Лицевая маска с однонаправленным затвором

Лицевая маска с однонаправленным затвором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область применения

Настоящее изобретение относится к лицевой маске с однонаправленным затвором для обеспечения прохода воздуха из внутреннего пространства лицевой маски в наружное пространство лицевой маски.

Уровень техники

Лица, работающие в загрязненной среде, часто носят лицевые маски для защиты от переносимых воздухом загрязняющих веществ. Для улучшения вывода теплого и влажного выдыхаемого воздуха из внутреннего пространства маски производители масок часто устанавливают выдыхательный затвор, обеспечивающий быстрый выход теплого и влажного выдыхаемого воздуха из внутреннего пространства маски. Быстрое удаление выдыхаемого воздуха способствует лучшему охлаждению внутреннего пространства маски, что, в свою очередь, повышает уровень безопасности рабочего, так как пользователю маски придется реже снимать ее с лица для удаления с него испарины, образующейся во внутреннем пространстве маски.

В течение многих лет в предлагаемых на рынке лицевых масках для выведения выдыхаемого воздуха из внутреннего пространства маски использовались затворы «кнопочного» типа. В затворе кнопочного типа обычно используется тонкая, круглая и гибкая заслонка как механический элемент, позволяющий выдыхаемому воздуху выходить за пределы внутреннего пространства маски. Заслонка крепится к седлу затвора посредством расположенного в его центре штока.

Примеры затворов кнопочного типа представлены в патентах США 2072516, 2230770, 2895472 и 4630604. При выдыхании воздуха человеком заслонка по краям поднимается от седла, позволяя выдыхаемому воздуху выходить наружу маски.

Затворы кнопочного типа в свое время стали значительным прогрессом с точки зрения повышения комфорта пользователя, но исследователями были сделаны и дальнейшие усовершенствования, один из примеров которых приведен в патенте США 4934362 (автор Braun). В описанном в данном патенте затворе используется параболическое седло затвора и протяженная гибкая заслонка. Подобно затвору кнопочного типа, в затворе Braun также имеется закрепленная по центру заслонка, но имеется еще краевая часть заслонки, которая при выдыхании отходит от поверхности уплотнения, позволяя выдыхаемому воздуху выходить из внутреннего пространства маски. После усовершенствования, которое предложил Braun, дальнейшие инновации в области производства выдыхательных затворов были сделаны Japuntich с соавторами - смотри патенты США 5325892 и 5509436. В затворах Japuntich с соавторами используется одна гибкая заслонка, прикрепляемая не по центру, а в виде консоли, что позволяет снизить до минимума давление воздуха при выдыхании для открытия затвора. Снижение давления, необходимого для открытия затвора означает, что пользователю нужно тратить меньше сил на удаление выдыхаемого воздуха из внутреннего пространства маски при дыхании.

В прочих затворах, предложенных после Japuntich с соавторами, также используется гибкая консольная заслонка, закрепленная не по центру - смотри патенты США 5687767 (выдан повторно как RE 37974 Е) и 6047698. Консольные затворы такого типа конструкции часто называют створчатыми. Дальнейшие усовершенствования, относящиеся к конструкции однонаправленных затворов, используемых в лицевых респираторных масках, представлены также в патентах США 7013895, 7028689 и 7188622 (все принадлежат Martin с соавторами); а также в патентной заявке США 2007/0144524 (Martin).

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к лицевой маске, которая включает однонаправленный затвор. Однонаправленные затворы обеспечивают сообщение между внутренним газовым пространством маски (между маской и пользователем), и внешним газовым пространством (снаружи лицевой маски).

В некоторых воплощениях однонаправленные затворы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, могут включать диафрагму, которая включает две или более створок затвора, сформированных в указанной диафрагме, и каждая из указанных створок располагается над проемом, сформированным в основании затвора. Каждая из створок затвора включает свободный край и петлю, расположенную в целом напротив свободного края. Можно сказать, что каждая из створок затвора прикреплена к диафрагме вдоль петли.

