專利名稱：具有備用的防吸入煙塵裝置的面罩及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明的背景本發(fā)明涉及一種使用安全的消防設備和方法，特別涉及那些用來在迫近的、有生命危險的情況中保護消防員以免吸入煙塵的消防設備和方法。
在危險環(huán)境中工作人員通常都帶上呼吸面罩。這種面罩的其中一種類型是僅在使用者的鼻部和嘴部上方延伸，并包含呼吸空氣所通過的一活性炭過濾器。該過濾器可將顆粒和有毒物質從空氣中除去。但是，由于這種類型的呼吸設備在很多出現(xiàn)火情和煙霧的環(huán)境中不適當、不可靠或不安全，因此大多數(shù)的消防部門通常都禁止使用這種呼吸設備。
相反，當需作出緊急響應的個人，諸如消防員進入燃燒的建筑物時，它們通常都被準許使用更為安全的自持式呼吸設備。這種呼吸設備包括一壓縮空氣儲罐；以及一壓力調節(jié)器，它能以可被消防員所承受的恒定壓力來供送空氣。一軟管將所述空氣調節(jié)器與一戴在消防員面部上的、罩住整個面部的面罩相連。該面罩包括一供消防員呼出空氣的出口和一透明的面盔。當使用者戴上面罩時，面罩不僅可以在使用者面部上方提供可吸入空氣的封閉容積，而且還可以保護消防員的眼睛免受周圍煙塵的影響。具有一罩住整個面部的面罩的自持式呼吸設備通常就是那種被消防部門批準的、具有防吸入煙塵裝置的呼吸設備。
消防員呼吸設備的儲罐的空氣供送是有限的。雖然設置有警告機構以便當空氣供送量較低時警告消防員，但是，經(jīng)常還是有可能出現(xiàn)以下情況，即，在供送的空氣用盡之前，消防員不能走出燃燒的建筑物。此外，還有可能出現(xiàn)以下情況，即，由于例如建筑物倒塌，消防員可能會被困在燃燒的建筑物內，或者可能會迷失在較大的煙塵彌漫的區(qū)域內，諸如一購物商場。消防員還可能會以某種方式的受傷或失去能力并變得不能移動。在這些情況中，消防員可能用光可吸入的空氣，并且將有死亡的危險。因此，希望能提供另一種呼吸設備，它可以在這些迫近的、有生命危險的緊急情況中使用，防止吸入煙塵。
雖然可以在準許的自持式呼吸設備上設置一種活性炭型嘴部過濾器，以在緊急情況中供消防員備用，但是，消防部門的官員們常常擔心的是這些裝置可以在消防作業(yè)的通常過程中常規(guī)使用，但不能供迫近的、有死亡危險的情況之用。因此，官員們斷然禁止使用這些裝置。因此，希望能提供一種可以為消防員配給備用呼吸裝置的方法，它可以限制備用呼吸裝置用于相當緊急的、迫近的、有死亡危險的情況中。人們還希望能提供這樣一種機構，它可以使消防員迅速地識別出先期使用的情況，而且消防部門官員可以檢測這種應急呼吸裝置是否未經(jīng)批準而使用。
在本申請人的美國專利5,524,616中描述了各種可以在相當緊急的、迫近的、有死亡危險的情況中為消防員提供備用呼吸機會的方法和設備，該專利的內容援引在本文中作為參考。
本發(fā)明的概述本發(fā)明的總目的在于提供一種可靠的應急呼吸系統(tǒng)和方法，以在最后求助的、迫近的、有死亡危險的情況中保護消防員以免吸入煙塵，并在消防作業(yè)的通常過程中禁止使用這種呼吸裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種能在緊急呼吸方法中使用的證明使用的容器(container)，它可以清楚地指明所述呼吸設備已經(jīng)使用。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種用于緊急空氣過濾的專利方法中使用的經(jīng)進一步改進的呼吸設備，它可以減輕安裝和操作要求，同時還可以保持本發(fā)明的證明使用的優(yōu)點。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種可以被一受到危險的消防員迅速使用的緊急空氣過濾方法。
