个人防护装置和过滤组

技术领域

本发明总体上涉及个人防护装置领域，尤其涉及可佩戴面罩。

特别地，本发明涉及一种个人防护装置以及一种用于这样的装置的过滤组。

背景技术

众所周知用于过滤或消毒可呼吸空气的可佩戴式个人防护装置，即配备有过滤器的可佩戴面罩，其设计用于最大限度地减少通过嘴和/或鼻子到达佩戴者呼吸道的挥发性物质、灰尘、污染物或病原体——生物病原体或其他病原体。

目前，个人防护装置的使用者，无论是专业人员还是个人，都可以使用：

-医疗装置(MD)(外科面罩-UNI EN 14683)；

-具有不同防护等级——UNI EN 149、140、143、1827–FFP1、FFP2、FFP3的全脸式个人防护装置(PPD)、面罩、半面罩、呼吸器和自给式呼吸器，可重复使用或不可重复使用；

-一次性或可重复使用的装置；

-具有固定或可互换过滤器的装置；

-简单装置(完全由过滤材料制成)或复杂装置(不同的材料，其具有可移除零件、呼气/吸气阀和外部过滤器，它们可以彼此一起集成)。

在所有检查的领域，特别是在工作场所中以及随着最近COVID-19(新型冠状病毒肺炎)疫情的到来，主要使用的面罩是具有或不具有阀门的一次性纸质面罩。

一次性面罩，无论是PPD还是MD，都有许多缺点，包括难以找到原材料、人机工程学和使用舒适性差、尺寸可变性差、材料可回收性差以及缺乏固定到脸上的最佳系统，这影响了其有效性。

有经认证的可重复使用的面罩，其具有耐用的塑料主体和可互换的过滤筒。这种类型的面罩提供了更好的贴合性和人体工程学、改进的呼吸腔、以及对过滤元件的选择。

然而，后一种可重复使用的面罩具有明显的缺点。实际上，这种类型的面罩通常很笨重，并且需要复杂且难以携带的沉重的过滤筒。此外，由于完全不透明，所述面罩不允许在谈话期间看到人的脸或嘴唇。

此外，现有技术的可重复使用的面罩存在以下缺点：当气流从面罩使用者的上部部分逸出时，会使使用者佩戴的眼镜起雾。

此外，即使在确保密封在脸上的情况下，现有技术的可重复使用的面罩也存在因吸入气流和呼出气流的不正确循环而使面罩内腔中的空气“变质”的缺点。

发明内容

因此，强烈需要提出一种个人防护装置和一种过滤单元，它们能够克服现有技术的上述缺点，并且特别是它们能够确保改善防护装置内空腔的呼吸和气流循环，同时改善现有技术的装置的耐磨性和灵活性特征。

根据所附独立权利要求的个人防护装置和过滤组满足了这个要求。从属权利要求描述优选实施例或有利实施例。

附图说明

个人防护装置和过滤组的特征和优点将从下文对其优选实施例的描述中变得显而易见，优选实施例以非限制性示例的方式给出，参考附图，其中：

图1示出了处于使用者的佩戴状态的根据本发明实施例的个人防护装置，并且其中，还示出了根据本发明实施例的过滤组的分解视图(在个人防护装置的一侧)和过滤组的安装视图(在个人防护装置的另一侧)；

图2示出了从适于与使用者的脸接触的内侧观察的根据本发明实施例的个人防护装置的轴测视图，其中，过滤组已移除并且进气开口可见；

图2a示出了从其外侧观察的根据本发明实施例的个人防护装置的前立面视图，其中，过滤组已移除并且进气开口可见；

图2b示出了图2a的个人防护装置沿图2a中的剖面B-B的剖面平面视图，其对应于如说明书下文所述的与偏转器屏障(deflector wall)正割的剖面平面P1；

图3示出了图1中个人防护装置的靠近过滤组的一部分的沿着截面平面π的横截面视图。

具体实施方式

参考上述附图，可佩戴式个人防护装置10统一用附图标记10表示。

个人防护装置10优选归类为面罩。

本发明的个人防护装置包括由聚合材料制成的防护屏障12，防护屏障12适于密封地放置在使用者的脸上以同时至少覆盖使用者的鼻子和嘴。防护屏障12的聚合材料优选是刚性或半刚性塑料，例如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或橡胶或类似材料，优选对可见光不透明。

