CN210494934U - 便携的正压通气式的面罩防护系统及其呼吸机系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种便携的正压通气式的面罩防护系统及其呼吸机系统，可移动式地置于佩戴人员身上的呼吸机系统的进气端设置对空气动力学直径0.075μm±0.02μm的颗粒的过滤效率大于95％的过滤装置；呼吸机系统通过供气管与面罩联通，向面罩内提供正压动力气体，使面罩与面部之间形成正压。本实用新型适用新型冠状病毒肺炎流行期间的防疫一线防疫工作人员，还适用其他有害病毒的环境下或者恶劣的环境下需长时间佩戴较高防护级别的面罩系统的工作人员；本实用新型可缓解佩戴面罩者呼吸阻力，改善佩戴者的缺氧症状，防止外界环境中含病毒的飞沫或气溶胶等进入面罩内；能达到或高于N95(或KN95)的防护级别，保证工作人员长时间正常作业，实用、便携，成本较低。
Description
技术领域
本实用新型属于涉及面罩防护技术领域，特别涉及一种便携的正压通气式的面罩防护系统及其呼吸机系统。
背景技术
新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019，COVID-19)，简称“新冠肺炎”，是指2019新型冠状病毒感染导致的肺炎，其自2019年发病以来，以其强传染性闻名于世。目前在新型冠状病毒肺炎流行期间，在一线的医疗卫生工作人员(例如医生、护士、警察、社会工作者等)防护用的面罩一般为N95或KN95面罩防护系统。在医务人员执行危险操作时(例如在气管插管或者气管切开等高危病毒传播的手术环境下)，需要更高防护级别(如N99或KN99等)及高便携度的面罩防护系统，供医务人员长时间使用。
目前，现有的被动的N95型(或者是KN95，下述主要以N95为示例说明，KN95型也同样适用)面罩防护系统存在以下缺陷：(1)过滤能力有限：N95型面罩对空气动力学直径0.075μm±0.02μm的颗粒的过滤效率达到95％以上，限于被动式N95面罩的呼吸阻力，其对应的滤芯无法设计成防护级别更高的滤芯；(2)N95型面罩的滤过空气阻力过大，长时间佩戴该类口罩，佩戴人员的体力消耗过大，呼吸不舒畅，佩戴人员容易产生低氧血症甚至窒息的危险等。进一步地，由于新型冠状病毒肺炎强传染性，涉及的医务或工作人员很多，还需考虑到面罩防护系统的成本与价格。
再者，目前在执行危险操作时(例如在气管插管或者气管切开等高危病毒传播的手术环境下)使用的防护用品还存在以下缺点：产品整体比较笨重，不适合长时间穿戴或不利于医务人员的手术工作，同时产品成本高，价格比较昂贵，无法普及到各层的医务人员或防疫工作人员。另外，对于非新型冠状病毒肺炎的其他具有有害病毒的环境下或者比较恶劣的环境下，此时工作人员仍需要长时间佩戴防护用品，即仍然需要保证工作人员的防护有效性与呼吸舒畅度等。
根据正压原理可知，若一设定腔室内的气压大于腔室外(如大气压环境下)时，腔室外的气体不容易进来，避免有害或有毒气体进入到特定的腔室，安全有效。
基于上述原因，研发一种能实现缓解佩戴面罩者的呼吸阻力、改善佩戴者的缺氧症状、达到高于N95防护级别、实用、便携的新型正压通气式面罩防护系统实为必要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种便携的正压通气式的面罩防护系统及其呼吸机系统，通过呼吸机系统向面罩内提供正压动力气体，用于缓解佩戴面罩者呼吸阻力，改善佩戴者的缺氧症状，降低防疫一线防疫工作人员(医生、护士、警察、社会工作者等)的猝死率，防止外界环境中含病毒的飞沫或气溶胶等进入面罩内；本实用新型能达到高于N95(或KN95)的防护级别，能保证工作人员长时间正常作业，实用、便携，成本较低，价格便宜。
为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种便携式的呼吸机系统，包含呼吸机壳体，呼吸机壳体内置送气装置和为该送气装置供电的电池，可移动式地置于佩戴人员身上的所述呼吸机系统的进气端设有过滤效率大于95％的过滤装置，所述过滤装置对空气动力学直径0.075μm±0.02μm的颗粒进行过滤。
