CN111388738A - 一种基于等离子体的双向呼吸净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于等离子体的双向呼吸净化装置，属于医疗卫生用品技术领域，包括：等离子体发生模块，用于电晕放电产生等离子体，等离子体使得穿过等离子体发生模块的外部环境气流和人体呼出气流中的病毒灭活；两个第一过滤装置用于吸收外部环境气流和人体呼出气流与等离子体反应后产生的有害气体；第一过滤装置还吸收外部环境气流和人体呼出气流中的微生物；两个第二过滤装置贴合于第一过滤装置，用于吸收外部环境气流和人体呼出气流中的颗粒灰尘及悬浮物。本发明从绿色、经济、可持续发展的角度出发，利用等离子体对吸入与呼出的气体进行双向杀毒，既防止未受感染的佩戴者受到空气传染，同时也可防止受感染者呼出的病毒污染周围空气。

Description

一种基于等离子体的双向呼吸净化装置
技术领域
本发明属于医疗卫生用品技术领域，更具体地，涉及一种基于等离子体的双向呼吸净化装置。
背景技术
2019年12月爆发的“新型肺炎”疫情对全国人民造成了严重的威胁。在疫情不断恶化的情况下，口罩成为人们隔离病毒、保护自身安全的重要防线。同时，由于口罩是一次性耗材，疫情之下口罩每天的消耗量十分巨大。然而，面对大量的口罩需求，无论是生产环节还是配送环节都不堪重负，一时之间，口罩成为稀缺物资，多国将口罩作为战略物资进行统一生产和分配，疫区内更是大面积脱销。与此同时，作为一次性用品的口罩，在使用之后则不得不作为垃圾抛弃。而部分被病毒污染的废弃口罩又成了新的污染源，对环境形成二次污染。另外，口罩在使用的过程中尽管可以很好的过滤吸入气体，但对呼出的气体的过滤作用却差强人意，这使得口罩虽然可以保护佩戴者，却不能保护周围人群。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于等离子体的双向呼吸净化装置，其目的在于利用等离子体对吸入与呼出的气体进行双向杀灭病毒，由此解决使用口罩对呼出的气体过滤作用差的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于等离子体的双向呼吸净化装置，佩戴时所述装置的一面置于外部环境，其另一面贴合于人体面部，包括：
等离子体发生模块，通过电晕放电产生等离子体，所述等离子体使得穿过所述等离子体发生模块的外部环境气流和人体呼出气流中的病毒微生物灭活；
第一过滤装置，设置有两个，两个所述第一过滤装置分别贴合于所述等离子体发生模块的两侧，用于吸收外部环境气流和人体呼出气流与所述等离子体反应后产生的有害气体；所述第一过滤装置还用于吸收外部环境气流和人体呼出气流中的微生物；
第二过滤装置，设置有两个，两个所述第二过滤装置分别贴合设置于所述第一过滤装置的外侧，所述第二过滤装置用于吸收外部环境气流和人体呼出气流中的颗粒灰尘及悬浮物。
优选地，所述等离子体发生模块包括限流电阻、电源、针状电极和网状电极；
所述针状电极与所述限流电阻串联后连接于所述电源的负极；所述针状电极用于在所述电源的驱动下与所述网状电极作用放电，并产生等离子体；所述限流电阻用于控制所述针状电极的放电电流大小；
多个所述限流电阻悬浮设置于所述等离子体发生模块内；
所述网状电极连接于所述电源的正极，所述网状电极设置于所述等离子体发生模块内并位于贴合于人体面部的一侧。
优选地，所述电源为直流电源。
优选地，所述直流电源为可充电的电池。
优选地，所述第一过滤装置还用于吸收所述等离子体发生模块与外部环境气流中的氧气、氮气反应生成臭氧及氮氧化物。
优选地，所述第一过滤装置还用于吸收所述等离子体发生模块与人体呼出气流中的氧气、氮气反应生成臭氧及氮氧化物。
优选地，所述第一过滤装置中的过滤物质为活性炭。
优选地，所述第二过滤装置为HEPA高效空气过滤器。
总体而言，本发明解决了口罩重复使用的问题，并且可以长期储存，具有以下有益效果：
1、通过等离子体发生模块电晕放电产生等离子体，可使得等离子体能够对吸入、呼出气体的实时有效的灭毒，既防止未受感染的佩戴者受到传染，又可以防止受感染者污染周围环境空气；
2、采用直流电源驱动针网电晕放电，可使得等离子体对病毒的杀灭效率提高，能够对吸入、呼出气体的实时有效的灭毒；
3、采用可充电电池作为电源，使装置可以循环反复使用；
