具有缺乏流体连通的分段的空气过滤装置制造方法及图纸

一种过滤装置10，其包括具有多个分段32、34、以及36的外壳12，其中每个分段包括过滤元件26、28、以及30。入口18设置在外壳12上的第一位置处，并且上游空气分配系统与入口18以及与分段32、34、以及36中的每一者流体连通。下游空气分配系统定位成与每个分段32、34、以及36流体连通，并且出口20与下游空气分配系统流体连通。分段被塑造成使得每个分段32、34、以及36彼此之间并不流体连通。使用如此构造的过滤装置，可更好地管理通过该装置的气流，从而允许增加总体产品使用寿命同时使总过滤器的压力阻力最小化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有缺乏流体连通的分段的空气过滤装置根据与国防部签订的合同编号为W911SR-09-C-0037的合同，在政府支持下作出本专利技术。政府拥有本专利技术的某些权利。本专利技术关于具有包括多个分段的空气过滤装置，其中每个分段均包括过滤元件并且每个分段彼此并不流体连通。
技术介绍
工作在存在污染空气的区域中的个体时常穿着用于过滤空气以便呼吸的呼吸器。该呼吸器可在负压下操作，其中穿着者的肺部提供了抽吸空气通过过滤器的动力(参见，例如授予Brostrom等人的美国专利RE35,062)，或呼吸器可使用正压操作，其中风扇或其他装置驱动环境空气通过过滤器(参见，例如授予Croll等人的美国专利7,748,381)。使用者时常需要动力空气净化呼吸器(PAPR)，因为穿着者无需供应迫使环境空气通过空气过滤器所需的能量。因此，穿着者感到更为舒适并且可将节省下的能量用于其他任务。PARP通常具有(i)迫使空气通过过滤器的电动马达和鼓风机单元，(ii)用于将清洁空气递送至使用者的面罩，以及(iii)供应所需的能量以为装置提供电力的电源，例如电池组。已知PAPR被组装成多种构形，但两种通用类型为束带包式PAPR和头盔式PAPR。束带包式PAPR通常具有围绕使用者的腰部穿着的过滤单元，而头盔式PAPR具有包含在头盔内的过滤单元。在这两种系统中，电动风扇驱动或抽吸空气通过滤筒、通过软管、并进入面罩内部。由于风扇负责使空气移动穿过PAPR系统，因此使用者能够舒服地轻松呼吸到清洁的空气。头盔式PAPR通常在空气进入内部气体空间用于呼吸之前使用支撑过滤袋过滤空气。滤袋夹持器对滤袋中心有时仅具有有限的支撑或无支撑，因为仅气流足以保持过滤层分离。图1示出一些头盔安装式呼吸器中所用的过滤器支撑。滤袋夹持器110被设计成用于以弓形形式支撑平坦的滤袋，以贴合头盔的冠部空间。夹持器110由两个构件112和114构成，其中较小构件114保持受压缩以在两个构件之间的其中一个端部处提供开口116。两个构件112和114分别包括沿夹持器110的长度对准的多个开口118和120。滤袋夹持器110被设计成主要用于保持滤袋呈弓形。在授予Berg等人的美国专利4,280,491中公开了头盔安装式PAPR系统的例子。在授予Mittelstadt等人的美国专利6,279,570中公开了保持滤袋呈弓形的另一种产品。如图2所示，该过滤器支撑200具有大体上与该装置的纵向轴线对准的肋条210和220。支撑肋条210中的一些与相邻肋条220侧向错开。图3示出滤袋310围绕头盔300中的支撑200可如何进行设置。在授予Ausen等人的国际公开WO2011/126884中描述了另一种PAPR。在该装置中，鼓风机连同过滤介质和将环境空气递送至过滤器的充气室一起放置在头盔内。然后退出过滤介质的空气进入另一个充气室，在该充气室中，空气被拉到位于头盔中心处的鼓风机组件中。在通过鼓风机组件后，过滤后的空气然后经由过滤后的空气出口和过滤后的空气通道被递送至穿着者。虽然这些常规的过滤装置已为过滤材料提供良好的支撑，并且已证明通过该装置的空气的良好过滤，但是该装置不允许受控气流通过过滤介质。在没有该受控流的情况下，过滤介质的某些部分在其他部分之前可逐渐消耗，从而导致使用寿命较早地结束。
技术实现思路
本专利技术提供了包括外壳的空气过滤装置，所述外壳包括多个分段，其中每个分段包括过滤元件。入口设置在外壳上的第一位置处。上游空气分配系统与入口以及与分段中的每个分段流体连通。下游空气分配系统定位成与每个分段流体连通，并且出口与下游空气分配系统流体连通。外壳分段彼此之间并不流体连通。本专利技术是有益的，因为可更好地管理通过该装置的气流。当使用彼此之间并不流体连通的多个过滤分段时，空气管理可被塑造成允许每个过滤元件暴露至类似的气流体积，从而导致基本上无过滤元件在其他元件之前达到其使用寿命的终点。因此，可增加该装置的总体使用寿命。因为气流可相等地通过所有的过滤介质，所以还可使总过滤器的压力阻力最小化，从而增加了所用过滤介质的量——与具有气流分配问题的过滤器(其中所有气流挤着穿过可用介质的一小部分)相比。