用于呼吸设备的过滤元件、过滤装置、呼吸设备及过滤元件的用途

技术领域

实施例涉及适用于呼吸设备(诸如防护面罩)的过滤元件，其中过滤元件具体是可更换的过滤元件。此外，公开了与颗粒过滤有关的呼吸设备和装置以及过滤元件的具体用途。

背景技术

DE 202020103849U1公开了一种防护面罩，其具有覆盖用户的口部和鼻部的主体。该面罩包括可拧入主体的配合件中的可更换的过滤元件。过滤元件包括在柱形壳体中的一系列过滤构件。过滤构件是实施成截留过滤空气中的颗粒的圆形扁平元件。为了改进过滤效率，可改变一系列过滤构件的数量。因此，可附接过滤元件中堆叠的过滤构件的厚度和体积随着过滤效率的提高而增加。

发明内容

在此背景下，实施例的一个目的在于提供改进的过滤元件、过滤装置和/或呼吸设备。

因此，公开了一种用于呼吸设备的过滤元件。过滤元件包括形成具有非圆形形状的环的褶皱过滤介质，其中该环包围内部容积。环的内部容积适于容纳另外的过滤元件。

折叠的过滤介质可认为是(无端式)波纹管，并且可具有放置在过滤介质的褶皱的边缘上的平端盖。波纹管具体形成具有诸如椭圆形的非圆形形状的环。

另外的第二过滤元件可放置在环的内部容积内是有利的。在使用中，可沿径向实施通过过滤元件的气流。如果褶皱过滤介质形成环，则第二过滤元件(例如吸附性过滤器)可放置在过滤介质的环内，从而减小整个过滤元件的体积。

在实施例中，环的周向方向包括具有不同曲率的至少两个区段。例如，环沿其周向方向包括至少两个半圆形区段和两个直线区段，从而形成类似体育场的几何形状。人们可设想具有非圆形形状和不同曲率的区段的环的其它构造。具体而言，在其中褶皱过滤介质沿直线延伸的区段中，褶皱沿周向方向的密度可比具有较高曲率的区段中的更高。因此，非圆形形状可增加有效过滤表面。

在实施例中，过滤介质适于从气态介质中过滤颗粒。过滤介质可包括非织造合成纤维材料。在实施例中，过滤介质包括合成纤维、玻璃纤维并且具体是ePTFE、PET、PP和PE的组中的一种或多种材料。

在实施例中，根据适用于呼吸防护设备的监管标准，过滤元件实施为满足合适等级的过滤效率。示例性监管标准包括提交本申请时的DIN EN140、DIN EN143、DIN EN149、DIN EN405、DIN EN1827、DINEN14387、DIN EN12941、DIN EN12942、ISO17420和NIOSH 42CFR的84部分。在实施例中，过滤元件实施为满足根据提交本申请时的DINEN149标准的FFP1级、FFP2级或FFP3级颗粒过滤等级。在实施例中，过滤元件实施为满足根据提交本申请时的DINEN143标准的P1级、P2级或P3级颗粒过滤等级。

根据本申请的另一个方面，公开了一种可移除式过滤装置，其包括适于联接到呼吸设备的壳体，以及在该壳体内的根据本公开中的上文和下文所公开的实施例的第一过滤元件，以及布置在第一过滤元件的环的内部容积中的第二过滤元件。可移除式过滤元件可认为是附接或插入呼吸设备中的筒。

在实施例中，过滤装置包括含有能吸收的过滤介质的第二过滤元件。能吸收的(absorbent)过滤介质可为包括活性炭材料的泡沫材料。

在实施例中，第一过滤元件和第二过滤元件的组合满足根据以下规范中的至少一个的A2P3-R等级：提交本申请时的DIN EN14387、DIN EN140、DIN EN143、DIN EN405、DGUV-109-013、DGUV-209-014和DGUV-112-190。

在实施例中，过滤装置包括壳体，壳体具有基部部分和附接到基部部分的帽部分。第一过滤元件容纳在基部部分与帽部分之间。由于环形布置和第二过滤元件容纳在第一过滤元件的内部容积内，因此可实现过滤装置的低高度。过滤装置可具有带非圆形的底座几何形状的柱形形状。

在过滤装置的实施例中，基部部分和/或帽部分包括延伸到第一过滤元件的内部容积中的环形突出壁。环形突出壁可作为用于第二过滤元件的容纳部。在一些实施例中，环形突出壁具有封闭区段和具有用于待过滤空气的开口的区段。

在实施例中，基部部分包括出口和适于联接到呼吸设备的对应联接装置的联接装置。联接机构可为卡口联接、螺纹接头或卡扣配合联接。

根据本公开的另一方面，提供了一种包括联接机构和如上文或下文所公开的过滤装置的呼吸设备。联接机构对应于彼此，使得过滤装置牢固地放置在呼吸设备内。例如，呼吸设备为半面罩、全面罩呼吸器或电动空气净化呼吸器(PAPR)。

