CN112870511A - 呼吸装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种呼吸装置。呼吸装置包括：面罩，包括具有第一腔体的罩体和与罩体连接的第一单向阀，罩体上设有与第一腔体连通的第一通孔，第一单向阀设置在第一通孔处；过流管；过流组件，包括具有第二腔体的壳体，壳体上设有与第二腔体连通的第二通孔，第二腔体经过流管与第一腔体连通；消毒组件，包括能够发出具有杀菌功能的光线的光源，至少部分光源位于第二腔体内；其中，沿气体的流动方向，在第二通孔和第一单向阀之间的流通通道内，气体通过消毒组件消毒后经第一单向阀或者第二通孔排出。本发明的技术方案中，呼吸装置能够在空气进入人体之前或人体呼出的气体排入空气之前进行杀菌消毒处理，防护效果较好。

Description

呼吸装置

技术领域

本发明涉及防护技术领域，具体而言，涉及一种呼吸装置。

背景技术

呼吸道传染病(例如重症急性呼吸综合征(SARS)和新型冠状病毒肺炎(COVID-19)等)是传播速度较快的一类传染病，其最主要的特征是病原体在呼吸道中潜伏、生存和繁殖，然后通过咳嗽或打喷嚏形成飞沫传播到空气中，再被其他人吸入到呼吸道中实现病原体的传播，即呼吸道传染病的主要传播途径是飞沫传播。当然，呼吸道传染病也可以通过其他方式进行传播，如通过接触传播、粪口传播、眼睑传播等，但空气传播(如飞沫传播)是呼吸道传染病传播的主要途径。因此，阻止空气中含有病菌的飞沫通过呼吸进入人体，以及阻止呼吸道传染病患者呼出的气体中的病菌散播到空气当中是阻断呼吸道传染病传播的重要途径。

现有技术中，普通个体的防护主要是利用各种口罩来阻断病菌的传播。但是，沾染了病菌的口罩如果操作不当，会造成二次污染。也就是说，口罩的防护是比较被动的，通过口罩防护只是阻挡大部分病菌进入呼吸道，而不能对病菌进行杀菌消毒处理，防护效果较差。因此，如何在空气进入人体之前或人体呼出的气体排入空气之前进行杀菌消毒处理，以提高防护效果，是急需解决的一个问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种呼吸装置，能够在空气进入人体之前或人体呼出的气体排入空气之前进行杀菌消毒处理，防护效果较好。

为了实现上述目的，本发明提供了一种呼吸装置，包括：面罩，包括具有第一腔体的罩体和与罩体连接的第一单向阀，罩体上设有与第一腔体连通的第一通孔，第一单向阀设置在第一通孔处；过流管；过流组件，包括具有第二腔体的壳体，壳体上设有与第二腔体连通的第二通孔，第二腔体经过流管与第一腔体连通；消毒组件，包括能够发出具有杀菌功能的光线的光源，至少部分光源位于第二腔体内；其中，沿气体的流动方向，在第二通孔和第一单向阀之间的流通通道内，气体通过消毒组件消毒后经第一单向阀或者第二通孔排出。

进一步地，壳体通过过流管与罩体连接，第二通孔和过流管分别位于光源的相对两侧。

进一步地，消毒组件还包括设置于壳体的电路板和与电路板电连接的电源插头，光源设置于电路板且与电路板电连接。

进一步地，消毒组件还包括设置于壳体的电源开关，电源插头和电路板均与电源开关连接，电源开关用于控制电源插头和电路板之间的连通或断开；或者，消毒组件还包括设置于壳体的储电结构，电源插头与储电结构电连接，储电结构与电路板电连接；或者，光源为紫外线杀菌灯或UVC LED芯片。

进一步地，壳体包括壳体本体和与壳体本体连接的第一端盖，第一端盖的远离壳体本体的一端与过流管连接。

进一步地，呼吸装置还包括第一过滤结构，第一过滤结构位于壳体本体和第一端盖之间。

进一步地，呼吸装置还包括设置于壳体本体或第一端盖的第二单向阀，第二单向阀位于壳体本体和过流管之间。

进一步地，第二单向阀包括：膜片，膜片上设有安装孔；阀座，包括阀座本体和设置于阀座本体一侧的第一凸起，第一凸起或第一凸起和至少部分阀座本体围成凹槽，阀座本体上设有第一过流通道；阀盖，包括阀盖本体和设置于阀盖本体一侧的第二凸起，阀盖本体上设有第二过流通道，第二凸起穿过安装孔与凹槽配合，以使膜片位于阀盖本体和第一凸起之间；沿气体的流动方向，阀盖、膜片和阀座依次设置。

进一步地，第一端盖包括：端盖本体，具有相对设置的第一端和第二端，端盖本体的第一端与壳体本体连接，端盖本体具有安装腔，第二腔体通过安装腔与过流管的内腔连通；盖板，位于端盖本体的第二端，端盖本体通过盖板与过流管连接。

进一步地，呼吸装置还包括反射结构，反射结构设置于壳体的至少部分内壁面上；或者，呼吸装置还包括设置于壳体的风扇，风扇位于第二腔体内，在风扇的作用下，气体沿第二通孔至第一单向阀方向或者沿第一单向阀至第二通孔方向流动；或者，过流组件还包括设置于壳体的第一安装支架，第一安装支架位于第二腔体内，光源与第一安装支架连接。