术语表下文说明的术语具有以下含义：活性颗粒意指特别适于执行某些活动或功能的颗粒或颗粒剂，所述某些活动或功能例如吸附作用(吸附和/或吸收)、催化、以及离子交换；空气分配系统意指有助于控制气流的部件的一部分或组合；气流意指大于微不足道的或不可测量的空气运动；气流速度意指通过相对于基线压力移动空气所表现出的压力；基线压力意指在环境压力下所测量的压力，或或在如下的共同位置所测量的压力：空气都是从所述位置流向进行压力测量的位置，或者空气都从进行压力测量的位置流向该位置；清洁空气意指一定体积的已被过滤而移除了污染物的环境空气；污染物意指颗粒(包括尘埃、烟雾、以及烟尘)和/或一般来讲不被认为是颗粒但可悬浮在环境空气中的其他物质(例如，有机蒸气等)；冠部空间意指穿着者的头部与头盔的内侧之间的空间；下游意指位于气流中在时间点上晚于所指基准点的位置处；呼出空气意指被人呼出的空气；过滤装置意指被设计成从空气中移除污染物的装置；过滤介质或过滤元件意指被设计成从通过其的空气中移除污染物的透气材料；流体入口意指空气可穿过其进入的空间区域、表面、或体积；过滤层意指包括一个或多个层并被设计成从通过其的空气中移除污染物的透气结构；流体出口意指空气可穿过其退出的区域或部分；HEPA类和高效分子空气类定义了过滤材料的性能，如42C.F.R.§84(1995)所示；头盔意指适于穿戴在人的头部上为了保护头部免受撞击的设备；外壳意指被塑造成用于完全或部分地容纳或包含另一种物项的部件的结构或组合；内部气体空间意指人的面部前方可吸入清洁空气的空间；纵向轴线意指大体上沿过滤装置长度延伸的轴线；歧管意指将空气分配至充气室或从充气室分配空气的两个或更多个通道或通路；并不流体连通意指相同的空气并不通过；充气室意指一个共同体积的空间，其中空气从不止一个位置流向该处或空气由该处流向不止一个位置；动力空气净化呼吸器或PAPR意指能够将清洁空气供应至穿着者的装置，在该装置中，通过使用来自电源而不是穿着者的能量在穿着者身体上过滤空气；基本上相同意指在另一个的10％以内；横向轴线意指大致垂直于纵向轴线延伸的轴线；并且上游意指位于气流中在时间点上早于所指基准点的位置处。附图说明图1是用于头盔安装式呼吸器的现有技术过滤器支撑件110的透视图图2是用于保持已知滤袋呈弓形的已知装置200的透视图。图3是设置在头盔300范围内的现有技术过滤装置200的侧视图。图4是根据本专利技术的过滤装置10的透视图。图5是移除了外壳12的上半部14的过滤装置10'的透视图。图6是沿图5的线6-6截取的过滤装置10'的横截面。图7是定位在头盔70中的过滤装置10的侧视图。图8是其上设置有端口90-96以测量过滤装置10'的不同分段中的压力的过滤装置10'的透视图。具体实施方式在本专利技术的实践中，提供了包括外壳、入口、第一空气分配系统、第二空气分配系统、以及出口的过滤装置。外壳包括多个分段，其中每个分段包括至少一个过滤元件。入口设置在外壳上的第一位置处。第一空气分配系统与入口以及与分段中的每个分段流体连通。第二空气分配系统定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尺寸设计成适合用在个人呼吸防护装置中的空气过滤装置，包括：(a)外壳，其包括多个分段，每个分段包括过滤元件；(b)入口，其设置在所述外壳上的第一位置处；(c)上游空气分配系统，其与所述入口以及与所述分段中的每个分段流体连通；(d)下游空气分配系统，其定位成与所述分段中的每个分段流体连通；和(e)出口，其与所述下游空气分配系统流体连通；其中所述外壳的分段彼此之间并不流体连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.15 US 13/326,4511.一种尺寸设计成适合用在个人呼吸防护装置中的空气过滤装置，包括：(a)外壳，其包括多个分段，每个分段包括过滤元件；(b)入口，其设置在所述外壳上的第一位置处；(c)上游空气分配系统，其与所述入口以及与所述分段中的每个分段流体连通；(d)下游空气分配系统，其定位成与所述分段中的每个分段流体连通；和(e)出口，其与所述下游空气分配系统流体连通；其中所述外壳的分段彼此之间并不流体连通。2.根据权利要求1所述的空气过滤装置，其中所述分段表现出基本上相同的气流速度，所述气流速度意指通过相对于基线压力移动空气所表现出的压力，所述基线压力意指在环境压力下所测量的压力，或在如下的共同位置所测量的压力：空气都是从所述位置流向进行压力测量的位置，或者空气都从进行压力测量的位置流向该位置。3.根据权利要求1所述的空气过滤装置，其中所述分段中的一个或多个分段包括分流过滤器。4.根据权利要求3所述的空气过滤装置，其中所述空气过滤装置是适合用于个人呼吸防护装置中的滤筒。5.根据权利要求1所述的空气过滤装置，其中所述上游空气分配系统和所述下游空气分配系统各自包括充气室和歧管。6.根据权利要求5所述的空气过滤装置，其中所述充气室、歧管、以及过滤元件使得通过所述分段中的每个分段的气流速度基本上相同，所述气流速度意指通过相对于基线压力移动空气所表现出的压力，所述基线压力意指在环境压力下所测量的压力，或在如下的共同位置所测量的压力：空气都是从所述位置流向进行压力测量的位置，或者空气都从进行压力测量的位置流向该位置。7.根据权利要求1所述的空气过滤装置，其中空气通过充气室以及一个或多个通道或通路被递送至所述分段中的每个分段。8.根据权利要求7所述的空气过滤装置，其中离开所述分段中的每个分段的空气行进穿过一个或多个通道或通路。9.根据权利要求1所述的空气过滤装置，其中进入所述分段的空气被分离成两股气...

【专利技术属性】
技术研发人员：布里顿·G·比林斯利，戴维·M·布隆贝格，乔伊·L·曼斯科，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US