滤毒盒及呼吸过滤器的制作方法

本实用新型属于气滤装备技术领域，更具体地说，是涉及一种滤毒盒及呼吸过滤器。

背景技术：

呼吸过滤器可用于防尘或防毒，是特重作业场合重要的防护用品，其中的填料可采用活性炭等颗粒，活性炭填充物的前后两侧贴合有滤纸，由于滤毒盒的内腔空间较小，现有的滤纸设置方式导致吸气阻力居高不下，影响呼吸顺畅性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种滤毒盒及呼吸过滤器，旨在解决现有的滤毒盒的呼吸阻力大，影响呼吸顺畅性的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种滤毒盒，包括：

前壳体，前部设有前进气结构；

后壳体，连接于所述前壳体后侧，且后部开设有后进气口；

第一后过滤层，呈折叠的锯齿状，所述第一后过滤层覆盖于所述后进气口前侧，且与所述后壳体密封连接；以及

过滤填料，填充于所述前壳体和所述后壳体之间的过滤腔中。

作为本申请另一实施例，所述后进气口外周设有闭环式密封连接平台，所述第一后过滤层与所述闭环式密封连接平台密封连接。

作为本申请另一实施例，所述第一后过滤层的前侧还设有第二后过滤层，所述第二后过滤层的边缘密封连接于所述第一后过滤层的边缘。

作为本申请另一实施例，所述前壳体的边缘与至少一部分的所述闭环式密封连接平台配合夹持所述第一后过滤层的边缘。

作为本申请另一实施例，所述前壳体顶部设有向上延伸的前凸出部，所述后壳体顶部设有向上延伸的后凸出部，所述后凸出部与所述前凸出部之间形成与所述过滤腔顶部连通的沉降腔，所述过滤填料填充于所述沉降腔。

作为本申请另一实施例，所述后进气口外周设有闭环式密封连接平台，所述闭环式密封连接平台包括连接板和阶梯凸台；所述连接板设于所述沉降腔和所述过滤腔的交界处；所述阶梯凸台设于所述后壳体的边缘，所述阶梯凸台的两端分别与所述连接板的两端对接，以形成闭环状结构。

作为本申请另一实施例，所述沉降腔顶部设有填料口，所述填料口通过密封盖密封。

作为本申请另一实施例，所述前壳体和所述后壳体均为与人体面部曲线对应的曲面壳体，所述闭环式密封连接平台也对应呈弯曲状。

本实用新型提供的滤毒盒的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型滤毒盒在人体吸气时，气体从前进气结构进入，依次经过过滤填料和第一后过滤层的过滤，最终经后进气口被人体吸入，由于第一后过滤层呈折叠的锯齿状，其比平面状态增加至少数倍以上的过滤使用面积，大大增加了气体的流通面积，进而减小吸气阻力，提高吸气的顺畅性。

本实用新型另提供一种呼吸过滤器，包括上述的滤毒盒。

作为本申请另一实施例，所述呼吸过滤器还包括罩体，所述罩体可拆卸的连接于所述后壳体，所述罩体能够形成人体口鼻的呼吸腔，并用于与人体面部密封。

作为本申请另一实施例，所述呼吸过滤器还包括护目镜，所述护目镜与所述前壳体或所述后壳体可拆卸连接。

本实用新型提供的呼吸过滤器的有益效果与上述的滤毒盒的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的呼吸过滤器的剖视结构分解图；

图2为本实用新型实施例一采用的前壳体和后壳体的装配结构剖视图；

图3为图2的a部放大图；

图4为本实用新型实施例二提供的呼吸过滤器的剖视结构分解图；

图5为本实用新型实施例二采用的前壳体和后壳体的装配结构剖视图；

图6为图5的b部放大图；

图7为本实用新型实施例一采用的第一后过滤层的结构示意图；

图8为本实用新型实施例三采用的第一后过滤层的结构示意图；

图9为本实用新型实施例四采用的前壳体、后壳体、罩体和护目镜的爆炸分解图一；

图10为本实用新型实施例四采用的前壳体、后壳体、罩体和护目镜的爆炸分解图二；

图11为本实用新型实施例四采用的前壳体、后壳体、罩体和护目镜的装配结构立体图一；

图12为本实用新型实施例四采用的前壳体、后壳体、罩体和护目镜的装配结构立体图二。

图中：1、前壳体；2、后壳体；3、第一后过滤层；4、过滤填料；5、罩体；6、后进气口；7、过滤腔；8、前进气口；9、前过滤层；10、第二后过滤层；11、前凸出部；12、后凸出部；13、沉降腔；14、填料口；15、密封盖；16、连接板；17、阶梯凸台；18、护目镜；19、插接凸点；20、插接孔；21、第一延伸部；23、单向排气阀；24、第二延伸部；25、环形插槽；26、插接环；27、卡接环槽；28、卡接环；29、单向进气阀。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，本申请中，术语“后”指的是吸气时气体流入的方向，反之则为“前”；术语“上”指的是佩戴时背离地面的方向，反之则为“下”。