进一步地，壳体包括壳体本体和与壳体本体连接的第二端盖，第二端盖位于壳体本体的远离过流管的一端，第二通孔设置于壳体本体或第二端盖。

进一步地，呼吸装置还包括第二过滤结构，第二过滤结构位于壳体本体和第二端盖之间。

进一步地，当第二通孔为进气孔时，第一单向阀为排气阀；或者，当第二通孔为排气孔时，第一单向阀为进气阀。

应用本发明的技术方案，人体佩戴面罩，人体的面部与罩体的边沿接触，使第一腔体形成封闭腔体，通过第一单向阀可以实现自外界向第一腔体进气或者自第一腔体向外界出气；壳体的第二腔体通过过流管的内腔与第一腔体连通，通过壳体上的第二通孔可以实现自第二腔体向外界出气或自外界向第二腔体进气；通过上述设置，可以实现外界气体自第二通孔进入第二腔体，之后沿过流管的内腔进入第一腔体，并最终经第一单向阀排出至外界的循环流动过程，也可以实现外界气体经第一单向阀进入第一腔体，之后沿过流管的内腔进入第二腔体，并最终自第二通孔排出至外界的循环流动过程；由于本申请的呼吸装置包括消毒组件，消毒组件的光源能够向第二腔体内发出具有杀菌功能的光线，这样，无论气体是自第二通孔经第二腔体向第一单向阀方向流动，还是自第一单向阀经第二腔体向第二通孔方向流动，均能够在第二腔体内经光线作用实现杀菌消毒目的，也就是能够实现沿气体的流动方向，在第二通孔和第一单向阀之间的流通路径上，气体通过消毒组件消毒后经第一单向阀或者第二通孔排出，从而能够实现在空气进入人体之前或人体呼出的气体排入空气之前进行杀菌消毒处理的目的，保证人体吸入的是进过杀菌消毒处理后的气体，进而获得较好的防护效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的呼吸装置的第一实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的呼吸装置的第二实施例的结构示意图；

图3示出了根据本发明的呼吸装置的第三实施例的结构示意图；

图4示出了图3的局部放大图；

图5示出了根据本发明的呼吸装置的第四实施例的结构示意图；以及

图6示出了图5的局部放大图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、面罩；11、罩体；12、第一单向阀；13、系带；14、密封结构；20、过流管；30、过流组件；31、第二腔体；32、壳体；33、第二通孔；34、壳体本体；35、第一端盖；351、端盖本体；352、安装腔；353、盖板；36、第一安装支架；37、第二端盖；38、第二安装支架；40、消毒组件；41、光源；42、电路板；43、电源插头；44、电源开关；45、储电结构；50、第一过滤结构；60、第二单向阀；61、膜片；62、阀座；63、阀座本体；64、第一凸起；65、凹槽；66、阀盖；67、阀盖本体；68、第二凸起；70、反射结构；80、风扇；90、第二过滤结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

针对现有技术中呼吸装置只能阻挡病菌进入呼吸道，不能进行杀菌消毒处理，防护效果较差的问题，本发明及本发明的实施例提供了一种呼吸装置。

第一实施例

如图1所示，本发明的实施例中，呼吸装置包括面罩10、过流管20、过流组件30和消毒组件40，面罩10包括具有第一腔体的罩体11和与罩体11连接的第一单向阀12，罩体11上设有与第一腔体连通的第一通孔，第一单向阀12设置在第一通孔处；过流组件30包括具有第二腔体31的壳体32，壳体32上设有与第二腔体31连通的第二通孔33，第二腔体31经过流管20与第一腔体连通；消毒组件40包括能够发出具有杀菌功能的光线的光源41，至少部分光源41位于第二腔体31内；其中，沿气体的流动方向，在第二通孔33和第一单向阀12之间的流通通道内，气体通过消毒组件40消毒后经第一单向阀12或者第二通孔33排出。

上述设置中，人体佩戴面罩10，人体的面部与罩体11的边沿接触，使第一腔体形成封闭腔体，通过第一单向阀12可以实现自外界向第一腔体进气或者自第一腔体向外界出气；壳体32的第二腔体31通过过流管20的内腔与第一腔体连通，通过壳体32上的第二通孔33可以实现自第二腔体31向外界出气或自外界向第二腔体31进气；通过上述设置，可以实现外界气体自第二通孔33进入第二腔体31，之后沿过流管20的内腔进入第一腔体，并最终经第一单向阀12排出至外界的循环流动过程，也可以实现外界气体经第一单向阀12进入第一腔体，之后沿过流管20的内腔进入第二腔体31，并最终自第二通孔排出至外界的循环流动过程；由于本申请的呼吸装置包括消毒组件40，消毒组件40的光源41能够向第二腔体31内发出具有杀菌功能的光线，这样，无论气体是自第二通孔33经第二腔体31向第一单向阀12方向流动，还是自第一单向阀12经第二腔体31向第二通孔33方向流动，均能够在第二腔体31内经光线作用实现杀菌消毒目的，也就是能够实现沿气体的流动方向，在第二通孔33和第一单向阀12之间的流通路径上，气体通过消毒组件40消毒后经第一单向阀12或者第二通孔33排出，从而能够实现在空气进入人体之前或人体呼出的气体排入空气之前进行杀菌消毒处理的目的，保证人体吸入的是进过杀菌消毒处理后的气体，进而获得较好的防护效果。

具体地，当第二通孔33为进气孔时，第一单向阀12为排气阀，也就是说，此时，外界空气可以通过第二通孔33进入第二腔体31内，并在第二腔体31内经消毒组件40杀菌消毒后通过过流管20进入罩体11的第一腔体内，之后被人体吸入，或者部分空气和人体呼出的气体一起经第一单向阀12排出至外界，此过程能够避免人体吸入具有病菌的空气；当第二通孔33为排气孔时，第一单向阀12为进气阀，也就是说，此时，外界空气通过第一单向阀12进入罩体11的第一腔体内，被人体吸入，或者部分空气和人体呼出的气体一起通过过流管20进入第二腔体31内，在第二腔体31内经消毒组件40杀菌消毒后通过第二通孔33排出至外界，此过程能够避免人体呼出的气体中含有病菌传播至外界。