优选地，所述呼吸机系统通入的气体来源包含以下的一种或多种：外界环境的空气，压缩空气或压缩氧气，外界环境的空气经过制氧机制氧后形成的富氧混合气体。
优选地，所述外界环境是呼吸系统类传染病患者所在的隔离病房中的至少部分空间。
优选地，为所述送气装置供电的电池为充电电池，所述充电电池与移动电源连接或与电源插座连接。
优选地，所述的呼吸机系统其是包含静音小功率的送气装置的正压呼吸机系统，所述正压呼吸机系统设置有加湿装置或未设置加湿装置。
优选地，所述过滤装置为过滤芯，所述过滤芯与呼吸机系统的进气端形成喇叭状结构，所述过滤芯为喇叭状结构的大端，所述呼吸机系统的进气端为喇叭状结构的小端。
本实用新型还提供了一种便携的正压通气式的面罩防护系统，包含面罩和如上文所述的呼吸机系统，所述呼吸机系统通过供气管与所述面罩联通，向面罩内提供正压动力气体，使面罩与面部之间形成大于外界环境气压的正压。
优选地，所述面罩设有面罩进气管端，与供气管上的靠近面罩的第一端密封连接，所述面罩进气管端与所述供气管可拆卸地连接或者所述面罩壳体与所述供气管制成一体；和/或，所述供气管上远离面罩的第二端与所述呼吸机系统的输气管端密封连接，所述供气管与呼吸机系统的输气管端可拆卸地连接或者所述供气管与呼吸机系统制成一体。
优选地，所述呼吸机系统放置在佩戴人员的腰间背后或侧后；或者，所述呼吸机系统悬挂在佩戴人员的后背。
优选地，所述面罩防护系统包含一体的护目镜；或者，佩戴所述面罩防护系统的人员还戴有与该面罩防护系统分体的护目镜和/或防护隔离服。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
(1)本实用新型是通过呼吸机系统提供正压动力通气，缓解佩戴面罩者呼吸阻力，改善佩戴者的缺氧症状，降低防疫一线防疫工作人员猝死率；还能够防止外界环境中含病毒的飞沫或气溶胶等进入面罩内；
(2)本实用新型能实现高于N95或KN95型防护级别(如N99型或KN99型等，对空气动力学直径0.075μm±0.02μm的颗粒的过滤效率达到95％以上)，还能保证佩戴者在该级别防护下正常进行长期工作；
(3)本实用新型的呼吸机系统采用较小功率的静音送气装置(如气泵或风机)并取消不必要的加湿装置等，以减小整个面罩防护系统的重量负担，实用、便携；
(4)本实用新型的呼吸机系统可放置在人体腰间或人体后背，不影响工作人员的长时间的正常作业；
(5)本实用新型利用面罩所处的外界环境中的气体实现向面罩提供正压动力气体，便携实用，还能实现高于N95或KN95型防护级别；
(6)本实用新型的呼吸机系统的进气口与空气滤芯(还可采用高于N95型级别的空气滤芯)整体形成喇叭状，利于减小吸气阻力，减少送气装置的功耗，且在送气装置无法正常工作时也能保证佩戴面罩者能正常呼吸；
(7)本实用新型适用于新型冠状病毒肺炎流行期间的防疫一线防疫工作人员，同时，还适用于其他具有有害病毒(例如其他呼吸系统类传染病)的环境下或者比较恶劣的环境下需要长时间佩戴较高防护级别的面罩系统的工作人员；
(8)本实用新型中为送气装置供电的电池组是充电电池，可使用移动电源或电源插座来保证送气装置能长时间运转，保证工作人员能够长时间的工作。
附图说明
图1-图2为本实用新型的正压通气式的面罩防护系统立体示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-图2结合所示，本实用新型提供了一种新型的正压通气式的面罩防护系统，包含面罩1和正压通气装置2。面罩1包含面罩本体11，面罩本体11与佩戴者001人脸适配并使其贴附于佩戴者的面部，至少要罩住人体的鼻部和口部。面罩本体11上还可设有松紧带，将面罩1固定在人体头部。
