CN111317936A - 一种新型人员头部整体病毒防护罩 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过正压送风和多重消杀为一线抗疫医务人员提供头部整体区域病毒防护的技术装备，主要针对现有用于一线抗疫医务人员的穿戴防护手段存在的防护技术单一、感官舒适性差和保障能力不足等问题。本发明基于头部整体防护和隔离策略，结合多重理化消杀、正压式主动送风、头部对流散热、自动压力平衡等技术研发了一种新型人员头部整体病毒防护罩，提升一线抗疫医务人员头部防护密闭性和穿戴舒适度，保障人员顺畅呼吸并降低营养补给难度，增强人员工作效能。

Description

一种新型人员头部整体病毒防护罩
技术领域
本发明涉及医用防护设备技术领域，具体涉及通过正压式主动送风和多重理 化消杀为一线医务人员提供头部整体区域病毒防护的技术装备。
背景技术
现有一线抗疫医务人员的防护手段主要是一体化防护服，结合防护面罩、护 目镜和高效过滤口罩，尽管避免了眼鼻口手等与外界环境直接接触，但并不能保 证头部、面部和颈部全部皮肤与环境隔离；另一方面，现有防护手段的舒适性急 需提升，N95等高效病毒过滤口罩会明显增加医务人员吸气难度，而长期佩戴护 目镜和防护面罩易造成面部压力性损伤，同时当佩戴者同时佩戴口罩和护目镜时， 呼气的热气流沿鼻部上升还会造成护目镜模糊。总结现有防护手段可以看出，头 部、眼部、鼻口的特定区域隔离防护策略并不适宜于一线医务人员的实际使用， 研发头部整体防护和隔离策略对于提高医务人员防护安全程度和工作效能至关 重要；同时现有基于物理方法的无源被动呼吸式空气过滤和消毒措施也不利于医 务人员在高负荷时的长期工作，开发多重理化消毒并提供正压式主动送风对于保 障医务人员顺畅呼吸至关重要。目前，具有多重理化消毒和正压送风技术的一体化头部病毒防护装备还尚未见报道。
发明内容
本专利发明并公开了一种新型人员头部整体病毒防护罩，具体发明内容如下：
一种新型人员头部整体病毒防护罩，该防护罩包括隔离模块(1)、正压送风 模块(2)、理化消杀模块(3)和气流平衡模块(4)，通过隔离模块(1)避免佩 戴者头部与外界环境直接接触，所述隔离模块(1)包括面部区域，所述面部区 域采用具有防雾化涂层的透明材质作为主体结构；所述正压送风模块(2)和气 流平衡模块(4)分别设置在防护罩的两侧，以在防护罩中引导形成定向气流； 所述理化消杀模块(3)具有紫外消杀功能；利用正压送风模块(2)和理化消杀 模块(3)，为佩戴者提供不含有细菌、病毒和细小颗粒的洁净空气，通过气流平 衡模块(4)，维持防护罩内部正压，保护佩戴者呼吸顺畅。
所述面部区域的透明材质为透明聚乙烯(1-3)，并在口、耳处设有三处天窗， 所述天窗上贴有病毒过滤布(1-4)，在保障佩戴者视野的同时保证其听和讲的声 音传送。
所述隔离模块(1)还包括头部区域和颈部区域，其中头部区域为双层结构， 内外层分别为病毒过滤布内衬层(1-1)和多孔聚乙烯外支撑层(1-2)，避免佩 戴者与外界环境直接接触同时维持佩戴者头部前后及两侧区域热量传导；颈部区 域采用柔性连接布(1-5)，可以与佩戴者的防护服紧密连接。
所述正压送风模块(2)和气流平衡模块(4)分别作为防护罩的进风口和出 风口，两者通过闭环控制系统反馈调节，维持防护罩内部湿度不超过60％，内部
所述理化消杀模块(3)包括紫外照射区(3-1)、载银活性炭网(3-2)和病 毒过滤布层(3-3)，采用物理和化学消毒手段共计三种对进入防护罩内空气处理， 紫外照射结合载银活性炭网过滤可以破坏微生物核酸和细胞膜结构，同时载银活 性炭网过滤也可清除紫外照射时产生的臭氧，病毒过滤布层可滤除失活细菌、病 毒和细小颗粒，所述载银活性炭网(3-2)和病毒过滤布层(3-3)均可反复使用 并更换。
所述正压送风模块(2)、理化消杀模块(3)和气流平衡模块(4)共同使用 一个电池作为电源；当电量耗尽或机械故障时，气流平衡模块(4)自动封闭， 通过理化消杀模块(3)的载银活性炭网(3-2)和病毒过滤布层(3-3)以及贴 有病毒过滤布的天窗(1-4)过滤后的空气供给佩戴者呼吸。
