口罩设备和方法与流程

各种实施例的各方面涉及口罩设备和相关方法。

背景技术：

口罩可用于多种应用场合，范围从工业、医疗到休闲应用场合。例如，对于某些应用场合，工业口罩通常是有用的或必需的，并且可以增强工人的安全性。医用口罩对于确保医务人员免受暴露会很重要。休闲口罩可以用于过滤灰尘和其它颗粒。

许多口罩虽然有用，但戴起来不舒服，很难适合，并且可能导致不理想的防护效果。例如，许多一次性口罩的尺寸和形状都是笼统的，很难正确地顺应于个人的面部特征，比如适应面部毛发和其它不同的面部特征，这可能导致密封不当。密封不当可能导致颗粒通过，并可能导致玻璃起雾(例如，经由不适当地安装的鼻架)。此外，高效地制造有效且合适的一次性口罩可能具有挑战性。这些和其它事项对用于各种应用场合的口罩的使用和实施提出了挑战。

技术实现要素：

各种示例性实施例涉及口罩，以及涉及口罩外壳的口罩设备及其实施方式。

根据一种或多种实施例，设备包括构造和布置成顺应于用户面部并在顺应于用户面部的同时过滤空气的过滤器，以及将过滤器固定至用户面部的口罩外壳和固定机构。口罩外壳构造和布置成顺应于用户的面部，其中过滤器在口罩外壳与用户的面部之间并且保持抵靠用户的面部，而口罩外壳绕过滤器的周界区域延伸并且允许空气直接经由过滤器在与过滤器接触的周围环境与用户的鼻子和嘴之间通过。口罩外壳还构造和布置成通过在过滤器的周界区域处向过滤器和用户的面部施加压力来围绕用户的鼻子和嘴密封过滤器。固定机构包括相对部分，所述相对部分连接于口罩外壳的相应侧，并且构造和布置成：在过滤器定位在口罩外壳与用户的面部之间的情况下，通过利用用户的头部以经由口罩外壳的相应侧向过滤器施加固定力，来围绕用户的鼻子和嘴密封过滤器，其中相应侧沿朝向用户面部的方向定位在用户面部的相对侧上。

另一种实施例涉及一种包括口罩外壳和固定机构的设备。口罩外壳构造和布置成顺应于用户的面部，其中过滤器在口罩外壳与用户的面部之间，并保持抵靠用户的面部。在这种情况下，口罩外壳绕过滤器的周界区域延伸，并允许空气经由过滤器在与过滤器接触的周围环境与用户的鼻子和嘴巴之间通过。口罩外壳还构造成通过在过滤器的周界区域处向过滤器和用户的面部施加压力来围绕用户的鼻子和嘴密封过滤器。固定机构包括连接于口罩外壳的相应侧的相对部分，并且对于相对部分中的每一个包括分别将相对部分连接至口罩外壳的(分离的)第一联接件和第二联接件。第一联接件和第二联接件构造并布置有口罩外壳和固定机构，以经由第一联接件和第二联接件中的每一个提供口罩外壳与固定机构之间的相对运动的相应自由度。第一联接件和第二联接件还通过利用用户的头部以经由口罩外壳的相应侧向过滤器施加固定力来将过滤器围绕用户的鼻子和嘴密封，其中相应侧沿朝向用户的面部的方向定位在用户的面部的相对侧上。

另一种实施例涉及一种设备，该设备包括构造和布置成顺应于用户面部并在顺应于用户面部的同时过滤空气的过滤器，以及将包括第一材料部分和第二固定部分的口罩外壳。第一材料部分构造和布置成顺应于用户的面部，并在第一材料部分中定位过滤器以覆盖用户的鼻子和嘴，并且第一材料部分构造和布置成将用于呼吸的空气传递至过滤器。第二固定部分连接于第一材料部分，并与第一材料部分和过滤器一起构造和布置，以在过滤器的至少一部分定位在第一材料部分与用户的面部之间的情况下，通过沿朝向用户的面部的方向经由第一材料部分向过滤器施加固定力并因此将过滤器围绕用户的鼻子和嘴巴密封，来将过滤器固定至用户的面部，其中过滤器覆盖用户的鼻子和嘴。在一些实施方式中，第一材料部分构造并布置有第二固定部分，以通过使过滤器沿着围绕用户的鼻子和嘴巴的轮廓变形而使过滤器顺应于与用户的面部。进一步地，过滤器和口罩外壳可构造和布置成在未固定状态下彼此独立地运动，并且利用将第一材料部分的内表面与过滤器的外表面固定在一起的第二固定部分来促进固定状态。在固定状态下，过滤器的内表面接触并固定于用户的面部，其中，固定力将过滤器相对于口罩外壳固定。

