УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ ВОЗДУХА Российский патент 2012 года по МПК B01D46/00 A62B23/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к устройствам фильтрации, в частности к устройствам принудительной очистки воздуха.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В среде, где окружающий воздух содержит загрязняющие вещества, как правило, носят респираторы. Чистый воздух поступает из питающего резервуара или от источника принудительной подачи воздуха, который прогоняет окружающий воздух через фильтр.

Известны системы, использующие принудительную вентиляцию для подачи чистого воздуха пользователю, обычно их называют респираторами принудительной очистки воздуха, в англоязычных источниках часто используют сокращенное название "PAPRs". "PAPRs" обычно состоят из двух основных частей: лицевой части и фильтрующего устройства. Лицевая часть обязательно закрывает нос и рот (но может также закрывать глаза и уши). Пользователь обычно носит фильтрующее устройство на пояснице (на талии). Фильтрующее устройство часто включает картриджи, корпус, вентилятор и электрический двигатель для вентилятора. Вентилятор и электрический двигатель размещают внутри корпуса, а картриджи закрепляют на этом корпусе. Окружающий воздух для очистки принудительно пропускают через фильтрующие элементы, которые содержатся внутри картриджей. Затем очищенный воздух подается в лицевую часть через гибкий патрубок. Вентилятор с электрическим приводом гонит воздух из картриджей фильтра через патрубок в полость лицевой части. Поскольку требуемую для продвижения воздуха работу осуществляет вентилятор, пользователь для получения чистого воздуха прикладывает незначительные усилия.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения устройство для фильтрации воздуха включает первый фильтрующий картридж, имеющий входной патрубок, выходной патрубок и изогнутый фильтрующий слой, вогнутая поверхность которого расположена так, что подлежащий фильтрации воздух проходит через входной патрубок картриджа, изогнутый фильтрующий слой и выходной патрубок картриджа, устройство включает также вентилятор в сборе, включающий входной патрубок вентилятора, двигатель и выходной патрубок вентилятора, при этом упомянутый входной патрубок вентилятора связан по воздушному потоку с выходным патрубком картриджа, двигатель расположен вблизи вогнутой поверхности изогнутого фильтрующего слоя и имеет ось вращения, проходящую вблизи центра кривизны упомянутого изогнутого фильтрующего слоя.

Сущность изобретения подробно изложена в приведенном описании и пояснена чертежами. Однако и описание, и чертежи представлены только для иллюстрации изобретения и не ограничивают вариантов его осуществления в рамках заявленной формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1 представлено поперечное сечение части устройства для фильтрации воздуха в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

На Фиг.2 представлен вид в аксонометрии устройства для фильтрации воздуха в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

На Фиг.3 представлено схематическое изображение вида в аксонометрии основания корпуса в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

На Фиг.4 представлено схематическое изображение устройства для фильтрации воздуха в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения в разобранном виде.

На Фиг.5 представлено поперечное сечение части устройства для фильтрации воздуха в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

На Фиг.6 схематически представлен вид в аксонометрии респиратора в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение описывает портативное носимое пользователем устройство для принудительной подачи ему очищенного воздуха. Это устройство используется в средах, где окружающий воздух содержит загрязняющие вещества или может потенциально содержать их. К загрязняющим веществам относятся: дым, газы, частицы, пары и др., которые могут присутствовать в воздухе по одному или в какой-либо их комбинации. Устройство для принудительной фильтрации воздуха может быть частью респиратора или PAPR.

Устройство для фильтрации воздуха с изогнутым фильтрующим слоем имеет преимущество, потому что обеспечивает пользователю более компактную систему. Более компактная система или "малогабаритная система" является более комфортной для пользователя и уменьшает вероятность того, что устройство за что-либо зацепится или получит повреждение во время использования. Такая компактность достигается без ухудшения доставки воздуха.

Малогабаритное устройство для фильтрации воздуха является предпочтительным для пользователей, поскольку обеспечивает для них лучший комфорт, менее громоздко и удобно для работы.

