单向阀和包括单向阀的过滤面罩

摘要

本发明涉及一种用于同过滤面罩一起使用的单向阀。该阀可包括阀瓣，和阀座。该阀瓣可以是悬臂式的，并且可从阀座的密封表面挠曲至打开位置。该阀还可包括至少部分地覆盖阀座和阀瓣的壳体。在一些实施例中，壳体的高度不大于约1.25cm，同时当阀瓣处于打开位置时阀瓣和密封表面之间的距离为至少0.35cm。凸起可连接到壳体的内表面，并且凸起的高度可通常朝壳体的前部减小。在一些实施例中，凸起可具有一外形，当阀瓣处于打开位置时该外形基本上沿循阀瓣的外形。

说明书

技术领域

本发明整体涉及单向阀，且具体地讲涉及呼气阀，且更具体地讲涉及 悬臂式呼气阀，以及包括这种阀的过滤面罩。

背景技术

在污染环境中工作的人们为了避免吸入空气中的污染物，通常会佩戴 过滤面罩。过滤面罩通常具有纤维过滤器或吸附剂过滤器，能够除去空气 中的颗粒污染物及/或气体污染物。当在污染环境中佩戴面罩时，因为佩戴 者知道自身健康受到了保护，所以通常都很放心，但是与此同时，呼出的 暖湿空气积累在他们的脸部周围，却使他们感到不适。这种面部不适感越 强，佩戴者为了减轻不舒适状况而从自己脸上取下面罩的几率就越高。

为了减少在污染环境中佩带者从其脸上取下面罩的可能，过滤面罩制 造商通常在面罩体上安装呼气阀，使又暖又湿的呼出空气可以快速地从面 罩内排出。快速排出呼出空气会使面罩内更凉爽，因此使面罩戴起来更为 舒适，戴面罩的人从自己脸上取下面罩是为了消除积累在他们鼻部和口部 周围的又热又湿的环境，现在因为佩戴者取下面罩的可能性减小，所以反 过来又有利于工作人员的安全。

多年以来，商品化的呼吸面罩一直使用“按扣式”的呼气阀来排放面 罩内呼出的空气。按扣式阀门通常使用薄的圆形柔性阀瓣作为动态机械元 件，使呼出空气从面罩内逸出。阀瓣穿过中心阀杆中心安装在阀座上。例 如，美国专利2,072,516、2,230,770、2,895,472和4,630,604示出了按钮式 阀门的实例。当人呼气时，阀瓣的圆周部分从阀座上抬起，使空气从面罩 内逸出。

按钮式阀门代表了人们在试图提高佩戴者舒适性方面的进步，但是研 究人员也做过其它改进，Braun的美国专利4,934,362示出了其中一例改 进。该专利中描述的阀门使用抛物线形状的阀座和细长的柔性阀瓣。同按 钮式阀门一样，Braun的阀门也具有中心安装的阀瓣和阀瓣边缘部分，呼气 时，阀瓣边缘部分从密封面抬起，使呼出空气从面罩内逸出。

在Braun所做改进之后，Japuntich等人对呼气阀技术又作了另一创新 ——参见美国专利5,325,892和5,509,436。Japuntich等人的阀门使用以悬臂 方式偏心安装的单个柔性阀瓣，从而将开阀所需的呼气压力减到最小。当 开阀压力减到最小时，只需较小的力量就可以控制阀门，这就意味着在佩 戴者呼吸时，并不需要用力就能使呼出空气从面罩内排出。

在Japuntich等人的阀后所提出的其它阀门也使用了非中心安装的悬臂 式柔性阀瓣——参见美国专利5,687,767和6,047,698。具有这种结构的阀门 有时被称为“瓣式”呼气阀。

在某些瓣式阀中，将凸起或翅片设置在阀壳的内表面，以减轻在使用 时例如由呼吸冷凝所致的柔性阀瓣对壳体内表面的粘着。

发明内容

虽然已知阀产品已通过激励呼出空气离开面罩内而成功改进佩带者舒 适度，本发明的阀包括重建构造的凸起或翅片、最小化的总阀高度、最小 化的阀门突出体积、和/或最小化的功率-体积-漏率乘积中的一者或多者， 其如下所述可以提供改进阀性能和佩带者舒适度的更多有益效果。

本发明的某些方面提供用于同过滤面罩一起使用的单向阀。该单向阀 可被设置成在第一气体空间和第二气体空间之间提供流体连通。单向阀可 包括：阀座，该阀座包括密封表面和小孔，该小孔被设置成在第一气体空 间和第二气体空间之间提供流体连通；以及阀瓣。阀瓣可以是柔性的并可 连接到阀座，使得当阀瓣处于关闭位置时阀瓣与密封表面接触并且使得阀 瓣可从密封表面挠曲至打开位置。当阀瓣处于关闭位置时，第一气体空间 和第二气体空间未经由该小孔流体连通，并且当阀瓣处于打开位置时，第 一气体空间和第二气体空间经由该小孔流体连通。阀瓣可具有固定端和自 由端。该单向阀还可包括被设置成至少部分地覆盖阀座和阀瓣的壳体。壳 体的高度可以不大于约1.25cm。当阀瓣处于打开位置时，在阀瓣的自由端 处该阀瓣和密封表面之间的距离可以为至少0.35cm。

本发明的某些方面提供一种用于与过滤面罩一起使用的单向阀。单向 阀可被设置成在第一气体空间和第二气体空间之间提供流体连通。单向阀 可包括：阀座，该阀座包括密封表面和小孔，该小孔被设置成在第一气体 空间和第二气体空间之间提供流体连通；和阀瓣。阀瓣可以是柔性的并可 连接到阀座，使得当阀瓣处于关闭位置时该阀瓣与密封表面接触并且使得 该阀瓣可从密封表面挠曲至打开位置。当阀瓣处于关闭位置时，第一气体 空间和第二气体空间未经由小孔流体连通，并且当阀瓣处于打开位置时， 第一气体空间和第二气体空间经由小孔流体连通。阀瓣可具有固定端和自 由端。该单向阀还可包括被设置成至少部分地覆盖阀座和阀瓣的壳体。壳 体可具有前部和后部，壳体的前部靠近阀瓣的自由端并且壳体的后部靠近 阀瓣的固定端。该单向阀还可包括凸起，该凸起连接到壳体的内表面并被 设置成从内表面向内突出。该凸起可具有高度，并且该高度可通常朝壳体 的前部减小。

本发明的某些方面提供一种与过滤面罩一起使用的单向阀。该单向阀 可被设置成在第一气体空间和第二气体空间之间提供流体连通。该单向阀 可包括：阀座，该阀座包括密封表面和小孔，该小孔被设置成在第一气体 空间和第二气体空间之间提供流体连通；和阀瓣。该阀瓣可以是柔性的并 且可连接到阀座，使得当阀瓣处于关闭位置时该阀瓣与密封表面接触并且 使得阀瓣可从密封表面挠曲至打开位置。当阀瓣处于关闭位置时，第一气 体空间和第二气体空间未经由小孔流体连通，并且当阀瓣处于打开位置 时，第一气体空间和第二气体空间经由小孔流体连通。该单向阀还可包 括：壳体，其被设置成至少部分地覆盖阀座和阀瓣；和凸起，其连接到壳 体的内表面并被设置成从内表面向内突出。该凸起可具有远端表面，当该 阀瓣处于打开位置时，该远端表面的外形基本上沿循阀瓣的外形。