以上讨论/概述并不旨在描述本公开的每个实施例或每个实施方式。随后的附图和具体实施方式还例示了各种实施例。

附图说明

考虑到以下结合附图的详细描述，可以更完整地理解本公开的各种示例性实施例，在附图中：图1a示出了可根据一种或多种实施例实施的具有双环耳部条带的口罩设备；

图1b示出了可根据一种或多种实施例实施的具有双重连接的钩环式条带的口罩设备；

图1c示出了可根据一种或多种实施例实施的具有用于围绕用户头部固定的双重条带的的口罩设备；

图2a示出了可根据一种或多种实施例实施的具有单纽扣可拆卸双环耳部条带的口罩设备；

图2b示出了可根据一种或多种实施例实施的具有单纽扣可拆卸钩环式条带的口罩设备；

图2c示出了可根据一种或多种实施例实施的具有用于围绕用户头部固定的单纽扣可拆卸双重条带的口罩设备；

图3a示出了可根据一种或多种实施例实施的具有双纽扣可拆卸双环耳部条带的口罩设备；

图3b示出了可根据一种或多种实施例实施的具有用于围绕用户头部固定的双纽扣可拆卸双重条带的的口罩设备；

图3c示出了可根据一种或多种实施例实施的具有双纽扣可拆卸钩环式条带的口罩设备；

图4a示出了可根据一种或多种实施例实施的具有双纽扣可拆卸双重头部条带的口罩设备；

图4b示出了可根据一种或多种实施例实施的具有双纽扣可拆卸钩环式条带和附件的口罩设备；

图5示出了可根据一种或多种实施例实施的过滤器；

图6示出了可根据一种或多种实施例实施的具有通风组件的过滤器；

图7示出了可根据一种或多种实施例实施的具有通风组件的过滤器；

图8示出了可根据一种或多种实施例实施的具有通风组件的过滤器；

图9示出了可根据一种或多种实施例实施的与过滤器一起使用的通风组件；

图10示出了可根据一种或多种实施例实施的口罩设备；

图11示出了可根据一种或多种实施例实施的口罩设备；

图12示出了根据各种实施例的插入有可替换口罩的口罩设备；

图13示出了根据各种实施例的插入有可替换口罩的口罩设备；

图14a示出了根据一种或多种实施例的具有可替换口罩的口罩设备，该可替换口罩具有中心阀区域；

图14b示出了根据一种或多种实施例的具有可替换口罩的口罩设备，该可替换口罩具有与14a中相同的中心阀区域，其具有不同的固定机构；

图15a-15d示出了根据一种或多种实施例的口罩设备，其中：

图15a示出了口罩设备的右前立体图，

图15b示出了口罩设备的左后立体图，

图15b示出了口罩设备的后视图，以及

图15d示出了口罩外壳，其中过滤器联接于该口罩外壳；

图16示出了根据一种或多种实施例的施加至用户的双条带口罩设备；

图17示出了根据一种或多种实施例的施加至用户的耳部口罩设备；以及

图18示出了根据一种或多种实施例的施加至用户的单条带口罩设备；

尽管本文讨论的各种实施例服从修改和替代形式，但是其各方面已经借助示例在附图中示出并且将被详细描述。然而，应当理解的是，意图不在于将本发明限制于所描述的特定实施例。与此相反，本发明意图是涵盖落入包括权利要求书限定方面的本公开范围内的所有修改、等同形式以及替代形式。此外，在本申请全文中使用的术语“示例”仅作为说明，而非限制。

具体实施方式

相信本公开的各方面适用于涉及口罩的各种不同类型的设备、系统和方法，并且可具体涉及可与口罩或口罩外壳成一体的可互换条带系统。各种实施例涉及与可替换口罩一起使用的方面以及利用可互换条带系统来促进可替换口罩的装配的壳型方法。在某些实施方案中，本发明的各方面在可能遭受诸如上述那些的安装问题的一次性口罩的上下文中使用时已经被证明是有益的，其具有围绕用户面部的改进的密封性和相关的舒适性。尽管不必如此受限，但是可以通过使用此类示例性上下文的示例的讨论来理解各个方面。

结合一种或多种实施例，口罩外壳具有内周界，该内周界限定出口罩外壳中的开口，当过滤器联接于口罩外壳时，过滤器的外表面可经由该开口暴露。口罩外壳还具有固定部分，该固定部分构造成在使用中将过滤器固定至用户的面部，其中过滤器覆盖用户的鼻子和嘴并且第一材料部分的内周界围绕用户的鼻子和嘴。固定部分因此可沿朝向用户的面部的方向经由口罩外壳向过滤器施加固定力，从而将过滤器围绕用户的鼻子和嘴密封。各种实施例还包括过滤器。

在一些实施例中，口罩外壳具有加强部分，该加强部分具有诸如卡扣之类的紧固件，该紧固件构造成将过滤器固定至口罩外壳。口罩外壳还具有透气部分，该透气部分构造成有助于空气相对于加强部分增强地通过，其中加强部分位于内周界与透气部分之间。因此，加强部分可由内周界和透气部分界定，并且透气部分可由加强部分和第二固定部分界定。结合这样的一种或多种实施例，已经认识到/发现在包括紧固件的口罩外壳的一部分中放置加强材料、例如缝合更紧密或密度更高的材料增强了口罩外壳的耐用性以进行重复附连和替换过滤器，同时透气部分有助于舒适。

各种实施例涉及在口罩外壳与固定部件之间具有相应连接部的口罩系统，其中每一个连接部在口罩外壳与固定部件之间提供一个或多个相对运动自由度。结合一种或多种实施例，已经认识到/发现利用这样的自由度有助于口罩外壳的装配，以进一步将联接于口罩外壳或以其它方式与口罩外壳固附的口罩固定至用户的面部。各种方面提供了灵活的口罩设计，以适于为不同的人提供不同的装配。单个口罩外壳可用于与大量过滤器联接，从而允许用户交换和适应各种过滤器。诸如可使用枢转系统来提供的各种自由度可增加移动性，同时可提供可互换的条带选项以增加口罩的功能性、效率和舒适性。