Используемые здесь термины "чистый" или "очищенный" воздух означают, что воздух (или иной содержащий кислород газ) был профильтрован.

Термин "дыхательный аппарат" означает устройство, носимое пользователем, к которому поступает очищенный воздух; такое устройство включает, например, лицевую часть, которая охватывает дыхательные пути (нос и рот) пользователя, при этом возможны как плотное прилегание к лицу, так и свободное; к дыхательным аппаратам относятся: эластичные респираторы с лицевой маской, респираторы, закрывающие все лицо, закрывающие голову, такие как мягкий колпак или жесткий шлем и другие пригодные респираторные системы.

Термин "фильтрующий слой" означает структуру, которая включает фильтрующий элемент, который может быть соединен с фильтром или использован в фильтре; "изогнутый фильтрующий слой" - это структура, которая имеет радиус кривизны, при этом структура является единой, т.е., располагаясь вдоль изгиба, структура не делится последовательно на отдельные модули фильтра, обычно "фильтрующий слой" включает абсорбирующие частицы;

Термин "фильтрующий картридж" означает структуру, включающую фильтрующий слой и приспособление для соединения с фильтром, "изогнутый фильтрующий картридж " - это структура, которая имеет радиус кривизны.

Термин "фильтр" означает часть респиратора (PAPR), функция которой состоит в очищении окружающего воздуха и обеспечении принудительного движения воздуха.

Термин "гибкий шланг" означает устройство, включающее трубопровод с газонепроницаемыми стенками, по которому воздух может поступать от источника чистого воздуха к дыхательному аппарату.

Термин "респиратор принудительной очистки воздуха" или "PAPR" означает такой респиратор, который для доставки очищенного воздуха к дыхательному аппарату использует источник энергии.

Термин "центр кривизны" - это центр дуги, образованной изогнутым фильтрующим слоем или изогнутым картриджем. Например, если кривизна изогнутого фильтрующего слоя имеет цилиндрическую форму, то центром кривизны является линия, если же кривизна имеет сферическую форму, то центром кривизны является точка. Для более сложных форм кривизны центром может быть область. Например, на Фиг.1 центр кривизны устройства 10 для фильтрации воздуха лежит на линии 170, образованной пересечением поверхности 160 и плоскостью, перпендикулярной к поверхности рисунка.

Устройство для фильтрации воздуха, описанное в настоящем изобретении, содержит первый фильтрующий картридж, имеющий входной патрубок картриджа, выходной патрубок картриджа и изогнутый фильтрующий слой, вогнутая поверхность которого расположена так, что подлежащий очистке воздух проходит через входной патрубок картриджа, изогнутый фильтрующий слой и выходной патрубок картриджа. Устройство для фильтрации воздуха включает также вентилятор в сборе, имеющий входной патрубок вентилятора, связанный по воздушному потоку с выходным патрубком картриджа, и выходной патрубок вентилятора. Кроме того, вентилятор в сборе снабжен двигателем, расположенным вблизи упомянутой вогнутой поверхности фильтрующего слоя, при этом двигатель имеет ось вращения, проходящую вблизи центра кривизны упомянутого фильтрующего слоя.

Обычно устройство для фильтрации воздуха помещают в корпус. Корпус может содержать, например, основание, средства крепления для прикрепления одного или нескольких картриджей и крышку. Использование корпуса позволяет компонентам устройства для фильтрации воздуха быть пневматически связанными друг с другом и защищает упомянутые компоненты от ударов и повреждений.

Корпус обычно выполняют газонепроницаемым, чтобы он был пригоден в любых условиях, где используют устройство для фильтрации воздуха. К материалам, потенциально пригодным для изготовления корпуса, относятся пластмассы, металлы, композиты и др.

