CN111971093B - 用于有***危险的区域的鼓风式过滤设备和用于运行鼓风式过滤设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种鼓风式过滤设备(3)以及一种用于运行这种鼓风式过滤设备(3)的方法，该鼓风式过滤设备能够与电压供应单元(2)连接。鼓风式过滤设备(3)包括鼓风单元(5)、过滤器容纳部(14)、内部的蓄能单元(2)、能量接口(9)、电流限制装置(13)、传感器组件(16,17,18)和控制器(6)。当能量接口与电压供应单元(2)断开时，则至少激活电流限制装置(13)。激活的电流限制装置(13)限制从能量接口(9)至内部的蓄能单元(7)的电流的强度。一旦电压供应单元(2)与蓄能单元(7)连接并且检测到预设的停用事件，则控制器(6)将电流限制装置(13)停用。该停用事件基于内部的蓄能单元(7)的荷电电压和/或基于自从连接以来所经过的时间间隔。

Description

用于有***危险的区域的鼓风式过滤设备和用于运行鼓风式 过滤设备的方法

技术领域

本发明涉及一种鼓风式过滤设备(Geblaesefiltergeraet)，该鼓风式过滤设备能够与与电压供应单元连接；一种带有这种鼓风式过滤设备和电压供应单元的鼓风式过滤***；以及一种用于运行这种鼓风式过滤设备的方法。

背景技术

已知带有呼吸保护过滤器的被动式呼吸保护装置，应用者可将该呼吸保护装置佩戴在面前，并且该呼吸保护装置给应用者提供保护以免受有损健康的或有毒的气体、颗粒等的影响。由于其构造，被动式呼吸保护装置原则上具有以下缺点：空气抽吸压力由于呼吸保护过滤器的内部阻力而提高。

为了避免该缺点，使用鼓风式过滤设备，所述鼓风式过滤设备相对于被动式呼吸保护装置减小了呼吸阻力并如此实现或至少改善了长时间的不劳累的应用。

常见的鼓风式过滤设备典型地佩戴在使用者的腰部处并且也被称为“动力式空气净化呼吸器”或“PAPR”。此外，该鼓风式过滤设备包括头部件，该头部件可例如实施为罩套、面罩、嘴部件等。鼓风式过滤设备和头部件通常经由鼓风式过滤设备的软管相互流体连通地连接。可能被污染的空气借助于鼓风式过滤设备抽吸穿过过滤装置(借助于该过滤装置可将有害物质从被污染的空气过滤出来)，并且接着经由通向头部件的软管进一步导引给使用者。以这种方式，给鼓风式过滤设备的使用者供应以干净的呼吸空气。

通常，常见的鼓风式过滤设备包括鼓风单元，该鼓风单元带有由马达驱动的风扇叶轮和螺旋壳体。用于运行鼓风单元所需要的电能大多数情况下通过布置在鼓风式过滤设备的相应容纳单元中的呈蓄电池组形式的蓄电池提供。借助于中央控制器能够处理使用者的输入，并且能够操控鼓风单元的马达。壳体一般包围鼓风单元、控制器和蓄电池。至少一个过滤器能够联接到壳体处。

在US2012/0051904A1中描述了一种紧凑的螺旋形的鼓风单元，该鼓风单元属于呼吸保护设备(动力式空气净化呼吸器)。

经常要求：带有鼓风式过滤设备的呼吸保护装置能够在有***危险的环境中使用、例如在带有可能会***的气体或灰尘的环境中使用。这种环境对在该处使用的设备提出特别的要求。在***保护时，必须排除两个针对可能点燃的原因：火花点燃，大多通过限制在故障情况下变得自由的能量；以及温度限制，该温度限制排除自点燃的可能性。

经常，蓄电池组要么直接集成在鼓风式过滤设备中或借助于特殊闭锁件如此与鼓风式过滤设备联结，使得蓄电池组的替换需要为此所构造的工具。这个的原因在于，鼓风式过滤设备为了提供防中断功能需要大电流并且由此需要高功率。功率消耗可视设备的装备而定例如需要约20瓦的功率大小。

该高功率消耗(Leistungsaufnahme)迫使采用这种单元的如下具体的电路设计，即，鼓风(其是该单元的主要功能)必须以高电压运行。

在带有能简单断开的蓄电池组的鼓风式过滤设备中，由于这种布置结构，在实践中在置入蓄电池组时或在激活等价的外部的能量供应部时通常出现显著的平衡电流。所述电流可达到有可能二位数的安培区域。

在DE 102012013656 A1中，描述了一种鼓风式过滤***，该鼓风式过滤***适合用于使用在有***危险的环境中。带有多个电池单元的蓄电池组能够与鼓风单元电连接且可脱开地连接。蓄电池组中的保护电路防止出现过高的电流和/或过高的温度。所述保护电路在需要时将蓄电池组的电池单元中的一些切断。

在DE 19807907 A1中提出了一种方法和一种电路，用以当电设备、例如移动电话与电流供应部连接时避免短接。在连接之后，电流供应部的电压首先经由串联电阻施加在设备处。只有当设备侧的电压达到了预设值之后，才桥接串联电阻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种鼓风式过滤设备以及一种方法，所述鼓风式过滤设备和方法实现了以不同于已知设备和方法的方式在有***危险的环境中使用鼓风式过滤设备。

