CN101668557B - 用于呼吸面具的可充气面部密封件及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种用于呼吸面具的可充气的面部密封件(1′；30′)，所述可充气的面部密封件包括环形的气密性中空部分(12′；40′)，其中穿过所述环形中空部分(12；40)的一个部分的剖面包括将两个交叠的凸缘(6、7；35、36)联接起来的结合紧密的接缝(11；41)。所述两个凸缘被结合在一起从而使得所述两个交叠凸缘中的第一凸缘(6；35)的面朝内的表面(10；39)与所述两个交叠凸缘中的第二凸缘(7；36)的面朝外的表面(9；38)接触。通过这种方式，使得形成了坚固的结合部且使得当所述环形的气密性中空部分经受升高的压力时，该结合部仅经受了剪切应力的作用。

Description

用于呼吸面具的可充气面部密封件及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种用于呼吸面具的可充气的面部密封件，所述呼吸面具例如为麻醉面具和/或呼吸面具。这些面具通常会在对病人进行医学治疗的过程中使用。所述可充气的面部密封件包括环形的气密性中空部分，其中穿过所述环形中空部分的一个部分的剖面包括将两个交叠的凸缘联接起来的结合紧密的接缝(bonded joint)。

背景技术

在典型的应用中，本发明的所述可充气的密封件被用于面具中，所述面具包括相对刚硬的壳体部分和借助于气密连接手段被附接到该壳体的周部上的可充气的环形面部密封件。在EP 0 602 424中披露了这种面具。然而，本发明的面部密封件还可用于这样的面具，该面具包括单次注射成型(single injection moulding)的元件，该元件既包括半刚性的壳体部分又包括根据本发明的可充气的环形面部密封件。

目前生产出来的这种可充气的环形面部密封件有着多种设计，以便提供不同的解剖学配合水平、不同水平的使用方便性、不同水平的持久性以及不同水平的清洗方便性和消毒方便性。此外，在生产这种面部密封件的过程中，需要维持较低的制造成本。

然而，现有技术中的面具可能难以制造出来。特别地，由于最终完工的面具包括环形的中空的且具有气密性的内部部分，因此无法通过注射成型或橡胶浸渍(rubber dipping)工艺来直接形成该面具。因此，该面具通常是通过一种分成两个阶段的工艺制成的，在该工艺中，首先使用环形内部芯体使面具成型，该芯体被用来形成所述中空内部部分。一旦该面具被成型，则借助于面具中的开口从芯体上剥除面具，该开口被布置在沿环形中空部分周部的位置处。一旦去除了该芯体，则对该开口进行封闭和密封从而形成气密性的结合紧密的接缝。

该结合紧密的接缝通常是通过被置于该面具的两个凸缘之间的粘合剂而形成的。然而，由于粘合剂的固化时间通常为约1天，因此需要用固定装置将这两个凸缘压在一起以便确保实现有效的结合。该过程需要极大量的固定装置。例如，如果生产运行的容量为500个面具/天，则在固化过程中需要用到至少500个固定装置。获取和管理所有这些固定装置使得生产成本相当昂贵且使得生产工艺变得复杂化。

此外，正如EP 0 602 424所述，被结合在一起的两个表面通常被布置成两个平行的凸缘，其中在所述凸缘的两个“面朝内”的表面之间形成了结合。所谓面朝内的表面指的是面朝着该环形中空部分的一部分的剖面中心的那些表面。通过这种方式，当压力例如在机洗和消毒过程中被施加到面具的内部体积空间上时，该结合部会经受“剥离”力，这种剥离力试图使结合紧密的表面彼此剥离开来。由于应力被施加在结合紧密的接缝的内侧边缘处的有限区域上，因此结合部上的“剥离”力是相当大的。

发明内容

因此，本发明的一个方面是提供一种可充气的环形面部密封件的设计，这种设计允许以较低的成本通过适用于一次性产品或用于可重复使用的产品的多种弹性材料制造该密封件。

本发明的另一个方面是提供一种如引言段落中所述的可充气的面部密封件，所述面部密封件具有可经受重复使用且可经受清洗和消毒过程的高持久性。

上述方面部分地是通过一种如开篇段落中所述的可充气的面部密封件来解决的，其中所述两个凸缘被结合在一起从而使得所述两个交叠凸缘中的第一凸缘的面朝内的表面与所述两个交叠凸缘中的第二凸缘的面朝外的表面接触。