В основании корпуса обычно размещают вентилятор в сборе. Он имеет входной патрубок вентилятора, соединенный по воздушному потоку с выходной патрубком картриджа, и выходной патрубок вентилятора, который может быть соединен, например, с гибким шлангом, который, в свою очередь, соединен с дыхательным аппаратом. Связь по воздушному потоку между вентилятором в сборе и фильтрующим слоем может осуществляться через отверстие лопастного колеса, например отверстие в виде кольца лопастного колеса. Обычно отверстие в виде кольца лопастного колеса вентилятора образуется между двигателем и кромкой входного патрубка вентилятора. Например, на Фиг.3 упомянутое отверстие 320 в виде кольца лопастного колеса расположено между двигателем 310 и кромкой 300 входного патрубка вентилятора. Обычно отверстие в виде кольца лопастного колеса целиком обращено к вогнутой поверхности изогнутого фильтрующего слоя (или закрыто им). Отверстие в виде кольца целиком обращено к вогнутой поверхности изогнутого фильтрующего слоя, когда проекция выступающей части лопастного колеса на вогнутой поверхности изогнутого фильтрующего слоя расположена полностью на вогнутой поверхности изогнутого фильтрующего слоя.

Вентилятор в сборе содержит также лопастное колесо и двигатель в сборе. Двигатель в сборе содержит двигатель вентилятора. Двигатель расположен вблизи вогнутой поверхности изогнутого фильтрующего слоя. Двигатель имеет ось вращения, расположенную в непосредственной близости к центру кривизны изогнутого фильтрующего слоя. Двигатель вентилятора приводит в действие лопастное колесо, которое гонит воздух через устройство для фильтрации воздуха. Обычно двигатель вентилятора представляет собой бесщеточный электродвигатель постоянного тока. Поскольку устройство для фильтрации воздуха стремятся выполнить портативным, предпочтительно иметь батарейный источник питания, либо имеющий возможность подзарядки, либо без нее.

В основании корпуса может также находиться выходной патрубок вентиляционного устройства, выполненный, как правило, в виде единичного отверстия, но возможен и вариант выполнения ряда отверстий. В некоторых вариантах осуществления изобретения выпускной патрубок представляет собой цилиндрическое отверстие, однако возможны и другие формы и очертания. В отверстии могут также находиться структуры, обеспечивающие разъемное соединение устройства для фильтрации воздуха с гибким шлангом или другим средством соединения для подачи очищенного воздуха в дыхательный аппарат или иное устройство.

Корпус может также содержать приспособление для съемного закрепления на нем одного или нескольких картриджей. С этой целью могут быть использованы различные средства: винты, защелки, зажимы, задвижки и т.п. В патенте US 5579761 описан пример защелкивающегося разъема, применимого в соединительной структуре. В альтернативном варианте картридж снабжен резьбой, а на корпусе респиратора выполнен резьбовой штуцер. В другом альтернативном варианте для съемного закрепления картриджа использован механизм разъемного соединения с вентилятором.

Корпус может также иметь крышку. Крышка обычно расположена на верхней части картриджа или картриджей и имеет связь по воздушному потоку с самым удаленным от центра картриджем (т.е. с самым удаленным от вентилятора). Использование крышки помогает удерживать картриджи внутри корпуса и защищать их. Обычно крышка содержит устройство для прикрепления к основанию, или к картриджам, или к тому и другому. Устройства для крепления те же, что перечислены выше в отношении крепления картриджей к основанию. Крышка имеет отверстие или несколько отверстий, которые пропускают поток (например, воздуха) в наиболее удаленный картридж фильтра. Таким отверстием может быть щель или щели, круглые, треугольные или прямоугольные полости, пористые сетки, металлические сетки и др.

