцевой части и вторую боковую часть на второй стороне кольцевой части, противоположной первой стороне кольцевой части, при этом первая боковая часть закрывает первое составляющее отверстие, а вторая боковая часть закрывает третье составляющее отверстие, когда фиксирующий элемент находится во второй ориентации.
8. Полнолицевая маска по п. 5, в которой упомянутая кольцевая часть включает в себя отверстие, которое совмещается со вторым составляющим отверстием модульной рамки упомянутого блока картриджа.
9. Полнолицевая маска по п. 1, в которой по меньшей мере одно из фильтра и регулятора подачи воздуха представляет собой первый функциональный элемент, причем упомянутый блок картриджа дополнительно содержит второй функциональный элемент, причем упомянутый второй функциональный элемент представляет собой канал гидратации, динамик, другой фильтр или канал выдыхания воздуха.
10. Полнолицевая маска по п. 9, в которой упомянутый блок картриджа включает в себя модульную рамку, которая приспособлена для непосредственного сопряжения с линзой маски, причем упомянутая модульная рамка включает в себя первое и второе составляющие отверстия, содержащие расположенные в них первый и второй функциональные элементы.
11. Полнолицевая маска с перестраиваемой структурой, предназначенная для ношения человеком, причем упомянутая полнолицевая маска содержит:
наружную маску, содержащую уплотнение для лица, выполненное с возможностью непосредственного контактирования с лицом человека, и линзу маски, соединенную с упомянутым уплотнением для лица, причем упомянутое уплотнение для лица содержит отверстие для линзы с расположенной в нем линзой маски, причем упомянутая наружная маска включает в себя край прохода, который образует проход для картриджа через упомянутую наружную маску, при этом линза маски содержит внутреннюю сторону и наружную сторону, противоположную внутренней стороне;
блок картриджа, включающий в себя по меньшей мере одно из фильтра и регулятора подачи воздуха, причем упомянутый блок картриджа расположен в пределах упомянутого прохода для картриджа и ограничен посредством упомянутого края прохода упомянутой наружной маски; и
быстро высвобождаемый фиксирующий элемент, содержащий кольцевую часть с противоположными первой и второй рабочими поверхностями, причем упомянутый фиксирующий элемент выполнен с возможностью поворота на внутренней стороне линзы маски между первой и второй ориентациями, причем упомянутая первая рабочая поверхность непосредственно контактирует с линзой маски, а упомянутая вторая рабочая поверхность непосредственно контактирует с блоком картриджа, когда фиксирующий элемент находится во второй ориентации, причем упомянутый фиксирующий элемент закрепляет линзу маски и блок картриджа в фиксированных положениях относительно друг друга.
12. Полнолицевая маска по п. 11, в которой линза маски образует проход для картриджа так, что линза маски полностью окружает периферию блока картриджа.
13. Полнолицевая маска по п. 12, в которой линза маски включает в себя фланцевую часть, причем упомянутый блок картриджа рассчитан и отформован относительно упомянутой фланцевой части так, что фланцевая часть препятствует перемещению блока картриджа дополнительно в упомянутый проход для картриджа.
14. Полнолицевая маска по п. 11, в которой упомянутая кольцевая часть и упомянутый блок картриджа отформованы относительно друг друга так, что поворот фиксирующего элемента во вторую ориентацию вызывает кулачковый эффект, который поджимает блок картриджа в проход для картриджа.
15. Полнолицевая маска по п. 14, в которой упомянутый модуль картриджа включает в себя модульную рамку, включающую в себя первое, второе и третье составляющие отверстия, при этом второе составляющее отверстие размещается между первым и третьим составляющими отверстиями, при этом упомянутый фиксирующий элемент включает в себя первую боковую часть, которая закрывает первое составляющее отверстие упомянутого блока картриджа, и вторую боковую часть, которая закрывает третье составляющее отверстие упомянутого блока картриджа.
16. Полнолицевая маска по п. 14, в которой упомянутая кольцевая часть включает в себя отверстие, которое совмещается с центральным составляющим отверстием упомянутого блока картриджа.
17. Полнолицевая маска по п. 11, в которой упомянутый по меньшей мере один фильтр или регулятор подачи воздуха представляет собой первый функциональный элемент, причем упомянутый блок картриджа дополнительно содержит второй функциональный элемент, причем упомянутый второй функциональный элемент представляет собой одно из канала гидратации, динамика, фильтра или канала выдыхания воздуха.
18. Полнолицевая маска по п. 11, в которой упомянутый блок картриджа представляет собой первый блок картриджа, причем упомянутая полнолицевая маска дополнительно содержит второй блок картриджа, который приспособлен для другой цели, причем упомянутые первый и второй блоки картриджа содержат одинаковые периферии для сопряжения с наружной маской.