该目的通过如下描述的鼓风式过滤设备和如下描述的方法来实现。

根据本发明的鼓风式过滤设备包括：

-鼓风单元，

-过滤器容纳部，

-内部的蓄能单元，

-能量接口，

-电流限制装置，

-传感器组件，以及

-控制器。

内部的蓄能单元与鼓风单元电连接。内部的蓄能单元同样与能量接口电连接。

鼓风单元能够产生空气流。过滤器容纳部能够容纳过滤单元。鼓风式过滤设备设计成使得由鼓风单元产生的空气流流过由过滤器容纳部容纳的过滤单元并且在此被过滤。

能量接口能够可脱开地与电压供应单元电连接。所述电压供应单元不一定是鼓风式过滤设备的整体式组成部分。能量接口能够再次与所述电压供应单元电断开。

内部的蓄能单元能够以电能来充电。内部的蓄能单元能够再次输出经储存的电能。

电流限制装置能够可选地激活或停用。当能量接口与电压供应单元断开时，则至少激活电流限制装置。

激活的电流限制装置能够将从能量接口流动至内部的蓄能单元的电流的强度保持在预设的极限电流强度以下。控制器能够自动地激活和停用电流限制装置。在电流限制装置停用的情况下，从能量接口至内部的蓄能单元的电流的强度不再限制于预设的极限电流强度。

控制器处理来自传感器组件的信号在检测到预设的停用事件时将电流限制装置停用。所述停用事件是以下事件之一：

-内部的蓄能单元的荷电状态超出了预设的荷电状态界限。

-自从在能量接口与电压供应单元之间的电连接建立以来经过了预设的时间界限。

根据本发明的方法包括相应的方法步骤。

鼓风式过滤设备能够抽吸环境空气并且经由过滤器容纳部中的过滤单元过滤环境空气并且将经过滤的空气导引至鼓风式过滤设备的使用者。鼓风单元能够抽吸环境空气并且进一步导引经过滤的空气。

根据本发明，鼓风式过滤设备包括可充电的内部的蓄能单元。多亏所述内部的蓄能单元，不需要将鼓风式过滤设备持续地与固定不动式电压供应单元连接。这在许多应用中是根本不可能的。如果能量接口暂时不与移动式电压供应单元连接，例如不与蓄电池组连接，则内部的蓄能单元在一定时间段上确保鼓风单元尽管如此仍被供应以所需的电流，更确切地说独立于移动式电压供应单元的荷电状态。由此，内部的蓄能单元有助于确保鼓风单元的稳定运行。

鼓风式过滤设备能够可脱开地与电压供应单元连接。因此，不需要持续的连接。电压供应单元能够被更换。这提高了鼓风式过滤设备的使用范围。

多亏能量接口，鼓风式过滤设备能够可脱开地与电压供应单元连接。但可行的是，多亏能量接口和内部的蓄能单元，不需要使电压供应单元是鼓风式过滤设备的固定的或整体式组成部分。而是，在使用时，能量接口能够暂时与固定不动式或移动式电压供应单元连接并且能够再次与其断开。如果使用移动式电压供应单元，则能够在移动式电压供应单元已放电时更换所述移动式电压供应单元。多亏内部的蓄能单元，鼓风式过滤设备可尽管如此仍在一定时间上继续使用。

根据本发明，当能量接口与电压供应单元断开时，则至少激活电流限制装置。如果现在能量接口与电压供应单元电连接，则电流限制装置因此首先被激活而无需作为对连接的响应才被激活，这会花费时间。所述电流限制装置将从能量接口至内部的蓄能单元的电流强度保持在预设的极限电流强度以下。由此，也将从电压供应单元至内部的蓄能单元的电流强度保持在预设的极限电流强度以下。

因为没有超出该极限电流强度，则即使在有***危险的环境中也排除或至少显著减小了确实存在***危险的风险。尤其是，排除或至少减少了出现电弧的风险。此外，防止了由于在充电开始时的高电流强度或由于电弧而使能量接口或电压供应单元的电接触部烧毁或在其他方面受损的风险。因此，接触部的尺寸可设定得比在电流强度没有受限制时小。尤其不需要的是，将电接触部尺寸设定成大于为了持续运行所需要的以便于确保疲劳强度。由此能够降低制造成本，并且节省了空间。

多亏电流限制，能量接口能够在有***危险的环境中与电压供应单元连接。不需要使使用者暂时离开有***危险的环境，以便例如更换电压供应单元或以便给内部的蓄能单元充电，并且在此之后再次返回到有***危险的环境中。由此，本发明增加了鼓风式过滤设备的可有效达到的使用时长。

电压供应单元的电流给鼓风式过滤设备的内部的蓄能单元充电。由此，改变内部的蓄能单元的荷电状态。根据本发明，传感器检测预设的停用事件。如果发生该事件，则内部的蓄能单元比在充电开始时更足够强烈地进行充电。因此，那么不再存在***风险。电流不再需要通过电流限制装置降低到极限电流强度，而是多亏较高的荷电状态即使在没有用仪器进行限制的情况下也保持在极限电流强度以下。因为此时较高的电流强度的电流可流动，因此内部的蓄能单元更迅速地充电。与持久的电流限制相比，这节省了时间。鼓风式过滤设备能较迅速地再次完全使用。

在一种备选方案中，如果荷电状态已超过荷电状态界限，则发生停用事件。为了确定这个，足够的是，局部地测量与荷电状态相关的变量。但可行的是，多亏本发明不需要测量能量接口处的电压或电流强度。

在另一种备选方案中，如果自从连接以来经过了预设的时间间隔，则发生停用事件。该备选方案利用特别简单的传感器便得以实现：利用检测所述连接的建立的传感器和钟表。

根据本发明所达到的效果(即电流强度仅一直被限制直至检测到停用事件)附加地在许多情况下相比于持久的电流限制具有以下优点：电流限制在许多情况下导致，用于所述构件或促使电流强度限制的构件的电功率耗尽。因为电流限制仅一直执行直至检测到停用事件，因此损耗功率仅在受限制的且通常非常短的时间间隔上出现。因此，本发明提高了鼓风式过滤设备的使用时长。此外，损耗功率导致加热，这经常是不期望的。因此，也有意义的是，仅在一定时间上执行电流限制、即在如所需要的那么长时间上执行电流限制。

