CN106276807B - 一种可用于口罩的气体缓冲制氧装置及口罩 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可用于口罩的气体缓冲制氧装置，其包括：制氧材料填充层，用于填充可通过反应生成氧气的材料；可分离的制氧材料保护层，用于在使用之前保护制氧材料，而在分离之后制氧材料可发生反应，生成氧气；能够形成气体存储空间的气体缓冲层，设置在与制氧材料保护层相对的另外一侧，用于暂时存储气体，以便在吸气时避免形成口罩内的负气压造成吸气不畅；固定连接装置，用于将气体缓冲制氧装置与口罩相连接固定；外保护层，与固定连接装置相对，可保护固定连接装置处于待使用状态。通过这种装置，使得口罩佩戴者在有效过滤的同时还能保持呼吸顺畅。

Description

一种可用于口罩的气体缓冲制氧装置及口罩

技术领域

本发明涉及一种可用于口罩的气体缓冲制氧装置以及附加这种装置的口罩。

背景技术

粉尘、细菌、雾霾等空气中的有害物质对人体健康造成了巨大的危害。近日，一项由美国麻省理工学院(MIT)、北京的清华大学和北京大学，以及耶路撒冷希伯来大学(Hebrew University of Jerusalem)的多名教授联名发表的研究报告估算，华北的空气污染已在上世纪90年代总共减少25亿年的人类预期寿命，提升了肺癌、心脏病和中风的发病率，使中国北方居民的预期寿命减少5.5年。在无法快速解决空气污染问题之前，人们目前中从事户外活动时一般通过佩戴口罩来减少对自身的损害。例如，人们通常会使用可阻挡95%以上的次微米颗粒的N95口罩来应对PM2.5对人体的损害。但是，目前常用的口罩存在呼吸阻抗较高的问题，佩戴者会有呼吸不畅的感觉，有时甚至会故意在口罩边缘制造空隙以顺畅呼吸空气，而这又使口罩起不到过滤作用。为解决这个矛盾，CN105876933采用设置进气风扇并进行智能控制启停的技术方案，CN205626762U提出额外附加空气净化器并通过空气导管向口罩内送气的技术方案。但是，这些方案中口罩的结构相对复杂，成本较高，使用不太方便，也不能结合现有的口罩使用，存在较大改进空间。

发明内容

本发明的发明目的在于，提供一种的可用于口罩的气体缓冲制氧装置及口罩，其成本较低、使用方便、可以结合市场上易于获得的各类口罩，使得佩戴者能够呼吸顺畅。

本发明的技术方案是这样的：

提供一种可用于口罩的气体缓冲制氧装置，其包括：制氧材料填充层，用于填充可通过反应生成氧气的材料；可分离的制氧材料保护层，用于在使用之前保护制氧材料，而在分离之后制氧材料可发生反应，生成氧气；能够形成气体存储空间的气体缓冲层，设置在与制氧材料保护层相对的另外一侧，用于暂时存储气体，以便在吸气时避免形成口罩内的负气压造成吸气不畅；固定连接装置，用于将气体缓冲制氧装置与口罩相连接固定；外保护层，与固定连接装置相对，可保护固定连接装置处于待使用状态。

这种装置可以方便地附加到口罩上，随带随用，能够有效避免现有口罩呼吸不畅或者过滤不好的缺点，通过呼出气体的缓冲以及制氧材料的使用，提高现有口罩佩戴时的呼吸舒适度和净化过滤效果。

进一步地，该制氧材料包括经无害化处理后的掺杂有缓释作用的催化剂的过氧化钠，或者包括掺杂有二氧化锰作为催化剂的过碳酸钠；或者包括具有微孔型立方晶格的沸石型结晶硅铝酸盐等物质的氧分子筛。

进一步地，该制氧材料填充层的结构为形成格栅状分隔的小存储空间，可固定制氧材料。例如，可通过用中间夹置有制氧材料的两片无纺布采取压制粘合的工艺来形成格栅状分隔的小存储空间，小存储空间中存放有制氧材料。