根据特别有利的实施例，防护屏障至少部分或全部由医用硅胶制成，优选为不透明的。

根据进一步的特别有利的实施例，防护屏障至少部分或全部由食品级硅树脂制成，其优选为不透明的。

根据另一个特别有利的实施例，防护屏障至少部分或全部由热塑性聚氨酯(TPU)制成，优选为不透明的。

防护屏障12包括外侧18和内侧20，外侧18在使用时面向外部环境E，内侧20与所述外侧18相对布置并面向且至少部分限定内空腔I，使用者在使用时在内空腔I处呼吸。防护屏障12适于用于完全防止气流从外侧18通过流向内侧20，反之亦然。换言之，制成防护屏障12的聚合材料是一种致密材料，并不旨在用于现有技术面罩(FFP1、FFP2、FFP3型)过滤介质的典型过滤作用。换言之，制成保护屏障12的聚合材料不适于允许空气流过它，使得使用者可以呼吸。

防护屏障12包括中央屏障部分21，当佩戴个人防护装置10时，中央屏障部分21布置在使用者的鼻子前方。所述中央屏障部分21包括与外侧18相对布置的中央内侧21’。所述中央内侧21’是防护屏障12的内侧20的一部分。

第一进气开口3在防护屏障12中获取，并穿过所述防护屏障12，以这样的方式以便允许气流进出外部环境E的通过，如图2中所示。

个人防护装置10还包括布置在所述第一入口3处的过滤组4，并包括适于用于过滤通过其中的进入的气流的过滤介质41。

此外，个人防护装置10包括偏转器屏障5，偏转器屏障5从中央屏障部分21的中央内侧21’突出，并从所述中央内侧21’向个人防护装置10的内空腔I并沿着入射到中央屏障部分21上的矢状方向S延伸一定深度D。

所述偏转器屏障5具有沿着垂直于矢状方向S的前向方向Y的延伸，该延伸远小于给定深度D。换言之，这样的偏转器屏障5具有在前向方向Y上的较小厚度T。

此外，偏转器屏障5用于将呼出气流F从使用者的嘴和/或鼻子分流到第一进气开口3。这允许有利地优化内部流动，与过滤介质的位置协同作用，将鼻子的呼出气流与嘴的吸入气流分开。实际上，呼出气流在出口处被朝向过滤介质41输送，并通过利用由内部气流的移动产生的湍流，帮助新鲜空气容积循环。

优选地，偏转器屏障5布置在中央屏障部分21上，使得在佩戴个人防护装置10时，偏转器屏障5位于使用者嘴于鼻子之间的前方方向Y上。优选地，偏转器屏障5延伸一定的深度D，使得当佩戴防护装置时，偏转器屏障5不接触使用者的脸(既不接触鼻子也接触嘴)。

优选地，从图2和图2a中可以毫无疑问地得出，偏转器屏障5将内空腔I分为偏转器屏障5下方的下部容积和偏转器屏障5上方的上部容积。这些下部容积和上部容积相互连通。具体而言，当佩戴防护装置时，下部容积布置在嘴的前方，而当佩戴防护装置时，上部容积布置在鼻子的前方。优选地，由于偏转器屏障5的深度D小于使用者的脸(嘴或鼻子)与个人防护装置10的中央内侧21’之间沿矢状方向S的距离，下部容积与上部容积由于偏转器屏障5与使用者的脸之间产生的空隙，即偏转器屏障5与嘴或鼻子之间的空隙而流体连通。