В других воплощениях однонаправленные затворы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, могут включать одну или более створок затвора, расположенных таким образом, что две или более створки затвора открываются в одном и том же направлении, так что воздух (или любой другой газ), проходящий через такой набор створок затвора, будет двигаться примерно в одном и том же направлении. Можно сказать, что в данном случае створки затвора ориентированы в одном и том же направлении, так что свободный край одной створки затвора расположен рядом с петлей другой створки затвора, и при этом петли двух или более створок затвора в целом параллельны друг другу. Еще в некоторых воплощениях однонаправленные затворы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, могут включать створку затвора, расположенную над проемом, и при этом створка затвора включает неподвижную часть, прикрепленную к основанию затвора, с петлей, расположенной между неподвижной частью и движущейся частью. Створка затвора может находиться в закрытом положении, в котором она соприкасается поверхностью уплотнения и закрывает проем, и створка затвора может также находиться в открытом положении, в котором движущаяся часть створки затвора отходит от поверхности уплотнения, так что между внутренним газовым пространством лицевой маски и внешним газовым пространством лицевой маски может проходить газ. Петля створки затвора предпочтительно включает одну или более петлевых прорезей, сформированных в створке затвора, и один или более перешейков, посредством которых движущаяся часть заслонки затвора связана с неподвижной частью заслонки затвора, и при этом одна или более петлевых прорезей находятся снаружи седла затвора, когда створка затвора находится в закрытом положении. При работе каждая из створок однонаправленного затвора в соответствии с настоящим изобретением может находиться в закрытом положении, в котором створка затвора соприкасается с поверхностью уплотнения по периметру, закрывая проем при движении газа в одном направлении, и в открытом положении, в котором по меньшей мере часть створки затвора отходит от седла затвора, в результате чего газ (например воздух) может проходить через проем в противоположном направлении. Одним из потенциальных преимуществ по меньшей мере некоторых воплощений настоящего изобретения является то, что использование многочисленных, то есть двух или более створок затвора (которые могут быть сформированы в одной диафрагме), может обеспечивать сравнительно малую толщину однонаправленного затвора при приемлемом падении давления. В противоположность этому обычные створчатые затворы, как правило, имеют одну створку, расположенную рядом с одним отверстием, через которое проходит воздух. Поэтому чтобы через такой затвор могло пройти достаточное количество воздуха и чтобы при этом не создавалось чрезмерно большое падение давления на затворе, единственная створка должна отклоняться на достаточно большой угол. Однонаправленный затвор в соответствии с настоящим изобретением имеет высоту (имеется в виду высота над окружающей его частью поверхности корпуса маски), составляющую половину или даже менее половины высоты обычного створчатого затвора (при обеспечении эквивалентного падения давления на затворе, занимающем эквивалентную площадь на поверхности корпуса маски).

Среди потенциальных преимуществ, которые могут быть связаны по меньшей мере с некоторыми однонаправленными затворами малой высоты в соответствии с настоящим изобретением, можно назвать следующие: меньшая подверженность повреждениям, так как за счет меньшей высоты затвора уменьшается вероятность его ненамеренного контакта с посторонними предметами; большая обзорность для пользователя вокруг маски, меньшая возможность попадания через затвор твердых частиц, например, при шлифовании или других процессах, при которых образуются твердые частицы, которые летят вверх и могут пройти через открытый затвор (вероятность их прохождения в данном случае уменьшается за счет меньшего размера проемов, прикрываемых створками); и прочие.

Так как однонаправленные затворы в некоторых воплощениях настоящего изобретения могут включать многочисленные створки, высота затворов может быть еще более уменьшена (по меньшей мере в некоторых воплощениях) за счет придания криволинейной формы основанию, диафрагме и крышке, так что затвор в целом будет еще более точно повторять профиль корпуса маски. Несмотря на криволинейную поверхность, функционирование каждой из створок затвора не нарушится за счет ориентации соответствующих поверхностей уплотнения в различных направлениях, в соответствии с криволинейной формой затвора.

Еще одним потенциальным преимуществом однонаправленных затворов в соответствии с настоящим изобретением является то, что упрощается их производство, так как диафрагма (или диафрагмы), в которых сформированы створки затворов, требуется только лишь держать на своих местах над проемами без необходимости физического прикрепления диафрагмы к основанию (например, сваркой, установкой на штоке, приклеиванием или иными способами).