Устройство для фильтрации воздуха содержит один или несколько картриджей. По меньшей мере, один картридж содержит, по меньшей мере, один изогнутый фильтрующий слой. Изогнутый фильтрующий слой обычно имеет вогнутую форму (если смотреть со стороны выходного патрубка картриджа), изогнутый фильтрующий слой имеет выпуклую форму (если смотреть со стороны входного патрубка картриджа). Изогнутый фильтрующий слой содержит пласт фильтрующего материала, размещенный на опорной пластине или между двумя опорными пластинами, при этом большая часть каждой из поверхностей опорных пластин, обращенных в сторону пласта фильтрующего материала, изогнута относительно, по меньшей мере, одной оси. В некоторых вариантах осуществления изобретения изгиб, приданный опорной пластиной, обеспечивает изогнутую конфигурацию фильтрующего слоя. По меньшей мере, часть пласта фильтрующего материала испытывает остаточную компрессию между опорными подложками.

В некоторых вариантах осуществления изобретения картридж содержит футляр для размещения изогнутого фильтрующего слоя, имеющий входной патрубок и выходной патрубок. Футляр конструктивно подогнан к корпусу устройства и помогает удерживать компоненты картриджа на месте. Футляр обычно выполняют газонепроницаемым, чтобы он был пригоден в любых условиях, где используют устройство для фильтрации воздуха. Футляр может быть изготовлен, например, из пластмассы, металлов, композитов и т.п. Изогнутый слой фильтрующего материала размещен внутри футляра так, чтобы подлежащий очистке поток воздуха проходил через входной патрубок футляра, фильтрующий материал и выходной патрубок футляра. Первая опорная пластина расположена между слоем фильтрующего материала и выходным патрубком футляра, так что большая часть ее поверхности обращена к слою фильтрующего материала, имеющему изгиб, по меньшей мере, относительно одной оси. Вторая опорная пластина расположена между слоем фильтрующего материала и входным патрубком футляра, так что большая часть ее поверхности обращена к слою фильтрующего материала и так же имеет изгиб, по меньшей мере, относительно одной оси.

В некоторых вариантах осуществления изобретения слой фильтрующего материала представляет собой рыхлый зернистый фильтрующий материал, который находится под действием остаточной компрессии между опорными пластинами внутри картриджа. Желательно, чтобы толщина фильтрующего материала между двумя опорными пластинами была одинаковой (в рамках технологического допуска), чтобы уменьшить преждевременный прорыв фильтрующего материала и способствовать его полному использованию.

Слой фильтрующего материала может быть выполнен различного вида, хотя обычно он включает абсорбирующие частицы, в частности свободные абсорбирующие частицы. Можно использовать абсорбирующие частицы любого типа из числа пригодных для удаления газов и паров из воздуха, вдыхаемого через респиратор. К числу таких абсорбирующих частиц можно отнести, например, ионообменные смолы, активированный уголь (который может быть насыщен аминтриэтилендиамином или солями тяжелых металлов, например меди, серебра, цинка, молибдена и др.), цеолиты, обработанную активированную окись алюминия или металлоорганическую каркасную структуру и т.д. Термин "свободные" абсорбирующие частицы означает, что соседние частицы физически не прикреплены друг к другу для образования автономной фильтрующей структуры, например, в связи с использованием связывающего материала, такого как полимеры, пеноматериалы и т.п. В связи с этим свободные частицы могут быть в виде гранул или шариков, которые размещаются посредством наполнения или с использованием аналогичных процессов.

Можно использовать не один тип фильтрующего материала, а несколько. Например, изогнутый фильтрующий слой может содержать несколько слоев фильтрующего материала различного типа. Многослойный фильтрующий слой может быть изготовлен с использованием способа наполнения путем последовательного вложения различных фильтрующих материалов.

В некоторых вариантах осуществления изобретения изготовление картриджей включает размещение слоя фильтрующего материала на плоской (в рамках технологического допуска) горизонтально распложенной опорной пластине, находящейся внутри футляра в картридже. В некоторых случаях слой фильтрующего материала в связи с требованием обеспечения одной и той же толщины может быть сформован с использованием способа наполнения помещением одного на другой плотных слоев с необходимой плотностью. Способ наполнения обычно включает засыпание материала через сита, которые рассеивают частицы при их падении, образуя поверхность пласта фильтрующего материала. После того, как фильтрующий материал размещен, желательно подвергнуть опорные пластины деформации, так чтобы большая часть каждой из их поверхностей, обращенная к пласту фильтрующего материала, приобрела кривизну, превратилась в вогнутую относительно, по меньшей мере, одной оси поверхность.