根据一种或多种实施例，设备包括构造和布置成顺应于用户面部并在顺应于用户面部的同时过滤空气的过滤器，以及将过滤器固定至用户面部的口罩外壳和固定机构。口罩外壳绕过滤器的周界区域延伸，其中过滤器位于口罩外壳与用户面部之间，并且允许空气经由过滤器在与过滤器接触的环境与用户的鼻子和嘴之间直接通过过滤器(例如，不必穿过口罩外壳)。这种方法有助于过滤器的安装和替换，而不阻碍通过过滤器的气流，同时保持过滤器与用户面部的安全密封。口罩外壳可通过在过滤器的周界区域处向过滤器和用户的面部施加压力来围绕用户的鼻子和嘴密封过滤器。固定机构包括相对部分，所述相对部分连接于口罩外壳的相应侧，并在过滤器定位在口罩外壳与用户面部之间的情况下操作成将过滤器围绕用户的鼻子和嘴密封。在相应侧定位在用户面部的相对侧上的情况下，利用用户头部来经由口罩外壳的相应侧沿朝向用户面部的方向向过滤器施加固定力。

固定机构能够以多种方式实施。在一些实施例中，对于每个相对部分，固定机构包括连接于口罩外壳的第一可拆卸联接件和连接于口罩外壳的第二可拆卸联接件。第二可拆卸联接件与第一可拆卸联接件分离，并且独立于第一可拆卸联接件运动。第一可拆卸联接件和第二可拆卸联接件沿彼此不同的方向施加固定力。

在一些实施方式中，(分离的)第一联接件和第二联接件将固定机构连接至口罩外壳，从而为公共的联接点(例如，在口罩外壳的公共侧上)提供相应的自由度。第一联接件和第二联接件操作有口罩外壳和固定机构，以经由第一联接件和第二联接件中的每一个提供口罩外壳与固定机构之间的相对运动的相应自由度。联接件可例如提供固定机构和口罩外壳的可拆卸连接，从而有助于联接和脱开，并且可提供各种类型的固定机构的交换。在一些实施方式中，第一联接件和第二联接件中的一者或两者包括连接于固定机构的第一部分和连接于口罩外壳的第二部分，第一部分和第二部分构造和布置成通过彼此可拆卸地配合来将口罩外壳连接至固定机构。第一联接件和第二联接件可提供分别沿不同方向施加力的自由度，其分别在口罩和用户的面部上提供不同的固定力。

在一些实施例中，口罩外壳具有开口区域，该开口区域具有周界，当固定于用户的面部时，该周界暴露出过滤器的位于用户的鼻子和嘴上方的外表面区域，而过滤器的内表面区域与用户的面部接触。例如，口罩外壳可绕过滤器的周界内表面延伸并将过滤器的周界内表面固定至用户面部，其中口罩外壳覆盖过滤器的周界外表面。过滤器的外表面的中心区域被口罩外壳覆盖，并且因此暴露，以在过滤器的外表面的中心区域与过滤器的内表面的相应中心区域之间与空气直接连通。

在一些实施例中，阀部件联接成使空气沿第一方向通过过滤器中的开口，并且减缓空气沿与第一方向相反的第二方向通过过滤器中的开口。阀部件可固定于过滤器，并且不联接于口罩外壳(例如，作为可替换过滤器的一部分)或者还可固定于口罩外壳。对于后者，阀部件可使空气沿第一方向通过口罩外壳中的开口，并减缓空气沿第二方向通过口罩外壳中的开口。

另一种实施例涉及一种包括如下所述的口罩外壳和固定机构的设备。该口罩外壳顺应于用户的面部，其中过滤器在口罩外壳与用户的面部之间，并保持抵靠用户的面部。该口罩外壳绕过滤器的周界区域延伸，并允许空气经由过滤器在与过滤器接触的周围环境与用户的鼻子和嘴巴之间通过。口罩外壳还通过在过滤器的周界区域处向过滤器和用户的面部施加压力来围绕用户的鼻子和嘴密封过滤器。例如，口罩外壳实施为具有开口区域，该开口区域具有周界，当固定于用户的面部时，该周界暴露出过滤器的位于用户的鼻子和嘴上方的外表面区域，而过滤器的对应内表面区域与用户的面部接触。

固定机构包括连接于口罩外壳的相应侧的相对部分，并且对于相对部分中的每一个包括分别将相对部分连接至口罩外壳的(分离的)第一联接件和第二联接件(例如，可拆卸联接件)。这些联接件操作有口罩外壳和固定机构，以经由第一联接件和第二联接件中的每一个提供口罩外壳与固定机构之间的相对运动的相应自由度。这些联接件还通过利用用户的头部以经由口罩外壳的相应侧向过滤器施加固定力来将过滤器围绕用户的鼻子和嘴密封，其中相应侧沿朝向用户的面部的方向定位在用户的面部的相对侧上。某些实施例还包括过滤器。

