CN115968313A - 用于防止污染物和微生物的个人保护与隔离装置以及用于保护与隔离装置的过滤组 - Google Patents

Abstract

一种用于针对污染物和微生物的个人保护与隔离的装置包括：面部的保护元件(1)，被设计成由用户佩戴以至少部分覆盖面部；由用户吸入和/或呼出的空气的过滤组(2)。保护元件(1)适于覆盖用户的至少整个面部并且具有至少一个用于空气通过的口部，口部设有单向止回阀(7)，单向止回阀适于选择性地允许空气进入保护元件(1)和离开保护元件(1)，过滤组(2)包括过滤器主体(4)，过滤器主体容纳过滤器(15)，过滤器用于净化进入或离开的空气并且借助于在保护元件(1)中形成的与口部不同的通道(25)与保护元件(1)的内部流体连接，过滤器主体(4)具有用于从外部吸入空气和/或向外部排出空气的第一开口和用于将空气输送到保护元件(1)和/或从保护元件(1)抽出空气的第二开口。

Description

用于防止污染物和微生物的个人保护与隔离装置以及用于保护与隔离装置的过滤组

技术领域

本发明一般适用于个人保护装备领域，具体涉及一种适合用户佩戴的个人保护与隔离装置，用于保护自身免受污染物和微生物，特别是细菌和病毒等病原体的侵害，或将感染者与可能通过呼吸道传播的疾病隔离开来，以保护环境和周围的人。

本发明还涉及一种过滤组，该过滤组被设计以用于可由用户佩戴的口罩或类似配件，并被设计为覆盖整个面部以获得上述保护与隔离装置。

背景技术

众所周知，目前被供应给卫生工作者、工业部门的工作人员，甚至普通公民(特别是生病或受到其他感染的人)的用于防止灰尘、污染物或病原微生物(特别是病毒和细菌)的用于个人保护的可穿戴式个人保护医疗设备，例如面罩等，只能遮盖面部的有限部分，通常是嘴巴和鼻子，即呼吸道，但不允许全面保护面部。

因此，这些设备不可能完全有效，这既是因为佩戴这些设备之一的人并不总是正确覆盖面部所有部位的情况并不少见，也是因为事实证明，面部的其他部位，尤其是眼睛，可能是病原体进入人体的途径。

此外，想要保护自己的人佩戴的已知面具目前不能保证通过气密过滤器对整个头部或面部区域进行全面有效的保护。

与现有设备相关的另一个已知问题是过滤器的位置靠近最敏感的区域。这种情况，在操作面罩的过程中，无论是在穿衣还是脱衣步骤中，都可能导致用户受到污染。

此外，当前过滤装置的过滤器类型不允许它们在任何灭菌后重复使用。

DE102018100473试图通过提供一种个人保护装置来至少部分地克服这些缺点，该装置与普通面罩以及覆盖整个头部的透明保护头盔相关联，并且其中面罩连接到设计成由用户佩戴的单独过滤元件在头部以外的位置。

面罩和过滤元件之间的连接由用于将过滤后的空气输送至面罩然后输送至用户嘴部的管道和用于将空气从用户嘴部排出的管子提供。

然而，该方案仅适用于对保护装置的用户起到保护作用，如果感染者是用户本人，则不足以保护周围的人。

感染者佩戴这种口罩，为防止向外传播，由于密封性得不到保证，甚至可能污染佩戴者周围的环境，存在相当大的健康隐患。

目前的替代方案是将对象限制在负压气氛中的医院环境中，负压气氛略低于周围环境，但其实现需要巨大的空间、时间和资源。

已知的个人保护装备的另一个缺点在于不可能在佩戴这些装置的同时允许饮用饮料或食物。

一些解决方案，例如US2018280758，试图通过在设备正面提供吸管连接来克服这一限制，从而允许用户在不脱下设备的情况下从玻璃杯中取出液体。

然而，很明显，这种解决方案不允许摄入食物，因此不适合在安全条件下提供适当的水分和营养。

US2016332008公开了一种面罩，其具有直接放置在嘴巴前方的完全可拆卸的前部。

这样，想要吃东西或喝饮料的用户将有可能只取下前部，而不必脱掉整个保护装置。

然而，面罩的构造使得一旦正面被移除，该装置就不再具有任何保护功能。

众所周知的个人保护设备的另一个局限性在于它们的人体工程学设计不佳且不方便，当它们被佩戴时不允许执行正常的姿势和活动。

特别是，没有一种已知设备允许从外部对外壳内部进行操作，以执行基本的生理功能，例如刮擦、清洁面部或重新定位由用户佩戴的任何眼镜，而无需先移除设备。

例如，GB2247175和KR101136999公开了配备头盔的个人保护装置，该头盔被设计成完全覆盖用户的头部并且在底座处提供有柔性膜，其包裹在用户的脖子上以确保气密密封。

