CN111529981B - 一种一次性电动空气过滤呼吸机 - Google Patents

Abstract

发明涉及医药卫生防护技术领域，公开了一种一次性电动空气过滤呼吸机，包括过滤器和与过滤器连通的面罩；过滤器内安装有导风机构；导风机构包括风扇和与风扇电连接的蓄电池组，风扇的上安装有与面罩连通的降噪结构。本发明的结构简单，便于医疗人员使用的呼吸机，成本低廉，使用后直接回收，不必二次使用，降低了呼吸机二次使用的危险性。

Description

一种一次性电动空气过滤呼吸机

技术领域

发明涉及医药卫生防护技术领域，具体涉及一种一次性电动空气过滤呼吸机。

背景技术

社会工业化和城市化进度使得雾霾较为普遍，以及社会紧急传染性疾病的发生，此时就需要对面部采取防护措施，面部防护措施主要以佩戴口罩等方式进行，通过口罩对PM2.5以上颗粒的污染物以及他人携带病菌的飞沫进行隔离，目前，隔离效果最好的口罩产品是N95型口罩。

N95型口罩能够隔离更小的微粒，其对空气动力学直径0.075μm±0.02μm的颗粒的过滤效率达到95％以上，空气细菌和真菌孢子的空气动力学直径在0.7-10μm之间变化，这种空气细菌和真菌孢子也在N95型口罩的防护范围内，而且N95型口罩与面部贴合更紧密，不容易从周边漏气，但是，N95型口罩佩戴时间较长后容易因良好的隔离性能导致用户呼吸困难，甚至会因缺氧产生头晕的症状，尤其是针对体质较弱一点的老人和小孩，能够对用户进行面部防护且呼吸顺畅的面部防护装置应运而生。

现有的面部防护装置包括呼吸面罩和对空气进行过滤的呼吸机，例如：霍尼韦尔、斯科特科技公司以及3M创新有限公司所生产的呼吸机，这类呼吸机均有共同的特点：生产成本较高，无法一次性使用，呼吸机在二次使用时，需要进行消毒后再次使用，但是在消毒时容易对面罩进行二次污染，降低了使用面罩的安全性。

发明内容

发明意在提供一种一次性电动空气过滤呼吸机，提供一种便于用户进行呼吸的呼吸机，并降低制造成本，达到一次性使用的目的。

为实现上述目的，发明提供如下技术方案：一种一次性电动空气过滤呼吸机，包括过滤器和与过滤器连通的面罩；过滤器内安装有导风机构；导风机构包括风扇和与风扇电连接的蓄电池组，风扇的上安装有与面罩连通的降噪结构。

发明的原理以及有益效果：

(1)本方案中，过滤器、面罩、风扇、降噪机构均可一次性使用，在保证呼吸机安全性的基础上，保证呼吸机的密封性，呼吸机使用过后可直接将该呼吸机进行回收处理且容易销毁，达到环保的目的。同时可以避免呼吸机进行消毒后二使用，降低了呼吸机二次使用带来的危害。

(2)在风扇保证性能的基础上，通过过滤器吸入外部的空气送入至面罩内，以便于医疗人员使用，克服了现有N95型口罩带来呼吸困难的问题，以使得医疗人员呼吸顺畅，且达到隔离病毒的目的。

(3)本方案考虑到风扇工作时带来的噪音可能会影响到医疗人员的正常工作或生活，通过降噪结构对风扇进行降噪。

(4)对于医疗人员而言，在病毒环境工作的时间一般较长，通过蓄电池组进行供电，延长风扇的工作时长，便于医疗人员进行连续工作。

进一步，所述降噪结构包括外壳和位于外壳内的降噪棉。

有益效果：采用外壳对降噪棉进行包裹，保证了降噪棉对风扇进行降噪，同时也保证过滤后的空气顺利进入到面罩内。

进一步，所述外壳连通有气管。

有益效果：连通有气管，可使得面罩远离风扇，进一步降低风扇噪音对医疗人员带来的影响。

进一步，所述外壳与风扇之间设置有密封结构。

有益效果：通过密封机构对降噪结构与风扇之间的间隙进行密封，一方面降低风扇产生的噪音的传播，另一方面保证了气密性，避免外部未过滤的空气通过降噪结构与风扇之间的间隙进入到面罩内。

