CN106039605B - 一种双阀门口罩 - Google Patents

Abstract

一种双阀门口罩，包括主壳体、单向进气阀、单向排气阀、空气滤料、保护件和防漏环，所述主壳体向进气的相反方向弓起，形成半罩壳结构，所述主壳体的一侧开口形成佩戴口，所述防漏环绕设在佩戴口上，所述主壳体上设有进气口，所述进气口沿进气方向依次设有保护件、空气滤料以及单向进气阀，所述单向排气阀设在主壳体内侧，吸气时，气体从单向进气阀进入，呼气时，气体从单向排气阀排出，避免了呼吸水汽吸附于滤芯而降低过滤效率和阻力增大。本发明通过采用空气滤料特别是静电纺丝技术制备的纳米纤维膜具有超细直径并且纤维之间形成的空隙很小，因此可以达到很高的过滤效率。具有过滤效果好、轻薄柔软、使用寿命长等优点，提高佩戴的舒适性。

Description

一种双阀门口罩

技术领域

本发明涉及卫生用品技术领域，尤其涉及一种单向进出气、过滤效果好的双阀门口罩。

背景技术

工业化的发展过程中难免产生粉尘污染比如雾霾等，空气中也存在着一些超细的病毒细菌等。尤其是雾霾，雾霾实际上是气溶胶，而空气是人类赖以生存的重要成分之一。为缓解因空气给人们带来的压力，空气过滤技术在不断的发展中，同时也对空气过滤产品的品质与风格提出了新的要求，称之为功能性空气过滤产品。现有的口罩简单利用布料进行过滤阻挡，对雾霾过滤效果不佳，已经难以满足人们的要求。尤其在医护化学等科学实验应用方面更是紧缺。现有市场上的平面口罩有棉布口罩、无纺布口罩、高分子材料口罩、活性炭粉滤芯口罩和活性炭纤维口罩等，过滤效果各有不同。纳米纤维膜具有超细直径并且纤维之间形成的空隙很小，可以达到很高的过滤效率，因此也开始应用于过滤产业中，也有着显著的效果。但应用中也存在着一些问题，例如在呼吸过程中带有的水蒸气会一定程度上附着在空气滤料上面，特别是纳米纤维滤料特别容易受潮而失效降低过滤效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种单向进出气、过滤效果好的双阀门口罩。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术措施：

一种双阀门口罩，包括主壳体、单向进气阀、单向排气阀、空气滤料、保护件和防漏环，所述主壳体向进气的相反方向弓起，形成半罩壳结构，所述主壳体的一侧开口形成佩戴口，所述防漏环绕设在佩戴口上，所述主壳体上设有进气口，所述进气口沿进气方向依次设有保护件、空气滤料以及单向进气阀，所述单向排气阀设在主壳体内侧，吸气时，气体从单向进气阀进入，呼气时，气体从单向排气阀排出。

本发明还可以通过以下技术措施进一步完善：

作为进一步改进，所述空气滤料采用纳米纤维膜，所述纳米纤维膜采用静电纺丝纳米纤维膜材质制成。

作为进一步改进，所述单向进气阀与单向排气阀采用单向阀体，所述单向阀体包括本体、膜片体、内端盖、外端盖、固定盖，所述本体呈U型壳体，所述膜片体套设在本体上，所述外端盖设在本体的顶端，所述内端盖与固定盖同轴的设在外端盖的顶部，气体从外端盖进入膜片体。

作为进一步改进，所述膜片体包括若干个环形紧密排布的动膜片，所述动膜片呈V字型，所述动膜片的V型开口朝向膜片体的中轴线设置，所述动膜片具有弹性。

作为进一步改进，所述保护件为镂空的盖子，所述保护件上紧密排布有通气孔，所述保护件安装在主壳体上。

作为进一步改进，所述保护件为设在外层的外层口罩布，所述空气滤料紧贴在外层口罩布的内侧，所述外层口罩布采用活性炭层、棉布或者无纺布制成，所述外层口罩布与主壳体连接。

作为进一步改进，还包括张紧弧形架，所述张紧弧形架安装在进气口上，所述张紧弧形架采用弹性材质制成，所述外层口罩布与空气滤料贴设在张紧弧形架的外侧。

作为进一步改进，所述张紧弧形架的内侧设有内层口罩布，所述内层口罩布上设有若干个单向进气阀，所述内层口罩布上设有限位绳与张紧弧形架连接。

作为进一步改进，所述张紧弧形架包括固定环和若干支撑条，所述支撑条的两端分别连接在固定环上，所述若干支撑条交叉布置形成网格结构，所述支撑条之间的交叉位置上设有限位孔，所述限位绳对应连接在限位孔上。