请一并参阅图1至图12，现对本实用新型提供的滤毒盒进行说明。所述滤毒盒，包括前壳体1、后壳体2、第一后过滤层3和过滤填料4；前壳体1前部设有前进气结构；后壳体2连接于前壳体1后侧，且后部开设有后进气口6；第一后过滤层3呈折叠的锯齿状，第一后过滤层3覆盖于后进气口6前侧，且与后壳体2密封连接；过滤填料4填充于前壳体1和后壳体2之间的过滤腔7中。

与现有技术相比，本实用新型滤毒盒在人体吸气时，气体从前进气结构进入，依次经过过滤填料4和第一后过滤层3的过滤，最终经后进气口6被人体吸入，由于第一后过滤层3呈折叠的锯齿状，其比平面状态增加至少数倍以上的过滤使用面积，大大增加了气体的流通面积，进而减小吸气阻力，提高吸气的顺畅性。

另外，若第一后过滤层3使用熔喷滤纸，则本申请的滤毒盒具有防毒、防颗粒物的双重功效，应用场景广泛。

具体地，第一后过滤层3为折叠滤纸，其可由单层滤纸折叠而成，也可由多层层叠设置的滤纸折叠而成。

具体地，第一后过滤层3所形成的锯齿为折高等高的垂直锯齿(如图7所示)或折高间歇等高的斜锯齿(如图8所示)。增加第一后过滤层3的折高高度可以进一步增加第一后过滤层3的过滤面积。

作为本实用新型提供的滤毒盒的一种具体实施方式，请参阅图1至图6，前进气结构包括前进气口8和前过滤层9，前进气口开设于前壳体前侧，前过滤层9覆盖于前进气口8，且与前壳体1密封连接。前过滤层9可采用粗滤材料，只要能避免过滤填料4泄露即可。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1、图2、图4及图5，前过滤层9为舒展状的过滤层，例如舒展的滤纸层或滤棉层等。

作为本实用新型提供的滤毒盒的一种具体实施方式，请参阅图1至图6及图9，后进气口6外周设有闭环式密封连接平台，第一后过滤层3与闭环式密封连接平台密封连接。闭环式密封连接平台抬升了第一后过滤层3边缘连接位置与后进气口6的距离，方便布置第一后过滤层3，避免第一后过滤层3因挤压后进气口6所在平面造成自身变形。

其中，闭环式密封连接平台的前侧面或内环面均可作为与第一后过滤层3边缘连接的连接面。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图6，第一后过滤层3的前侧还设有第二后过滤层10，第二后过滤层10的边缘密封连接于第一后过滤层3的边缘。第二后过滤层10可为舒展的滤纸层或滤棉层。第二后过滤层10对过滤填料4起到阻挡作用，将第一后过滤层3与过滤填料4隔离开，采用本实施方式的结构，第二后过滤层10可采用粗滤材料，而第一后过滤层3采用精滤材料(例如n95标准的熔喷滤纸)，避免第一后过滤层3直接与过滤填料4接触造成阻力过大，提高对颗粒物的过滤效率；另外，第二后过滤层10还能防止第一后过滤层3直接与过滤填料4接触而受压变形。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图1至图6，第二后过滤层10为舒展状的过滤层。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图6，前壳体1的边缘与至少一部分的闭环式密封连接平台配合夹持第一后过滤层3的边缘。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1、图2、图4、图5、图9至图11，前壳体1顶部设有向上延伸的前凸出部11，后壳体2顶部设有向上延伸的后凸出部12，后凸出部12与前凸出部11之间形成与过滤腔7顶部连通的沉降腔13，过滤填料4填充于沉降腔13。

在人体直立佩戴状态下，在过滤填料4的填充区域中，过滤填料4的堆积状态在使用过程中可能会发生改变，造成填充区域中部分过滤填料发生下沉，堆积体积减小，若下沉程度过大，则第一后过滤层3暴露出来，部分气体没有经过过滤填料4的充分过滤就经过第一后过滤层3进入后进气口6，造成滤毒盒的击穿状态，有毒气体会绕过防毒颗粒，则滤毒盒达不到应有的效果，人体还是会吸入有毒的气体。本实施方式通过设置沉降腔13，并在沉降腔13内填充过滤填料4，增加了过滤填料4的填充高度及填充量，即使过滤填料4发生沉降，也不会暴露出第一后过滤层3，保证过滤效果的可靠性。

