CN214596865U - 低成本面罩及包含其的电动空气净化呼吸器 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种低成本防护面罩以及包含其的电动空气净化呼吸器，所述电动空气净化呼吸器包括了独特结构的面罩和空气净化机。所述面罩包括了透明柔性的第一片材、第二片材、调节结构和支撑结构。支撑结构包括帽檐和帽体。所述调节结构可以用来调节面罩和佩戴者脸部的密合程度。所述空气净化机包括涡轮风机和过滤组件，结构紧凑，体积小。所述电动空气净化呼吸器重量轻、制造成本低、泄漏率低，便于佩戴和使用。

Description

低成本面罩及包含其的电动空气净化呼吸器

技术领域

本实用新型具体涉及一种低成本防护面罩以及包含其的电动空气净化呼吸器。

背景技术

在含有高浓度粉尘或有害气体或病菌等高危场所，电动空气净化呼吸器(poweredair-purifying respirator/PAPR)被广泛使用。PAPR是由电动空气净化机和呼吸防护罩(口罩、半面罩、全面罩、头罩、隔离服等)组成。电动空气净化机将空气通过过滤组件过滤，再由电动送风组件将过滤空气加压后送给呼吸防护罩，并保持呼吸防护罩内部相对于外部有一定的正压值。和传统的自吸式呼吸器或呼吸面罩相比，PAPR不仅能够克服空气过滤时产生的阻力，降低使用者的呼吸负担；而且在同等条件下，PAPR的指定防护因数是自吸式呼吸器的10-50倍左右。

PAPR防护级别高，但常规的PAPR体积比较大，重量较重，携带和佩戴都不方便，价格也昂贵。CN102811772A公开了一种电动空气净化呼吸器，包括空气净化组件(含风机、滤盒和电池)和头罩，可以给整个脸部提供防护，但这种呼吸器的空气净化组件比较重，通常重量超过1公斤。CN105169826A提供了一种便携式空气净化机。这种空气净化机将电动送风机和过滤组件集成一体，结构紧凑，重量轻；但这种净化机风机小，风量比专业型的PAPR小很多，需要和特制的口罩联用，泄露率高(通常超过1％)，正压保护效果远不如专业型的PAPR，只适合于普通防尘和防雾霾。

CN102958571公布了一种全面罩式的PAPR，空气净化部件在全面罩内，但结构比较复杂，成本较高，整个空气净化组件(含风机、滤盒和电池)都集成在全面罩内，重量较重，增加了使用者头部的负担，此外更换电池和更换滤材也不方便。CN111165965A公布了一种空气净化防护面罩，包括了帽体、防护面罩、防护披肩、风扇和空气过滤器，但结构也比较复杂，风扇是风压小的轴流风机，面罩下方没有密封，形成不了有效的正压防护。

在普通的防尘或防病毒场合，尤其是日常防疫，需要一种更加便携、更加经济、使用更为方便、佩戴更为舒适，同时防护因数高(泄露率低)的防护产品，包括空气净化机、面罩和PAPR。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种低成本防护面罩以及包含其的电动空气净化呼吸器。

上述电动空气净化呼吸器包括上述面罩和空气净化机。

上述电动空气净化呼吸器结构紧凑、成本低廉、重量轻、佩戴舒适，而且泄露率低。

本实用新型的一个方面，提供了一种用于PAPR的低成本的面罩，所述面罩包括第一片材、第二片材、调节结构和支撑结构；所述支撑结构包括帽檐和帽体；所述第一片材是柔性、透明、且不渗透的；所述第二片材是柔性、易弯曲的；所述第一片材的下端边缘和所述第二片材的下端边缘叠置并连接在一起；所述第一片材的上端边缘和所述帽檐的前端连接在一起；所述第二片材设于所述第一片材朝向佩戴者头部的一面；所述支撑结构保持所述面罩固定在佩戴者头部；所述调节结构和所述第二片材的上端边缘连接在一起；所述调节结构的左右两端和所述第一片材的左右两侧边缘连接在一起；所述调节结构的长度可被调节，以便在佩戴时保持所述调节结构紧靠佩戴者的头部。