作为进一步改进，所述主壳体的上方设有鼻夹，所述鼻夹罩设在鼻梁上，所述鼻夹可沿主壳体上下移动。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1、通过采用纳米纤维膜作为过滤材料。利用静电纺丝技术制备的纳米纤维膜具有超细直径并且纤维之间形成的空隙很小，因此可以达到很高的过滤效率。具有过滤效果好、轻薄柔软的优点，提高佩戴的舒适性。

2、通过设置单向进气阀与单向排气阀，过滤后的空气只能通过单向进气阀进入口罩内被人体吸入。而人体呼出的气体也只能通过单向排气阀向外排出，呼出的气体含有水汽，避免了呼吸水汽吸附于滤芯而降低过滤效率和阻力增大，减弱空气滤料特别是纳米纤维膜滤料的静电吸附与过滤能力，有利于提高空气滤料的使用寿命。

3、通过设置V字型的动膜片，动膜片具有弹性，且将动膜片的V字型开口朝向膜片体的中轴线。这样气体从外端盖流入膜片体内时，动膜片与动膜片之间被冲开一个间隙使气体进入。而反向流动时，由于气体的作用，动膜片产生微变形，动膜片之间紧密贴合，气体无法流出。具有结构简单、体积小的特点，能方便其设在口罩上。

4、通过在主壳体的佩戴口上设置防漏环，使口罩能紧密的罩设住嘴巴和鼻子的位置，防止为经过滤的空气从佩戴口进入口罩内。

5、通过在进气口上设置具有弹性的张紧弧形架，所述纳米纤维膜与外层口罩布贴设在张紧弧形架上，使纳米纤维膜与外层口罩布一起组成张紧的过滤结构。外层口罩布能将空气中粗颗粒粉尘等过滤，且能吸收空气中的部分水汽，减少水汽对空气滤料特别是纳米纤维膜的过滤效率的干扰。

附图说明

附图1是本发明双阀门口罩第一实施例的主视图；

附图2是附图1所述双阀门口罩的后视图；

附图3是沿附图1中A-A方向的剖视图；

附图4是本发明双阀门口罩中单向阀体的总装示意图；

附图5是沿附图4中B-B方向的剖面示意图；

附图6是附图4单向阀体中膜片体的立体示意图；

附图7本发明双阀门口罩第二实施例的主视图；

附图8是附图7所述双阀门口罩的仰视图；

附图9是沿附图8中C-C方向的剖视图；

附图10是附图9所述双阀门口罩中张紧弧形架的示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

请参考图1至图5，双阀门口罩100a，包括主壳体1、单向进气阀3、单向排气阀2、空气滤料6、保护件5和防漏环4，所述主壳体1向进气的相反方向弓起，形成半罩壳结构。所述主壳体1的一侧开口形成佩戴口12，所述防漏环4绕设在佩戴口12上。所述主壳体1上设有进气口11，所述进气口11沿进气方向依次设有保护件5、空气滤料6以及单向进气阀3，所述单向排气阀2设在主壳体1内侧。在其他实施例中，优选的，所述单向排气阀2设置在所述主壳体1内侧底部，并靠近嘴巴的位置设置，从而使气体从所述口罩100a底部出气，防止口罩100a使用者呼出的水汽从鼻子两侧向上逸出而在其眼镜上雾化影响视线。本实施例中空气滤料6使用静电纺丝纳米纤维膜，以增强过滤效率。

通过设置单向进气阀3与单向排气阀2，过滤后的空气只能通过单向进气阀3进入口罩内被人体吸入。而人体呼出的气体也只能通过单向排气阀2向外排出，避免了呼吸水汽吸附于滤芯而降低过滤效率和阻力增大，提高纳米纤维膜6的使用寿命。

实施例中，主壳体1根据嘴巴和鼻子的人体工学，做出向佩戴口12相反方向弓起的壳体结构。需满足能同时罩住嘴巴和鼻子，也进可能使佩戴更舒适。佩戴口12相对主壳体1向外平滑弯折，能与脸部较好的贴合。主壳体1采用较轻的塑料制成，具有一定硬度，能起到支撑作用。防漏环4为设在佩戴口12处的柔性胶环，柔性胶环的朝向佩戴口12内延伸，柔性胶环具有很好的密封性，能防止为经过滤的空气从佩戴口12进入口罩内。同时，柔性胶环包覆佩戴口12的边缘，避免佩戴口12比较硬伤到皮肤，提高佩戴的舒适性。

