CN105999576A - 头戴式空气净化呼吸器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种头戴式空气净化呼吸器，属于个人呼吸防护装置，由微型空气净化器、头卡装置、输气软管、弹力器、鼻吸器构成，空气净化器的背面连接头卡装置，弹力器复合在输气软管上，输气软管的两端与空气净化器和鼻吸器连接；鼻吸器包括一空腔体，其上侧并列两个外周设软体密封裙边的鼻吸管，前侧设有排气口且排气口前装有单向膜片，侧面设进气口接输气软管；利用弹力器和头卡装置的力学作用，使本装置固定在头上且鼻吸器密封贴覆在鼻孔下，解决了口罩式呼吸器的漏气、遮挡、潮热憋闷、呼吸混流、活动限制等问题，佩戴舒适隐形，适合室内外高级呼吸防护；附配的负氧离子和音频装置，可创造类似森林成分的优质净化空气，还可以欣赏音乐广播。

Description

头戴式空气净化呼吸器

技术领域

本发明涉及一种个人呼吸防护装置，特别是用于头部穿戴的空气净化呼吸器，适用于个人在动态或静态下对空气中的颗粒物、其他污染物及雾霾的净化防护，保护人们的呼吸健康。

背景技术

进入工业化以来，人类赖以生存的大气层就开始受到工业排放物质的污染和破坏，而且，近年来日趋严重，尤其是城市的空气多数重度劣化；现代科学证明，空气中的颗粒物不仅大多数自身含有有毒物质，而且还携带细菌病毒等微生物，传播疾病、侵害人类健康，更严重的是细小的如PM2.5以下的细颗粒物可以直接进入人体肺泡组织，对人体造成更严重的危害而引发包括肺癌在内的呼吸疾病，降低人类寿命。一般情况下这种细颗粒物肉眼很难看到，我们在不知不觉中承受着伤害，而人们熟知的雾霾则是已经严重到极端状况的现象，因此，雾霾天气以及日常的呼吸防护，对健康人生十分紧迫、十分必要。

普通口罩对PM2.5效果甚微，改进后带呼气阀和PM2.5滤片的随弃式拱形口罩可有一定的防护作用，最新一种叫做“便携式空气净化呼吸器”的专利技术 （专利号：201310742391.X）提高了呼吸防护质量和可靠性，它是由便携式空气净化器和口罩形呼吸器通过输气软管连接组成的，使用者可将便携式空气净化器挂扣在衣服、皮带或背包上，由输气软管向口罩形呼吸器内输送净化空气；另一专利“一种便携式空气净化呼吸器” （专利号：201610006768.9）对前述类型技术方案的口罩呼吸器进行了改进，形成了口罩内、外隔层，对气体进行缓冲分散等处理，提高了舒适度、杜绝了冬季呼气对眼镜结露的影响。

但是，上述产品和技术仍然存在以下明显缺陷有待解决：1、口罩及口罩式呼吸器遮挡人们的脸部，影响视觉形象，也影响相互识别，说话交流不方便；2、口罩式呼吸器存在较重的潮热和憋闷问题，佩戴不舒服，气温稍高更加难受，还存在不同脸型匹配不妥而漏气影响效果的问题；3、口罩式呼吸器都没有对呼气、吸气进行分流，致使呼气、吸气在口罩空间内混流而降低氧浓度，影响呼吸质量和舒适性；4、便携式空气净化器挂扣在衣服、皮带、背包或胳臂上，与头部是两个独立的活动单体，在工作、生活中的转头、转身等肢体活动受到牵拉，动作不便。

发明内容

本发明要解决的问题是克服上述技术的不足，提供一种用于头部穿戴的空气净化呼吸防护装置，其核心在于设计了小巧的鼻吸器，并利用弹力器和输气软管以及头卡装置的相互力学作用，使装置整体固定在头上并且鼻吸器密封贴覆在鼻孔下，以解决口罩式呼吸器的漏气、对面部遮挡、潮热憋闷、呼吸混流以及活动不便等一系列问题，同时，增加了负氧离子发生器和音频电路，拓展了养生保健功能和声乐信息功能，头卡装置的多种变型，开拓了形式多样的穿戴模式，适应不同层次特点的人群，可以取代或升级多数类型的口罩式呼吸器及普通口罩。