在实施例中，呼吸设备可包括装置本体和可附接的覆盖元件，该覆盖元件具有适于联接到装置本体的联接机构。例如，覆盖元件适于具体是沿进入气流方向沿轴向朝向装置本体压制过滤装置。例如，装置本体覆盖用户的口部和鼻部，并且具有用于可更换的过滤元件的一个或多个开口。装置本体和覆盖元件可形成用于过滤装置的隔室。

在实施例中，在可附接的覆盖元件与装置本体中的入口开口之间，可布置一系列过滤介质或过滤构件。

在实施例中，呼吸设备包括沿气流方向布置在覆盖元件的入口开口与帽部分之间的预过滤垫。

在实施例中，呼吸设备可进一步包括在第一过滤元件的内部容积内沿流出气流方向布置在第二过滤元件之后的后过滤垫。

在实施例中，呼吸设备满足提交本申请时的上述规范和标准。

最后，提出了根据上述实施例或以下进一步详述的实例的过滤元件在呼吸设备中的用途。

过滤元件、过滤装置和呼吸设备的上述方面和特征可实现以下优点中的一个或多个。具有环形几何形状的褶皱过滤介质和吸附性过滤元件可独立于呼吸设备中的其它元件而容易地更换。过滤元件可实施为具有低的筒深度或高度的筒，例如小于5cm，优选地小于4cm。第一过滤元件的不规则环形增加了过滤面积，并且通过在内部容积中容纳第二过滤元件而减小了过滤元件的总体积。人们可考虑在半面罩中使用所公开的过滤元件来为呼吸提供清洁空气。

实施例的进一步可能的实施方式或备选解决方案还包括上文或下文关于实施例所描述的特征的组合(未在本文中明确提及)。本领域中的技术人员还可向实施例的最基本形式添加单独的或孤立的方面和特征。

附图说明

根据结合附图的后续描述和从属权利要求，其它实施例、特征和优点将变得显而易见，在附图中：

图1示出了呼吸设备的一个实施例的示意图；

图2示出了过滤装置的实施例的立体图，该过滤装置包括用于根据图1的呼吸设备的过滤元件的实施例；

图3示出了呼吸设备的实施例中的根据图2的过滤装置的横截面视图；

图4-6示出了根据图2的过滤装置中的壳体元件的细节的立体图；

图7a示出了根据图2的过滤元件的实施例中的褶皱过滤介质的立体图；

图7b-7c示出了根据图2的过滤元件的实施例中的褶皱过滤介质的示意图；以及

图8进一步示出了根据图2的过滤装置的横截面视图。

在附图中，除非另有说明，否则相似的参考标记表示相似的或功能等同的元件。

具体实施方式

图1示出了例如在受污染的大气中操作期间为用户提供清洁空气以供呼吸的实施为半面罩的呼吸设备的一个实施例的示意图。半面罩装置100包括覆盖用户102的口部和鼻部的主体103。头带101将主体103压靠用户102的面部，使得没有污染气体能够进入面罩100的内部。半面罩100具有实施为从大气中过滤颗粒和/或有害气体的一个或多个过滤装置10、10’、10”。过滤装置10、10’、10”可包括用于各种目的的过滤元件。例如，对于面罩100的构造为入口的部分，诸如装置10和10”所在的位置，装置10和10”可为包括颗粒过滤元件(例如满足FFP2或FFP3等级)和吸附性过滤介质(诸如包括活性炭材料的过滤介质)的组合式过滤器。对于面罩100的构造为出口的部分，诸如装置10’所处的位置，装置10’可包括任何合适的过滤元件。在面罩100仅包括一个过滤装置的情况下，该过滤装置可为包括颗粒过滤元件(例如满足FFP2或FFP3等级)和吸附性过滤介质(诸如包括活性炭材料的过滤介质)的组合式过滤器。

图2至图8描述了过滤装置的实施例的各方面，该过滤装置包括适用于呼吸设备(例如图1中所示的防护半面罩)的过滤元件。

图2示出了过滤装置10的实施例的分解三维视图。图3示出了在示意性绘制的呼吸设备内的过滤装置10的横截面视图。

过滤装置10包括环形过滤元件1，其具有形成波纹管的褶皱过滤介质2。还如图7a中所示，波纹管2放置在过滤元件1的端盖3、4之间。如图7a中所描绘并且在下面的图7b中进一步描绘的，环9具有带有内部5的非圆形形状。

内部5适于容纳第二过滤元件6，该第二过滤元件实施为吸附性(absorptive)过滤元件。吸附性过滤元件6和环形颗粒过滤元件1的组合布置在过滤装置10的壳体的基部部分7与帽部分8之间。两个过滤元件1、6的壳体可认作是在呼吸设备内可更换的滤筒。

如图3中所示，基部部分具有开口7A以与呼吸设备连通地联接，并且从底板7B突出的壁具有封闭区段7C和具有开口的区段7D。帽部分包括开8B。

在使用中，过滤装置10附接到具有覆盖物11的呼吸设备。覆盖物11可由压缩或柔性材料形成并且包括联接机构14，例如卡口连接点或卡扣配合连接，以联接到例如图1中所示的装置本体103。覆盖元件11可优选地由TPU材料形成。覆盖物11包括入口开11A，预过滤垫12在帽部分8的闭合盖8C处插入或保持在入口开11A中。备选地，帽部分8可包括联接机构14以联接到例如图1中所示的装置本体103，从而不需要覆盖物11。

