CN106890402B - 有害颗粒状污染物过滤口罩 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有害颗粒状污染物过滤口罩，其包括：气体过滤装置、面杯和面罩，面杯的一端和面罩的一端密封对接在一起；气体过滤装置包括滤筒、滤膜和设置在滤筒内的灭菌装置；滤膜设置在滤筒的端部；滤膜从靠近面罩的内测到外侧包括依序层叠复合的亲水纺粘无纺布层、第一熔喷无纺布层、木浆纤维层、核孔膜过滤层和拒水纺粘无纺布层；灭菌装置包括进气布气盘、毛细导气管、出气集气盘和紫外灯；毛细导气管的两端分别与进气布气盘和出气集气盘连通，并且毛细导气管在进气布气盘和出气集气盘之间螺旋盘绕设置；紫外灯用于对毛细导气管进行紫外线照射。本发明提供的口罩具有使用舒适，用户体验好；以及杀菌彻底，使用安全的优点。
Description
技术领域
本发明属于人体健康呼吸设备技术领域，特别是涉及一种有害颗粒状污染物过滤口罩。
背景技术
PM2.5即细颗粒物。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。细颗粒物的化学成分主要包括有机碳、元素碳、硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐等。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
传染病是由各种病原体引起的能在人与人、动物与动物或人与动物之间相互传播的一类疾病。病原体中大部分是微生物，小部分为寄生虫，寄生虫引起者又称寄生虫病。有些病原体在空气中可以自由散布，直径通常为5微米，能够长时间浮游于空气中，做长距离的移动，主要藉由呼吸系统感染。
为了防止或减少空气中的防尘和病原微生物进入人体的呼吸器官，尤其是在空气洁净度差的环境中，人们通过佩戴口罩或防尘面罩进行保护。普通常用的口罩为用多层纱布制作成面罩主体，在面罩主体的边缘设置系带，使用时面罩主体覆盖在使用者的鼻子和嘴边上，系带系在耳朵上来将面罩主体固定住。但是上述普通口罩不具有过滤PM2.5污染物，以及防止有害病菌侵染的功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种有害颗粒状污染物过滤口罩，以解决普通口罩不具有过滤PM2.5污染物，以及防止有害病菌侵染的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种有害颗粒状污染物过滤口罩，其包括：气体过滤装置、面杯和面罩，所述面杯的一端和所述面罩的一端密封对接在一起，所述面杯的内部设置气体过滤装置，所述面罩的另一端设置成与使用者的嘴和鼻周围的面部相贴合；所述气体过滤装置包括滤筒、滤膜和设置在滤筒内的灭菌装置；所述滤膜设置在滤筒的端部；所述滤膜从靠近面罩的内测到外侧包括依序层叠复合的亲水纺粘无纺布层、第一熔喷无纺布层、木浆纤维层、核孔膜过滤层和拒水纺粘无纺布层；所述灭菌装置包括进气布气盘、毛细导气管、出气集气盘和紫外灯；毛细导气管的两端分别与进气布气盘和出气集气盘连通，并且毛细导气管在进气布气盘和出气集气盘之间螺旋盘绕设置；紫外灯用于对毛细导气管进行紫外线照射。
本发明如上所述的有害颗粒状污染物过滤口罩，进一步，所述气体过滤装置与所述面杯以可拆卸的方式连接。
本发明如上所述的有害颗粒状污染物过滤口罩，进一步，所述气体过滤装置与所述面杯通过相配合的螺纹结构实现可拆卸的连接。
本发明如上所述的有害颗粒状污染物过滤口罩，进一步，所述气体过滤装置与所述面杯的结合面设有磁性相反的磁体，通过所述磁体实现二者可拆卸的连接。