本发明的技术方案是：头戴式空气净化呼吸器,包括一个微型空气净化器和输气软管，输气软管的一端与空气净化器的出气口密封连接，空气净化器内置空气净化组件及电器组件，外侧有按键式控制面板，其特征在于：还包括鼻吸器、弹力器和头卡装置，所述鼻吸器包括一微型空腔体，其上侧壁面并列连接两个与腔体连通的鼻吸管，鼻吸管外周设蘑菇锥形软体密封裙边，空腔体的前侧开有排气口，排气口外装有向外自由活动的、可实现向外导通向内密封截止的单向膜片，空腔体的侧面连接进气口；所述空气净化器为盒形壳体，前部设有进风道，其背面连接头卡装置，输气软管的另一端与鼻吸器的进气口密封连接，输气软管复合一弹力器，弹力器的两端分别与空气净化器和鼻吸器可拆卸连接。

进一步地，在鼻吸器上的单向膜片外侧设有排气导向罩与空腔体固定连接，导向罩下方形成用于口腔的风幕口。

进一步地，为了增加空气中有益健康的负氧离子，空气净化器机盒内安装有与电池、控制面板电连接的负氧离子发生器模块，将负离子发射电极固定在出气口前面的气道空间内，负离子发生器模块的开闭控制开关和指示灯均集中设置在控制面板上。

进一步地，为了增加本发明的实用功能，空气净化器机盒内安装有与电池连接的音频电路模块及配套的喇叭，电路模块的电路主板上至少设有控制按键、存储卡插口、USB通信口、耳机接口，并穿过机壳外露，音频电路模块是指收音模块或MP3模块或集成收音与MP3的双功能的模块。

优选地，空气净化器内置的空气净化组件是由初效过滤网、功能滤网和折叠式高效过滤芯组合而成，并可拆卸安装在机盒内的固定槽内。

优选地，空气净化器的空气净化组件为静电除尘装置，由初效过滤网、功能滤网、电晕极板、积尘极板组合而成，并可拆卸安装在机盒内的固定槽内，电晕极板与积尘极板保持一定距离达到静电场稳定，而且分别通过侧面的电端子及导线与按控制面板、高压发生器模块、电池电连接，控制面板上包括其开关和指示灯及USB电池充电接口和电量指示灯。

优选地，空气净化器的空气净化组件后侧的净化空气腔密闭，且与出气口密封连通，鼻吸器的进气口内设有自由活动的实现向内导通向外密封截止的单向膜片，与进气口配合组成吸气单向阀。

进一步地，所述头卡装置包括固定在机盒后盖上的多功能卡板，其上设有用于各种头戴组件连接的机构，包括螺钉孔、卡扣、横向和竖向的通槽及别针和别针销孔，别针固定在别针销孔内。

进一步地，所述头卡装置包括多功能卡板和由弧形头戴和环形头戴组成的头戴组件，弧形头戴的两端与环形头戴相互夹角连接，多功能卡板上设有用于与各种头戴组件连接的机构，包括螺钉孔、卡扣、横向和竖向的通槽，空气净化器通过多功能卡板上的连接机构与头戴组件上相应的机构配合连接，头戴组件外侧设有管夹用于固定输气软管和鼻吸器。

进一步地，所述头卡装置包括多功能卡板和帽型头戴，多功能卡板上设有用于与各种头戴组件连接的机构，包括螺钉孔、卡扣、横向和竖向的通槽及别针和别针销孔，别针固定在别针销孔内，空气净化器通过多功能卡板上的连接机构与帽型头戴的帽冠或帽檐可拆卸连接，帽型头戴上设有管夹用于固定输气软管和鼻吸器。