面罩1与正压通气装置2通过供气管5联通，正压通气装置2用于向面罩1提供动力气体，使面罩1与人体面部之间形成的腔室内的气压P1大于面罩1外界环境的气压P2(即大气压)，这样佩戴面罩者无需克服面罩滤芯所带来的额外阻力(尤其是防护级别较高的滤芯)，即达到缓解佩戴面罩者呼吸阻力，改善佩戴者的缺氧症状，甚至能降低防疫一线防疫工作人员(医生护士警察社会工作者)的猝死率的目的；同时，上述正压通气的作用还能够防止外界环境中含病毒的飞沫或气溶胶等进入面罩内，从而更好地防护工作人员。另外，工作人员在佩戴本实用新型中的面罩防护系统的同时，依然可以再佩戴另外的口罩，该口罩也可以是N95型甚至比N95型防护级别更高的口罩，则佩戴者也能长时间正常的作业，本实用新型对此不做限制。
优选地，气压P1高于气压P2约1-10cm水柱。
如图1和图2结合所示，面罩本体11的壳体外侧上设置一面罩进气管端(未图示)，用于与供气管5的第一端(靠近面罩1的一端)连接，同时，供气管5的第二端(远离面罩的一端)与正压通气装置2的输气管端2a连接，使得正压通气装置2将动力气体送入到面罩1内。
可选地，面罩进气管端与供气管5的第一端为可拆卸地连接，例如供气管5的第一端套设在面罩进气管端的外侧；同时，面罩本体11上的面罩进气管端与供气管5的第一端需要牢固地连接且保证两者之间有良好密封性，例如可在面罩进气管端和供气管5第一端之间设置密封件，避免外界环境中的有害气体进入到面罩1内；或者，本实用新型的面罩本体11与供气管5制成一体，并保证两者之间有良好密封性。
同样地，供气管5的第二端和正压通气装置2的输气管端2a联通，也需要保证这两者之间的密封性，至于如何保证密封性的具体方式本实用新型对此不做限制；示例地，供气管5的第二端与正压通气装置2的输气管端2a可拆卸地连接或者制成一体。
本实施例中，正压通气装置2为一种正压呼吸机2，正压呼吸机2包括壳体。可选地，该正压呼吸机2向面罩所提供的气体来源是以下的一种或多种：外界环境的空气、压缩空气或压缩氧气、外界环境的空气经过制氧机制氧后形成的富氧混合气体。
所述正压呼吸机2的壳体的进气端201设置有过滤装置3，用于过滤吸入至正压呼吸机2内的上述任意一种或多种气体。其中，正压呼吸机2的壳体内部设置有送气装置，例如气泵或风机等，气泵或风机位于正压呼吸机2内的送气通道中，在气泵或风机启动后，提供的气体通过过滤装置3过滤后并经过进气端201被吸入到正压呼吸机2内，并在气泵或风机的作用下顺着送气通道到达输气管端2a再通过供气管5向面罩提供动力气体，使得面罩1与人体面部之间形成正压。本实用新型的呼吸机的壳体内部结构不仅限于上述示例，送气装置也不仅限于上述的气泵或风机，只要能够实现向面罩提供动力气体使面罩1与人体面部之间形成正压即可。
本实用新型的面罩防护系统所在的外界环境是新冠病毒患者所在的隔离病房内；优选地，过滤装置3为N95空气滤芯3(或KN95空气滤芯，以下是以N95空气滤芯为示例进行说明，但具体方案同样适用于KN95空气滤芯)。示例地，正压呼吸机2的进气端201与N95型空气滤芯3形成一喇叭状，滤芯的面积大，有利于减小吸气阻力，减少呼吸机气泵或风机吸气时所需的功率，而且在断电时，或者气泵或风机未正常工作时，保证佩戴者仍能够自由呼吸过滤过的空气(但是有阻力)。可选地，所述喇叭结构的大径约5～6cm，小径约2cm左右；空气滤芯3的直径约5～6cm。
由于工作人员在佩戴防护级别越高的面罩时，需要克服口罩滤芯的阻力越大，人员的体力消耗越大，则产生缺氧症状的可能性越大，佩戴时间越短，所以在需要执行长时间的危险操作时，现有技术中的防护面罩的滤芯的过滤效率不能超过N95滤芯，无法实现更高级别的防护；但是由于本实用新型的正压呼吸机2向面罩2提供动力气体，则无需克服口罩滤芯所带来的额外阻力，因此，过滤装置3可以采用比N95型防护级别更高的滤芯，即空气动力学直径0.075μm±0.02μm的颗粒的过滤效率大于95％的滤芯层，例如N99滤芯或KN99滤芯等，保护效果非常理想，也适合长时间穿戴。
