Однонаправленные клапаны и фильтрующие лицевые маски, содержащие однонаправленные клапаны

Однонаправленные клапаны и фильтрующие лицевые маски, содержащие однонаправленные клапаны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область применения

Настоящее изобретение в целом относится к однонаправленным клапанам, и в частности, к выдыхательным клапанам, и в особенности, к консольным выдыхательным клапанам, а также к фильтрующим лицевым маскам, содержащим такие клапаны.

Уровень техники

Лица, работающие в загрязненной среде, как правило, носят фильтрующие лицевые маски для защиты от попадания в органы дыхания переносимых воздухом загрязнителей. Фильтрующие лицевые маски, как правило, имеют волокнистый или иной поглощающий фильтр, который может удалять из воздуха загрязнители в виде частиц или газов. При ношении в загрязненной среде лицевой маски пользователи испытывают удовлетворение от того, что они знают, что они обеспечены защитным средством, снимающим угрозу для их здоровья, но с другой стороны, они испытывают временный дискомфорт от избыточного количества тепла, влаги, выдыхаемого воздуха, образующихся вокруг их лица. Чем выше степень дискомфорта, тем выше вероятность, что пользователь может снять маску с лица, чтобы устранить неприятное ощущение.

Для уменьшения вероятности снятия пользователем маски с лица в загрязненной среде производители фильтрующих лицевых масок часто устанавливают на основу маски выдыхательный клапан, позволяющий теплу, влаге и воздуху быстро выйти из внутреннего пространства маски. Быстрое удаление выдыхаемого воздуха обеспечивает лучшее охлаждение внутреннего пространства маски, что повышает безопасность рабочего, потому что снижается вероятность снятия пользователем маски с лица для устранения горячей и влажной среды, образующейся вокруг его носа и рта.

В течение многих лет в имеющихся в продаже респираторных масках используются «кнопочного» типа выдыхательные клапаны, предназначенные для быстрого выведения выдыхаемого воздуха из внутреннего пространства маски. В кнопочного типа клапанах, как правило, используется тонкая, круглая и гибкая заслонка в качестве механического подвижного элемента, который позволяет выдыхаемому воздуху быстро выйти из внутреннего пространства маски. Заслонка центрально крепится к седлу клапана посредством штифта, проходящего через ее центр. Примеры кнопочного типа клапанов описаны в патентах США 2072516, 2230770, 2895472, и 4630604. При выдыхании воздуха человеком периферийная часть заслонки отходит от седла клапана, позволяя воздуху выйти из внутреннего пространства маски.

Кнопочные клапаны стали значительным прорывом на пути к повышению комфорта пользователя, однако исследователями были сделаны и другие усовершенствования, одно из которых описано в патенте США 4934362 (автор Braun). В клапане, описанном в данном патенте, используется параболическое седло и удлиненная гибкая заслонка. Как и в кнопочном клапане, в клапане Braun также имеется установленная по центру заслонка, которая имеет периферийную часть, которая во время выдыхания отходит от поверхности седла, позволяя выдыхаемому воздуху выйти из внутреннего пространства маски.

После усовершенствования, предложенного Braun, еще одно новшество в области выдыхательных клапанов было предложено Japuntich с соавторами - смотри патент США 5325892 и 5509436. В клапане, предложенном Japuntich с соавторами, используется заслонка, закрепленная не по центру в виде консоли, что позволяет уменьшить давление при выдыхании, требующееся для открытия клапана. Более низкое давление для открытия клапана означает уменьшение усилия на его открытие, то есть что пользователю не придется усиленно дышать для выпуска выдыхаемого воздуха из внутреннего пространства маски.

После предложенного Japuntich с соавторами клапана были предложены и прочие конструкции клапана, закрепленного кеонсольно со смещением относительно его центра - смотри патенты США 5687767 и 6047698. Клапаны такой конструкции иногда называют выдыхательными клапанами «шиберного» типа.

В некоторых клапанах шиберного типа на внутренней поверхности корпуса клапана имеется выступ или ребро для предотвращения прилипания гибкой заслонки к внутренней поверхности клапана во время его использования, например, вследствие образования конденсата при дыхании.

