CN104208828B - 一种空气过滤面罩 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空气过滤面罩，包括面部贴合部件、过滤组件，所述面部贴合部件内表面、过滤组件内侧部分与人体面部皮肤共同形成呼吸外腔，所述呼吸外腔将人体口部和/或鼻部容纳其中，所述过滤组件包括第一过滤部件，该第一过滤部件由过滤膜片在连接区域密封连接而成，第一过滤部件上设置的第一过滤部件开口与面部贴合部件开口相连通。该空气过滤面罩将人体呼吸系统封闭在面罩内部，其过滤组件不仅有效增大过滤面积减小呼吸气阻，并且能够实现理想的空气过滤效果。

Description

一种空气过滤面罩

技术领域

本发明涉及一种空气过滤面罩，用于人体口部和/或鼻部空气的过滤，属医疗卫生用品制作领域。

背景技术

近年来，大气污染已经是人类急需面对的严重问题，一个成年人每天呼吸大约2万多次，吸入空气达15～20立方米，长期吸入污染的空气会导致呼吸道疾病与生理机能障碍，引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病。为此，佩戴空气过滤装置已经是人们日常外出的必要选择，其中以口罩居多。经实验证实，空气过滤效果与有效过滤面积密切相关，一般的口罩的有效过滤面积较小，只有贴近鼻腔周围的过滤材料能发挥过滤作用，虽呼吸容易，气阻小，但不能达到充分过滤的效果，为提高防护性能，常常需要增加或增厚过滤材料，却又产生了气阻较大、呼吸困难等缺陷，二者相互矛盾，不可兼得。另外，由于人脸的差异，传统的口罩均不同程度的存在漏气现象，脏空气经口罩与人脸之间的空隙被吸入人体内，无法真正达到真正的过滤效果。

为解决过滤效果和气阻的矛盾，中国专利号200920293070.5，公开了一种气阻小过滤性能强的口罩，包括罩体和系带，其中罩体具有一个前过滤层和后过滤层围合成的空腔，前过滤层和后过滤层之间配装有透气支撑物，后过滤层中部有与口鼻相配合的呼吸窗，该技术方案一定程度上增大了过滤面积，但是简单的增加过滤层仍不足以完全解决过滤效果和气阻的矛盾。

为了解决传统口罩的多种缺陷，医疗卫生用品研发人员急需开发出一种呼吸气阻小，过滤效果优的空气过滤面罩。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空气过滤面罩，该面罩将人体口鼻均囊括在面罩内部，对人体呼吸系统开口的封闭更为彻底，不仅有效增大过滤面积减小呼吸气阻，并且能够达到较好的过滤效果。

本发明提供一种空气过滤面罩，包括面部贴合部件、过滤组件，所述面部贴合部件与人体面部皮肤密封性贴合，面部贴合部件内表面、过滤组件内侧部分与人体面部皮肤共同形成的空间为呼吸外腔，所述呼吸外腔至少将人体口部和/或鼻部容纳其中，面部贴合部件上至少有一个面部贴合部件开口与过滤组件相连通，所述过滤组件包括至少一个第一过滤部件，该第一过滤部件由过滤膜片在连接区域密封连接而成，密封连接后形成的由过滤膜片包裹出的内部空腔为过滤部件内腔，第一过滤部件的过滤膜片上至少设有一个第一过滤部件开口，该第一过滤部件开口一端与过滤部件内腔相连通，另一端与面部贴合部件开口相连通。

所述面部贴合部件将人体口部和/或鼻部容纳其中，与人体面部皮肤密封性贴合，外部污染空气经第一过滤部件的过滤膜片过滤，进入过滤部件内腔，由第一过滤部件开口、贴合部件开口进入呼吸外腔，最终到达人体呼吸系统。

所述过滤组件还包括第二过滤部件，该第二过滤部件由过滤膜片在连接区域密封连接而成，密封连接后形成的由过滤膜片包裹出的内部空腔为过滤部件内腔，第二过滤部件的过滤膜片上设有第二过滤部件连通口和第二过滤部件开口，该第二过滤部件连通口与其相对应的第一过滤部件开口相连通，第二过滤部件开口与面部贴合部件开口相连通，第一过滤部件与第二过滤部件串连为一体。

