CN113243591A - 一种智能防护服 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医护人员治疗流行病病患用隔离防护服，一种智能防护服的头颈部分与躯干四肢部分分隔为两个独立的空间，头颈部分内设有呼吸通路，躯干四肢部分设有散热通路，散热通路及时将多余热量排除智能防护服，避免医护人员汗流浃背；呼吸通路实现了动力辅组呼吸，可以增加过滤膜的层数和密实程度，达到更好的过滤效果，减小了医护人员的胸部肌肉群能量消耗；一种智能防护服使用智能防护服双联消毒装置消毒重用，解决了流行病爆发期间防护品严重短缺的问题。智能防护服在使用过程中实时进行压力检测，及时发现破损并报警，降低医护人员感染风险。重量轻和成本低的吹塑而成整体透明头盔，无压迫感，避免护目镜口罩压迫医护人员面部组织。

Description

一种智能防护服

技术领域

本发明涉及一种防护服，可广泛应用于医疗卫生、制药、电子领域，用于防止病菌、灰尘等的污染，特别适用于医护人员治疗传染病病的隔离防护服。

背景技术

在传染病流行期间，一些医护人员以及与传染病患者密切接触的人群均需要穿戴防护服，现有的防护服一般为防护服本体、口罩、鞋套、护目镜和防护屏组成，看新闻获知：

1.医护人员在穿戴现有防护服前检测是否有破损，使用过程中没有破损检测，如果在使用过程中破损，未及时发现，医护人员存在感染风险；

2.护目镜和口罩压迫医护人员面部组织，医护人员面部肿胀充血，不得不贴创可贴，也就是医护人员在穿戴护目镜和口罩担心与面部的贴合不紧密，过度用力按压损伤面部；

3.脱掉一次性防护服的医护人员汗流浃背，由于防护服散热设计不合理，医护人员长期过度出汗，导致疲劳，进一步导致医护人员人体免疫力下降，医护人员直接接触病毒，感染病毒致病的风险极高；

4.增加口罩密实程度，可以增加过滤效果，但是医护人员透过口罩呼吸消耗他们胸部肌肉群能量更多，长时间佩戴，容易导致疲劳；

5.流行病对一次性智能防护服具有冲击性的需求，流行病扩散期，人人需要防护用品，需求暴涨，产能难以匹配，资本顾及投资风险，也不会过度增加产能，造成防护用品短缺；

上述问题严重影响防止新型冠状病毒工作的开展，改善医护人员工作条件，妨碍更早更快控制疫情，为了尽快控制疫情急需解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的五个方面的问题，本发明提供一种智能防护服，能实时压力检测及预警、整体透明头盔无压迫感、防护服躯干四肢部分能散热、能动力辅组呼吸和能高效消毒重用。

本发明提供如下技术方案：防护服包括头盔、防护服颈部部分、防护服躯干部分和防护服四肢部分，头盔由透明的塑料吹塑而成，防护服颈部部分、防护服躯干部分和防护服四肢部分由多层复合无纺布和热封胶带热封制成，防护服躯干部分正面设置有气密拉链，头盔和防护服颈部部分使用热封胶带热封联接为一体，防护服颈部部分和防护服躯干部分使用气密拉链连接，泡沫垫肩将防护服颈部部分和头盔与防护服躯干部分和防护服四肢部分分隔为两个独立的空间，避免它们之间的空气流动，防止汗味和屁味进入头盔。头盔解决换气和散热问题，防护服躯干部分和防护服四肢部分解决散热问题，如果防护服躯干部分和防护服四肢部分也换气，换气量增加，过滤装置更容易老化失效。防护服的胸部和背部嵌入多块一至三平方厘米的金属箔，金属箔的散热性能优于防护服的高分子材料，能减小散热通路的功率，金属箔面积太大容易折断破损，太小防护服制造成本增加太多。

头盔由透明的塑料吹塑而成，生产工艺如食用油包装桶，重量轻且成本低，整体透明的头盔实现了医护人员面部无压迫感；头盔上设置有带过滤装置的应急阀，呼吸通路故障的时候医护人员手动打开使用；头盔内部与头接触的地方设置泡沫条，实现头部支撑头盔；头盔内设置头部温度和压力传感器，使用线缆连接背包控制器，线缆图中未画出，背包控制器检测头盔内的温度和压力并预警。麦克风设置在头盔中，使用线缆连接背包控制器，背包控制器设置有无线网卡和语音识别软件，医护人员可以使用语音调节背包控制器控制的风量、温度和压力参数。

