CN114470547A - 一种紫外消杀呼吸通道和防护设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种紫外消杀呼吸通道和防护设备，所述紫外消杀呼吸通道包括外腔、设置于所述外腔的前端的孔道迷宫结构、设置于所述外腔的空气消杀腔道内的紫外灯阵列、设置于所述外腔内的内腔、设置于所述内腔的前端的单向阀、以及设置于所述内腔的后端的瓣膜弹片，所述紫外消杀呼吸通道基于紫外线消杀原理实现对病毒和细菌的消杀，消杀效果好、防护时间长、成本低、使用方便、呼吸舒适度高且安全性高。

Description

一种紫外消杀呼吸通道和防护设备

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别是涉及一种紫外消杀呼吸通道和防护设备。

背景技术

在病毒和细菌感染环境下，为避免被病毒和细菌感染，呼吸防护穿戴设备是必须的防护用品。目前上市场上呼吸防护穿戴多通过滤网和活性炭吸附等原理进行过滤，防护效果随着使用时间下降，还需要定期更换过滤吸附装置，给使用带来了很多麻烦。而且由于过滤和吸附原理的呼吸防护穿戴设备对于呼吸有一定的阻碍作用，长期佩戴可能出现胸闷和呼吸困难的情况。

总的来讲，现有的呼吸防护穿戴设备防护效果时间短、使用不便而且穿戴体验感不佳。

发明内容

本发明的一目的是，提供一种紫外消杀呼吸通道和防护设备，所述紫外呼吸通道基于紫外线消杀原理实现对病毒和细菌的消杀，防护效果好，防护时间长，使用方便而且无需大量滤网和活性炭，穿戴舒适度高。

一种紫外消杀呼吸通道，包括外腔、设置于所述外腔的前端的孔道迷宫结构、设置于所述外腔的空气消杀腔道内的紫外灯阵列、设置于所述外腔内的内腔、设置于所述内腔的前端的单向阀、以及设置于所述内腔的后端的瓣膜弹片，其中所述孔道迷宫结构连通于所述空气消杀腔道，用于供空气进入所述空气消杀腔道内并用于遮挡所述紫外灯阵列的紫外线；所述紫外灯阵列用于发射紫外线，以对流入所述空气消杀腔道内的空气进行消杀；所述外腔的后端为封闭端，所述内腔的后端为开放端，用于与口鼻互通；所述瓣膜弹片被设置为能够经由气体流动而切换其打开状态和关闭状态，以对应切换所述外腔和所述内腔之间的连通状态和隔离状态，所述单向阀的开放状态对应于所述瓣膜弹片的关闭状态。

在本发明的一实施例中，所述孔道迷宫结构包括多个间隔排列设置于所述外腔的前端的遮挡片，各所述遮挡片设置有多个通孔，多个所述遮挡片的通孔位置相互错开。

在本发明的一实施例中，各所述遮挡片的所述通孔沿周向或径向间隔分布。

在本发明的一实施例中，所述外腔和所述内腔均为圆柱形结构，所述孔道迷宫结构的所述遮挡片为具有中心圆孔的圆板结构，所述中心圆孔的直径与所述内腔直径一致。

在本发明的一实施例中，所述内腔的内壁设置有多个进气口，所述瓣膜弹片的一端固定于所述进气口周侧，另一端为自由端，所述自由端能够被气流吹动而打开或封闭所述进气口，以对应切换所述外腔和所述内腔之间的连通状态和隔离状态。

在本发明的一实施例中，所述进气口为沿轴向均布置在所述内腔内壁的细长形孔隙，所述瓣膜弹片沿轴向均匀布置在所述内腔的内壁并与对应的所述进气口的位置相对应。

在本发明的一实施例中，所述紫外灯阵列为螺旋式灯阵列或圆周式灯阵列。

在本发明的一实施例中，所述紫外消杀呼吸通道还包括设置于所述外腔的电池腔，所述电池腔用于安装电池并设置有充电孔。

在本发明的一实施例中，所述外腔还设置有卡口，所述卡口用于所述紫外消杀呼吸通道的安装和固定。

本发明在另一方面还提供了一种防护设备，所述防护设备设置有一个或多个所述紫外消杀呼吸通道，所述防护设备为呼吸面具或口罩。

本发明的所述紫外消杀呼吸通道具有以下有益效果：

(1)所述紫外消杀呼吸通道基于UV-C消杀原理对空气进行消杀，UV-C紫外线拥有高效的广谱效果，能够快速的将绝大部分病毒和细菌杀死，特别是冠状病毒，因此所述紫外消杀呼吸通道具有良好的防护效果；