在本实用新型的一种实施方式中，所述调节结构包括调节绳和套管；所述调节绳被所述套管包裹；所述第一片材的左右两侧边缘各设置一个限位孔；所述调节绳的两端分别穿过两个所述限位孔；所述限位孔限制调节绳的滑动，以便通过改变所述调节绳在两个所述限位孔之间的长度来调节所述调节结构的长度。

在本实用新型的一种实施方式中，所述调节结构是具有弹性的。

在本实用新型的一种实施方式中，所述调节绳是具有弹性的。

在本实用新型的一种实施方式中，所述套管是所述第二片材的上端边缘折叠形成。

在本实用新型的一种实施方式中，所述调节结构包括弹性条；所述弹性条佩戴时被拉伸，产生收缩力，以便所述调节结构紧靠佩戴者头部。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第一片材、所述第二片材、所述调节结构和所述帽檐在佩戴时，围绕佩戴者脸部形成封闭区域。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第一片材的左右两侧边缘、所述调节结构和所述帽体在佩戴时紧靠佩戴者头部。

在本实用新型的一种实施方式中，所述帽檐的前端设有片材固定架；所述片材固定架外侧面设有至少两个固定扣；所述第一片材的上端边缘设有至少两个固定孔；所述第一片材通过所述固定孔和所述片材固定架上的所述固定扣扣合而连接到所述帽檐的前端。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第一片材的上端边缘呈弧形。

在本实用新型的一种实施方式中，第一片材的下端边缘和所述第二片材的下端边缘叠置并通过胶粘、缝制、压合、钉扣、包边或熔接中的一种或几种组合方式连接在一起。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第一片材是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)中的一种，优选PET。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第一片材的厚度在0.1～2mm之间，优选0.2～1mm之间。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第二片材是纤维织物、高聚物薄膜中的一种或几种的复合。

在本实用新型的一种实施方式中，所述纤维织物是丙纶纺粘无纺布、聚酯纤维织物、聚氨基甲酸酯纤维织物、聚酰胺纤维织物中的一种。

在本实用新型的一种实施方式中，高聚物薄膜是聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、热塑性聚氨酯(TPU)膜、聚氯乙烯(PVC)膜、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)膜中的一种。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第二片材是丙纶纺粘/PE膜复合无纺布、丙纶纺粘/熔喷/纺粘复合无纺布(SMS)、丙纶纺粘/熔喷/熔喷/纺粘复合无纺布(SMMS)、春亚纺贴TPU膜复合材料、春亚纺贴PE膜复合材料中的一种。

在本实用新型的一种实施方式中，第一片材和第二片材的下端边缘连接区域和各自分离区域的交界处设置加固结构，以防止连接区域被剥离。

在本实用新型的一种实施方式中，所述加固结构是按扣、铆钉、缝线中的一种或几种。

在本实用新型的一种实施方式中，所述加固结构是四合扣，面罩左右对折后可扣合，方便携带。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第一片材的上端的两侧分别连接两片弹性片，以增强佩戴时的气密性。

在本实用新型的一种实施方式中，所述面罩设置面罩进气口。

在本实用新型的一种实施方式中，所述面罩进气口开设于所述帽檐上。

在本实用新型的一种实施方式中，所述面罩设有面罩出气口。

在本实用新型的一种实施方式中，所述帽檐为月牙形。

在本实用新型的一种实施方式中，所述帽体包括帽箍和帽体调节组件；所述帽箍的前端和所述帽檐的后端连接；所述帽箍的后端和所述帽体调节组件相连；所述帽体调节组件可调节帽体的周长。

在本实用新型的一种实施方式中，所述帽体包括帽箍、帽冠和帽体调节组件；所述帽箍的前端和所述帽檐的后端连接；所述帽箍的后端和所述帽体调节组件相连；所述帽体调节组件可调节帽体的周长；所述帽冠的下端的内表面和所述帽箍的外表面连接。