根据本发明的对电流强度的限制对电压供应单元不提出特定要求。而是所述限制独立于电压供应单元在鼓风式过滤设备内执行。根据本发明，在电流限制装置激活的情况下，限制从能量接口至内部的蓄能单元的电流强度。由此，本发明省去了必须提供适合于使用在有***危险的环境中的特定电压供应单元的必要性。尤其不需要的是，必须从外部操控电压供应单元或必须切断电压供应单元的一些电池单元或确保电压供应单元暂时仅提供带有受限制的电流强度的电流。由此，与同样适合于有***危险的环境的已知的鼓风式过滤设备相比，根据本发明的鼓风式过滤设备对电压供应单元提出更低的要求。

极限电流强度能够如此确定，使得在电流强度低于极限电流强度时确保鼓风式过滤设备可无危险地在有***危险的环境中运行。尤其能够防止形成电弧或火花。

对停用事件的检测取决于传感器组件的至少一个信号。评估包括例如将信号或时间上的曲线与预设的阈值比较。

在一种设计方案中，传感器组件包括电压传感器。所述电压传感器能够测量与内部的蓄能单元的当前的电输出电压或当前的荷电电压相关的变量。因此，经测量的所述电压也与内部的蓄能单元的荷电状态相关。根据该设计方案，如果经测量的所述电压高于预设的电压界限，则发生停用事件。优选地，荷电状态界限处于完全充电状态的80%和95%之间、特别优选为完全充电状态的约85%。如果荷电状态高于所述荷电状态界限，则从电流供应单元经由能量接口至内部的蓄能单元的电流不能再高于极限电流强度。

在另一种设计方案中，传感器组件包括连接传感器和时间间隔传感器。连接传感器能够检测如下事件，即，电压供应单元与能量接口电连接。例如当连接传感器已检测到建立了连接时，并且/或者当连接传感器检测到没有建立连接时，则连接传感器产生信号。连接传感器可例如是机械传感器、光学传感器，电压传感器或其他电传感器。时间间隔传感器能够测量自从在能量接口与电压供应单元之间的电连接建立以来所经过的时间间隔。在许多应用中足够的是，所述时间间隔低于1秒、特别优选处于0.1秒与0.5秒之间。

这两个设计方案能够相组合。控制器能够以不同方式评估和/或组合传感器组件的传感器信号，以便检测停用事件。例如如果不仅荷电状态已超出荷电状态界限而且经过了时间间隔，则控制器将电流限制装置停用。该设计方案导致冗余和提高的运行安全性。也可行的是，控制器在出现在时间上更早的事件时将电流限制装置停用，即当荷电状态已超出荷电状态界限时，便将电流限制装置停用，但最晚在经过了时间间隔之后将电流限制装置停用。该设计方案节省了时间。

可行的是，鼓风式过滤设备可选地在第一模式和第二模式中运行，在第一模式中须发生两个事件，在第二模式中须发生在时间上更早的事件。

电流限制装置如何设计的不同设计方案是可行的。在一种设计方案中，电流限制装置包括电流限制单元和可切换的电连接单元。可切换的电连接单元并联于电流限制单元布置并且能够可选地带到导通状态(Durchleitungszustand)中或截止状态(Sperrzustand)中。在导通状态中，连接单元将能量接口与内部的蓄能单元连接并且优选具有比电流限制单元小的电阻值。因此，连接单元在导通状态中绕过电流限制单元。在截止状态中，连接单元将该连接中断，因为该连接单元具有比电流限制单元大的电阻值，优选实际上无限大的电阻值。

控制器能够操控连接单元。至少如果能量接口与电压供应单元断开，则连接单元在截止状态中。在控制器已检测到停用事件之后，控制器将连接元件从截止状态切换到导通状态中。由此，电流限制装置被绕过并由此停用。在该设计方案中，将电流限制装置停用的步骤因此包括如下步骤，即，通过将连接单元切换到导通状态中而绕过电流限制单元。

该设计方案省去了电流限制单元本身设计为可操控的构件的必要性。而是电流限制单元可总是停留在相同的状态中并通过绕过该电流限制单元的方式而停用。连接单元也可简单地设计，例如设计为带有至少两个可能的状态的开关。

在一种设计方案中，电子连接单元包括至少一个开关和/或双向-闸流二极管和/或双向-二极管和/或晶体管和/或继电器和/或机械接触部和/或火花隙。

在一种设计方案中，电流限制装置包括至少一个欧姆电阻和/或电感和/或部分偏置导通的晶体管。这些电子构件单独地以及相互组合地适合于限制电流强度。此外，这些电子构件成本有利地可供使用，并且通常具有仅小的重量和仅小的空间需求。

在一种优选的设计方案中，电流限制装置包括可操控的电子构件。该电子构件具有可改变的电阻。所述构件在激活状态中的电阻大于在停用状态中的电阻。在控制器已检测到停用事件之后，控制器降低所述构件的电阻并且使电流限制装置由此从激活状态转变成停用状态。

在一种设计方案中，电阻值能够突然降低，例如通过换挡，这经常能够利用特别简单的方式且成本有利地实现。在另一种设计方案中，电阻值能够逐级地或连续地或逐步地降低。这具有以下优点：流向内部的蓄能单元的电流的电流强度能够特别精确地控制或调节。可行的是，电阻值根据内部的蓄能单元的升高的荷电状态或所经过的时间而逐步地或逐级地降低。由此实现：在不引起过高的电流强度的情况下，给内部的蓄能单元迅速充电。可行的是，根据荷电状态调节电流强度，其中，允许的最大电流强度是控制变量，实际的电流强度 是调节变量，可调整的电阻值是所述或一个调整变量，而荷电状态是干扰变量。

在带有可操控的电子构件的设计方案的改进方案中，电子构件包括晶体管。控制器能够如此操控这些晶体管，使得晶体管可选地能部分偏置导通或能完全偏置导通。部分偏置导通的晶体管的电阻值大于完全偏置导通的晶体管的电阻值。在检测到停用事件之后，控制器将晶体管置于完全偏置导通的状态。该设计方案省去了设置在检测到停用事件之后使用的附加构件的必要性。而是电流限制装置能够借助于唯一的可操控的构件实现。