Сущность изобретения

Несмотря на то, что известные конструкции клапанов достаточно успешно справляются с задачей повышения комфорта пользователя за счет улучшенного выпуска выдыхаемого воздуха из внутреннего пространства маски, клапаны в соответствии с настоящим изобретением включают один или более выступов или ребер измененной структуры, характеризуются минимальной габаритной высотой клапана, минимальным габаритным объемом клапана, и/или минимальным произведением «объем×мощность×скорость утечки» что, как будет описано ниже, может обеспечивать дополнительные преимущества в виде повышения эффективности работы клапана и повышения комфорта пользователя.

В одном из воплощений настоящего изобретения обеспечивается однонаправленный клапан для использования с фильтрующей лицевой маской. Однонаправленный клапан может быть расположен таким образом, что он будет обеспечивать связь по текучей среде между первым газовым пространством и вторым газовым пространством. Однонаправленный клапан может включать седло клапана, содержащее поверхность уплотнения и отверстие, расположенное таким образом, что оно обеспечивает связь по текучей среде между первым газовым пространством и вторым газовым пространством, и заслонку. Заслонка может быть гибкой и может быть соединена с седлом клапана таким образом, что в закрытом положении заслонка находится в контакте с поверхностью уплотнения, и заслонка может отгибаться от поверхности уплотнения, переходя в открытое положение. Когда заслонка находится в закрытом положении, первое газовое пространство и второе газовое пространство не находятся в связи по текучей среде через отверстие, а когда заслонка находится в открытом положении, первое газовое пространство и второе газовое пространство находятся в связи по текучей среде через отверстие. Заслонка может иметь закрепленный конец и свободный конец. Однонаправленный клапан может дополнительно включать корпус, расположенный таким образом, что он по меньшей мере частично покрывает седло клапана и заслонку. Высота корпуса может составлять не более, чем примерно 1,25 см. Расстояние между заслонкой и поверхностью уплотнения на свободном конце заслонки при открытом положении заслонки может составлять по меньшей мере 0,35 см.

Во втором воплощении настоящего изобретения предлагается однонаправленный клапан для использования с фильтрующей лицевой маской.

Однонаправленный клапан может быть расположен таким образом, что он будет обеспечивать связь по текучей среде между первым газовым пространством и вторым газовым пространством. Однонаправленный клапан может включать седло клапана, содержащее поверхность уплотнения и отверстие, расположенное таким образом, что оно обеспечивает связь по текучей среде между первым газовым пространством и вторым газовым пространством, и заслонку. Заслонка может быть гибкой и может быть соединена с седлом клапана таким образом, что в закрытом положении заслонка находится в контакте с поверхностью уплотнения, и заслонка может отгибаться от поверхности уплотнения, переходя в открытое положение. Когда заслонка находится в закрытом положении, первое газовое пространство и второе газовое пространство не находятся в связи по текучей среде через отверстие, а когда заслонка находится в открытом положении, первое газовое пространство и второе газовое пространство находятся в связи по текучей среде через отверстие. Заслонка может иметь закрепленный конец и свободный конец. Однонаправленный клапан может дополнительно включать корпус, расположенный таким образом, что он по меньшей мере частично покрывает седло клапана и заслонку. Корпус может иметь переднюю часть и заднюю часть, при этом передняя часть корпуса является проксимальной по отношению к свободному концу заслонки, а задняя часть корпуса является проксимальной по отношению к закрепленному концу заслонки. Однонаправленный клапан может дополнительно включать выступ, соединенный с внутренней поверхностью корпуса и расположенный таким образом, что он будет выступать вовнутрь от внутренней поверхности. Выступ может иметь высоту, и высота может в целом уменьшаться в сторону передней части корпуса.

В третьем воплощении настоящего изобретения предлагается однонаправленный клапан для использования с фильтрующей лицевой маской. Однонаправленный клапан может быть расположен таким образом, что он будет обеспечивать связь по текучей среде между первым газовым пространством и вторым газовым пространством. Однонаправленный клапан может включать седло клапана, содержащее поверхность уплотнения и отверстие, расположенное таким образом, что оно обеспечивает связь по текучей среде между первым газовым пространством и вторым газовым пространством, и заслонку. Заслонка может быть гибкой и может быть соединена с седлом клапана таким образом, что в закрытом положении заслонка находится в контакте с поверхностью уплотнения, и заслонка может отгибаться от поверхности уплотнения, переходя в открытое положение. Когда заслонка находится в закрытом положении, первое газовое пространство и второе газовое пространство не находятся в связи по текучей среде через отверстие, а когда заслонка находится в открытом положении, первое газовое пространство и второе газовое пространство находятся в связи по текучей среде через отверстие. Однонаправленный клапан может дополнительно включать корпус, расположенный таким образом, что он по меньшей мере частично закрывает седло клапана и заслонку, выступ, соединенный с внутренней поверхностью корпуса и расположенный таким образом, что он будет выступать вовнутрь от внутренней поверхности. Выступ может иметь дистальную поверхность, которая может иметь профиль, в сущности повторяющий профиль заслонки, когда заслонка находится в открытом положении.