С одной стороны, настоящее изобретение относится к лицевой маске, которая включает корпус маски, приспособленный для посадки по меньшей мере на нос и рот пользователя, определяя тем самым внутреннее газовое пространство маски, когда она надета. Лицевая маска включает также однонаправленный затвор, обеспечивающий сообщение между внутренним газовым пространством маски и наружным газовым пространством. Однонаправленный затвор включает основание, прикрепленное к корпусу маски, и данное основание имеет один или более проемов, через которые газ может проходить между внутренним газовым пространством маски и внешним газовым пространством. Каждый проем из двух или более проемов окружен поверхностью уплотнения, протяженной вокруг проема. На основании располагается неподвижная диафрагма, и данная диафрагма является протяженной над двумя или более проемами и соответствующими поверхностями уплотнения. В диафрагме сформированы две или более створки затвора, и при этом одна створка затвора из двух или более створок затвора расположена над каждым из двух или более проемов. Каждая створка затвора из двух или более створок затвора включает граничную прорезь, сформированную в диафрагме, и петлю, вдоль которой створка затвора прикреплена к диафрагме. Граничная прорезь определяет свободный край створки затвора, и данная граничная прорезь является протяженной от первого конца ко второму концу. Петля является протяженной между первым и вторым краями створки затвора. Каждая створка затвора из двух или более створок затвора может находиться в закрытом положении, в котором створка затвора соприкасается с поверхностью уплотнения, протяженной вокруг проема, над которым располагается створка затвора и который она закрывает. Каждая из створок затвора может также находиться в открытом положении, в котором по меньшей мере часть створки затвора отходит от поверхности уплотнения, в результате чего газ может проходить между внутренним газовым пространством маски и внешним газовым пространством.

В различных воплощениях описанные выше лицевые маски могут включать одну или более из следующих черт: свободный край каждой створки затвора из двух или более створок затвора может определяться граничной прорезью, которая имеет ширину прорези, такую что свободный край створки затвора пространственно отделен от находящегося напротив него и по другой стороне граничной прорези края диафрагмы; петля может также включать линию надреза, сформированную в диафрагме и один или более перешейков, связывающих створку затвора с диафрагмой; две или более створок затвора, расположенных над двумя или более проемами, могут быть ориентированы в одном и том же направлении, так что свободный край одной створки затвора расположен рядом с петлей другой створки затвора, и при этом петли двух или более створок затвора в целом параллельны друг другу; каждая поверхность уплотнения может быть плоской поверхностью уплотнения, и плоские поверхности уплотнения, протяженные вокруг каждого из двух или более проемов, могут быть расположены в одной и той же плоскости или в разных плоскостях; каждая створка затвора из двух или более створок затвора в закрытом положении может быть прижимаемой или не прижимаемой к поверхности уплотнения; поверхность уплотнения, протяженная вокруг каждого проема из двух или более проемов, может быть упругой поверхностью уплотнения; корпус маски может быть фильтрующим корпусом маски; однонаправленный затвор может быть выдыхательным затвором; и прочие.

Однонаправленный затвор может также включать крышку, прикрепленную к основанию, с диафрагмой, расположенной между крышкой и основанием. Любая такая крышка может включать вентиляционный элемент для каждого проема из двух или более проемов, и каждый из данных вентиляционных элементов определяет отдельный путь через крышку газа, проходящего через каждый проем из двух или более проемов. Для каждой створки затвора в диафрагме вентиляционный элемент может включать элемент жалюзи с краем, расположенным таким образом, что он удерживает диафрагму вблизи основания. Каждый элемент вентиляции может включать основное вентиляционное отверстие, расположенное напротив проема, и боковое вентиляционное отверстие, расположенное по одну сторону проема.