本发明的某些方面提供一种用于与过滤面罩一起使用的单向阀。该单 向阀可被设置成在第一气体空间和第二气体空间之间提供流体连通。该单 向阀可包括：阀座，该阀座包括密封表面和小孔，该小孔被设置成在第一 气体空间和第二气体空间之间提供流体连通；和阀瓣。该阀瓣可以是柔性 的并可连接到阀座，使得当阀瓣处于关闭位置时该阀瓣与密封表面接触并 且使得该阀瓣可从密封表面挠曲至打开位置。当阀瓣处于关闭位置时，第 一气体空间和第二气体空间未经由小孔流体连通，并且当阀瓣处于打开位 置时，第一气体空间和第二气体空间经由小孔流体连通。该阀瓣可具有固 定端和自由端。该单向阀还可包括被设置成至少部分地覆盖阀座和阀瓣的 壳体。该单向阀可具有以下至少一种的体积-功率-漏率乘积：在不大于 85dm³/min的流量下不大于约150mW*cc²/sec；和在不大于40dm³/min的流 量下不大于约35mW*cc²/sec。

通过考虑具体实施方式和附图，本发明的其它特征和方面将变得清 楚。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的过滤面罩的透视图，该过滤面罩包括 根据本发明一个实施例的单向阀。

图2为图1的单向阀的前透视图。

图3为图1-2的单向阀的顶部透视图。

图4为图1-3的单向阀的底部透视图。

图5为图1-4的单向阀的前正视图。

图6为图1-5的单向阀的侧正视图。

图7为图1-6的单向阀的分解透视图。

图8为图1-7的单向阀的侧剖视图，该单向阀处于关闭状态。

图9为图1-8的单向阀的侧剖视图，该单向阀处于打开状态。

图10为根据本发明另一个实施例的单向阀的侧剖视图，该单向阀处于 打开状态。

图11为根据本发明另一个实施例的单向阀的侧剖视图，该单向阀处于 打开状态。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解本发明在其应用中不 限于在下文说明中提及的或在以下附图中示出的部件的构造和布置的细 节。本发明能够具有其他实施例并且能以各种方式实施或进行。同样，应 当理解，本文所用措辞和术语旨在描述而不应视为限制。本文中“包 括”、“包含”、或“具有”和其变型的使用意指涵盖其后所列条目和它 们的等同形式以及附加条目。除非另外指明或限定，否则术语“安装”、 “连接”、“支撑”和“耦合”和它们的变型形式被广泛使用并涵盖直接 和间接安装、连接、支撑和耦合。此外，“连接”和“耦合”不限于物理 或机械连接或耦合。应当理解，可以利用其他实施例，并且可以在不脱离 本发明范围的情况下进行结构或逻辑变化。此外，术语例如“前部”、 “后部”、“顶部”、“底部”等等仅用于在元件彼此有关时描述元件， 但绝非意在描述设备的具体取向、指明或暗示设备的必要或必需取向、或 规定本文所述本发明在使用时将如何使用、安装、显示、或设置。

本发明整体涉及单向阀，且特别涉及呼气阀，且更具体地讲涉及悬臂 式呼气阀，和包括这种阀的过滤面罩。本发明还整体涉及低型面单向阀， 其具有减小的总体或最大高度和/或减小的突出体积。本发明还整体涉及单 向阀，其例如与其他现有阀相比具有减小的体积-功率-漏率乘积。本发明还 整体涉及悬臂式单向阀，其包括连接到阀和具有固定端和自由端的柔性阀 瓣的壳体的内表面的凸起或翅片，其中所述凸起抑制该柔性阀瓣以免粘着 于壳体的内表面并且可具有通常朝阀的前部（例如，朝柔性阀瓣的自由端 的方向）减小的高度。

此外，本发明的阀可（例如）从它们所连接的呼吸器或过滤面罩上较 少地凸起，这可减轻对这种呼吸器或面罩前部上方的用户视线的潜在阻 碍。另外，（例如）通过向入射粒子提供较小开放区域，本发明的阀可包括 改善的入射粒子阻力。

短语“空气流”通常是指非零程度的空气移动。

短语“环境空气”通常是指在给定环境中存在的空气，与该环境中存 在的任何空气清洗或空气移动设备无关。

短语“污染物”通常是指气体、蒸气和粒子（包括包括粉尘、雾霭和 烟气）和/或通常不被视为气体、蒸气和颗粒但可存在于空气中并可能对人 体有害的其它物质。

短语“呼气阀”通常是指被设计用于呼吸器上以响应于来自呼出空气 的压力或力而单向打开的阀门，并还可指可以打开以允许流体离开过滤面 罩的内部气体空间的阀门。

短语“呼出空气”通常是指由呼吸器佩带者呼出的空气。

短语“呼出气流”通常是指在呼气时通过呼气阀的孔口的空气流。

短语“外部气体空间”通常是指呼出气体在通过并离开面罩体和/或呼 气阀之后进入的环境大气气体空间。

术语“过滤器”或短语“过滤层”通常是指一层或多层材料，所述层 被调适用于从通过其的空气流中清除污染物（例如粒子）的主要目的。

短语“柔性阀瓣”或被调适成柔性的“阀瓣”通常是指能够响应于由 移动流体所施力而弯曲或挠曲的片状制品，所述移动流体，在呼气阀的情 况下，可以是呼出气流并且在吸气阀的情况下，可以是吸入气流。

短语“流体入口”通常是指过流体可穿过其而进入的过滤元件的区域 或部分。

短语“流体出口”通常是指过流体可穿过其而离开的过滤元件的区域 或部分。

短语“吸气阀”是指可以打开以让流体进入过滤面罩内部气体空间的 阀。

短语“内部气体空间”通常是指在面罩体和人员面部之间的空间。

术语“面罩”通常是指有能力覆盖的结构或装置，并且短语“面罩 体”通常是指可配合在人员的至少鼻部和嘴部上并帮助界定与外部气体空 间分离开的内部气体空间的透气结构。

短语“密封表面”通常是指当阀处于关闭位置时与柔性阀瓣接触的表 面。

术语“开放性”通常是指例如当阀瓣处于其打开位置时在柔性阀瓣的 自由端和密封表面之间可实现的最大距离。

短语“突出高度”（有时也称为“总高度”、“最大高度”、“有效 高度”、或“阀外形”）可用指本发明的阀的最大高度。例如，如果该阀 的高度在区域中不均一，则该突出高度将是该区域上的最大高度。

短语“突出面积”（有时也称为“总面积”、“最大面积”、或“有 效面积”)可用于基本上指本发明的阀的占有面积和该阀在基板（例如过滤 面罩）上可能占据的最大面积。

短语“突出体积”（有时也称为“总体积”、“最大体积”、或“有 效体积”)可用于指本发明阀在空间占据的最大体积。例如，该突出体积可 为突出高度与突出面积之乘积。

图1示出根据本发明一个实施例的包括单向阀100的过滤面罩50。如 图1所示，该过滤面罩50可包括其上可连接单向阀100的杯状面罩体52。 在一些实施例中，过滤面罩50还可包括鼻夹（未示出）以有利于配合在佩 带者的鼻部上方的过滤面罩50。