然而，该膜不允许将手插入头盔内，并且还设计成在脱下头盔后，其外部很可能与用户的嘴接触，存在传播风险其上可能积累的任何致病元素或杂质。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种高度安全有效的防止污染物质和微生物的个人保护与隔离装置。

一个特定的目的是提供一种防止污染物和微生物的个人保护与隔离装置，从而实现面部的整体保护。

还有一个目的是提供一种防止污染物质和微生物的个人保护与隔离装置，该装置还允许在没有新过滤器的情况下重复使用过滤器，例如在流行病和大流行病等紧急情况下。

又一个目的是提供一种防止污染物和微生物的个人保护与隔离装置，适于由健康人和受感染者佩戴，以始终保证佩戴该装置的人和附近的人的最大安全。

本发明的又一个目的是提供一种过滤组，它可以应用于预先存在的保护装置，即使不是医疗性质的，例如用于水下或浮潜使用的普通面罩，以将其转化为根据本发明的装置。

本发明的又一个目的是提供一种个人保护装置，其保证总体上更好的人体工程学并且即在长时间下也允许舒适地使用该装置。

另一个特定目的是允许即使不移除佩戴的设备也可以舒适地进食和饮用，因此允许进行可能被卫生法规禁止的活动和服务。

一个特定的目的是允许在不移除装置的情况下从装置的外部在使用该装置的人的头上进行操作，例如，作为非排他性的例子，清洁或刮擦面部或重新定位任何用户佩戴的眼镜。

又一特定目的是允许监测保护装置内部的化学-物理参数，例如，作为非排他性示例，湿度、压力、化学参数，实时调整它们以确保最佳条件，检测任何异常，允许通过无线连接进行远程控制。

另一个特定目的是将装置的重量直接转移到用户的躯干上并允许颈部自由旋转。

这些目的以及其他将在下文中变得更加明显的目的是通过根据独立权利要求的用于针对污染物和微生物的个人保护与隔离的装置来实现的，为了使说明更简洁，应当参考该装置。

由于这些特征的组合，该装置可以以两种方式使用，即在用户的第一保护模式下，其中进入的空气被过滤以防止用户吸入污染物或病原体，在第二隔离模式下，如果用户是被感染的对象并且其中将对流出的空气进行过滤，同时将避免被污染的空气从设置在保护元件上的口中逸出。

根据本发明的另一个方面，根据独立权利要求提供了一种过滤组，该过滤组将适用于预先存在的保护元件，例如潜水或浮潜面罩，或者还有其他医疗用途的装置，例如市场已经存在的面罩，只要它们被适当地配置，就可以将它们变成根据本发明的保护与隔离装置。

根据从属权利要求获得本发明的有利实施例。

附图说明

通过非限制性示例的方式说明借助所附的绘图，根据对根据本发明的用于个人保护与隔离的装置的优选但非唯一实施例的详细描述，本发明的目的的进一步特征和优点将变得更加明显，其中：

图1是根据本发明的装置的第一优选实施例的示意图；

图2是可与图1的装置相关联的过滤组的示意图，其中过滤组的内部是可见的；

图3是图2的过滤组被应用于已知类型的潜水或浮潜面罩的示意图；

图4为保护装置的第二较佳实施例的示意图；

图5至9是图4的装置的一些变体，它们仅包括该装置的一些元件。

具体实施方式

参考附图，示出了根据本发明的装置的一些优选但非排他性实施例，其被设计成由用户佩戴以避免吸入超细污染物颗粒，例如液滴、微粒、灰尘、和/或病原体，例如细菌、支原体、病毒和一般微生物。

该设备还将适合被细菌或病毒感染的人使用，以避免周围环境和附近的人受到此类病原微生物的污染。

图1显示了第一实施例，其中总体上用100表示的装置包括头部的保护元件1和由用户吸入和/或呼出的空气的过滤组2，保护元件1适于由用户佩戴以几乎完全覆盖头部。

在这个优选但非排他性的实施例中，保护元件1包括由刚性或相对易弯曲的材料制成的头盔，其将容纳用户的整个头部并在其下部开口(这是头部插入所必需的)处设置具有气密闭合的弹性带9，其适于围绕用户的颈部布置和收紧，以避免通过该区域与外界进行空气交换。