相较于现有技术中通过口罩防护只能阻挡大部分病菌进入呼吸道，属于被动防护的技术而言，本申请的呼吸装置能够在空气进入人体之前或人体呼出的气体排入空气之前进行杀菌消毒处理，实现主动灭菌，阻断病菌通过空气传播，实现了主动防护目的；现有技术中的一些主动防护设备(比如各种空气净化器、呼吸器等)都比较庞大笨重，由于体积庞大而不方便携带，本申请的呼吸装置体积较小，方便佩戴，使用时可以将过流组件30和消毒组件40放置在随身的口袋(如衣兜或包)内即可，便于携带；另外，由于病菌非常小(如禽流感的病菌尺寸为60纳米至140纳米)，为了使这样尺寸非常小的病菌不能通过过滤层，现有技术中的呼吸装置将过滤层的孔径做的非常小，这样气体通过过滤层时的流通阻抗就非常大，容易造成使用者呼吸困难等问题，使使用者难以舒适工作，本申请的呼吸装置通过消毒组件40可以进行杀菌消毒处理，对过滤层的孔径要求较小，从而能够避免使用者呼吸困难等问题，保证使用者能够舒适工作。

如图1所示，本发明的实施例中，面罩10还包括系带13和密封结构14，系带13具有相对设置的第一端和第二端，系带13的第一端和系带13的第二端均与罩体11连接，通过系带13可以将面罩10佩戴至人体；沿罩体11的周向，罩体11的边沿处设有密封结构14，通过设置密封结构14，可以使人体的面部与罩体11的边沿紧密接触，使第一腔体形成封闭腔体，避免外界气体自罩体11的边沿进入第一腔体或者第一腔体内气体自罩体11的边沿外泄，防止人体吸入污染气体。

优选地，面罩10包括两个系带13，两个系带13分别设置于罩体11的相对两侧，系带13与人体耳部配合，实现将面罩10佩戴至人体的目的。

面罩10包括用于覆盖鼻或口中的一个或两个的罩体11，罩体11与人体面部贴合能够将人的口鼻与外界空气隔绝，只允许空气从第一单向阀12进入，自过流管20和过流组件30经消毒组件40消毒排出，或者，只允许空气自过流组件30经消毒组件40消毒经过流管20进入，并自第一单向阀12排出。

优选地，本发明的实施例中，过流管20由柔性塑料材质制成。

如图1所示，本发明的实施例中，壳体32通过过流管20与罩体11连接，第二通孔33和过流管20分别位于光源41的相对两侧。通过上述设置，无论气体是自第二通孔33向过流管20方向流动，还是自过流管20向第二通孔33方向流动，均能够经光源41发出的光线作用实现杀菌消毒目的，从而保证人体吸入的气体或排至外界的气体是清洁的气体。

如图1所示，本发明的实施例中，消毒组件40还包括设置于壳体32的电路板42和与电路板42电连接的电源插头43，光源41设置于电路板42且与电路板42电连接。电源插头43可以与外界电源电连接，使外界电源为电路板42和光源41提供电力，从而使光源41能够发出具有杀菌功能的光线，进而对第二腔体31内的气体进行杀菌消毒。

优选地，电源插头43设置于壳体32，壳体32支撑电源插头43。

优选地，电源插头43可以为Micro usb接口或Type-C接口或lightning接口等。优选地，本发明的实施例中，电源插头43采用USB接口，因为该接口应用广泛，既可以与充电宝、充电电池等相连，又方便随身携带使用，而当在屋内使用时，可以与电脑、手机等相连接，还可以通过普通的手机充电器等将呼吸装置与外界电源相连接。

优选地，本发明的实施例中，电源插头43与风扇80电连接，电源插头43为光源41和风扇80供电。

如图1所示，本发明的实施例中，消毒组件40还包括设置于壳体32的电源开关44，电源插头43和电路板42均与电源开关44连接，电源开关44用于控制电源插头43和电路板42之间的连通或断开。打开电源开关44，使电源插头43与电路板42连通，此时，使电源插头43与外界电源电连接，外界电源可以为电路板42和光源41供电，使光源41可以发出具有杀菌功能的光线；关闭电源开关44，使电源插头43与电路板42断开，可以使光源41断电，从而使光源41停止工作，不能发出具有杀菌功能的光线。

紫外线(UV，Ultraviolet)能够破坏微生物的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)分子结构，使细菌死亡或不能繁殖，从而达到消毒、杀菌的目的。在所有的紫外线中，UVC这种高频短波紫外线(波长在280纳米至100纳米之间)的杀菌效果最强，因此被广泛应用于杀菌技术领域。

优选地，光源41位于壳体32的上部或下部或侧面均可，可根据结构需求设置。

优选地，光源41为紫外线杀菌灯或UVC LED芯片，能够释放紫外线或UVC光线对气体进行杀菌消毒。优选地，本发明的实施例中，采用UVC LED芯片作为光源41，因为UVC LED芯片体积小、辐照度高，能够有效减少呼吸装置的体积和重量，便于携带。光源41持续照射，可以使气体中的病毒或细菌失活或被杀死，因此能够防止使用者感染病毒、细菌等。当然，在本申请的替代实施例中，还可以使光源41为能够发出红外线的设备，比如红外线灭菌器，光源41发出红外线对气体进行杀菌消毒。

如图1所示，本发明的实施例中，壳体32包括壳体本体34和与壳体本体34连接的第一端盖35，第一端盖35的远离壳体本体34的一端与过流管20连接。壳体本体34通过第一端盖35与过流管20连接，通过设置第一端盖35可以方便地安装消毒组件40，并便于壳体本体34与过流管20连接。

优选地，壳体本体34的内腔形成第二腔体31，第二腔体31通过第一端盖35的内腔与过流管20的内腔连通。优选地，第二通孔33设置在壳体本体34的远离第一端盖35的一端。优选地，可以根据实际需要，将第二通孔33设置在壳体本体34的相应位置上，只要能够保证光源41位于第二通孔33与第一端盖35和过流管20之间的连接点之间即可。

