呼吸过滤器及其制造方法与流程

本发明属于气滤装备技术领域，更具体地说，是涉及一种呼吸过滤器及其制造方法。

背景技术：

目前，能够防颗粒的头戴式的呼吸过滤装备主要有呼吸过滤面具和口罩两大类。呼吸过滤面具的密封性较好，但结构复杂，较为笨重，佩戴不方便；而口罩的密封性较差，面部的肌肉运动很容易引起口罩移位，进而使呼吸道直接暴露于空气中，失去防护作用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种呼吸过滤器及其制造方法，旨在解决现有技术中存在的缺乏能够兼容密封性及结构轻便性的头戴式呼吸过滤装备的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种呼吸过滤器，包括：

过滤支架，开设有气体流通开口；

过滤片材，覆盖于所述气体流通开口前侧，且边缘与所述过滤支架密封融合固定；以及

密封罩，连接于所述过滤支架，且向所述过滤支架的后侧延伸，所述密封罩形成与所述气体流通开口连通的呼吸腔，且所述密封罩用于密封罩设于人体面部。

作为本申请另一实施例，所述气体流通开口外周的前侧设有闭环式密封连接平台，所述过滤片材密封贴合固定于所述闭环式密封连接平台。

作为本申请另一实施例，所述过滤支架为曲面支架，所述闭环式密封连接平台的密封连接面为曲面。

作为本申请另一实施例，所述过滤片材由一层或多层过滤材料层叠加或复合而成。

作为本申请另一实施例，所述过滤支架与所述密封罩可拆卸连接。

作为本申请另一实施例，所述过滤支架上还可拆卸的连接有护目镜。

作为本申请另一实施例，所述护目镜的后侧边缘设有用于与人体面部贴合的弹性密封环。

作为本申请另一实施例，所述呼吸过滤器还包括单向排气阀，所述单向排气阀设于所述过滤支架且位于所述过滤片材之外，所述单向排气阀与所述呼吸腔连通。

作为本申请另一实施例，所述单向排气阀位于所述过滤片材之外。

作为本申请另一实施例，所述过滤片材呈折叠锯齿状。

本发明提供的呼吸过滤器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明呼吸过滤器，其中的过滤支架可设置为构造简单轻便的构件，使得过滤部分的结构简单轻便，便于佩戴；再配合密封罩使用，能使呼吸过滤器紧密的贴合于人体面部，不会因肌肉运动导致密封罩位移而泄露，保证与人体面部贴合位置的密封性，再者，由于过滤片材与过滤支架密封融合固定，可使过滤支架的结构最大程度的简化，且过滤片材连接位置的密封性也能得到保证。本发明的呼吸过滤器结构简单轻便，便于佩戴，同时密封性能好，能使使用者得到有效保护。

本发明另提供一种呼吸过滤器的制造方法，用于制造上述的呼吸过滤器，包括如下步骤：

使过滤片材外周形成熔边；

将具有熔边的所述过滤片材裁剪呈指定形状；

将所述过滤片材边缘焊接固定于过滤支架，以实现所述过滤片材与所述过滤支架的密封贴合固定。

本发明提供的呼吸过滤器的制造方法的有益效果在于：使得过滤片材的边缘形成熔边后再进行焊接，连接牢靠，密封效果好，且工艺环保无毒无公害，便于规模化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明实施例一提供的呼吸过滤器的爆炸分解图；

图2为本发明实施例一采用的过滤支架、密封罩和护目镜的爆炸分解图一；

图3为本发明实施例一采用的过滤支架、密封罩和护目镜的爆炸分解图二；

图4为本发明实施例一提供的呼吸过滤器的剖视结构爆炸分解示意图；

图5为本发明实施例二所采用的护目镜和弹性密封环的剖视图；

图6中(a)为本发明实施例三所采用的过滤片材的结构示意图，(b)为本发明实施例四所采用的过滤片材的结构示意图。

图中：1、过滤支架；2、过滤片材；3、密封罩；4、气体流通开口；5、闭环式密封连接平台；6、环形插槽；7、插接环；8、护目镜；9、插接凸点；10、插接孔；11、弹性密封环；12、单向排气阀；13、支撑架。

具体实施方式

为了使本发明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，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