采用上述技术方案后，由于鼻吸器小巧如鼻头大小，通过鼻吸管和密封裙边及弹力器和头卡装置共同作用，可靠地贴覆于两个鼻孔下，实现呼吸密封、没有漏气，因而不会像口罩形呼吸器那样遮挡脸部、影响说话和识别，也不会潮热、憋闷；呼气时，排气口的单向膜片被吹开呼出废气，吸气时，空气净化器的净化空气通过输气软管提前进入鼻吸器内腔排出残余废气，再通过鼻吸管被吸入体内，保证吸入完全的洁净空气，因此，实现了呼气、吸气分流，克服了混流带来的吸气含氧量降低和不舒服感觉；采用头卡装置不仅实现了鼻吸器可靠贴覆于鼻孔，而且保证了整个装置与头部及口鼻共体，从而解决了其他便携式产品的活动受到牵拉等弊病，可以随心所欲活动；当净化空气风量大于人体吸入量时，多余的空气由排气口排出，经过导向罩的口腔风幕口排出，提高口腔周围的空气质量，当鼻塞时，也可以改成口腔呼吸，也基本是净化空气；当净化空气风量小于人体吸入量时，比如激烈运动情况，排气口的单向膜片被吸附在排气口上密封，人体的吸气负压力可以辅助空气净化器增加进风量，满足吸气需求。

附加的负氧离子发生器可以创造与森林、海洋类似的空气成分，提高空气质量，具有养生健康效果；附加的收音和MP3播放器，实现了一机多用的目的，也能消除对低噪声风机仍然比较敏感人群的影响，抵消噪声问题。

附图说明

图1是本发明第一种穿戴方式实施例的立体结构及穿戴效果图。

图2是本发明的一种鼻吸器的放大立体结构图。

图3是本发明的空气净化器的正面结构剖视图。

图4是本发明的空气净化器的第一优选方案的侧视结构剖视图。

图5是本发明的空气净化器的第二优选方案的侧视结构剖视图。

图6是本发明的空气净化器的第三优选方案的侧视结构剖视图。

图7是本发明的空气净化器的第三优选方案配合的鼻吸器的放大剖视图。

图8是本发明第二种穿戴方式实施例的立体结构图。

图9是本发明第三种穿戴方式实施例的立体结构及穿戴效果图。

图10是本发明第四种穿戴方式实施例的立体结构图。

图11是本发明第五种穿戴方式实施例的立体结构图。

图12是本发明第六种穿戴方式实施例的立体结构图。

图13是本发明第七种穿戴方式实施例的正视图。

图14是本发明第七种穿戴方式实施例的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作全面、详细的说明，但并不是对本发明的具体限定。

如图1、图2、图3、图4所示，是第一种穿戴方式的第一种优选方案的的实施例,由微型空气净化器1、头卡装置2、输气硅胶软管3、弹力器4、鼻吸器5构成，鼻吸器5选用直径14毫米、长度25毫米的空心管513，其上侧并列两个与腔体连通的孔径9毫米的鼻吸管501，鼻吸管501头部外周制成蘑菇形硅胶软裙边508，空心管513前侧开有多个排气口502，对应排气口502的外侧有硅胶软膜片503悬挂在空心管513外侧的凸起销507上，壳形排气导向罩504内侧有凹孔并紧密扣合在凸起销507上压住硅胶膜片503的上边缘，导向罩504的侧壁贴合在空心管513外壁上，下方形成条形风幕口505，空心管513的一端512封闭，另一端套接进气口506。

输气硅胶软管3的一端301与空气净化器1的出气口105密封连接，另一端302与鼻吸器5的进气口506密封连接，输气硅胶软管3内置弧形弹力钢丝4，其两端分别插入空气净化器1和鼻吸器5内的配套孔内，出气口105和进气口506分别设有密封环106和509以保证接口气密性。