优选地，消毒组件40设置于壳体本体34，壳体本体34支撑消毒组件40。

具体地，如图1所示，本发明的实施例中，壳体本体34为圆柱形，但不仅限于该形状。壳体本体34的一端设置多个第二通孔33，第二通孔33可以设置在图1所在位置，也可以设置于其他位置，可以根据实际需要和实际情况进行调整。壳体本体34、第一端盖35和过流管20依次密封连接(比如，壳体本体34、第一端盖35和过流管20依次粘接连接，使壳体本体34和第一端盖35与第一端盖35和过流管20之间的连接处均密封。当然，还可以采用其他连接方式实现壳体本体34和第一端盖35以及第一端盖35和过流管20之间的密封连接，如，壳体本体34和第一端盖35以及第一端盖35和过流管20均通过螺钉连接，并在连接位置处设置密封圈，实现密封连接目的)，目的在于防止未经消毒灭菌的外界空气从壳体本体34和第一端盖35以及第一端盖35和过流管20之间的连接位置处进入第一端盖35或过流管20，从而造成气体污染。过流管20与面罩10连接。面罩10包括罩体11，罩体11采用仿生设计，能够扣住人的口鼻部位，本发明的实施例中，当使用者呼吸时，第一腔体内会产生负压，为了避免面罩被吸扁，造成外部空气从罩体11的边缘进入第一腔体的问题，罩体11采用硬质或半硬质塑胶材料制成。密封结构14为硅胶密封圈，密封结构14与罩体11的外边缘相适配，能够与人脸紧密贴合，避免外部空气进入罩体11的第一腔体内。罩体11上设有第一单向阀12，第一单向阀12可以为呼气阀，当使用者呼气时，产生正压，将第一单向阀12打开，人体呼出的气体就从第一单向阀12排出，第一单向阀12也可以为吸气阀，当使用者吸气时，产生负压，将第一单向阀12打开，外界空气就从第一单向阀12进入第一腔体并被人体吸入。面罩10还包括系带13，人体通过系带13佩戴面罩10。电源开关44能够用来控制UVC光源(即光源41)的开关。电源插头43可以是Micro usb接口、Type-C接口、lightning接口等，优选地，本发明的实施例中，采用USB接口作为电源插头43，因为该接口应用广泛，既可以与充电宝、充电电池等相连，又方便随身携带使用，而当在屋内使用时，可以与电脑、手机等相连接，还可以通过普通的手机充电器等将呼吸装置与外界电源相连接，通过电源插头43可以为UVC光源及风扇供电。光源41为UVC光源，优选地，本发明的实施例中，光源41为UVC LED芯片，电路板42为LED PCB板，电路板42用来搭载UVC LED芯片，UVC波段的短波紫外光LED芯片，波长在200纳米至275纳米之间，优选地，本发明的实施例中，采用峰值波长为250纳米至280纳米的UVCLED芯片作为光源41，该波段的UV光能够有效的破坏微生物的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)分子结构，使细菌死亡或不能繁殖，从而达到杀菌的目的。本发明的实施例中，使用者将面罩10戴好后，插好电源插头43，打开电源开关44，光源41点亮，对第二腔体31内的空气或气体进行照射、灭菌。当第一单向阀12为呼气阀时，当使用者吸气时，罩体11上的第一单向阀12关闭，外界空气无法直接进入罩体11的第一腔体内，由于密封结构14与人脸紧密贴合，使罩体11的第一腔体形成一个密闭空间，当使用者吸气时，就会在罩体11内形成一定的负压，由于罩体11通过过流管20与过流组件30相通，因此，负压能将外界空气经第二通孔33吸入第二腔体31内，第二腔体31都在光源41的照射范围内，所以，当空气进入第二腔体31后就会被照射到，一直到进入过流管20的这段时间内，空气一直处于光源41的照射范围内，因此，延长了照射时间，提高了灭菌效率。由此，经过灭菌的空气才能进入罩体11的第一腔体内，使用者就能获得干净的空气，大大降低了呼吸道传染病感染的风险。

第二实施例

第二实施例与第一实施例的不同之处在于：

如图2所示，本发明的实施例中，消毒组件40还包括设置于壳体32的储电结构45，电源插头43与储电结构45电连接，储电结构45与电路板42电连接。

外界电源与电源插头43电连接，通过电源插头43可以为电路板42直接供电，也可以为储电结构45充电，之后再通过储电结构45为电路板42供电，使光源41能够发出具有杀菌功能的光线。储电结构45具有储电功能，可以利用储电结构45存储的电力为电路板42供电，方便快捷，同时可以降低对外界电源的要求，避免受外界电源的限制。

第二实施例与第一实施例的不同之处在于，第二实施例增加了储电结构45。储电结构45用于为电路板42、光源41及风扇80供电。优选地，储电结构45可以为普通干电池，也可以为充电电池。优选地，本发明的实施例中，采用可充电锂电池作为储电结构45。当在室内使用时，利用电源插头43既可以直接给电路板42供电以打开光源41，又可以为储电结构45充电。优选地，本发明的实施例中，储电结构45与壳体本体34连接且位于第二腔体31内，该设置方式使得呼吸装置的结构更加紧凑，携带方便。

第二实施例中的其他部件的结构和连接关系等均与第一实施例中相同，此处不再赘述。

第三实施例

第三实施例与第一实施例的不同之处如下：

如图3和图4所示，本发明的实施例中，呼吸装置还包括第一过滤结构50，第一过滤结构50位于壳体本体34和第一端盖35之间。自壳体本体34的内腔(也就是第二腔体31)进入第一端盖35的内腔或者自第一端盖35的内腔进入壳体本体34的内腔的气体需要经过第一过滤结构50，第一过滤结构50能够对上述气体进行过滤，对气体具有净化作用。

如图3和图4所示，本发明的实施例中，呼吸装置还包括设置于第一端盖35的第二单向阀60，第二单向阀60位于壳体本体34和过流管20之间。通过设置第二单向阀60可以控制和保证气体的流动方向，可以根据实际需要使气体仅沿单一方向流动，比如，当气体自壳体本体34的内腔向第一端盖35的内腔流动时，在第二单向阀60的作用下，可以防止气体自第一端盖35的内腔倒流至壳体本体34的内腔，或者，当气体自第一端盖35的内腔向壳体本体34的内腔流动时，在第二单向阀60的作用下，可以防止气体自壳体本体34的内腔倒流至第一端盖35的内腔。