可消毒重用的双肩背包包括排气过滤装置、进气过滤装置、制冷装置、背包控制器、电池包，排气过滤装置包括排气多层复合过滤膜、空气呼出管、排气风扇，排气多层复合过滤膜嵌入塑料端盖中，与排气过滤装置螺纹连接，便于更换；进气过滤装置包括空气呼入管、进气风扇、进气多层复合过滤膜；进气多层复合过滤膜嵌入塑料端盖中，与进气过滤装置螺纹连接，便于更换；制冷装置包括进进风装置、回风装置、空气流动方向指示线、换热器、蓄冷块、半导体制冷器、散热器、散热器风扇、线缆，进风装置包括风管接口和进风风扇；回风装置包括回流空气管和回风风扇。半导体制冷器热端使用导热硅脂连接散热器，散热器上螺钉连接散热器风扇；半导体制冷器冷端使用导热硅脂连接蓄冷块，再使用导热硅脂连接换热器，换热器上螺钉连接回风风扇和进风风扇，注意正确调整回风风扇和进风风扇风向。背包控制器与排气过滤装置、进气过滤装置、进风装置、回风装置、半导体制冷器、和电池包之间使用线缆连接，背包控制器根据温度和压力传感器和头部温度和压力传感器采集的数值和设定的阀值，控制进气风扇、排气风扇、进风风扇和回风风扇的转速，控制半导体制冷器的制冷量。温度和压力传感器使用线缆连接背包控制器，背包控制器检测散热通路内的温度和压力并预警。麦克风设置在头盔中，使用线缆连接背包控制器，医护人员可以使用语音调节背包控制器控制的风量、温度和压力参数。双肩背包各个部件需要参照海洋仪器设计规范进行密封设计，便于浸入消毒液中消毒。双肩背包与图中的零件构成呼吸通路和散热通路。

呼吸通路包括进气过滤装置、进气管接口、进气管、头盔、头部温度和压力传感器、排气管、排气管接口和排气过滤装置，各个零件顺序连接；进气过滤装置包括空气呼入管、进气风扇、进气多层复合过滤膜，各个零件顺序连接；排气过滤装置包括排气多层复合过滤膜、空气呼出管、排气风扇，各个零件顺序连接。呼吸通路实现了动力辅组呼吸，可以增加过滤膜的层数和密实程度，达到更好的过滤效果，同时可以减轻医护人员胸肌运动负荷。

散热通路包括制制冷装置、进风装置、进风管接口、进风管、温度和压力传感器、回风管、回风管接口、回风装置，各个零件顺序连接；制冷装置包括换热器、蓄冷块、半导体制冷器、散热器、散热器风扇，各个零件顺序连接；进风装置包括流入空气管、进风风扇，各个零件顺序连接；回风装置包括回流空气管、回风风扇，各个零件顺序连接。

防护服消毒后重新使用是克服疫情爆发期物资供应不足的困难现实的办法。智能防护服双联消毒装置包括控制器、振动传感器、消毒液、线缆、被消毒物体、容器、带孔支架、前支座、地平面、过滤器、电磁振动器、密封垫、泵、管口、热风机及热风管、后支座、排除液体的管、三通电磁阀、回流管、注入管、电磁阀、排气阀、排气管、容器盖，控制器使用线缆连接振动传感器、电磁振动器、泵、热风机、三通电磁阀、电磁阀和排气阀。

容器和容器盖组成密闭容器，内置消毒液，如百分之七十五的乙醇水溶液，本案中的所有的电机使用防爆电机，便于消毒液可以使用易燃易爆物品。容器盖的正面设置控制器；容器底部设置有电磁振动器或超声换能器，产生振动使消毒液充分浸泡被消毒物体，达到更好的消毒效果，控制器内设置有振动传感器，检测电磁振动器工作是否正常工作；浸泡在消毒液中的被消毒物体，如智能防护服、头盔和水密的双肩背包，放置被消毒物体时候，注意它内部的气泡能顺利上浮，避免局部没有消毒液浸泡。容器外设置有热风机及热风管，设置多个管口，图中只画了一个，其管口位于带孔支架的下方，在排干消毒液之后，热风干燥和消毒被消毒物体，热风排气阀和排气管设置在容器盖上，含有消毒液的热风需要按相关规范处理之后排放；容器内设置有排除消毒液的泵，管口位于后支座上方，后支座低于前支座，最后排除的消毒液集中在管口处。

