过滤器以及具有过滤器的呼吸设备
阅读：2发布：2020-12-30
专利汇可以提供过滤器以及具有过滤器的呼吸设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于呼吸设备的卫生 过滤器 ，具有至少一个过滤器，用于对呼吸空气体积流中的 微 生物 和/或固体颗粒进行过滤，以及涉及一种呼吸设备，具有在空气吸入区域内部的保持设备，其中，过滤材料构造成相对于引导呼吸空气体积流元件的密封器件，从而降低了出现二次空气的 风 险。，下面是过滤器以及具有过滤器的呼吸设备专利的具体信息内容。
1.一种用于呼吸设备(200)的卫生过滤器(100)，具有至少一个过滤器(3、4)，用于对呼吸空气体积流中的微生物和/或固体颗粒进行过滤，其特征在于，过滤材料被构造成相对于引导呼吸空气体积流的元件(2,13,210)的密封器件，从而降低了出现二次空气的风险。
2.根据权利要求1所述的卫生过滤器(100)，其特征在于，所述过滤器(3、4)由一种或多种材料构成，并且具有均质的或者部分不同的机械特性和过滤效果。
3.根据权利要求1所述的卫生过滤器(100)，其特征在于，所述过滤材料是泡沫垫或者静电式过滤无纺物。
4.根据权利要求1所述的卫生过滤器(100)，其特征在于，所述过滤材料是折叠的。
5.根据权利要求1所述的卫生过滤器(100)，其特征在于，所述过滤器包括至少一个粗过滤器(4)和至少一个细过滤器(3)。
6.根据权利要求1所述的卫生过滤器(100)，其特征在于，所述卫生过滤器(100)通过壳体(2)形成，该壳体包围所述过滤器(3、4)并且形成所述引导呼吸空气体积流的元件，其中，所述壳体(2)构造成使得该壳体能够置入到所述呼吸设备(200)的保持设备(210)中。
7.根据权利要求6所述的卫生过滤器(100)，其特征在于，附加于通过过滤材料进行密封，所述过滤器(3、4)相对于所述壳体(2)借助灌注质量体(6)进行密封。
8.根据权利要求6所述的卫生过滤器(100)，其特征在于，所述呼吸空气体积流能够通过所述壳体(2)内部的适当的内侧的壳体壁(13)以双S形或者S形被引导。
9.根据权利要求6所述的卫生过滤器(100)，其特征在于，所述壳体(2)具有至少一个壳体开口(9)，该壳体开口相对于壳体轮廓而言偏心地在端侧上设置，从而所述卫生过滤系统(100)能够仅以一个位置及取向被置入到所述呼吸设备(200)的保持设备(210)中。
10.根据权利要求6所述的卫生过滤器(100)，其特征在于，所述壳体(2)具有至少一个肋部(10)，从而支持所述壳体(2)的加固。
11.根据权利要求10所述的卫生过滤器(100)，其特征在于，所述至少一个肋部(10)附加地构造成间距保持件。
12.一种呼吸设备(200)，该呼吸设备在空气吸入区域(220)内部具有保持设备(210)，其特征在于，能够将根据权利要求1至11之一所述的卫生过滤器(100)置入且连接到所述保持设备中，从而降低了出现二次空气的风险。
13.根据权利要求12所述的呼吸设备(200)，其特征在于，所述卫生过滤器(100)在所述保持设备的至少一部分上被密封。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，密封件由静电式过滤材料构成。
过滤器以及具有过滤器的呼吸设备
技术领域
[0002] 此外本发明还涉及一种呼吸设备，该呼吸设备在空气吸入区域内部具有保持设备。
背景技术
[0003] 过滤装置典型地用于气动装置，以便防止颗粒物的吸入。经常的是，沿着流动方向在过滤装置之后设有鼓风机、通风机或者压缩机。沿着流动方向，典型地设有细过滤器(Feinfilter)或者粗过滤器(Grobfilter)，以便阻拦(zurückhalten)较粗的污物。
[0004] 细菌密封式过滤器用于呼吸设备与患者的呼吸面罩之间的软管区域中，以便阻拦由环境吸入的污物。再者，这种在软管线路中的过滤器用于防止将可能被细菌污染的呼出空气吸回到呼吸设备中。已知的解决方案的弊端在于，细菌和病毒可能会从环境空气通过吸入区域到达呼吸设备中。如此被污染的设备必须耗费地进行卫生清洁。这些解决方案至少保护患者免于污染，然而并未保护呼吸设备免于污染。