罩体11上可设置呼气阀(即第一单向阀12为呼气阀)，当呼气时，第一单向阀12打开，呼出的气体通过第一单向阀12排出至外界，此时，第二单向阀60为吸气阀，吸气阀关闭，保证呼出的气体不能进入过流组件30的第二腔体31；吸气时第二单向阀60打开，第一单向阀12关闭，呼气时，第二单向阀60关闭，第一单向阀12打开，能够避免呼出的气体进入过流组件30的第二腔体31内，影响吸入的空气质量。

优选地，本发明的实施例中，第二单向阀60设置于第一端盖35。当然，在本申请的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要，将第二单向阀60设置于壳体本体34或者第二端盖37，同样能够起到控制和保证气体的流动方向的作用。优选地，当第二单向阀60设置在壳体本体34上时，第二单向阀60位于壳体本体34的朝向第一端盖35的一端。

具体地，如图4所示，本发明的实施例中，第二单向阀60包括膜片61、阀座62和阀盖66，膜片61上设有安装孔；阀座62包括阀座本体63和设置于阀座本体63一侧的第一凸起64，第一凸起64和至少部分阀座本体63围成凹槽65，阀座本体63上设有第一过流通道；阀盖66包括阀盖本体67和设置于阀盖本体67一侧的第二凸起68，阀盖本体67上设有第二过流通道，第二凸起68穿过安装孔与凹槽65配合，以使膜片61位于阀盖本体67和第一凸起64之间；沿气体的流动方向，阀盖66、膜片61和阀座62依次设置。

上述设置中，第二凸起68穿过安装孔与凹槽65配合，将膜片61夹在阀盖本体67和第一凸起64之间，当气体自阀盖本体67上的第二过流通道向膜片61方向流动时，在气体的压力作用下，膜片61向阀座本体63所在一侧弯曲，使得气体能够向阀座本体63方向流动，并经第一过流通道流出；当气体自第一过流通道向膜片61方向流动时，在气体的压力作用下，膜片61与阀盖本体67接触，膜片61封堵住第二过流通道，防止气体自第二过流通道流出，从而实现了第二单向阀60的控制和保证气体的流动方向，使气体仅沿单一方向流动的目的。

当然，在本申请的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要，仅使第一凸起64围成凹槽65，比如，第一凸起64为空心柱状结构，第一凸起64的内腔形成凹槽65。

优选地，第一单向阀12可以为常见的单向阀，也可以为与第二单向阀60结构相同的单向阀结构。

如图4所示，本发明的实施例中，第一端盖35包括端盖本体351和盖板353，端盖本体351具有相对设置的第一端和第二端，端盖本体351的第一端与壳体本体34连接，端盖本体351具有安装腔352，第二腔体31通过安装腔352与过流管20的内腔连通；盖板353位于端盖本体351的第二端，端盖本体351通过盖板353与过流管20连接。

上述设置中，壳体本体34、端盖本体351、盖板353和过流管20依次连接，设置盖板353可以便于将待安装部件(比如第二单向阀60)安装至安装腔352内，端盖本体351和盖板353结构简单，便于组装。

优选地，如图4所示，本发明的实施例中，第二单向阀60设置在端盖本体351的安装腔352内，沿图4纸面的上下方向，第二单向阀60位于第一过滤结构50的下方。

如图3和图4所示，本发明的实施例中，呼吸装置还包括反射结构70，反射结构70设置于壳体32的至少部分内壁面上。通过反射结构70可以对光源41发出的光线进行反射，提高光线利用率，增强杀菌效果。

优选地，本发明的实施例中，反射结构70设置在壳体本体34的至少部分内壁面上。

优选地，反射结构70可以为铝质反射层，因为铝对UVC光的反射率较高，利用铝制反射层，可以将照射在壳体本体34内壁上的光线反射回来，大大提高UVC光的利用率，从而大大提高灭菌率。

如图3所示，本发明的实施例中，呼吸装置还包括设置于壳体32的风扇80，风扇80位于第二腔体31内，在风扇80的作用下，气体沿第二通孔33至第一单向阀12方向或者沿第一单向阀12至第二通孔33方向流动。风扇80运行形成负压，可以加快气体流动速度，便于进气或出气。相较于呼吸装置的过滤层孔径较小，气体流通阻抗较大，容易造成使用者呼吸困难等问题的技术而言，本申请的呼吸装置通过设置风扇80可以加快气体流动速度，及时供气或排气，使使用者呼吸顺畅，保证使用者能够舒适工作。

为了使呼吸更顺畅，减少空气流通阻力，可在第二通孔33和过流管20之间增加一个或多个小型风扇，风扇既可以采用轴流风扇，亦可以采用离心风扇。风扇可将空气从第二通孔33吸入，经过UVC光照射灭菌后，经过流管20进入罩体11的第一腔体，供使用者使用；由于风扇能产生一定的风压，所以能够使使用者呼吸更加顺畅。当然，还可以根据实际需要，通过改变风扇的安装方向，使风扇将经过UVC光照射灭菌后的气体导向第二通孔33排出至外界。

优选地，如图3所示，本发明的实施例中，过流组件30还包括设置于壳体32的第二安装支架38，第二安装支架38位于第二腔体31内，风扇80设置于第二安装支架38。第二安装支架38用于支撑、安装固定风扇80。

优选地，如图3所示，本发明的实施例中，过流组件30还包括设置于壳体32的第一安装支架36，第一安装支架36位于第二腔体31内，光源41与第一安装支架36连接。光源41和电路板42均设置在第一安装支架36上，第一安装支架36用于支撑、安装固定光源41和电路板42。

优选地，如图3所示，本发明的实施例中，沿图3纸面的上下方向，第一安装支架36位于第二安装支架38的下方。优选地，第一安装支架36和第二安装支架38上均设有气体过流通道，以使气体能够顺利流动。

如图3所示，本发明的实施例中，壳体32还包括与壳体本体34连接的第二端盖37，第二端盖37位于壳体本体34的远离过流管20的一端(也就是第二端盖37位于壳体本体34的远离第一端盖35的一端)，第二通孔33设置于第二端盖37。

