CN111567964A - 文丘里辅助呼吸装置、气流流通方法及口罩 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗产品技术领域，公开了一种文丘里辅助呼吸装置及口罩，包括：呼气收集腔、文丘里呼气组件、导管和罩面连接件。呼气收集腔，设置在口鼻呼气正下方，呼气收集腔与文丘里呼气组件连接，导管与文丘里呼气组件连接，文丘里呼气组件通过罩面连接件与罩面固定。此产品解决了人体佩戴一般自吸式口罩时呼吸困难、憋闷感强烈、罩面吸气阻力过大造成侧面进风等问题，以及省去了电池等供能部件，减轻配重，解决电动口罩在佩戴时结构复杂、佩戴重量较大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及医疗产品技术领域，具体为一种文丘里辅助呼吸装置、气流流通方法及口罩。
背景技术
现在市面上多数口罩在使用时直接罩与面部，具有以下缺点：1)自吸过滤式口罩因防护作用明显，佩戴简单，但在病人发生哮喘、鼻炎等呼吸疾病及强烈的运动时会用口腔辅助呼吸，但是很可能仍然会无法克服滤材阻力呼吸而满足呼吸功能，造成呼吸困难，憋闷感强烈，降低了呼吸的顺畅性；2)过滤性口罩一般侧边上都会一定程度的漏风，而漏风的主要原因仍然是呼吸阻力过大，侧面进风比通过过滤材料进风更顺畅些，而人在呼吸的过程中，侧边进入了空气就不能够完全去杜绝病毒的感染。
为了解决憋闷感问题，目前大部分口罩生产局限在将呼吸设备制成全身穿戴设备，将过滤装置安装在帽兜、穿戴衣等部位，利用风箱、电扇等装置为口鼻供风，虽然解决了呼吸憋闷的问题，但是穿戴不方便，外带设备过多影响人体活动。专利号为″CN 106913970A″，名称为″一种帽式空气净化装置″的专利、专利号为″CN 105816972 A″，名称为″可穿戴式空气净化器″的专利、专利号为″CN 106924898 A″，名称为″一种集成于服装的可穿戴空气净化系统″的专利等均将供风过滤系统穿戴在服装上，存在体积过大佩戴不便、续航性能差的问题。例如申请号为″CN201910855296.8″的专利所发明的主动呼吸式空气净化衣，将射流下沉气体隔离技术与空气净化技术相结合，实现主动呼吸与空气净化功能，但是外衣穿戴不方便；申请号为″201910942554.6″的专利所发明的穿戴式无电送风口罩装置，送风系统包括集成在穿戴者前胸的胸披座上的风箱装置和联动装置，将肢体运动产生的拉力由软轴传送给联动装置，驱动风箱装置送风。这样的全身穿戴送风系统限制了全身活动，穿戴行动不便。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有辅助呼吸的装置及口罩解决了佩戴一般口罩时呼吸困难、罩面吸气阻力过大、憋闷感强烈的问题。将辅助呼吸的装置置于口罩结构体外，在无特殊情况下省去了电池等供能部件，减轻配重，解决电动口罩在佩戴时结构复杂、佩戴重量较大的问题。
(二)技术方案
人的鼻腔被罩在口罩内，呼气动作时依靠肺的吐气推动力推动气流从鼻腔喷出，并且依靠这股动力推动口罩内的气流穿过罩面，从而排出体内。由于呼气动力的原因和罩面阻挡，这股气流并非完全径直穿过罩面，而是遇到罩面后四散逃逸，相当一部分气流从罩面密封不太严密的四周，即两侧脸颊周边逸出。如果从罩面上部逸出，则形成哈气笼罩眼镜，影响视力。并且呼气的末尾阶段由于气流的冲力减弱，呼气的气流压强不足以穿透罩面时，相当一部分呼出气体会残留在罩面内。当短暂的呼吸间隔(屏气阶段，时间不超过1秒)过后，吸气动作开始时，人体肺叶扩张，从鼻翼四周吸气，而首先吸入的气体应是罩面内呼气阶段未排尽的残留气体，当这些残留气体被吸入鼻腔内，之后，随着吸气动作的持续，罩面内的气压逐渐小于罩面外气压后，人体依靠罩面内外的气压差吸入新鲜空气。