进一步地，该制氧材料填充层同时又具有能与外界空气相通的通道，例如为多个微孔，其可以设置在制氧材料填充层的两侧，使得气体可以经过制氧材料填充层流通。在制氧材料填充层为无纺布等可透气性材料形成时，可不必单独制作通道；而在为由不可透气材料形成时，可通过特定制程形成与外界空气相通的通道。

进一步地，该制氧材料为缓释型，其能够在一定时间内持续产生适量氧气，使得佩戴者在适当的佩戴时间内有适量氧气产生。在佩戴完后，或者在较长时间的佩戴之后，佩戴者感觉氧气产生不足时，即可将该气体缓冲装置撕下丢弃，更换新品。

进一步地，该气体缓冲层可以包括在其上设置的一个多个子气体缓冲层，该一个多个子气体缓冲层由预先包括多个褶皱的材料形成，或由具有适当弹性的材料形成，使得在呼气时褶皱展开或者弹性材料伸展从而形成气体存储空间。当数量为一个时，该气体缓冲层即为包含有用于和其他结构连接的周边部以及一个整体的子气体缓冲层。

进一步地，该固定连接装置可以是胶等粘性物质，也可以是诸如魔术贴之类等连接装置，且根据使用环境不同，既可以设置在气体缓冲层的外侧面上，也可以单独设置在位于气体缓冲层外侧独立的层上，以便更好地形成可使得褶皱展开或弹性材料伸展的空间。能够缓冲呼出气体的体积大小可根据使用要求和制造工艺确定，但通常在每个口罩内所能产生的缓冲空间的体积在10-100毫升内即能感觉到改善。

进一步地，该气体缓冲制氧装置形状可以具有曲面的三维立体形状，以此提供更多设置气体存储空间的自由度。通过形状的设计，可以使得其在与口罩配合时能够设计出有效的气体存储空间，使得呼吸感觉更顺畅。

本发明还提供一种口罩，其附加了如前所述的气体缓冲制氧装置，从而能够使得在原有功能基础上低成本的解决呼吸不畅、感觉缺氧的不足，有效的避免空气污染对人体带来的危害。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：

图1是本发明实施例中气体缓冲制氧装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中气体缓冲制氧装置的结构分解示意图；

图3是本发明实施例中制氧材料填充层的侧面结构示意图；

图4是本发明实施例中气体缓冲制氧装置的使用状态示意图。

具体实施例

如图1-3所示，在本实例中，一种可用于防雾霾口罩的气体缓冲制氧装置100，包括：制氧材料填充层102，用于填充可通过反应生成氧气的材料，该层的结构可固定制药材料，例如形成格栅分隔的小存储空间1021，同时又具有能与外界空气相通的通道，例如多个微孔1022，其可以设置在制氧材料填充层102的两侧，使得气体可以经过制氧材料填充层102流通；可分离的制氧材料保护层101，用于在使用之前保护制氧材料，而在保护层分离之后制氧材料可发生反应，例如与空气中的水气反应，生成氧气，优选制氧材料为缓释型，能够在一段时间内持续产生适量氧气；能够形成气体存储空间的气体缓冲层103，设置在与制氧材料保护层101相对的另外一侧，用于暂时存储气体，例如存储在呼吸时呼出的空气，该气体缓冲层103可以包括在其上设置的多个子气体缓冲层1031，它可以例如由预先包括多个褶皱的材料形成，也可以由具有适当弹性的材料形成，在呼气时褶皱展开或者弹性材料伸展从而形成气体存储空间，进而缓冲气体以便在吸气时避免形成口罩内的负气压造成吸气不畅；固定连接装置104，用于将气体缓冲制氧装置与例如口罩或面罩等物体相连接固定，其可以是胶等粘性物质，也可以是诸如魔术贴之类等连接装置，且根据使用环境不同，既可以设置在气体缓冲层的外侧面上，也可以单独设置在独立的层上，以便更好地形成可使得褶皱展开或弹性材料伸展的空间；外保护层105，与固定连接装置104相对，可保护固定连接装置处于待使用状态。

在使用时，将外保护层105分离，露出固定连接装置104，通过固定连接装置104将气体缓冲制氧装置固定连接到口罩400内，例如是可以过滤PM2.5的N95口罩内；将制氧材料保护层101分离，使制氧材料可发生反应生成氧气；在将连接有气体缓冲制氧装置的口罩佩戴之后，佩戴者在呼气时，部分气体会存储在气体缓冲层103所形成的气体存储空间中，使得佩戴者在吸气时能够节省气力，不会有吸气困难的感觉，而气体在经过制氧材料填充层102流通时，能够产生适量氧气，避免缺氧现象的发生。