本发明如上所述的有害颗粒状污染物过滤口罩，进一步，核孔过滤膜包括具有核微孔的滤膜本体，在所述滤膜本体的表面及核微孔内壁上具有纳米银层；所述核微孔的孔径小于2.0微米；所述纳米银层的厚度为2nm～90nm。
本发明如上所述的有害颗粒状污染物过滤口罩，进一步，所述紫外灯为环形结构，毛细导气管设置在环形紫外灯的内部。
本发明如上所述的有害颗粒状污染物过滤口罩，进一步，还包括进风扇、呼吸频率传感器和控制器，所述进风扇设置在滤膜与灭菌装置之间，呼吸频率传感器用于测量使用者的呼吸频率并将呼吸频率数据传递至控制器，所述控制器用于根据呼吸频率数据生成风扇速度控制信号。
本发明如上所述的有害颗粒状污染物过滤口罩，进一步，所述控制器内预存有呼吸频率阈值，呼吸频率数据值大于呼吸频率阈值时风扇速度控制信号为风扇运行信号，呼吸频率数据值小于呼吸频率阈值时风扇速度控制信号为风扇停止信号。
本发明如上所述的有害颗粒状污染物过滤口罩，进一步，还包括辅助出气通道，所述辅助出气通道与所述面杯连通；所述辅助出气通道包括出气导管和单向气门。
本发明如上所述的有害颗粒状污染物过滤口罩，进一步，所述有害颗粒状污染物包括微生物、环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。
本发明的有益效果是：
本发明上述口罩中的灭菌装置包括进气布气盘、毛细导气管、出气集气盘，经过滤膜过滤的气体进一步进入灭菌装置的气布气盘，进而进入毛细导气管，由于毛细导气管大大延长了气体流通路径，同时接受到紫外线照射的时间也得到增加，能够更加彻底的杀灭空气中的有害病菌，十分适合气体传播疾病暴发的场合。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1为本发明一种实施例的有害颗粒状污染物过滤口罩佩戴示意图；
图2为一种实施例的有害颗粒状污染物过滤口罩侧向截面示意图；
图3为本发明一种实施例的滤膜结构示意图；
图4为本发明一种实施例的灭菌装置示意图；
图5为本发明一种实施例的进气布气盘示意图；
图6为第二种实施例的有害颗粒状污染物过滤口罩侧向截面示意图；
图7为本发明一种实施例的风扇、呼吸频率传感器和控制器连接示意图；
图8为第三种实施例的有害颗粒状污染物过滤口罩侧向截面示意图；
图9为本发明一种实施例的辅助出气通道示意图；
图10为本发明一种实施例的气体过滤装置与面杯连接意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、气体过滤装置，11、滤筒，12、滤膜，121、亲水纺粘无纺布层，122、第一熔喷无纺布层，123、木浆纤维层，124、核孔膜过滤层，125、拒水纺粘无纺布层，13、灭菌装置，131、进气布气盘，132、毛细导气管，133、出气集气盘，134、紫外灯，135、气孔，14、进风扇，15、呼吸频率传感器，16、控制器，2、面杯，3、面罩，4、头部系带，5、辅助出气通道，51、出气导管，52、固定气门，53、活动气门，54、铰接轴，6、磁体。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的有害颗粒状污染物过滤口罩的实施例。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
图1和图2示出本发明一种实施例的有害颗粒状污染物过滤口罩，其包括：气体过滤装置1、面杯2和面罩3；在本发明中，有害颗粒状污染物包括微生物和/或环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物；
面杯2的一端和面罩3的一端密封对接在一起，面杯2的内部设置气体过滤装置1，面罩3的另一端设置成与使用者的嘴和鼻周围的面部相贴合；面罩优选采用柔软的弹性材料制成，一种具体实例为硅胶。