通过采用空气滤料6作为过滤结构，阻隔颗粒物质等。纳米纤维膜6可以采用聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜和聚醚砜等材料的其中一种或混合物的静电纺丝纳米纤维膜，但不局限于上述材料。进一步优选的，空气滤料6可以选用疏水性纳米纤维膜或进一步添加疏水性材料，从而进一步防止空气滤料6与汽水结合堵塞口罩。更优选的，空气滤料6可以选用超疏水性纳米纤维膜或进一步添加超疏水性材料。所述超疏水性纳米纤维膜可以为超疏水的聚苯乙烯。所述超疏水性材料可以是氟硅烷。其中，静电纺丝纳米纤维直径小，约100nm~10µm，比表面积大，极大地增强了纤维滤料的静电吸附与拦截效应，特别是对直径小于2.5µm粉尘颗粒（如PM2.5）具有良好的过滤和净化效果。优选的，静电纺丝纳米纤维膜采用外电场调控与诱导立体沉积等技术，构建立体结构、多层次、多组分、宽直径分布三维纳米纤维过滤膜，以增强过滤效率，单层膜过滤效率可达95%以上。实施例中，空气滤料6采用了静电纺丝纳米纤维膜，所采用的纳米纤维膜的制备过程中采用以下技术措施：（1）采用立体成型，使膜厚在10~30µm之间，纤维膜孔径小于1µm，孔隙率大于50%，增强纳米颗粒的过滤效率、降低滤料空气流阻；（2）对纳米纤维膜组分控制，引入外部约束流场实现不同特性滤材的结合混纺，快速构建复合纳米纤维过滤膜；（3）在静电纺丝喷射过程进行静电特性调控。增强纳米纤维膜的驻极和静电特性。有效增强对直径2.5μm以下的微颗粒的吸附能力。

将单向排气阀2设在单向进气阀3的上方。所述保护件5为镂空的盖子，所述保护件5上紧密排布有通气孔，所述保护件5安装在主壳体1上。所述保护件5的内侧设有安装槽51，所述空气滤料6贴设在安装槽51内。保护件5将空气滤料6与外界进行分隔，避免空气滤料6直接暴露，容易受到损坏。安装时，保护件5、纳米纤维膜6和单向进气阀3同轴紧贴安装。所述主壳体1的外表面设有连接钉13，所述主壳体1的两侧分别设有两个连接钉13，连接钉13用于安装耳带，方便佩戴。

参见图4、图5和图6，所述单向进气阀3与单向排气阀2采用单向阀体，即单向进气阀3与单向排气阀2可以采用相同结构单向阀体，但由于气体流动方式不同，单向阀体的安装方式不同。所述单向阀体包括本体32、膜片体33、内端盖34、外端盖35、固定盖31，所述本体32呈U型壳体。所述外端盖35上开设有通孔351。所述膜片体33套设在本体32上，所述外端盖35设在本体32的顶端，所述内端盖34与固定盖31同轴的设在外端盖35的顶部，气体从外端盖35进入膜片体33。

所述膜片体33包括若干个环形紧密排布的动膜片331，所述动膜片331呈V字型，所述动膜片331的V型开口朝向膜片体33的中轴线设置，所述动膜片331具有弹性。这样，气体从外端盖31流入膜片体33内时，动膜片331与动膜片331之间被冲开一个间隙使气体进入。而反向流动时，由于气体的作用，动膜片331产生微变形，动膜片331之间紧密贴合，气体无法流出。具有结构简单、体积小的特点，能方便其设在口罩上。实验证明，相对于其他类型的排气阀或进气阀，采用这种类型的进气阀或排气阀能使进气或排气顺畅，但对其反向倒流具有很好的阻隔作用，可以更有效、更快速的实现换气。

实施例2：

请参考图7至图10，双阀门口罩100b，包括主壳体1、单向进气阀3、单向排气阀2、空气滤料6和防漏环4，所述主壳体1向进气的相反方向弓起，形成半球壳结构。所述主壳体1的一侧开口形成佩戴口12，所述防漏环4绕设在佩戴口12上。其中，所述防漏环4沿佩戴口12向外延伸，同实施例1一样，采用柔性材料制成如橡胶等。所述防漏环4面向佩戴的一侧设有环形凸起41，增设此结构，佩戴时，由于环形凸起41的弹性作用，更进一步保证口罩紧贴人脸，提高口罩的气密性。空气滤料6可采用静电纺丝纳米纤维膜。

所述主壳体1上设有进气口11，所述进气口11沿进气方向依次设有外口罩布、纳米纤维膜6、张紧弧形架7、内口罩布以及单向进气阀3，所述单向排气阀2设在主壳体1内侧。其中，所述空气滤料6紧贴在外层口罩布5的内侧，外层口罩布5作为保护件将纳米纤维膜6与外界分隔开来。所述外层口罩布5采用活性炭层、棉布或者无纺布制成，所述外层口罩布5与主壳体1连接。外层口罩布5能将空气中粗颗粒粉尘等过滤，且能吸收空气中的部分水汽，减少水汽对空气滤料6特别是纳米纤维膜的过滤效率的干扰。