为实现上述辅助呼吸的目的，遵循人体呼吸规律，本发明提供如下技术方案：将人体口鼻处(主要是鼻腔)呼出的气体进行收集，呼出气流通过呼气收集腔被吸入进文丘里呼气组件，在文丘里管内加速，并从喷嘴处喷出，依据文丘里效应，依靠这股加速后的呼出气流带动罩面内残存的气体排出体外，从而在吸气时罩面内残留了尽量少的呼出气体，保证了吸气时更加顺畅。为了增加呼吸顺畅效果，在本发明中增加了呼气增压涡轮来促进呼出气体的加速运动，通过涡轮的旋转带动呼出气体排出体外。为了更快地排出罩面内残留呼气，本发明在废气吸入口处还增加了旋转阀装置。此产品解决了人体佩戴一般自吸式口罩时呼吸困难、憋闷感强烈、罩面吸气阻力过大造成侧面进风等问题，以及省去了电池等供能部件，减轻配重，解决电动口罩在佩戴时结构复杂、佩戴重量较大的问题。
具体来说，本发明主要涉及一种辅助呼吸的装置，包括：
呼气收集腔，设置在口鼻呼气斜下方，在口鼻呼气方向处开口呈微喇叭状。
文丘里呼气组件，由文丘里管、文丘里入口、喷嘴、废气吸入口和文丘里出口组成。其中文丘里入口与呼气收集腔相连，喷嘴嵌套在文丘里管内，与文丘里入口连接，废气吸入口设置在文丘里管外壁并面向罩面，文丘里入口与喷嘴、废气吸入口共同形成文丘里集气室。
导管，与文丘里呼气组件通过螺纹相连接。
呼气阀，与导管的末端连接。
罩面连接件，文丘里呼气组件通过罩面连接件与罩面固定。
优选地，呼气收集腔的气流通道方向与水平呈45°～60°方向，便于采集人体呼出气体，并形成气流通道。呼气收集腔的直径为3～4cm。呼气收集腔呈渐缩形状，在口鼻呼气方向的另一端的直径为2～3cm。
优选地，文丘里呼气组件中的废气吸入口呈圆形，直径为2～3cm。废气吸入口与文丘里管呈90°。文丘里呼气组件中的喷嘴喉径为0.5～0.8cm。喷嘴角度为10°～30°。文丘里出口为1.5cm。
优选地，文丘里呼气组件中的文丘里集气室内放置呼气增压涡轮。呼气增压涡轮包括涡轮、轴和叶片。
优选地，呼气增压涡轮的叶片呈立体环形槽状。呼气增压涡轮的叶片有8～10片叶，呈放射线状曲线排列。
优选地，文丘里呼气组件的废气吸入口设置一个旋转阀，旋转阀具有8～10支旋转叶片。
罩面连接件为多脚爪型，与罩面螺纹或者卡扣件连接，呼气收集腔与文丘里呼气组件通过螺纹或者卡扣相连接，导管与文丘里呼气组件通过螺纹相连接。
一种口罩，包括上述辅助呼吸装置。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种辅助呼吸装置及口罩，具备以下有益效果：
1、给呼出气体制造一个通道，一是防止其四散逃逸，二是通过通道将呼出气体应排尽排，为吸气功能的顺利进行打下良好基础。本发明以气力输送机理出发，通过文丘里喷射原理，将人体呼出气体加速后，带动罩面内残留气体排出，从而保证吸气时更加顺畅。本发明实现了呼气收集腔和文丘里呼气组件将人体呼出废气收集再利用，实现了空气增压加速的作用，做到了呼出废气的应排尽排，在罩内残留较少呼出废气，避免了呼出废气无法短时间内排尽而向罩面上方挤出，造成哈气模糊镜片的问题。本发明具有结构简单，无需电池等外带能源，负重小的特点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提出的辅助呼吸装置结构图；
图2为本发明提出的文丘里呼气组件结构图；
图3为本发明提出的呼气增压涡轮结构图；