Еще в одном воплощении настоящего изобретения предлагается однонаправленный клапан для использования с фильтрующей лицевой маской. Однонаправленный клапан может быть расположен таким образом, что он будет обеспечивать связь по текучей среде между первым газовым пространством и вторым газовым пространством. Однонаправленный клапан может включать седло клапана, содержащее поверхность уплотнения и отверстие, расположенное таким образом, что оно обеспечивает связь по текучей среде между первым газовым пространством и вторым газовым пространством, и заслонку. Заслонка может быть гибкой и может быть соединена с седлом клапана таким образом, что в закрытом положении заслонка находится в контакте с поверхностью уплотнения, и заслонка может отгибаться от поверхности уплотнения, переходя в открытое положение. Когда заслонка находится в закрытом положении, первое газовое пространство и второе газовое пространство не находятся в связи по текучей среде через отверстие, а когда заслонка находится в открытом положении, первое газовое пространство и второе газовое пространство находятся в связи по текучей среде через отверстие. Заслонка может иметь закрепленный конец и свободный конец. Однонаправленный клапан может дополнительно включать корпус, расположенный таким образом, что он по меньшей мере частично закрывает седло клапана и заслонку. Однонаправленный клапан может иметь произведение «объем×мощность×скорость утечки», составляющее не более, чем примерно 150 мВт×(см³)²/с при расходе воздуха не более 85 дм³/мин, и/или не более, чем примерно 35 мВт×(см²/с при расходе воздуха не более 40 дм³/мин.

Прочие элементы и воплощения настоящего изобретения будут ясны из приводимого ниже подробного описания и прилагаемых чертежей.

Краткое описание чертежей

Фиг.1. Аксонометрический вид фильтрующей лицевой маски в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения, содержащей однонаправленный клапан в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.

Фиг.2. Аксонометрический вид спереди однонаправленного клапана, изображенного на фиг.1.

Фиг.3. Аксонометрический вид сверху однонаправленного клапана, изображенного на фиг.1-2.

Фиг.4. Аксонометрический вид снизу однонаправленного клапана, изображенного на фиг.1-3.

Фиг.5. Вид спереди однонаправленного клапана, изображенного на фиг.1-4.

Фиг.6. Вид сбоку однонаправленного клапана, изображенного на фиг.1-5.

Фиг.7. Однонаправленный клапан, изображенный на фиг.1-6, в разобранном виде.

Фиг.8. Сечение однонаправленного клапана, изображенного на фиг.1-7, находящегося в закрытом состоянии.

Фиг.9. Сечение однонаправленного клапана, изображенного на фиг.1-8, находящегося в открытом состоянии.

Фиг.10. Сечение однонаправленного клапана в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения, находящегося в закрытом состоянии.

Фиг.11. Сечение однонаправленного клапана в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения, находящегося в закрытом состоянии.

Подробное описание изобретения

Ниже приводится подробное описание воплощений настоящего изобретения. При этом следует понимать, что применение настоящего изобретения не ограничивается конструкцией и расположением компонентов, описанных ниже и изображенных на прилагаемых чертежах. Изобретение допускает и иные воплощения, которые могут быть выполнены или использованы различными способами. Кроме того, следует понимать, что терминология и фразы, используемые далее, используются в целях описания настоящего изобретения, и не должны рассматриваться как ограничивающие его. Использование терминов «включающий», «содержащий», «имеющий», а также производных от них в контексте настоящего описания означает, что они относятся к объектам, перечисляемым после них, их эквивалентам, а также к возможным дополнительным объектам. Если явно не указано или не исключено иное, термины «установлен», «связан», «поддерживается» и «соединен», а также производные от них, включают как прямые, так и косвенные способы установки, связи, поддержки и соединения. Кроме того, использование терминов «связан» и «соединен» не ограничено физическими или механическими способами установления связи и соединения. Подразумевается, что возможны и прочие воплощения изобретения, и в них возможны структурные и логические изменения без отхода от масштабов настоящего изобретения. Кроме того, такие термины, как «передний», «задний», «верхний», «нижний» и им подобные, используются только для описания отношений элементов друг к другу, и ни в коем случае не означают и не подразумевают обязательной или требуемой ориентации устройства, и не используются для указания, как описанное ниже изобретение будет установлено, ориентировано или расположено при его использовании.