根据优选实施例，如图1和图2所示，个人防护装置10进一步包括形成在防护屏障12上的第二进气开口3’，第二进气开口3’穿过所述防护屏障12并适于允许气流进出外部环境E的通过。

在这个变型中，第二过滤组4’布置在第二进气开口3’处，包括适于用于过滤通过其中的进入气流的第二过滤介质41’。

在这个变型中，中央屏障部分21夹在第一入口3与第二入口3’之间，并且偏转器屏障5夹在第一入口3与第二入口3’之间。此外，偏转器屏障5主要沿着垂直于矢状方向S和前方方向Y的冠状方向X延伸预定的冠状距离L。

个人防护装置10，特别是防护屏障12，在宽度上沿着冠状方向X延伸预定义屏障宽L1，以使防护屏障12与使用者的脸颊接触。

根据不同实施例，屏障宽L1例如在100毫米至160毫米之间；优选地，它大约为136毫米。所述屏障宽L1被计算为沿着冠状方向X，即沿着垂直于矢状方向和前向方向Y的平面，沿着防护屏障12的两个最外侧相对边缘的连接线的距离，例如如图2b所示。

优选地，偏转器屏障5的形状使得深度D与冠状距离L之比在0.2至0.5之间，优选地约为0.38。

优选地，与深度D和冠状距离L的上述比值相独立地或同时地，偏转器屏障5的形状使得冠状距离L与屏障宽L1的比值在0.2至0.4之间，优选约为0.31。

优选地，第一入口3和第二入口3’相对于中央屏障部分21对称布置。

优选地，个人防护装置10包括边缘部分22，边缘部分22与防护屏障12一体地结合，并在防护屏障12上形成朝向内空腔I的折翼。所述边缘部分22的形状适合使用者的脸，并密封地托在脸上。

根据有利的实施例，中央屏障部分21包括至少一个透明区域210，至少一个透明区域210由透明材料制成，布置并成形为允许从外部环境E观看个人防护装置10的外部观察者透过所述透明区域看到使用者的嘴。这允许外部观察者看到佩戴面罩的使用者的嘴唇。

优选地，透明区域210的透明材料为透明医用硅胶。这种材料的选择与偏转器屏障5协同作用，令人惊讶地使得有可能最小化透明区域210中的雾化问题。

典型地，防护屏障12包括界定第一入口3或第二入口3’的开口边缘部分31。

优选地，参考图2b，在沿着与偏转器屏障5正交且平行于矢状方向S和冠状方向X的截面平面P1的平面图中，例如图2a所示，中央屏障部分21在外部界定在面向第一入口3的第一屏障边缘310和与第一屏障边缘相对并面向第二入口3’的第二屏障边缘310’之间。

第一屏障边缘310界定第一入口3的开口边缘部分31，并且第二屏障边缘310’界定第二入口3’的开口边缘部分31。

优选地，参考图2b，在沿着与偏转器屏障5正割且平行于矢状方向S和冠状方向X的截面平面P1的平面图中，例如图2a所示，偏转器屏障5在与中央屏障部分21结合的区域中，在外部界定在面向第一入口3的第一偏转器边缘51和与第一偏转器边缘相对并面向第二入口3’的第二偏转器边缘51’之间。

根据实施例，第一偏转器边缘51沿着冠状方向X与第一屏障边缘310间隔开；换言之，在第一偏转器边缘51与第一屏障边缘310之间存在中间屏障部分311。

根据实施例，优选结合上一段的实施例，第二偏转器边缘51’沿着冠状方向X与第二屏障边缘310’间隔开；换言之，在第二偏转器边缘51’与第二屏障边缘310’之间存在中间屏障部分311’。

优选地，偏转器屏障5成形为使得第一屏障边缘310与第二屏障边缘310’之间的冠状距离L与中央部分宽度L2之比至少等于或大于0.7，优选大于0.8，更优选约等于0.82。这有利地允许呼出气流从嘴和鼻子充分转向，并且从而产生允许新鲜空气进入使用者嘴和鼻子所需的湍流。