С другой стороны, настоящее изобретение относится к лицевой маске, которая включает корпус маски, приспособленный для посадки по меньшей мере на нос и рот пользователя, определяя тем самым внутреннее газовое пространство маски, когда она надета, и однонаправленный затвор, обеспечивающий газовое сообщение между внутренним газовым пространством маски и наружным газовым пространством. Однонаправленный затвор может включать основание, прикрепленное к корпусу маски, и данное основание имеет один или более проемов, через которые газ может проходить между внутренним газовым пространством маски и внешним газовым пространством. Створка затвора может быть расположена над каждым проемом из двух или более проемов. Каждая створка затвора может включать подвижную часть и неподвижную часть, и между неподвижной частью и подвижной частью может располагаться петля. Каждая створка затвора имеет свободный край, протяженный вокруг подвижной части створки затвора снаружи петли. Каждая створка затвора может находиться в закрытом положении, в котором створка затвора соприкасается с поверхностью уплотнения, протяженной вокруг проема, над которым располагается створка затвора и который она закрывает, и каждая из створок затвора может также находиться в открытом положении, в котором по меньшей мере часть створки затвора отходит от поверхности уплотнения, в результате чего газ может проходить между внутренним газовым пространством маски и внешним газовым пространством. Створки затвора, расположенные над двумя или более проемами, могут быть могут быть ориентированы в одном и том же направлении, так что свободный край одной створки затвора расположен рядом с петлей другой створки затвора, и при этом петли двух или более створок затвора в целом параллельны друг другу.

В различных воплощениях описанные выше лицевые маски могут включать одну или более из следующих черт: петля может включать линию надреза, сформированную в диафрагме; петля створки затвора может включать одну или более петлевых прорезей, сформированных в створке затвора, и один или более перешейков, посредством которых подвижная часть створки клапана связана с неподвижной частью створки затвора; каждая поверхность уплотнения может быть плоской поверхностью уплотнения, и плоские поверхности уплотнения, протяженные вокруг каждого из двух или более проемов, могут быть расположены в одной и той же плоскости или в разных плоскостях; каждая створка затвора из двух или более створок затвора в закрытом положении может быть прижимаемой или не прижимаемой к поверхности уплотнения; поверхность уплотнения, протяженная вокруг каждого проема из двух или более проемов, может быть упругой поверхностью уплотнения; корпус маски может быть фильтрующим корпусом маски; однонаправленный затвора может быть выдыхательным затвором; и прочие.

Однонаправленный затвор может также включать крышку, прикрепленную к основанию, со створками затвора, расположенными между крышкой и основанием, и крышка может включать вентиляционный элемент для каждого проема из двух или более проемов, и каждый из данных вентиляционных элементов определяет отдельный поток через крышку газа, проходящего через каждый проем из двух или более проемов. Для каждой створки затвора в диафрагме вентиляционный элемент может включать элемент жалюзи с краем, расположенным таким образом, что он удерживает диафрагму вблизи основания. Каждый вентиляционный элемент может включать основное вентиляционное отверстие, расположенное напротив проема, и боковое вентиляционное отверстие, расположенное по одну сторону проема.

С другой стороны, настоящее изобретение относится к лицевой маске, которая включает корпус маски, приспособленный для посадки по меньшей мере на нос и рот пользователя, определяя тем самым внутреннее газовое пространство маски, когда она надета, и однонаправленный затвор, обеспечивающий сообщение между внутренним газовым пространством маски и наружным газовым пространством. Однонаправленный затвор может включать основание, прикрепленное к корпусу маски. Основание может включать проем, через который газ может проходить между внутренним газовым пространством маски и внешним газовым пространством. Проем может быть окружен поверхностью уплотнения, протяженной вокруг проема. Створка затвора может быть расположена над проемом, и может включать подвижную часть и неподвижную часть, и между неподвижной частью и подвижной частью может располагаться петля. Створка затвора может находиться в закрытом положении, в котором створка затвора прилегает к поверхности уплотнения и закрывает проем. Створка затвора может также находиться в открытом положении, в котором подвижная часть створки затвора отходит от поверхности уплотнения, в результате чего газ может проходить между внутренним газовым пространством маски и внешним газовым пространством. Петля створки затвора может включать одну или более петлевых прорезей, сформированных в створке затвора, и один или более перешейков, посредством которых подвижная часть створки затвора связана с неподвижной частью створки затвора. Когда створка затвора находится в закрытом положении, петлевые прорези располагаются снаружи поверхности уплотнения.