在一个示例中，当正压呼吸机2的进气端201通入的是清洁的压缩空气或压缩氧气时，此时也可以不设置过滤装置3，直接经过进气端201被送入到正压呼吸机2内。在另一示例中，当正压呼吸机2的进气端201通入的是外界环境的空气时，例如面罩防护系统所在的外界环境是新冠病毒患者所在的隔离病房，该外界环境中的空气实时地经过空气滤芯3(例如对空气动力学直径0.075μm±0.02μm的颗粒的过滤效率达到95％以上的滤芯)进行过滤，然后经过正压呼吸机2的进气端201被送入到正压呼吸机2内。基于这种供气方式，本实用新型能实时利用所处的外界环境的气体实现正压动力通风，便携且佩戴舒服，人员可长期工作，制作成本也低；此时尽管处于污染有害的隔离病房环境中，也能很好地保护工作人员，特别适于作为类似新冠病毒肺炎流行期间或其他传染范围较大的疾病流行期间的防护产品，能够改善现有技术中医院配置负压隔离病房数目有限等资源稀缺问题。
值得说明的是，本实用新型的正压呼吸机2与现有技术的正压呼吸机系统的不同之处还在于：本实用新型的正压呼吸机2的送气装置(例如气泵或风机)选用静音且小功率(例如30～80W)的装置，静音的送气装置能够避免噪音，保证医务人员在处于安静舒适的环境下能更好地工作；本实用新型的正压呼吸机2可设置加湿装置，也可不设置加湿装置；而且在正压呼吸机2不设置加湿装置时，由于其主要适用于处于清醒状态的工作人员，且通入的是外界环境的气体时，此时没有额外加湿也能保证足够湿度。本实用新型的正压呼吸机2的体积较小(例如小于1.5kg)，重量较轻，轻便舒适，适合长时间穿戴。
鉴于本实用新型选用了静音且小功率的气泵或风机等装置，则为该气泵或风机等供电的电池选用充电电池(例如锂电池)，且在正压呼吸机2的壳体上设置有充电接口，并通过插在充电接口的充电线41与移动电源4进行连接，为充电电池充电，或者，通过充电线与电源插座连接，为充电电池充电，保证送气装置能长时间运转，使得工作人员能够长时间的工作；特别说明的是，气泵或风机功率较小，则充电电池能够在较长时间为其进行供电。
另外，当正压呼吸机2的进气端201通入的是外界环境的空气经过制氧机制氧后形成的富氧混合气体时，正压呼吸机2配套地设置制氧机，正压呼吸机2与该制氧机连接；制氧机与正压呼吸机2分体设计或相互兼容设计。
所述制氧机可利用分子筛物理吸附和解吸技术：制氧机内设置有气泵，且制氧机内装填分子筛，该分子筛在气泵加压时可将空气中氮气吸附，剩余的未被吸收的氧气被收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气；分子筛在气泵减压时将所吸附的氮气排放回环境空气中，在下一次加压时又可以吸附氮气并制取氧气，整个过程为周期性地动态循环过程，分子筛并不消耗。
进一步地，当制氧机与正压呼吸机2分体设计时，制氧机的气泵和正压呼吸机2的气泵相互独立；当制氧机与正压呼吸机2兼容设计时，制氧机和正压呼吸机2共用一个气泵，即上述正压呼吸机2的气泵同时用作制氧机的气泵，这样使得整个面罩防护系统重量较轻，轻便舒适，适合长时间穿戴。本实用新型对制氧机的型号和结构不做限制，只要能够使正压呼吸机2的进气端201通入的是外界环境的空气经过制氧机制氧后形成的富氧混合气体即可，优选选用结构简单、重量较轻、能耗较小的制氧机。
本实用新型的面罩防护系统的正压呼吸机2既可以放置在人体腰间，也可以放在人体后背，轻便舒适，适合长时间穿戴，也不影响工作人员执行正常工作。本实用新型的正压呼吸机2放置的位置也不仅限于人体腰间(例如腰间背后或侧后)或后背，只要不影响工作人员的工作即可。
优选地，所述正压呼吸机2的壳体设计成与适配于人体生理性的形状，例如带有弧度或带有倒角的壳体，例如比现有技术中的三角形壳体的佩戴效果好，保证了工作人员的佩戴舒适性。
本实用新型的面罩防护系统分三种，第一种是不包含护目镜，第二种是包含护目镜，第三种是配合隔离衣和/或防护镜试用，并且与现有的防护系统兼容。