所述第一过滤部件与第二过滤部件串连为一体形成过滤组件，至少两个过滤组件通过第二过滤部件开口与面部贴合部件开口相连通。两个过滤组件上的两个第二过滤部件开口与一个面部贴合部件开口相连通。当然，面部贴合部件上可设有两个面部贴合部件开口，两个过滤组件上的两个第二过滤部件开口分别与两个面部贴合部件开口相连通。

所述过滤组件还包括至少一个中间过滤部件，该中间过滤部件由过滤膜片在连接区域密封连接而成，密封连接后形成的由过滤膜片包裹出的内部空腔为过滤部件内腔，过滤膜片上至少设有两个中间过滤部件连通口，中间过滤部件连通口之间可以互相密封连通，也可与第一过滤部件开口、第二过滤部件连通口密封连通。

所述面部贴合部件还包括中间贴合部分，该中间贴合部分位于人体口部和鼻部之间，将呼吸外腔分隔为口外腔和鼻外腔。具体地，该中间贴合部分位于面部贴合部件的内部，在人体口部和鼻部之间的鼻唇沟横向一线设置，将呼吸外腔分隔为口外腔和鼻外腔。

所述口外腔与过滤部件内腔相连通，鼻外腔对外封闭。当人体鼻粘膜发炎导致鼻子不通气时，应当让人体鼻部系统较少接触外部空气，以便得到休息缓解发炎症状，此时口外腔与过滤部件内腔的连通有助于人体用口部呼吸，鼻外腔对外封闭，使人体鼻部暂时得到休息。

所述面部贴合部件上设有气流控制阀，该气流控制阀可单独关闭口外腔与过滤部件内腔的连通，或单独关闭鼻外腔与过滤部件内腔的连通，或同时保持口外腔和鼻外腔与过滤部件内腔的连通。为保证口外腔和鼻外腔可单独对外关闭，在面部贴合部件上的气流控制阀为一旋转阀，口外腔和鼻外腔上均设有连通过滤部件内腔的开口，所述气流控制阀位于该开口处，通过旋转气流控制阀，可关闭口外腔与过滤部件内腔的连通，或关闭鼻外腔与过滤部件内腔的连通，或同时打开口外腔和鼻外腔与过滤部件内腔的连通。

所述面罩还包括支撑件，所述支撑件位于过滤部件内腔内部和/或外部，避免组成过滤部件的过滤膜片之间贴合，或两个过滤部件相邻的过滤膜片之间贴合。所述支撑件位于过滤部件内腔内部，将包裹出过滤部件内腔的过滤膜片撑起，避免组成过滤部件的过滤膜片之间贴合。所述支撑件位于过滤部件内腔的外部，至少一部分支撑件与过滤膜片外表面连接，将包裹出过滤部件内腔的过滤膜片拉起，避免组成过滤部件的过滤膜片之间贴合。所述支撑件上设有孔或齿槽，该孔或齿槽减少支撑件的表面积，降低对气流的阻碍。

所述面罩还包括连接件，该连接件为两端贯通内部中空的管状或片状，位于第一过滤部件开口、第二过滤部件连通口、第二过滤部件开口处，连接件能够与第一过滤部件开口、第二过滤部件连通口、第二过滤部件开口密封连接，使连接件内部中空与过滤部件内腔相连通。具体地，连接件能够与第一过滤部件开口、第二过滤部件连通口、第二过滤部件开口周边的过滤膜片密封连接，连接方式可以是超声波焊接或医用胶水连接。

所述连接件与支撑件连为一体，采用整体注塑制成。

所述面罩还包括过渡部件，所述面部贴合部件通过该过渡部件与过滤组件连接，过滤组件与过渡部件可拆卸式连接。具体地，该过渡部件的外部轮廓与上述面部贴合部件相适形，二者密封连接，面部贴合部件与过渡部件连接后与人体口部和鼻部周边皮肤表面之间的空间为呼吸外腔，过渡部件上设有过渡部件通孔，所述第一过滤部件开口或第二过滤部件开口与过渡部件通孔密封连接。

