CN112516479B - 充气式支撑头架及呼吸机头罩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及呼吸机辅助设备领域，具体涉及充气式支撑头架及呼吸机头罩，包括用于PAPR产品的一次性充气架体，一次性充气架体罩在使用者头部上，一次性充气架体的顶部与呼吸机的通气管固定连接。本发明中一次性充气架体可以通过现有的气囊材料制成，成本低，对于在充满有害有毒气体环境和紧急医疗场合下的一次性使用PAPR产品的支撑头架，大大降低了支撑头架的成本，而且制成一次性充气架体的气囊材料稳定，在充满有害有毒气体环境下和紧急医疗场合下使用不会与汗水等产生化学反应，更安全，一次性充气架体较软，提高在充满有害有毒气体环境下和紧急医疗场合使用佩戴的舒适性。

Description

充气式支撑头架及呼吸机头罩

技术领域

本发明涉及呼吸机辅助设备领域，具体涉及充气式支撑头架及呼吸机头罩。

背景技术

动力空气过滤呼吸机(Powered Air Purification Respirator，PAPR)是一种非常重要的个人防护设备(Personal Protection Equipment，PPE)，用于在工作环境充满有害有毒气体时为使用者提供正压的过滤后的清洁空气。PAPR根据使用环境不同设计有很多种头盔或头罩，例如应用于电焊的可变色视窗头盔，应用于生物有害环境下的柔性头罩等。对于柔性头罩来说，从固定在腰部的风机延伸出来的通气管连接在柔性头罩的脑后部分。如果柔性头罩内侧缺少一个刚性支撑物，则整个柔性头罩会坍塌紧贴在使用者头顶，通气管会被阻塞而影响气流。在这个问题上，PAPR的主要生产厂商美国3M公司给出了一个很好的可更换头架S950Premium Head Suspension，它由塑料材料制成，基本形状为贴合人脑外形和弯曲的中空Y型架。Y型架的汇合处与通气管相连，Y型架两分叉的开口处位于使用者额头左右两侧上方，刚性的结构用于保持通气管的低阻力并将脑后透气管送来的清洁空气直接从使用者前上方吹出，有利于避免视窗起雾影响视野。Y型架两分叉之间还有一些弹性带子，用于头部减震。通过使用这种刚性Y型头架，柔性头罩得到支撑、固定和塑型，并保持了气流的通畅。这种头架的售价普遍达到105美元/个。

美国食品药品管理局(Food and Drug Administration，FDA)对PAPR认证的要求除了与美国国家职业安全卫生研究所(NationalInstitute for Occupational Safetyand Health，NIOSH)的通气性能等参数类似之外，还要求获得FDA认证的PAPR必须为一次性使用，从而避免了反复清洗重复使用造成的污染风险。目前没有一家公司的产品获得FDA认证。部分公司的PAPR产品在紧急情况下被获准在医疗场合使用，但是，对于一次性PAPR来说，成本是一个重要因素。使用一次，8-12小时，就要完全抛弃回收销毁的PAPR，其成本必须非常低至10美元左右。因此，在低成本的一次性PAPR中设计类似3M的Y型头架功能的类似设备是非常有挑战性的，即，急需一款针对用于在充满有害有毒气体环境和紧急医疗场合下一次性使用的PAPR产品的头架。

发明内容

本发明意在提供一种充气式支撑头架，以降低在充满有害有毒气体环境和紧急医疗场合下一次性使用PAPR产品的支撑头架的成本。

本方案中的充气式支撑头架，包括用于PAPR产品的一次性充气架体，所述一次性充气架体罩在使用者头部上，所述一次性充气架体的顶部与呼吸机的通气管固定连接。

本方案的有益效果是：

通过一次性充气架体罩在使用者头部上作为支撑头架用于PAPR产品，并由一次性充气架体与呼吸机的通气管端部固定连接，并将该一次性充气架体在充满有害有毒气体环境下和紧急医疗场合使用，因通气管连接了呼吸机且通气管具有一定的长度，通气管固定在一次性充气架体上后会因自身重力而向后坠，所以，一次性充气架体要达到一定的支撑能力，且要保证使用过程中的通气性，加工难度大，本方案的一次性充气架体可以通过现有的气囊材料制成，成本低，对于在充满有害有毒气体环境和紧急医疗场合下的一次性使用PAPR产品的支撑头架，大大降低了支撑头架的成本，而且制成一次性充气架体的气囊材料稳定，在充满有害有毒气体环境下和紧急医疗场合下使用不会与汗水等产生化学反应，更安全，一次性充气架体较软，提高在充满有害有毒气体环境下和紧急医疗场合使用佩戴的舒适性。