В различных воплощениях описанные выше лицевые маски могут включать одну или более из следующих черт: петлевые прорези могут быть расположены по прямой линии; поверхность уплотнения может быть плоской поверхностью уплотнения; створка затвора в закрытом положении может быть прижимаемой или не прижимаемой к поверхности уплотнения; поверхность уплотнения может быть упругой поверхностью уплотнения; корпус маски может быть фильтрующим корпусом маски; однонаправленный затвор может быть выдыхательным затвором; и т.д.

Определения

Термины, используемые в настоящем описании, имеют следующий смысл:

«один» (данное слово может подразумеваться), «данный», «по меньшей мере один» и «один или более» - понятия взаимозаменяемые. Так, например, «однонаправленный затвор, включающий диафрагму», может включать одну или более диафрагм;

«и/или» означает один или все из перечисляемых элементов, или сочетание любых двух или более из перечисленных элементов;

«коэффициент консольного изгиба» означает отношение величины изгиба к длине консоли и употребляется в связи с процедурой испытания на консольный изгиб, описанной далее;

«чистый воздух» означает порцию воздуха или кислорода, которые были отфильтрованы для удаления из них загрязнителей, или обработаны иным образом, чтобы они были безопасны для дыхания;

«закрытое положение» означает положение, в котором створка затвора находится в полном контакте с поверхностью уплотнения;

«загрязнители» означает частицы и/или прочие вещества, которые в сущности могут не являться частицами (например, органические пары и прочие), но могут находиться в воздухе во взвешенном состоянии;

«выдыхаемый воздух» означает воздух, выдыхаемый лицом, носящим фильтрующую маску;

«выдыхаемый поток» означает поток воздуха, прошедшего через устье выдыхательного затвора во время дыхания;

«выдыхательный затвор» означает затвор, который открывается, позволяя газу выходить из внутреннего газового пространства лицевой маски;

«внешнее газовое пространство» означает атмосферное газовое пространство, в которое выходит выдыхаемый газ, пройдя через выдыхательный затвор и за его пределы;

«лицевая маска» означает устройство, покрывающее по меньшей мере нос и рот пользователя (включает лицевые полумаски, полнолицевые маски и колпаки), и которое может обеспечивать пользователя чистым воздухом за счет фильтрации воздуха или иного способа очистки воздуха;

«створка затвора» означает элемент, который может сгибаться или изгибаться при приложении к нему силы со стороны движущегося газа; и в случае выдыхательного затвора движущимся газом является выдыхаемый поток, а в случае вдыхательного затвора движущимся газом является вдыхаемый поток;

«модуль гибкости» означает отношение напряжения материала к его растяжению при приложении к материалу нагрузки, действующей на изгиб;

«вдыхаемый поток» означает поток воздуха, проходящего через устье вдыхательного затвора во время вдыхания;

«вдыхательный затвор» означает затвор, который открывается, позволяя газу входить во внутреннее газовое пространство фильтрующей лицевой маски;

«внутреннее газовое пространство» означает пространство между корпусом маски и лицом человека;

«корпус маски» означает структуру, прилегающую по меньшей мере к носу и рту человека и определяющую границу раздела между внутренним пространством газовой маски и внешним газовым пространством;

«модуль упругости» означает отношение напряжения материала к его растяжению на линейном участке кривой зависимости напряжения от растяжения, получаемой путем приложения нагрузки к испытываемому образцу в осевом направлении и одновременном измерении нагрузки и деформации на специальном приборе для испытания материалов на растяжение;

«монослой» - в отношении створок затворов означает, что структура створки по своему составу в целом является однородной по ее объему, то есть, что створка затвора не включает два или более слоя, имеющих различные физические свойства;

«частицы» означает любые жидкие и/или твердые вещества, которые могут находиться в воздухе во взвешенном состоянии, например, патогены, бактерии, вирусы, слизь, слюна, кровь и прочие;