(2)所述紫外消杀呼吸通道采用紫外灯阵列发射紫外线来实现对病毒和细菌的消杀，无需大量滤网和吸附性活性炭，有利于提高呼吸舒适度；

(3)采用的紫外灯阵列的使用寿命长，防护时间长，能够降低成本和避免频繁更换所带来的不便；

(4)采用的紫外灯阵列可由电池或者充电孔供电，供电方式简单方便；

(5)所述紫外消杀呼吸通道的前端设置孔道迷宫结构，使得空气能够畅通地流入所述外腔的同时能够防止紫外线的泄露，兼顾了吸气的畅通性和使用安全性；

(6)所述紫外消杀呼吸通道采用瓣膜弹片实现内外腔的独立运行，在吸气时能够保证空气流动畅通性，在呼气时能够保证湿空气通过所述内腔前端的单向阀呼出，避免湿空气进入所述空气消杀腔道，以此能够保护所述空气消杀腔道内的电子器件。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

附图说明

图1为本发明的一优选实施例的所述紫外消杀呼吸通道的立体结构示意图。

图2为图1所示的所述紫外消杀呼吸通道在另一视角下的立体结构示意图。

图3为图1所示的所述紫外消杀呼吸通道的剖视示意图。

图4为图1所示的所述紫外消杀呼吸通道的孔道迷宫结构的第一遮挡片的结构示意图。

图5为图1所示的所述紫外消杀呼吸通道的孔道迷宫结构的第二遮挡片的结构示意图。

图6为图1所示的所述紫外消杀呼吸通道的孔道迷宫结构的第三遮挡片的结构示意图。

图7为图1所示的所述紫外消杀呼吸通道在吸气时的气流流向示意图。

图8为图1所示的所述紫外消杀呼吸通道在呼气时的气流流向示意图。

附图标号说明：紫外消杀呼吸通道100；外腔10；空气消杀腔道11；孔道迷宫结构20；遮挡片21；第一遮挡片211；第二遮挡片212；第三遮挡片213；通孔22；紫外灯阵列30；内腔40；进气口41；单向阀50；瓣膜弹片60；电池腔70；充电孔71；卡口80。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、形变方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提出一种用于防护设备的紫外消杀呼吸通道，所述防护设备可以为呼吸面具或者口罩或者其他呼吸防护穿戴设备，所述紫外消杀呼吸通道分为内腔和外腔两层，外腔是外界空气进入腔，外腔前端布置有迷宫多层孔道结构，外腔内壁布置LED紫外灯珠形成的灯阵，对呼吸进来的空气进行全方位的消杀。内腔是口鼻呼吸排气腔，内腔前端布置呼吸单向阀，吸气关闭，呼气打开，用于排出口鼻呼出的湿气体。外腔和内腔通过类似于心脏瓣膜的弹片相互连通，实现吸气空气从外腔前端进入，在外腔内进行消杀，消杀完毕后通过打开的瓣膜弹片进入内腔，进而进入口鼻。呼气时，瓣膜弹片关闭，内腔前端的单向呼吸阀打开，呼出的湿气体直接通过内腔排出。由于特殊的瓣膜弹片设置，实现内外腔道的独立运行，紫外光无法泄露到内腔，无法到达口鼻，安全性非常好。

在消杀领域，UV-C紫外线拥有高效的广谱效果，能够快速的将绝大部分病毒和细菌杀死，特别是冠状病毒。这样就可以保证呼入的气体都是安全无病毒的，以此能够大幅度提高呼吸防护穿戴设备的防控能力和安全性能，大大降低佩戴者感染疾病的概率。同时由于所述紫外消杀呼吸通道采用UV-C消杀原理，不需要大量的滤网和吸附用活性炭等，能够有效提高呼吸舒适度。