在本实用新型的一种实施方式中，所述帽体包括帽箍、帽檐支架、铰接轴和帽体调节组件；所述帽檐支架的前端和所述帽檐的后端连接；所述帽箍的后端和所述帽体调节组件相连；所述帽体调节组件可调节帽体的周长；所述帽箍的左右两侧通过所述铰接轴和所述帽檐支架的后端左右两侧连接；所述帽檐支架的内侧面和所述帽箍的前端的外侧面的曲线相似，以便在佩戴时两者密合。

在本实用新型的一种实施方式中，所述帽檐支架和所述帽檐一体成型。

在本实用新型的一种实施方式中，所述帽体调节组件是松紧带、魔术贴、调节扣、调节旋钮中的一种。

所述面罩不仅可以用于电动空气净化呼吸器的面罩，还可以用作其他类型的面罩，比如钢瓶式正压呼吸器、长管式呼吸器的面罩。

当所述第二片材采用透气和具有过滤性能的材料，比如熔喷布，所述面罩可单独使用，具有口罩一样的功能，性能比KN95口罩更好。

本实用新型的另一个方面，提供了一种经济便携式电动空气净化呼吸器，所述电动空气净化呼吸器包括空气净化机和本实用新型所述的面罩。

在本实用新型的一种实施方式中，所述空气净化机设置出风口；所述空气净化机的出风口和所述面罩进气口相连。

在本实用新型的一种实施方式中，所述空气净化机包括送风净化单元和电源；所述送风净化单元包括涡轮风机和过滤组件。

在本实用新型的一种实施方式中，所述涡轮风机和所述过滤组件容纳在一个壳体内；所述壳体设有进风口和出风口；所述壳体包括底座、内盖和外盖；所述底座和所述内盖之间设置第一腔体；所述第一腔体容纳所述涡轮风机，并设有通风口和出风口；所述通风口开设于所述内盖上；所述内盖和所述外盖之间设置第二腔体；所述第二腔体容纳有所述过滤组件，且通过所述进风口与所述壳体外侧相连通。

在本实用新型的一种实施方式中，所述过滤组件和所述内盖之间以及所述过滤组件和所述外盖之间设置弹性密封垫圈。

在本实用新型的一种实施方式中，所述送风净化单元包括至少一个过滤组件；所述涡轮风机设有风机出风口和至少一个风机进风口；所述过滤组件设置于所述风机进风口外侧；所述过滤组件的背面覆盖所述风机进风口；所述涡轮风机的所述风机进风口一面和所述过滤组件的背面通过紧固组件密合在一起，以便在所述涡轮风机运行时，外界空气只能通过所述过滤组件，再经过所述风机进风口进入所述涡轮风机。

在本实用新型的一种实施方式中，所述紧固组件是弹性圈、卡箍、扎带、胶带、双面胶、热熔胶中的一种或几种组合，优选弹性圈。

在本实用新型的一种实施方式中，所述涡轮风机和所述过滤组件之间设置弹性密封垫圈。

在本实用新型的一种实施方式中，所述紧固组件包括至少两条所述弹性圈，所述弹性圈绕过所述涡轮风机的左右两侧，将所述涡轮风机和所述过滤组件束缚在一起，使得两者密合。

在本实用新型的一种实施方式中，所述涡轮风机的背面和/或正面的左右两侧边缘各设置至少两个槽口，用来限制所述弹性圈的滑动。

在本实用新型的一种实施方式中，所述涡轮风机包括两个进风口，其中一个所述进风口可以被临时密封，以便所述涡轮风机被转换成单一进风口的涡轮风机。

在本实用新型的一种实施方式中，所述电源和所述送风净化单元是分离的，所述电源和所述送风净化单元通过导线连接。

在本实用新型的一种实施方式中，所述电源包括可充电电池。

在本实用新型的一种实施方式中，所述电源是移动电源。

在本实用新型的一种实施方式中，所述导线上设有控制组件，所述控制组件包括开关单元和/或调速单元，所述开关单元可控制所述涡轮风机的开启和关闭，所述调速单元可控制所述涡轮风机的转速。

