[發明專利]用于充填共形的形狀的碳濾毒罐的方法

在審

• 申請號: 201380067359.4
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN104968429A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: C·J·利特爾頓
• 申請（專利權）人: 斯科特衛生安全有限公司
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;A62B23/02;A61B19/00;B65B1/04;B01D46/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 白皎

技術領域

本發明涉及用于形成碳層的方法，該碳層用于面具的濾毒罐中，更具體地說，本發明涉及通過暴風雪式加料的方式填充共形的濾毒罐的方法，并且該方法優選地具有使用超聲波能量的步驟。

背景技術

典型地，面具包括具有碳過濾器的濾毒罐，該碳過濾器包括活性碳顆粒。碳顆粒通過物理吸附或化學吸附去除某種氣體和蒸氣(例如有機物)。碳顆粒在濾毒罐的入口表面和出口表面之間形成碳層。在使用中，外界空氣通過入口表面被吸入，隨后離開出口表面，并作為過濾后的空氣被面具佩戴者吸入。

濾毒罐中存在平面濾墊，該平面濾墊被充填碳顆粒，以形成平面碳層，其中，碳層的深度大體是恒定的，以獲得最優的過濾性能。暴風雪式加料技術可以用于將碳顆粒散布在濾墊中。在該項技術中，碳顆粒被以可控的速率較緩慢地加入充填管，該充填管的篩網被配置成使得當碳顆粒離開充填管時能均勻地落入濾墊中，以形成平板碳濾毒罐。暴風雪式加料技術提供具有最大的填充密度和最小的體積的平板碳濾毒罐。典型地，由這種技術形成的平板碳濾毒罐的體積比不是由這種技術形成的平板碳濾毒罐的體積小約15％至20％。通過暴風雪式加料的方式將顆粒充填到濾毒罐中對充填常規濾毒罐來說是優選的充填方法，該常規濾毒罐通常具有平行的平的入口面和出口面。在暴風雪式加料中，碳顆粒通過充填管落入容器中，該充填管包含多個金屬絲篩網。該充填管和將要充填的容器具有同樣的表面積。篩網的開孔尺寸、豎向空間和其他關鍵的幾何構型與被充填的吸附劑的顆粒尺寸和濾毒罐的幾何構型有關。篩網使容器內顆粒隨機并均勻地分布，從而得到具有最小體積的碳墊。該步驟防止碳墊內形成局部通道，該局部通道的形成會造成貫穿吸附濾毒罐的有害的不受控流動通道。已知暴風雪式加料能在濾毒罐中提供碳顆粒的最大密度，這避免了之后濾毒罐中吸附劑的沉降。然而，暴風雪式加料限制于使用平的入口面和出口面(即濾墊具有均勻的平面厚度)。由于充填過程中碳顆粒的分布不均，對共形的濾毒罐來說使用暴風雪式加料是無效的。

一些防毒面具利用具有彎曲入口表面和出口表面的共形的濾毒罐，使濾毒罐能緊密地貼合佩戴者的臉部曲線。在這種配置中，濾墊的底部表面是圓頂形狀。要完全充填這種類型的濾墊，使用暴風雪式加料技術是無效的，這是該技術的使用形成具有平面頂部表面的碳層，但由于底部表面的圓頂形狀，該碳層的深度或厚度不是恒定的。具體地說，碳層的厚度在對應圓頂狀底部表面的中心的區域內是最小的，并在遠離底部表面的區域內增加。因此暴風雪式加料不用于充填共形的濾毒罐。

其他用于充填共形的濾毒罐的方法包括把碳顆粒充填到濾毒罐中并隨后使用例如20赫茲到約80赫茲的振動技術來振動濾毒罐直到達到預設的填充密度。然而，這樣的方法導致碳層的充填密度低于暴風雪式加料技術所能達到的密度。這導致在濾毒罐中，對同樣數量的碳材料，該濾毒罐在性能上低于具有平板濾毒罐結構的防毒面具。在制造完成后，更低的密度還使得這種濾毒罐在承受沖擊力時易于退化。

發明內容

一種用于形成共形的濾墊的方法，該方法包括以下步驟：限定容器入口的內周長以形成濾墊，提供具有第一尺寸的內周長的充填管，以及通過暴風雪式加料的方式用碳顆粒至少部分地充填濾墊，其中，過濾顆粒被傳送穿過第一充填管，從而在濾墊內形成第一層。在一個優選實施例中，另外的步驟包括提供至少一個具有第二尺寸的內周長的第二充填管，第二充填管的第二尺寸的內周長小于容器入口的內周長，并不同于第一充填管的第一尺寸的內周長，以及通過暴風雪式加料的方式用過濾顆粒至少部分地充填濾墊，其中，該過濾顆粒被傳送穿過第二充填管，從而在濾墊內形成第二層。

本發明涉及共形的濾墊例如用于防毒面具中的濾毒罐的制造。本發明提出的共形的濾墊包括凹面和/或凸面輪廓的濾毒罐，該濾毒罐被充填粒狀過濾材料。隨后可選擇將超聲能量應用于已充填的濾芯，以在有限的體積內使碳顆粒重新分布并有效地密封任何薄弱的地方。

附圖說明

圖1是暴風雪式加料裝置的結構圖；

圖2示出了用于濾毒罐的容器，該容器包括布置在容器底部表面上的下部有孔格柵；

圖3示出了本發明的充填管，該充填管用于與暴風雪式加料裝置配合使用；

圖4示出了具有凹面接觸部分的超聲系統的超聲波發生器；

圖5示出了碳層頂表面，該碳層頂表面的凸面形狀逼近下部格柵表面的凹面形狀；

圖6示出了布置在容器開口中和布置在碳層上表面上的上部有孔格柵。

圖7示出了可替代的實施例，其中，具有凹面形狀的底部表面的容器被用碳顆粒充填。