一台消毒装置的注入管连接另一台消毒装置的排除液体的管；这台消毒装置的排除液体的管连接另一台消毒装置的注入管，这台消毒装置在热风干燥被消毒物体时，另一台消毒装置在消毒浸泡被消毒物体，两台消毒装置同时工作，工作效率高，消毒液可以连续使用，直到需要更换的时候，更换出的百分之七十五的乙醇水溶液可以蒸馏后重新调配使用，克服疫情爆发期物资供应不足的困难。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

1)智能防护服在使用过程中实时进行压力检测并预警，在使用过程中及时发现破损，降低医护人员感染风险；

2)重量轻和成本低的吹塑而成的整体透明头盔，无压迫感。避免护目镜和口罩压迫医护人员面部组织，医护人员面部肿胀充血；

3)散热通路及时将多余热量排除智能防护服，避免医护人员汗流浃背，长期过度出汗，导致疲劳，进一步导致医护人员人体免疫力下降的情况，也就是，降低了医护人员感染病毒致病的风险；

4)呼吸通路实现了动力辅组呼吸，可以增加过滤膜的层数和密实程度，达到更好的过滤效果；减小了医护人员的胸部肌肉群能量，解决了长时间佩戴，容易导致疲劳的问题。

5)智能防护服高效消毒重用，解决了智能防护服严重短缺的问题。

附图说明

图1为智能防护服示意图；

图2为智能防护服的双肩背包结构示意图；

图3为智能防护服双联消毒装置示意图。

图中：头盔101、带过滤装置的应急阀102、麦克风103、防护服颈部部分104、金属箔105、进风管106、温度和压力传感器107、回风管108、泡沫条109、头部温度和压力传感器110、气密拉链111、泡沫垫肩112、风流向指示线113、排气管114、进气管115、双肩背包116、排气管接口117、进气管接口118、进风管接口119、回风管接口120；防护服躯干部分121、防护服四肢部分122；排气多层复合过滤膜201、空气呼出管202、排气风扇203、排气过滤装置204、流入空气管205、进风风扇206、进风装置207、回流空气管208、回风装置209、回风风扇210、空气流动方向指示线211、双肩背包212、换热器213、蓄冷块214、半导体制冷器215、制冷装置216、散热器217、散热器风扇218、线缆219、背包控制器220、空气呼入管221、进气过滤装置222、进气风扇223、进气多层复合过滤膜224、电池包225；控制器301、振动传感器302、消毒液303、线缆304、被消毒物体305、容器306、带孔支架307、前支座308、地平面309、过滤器310、电磁振动器311、密封垫312、泵313、管口314、热风机及热风管315、后支座316、排除液体的管317、三通电磁阀318、回流管319、注入管320、电磁阀321、排气阀322、排气管323、容器盖324。

具体实施方式

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。

实施例一：如图1所示，防护服包括头盔101、防护服颈部部分104、防护服躯干部分121和防护服四肢部分122，图中未画出上肢部分，头盔101由透明的塑料吹塑而成，防护服颈部部分104、防护服躯干部分121和防护服四肢部分122由多层复合无纺布制成和热封胶带热封制成，防护服躯干部分121正面设置有气密拉链，头盔101和防护服颈部部分104使用热封胶带热封联接为一体，防护服颈部部分104和防护服躯干部分121使用气密拉链111连接，泡沫垫肩112将防护服颈部部分104和头盔101与防护服躯干部分121和防护服四肢部分122分隔为两个独立的空间，避免它们之间的空气流动，防止汗味和屁味进入头盔101。头盔101解决换气和散热问题，防护服躯干部分121和防护服四肢部分122解决散热问题，如果防护服躯干部分121和防护服四肢部分122也换气，换气量增加，过滤装置更容易老化失效。防护服的胸部和背部嵌入多块一至三平方厘米的金属箔105，金属箔105的散热性能优于防护服的高分子材料，能减小散热通路的功率，金属箔105面积太大容易折断破损，太小防护服制造成本增加太多。