根据本发明，当能量接口与电压供应单元电断开时，则至少激活电流限制装置。在一种设计方案中，控制器自动地激活电流限制装置作为对如下过程的响应，即，控制器检测到能量接口与电压供应单元断开的事件。

在一种设计方案中，鼓风式过滤设备包括另外的能量接口，所述另外的能量接口能够与另外的电压供应单元电连接并且并联于(第一)能量接口布置。这两个能量接口可设计成用于与相同类型的或不同的电压供应单元连接。因此，鼓风式过滤设备能够可选地同时与两个相同类型的电压供应单元连接或与两个不同的电压供应单元连接或与仅一个电压供应单元连接。优选地，鼓风式过滤设备包括另外的电流限制装置，所述另外的电流限制装置与另外的能量接口相关联并且当所述另外的能量接口与另外的电压供应单元断开时，则至少激活所述另外的电流限制装置。控制器能够独立于电流限制装置将所述另外的电流限制装置停用，即当检测到另外的停用事件时将所述另外的电流限制装置停用。如果荷电状态已超出荷电状态界限并且/或者如果自从在另外的能量接口与另外的电压供应单元之间的电连接建立以来经过了预设的时间界限或另外的预设的时间界限，则发生另外的停用事件。

也可行的是，同一电流限制装置与两个能量接口连接。此外，可行的是，控制器将电流限制装置可选地与第一能量接口连接或与另一能量接口连接或与两个能量接口电连接，更确切地说取决于：哪个能量接口有关地与电压供应单元连接，而哪个没有。

通常鼓风单元能够接通和关断，并且因此能够可选地被置于接通状态或关断状态中。优选地，使用者可对操纵元件进行操纵并由此将鼓风单元接通并再次关断。如果鼓风单元关断，则任何时候都可将鼓风单元再次接通。

在一种设计方案中，鼓风式过滤设备自动地激活电流限制装置作为对鼓风单元被接通和/或关断的响应。该设计方案限制在接通或关断鼓风单元时可出现的电流强度、更确切地说尤其是当在鼓风单元接通时能量接口与电压供应单元电连接时可出现的电流强度。优选地，该设计方案确保，在鼓风单元关断的情况下，电流限制装置自动地激活或被激活。

在该设计方案的一个实现方案中，控制器自动地激活电流限制装置作为对鼓风单元被接通或再次关断的响应。在另一种实现方案中，用于鼓风单元的操纵元件与在能量接口与电流限制装置之间的电连接部连接。只要鼓风单元关断，则能量接口与电流限制装置电断开并且与内部的蓄能单元电断开。一旦鼓风单元借助于操纵元件接通，则能量接口与电流限制装置电连接。优选地，由此给内部的蓄能单元充电。该设计方案确保，在控制器不必介入的情况下，在鼓风单元接通时限制电流强度。

电压供应单元可以是固定不动式单元。而在一种优选的设计方案中，鼓风式过滤设备包括容纳单元。移动式电压供应单元能够引入、例如推入到该容纳单元中，并且再次从容纳单元中取出。在引入之后，移动式电压供应单元电与能量接口连接。提供了一种可自主运行的鼓风式过滤***。该设计方案实现：将鼓风式过滤***(即鼓风式过滤设备连同移动式电压供应单元)运送至期望的使用地点并且在那使用该鼓风式过滤***。多亏容纳单元，移动式电压供应单元能够迅速更换。在许多情况下，不需要打开鼓风式过滤设备的壳体，以便够到移动式电压供应单元。

优选地，移动式电压供应单元可重复充电，例如设计为蓄电池组。优选地，鼓风式过滤设备将容纳单元中的移动式电压供应单元相对环境进行屏蔽并且保护放入的电压供应单元以免外部影响，尤其是以免受到高温或低温、火焰、水、污物、有害化学物、机械负载的影响。也可行的是，容纳单元将移动式电压供应单元保持在鼓风式过滤设备的壳体外侧处。优选地，快速封闭器件将移动式电压供应单元保持在容纳单元中或容纳单元中处并且防止电压供应单元意外地与能量接口断开。

在一种优选的设计方案中，能量接口布置在容纳单元中或容纳单元处。如果电压供应单元被完全引入到容纳单元中，则电压供应单元与能量接口电联结。能量接口能够在电压供应单元取出的情况下从外部清洁。

鼓风式过滤设备可包括另外的组成部分，例如用以使呼吸空气导引穿过的呼吸空气软管、面罩、罩套和/或嘴部件。优选地，过滤器容纳部可依次容纳多个过滤单元，也可容纳不同的过滤单元。过滤器容纳部可设计成用于同时或依次容纳不同的过滤单元。

优选地，能够抽吸环境空气并进一步导引经过滤的空气的鼓风单元包括马达和风扇叶轮。马达能够将风扇叶轮置于旋转。优选地，鼓风单元此外包括螺旋壳体和/或用于马达的变流器，该螺旋壳体包围风扇叶轮并且使空气流导引穿过。

根据本发明，鼓风式过滤设备包括内部的蓄能单元。在一种设计方案中，所述内部的蓄能单元包括至少一个电容器。电容器具有以下优点：电容器能够相对快速地充电并且能够可靠地储存和输出充足的电能，其中，经输出的电能确保鼓风单元的稳定运行。也可行的是，内部的蓄能单元包括至少一个装入到设备中的蓄电池。

根据本发明，鼓风式过滤设备包括控制器，该控制器在检测到停用事件之后将电流限制装置停用。该控制器优选布置在壳体内，其中，优选鼓风式过滤设备的其余组成部分同样由该壳体保护，并且能量接口布置在该壳体处。