在本实用新型的一种实施方式中，所述过滤组件是高效空气过滤器、静电过滤器、滤棉、滤纸、滤布或活性炭的一种或几种。

在本实用新型的一种实施方式中，所述过滤组件包括外框和滤芯。

在本实用新型的一种实施方式中，所述过滤组件的所述外框的正面和/或背面是环形。

在本实用新型的一种实施方式中，所述弹性密封垫圈是环形。

在本实用新型的一种实施方式中，所述过滤组件的所述外框的正面和/或背面是方环形；所述弹性密封垫圈是方环形。

在本实用新型的一种实施方式中，所述送风净化单元设置于所述帽檐的上方。

在本实用新型的一种实施方式中，所述空气净化机的出风口是突出的，直接插入所述面罩进气口内。

在本实用新型的一种实施方式中，所述空气净化机的出风口通过导气管和所述面罩进气口连接。

在本实用新型的一种实施方式中，所述涡轮风机的额定电压范围为3V～24V，优选5V～12V。

在本实用新型的一种实施方式中，所述涡轮风机的额定功率范围为0.5W～5W，优选1W～3W。

在本实用新型的一种实施方式中，所述涡轮风机的转速范围为2000～9000rpm(转/每分钟，revolutions per minute)，优选3500～6000rpm。

本实用新型和现有技术相比，有明显的优点和有益效果：

1)面罩包含独特的调节结构，既增强了面罩气密性，又降低了制造成本。

2)面罩的支撑结构采用简易的帽檐和帽体，大幅降低了成本和重量。

3)面罩的第一片材可更换，节省了使用成本。

4)空气净化机结构精简，成本低、重量轻，便于携带。

5)空气净化机独特的结构设计，更方便于更换过滤组件和电池。

6)电源和送风净化单元采用分离方式，减轻了送风净化单元的重量，减少了佩戴者额头上方的压力；由于电池可更换，可减少电池的重量。

7)将控制组件设置在导线上，便于佩戴者控制风机开启和调速。

8)电动空气净化呼吸器整体设计精简，大大降低了制造成本。

9)电动空气净化呼吸器重量轻，大幅提升了佩戴的舒适感。

10)面罩和空气净化机采用分离方式，面罩既可以作为一次性面罩，也可反复消毒或清洁使用，空气净化机也可反复使用，这种分离式设计便于消毒清洁和降低使用成本。

11)电动空气净化呼吸器泄露率都低于1％，大部分实施例的泄露率低于0.2％，能极大提升对病毒和粉尘的防护效果。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，以下结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。需要指出的是，各附图的比例出于清楚说明的目的有可能不一样，但这并不会影响对本实用新型的理解。附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。