需要时说明的是，沉降腔13相对于过滤腔7来讲，体积占比很小，图2和图4中的虚线区域大致标示出了沉降腔13的形状。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1、图2、图4、图5、图9至图11，沉降腔13外侧设有填料口14，填料口14通过密封盖15密封。填料口14可在前壳体1和后壳体2组装好后将过滤填料4灌装至两者之间的空腔内，加注完后通过密封盖15进行密封，防止过滤填料4泄露。

具体地，填料口14设于沉降腔13顶部。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，在封盖密封盖15之前，还可在填料口14处放入海绵等弹性材料，通过密封盖15压紧这些弹性材料，能使过滤填料4始终保持紧密堆积的状态。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图6及图9，后进气口6外周设有闭环式密封连接平台，闭环式密封连接平台包括连接板16和阶梯凸台17；连接板16设于沉降腔13和过滤腔7的交界处；阶梯凸台17设于后壳体2的边缘，阶梯凸台17的两端分别与连接板16的两端对接，以形成闭环状结构。

具体地，阶梯凸台17呈u形分布。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图9至图12，前壳体1和后壳体2均为与人体面部曲线对应的曲面壳体。本实施方式的设计能使滤毒盒顺应人体面部形态，增加前壳体1的表面积，进而能有效增加前进气口8的开口面积，增大通气量，进而提高佩戴后呼吸的顺畅度，前壳体1和后壳体2的落差小，更加美观。在本实施方式的基础上，闭环式密封连接平台也呈弯曲状，其与第一后过滤层3的连接面为曲面。

本实施方式中，前壳体1具有多个相互连接的平面，以形成前壳体1的曲面结构，平面滤纸折弯后能平展的铺展在前壳体1的后侧曲面的相应位置上，进而形成前过滤层9。

本实用新型还提供一种呼吸过滤器，请参阅图1至图12，所述呼吸过滤器包括上述的滤毒盒。

本实用新型提供的呼吸过滤器的有益效果与上述的滤毒盒的有益效果相同，在此不再赘述。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图9至图12，呼吸过滤器还包括罩体5及护目镜18；罩体5可拆卸的连接于前壳体1和/或后壳体2，并对应于后进气口6设置，罩体5能够形成用于容纳人体口鼻的呼吸腔，用于与人体面部密封；前壳体1或后壳体2上设有用于与护目镜18连接的连接件。护目镜18为一些特殊作业场景的重要防护工具，能够防止有害物质迸射进入人眼，通过设置护目镜18，扩展了本申请呼吸过滤器的功能，使其应用场景更加广泛。其中，前壳体1或后壳体2上连接有弹性绳固定结构，将固定好的弹性绳挂在人体头部，可实现本申请呼吸过滤器的佩戴。

具体地，护目镜18与后壳体2之间为可拆卸连接，或者与前壳体1之间为可拆卸连接，使用者可根据需求选择安装或不安装护目镜18，增强使用灵活性。

可选地，将护目镜18与后壳体2进行连接，护目镜18能够尽量贴近人眼，防护作用更好。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图9至图12，连接件包括多个插接凸点19，护目镜18上设有与插接凸点19配合的插接孔20，结构简单，便于装卸。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1、图2、图4、图5、图9至图12，呼吸腔处设置有单向排气阀23，后进气口6处设有单向进气阀29，人体呼出的气体不会经后进气口6再次返回过滤腔7，而是经过单向排气阀23直接排出呼吸过滤器，保证气体流通的顺畅性，避免呼出气体再次进入过滤腔7后被再次反吸入人体。

具体地，请参阅图1、图2、图9至图12，后壳体2上设有第一延伸部21，第一延伸部21上设有单向排气阀23。

其中，请参阅图9，第一延伸部21可位于后壳体2底部，并通过前壳体1将第一延伸部21与后壳体2之间形成的空间的前开口处封闭，也就是说，前壳体1与第一延伸部21之间还具有密封连接(例如焊接)的连接关系，以防止气体直接从第一延伸部21和后壳体2之间的空间进入呼吸腔。

