CN111420316A - 一种智能微正压防护头罩 - Google Patents
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Abstract
一种智能微正压防护头罩，头罩主体(1)，其特征在于，还包括微正压环境监测模块(2)、主动送风空气过滤调节模块(3)、主动排风过滤模块(4)、状态显示单元(5)、送风管路(6)和排风管路(7)，其中，微正压环境监测模块(2)固定在头罩主体(1)侧面，头罩主体(1)的后部通过送风管路(6)与主动送风空气过滤调节模块(3)密封连接，本发明结构简单，使用方便，本发明可以创造清洁恒定的正压防护局部空间，并通过内流道定点输送新风空气，有效避免有毒有害颗粒物和病菌的侵入；空气状态参数智能监控可调，以达到人体感受最佳状态。
Description
技术领域
本发明是一种智能微正压防护头罩。涉及一种局部职能新风正压环境的形成以及监控维持防护装备，在日常空气环境恶劣条件下适用,典型适用于医疗防护领域。
背景技术
在当今装备用品智能化不断演进的时代，新型冠状病毒全球肆虐，给各国的医疗防护水平以及医疗装备科技水平、智能化水平带来极大的考验，也引起了人们对防护用品的高可靠性、智能化、舒适化的需求。
随着疫情的不断发展，在一线作战的医护工作者的个人防护方面，传统的多层的医用口罩和护目镜的组合式应用，每天佩戴十几个小时，极易形成压疮，给医护人员的面部带来极大负担和伤害。这迫切需要一种头部佩戴方便、稳固，能有效形成局部微正压环境，并实时智能化调控内部环境状态，以确保佩戴使用安全、呼吸舒适、送风清洁的头罩产品，以保证带有有害病菌的气体有效隔绝。
发明内容
本发明目的在于提供一种智能微正压防护头罩，以防止空气中有害物质吸入人体。
一种智能微正压防护头罩，头罩主体1，其特征在于，还包括微正压环境监测模块2、主动送风空气过滤调节模块3、主动排风过滤模块4、状态显示单元5、送风管路6和排风管路7，其中，微正压环境监测模块2固定在头罩主体1侧面，头罩主体1的后部通过送风管路6与主动送风空气过滤调节模块3密封连接，头罩主体1的后部又通过排风管路7与主动排风过滤模块4密封连接，微正压环境监测模块2与主动排风过滤模块4蓝牙连接。
头罩主体1包括头罩骨架11、调节内衬12、目镜13、消音贴14、罩衣15、和内流道18，头罩骨架11是其它部分组件的安装载体，内流道18固定在头罩骨架11内侧，内流道18一端在头罩骨架11内的前端，内流道18的别一端在头罩骨架11内的后端，新风通过送风管路6输入到头罩骨架11内后部的内流道18，通过内流道18送到面颊两侧或上额部；调节内衬12连接在头罩骨架11上，目镜13安装粘合于头罩骨架11前部与人眼相应的位置，头罩骨架11相应于人的头部下端连接罩衣15，消音贴14贴装于头罩骨架内侧壁。
微正压环境监测模块2包括供电单元、充电电路、信号采集单元、信号发射单元，供电单元、充电电路、信号采集单元及信号发射单元相互连接在一起。
主动送风空气过滤调节模块3包括空气过滤层、供电单元、充电电路、信号接收与处理单元、控制驱动电路、执行单元和外壳，空气过滤层、供电单元、充电电路、信号接收与处理单元、控制驱动电路、执行单元相互连接并固定在外壳内；主动送风空气过滤调节模块3又安装在穿戴配套附件9上。
主动送风空气过滤调节模块3上端还安装有状态显示单元5。
调节内衬12包括固定内衬121、可调内衬122和顶衬123，固定内衬121与可调内衬122之间粘接、固定内衬121和头罩骨架11内侧四周粘接，固定内城121和可调内衬122之间粘接，顶衬123通过四条或两条松紧带缝制于头罩骨架11的上部开槽上。
本发明的优点在于：本发明结构简单，使用方便，本发明可以创造清洁恒定的正压防护局部空间，并通过内流道定点输送新风空气，有效避免有毒有害颗粒物和病菌的侵入；空气状态参数智能监控可调，以达到人体感受最佳状态，确保头部的佩戴舒适；智能监控和定期提醒消洗，确保使用安全可靠。特别是在面部空间范围内通过内流道的设计形成定点输送新风的功能，以防阻有害气体和病菌的侵入，同时通过传感监测局部空间范围内的空气状况水平，实时主动输送新鲜空气，主(被)动排出呼吸废气的方式实现空气状态水平的正常化。