上述制氧材料例如可以是经过无害化处理后的掺杂有缓释作用的催化剂的过氧化钠等，也可以是按适当比例掺杂有二氧化锰作为催化剂的过碳酸钠，以及其他辅料；还可以是诸如具有微孔型立方晶格的沸石型结晶硅铝酸盐等地氧分子筛。

气体缓冲制氧装置100的形状优选为方形或长方形，便于批量生产、包装以及向口罩上贴附固定。优选其长度为2-8cm，宽度为1-6cm，更优选为其长度为3-6cm，宽度为1-3cm。优选该形状具有倒角，以提高与面部接触时的舒适度。佩戴者可根据情况在口罩内贴敷一个或多个，例如可在鼻翼两侧和鼻孔、嘴巴所对应的口罩位置处贴附。

气体缓冲制氧装置100的形状还可优选为圆形或椭圆型，便于和普通口罩配合使用。

气体缓冲制氧装置100不一定是平面形状，其还可以是具有曲面的三维立体形状，以此提供更多设置气体存储空间的自由度。此时，前述形状是指投影到平面时的形状。

如图4所示，口罩400上附着有三个气体缓冲制氧装置100，分别贴附在鼻翼两侧和鼻孔、嘴巴所对应的口罩位置处。

以上所述仅为本发明的优选实施例。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明专利要求保护的范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种可用于口罩的气体缓冲制氧装置（100），其包括：制氧材料填充层（102），用于填充可通过反应生成氧气的材料；可分离的制氧材料保护层（101），用于在使用之前保护制氧材料，而在分离之后制氧材料可发生反应，生成氧气；能够形成气体存储空间的气体缓冲层（103），设置在与制氧材料保护层（101）相对的另外一侧，用于暂时存储气体，以便在吸气时避免形成口罩内的负气压造成吸气不畅；固定连接装置（104），用于将气体缓冲制氧装置与口罩相连接固定；外保护层（105），与固定连接装置（104）相对，可保护固定连接装置（104）处于待使用状态，

该气体缓冲层（103）包括在其上设置的一个或多个子气体缓冲层（1031），子气体缓冲层（1031）由预先包括多个褶皱的材料形成，或由具有适当弹性的材料形成，使得在呼气时褶皱展开或者弹性材料伸展从而形成气体存储空间，

该固定连接装置（104）为粘性物质。

2.如权利要求1所述的气体缓冲制氧装置（100），其特征在于，所述固定连接装置（104）为魔术贴。

3.如权利要求1所述的气体缓冲制氧装置（100），其特征在于，该制氧材料包括经无害化处理后的掺杂有缓释作用的催化剂的过氧化钠，或者包括掺杂有二氧化锰作为催化剂的过碳酸钠；或者包括氧分子筛。

4.如权利要求1所述的气体缓冲制氧装置（100），其特征在于，该制氧材料填充层（102）的结构为形成格栅状分隔的小存储空间（1021），可固定制氧材料。

5.如权利要求1-4之一所述的气体缓冲制氧装置（100），其特征在于，该制氧材料填充层（102）同时又具有能与外界空气相通的通道（1022），使得气体可以经过制氧材料填充层（102）流通。

6.如权利要求1所述的气体缓冲制氧装置（100），其特征在于，该制氧材料为缓释型，其能够在一定时间内持续产生适量氧气。

7.如权利要求1所述的气体缓冲制氧装置（100），其特征在于，该固定连接装置（104）根据使用环境不同，直接设置在气体缓冲层（103）的外侧面上；或者单独设置在位于气体缓冲层（103）外侧独立的层上，以便更好地形成可使得褶皱展开或弹性材料伸展的空间。

8.如权利要求1所述的气体缓冲制氧装置（100），其特征在于，其形状是具有曲面的三维立体形状。

9.一种口罩（400），其特征在于附加了如权利要求1-8之一所述的气体缓冲制氧装置。