空气净化器1是由盒体101、后盖114和前盖104组成的盒体，前盖104上设有通气孔并可拆卸扣合在盒体101上，后盖也扣合在盒体101上，后盖背面固定有头卡装置2的多功能卡板213，其上设有用于与各种头戴组件连接的机构，包括螺钉孔201、卡扣203、横向和竖向的通槽202及别针205和别针销孔204，别针205固定在别针销孔204内；空气净化器1的盒体101内部有一个中部开孔的隔板，形成前后两个空间，前部空间制成空气净化组件卡槽，其内密封安装初效过滤网116、功能滤网115、折叠式高效过滤芯109组件，功能滤网115包括吸附层、催化层、银离子层等单一或其组合；隔板开孔对应引风机108的进风口，并通过硅胶圈117实现密封连接，引风机的排风口连接硅胶变径107，其出口连接露出盒体101外侧的出气口105；盒体101后部其他空间分别固定控制面板102、电池110、负氧离子发生器模块111、音频电路模块103及喇叭113，控制面板102的按键穿过盒体101侧壁外露，面板上按键及指示灯包括：净化器风机开关和指示灯、负氧离子开关和指示灯、电池USB充电口和电量指示灯，并分别与电池110构成控制电路和充电电路，负离子发射电极112穿过硅胶变径107裸露在出气口105前面的气道空间内，音频电路模块103集成收音与MP3的双功能，其电路主板贴近盒体101，按键和卡槽外露，其按键包括开、停、进、退、转换等控制键，卡槽包括USB口、SD或TF存储卡插口、耳机输出口及显示屏，音频电路模块103与电池110、喇叭113电连接。

头卡装置2由多功能卡板213和弧形头戴208及半环形头戴206组成，半环形头戴206的两端与弹力薄片制成的弧形头戴208连接一体，并形成大约90°夹角，弧形头戴208的一端与多功能卡板213上的匹配机构连接，本例为头戴208插入竖向的通槽202内再与螺钉孔201配合紧固，在弧形头戴208外侧固定两个管夹209，用于停机时固定输气软管3和鼻吸器5。

图5所示，是第二种优选方案的空气净化器1的实施例，适合任何头卡装置,与第一种优选方案实施例的区别仅在于：其空气净化组件是静电除尘装置，在空气净化器盒体101前部的空气净化组件卡槽内，从外到内依次安装初效过滤网116、功能滤网115、电晕极板109a和积尘极板109b，电晕极板109a上设多个发射头，均布在框架上并绝缘处理，框架侧边及对应的卡槽侧边设有导电端子109c与高压发生器模块111a的高压输出端电连接，积尘极板109b 中间有通风道，表面涂覆驻极体材料，且与电晕极板109a保持静电场稳定的距离，调整在15毫米以下为宜，其侧边及对应的卡槽侧边设有导电端子109d与控制面板102上的公用接地端电连接，控制面板102上的净化开关和指示灯连接在高压发生器模块111a的输入电源和电池110的电路上，控制面板102上还包括净化器风机开关和指示灯以及USB充电口及电量指示灯，在净化组件卡槽的侧面对应积尘极板109b的位置设一活动盖开窗118，能够使积尘极板109b取出和装入，便于清洗，卡槽对面设一压缩弹簧便于极板109b的弹出。

图6、及图7所示，是第三种优选方案的空气净化器1的实施例，适合任何头卡装置,与第一种优选方案实施例和第二种优选方案实施例的区别在于：在空气净化器盒体101前部的空气净化组件后侧，连接净化空气腔108a，与隔板通过密封圈117密封，净化空气腔108a留有一开口与出气口105密封连通；再如图7所示，是另一种改进结构的鼻吸器5，最适用于图6所示的空气净化器，也适用于其他方案的空气净化器，与图2所示鼻吸器5的区别在于：其进气口506为薄壁短管，其内端头形成密封口，中心有凸销510，凸销上挂一硅胶软膜片511，与密封口组成吸气单向阀，其配套的弹性体4为螺旋弯曲弹簧外套在输气软管3的外面。

如图8所示，是第二种穿戴方式的实施例，与前述第一种穿戴方式的区别在于：弧形头戴208是带齿的弹性发卡，外侧固定两个管夹209，发卡两端分别与半环形头戴206的两端连接并形成一夹角，可以是焊接也可以是铰接，空气净化器1通过多功能卡板213上的连接机构201及203连接在发卡208上面的配套件上，空气净化器1的前盖104为花瓣装饰造型，扣合在盒体101上，其侧面周边留有进风道，本方案适合长头发人群使用。

如图9所示，是第三种穿戴方式的实施例，与第一种的区别在于：环形头戴206是柔性软带制成的头箍，并由卡子207调节大小，也可以采用弹力带制成闭环头箍；弧形头戴208两端连接在头箍206的两侧，空气净化器1通过多功能卡板213的横向通槽202穿套在头箍带上，在头箍206的外侧固定两个管夹209，本实施例的呼吸器穿戴牢固、运动时尚，适合年轻运动一族。