附图说明
图1、为本发明结构示意图；
图2、图1A-A剖视图；
图3、图1之左视图；
图4、为本发明立体图；
图5、为图2之C处放大图；
图6、为图3之B处放大图；
图7、为本发明工作原理图；
其中，1为头罩主体，11为头罩骨架，12为调节内衬，121为固定内衬，122为可调内衬，123为顶衬，13为目镜，14为消音贴，15为罩衣，16为下巴带，17为颈部松紧环，18为内流道，19为安装槽，2为微正压环境监测模块，3为主动送风空气过滤调节模块，4为主动排风过滤模块，5为状态显示单元，6为送风管路，7为排风管路，8为密封附件，9为穿戴配套附件。
具体实施方式
一种智能微正压防护头罩，头罩主体1，其特征在于，还包括微正压环境监测模块2、主动送风空气过滤调节模块3、主动排风过滤模块4、状态显示单元5、送风管路6和排风管路7，其中，微正压环境监测模块2固定在头罩主体1侧面，头罩主体1的后部通过送风管路6与主动送风空气过滤调节模块3密封连接，头罩主体1的后部又通过排风管路7与主动排风过滤模块4密封连接，微正压环境监测模块2与主动排风过滤模块4蓝牙连接。
头罩主体1包括头罩骨架11、调节内衬12、目镜13、消音贴14、罩衣15、和内流道18，头罩骨架11是其它部分组件的安装载体，内流道18固定在头罩骨架11内侧，内流道18一端在头罩骨架11内的前端，内流道18的别一端在头罩骨架11内的后端，新风通过送风管路6输入到头罩骨架11内后部的内流道18，通过内流道18送到面颊两侧或上额部；调节内衬12连接在头罩骨架11上，目镜13安装粘合于头罩骨架11前部与人眼相应的位置，头罩骨架11相应于人的头部下端连接罩衣15，消音贴14贴装于头罩骨架内侧壁。
微正压环境监测模块2包括供电单元、充电电路、信号采集单元、信号发射单元，供电单元、充电电路、信号采集单元及信号发射单元相互连接在一起。
主动送风空气过滤调节模块3包括空气过滤层、供电单元、充电电路、信号接收与处理单元、控制驱动电路、执行单元和外壳，空气过滤层、供电单元、充电电路、信号接收与处理单元、控制驱动电路、执行单元相互连接并固定在外壳内；主动送风空气过滤调节模块3又安装在穿戴配套附件9上。
主动送风空气过滤调节模块3上端还安装有状态显示单元5。
调节内衬12包括固定内衬121、可调内衬122和顶衬123，固定内衬121与可调内衬122之间粘接、固定内衬121和头罩骨架11内侧四周粘接，固定内城121和可调内衬122之间粘接，顶衬123通过四条或两条松紧带缝制于头罩骨架11的上部开槽上。
一种智能微正压防护头罩，基本配置包括：头罩主体1、微正压环境监测模块2、主动送风空气过滤调节模块3、主动排风过滤模块4、状态显示单元5、送风管路6、排风管路7、密封附件8、穿戴配套附件9。
头罩主体1包括：头罩骨架11、调节内衬12、目镜13、消音贴14、罩衣15、下巴带16。头罩骨架11是其它部分组件的安装载体，同时也是本发明特点之一定向送风流道18的载体，内流道18与头罩骨架11一体成形，新风通过管道输入到头罩骨架11内，通过内流道18送到面颊两侧或上额部，实现面颊局部定点送风。为适应不同大小头型的佩戴舒适性和稳固性，头罩骨架11内粘接或利用魔术贴安装调节内衬12。调节内衬12由固定内衬121、可调内衬122和顶衬123组成，固定内衬121与可调内衬122之间粘接、固定内衬121和头罩骨架11内侧四周粘接，固定内城121和可调内衬122之间粘接，顶衬123通过四条或两条松紧带缝制于11的上部开槽上。目镜13安装粘合于头罩骨架11上或缝制(粘合)于罩衣15之上后插装于头罩骨架11上，功能上代替传统护目镜，但又不直接与面颊部贴合压实。消音贴14贴装于头罩骨架内侧壁，用于减小增压送风过程中头罩骨架11内流道18内的气体流通产生的噪声传导至头耳。罩衣15整体包覆头罩骨架，通过松紧带卡装(粘合)于头罩骨架11的安装槽19内，同时通过颈部松紧环17与脖颈部穿戴固定，罩住头部，形成相对密封的局部空间，罩衣后部或两侧预留密封口，便于送风管道6和排风管路7密封安装于头罩骨架上。
微正压环境监测模块2包括：供电单元、充电电路、信号采集单元、信号发射单元。该模块主要用于实时监测头罩内部气体压力、温湿度、主要空气成分等参数，并能通过无线传输将监测信号发送给送排风过滤温控模块，作为其使动输入信号。该模块嵌装或灌封于头罩骨架11内。