這些目的是由一種緊急空氣過濾設備來實現(xiàn)的，以便在迫近的、有生命危險的情況中保護消防員以免吸入煙塵和有毒的化學物質。應予認識的是，所有的消防作業(yè)經(jīng)驗都是有不同程度的生命危險。正如本說明書中和所附的權利要求書中所使用的那樣，術語“迫近的、有死亡危險的情況”和“迫近的、有生命危險的情況”指的是這樣一些情況在消防作業(yè)過程中消防員認識到周圍環(huán)境已將他置于迫近的、有死亡危險的情況之中。這些術語旨在與消防作業(yè)的以下通常過程相區(qū)分在消防員執(zhí)行其消防任務時，消防員意識到有選擇余地和機會可以保持安全以免死亡。
為了進一步增強本發(fā)明應急煙塵過濾系統(tǒng)的使用方便的特點，改進型設備設置了一固定于一傳統(tǒng)型自持式呼吸系統(tǒng)的面罩上的備用煙塵過濾器。所述備用煙塵過濾器是由一開關、閥或其它機械結構開動，該機械結構用于傳送來自于可吸入空氣源的空氣以穿過該煙塵過濾器。本發(fā)明的較為重要的證明使用的結構是為所述開關或傳送結構所設置的，以便在空氣通道內發(fā)生這種變化時作出證明。
開關機構和其證明使用的結構可以以各種方式進行構造。例如，改進型煙塵過濾系統(tǒng)可以使用一多口的面罩，它具有一中心口，用來承接來自于諸如壓縮空氣儲罐的可吸入空氣源的軟管；以及一個或多個用來連接各煙塵過濾器的側口。適于與本發(fā)明一起使用的多口式過濾器面罩是已知的，諸如例如美國賓西法尼亞州Pittsburgh市的MSA International制造的Ultra-Twin型面罩。
可以設計一手動開關或閥的使用，并通過各種結構證明其使用情況。一個例子可以包括當驅動所述開關時斷裂的一塑料護蓋或帶條。或者且更為耐用的，一蓋板可以在一橫向于空氣通道的凹槽內滑動。當所述蓋板被定位以堵塞空氣通道時，蓋板上的各可斷離的凸耳與所述凹槽壁面上的凹口相嚙合，從而將所述蓋板保持在閉合狀態(tài)。當所述蓋板被消防員撥動、以啟動空氣過濾裝置并打開其空氣通道時，各凸耳斷裂下來，從而可以提供所述空氣過濾裝置已被使用的指示作用。將所述開關板重新回到其初始位置不能使各凸耳回到它們最初的未斷裂狀態(tài)。因為在面罩的通常使用過程中就使用帶條或護蓋的情況而言，在消防員或其消防部門進行的設備管理過程的操作中，各凸耳是不容易斷裂和撕離的，所以這種用于證明使用過的機構是較佳的。
本發(fā)明可以讓消防員的管理人員可目測地檢測和監(jiān)控所述呼吸裝置的先前使用情況，從而在除了迫近死亡的情況之外不能加以使用。此外，使用標記還指明當過濾材料的除去有毒物質的能力可能已經(jīng)耗盡時，應該更換過濾材料。
附圖的簡要說明

圖1是采用本發(fā)明的一傳統(tǒng)型自持式呼吸設備的一面罩的一實施例的示意圖；圖2示出了圖1所示面罩的應急空氣過濾系統(tǒng)的連接情況；圖3是沿圖2中線3-3截取的剖視圖；圖4是所述面罩的下顎區(qū)域的放大圖；圖5是位于所述下顎區(qū)域的呼氣口的局部剖視的分解立體圖。