应该注意到：在本说明书中：“面朝内的表面”指的是面朝着所述中空部分内部的表面，而“面朝外的表面”指的是面朝外且面朝着远离所述中空部分内部的方向的表面。

在一个实施例中，所述可充气的面部密封件中存在的内部应力可使所述第一凸缘的所述面朝内的表面向着所述第二凸缘的所述面朝外的表面受力。通过这种方式，所述内部应力将所述凸缘保持在一起，而无需在结合部的固化过程中提供任何外部形式的保持装置。所述内部应力可在形成该结合紧密的接缝时产生。所述内部应力例如可通过拉伸所述可充气的面部密封件的壁部的一部分且随后将所述壁部保持在拉伸位置处的方式来产生。

此外，所述中空部分的所述剖面可包括封闭区域且所述结合紧密的接缝可位于所述封闭区域的周部上。这种布置提供了一种简单的几何形式且导致产生了坚固的结合部。在优选实施例中，所述两个凸缘可彼此平行地被布置。

所述第二凸缘还可被成形为从所述可充气的面部密封件的外壁伸出的凸缘且所述第一凸缘可被成形为附接到所述可充气的面部密封件的内壁上的钩部。这提供了这样一种布置，其中所述第一凸缘可被“钩”在所述第二凸缘周围。

所述凸缘还可被布置以使得所述第一凸缘在与所述第二凸缘相对的方向上沿所述环形中空部分的所述剖面的所述周部进行延伸。通过这种方式使得提供了结合紧密的接缝，从而导致当压力被施加到所述中空部分上时，有剪切应力而不是剥离力被施加在所述两个凸缘之间的所述结合部上。

制造用于呼吸面具的可充气的面部密封件的一种优选的方法包括以下步骤：成型制造出具有环形中空部分的可充气的面部密封件，其中穿过所述环形中空部分的一个部分的剖面具有第一凸缘和第二凸缘，所述第一凸缘与所述第二凸缘是交叠的且沿径向隔开，从而使得所述第一凸缘沿径向方向被布置在所述第二凸缘下面；将粘合剂施加到所述第二凸缘的外表面上；并且对位于所述第一凸缘与所述第二凸缘之间的所述剖面的一部分进行拉伸以便将所述第一凸缘折叠在所述第二凸缘上，从而使得所述第一凸缘的内表面与所述第二凸缘的所述外表面接触且使得所述第一凸缘借助于由于所述拉伸而在所述成型部件中产生的内部应力而受力靠在所述第二凸缘上。

应该注意：在本说明书中，“径向地(radially)”应该被解释为是沿半径的方向。然而，应该注意到：术语半径并未将本发明限于圆形形状。该环形中空部分的所述剖面可以呈任何形状。然而，该剖面大体上的形状是围绕以下这种区域的形状。该区域具有中心且在这种情况下“半径(radius)”被限定为从该中心向外朝着该剖面上的点的向量。该半径沿所述剖面并不是恒定不变的，而是可具有变化的长度。还应该注意到：当从模型中去除该密封件时，该剖面是开口的，且该区域并未完全被该剖面覆盖。

在优选实施例中，可借助于注射成型工艺在封闭的模型中成型制造出所述可充气的面部密封件。通过使用封闭的模型，使得可能改变所述成型部件的壁厚。

在制造用于呼吸面具的可充气面部密封件的制造工艺中所产生的中间产品包括环形腔体，所述环形腔体具有剖面，所述剖面包括开口的半圆形部分，所述开口的半圆形部分具有被布置在所述开口的半圆形部分的相对端部上的第一凸缘和第二凸缘。所述第二凸缘可被布置以使其与所述第一凸缘交叠且所述第二凸缘可被布置在比所述第一凸缘更远离所述开口的半圆形部分的中心的位置处。此外，所述第一凸缘可沿与所述第二凸缘相对的方向延伸。

在该中间产品的一个实施例中，所述第一凸缘和所述第二凸缘可被布置以便大体上彼此平行。

应该注意到：术语“开口的半圆形部分(open semi circularportion)”应该出于本说明书的目的而被理解为是不一定呈圆形，而是可以呈任何几何形状的部分。然而，大体上说来，该部分封闭住了限定的区域。然而，该部分是“开口的”，这意味着该部分的壁部在某点上限定出了开口。