单向阀100可使用任何合适技术而连接到面罩体52，包括（例如）描 述于Williams等人的美国专利No.6,125,849或Curran等人的WO 01/28634 中的技术。在其中单向阀100以图1所示方式连接到过滤面罩（如过滤面 罩50）的实施例中，单向阀100可构造成响应于在过滤面罩50内部增加的 压力而打开。例如，当过滤面罩50的佩带者呼气时，可能出现这种增加的 压力。在这种实施例中，单向阀100可构造成在呼吸之间和在吸气时关 闭。

面罩体52可适于以与佩带者的脸部的间距关系配合在佩带者的鼻部和 嘴部上方，以在佩带者的面部和面罩体52的内表面之间生成内部气体空间 或间隙54。在这种实施例中，过滤面罩50可界定第一内部气体空间54和 第二外部气体空间56，并且单向阀100可适于在第一内部气体空间54和第 二外部气体空间56之间提供流体连通。该面罩体52可以是流体可渗透的 并且可以提供有位于单向阀100连接到面罩体52处的开口（未示出），从 而呼出空气可通过单向阀100离开内部气体空间54，而不必通过面罩体 52。在一些实施例中，当过滤面罩50被佩戴时，面罩体52中开口的位置 可直接设置在佩带者嘴部可能所处的位置前面。将开口以及由此将单向阀 100放置在此位置可有利于相对容易地响应于由过滤面罩50的佩带者所产 生的呼气压力而打开单向阀100。在一些实施例中，例如图1所示实施例 中，基本上面罩体52的整个暴露表面可以对（例如）吸入空气是流体可渗 透的。

面罩体52可具有弯曲的、一定程度的半球形状，如Dyrud等人的美国 专利No.4,807,619中所示，或者其可以根据需要采用其他形状。例如，面 罩体52可以为杯状面罩，其具有类似Japuntich的美国专利No.4,827,924 中所公开的面罩的构造。面罩体50在图1中仅以具有三褶构型的例子的方 式示出，其在未使用时可折叠平坦，但当佩戴时可展开成杯状构型—还可 参见Bostock等人的美国专利No.6,123,077，和Henderson等人的美国专利 No.Des.431,647，Bryant等人的美国专利No.Des.424,688。过滤面罩50还 可以采用许多其他构造，例如Chen的美国专利No.Des.443,927中公开的 平坦两褶面罩。面罩体52还可以是流体不可渗透的并且具有连接到其上的 滤筒，如Burns和Reischel的美国专利No.5,062,421中所示的面罩。另 外，面罩体52还可能适于同与刚才描述的负压面罩相对的正压空气的入口 一起使用。正压面罩的例子示于Grannis等人的美国专利No.5,924,420和 Braun等人的美国专利No.4,790,306中。过滤面罩50的面罩体52还可以连 接至自备式呼吸器，所述自备式呼吸器向佩带者供应清洁空气，例如在美 国专利Nos.5,035,239和4,971,052中所述。面罩体52可以构造成不仅覆盖 佩带者的鼻部和嘴部（称为“半截面罩”）而且也可以覆盖眼部（称为 “全面罩”）以提供对佩带者视觉以及佩带者呼吸系统的保护--参见例如 Reischel等人的美国专利No.5,924,420。面罩体52可以与佩带者面部间隔 开，或其可以紧贴或紧邻佩带者面部。在任一情况下，过滤面罩50都可帮 助界定内部气体空间54，呼出空气在通过单向阀100离开过滤面罩50内之 前进入该内部气体空间54。面罩体52还可在其外围具有热致变色的配合指 示密封以使佩戴者容易确认是否建立了良好的配合--参见Springett等人的美 国专利No.5,617,849。

为在佩带者脸部上紧密保持过滤面罩50，过滤面罩50还可包括用于将 过滤面罩50支撑在佩带者头部或脸部上的一个或多个带具、带子、系绳、 或任何其他合适装置。可能合适的面罩带具的例子示于Brostrom等人的美 国专利Nos.5,394,568和6,062,221，和Byram的美国专利No.5,464,010 中。

在一些实施例中，面罩体52可包括可充当吸气过滤元件的过滤层。当 佩带者吸气时，空气可通过面罩体52被吸入，并且空气传播的粒子或其他 污染物可滞留于过滤层的纤维之间的空隙中。

可用于过滤面罩50中的过滤材料可含有带电荷微纤维的缠结网，例如 熔喷微纤维(BMF)。微纤维的平均有效纤维直径可以为约20微米(μm)或更 小，在一些实施例中，直径为约1至约15μm，并且在一些实施例中，直径 可为约3至10μm。有效纤维直径可如以下文献中所述那样计算：Davies,C. N.,The Separation of Airborne Dust and Particles,Institution of Mechanical  Engineers,London,Proceedings 1B.1952。BMF网可如以下文献中所述那样 形成：Wente,Van A.,Superfine Thermoplastic Fibers in Industrial Engineering  Chemistry，第48卷，第1342页及后页(1956)；或Report No.4364 of the  Naval Research Laboratories，1954年5月25日出版，名称为Manufacture of  Superfine Organic Fibers，Wente,Van A.,Boone,C.D.和Fluharty,E.L.所著。 当在网中无规缠结时，BMF网可具有作为垫子来处理的足够完整性。可以 使用例如Angadjivand等人的美国专利No.5,496,507、Kubik等人的美国专 利No.4,215,682和Nakao的美国专利No.4,592,815所述技术向纤维网施加 电荷。

可用作面罩体52中的过滤器的纤维材料的例子公开在Baumann等人 的美国专利No.5,706,804、Peterson的美国专利No.4,419,993、Mayhew的 美国再公告专利No.Re 28,102、Jones等人的美国专利No.5,472,481和No. 5,411,576以及Rousseau等人的美国专利No.5,908,598中。纤维可包括聚合 物例如聚丙烯和/或聚-4-甲基-1-戊烯（参见Jones等人的美国专利No. 4,874,399和Dyrud等人的美国专利No.6,057,256），并且还可包含氟原子和 /或其他添加剂以提高过滤性能--参见美国专利申请序列号09/109,497，名称 为Fluorinated Electret（公布为PCT WO 00/01737），和Crater等人的美国专 利No.5,025,052和No.5,099,026，并且还可以具有低水平的可提取烃以提 高性能；参见例如Rousseau等人的美国专利No.6,213,122。还可将纤维网 制造成具有增加的抗油雾性，如Reed等人的美国专利No.4,874,399以及 Rousseau等人的美国专利No.6,238,466和No.6,068,799中所述。

在一些实施例中，面罩体52还可包括内覆盖网和/或外覆盖网，其可 保护过滤层以免受到研磨力，并可保留住任何可能会从过滤层散落的纤 维。这种覆盖纤维网还可包括过滤能力，并且可用于制作佩戴更加舒适的 过滤面罩50。覆盖网可由多种非织造纤维材料形成，例如含有聚烯烃和聚 酯的纺粘纤维（参见例如Angadjivand等人的美国专利No.6,041,782， Dyrud等人的美国专利No.4,807,619和Berg等人的美国专利No. 4,536,440）。

图2-9更详细地示出单向阀100。如图2-9所示，单向阀100包括前部 101、后部103、壳体102（具有对应的前部和后部），其包括基部104和覆 盖件106（有时也称为“阀盖”）、阀座120、柔性阀瓣122、流体入口121 （如基部104中四个饼片形或圆形的象限开口110界定，如图4所示）以及 流体出口123（如覆盖件106中两个侧开口112和三个前开口114界定，如 图2和图3所示）。