综上所述，本实用新型的便携的正压通气式的面罩防护系统，通过正压呼吸机提供正压动力通气，缓解佩戴面罩者呼吸阻力、改善佩戴者的缺氧症状，降低防疫一线防疫工作人员(医生、护士、警察、社会工作者)猝死率，能够防止外界环境中含病毒的飞沫或气溶胶等进入面罩内，本实用新型能达到高于N95防护级别，保证工作人员长时间正常作业，实用便携，成本低。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种便携式的呼吸机系统，包含呼吸机壳体，呼吸机壳体内置送气装置和为该送气装置供电的电池，其特征在于，可移动式地置于佩戴人员身上的所述呼吸机系统的进气端设有过滤效率大于95％的过滤装置，所述过滤装置对空气动力学直径0.075μm±0.02μm的颗粒进行过滤。
2.如权利要求1所述的呼吸机系统，其特征在于，
所述呼吸机系统通入的气体来源包含以下的一种或多种：
外界环境的空气，压缩空气或压缩氧气，外界环境的空气经过制氧机制氧后形成的富氧混合气体。
3.如权利要求2所述的呼吸机系统，其特征在于，
所述外界环境是呼吸系统类传染病患者所在的隔离病房中的至少部分空间。
4.如权利要求1所述的呼吸机系统，其特征在于，
为所述送气装置供电的电池为充电电池，所述充电电池与移动电源连接或与电源插座连接。
5.如权利要求3或4所述的呼吸机系统，其特征在于，其是包含静音小功率的送气装置的正压呼吸机系统，所述正压呼吸机系统设置有加湿装置或未设置加湿装置。
6.如权利要求1～4中任意一项所述的呼吸机系统，其特征在于，所述过滤装置为过滤芯，所述过滤芯与呼吸机系统的进气端形成喇叭状结构，所述过滤芯为喇叭状结构的大端，所述呼吸机系统的进气端为喇叭状结构的小端。
7.一种便携的正压通气式的面罩防护系统，其特征在于，包含面罩和如权利要求1～6中所述的呼吸机系统，所述呼吸机系统通过供气管与所述面罩联通，向面罩内提供正压动力气体，使面罩与面部之间形成大于外界环境气压的正压。
8.如权利要求7所述的面罩防护系统，其特征在于，
所述面罩设有面罩进气管端，与供气管上的靠近面罩的第一端密封连接，所述面罩进气管端与所述供气管可拆卸地连接或者所述面罩壳体与所述供气管制成一体；
和/或，所述供气管上远离面罩的第二端与所述呼吸机系统的输气管端密封连接，所述供气管与呼吸机系统的输气管端可拆卸地连接或者所述供气管与呼吸机系统制成一体。
9.如权利要求7所述的面罩防护系统，其特征在于，
所述呼吸机系统放置在佩戴人员的腰间背后或侧后；
或者，所述呼吸机系统悬挂在佩戴人员的后背。
10.如权利要求7～9中任意一项所述的面罩防护系统，其特征在于，
所述面罩防护系统包含一体的护目镜；
或者，佩戴所述面罩防护系统的人员还戴有与该面罩防护系统分体的护目镜和/或防护隔离服。
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| CN202020252535.9U CN210494934U (zh) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | 便携的正压通气式的面罩防护系统及其呼吸机系统 |
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| CN202020252535.9U CN210494934U (zh) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | 便携的正压通气式的面罩防护系统及其呼吸机系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113133759A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-07-20 | 贵州宇悦生命科技股份有限公司 | 一种基于大数据的呼吸辅助健康监测系统及使用控制方法 |
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2020
- 2020-03-04 CN CN202020252535.9U patent/CN210494934U/zh not_active Expired - Fee Related
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