进一步，还包括传感器和控制器，控制器与风扇电连接，传感器获取面罩内的风压信息，控制器获取风压信息控制风扇的工作功率。

有益效果：若干面罩内的风压过大或过小，不利用使用者的使用，例如：老人和小孩的呼吸空气的量少，容易导致风压过大，成年人和处于工作状态的人呼吸量大，容易导致风压过小。传感器获取面罩内的风压信息，并且传感器将风压信息发送至控制器，控制器会控制风扇改变功率，若风压过大，风扇功率减小，若风压过小，风扇功率增大。

进一步，所述蓄电池组包括若干蓄电池，蓄电池组与风扇之间电连接有开关控制模块，开关控制模块控制风扇的启闭。

有益效果：通过开关控制模块以控制风扇的启闭，通过若干蓄电池保证蓄电池组的电量，进而保证风扇的工作时间足够长。

进一步，所述蓄电池组电连接有检测模块，检测模块检测蓄电池组的储电量。

有益效果：若风扇不工作时，容易导致医疗人员在面罩内呼吸困难，通过检测模块检测蓄电池组的电量，避免蓄电池组点亮不足的问题。

进一步，所述检测模块包括若干LED灯。

有益效果：检测模块检测到蓄电池组的电量后，会通过LED灯显示，以避免医疗人员直观的观测到蓄电池组的电量情况。

进一步，所述面罩包括可视板和垫层，垫层与可视板固定连接。

有益效果：通过垫层与医疗人员的面部接触，更为贴合，可以阻碍外部未被过滤的空气进入面罩内，提高面罩的密封性能。可视板由玻璃或其他透明材料制成，以便于医疗人员观察面罩的外部情况。

进一步，所述可视板上安装有固定环。

有益效果：在固定环上安装固定绳，通过固定绳便于将面罩固定在医疗人员的头部或其他部位上，以保证面罩使用的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例一、二中一次性电动空气过滤呼吸机的轴测图；

图2为本发明实施例一中一次性电动空气过滤呼吸机的正视图；

图3为本发明实施例一中一次性电动空气过滤呼吸机过滤器的侧视图；

图4为图2的F-F向剖视图；

图5为本发明实施例二中一次性电动空气过滤呼吸机的结构示意图；

图6为本发明实施例三中降噪结构的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：面罩1、垫层11、可视板12、固定环13、气管2、降噪结构3、外壳31、降噪棉32、密封圈4、过滤板5、机壳61、风扇62、控制开关71、PCB板72、LED灯73、蓄电池组8、出气管33、吸音棉34、第一吸音板35、导流通道36、固定板37、竖向孔38、通孔39、导流板40、气孔41、回流管42、单向阀43。

实施例一：

基本如附图1、附图2和附图3所示，一种一次性电动空气过滤呼吸机，包括过滤器和安装于过滤器内的导风结构，如附图4所示，过滤器为过滤板5，过滤板5达到N95标准，本实施例中过滤板5的纵截面为矩形。

导风结构包括风扇62、机壳61和蓄电池组8(图中未示出)，本实施例中风扇62的型号为：4028风扇，风扇62通过螺栓固定在机壳61内，机壳61与过滤板5连通，风扇62连通有降噪结构3，本实施例中降噪结构3包括降噪棉32和外壳31，降噪棉32粘接在外壳31内。外壳31与机壳61连通，并且外壳31通过螺钉固定在机壳61上，为了提高风扇62的密闭性能，在外壳31与机壳61之间套设有密封圈4，本实施例中密封圈4由橡胶制成。风扇62通过电导线电连接有蓄电池组8，蓄电池组8为3组或4组，本实施例优选为4组，每一个蓄电池组8由8节干电池构成。蓄电池组8并联可以提供12V电压驱动风扇62工作，蓄电池组8与风扇62之间电连接有控制电源开关(图中未示出)。

外壳31连通有气管2，气管2通过螺栓固定在外壳31上，外壳31与气管2之间也设置有密封圈4(图中未示出)。气管2连通有面罩1，本实施例中面罩1包括可视板12和垫层11，可视板12由玻璃材料或透明塑料材料制成，可视板12的下部螺栓固定有呼吸阀，呼吸阀为单向阀，医疗人员呼出的气体通过单向阀流出到面罩1外部，可视板12的上部螺栓固定有固定环13，固定环13上套设有固定绳，固定绳由弹性材料制成，垫层11由柔性材料制成，垫层11螺栓固定在可视板12内。当然，本实施例中也可以不采用气管2连通，只需要将降噪结构3螺栓固定安装在可视板12上，通过这种方式，避免气管2发生破裂。