如图7-9所示，阀座120还可包括可围绕密封表面124的外壁115。当 阀瓣122处于第一关闭位置P₁（如图8所示）时，阀瓣122可靠在并接触 阀座120的密封表面124，并且还可相对于阀座120以悬臂的方式被支撑在 阀瓣保持表面125上（参见图7）。由于单向阀100的悬臂性质，阀瓣122 可包括前自由部分或端126和后固定部分或端129。当内部气体空间54 （如在呼气时）达到阈值压力时，阀瓣122的自由端126可从密封表面124 上抬起（如挠曲开），将阀瓣122移动至第二打开位置P₂中，如图9所示。

可制作柔性阀瓣122的材料的例子可包括（但不限于）可促进阀瓣122 和阀座120之间的良好密封的那些材料。这种材料可包括弹性体，即热固 性和热塑性的；热塑性/塑性体；和它们的组合。

如图2-9所示，壳体102的前部101通常对应于靠近阀瓣122的前自由 端126的壳体102的末端。另外，壳体102的后部103通常对应于靠近阀瓣 122的后固定端129的壳体102的末端。

如图7-9所示，密封表面124可被构造成通常在凹型横截面（如从侧 立面观察，如图8-9所示）中沿纵向维度（如阀瓣122的纵向维度)弯曲， 并且可以不对齐并相对于阀瓣保持表面125来相对设置，以允许阀瓣122 偏斜，或在中性条件下-例如，当佩带者不吸气也不呼气时，被压向密封 表面124。在一些实施例中，如图1-9中图示解的实施例所示，密封表面 124可以位于密封脊127的最末端。阀瓣还可具有对齐施加的横向弯曲，如 Bowers的美国专利No.5,687,767（再公告为美国专利No.RE37974）中所 述。虽然本发明所示或所述实施例中示出弯曲密封表面124，但应当理解密 封表面124可相反是平面的并与阀瓣-保持表面125对齐。这种平面密封表 面的例子更详细描述于Martin等人的美国专利No.7,028,689和No. 7,503,326。

当过滤面罩50的佩带者呼气时，呼出空气可经由面罩体52和单向阀 100从内部气体空间54中通过并且到达外部气体空间56。当最高百分比的 呼出空气通过单向阀100时，可获得最佳舒适度，这与面罩体52的过滤器 介质和/或其他层或材料的情况相反。呼出空气使柔性阀瓣122从密封表面 124上抬起来，这样呼出空气就通过单向阀100中的小孔128从内部气体空 间54排出。与固定或静止部分129相连的阀瓣122的圆周边缘或外围边 缘，在呼气过程中基本保持静止，而阀瓣122剩余的自由圆周部分126，则 在呼气过程中从阀座120上且具体来讲从密封表面124上抬起来。

阀瓣122的固定部分129可连接到阀瓣保持表面125上的阀座120。如 图7-9中所示，阀瓣保持表面125相对于小孔128非中心地、或横向地设 置。阀瓣122可经由多种连接方式固定到表面125，包括（但不限于）按压 -配合或摩擦-配合接合、搭扣配合接合、磁体、钩环扣件、粘接剂、粘合 剂、机械夹具、热密封、缝合、卡钉，螺钉、型钉、铆钉、销钉、夹具、 焊接（如声波（如超声波）焊接）、任何热粘结技术（如施加至待连接部件 中一者或两者的热量和/或压力）、其他合适的连接方式、或它们的组合。

阀座120还可包括一个或多个销钉132以有利于在阀座120上安装和 设置阀瓣122。如图7所示，在一些实施例中，阀瓣122可包括一个或多个 被构造用于与销钉132配合的凹陷区域或凹槽131。壳体102的基部104 （和/或阀座120自身）也可包括凸缘133，该凸缘可在其基部从阀座120 的外壁115横向向外延伸以提供可有利于将单向阀100连接至另一个基板 或物体（例如面罩体52）的表面。

如上所述，图8示出处于关闭位置P₁的柔性阀瓣122，其靠在密封表 面124上，并且图9示出处于打开位置P₂的柔性阀瓣122。如图9所示， 流体可沿箭头134所示总体方向通过单向阀100。在一些实施例中，阀瓣 122可被构造用于单向阀100中，以响应于来自移动气流的力而动态地弯 曲，并当所述力移除时可易于回复至其初始位置。

在其中将单向阀100用作过滤面罩（例如过滤面罩50）上的呼气阀以 从面罩内排出呼出空气的实施例中，表示流体流的箭头134可用于表示呼 出气流。另一方面，在其中将单向阀100用作吸气阀的实施例中，箭头134 可用于表示吸入气流。通过小孔128的流体可对柔性阀瓣122施力，这可 导致阀瓣122的自由端126从密封表面124上抬起（并移动至打开位置 P₂）以使单向阀100打开。在采用单向阀100作为呼气阀的一些实施例中， 单向阀100在过滤面罩50上的取向可使得当过滤面罩50直立设置时柔性阀 瓣122的自由端126可竖直位于固定端129下方，如图1所示。这种取向可 使呼出空气能向下转向以防止水分冷凝在佩带者的眼镜上。

图7以分解图示出单向阀100，其中覆盖件106上下颠倒，使得基部 104和覆盖件106的内部均可见。如图7所示，小孔128可从密封表面124 径向向内设置，并且密封表面124可外切或围绕小孔128以抑制污染物经 由小孔128的不可取通过。

小孔128和密封表面124在图1-9所示实施例中以圆形示出；然而，这 非必需如此，可替代地采用任何合适小孔或密封表面形状。例如，密封表 面124和小孔128可以是方形、矩形、圆形、椭圆形、三角形、多边形等 等、或它们的组合。另外，密封表面124的形状不需要对应于小孔128的 形状，反之亦然。例如，在一些实施例中，小孔128可以为圆形并且密封 表面124可以为矩形。然而，在一些实施例中，可能有利的是当沿流体流 方向观察时密封表面124和小孔128均具有圆形形状。

如图4和图7中进一步示出，阀座120还可包括可用于稳定密封表面 124和/或单向阀100的交叉构件或撑条135。撑条135还可防止阀瓣122翻 转进入小孔128（如在吸气时），从而有助于界定单向阀。如图4和图7所 示，撑条135可被设置成相对于小孔128而中心相交，但应当理解并非必 需如此。如上所述，并如图4和图7中所示，图2-9中所示实施例包括两个 撑条135，它们相交以形成四个饼片形或圆形的象限开口110，所述开口一 起至少部分地定义单向阀100的流体入口121。在一些实施例中，撑条135 上积累的水分可阻碍阀瓣122的打开。因此，在一些实施例中，当从侧立 面观察时，撑条135的顶部表面（即，面向阀瓣122和覆盖件106的表面） 可稍微凹陷在密封表面124以下。