上述设置中，第一端盖35、壳体本体34和第二端盖37分体设置，这样设置，可以便于将反射结构70、电路板42、光源41和风扇80安装固定在壳体本体34内，方便组装。

优选地，如图3所示，本发明的实施例中，电源插头43和电源开关44均设置于第二端盖37，第二端盖37支撑、安装固定电源插头43和电源开关44。

如图3所示，本发明的实施例中，呼吸装置还包括第二过滤结构90，第二过滤结构90位于壳体本体34和第二端盖37之间。自第二通孔33向第二腔体31方向流动或者自第二腔体31向第二通孔33方向流动的气体需要经过第二过滤结构90，第二过滤结构90能够对上述气体进行过滤，对气体具有净化作用。

为了去除空气中的其它灰尘、无机颗粒及未被杀灭的细菌病毒等，可在第二通孔33与光源41之间，或在光源41与过流管20之间，或在第二通孔33与光源41之间以及光源41与过流管20之间同时增加过滤结构(本发明的实施例中，第二通孔33与光源41之间设有第二过滤结构90，光源41与过流管20之间设有第一过滤结构50)。优选地，过滤结构(第一过滤结构50和/或第二过滤结构90)可以由现有技术中采用的各种过滤材料(如：HEPA(高效空气过滤，High Efficiency Particulate Air)过滤材料、合成纤维毡、无纺布等)制成。优选地，本发明的实施例中，采用一层或多层经过驻极处理的熔喷布材料作为第一过滤结构50和第二过滤结构90，这样形成的过滤结构能够利用静电吸附空气中的颗粒较小的灰尘和细菌等，采用上述过滤结构，既能有效地过滤，同时又能够减少过滤结构的空气阻力。

如图3所示，本发明的实施例中，外界气体自第二通孔33进入第二端盖37的内腔，之后经第二过滤结构90过滤进入第二腔体31，经风扇80提速，并在第二腔体31内经光源41发射的具有杀菌功能的光线杀菌消毒，之后经第一过滤结构50过滤进入第一端盖35的内腔，并在第二单向阀60的作用下，沿过流管20的内腔进入第一腔体，被人体吸入，人体呼出的气体经第一单向阀12排出至外界。

优选地，本发明的实施例中，呼吸装置还包括第一调节开关和第二调节开关，第一调节开关用于调节风扇风量的大小，通过调节风量，可以为使用者提供适合自己的风量和风压，使呼吸更加顺畅；第二调节开关用于调节光源41发出的光线的亮度，通过调节亮度，可以调整杀菌效率和效果。

具体地，如图3所示，第二端盖37上设有多个第二通孔33，第二安装支架38为风扇支架，用于安装固定风扇80，第一安装支架36为光源安装支架，用于安装固定光源41和电路板42。第二腔体31为空气净化腔，第二腔体31位于光源41的照射范围之内。光源41为UVC光源，具体地，光源41为UVC LED芯片，电路板42为LED PCB板，UVC LED芯片可以采用1个或多个，LED PCB板承载UVC LED芯片及控制电路，优选地，LED PCB板采用铝基板制作，因为UVCLED芯片发热量较大，采用铝基板，更有助于散热，可以有效的延长UVC LED芯片的使用寿命。优选地，为了增加过滤、灭菌效果，可以在第二端盖37和壳体本体34之间的连接处增设第二过滤结构90，第二过滤结构90可以采用现有技术中采用的各种过滤材料制成，如：HEPA过滤材料、合成纤维毡、无纺布等。优选地，本发明的实施例中，采用一层或多层经过驻极处理的熔喷布材料作为第二过滤结构90，使得第二过滤结构90能够利用静电吸附空气中的颗粒较小的灰尘和细菌等。优选地，在第一端盖35与壳体本体34之间的连接处增设第一过滤结构50，第一过滤结构50的作用与第二过滤结构90基本相同，其材料与第二过滤结构90可以相同，也可以不同。由于第一过滤结构50一直处于UVC光源的照射下，因此，被第一过滤结构50过滤在表面的细菌等，就会被持续照射，直至死亡，杀菌效果会更好。优选地，本发明的实施例中，在第一端盖35上设置第二单向阀60，第二单向阀60可以为吸气阀，即吸气时第二单向阀60打开，呼气时第二单向阀60关闭，能够避免呼出的气体进入第二腔体31，影响空气质量(当然，还可以根据实际需要，使第二单向阀60为呼气阀，此时呼气时第二单向阀60打开，吸气时第二单向阀60关闭)。盖板353的作用是将第一端盖35的端部封住，防止气体外溢，同时能将过流管20与端盖本体351连接起来，从而将壳体本体34与罩体11连接起来。面罩10的结构与第一实施例相同，此不赘述。反射结构70可以为反射层，反射层可以采用镀铬、镀镍等方式形成，优选地，采用铝箔形成反射结构70，因为铝对UVC光的反射率较高，利用铝做反射层，可以将照射在壳体本体34内壁上的光线反射回来，大大提高UVC光的利用率，从而大大提高灭菌率。当然，也可以直接采用铝制作壳体本体34。

本发明的实施例中，使用者将面罩10戴好后，插好电源插头43，打开电源开关44，光源41点亮，对第二腔体31内的空气进行照射、灭菌，同时，风扇80开始工作。风扇80的作用是为了使呼吸更顺畅，减少空气流通阻力，在第二腔体31内增加一个或多个小型风扇，风扇既可以采用轴流风扇，亦可以采用离心风扇。由于风扇能产生一定的风压，所以能够使使用者呼吸更加顺畅。当使用者吸气时，罩体11上的呼气阀(即第一单向阀12)关闭，外界空气无法直接进入罩体11的第一腔体内，由于密封结构14与人脸紧密贴合，使罩体11的内部形成一个密闭空间，而当使用者吸气时，就会在罩体11内形成一定的负压。而风扇能产生正压，在正负压的共同作用下，外界空气经第二通孔33进入第二端盖37后，经过第二过滤结构90，进入第二腔体31内，然后经过第一过滤结构50进入第一端盖35，在此期间，空气一直处于UVC光照射的范围内，延长了照射时间，提高了灭菌效率。同时，在正负压差的作用下，第二单向阀的膜片61打开，空气经膜片61与阀盖66之间的间隙进入过流管20，从而进入罩体11的第一腔体内。而当呼气时，第一单向阀12打开，膜片61与阀盖66紧贴在一起，第二单向阀60关闭，呼出的气体就由第一单向阀12排出至外界。