如图10所示，是第四种穿戴方式的实施例，与图9所示第三种实施例的区别在于头戴206是弹性丝制成的头箍，并由卡扣207调节大小，弧形头戴208的两端分别连接在头箍206的两侧，本图例弧形头戴208分解成两段分别连接，头箍206上焊接一连接板与多功能卡板213的卡扣203配合将空气净化器1固定，在头箍206的外侧固定两个管夹209，使用时，空气净化器1可以放在后面、侧面、前面，更随意，头箍纤细隐形。

如图11所示，是第五种穿戴方式的实施例，其特点是头卡装置2由多功能卡板213和帽子形头戴组件210组成，空气净化器1的盒体101采用方形或圆形，利用多功能卡板213上的别针205或螺钉孔201与帽冠固定，本图例采用别针205连接固定，在帽缘侧面固定管夹209用于闲时的输气软管3和鼻吸器5的存放固定，本实施例实现了帽子、空气净化呼吸器双用效果，还可以带收音机和MP3，适合于中老年群体；当然，盒体101内也可以集成助听器模块，适用于听力特殊弱的老人使用。

如图12所示，是第六种穿戴方式的实施例，其特点是与图10 的第五种实施例相似，也是采用帽子形头戴210组件，其区别在于：空气净化器1通过多功能卡板213固定在帽檐的上侧或下侧，在帽檐的同侧固定管夹209用于闲时输气软管3和鼻吸器5的存放固定；为了隐蔽，在帽檐和空气净化器1的外面设一网形装饰罩211，并通过拉链或粘带或按扣212固定在帽子上；当然采用双帽檐的夹层结构，内置空气净化器，也是一种变形方案。

如图13、图14所示，是第七种穿戴方式的实施例，与图12所示的第六中穿戴方式相似：将空气净化器1的盒体通过多功能卡板213固定在拱形帽檐的下侧，例如棒球帽檐，空气净化器1的前盖104的外形仿帽檐形状，形成修饰效果，且留出输气软管3和鼻吸器5的放置进、出口，内部设置固定管夹209，内部可以预留附加电池110a位置及卡扣，前盖104与盒体101卡扣或螺钉链接固定，进风道采用孔形或条缝，控制面板102的按钮及音频控制按钮设置在盒体101的前侧并露出前盖104的相应开孔外面，前盖104可以采用高级表面处理，本实施例隐形效果更好、外观更高级，适合高端群体使用。

上述各种技术方案中，鼻吸器5的空腔体上也可以分左右连接两个进气口506，并分别接两个输气软管3，再与空气净化器1的出气口105通过三通会聚连接；鼻吸器的空腔体还可以是三角形、球形、半球形、棱柱形等异形容器；弹力器还可以是弹性钢丝复合在输气管外侧、或为螺旋曲簧套装在输气软管内侧；头卡装置2还可以采用弹簧夹子等类似形式的卡件，用于卡固空气净化器；头戴组件也可以采用单一弧形卡208，或者单一头箍206形式，或采用其他变形组合；帽型头戴210可以是鸭舌帽、礼帽、无顶帽等等；空气净化器1也可以简化成单一净化功能而取消辅助的负氧离子组件或音频组件；机盒形态可有方形、圆形、多边形、异形等等。

作为本领域技术人员都会意识到，上述列举的具体方案和解释并不是对本技术的具体限定，仍然还有细微修改、等同变化、等同修饰等其它形式，在此不能尽数列举，但这些简单的处理仍然涵盖在本技术思想的实质范畴之内，理应得到尊重和保护。

Claims (10)