主动送风空气过滤调节模块3包括：空气过滤层、供电单元、充电电路、信号接收与处理单元(内置定制开发的控制程序软件)、控制驱动电路、执行单元(微型调速风机、半导体制冷片、电加热膜、微型雾化单元组成)、外壳。主动送风空气过滤调节模块3主要用于输送的空气质量调节和空气状态调节，过滤有毒有害颗粒物、病菌，调节空气温度和湿度。主动送风空气过滤调节模块3穿装于穿戴配套附件9上，通过送风管路6于头罩主体1相连。
主动排风过滤模块3包括：气体过滤层、调速风机、供电模块、充电电路、信号接收与处理模块、控制驱动电路，外等组成。主动排风过滤模块3作用是主动将头罩主体1内部呼吸形成的废气主动排出，特别是被病患佩戴时，通过过滤，不至于其呼出的夹带病菌气体成为污染源。主动排风过滤模块3穿装于穿戴配套附件9上，通过排风管路7与头罩主体1相连。主动排风过滤模块3为功能可选模块。
状态显示单元5由显示屏、指示灯和声音报警器组成。显示屏可以实时显示头罩系统工作状态，包括风机转速、温度、湿度、头罩内外压差、累积工作时间、频次、消洗次数时间提示、系统电量显示。指示灯可以是独立物理指示灯也可以是内置于显示屏的指示灯，用于提示关键参数超标或使用状态。声音报警器用于使用人员在未注意到指示灯信号时，紧急提示使用人员注意相关操作应执行，以确保头罩系统的能正常工作。状态显示单元5集装于主动送风空气过滤调节模块3之上，通过螺装或嵌装。
送风管路6、排风管路7、密封附件8(包括接头、螺母、密封垫)组成通气管路。其作用是连接头罩主体11和主动送风空气过滤调节模块3以及主动排风过滤模块4。密封附件8与罩衣15之间通过街头配合密封圈和螺母螺接压紧连接以密封，密封附件8与排风管路7利用排风管头的弹性压接，排风管路7与主动排风过滤模块3利用排风管头的材料弹性压接。送风管路6与头罩骨架11利用送风管头的材料弹性压接，送风管路6与主动送风空气过滤调节模块3利用送风管头的材料弹性压接。
穿戴配套附件9包括束带、马甲，可选配。其主要作用是将主动送风空气过滤调节模块3和主动排风过滤模块6固定于人体表面，并且容易上装与更换。
一种智能微正压防护头罩组装过程:(a)组装头罩主体1,将消音贴14贴装粘接于头罩骨架11内侧四周,将调节内衬12通过头罩骨架11上的安装孔连接,配合魔术贴紧固四周；在头罩骨架11的目镜安装槽内涂胶，将目镜13压装于头罩骨架11上的目镜槽内，确保目镜11在槽内的四周密封性；将微正压环境监测模块2镶接或粘接于头罩骨架11侧颊部骨架上，或嵌装于侧甲部骨架之内；将下巴带16安装于头罩骨架11两侧的穿装孔内，紧固；在头罩骨架11的罩衣框内涂胶，通过罩衣15的目镜开口框的松紧带将罩衣15粘压于罩衣安装框内，确保罩衣15粘接牢靠；在头罩骨架11的进气管外套装硅胶密封垫，将头罩骨架11的进气管穿出罩衣15的后部开口之一，在后部开口之一上套装硅胶密封垫和压紧螺母，保证罩衣15和头罩骨架11的进气管之间的连接牢靠和密封；至此罩衣主体1组装完毕。(b)在穿戴配套附件9上穿装主动送风空气过滤调节模块3、主动排风过滤模块4、状态显示单元5，并在相应位置定位牢靠。(c)利用送风管路6将主动送风空气过滤调节模块3与头罩主体1连接，确保密封可靠；利用排风管路7和密封附件8将主动送风空气过滤调节模块3与头罩主体1连接，确保密封可靠。
一种智能微正压防护头罩穿戴使用过程:(a)穿戴：利用穿戴配套附件9将主动送风空气过滤调节模块3、主动排风过滤模块4和状态显示单元5穿戴固定于人体腰腹部以上部位，确保主动送风空气过滤调节模块3进气口无阻遮，确保主动排风过滤模块4出气口无阻遮；松开罩衣15上缝制固定的松紧环17，将头罩主体1套装于头部，调整调节内衬12的开度，将头罩骨架11于头顶部穿戴固定；调整下巴带16上的松紧环，将将头罩骨架11于下巴处穿戴固定；打开微正压环境监测模块2，使其处于工作状态；调整松紧环17，在保证头罩主体1配套舒适的前提下，其与头颈部有一定的密封性(在此过程主动送风空气过滤调节模块3可启动工作，以检验密封性)，至此穿戴工作完毕。