所述面罩还包括壳体，该壳体可与面部贴合部件或过渡部件连接，形成容纳过滤组件的容纳腔，壳体上设有与外界相连通的壳体开口。所述壳体上设有气体连接口，该气体连接口可与气体源相连通。所述气体源可以是氧疗患者所需的纯净湿润的氧气。当然，该气体连接口也可利用管路直接与过滤部件内腔或呼吸外腔相连通，避免经过滤膜片后特殊气体的耗损。

所述壳体上设有透明的呼吸显示管，该呼吸显示管内设有指示浮球，当呼吸外腔的气体排出时，该指示浮球在呼吸显示管内上下位移；当气体连接口有气体进入呼吸外腔时，该指示浮球在呼吸显示管内上下位移。指示浮球有利于指示人体呼吸系统的强弱，或者指示气体连接口进入气体的流量大小。

所述面罩还包括加湿部件，该加湿部件位于呼吸外腔的内部，可对进入呼吸外腔的气体进行加湿，所述加湿部件可以是液态水、水凝胶或可吸水性纤维。所述面罩的呼吸外腔内部还设有负离子发生部件，该负离子发生部件可以释放负氧离子，不仅可以净化呼吸外腔内部的空气，还具有调节人体神经系统及血液循环的功能。

有益效果：

本发明的过滤组件在面罩有限的空间内最大化的增加了过滤膜片面积，并通过过滤部件串并联形式创新了设计结构。该结构设计不仅有效增加过滤膜片的面积，增强了过滤组件的过滤效率，还大大减小了呼吸过程中的通气阻力，解决了有限空间内过滤效率与通气阻力的技术矛盾，不仅具有较高的过滤效率，还具有较小的通气阻力。

本发明的面部贴合部件还包括中间贴合部分，该中间贴合部分将呼吸外腔分隔为口外腔和鼻外腔。当人体鼻粘膜发炎导致鼻子不通气时，鼻外腔对外封闭，口外腔与外部气体相连通，暂时替代人体鼻部进行呼吸，为保证人体利用口腔呼吸时不遭受外部细菌的侵袭，口外腔内部还设有加湿部件和负离子发生部件，不仅为口外腔内部空气进行过滤、加湿，还运用负氧离子净化口外腔内部空气，以便为人体鼻部提供缓解炎症的时间。

本发明壳体上设有透明的呼吸显示管，呼吸显示管内设有指示浮球，当人体使用面罩时，指示浮球会在呼吸显示管内上下位移，可使外界及时了解使用者的呼吸情况。当然，在一种特殊情况面罩的使用尤其重要，例如手术后的院内转运过程，当病人进行完手术后，自身免疫系统被破坏，院内各种致病细菌繁多，空气过滤尤其重要，而医生通过指示浮球在呼吸显示管上下位移的情况，即可判断病人呼吸的强弱，有助于医生根据病情及时调整治疗方案。

附图说明

图1：为本发明空气过滤面罩剖切结构示意图1；

图2：为本发明空气过滤面罩剖切结构示意图2；

图3：为本发明空气过滤面罩剖切结构示意图3；

图4：为本发明空气过滤面罩面部贴合部件立体剖切结构示意图；

图5：为本发明空气过滤面罩立体局部剖切结构示意图；

图6：为本发明空气过滤面罩立体局部结构示意图；

图7：为本发明空气过滤面罩剖切结构示意图4；

图8：为本发明空气过滤面罩剖切结构示意图5；

图9：为本发明空气过滤面罩使用状态结构示意图；

图中：1.面部贴合部件；11.面部贴合部件开口；12.中间贴合部分；13.气流控制阀；2.过滤组件；21.第一过滤部件；211.第一过滤部件开口；22.第二过滤部件；221.第二过滤部件开口；222.第二过滤部件连通口；3.呼吸外腔；31.口外腔；32.鼻外腔；4.人体头部；41.口部；42.鼻部；43.耳部；5.过滤膜片；51.过滤部件内腔；6.支撑件；7.连接件；71.内部中空；8.过渡部件；9.壳体；91.容纳腔；92.壳体开口；93.气体连接口；94.呼吸显示管；941.指示浮球；95.系带；