Из-за деформации опорных пластин возникает остаточная компрессия слоя фильтрующего материала, по меньшей мере, часть его остается в сжатом состоянии между опорными пластинами. В некоторых вариантах осуществления изобретения остаточная компрессия обеспечивается упруго деформированной пластиной, расположенной внутри изогнутого картриджа.

Описан имеющий преимущества способ изготовления, использующий традиционный способ наполнения для формования пласта фильтрующего материала. Способ экономичен и облегчает выполнение требования одинаковой плотности фильтрующего материала. Другое потенциальное преимущество состоит в том, что при изготовлении слоев из различных фильтрующих материалов в одном картридже способ наполнения обеспечивает удобный способ вложения слоев при соблюдении разграничения между ними.

Обычно изогнутый фильтрующий слой имеет толщину, достаточную для эффективной фильтрации примесей из потока воздуха, сохраняя при этом конструкцию низкопрофильной. В некоторых вариантах исполнения толщина изогнутого фильтрующего слоя находится в диапазоне от 1 до 5 сантиметров.

Для изготовления картриджа можно сначала изготовить его нижнюю и верхнюю части. Будучи сложенными вместе, эти части образуют корпус картриджа. Способ изготовления картриджа включает размещение первой опорной пластины внутри нижней части корпуса и укладку на ней фильтрующего материала. Вторая опорная пластина может быть добавлена поверх уложенного фильтрующего материала. Первая опорная пластина (и вторая опорная пластина, если она имеется) подвергаются деформации после того, как слой фильтрующего материала уложен, при этом большая часть поверхности опорной пластины, которая обращена к фильтрующему материалу, приобретает изгиб относительно, по меньшей мере, одной оси. Обычно изгиб выполняют цилиндрическим, но изобретение допускает и другие виды кривизны. Верхняя часть корпуса картриджа скрепляется с нижней частью и образует картридж фильтра. Корпус картриджа может иметь любую удобную форму, но обычно он имеет изгиб, подобный изгибу фильтрующего слоя.

Кривизна изгиба, приданного фильтрующему слою опорными пластинами, может быть определена по отношению к оси, перпендикулярной к одной из поверхностей (ее большей части) опорной пластины. Кривизна может быть одинаковой для всей поверхности фильтрующего слоя, но может и изменяться. К примерам пригодных изогнутых поверхностей относятся один или несколько эллипсов, окружности и т.п. Один из способов охарактеризовать кривизну состоит в определении радиусов кривизны в одной или нескольких точках или для одной или нескольких секций большей части поверхности опорной пластины. В некоторых вариантах осуществления изобретения этот радиус составляет 1 м и меньше, или 0,5 м и меньше, или 1 м и меньше, или даже 20 см и меньше.

Другой способ охарактеризовать кривизну изгиба фильтрующего слоя и опорных пластин картриджа состоит в определении прогиба, полученного, по меньшей мере, частью пластины в результате деформации плоской конфигурации. В некоторых случая такое смещение (по сравнению с плоской конфигурацией) может составить, например, 5 мм и больше, или даже 10 мм и больше.

Упомянутая кривизна изгиба может быть выполнена относительно двух осей и более, которые могут быть параллельными друг другу (но это не обязательно). Например, контур кривизны может представлять собой сложную кривую, описывающую поверхности фильтрующего слоя и окружающих структур (например, опорных пластин). Желательно, чтобы форма кривизны соответствовала контуру и/или размерам других компонент устройства для фильтрации воздуха, к которым должен быть присоединен картридж. Это упрощает конструкцию устройства.