应该强调的是：当在本说明书中使用术语“包括/包括(comprises/comprising)”时，该术语被认为指明了所述特征、整体、步骤或部件的存在，但同时并未排除可存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、部件或其组群的可能性。

附图说明

下面将结合附图所示的实施例对本发明进行更为详细地描述。应该强调的是：图中所示的实施例仅出于示例性目的且不应用来限制本发明的范围。

图1示出了胶粘之前的根据本发明的可充气的面部密封件的第一实施例的透视图；

图2示出了图1所示的可充气的面部密封件的剖面透视图；

图3示出了沿线III-III截取的图1所示的可充气的面部密封件的剖面图；

图4示出了胶粘之后的图3的剖面图；

图5示出了沿线V-V截取的图1所示的可充气的面部密封件的剖面图；

图6示出了胶粘之后的图5的剖面图；

图7示出了用于对图1所示的可充气的面部密封件进行注射成型的模型的一个实施例的实例的剖面图；

图8示出了胶粘之前的可充气的面部密封件的第二实施例的剖面图；

图9示出了胶粘之后的图8所示的可充气的面部密封件。

请注意：本说明书中提到的所有取向，例如水平、垂直、上部、下部、顶部、底部等，都应该被认为是附图中所示的取向。

具体实施方式

根据本发明，图1-图6示出了优选实施例1。图1、图2、图3和图5示出了在模型中形成的单次注射成型的部件1的形状。该部件可被称作“中间产品(intermediate product)”1，该产品存在于该可充气的面部密封件的制造工艺过程中。图4和图6示出了胶粘后的部件1′的形状。该部件可被称作最终部件1′，该最终部件是制造工艺完成之后产生的。

可充气的面部密封件1包括附接套筒2，所述附接套筒使得可以环形附接的方式附接到刚性面具壳体(未示出)的周部上。可充气的面部密封件1进一步包括外壁3、弯曲壁部4、内壁5、第一凸缘6和第二凸缘7。外部3向外且从套筒2向下延伸。弯曲壁部4是外壁3的延续部分且形成了解剖学形状，该弯曲壁部在使用过程中会与使用者的面部(未示出)邻接。内壁5被连接到弯曲壁部4上且是该弯曲壁部的延续部分。第一凸缘6被附接在内壁5的端部处且在处于套筒2和外壁3的相接位置下方一定距离的位置处产生凹进。第二凸缘7从附接套筒2向内延伸，该第二凸缘与第一凸缘6平行且交叠，且在所述第二凸缘与所述第一凸缘之间存在小的间隙。

在注射成型之后，粘合剂8如胶粘剂被施加到第二凸缘7的上表面或者说面朝外的表面9上。随后向外且向上拉伸内壁5以便允许第一凸缘6折叠在第二凸缘7上且允许该第一凸缘被安置在粘合剂的顶部上，在该位置处第一凸缘的内表面10将通过由于轴向移置而产生的弹性力而略微压靠在该粘合剂上。因此，在固化过程中，无需设置固定装置就可使该可充气的面部密封件进行固化，如图4和图6所示。通过这种方式，粘合剂在两个凸缘之间形成了结合紧密的接缝11。因此，如图4和图6所示的最终产品1′包括环形的气密性中空部分12′。如图4和图6还示出地，穿过该环形气密性中空部分的一部分的剖面限定出封闭区域13′且该结合紧密的接缝11位于该封闭区域的周部上。

除了易于制造且可自由地在多种材料中进行选择以外，本发明的这种设计还具有附加的优点：当充气密封件内部的压力升高时，该粘合剂结合部仅经受了剪切力的作用。这确保实现了比以前的面具密封件上的粘合剂结合要持久得多的结合，对于以前的面具密封上的粘合剂结合部来说，当密封件内部的压力升高时，该结合部会经受剥离作用。

可充气的面部密封件1进一步包括充气管14，所述充气管被成型为该面部密封件的一体部分。此外，封闭止挡器15通过条带16被附接到外壁上。然而，在某些情况下，例如在一次性面具中，并不一定要设置充气管。设置该充气管的主要原因是通过提供用于该气密性中空部分12′的开口而防止了在清洗/消毒过程中在该环形中空部分12′中积聚起过多压力。