Настоящее изобретение в целом относится к однонаправленным клапанам, и в частности, к выдыхательным клапанам, и в особенности, к консольным выдыхательным клапанам, а также к фильтрующим лицевым маскам, содержащим такие клапаны. Настоящее изобретение относится также к однонаправленным клапанам, имеющим низкий профиль, а именно, к имеющим уменьшенную габаритную (максимальную) высоту и/или уменьшенный габаритный объем. Настоящее изобретение относится также к однонаправленным клапанам, характеризующимся уменьшенным произведением «объем×мощность×скорость утечки», в частности, по сравнению с существующими клапанами. Настоящее изобретение относится также к консольным однонаправленным клапанам, содержащим выступ или ребро, соединенное с внутренней поверхностью корпуса клапана, и гибкой заслонке, имеющей закрепленный конец и свободный конец, и при этом упомянутый выступ препятствует прилипанию заслонки к внутренней поверхности корпуса, и может иметь высоту, которая в целом уменьшается по направлении к передней части клапана (то есть, в направлении к свободному концу гибкой заслонки).

Кроме того, клапаны в соответствии с настоящим изобретением могут меньше выступать из респиратора или фильтрующей лицевой маски, с которой они соединены, что может уменьшать степень закрытия взора для пользователя перед таким респиратором или такой маской. Кроме того, клапаны в соответствии с настоящим изобретением могут обеспечивать меньшее попадание в них летящих частиц, в частности, за счет того, что меньшая площадь клапана открыта для летящих частиц.

Выражение «расход воздуха» в целом означает перемещение воздуха в количестве, отличном от нуля.

Выражение «внешний воздух» в целом означает воздух, присутствующий в данном окружении, независимо от наличия воздухоочистительных или воздуходувных устройств в данном окружении.

Выражение «загрязнители» в целом относится к газам, парам и частицам (включая пыль, туман и дым), и/или прочим веществам, которые, как правило, не относят к газам, парам или частицами, но которые могут присутствовать в воздухе и являться вредными для человека.

Выражение «выдыхательный клапан» в целом относится к клапану, предназначенному для использования в респираторе для открытия в одном направлении под действием давления или силы со стороны выдыхаемого воздуха, и может также относиться к клапану, который открывается, чтобы позволить текучей среде выйти из внутреннего газового пространства фильтрующей лицевой маски.

Выражение «выдыхаемый воздух» в целом относится к воздуху, выдыхаемому лицом, носящим респиратор.

Выражение «выдыхаемый поток» в целом относится к потоку воздуха, проходящего через проем выдыхательного клапана во время выдоха.

Выражение «внешнее газовое пространство» в целом относится к внешнему атмосферному газовому пространству, в которое входит выдыхаемый газ после прохождения через основу маски и/или выдыхательный клапан и за их пределы.

Термин «фильтр» или выражение «фильтрующий слой» в целом относятся к одному или более слоев материала, основной целью которых является удаление загрязнителей (таких, как частицы) из потока воздуха, проходящего через данный материал.

Выражение «гибкая заслонка» или термин «заслонка» (при этом подразумевается, что она выполнена гибкой) относится к объекту в форме листа, который может гнуться или изгибаться под действием силы, приложенной со стороны движущейся текучей среды, которой в случае выдыхательного клапана является выдыхаемый поток, а в случае вдыхательного клапана является вдыхаемый поток.

Выражение «вход текучей среды» в целом относится к области или части фильтрующего элемента, через которую может входить фильтрующая среда.

Выражение «выход текучей среды» в целом относится к области или части фильтрующего элемента, через которую может выходить фильтрующая среда.

Выражение «вдыхательный клапан» означает клапан, который открывается, позволяя текучей среде входить во внутреннее газовое пространство фильтрующей лицевой маски.

Выражение «внутреннее газовое пространство в целом относится к пространству между лицом пользователя и основой маски.