在一些实施例中，基部104和阀座120可由可模制成集成一体式主体 的重量相对轻的塑料形成。仅举例而言，在一些实施例中，阀座120和/或 基部104可通过注模技术制作。可将与阀瓣122接触的密封表面124成型为 基本上均匀平滑的，以确保产生良好密封并且阀瓣122可以位于密封脊127 的顶部上。密封表面124可包括足够大的宽度以与阀瓣122形成密封，但 该宽度不能太大而允许冷凝水分所导致的粘合力使阀瓣122明显更加难以 打开。在一些实施例中，密封或接触表面124的宽度可以为至少0.2mm， 并且在一些实施例中，宽度范围为约0.25mm至约0.5mm。单向阀100和阀 座120的更详细描述可见于Japuntich等人的美国专利No.5,509,436和No. 5,325,892。另外，有关面罩体和由多个层形成的柔性阀瓣的信息可见于 Martin等人的美国专利No.7,028,689。还可在本发明的单向阀100中采用用 这种多层阀瓣。

在一些实施例中，阀盖106可以适用于与其他基部或其他呼气阀连 接，所述其他基部或其他呼气阀与覆盖件106一起仍实现本发明的低型面 和性能参数。如图7所示，阀盖106界定内室140，在其中柔性阀瓣122可 从其关闭位置P₁移动到其打开位置P₂。覆盖件106可保护阀瓣122以免损 坏并可帮助引导呼出空气朝下离开佩带者的眼镜。如上文所示及所述，覆 盖件106可包括多个开口或排气洞（如侧开口112和前开口114）以允许呼 出空气逸出覆盖件106的内室140。经由开口112和114离开内室140的空 气进入围绕单向阀100的外部气体空间56，向下离开配带者眼镜。

仅举例而言，单向阀100包括2个侧开口112和三个前开口114。虽然 可以使用各种数量和布置的开口，但三个前开口114的所示构造可能优于 其他的数量或构造，因为所示构造允许单向阀100的中心部分被打开，该 中心部分通常是阀门100的最高速区域部分。这种构造可减小单向阀100 的排放阻力。

如图7进一步所示，覆盖件106还可包括外壁142，该外壁尺寸被设计 为连接到和/或至少部分地覆盖壳体102的基部104的至少一部分。例如， 如图7所示，覆盖件106的外壁142的尺寸可被设计为接纳基部104的外壁 115的至少一部分。同样地，基部104和覆盖件106、或它们的至少一些部 分可通过任何上述连接方式连接在一起。

如图7所示，覆盖件106还可包括纵向144、基本上平行于纵向144取 向的第一纵向凸起146、和相对于纵向144基本上垂直取向的第二横向凸起 148。具体来讲，第一凸起146和第二凸起148从壳体102的覆盖件106的 上壁160向下突出。换句话讲，第一凸起146和第二凸起148从壳体102的 内表面162向下地突出。在一些实施例中，第一纵向凸起146和/或第二横 向凸起148可连接到覆盖件106或壳体102的一部分和/或与覆盖件106或 壳体102的一部分一体地形成。

第一纵向凸起146被构造成当阀瓣122处于打开位置P₂时抑制阀瓣 122以免（例如）由于单向阀100中存在的任何冷凝物或水分的表面张力而 粘着壳体102的覆盖件106的内表面162（上壁160）。具体来讲，第一凸 起146包括与上壁160相比减小的表面积，使得抑制阀瓣122以免粘着第一 凸起146。

除了将第一凸起146构造成抑制对阀瓣122的粘着，第一凸起146可 被构造为使得阀盖106和壳体102的高度，以及单向阀100的突出高度可被 减小。因此，例如，如果单向阀100的突出面积未增加，则单向阀100的 突出体积可减小。

然而，即便第一凸起146的构造允许单向阀100的较低总高度和突出 体积，但第一凸起146仍允许阀瓣122实现所需量的开放性或所需程度的 开口，例如，以允许足够的阀性能，例如压降、漏率和功率，下文将更详 细讨论。即，本发明人已设计低型面单向阀100并将第一凸起146构造成 使得性能不受消极影响。

单向阀100更低的型面和更小的突出体积（例如与现有阀相比）可提 供更光滑、体积较小、更舒适和更美观的单向阀100和/或过滤面罩50。

如图7所示，第一凸起146可包括沿单向阀100的纵向144的长度L， 并且前部164靠近单向阀100的前部101和阀瓣122的前自由部分126，并 且后部166靠近单向阀100的后部103和阀瓣122的固定后部129。仅举例 而言，长度L如所示，是从第一凸起146的前部164处的一点至位于第二 凸起148正前方的一点测量；然而，应当理解长度L可替代地作为从第一 凸起146的前部164至第二凸起148后方一点的距离来测量。第一凸起146 的后部166可根据给定长度定义来界定。一般来讲，第一凸起146的“长 度”L是指基本上平行于或沿着单向阀100的纵向144延伸的维度。

如进一步所示，第一凸起146可具有高度H，该高度通常朝单向阀100 的前部101和第一凸起146的前部164减小。另外，如图9所示，第一凸起 146可包括一外形，当阀瓣122处于其打开位置P₂时，该外形基本上沿循 阀瓣122的外形。

另外，在一些实施例中，第一凸起146的前部164处的高度H为至少 约0.5mm，并且在一些实施例中，为至少约1.0mm。在一些实施例中，第 一凸起146的前部164处的高度H不大于约2.5mm，在一些实施例中，不 大于约2.0mm，并且在一些实施例中，不大于约1.5mm。

在一些实施例中，第一凸起146的最大或总高度H₁为至少约2.5mm， 并且在一些实施例中，为至少约3.0mm。在一些实施例中，第一凸起146 的最大或总高度H₁不大于约5.0mm，在一些实施例中，不大于约4.5mm， 在一些实施例中，不大于约4.0mm，并在一些实施例中，不大于约 3.5mm。

因此，在一些实施例中，第一凸起146的前部164处高度H与第一凸 起146的最大或总高度或最高高度H₁之比可为至少约0.15，在一些实施例 中，为至少约0.30，并且在一些实施例中，为至少约0.35。在一些实施例 中，第一凸起146的前部164处高度H与第一凸起146的最大或总高度或 最高高度H₁之比可不大于约0.7，在一些实施例中，不大于约0.5，并且在 一些实施例中，不大于约0.4。在一些实施例中，第一凸起146的前部164 处高度H与第一凸起146的最大或总高度或最高高度H₁之比的范围是约 0.33至约0.63。

在一些实施例中，第一凸起146可被构造成不妨碍阀瓣122的打开。 例如，在一些实施例中，当阀瓣122处于其打开位置P₂时，阀瓣122的自 由部分126可实现“开放性”或与密封表面124间隔至少约0.3cm的最大距 离D。在一些实施例中，阀瓣122可打开至与密封表面124相距至少约 0.35cm的距离D，并且在一些实施例中，阀瓣122可打开至与密封表面124 相距至少约0.4cm的距离。在一些实施例中，阀瓣122可打开至不大于约 0.55cm的距离D，在一些实施例中，不大于约0.50cm，并且在一些实施例 中，不大于约0.45cm。在一些实施例中，阀瓣122可打开至约0.35cm的距 离D。

如图8清楚所示，图1-9中所示实施例的第一凸起146的最大高度在沿 第一凸起146的长度L的一点上达到，该点不在第一凸起146的前部164 或后部166上，而是在前部164和后部166中间的一点。在这种实施例中， 第一凸起146可包括从前部164至最大高度H₁高度增加的第一部分和从最 大突出高度H₁至第一凸起146的后部166高度减小的第二部分。然而，应 当理解第一凸起146的其他合适构造是可能的。两个附加的示例性第一凸 起构造示于图10和图11中并在下文中描述。