可以理解的是，紫外LED灯的使用寿命长达10000小时，如果每天使用8小时，相当于可以用三年多的时间，这也大大降低了成本和更换带来的不便。所述紫外消杀通道采用锂电池供电且设置有充电孔，供电方式有多种且供电方式简单方便，无需频繁更换电池。另外，所述紫外消杀通道设置有卡口，所述卡口为标准接口，可以与市场上大部分呼吸面具等防护穿戴设备通用使用。

如图1至图8所示，根据本发明的一优选实施例的所述紫外消杀呼吸通道100的具体结构被阐明。

如图1至图3所示，所述紫外消杀呼吸通道100包括外腔10、设置于所述外腔10的前端的孔道迷宫结构20、设置于所述外腔10的空气消杀腔道11内的紫外灯阵列30、设置于所述外腔10内的内腔40、设置于所述内腔40的前端的单向阀50、以及设置于所述内腔40的后端的瓣膜弹片60，其中所述孔道迷宫结构20连通于所述空气消杀腔道11，用于供空气进入所述空气消杀腔道11内并用于遮挡所述紫外灯阵列30的紫外线；所述紫外灯阵列30用于发射紫外线，以对流入所述空气消杀腔道11内的空气进行消杀；所述外腔10的后端为封闭端，所述内腔40的后端为开放端，用于与口鼻互通；所述瓣膜弹片60被设置为能够经由气体流动而切换其打开状态和关闭状态，以对应切换所述外腔10和所述内腔40之间的连通状态和隔离状态，所述单向阀50的开放状态对应于所述瓣膜弹片60的关闭状态。

可以理解的是，在所述紫外消杀呼吸通道100使用时，所述外腔10的前端为与空气接触端，所述外腔10的后端和所述内腔40的后端为与使用者的口鼻接触端。

具体地，所述紫外灯阵列30以螺旋式灯阵列或圆周式灯阵列排布在所述外腔10的内壁上，用于发射紫外线，以使得所述外腔10内的腔道形成所述空气消杀腔道11，以此通过紫外线对所述紫外消杀呼吸通道100吸入的空气进行消杀，避免病毒和细菌进入口鼻处。

进一步地，如图4至图6所示，所述孔道迷宫结构20包括多个间隔排列设置于所述外腔10的前端的遮挡片21，各所述遮挡片21设置有多个通孔22，多个所述遮挡片21的通孔22位置相互错开。

值得一提的是，所述外腔10和所述内腔40均为圆柱形结构，所述孔道迷宫结构20的所述遮挡片21为具有中心圆孔的圆板结构，所述中心圆孔的直径与所述内腔40的直径一致。

可以理解的是，由于紫外线对人体皮肤有一定的伤害性，为了避免紫外线外泄，同时考虑到吸气的畅通性问题，本发明的所述紫外消杀呼吸通道100设置了所述孔道迷宫结构20，通过采用多个具有所述通孔22的所述遮挡片21以一定距离叠加排列的结构方式，且使得所述遮挡片21的所述通孔22位置错开，互相遮挡的方式，确保了空气能够通畅地流入所述外腔10，又可以对所述外腔10内的所述紫外灯阵列30发射出的沿直线传播的紫外线进行多次迷宫式遮挡，有效防止紫外线泄漏，使得所述紫外消杀呼吸通道100兼顾吸气畅通性和使用安全性。

具体地，在本发明的这一实施例中，所述孔道迷宫结构20的其中三个遮挡片21的结构如图4至图6所示，可以理解的是，所述孔道迷宫结构20包括的其中三个遮挡片为第一遮挡片211、第二遮挡片212以及第三遮挡片213，其中所述第一遮挡片211、所述第二遮挡片212以及所述第三遮挡片213均沿周向均布有三圈通孔，且所述第一遮挡片211、所述第二遮挡片212以及所述第三遮挡片213的通孔圈相互错开，以此通过所述通孔22既可以确保空气能够畅通地流入所述外腔10内，又可以通过多个所述遮挡片21的非通孔结构多次遮挡由所述紫外灯阵列30发射的沿直线传播的紫外线，有效防止紫外线的外漏。