1.头戴式空气净化呼吸器,包括一个微型空气净化器（1）和输气软管（3），输气软管（3）的一端与空气净化器（1）的出气口（105）密封连接，空气净化器（1）内置空气净化组件及电器组件，外侧有按键式控制面板（102），其特征在于:还包括鼻吸器（5）、弹力器（4）和头卡装置（2），所述鼻吸器（5）包括一微型空腔体（513），其上侧壁面并列连接两个与腔体连通的鼻吸管（501），鼻吸管外周设蘑菇锥形软体密封裙边（508），空腔体（513）的前侧开有排气口（502），排气口（502）外装有向外自由活动的单向膜片（503），空腔体（513）的侧面连接进气口（506）；所述空气净化器（1）为盒形壳体，前部设有进风道，其背面连接头卡装置（2），输气软管（3）的另一端与鼻吸器（5）的进气口（506）密封连接，输气软管（3）复合一弹力器（4），弹力器（4）的两端分别与空气净化器（1）和鼻吸器（5）可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的头戴式空气净化呼吸器，其特征在于：鼻吸器（5）上的单向膜片（503）外侧设有排气导向罩（504）与管体（513）固定连接，导向罩（504）下方形成用于口腔的风幕口（505）。

3.根据权利要求1所述的头戴式空气净化呼吸器，其特征在于：空气净化器（1）机盒内安装有与电池（110）、控制面板（102）电连接的负氧离子发生器模块（111），将负离子发射电极（112）固定在出气口（105）前面的气道空间内，负离子发生器模块（111）的开闭控制开关和指示灯均集中设置在控制面板（102）上。

4.根据权利要求1所述的头戴式空气净化呼吸器，其特征在于：空气净化器（1）机盒内安装有与电池（110）电连接的音频电路模块（103）及配套的喇叭（113），电路模块（103）的电路主板上至少设有控制按键、存储卡插口、USB通信口、耳机接口，并穿过机壳侧壁外露，音频电路模块（103）是指收音模块或MP3模块或集成收音与MP3的双功能的模块。

5.根据权利要求1所述的头戴式空气净化呼吸器，其特征在于：空气净化器（1）内置的空气净化组件是由初效过滤网（116）、功能滤网（115）和折叠式高效过滤芯（109）组合而成，并可拆卸安装在机盒内的固定槽内。

6.根据权利要求1所述的头戴式空气净化呼吸器，其特征在于：空气净化器（1）的空气净化组件为静电除尘装置，由初效过滤网（116）、功能滤网（115）、电晕极板（109a）、积尘极板（109b）组合而成，并可拆卸安装在机盒内的固定槽内，电晕极板（109a）与积尘极板（109b）保持一定距离达到静电场稳定，而且分别通过侧面的电端子（109c）、（109d）及导线与控制面板（102）、高压发生器模块（111a）、电池（110）电连接，控制面板（102）上包括其开关和指示灯及USB电池充电接口和电量指示灯。

7.根据权利要求1所述的头戴式空气净化呼吸器，其特征在于：空气净化器（1）的空气净化组件后侧的净化空气腔（108a）密闭且与出气口（105）密封连通，鼻吸器（5）的进气口（506）内设有自由活动的单向膜片（511），与进气口配合组成吸气单向阀。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的头戴式空气净化呼吸器，其特征在于：所述头卡装置（2）包括固定在机盒后盖上的多功能卡板（213），其上设有用于与各种头戴组件连接的机构，包括螺钉孔（201）、卡扣（203）、横向和竖向的通槽（202）及别针（205）和别针销孔（204），别针（205）固定在别针销孔（204）内。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的头戴式空气净化呼吸器，其特征在于：所述头卡装置（2）包括多功能卡板（213）及头戴组件（206）和（208），弧形头戴（208）的两端与环形头戴（206）相互夹角连接，多功能卡板（213）上设有用于与各种头戴组件连接的机构，包括螺钉孔（201）、卡扣（203）、横向和竖向的通槽（202），空气净化器（1）通过多功能卡板（213）上的连接机构与头戴组件（206）和（208）上相应的机构配合连接，头戴组件外侧设有管夹（209）用于固定输气软管（3）和鼻吸器（5）。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的头戴式空气净化呼吸器，其特征在于：所述头卡装置（2）包括多功能卡板（213）和帽型头戴（210），多功能卡板（213）上设有用于与各种头戴组件连接的机构，包括螺钉孔（201）、卡扣（203）、横向和竖向的通槽（202）及别针（205）和别针销孔（204），别针（205）固定在别针销孔（204）内，空气净化器（1）通过多功能卡板（213）上的连接机构与帽型头戴（210）的帽冠或帽檐可拆卸连接，帽型头戴（210）上设有管夹（209）用于固定输气软管（3）和鼻吸器（5）。