联接件可以多种方式实施。例如，联接件可沿相对于彼此的不同方向施加力，从而有助于将口罩安全、舒适地装配至用户的面部。联接件中的一者或两者包括连接于固定机构的第一部分和连接于口罩外壳的第二部分，第一部分和第二部分可操作成通过彼此可拆卸地配合来将口罩外壳(例如，可拆卸地)连接至固定机构。联接件可提供相应的自由度，这些自由度沿不同方向提供力，其分别在口罩和用户面部提供不同的固定力。

根据各种示例性实施例，本发明的方面涉及一种设备和方法，其中用户可以将口罩放置在外壳的内部上。外壳和口罩彼此顺应于并且操作成将口罩抵靠用户的面部固定，外壳包括一个或多个紧固件，这些紧固件联接至用户，并且提供通过外壳传递至口罩的保持力。在一些实施方式中，外壳覆盖口罩并允许空气通过口罩，而在其它实施方式中，外壳与口罩一起操作成将口罩固定至用户面部，同时允许口罩的一部分(例如，中心部分)保持暴露。这种方法可以协助使口罩准确地顺应于各种不同类型的面部特征、骨骼结构和尺寸。这种方法还有助于替代口罩材料(例如，用于一次性口罩)的使用，同时经由可重复使用的外壳提供坚固的装配。舒适性、安全性和便利性都可以在这方面得到解决，这对于低成本的一次性口罩尤其有帮助。

在各种实施例中，柔性材料用于提供顺应于可替换口罩的外壳(例如，框架)。外壳可包括例如氯丁橡胶、网状材料、吸湿材料、棉材料和/或聚酯材料。框架可包括多个开口，可经由该开口暴露可替换口罩，这可以有助于通过可替换口罩的呼吸。在一些实施方式中，外壳操作成使空气通过网或穿孔类型的结构到达口罩。外壳可以具有一个、两个或更多条带，所述条带将外壳固定至用户，并且当口罩与外壳成一体时将口罩固定至用户。这样的条带可包括连接于外壳的头部条带和/或其它条带(例如，经由钩环式紧固件或纽扣)。在其它实施例中，包括保持条带，该保持条带用于在外壳处于非固定位置(例如，从用户的面部移除)时将外壳绕用户的脖子松散地保持。

在一些实施例中，外壳和对应的口罩的装配和密封是利用适形部件进行的，该适形部件利用抵靠用户的面部的力来牵引外壳(以及其中的口罩)。在一些实施例中，弹性材料绕用户的鼻子和嘴延伸，并且在这种情况下可调节地施加压力，从而向用户的面部提供可调节的密封力。例如，具有橡胶压缩环或圆形弹性绳的弹性拉绳可用于促进张紧。绳例如使用张紧环或其它部件固定。在某些实施例中，弹性型材料与外壳成一体，使得可以调节弹性型材料以容纳各种尺寸的口罩。各种实施例采用顺应部件，该顺应部件沿着包围用户的鼻子和嘴的路径施加均匀或几乎均匀的压力，从而在口罩与用户的面部之间提供密封。

在一些实施例中，本文表征的口罩外壳包括可变形材料，该材料在物理变形后在口罩外壳内保持形状。例如，当外壳就位时，可以在外壳中在覆盖用户鼻子的区域内缝制可弯曲的铝制材料。铝制件可弯曲，以使口罩外壳以及其中的口罩顺应于用户的鼻子。

一种或多种实施例在外壳的目标位置处采用弹性部件或其它装配/紧固部件。在一种实施例中，在外壳的下巴部分附近采用了弹性材料，以有助于围绕用户的下巴的紧密密封。例如，可相对于外壳的其它部分在下巴区域处施加附加的织物，以有助于密封。在一些实施例中，条带与下巴区域成一体，以用于在下巴处收紧材料。

在一些实施方式中，对准部件将口罩对准如本文所表征的外壳。这样的对准部件可例如包括脊部或其它结构，其可以是形成外壳的其它部分的材料的一部分或与该材料分离。对准部件操作成相对于外壳对准可移除的口罩，并有助于其适当地装配(例如，使口罩外壳的内表面与过滤器的外表面接触)。

可实施各种附件以适合具体的实施例。在一些实施例中，耳塞、安全眼镜、储物袋或灯被附连以提供功能。某些实施例采用在刮风或寒冷天气环境中有用的附加材料，比如头巾、围巾或颈巾。这些部件可通过多种联接或紧固方法来实施，比如钩环式或纽扣型紧固件。可以将全头部的巴拉克拉瓦帽(balaclava)结合到某些应用中，这可减少对条带或紧固件的需要。

可实施各种口罩以适合各种应用场合。例如，防尘口罩、化学口罩、医用口罩等可以用本文所述的外壳来实施。这些口罩可以洗涤、可一次性使用或可长期使用。这样的口罩可包括例如，可从明尼苏达州圣保罗的3m公司；加利福尼亚卡尔弗市的moldex公司；以及新泽西州莫里斯敦的霍尼韦尔公司(honeywell)获得的那些。附加地，普通的外壳可以采用各种尺寸的口罩。例如，外壳的尺寸可设计成具有容纳各种尺寸的口罩的开口，其中外壳与每个口罩接界以为用户的面部提供适当的密封。