[0005] 在结合医药设备的应用中，然而在如下情况下使用所涉及的设备的患者可能会出现健康损害：即，如果病菌或病毒从环境空气或者从呼吸设备通过呼吸作用到达患者的呼吸道中的话。呼吸道感染(肺结核、气管支气管炎或者肺炎)是在医院、重病监护区域和急救服务中出现的最大组感染。传染病的跨国传播(所谓的大流行病)越来越重要并且获得越来越大的重视，因为这些传染病可通过我们当今的快速运输线路也包括飞机旅行非常快速地传播。明显地，这种效应也在于2003年SARS的传播。作为最近的例子，也可涉及到流感传染、所谓的猪流感。
[0006] 病菌的传播可通过被污染的呼吸设备而发生。这些设备在此例如通过病人将病菌回吸到设备中而污染，或者在所谓的空气混合模式(其中，环境空气渗入)中被位于环境空气中且从该设备吸入的病菌所污染。这些被污染的设备必须根据结构类型而耗费地进行卫生清洁或更换。
[0007] 为了避免在患者之间发生病菌传递，并且为了节省设备的耗费的卫生清洁过程，于是将可更换的、细菌及病毒密封式过滤器应用于呼吸设备的空气吸入区域，该设备还具有过滤器更换显示器，该过滤器更换显示器给使用者预给定出更换间隔。具有针对病毒和细菌的过滤系统的设备有助于节省公共卫生中的成本并且——通过保护免于污染——提高患者安全。
[0008] 避免在患者之间发生病菌传递并且无需将所使用的设备进行卫生清洁的这一目标能够通过将可更换的、细菌及病毒密封式过滤器用于呼吸设备的空气吸入区域得以实现，这确保了：一方面使不期望的细菌和病毒被所应用的过滤材料可靠地阻拦，而另一方面不开启使微生物通过过滤器的其它路径。
发明内容
[0009] 本发明的任务在于，提供一种适用于不同尺寸的微生物(如细菌和病毒)以及固体颗粒的过滤材料及其结构设计，该过滤材料可用于开头所述类型的呼吸设备中，并且如此设计，使得微生物和/或固体颗粒基本上从引导通过过滤器的体积流中被分离出来。
[0010] 该任务按照本发明由此得以解决：即，结合与过滤材料相协调的过滤器保持装置地，将细菌、病毒和/或颗粒密封式过滤材料如此且可更换地设计成：使得有机体和/或颗粒基本上不可经过呼吸设备的空气吸入区域内部的过滤部位，从而能够实现沿着流动方向在过滤部位之后的低污染空间。
[0011] 按照本发明的教导在于，特别是在如下情况下能够实现沿着流动方向在过滤部位之后的低污染空间：即，过滤材料具有所需的过滤性能，和/或不存在流过过滤材料旁边进而保持未经过滤的体积流部分，和/或过滤器或者过滤材料设置成在到达对于过滤特性而言不利的污染度之后可更换。
[0012] 按照本发明，在一个实施变型中，用于细菌及病毒密封式过滤材料的过滤器保持装置在设备壳体中在空气吸入区域中保持并且相对于设备壳体可更换地设置。
[0014] 防倾斜的保持结构能够由此实现，即，设备壳体在卫生过滤系统用的容纳部的区域中提供了卫生过滤系统用的支承面。
[0016] 简单的手动可操作性能够由此实现，即，锁定元件至少局部可弹动变形地构成。
[0017] 用于过滤器更换的良好可触及性能够由此实现，即，过滤器保持装置至少局部构造成摆动保持装置(Schwenkhalterung)。
[0018] 根据所应用的过滤材料，按照本发明可行的是：卫生过滤系统在不具有框架、过滤器壳体或诸如此类的情况下仅由过滤材料构成，该过滤材料可固定到开头所述类型的呼吸设备用的过滤器保持装置中。在该实施例中，过滤材料除了所需的过滤特性和机械结构固定性之外也必须适用于：相对于过滤器保持装置可靠地密封，用以避免二次空气/补加空气(Nebenluft)。
[0019] 一种优选的应用在于，设备壳体构造成紧急呼吸设备的一部分。
[0020] 在一个可能的实施变型中能够在高机械稳定性的同时实现高功能性，即，过滤器保持装置以活门形式(klappenartig)构成并且具有过滤器用的缺口以及至少一个包边连接条(Einfassungssteg)。
[0022] 具有卫生过滤系统的呼吸设备的特征在于以下特性和功能：
[0023] -保护整个设备免于细菌和病毒和/或颗粒；
[0024] -使用者能够可选择地采用或不采用工具进行过滤器更换；