Термин «маска» в целом относится к структуре или устройству, которое может покрывать носи и рот человека, а выражение «основа маски» в целом относится к воздухопроницаемой структуре или устройству, которое может быть надето человеком по меньшей мере поверх носа и рта, и которое определяет внутреннее газовое пространство, отделенное от внешнего газового пространства.

Выражение «поверхность уплотнения» в целом относится к поверхности, которая находится в контакте с гибкой заслонкой, когда клапан находится в закрытом положении.

Термин «степень открытия клапана» в целом означает максимально возможное расстояние между свободным концом гибкой заслонки и поверхностью уплотнения, которое достигается, например, когда заслонка находится в открытом положении.

Термин «габаритная высота» (иногда именуемый также «максимальная высота», «суммарная высота», «эффективная высота» или «размер клапана в профиль») может использоваться для обозначения максимальной высоты клапана в соответствии с настоящим изобретением. Так, например, если высота клапана не постоянна по его площади, то габаритной высотой будет максимальная высота по данной площади.

Выражение «габаритная площадь» (иногда также именуемая «общая площадь», «максимальная площадь» или «эффективная площадь») может использоваться для обозначения площади основания клапана в соответствии с настоящим изобретением, и максимальной площади, которую клапан может занимать на основе, например, на фильтрующей лицевой маске.

Выражение «габаритный объем» (иногда именуемый также «суммарный объем», «максимальный объем» или «эффективный объем») может использоваться для обозначения максимального объема, который клапан в соответствии с настоящим изобретением может занимать в пространстве. Так, например, габаритный объем может быть рассчитан как произведение габаритной высоты на габаритную площадь.

На фиг.1 показана фильтрующая лицевая маска 50, содержащая однонаправленный клапан 100 в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения. Как показано на фиг.1, фильтрующая лицевая маска 50 может включать чашеобразную основу 52 маски, к которой может быть присоединен однонаправленный клапан 100. В некоторых воплощениях фильтрующая лицевая маска 50 может дополнительно включать носовой зажим (не показан), улучшающий посадку фильтрующей лицевой маски 50 поверх носа пользователя.

Однонаправленный клапан 100 может быть соединен с основой 52 маски с использованием любого подходящего способа, включая, например, способ, описанный в патенте США 6125849 (Williams с соавторами) или в публикации WO 01/28634 (Curran с соавторами). В воплощениях, в которых однонаправленный клапан 100 присоединяется к фильтрующей лицевой маске, такой, как фильтрующая лицевая маска 50, способом, изображенным на фиг.1, однонаправленный клапан может иметь конфигурацию, обеспечивающую его открытие под действием увеличения давления внутри фильтрующей лицевой маски 50. Увеличение давления может, например, происходить, когда пользователь фильтрующей лицевой маски 50 совершает выдох. В таких воплощениях однонаправленный клапан может иметь конфигурацию, при которой он остается закрытым в промежутках между дыхательными движениями и во время вдоха.

Основа 52 маски может быть выполнена с возможностью ее посадки поверх носа и рта пользователя, будучи при этом пространственно разнесенной с лицом пользователя, так что между лицом пользователя и внутренней поверхностью основы 52 маски образуется внутреннее газовое пространство, или пустота 54. В таких воплощениях фильтрующая лицевая маска 50 может определять первое, внутреннее газовое пространство 54 и второе, внешнее газовое пространство 56, и однонаправленный клапан 100 может быть выполнен таким образом, что он обеспечивает связь по текучей среде между первым газовым пространством 54 и вторым газовым пространством 56. Основа 52 маски может быть проницаема по текучей среде и может иметь проем (не показан), расположенный в том месте, в котором однонаправленный клапан 100 соединяется с основой 52 маски, так, чтобы выдыхаемый воздух мог выйти из внутреннего газового пространства 54 через однонаправленный клапан 100 без необходимости его прохождения через основу 52 маски. В некоторых воплощениях проем в основе 52 маски может быть расположен точно в месте, которое находится напротив рта пользователя при ношении им фильтрующей лицевой маски 50. В некоторых воплощениях, таких, как воплощение, изображенное на фиг.1, в сущности вся открытая поверхность основы 52 маски может быть проницаема для текучей среды, такой, как, например, вдыхаемый воздух.