弹性带9将适当地设置有借助于设置有锁定元件10的张紧器11的可调节闭合，以始终保证保护元件1的总密封性。

方便地，保护元件1将至少在眼睛处是透明的，或者至少在覆盖面部的整个部分上是透明的，以允许畅通无阻的视线。

然而，应当理解，保护元件也可以设计成仅部分地覆盖用户的头部，只要它覆盖整个面部并将其与外界隔绝即可。

保护元件1正面设有用于空气通过的口部，该口部将布置在例如在用户嘴部前方的位置。

用于空气通过的口部设有单向止回阀7，以用于选择性地允许空气从保护元件1进出。

有利地，单向阀7将是可逆型的以相对于前通道口部改变空气出口方向，以便根据需要仅允许由用户吸入的空气进入或仅允许呼出的空气离开。

优选地，通道口部可设置有抗排放过滤器22并且可能还设置有用于连接到强制通风和/或充氧装置的环形螺母21。

此外，保护元件1可设置有不同于前口部的另一开口，用于插入套管8以给用户喂食，套管8将设置有止回阀和封闭盖。

图2中更详细地示出的过滤组2又包括过滤器主体4，在其内部容纳过滤器15，用于净化进入或离开过滤组2的空气并且通过在保护元件1上制作的通路25与保护元件1的内部流体连接。

优选地，但不是必须地，通路25将与前空气通道口部间隔开，甚至更优选地布置在相对于其的相对侧，即，在保护元件1的后面。

以此方式，将可能具有额外的优点，即在装置的穿衣和脱衣步骤中使过滤器15尽可能远离面部的敏感部位，即眼睛、嘴巴和鼻子，以确保进一步的安全。

过滤器主体4包括用于从外部吸入空气和/或向外部排出空气的第一开口和用于将空气输送到保护元件和/或从保护元件抽出空气的第二开口，这取决于使用方法，下面会更清楚地解释。

过滤器主体4可以直接安装在保护元件1上，也可以如图所示设置连接管6，连接管6允许其被间隔开并且可以选择性地连接到两个开口中的一个，进而除了保护元件1中提供的通道25之外，适当地设有固定衬套14、23。

具体地，过滤器主体4可以根据第一开口和第二开口的位置彼此颠倒的两个连接方向，直接或通过连接管6与保护元件1连接，以选择性地连接到保护元件1的后部通道25。

在图示的实施例中，过滤器主体4安装在您希望空气进入保护元件1然后通过过滤组2到达用户的状态下。

这种情况将对应于单向阀7处于允许排出空气的位置。

这种情况表示在用户保护模式下使用，因为吸入的空气将被过滤，同时将防止受污染和未过滤(即未充分过滤)的空气的可能吸入。

在这种工作模式下，保护元件1内部可以保持正压，进一步保证了防止上述颗粒或微生物侵入的安全性。

第二种使用方式，可以将过滤器主体4倒置安装，即第一开口与连接管6相连，使空气通过过滤组2逸出。

这种情况将对应于单向阀7处于允许空气进入的位置。

这种情况代表在用户隔离模式下使用，因为呼出的空气会被过滤，防止用户感染的病原体污染外界和附近的人。

同时，用户可以通过单向阀7呼吸，其可能的过滤器22将适于去除任何外部颗粒。

在该第二操作模式中，保护元件1的内部可以保持负压，从而进一步确保防止上述超细颗粒和微生物逸出的安全性。

此外，这种操作模式将有助于对可能被感染的对象进行限制，并将其隔离在负压大气中，避免将感染传播给与他亲近的人。

通过这种方式，可以几乎完全限制受感染对象，而无需借助负压室的繁重结构，从而在成本、时间、空间以及可能允许家人接触方面节省大量资金。

通过反转单向阀7的方向并同时反转过滤组2中的气流方向，可以容易地实现从保护模式到隔离模式的转换。

可能地，过滤器主体4可以容纳用于强制通风的装置，该装置被设计成促进空气在过滤器主体4内部和可能的连接管6内沿两个相反的方向流动，这两个方向可以在它们之间交替地选择，还在两种形式下允许呼吸动作更加省力。

为此，用于强制通风的装置将包括电机18，例如单步式电机，电机18容纳在与过滤器主体4一体的电动机主体3中，并由电池19或其他动力装置提供动力，其他动力装置也可以是可充电和/或可再生类型或外部电源。