应该理解的是，所述第一遮挡片211、所述第二遮挡片212以及所述第三遮挡片213设置的所述通孔22大小可以相同或不同，设置的数量可以相同或不同，通孔圈的数量也可以相同或不同，所述通孔22也可以为沿径向分布或非均匀分布，即所述遮挡片21的所述通孔22布置形式有多种，本发明对此不作限制。

进一步地，所述瓣膜弹片60位于所述内腔40和所述外腔10之间近于口鼻的位置，所述瓣膜弹片60是所述内腔40和所述外腔10连接的关键部件。

具体地，所述内腔40的内壁设置有多个进气口41，所述瓣膜弹片60的一端固定于所述进气口41周侧，另一端为自由端，所述自由端能够被气流吹动而打开或封闭所述进气口41，以对应切换所述外腔10和所述内腔40之间的连通状态和隔离状态。

更具体地，所述进气口41为沿轴向均布置在所述内腔40内壁的细长形孔隙，相对应地，所述瓣膜弹片60沿轴向均匀布置在所述内腔40的内壁并与对应的所述进气口41的位置相对应。所述瓣膜弹片60的工作原理类似于心脏瓣膜，当吸气时，所述瓣膜弹片60在空气压力和气流下打开，使得所述外腔10和所述内腔40连通，空气气流能够流经所述空气消杀腔道11后流入所述内腔40，进而流入口鼻；呼气时，所述瓣膜弹片60在呼出的气体和气流下封闭所述进气口41，使得所述外腔10和所述内腔40之间关闭，气流从所述内腔40前端的所述单向阀50流出。

也就是说，在吸气时，所述瓣膜弹片60在空气压力下切换至所述打开状态，从而使得所述外腔10和所述内腔40之间连通，空气能够自所述空气消杀腔道11进入所述内腔40而流入口鼻；在呼气时，所述瓣膜弹片60在空气压力下切换至所述关闭状态，使得所述外腔10和所述内腔40之间隔离，呼吸气体自所述单向阀50呼出。

所述紫外消杀呼吸通道100在吸气和呼气时空气的流向如图7和图8所示，具体地，在吸气时，所述内腔40前端的所述单向阀50关闭，外部空气从所述外腔10的前端经过所述孔道迷宫结构20进入所述空气消杀腔道11，通过所述紫外灯阵列30发射的紫外线进行消杀，在消杀后的空气压力下，所述瓣膜弹片60打开，而使得消杀后的空气自所述进气口41进入所述内腔40，通过所述内腔40的开放端进入口鼻，以此，能够确保进入口鼻的空气都是干净的经过消杀后的空气；在呼气时，在呼出的空气压力下，所述瓣膜弹片60关闭，使得所述内腔40和所述外腔10完全隔离，所述内腔40前端的所述单向阀50打开，呼出的湿空气通过所述单向阀50呼出，以此能够确保湿空气不会进入所述外腔10的所述空气消杀腔道11，从而避免湿空气接触所述空气消杀腔道11内的所述紫外灯阵列30等电子设备，实现对所述空气消杀腔道11中的电子器件的保护。

值得一提的是，所述紫外消杀呼吸通道100还包括设置于所述外腔10的电池腔70，所述电池腔70用于安装电池并设置有充电孔71。

此外，还值得一提的是，所述紫外灯阵列30由多个紫外LED灯珠、芯片和电路板等电子设备构成，由所述电池腔70内的所述电池供电，所述电池可以为锂电池等可充电式电池，通过所述充电孔71进行充电，以便于所述紫外消杀呼吸通道100能够长时间使用而无需频繁更换电池。

特别地，所述外腔10还设置有卡口80，所述卡口80用于所述紫外消杀呼吸通道100的安装和固定，所述卡口80为标准接口，以便于所述紫外消杀呼吸通道100能够安装在市场上大部分呼吸面具等防护穿戴设备上使用。