气体过滤装置1包括滤筒11、滤膜12和设置在滤筒内的灭菌装置13；
滤膜12设置在滤筒11的端部；如图3所示，滤膜12从靠近面罩3的内测到外侧包括依序层叠复合的亲水纺粘无纺布层121、第一熔喷无纺布层122、木浆纤维层123、核孔膜过滤层124和拒水纺粘无纺布层125；
如图4和图5所示，灭菌装置13包括进气布气盘131、毛细导气管132、出气集气盘133和紫外灯134；毛细导气管132的两端分别与进气布气盘131和出气集气盘133连通，并且毛细导气管132在进气布气盘131和出气集气盘133之间螺旋盘绕设置，大大延长了气体在灭菌装置内停留的时间；紫外灯134用于对毛细导气管132进行紫外线照射。在图5中，示出了进气布气盘131上的气孔135，气孔与毛细导气管连通。在优选实施例中，毛细导管为透明塑料管或透明玻璃管。上述紫外灯与外置的可充电电池连接，在使用口罩且需要良好的杀菌功能时接通电源，利用可充电电池进行供电，可充电电池优选为锂离子电池。
在图1中还示出了用于面罩固定的头部系带4，头部系带的两端分别与面罩3连接，构成环形的结构。优选的，头部系带为内部含有橡胶的弹性材质制成。
在上述实施例中，亲水无纺布层主要作用是吸附水分子并向外层传递，同时为整体材料提供所需强力；熔喷无纺布层的作用是吸收一部分水分，同时熔喷材料还能很好的过滤小的颗粒和阻止一部分病菌的入侵；木浆纤维层具有很好的吸收水分的能力，主要是吸收呼出空气中的水分；核孔膜过滤层的作用是过滤小的颗粒和阻止一部分病菌的入侵，此外核孔膜由于具有特殊的微孔结构，且具有良好的防水性，其能够简化滤膜的整体结构，使滤膜更加轻薄。作为上述滤膜的进一步优选改进，核孔过滤膜12包括具有核微孔的滤膜本体，在滤膜本体的表面及核微孔内壁上具有纳米银层；核微孔的孔径小于2.0微米；纳米银层的厚度为2nm～90nm。
在上述实施例中，灭菌装置13包括进气布气盘131、毛细导气管132、出气集气盘133，经过滤膜过滤的气体进一步进入灭菌装置的进气布气盘，进而进入毛细导气管，由于毛细导气管大大延长了气体流通路径，同时接受到紫外线照射的时间也得到增加，能够更加彻底的杀灭空气中的有害病菌，十分适合气体传播疾病暴发的场合。为了进一步提高灭菌效果，紫外灯134为环形结构，毛细导气管132设置在环形紫外灯134的内部。这样设置能够更好的发挥紫外灯照射光线的有效性，在同等功率的紫外灯下获得最好的灭菌效果。此外，紫外灯也可以是颗粒状，围绕毛细导气管外部环绕设置。在上述实施例中，灭菌装置设置在滤膜后方（靠近使用者呼吸部位的一方），如果按照相反的方向设置则容易堵塞灭菌装置的毛细导气管，空气中的灰尘容易在其内部积累，难以清理。
在本发明上述实施例的有害颗粒状污染物过滤口罩中，气体过滤装置1与面杯2以固定方式连接，如粘结或一体成型。或者，气体过滤装置1与面杯2以可拆卸的方式连接。一种具体实施例中，气体过滤装置1与面杯2通过相配合的螺纹结构实现可拆卸的连接。在另一种具体实施例中，如图10所示，气体过滤装置1与面杯2的结合面设有磁性相反的磁体6，通过磁体6实现二者可拆卸的连接。在图10中示出的滤筒11包括一向外的环状凸起，该凸起的外径与面杯的内径相等或略小，在使用时能够使插接定位简单快速。
使用者在使用口罩的过程中，由于过滤膜等部件的存在，很容易感受到吸入的不顺畅，造成使用者使用体验较差。发明人对上述实施例的口罩进一步改进，如图6和图7所示，该口罩包括：气体过滤装置1、面杯2和面罩3；此外还包括进风扇14、呼吸频率传感器15和控制器16，进风扇14设置在滤膜12与灭菌装置13之间，呼吸频率传感器15用于测量使用者的呼吸频率并将呼吸频率数据传递至控制器16，控制器16用于根据呼吸频率数据生成风扇速度控制信号。控制器16内预存有呼吸频率阈值，呼吸频率数据值大于呼吸频率阈值时风扇速度控制信号为风扇运行信号，呼吸频率数据值小于呼吸频率阈值时风扇速度控制信号为风扇停止信号。上述呼吸频率阈值为20～50次。通过上述改进，能够在使用者呼吸频率加快更加需要气体呼入时启动进风扇，进风扇增加滤膜和灭菌装置之间气体的流通能力，进而改善使用者的呼吸感受。