В устройстве для фильтрации воздуха можно использовать один фильтрующий слой или несколько. Последний вариант достигается использованием нескольких картриджей или одного картриджа с несколькими фильтрующими слоями. Единичный картридж может иметь такую конструкцию, которая описана выше, но возможен вариант выполнения его в виде модуля. Если картридж содержит два модуля, то обычно оба они имеют изгиб. В некоторых вариантах осуществления изобретения первый модуль представляет собой фильтрующий слой, содержащий фильтрующий материал, как описано выше. Тогда второй модуль может содержать фильтр для задержания частиц примесей. Фильтр для задержания частиц примесей может быть выполнен в виде нетканого гофрированного полотна, пенопласта с открытыми порами, складчатой (гофрированной) мембраны или сочетания двух или нескольких фильтров.

В картриджах, содержащих более одного фильтра, обычно толщина одного фильтрующего слоя лежит в диапазоне от 1 до 5 см, а второго фильтрующего слоя - в диапазоне от 0,5 до 3 см. При этом второй фильтрующий слой может быть расположен между входным патрубком и второй опорной пластиной.

Когда используют не один картридж, а несколько, то они могут быть выполнены одинаковыми, но могут и отличаться друг от друга. В некоторых вариантах осуществления изобретения в устройстве для фильтрации воздуха используют два картриджа, расположенные в основной (наиболее часто употребляемой) конфигурации: крышка корпуса, второй картридж, первый картридж, основание корпуса. В основании корпуса обычно размещен вентилятор в сборе с двигателем. В этом варианте исполнения первый картридж содержит изогнутый фильтрующий слой с фильтрующим материалом, как описано выше. Второй картридж обычно содержит фильтр для задержания частиц примесей, выполненный, например, в виде нетканого гофрированного полотна, пенопласта с открытыми порами, складчатой (гофрированной) мембраны или сочетания двух или нескольких фильтров.

Картриджи обычно содержат уплотняющие прокладки, так чтобы при установке внутри корпуса устройства для фильтрации воздуха картриджи были надежно герметизированы, чтобы воздух в устройство фильтрации поступал только через входной патрубок. Надежная герметизация возникает и поддерживается за счет давления, прикладываемого к уплотняющим прокладкам. Обычно уплотняющие прокладки выполняют так, чтобы не искажать профиль устройства для фильтрации воздуха. В некоторых случаях их размещают вокруг периферии картриджа, что способствует обеспечению узкого профиля.

Устройства для фильтрации воздуха обычно выполняют портативными. Пользователь может носить их или надевать на себя. Обычно их надевают, например, на талии с помощью ремня или на плечи с использованием рюкзачка. В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство для фильтрации воздуха содержит ременную систему, которая позволяет пользователю носить устройство на теле. Ременная система обычно имеет регулировки для подгонки к талии любого размера.

На Фиг.1 представлено схематическое изображение поперечного сечения части устройства для фильтрации воздуха в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения. В этом варианте присутствуют два картриджа, имеющие связь по воздушному потоку друг с другом. На Фиг.1 устройство 10 для фильтрации воздуха содержит основание корпуса 400, первый картридж 100 и второй картридж 200. Первый картридж 100 содержит первую опорную пластину 110, вторую опорную пластину 140 и изогнутый фильтрующий слой 130 фильтра. Первая опорная пластина 110 имеет вогнутую поверхность 160. Центр кривизны вогнутой поверхности 160 показан линией 170. В первой опорной пластине 110 находится выходной патрубок 120 картриджа, включающий множество отверстий. Во второй опорной пластине 140 находится входной патрубок 150 картриджа, также включающий множество отверстий. Во втором картридже 200 находится входной патрубок 210 картриджа, содержащий множество отверстий и изогнутый фильтр 220, содержащий гофрированный фильтрующий материал. В основании корпуса 400 имеется входной патрубок 300 вентилятора, имеющий связь по воздушному потоку с первым картриджем 100. Двигатель 310 расположен внутри входного патрубка 300 вентилятора вблизи вогнутой поверхности 160, линия 170 соответствует его оси вращения. Несмотря на то, что в этом варианте осуществления изобретения центр кривизны фильтрующего слоя 130 фильтра и ось вращения двигателя 310 показаны одной и той же линией 170, они могут не находиться в одной и той же плоскости. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения ось вращения двигателя 310 может располагаться так, что отверстие лопастного колеса (показанное на Фиг.3) полностью закрыто изогнутым фильтрующим слоем 130 фильтра. Вентилятор 360 прикреплен к двигателю 310. Пружинные защелки 430 прикреплены к основанию корпуса 400, они обеспечивают возможность съемного закрепления картриджа 100 в основании корпуса 400.