如图8和图9中清楚示出，第二横向凸起148可被构造成将阀瓣122 的后部（即固定部）129按压和/或保持在例如阀瓣保持表面125上的位置 中。同样地，第二横向凸起148还可有助于限定阀瓣122的固定部分129。 在这种实施例中，第二横向凸起148可在阀瓣122上提供偏置力以有助于 抵靠密封表面124加偏压于阀瓣122，例如，以抑制阀瓣122以免当不可取 时（例如，在吸气时，在呼吸中间，和/或当单向阀100被翻转或非直立取 向时）从密封表面124上脱落。悬臂式偏置阀瓣122的其他方面描述在例 如Japuntich的美国专利No.5,325,892中。

在一些实施例中，第一凸起146和第二凸起148可以连接在一起，独 立地连接到覆盖件106的另一个部分，和/或一起一体地形成（例如，通过 模制）。

如上所述，第一凸起146的构造可有助于减小单向阀100的总高度和 突出体积，而不劣化阀100的性能。例如，在一些实施例中，单向阀100 的具有突出高度H_p可以比其他现有阀小约3.5mm。此外，在一些实施例 中，单向阀100的突出高度H_p可以为至少约1.0cm，并且在一些实施例 中，为至少约1.5cm。在一些实施例中，单向阀100的突出高度H_p可以不 大于约2cm，在一些实施例中，不大于约1.6cm，在一些实施例中，不大于 约1.5，并且在一些实施例中，不大于约1.1cm。在一些实施例中，突出高 度可以为约1.25cm。

在一些实施例中，第一凸起146的前部164处高度H与单向阀100的 突出高度H_p之比可以为至少约0.08，并且在一些实施例中，为至少约 0.10。在一些实施例中，第一凸起146的前部164处高度与单向阀100的突 出高度H_p之比可为不大于约0.15，并且在一些实施例中，不大于约0.12。

在一些实施例中，单向阀100的突出或有效面积（例如，基部104（包 括凸缘133）在基板（例如过滤面罩50）上占据的面积）可以为至少约 6.5cm²，并且在一些实施例中，为至少约9.5cm²。在一些实施例中，突出面 积可以为不大于约16.0cm²，在一些实施例中，不大于约12.0cm²，并且在 一些实施例中，不大于约9.0cm²。在一些实施例中，突出面积可以为约 15.4cm²。

此外，在一些实施例中，单向阀100的突出体积可为至少约7.0cm³， 在一些实施例中，为至少约7.2cm³，并且在一些实施例中，为至少约 15.0cm³。在一些实施例中，突出体积可以不大于约25cm³，在一些实施例 中，不大于约24.7cm³，并且在一些实施例中，不大于约20.0cm³。在一些 实施例中，突出体积可以为约19.1cm³。因为图示实施例的单向阀100的凸 缘133包括在突出面积的计算中，并且该突出面积用于计算突出体积，该 突出体积为单向阀100的实际体积的浮计。因此，应当理解单向阀100的 实际体积可小于该突出体积。

另外，如上所示，在一些实施例中，例如通过向入射粒子提供较小的 开放面积，单向阀100可包括比现有阀有所提高的入射粒子阻力。例如， 在一些实施例中，在45度的入射粒子方向上，本发明的阀的暴露阀座面积 可不大于约15mm²，在一些实施例中，不大于约12mm²，并且在一些实施 例中，不大于约10mm²。在一些实施例中，单向阀100的暴露阀座面积可 为约9.4mm²。

另外，将第一纵向凸起146示出并描述为具有沿单向阀100纵向144 的长度。然而，应当理解可以在不脱离本发明精神和范围的情况下采用其 他凸起146的构造，所述构造抑制阀瓣122免于粘着壳体102的内表面，有 利于低型面阀壳体102，允许足够的阀瓣开口，和/或提供所需的功率-漏率- 体积乘积。例如，在一些实施例中，凸起146可包括从覆盖件106向下突 出的一系列销钉。仅举例而言，在一些实施例中，凸起146可包括不具有 显著长度的单个凸起或销钉。其他合适的构造也是可能的。

仅举例而言，第一凸起146和第二凸起148包括相对于覆盖件106的 上壁160基本上竖直取向的（例如，图8和图9中所示取向）的至少一个部 分，使得第一和第二凸起146和148的至少一部分从上壁160基本上直线向 下突出。然而，应当理解这并非必需，并且凸起146和148中的一者或两 者可替代地包括不同的合适取向。

另外，将第一凸起146示出并描述为基本上沿着单向阀100的纵向144 取向，并将第二凸起148示出并描述为横向或基本上垂直于单向阀100的 纵向144。然而，应当理解这些取向以举例的方式示出和描述，并且其他合 适的构型将是可能的。

另外，虽然通常将单向阀100描述为作为呼气阀来使用，但应当理解 单向阀100也可适用为吸气阀。类似呼气阀，吸气阀也是在第一气体空间 和第二气体空间之间提供流体转移的单向流体阀。然而，与呼气阀不同， 吸气阀允许空气进入面罩体的内部。吸气阀因此允许在吸气时空气从外部 气体空间56移动至内部气体空间54。

这种吸气阀可结合连接有滤筒的过滤面罩来使用。在一些实施例中， 单向阀100可以次于滤筒和/或面罩体。在任何情况下，吸气阀可设置在在 该处空气已过滤或者已可安全呼吸（如过滤了污染物）的吸入气流下游。 包括吸气阀的市售面罩的例子包括5000^TM和6000^TM系列呼吸器，得自3M公 司，St.Paul,MN。包括吸气阀的过滤面罩的专利例子公开在Burns and  Reischel的美国专利No.5,062,421、Rekow等人的美国专利No.6,216,693和 Reischel等人的美国专利No.5,924,420中（还可参见美国专利No. 6,158,429、No.6,055,983和No.5,579,761）。为将图1-9所示单向阀100作 为吸气阀使用，仅需要以倒置方式将其安装至面罩体52从而阀瓣122在吸 气时而非呼气时从密封表面124抬起。在一些实施例中，阀瓣122可在呼 气而非吸气时被按压向密封表面124。

本发明的阀可以能够在各种流量下在体积-功率-漏率乘积方面超过其他 阀的性能。这些参数可以使用下文所述的漏率试验、压降试验、积分阀启 动功率(IVAP)计算以及体积-功率-漏率乘积计算来测量。IVAP为对打开阀 门所需功率的度量。IVAP值越高，越难以打开阀门。如下文更详细描述， 该功率可作为在各种流量下压降与流量关系曲线的积分（如曲线下面积） 来计算。在已为给定阀测定突出体积、漏率和功率之后，可为给定阀计算 体积-功率-漏率乘积，如下文实例部分所述。

在一些实施例中，在85L/min (85dm³/min;1417cm³/sec)的流量下本发明 的阀的积分阀启动功率(IVAP)可以不大于约100mW（0.100W;640Kg-力 *m/sec），在一些实施例中，不大于约80mW，并且在一些实施例中，不大 于约60mW。在一些实施例中，在85L/min的流量下IVAP可以为约 78mW。

在一些实施例中，在40L/min (40dm³/min;667cm³/sec)的流量下本发明 的阀的积分阀启动功率(IVAP)可以不大于约25mW（0.100W;640Kg-力 *m/sec），在一些实施例中，不大于约20mW，并且在一些实施例中，不大 于约15mW。在一些实施例中，在40L/min的流量下IVAP可以为约 16mW。