本发明的实施例的优点在于，通过增加风扇，提高了风压，使使用者呼吸更加顺畅，通过增加第一过滤结构50和第二过滤结构90，能够更好的过滤空气中的灰尘和细菌，大大提高了空气的清洁度，从而降低了呼吸道传染病感染的风险。

第三实施例中的其他部件的结构和连接关系等均与第一实施例中相同，此处不再赘述。

第四实施例

第四实施例与第三实施例的不同之处在于：气体流动方向不同。具体地，第三实施例中，佩戴面罩10的人体通过过流组件30和过流管20吸气，吸入的空气经消毒组件40杀菌消毒后被人体吸入，人体呼出的气体通过第一单向阀12排出至外界；第四实施例中，佩戴面罩10的人体通过第一单向阀12吸入空气，人体呼出的气体经过流管20和过流组件30并通过消毒组件40杀菌消毒后排出至外界。

如图5和图6所示，本发明的第四实施例中，气体流动方向与本发明的第三实施例(如图3和图4所示)中的气体流动方向相反。本发明的第四实施例中，外界气体自第一单向阀12进入第一腔体并被人体吸入，人体呼出的气体自第一腔体经过流管20的内腔进入第一端盖35的内腔，并在第二单向阀60的作用下，经第一过滤结构50过滤进入第二腔体31，在第二腔体31内经光源41发出的具有杀菌功能的光线照射杀菌消毒后，在风扇80的带动下，经第二过滤结构90过滤，进入第二端盖37的内腔，并最终经第二通孔33排出至外界。

本发明的第四实施例中，为了使气体反向流动，第一单向阀12、第二单向阀60和风扇80均反向安装，也就是说，第四实施例中与第三实施例中的第一单向阀12、第二单向阀60和风扇80的安装方式正相反。

即第三实施例中，第一单向阀12为出气阀，沿图4纸面自上向下的方向，阀盖66、膜片61和阀座62依次设置，风扇80运行产生负压，使外界气体自第二通孔33向第一单向阀12方向流动；第四实施例中，第一单向阀12为进气阀，沿图6纸面自上向下的方向，阀座62、膜片61和阀盖66依次设置，风扇80运行产生负压，使人体呼出的气体自第一单向阀12向第二通孔33方向流动。

第四实施例将第三实施例中的第二单向阀60、第一单向阀12以及风扇80反向安装。如图5所示，第一单向阀12变为吸气阀，第二单向阀60变为呼气阀。风扇80反向安装，其工作原理为使用者将面罩10戴好后，插好电源插头43，打开电源开关44，光源41点亮，对第二腔体31内的空气进行照射、灭菌，同时，风扇80开始工作。当使用者吸气时，在罩体11的第一腔体内形成负压，第一单向阀12打开，而第二单向阀60的膜片61与阀盖66紧贴在一起，使第二单向阀60闭合，外界空气经第一单向阀12进入罩体11的第一腔体内，供使用者使用。当使用者呼气时，呼出的气体在罩体11的第一腔体内形成正压，第一单向阀12闭合，空气无法从第一单向阀12排出，而第二单向阀60的膜片61与阀盖66在正压的作用下打开，同时，由于风扇80反向安装，当风扇80旋转时，能将第二腔体31内的气体吸出，因此，当第二单向阀60的膜片61打开后，使用者呼出的气体就在负压的作用下，经过流管20及第二单向阀60进入第二腔体31，进入第二腔体31的空气在风扇80的吸力作用下向第二端盖37移动，在此过程中，光源41发出的紫外光对第二腔体31内的空气进行持续照射、灭菌。灭菌后的气体进入第二端盖37，然后从第二通孔33排出。

可以将第一单向阀12和第二单向阀60反向安装，这样进气口变为出气口，出气口变为进气口，其目的在于，为呼吸道传染病患者提供的呼吸器，患者呼出的带有病菌的空气，经过流管20进入第二腔体31，经UVC光照射后，使病菌失活或被杀死，然后经第二通孔33排出。这样，就可以大大减少病人造成的传染，而且携带方便，更适合居家隔离的人员使用。

第四实施例中的其他部件的结构和连接关系等均与第三实施例中相同，此处不再赘述。

本申请的技术方案提供了一种便携式、能够主动灭菌并能够使使用者舒适作业的呼吸装置。本申请的呼吸装置主要适用于呼吸道传染病感染者或疑似病人或无症状感染者，为了防止呼出的气体中带有的传染病菌，在未知的情况下造成疾病传染，采用本发明及本发明的实施例中的呼吸装置，可以将呼出的气体中的病菌杀死或过滤掉，能够更好的预防呼吸道传染疾病的传播扩散。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：人体佩戴面罩，人体的面部与罩体的边沿接触，使第一腔体形成封闭腔体，通过第一单向阀可以实现自外界向第一腔体进气或者自第一腔体向外界出气；壳体的第二腔体通过过流管的内腔与第一腔体连通，通过壳体上的第二通孔可以实现自第二腔体向外界出气或自外界向第二腔体进气；通过上述设置，可以实现外界气体自第二通孔进入第二腔体，之后沿过流管的内腔进入第一腔体，并最终经第一单向阀排出至外界的循环流动过程，也可以实现外界气体经第一单向阀进入第一腔体，之后沿过流管的内腔进入第二腔体，并最终自第二通孔排出至外界的循环流动过程；由于本申请的呼吸装置包括消毒组件，消毒组件的光源能够向第二腔体内发出具有杀菌功能的光线，这样，无论气体是自第二通孔经第二腔体向第一单向阀方向流动，还是自第一单向阀经第二腔体向第二通孔方向流动，均能够在第二腔体内经光线作用实现杀菌消毒目的，也就是能够实现沿气体的流动方向，在第二通孔和第一单向阀之间的流通路径上，气体通过消毒组件消毒后经第一单向阀或者第二通孔排出，从而能够实现在空气进入人体之前或人体呼出的气体排入空气之前进行杀菌消毒处理的目的，保证人体吸入的是进过杀菌消毒处理后的气体，进而获得较好的防护效果。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种呼吸装置，其特征在于，包括：