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”。

请一并参阅图1至图4，现对本发明提供的呼吸过滤器进行说明。所述呼吸过滤器，包括过滤支架1、过滤片材2和密封罩3；过滤支架1开设有气体流通开口4；过滤片材2覆盖于气体流通开口4前侧，且边缘与过滤支架1密封融合固定；密封罩3连接于过滤支架1，且向过滤支架1的后侧延伸，密封罩3形成与气体流通开口4连通的呼吸腔，且密封罩3用于密封罩设于人体面部。

其中，人体面部的口鼻处于呼吸腔内，进而能从呼吸腔吸入空气，并将空气呼出至呼吸腔内。密封罩3可通过外加的弹力带等结构套设于人体的头面部，实现呼吸过滤器的佩戴。

与现有技术相比，本发明呼吸过滤器，其中的过滤支架1可设置为构造简单轻便的构件，使得过滤部分的结构简单轻便，便于佩戴；再配合密封罩使用，能使呼吸过滤器紧密的贴合于人体面部，不会因肌肉运动导致密封罩位移而泄露，保证与人体面部贴合位置的密封性，再者，由于过滤片材与过滤支架密封融合固定，过滤片材连接位置的密封性也能得到保证。本发明的呼吸过滤器结构简单轻便，便于佩戴，同时密封性能好，能使使用者得到有效保护，可用于传染病房或工业毒性颗粒环境。

另外，本申请的呼吸过滤器还可以是即弃式的，使用过一段时间后直接更换，保证防护的可靠性。

可选地，过滤支架1为片状结构，可选用塑料材质制备，其结构简单轻便，便于贴合于人体面部设计，有利于提高佩戴的便捷性及舒适度。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，密封罩3为弹性构件，例如硅胶、橡胶、热塑弹性体等，其材质相对柔软且具有弹性，便于与人体面部贴合，同时，其可与人体面部之间产生较大的摩擦力，佩戴后不易发生漏气。

作为本发明提供的呼吸过滤器的一种具体实施方式，请参阅图4，气体流通开口4外周的前侧设有闭环式密封连接平台5，过滤片材2密封贴合固定于闭环式密封连接平台5。闭环式密封连接平台5抬升了过滤片材2边缘连接位置与气体流通开口4所在面的距离，方便过滤片材2与过滤支架1的连接。

其中，环状密封连接平台的前侧面或内环面均可作为与过滤片材2边缘连接的连接面。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，过滤支架1为曲面支架，闭环式密封连接平台5的密封连接面为曲面。过滤支架1设置呈曲面状，进而使得闭环式密封连接平台5的密封连接面为曲面，其覆盖于人体面部的面积大大增加，有利于增加进气量。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，过滤片材2由一层过滤材料层构成,或由多层过滤材料层叠加或复合而成，过滤材料层可以是pp材质、pet材质、pet合金材质。过滤材料层也可以是熔喷滤纸，熔喷滤纸材质薄，易熔断，需要与其他材料共同形成过滤片材，包括pp滤纸、滤棉等材料多层平面组合，或使核心过滤层折叠以减小阻力。过滤材料层也可以是可清洗的ptfe材质的微孔过滤膜，进而形成可多次清洗的呼吸过滤器。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图1，过滤片材2为舒展状的片材。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图6，过滤片材2呈折叠的锯齿状。过滤片材2可由单层片材折叠而成，也可由多层层叠设置的片材折叠而成，所形成的锯齿为折高等高的垂直锯齿(如图6(a)所示)，或者，所形成的锯齿为折高间歇等高的斜锯齿(如图6(b)所示)。增加过滤片材5的折高高度可以进一步增加过滤片材的过滤面积。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，过滤支架1与密封罩3可拆卸连接。过滤支架1和过滤片材2组成的过滤单元形成随弃式过滤单元，在使用一段时间后，将其从密封罩3上拆卸下来，更换新的过滤单元即可，保证过滤片材2过滤的可靠性，保证防护的有效性。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，过滤支架1后侧设有向后开口的环形插槽6，密封罩3上设有向前延伸的且与环形插槽6插接的插接环7。插接方式连接结构稳定，连接处密封效果好。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，图中未示出，过滤支架1后侧设有垂直于前后方向开口的卡接环槽，密封罩3上设有与卡接环槽卡接的卡接环。卡接连接方式简单，工人可通过手工进行快速组装，有利于提高生产效率。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3及图5，过滤支架1上还连接有护目镜8。护目镜可选为pc材质，进而可以使护目镜8和密封罩3通过适当方式消毒处理，能够反复使用。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。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3及图5，护目镜8与过滤支架1之间通过连接件实现可拆卸连接，使用者可根据需求选择安装或不安装护目镜8，增强使用灵活性。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3及图5，连接件包括多个插接凸点9，护目镜8上设有与插接凸点9配合的插接孔10。护目镜8与过滤支架1之间采用插接方式连接，结构简单，便于装卸。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图5，护目镜8后侧边缘设有用于与人体面部贴合的弹性密封环11，弹性密封环11可采用硅胶材质，与肌肤接触的舒适度好、贴合性好，能够起到有效的密封作用，防止有害物质侵入人体眼部。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图4，呼吸过滤器还包括单向排气阀12，单向排气阀12设于过滤支架1且位于过滤片材2之外，单向排气阀12与呼吸腔连通。单向排气阀12用于将人体呼出的气体从呼吸腔中排出。具体地，塑料的过滤支架1上自带排气孔及发片固定结构，组装时加上硅胶阀片即可，其位置在呼气相内且在闭环式密封连接平台5之外。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，单向排气阀12也可以设置于过滤片材2所在区域之中，即单向排气阀12贯穿过滤支架1和过滤片材2设置。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，气体流通开口4出还设有支撑架13，支撑架13用于防止与气体流通开口4对应的过滤片材2变形，防止过滤片材2在吸气过程中进入气体流通开口4中。若过滤支架1呈曲面状，则支撑架13也可设置为弯曲支架。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，支撑架13为条状构件，横担于气体流通开口4处。