在各种实施例中，本文所表征的外壳包括密封机构，该密封机构减轻或防止湿气到达用户的眼镜或其它眼镜用具。这样的方法可能涉及使外壳和/或其中的口罩顺应于用户的面部的鼻架和/或其它顺应部件。例如，与一次性口罩一起采用的相对较弱的条带系统相比，这种方法可以提供更好的密封效果。此外，该口罩可理想地密封在面部特征上，以有助于过滤。

各种实施例涉及具有用于为附件供电的电源连接的口罩外壳。正极端子和负极端子位于口罩的期望有附件的一个或多个部分上，并且联接于电源。在一些实施方式中，端子联接于延伸至远程电源的导体，例如位于口罩另一部分中的电池。在某些实施例中，电池存储位于集成在口罩外壳后部中的袋子中。导体可采用开关来实施，该开关可以用于向联接至端子的附件供电或断开电源。在各种实施例中，包括一个或多个覆盖件，并且这些覆盖件联接至端子，从而在端子未使用时提供覆盖。这样的方法可利用卡扣型端子来实施，此类卡扣型端子具有联接至卡扣型端子的纽扣覆盖件。

根据一种或多种实施例，设备包括第一外壳型部分，该第一外壳型部分顺应于用户的面部，并且在外壳与用户之间放置有过滤器。诸如柔性材料和条带之类的的固定部分连接于第一外壳型部分，并且通过向外壳型部分施加力(例如，通过围绕用户的脖子的背部固定带子)将过滤器固定至用户的面部。因此，过滤器被口罩压到用户的面部，从而覆盖用户的鼻子和嘴。各种实施例还包括过滤器，该过滤器可相对于外壳基本自由地运动。

在各种实施方式中，第一外壳型部分沿着过滤器的内表面的与用户的面部接触的路径施加固定力，其中固定力沿着路径的整个长度大致相等。例如，这种方法可用于减轻与口罩过滤器的放置和固定有关的问题(例如，通过使过滤器沿围绕用户鼻子和嘴的轮廓变形)，以减轻泄漏。可以沿着外壳状材料与过滤器之间的路径或其它界面实施弹性材料，以增强装配和固定。由于固定部分可包括结实的条带，因此这些条带可以协助将过滤器联接至用户(例如，相对于一次性口罩)。在某些实施例中，第一外壳型材料部分具有中心开口，过滤器插入该中心开口，并且其中过滤器的外表面的一部分未被覆盖，而过滤器的外表面的另一部分由第一材料部分覆盖。可围绕开口实施弹性材料，以使过滤器顺应于口罩和用户的面部。第二固定部分将第一材料部分抵靠口罩的外表面固定，并将口罩的内表面固定至用户的面部。

某些实施例采用固定部分来抵靠用户的鼻子的梁进行密封，并在其中防止从用户呼出的水分使用户佩戴的眼镜起雾。该方法可以通过使鼻子部分的内表面与用户的鼻子接触来实施，而第一材料部分固定过滤器，其中过滤器的内表面与用户鼻子的如下部分接触：该部分在梁的与鼻子部分接触的部分下方。

本文中的各种方法涉及可替换或一次性过滤器的使用，该过滤器可以在其它方面独立于如上所述的外壳或第一材料运动。第二固定部分将外壳的内表面与过滤器的外表面固定在一起，并且过滤器的内表面利用所施加的固定力与用户的面部接触并固定于面部的面部。

在各种实施方式中，本文所述的固定部分在外壳上施加可设定的压力，以在用户没有面部毛发以及用户具有面部毛发的相应条件下将过滤器固定至用户的面部，从而在相应的条件下分别经由不同的压力形成密封。在某些实施方式中，固定部分包括构造和布置成施加可设定压力的下巴条带。因此，所述固定部分可例如与外壳成一体，和/或在联接于外壳的单独部件(例如，与围绕用户颈部延伸的条带分离的下巴条带)中实施。各种弹性绳可类似地实施为诸如利用保持可设定力的压缩环来沿着围绕用户鼻子和嘴的路径施加可设定力。

现在转向附图，图1a-1c示出了具有口罩外壳105以及分别在各附图中示出的可替换的固定机构110、120和130的口罩设备100。固定机构110包括可调节/可移除的双重环耳部条带，固定机构120示出了双重连接的钩环式条带，并且固定机构130示出了用于绕用户头部固定的双重条带。每个固定机构的各个连接点(例如，如图1a中的112、114所示)均提供至少一个连接的自由度，从而有助于期望的装配。例如，条带110和130为分别联接的每个条带部分提供不同的运动，从而改善了口罩外壳105的装配。

可替换的过滤器106可与口罩外壳105成一体、固定于口罩外壳或者通过由口罩外壳施加至其的压力简单地固定于用户的面部。因此，口罩外壳105围绕可替换过滤器106的周界施加压力/固定，该可替换过滤器在其中心区域中暴露。可替换过滤器示出为具有可选的排出阀107，该排出阀可以省去或用其它类型的阀代替。诸如可调节鼻夹108之类的其它部件可以添加至该设备。