图4为本发明提出的旋转阀结构图；
标号说明：
1-呼气收集腔；2-文丘里呼气组件；3-导管；4-罩面连接件；5-呼气阀；6-罩面。
21-文丘里管；22文丘里入口；23-喷嘴；24-废气吸入口；25-文丘里出口；26-文丘里集气室。
30-呼气增压涡轮；31-涡轮；32-轴；33-叶片。
40-旋转阀；41-旋转叶片。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语″中心″、″上″、″下″″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″内″、″外″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语″第一″、″第二″、″第三″仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合参见图1所示，根据本申请的第一个实施例，一种辅助呼吸装置，结构包括：一种辅助呼吸装置，其特征在于包括：呼气收集腔1、文丘里呼气组件2、导管3、罩面连接件4和呼气阀5。呼气收集腔1，设置在口鼻呼气正下方，呼气收集腔1与文丘里呼气组件2通过螺纹或者卡扣相连接，导管3与文丘里呼气组件2通过螺纹相连接，文丘里呼气组件2通过罩面连接件4与罩面6固定。呼气收集腔1，设置在口鼻呼气正下方，在口鼻呼气方向处开口呈微喇叭状。
进一步地，呼气收集腔1的直径为3～4cm，便于采集人体呼出气体，并形成气流通道。呼气收集腔1的气流通道方向与水平呈45°～60°方向，这样设置便于最大化地收集呼出气流，将口鼻呼出较为分散的气流更加聚焦形成流线型气流通道，提升气流流动率，加强呼出气流的利用率。呼气收集腔1呈渐缩形状，在口鼻呼气方向的另一端的直径为2～3cm。
结合参见图2所示，本申请还公开了第二个实施例，文丘里呼气组件2，由文丘里管21、文丘里入口22、喷嘴23、废气吸入口24和文丘里出口25组成。其中文丘里入口22与呼气收集腔1相连，喷嘴23嵌套在文丘里管21内，与文丘里入口22连接，废气吸入口24设置在文丘里管21外壁，文丘里入口22与喷嘴23、废气吸入口24共同形成文丘里集气室26。
进一步地，文丘里呼气组件2中的废气吸入口24呈圆形，直径为2～3cm。废气吸入口24与文丘里管21呈90°。文丘里呼气组件2中的喷嘴23喉径为0.5～0.8cm。喷嘴23角度为10°～30°。文丘里出口25为1.5cm。
结合参见图3所示，本申请还公开了第三个实施例，文丘里呼气组件2的文丘里集气室26内放置呼气增压涡轮30，呼气增压涡轮30包括涡轮31、轴32和叶片33，增加了呼出气体的加速运动，通过涡轮31的旋转带动呼出气体排出体外。
进一步地，呼气增压涡轮30的叶片33呈立体环形槽状。叶片33有8～10片叶，呈放射线状曲线排列。
结合参见图4所示，本申请还公开了第四个实施例，文丘里呼气组件2的废气吸入口24设置一个旋转阀40，旋转阀40具有8～10支旋转叶片41。
根据本申请的实施例，一种口罩，包括上述辅助呼吸装置。
本发明是应用文丘里气力输送原理，通过将呼出气流由粗变细，以加快气体流速，使呼出气流气体在文丘里组件中的喷嘴处后侧形成一个″低压″区，当这个低压区靠近罩面内残余气体时会对其产生一定的吸附作用，从而使呼出气流带动罩面内残余气体一起排出，不仅做到了罩面内呼出废气应排尽排，而且进一步降低了吸气时罩面内气压，为吸气的顺畅进行打下良好基础，保证了人体吸气更加顺畅，有效解决了呼吸憋闷感问题，解决了呼气模糊镜片的问题。另外，本发明依靠人体呼出气体流作为动力来源，无需额外的电力或者其他动力来源，结构简单。