[0025] -绝不运行被污染的过滤器；
[0026] -过滤器更换间隔由设备(根据运行持续时间)预给定。
[0027] 卫生过滤系统的以下技术规范可按照本发明的变型得以实现：
[0028] -在颗粒尺寸是0.027微米的情况下，分离度是99.99％；
[0029] -在最大体积流是60升/分钟的情况下，过滤尺寸是大约10平方厘米；
[0030] -在60升/分钟的情况下，阻力是最大5厘米的水(H2O)。
[0031] 对于其它过滤尺寸可实现改型方案。
[0032] 卫生过滤器被置入到过滤器活门中并且在该处被密封，用以防止未经过滤的二次空气到达呼吸设备中。
[0033] 卫生过滤器的污染度的求取是通过阻力测量和/或通过运行小时计数器实现，该运行小时计数器随着新过滤器的置入总是被设置为零。用于检测过滤器阻力的传感器求取到穿通流(Durchgangsflow)。对穿通流在时间上进行分析处理，用以识别到下降流(abnehmenden Flow)。自可限定的边界值起，过滤器更换显示器被激活。
[0034] 疏水式过滤器对于液体而言是不可穿透的。应用小的纤维间隔并且应用抗液体的纤维，从而决定疏水特性。由此，在这种过滤器中，在润湿环境中不会限制过滤效能并且不会提高阻力。疏水式过滤器阻拦自20纳米(nm)起的颗粒。因此，典型地具有处于20至300纳米之间尺寸的病毒自身被阻拦。细菌及其孢子具有处于500纳米至2000纳米的范围内的典型尺寸并且因此被疏水式过滤器可靠地阻拦。
[0035] 在静电式过滤器的情况下，过滤介质载有负电和正电。孔径大于疏水式过滤器的孔径，因此，在穿流率相同的情况下存在较小的阻力。空气流中所包含的细菌或病毒基于其表面电荷并且独立于其尺寸被带电的过滤材料吸引并且因此被阻拦。
[0036] 按照本发明也应用上述两种过滤器类型的组合。
[0037] 一种解决方案在于粗孔式过滤材料，其具有静电电荷，用以将细菌和病毒进行过滤。
[0038] 按照本发明的卫生过滤材料可具有在小于20平方厘米的面积上高达60升/分钟的穿流率并且同时关于病毒和细菌几乎绝对的过滤效能(99.9％)。
[0039] 此外，过滤器的阻力几乎不被湿度所影响。在60升/秒的流动的情况下，阻力不超过5厘米水(H2O)的值。
[0040] 对于设备入口过滤器(即呼吸设备的空气吸入区域用的过滤设备)，必须实现在到该设备的接口上的非常好的密封。二次空气(即不经过过滤器的体积流部分)必须绝对避免，以便确保少病菌的呼吸气体(即具有尽可能少的病毒、细菌和/或固体颗粒的呼吸气体)。此外，过滤系统的可处理性和可操作性必须在维护保养的情况下尽可能简单且耐用地设计。清晰的、不可更换的机械接口以及有利地材料选择应确保定位精度。这种定位精度还用于使整个体积流在不具有二次空气的情况下流经过滤器。
[0042] 在附图中示意地示出本发明的实施例。附图示出：
[0043] 图1：具有卫生过滤系统的呼吸设备的透视图；
[0044] 图2：第一实施例中的卫生过滤系统的分解图；
[0045] 图3：第一实施例中的卫生过滤系统的透视截面图；
[0046] 图4：第二实施例中的卫生过滤系统的透视分解图；
[0047] 图5：第二实施例中的卫生过滤系统的三维截面图；
[0048] 图6：第三实施例中的卫生过滤系统的透视分解图；
[0049] 图7：第三实施例中的卫生过滤系统的透视截面图；
[0050] 图8：第四实施例中的卫生过滤系统的透视分解图；
[0051] 图9：第四实施例中的卫生过滤系统的透视截面图；
[0052] 图10：第五实施例中的卫生过滤系统的透视图；
[0053] 图11：一个实施变型，其中，通过过滤器提供密封；以及
[0054] 图12：与图11类似的实施形式，其中，应用有引导肋部，这些引导肋部将过滤器保持在可预给定的位置上。
具体实施方式
[0055] 图1示出了具有卫生过滤系统(100)的呼吸设备(200)的透视图。卫生过滤系统(100)在图1中所示出的实施例中置入到呼吸设备(200)的空气吸入区域(220)内部的保持设备(210)中。