4、等离子体发生模块内整体电路的独立悬浮以及电极的屏蔽可以保证电磁辐射的安全性。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的结构图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：等离子体发生模块1；限流电阻11；电源12；针状电极13；网状电极14；第一过滤装置2；第二过滤装置3。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，其中图1的左侧为外部环境，图1的右侧为佩戴时人体面部位置。一种基于等离子体的双向呼吸净化装置，佩戴时所述装置的一面置于外部环境，其另一面贴合于人体的面部，所述装置的结构依次为第二过滤装置-第一过滤装置-等离子体发生模块-第一过滤装置-第二过滤装置。需要说明的是，由于需要将外部环境空气和人体呼出气体的病毒杀灭，所以所述等离子体发生模块1为双向进出气结构，所述等离子体发生模块1通过内部电晕放电产生等离子体，可以将外部环境气流和人体呼出的气流中的病毒微生物灭活，
本发明的一个实施例中，当外部环境的空气中含有病毒时，使用者吸入的空气先由最外部的所述第二过滤装置3过滤掉空气中含有的颗粒灰尘及悬浮物，再由所述第一过滤装置2过滤掉相比于颗粒灰尘及悬浮物粒子直径更小的微生物，但由于病毒过于微小，所述第一过滤装置2无法进行吸附过滤，此时含有病毒的气流通过所述等离子体发生模块1，由于等离子体中含有大量活性离子、高能自由基团，极易与细菌、病毒中的蛋白和核酸发生化学反应，能够摧毁微生物和病毒的生存功能，使其死亡，达到了使病毒灭活的效果。由于通过所述等离子体发生模块1的气流中还存在一些有害气体，此时需要所述第一过滤装置2吸收所述有害气体，避免人体吸入有害气体，再通过贴合于人体面部的所述第二过滤装置3，保证人体吸入的空气中没有病毒及有害气体。
本发明的另一个实施例中，如果使用者本身患有新冠肺炎等传染类疾病，其呼出的气体有可能会将病毒传播至外部环境的空气中，导致周围人群被传染，本发明的装置同时可以净化患者呼出的气体。当患者将含有病毒的气流呼出时，首先由第二过滤装置3和第一过滤装置2过滤掉粒子直径较大的细菌和有害气体等，再由所述等离子体发生模块1中的等离子体将病毒完全杀灭，再经过所述第一过滤装置2和所述第二过滤装置3的过滤，使得呼出到环境中的气体为安全无病毒的气体，保证了周围人的健康安全。
更进一步的说明，所述等离子体发生模块1包括限流电阻11、电源12、针状电极13和网状电极14；所述针状电极13与所述限流电阻11串联后连接于所述电源12的负极；所述针状电极13用于在所述电源12的驱动下与所述网状电极14作用放电，并产生等离子体；所述限流电阻11用于控制所述针状电极14的放电电流大小；多个所述限流电阻11悬浮设置于所述等离子体发生模块1内；所述网状电极14连接于所述电源12的正极，所述网状电极14设置于所述等离子体发生模块1内并位于贴合于人体面部的一侧。如图1所示，本发明的另一个实施例中，所述限流电阻11的一端连接所述针状电极13，由于针状电极和限流电阻具有体积小、重量轻的优点，可以使本发明的装置更加轻便，方便携带和使用。所述电源的正极连接的网状电极14具有轻薄的特点，具有上述同样的效果。同时所述网状电极14设置于所述等离子体发生模块1内靠近人体的一侧，可以有效地屏蔽电流与电磁辐射，保证了安全使用，所述限流电阻11在所述等离子体发生模块1为陈列式分布并且不与所述等离子体发生模块1相互接触，以使整个电路在所述等离子体发生模块1内独立悬浮，保证了使用的安全性。
更进一步的说明，所述电源13为直流电源。
更进一步的说明，所述直流电源为可充电的电池。需要说明的是，为了使装置便携、微型化，采用体积小的可充电电池作为直流高压电源，同时通过充电可以反复使用。
更进一步的说明，所述第一过滤装置2还用于吸收所述等离子体发生模块1与外部环境气流中的氧气、氮气反应生成臭氧及氮氧化物。所述第一过滤装置2还用于吸收所述等离子体发生模块1与人体呼出气流中的氧气、氮气反应生成臭氧及氮氧化物。需要说明的是，本发明的另一个实施例中，由于外部空气中的主要成为78％的氮气和21％的氧气，氮气和氧气通过所述等离子体发生模块1会与所述等离子体发生模块1反应生成臭氧及氮氧化物，此类气体对人体有害，设置所述第一过滤装置2可以更好吸收此类有害气体，避免人体吸入。本发明的另一个实施例中，由于人体呼出的气体中主要成分为78％的氮气和16％的氧气，氮气和氧气通过所述等离子体发生模块1会与所述等离子体发生模块1反应生成臭氧及氮氧化物，此类气体对人体有害，为了避免将此类有害气体流入外部环境中，设置所述第一过滤装置2可以更好吸收此类有害气体，避免外部环境的人们吸入。
更进一步的说明，所述第一过滤装置2中的过滤物质为活性炭，活性炭具有良好的吸附性以及可再生循环使用。需要说明的是，本发明中所述第一过滤装置2中的过滤物质不限于活性炭，其他符合要求的过滤物质亦可。
更进一步的说明，所述第二过滤装置3为HEPA高效空气过滤器。HEPA高效空气过滤器不仅具有良好的过滤性能，同时其软硬度适中，与人体面部贴合长时间佩戴时不会造成不适。需要说明的是，本发明中所述第一过滤装置2不限于活性炭，其他符合要求的过滤物质亦可。