在一些实施例中，在85L/min (85dm³/min;1417cm³/sec)的流量下本发明 的阀的体积-功率-漏率乘积可不大于约200mW*cm⁶/sec (0.20W*cm⁶/sec; 0.20W*cc²/sec;8×10⁴mm H2O*cc²*L/min²)，在一些实施例中，不大于约 150mW*cm⁶/sec，在一些实施例中，不大于约130mW*cm⁶/sec，并且在一 些实施例中，不大于约120mW*cm⁶/sec。

在一些实施例中，在40L/min(40dm³/min;667cm³/sec)的流量下本发明 的阀的体积-功率-漏率乘积可以不大于约40mW*cm⁶/sec(0.04W*cm⁶/sec; 0.04W*cc²/sec;1.6×10⁴mm H2O*cc²*L/min²)，在一些实施例中，不大于约 35mW*cm⁶/sec，在一些实施例中，不大于约30mW*cm⁶/sec，并且在一些 实施例中，不大于约20mW*cm⁶/sec。

漏率是在中性条件下衡量阀门保持关闭的能力的参数。漏率试验在下 文详细描述，但通常测量在1英寸水(249Pa)空气压力差下可通过阀门的空 气量。漏率的范围在249Pa压力下可为每分钟0至30立方厘米(cc/min)，并 且数字越低表明密封越好。使用本发明的过滤面罩，可以根据本发明实现 小于或等于30cm³/min的漏率。

在一些实施例中，可实现不大于约10cc/min (0.167cc/sec)的漏率，在一 些实施例中，不大于约6cc/min (0.100cc/sec)，并且在一些实施例中，不大 于约5cc/min (0.083cc/sec)。在一些实施例中，可实现约5.4cc/min (0.090cc/sec)的漏率。已根据本发明成型的呼气阀可以展示出约1cc/min (0.017cc/sec)至约10cc/min(0.167cc/sec)范围内的漏率。

开阀压降测量阀瓣从阀密封表面最初抬起时的阻力。该参数可以用下 文所述的压降试验来测定。在一些实施例中，当根据下文所述压降试验来 测试阀门时，10L/min处的开阀压降可小于30Pa，在一些实施例中，小于 25Pa，并且在一些实施例中，小于20Pa。在一些实施例中，当根据下文所 述压降试验测试阀门时，10L/min处的开阀压降可为约5至约30Pa。

图10示出根据本发明的另一个实施例的单向阀200。单向阀200类似 于单向阀100，不同的是单向阀200包括具有不同构造的第一凸起246。同 样地，与图1-9的图示实施例中元件和特征对应的元件和特征具有200系列 内相同的参考数字。结合附图1-9参考上文描述以更完全描述图10中所示 实施例的特征和元件（和此类特征和元件的替代形式）。

第一凸起246包括通常朝其前部264减小的高度H。另外，第一凸起 246包括上文相对于单向阀100的第一凸起146描述的那些性质和功能中的 多个；然而，单向阀200的第一凸起246的最大高度出现于第一凸起246的 后部266上。因此，第一凸起246的高度H沿着其长度L从其前部264至 其后部266增加（例如线性地），并且最大高度出现于其后部266上。

虽然图10中所示剖视图未明确地示出，但应当理解，在一些实施例 中，单向阀200可包括第二横向凸起（类似于单向阀100的第二凸起148） 以将阀瓣222的后部（即固定部)229按压和/或保持例如在阀瓣保持表面 225上的位置中。在这种实施例中，第一凸起246的后部266可包括或连接 到（或具有）第二横向凸起。

如图10中所示，当单向阀200的阀瓣222处于其打开位置P₂’时，第 一凸起246的外形仍被构造成当其处于其打开位置P₂’时基本上沿循阀瓣 222的外形。仅举例而言，第一凸起246的外形为基本上平坦的，使得第一 凸起246的横截面形状（如图10所示）为基本上三角形（例如，具有直角 三角形的形状）。通过对比，图1-9的单向阀100的第一凸起146可被描述 为具有非直角三角形横截面形状，如图8-9所示。

上文相对于第一凸起146所述的其余性质，例如在第一凸起246的前 部264处的高度H；第一凸起246的前部264处的高度H与第一凸起246 的最大高度之比；第一凸起246的前部264处的高度H与单向阀200的突 出高度H_p之比；第一凸起246的高度H通常朝第一凸起246的前部264减 小等等通常与上文相对于图1-9的单向阀100的第一凸起146所述那些相 同。

图11示出根据本发明的另一个实施例的单向阀300。单向阀300类似 于单向阀100，不同的是单向阀300包括具有不同构造的第一凸起346。同 样地，与图1-9的图示实施例中元件和特征对应的元件和特征具有300系列 内相同的参考数字。结合附图1-9参考上文描述以更完全描述图11中所示 实施例的特征和元件（和此类特征和元件的替代形式）。

第一凸起346包括通常朝其前部364减小的高度H。另外，第一凸起 346包括上文相对于单向阀100的第一凸起146描述那些性质和功能中的多 个；然而，单向阀300的第一凸起346的最大高度出现于第一凸起346的后 部366上，类似于图10的单向阀的第一凸起246。因此，第一凸起346的 高度H沿着其长度L从其前部364至其后部366增加（例如，抛物线性地 或半抛物线性地），并且突出的最大值出现于其后部366上。如图11所 示，当单向阀300的阀瓣322处于其打开位置P₂”时，第一凸起346的外形 仍被构造成当其处于其打开位置P₂”时基本上沿循阀瓣322的外形。然而， 与图10的单向阀200的第一凸起246不同，图11的单向阀300的第一凸起 346具有通常抛物线形的横截面形状，使得第一凸起346的底面为弧形并且 从其前部364至其后部366弯曲。

另外，虽然图11中所示剖视图未明确地示出，但应当理解，在一些实 施例中，单向阀300可包括第二横向凸起（类似于单向阀100的第二凸起 148）以将阀瓣322的后部（即固定部)329按压和/或保持例如在阀瓣保持表 面325上的位置中。在这种实施例中，第一凸起346的后部366可包括或连 接到（或具有）第二横向凸起。

上文相对于第一凸起146所述的其余性质，例如在第一凸起346的前 部364处的高度；第一凸起346的前部364处的高度H与第一凸起346的 最大高度之比；第一凸起346的前部364处的高度H与单向阀300的突出 高度H_p之比；第一凸起346的高度H通常朝第一凸起346的前部364减小 等等通常与上文相对于图1-9的单向阀100的第一凸起146所述那些相同。

下面工作实例旨在示出本发明而非进行限制。

实例

流量测试装置

借助于流量测试装置在该阀门上进行压降测试。该流量测试装置通过 铝质安装板和所附的空气充气室向阀门提供规定流量的空气。在测试期 间，安装板接纳并固定地保持阀座。铝质安装板在其顶部表面上具有轻微 凹陷部，接纳阀门的基部。凹陷部的中央为28毫米(mm)×34mm的开口， 空气可通过该开口流到阀中。粘性饰面泡沫材料可用以连接到凹陷部中的 凸缘，从而在阀门和该板之间提供空气密封。使用两个夹具夹住阀座的前 边缘和后边缘并将其固定到铝安装板。通过半球状充气室将空气提供至安 装板。安装板附连到充气室半球的顶部或顶点上，以模仿呼吸面罩的腔体 形状和体积。半球状充气室大约30mm深并且基部直径为80mm。来自供应 管线的空气与充气室的基部连接并且调整空气以所需的流体通过流量测试 装置供给阀门。对指定的空气流，测量充气室内的空气压力以测定试验阀 门的压降。