所有由权利要求书、说明书或附图得出的特征和/或优点，包括结构细节和空间布置，不仅能本身而且能以不同组合对于本发明而言是重要的。

附图说明

下面借助实施例描述本发明。其中

图1示意性示出根据本发明的鼓风式过滤设备的一种实施形式的构造；

图2示意性示出用于限制电流的电路-组件的示例性设计方案；

图3借助于流程图示意性示出在鼓风式过滤设备运行时执行的示例性流程的步骤；

图4示意性示出何时检测到停用事件的可行的第一设计方案；

图5示意性示出何时检测到停用事件的一种备选的可行设计方案。

具体实施方式

图1示例性示出，根据本发明的鼓风式过滤设备3可如何构造。在壳体4中布置有以下组成部分：

-鼓风单元5，该鼓风单元包括风扇叶轮、电动马达和未示出的用于电动马达的DC/AC变流器；

-操纵元件19，使用者可利用该操纵元件接通和关断鼓风单元5；

-过滤器容纳部14，该过滤器容纳部能够容纳过滤芯筒(Filterpatrone)15；

-内部的蓄能单元7，该蓄能单元在该实施例中包括两个电容器；

-容纳单元8，该容纳单元能够容纳呈蓄电池组2形式的移动式电压供应单元；

-带有两个电接触部位9.1,9.2的能量接口9；

-电压传感器16，该电压传感器能够测量内部的蓄能单元7的当前的荷电电压；

-连接传感器17，该连接传感器能够确定，蓄电池组2是放入还是没有放入到容纳单元8中并且该连接传感器在该实施例中同样设计为电压传感器；

-呈***时钟18形式的时间间隔传感器，该***时钟能够测量自从一个事件以来、例如自从蓄电池组2放入到容纳单元8中以来所经过的时间间隔；

-电流限制电路13，在下面描述该电流限制电路，以及

-控制器6，该控制器从电压传感器16、连接传感器17和未示出的用于确定鼓风单元5是接通还是关断的传感器获得信号并且能够操控电流限制电路13。

鼓风单元5能够借助于风扇叶轮从环境抽吸空气并由此产生空气流。所述空气流流过被放入的过滤芯筒5并且在此被清洁。经清洁的空气流可供鼓风式过滤设备3的未示出的使用者使用。优选地，空气流通过呼吸空气软管导引至面罩。使用者可将鼓风单元5接通并再次关断，更确切地说借助于操纵元件19将鼓风单元接通并再次关断。

蓄电池组2包括两个电接触部位(端子)10.1和10.2。在图1中，蓄电池组2一次在容纳单元8外部用实线示出，而一次用虚线在如下位置中示出，在该位置中，蓄电池组2放入到容纳单元8中。在经放入的该位置中，蓄电池组2的接触部位10.1和10.2接触能量接口9的对应的接触部位9.1和9.2。过滤芯筒15一次用实线在过滤器容纳部14外部的位置中示出，而一次用虚线在如下位置中示出，在该位置中，过滤芯筒15放入到过滤器容纳部14中。

鼓风单元5优选不直接由蓄电池组2供电。而是蓄电池组2经由能量接口9给内部的蓄能单元7充电，并且内部的蓄能单元7给鼓风单元5供电。

鼓风式过滤***1能够由使用者佩戴，例如佩戴在腰部处或像背包那样佩戴，并且包括

-鼓风式过滤设备3，

-容纳单元8中的蓄电池组2，以及

-过滤器容纳部14中的过滤芯筒15。

电流限制电路13与内部的蓄能单元7持续地电连接。电流限制电路13能够由控制器6操控并且可选地被带到激活状态中和停用状态中。在激活状态中，电流限制电路13将从能量接口9至内部的蓄能单元7的电流强度限制于预设的电流强度界限。如果电流限制电路13停用，则电流强度可高于所述电流强度界限。

内部的蓄能单元7持续地与鼓风单元5电连接。如果蓄电池组2放入到容纳单元8中并且接触部位10.1和10.2接触对应的接触部位9.1和9.2，则蓄电池组2经由电路13与内部的蓄能单元7电连接。蓄电池组2给内部的蓄能单元7充电。

如果蓄电池组2耗尽或没有放入到容纳单元8中，那么内部的蓄能单元7也能够在一定时间段上给鼓风单元5供电。由此可实现：在鼓风单元5运转时更换蓄电池组2，即使在运转运行中也更换蓄电池组。不需要为了更换而离开有危险的环境。

在该实施例中，连接传感器17能够测量在两个接触部位9.1和9.2之间的电压。控制器6能够评估信号并且自动地在以下三种情形之间进行区分：

-没有蓄电池组2放入到容纳单元8中。

-放入到容纳单元8中的蓄电池组2已放电并且必须更换。

-放入到容纳单元8中的蓄电池组2提供足够的电压。

图2示例性示出电流限制电路13。该电路13包括电流限制单元11和可切换的电连接单元12，该连接单元并联于电流限制单元11布置。连接单元12能够***控并由此可选地被带到导通状态中或截止状态中。在该实施例中，电流限制单元11包括可操控的电位计、即具有可变的电阻值。在导通状态中，电流限制单元11的尽可能最小的电阻值大于可切换的电连接单元12的电阻值。在截止状态中，连接单元12的电阻值比电流限制单元11的最大电阻值大出多倍，例如实际上是无限倍。控制器6不仅能够操控电流限制单元11而且能够操控连接单元12。如果连接单元12处于截止状态，则流过电流限制电路13的电流强度被限制于预设的电流强度界限。也可行的是，电流限制单元11具有固定的电阻值并且不可***控。

也可行的是，电流限制单元11不由可切换的电连接单元12绕过。在该设计方案中，电流限制电路13优选通过降低其电阻值的方式而停用。

图3示例性示出鼓风式过滤设备3如何运行的流程图。在使用之前，鼓风式过滤设备3处于以下状态：

-能量接口9不与蓄电池组2连接(状态2：Z1)。

-电流限制电路13处于激活状态(状态13：Z1)。

-鼓风单元5是关断的(状态5：Z1)。

接着，执行以下步骤：

-使用者将蓄电池组2放入到容纳单元8中(步骤S1)。由此，在蓄电池组2与能量接口9之间建立电连接。蓄电池组2由此与内部的蓄能单元7电连接并且给该内部的蓄能单元充电。