Основа 52 маски может иметь криволинейную, близкую к полусферической, форму, как описано в патенте США 4807619 (Dyrud с соавторами), или может иметь любую другую требуемую форму. Так, например, основа 52 маски может быть чашеобразной маской, имеющей конструкцию, подобную конструкции маски, описанной в патенте США 4827924 (автор Japuntich). На фиг.1 изображена, только в качестве примера, фильтрующая лицевая маска 50, которая может быть сложена до плоского состояния в три сложения, когда она не используется, после чего она может быть развернута до чашеобразной формы для ее ношения - смотри также патент США 6123077 (Bostock с соавторами), а также промышленные образцы США Des. 431647 (Henderson с соавторами), Des. 424688 (Bryant с соавторами). Фильтрующая лицевая маска 50 может быть и многих других конфигураций, таких, как, например, складываемая до плоского состояния в два сложения, описанная в промышленном образце США 443927 (автор Chen). Основа 52 маски может быть также непроницаема для текучей среды, и к ней могут прикрепляться фильтрующие картриджи, как описано в патенте США 5062421 (Bums и Reischel). Кроме того, основа 52 маски может быть также выполнена для работы с положительным давлением на входе, в противоположность маскам, описанным выше и работающим при отрицательном давлении воздуха на входе. Примеры масок, работающих с положительным давлением на входе, приведены в патентах США 5 924 420 (Grannis с соавторами) и 4790306 (Braun с соавторами). Основа 52 фильтрующей лицевой маски 50 может быть также связана с автономным дыхательным аппаратом, подающим пользователю маски чистый воздух, как описано, например, в патентах США 5035239 и 4 971052. Основа 52 маски может иметь конструкцию, при которой она покрывает не только нос и рот пользователя (называемую обычно "полумаска"), но она может также закрывать глаза пользователя (в этом случае она обычно называется «полнолицевая маска»), то есть может обеспечивать защиту не только органов дыхания, но и органов зрения пользователя - смотри, например, патент США 5924420 (Reischel с соавторами). Основа 52 маски может быть пространственно разнесена с лицом пользователя, или она может ложиться вплотную на лицо, или располагаться в непосредственной близости к лицу пользователя. В любом случае фильтрующая лицевая маска 50 определяет внутреннее газовое пространство 54, в которое попадает выдыхаемый воздух перед тем, как выйти из внутреннего пространства фильтрующей лицевой маски 50 через однонаправленный клапан 100. Основа 52 маски может также иметь термохромное уплотнение по периферии, позволяющее пользователю легко определить наличие правильной посадки маски на лицо - смотри патент 5617849 (Springett с соавторами).

Для плотной посадки фильтрующей лицевой маски 50 на лицо и ее дальнейшего надежного удержания на лице и голове пользователя фильтрующая лицевая маска 50 может дополнительно включать один или более крепежных ремешков, завязок, резинок, или любые другие подходящие средства. Примеры крепежных ремней, которые могут использоваться для данной цели, приведены в патентах США 5394568 и 6062221 (Brostrom с соавторами) и 5464010 (автор Byram).

В некоторых воплощениях основа 52 маски может включать фильтрующий слой, который может работать, как вдыхательный фильтрующий элемент. Когда пользователь вдыхает воздух, воздух может всасываться через основу 52 маски, и переносимые воздухом частицы или другие загрязнители будут застревать в промежутках между волокнами фильтрующего слоя.

Фильтрующие материалы, которые могут использоваться для изготовления фильтрующей лицевой маски 50, могут содержать полотно из спутанных электрически заряженных микроволокон, в частности, микроволокон, выдуваемых из расплава (волокна типа BMF). Микроволокна могут иметь средний эффективный диаметр, составляющий примерно 20 мкм (микрометров) или менее, в некоторых воплощениях - от примерно 1 мкм до примерно 15 мкм, и в некоторых воплощениях - от примерно 3 мкм до примерно 10 мкм. Эффективный диаметр волокон может быть рассчитан, как описано в публикации Davies, С.N. The Separation of Airborne Dust and Particles, Institution of Mechanical Engineers, London, Proceedings IB. 1952. Полотна из микроволокон, выдуваемых из расплава (BMF) могут быть изготовлены, как описано в публикации Wente, Van A., Superfine Thermoplastic Fibers, Industrial Engineering Chemistry, том 48, страницы 1342 и далее (1956), или в отчете №4364 Исследовательских Лабораторий ВМС США «Manufacture of Superfine Organic Fibers» опубликованном 25 мая 1954, авторы Wente, Van A., Boone, C. D. и Fluharty, E. L. Будучи произвольно спутаны в полотно, волокна BMF имеют достаточную структурную целостность для последующей обработки данного полотна. Волокнистым полотнам может быть придан электрический заряд способами, описанными, например, в патентах США 4215682 (Kubik с соавторами) и 4592815 (автор Nakao).