压降测定

使用如上所述流量测试装置在试验阀门上进行压降测量。在每分钟 15、20、30、40、50、60、70和85升的流量（L/min；本文也表示为 dm³/min）下测量阀门两端的压降。为测试阀门，将试件安装在流量测试装 置中，使得阀座在其基部处水平地取向，并且阀门开口向上。小心装阀以 保证在流量测试装置和阀体之间没有空气旁路。为了在给定流量下校正压 力计，首先从阀体上除去阀瓣并建立起所需的气流。然后把压力计调零， 校正系统。在校正步骤之后，重新把阀瓣装到阀体上，并把给定流量的空 气供给阀门入口，记录入口压力。通过测量在阀瓣刚好打开并且可检测到 最小气流时的压力来确定开阀压降(刚好在零气流之前，是阀瓣打开的起 点)。压降是阀门入口压力和环境空气压力之差。

漏率试验

对于各试验阀门，五个阀门的漏率(LR)根据以下文献测试：NIOSH Procedure No.PCT-APR-STP-0004,1.1版，2005年6月3日发布： DETERMINATION OF EXHALATION VALVE LEAKAGE TEST，AIR- PURIFYING RESPIRATORS STANDARD TESTING PROCEDURE。然后， 计算各试验阀门的平均LR。LR结果以立方厘米(cc)/分钟记录并被转换成 cc/sec。

突出高度

通过从被构造成连接至呼吸器的基部用卡尺测量阀门顶部的最高点， 测定给定阀门的突出高度。

突出面积

通过用卡尺测量阀门基部周边覆盖的区域的边缘并计算面积（即，该 阀在呼吸器上将占据的总面积），测定给定阀的突出面积。

突出体积

通过将给定阀门的突出高度乘以突出面积，测定给定阀门的突出体 积。

V=H*A，

其中V=突出体积；H=突出高度；并且A=突出面积。

阀门启动功率

对于给定阀口区域（直接将空气递送至阀瓣的通道的区域（在实例1 中，为3.14cm²），可通过对代表流量(横坐标)和压力降(纵坐标)的曲线在10 至85L/min的流量范围进行积分来确定流量范围内的给定流量下的阀的 “启动功率”，流量的单位是L/min，压力降的单位是Pa。曲线积分以曲 线下面积来表示，给出了在流量范围内开阀所需的功率。把积分曲线值定 义为积分阀启动功率(IVAP)，单位是瓦特(W)或毫瓦(mV)。

体积-功率-漏率乘积

通过取得在给定流量下给定阀门的突出体积(V)、积分阀门启动功率 (IVAP)和漏率(LR)之积，计算各被测试阀的突出体积(V)-功率(IVAP)-漏率 (LR)乘积（“V-IVAP-LR乘积”）。

V-IVAP-LR乘积=V*IVAP*LR

实例1和比较例A-C

根据上述试验方法测试实例1和比较例A-C。实例1表示本发明的阀 的实例，如图1-9所示，并且比较例A-C表示示例性市售阀，如下表1详 述。从市售呼吸器面罩切下市售阀，产品名称/数目列于表1。

测定实例1和比较例A-C中每一个的突出高度(H)、突出面积(A)、突 出体积(V)、积分阀启动功率(IVAP)、漏率(LR)和V-IVAP-LR乘积，结果在 下文详述。具体来讲，漏率(LR)结果示于表2中。突出高度(H)、突出面积 (A)和突出体积(V)的结果示于表3。压降的结果示于表4。积分阀启动功率 (IVAP)的结果示于表5。在高至85L/min的流量下，体积-功率-漏率 (V*IVAP*LR)乘积的结果示于表6中。在高至40L/min的流量下，体积-功 率-漏率(V*IVAP*LR)乘积的结果示于表7。

表1：试验阀门和供应商信息

表2：漏率(LR)结果(以1”的H2O测量，以cc/min计；转换成cc/sec)

^*55cc/min为旋转流量计可能读出的最高值，实际读数超过55cc/min。

另外测试与比较例C相同类型的50个新阀(即，非从呼吸器上切下)的漏率。样品 尺寸50的平均LR为6cc/min(0.1cc/sec)，并且标准偏差为2cc/min(0.03cc/sec)。

表3：突出高度(H)、突出面积(A)和突出体积(V)

  实例   A(cm²)   注意-面积测量   H(cm)   V(cm³)=A*H   1   15.35   3.65cm×4.25cm   1.25   19.1   A   13.36   不适用   1.60   21.4   B   11.42   不规则形状，估算面积^**  1.45   16.6   C   15.35   3.65cm×4.25cm   1.61   24.7

**通过称量已知面积的一片纸来估算面积；描摹比较例B的阀并切割出具有阀形状的 一片纸；称量该不规则形的纸片；并计算估算的面积。

表4：各种流量下(L/min;dm³/min.)下的压降（以mm H₂O测量）

  实例   15L/min   20L/min.   30L/min.   40L/min.   50L/min.   60L/min.   70L/min.   85L/min.   1   3.2   3.6   3.9   5.2   7.0   8.3   10.1   12.2   A   5.7   7.0   8.2   9.3   10.6   12.0   14.0   16.5   B   2.1   2.5   3.0   3.5   4.2   4.9   6.3   8.5   C   3.1   3.5   3.9   5.1   6.8   8.2   9.9   12.3

表5：积分阀启动功率(IVAP)；测量以mm H₂O*L/min计；转换成毫瓦，mW(示于以mm H₂O*L/min记录的值的下方)

表6：高至85L/min下的体积-功率-漏率乘积（V*IVAP*LR乘积，以mW*cc²/sec计；测量以mm H₂O*cc²*L/min²计；转换成毫瓦(mW)*(cc)²/sec或mW*cm⁶/sec)

  实例   LR(cc/sec)   IVAP(mW，高至85L/min）   体积(cc)   乘积(mW*cc²/sec)   1   0.090   78   19.1   130   A   0.917   120   21.4   2360

  实例   LR(cc/sec)   IVAP(mW，高至85L/min）   体积(cc)   乘积(mW*cc²/sec)   B   0.257   51   16.6   220   C   0.117   77   24.7   220

表7：高至40L/min下的体积-功率-漏率乘积(V*IVAP*LR乘积，以mW*cc²/sec计；测量以mm H₂O*cc²*L/min²计；转换成毫瓦(mW)*(cc)²/sec或mW*cm⁶/sec)

  实例   LR(cc/sec)   IVAP(mW，高至40L/min）   体积(cc)   乘积(mW*cc²/sec)   1   0.090   16   19.1   30   A   0.917   31   21.4   600   B   0.257   11   16.6   50   C   0.117   16   24.7   40

上述和附图所示实施例仅以举例的方式呈现并不用作对本发明概念和 原理的限制。同样地，本领域一般技术人员应了解，在不脱离本发明精神 和范围的情况下，元件和它们构造和布置的各种改变是可能的。本发明的 各种特征和方面在下文权利要求书中提及。