本發(fā)明的具體描述本發(fā)明旨在提供這樣一種方法，即，當諸如一自持式呼吸設備之類的標準呼吸源被用盡時，能為消防員提供一種用來供給可吸入空氣的應急裝置。這種方法旨在為消防員提供幾分鐘的額外呼吸時間，以迅速逃離有生命危險的場所。本發(fā)明還提供了將所述呼吸設備構造成具有證明使用作用的步驟，以便能由消防員提供使用責任。
這種方法可以用例如圖1所示的帶有傳統(tǒng)型消防員呼吸設備200的應急個人空氣過濾裝置來實施。
所述呼吸設備包括一壓縮空氣儲罐202，壓縮空氣可通過一壓力調節(jié)器204而送入軟管206內。軟管206從調節(jié)器204延伸至一面罩208，所述面罩208由一適于圍繞消防員頭部前部延伸的、橡膠制成的半護罩210形成。該彈性材料可以使所述半護罩在使用者頭部上方延展并與使用者頭部相一致，從而在其間形成空氣密封。位于所半護罩后部的各系帶212有助于將面罩固定于使用者的頭部上。一由透明塑料制成的窗216延伸橫過一位于消防員面部前部的半護罩210內的中心開口?？諝廛浌?06與一位于面罩208的下顎區(qū)域215的第一孔口214相連，從而將空氣送入由所述面罩形成的封套內。
現(xiàn)請參閱圖2，面罩208還具有一用于應急個人空氣過濾裝置220的第二孔口218。第二孔口218具有管形的橫截面222，并具有外螺紋，其上螺紋連接有過濾裝置220的內螺紋出口管223，由此可形成一空氣通道。過濾裝置220可以有或連接于一連接器(未示)，以與不同形狀和尺寸的口相連。
應急個人空氣過濾裝置220包括一濾毒器224，所述濾毒器采用傳統(tǒng)圓盤型設計，并在前表面228上具有一入口226，在后表面232上具有一出口230。一與前述過濾件134相同的過濾件234裝在濾毒器224內部以除去微粒，諸如來自于通過所述濾毒器的空氣的煙塵和有害蒸氣。
在使用之前，將一自粘式護蓋236粘附在所述濾毒器的入口226上方，由此為所述開口提供空氣密封作用。為了能在緊急狀況下使用空氣過濾裝置220，消防員可以抓住一大凸耳238以將護蓋236從濾毒器224上拉下來。所使用的粘結劑不能在取下護蓋之后重新將護蓋236粘附在所述入口上?；蛘?，可以將例如沿著所述入口的周緣留下一帶有殘留物信息、色碼或其它類似物的證明使用的帶條用作所述入口護蓋236。
在使用應急個人空氣過濾裝置220之前，由面罩208的第二孔口218形成的空氣通道也是封閉的。如圖2和圖3所示，第二孔口218在其一側上具有一狹槽狀開口240，并具有一自該開口延伸并橫過第二孔口內部的橫向內凹槽242。一塑料板244插入所述凹槽242內，并緊密地與該凹槽嚙合，以起一閥構件的作用，從而氣密地密封住過濾裝置出口。但是，塑料板可在所述凹槽內滑動。塑料板244具有一對凸耳246，該對凸耳從相對兩側突伸出來伸入第二孔口218內的橫向凹槽242的側壁內的各凹口248內。兩凸耳246要比塑料板244的主體來得薄，并且可以具有沿著每一凸耳和主體之間的界面切割的凹槽，因此一旦消防員將拉力作用在塑料板上可以使兩凸耳斷裂以使空氣過濾裝置220啟動。一拉耳252藉助一金屬絲254與塑料板244相連，以幫助消防員在遇到迫近的、有生命危險的緊急情況時滑動所述塑料板。一鎖耳250從塑料板244的主表面突伸出來，并能防止塑料板脫離第二孔口218。
作為斷裂式凸耳249的另一種變化形式，可以將一條其特征與護蓋236相同的一次性使用帶條施加在塑料板244和面罩208的外表面之間。一旦塑料板移動而打開第二孔口218，可以將該帶條從塑料板和面罩表面上或其中之一拉下來?；蛘?，可以將這種帶條永久地粘附于塑料板和面罩表面上，一旦塑料板移動將該帶條撕下來，以證明已使用。