进一步，所述一次性充气架体包括套在头部的环形气囊和若干弧形的空气支撑柱，所述空气支撑柱的两端与环形气囊连通，所述环形气囊上设有支撑气柱，所述支撑气柱与空气支撑柱上方固设有软质的V形气管，所述V形气管的交叉点处与呼吸机的通气管端部连接，所述V形气管的交叉点位于支撑气柱的顶端处，所述V形气管的开叉两端靠近环形气囊处。

有益效果是：在头架使用前，环形气囊、空气支撑柱和V形气管中均未充入空气，可以折叠至较小的体积，便于存放携带；在头架使用时，向环形气囊和空气支撑柱中预充入足够的空气，让头架具有足够的钢性，环形气囊和空气支撑柱可以套在使用者头部上进行支撑使用，再通过呼吸机上的通气管向V形气管充入呼吸所需的空气，软质的V形气管能够减小头架重量并降低成本，让V形气管将空气导入至使用者的面部处，环形气囊和空气支撑柱具有一定的回弹性，无需再额外增加弹性带子进行固定。

与现有技术相比，作为头架的环形气囊和空气支撑柱可用现有的气密性材料通过热压或胶粘技术制成，V形气管可用现有的高分子材料制成，V形气管的材料也很常见，本方案的头架作为PAPR的头架时，加工工艺简单，材料和人工成本低，用于一次性使用的PAPR产品的头架能够大大降低整体产品的成本

进一步，所述V形气管中设有V形气囊，所述V形气囊的交叉端部位于支撑气柱上方。

有益效果是：V形气囊能够撑开V形气管，避免V形气管被压瘪，同时又不会增加整个头架的重量，降低整个头架的成本。

进一步，所述通气管端部固定在V形气囊上，所述通气管伸入V形气管端部的长度为30mm-60mm。

有益效果是：通气管伸入V形气管的端部具有一定的长度，通气管能够支撑起V形气管，能够在V形气管上形成通气气道，能够提高空气从V形气管上通过的效率，提高使用者呼吸的顺畅性。