从图3-图6中可以看到，第一凸缘6被成形为一种钩部，在该可充气的面部密封件的组装状态下，所述钩部钩在第二凸缘7周围。然而，该钩部的功能是：当第一凸缘被拉伸并折叠在第二凸缘周围时，该钩部用来将凸缘保持在一起。可能通过多种不同的方式形成两个凸缘从而实现相同的功能。例如，代替将两个凸缘成形为钩部和伸出凸缘的方式是：这两个凸缘可被成形为两个相对应的弯曲凸缘，所述两个相对应的弯曲凸缘在该可充气的面部密封件的组装状态下彼此接合且防止了这两个凸缘之间在胶粘剂固化时产生相对移置。

从图3-图6中还可注意到：这两个凸缘被成形以使得它们沿相对的方向进行延伸。所谓相对的方向是沿该环形中空部分的剖面的圆周或周部来说的。通过这种方式，使得两个凸缘朝向彼此进行延伸且彼此交叠。当这两个凸缘以这种方式结合在一起时，由于该环形中空部分内部的压力而使得在该环形中空部分12′的壁部中产生的应力将会使得有剪切应力被施加到结合部上，而不是如现有技术中那样会有那种使表面彼此被拉开的应力被施加到结合部上。

应该注意到：图中所示的实施例旨在用于两部件面具中，该两部件面具包括密封部件和刚性面具部件。然而，本发明还可应用于被成型制造为既包括密封部件又包括面具部件的一件式部件的面具上。

此外，应该注意到：如图所示的实施例具有用于将可充气的面部密封件1连接到刚性面具部分上的一体式附接套筒2。然而，可以想象的是：该附接套筒可以是独立的部件，该独立的部件借助于胶粘方式被附接到该可充气的面部密封件上。

图7示出了在对图1-图6所示的可充气的面部密封件1进行注射成型的过程中使用的模型20的实例。该模型包括三个部分：底部部分21、顶部部分22和内部环形芯体23。顶部部分22和内部环形芯体23被布置以便可相对于底部部分21沿垂直方向移置。当该模型被闭合时，内部环形芯体被悬挂在该顶部部分与该底部部分之间。随后将该面部密封件的材料注入模型内。一旦材料已经硬化，则顶部部分22和内部芯体23向上移动。该面部密封件保持着附接到内部芯体23上的状态。随后可将该面部密封件剥离内部芯体23。

应该注意到：由于布置了闭合形式的模型，因此可能改变注射成型的部件的壁厚。这可例如用于将内壁5、外壁3和弯曲壁部4制成薄壁且将两个凸缘6、7制得更厚。这增加了壁部的柔性，同时保持了凸缘的强度。

图8和图9示出了根据本发明的可充气的面部密封件的第二实施例30。该第二实施例30包括用于附接到刚性面具部件(未示出)上的附接套筒31、内壁32、在使用过程中与使用者面部接触的弯曲壁部33、外壁34、被连接到该外壁上作为该外壁的延续部分的第一凸缘35和被连接到该内壁上作为该内壁的延续部分的第二凸缘36。当需要联接两个凸缘时，粘合剂37如胶粘剂被施加到第二凸缘的面朝外的表面38上。随后通过拉伸密封件的壁部而向上拉动该第一凸缘35，从而使得第一凸缘35可被折叠在第二凸缘36上。正如第一实施例1中那样，由于拉伸和折叠作用，导致在可充气的面部密封件的壁部中产生了内部应力，该内部应力使该第一凸缘35的面朝内的表面39受力靠在该第二凸缘的面朝外的表面38上。图9示出了最终产品30′，该最终产品包括环形的气密性中空部分40′，该中空部分带有结合紧密的接缝41。该环形的气密性中空部分40′还限定出封闭区域42′。

在该实施例中，结合紧密的接缝41被布置在附接套筒31的外侧上，而不是如第一实施例1那样被布置在附接套筒2的内侧上。然而，应该注意到：该结合紧密的接缝可位于沿环形中空体积空间周部的任何点处。

还应该注意到：在所述实施例中，使用了粘合剂如胶粘剂将表面紧固在一起。然而，也可使用其它紧固形式，如溶剂粘合。

还应该提及的是：该最终产品在组装之后可受到热处理以便降低该最终产品中的内部应力。然而，当粘合剂固化时，这两个凸缘将仍通过内部应力被保持在一起。

Claims (9)