通常，消防員是通過圖1所示面罩的第一孔口來從儲罐202吸取空氣的。如果消防員不能在儲罐內的空氣用盡之前離開危險環(huán)境，那么消防員可將護蓋236從應急個人空氣過濾裝置220的入口上拉下來，并拉動塑料板244以打開面罩上的第二孔口218。這種作法可以使消防員在遇到迫近的、有生命危險的緊急情況過程中、在儲罐202內的空氣用盡時，可呼吸到可吸入空氣的備用源。
護蓋236和塑料板244提供一些機械結構，藉助這些機械結構管理人員可以檢測空氣過濾裝置的使用情況，并在那些除了迫近的、有生命危險的情況之外不使用這些機械結構。此外，一旦回到消防員營地，還可以采用這些使用指示機構，檢測出哪些面罩需要更換它們的過濾裝置。
現(xiàn)請參閱圖4和圖5，一些面罩208在例如下顎區(qū)域215下方還具有一呼氣口260。呼氣口260是由一較短的管形突起262形成的，所述管形突起與一穿過下顎區(qū)域215下側的孔264連通。將一呼吸閥體266插入管形突起262內，直到緊抵住孔264周圍的邊沿274為止，并隨后將一呼氣瓣閥268插入緊抵住閥體266。管形突起262的外敞口端由一閥蓋270封閉，所述閥蓋具有一環(huán)圈272，所述環(huán)圈可以進入管形突起262內，并能將呼氣閥體266和呼氣瓣閥268保持得緊抵面罩孔264的邊沿274。在除了迫近的、有生命危險的情況之外的場合中，可以將一條如圖4所示的粘結帶280施加在閥蓋270和面罩208的本體之間，以將閥蓋保持在位。閥蓋270具有一通孔276，以使排出的空氣離開面罩，這將在下文中予以描述。
在面罩208的通常使用中，當從儲罐202供送空氣時，閥構件266和268被壓縮在閥蓋270和面罩邊沿274之間。在這種狀態(tài)下，當消防員從儲罐吸取空氣時，呼吸閥體266被一封閉呼氣口260的彈簧構件(constituent spring)偏壓。當消防員呼氣時，面罩內增大的空氣壓力克服彈簧力，從而將閥組件打開而形成一個用于呼出空氣的排氣通道。
在遇到迫近的、有生命危險的情況下，當儲罐202內的空氣耗盡時，除了啟動上述的應急空氣過濾裝置220以外，消防員可將閥蓋270向下拉。一保持機構(未示)可防止閥蓋被完全拉出管形突起262。這種作用可使帶條280從閥蓋或面罩上撕開或剝離，從而能提供呼氣口處于使用應急空氣過濾裝置這樣一種狀態(tài)的證據(jù)。閥蓋27的這種方式的移動可釋放位于呼吸閥體266內的彈簧的偏壓力，進而可釋放閥蓋和面罩孔邊沿274之間的各閥構件的壓縮狀態(tài)。當消防員呼吸時，由于彈簧偏壓力被釋放，呼氣瓣閥268控制呼氣口260的開啟和閉合。
雖然上面已結合較佳實施例對本發(fā)明進行了較詳細的描述，但不應認為這是對本發(fā)明有所限制。相反，本發(fā)明的正確的保護范圍應包括那些在本技術領域的熟練人員的權限內的種種變型。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求書來限定。
權利要求