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，一种空气过滤面罩，包括面部贴合部件1、过滤组件2，所述面部贴合部件1由硅胶材质硫化制成，较为柔软，可与人体面部皮肤密封性贴合，面部贴合部件1上设有一个面部贴合部件开口11，所述面部贴合部件1内表面、过滤组件2内侧部分与人体面部皮肤共同形成的空间为呼吸外腔3，所述呼吸外腔3至少将人体口部41和鼻部42容纳其中，面部贴合部件开口11与过滤组件2相连通，所述过滤组件2包括第一过滤部件21，该第一过滤部件21由过滤膜片5在连接区域密封连接而成，所述过滤膜片5由纺粘无纺布、熔喷无纺布、纺粘无纺布三层复合而成，具备良好的过滤效果的同时还具有足够的强度和耐磨性能，膜材采用丙纶材质，具体可以过滤大气中动力学当量直径小于或等于2.5微米的颗粒物，即PM2.5。上述过滤膜片5密封连接后，包裹出的内部空腔为过滤部件内腔51，第一过滤部件21的过滤膜片5上设有一个第一过滤部件开口211，该第一过滤部件开口211一端与过滤部件内腔51相连通，另一端与面部贴合部件开口11相连通，即与呼吸外腔3相连通。

如图1所示，过滤组件2安装在面部贴合部件1的面部贴合部件开口11上，外界气体经第一过滤部件21的过滤膜片5进入过滤部件内腔51，然后经面部贴合部件开口11进入呼吸外腔3，供给到人体的呼吸系统，包括人体口部41和人体鼻部42。所述第一过滤部件开口211处设有连接件7，该连接件7为两端贯通内部中空71的管状或片状，可以方便第一过滤部件21与面部贴合部件开口11相连通。

为了增加过滤面罩的过滤面积，增强过滤效果，减小呼吸气阻，所述过滤组件2还包括第二过滤部件22，该第二过滤部件22由过滤膜片5在连接区域密封连接而成，所述过滤膜片5同样由纺粘无纺布、熔喷无纺布、纺粘无纺布三层复合而成，密封连接后形成的由过滤膜片5包裹出的内部空腔为过滤部件内腔51，第二过滤部件22的过滤膜片5上设有第二过滤部件连通口222和第二过滤部件开口221，该第二过滤部件连通口222与其相对应的第一过滤部件开口211相连通，第一过滤部件21与第二过滤部件22的过滤部件内腔51相连通，利用第二过滤部件开口221再与面部贴合部件开口11相连通，第一过滤部件21与第二过滤部件22串连为一体，共同安装在面部贴合部件1上。此时，在有限的空间内增加了过滤膜片5的面积，增强了过滤效果，同时减小了呼吸气阻。

当然，在第二过滤部件连通口222和第二过滤部件开口221处也可以设置连接件7，方便其与第一过滤部件21或面部贴合部件1的连接。

所述第一过滤部件21与第二过滤部件22串连为一体形成过滤组件2，当两个过滤组件2通过第二过滤部件开口211与一个面部贴合部件开口11相连通时，面罩的过滤面积可以增大。在面部贴合部件1上也可以设置两个面部贴合部件开口11，过滤组件2通过第二过滤部件开口211分别与这两个面部贴合部件开口11相连通。

实施例2：

如图2所示，所述空气过滤面罩还包括过渡部件8，所述面部贴合部件1首先与过渡部件8密封连接，连接方式可以是胶水粘结或可拆卸式连接，所述面部贴合部件1的面部贴合部件开口11即可位于过渡部件8上，因面部贴合部件1由柔软硅胶材质制成，所述过渡部件8可选用塑料材质注塑制成，可以起到一定的支撑作用，塑料材质具体可以是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物塑料。

所述面部贴合部件开口11处密封连接有过滤组件2，该过滤组件2由第一过滤部件21和第二过滤部件22组成，当然，在第一过滤部件21和第二过滤部件22之间还可以设置至少一个中间过滤部件，该中间过滤部件同样由可过滤空气的膜片制成，中间过滤部件上设有开口可与第一过滤部件21和第二过滤部件22密封连接，即过滤组件2可以是由第一过滤部件21、中间过滤部件、第二过滤部件22串连形成。