具体地，请参阅图4及图5，罩体5设有第二延伸部24，罩体5形成呼吸腔，第二延伸部24上设有单向排气阀23。

具体地，单向排气阀23主要由硅胶阀片构成。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，为了保证罩体5与人体面部的贴合性及密封性，罩体5由弹性材质制成，例如硅胶、橡胶等材质。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1、图2、图4、图5、图9至图12，罩体5与前壳体之间或罩体5与后壳体2之间为可拆卸连接，使形成滤毒盒随弃的呼吸过滤器。

具体地，请参阅图1、图2、图9至图12，后壳体2后侧设有向后开口的环形插槽25，罩体5上设有向前延伸的且与环形插槽25插接的插接环26。插接方式连接简单且连接结构稳定，连接处密封效果好。

具体地，请参阅图4及图5，后壳体2后侧设有垂直于前后方向开口的卡接环槽27，罩体5上设有与卡接环槽27卡接的卡接环28。卡接连接方式简单，工人可通过手工进行快速组装。

本申请中的前壳体1、后壳体2可采用塑料材质，重量轻，佩戴舒适度好；过滤填料4采用活性炭颗粒，过滤效果好。

本实用新型滤毒盒的制造方法包括如下步骤：

将折叠呈锯齿状的第一后过滤层3的边缘热熔形成熔边；

将具有熔边的第一后过滤层3裁剪成预设形状；

将第一后过滤层3的边缘密封焊接于后壳体2；

将设有前进气结构的前壳体1的边缘和后壳体2的边缘对接并进行焊接；

向过滤腔7内填充过滤填料4。

其中，滤毒盒自身形成随弃式构件。

本实用新型提供的滤毒盒的制造方法，通过热熔或超声熔接使第一后过滤层3的边缘形成熔边，随后再进行焊接，进而使得折叠成锯齿状的第一后过滤层3能够实现与后壳体2的一体化连接，在此基础上才能够进一步形成本实用新型的滤毒盒；另外，由于后壳体和第一后过滤层之间采用焊接方式，前壳体1和后壳体2之间也采用焊接方式，不仅能达到密封连接的要求，还能减少连接构件，降低结构复杂性，进而降低生产成本。

本申请中的焊接可以是超声焊接，也可以是热熔焊接。

本方法中，第一后过滤层3采用折叠滤纸，平面滤纸有可折叠、变形的物理性质，将其按要求折叠后，通过热熔将边缘压平形成熔边，以使第一后过滤层3形状固定，随后进行剪裁。

本方法中，若还包括第二后过滤层10，则将第一后过滤层3和第二后过滤层10的边缘共同热熔，形成共有的熔边。

本方法中，若前壳体1的边缘与至少一部分的闭环式密封连接平台配合夹持第一后过滤层3的边缘，则前壳体1与后壳体2对接后，对向挤压至少一部分的熔边，随后再进行焊接。

本方法中，将设有前进气结构的前壳体1的边缘和后壳体2的边缘对接并进行焊接，之前还包括：

将前过滤层9密封焊接于前壳体1。

本方法中，向过滤腔7内填充过滤填料4之后还包括：

通过振动装置使过滤填料4更加密实。

本方法中，当沉降腔13处设有填料口14时，密封盖15可通过卡接进行扣合固定，或通过焊接进行固定。

本申请中，在前壳体1和后壳体2均为曲面壳体，且闭环式密封连接平台也呈弯曲状的前提下，需要进行曲面焊接，最少需要三个曲面焊头，第一焊头用于焊接前壳体1与前过滤层9，第二焊头用于焊接后壳体2与第一后过滤层3，第三焊头用于焊接前壳体1与后壳体2，第一焊头可以选用热熔焊头，第二焊头、第三焊头均使用超声焊头，第三焊头需要对前壳体1与后壳体2对接焊接，且要求局部绝对密封，防止气体直接进入呼吸腔。

超声焊头不同落差部位接受的能量不同，由于焊点分散、落差不同，需要对这种工件焊接部位的超声能量进行均匀分散，焊头内部有的要进行镂空处理，需要多次修改落差、边缘位置等参数，才能适应超声焊接的需要。

另外，由于工件熔接面为曲面，滤纸为平面且有一定韧性，要将平面滤纸熔接在曲面塑料工件(前壳体1和后壳体2)上，需要完成滤纸弯折、铺展、熔接等动作，且闭环式密封连接平台面积有限，少量的位移就会在边角处形成镂空使熔接失败，工件及焊头的设计要充分考虑完成这一动作的稳定性，第一焊头对应的平面滤纸与前壳体1熔接后形成的角度为钝角，第二焊头对应的折叠滤纸连接平台与侧壁之间形成的夹角为锐角，二者又有区别，要将折叠状滤纸弯折并放入锐角空间，这一过程要多次实验验证才能确认，空间有限、平台面积也是根据实验数据多次调整。