本领域的技术人员容易理解的是，以上各实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种文丘里辅助呼吸装置，其特征在于,包括：呼气收集腔(1)、文丘里呼气组件(2)、导管(3)、罩面连接件(4)和呼气阀(5)；呼气收集腔(1)，设置在口鼻呼气斜下方，呼气收集腔(1)与文丘里呼气组件(2)相连接，导管(3)与文丘里呼气组件(2)相连接，文丘里呼气组件(2)通过罩面连接件(4)与罩面(6)固定，呼气阀(5)在导管末端。
2.根据权利要求1所述的文丘里辅助呼吸装置，其特征在于，所述呼气收集腔(1)在口鼻呼气方向处开口呈微喇叭状，呼气收集腔(1)的气流通道方向与水平呈45°～60°方向，直径为3～4cm，呈渐缩形状，在口鼻呼气方向的另一端的直径为2～3cm。
3.根据权利要求1所述的文丘里辅助呼吸装置，其特征在于，所述文丘里呼气组件(2)由文丘里管(21)、文丘里入口(22)、喷嘴(23)、废气吸入口(24)和文丘里出口(25)组成；其中文丘里入口(22)与呼气收集腔(1)相连，喷嘴(23)嵌套在文丘里管(21)内，喷嘴(23)与文丘里入口(22)连接，废气吸入口(24)设置在文丘里管(21)外壁并面向罩面，文丘里入口(22)与喷嘴(23)、废气吸入口(24)共同形成文丘里集气室(26)。
4.根据权利要求3所述的文丘里辅助呼吸装置，其特征在于，所述文丘里呼气组件(2)的废气吸入口(24)呈圆形，直径为2～3cm，废气吸入口(24)与文丘里管(21)呈90°，喷嘴(23)喉径为0.5～0.8cm，喷嘴(23)角度为10°～30°，文丘里出口(25)为1.5cm。
5.根据权利要求4所述的文丘里辅助呼吸装置，其特征在于，所述文丘里呼气组件(2)的文丘里集气室(26)内放置呼气增压涡轮(30)。
6.根据权利要求5所述的文丘里辅助呼吸装置，其特征在于，所述呼气增压涡轮(30)包括涡轮(31)、轴(32)和叶片(33)。
7.根据权利要求6所述的文丘里辅助呼吸装置，其特征在于，所述呼气增压涡轮(30)的叶片(33)呈立体环形槽状，呼气增压涡轮(30)的叶片(33)有8～10片叶，呈放射线状曲线排列。
8.根据权利要求3～7任一项所述的文丘里辅助呼吸装置，其特征在于，所述文丘里呼气组件(2)的废气吸入口(24)设置一个旋转阀(40)，旋转阀(40)具有8～10支旋转叶片(41)。
9.一种气流流通方法，其特征在于，包括如下步骤：
将人体口鼻处呼出的气体利用呼气收集腔(1)进行收集；
文丘里呼气组件(2)将呼气排出气流加速，并且在喷嘴(22)处达到最大；
在文丘里管(21)内，呼气排出气流从喷嘴(23)处喷出，依靠这股加速后的呼出气流，通过废气吸入口(24)，带动罩面内残存的呼出气体排出体外，从而在吸气时罩面内残留了尽量少的呼出气体，达到辅助呼吸的目的；
在文丘里呼气组件(2)的文丘里集气室(26)内放置呼气增压涡轮(30)增加了呼出气体的加速运动，通过涡轮(31)的旋转带动呼出气体排出体外；
在文丘里呼气组件(2)的废气吸入口(24)设置一个旋转阀(40)，使罩面内气体与喷嘴(23)处的气流密切接触，增加了罩面(6)内气体的排出速度。
10.一种口罩，包括文丘里辅助呼吸装置，其特征在于，所述辅助呼吸装置为权利要求1～9中任一项所述的辅助呼吸装置。
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