电机18将与风扇17相关联，风扇17将根据过滤组2的安装方向产生流向保护元件1的内部或流出保护元件1的空气流。

过滤组2还可容纳设有传感器装置的控制板，该传感器装置被设计成检测过滤组2和/或保护元件1内的压力并检测操作期间的任何异常。

过滤组2还可以配备用于启动强制通风装置的外部控制器5和/或用于控制参数的显示器，并且可能是触摸式显示器，以便向控制板和/或强制通风装置发出命令。

放置在过滤器主体4中的过滤器15将优选为HEPA或ULPA过滤器，并且也可以是可消毒和/或可清洗的以便重复使用。

在这种情况下，过滤器可以从其插入的隔室13中移除，以被更换或消毒。

有利地，过滤器主体4还可以容纳热或发光消毒器24，例如UVC或IR灯，其将作用于过滤器15以对其进行消毒而不必将其移除。

保护元件1也可以由一种或多种可清洗且可热和/或冷消毒的材料制成。

图3示出根据本发明的装置的第二实施例，其通过将如上所述设置有连接管的过滤组2应用于已知类型且可能在市场上可获得的潜水或浮潜面罩20而获得，并且其中连接管道6直接连接到面罩20的进气管或通气管。

面罩20可以进一步修改为在前口部处插入单向止回阀7，也可以将上述过滤器22和可能用于连接强制通气装置和/或充氧装置的环形螺母21应用到单向止回阀7上。

该解决方案的优势在于更便宜且更易于实施。

图4显示了装置的另一个实施例，总体上用200表示，其中保护元件1除了以至少在功能上与上述等效的方式与过滤组2相关联之外，还提供有另外的附件和功能。

第一附加功能表现为在被设计用于放置在用户嘴部处的保护元件1的前部存在开口26，通过移除合适的帽27(帽27可以有利地容纳另外的可移除的过滤器28)，将有可能通过开口26容易地引入固体和/或液体，例如食物和饮料。

根据一个变体，装置29可以设置有开口26和帽27并且适用于现有的保护装置以实现固体和/或液体的进入。

为了保证用户的安全状态的维护，保护元件1内部可以有传感器装置30，其适于检测一种或多种环境参数，例如压力、温度、湿度，并连接到电子控制板31(例如布置在过滤组2中或在任何情况下与其相关联)，电子控制板31将操作以将这些参数始终保持在预设的安全级别，可能检测异常并适于通过无线通信系统与远程控制系统通信。

以此方式，根据特别有利的实施例，如果装置在用户保护模式下运行，则可以保持保护元件1的内部空间始终处于轻微超压，或者在隔离模式下运行时通过置于过滤组2内或过滤组2外并由电子板31控制的强制通风装置保持轻微低压。

根据操作模式，该特征将保证对用户或附近人员的保护，即使当用户取下帽27以获取食物和/或饮料和/或引入任何其他物体时也是如此。

事实上，在保护模式下，产生的过压将防止空气从外部进入，从而防止可能的杂质或传染源进入，而在隔离模式下，低压将防止用户喷出的可能被感染的飞沫从四周扩散开来。

然后，另一个附件元件将包括可变形密封膜32，可变形密封膜32放置在保护元件1底部，以限定颈部收紧带，颈部收紧带允许访问保护元件1内部的头部并围绕颈部进行气密闭合。

在这个优选但非排他性的实施例中，膜32将足够宽并且可变形以允许例如将手插入保护元件1内但总是保持在膜32的外侧以便不会造成内部空间的污染。

以这种方式，将有可能在内部空间中进行操作，例如作为非排他性示例，清洁或刮擦用户的脸、重新定位任何眼镜。

在该实施例中，可变形膜32将适当地设置有借助张紧器的可调节闭合件和锁定元件，以保证密封。

甚至更优选地，可变形膜32将被设计成在保护元件1的外部部分上卷起，以这样的方式将其内部部分暴露于外部并且避免在脱衣服期间潜在的污染。

根据又一个特别有利的方面，保护元件1可以具有符合人体工程学形状的支撑底座33，支撑底座33例如具有一对凹部的马鞍形状并且由刚性材料或将符合用户面貌的相对易屈服的材料制成，以允许装置200的重量直接卸载在用户的肩膀和躯干上，并允许头部在保护元件1内自由旋转，从而提高了装置200作为整体的人体工程学、耐受性和视觉效率。

根据第一变体，图4的装置200可以设置有可逆过滤组2和/或单向止回阀7，其也以与针对图1的配置所描述的等效方式可逆。

然而，根据更进一步的变型，过滤组2和/或阀7可以不存在和/或不可逆，因为它们将相对于气流的单一方向操作。

图5至图9示出图4的实施例中存在的单一类型附件的进一步变体。

特别地，图5示出了仅设有开口26的装置200，开口26带有帽27和可选的过滤器28。

图6示出了仅设置有围绕颈部放置的可变形膜32的装置200。

图7示出了仅设置有可变形且可折叠的膜32的装置200。

图8示出了仅设置有空气处理装置的过滤组2的装置200，包括电子板31和传感器30。

最后，图9示出了仅设置有人体工学支撑底座33的装置200。

然而，可以理解的是，可以根据可获得的装置和附件的多种组合，根据从上述那些中选择的装置和附件的数量和类型不同的其他实施例来配置保护装置。

由上可知，本发明的装置达到了预期的目的。

Claims (16)