«предпочтительный» и «предпочтительно» относится к воплощениям изобретения, которые при определенных обстоятельствах могут давать определенные преимущества (при этом другие воплощения также могут быть предпочтительными, при тех же или других обстоятельствах, и упоминание одного или более предпочтительных воплощений не означает, что прочие воплощения не являются полезными, и не имеет целью исключение прочих воплощений из масштаба данного изобретения);

«упругий» означает способный восстанавливаться после деформации, вызванной сгибающей силой, и имеющий модуль упругости менее чем примерно 15 МПа;

«жесткий», используемый для описания поверхности уплотнения, означает поверхность уплотнения, имеющую твердость более чем 0.02 ГПа;

«поверхность уплотнения» означает поверхность, которая находится в контакте с гибкой створкой, когда затвор находится в закрытом положении;

«жесткий», или «жесткость» означает способность створки сопротивляться изгибу под собственным весом при удержании ее в горизонтальном положении как консоль, не будучи поддерживаемой прочими элементами. Более жесткая створка не сгибается так легко под собственным весом, как менее жесткая створка;

«однонаправленный газовый затвор» означает затвор, который позволяет газу проходить через него в одном направлении и не позволяет проходить в другом направлении;

«не прижимаемый», используемый в отношении створки затвора, означает, что створка не прижимается к поверхности уплотнения за счет приложенной к ней какой-либо механической силы или внутреннего напряжения в гибкой створке.

Приведенное выше краткое описание изобретения не имеет целью описать каждое воплощение настоящего изобретения. Более полное понимание изобретения может быть получено из нижеследующего подробного описания изобретения в сочетании с прилагаемыми чертежами и формулой изобретения.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения будет более понятна из нижеследующего подробного описания различных воплощений изобретения в сочетании с прилагаемыми чертежами.

Фиг.1. Вид сверху примера лицевой маски 10 в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2. Увеличенный аксонометрический вид одного из воплощений однонаправленного затвора в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3. Увеличенный аксонометрический вид основания однонаправленного затвора, изображенного на фиг.2, со снятой крышкой и диафрагмой (для лучшей видимости основания).

Фиг.4. Увеличенный аксонометрический вид основания однонаправленного затвора, изображенного на фиг.2, со снятой крышкой для лучшей видимости диафрагмы на основании; при этом створки затвора находятся в закрытом положении.

Фиг.5. Увеличенный аксонометрический вид основания однонаправленного затвора, изображенного на фиг.2, со снятой крышкой для лучшей видимости диафрагмы на основании; при этом створки затвора находятся в открытом положении.

Фиг.6. Аксонометрический вид крышки однонаправленного затвора, изображенного на фиг.2, если смотреть с нижней стороны затвора.

Фиг.7. Увеличенное частичное поперечное сечение затвора, изображенного на фиг.2-6, по плоскости 7-7 (фиг.2); при этом створки затвора находятся в закрытом положении.

Фиг.8. Увеличенное частичное поперечное сечение затвора, изображенного на фиг.2-6, по плоскости 7-7 (фиг.2); при этом створки затвора находятся в открытом положении.

Фиг.9А. Вид одного из воплощений створки затвора в диафрагме.

Фиг.9В. Поперечное сечение линии надреза, которая может быть использована в петле створки затвора.

Фиг.10. Вид воплощения диафрагмы со створками затвора, имеющими различную форму и ориентированными в различных направлениях.

Фиг.11. Поперечное сечение прижимаемой створки затвора и криволинейной поверхности уплотнения, на которую садится прижатая створка затвора.

Фиг.12. Поперечное сечение воплощения, в котором основание является криволинейным, а плоские поверхности уплотнения расположены в различных плоскостях.

Фиг.13. Частичный аксонометрический вид альтернативного воплощения однонаправленного затвора в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание изобретения

В нижеследующем подробном описании различных воплощений настоящего изобретения делаются ссылки на сопровождающие его чертежи, которые составляют часть данного описания и на которых в качестве иллюстраций показано несколько конкретных воплощений изобретения. Следует понимать, что предполагаются и другие воплощения изобретения, которые могут быть выполнены без отступления от назначения или идеи настоящего изобретения.