[0056] 图2示出按照本发明的卫生过滤系统(100)在第一实施例中的透视分解图。在该第一实施例中，卫生过滤系统(100)设置在壳体(2)内部，并且此外基本上由至少一个细过滤器(3)和至少一个沿着体积流方向前置于该细过滤器(3)的粗过滤器(4)组成。
[0057] 吸入盖(5)将壳体(2)相对于环境封闭，并且该吸入盖设计成阻拦在待吸入的环境空气中的第一最粗的污物，在此例如通过多个吸入孔(8)实现，这些吸入孔具有适当的、小于待阻拦的最粗污物的直径。设有密封件(1)的壳体开口(9)(在图2中未示出)在卫生过滤系统(100)的壳体(2)上朝着呼吸设备(200)的安装方向设置。优选地，壳体开口(9)与吸入盖(5)对置地定位。
[0059] 图3示出卫生过滤系统(100)的第一实施例的三维截面图，其中，沿着体积流方向观察，粗过滤器(4)和细过滤器(3)优选前后相继地布置。通过吸入盖(5)的吸入孔(8)吸入环境空气。为了有效防止二次空气，壳体(2)在其通过朝向呼吸设备(200)的壳体开口(9)所形成的接口上配备有密封件(1)。为了能够改善特别是在朝向呼吸设备(200)的接口上壳体(2)的稳定性，肋部(10)可以设置成加固条。由此降低了密封面变形，该密封面变形可能是产生不密封性进而是产生二次空气的原因。在密封件(1)的优选设计方案中，该密封件由硅酮或基于硅酮制成。
[0060] 按照本发明的卫生过滤系统(100)的第一实施例如此设计，使得壳体开口(9)的位置相对于壳体轮廓偏心地在端侧上设定。通过偏心的位置，卫生过滤系统(100)仅能够以一个期望的位置及取向置入到呼吸设备(200)的保持设备(210)中——通过这种方式使得过滤系统的可处理性和可操作性在维护保养的情况下尽可能简单且耐用，并且提供了明确的限定的不可更换的机械接口。通过这种方式，使位置相反的安装被排除并且支持了无二次空气的运行。
[0061] 按照另一实施变型，卫生过滤系统(100)构造成对称的并且可以安装在两个位置中。
[0062] 图4以透视分解图示出了卫生过滤系统(100)的第二实施例。与按照图2和3的第一实施例不同地，壳体沿着纵向方向分开，并且由至少一个吸入盖(5)、过滤器盖(7)以及过滤材料保持器(11)形成。第二实施例中的过滤器(3)通过无纺材料形成，并且可以在优选设计方案中具有静电特性。这种静电式过滤无纺物(3)带状地构成并且楔形地设置在壳体(5、7)内部。过滤器(3)在壳体中以及相对于壳体的固定是通过在过滤材料保持器(11)与吸入盖(5)或过滤器盖(7)各自之间的夹紧实现。
[0063] 过滤材料保持器(11)可以在内侧上配备至少一个例如肋部形的间距保持件(10)，以便一方面提高了框架形式的过滤材料保持器(11)的机械稳定性，并且优选将静电式过滤无纺物(3)保持在期望的平面中并且防止落入到过滤材料保持器(11)中。
[0064] 通过过滤无纺物(3)在卫生过滤系统(100)内部的楔形设置而代替在壳体中的直角地定向，使得可用的过滤器表面没有被该部位上的壳体横截面所限制并且可以在已知的数学三角关系的框架内变得更大。
[0065] 按照本发明的卫生过滤系统(100)的第二实施例如此设计，使得壳体开口(9)的位置相对于壳体轮廓偏心地在端侧上设定，以便支持了卫生过滤系统(100)仅以所述一个期望的位置及取向安装到呼吸设备(200)的保持设备(210)中。
[0066] 图5示出了卫生过滤系统(100)的第二实施例的三维截面图，其中，过滤无纺物(3)在卫生过滤系统(100)内部楔形地设置而代替在壳体中的直角地定向，并且由此产生了相对于壳体横截面显著地(即高达约四至五倍)增大的可用的过滤器表面。因此，如果壳体的净横截面(lichte Querschnitt)是2000至2500平方毫米，则过滤器面可以是大约10000平方毫米。
[0067] 形成壳体的元件(5、7、11)优选通过卡合(Zusammenklicken)相互连接。为了确保过滤无纺物(3)可靠夹紧，于是形成壳体的元件(5、7、11)可以附加地或者可选地具有壳体棱边形式的连接条(12)。由此确保了降低二次空气的风险。这些连接条(12)可以如此设置，使得过滤无纺物(3)单侧或双侧地夹紧。