Примеры волокнистых материалов, которые могут использоваться в качестве фильтров в основе 52 маски, описаны в патентах США 5 706 804 (Baumann с соавторами), 4419993 (автор Peterson), повторном Re 28102 (автор Mayhew), 5472481 и 5411576 (Jones с соавторами) и 5908598 (Rousseau с соавторами). Волокна могут включать полимеры, такие, как полипропилен и/или поли-4-метил-1-пентен (смотри патенты США 4874399 (Jones с соавторами) и 6 057 256 Dyrud с соавторами), и могут также включать атомы фтора и/или другие добавки - смотри патентную заявку США 09/109497 («Фторированный электрет»), а также патенты США 5025052 и 5099026 (Crater с соавторами), и могут также характеризоваться низким уровнем экстрагируемых углеводородов для повышения эффективности полотна - смотри также патенты США 6213122 (Rousseau с соавторами). Волокнистые полотна могут быть также изготовлены имеющими повышенную устойчивость к масляному туману, как описано в патентах США 4874399 (Reed с соавторами), 6238466 и 6068799 (оба Rousseau с соавторами).

В некоторых воплощениях основа 52 маски может также включать внутреннее и/или внешнее покровные полотна, которые могут с одной стороны, защищать фильтрующий слой от истирающих сил, и с другой стороны, удерживать волокна, которые могут случайно отделяться от фильтрующего слоя. Покровное полотно может также обладать фильтрующими свойствами, и может также делать фильтрующую лицевую маску 50 более удобной для пользователя. Покровные полотна могут быть сформированы из различных нетканых волокнистых материалов, например, из волокон типа спанбонд, которые содержат, например, полиолефины или полиэфиры (смотри, например, патенты США 6041782 (Angadjivand с соавторами), 4807619 (Dyrud с соавторами) и 4536440 (автор Berg).

На фиг.2-9 однонаправленный клапан 100 показан более подробно. Как показано на данных чертежах, однонаправленный клапан 100 включает переднюю часть 101, заднюю часть 103 и корпус 102 (имеющий соответственно переднюю часть и заднюю часть), который включает основание 104 и крышку 106 (иногда называемую «крышка клапана»), седло клапана 120, гибкую заслонку 122, вход 121 для текучей среды (образуемый, например, четырьмя проемами 110 в виде сегментов круга в основании 104, как показано на фиг.4), и выход 123 для текучей среды (образуемый, например, двумя боковыми отверстиями 112 и тремя фронтальными отверстиями 114 в крышке 106, как показано на фиг.2 и 3).

Как показано на фиг.7-9, седло 120 клапана может дополнительно включать внешнюю стенку 115, которая может окружать поверхность 124 уплотнения. Заслонка 122 может покоиться на поверхности 124 уплотнения и находиться в контакте с ней, находясь в первом, закрытом положении P₁) (как показано на фиг.8), и может также поддерживаться в виде консоли относительно седла 120 клапана, будучи удерживаемой поверхности 125 удержания заслонки (как показано на фиг.7). В силу такой консольной конструкции заслонки однонаправленного клапана 100 заслонка 122 может включать переднюю, свободную часть, или конец 126, и заднюю закрепленную часть (конец) 129. При достижении во внутреннем газовом пространстве 54 порогового давления (например, при выдохе), свободный конец 126 заслонки 122 может подниматься (то есть отгибаться) от поверхности 124 седла, в результате чего заслонка 122 переходит во второе, закрытое положение Р₂, как показано на фиг.9.

Примеры материалов, из которых может быть изготовлена гибкая заслонка 122, могут включать, не ограничиваясь ими, материалы, которые обеспечивают хорошее уплотнение между заслонкой 122 и седлом клапана 120. Такие материалы могут включать эластомеры, в том числе термоотверждаемые и термопластические, термопластики и пластомеры, и их сочетания.