Хотя лицевые маски и используемые в них однонаправленные затворы, представленные в данном описании, применяются для управления движением воздуха, лицевые маски и однонаправленные затворы могут использоваться и для других газов, отличных от воздуха. Однако для простоты в настоящем описании примеры воплощений изобретения будут описываться в контексте работы в воздушной среде.

На фиг.1 представлен пример лицевой полумаски 10, к которой может относиться настоящее изобретение. Лицевая маска 10 имеет чашеобразный корпус 12 маски, к которому прикреплен однонаправленный затвор 20. Затвор может быть прикреплен к корпусу 12 маски любым подходящим способом, включая, например, технологии, описанные в патенте США 6125849 (Williams с соавторами), или в WO 01/28634 (Curran с соавторами).

Однонаправленные затворы в соответствии с настоящим изобретением обеспечивают возможность управления потоками газа, входящего и выходящего из внутреннего газового пространства лицевой маски 10, надетой пользователем на нос и рот. Однонаправленные затворы, речь о которых идет в настоящем описании, подразумеваются прежде всего как выдыхательные затворы, и тем не менее следует понимать, что такие же структурные элементы могут использоваться как вдыхательные затворы. Затвор 20, если он используется как выдыхательный затвор, предпочтительно должен открываться в ответ на возрастающее давление внутри маски (то есть во внутреннем газовом пространстве), и данный рост давления происходит при выдохе воздуха пользователем. Выдыхательный затвор 20 предпочтительно должен оставаться закрытым во время вдохов и при задержке дыхания. Затвор 20, если он используется как вдыхательный затвор, предпочтительно должен открываться, когда пользователь вдыхает воздух (создавая низкое давление во внутреннем газовом пространстве). Вдыхательный затвор 20 предпочтительно должен оставаться закрытым во время выдохов и при задержке дыхания.

Одно из воплощений затвора 20 маски 10 более подробно показано на фиг 2-4. Фиг.2 представляет собой увеличенный аксонометрический вид однонаправленного затвора 20, снятого с маски 10, который включает основание 30, неподвижную диафрагму 40 и крышку 50, прикрепленную к основанию 30. Фиг.3 представляет собой увеличенный аксонометрический вид основания 30 однонаправленного затвора 20 с диафрагмой 40 и снятой крышкой 50, чтобы лучше была видна диафрагма 40 и связанные с ней створки 42 затвора, расположенные между основанием 30 и крышкой 50 затвора 20. Основание 30 и крышка 50 предпочтительно должны быть изготовлены из относительно легкой пластмассы, и предпочтительно могут быть сформованы в виде единой структуры корпуса затвора.

Основание 30 затвора 20 включает три проема 32 в поверхности 38, через которую проходит воздух между внутренним газовым пространством, определяемым маской 10, и внешним газовым пространством. Поверхность 38 предпочтительно может быть окружена ободком 39, таким образом, что поверхность 38 вместе с ободком 39 образуют углубление, в котором располагается диафрагма (смотри ниже). Три проема 32 предпочтительно являются раздельными друг от друга, хотя само основание 30 может быть расположено над единым проемом (не показан), который выполнен в корпусе 12 маски. В качестве альтернативы корпус 12 маски может включать отдельные проемы, соответствующие проемам 32, сформированным в основании 30. И хотя это не показано в воплощении, изображенном на фиг.3, проемы 32 могут дополнительно включать один или более крестообразных элементов, предназначенных для придания жесткости проему, предотвращения прохождения створки затвора через проем и прочих целей.