本领域的技术人员容易理解，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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于等离子体的双向呼吸净化装置，佩戴时所述装置的一面置于外部环境，其另一面贴合于人体面部，其特征在于，包括：
等离子体发生模块(1)，用于电晕放电产生等离子体，所述等离子体使得穿过所述等离子体发生模块(1)的外部环境气流和人体呼出气流中的病毒微生物灭活；
第一过滤装置(2)，设置有两个，两个所述第一过滤装置(2)分别贴合于所述等离子体发生模块(1)的两侧，用于吸收外部环境气流和人体呼出气流与所述等离子体反应后产生的有害气体；所述第一过滤装置(2)还用于吸收外部环境气流和人体呼出气流中的微生物；
第二过滤装置(3)，设置有两个，两个所述第二过滤装置(3)分别贴合设置于所述第一过滤装置(2)的外侧，所述第二过滤装置(3)用于吸收外部环境气流和人体呼出气流中的颗粒灰尘及悬浮物。
2.根据权利要求1所述的一种基于等离子体的双向呼吸净化装置，其特征在于：所述等离子体发生模块(1)包括限流电阻(11)、电源(12)、针状电极(13)和网状电极(14)；
所述针状电极(13)与所述限流电阻(11)串联后连接于所述电源(12)的负极；所述针状电极(13)用于在所述电源(12)的驱动下与所述网状电极(14)作用放电，并产生等离子体；所述限流电阻(11)用于控制所述针状电极(14)的放电电流大小；
多个所述限流电阻(11)悬浮设置于所述等离子体发生模块(1)内；
所述网状电极(14)连接于所述电源(12)的正极，所述网状电极(14)设置于所述等离子体发生模块(1)内并位于贴合于人体面部的一侧。
3.根据权利要求2所述的一种基于等离子体的双向呼吸净化装置，其特征在于：所述电源(12)为直流电源。
4.根据权利要求3所述的一种基于等离子体的双向呼吸净化装置，其特征在于：所述直流电源为可充电的电池。
5.根据权利要求1所述的一种基于等离子体的双向呼吸净化装置，其特征在于：所述第一过滤装置(2)还用于吸收所述等离子体发生模块(1)与外部环境气流中的氧气、氮气反应生成臭氧及氮氧化物。
6.根据权利要求5所述的一种基于等离子体的双向呼吸净化装置，其特征在于：所述第一过滤装置(2)还用于吸收所述等离子体发生模块(1)与人体呼出气流中的氧气、氮气反应生成臭氧及氮氧化物。
7.根据权利要求1所述的一种基于等离子体的双向呼吸净化装置，其特征在于：所述第一过滤装置(2)中的过滤物质为活性炭。
8.根据权利要求1所述的一种基于等离子体的双向呼吸净化装置，其特征在于：所述第二过滤装置(3)为HEPA高效空气过滤器。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1726351A1 (en) * 2004-03-18 2006-11-29 Daikin Industries, Ltd. Air cleaner
CN102228714A (zh) * 2011-06-28 2011-11-02 邯郸派瑞电器有限公司 一种空气净化装置
CN105288691A (zh) * 2015-10-09 2016-02-03 辛秋莲 一种用于传染病隔离灭菌设备
CN108310412A (zh) * 2018-01-02 2018-07-24 华中科技大学 等离子体消毒装置及包含该装置的马桶
CN209809260U (zh) * 2019-03-11 2019-12-20 祝娟娟 一种感染科净化式呼吸护理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1726351A1 (en) * 2004-03-18 2006-11-29 Daikin Industries, Ltd. Air cleaner
CN102228714A (zh) * 2011-06-28 2011-11-02 邯郸派瑞电器有限公司 一种空气净化装置
CN105288691A (zh) * 2015-10-09 2016-02-03 辛秋莲 一种用于传染病隔离灭菌设备
CN108310412A (zh) * 2018-01-02 2018-07-24 华中科技大学 等离子体消毒装置及包含该装置的马桶
CN209809260U (zh) * 2019-03-11 2019-12-20 祝娟娟 一种感染科净化式呼吸护理装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘顺洪等: "《激光制造技术》", 30 June 2011, 华中科技大学出版社 *

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