На Фиг.2 представлен вид в аксонометрии устройства для фильтрации воздуха в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения. На Фиг.2 устройство 20 для фильтрации воздуха содержит основание корпуса 400 и крышку 410. Основание корпуса 400 имеет выходной патрубок 420 вентилятора, который может быть соединено с патрубком или входным отверстием другого устройства (не показано).

На Фиг.3 представлено схематическое изображение вида в аксонометрии основания корпуса в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения. В основании корпуса 400 имеется входной патрубок 300 вентилятора, внутри которого размещен двигатель 310. Входной патрубок 300 вентилятора по воздушному потоку связан с выходным патрубком картриджа (не показано) через кольцеобразное отверстие 320 между двигателем 310 и кромкой входного патрубка 300 вентилятора, которое упоминалось выше, как отверстие лопастного колеса.

На Фиг.4 представлено схематическое изображение устройства для фильтрации воздуха в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения в разобранном виде. На Фиг.4 устройство 30 для фильтрации воздуха показано содержащим основание 400 корпуса и первый картридж 100, второй картридж 200 и крышку 410. В основании 400 корпуса имеются входной патрубок 300 и выходной патрубок 420 вентилятора.

На Фиг.5 представлено схематическое изображение поперечного сечения части устройства для очистки воздуха в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения. В этом варианте картридж состоит из двух модулей, один из них содержит изогнутый фильтрующий слой, другой - гофрированный фильтрующий материал. На Фиг.5 устройство 30 для фильтрации воздуха показано содержащим основание 400 корпуса и картридж 500. Картридж 500 состоит из двух модулей 510 и 520. Первый модуль 510 содержит первую опорную пластину 530, вторую опорную пластину 540 и изогнутый фильтрующий слой 550 фильтра. Первая опорная пластина 530 снабжена множеством отверстий 560, а вторая пластина 540 имеет множество отверстий 570. Второй модуль 520 по воздушному потоку связан с первым модулем 510 через отверстия 570. Второй модуль 520 содержит множество отверстий 590 и гофрированный фильтрующий материал 580. В основании 400 корпуса имеется входной патрубок 300 вентилятора, пневматически связанное с картриджем 500.

На Фиг.6 схематически представлен вид в аксонометрии респиратора в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения. Показанный на Фиг.6 респиратор 600 принудительной очистки воздуха включает устройство 20 для фильтрации воздуха с выходным патрубком 420 вентилятора. К выходному патрубку 420 вентилятора присоединен шланг 610, второй конец которого соединен с дыхательным аппаратом 620.

Выше приведено описание различных вариантов осуществления изобретения. Возможны и другие варианты исполнения, возможны также дополнения в рамках данного изобретения. Изобретение ограничено только рамками формулы изобретения, приведенной ниже, и признаками, эквивалентными приведенным в формуле.