头盔101由透明的塑料吹塑而成，生产工艺如食用油包装桶，重量轻且成本低，整体透明的头盔实现了医护人员面部无压迫感；头盔101上设置有带过滤装置的应急阀102，呼吸通路故障的时候医护人员手动打开使用；头盔101内部与头接触的地方设置泡沫条109，实现头部支撑头盔101；头盔101内设置头部温度和压力传感器110，使用线缆连接背包控制器220，线缆图中未画出，背包控制器220检测头盔101内的温度和压力并预警。麦克风103设置在头盔101中，使用线缆连接背包控制器220，医护人员可以使用语音调节背包控制器220控制的风量、温度和压力参数。

如图2所示，可消毒重用的双肩背包212包括排气过滤装置204、进气过滤装置222、制冷装置216、背包控制器220、电池包225，排气过滤装置204包括排气多层复合过滤膜201、空气呼出管202、排气风扇203，排气多层复合过滤膜201嵌入塑料端盖中，与排气过滤装置204螺纹连接，便于更换；进气过滤装置222包括空气呼入管221、进气风扇223、进气多层复合过滤膜224；进气多层复合过滤膜224嵌入塑料端盖中，与进气过滤装置222螺纹连接，便于更换；制冷装置216包括进进风装置207、回风装置209、空气流动方向指示线211、换热器213、蓄冷块214、半导体制冷器215、散热器217、散热器风扇218、线缆219，进风装置207包括风管接口205和进风风扇206；回风装置209包括回流空气管208和回风风扇210。半导体制冷器215热端使用导热硅脂连接散热器217，散热器217上螺钉连接散热器风扇218；半导体制冷器215冷端使用导热硅脂连接蓄冷块214，再使用导热硅脂连接换热器213，换热器213上螺钉连接回风风扇210和进风风扇206，注意正确调整回风风扇210和进风风扇206风向。背包控制器220与排气过滤装置204、进气过滤装置222、进风装置207、回风装置209、半导体制冷器215、和电池包225 之间使用线缆219连接，背包控制器220根据温度和压力传感器107和头部温度和压力传感器110采集的数值和设定的阀值，控制进气风扇223、排气风扇203、进风风扇206和回风风扇210的转速，控制半导体制冷器215的制冷量。温度和压力传感器107使用线缆连接背包控制器220，背包控制器220检测散热通路内的温度和压力并预警。麦克风103设置在头盔101中，使用线缆连接背包控制器220，背包控制器设置有无线网卡和语音识别软件，医护人员可以使用语音调节背包控制器220控制的风量、温度和压力参数。双肩背包116各个部件需要参照海洋仪器设计规范进行密封设计，便于浸入消毒液中消毒。双肩背包212与图1中的零件构成呼吸通路和散热通路。

如图1和图2所示，呼吸通路包括进气过滤装置222、进气管接口118、进气管115、头盔101、头部温度和压力传感器110、排气管114、排气管接口117和排气过滤装置204，各个零件顺序连接；进气过滤装置222包括空气呼入管221、进气风扇223、进气多层复合过滤膜224，各个零件顺序连接；排气过滤装置204包括排气多层复合过滤膜201、空气呼出管202、排气风扇203，各个零件顺序连接。呼吸通路实现了动力辅组呼吸，可以增加过滤膜的层数和密实程度，达到更好的过滤效果，同时可以减轻医护人员胸肌运动负荷。

如图1和图2所示，散热通路包括制制冷装置216、进风装置207、进风管接口119、进风管106、温度和压力传感器107、回风管108、回风管接口120、回风装置209，各个零件顺序连接；制冷装置216包括换热器213、蓄冷块214、半导体制冷器215、散热器217、散热器风扇218，各个零件顺序连接；进风装置207包括流入空气管205、进风风扇206，各个零件顺序连接；回风装置209包括回流空气管208、回风风扇210，各个零件顺序连接。散热通路及时将多余热量排除智能防护服，避免医护人员长期过度出汗，导致疲劳，进一步导致医护人员人体免疫力下降的情况。

防护服生产产能受限，对资本来说，疫情过后需求锐减，疫情爆发的时候过多的资本投入存在较大的风险，防护服消毒后重新使用，是克服疫情爆发期物资供应不足的困难现实的办法。