-连接传感器17提供蓄电池组2与能量接口9电连接的信号(事件17：E1)。

-控制器6检查，是否发生第一停用事件(检查dE1

)。

-一旦是这种情况(分支：是)，则控制器6将电流限制电路13停用(步骤S2)。电流限制电路13从现在起处于停用状态(状态13：Z2)。

-使用者操纵用于鼓风单元5的操纵元件19并且由此接通鼓风单元5(步骤S3)。鼓风单元5从现在起处于接通状态(状态5：Z2)。

-未示出的传感器确定对操纵元件19的操纵或以其他方式确定：鼓风单元5从现在起是接通的(事件E3)。

-作为对鼓风单元5接通的响应，控制器6激活电流限制电路13(步骤S4)。电流限制电路13从现在起再次处于激活状态(状态13：Z1)。

-控制器6检查，是否发生第二停用事件(检查dE2

)。第二停用事件可和第一停用事件一样来确定或与其不同。

-一旦检测到第二停用事件(分支：是)，则控制器6将电流限制电路13再次停用(步骤S2)。电流限制电路13从现在起处于停用状态(状态13：Z2)。电流可在电流限制电路13不限制电流强度的情况下从蓄电池组2经由能量接口9流动至内部的蓄能单元7并且进一步流动至接通鼓风单元5。

-在一些时间之后，连接传感器17检测到：蓄电池组2耗尽并且须更换(步骤17：E3)。

-使用者将蓄电池组2从容纳单元8中取出。由此，在蓄电池组2与能量接口9之间的电连接中断(步骤S5)。鼓风单元5保持接通。

-连接传感器17确定：在容纳单元8中不再存在有蓄电池组2(步骤17：E2)。

-控制器6作为对此的响应激活电流限制电路13(步骤S4)。

-电流限制电路13再次处于激活状态(状态13：Z1)。

-使用者放入新的蓄电池组2(步骤S1)。

-连接传感器17提供蓄电池组2与能量接口9电连接的信号(事件17：E1)。状态2：Z2被确定。

-控制器6检查，是否发生第一停用事件(检查dE1

)。

-一旦是这种情况(分支：是)，则控制器6将电流限制电路13停用(步骤S2)。电流限制电路13从现在起处于停用状态(状态13：Z2)。

图4示出一种如何检测第一停用事件的可行的设计方案(图3中的检查dE1

)。

-连接传感器17检测到蓄电池组2放入到容纳单元8中(事件17：E1)。

-时间间隔传感器18检查，自从蓄电池组2放入到容纳单元8中以来是否经过了预设的时间间隔ΔT。所述时间间隔ΔT优选低于一秒、特别优选低于半秒。

-一旦是这种情况，则电压传感器16检查，内部的蓄能单元7的荷电电压U是否高于预设的荷电电压界限U0。

-一旦是这种情况，则得到结果Erg：发生了停用事件。

因此，在该设计方案中，须发生两个事件，即自从连接以来经过了预设的时间间隔ΔT，并且荷电电压U高于预设的荷电电压界限U0。当然，所述检查也能以反过来的顺序或并行地执行。

图5示出一种如何检测第一停用事件的备选的设计方案。在该备选的设计方案中，两个检查并行地执行。一旦经过了时间界限ΔT或荷电电压U高于荷电电压界限U0，就发生停用事件。因此，如果荷电电压U在时间间隔ΔT过去之前就已经高于荷电电压界限U0，则控制器6在所述时间间隔过去之前就已经将电流限制电路13停用。

可行的是，使用者关断鼓风单元5(状态5：Z1)，例如在休息期间。这触发以下流程：

-未示出的传感器确定对操纵元件19的操纵并且鼓风单元5从现在起是关断的。

-作为对此的响应，控制器6激活电流限制电路13，从而所述电流限制电路处于激活状态(状态13：Z1)。

-电流限制电路13仍停留在激活状态中。

-一旦传感器确定：操纵元件19被重新操纵并且鼓风单元5接通，则控制器6检查，是否发生第二停用事件(检查dE2

)。

-一旦是这种情况，则控制器6再次将电流限制电路13停用。电流从现在起可在没有限制的情况下流动至鼓风单元5。

在刚才描述的设计方案中，控制器6作为对以下的响应来激活电流限制电路13，即，使用者已操纵用于鼓风单元5的操纵元件19。在一种不同的设计方案中，控制器6不是被应用于在鼓风单元5接通之后激活电流限制电路13，而是仅应用于在检测到停用事件之后再次停用该电流限制电路。在该不同的设计方案中，操纵元件19机械地与开关连接、例如与销连接。所述开关可选地将电流限制电路13与能量接口9连接或将它们彼此断开。只要鼓风单元5是关断的，则电流限制电路13与能量接口9电断开并且由此内部的蓄能单元7也与能量接口电断开。一旦使用者借助于操纵元件19接通鼓风单元5，则开关在能量接口9与电流限制电路13之间建立电连接。内部的蓄能单元7被充电，其中，电流限制电路13限制电流强度。

如在上述设计方案中那样，一旦检测到第二停用事件，控制器6优选激活电流限制电路13。一旦使用者借助于操纵元件19再次关断鼓风单元5，则控制器6激活电流限制电路13，例如其方式为，控制器6中断电旁路(Umgehung)。此外，电流限制电路13与能量接口9电断开，因为开关为了相应的电连接而运动。足够的是，操纵元件19与这一个开关连接以用于在能量接口9与电流限制电路13之间的电连接。

附图标记列表:

1 鼓风式过滤***，包括鼓风式过滤设备3、容纳单元8中的蓄电池组2和过滤器容纳部14中的过滤芯筒15

2 呈蓄电池组形式的移动式电压供应单元，能够推入到容纳单元8中

3 鼓风式过滤设备

4 鼓风式过滤设备3的壳体

5 鼓风单元，包括风扇叶轮、马达和变流器

6 控制器，从传感器组件16,17,18接收测量值、检测第一和第二停用事件、以及停用电流限制装置11

7 内部的蓄能单元，在该实施例中包括两个电容器

8 用于容纳蓄电池组2的容纳单元

9 能量接口，持续地与内部的蓄能单元7电连接，包括接触部位9.1,9.2

9.1,9.2 能量接口9的接触部位

10.1,10.2 蓄电池组2的接触部位(端子)

11 电流限制装置

12 可切换的电连接单元

13 电流限制电路，包括电流限制装置11和连接单元12

14 过滤器容纳部，容纳过滤芯筒15

15 过滤芯筒，容纳在过滤器容纳部14中

16 用于内部的蓄能单元7的荷电电压的电压传感器

17 连接传感器，提供蓄电池组2与能量接口9是电连接还是没有电连接的信号，

18 控制器6中的***时钟，测量自从蓄电池组2放入到容纳单元8中以来构所经过的时间间隔

19 用于鼓风单元5的操纵元件

2：Z1 状态：蓄电池组2与能量接口9断开

2：Z2 状态：蓄电池组2与能量接口9连接

5：Z1 状态：鼓风单元5关断

5：Z2 状态：鼓风单元5接通

13：Z1 状态：电流限制电路13处于激活状态

13：Z2 状态：电流限制电路13处于停用状态

17：E1 事件：连接传感器17提供信号：蓄电池组2与能量接口9电连接

17：E2 事件：连接传感器17提供信号：蓄电池组2与能量接口9电断开

17：E3 步骤：连接传感器17产生表明蓄电池组2不再提供充足电流(电压过低)的信号

dE1

检查：是否发生第一停用事件

dE2

检查：是否发生第二停用事件

E3 事件：确定对操纵元件19的操纵

Erg 结果：检测到停用事件

S1 步骤：蓄电池组2容纳单元8放入，电连接与能量接口9建立

S2 步骤：停用电流限制电路13

S3 步骤：接通用于鼓风单元5的操纵元件19

S4 步骤：激活电流限制电路13

S5 步骤：将蓄电池组2从容纳单元8中取出，中断与能量接口9的电连接

T>ΔT

检查：自从连接以来是否经过了预设的时间间隔ΔT

U>U0

检查：内部的蓄能单元7的荷电电压U是否高于预设的荷电电压界限U0

Claims (21)

1.鼓风式过滤设备(3)，包括：

-用于产生空气流的鼓风单元(5)；

-用于容纳过滤单元(15)的过滤器容纳部(14)；

-内部的蓄能单元(7)；以及

-能量接口(9)，

其中，所述内部的蓄能单元(7)

-不仅与所述鼓风单元(5)电连接而且与所述能量接口(9)电连接，并且

-能够以电能充电并且能够输出电能，并且

其中，所述能量接口(9)可选地

-能够与电压供应单元(2)电连接，或

-能够与所述电压供应单元电断开，

其特征在于，

所述鼓风式过滤设备(3)包括：

-电流限制装置(13)，所述电流限制装置可选地能激活或能停用；

传感器组件(16,17,18)；以及

-控制器(6)，

其中，所述鼓风式过滤设备(3)设计成使得当所述能量接口(9)与所述电压供应单元(2)断开时，至少激活所述电流限制装置(13)，

其中，被激活的所述电流限制装置(13)设计成用于将从所述能量接口(9)至所述内部的蓄能单元(7)的电流的强度保持在预设的极限电流强度以下，

其中，所述传感器组件(16,17,18)设计成用于，检测预设的停用事件，

其中，

-如果所述内部的蓄能单元(7)的荷电状态(U)已超出预设的荷电状态界限(U0)，并且/或者

-如果自从在所述能量接口(9)与所述电压供应单元(2)之间的电连接建立以来经过了预设的时间间隔(ΔT)，

则发生所述停用事件，并且

其中，所述控制器(6)设计成用于，在检测到所述停用事件之后将所述电流限制装置(13)如此停用，使得在停用之后，所述内部的蓄能单元(7)在不限制于所述极限电流强度的情况下与所述能量接口(9)电连接。

2.根据权利要求1所述的鼓风式过滤设备(3)，其特征在于，

所述传感器组件(16,17,18)包括电压传感器(16)，所述电压传感器设计成用于，测量与所述内部的蓄能单元(7)的电输出电压或荷电电压(U)相关的变量。

3.根据前述权利要求中任一项所述的鼓风式过滤设备(3)，其特征在于，

所述传感器组件(16,17,18)包括：

-连接传感器(17)；和

-时间间隔传感器(18)，

其中，所述连接传感器(17)设计成用于，检测如下事件，即，所述电压供应单元(2)与所述能量接口(9)电连接，并且

其中，所述时间间隔传感器(18)设计成用于，

-测量自从在所述能量接口(9)与所述电压供应单元(2)之间的电连接建立以来所经过的时间(T)，并且

-将所述所经过的时间(T)与预设的阈值(ΔT)进行比较。

4.根据权利要求1或2所述的鼓风式过滤设备(3)，其特征在于，

所述电流限制装置(13)包括

-电流限制单元(11)；和

-可切换的电连接单元(12)，

其中，所述可切换的电连接单元(12)并联于所述电流限制单元(11)布置，

其中，所述可切换的电连接单元(12)