具体实施过程如下：

首先，通过固定绳和固定环13的配合，将面罩1戴在医疗人员的面部，垫层11与医疗人员的脸部贴合，以使得面罩1密封。

其次，打开控制电源开关，蓄电池组8向风扇62供电，风扇62克服过滤板5的阻力向机壳61内吸入空气，空气经过过滤板5过滤后送入至机壳61内，然后再通过外壳31送入至气管2内，最后达到面罩1内，医疗人员呼出的气体从呼吸阀排出。

在风扇62工作时，风扇62会产生一定的噪音，通过降噪棉32降低风扇62产生的噪音，进而避免风扇62噪音对医疗人员产生的影响，并且风扇62与降噪结构3之间设置有密封二者之间间隙的密封圈4，通过密封圈4密封，避免了噪音从风扇62与降噪结构3之间的间隙传递出去，进一步提高降噪效果，同时达到了密封效果。

最后，由于以上结构的成本在120-150元之间，相比于其他呼吸机成本更为低廉，在高病毒污染环境中使用本方案中的一次性电动空气过滤呼吸机，在使用过后，可以直接进行回收，不必使用二次，进而避免了二次利用带来的危害。相比于传统的呼吸机，本实施例中的呼吸机的成本更低，一次性使用安全性高。

实施例二：

实施例二与实施例一的不同之处在于，如附图5所示，蓄电池组8电连接有PCB板72，PCB板72上电连接有开关控制模块，本实施例中开关控制模块为控制开关71，PCB板72上电连接有检测模块，检测模块为IC芯片，IC芯片电连接有若干LED灯73。

风扇62电连接有控制器，本实施例中控制器为单片机，控制器电连接有位于可视板12内的传感器，本实施例中传感器的型号为：BOSCH BMP280的气压传感器。

具体实施过程如下：

传感器获取面罩1内的风压信息，并且传感器将风压信息传递给控制器，控制器获取风压信息后并判断风压信息，若风压过小，控制器会控制风扇62的工作功率增大，进而增大面罩1的进风量；若风压过大，控制器控制风扇62的工作功率减小，进而减小面罩1内的进风量。

通过面罩1内的风压检测，可以避免面罩1内的空气量过多或过少，以适应医疗人员不同的工作状态，使得医疗人员更为舒适。

风扇62在长期使用过程中，蓄电池组8的电量会逐渐下降，甚至蓄电池组8的电量不足，风扇62无法工作，此时需要更换蓄电池组8。检测模块获取蓄电池组8的电量信息，并通过LED灯73显示，若蓄电池组8的电量充足时，所有LED灯73均亮起；若蓄电池组8的电量逐渐减少时，LED灯73亮起的数量减少。通过以上方式，医疗人员可以通过LED灯73的数量来判断蓄电池组8的电量，可以及时更换蓄电池组8。

实施例三：

实施例三与实施例一的不同之处在于，如附图6所示，降噪结构3包括外壳31，外壳31的左端开口，外壳31的右端连通有出气管33；外壳31的左端通过螺栓与风机连接。

外壳31的内壁上设置有一级降噪层，一级降噪层包括吸音棉34和第一吸音板35，且吸音棉34和第一吸音板35由外壳31外壁向外壳31内壁方向依次设置，吸音棉34与外壳31的内壁粘接，第一吸音板35与吸音棉34粘接，且第一吸音板35的两端通过螺栓固定在外壳31的内壁上。第一吸音板35上沿外壳31的中心线对称设置有用于将气体引导至一级降噪层上的导流结构，导流结构为开设在第一吸音板35上的导流通道36，且导流通道36为波浪状。

还包括与导流结构相通的二级降噪层，二级降噪层包括固定板37和降噪棉32，固定板37通过螺栓固定在第一吸音板35上，降噪棉32粘接在固定板37的右侧壁上。固定板37上竖向开有竖向孔38，竖向孔38与导流通道36的右端连通；固定板37的右侧壁上开有若干与竖向孔38相通的通孔39，且通孔39朝向降噪棉32方向设置。固定板37的右侧壁上通过螺栓固定有两个导流板40，且导流板40通过螺栓与第一吸音板35连接，两个导流板40以固定板37的横向中心线对称设置；导流板40上开有若干气孔41。由导流板40、固定板37和第一吸音板35构成三角形结构，根据三角形稳定性，可提高整体结构的稳定性。

第一吸音板35上设置有回流管42，回流管42的左端与导流通道36相通，回流管42的右端位于降噪棉32与导流板40之间，回流管42上固接有用于气体单向向导流通道36流动的单向阀43。