进一步，所述V形气管外设有V形的固定套，所述固定套的交叉端压着V形气管的交叉端气密性固定在通气管上。

有益效果是：通过固定套可以防护V形气管不被刺破漏气，同时，固定套可以提高V形气管与通气管固定的稳定性。

进一步，所述V形气囊的开叉端部伸出V形气管的开叉端部，所述V形气囊伸出V形气管的长度大于2cm。

有益效果是：V形气囊的开叉端部能够支撑起V形气管的端部，保持V形气管的出气端部不被遮挡。

进一步，所述V形气管的交叉端固定连接在支撑气柱上，所述支撑气柱的高度为1.5cm-2.5cm。

有益效果是：V形气管的交叉端部固定住，能够避免在连接了通气管时让环形气囊贴近使用者的口鼻处，同时，减小环形气囊在面部处因后方通气管施加的压力。

进一步，所述环形气囊上设有充气嘴，所述充气嘴位于支撑气柱与空气支撑柱之间。

有益效果是：充气嘴便于在于使用头架时充入空气让头架进行支撑，便于不使用时对头架进行收纳存放，充气嘴在头架使用时位于脑后部，不会被随意碰触到而在使用过程中漏气。

进一步，所述空气支撑柱的中部处固定连接，所述空气支撑柱凸出于环形气囊的高度小于5cm。

有益效果是：空气支撑柱之间在中部处固定住，提高头架的稳定性，并且让空气支撑柱凸出于环形气囊的高度设置得较小，能够适应头部大小不同的使用者进行佩戴。

呼吸机头罩，包括软质的气密性外罩，所述气密性外罩使用了上述充气式支撑头架进行支撑。

本方案的有益效果是：

使用充气式的头架支撑气密性外罩时，气密性外罩照在空气支撑柱的上方，对使用者的面部进行防护；使用过程中，V形气囊的开叉端部伸出V形气管，避免V形气管的出气端被气密性外罩遮挡住影响气流的流通性，同时，V形气囊将通气管的出气端部顶起，防止出气管的出气端部被遮挡住，通过气囊作为头架大大降低了头架的成本。

附图说明

图1为本发明实施例一中充气式支撑头架的立体结构图；

图2为图1中V形气管套上固定套7后A向上的视图；

图3为本发明实施例二中呼吸机头罩的使用状态图；

图4为本发明实施例三中充气式支撑头架的立体结构图；

图5为本发明实施例三正对通气管开口时第一橡胶柱和第二橡胶柱的位置关系图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

说明书附图中的附图标记包括：环形气囊1、空气支撑柱2、V形气管3、V形气囊4、支撑气柱5、充气嘴6、固定套7、通气管8、气密性外罩9、呼吸机10、第一橡胶柱11、塑料环12、第二橡胶柱13。

实施例一

充气式支撑头架，如图1和图2所示：包括用于PAPR产品的一次性充气架体，一次性充气架体罩在使用者头部上，一次性充气架体的顶部与呼吸机的通气管粘接；一次性充气头架包括套在头部的环形气囊1和若干弧形的空气支撑柱2，环形气囊1成圆环状，空气支撑柱2的内部与环形气囊1连通，空气支撑柱2的两端与环形气囊1通过粘接或者热压方式固定，环形气囊1上通过粘接或者热压方式固定有支撑气柱5，支撑气柱5与环形气囊1气密性连通。

支撑气柱5与空气支撑柱2上方粘接有软质的V形气管3，V形气管3的交叉点位于支撑气柱5的顶端处，V形气管3的交叉端粘接在支撑气柱5上，支撑气柱5的高度为1.5cm-2.5cm，V形气管3的开叉两端靠近环形气囊1处；V形气管3中放置有V形气囊4，V形气囊4的交叉端部位于支撑气柱5上方，V形气管3的交叉点处螺纹安装有连通呼吸机10的通气管8，通气管8端部外侧壁粘接在V形气囊4上，通气管8距离V形气管3开叉两端的长度为10mm-50mm；V形气管3外套设有V形的固定套7，固定套7的交叉端和V形气管3的交叉端气密性卡接在通气管8外侧壁上，例如可以通过胶带捆带的方式将固定套7和V形气管3的交叉点捆绑在通气管8外侧壁上。V形气囊4的开叉端部伸出V形气管3的开叉端部，V形气囊4伸出V形气管3的长度大于2cm，环形气囊1上热压有充气嘴6，充气嘴6位于支撑气柱5与空气支撑柱2之间，空气支撑柱2在中部处的外侧壁上通过粘接方式固定，空气支撑柱2凸出于环形气囊1的最大高度小于5cm。

具体实施过程如下：

将预先充入有空气的V形气囊4插入V形气管3中，保持V形气囊4的开叉端部伸出V形气管3，将通气管8一端部的外侧壁粘接在V形气囊4上，将通气管8另一端部连接到呼吸机10上，在V形气管3的外壁上套上固定套7进行防护，将固定套7粘接到空气支撑柱2上，通过捆绑或粘接等方式将固定套7和V形气管3压紧至通气管8上，同时让支撑气柱5对V形气管3、固定套7和通气管8进行支撑，这个过程可以在使用前进行集中安装后供使用者进行使用；使用时，将环形气囊1套在使用者的头部，通过空气支撑柱2顶在使用者头顶的两侧处，使得环形气囊1和空气支撑柱2能够形成帽子状进行佩戴。