所述正压送风模块(2)的出口设置有风嘴(7)，所述风嘴(7)风向可调。 所述防护罩内外表面加载光催化剂氧化钨。
本发明通过在头部整体病毒防护罩中设置正压送风模块，相比现有的头部防 护罩的被动式呼吸装置，使得医护人员在长时间使用时能够主动送气，避免被动 式呼吸装置长时间使用后由于过滤结构堵塞造成的呼吸困难的缺点；同时针对病 原体COVID-19病毒本身不耐受紫外照射容易失活的特性，正压送风模块外侧设 置了含有紫外照射功能的理化消杀模块，达到了对COVID-19病毒消杀的目的。
本发明通过在透明聚乙烯上设置防雾化涂层，并同时采用气流平衡装置相结 合的方式达到防雾化效果；现有的一体式防护头罩通常在面部不含有防雾化涂层， 长时间使用会影响到医护人员的正常工作；而发明人研究发现，如果单独只设置 防雾化涂层，当室外温度低或使用时间长(如现在医生的换班时间约为10-12小 时)时，医护人员呼出的气体仍然会在头罩的观察区域凝结成水蒸气，使得透明 聚乙烯模糊，而如果只是引导气流不设置防雾化涂层，引导的气流在面部前的空 间流动时易发生湍流，并在透明聚乙烯上凝结；因此，发明人经过大量研究后采 用防雾化涂层和气流平衡模块协同的方式，医护人员在工作过程呼出的气体经气 流平衡模块引导排出防护罩，少量的气体由于防雾化涂层的存在也不会使得观察 区域模糊。
此外，本申请创新地在防护罩的口、耳部位均设置了病毒过滤布天窗，保证 了医护人员在实际操作时能够达到良好的互相交流的效果，避免完全密闭后由于 隔音、交流不畅引起的工作效率低的问题；同时设置口部天窗方便医务人员通过 口部天窗位置补充水分和液体营养；现有的医务人员防护服均没有采用本发明的 密封头罩设计，目前仅用于4级病毒实验室的一体式防护服具有密闭头罩，但需 通过无线电对外通讯。而本发明的防护罩的应用对象是方舱医院、定点医院的医 护人员，上述防护罩结构不仅保证了医护人员的工作效率、水分营养供给，而且 病毒过滤布结构同样能够防止病毒侵入，在保证工作效率的同时相比无线电等方 案极大地降低了使用和维护成本、应用场景更加广阔。
最后，本发明的头部整体病毒防护罩经过发明人的精心设计，充分考虑了实 际使用时可能遇到的各种问题。例如医务人员前头区、侧头区和后头区均为多孔 聚乙烯外支撑层(1-2)，可以避免头部热量积累和大量出汗；气流平衡模块本身 具有当电量不足或发生突发性机械故障导致防护罩失去供电时自动封闭的功能， 避免了病毒的侵入，在正常使用时防护罩内能始终为正压，病毒也不会通过气流 平衡模块侵入；防护罩内部的风嘴(7)可改变防护罩内气体流入方向，可增强 特定方向的散热或医护人员的个性化用风需求；防护罩内外表面加载光催化剂氧 化钨，有利于此防护罩重复使用。上述技术细节的设置使得本发明的防护罩具有 很强的应用潜力，能够直接应用于市场。
附图说明
图1为本发明所述一种新型人员头部整体病毒防护罩示意图，其中：1为隔 离模块，2为正压送风模块，3为理化消杀模块，4为气流平衡模块，1-1为病毒 过滤布内衬层，1-2为多孔聚乙烯外支撑层，1-3为具有防雾化涂层的透明聚乙 烯，1-4为贴有病毒过滤布的天窗，1-5为柔性连接布，3-1为紫外照射区，3-2 为载银活性炭网，3-3为病毒过滤布层。
图2为本发明实施例1中医务人员使用和佩戴本发明所述防护罩的示意图， 1为隔离模块，2为正压送风模块，3为理化消杀模块，4为气流平衡模块，5为 防护服，6为减震棉，7为风嘴，1-1为病毒过滤布内衬层，1-2为多孔聚乙烯外 支撑层，1-3为具有防雾化涂层的透明聚乙烯，1-4为贴有病毒过滤布的天窗， 1-5为柔性连接布，3-1为紫外照射区，3-2为载银活性炭网，3-3为病毒过滤布 层。
具体实施方式
实施例1