1．一種自持式呼吸設備，它能在遇到迫近的、有生命危險的情況作出個人的應急響應時防止吸入煙塵，并且能限制其使用僅限于迫近的。有生命危險的場合，所述裝置包括一將戴在一消防員面部上的面罩，它具有一第一孔口和第二孔口，所述第一孔口與將可吸入的空氣供送至所述面罩的一軟管相連；一個人空氣過濾裝置，它可以在迫近的、有生命危險的情況中，在通過所述軟管供送的可吸入空氣耗盡或供送出現(xiàn)故障時，防止消防員吸入煙塵，所述個人空氣過濾裝置包括一具有空氣可通過其而進入的一入口的濾毒器；一與所述面罩的第二孔口連通的出口；位于所述濾毒器內部的過濾介質，空氣在所述入口和所述出口之間流過所述過濾介質；以及一第一證明使用機構，它封住所述濾毒器的所述入口和所述出口的其中一個，并與所述濾毒器和所述面罩的其中一個操作性相連，以指示個人空氣過濾裝置的使用情況。
2．如權利要求1所述的自持式呼吸設備，其特征在于，所述第一證明使用機構包括一以這樣一種方式施加在所述入口上方的可拆卸的護蓋在取下之后禁止重新施加所述護蓋。
3．如權利要求1所述的自持式呼吸設備，其特征在于，所述第一證明使用機構包括一可釋放地封住所述面罩的第二孔口的閥構件。
4．如權利要求3所述的自持式呼吸設備，其特征在于，所述證明使用機構包括一自所述閥構件延伸并且一旦使用個人空氣過濾裝置時可以斷離的凸耳。
5．如權利要求1所述的自持式呼吸設備，其特征在于，它還包括第二證明使用機構，它封住所述濾毒器的所述入口和所述出口的其中另一個，并與所述濾毒器和所述面罩其中的另一個操作性相連，以指示個人空氣過濾裝置的使用情況。
6．如權利要求5所述的自持式呼吸設備，其特征在于，所述第二證明使用機構包括一可釋放地封住所述面罩的第二孔口的閥構件。
7．如權利要求1所述的自持式呼吸設備，其特征在于，所述面罩還包括一具有一閥機構的呼氣口，當通過所述第一孔口供送空氣到所述面罩時所述閥機構處于第一狀態(tài)，當通過所述第二孔口供送空氣到所述面罩時所述閥機構處于第二狀態(tài)；以及另一證明使用機構，它指示所述呼氣口的閥機構是否已經(jīng)處于第二狀態(tài)。
8．一種自持式呼吸設備，它能在遇到迫近的、有生命危險的情況作下出個人的應急響應時防止吸入煙塵，并且能限制其使用于迫近的、有生命危險的場合，所述裝置包括一將戴在一作出應急響應人的面部上的面罩，它具有一第一孔口和第二孔口，所述第一孔口與一將可吸入的空氣供送至所述面罩的軟管相連；一個人空氣過濾裝置，它可以在迫近的、有生命危險的情況中，在通過所述軟管供送的可吸入空氣耗盡或供送出現(xiàn)故障時，防止吸入煙塵，所述個人空氣過濾裝置包括一具有空氣可通過其而進入的一入口的濾毒器；一與所述面罩的第二孔口連通的出口；位于所述濾毒器內部的過濾介質，空氣在所述入口和所述出口之間流過所述過濾介質；以及一第一證明使用機構，它封住所述濾毒器的所述入口，并與所述濾毒器操作性相連，以指示個人空氣過濾裝置的使用情況。
9．如權利要求8所述的自持式呼吸設備，其特征在于，所述第一證明使用機構包括一以這樣一種方式施加在所述入口上方的可拆卸的護蓋在取下之后禁止重新施加所述護蓋。
10．如權利要求8所述的自持式呼吸設備，其特征在于，它還包括一可釋放地封住所述面罩的第二孔口的閥構件。
11．如權利要求10所述的自持式呼吸設備，其特征在于，它還包括一第二證明使用機構，它與所述閥構件操作性相連，以指示個人空氣過濾裝置的使用情況。
12．如權利要求11所述的自持式呼吸設備，其特征在于，所述第二證明使用機構包括一自所述閥構件延伸并且一旦使用個人型空氣過濾裝置時可以斷離的凸耳。
13．如權利要求8所述的自持式呼吸設備，其特征在于，所述面罩還包括一具有一閥機構的呼氣口，當通過所述第一孔口供送空氣到所述面罩時所述閥機構處于第一狀態(tài)，當通過所述第二孔口供送空氣到所述面罩時所述閥機構處于第二狀態(tài)；以及另一證明使用機構，它指示所述呼氣口的閥機構是否已經(jīng)處于第二狀態(tài)。