本实施例通过将环形气囊1和空气支撑柱2中预充入足够的空气，让头架具有足够的钢性，保持支撑作用，同时，不充入空气又能保证整体结构便于折叠存放携带，且将本实施例的头架作为PAPR的头架时，加工工艺简单，材料和人工成本低，用于一次性使用的PAPR产品的头架能够大大降低整体产品的成本。

实施例二

与实施例一的区别在于，基于实施例一中的充气式支撑头架，本实施例二公开了一种呼吸机头罩，如图3所示，包括软质的气密性外罩9，气密性外罩9的外形可以设置成“又”字形，气密性外罩9使用现有的复合材料制成，如聚酯或聚丙烯纺丝成网非织造布与透气微孔薄膜或其它非织造布复合，气密性外罩9使用了充气式支撑头架进行支撑。

将气密性外罩9罩在环形气囊1和空气支撑柱2上方的外侧处进行使用，由呼吸机10通过通气管8将空气充入V形气管3中，让V形气管3将空气从气密性外罩9的顶部处导出供使用者呼吸。

实施例三

与实施例二的区别在于，如图4和图5所示，V形气囊4的交叉端部处粘接有多个弹性的第一橡胶柱11，例如四个第一橡胶柱11，第一橡胶柱11的长度大于V形气囊4与V形气管3的间距，第一橡胶柱11位于靠近通气管8端部处；通气管8端部上卡接有塑料环12，塑料环12位于两侧处粘接有两个能够接触到部分第一橡胶柱11的第二橡胶柱13，例如两各第二橡胶柱13分别接触位于中心处的两个第一橡胶柱11，第二橡胶柱13的中心轴与通气管8的中心轴平行。

由于固定套7的作用，容易让通气管8的通气不顺畅，在使用头架和呼吸机头罩时，第二橡胶柱13能够在一定程度上支撑起V形气管3，当使用者感觉呼吸不顺畅时，也可以通过拨动通气管8带动第二橡胶柱13挤压到第一橡胶柱11，通过第一橡胶柱11和第二橡胶柱13产生形变抵开V形气管3，让V形气管3的通气更顺畅。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.充气式支撑头架，其特征在于：包括用于PAPR产品的一次性充气架体，所述一次性充气架体罩在使用者头部上，所述一次性充气架体的顶部与呼吸机的通气管固定连接；

所述一次性充气架体包括套在头部的环形气囊和若干弧形的空气支撑柱，所述空气支撑柱的两端与环形气囊连通，所述环形气囊上设有支撑气柱，所述支撑气柱与空气支撑柱上方固设有软质的V形气管，所述V形气管的交叉点处与呼吸机的通气管端部连接，所述V形气管的交叉点位于支撑气柱的顶端处，所述V形气管的开叉两端靠近环形气囊处，所述V形气管中设有V形气囊，V形气囊能够撑开V形气管，避免V形气管被压瘪，所述V形气管的交叉端固定连接在支撑气柱上，所述支撑气柱的高度为1.5cm-2.5cm。

2.根据权利要求1所述的充气式支撑头架，其特征在于：所述V形气囊的交叉端部位于支撑气柱上方。

3.根据权利要求2所述的充气式支撑头架，其特征在于：所述通气管端部固定在V形气囊上，所述通气管伸入V形气管端部的长度为30mm-60mm。

4.根据权利要求3所述的充气式支撑头架，其特征在于：所述V形气管外设有V形的固定套，所述固定套的交叉端压着V形气管的交叉端气密性固定在通气管上。

5.根据权利要求4所述的充气式支撑头架，其特征在于：所述V形气囊的开叉端部伸出V形气管的开叉端部，所述V形气囊伸出V形气管的长度大于2cm。

6.根据权利要求1所述的充气式支撑头架，其特征在于：所述环形气囊上设有充气嘴，所述充气嘴位于支撑气柱与空气支撑柱之间。

7.根据权利要求1所述的充气式支撑头架，其特征在于：所述空气支撑柱的中部处固定连接，所述空气支撑柱凸出于环形气囊的高度小于5cm。

8.呼吸机头罩，包括软质的气密性外罩，其特征在于：所述气密性外罩使用了权利要求1至7任一项所述的充气式支撑头架进行支撑。

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