使用者在使用口罩的过程中，由于过滤膜等部件的存在，很容易感受到呼出气体的不顺畅，造成使用者使用体验较差。发明人对设有进风扇的上述实施例进行进一步改进，如图8所示，还包括辅助出气通道5，辅助出气通道5与面杯2连通；辅助出气通道5包括出气导管51。如图9所示，单向气门51包括一筒状本体，在筒状本体的一端设有半圆形的固定气门52和半圆形的活动气门53，活动气门53通过铰接轴54连接至筒状本体。筒状本体设有活动气门53一端面罩设置，使用者进行呼气时，部分气体直接通过辅助出气通道排出，大大提高了使用者的呼吸体验。当然，辅助出气通道也可以不结合设有进风扇的上述实施例单独设置，同样能起到改善呼气体验的作用。
上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。
Claims (6)
1.一种有害颗粒状污染物过滤口罩，其特征在于，包括：
气体过滤装置、面杯和面罩，所述面杯的一端和所述面罩的一端密封对接在一起，所述面杯的内部设置气体过滤装置，所述面罩的另一端设置成与使用者的嘴和鼻周围的面部相贴合；所述气体过滤装置包括滤筒、滤膜和设置在滤筒内的灭菌装置；所述滤膜设置在滤筒的端部；所述滤膜从靠近面罩的内测到外侧包括依序层叠复合的亲水纺粘无纺布层、第一熔喷无纺布层、木浆纤维层、核孔膜过滤层和拒水纺粘无纺布层；所述灭菌装置包括进气布气盘、毛细导气管、出气集气盘和紫外灯；毛细导气管的两端分别与进气布气盘和出气集气盘连通，并且毛细导气管在进气布气盘和出气集气盘之间螺旋盘绕设置，毛细导管为透明塑料管或透明玻璃管；所述紫外灯为环形结构，毛细导气管设置在环形紫外灯的内部，紫外灯用于对毛细导气管进行紫外线照射；
进风扇、呼吸频率传感器和控制器，所述进风扇设置在滤膜与灭菌装置之间，呼吸频率传感器用于测量使用者的呼吸频率并将呼吸频率数据传递至控制器，所述控制器用于根据呼吸频率数据生成风扇速度控制信号，所述控制器内预存有呼吸频率阈值，呼吸频率数据值大于呼吸频率阈值时风扇速度控制信号为风扇运行信号，呼吸频率数据值小于呼吸频率阈值时风扇速度控制信号为风扇停止信号；
辅助出气通道，所述辅助出气通道与所述面杯连通；所述辅助出气通道包括出气导管和单向气门。
2.根据权利要求1所述的有害颗粒状污染物过滤口罩，其特征在于，所述气体过滤装置与所述面杯以可拆卸的方式连接。
3.根据权利要求2所述的有害颗粒状污染物过滤口罩，其特征在于，所述气体过滤装置与所述面杯通过相配合的螺纹结构实现可拆卸的连接。
4.根据权利要求2所述的有害颗粒状污染物过滤口罩，其特征在于，所述气体过滤装置与所述面杯的结合面设有磁性相反的磁体，通过所述磁体实现二者可拆卸的连接。
5.根据权利要求1所述的有害颗粒状污染物过滤口罩，其特征在于，核孔过滤膜包括具有核微孔的滤膜本体，在所述滤膜本体的表面及核微孔内壁上具有纳米银层；所述核微孔的孔径小于2.0微米；所述纳米银层的厚度为2nm～90nm。
6.根据权利要求1所述的有害颗粒状污染物过滤口罩，其特征在于，所述有害颗粒状污染物包括微生物、环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。
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