因此，图1a-1c示出了涉及将口罩外壳和过滤器固定至用户的头部和/或颈部的示例性实施例。还可使用固定机构的各种其它组合，并且可使用固定机构的不同的组合。

图2a-2c示出了具有各自的单纽扣可拆卸固定机构的口罩设备200，包括图2a中的双重环耳部条带210，图2b中的单连接的钩环式条带220以及在图2c中的绕用户头部固定的双重条带230。设备200包括口罩设备205、过滤器206以及可选的阀207和可选的鼻架208。多自由度仍然可经由相应条带的双重连接来提供，其中提供单个卡扣，以用于将固定机构进一步联接至口罩外壳205。单纽扣连接有助于旋转枢转点，该枢转点可与相应条带的其它调节相结合。

图3a-3b示出了可根据一种或多种实施例实施的具有各种双纽扣可拆卸固定机构的口罩设备300。图3a示出了双纽扣的耳环，图3b示出了用于绕用户头部固定的双纽扣的双重条带，图3c示出了双纽扣的可拆卸钩环式条带。参照图3a，设备300包括口罩设备305和过滤器306，并且示出为具有可选的阀307和可选的鼻架308。两点固定与枢转功能相结合可提供附加的自由度。

图4a示出了可根据一种或多种实施例实施的具有双纽扣可拆卸双重头部条带的口罩设备400。设备400包括口罩设备405和过滤器406，并且示出为具有可选的阀407和可选的鼻架408。两个条带410和412中的每一个都经由纽扣连接于口罩外壳405。

图4b示出了可根据一种或多种实施例实施的具有双纽扣可拆卸钩环式条带420和各种附件的口罩设备400。附件包括可移除的头部条带430、可移除的耳塞440以及在422和424处的交替的卡扣选项件，它们提供了相应的自由度。

本文描述的口罩外壳可实施为具有一种或多种变型。在一些实施例中，出于训练目的，为阀提供可调节的气流以阻碍呼吸能力。例如，可以实施可调节的空气阻力阀以增加或减小用于肺活量/强化的阻力。阀可通过扭转来调节，从而允许用户限定通过口罩的气流量。还可实施供水阀。

作为上面提到的那些的附加或替代，能够以其它方式进行过滤器的固定。在一些实施例中，如本文所表征的口罩外壳在鼻架的内侧上配备有卡扣(铆钉)。卡扣允许用户诸如通过将卡扣/铆钉的阳型端卡扣到口罩中来插入空白的过滤器(没有呼气孔)。例如与通过未过滤的排出阀呼气相反，这允许使用者通过过滤器中的活性炭呼气来掩盖自己的呼吸气味。在一些实施方式中，单向阀用于提供未过滤的进气，而呼出的空气通过炭过滤器。此外，可以省略具有用于加热进气的口罩外壳的过滤器，同时允许呼出的空气自由地通过单向阀。

在某些实施方式中，滤筒联接于口罩，以添加另外的盘式过滤器，比如活性炭过滤器。例如，在这方面，消防员或污染环境中的工人可以确保使用各种不同类型的过滤器。在这方面，可以使用不同类型或数量的过滤器。

图5示出了可根据一种或多种实施例实施的过滤设备500。过滤设备500可利用阀510来实施，该阀510通过凸缘520固定于过滤设备中的开口。例如，过滤设备500可使用如本文所述的口罩外壳来实施，比如如图1a-4b所示。

图6示出了可根据一种或多种实施例实施的具有通风组件的过滤设备600。过滤器610具有联接于其的通风组件620，这可通过如图5所示的凸缘和阀来实施。

如本文所表征的，凸缘520可压缩至过滤器或口罩外壳，以形成孔/插件，阀将从该孔/插件突出。凸缘520可采用软的、可锻的铝圆件实施，该铝圆件在凸缘的外侧具有若干个小齿，这些齿将压靠口罩织物。凸缘还可具有升高环，一旦放入口罩织物的孔中，该环就将被压缩。一旦被压缩，结果就是用于使(附连于过滤器的)阀插入的刚性圆形开口。阀510可以超声焊接至过滤器，并且示出为具有围绕外侧的四个小的凸块。用户可推动阀通过压缩凸缘，其中压缩凸缘上的开口圆圈略大于阀，但小于带螺母的阀，从而有助于可替换过滤器与口罩之间的紧贴。为了替换过滤器，用户可将阀/过滤器从压缩凸缘中拉出，丢弃并重复上述步骤。

图7示出了可根据一种或多种实施例实施的具有过滤器710和凸缘720的过滤设备700。凸缘720如小图所示，其具有与过滤器710配合的齿。图8示出了可根据一种或多种实施例实施的具有附连于过滤器810的通风组件820的过滤设备800。组件820可利用图7的凸缘720实施。

法兰720可以压缩至过滤器710或口罩外壳，以形成孔/插件，诸如阀组件820所示的阀将从该孔/插件突出。凸缘可以是软的、可锻的铝圆件，该铝圆件在凸缘的外侧具有若干个小齿，这些齿将压靠口罩织物。凸缘还可具有升高环，一旦放入口罩织物的孔中，该环就可以被压缩。该凸缘的内部可具有四个小的凸块(例如，如820所示)，阀将被推动穿过该内部。这些凸块将为从中推动穿过的阀提供紧贴的孔。凸缘上的凸块将使阀/可替换过滤器保持在位。一旦被压缩，结果就是用于使(附连于过滤器的)阀插入的刚性圆形开口，该开口带有凸块。阀组件820可超声焊接至过滤器810。用户可推动阀通过压缩凸缘，其中压缩凸缘上的具有凸块的开口圆圈略小于阀的周缘，从而导致可替换过滤器与口罩之间的紧贴。当要替换过滤器时，用户仅要将阀/过滤器从压缩凸缘中拉出，丢弃并重复上述步骤。

