具有調整空氣分配系統的空氣過濾裝置制造方法及圖紙

一種過濾裝置10，其包括具有多個分段32、34、以及36的外殼12，其中每個分段適于接收過濾元件26、28、以及30。入口18設置在外殼12上的第一位置處，并且上游空氣分配系統與入口18以及與分段32、34、以及36中的每一者流體連通。下游空氣分配系統定位成與每個分段32、34、以及36流體連通，并且出口20與下游空氣分配系統流體連通。上游空氣分配系統和下游空氣分配系統被構造成使得通過每個所述分段的氣流速度相同。使用此類構造，可增加總體產品使用壽命同時使總過濾器的壓力阻力最小化。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有調整空氣分配系統的空氣過濾裝置根據與國防部簽訂的合同編號為W911SR-09-C-0037的合同，在政府支持下作出本專利技術。政府擁有本專利技術的某些權利。本專利技術關于具有包括多個分段的外殼的過濾裝置，其中每個分段適于接收過濾元件。外殼具有被構造成使得通過每個外殼分段的氣流速度相同的一個或多個空氣分配系統。
技術介紹
工作在存在污染空氣的區域中的個體時常穿著用于過濾空氣以便呼吸的呼吸器。該呼吸器可在負壓下操作，其中穿著者的肺部提供了抽吸空氣通過過濾器的動力(參見，例如授予Brostrom等人的美國專利RE35,062)，或呼吸器可使用正壓操作，其中風扇或其他裝置驅動環境空氣通過過濾器(參見，例如授予Croll等人的美國專利7,748,381)。使用者時常需要動力空氣凈化呼吸器(PAPR)，因為穿著者無需供應迫使環境空氣通過空氣過濾器所需的能量。因此，穿著者感到更為舒適并且可將節省下的能量用于其他任務。PARP通常具有(i)迫使空氣通過過濾器的電動馬達和鼓風機單元，(ii)用于將清潔空氣遞送至使用者的面罩，以及(iii)供應所需的能量以為裝置提供電力的電源，例如電池組。已知動力空氣凈化裝置被組裝成多種構形，但兩種通用類型為束帶包式動力空氣凈化裝置和頭盔式動力空氣凈化裝置。束帶包式動力空氣凈化裝置通常具有圍繞使用者的腰部穿著的過濾單元，而頭盔式動力空氣凈化裝置具有包含在頭盔內的過濾單元。在這兩種系統中，電動風扇驅動或抽吸空氣通過濾筒、通過軟管、并進入面罩內部。由于風扇負責使空氣移動穿過動力空氣凈化裝置系統，因此使用者能夠舒服地輕松呼吸到清潔的空氣。頭盔式動力空氣凈化裝置通常在空氣進入內部氣體空間用于呼吸之前使用支撐過濾袋過濾空氣。濾袋夾持器對濾袋中心有時僅具有有限的支撐或無支撐，因為僅氣流足以保持過濾層分離。圖1示出一些頭盔安裝式呼吸器中所用的過濾器支撐。濾袋夾持器110被設計成用于以弓形形式支撐平坦的濾袋，以貼合頭盔的冠部空間。夾持器110由兩個構件112和114構成，其中較小構件114保持受壓縮以在兩個構件之間的其中一個端部處提供開口116。兩個構件112和114分別包括沿夾持器110的長度對準的多個開口118和120。濾袋夾持器110被設計成主要用于保持濾袋呈弓形。在授予Berg等人的美國專利4,280,491中公開了頭盔安裝式動力空氣凈化裝置系統的例子。在授予Mittelstadt等人的美國專利6,279,570中公開了保持濾袋呈弓形的另一種產品。如圖2所示，該過濾器支撐200具有大體上與該裝置的縱向軸線對準的肋條210和220。支撐肋條210中的一些與相鄰肋條220側向錯開。圖3示出濾袋310圍繞頭盔300中的支撐200可如何進行設置。在授予Ausen等人的國際公開WO2011/126884中描述了另一種動力空氣凈化裝置。在該裝置中，鼓風機連同過濾介質和將環境空氣遞送至過濾器的充氣室一起放置在頭盔內。然后離開過濾介質的空氣進入另一個充氣室，在該充氣室中，空氣被拉到位于頭盔中心處的鼓風機組件中。在通過鼓風機組件后，過濾后的空氣然后經由過濾后的空氣出口和過濾后的空氣通道被遞送至穿著者。雖然這些常規的過濾裝置已為過濾材料提供良好的支撐，并且已證明通過該裝置的空氣的良好過濾，但是該裝置不允許受控氣流通過過濾介質。在沒有該受控或可控流的情況下，過濾介質的某些部分在其他部分之前可逐漸消耗，從而導致使用壽命較早地結束。
技術實現思路
本專利技術提供了包括外殼、入口、第一或上游空氣分配系統、第二或下游空氣分配系統、以及出口的新型濾筒。該外殼包括多個分段，每個分段適合或被構造成包含過濾元件。入口設置在外殼上的第一位置處。上游空氣分配系統與入口以及與分段中的每個分段流體連通。下游空氣分配系統定位成與每個所述分段流體連通，并且出口與下游空氣分配系統流體連通。第一空氣分配系統和/或第二空氣分配系統被構造成使得通過每個分段的氣流速度相同。本專利技術是有益的，因為由于每個分段接收相同的氣流速度而可延長過濾裝置使用壽命。每個過濾元件可暴露至類似體積的氣流和污染物，從而導致過濾元件基本上在其他元件之前達到其使用壽命終點。可增加總體產品使用壽命。因為氣流可相等地通過所有的過濾介質，所以還可使總過濾器的壓力阻力最小化，從而增加了所用過濾介質的量——與具有氣流分配問題的過濾器(其中所有氣流擠著穿過可用介質的一小部分)相比。