所述面部贴合部件1内部设有中间贴合部分12，该中间贴合部分12由硅胶材质硫化制成，位于人体口部41和鼻部42之间，具体在人体口部41和鼻部42之间的鼻唇沟横向一线设置，该中间贴合部分12将呼吸外腔3分隔为口外腔31和鼻外腔32。当人体鼻粘膜发炎导致鼻子不通气时，鼻外腔32对外封闭，口外腔31与外部气体相连通，暂时替代人体鼻部进行呼吸，为保证人体利用口腔呼吸时不遭受外部细菌的侵袭，口外腔31与过滤部件内腔51相连通，外界气体经过滤膜片5过滤后进入人体口部41呼吸系统。

如图3、4所示，为使口外腔31和鼻外腔32的呼吸可以自由控制，所述中间贴合部分12位于面部贴合部件开口11中间，将面部贴合部件开口11分为可连通口外腔31和鼻外腔32的两部分，在面部贴合部件1上设有气流控制阀13，该气流控制阀13为旋转阀，如图4所示，可单独关闭口外腔31与过滤部件内腔51的连通，或单独关闭鼻外腔32与过滤部件内腔51的连通，或同时保持口外腔31和鼻外腔32与过滤部件内腔51的连通。

实施例3：

如图5所示，所述空气过滤面罩还包括一个壳体9，该壳体9选用塑料材质注塑制成，优选透明的聚碳酸酯塑料制成。该壳体9可与面部贴合部件1或过渡部件8连接，连接后形成一个容纳腔91，容纳腔91内部用来容纳过滤组件2，当过滤组件2需要更换时，将壳体9从面罩整体上取下，即可更换过滤组件2。所述壳体9上设有与外界相连通的壳体开口92，外界气体经壳体开口92进入容纳腔91，再由过滤组件2过滤。

所述壳体9上还设有气体连接口93，该气体连接口93可与气体源相连通。所述气体源可以是医用氧气，医院内患者使用面罩既可以净化呼吸的空气，又可以保证患者吸氧的需要。当然，为使氧气不经过滤膜片5而损失，在面部贴合部件1上也可以设置气体连接口93，或者在过滤膜片5上设置气体连接口93。

如图6所示，所述第一过滤部件21或第二过滤部件22上设有支撑件6，所述支撑件6位于过滤部件内腔51内部和/或外部，避免组成过滤部件的过滤膜片5之间贴合，或两个过滤部件相邻的过滤膜片5之间贴合。该支撑件6由塑料材质注塑制成，可将相邻的两片过滤膜片5撑开，当然，该支撑件6也可以位于第一过滤部件21和第二过滤部件22的过滤膜片5的外部，并与过滤膜片5部分连接，连接方式可以是超声波焊接或医用胶水粘结，此时支撑件6将两片相邻的过滤膜片5拉起，防止其贴合。

如图7所示，当过滤组件2只需第一过滤部件21即可满足过滤要求时，所述壳体9容纳腔91内部可以只安装第一过滤部件21，即第一过滤部件开口211与面部贴合部件开口11相连通。

如图8所示，所述壳体9上设有透明的呼吸显示管94，该呼吸显示管94为透明状态，可单独设置在壳体9上，由透明塑料材质注塑制成，在呼吸显示管94内设有指示浮球941，当呼吸外腔3的气体排出时，该指示浮球941在呼吸显示管94内上下位移，可使外界及时了解使用者的呼吸情况；当气体连接口93有氧气进入呼吸外腔3时，该指示浮球941在呼吸显示管94内上下位移，可间接指示氧气流量。

如图9所示，该面罩设有系带95，该系带95绑缚在人体头部4或耳部43，可使面罩的面部贴合部件1与人体面部皮肤接触更加紧密，增强面罩整体的密封性。

Claims (10)