图9示出了可根据一种或多种实施例实施的与过滤器和/或口罩一起使用的通风组件900。组件900包括阀910以及可以固定至过滤器922的凸缘920。如图9右侧所示，法兰920被推动穿过过滤器922并与过滤器922配合。然后可以将阀910推动穿过凸缘以形成最终组件(例如，类似于图6所示的组件)。

图10示出了可根据一种或多种实施例实施的口罩设备1000。该设备1000包括外壳1010，该外壳1010结合有条带1020和1022以将口罩1030固定至用户的头部。外壳1010可以用各种材料和形状来实施，以适合具体的实施例。条带1020和1022操作成彼此固定或固定至用户身上的另一部件，从而经由外壳1010抵靠用户的面部向口罩1040施加力。

外壳1010能够以各种方式实施。在一些实施方式中，外壳是实心的并且覆盖口罩1030的外表面(在图10所示的图中，口罩的内表面示出为背离外表面)。在其它实施方式中，外壳1010具有一个或多个开口，经由这些开口可以暴露口罩1014的外表面。在任一种实施方式中，当外壳经由条带1020联接于用户面部时，外壳1010的内表面操作成对口罩1040施加上述力。在这种情况下，口罩1030可在未固定状态下独立于外壳1010，并且在固定状态下抵靠在用户的面部固定/按压。在这种情况下，如上所述的可移除或一次性口罩可以绕用户的鼻子和嘴固附以提供空气过滤。外壳1010操作成向口罩施加压力，例如绕用户的鼻子和嘴施加形成密封的均匀力。

图10中所示的一个或多个部件可以单独地或组合地实施以适合各种实施例。进一步地，设备1000能够以各种特征来实施，比如本文所述的那些特征。例如，在一些实施例中，采用固定泡沫或其它材料1040来增强对用户的装配，比如在保持密封的同时容纳面部毛发。张紧部件1042还可用于张紧材料1040。一些实施例涉及诸如在1050处用于引导口罩1030相对于外壳1010的放置的泡沫之类的材料。可以实施鼻架1060，增强外壳1010对用户的密封，从而诸如与水分逸出有关的问题，水分逸出会使眼镜起雾。

图11示出了可根据一种或多种实施例实施的另一种口罩设备1100。例如，可以根据图10中所示的设备1000来实施设备1100，并且在这种情况下，对于类似的部件(例如，口罩1110、条带1120和1122、口罩1130、张紧部件1142和鼻架1160)使用各种类似的附图标记。

举例而言，外壳1110示出为在1112处具有容纳口罩1130的开口。位于区域1114处的外壳1110的内表面在其边缘附近与口罩1130的外表面接界，并且(在条带1120和1122配合的情况下)施加将口罩抵靠用户的面部固定的力。因此，外壳1110的区域1114可以成形为顺应于口罩1130，当保持在位时，口罩的外表面的一部分经由开口1112暴露。引导件1116、比如泡沫引导件操作成使口罩1130与外壳1110对准。可实施诸如钩子之类的紧固件1118，以帮助将口罩1130固定至外壳1110，同时口罩/外壳组合装配至用户并经由条带1120和1122固定。

图11中示出了各种附加部件，这些部件中的一个或多个可与设备1100一起实施。例如，条带1120和1122可利用钩环式紧固件1121和1123(其中一个包括钩，另一个包括环)彼此固定，并且可采用如在1125处所示的可拉伸材料来将外壳固定至用户。可以在诸如1170、1172和1174之类的各种连接点处实施多个连接件，以用于连接诸如耳塞、安全眼镜和头部条带之类的附件。

图12示出了根据各种实施例的插入有可替换口罩1230的口罩设备1200。可以根据图1所示的设备100和/或图11所示的设备1100来实施设备1200。在这种情况下，各种相似的特征在图12中未作进一步描述，但应理解为可利用图1和11中描述的特征实施。此类特征可包括外壳1210、鼻架1260、头部条带铆钉1274、张紧部件1242、可拉伸部件1225、条带1220和1222、耳塞铆钉1270和安全眼镜铆钉1272。

设备1200在安装或移除口罩1230时在不同的位置处示出口罩1230。设备1200还可利用灯1290实施，可以经由保存在存储袋1292中的电池向该灯供电。

图13示出了与图12中所示的设备1200类似的口罩设备1300，该口罩设备具有用于表示可类似地实施的部件的公共附图标记。图13还示出了可拉伸材料1311(例如，氨纶)、缝合在各种1210中或以其它方式与口罩1210成一体的弹性绳1313、以及端子1392，其具有联接于端子的导线1394和1396(在局部剖视图中示出)。例如，这些导线可引回到至袋1292，在该袋1292中可放置并联接电池(例如，其中具有附加的电池连接件和/或电池集成在口罩内)。