面罩(10)，包括具有第一腔体的罩体(11)和与所述罩体(11)连接的第一单向阀(12)，所述罩体(11)上设有与所述第一腔体连通的第一通孔，所述第一单向阀(12)设置在所述第一通孔处；

过流管(20)；

过流组件(30)，包括具有第二腔体(31)的壳体(32)，所述壳体(32)上设有与所述第二腔体(31)连通的第二通孔(33)，所述第二腔体(31)经所述过流管(20)与所述第一腔体连通；

消毒组件(40)，包括能够发出具有杀菌功能的光线的光源(41)，至少部分所述光源(41)位于所述第二腔体(31)内；

其中，沿气体的流动方向，在所述第二通孔(33)和所述第一单向阀(12)之间的流通通道内，所述气体通过所述消毒组件(40)消毒后经所述第一单向阀(12)或者所述第二通孔(33)排出。

2.根据权利要求1所述的呼吸装置，其特征在于，所述壳体(32)通过所述过流管(20)与所述罩体(11)连接，所述第二通孔(33)和所述过流管(20)分别位于所述光源(41)的相对两侧。

3.根据权利要求1所述的呼吸装置，其特征在于，所述消毒组件(40)还包括设置于所述壳体(32)的电路板(42)和与所述电路板(42)电连接的电源插头(43)，所述光源(41)设置于所述电路板(42)且与所述电路板(42)电连接。

4.根据权利要求3所述的呼吸装置，其特征在于，

所述消毒组件(40)还包括设置于所述壳体(32)的电源开关(44)，所述电源插头(43)和所述电路板(42)均与所述电源开关(44)连接，所述电源开关(44)用于控制所述电源插头(43)和所述电路板(42)之间的连通或断开；或者，

所述消毒组件(40)还包括设置于所述壳体(32)的储电结构(45)，所述电源插头(43)与所述储电结构(45)电连接，所述储电结构(45)与所述电路板(42)电连接；或者，

所述光源(41)为紫外线杀菌灯或UVC LED芯片。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的呼吸装置，其特征在于，所述壳体(32)包括壳体本体(34)和与所述壳体本体(34)连接的第一端盖(35)，所述第一端盖(35)的远离所述壳体本体(34)的一端与所述过流管(20)连接。

6.根据权利要求5所述的呼吸装置，其特征在于，所述呼吸装置还包括第一过滤结构(50)，所述第一过滤结构(50)位于所述壳体本体(34)和所述第一端盖(35)之间。

7.根据权利要求5所述的呼吸装置，其特征在于，所述呼吸装置还包括设置于所述壳体本体(34)或所述第一端盖(35)的第二单向阀(60)，所述第二单向阀(60)位于所述壳体本体(34)和所述过流管(20)之间。

8.根据权利要求7所述的呼吸装置，其特征在于，所述第二单向阀(60)包括：

膜片(61)，所述膜片(61)上设有安装孔；

阀座(62)，包括阀座本体(63)和设置于所述阀座本体(63)一侧的第一凸起(64)，所述第一凸起(64)或所述第一凸起(64)和至少部分所述阀座本体(63)围成凹槽(65)，所述阀座本体(63)上设有第一过流通道；

阀盖(66)，包括阀盖本体(67)和设置于所述阀盖本体(67)一侧的第二凸起(68)，所述阀盖本体(67)上设有第二过流通道，所述第二凸起(68)穿过所述安装孔与所述凹槽(65)配合，以使所述膜片(61)位于所述阀盖本体(67)和所述第一凸起(64)之间；

沿气体的流动方向，所述阀盖(66)、所述膜片(61)和所述阀座(62)依次设置。

9.根据权利要求5所述的呼吸装置，其特征在于，所述第一端盖(35)包括：

端盖本体(351)，具有相对设置的第一端和第二端，所述端盖本体(351)的第一端与所述壳体本体(34)连接，所述端盖本体(351)具有安装腔(352)，所述第二腔体(31)通过所述安装腔(352)与所述过流管(20)的内腔连通；

盖板(353)，位于所述端盖本体(351)的第二端，所述端盖本体(351)通过所述盖板(353)与所述过流管(20)连接。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的呼吸装置，其特征在于，

所述呼吸装置还包括反射结构(70)，所述反射结构(70)设置于所述壳体(32)的至少部分内壁面上；或者，

所述呼吸装置还包括设置于所述壳体(32)的风扇(80)，所述风扇(80)位于所述第二腔体(31)内，在所述风扇(80)的作用下，气体沿所述第二通孔(33)至所述第一单向阀(12)方向或者沿所述第一单向阀(12)至所述第二通孔(33)方向流动；或者，

所述过流组件(30)还包括设置于所述壳体(32)的第一安装支架(36)，所述第一安装支架(36)位于所述第二腔体(31)内，所述光源(41)与所述第一安装支架(36)连接。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的呼吸装置，其特征在于，所述壳体(32)包括壳体本体(34)和与所述壳体本体(34)连接的第二端盖(37)，所述第二端盖(37)位于所述壳体本体(34)的远离所述过流管(20)的一端，所述第二通孔(33)设置于所述壳体本体(34)或所述第二端盖(37)。

12.根据权利要求11所述的呼吸装置，其特征在于，所述呼吸装置还包括第二过滤结构(90)，所述第二过滤结构(90)位于所述壳体本体(34)和所述第二端盖(37)之间。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的呼吸装置，其特征在于，当所述第二通孔(33)为进气孔时，所述第一单向阀(12)为排气阀；或者，当所述第二通孔(33)为排气孔时，所述第一单向阀(12)为进气阀。

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