1.一种空气过滤面罩，包括面部贴合部件（1）、过滤组件（2），所述面部贴合部件（1）与人体面部皮肤密封性贴合，面部贴合部件（1）内表面、过滤组件（2）内侧部分与人体面部皮肤共同形成的空间为呼吸外腔（3），所述呼吸外腔（3）至少将人体口部（41）和/或鼻部（42）容纳其中，面部贴合部件（1）上至少有一个面部贴合部件开口（11）与过滤组件（2）相连通，其特征在于，所述过滤组件（2）包括至少一个第一过滤部件（21），该第一过滤部件（21）由过滤膜片（5）在连接区域密封连接而成，密封连接后形成的由过滤膜片（5）包裹出的内部空腔为过滤部件内腔（51），第一过滤部件（21）的过滤膜片（5）上至少设有一个第一过滤部件开口（211），该第一过滤部件开口（211）一端与过滤部件内腔（51）相连通，另一端与面部贴合部件开口（11）相连通; 所述面部贴合部件（1）还包括中间贴合部分（12），该中间贴合部分（12）位于人体口部（41）和鼻部（42）之间，将呼吸外腔（3）分隔为口外腔（31）和鼻外腔（32）,面部贴合部件（1）上设有气流控制阀（13），该气流控制阀（13）可单独关闭口外腔（31）与过滤部件内腔（51）的连通，或单独关闭鼻外腔（32）与过滤部件内腔（51）的连通，或同时保持口外腔（31）和鼻外腔（32）与过滤部件内腔（51）的连通；还包括加湿部件，该加湿部件位于呼吸外腔（3）的内部，对进入呼吸外腔（3）的气体进行加湿。

2.根据权利要求1所述的空气过滤面罩，其特征在于，所述过滤组件（2）还包括第二过滤部件（22），该第二过滤部件（22）由过滤膜片（5）在连接区域密封连接而成，密封连接后形成的由过滤膜片（5）包裹出的内部空腔为过滤部件内腔（51），第二过滤部件（22）的过滤膜片（5）上设有第二过滤部件连通口（222）和第二过滤部件开口（221），该第二过滤部件连通口（222）与其相对应的第一过滤部件开口（211）相连通，第二过滤部件开口（221）与面部贴合部件开口（11）相连通，第一过滤部件（21）与第二过滤部件（22）串连为一体。

3.根据权利要求2所述的空气过滤面罩，其特征在于，所述第一过滤部件（21）与第二过滤部件（22）串连为一体形成过滤组件（2），至少两个过滤组件（2）通过第二过滤部件开口（211）与面部贴合部件开口（11）相连通。

4.根据权利要求3所述的空气过滤面罩，其特征在于，所述口外腔（31）与过滤部件内腔（51）相连通，鼻外腔（32）对外封闭。

5.根据权利要求1-4任一所述的空气过滤面罩，其特征在于，还包括支撑件（6），所述支撑件（6）位于过滤部件内腔（51）内部和/或外部，避免组成过滤部件的过滤膜片（5）之间贴合，或两个过滤部件相邻的过滤膜片（5）之间贴合。

6.根据权利要求5所述的空气过滤面罩，其特征在于，还包括连接件（7），该连接件（7）为两端贯通内部中空（71）的管状或片状，位于第一过滤部件开口（211）、第二过滤部件连通口（222）、第二过滤部件开口（221）处，连接件（7）能够与第一过滤部件开口（211）、第二过滤部件连通口（222）、第二过滤部件开口（221）密封连接，使连接件（7）内部中空（71）与过滤部件内腔（51）相连通。

7.根据权利要求6所述的空气过滤面罩，其特征在于，还包括过渡部件（8），所述面部贴合部件（1）通过该过渡部件（8）与过滤组件（2）连接，过滤组件（2）与过渡部件（8）可拆卸式连接。

8.根据权利要求7所述的空气过滤面罩，其特征在于，还包括壳体（9），该壳体（9）可与面部贴合部件（1）或过渡部件（8）连接，形成容纳过滤组件（2）的容纳腔（91），壳体（9）上设有与外界相连通的壳体开口（92）。

9.根据权利要求8所述的空气过滤面罩，其特征在于，所述壳体（9）上设有气体连接口（93），该气体连接口（93）可与气体源相连通。

10.根据权利要求8或9所述的空气过滤面罩，其特征在于，所述壳体（9）上设有透明的呼吸显示管（94），该呼吸显示管（94）内设有指示浮球（941），当呼吸外腔（3）的气体排出时，该指示浮球（941）在呼吸显示管（94）内上下位移；当气体连接口（93）有气体进入呼吸外腔（3）时，该指示浮球（941）在呼吸显示管（94）内上下位移。