本发明所述的一种新型人员头部整体病毒防护罩可用于一线抗疫和防疫医 务人员防护中。如图2所示，医务人员穿戴一体式防护服(5)后，检查防护罩 电量是否充足，在电量充足时佩戴防护罩。利用胶带将防护罩中柔性连接布(1- 5)与防护服(5)肩颈部紧密连接，保障防护罩内部封闭。打开防护罩电源，通 过正压送风模块(2)和气流平衡模块(4)反馈控制，为医务人员提供稳定的正 压环境，保障顺畅呼吸。通过理化消杀模块(3)，保障医务人员吸入不含有细菌、 病毒和细小颗粒的空气。同时，医务人员可通过面部整体的具有防雾化涂层的透 明聚乙烯(1-3)观察外部环境；防护罩内气体的定向流动和防雾化涂层避免了 视野区域由于呼吸造成的模糊。医务人员口部、耳部共三处设置了贴有病毒过滤 布的天窗(1-4)，在佩戴防护罩时不影响与其他人的交流；同时，天窗区域的病 毒过滤布可迅速更换，方便医务人员通过口部天窗位置补充水分和液体营养。而 医务人员前头区、侧头区和后头区均为多孔聚乙烯外支撑层(1-2)，可以避免头 部热量积累和大量出汗。当医务人员长时间佩戴使用导致电量不足，或发生突发 性机械故障导致防护罩失去供电时，气流平衡模块(4)会自动封闭。此时，防 护罩通过物理过滤和被动吸气的方式，继续为医务人员提供洁净空气。
医务人员在使用过程中，也可以进行一定人体工效学改进。例如可以在防护 罩内部额外添加减震棉(6)和风嘴(7)，减震棉(6)用于缓冲头部与防护罩接 触，保持防护罩的稳定和头部舒适度；风嘴(7)可改变防护罩内气体流入方向， 满足医务人员个性化的使用需求，同时当佩戴者头部易出汗时，将风嘴方向朝前 头区和后头区一定程度倾斜，可增加佩戴者头部散热。另外，此防护罩使用过程 中，也可以在内外表面加载光催化剂氧化钨，有利于重复使用。

Claims (8)

1.一种新型人员头部整体病毒防护罩，其特征在于该防护罩包括隔离模块(1)、正压送风模块(2)、理化消杀模块(3)和气流平衡模块(4)，通过隔离模块(1)避免佩戴者头部与外界环境直接接触，所述隔离模块(1)包括面部区域，所述面部区域采用具有防雾化涂层的透明材质作为主体结构；所述正压送风模块(2)和气流平衡模块(4)分别设置在防护罩的两侧，以在防护罩中引导形成定向气流；所述理化消杀模块(3)具有紫外消杀功能；利用正压送风模块(2)和理化消杀模块(3)，为佩戴者提供不含有细菌、病毒和细小颗粒的洁净空气，通过气流平衡模块(4)，维持防护罩内部正压，保护佩戴者呼吸顺畅。
2.如权利要求1所述的人员头部整体病毒防护罩，其特征在于，所述面部区域的透明材质为透明聚乙烯(1-3)，并在口、耳处设有三处天窗，所述天窗上贴有病毒过滤布(1-4)，在保障佩戴者视野的同时保证其听和讲的声音传送。
3.如权利要求1所述的人员头部整体病毒防护罩，其特征在于，所述隔离模块(1)还包括头部区域和颈部区域，其中头部区域为双层结构，内外层分别为病毒过滤布内衬层(1-1)和多孔聚乙烯外支撑层(1-2)，避免佩戴者与外界环境直接接触同时维持佩戴者头部前后及两侧区域热量传导；颈部区域采用柔性连接布(1-5)，可以与佩戴者的防护服紧密连接。
4.如权利要求1所述的人员头部整体病毒防护罩，其特征在于，所述正压送风模块(2)和气流平衡模块(4)分别作为防护罩的进风口和出风口，两者通过闭环控制系统反馈调节，维持防护罩内部湿度不超过60％，内部气压介于约1倍和1.25倍标准大气压之间。
5.如权利要求1所述的人员头部整体病毒防护罩，其特征在于所述理化消杀模块(3)包括紫外照射区(3-1)、载银活性炭网(3-2)和病毒过滤布层(3-3)，采用物理和化学消毒手段共计三种对进入防护罩内空气处理，紫外照射结合载银活性炭网过滤可以破坏微生物核酸和细胞膜结构，同时载银活性炭网过滤也可清除紫外照射时产生的臭氧，病毒过滤布层可滤除失活细菌、病毒和细小颗粒，所述载银活性炭网(3-2)和病毒过滤布层(3-3)均可反复使用并更换。
6.如权利要求1所述人员头部整体病毒防护罩，其特征在于所述正压送风模块(2)、理化消杀模块(3)和气流平衡模块(4)共同使用一个电池作为电源；当电量耗尽或机械故障时，气流平衡模块(4)自动封闭，通过理化消杀模块(3)的载银活性炭网(3-2)和病毒过滤布层(3-3)以及贴有病毒过滤布的天窗(1-4)过滤后的空气供给佩戴者呼吸。
7.如权利要求1所述人员头部整体病毒防护罩，其特征在于，所述正压送风模块(2)的出口设置有风嘴(7)，所述风嘴(7)风向可调。
8.如权利要求1所述人员头部整体病毒防护罩，其特征在于，所述防护罩内外表面加载光催化剂氧化钨。
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