術語表下文說明的術語具有以下含義：“活性顆粒”意指特別適于執行某些活動或功能的顆粒或顆粒劑，所述某些活動或功能例如吸附作用(吸附和/或吸收)、催化、以及離子交換；“空氣分配系統”意指有助于控制氣流的部件的一部分或組合；“氣流”意指大于微不足道的或不可測量的空氣運動；“氣流速度”意指通過相對于基線壓力移動空氣所表現出的壓力；“基線壓力”意指在環境壓力下所測量的壓力，或與空氣流向測量了壓力的其他位置處或從該處流入的空氣共有的位置處所測量的壓力；“清潔空氣”意指一定體積的已被過濾而移除了污染物的環境空氣；“污染物”意指顆粒(包括塵埃、煙霧、以及煙塵)和/或一般來講不被認為是顆粒但可懸浮在環境空氣中的其他物質(例如，有機蒸氣等)；“冠部空間”意指穿著者的頭部與頭盔的內側之間的空間；“下游”意指位于氣流中在時間點上晚于所指基準點的位置處；“呼出空氣”意指被人呼出的空氣；“過濾裝置”意指被設計成從空氣中移除污染物的裝置；“過濾介質”或“過濾元件”意指被設計成從通過其的空氣中移除污染物的透氣材料；“流體入口”意指空氣可穿過其進入的空間區域、表面、或體積；“過濾層”意指包括一個或多個層并被設計成從通過其的空氣中移除污染物的透氣結構；“流體出口”意指空氣可穿過其離開的區域或部分；“HEPA類”和“高效分子空氣類”定義了過濾材料的性能，如42C.F.R.§84(1995)所示；“頭盔”意指適于穿戴在人的頭部上為了保護頭部免受撞擊的設備；“外殼”意指被塑造成用于完全或部分地容納或包含另一種物項的部件的結構或組合；“內部氣體空間”意指人的面部前方可吸入清潔空氣的空間；“縱向軸線”意指大體上沿過濾裝置長度延伸的軸線；“歧管”意指將空氣分配至充氣室或從充氣室分配空氣的兩個或更多個通道或通路；“充氣室”意指一個共同體積的空間，其中空氣從不止一個位置流向該處或空氣由該處流向不止一個位置；“動力空氣凈化呼吸器”或“PAPR”意指能夠將清潔空氣供應至穿著者的裝置，在該裝置中，通過使用來自電源而不是穿著者的能量在穿著者身體上過濾空氣；“基本上相同”意指在另一個的10％以內；“橫向軸線”意指大致垂直于縱向軸線延伸的軸線；并且“上游”意指位于氣流中在時間點上早于所指基準點的位置處。附圖說明圖1是用于頭盔安裝式呼吸器的現有技術過濾器支撐件110的透視圖。圖2是用于保持已知濾袋呈弓形的已知裝置200的透視圖。圖3是設置在頭盔300范圍內的現有技術過濾裝置200的側視圖。圖4是根據本專利技術的過濾裝置10的透視圖。圖5是移除了外殼12的上半部14的過濾裝置10'的透視圖。圖6是沿圖5的線6-6截取的過濾裝置10'的橫截面。圖7是定位在頭盔70中的過濾裝置10的側視圖。圖8是其上設置有端口90-96以測量過濾裝置10'的不同分段中的壓力的過濾裝置10'的透視圖。具體實施方式在本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種空氣過濾裝置，包括：(a)外殼，其包括多個分段，每個分段被構造用于接收過濾元件；(b)入口，其設置在所述外殼上的第一位置處；(c)上游空氣分配系統，其與所述入口以及與所述分段中的每個分段流體連通；(d)下游空氣分配系統，其定位成與每個所述分段流體連通；和(e)出口，其與所述下游空氣分配系統流體連通；其中所述上游空氣分配系統和/或所述下游空氣分配系統被構造成使得通過每個所述分段的氣流速度基本上相同。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.12.15 US 13/326,3771.一種個人呼吸防護空氣過濾裝置，包括：(a)外殼，其包括多個分段，每個分段被構造用于接收過濾元件；(b)入口，其設置在所述外殼上的第一位置處；(c)上游空氣分配系統，其與所述入口以及與所述分段中的每個分段流體連通；(d)下游空氣分配系統，其定位成與每個所述分段流體連通；和(e)出口，其與所述下游空氣分配系統流體連通；其中所述上游空氣分配系統和/或所述下游空氣分配系統被構造成使得通過每個所述分段的氣流速度基本上相同，其中所述外殼沿著縱向軸線彎曲，使得所述外殼被構造成能夠位于頭盔的冠部空間內。2.根據權利要求1所述的空氣過濾裝置，其中每個分段包括過濾元件，并且其中每個過濾元件相對于進入所述分段的所述空氣傾斜。3.根據權利要求1所述的空氣過濾裝置，其中所述外殼具有上部和下部，并且其中待被過濾的空氣在所述入口處進入所述外殼并在所述出口處離開所述空氣過濾裝置，使得在所述入口處進入所述空氣過濾裝置的空氣未被過濾，而在所述出口處離開所述空氣過濾裝置的空氣為清潔空氣，并且其中移動穿過所述外殼的空氣通過一個或多個過濾元件，在所述過濾元件處，可從所述氣流中移除污染物。4.根據權利要求1所述的空氣過濾裝置，其中所述上游空氣分配系統和所述下游空氣分配系統各自包括充氣室和歧管。5.根據權利要求4所述的空氣過濾裝置，其中所述空氣過濾裝置在所述外...

【專利技術屬性】
技術研發人員：布里頓·G·比林斯利，戴維·M·布隆貝格，喬伊·L·曼斯科，
申請(專利權)人：三M創新有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US