Изобретение предназначено для фильтрации воздуха. Устройство содержит первый фильтрующий картридж, включающий входной и выходной патрубки и изогнутый фильтрующий слой, вогнутая поверхность которого расположена так, что подлежащий фильтрации воздух проходит через входной патрубок картриджа, изогнутый фильтрующий слой и выходной патрубок картриджа. Устройство содержит также вентилятор в сборе, включающий входной патрубок вентилятора, двигатель и выходной патрубок вентилятора. Входной патрубок вентилятора связан по воздушному потоку с выходным патрубком картриджа. Двигатель расположен вблизи вогнутой поверхности изогнутого фильтрующего слоя и имеет ось вращения, проходящую вблизи центра кривизны упомянутого изогнутого фильтрующего слоя. Технический результат: компактность устройства без ухудшения доставки воздуха. 20 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для фильтрации воздуха, содержащее первый фильтрующий картридж, включающий входной патрубок картриджа, выходной патрубок картриджа и изогнутый фильтрующий слой, вогнутая поверхность которого расположена так, что подлежащий фильтрации воздух проходит через входной патрубок картриджа, изогнутый фильтрующий слой и выходной патрубок картриджа, при этом устройство содержит также вентилятор в сборе, включающий входной патрубок вентилятора, двигатель и выходной патрубок вентилятора, при этом упомянутый входной патрубок вентилятора связан по воздушному потоку с выходным патрубком картриджа, а двигатель расположен вблизи вогнутой поверхности изогнутого фильтрующего слоя и имеет ось вращения, проходящую вблизи центра кривизны упомянутого изогнутого фильтрующего слоя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что картридж выполнен изогнутым.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что картридж выполнен съемным с использованием механизма разъемного соединения с вентилятором.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что изогнутый фильтрующий слой содержит первую опорную пластину, имеющую множество отверстий, и вторую опорную пластину, имеющую множество отверстий, изогнутый фильтрующий слой фильтрующего материала расположен между упомянутыми пластинами, при этом первая опорная пластина расположена между фильтрующим слоем фильтрующего материала и выходным патрубком картриджа так, что большая часть ее поверхности обращена к фильтрующему слою фильтрующего материала, изогнутому относительно, по меньшей мере, одной оси, при этом вторая опорная пластина расположена между фильтрующим слоем фильтрующего материала и входным патрубком картриджа так, что большая часть ее поверхности обращена к фильтрующему слою с фильтрующим материалом, изогнутому относительно, по меньшей мере, одной оси.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что фильтрующий материал содержит, по меньшей мере, один слой неплотного фильтрующего материала, например слой активированного угля, цеолита или металлоорганической каркасной структуры.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что изгиб, по меньшей мере, одной из опорных пластин вызван упругой деформацией.

7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что радиус кривизны изгиба большей части поверхности первой опорной пластины в одной точке, или в нескольких точках, или участках поверхности составляет 1 м или меньше.

8. Устройство по п.4, отличающееся тем, что дополнительно содержит второй фильтрующий слой, расположенный между входным патрубком и второй опорной пластиной.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что второй фильтрующий слой фильтра содержит гофрированный фильтрующий материал.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит второй фильтрующий картридж, по воздушному потоку связанный с первым картриджем.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что второй фильтрующий картридж содержит гофрированный фильтр.

12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что второй фильтрующий картридж выполнен изогнутым.

13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что второй фильтрующий картридж выполнен съемным посредством механизма разъемного соединения.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что входной патрубок вентилятора в сборе содержит кольцеобразное отверстие лопастного колеса.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что кольцеобразное отверстие лопастного колеса обращено к вогнутой поверхности изогнутого фильтрующего слоя.

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вентилятор в сборе содержит бесщеточный электродвигатель постоянного тока.

17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит гибкий шланг для соединения выходного патрубка упомянутого устройства с дыхательным аппаратом.

18. Устройство по п.1, отличающееся тем, что толщина изогнутого фильтрующего слоя составляет от 1 до 5 см.

19. Устройство по п.8, отличающееся тем, что толщина первого изогнутого фильтрующего слоя составляет от 1 до 5 см, а толщина второго изогнутого фильтрующего слоя составляет от 0,5 до 3 см.

20. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит ременную систему, обеспечивающую крепление устройства к телу пользователя.

21. Устройство по п.1, отличающееся тем, что изогнутый фильтрующий слой содержит абсорбирующие частицы.