[0068] 图6示出按照本发明的第三实施例的卫生过滤系统(100)的透视分解图。壳体(2)的结构类似于图2和图3示出的第一实施例。与之不同的是，过滤材料是折叠的，并且这些折叠层相互间隔开地设置，从而过滤材料以其表面也在这些折叠层之间提供对于过滤过程有效的面。
[0069] 折叠过滤器(3)可以通过这种方式提供了相比于按照实施例二的构型高达约七倍的增大的可用的过滤表面并且相比于按照实施例一的构型高达约三十五倍的增大的可用的过滤表面。因此，如果壳体的净横截面是2000至2500平方毫米，则过滤表面可以是大约70000平方毫米。
[0070] 折叠过滤器(3)在壳体内部如此定向，使得待过滤介质的体积流径向地流向相应的折叠棱边。
[0071] 这些壳体部分可以根据选定的材料进行焊接或粘接。优选地，折叠过滤器(3)通过灌注质量体(6)在壳体(2)内部被固定且密封，从而尽可能防止二次空气。在按照第三实施例的卫生过滤系统(100)中，因此通常不设置过滤材料更换。
[0072] 图7示出按照图6的情况的三维截面图。
[0073] 图8示出按照本发明的第四实施例的卫生过滤系统(100)的透视分解图。
[0074] 应用如下折叠过滤器(3)，该折叠过滤器以其折叠棱边平行于卫生过滤系统(100)的纵向方向在壳体(3)内部并且借助灌注质量体(6)以密封方式固定以防不期望的二次空气。
[0075] 折叠过滤器(3)在第四实施例中也在壳体内部如此定向，使得待过滤介质的体积流径向地流向相应折叠棱边。
[0076] 为了实现通过待过滤介质的体积流径向地流向折叠棱边，于是设有两种不同的可能性：如果吸入盖(5)在端侧上并且与壳体开口(9)对置地应用，那么体积流通过适当的内侧的壳体壁(13)被导向并且以适当的方式以双S形被引导。
[0077] 如果吸入盖(5)如所示那样在覆盖侧上并且与壳体开口(9)对置地应用，那么待过滤介质相对于壳体开口(9)成角度地流经吸入盖(5)的吸入孔(8)到达卫生过滤系统(100)中并且径向地流向折叠棱边。在该情况下，体积流通过适当的内侧的壳体壁(13)被导向并且以适当的方式以S形被引导。
[0078] 图9示出按照图8的情况作为三维截面图。
[0079] 图10示出第五实施例中的卫生过滤系统(100)的透视图。卫生过滤系统(100)在该实施例中不具有壳体(3)地实现，并且基本上由至少一种适当的过滤材料制成，为了能够用作对于呼吸设备(200)的卫生系统(100)用的保持设备(210)中的上述实施例而言兼容的备选方案，过滤器(3、4)在非弹性过滤材料特性的情况下必须在其外部尺寸方面基本上相应于上述实施例的壳体尺寸的外部尺寸，或者在弹性过滤材料特性的情况下使其外部尺寸能够更大。过滤材料可以是一种或多种物质。
[0080] 对于所不期望的二次空气的问题，特别有利的是：过滤器(3、4)具有弹性过滤材料特性，构造成相对于壳体尺寸而言过量 并且过滤材料具有密封特性。过滤材料以密封方式贴靠到保持设备(210)上并且降低了二次空气风险，其方式是，在置入到呼吸设备(210)的卫生过滤系统(100)用的保持设备(210)中的情况下，通过减小卫生过滤系统(100)的尺寸，使过滤器(3、4)引起至少部分弹性或弹性塑性镦粗(Stauchung)。
[0081] 根据对一种材料进行调节处理(Konditionierung)或者对多种材料进行设置，能够整体地或者部分地设置不同的过滤特性，这些不同的过滤特性纳入到不同的颗粒或微生物的过滤中。例如可以应用具有均质的或者非均质的构造结构的泡沫垫(Schaummatratze)，从而过滤效果完全地或者局部地是不同的。不同的材料调节处理可以例如是静电式和/或抗菌式特性。
[0082] 在由静电式过滤材料制造相对于设备而言的密封件的情况下，即使在稍微非密封的情况下也能够实现足够的无菌。在相应地静电加载的情况下，病毒和/或细菌被过滤材料以静电方式吸引。附加的结构变型在于：提供楔形，和/或应用空气引导肋部。
[0083] 在相应的楔形构造的情况下，过滤材料通过壳体的楔形构型相对于密封面压紧。
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