Как показано на фиг.2-9, передняя часть 101 корпуса 102 в целом соответствует концу корпуса 102, который является проксимальным по отношению к переднему свободному концу 126 заслонки 122. Кроме того, задняя часть 103 корпуса 102 в целом соответствует концу корпуса 102, который является проксимальным по отношению к заднему закрепленному концу 129 заслонки 122.

Как показано на фиг.7-9, поверхность 124 уплотнения может быть в целом криволинейной в продольном направлении (по отношению к заслонке 122) и иметь вогнутое сечение (на виде сбоку, как показано на фиг.8-9), и может не находиться в одной плоскости с поверхностью 125, удерживающей заслонку, что обеспечивает прижатие заслонки к поверхности 124 уплотнения в нейтральном положении, например, когда пользователь не совершает ни вдоха, ни выдоха. В некоторых воплощениях, как показано на фиг.1-9, поверхность 124 может находиться по краю уплотнительного гребня 127. Заслонка может также иметь кривизну в поперечном направлении, приданную ей, как описано в патенте США 5687767, выданном повторно как RE 37974 (автор Bowers). И хотя в отношении показанных воплощений поверхность 124 уплотнения показана и описана как криволинейная, следует понимать, что она может быть и плоской, и находящейся в одной плоскости с поверхностью 125, удерживающей заслонку. Примеры таких плоских поверхностей уплотнения более подробно описаны в патентах США 7028689 и 7503326 (Martin с соавторами).

При совершении пользователем фильтрующей лицевой маски 50 выдоха выдыхаемый воздух может выходить из внутреннего газового пространства 54 как через основу 52 маски, так и через однонаправленный клапан 100, во внешнее газовое пространство 56. Наибольший комфорт для пользователя достигается, когда наибольший процент выдыхаемого воздуха выходит через однонаправленный клапан 100, а не через фильтрующую среду и/или прочие слои или материалы основы 52 маски. Выдыхаемый воздух может быть выпущен из внутреннего газового пространства 54 через отверстие 128 в однонаправленном клапане 100 за счет того, что выдыхаемый воздух отклоняет гибкую заслонку 122 от поверхности 124 уплотнения. Край периферии заслонки 122, соответствующий ее закрепленной, или неподвижной части 129, во время выдоха остается в сущности неподвижным, в то время как остальная часть 126 периферии заслонки 122 во время выдоха может быть отогнута от седла 120 клапана, и в частности, от поверхности 124 уплотнения.

Закрепленная часть 129 заслонки 122 может быть соединена с седлом 120 клапана по поверхности 125, удерживающей заслонку. Как показано на фиг.7-9, поверхность 125, удерживающая заслонку, может быть расположена не центрально, а на боковой стороне по отношению к отверстию 128. Заслонка 122 может быть прикреплена к поверхности 125 различными способами, включая, но не ограничиваясь ими: запрессовывание, защелкивание, магниты, «липучки», адгезивное скрепление, когезивное скрепление, механические зажимы, термосклеивание, прошивка, скобы, винты, гвозди, заклепки, штифты, отбортовка, сварка (например, звуковая или ультразвуковая), иные способы термического скрепления (например, приложение тепла и/или давления к одному или обоим скрепляемым компонентам), прочие подходящие способы скрепления и/или их сочетания.

Седло 120 клапана может дополнительно включать один или более штифтов 132, облегчающих крепление и обеспечивающих правильное расположение заслонки 122 на седле 120 клапана. Как показано на фиг.7, в некоторых воплощениях заслонка 122 может включать одну или более заглубленных областей, или канавок 131, по форме сопрягающихся со штифтами 132. Основание 104 корпуса 102 (и/или самого седла 120 клапана) может также включать фланец 133, которым может быть протяженным в стороны наружу от внешней стенки 115 седла 120 клапана у его основания, обеспечивая поверхность, которая может облегчать крепление однонаправленного клапана 100 к другому объекту или другой основе, такой, как, например, основа 52 маски.

Как было описано выше, на фиг.8 показана гибкая заслонка 122 в закрытом положении P₁ то есть покоящаяся на поверхности 124 уплотнения, а на фиг.9 показана та же гибкая заслонка 122 в открытом положении Р₂. Как показано на фиг.9, текучая среда может проходить через однонаправленный клапан 100 в целом в направлении, указанном стрелкой 134. В некоторых воплощениях заслонка 122 может иметь конструкцию, обеспечивающую ее работу в однонаправленном клапане 100 таким образом, что она будет динамическ