1.一种用于呼吸面具的可充气的面部密封件(1′；30′)，所述面部密封件包括环形的气密性中空部分(12′；40′)，其中穿过所述环形中空部分的一个部分的剖面包括将两个交叠的凸缘(6、7；35、36)联接起来的结合紧密的接缝(11；41)，对位于第一凸缘与第二凸缘之间的所述剖面的一部分(5；34)进行拉伸以便将沿径向方向被布置在所述第二凸缘下面的所述第一凸缘折叠在所述第二凸缘上，从而使得所述两个交叠凸缘中的所述第一凸缘(6；35)的面朝内的表面(10；39)与所述两个交叠凸缘中的所述第二凸缘(7；36)的面朝外的表面(9；38)接触，其特征在于，所述可充气的面部密封件中存在的内部应力使所述第一凸缘(6；35)的所述面朝内的表面(10；39)向着所述第二凸缘(7；36)的所述面朝外的表面(9；38)受力。

2.根据权利要求1所述的可充气的面部密封件(1′；30′)，其特征在于，所述剖面包括封闭区域(13′；42′)，且所述结合紧密的接缝(11；41)位于所述封闭区域的周部上。

3.根据权利要求1或2所述的可充气的面部密封件(1′；30′)，其特征在于，所述两个凸缘(6、7；35、36)彼此平行。

4.根据权利要求1或2所述的可充气的面部密封件(1′)，其特征在于，所述第二凸缘(7)被成形为从所述可充气的面部密封件的外壁(3)伸出的凸缘且所述第一凸缘(6)被成形为附接到所述可充气的面部密封件的内壁(5)上的钩部。

5.根据权利要求1或2所述的可充气的面部密封件(1′；30′)，其特征在于，所述第一凸缘(6；35)在与所述第二凸缘(7；36)相对的方向上沿所述环形中空部分(12′；40′)的所述剖面的周部进行延伸。

6.一种制造用于呼吸面具的可充气的面部密封件(1′；30′)的方法，所述方法包括以下步骤：

-成型制造出具有环形中空部分(12；40)的可充气的面部密封件(1；30)，其中穿过所述环形中空部分的一个部分的剖面具有第一凸缘(6；35)和第二凸缘(7；36)，所述第一凸缘与所述第二凸缘是交叠的且沿径向隔开，从而使得所述第一凸缘沿径向方向被布置在所述第二凸缘下面；

-将粘合剂(8；37)施加到所述第二凸缘的外表面(9；38)上；并且

-对位于所述第一凸缘与所述第二凸缘之间的所述剖面的一部分(5；34)进行拉伸以便将所述第一凸缘折叠在所述第二凸缘上，从而使得所述第一凸缘的内表面(10；39)与所述第二凸缘的所述外表面接触且使得所述第一凸缘借助于由于所述拉伸而在所述成型部件中产生的内部应力而受力靠在所述第二凸缘上。

7.根据权利要求6所述的制造可充气的面部密封件(1′；30′)的方法，其特征在于，借助于注射成型工艺在封闭的模型(20)中成型制造出所述可充气的面部密封件。

8.一种在制造用于呼吸面具的可充气面部密封件(1′；30′)的制造工艺中所产生的中间产品(1；30)，所述中间产品包括环形中空部分(12；40)，且其中穿过所述环形中空部分的一个部分的剖面包括开口的半圆形部分(13；42)，所述开口的半圆形部分具有被布置在所述开口的半圆形部分的相对端部处的第一凸缘(6；35)和第二凸缘(7；36)，所述第二凸缘与所述第一凸缘交叠且被布置在比所述第一凸缘更远离所述开口的半圆形部分的中心的位置处，所述第一凸缘沿径向方向被布置在所述第二凸缘下面，且其中所述第一凸缘沿与所述第二凸缘相对的方向延伸，

其中，当对所述第一凸缘和所述第二凸缘之间的剖面的一部分进行拉伸时，可将所述第一凸缘折叠在所述第二凸缘上，从而使得所述第一凸缘的内表面与所述第二凸缘的外表面接触。

9.根据权利要求8所述的中间产品(1；30)，其特征在于，所述第一凸缘(6；35)和所述第二凸缘(7；36)被布置以便大体上彼此平行。

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