如图3所示，智能防护服双联消毒装置包括控制器301、振动传感器302、消毒液303、线缆304、被消毒物体305、容器306、带孔支架307、前支座308、地平面309、过滤器310、电磁振动器311、密封垫312、泵313、管口314、热风机及热风管315、后支座316、排除液体的管317、三通电磁阀318、回流管319、注入管320、电磁阀321、排气阀322、排气管323、容器盖324，控制器301使用线缆304连接振动传感器302、电磁振动器311、泵313、热风机315、三通电磁阀318、电磁阀321和排气阀322。

容器306和容器盖324组成密闭容器，内置消毒液303，如百分之七十五的乙醇水溶液，本案中的所有的电机使用防爆电机，便于消毒液303可以使用易燃易爆物品。容器盖324的正面设置控制器301；容器306底部设置有电磁振动器311或超声换能器，产生振动使消毒液303充分浸泡被消毒物体305，达到更好的消毒效果，控制器301内设置有振动传感器302，检测电磁振动器311工作是否正常工作；浸泡在消毒液303中的被消毒物体305，如智能防护服、头盔101和水密的双肩背包116，放置被消毒物体305时候，注意它内部的气泡能顺利上浮，避免局部没有消毒液303浸泡。容器外设置有热风机及热风管315，设置多个管口，图中只画了一个，其管口位于带孔支架307的下方，在排干消毒液303之后，热风干燥和消毒被消毒物体305，热风排气阀322和排气管323设置在容器盖324上，含有消毒液303的热风需要按相关规范处理之后排放；容器306内设置有排除消毒液303的泵313，管口314位于后支座316上方，后支座316低于前支座308，最后排除的消毒液303集中在管口314处。

一台消毒装置的注入管320连接另一台消毒装置的排除液体的管317；这台消毒装置的排除液体的管317连接另一台消毒装置的注入管320，这台消毒装置在热风干燥被消毒物体305时，另一台消毒装置在消毒浸泡被消毒物体305，两台消毒装置同时工作，工作效率高，消毒液可以连续使用，直到需要更换的时候，更换出的百分之七十五的乙醇水溶液可以蒸馏后重新调配使用，克服疫情爆发期物资供应不足的困难。

实施例二：根据参考文献《人体散热稳定度影响因素的理论分析_吴清才》，轻体力活动, 环境温度20～30℃，成人最大散热功率约145w。双肩背包116核心部件半导体制冷器215选用TELESKY的半导体制制冷片，型号12V TEC1-12715，外形40*40*3.2mm，制冷功率142W,质量小于40克，经测算充电一次工作四个小时的双肩背包116的总质量可以控制在一千克内，医护人员双肩背着小于一千克双肩背包116连续工作4小时，比减少喝水、汗流浃背和面部充血连续工作4小时，能大幅度减轻他们的疲劳程度，从而避免疲劳导致的免疫力下降。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种智能防护服，包括头盔（101）、防护服颈部部分（104）、防护服躯干部分（121）和防护服四肢部分（122），头盔（101）由透明的塑料吹塑而成，防护服由多层复合无纺布和热封胶带热封联接，其特征在于：泡沫垫肩（112）将防护服的头颈部分与躯干四肢部分分隔为两个独立的空间，头颈部分内设有呼吸通路，躯干四肢部分设有散热通路：

呼吸通路包括进气过滤装置（222）、进气管接口（118）、进气管（115）、头盔（101）、头部温度和压力传感器（110）、排气管（114）、排气管接口（117）和排气过滤装置（204），各个零件顺序连接；进气过滤装置（222）包括空气呼入管(221)、进气风扇（223）、多层进气复合过滤膜（224），各个零件顺序连接；排气过滤装置（204）包括排气多层复合过滤膜（201）、空气呼出管（202）、排气风扇（203），各个零件顺序连接；

散热通路包括制制冷装置（216）、进风装置（207）、进风管接口（119）、进风管（106）、温度和压力传感器（107）、回风管（108）、回风管接口（120）、回风装置（209），各个零件顺序连接；制冷装置（216）包括换热器（213）、蓄冷块（214）、半导体制冷器（215）、散热器（217）、散热器风扇（218），各个零件顺序连接；进风装置（207）包括流入空气管（205）、进风风扇（206），各个零件顺序连接；回风装置（209）包括回流空气管（208）、回风风扇（210），各个零件顺序连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能防护服，其特征在于：一种智能防护服使用智能防护服双联消毒装置消毒重用，一台消毒装置的注入管（320）连接另一台消毒装置的排除液体的管（317）；这台消毒装置的排除液体的管（317）连接另一台消毒装置的注入管（320）。

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