-在导通状态中将所述能量接口(9)与所述内部的蓄能单元(7)电连接，以及

-在截止状态中将该连接中断，并且

其中，所述控制器(6)设计成用于，

-在检测到所述停用事件之后将所述可切换的电连接单元(12)从截止状态切换到导通状态中。

5.根据权利要求4所述的鼓风式过滤设备(3)，其特征在于，

所述可切换的电连接单元(12)具有双向-闸流二极管和/或双向-二极管和/或晶体管和/或继电器和/或机械接触部和/或火花放电装置。

6.根据权利要求1或2所述的鼓风式过滤设备(3)，其特征在于，

所述电流限制装置(13)具有带有可改变的电阻值的至少一个电子构件，

其中，所述控制器(6)设计成用于，在检测到所述停用事件之后降低该构件的电阻值。

7.根据权利要求6所述的鼓风式过滤设备(3)，其特征在于，

所述电子构件包括至少一个晶体管和/或电位计。

8.根据权利要求7所述的鼓风式过滤设备(3)，其特征在于，

所述控制器(6)设计成用于，根据所述内部的蓄能单元(7)的荷电状态来降低所述电阻值。

9.根据权利要求7或权利要求8所述的鼓风式过滤设备(3)，其特征在于，

所述电子构件包括至少一个晶体管，

所述晶体管可选地能部分偏置导通或能完全偏置导通，

其中，部分偏置导通的晶体管的电阻值大于完全偏置导通的晶体管的电阻值。

10.根据权利要求1或2所述的鼓风式过滤设备(3)，其特征在于，

所述控制器(6)设计成用于，自动地作为对所述能量接口(9)与所述电压供应单元(2)断开的响应而激活所述电流限制装置(13)。

11.根据权利要求1或2所述的鼓风式过滤设备(3)，其特征在于，

所述鼓风单元(5)能接通并且能关断，

所述鼓风式过滤设备(3)设计成用于，自动地作为对所述鼓风单元(5)接通和/或关断的响应而激活所述电流限制装置(13)。

12.根据权利要求11所述的鼓风式过滤设备(3)，其特征在于，

所述鼓风式过滤设备(3)包括用于接通和关断所述鼓风单元(5)的操纵元件(19)，

其中，所述操纵元件(19)如此与在所述电流限制装置(13)与所述能量接口(9)之间的电连接部连接，

使得为了接通所述鼓风单元(5)而对所述操纵元件(19)进行的操纵将所述电流限制装置(13)与所述能量接口(9)电连接，并且

为了关断所述鼓风单元(5)而对所述操纵元件(19)进行的操纵将所述电流限制装置(13)与所述能量接口(9)电断开。

13.根据权利要求1或2所述的鼓风式过滤设备(3)，其特征在于，

所述鼓风式过滤设备(3)包括用于容纳移动式电压供应单元(2)的容纳单元(8)，

其中，所述容纳单元(8)设计成使得由所述容纳单元(8)容纳的移动式电压供应单元(2)可脱开地与所述能量接口(9)电连接。

14.根据权利要求13所述的鼓风式过滤设备(3)，其特征在于，

所述移动式电压供应单元(2)为蓄电池组。

15.鼓风式过滤***(1)，包括

-根据前述权利要求中任一项所述的鼓风式过滤设备(3)；和

-电压供应单元(2)，

其中，所述能量接口(9)可选地能够与所述电压供应单元(2)电连接或能与所述电压供应单元电断开。

16.呼吸空气供应***，包括

-根据权利要求1至14中任一项所述的鼓风式过滤设备(3)或根据权利要求15所述的鼓风式过滤***(1)；

-面罩；以及

-连接单元，所述连接单元至少暂时在所述鼓风式过滤设备(3)与所述面罩之间建立流体连接。

17.一种用于运行鼓风式过滤设备(3)的方法，

其中，所述鼓风式过滤设备(3)包括：

-用于产生空气流的鼓风单元(5)；

-用于容纳过滤单元(15)的过滤器容纳部(14)；

-内部的蓄能单元(7)；以及

-能量接口(9)，

其中，所述内部的蓄能单元(7)与所述能量接口(9)电连接，并且

其中，至少一次地执行将所述能量接口(9)与电压供应单元(2)电连接的步骤，

其特征在于，

所述鼓风式过滤设备(3)包括：

-电流限制装置(13)；

-控制器(6)；以及

-传感器组件(16,17,18)，

其中，在电连接的步骤之前，所述电流限制装置(13)激活或被激活，并且

其中，在连接之后执行以下步骤，即，

-激活的所述电流限制装置(13)将从所述能量接口(9)至所述内部的蓄能单元(7)的电流的强度保持在预设的极限电流强度以下，

-所述传感器组件(16,17,18)检测预设的停用事件，

其中，

-如果所述内部的蓄能单元(7)的荷电状态(U)已超出预设的荷电状态界限(U0)，并且/或者

-如果自从在所述能量接口(9)与所述电压供应单元(2)之间的电连接建立以来经过了预设的时间间隔(ΔT)，

则发生所述停用事件，并且

-所述控制器(6)在检测到所述停用事件之后将所述电流限制装置(13)如此停用，使得在停用之后，从所述能量接口(9)至所述内部的蓄能单元(7)的电流的强度不被限制于所述极限电流强度。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，

所述鼓风式过滤设备(3)包括用于容纳移动式电压供应单元(2)的容纳单元(8)，并且

将所述能量接口(9)与所述电压供应单元(2)电连接的步骤利用移动式电压供应单元(2)来执行并且包括以下步骤，即，

将所述移动式电压供应单元(2)如此引入到所述容纳单元(8)中，使得所述移动式电压供应单元(2)在引入之后与所述能量接口(9)电连接。

19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，

自动地检测以下步骤中的至少一个步骤：

-所述能量接口(9)与所述电压供应单元(2)连接，或

-所述能量接口(9)与所述电压供应单元(2)断开，

并且

触发以下步骤，即，所述控制器(6)自动地激活所述电流限制装置(13)。

20.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，

所述鼓风单元(5)能够接通和再次关断，

其中，在鼓风单元(5)关断时，所述电流限制装置(13)激活或被激活，

其中，关断所述鼓风单元(5)的步骤触发以下步骤，即，所述控制器(6)激活所述电流限制装置(13)，并且

其中，接通所述鼓风单元(5)的步骤触发以下步骤，即，所述控制器(6)在检测到所述停用事件之后将所述电流限制装置(13)停用。

21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，

所述移动式电压供应单元(2)为蓄电池组。

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