具体实施过程如下：

将外壳31的左端包裹风机，通过螺栓连接外壳31与风机；出气管33与呼吸面罩1连通。

启动风机，风机产生气流，并且，风机工作会产生噪音，而气体作为噪音的介质进行传播。气体进入外壳31内，再进入导流通道36内，通过吸音棉34和第一吸音板35对噪音进行降噪处理，并且，由于导流通道36为波浪状，延长了气体的流动时长，进而加强了降噪效果。

气体经导流通道36进入竖向孔38内，再由竖向孔38穿过通孔39作用于降噪棉32上，通过降噪棉32再次对噪音进行降噪处理；并且，气体在竖向孔38、通孔39流动路径中也会减弱噪音的强度。

气体穿过降噪棉32继续流动，一部分气体在导流板40的导向作用下向回流管42的方向移动，使得气体经回流管42重新进入导流通道36内，进而延长了气体的流动路径，即重复上述降噪过程，通过吸音棉34、第一吸音板35和降噪棉32再次对噪音进行降噪处理，加强降噪效果；另一部分气体经气孔41向出气管33方向流动；经过多次降噪处理的气体经出气管33进入呼吸面罩1内，以供使用者呼吸，且大大降低了噪音。并且，本方案成本控制在50-100元之间，相比于其他降噪设备成本更为低廉，实用性更强；在高病毒污染环境中本方案可作为一次性产品使用，在使用过后，可以直接拆卸进行回收，不必使用二次，进而避免了二次利用带来的危害。

以上的仅是发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为发明的保护范围，这些都不会影响发明实施的效果和专利的实用性。发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (7)

1.一种一次性电动空气过滤呼吸机，其特征在于，包括过滤器和与过滤器连通的面罩；过滤器内安装有导风机构；导风机构包括风扇和与风扇电连接的蓄电池组，风扇上安装有与面罩连通的降噪结构,降噪结构包括外壳和位于外壳内的降噪棉；

外壳连通有气管，面罩包括可视板和垫层，垫层与可视板固定连接，气管与面罩 的可视板固定连接，呼吸机罩在面部后，气管靠近人体口部；气管呈折线型，气管连接可视板的一段倾斜向上；

降噪结构的外壳左端开口，外壳的右端连通有出气管；外壳的左端通过螺栓与导风机构连接；

外壳的内壁上设置有一级降噪层，一级降噪层包括吸音棉和第一吸音板，且吸音棉和第一吸音板由外壳外壁向外壳内壁方向依次设置，吸音棉与外壳的内壁粘接，第一吸音板与吸音棉粘接，且第一吸音板的两端通过螺栓固定在外壳的内壁上；第一吸音板上沿外壳的中心线对称设置有用于将气体引导至一级降噪层上的导流结构，导流结构为开设在第一吸音板上的导流通道；

还包括与导流结构相通的二级降噪层，二级降噪层包括固定板，固定板通过螺栓固定在第一吸音板上，降噪棉粘接在固定板的右侧壁上；固定板上竖向开有竖向孔，竖向孔与导流通道的右端连通；固定板的右侧壁上开有若干与竖向孔相通的通孔，且通孔朝向降噪棉方向设置；固定板的右侧壁上通过螺栓固定有两个导流板，且导流板通过螺栓与第一吸音板连接，两个导流板以固定板的横向中心线对称设置；导流板上开有若干气孔；由导流板、固定板和第一吸音板构成三角形结构；

第一吸音板上设置有回流管，回流管的左端与导流通道相通，回流管的右端位于降噪棉与导流板之间，回流管固接有用于气体向导流通道流动的单向阀。

2.根据权利要求1所述的一次性电动空气过滤呼吸机，其特征在于：所述外壳与风扇之间设置有密封结构。

3.根据权利要求2所述的一次性电动空气过滤呼吸机，其特征在于：还包括传感器和控制器，控制器与风扇电连接，传感器获取面罩内的风压信息，控制器获取风压信息控制风扇的工作功率。

4.根据权利要求1所述的一次性电动空气过滤呼吸机，其特征在于：所述蓄电池组包括若干蓄电池，蓄电池组与风扇之间电连接有开关控制模块，开关控制模块控制风扇的启闭。

5.根据权利要求4所述的一次性电动空气过滤呼吸机，其特征在于：所述蓄电池组电连接有检测模块，检测模块检测蓄电池组的储电量。

6.根据权利要求5所述的一次性电动空气过滤呼吸机，其特征在于：所述检测模块包括若干LED灯。

7.根据权利要求1所述的一次性电动空气过滤呼吸机，其特征在于：所述可视板上安装有固定环。

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