Хотя изображенный затвор 20 включает три створки 42 затвора и соответствующие проемы 32, необходимо понимать, что диафрагма однонаправленного затвора в соответствии с настоящим изобретением, включающего сформированные в ней многочисленные створки затвора, может включать всего лишь две створки затвора, или четыре или более створок затвора, и изображенный затвор 20 с тремя створками 42 является всего лишь одним из примеров воплощений настоящего изобретения. В некоторых воплощениях настоящего изобретения затворы могут включать две или более раздельные диафрагмы. Каждый из проемов 32 предпочтительно должен быть окружен отдельной поверхностью 34 уплотнения, окружающей периметр проема 32. Поверхность 34 уплотнения обеспечивает поверхность, к которой плотно примыкает створка затвора, как будет описано далее, основание 30 предпочтительно должно также включать углубление 36, окружающее поверхность 34 уплотнения и сидящее ниже окружающей поверхности 38 основания 30. Каждый проем 32 и его поверхность 34 уплотнения могут иметь практически любую форму, если смотреть спереди (как на фиг.3). Так, например, поверхность 34 уплотнения и проем 32 могут быть квадратными, прямоугольными, круглыми, эллиптическими и т.д. Форма поверхности 34 уплотнения не обязательно должна соответствовать форме проема 32, и наоборот. Так, например, проем 32 может быть квадратным, а поверхность 34 уплотнения может быть круглой. Однако предпочтительно, чтобы поверхности 34 уплотнения и проемы 32 имели в целом прямоугольное поперечное сечение, если смотреть против направления потока газа.

Как показано на фиг.4 и 5, неподвижная диафрагма 40 включает набор сформированных в ней отдельных створок 42 затвора, так что над каждым из проемов 32 в основании 30 располагается по одной створке 42 затвора. Каждая из створок 42 затвора включает свободный край 44, сформированный по всей толщине диафрагмы 40. В показанном воплощении свободный край 44 определяется граничной прорезью 45, сформированной в диафрагме 40. Каждая из створок 42 затвора включает также петлю 46, расположенную напротив свободного края 44. Можно сказать, что петля расположена в области диафрагмы 40, в которой створка 42 затвора прикрепляется к остальной части диафрагмы 40.

В некоторых воплощениях диафрагма 40 может быть больше сформированных в ней створок 42 затвора, как показано на фиг.4. В частности, створки 42 затвора могут включать свободные края 44, напротив которых расположены края 43 диафрагмы 40. Дополнительно следует заметить, что граничная прорезь 45 (которая в показанном воплощении определяет свободные края 44 створок 42 затвора и расположенные напротив них края 43 диафрагмы 40) может иметь любую подходящую ширину. Так, например, в некоторых воплощениях граничная прорезь 45 может практически не иметь ширины, в то время как в других воплощениях граничная прорезь может быть сформированой имеющей ширину, значительно большую ширины прорези, изображенной на фиг.4.

На фиг.4 каждая из створок 42 затвора показана в закрытом положении, в котором створка 42 затвора находится в контакте с поверхностью 34 уплотнения по периметру соответствующего проема 32. С этой точки зрения створки 42 затвора (определяемые свободными краями 44 и петлями 46) предпочтительно должны быть больше, чем поверхности 34 уплотнения, протяженные по периметру каждого из проемов 32. На фиг.5 створки 42 затвора показаны в открытом положении. В открытом положении по меньшей мере часть каждой из створок 42 затвора (включая свободные края 44) отходит от поверхности 34 уплотнения так, что через проемы 32 и через зазоры между створкам 42 затвора и поверхностями 34 уплотнения может проходить воздух из внутреннего газового пространства маски во внешнее газовое пространство. Предпочтительно, чтобы когда створки 42 затвора находятся в открытом положении, по меньшей мере часть каждой из створок 42 затвора, с одной стороны петель 46, находилась в контакте с основанием 30.

С другой стороны, створки 42 затвора могут быть охарактеризованы как имеющие неподвижную часть и подвижную часть, и при этом при работе затвора неподвижная часть створки 42 затвора остается зафиксированной, или неподвижной относительно основания 30, а подвижная часть движется, позволяя воздуху проходить через затвор. По меньшей мере в некоторых воплощениях петля 46 может быть расположена по меньшей мере практически в месте, отделяющем неподвижную часть створки 42 затвора от подвижной части створки 42 затвора.

Поверхность 34 уплотнения, контактирующая со створкой 42 затвора, предпочтительно должна иметь практически равномерно гладкую форму для обеспечения хорошего уплотнения между поверхностью 34 уплотнения и створкой 42 затвора. Поверхность 34 уплотнения предпочтительно должна лежать в одной плоскости с остальной частью повер