在这种情况下，冠状距离L应理解为被计算为第一偏转器边缘51与第二偏转器边缘51’之间且沿着第一偏转器边缘51和第二偏转器边缘51’在与偏转器屏障5正割且平行于矢状方向S和冠状方向X的截面上的连接线的距离。进一步地，中央部分宽度L2应理解为被计算为第一屏障边缘310与第二屏障边缘310’之间且沿着第一屏障边缘310和第二屏障边缘310’在截面P1上的连接线的距离。

根据特别有利的形状，沿着与偏转器屏障5正割且平行于矢状方向S和冠状方向X的截面平面P1，偏转器屏障5以这样一种方式成形，即具有内折翼54，内折翼54成形为使得具有凹入部分540，凹入部分540在一定距离处面向使用者的鼻子并朝向内侧20界定偏转器屏障5。凹入部分540夹在两个相对的凸起部分541、542之间，每个凸起部分541、542布置在凹入部分540的一侧，并且限定在偏转器屏障5的矢状方向S上延伸的最内部界限。因此，偏转器屏障5的相对凸起部分541、542比凹入部分540更向内延伸。由于使用者的鼻子不接触凹入部分540的事实，这允许呼出气流的充分偏转，同时仍然确保个人防护装置的充分佩戴性。

在上述变型中，优选地，偏转器屏障5成形为使得深度D与凸起部分深度D1之比至少等于或大于0.6，优选大于0.7，更优选约等于0.71，深度被计算为从中央内侧21’沿着矢状方向S朝向内空腔I至凸起部分541最内点的距离。

根据实施例，偏转器屏障5具有沿前向Y的延伸，即平均厚度在0.5毫米至3毫米之间，包括端值，优选约为1毫米。优选地，偏转器屏障沿着平行于前方方向Y并垂直于冠状方向X的截面的横截面具有梯形形状或三角形形状，其长底边面向内部中央侧21’。优选地，长底边的厚度在1毫米至3毫米之间，优选地大约为2毫米，而三角形的顶点或梯形的短底边的厚度在0.5毫米至1.5毫米之间，优选地大约为1.4毫米。

下文中，在描述过滤组4的技术细节时，所述技术细节应理解为也包括在第二过滤组4’中，或甚至仅包括在第二过滤组4’中。换言之，滤波组4和第二滤波组4’可以彼此相同。

根据特别有利的实施例，过滤组4包括固定元件42，固定元件42包括固定元件中央区域421，固定元件中央区域421具有一个或多个贯通开口421’，以供气流进出内空腔I的通过。进一步地，过滤组4还包括外边缘部分422，外边缘部分422围绕固定元件中央区域421布置，并与防护屏障12的开口边缘部分31密封地且可移除地接合。

过滤组4进一步包括可移除元件43，可移除元件43包括可移除元件中央区域431和互锁部分434，可移除元件中央区域431具有一个或多个贯通开口431’，以供气流进出内空腔I的通过，互锁部分434与固定元件42可移除地接合。

过滤介质41被截留在固定元件中央区域421与可移除元件中央区域431之间，所述过滤介质例如为过滤片，优选为适于用于个人防护装置或医疗装置的类型，例如UNI EN149的FFP1、FFP2或FFP3。因此，过滤介质41的移除仅在可移除元件43从固定元件42脱离之后才是可能的。

优选地，过滤介质41为一片过滤材料，其不会永久固定或牢固结合到固定元件或可移除元件43。换言之，过滤介质41仅仅由于它们之间的“夹层式”接合而最终锁定在固定元件中央区域421与可移除元件中央区域431之间。