第三焊头要求垂直受力，因此滤毒盒侧壁必须是垂直，后壳体2中间部分适应人体面部曲面前凸，使侧壁与连接平台的夹角形成锐角。

再者，现有滤毒盒的端面为平面的圆形或马蹄型有一定厚度的片状，制备过程是将带有侧壁的壳体平面放置后里面放上平面滤纸、加碳、盖上壳体加压并平面焊头焊接连接而成，工序简单直观，加碳过程就像把碳倒入盒子里面。本申请的滤毒盒端面为曲面，由于边缘不整齐且中心部位凹陷则不可能采用这种加碳方式，只能采用填料口加注。

填料口加注会产生两个问题：①填料过程中填料口14拥堵：填料口14的合适位置在滤毒盒顶部，其设置太大会影响视野，活性炭为无定形颗粒，且重量轻，加碳过程中会形成局部拥堵，填料口14大小也需要验证，且需要特殊加碳工具且控制流速，填充完毕后要在特定振动台振动使沉降堆积后再加碳，反复数次。②填料口14最后由密封盖15密封，一般使用的卡扣连接结构会有微小的碳颗粒漏出，附着在白色滤纸上影响观感，若使用超声焊接结果会激惹内部的活性炭颗粒使堵塞滤纸而放弃，选择密封盖15与活性炭之间加上少量口罩用弹性材料(例如海绵)，阻挡微颗粒同时能填充沉降腔13的空间。

还有，本申请的滤毒盒端面为曲面，单向排气阀23和单向进气阀29均设置在滤毒盒上，其制备过程有单向排气阀23位置的焊接，单向排气阀23设置在滤毒盒底部是最佳选择，可以避免冬季在护目镜片形成哈气凝结。本申请实施例中第一延伸部与前壳体1之间必须确保完全密封，该部位漏气会导致外部气体直接进入呼吸腔，确保密封就要增加能量或熔接时间，但能量过大或熔接时间过长会产生溢料局部形成凸起，影响阀片密封，因此生产过程要求在完成绝对密封条件下限制溢料，其稳定性也需要实验验证。

在采用活性炭作为过滤填料的前提下，本申请面临的另一个问题是活性炭本身有浮尘，会导致熔喷滤纸的微孔阻塞，现有技术中有活性炭颗粒的水洗包膜技术，使活性炭能基本消除浮尘，使用这种工艺处理的活性炭更适合本申请。

另外，活动式的护目镜18是现有防颗粒过滤器上没有出现过的设计，要求镜片与后壳体2活动式连接、连接牢固、拆装方便，镜片形状、其与呼吸腔的位置关系、连接结构及固定结构的位置选择、连接结构设置数量、相互距离等参数均需要多次3d打印验证，固定效果及拆装手感更是细节，且需要打印透明镜片，防止因适应壳体的弧度设计引起视物变形。

最后，滤纸的折叠及两次熔接过程中也会出现一些问题：①熔喷滤纸一般都是经过高电压处理带有静电的，折纸过程中会吸附刀具使折叠不能完成，需要复合其他材料辅助完成；②熔喷滤纸非常薄，热熔接过程中容易熔断导致整体失败，需要复合其他材料辅助完成；③熔边后与闭环式密封连接平台塑料之间要求完全密封，实验证明，熔喷pp材质的滤纸与abs塑料之间超声熔接效果差，要复合相容性好的其他辅助材料，本申请在此过程中采用了三种以上的材料复合完成上述过程，实现kn95熔喷滤纸的折叠及与后壳体熔接。④折叠滤纸在熔接过程中横向部位与纵向部位熔接厚度不同，在折叠密度大时，横向部位熔接时形成多层叠加，纵向部位仅形成单层或双层叠加。⑤熔边时热熔焊头会与折叠滤纸粘连，使用ptfe薄膜隔离解决这一问题。以上环节都需要多次实验验证。

本申请提供了一种满足防毒防颗粒功能、佩戴舒适、美观、符合国家相关标准中视野、吸气阻力、呼气阻力等要求的呼吸过滤器，其研发过程中曲面超声焊接首先就限制了滤毒盒整体的体积及落差，内部在狭小的空间内设计连接平台、呼气阀、吸气阀等结构，多种材料选择及排列、组合、堆积、连接，涉及的热熔接、超声熔接、填料、加阀片等工艺都需要根据情况特殊设计，这都是本申请需要攻克的难点，需要做大量实验来完成。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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