1.一种用于针对污染物和微生物的个人保护与隔离的装置，包括：

-面部的保护元件(1)，被设计成由用户佩戴以至少部分覆盖所述面部；

-由用户吸入和/或呼出的空气的过滤组(2)；

其中，所述保护元件(1)适于覆盖所述用户的至少整个面部并且具有至少一个用于空气通过的口部，所述口部设有单向止回阀(7)，所述单向止回阀适于选择性地允许空气进入所述保护元件(1)和离开所述保护元件(1)，所述过滤组(2)包括过滤器主体(4)，所述过滤器主体容纳过滤器(15)，所述过滤器用于净化进入或离开的空气并且借助于在所述保护元件(1)中形成的与所述口部不同的通道(25)与所述保护元件(1)的内部流体连接，所述过滤器主体(4)具有用于从外部吸入空气和/或向外部排出空气的第一开口和用于将空气输送到所述保护元件(1)和/或从所述保护元件(1)抽出空气的第二开口；

其中，所述单向止回阀(7)为可逆式的，以相对于所述口部改变空气出口的方向，所述过滤器主体(4)适于根据两个连接方向与所述保护元件(1)连接，以选择性地连接到所述保护元件(1)的所述通路(25)，所述两个连接方向中，所述第一开口和所述第二开口的位置彼此倒置。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述单向止回阀(7)设有环形螺母(21)，以用于连接到强制通风装置和/或充氧装置。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述过滤组(2)容纳强制通风的装置，所述强制通风的装置适合于根据两个相反的方向促进空气在所述过滤器主体(4)中的流动，所述两个相反的方向能够以交替的方式被选择。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述强制通风装置包括由电池(19)或其他动力装置提供动力的电机(18)，所述其他动力装置也是可充电和/或可再生类型的。

5.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述过滤组(2)容纳控制板(31)，所述控制板连接到传感器装置(30)，所述传感器装置(30)适用于检测所述过滤器主体(4)内部的压力和/或所述保护元件(1)的压力并检测运行期间的任何异常情况。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述过滤组(2)包括所述过滤器主体(4)的与所述保护元件(1)的所述通道(25)的连接管(6)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述过滤器(15)选自包括HEPA和ULPA过滤器的组并且是可消毒和/或可清洗的以便重复使用。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述过滤组(2)容纳用于所述过滤器(15)的UVC或IR消毒器(24)。

9.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述保护元件(1)被设计成包含所述用户的整个头部并且设有具有密封闭合的弹性带(9)，所述弹性带适于在所述用户的颈部周围布置和收紧，所述保护元件(1)设有用于给所述用户喂食的插管(8)，所述插管配备有止回阀。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述保护元件(1)的所述通道(25)设置在所述口部的相对侧。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述保护元件(1)包括前开口(26)，所述前开口足够宽以允许引入固体和/或液体物体并且设有可移除的封闭帽(27)，所述封闭帽可设有至少一个过滤器(28)。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，包括空气处理装置，所述空气处理装置被设计成使所述保护元件内的空气始终处于过压状态。

13.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述保护元件(1)在其用于头部插入的下部开口处设置有可变形密封膜(32)，所述可变形密封膜适于允许手插入所述保护元件(1)内。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述可变形密封膜(32)被设计成在所述保护元件(1)的外部上卷起，从而将其内部部分暴露于外部。

15.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述保护元件(1)具有支撑底座(33)，所述支撑底座的形状符合人体工程学以符合用户的体貌。

16.一种过滤组，所述过滤组适用于面部的保护元件(20)，所述保护元件可由用户佩戴以至少部分覆盖所述面部并设有至少一个用于空气通过的口部，所述过滤组(2)的特征在于，包括过滤器主体(4)，所述过滤器主体(4)容纳过滤器(15)，所述过滤器(15)用于净化进入或离开的空气并且通过设置在所述保护元件(20)中的通道(25)与所述保护元件(20)的内部流体连接，所述过滤器主体(4)具有用于从外部吸入空气和/或向外部排出空气的第一开口和用于将空气输送至所述保护元件(20)和/或从所述保护元件(20)抽取空气的第二开口。

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