此外，后过滤垫13可与第二过滤元件6一起放置在底板7的环形突出壁7C、7D的内部中。过滤装置10组装时，覆盖物11朝向未示出的呼吸装置压制预过滤垫12、帽部分8、颗粒过滤元件2、能吸收的(absorbend)过滤元件6、后过滤元件13和基部部分7的轴向布置结构。

气流沿虚线箭头AF穿过预过滤垫12、帽部分8中的开口、褶皱过滤介质2、能吸收的过滤器6和后过滤垫13而进行，并且然后朝向用户引导通过开口7A。

图4-6示出了过滤装置壳体的更多细节，在实施例中，过滤装置壳体仅由基部部分7和帽部分8构成。基部部分7和帽部分8可通过塑料材料的注塑成型来生产。人们可考虑塑料材料，诸如PE，例如但不限于高密度聚乙烯；聚丙烯；聚酰胺，例如但不限于PA6；或聚氨酯材料，例如但不限于双组分聚氨酯。在图4至6中所示的实施例中，底板7包括用于卡合臂8A的径向延伸的卡入部分7E，卡合臂轴向地布置在帽部分8处。帽部分8具有封闭的帽壁或盖8C和具有开口区段8B的侧壁。底板7B与帽壁8B之间的联接机构由元件7E和8A通过卡扣配合实现。备选地，过滤元件1的端盖3可包括与底板7的径向延伸的卡入部分7E联接的卡合臂，从而不需要帽部分8。当适用的监管标准不要求针对诸如血液和水的流体的飞溅保护和/或火花保护时，可省略帽部分8。

图7b和图7c示出了图示具有环形形状的褶皱过滤介质2的平面视图。形成波纹管的环形褶皱过滤介质2的周向方向表示为虚线9A。如图7b和图7c中更详细地描绘的，图7a至7c中所示的实施例具有带两个直线区段9C和两个圆形区段9B的类似体育场的形状。在图7b中，褶皱过滤介质2的褶皱部分地示为在下方的直线区段9C和左侧的圆形区段9B中。如图7c中所描绘的，褶皱的密度在整个环上可为均匀的。由于具有(较)高曲率的圆形区段9B，因此褶皱可沿内圆周9B′受到更多压缩。褶皱没有或较少地沿直线区段9C受压缩。备选地，如图7b中所描绘的，为了增加直线区段中的表面积，可在直线区段中比在具有(较)高曲率的圆形区段中提供更多的褶皱。因此，以如上文提到的任何构造实施具有褶皱的过滤介质的非圆形形状导致过滤器的较高表面积。具体而言，在环形过滤介质2的内部5中，可放置附加的吸附性过滤元件。

图8示出了组装好的过滤装置10的横截面视图。在图8中，虚线箭头AF示出了气流。在使用中，外部的可能受污染的气流通过帽部分8的开口8B并且在径向方向上穿过过滤介质2的褶皱。穿过过滤介质2的净化空气通过基部部分7的环形突出壁7D的开口7D行进，并且进入环形褶皱过滤介质2的内部5。在接下来的过滤步骤中，空气沿轴向方向流过吸附性过滤元件6。净化空气穿过底板7B中的开口7A，即通过出口开口7A到达用户或另一个可选的过滤垫。

褶皱过滤介质2放置在封闭的(上)端盖4与具有开口的(下)端盖3之间。

所公开的过滤元件、过滤装置和呼吸设备提供占用空间减少的用于空气过滤的灵活装置。环形可更换颗粒过滤元件允许有效地容纳第二吸附性过滤元件。所公开的过滤元件和过滤装置具体用于呼吸设备，诸如具有可更换的过滤元件的防护面罩。

通过调适使用的过滤介质，人们可获得根据各种标准的过滤装置，诸如DINEN14387、DIN EN140、DIN EN143、DIN EN405。

具体而言，所公开的滤筒的可更换部分仅包括很少的材料构件。包括至少两个过滤元件的过滤装置或滤筒与呼吸设备的联接可通过例如由呼吸设备限定的各种联接手段实现。

在呼吸设备中使用包括褶皱过滤介质的无端式波纹管的所公开的过滤元件和装置可有利地使设备更小并且更灵活。

附图标记列表：

1过滤元件

2过滤介质

3、4端板

5内部容积

6过滤元件

7基部部分

7A开口/出口

7B底板

7C/7D突出部

7E卡入部分

8帽部分

8A卡合臂

8B开口区段/入口区段

8C帽壁

9环

9A周向方向

9B圆形区段

9B′圆形区段的内圆周

9C直线区段

10、10′、10”过滤装置

11覆盖元件

11A开口/入口

12预过滤垫

13后过滤垫

14联接装置

100呼吸设备

101头带

102头部

103装置本体

AF气流。