图14a示出了根据一种或多种实施例的具有可替换口罩的口罩设备，该可替换口罩具有中心阀区域1400。设备1400包括口罩外壳1410，该口罩外壳1410构造成容纳具有中心阀区域1422的过滤器1420。设备1400还可包括过滤器1420。如图所示，口罩外壳1410联接于用于围绕用户耳部固定的固定机构1430。在一些实施例中，该设备包括固定机构1430。

图14b示出了图14a的口罩设备1400，该口罩设备1400具有不同的固定机构1440，其具有钩环式紧固件。如图14b所示的设备1400还包括口罩外壳1410，并且可包括过滤器1420和固定机构1440。

图15a-15d示出了根据一种或多种实施例的口罩设备1500。从图15a开始，示出了口罩外壳1501的右前立体图，其中口罩外壳具有限定出开口的内周界1502和限定出开口的外周界1504，在其间具有材料。虽然口罩外壳1501用交叉阴影类型材料描绘，但各种实施例采用平滑或其它图案材料。口罩外壳1501包括紧固件1510和1512，这紧固件构造成连接至可替换过滤器。例如，紧固件1510和1512可以是卡扣，比如构造成接受联接于这种可替换过滤器上的阳型卡扣紧固件的阴型卡扣紧固件。口罩外壳1501示出为包括可选的鼻架1520，该鼻架经由紧固件1521固定于口罩外壳。紧固件可以是铆钉，或者是诸如卡扣紧固件之类的的紧固件，其可固定鼻架并且还联接至过滤器上的另一紧固件。示出了用于将口罩外壳固定至用户的面部的连接件，其中借助示例，标记了连接件1530和1532。

图15b示出了设备1500的口罩外壳1501的实施方式的左后立体图。紧固件1510和1521描绘为用于连接至过滤器的阴型卡扣紧固件。口罩外壳1501包括与内周界1502相邻的加强部分1540以及在界面区域1541的相对侧上的透气部分1542。与上述一致地，已经认识到/发现在1540处使用加强件有助于重复替换联接于口罩外壳1501的过滤器，而透气部分1542有助于舒适。

图15c示出了根据另一种实施方式的口罩外壳1501的后视图。除了以上讨论的紧固件1521、1510和1512外，还示出了紧固件1522。这四个紧固件联接于口罩外壳1501的加强部分1540，并且构造成用于可替换过滤器的重复附连和脱离。

图15d示出了设备1500的实施方式的立体图，其中具有阀1552的过滤器1550连接于口罩外壳1501。阀1552是可选的，并且过滤器1550可用多种材料以多种方式实施。过滤器1550包括联接至口罩外壳1501的紧固件，包括定位成联接至紧固件1510的紧固件(例如，可铆接或粘接至过滤器的阳型卡扣紧固件)。因此，口罩外壳1501操作成在将过滤器1550的周界施加至用户面部时将其固定至用户面部，同时允许空气流过过滤器。进一步地，在这方面，可以将多种不同类型的滤波器联接至口罩外壳，以适合特定用途，从而为口罩外壳提供多功能性。

本文所述的口罩外壳、比如口罩外壳1500，可以多种方式中的一种或多种固定于用户的面部。图16-18示出了根据各种实施例的示例性安全机构。从图16开始，示出了根据一种或多种实施例的施加至用户的双条带口罩设备1600。设备1600包括口罩外壳1610和过滤器1620，如图15d所示，口罩外壳1610和过滤器1620可利用口罩外壳1501和过滤器1550来实施。第一条带1611经由紧固件1630连接于口罩外壳1610，第二条带1612经由紧固件1632连接于口罩外壳1610。

图17示出了根据一种或多种实施例的施加至用户的耳部口罩设备1700。口罩外壳1710和过滤器1720经由条带1710联接于用户的耳部，该条带1710经由紧固件1730和1732在相应的端部处联接于口罩外壳。

图18示出了根据一种或多种实施例的应用于用户的单条带口罩设备1800。口罩外壳1810和过滤器1820经由条带1811固定于用户的面部，该条带1710经由紧固件1830和1832联接于口罩外壳。

因此，如图16-18所示，各种条带选项可以与口罩外壳/过滤器口罩设备一起使用。因此，条带将力朝向用户的面部施加在口罩外壳上，从而将过滤器固定在口罩外壳与用户的面部之间并围绕用户的鼻子和嘴固定。进一步地，以诸如如图15a-15d所表征的方式，可以在口罩外壳内放置加强件，以有助于替换过滤器，并围绕用户的鼻子和嘴提供安全的密封。

基于以上讨论和说明，本领域技术人员将容易认识到，可以在不严格遵循本文中说明和描述的示例性实施例和应用的情况下，对各种实施例进行各种修改和改变。例如，除了和/或替代所列出的那些，可以使用各种类型的材料。条带放置可进行变化，以适应不同的解剖结构。此外，本文描述的各种实施例可在某些实施例中组合，并且各种实施例的各种方面可实施为单独的实施例。在附图中示出的和/或本文描述的实施例可一起实施，或者以特定实施例为特征的某些部件可分开使用。这样的修改不脱离包括权利要求中提出的方面的本发明的各个方面的真实精神和范围。

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