可以理解的是，本发明在另一方面还提供了一种防护设备，所述防护设备为设置有一个或多个所述紫外消杀呼吸通道100的呼吸面具或口罩。

可以理解的是，所述紫外消杀呼吸通道100基于UV-C消杀原理对空气进行消杀，利用UV-C紫外线拥有高效的广谱效果，能够快速的将绝大部分病毒和细菌杀死，因此所述紫外消杀呼吸通道100具有良好的防护效果；而且，通过紫外线来实现对病毒和细菌的消杀，无需大量滤网和吸附性活性炭，有利于提高呼吸舒适度；另外通过采用可充电式电池为所述紫外灯阵列30进行供电，使用寿命长，有利于延长防护时间并降低成本，同时还避免了频繁更换电池以及滤网、活性炭等部件所带来的不便。

特别地，所述紫外消杀呼吸通道100采用所述孔道迷宫结构20，在兼顾空气流动的畅通性的同时还能够防止紫外线外泄，保证了使用安全性。所述紫外消杀呼吸通道100采用瓣膜弹片60实现内外腔的独立运行，在吸气时能够保证空气流动畅通性，在呼气时能够保证湿空气通过所述内腔40前端的所述单向阀50呼出，避免湿空气进入所述空气消杀腔道11，以此能够保护所述空气消杀腔道11内的电子器件。

总的来讲，本发明提供了一种消杀效果好、防护时间长、成本低、使用方便、呼吸舒适度高且安全性高的所述紫外消杀呼吸通道100和防护设备。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种紫外消杀呼吸通道，其特征在于，包括外腔、设置于所述外腔的前端的孔道迷宫结构、设置于所述外腔的空气消杀腔道内的紫外灯阵列、设置于所述外腔内的内腔、设置于所述内腔的前端的单向阀、以及设置于所述内腔的后端的瓣膜弹片，其中所述孔道迷宫结构连通于所述空气消杀腔道，用于供空气进入所述空气消杀腔道内并用于遮挡所述紫外灯阵列的紫外线；所述紫外灯阵列用于发射紫外线，以对流入所述空气消杀腔道内的空气进行消杀；所述外腔的后端为封闭端，所述内腔的后端为开放端，用于与口鼻互通；所述瓣膜弹片被设置为能够经由气体流动而切换其打开状态和关闭状态，以对应切换所述外腔和所述内腔之间的连通状态和隔离状态，所述单向阀的开放状态对应于所述瓣膜弹片的关闭状态。

2.根据权利要求1所述的紫外消杀呼吸通道，其特征在于，所述孔道迷宫结构包括多个间隔排列设置于所述外腔的前端的遮挡片，各所述遮挡片设置有多个通孔，多个所述遮挡片的通孔位置相互错开。

3.根据权利要求2所述的紫外消杀呼吸通道，其特征在于，各所述遮挡片的所述通孔沿周向或径向间隔分布。

4.根据权利要求3所述的紫外消杀呼吸通道，其特征在于，所述外腔和所述内腔均为圆柱形结构，所述孔道迷宫结构的所述遮挡片为具有中心圆孔的圆板结构，所述中心圆孔的直径与所述内腔的直径一致。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的紫外消杀呼吸通道，其特征在于，所述内腔的内壁设置有多个贯通于所述空气消杀腔道的进气口，所述瓣膜弹片的一端固定于所述进气口周侧，另一端为自由端，所述自由端能够被气流吹动而打开或封闭所述进气口，以对应切换所述外腔和所述内腔之间的连通状态和隔离状态。

6.根据权利要求5所述的紫外消杀呼吸通道，其特征在于，所述进气口为沿轴向均布置在所述内腔内壁的细长形孔隙，所述瓣膜弹片沿轴向均匀布置在所述内腔的内壁并与对应的所述进气口的位置相对应。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的紫外消杀呼吸通道，其特征在于，所述紫外灯阵列为螺旋式灯阵列或圆周式灯阵列。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的紫外消杀呼吸通道，其特征在于，所述紫外消杀呼吸通道还包括设置于所述外腔的电池腔，所述电池腔用于安装电池并设置有充电孔。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的紫外消杀呼吸通道，其特征在于，所述外腔还设置有卡口，所述卡口用于所述紫外消杀呼吸通道的安装和固定。

10.一种防护设备，其特征在于，所述防护设备设置有一个或多个根据权利要求1至7中任一项所述的紫外消杀呼吸通道，所述防护设备为呼吸面具或口罩。

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