(b)使用：启动主动送风空气过滤调节模块3，经送风管道6和头罩骨架11的内流道向头罩主体1包敷的头部面颊处定点输送新风；启动主动排风过滤模块4，通过排气管道将头罩主体1内人体呼出的废气主动过滤排出；在此过程中，微正压环境监测模块2始终处于工作状态，当检测到内部正压不足，则向主动送风空气过滤调节模块3和主动排风过滤模块4传输调节风机转速信号，以增大送风量，减少排风量，使正压恢复到设定值范围内；当微正压环境监测模块2检测到头罩主体1内的气体成份超出设定值，对人体正常呼吸有影响时，则向主动送风空气过滤调节模块3和主动排风过滤模块4传输调节风机转速信号，以在维持正压前提下，快速输入新风，快速排出废气；当微正压环境监测模块2检测到头罩主体1内的气体温度超出最初设定人体体感舒适值时，则向主动送风空气过滤调节模块3传输调温信号，使制冷片或电热膜通电工作，以降低或提升流经二者表面的新风温度的目的，从而降低或提升头罩主体1内部的空气环境温度；湿度的调节过程与温度调节过程类似，此时的主动送风空气过滤调节模块3的工作单元为微型湿化单元；在启动主动送风空气过滤调节模块3时，智能微正压防护头罩的状态显示单元5将实时全程启动，以显示监测状态和头罩的使用数据统计，当出现严重影响使用效果的情形时，状态显示单元5将以声光报警的方式，提醒使用者及时人为干预，操作处理，以确保使用安全可靠。
Claims (6)
1.一种智能微正压防护头罩，头罩主体(1)，其特征在于，还包括微正压环境监测模块(2)、主动送风空气过滤调节模块(3)、主动排风过滤模块(4)、状态显示单元(5)、送风管路(6)和排风管路(7)，其中，微正压环境监测模块(2)固定在头罩主体(1)侧面，头罩主体(1)的后部通过送风管路(6)与主动送风空气过滤调节模块(3)密封连接，头罩主体(1)的后部又通过排风管路(7)与主动排风过滤模块(4)密封连接，微正压环境监测模块(2)与主动排风过滤模块(4)蓝牙连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能微正压防护头罩，其特征在于，头罩主体(1)包括头罩骨架(11)、调节内衬(12)、目镜(13)、消音贴(14)、罩衣(15)和内流道(18)，头罩骨架(11)是其它部分组件的安装载体，内流道(18)固定在头罩骨架(11)内侧，内流道(18)一端在头罩骨架(11)内的前端，内流道(18的别一端在头罩骨架(11内的后端，新风通过送风管路(6)输入到头罩骨架(11)内后部的内流道(18)，通过内流道(18送到面颊两侧或上额部；调节内衬(12)连接在头罩骨架(11)上，目镜(13)安装粘合于头罩骨架(11)前部与人眼相应的位置，头罩骨架(11)相应于人的头部下端连接罩衣(15)，消音贴(14)贴装于头罩骨架内侧壁。
3.根据权利要求1或2所述的一种智能微正压防护头罩，其特征在于，微正压环境监测模块(2)包括供电单元、充电电路、信号采集单元、信号发射单元，供电单元、充电电路、信号采集单元及信号发射单元相互连接在一起。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种智能微正压防护头罩，其特征在于，主动送风空气过滤调节模块(3)包括空气过滤层、供电单元、充电电路、信号接收与处理单元、控制驱动电路、执行单元和外壳，空气过滤层、供电单元、充电电路、信号接收与处理单元、控制驱动电路、执行单元相互连接并固定在外壳内；主动送风空气过滤调节模块(3)又安装在穿戴配套附件(9)上。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种智能微正压防护头罩，其特征在于，主动送风空气过滤调节模块(3)上端还安装有状态显示单元(5)。
6.根据权利要求2所述的一种智能微正压防护头罩，其特征在于，调节内衬(12)包括固定内衬(121)、可调内衬(122)和顶衬(123)，固定内衬(121)与可调内衬(122)之间粘接、固定内衬(121)和头罩骨架(1)1内侧四周粘接，固定内城(121)和可调内衬(122)之间粘接，顶衬(123)通过四条或两条松紧带缝制于头罩骨架(11)的上部开槽上。
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