本发明还提供一种呼吸过滤器的制造方法。所述呼吸过滤器的制造方法用于制造上述的呼吸过滤器，包括如下步骤：

使过滤片材2外周形成熔边；

将具有熔边的过滤片材2裁剪呈指定形状；

将过滤片材2边缘焊接固定于过滤支架1，以实现过滤片材2与过滤支架1的密封贴合固定。

由于过滤片材2连接过滤支架1后直接佩戴暴露，因此要求焊接效果能承受一定的外力干扰后不影响密封效果，要有一定的力学性能；现有技术中滤纸与塑料之间仅有焊点连接，滤纸为粗滤纸，且限于平面滤纸和平面塑料之间，要求仅能阻挡活性炭颗粒，现有滤纸与塑料之间的焊接技术难以满足直接暴露使用的密封性能及力学性能需求。

本发明提供的呼吸过滤器的制造方法，使得过滤片材2的边缘形成熔边后再进行焊接，连接牢靠，密封效果好，且工艺环保无毒无公害，便于规模化生产。

具体地，使过滤片材2外周形成熔边的手段可以是超声焊接或热熔焊接，将过滤片材2外周的熔边焊接固定于过滤支架1的的手段可以是超声焊接或热熔焊接。

若滤片材2呈折叠锯齿状，则将平面的过滤片材原料折叠后，过滤片材2外周形成熔边，以使过滤片材2形状固定，随后进行剪裁。

本申请中，在过滤支架1为曲面支架的前提下，需要进行曲面焊接，焊头用于焊接过滤支架1与过滤片材2，优选为超声焊头。

过滤片材2与过滤支架1的焊接面的最佳选择是适应面部形状的曲面，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(过滤片材2)为平面且有一定韧性，要将平面滤纸熔接在曲面塑料工件(过滤支架1)上，需要完成滤纸弯折、铺展、熔接等动作，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，这一过程要多次实验验证才能确认。

滤纸的折叠及熔接过程中也会出现一些问题：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熔喷滤纸与闭环式密封连接平台的熔接。

最后，活动式连接的护目镜8是现有防颗粒过滤器上没有出现过的设计，要求镜片与过滤支架活动式连接、连接牢固、拆装方便，镜片形状、其与呼吸腔的位置关系、连接结构及辅助结构的形状及位置选择、数量、相互距离等参数均需要多次3d打印实际摸索，固定效果及拆装手感更是细节，且需要打印透明镜片，防止因适应支架的弧度设计引起视物变形。

本申请提供了一种满足防毒防颗粒功能、佩戴舒适、美观、不易发生漏气、符合国家相关标准中吸气阻力、呼气阻力等要求的呼吸过滤器，其研发过程需要做大量实验来完成。

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

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