14．一種用來貯藏和準備一自持式呼吸設備的方法，它能在遇到迫近的、有生命危險的情況作出個人的應急響應防止吸入煙塵，并且能限制其使用于迫近的、有生命危險的場合，所述方法包括以下步驟以一種使用證明的方式來構造一煙塵過濾器，從而能永久地指示用于呼吸的煙塵過濾器的使用情況；將一導管連接在所述呼吸設備的面罩的第一孔口和可吸入的空氣的儲罐之間；將所述煙塵過濾器連接于所述面罩的第二孔口，以便當可吸入空氣儲罐內的空氣耗盡時過濾消防員所呼吸的空氣。
15．如權利要求14所述的方法，其特征在于，連接所述煙塵過濾器的步驟包括用一操作地連接于所述第二孔口的證明使用機構可釋放地密封住所述第二孔口，以指示煙塵過濾器的使用情況。
16．如權利要求15所述的方法，其特征在于，連接所述煙塵過濾器的步驟還包括將一可釋放的護蓋設置在煙塵過濾器的一入口上方，其中所述可釋放的護蓋包括一操作性連接的證明使用機構，以指示煙塵過濾器的使用情況。
17．如權利要求14所述的方法，其特征在于，連接煙塵過濾器的步驟包括將一可釋放的護蓋設置在煙塵過濾器的一入口上方，其中所述可釋放的護蓋包括一操作性連接的證明使用機構，以指示煙塵過濾器的使用情況。
18．一種用來貯藏和準備一個人空氣過濾裝置的方法，它能在消防員遇到迫近的、有生命危險的情況時防止吸入煙塵，并且能由消防員來限制其使用于迫近的、有生命危險的場合，所述方法包括以下步驟以一種使用證明的機械結構來構造一煙塵過濾器，從而能永久地指示用于呼吸的煙塵過濾器的使用情況；為消防員提供一自持式呼吸設備，它包括一面罩，所述面罩具有一第一孔口和一第二孔口，所述第一孔口藉助導管連接于可吸入空氣儲罐，以便在處于不可呼吸的環(huán)境中時進行首先的使用，煙塵過濾器與該第二口相連，用于當可吸入空氣儲罐內的空氣耗盡時，過濾消防員呼吸的空氣；當處于不可呼吸的環(huán)境中時，所述消防員首先使用所述自持式呼吸裝置以從所述儲罐吸取空氣；一旦儲罐內的空氣耗盡，所述消防員可以啟動煙塵過濾器作為可吸入空氣源，這種啟動作業(yè)包括突破所述證明使用機構，以利用所述煙塵過濾器，從而可證明使用了所述煙塵過濾器；在逃離了不可呼吸耗盡之后，一第三人檢查所述證明使用機構；以及該消防員對所述煙塵過濾器的使用情況作出說明。
全文摘要
一種用于個人作出應急響應的自持式呼吸設備(200)具有面罩(208),面罩第一孔口(214)藉助一軟管(206)與壓縮空氣儲罐相連。藉助將一面罩構造成具有一濾毒器(224)可在迫近的有生命危險的情況中提供備用的防止吸入煙塵的保護,所述濾毒器具有一過濾介質(234)、空氣可進入的一入口(226)、以及一用來連接于面罩第二孔口(218)的出口連接件(230)。在通常情況下,是從儲罐來為面罩供送空氣的,但是如果儲罐所供送的空氣耗盡,則可以啟動濾毒器。一證明使用機構可操作地連接于所述濾毒器,以指示空氣過濾系統(tǒng)的使用情況。該機構可以是一施加在入口上方的不可以再使用的護蓋(236),以及/或一位于面罩第二孔口內的閥,它具有一當閥打開時可以斷離的部分。
文檔編號A62B18/08GK1219883SQ97195067
公開日1999年6月16日 申請日期1997年5月27日 優(yōu)先權日1996年5月28日
發(fā)明者D·史密斯, F·G·莫頓, K·納爾遜 申請人:生命保護股份有限公司