优选地，过滤组4包括抵接元件44，抵接元件44与固定元件42可移除地接合，并在外边缘部分422接合的相对侧与开口边缘部分31接合。以此方式，开口边缘部分31被“夹”在抵接元件44与外边缘部分422之间。此外，布置在内侧20上的所述抵接元件44防止固定元件从第一入口3或第二入口3’脱离。

根据实施例，抵接元件44为环，环包括凸起或凹进的抵接锁定部分441。此外，固定元件42包括环形固定部分423，在环形固定部分423上获得凸起或凹进的固定部分423′。所述锁定抵接部分441和所述固定部分423’以可释放的方式相互接合，用于将抵接元件44稳定地连接到固定元件42。优选地，所述锁定抵接部分441和所述固定部分423’通过卡扣干涉彼此接合。这允许容易地安装和移除过滤组4，以及容易地更换固定元件42，从而可以根据需要改变贯通开口421’的布置，即由贯通开口421’形成的栅格的外观。

根据优选实施例，可移除元件43的可移除元件中央区域431包括一个或多个可弹性变形的屏障432、433，这些屏障与互锁区域434相结合，并适于通过使用者手指施加的动作发生弹性变形。由于可弹性变形的屏障432、433的弹性变形，互锁区域434又经历变形，使得所述互锁区域434从固定元件42脱离。

优选地，因可弹性变形的屏障变形而与固定元件42干涉接合的互锁区域434改变其锥度和/或其圆形、椭圆形或卵形形状，以便从固定元件脱离接合。

优选地，可弹性变形的屏障432、433中的每一者基本上成形为半环形，并与互锁区域434结合成一体，使得在半环形内部限定抓握空间P，并由可弹性变形的屏障432、433和互锁区域434界定。抓握空间P适于容纳使用者的手指，由此使用者可以在可弹性变形的屏障432、433中的每一者上施加动作，以便至少在与互锁区域434的结合点处引起变形。

应理解，本发明的主题也涉及过滤组4、4'本身，过滤组4、4’如上所述，且特别地至少包括：

-固定元件42，固定元件42具有外边缘部分422，外边缘部分422适于与防护屏障12的开口边缘部分31密封地且可移除地接合；

-可移除元件43，可移除元件43具有互锁部分434，互锁部分434适于与固定元件42可移除地接合。

如上所述，在固定元件中央区域421与可移除元件中央区域431之间，过滤介质41适于被截留，因此，过滤介质41的移除需要将可移除元件43从固定元件42脱离。

创新性地，本发明成功克服了现有技术的个人防护装置的上述缺点。

具体而言，本发明实现优化内部吸入和呼出气流，这是由于偏转器屏障的内部定位可与过滤介质的位置协同作用，将鼻子的呼出气流与嘴的吸入气流分开。

有利的是，通过这个装置，可以将呼出气流引向过滤材料并利用内部气流移动产生的湍流，促进新鲜空气量的循环，从而提高呼吸舒适度。

此外，在协同作用下，偏转器屏障允许显著减少防护装置透明部分的冷凝，使佩戴者的嘴唇始终可见。

此外，由于存在不与使用者的脸接触的偏转器屏障，确保了充分的面罩舒适性以及呼出气流和吸入气流的充分循环，降低了二氧化碳浓度增加的风险。

此外，将医用硅胶用于防护屏障12允许获得生物相容性装置，该生物相容性装置具有低过敏性、可消毒性和高机械和耐热性。此外，医用级硅树脂提供更好的随着时间推移的耐候性、抗紫外线(UV-Arays)能力以及–40℃至+250℃的温度范围。

此外，无论所用过滤介质的厚度如何，过滤组元件中获得的干涉联接确保了最大程度的密封，并允许轻松快速地更换过滤介质。

此外，无论操作者是谁，凸起或凹进的抵接锁定部分和相应的固定部分423’的存在始终允许正确安装和充分密封。

为满足特定需求，本领域技术人员可以对本发明的实施例进行多项变更，或使用其他功能等同的元件替换元件。

这些变型也包含在以下权利要求所定义的保护范围内。