所述张紧弧形架7安装在进气口11上，所述张紧弧形架7采用弹性材质制成，所述外层口罩布5与空气滤料6贴设在张紧弧形架7的外侧，使空气滤料6与外层口罩布5一起组成张紧的过滤结构。能避免受呼吸气流影响，使过滤结构出现褶皱和蜷缩状态，影响起过滤效率。

所述张紧弧形架7的内侧设置内层口罩布8，所述内层口罩布8上设有若干个单向进气阀3。采用吸水性较强和具有一定弹性的布料，通过其自身的弹性适当的张紧，防止在呼吸的过程中贴近人脸影响呼吸。内层口罩布8能吸收人呼出气体中带有的部分水汽。所述内层口罩布8上设有限位绳81与张紧弧形架7连接。限位绳81进一步限制内层口罩布8的位置，防止其因为弹性失效过度贴近人脸。限位绳81在内层口罩布8上均匀阵列分布。所述张紧弧形架7包括固定环71和若干支撑条72，所述支撑条72的两端分别连接在固定环71上，所述支撑条72采用弹性材质制成。所述若干支撑条72交叉布置形成网格结构，所述支撑条72之间的交叉位置上设有限位孔73，所述限位绳81对应连接在限位孔73上。

实施例2中的单向进气阀3与单向排气阀2采用与实施例1中单向阀体。包括四个单向进气阀3，对称分布安装于内层口罩布8上。包括四个单向排气阀2，对称分布安装于主壳体1上。所述主壳体1的上方设有鼻夹9，所述鼻夹9罩设在鼻梁上，所述鼻夹9可沿主壳体1上下移动。所述鼻夹9采用可塑性材料制成，根据使用者的鼻型进行适当的调整达到一个舒适的状态以及保证口罩的气密性。所述主壳体1的两侧分别设有弹性挂耳13，采用弹性材料制成，适应不同的人脸结构提供不同的张紧力实现舒适性的佩戴效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种双阀门口罩，其特征在于：包括主壳体、单向进气阀、单向排气阀、空气滤料、保护件和防漏环，所述主壳体向进气的相反方向弓起，形成半罩壳结构，所述主壳体的一侧开口形成佩戴口，所述防漏环绕设在佩戴口上，所述主壳体上设有进气口，所述进气口沿进气方向依次设有保护件、空气滤料以及单向进气阀，所述单向排气阀设在主壳体内侧，吸气时，气体从单向进气阀进入，呼气时，气体从单向排气阀排出；所述空气滤料采用纳米纤维膜；其中，所述单向进气阀与单向排气阀采用单向阀体，所述单向阀体包括本体、膜片体、内端盖、外端盖、固定盖，所述本体呈U型壳体，所述膜片体套设在本体上，所述外端盖设在本体的顶端，所述内端盖与固定盖同轴的设在外端盖的顶部，气体从外端盖进入膜片体；所述膜片体包括若干个环形紧密排布的动膜片，所述动膜片呈V字型，所述动膜片的V型开口朝向膜片体的中轴线设置，所述动膜片具有弹性。

2.根据权利要求1所述的双阀门口罩，其特征在于：所述纳米纤维膜采用静电纺丝纳米纤维膜材质制成。

3.根据权利要求1所述的双阀门口罩，其特征在于：所述保护件为镂空的盖子，所述保护件上紧密排布有通气孔，所述保护件安装在主壳体上。

4.根据权利要求1所述的双阀门口罩，其特征在于：所述保护件为设在外层的外层口罩布，所述空气滤料紧贴在外层口罩布的内侧，所述外层口罩布采用活性炭层、棉布或者无纺布制成，所述外层口罩布与主壳体连接。

5.根据权利要求4所述的双阀门口罩，其特征在于：还包括张紧弧形架，所述张紧弧形架安装在进气口上，所述张紧弧形架采用弹性材质制成，所述外层口罩布与空气滤料贴设在张紧弧形架的外侧。

6.根据权利要求5所述的双阀门口罩，其特征在于：所述张紧弧形架的内侧设有内层口罩布，所述内层口罩布上设有若干个单向进气阀，所述内层口罩布上设有限位绳与张紧弧形架连接。

7.根据权利要求6所述的双阀门口罩，其特征在于：所述张紧弧形架包括固定环和若干支撑条，所述支撑条的两端分别连接在固定环上，所述若干支撑条交叉布置形成网格结构，所述支撑条之间的交叉位置上设有限位孔，所述限位绳对应连接在限位孔上。

8.根据权利要求1所述的双阀门口罩，其特征在于：所述主壳体的上方设有鼻夹，所述鼻夹罩设在鼻梁上，所述鼻夹可沿主壳体上下移动。