附图说明

图1是第一实施例的电动空气净化呼吸器的正面视角立体图；

图2是第一实施例的面罩平铺(不含支撑结构)的内侧面图；

图3是第一实施例的面罩的侧面视角立体图；

图4是第一实施例的面罩的底部视角立体图；

图5是第一实施例的支撑结构的正底部视角立体图；

图6是第一实施例的支撑结构的侧面视角立体图；

图7是第一实施例的送风净化单元和导气管的立体图；

图8是第一实施例的送风净化单元的分解图；

图9是第一实施例的送风净化单元的侧面剖析图；

图10是第二实施例的电动空气净化呼吸器的正面视角立体图；

图11是第二实施例的送风净化单元和导气管的正面立体图；

图12是第二实施例的送风净化单元的分解图；

图13是第二实施例的涡轮风机的背面立体图；

图14是第三实施例的电动空气净化呼吸器的正面视角立体图；

图15是第三实施例的支撑结构的正面视角立体图；

图16是第四实施例的电动空气净化呼吸器的正面视角立体图；

图17是第四实施例的电动空气净化呼吸器(旋转后，不含电源和导线)的正面视角立体图；

图18是第四实施例的支撑结构(旋转后)的正面视角立体图；

附图标识：

1、电动空气净化呼吸器 2、面罩 3、空气净化机

4、送风净化单元 5、导气管 21、第一片材

211、固定孔 212、限位孔 213、加固结构

214、包边带 2141、包边缝线 2142、包边带边缘

215、铆钉 22、第二片材 23、调节结构

231、套管 232、调节绳 233、褶皱

24、支撑结构 241、帽檐 2411、片材固定架

2412、固定扣 2413、帽檐支架 242、帽体

2421、帽箍 2422、帽体调节组件 2423、帽冠

2424、电源支架 2425、帽檐支架 2426、铰接轴

25、面罩空腔 251、扁平空腔 26、面罩进气口

30、壳体 301、第一腔体 302、第二腔体

303、底座 3031、凹槽

304、内盖 3041、通风口 3042、第一弹性密封垫圈

305、外盖 3051、凸起 3052、第二弹性密封垫圈

306、进风口 307、出风口 3081、铰链

3082、卡扣 309、电源接口 31、涡轮风机

311、风机正面 312、正面进风口 313、风机出风口

314、风机背面 315、背面进风口 32、过滤组件

33、电源 34、电源连接线 341、控制组件

42、紧固组件 421、弹性圈

43、正面弹性密封垫圈 44、槽口 45、背面弹性密封垫圈

51、背面盖板 52、背面通风口 53、挡板

61、弹性条 62、连接缝线 63、连接点

具体实施方式

术语

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上端”、“下端”、“前端”、“后端”、“左侧”、“右侧”、“内侧”、“外侧”、“正面”、“背面”、“上方”、“下方”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如本文所用，术语“内侧面”指佩戴时，朝向佩戴者头部的一面。

如本文所用，术语“上端”指佩戴时，靠近佩戴者头部上方的一端。

如本文所用，术语“下端”指佩戴时，和上端相反的一端。

如本文所用，术语“前端”指佩戴时，佩戴者脸部正前方的一端。

如本文所用，术语“后端”指佩戴时，和前端相反的一端。

如本文所用，术语“面罩左侧”和“面罩右侧”指佩戴时，靠近佩戴者脸部左侧面或右侧面的一侧。

如本文所用，术语“帽箍”是指用于围绕头部并紧箍头部的组件。

如本文所用，术语“过滤组件正面”指从过滤组件进风的一面。

如本文所用，术语“过滤组件背面”指从过滤组件出风的一面。

如本文所用，术语“环形”指中间镂空的，可以是圆环形、方环形或不规则环形。

如本文所用，术语“风机转速”指在没有过滤组件和出风口阻力下，风机在额定功率时的转速。

如本文所用，术语“风机正面”指含风机出风口的一面，从该面观察风机叶轮旋转为逆时针。

如本文所用，术语“风机背面”指从该面观察风机叶轮旋转为顺时针的一面。

如本文所用，术语“风机左侧”指在出风口左侧的风机侧面。

如本文所用，术语“风机右侧”指在出风口右侧的风机侧面。

以下结合具体实施例来进一步解释本实用新型，但实施例对本实用新型不做任何形式的限定。

本实用新型的第一实施例提供了一种防护面罩以及配备其的便携式经济型的电动空气净化呼吸器。图1至图9显示出了第一实施例的具体结构。如图1所示，电动空气净化呼吸器1包括面罩2和空气净化机3。下面结合图1至图6对面罩2的结构做详细介绍。

面罩2包括第一片材21、第二片材22、调节结构23和支撑结构24，支撑结构24包括帽檐240和面罩固定组件241。本实施例中，第一片材21为透明柔性的0.3mm厚的PET片，第二片材22是柔性的春亚纺贴TPU膜复合材料。若需要增加面罩透气性，可选SMS或SMMS等类型的透气复合材料；若需要增加面罩气密性，可选含不透气高聚物膜的复合材料。

图2是第一实施例的面罩平铺(不含支撑结构)的内侧面图。平铺时，第一片材21和第二片材22都成平面状，两者下端形状一样，下端边缘曲线重合。第一片材21的下端边缘和第二片材22的下端边缘叠置并连接在一起，包边带214将第一片材21和第二片材22相互叠置的下端边缘包覆，并缝制包边缝线2141将两者连接；图1和图2中的包边带214中虚线为包边缝线2141，虚线上方紧邻的曲线是包边带边缘2142。第二片材22位于第一片材21朝向佩戴者头部的一面，即第一片材21内侧面。为了防止第一片材21和第二片材22的下端边缘连接区域在佩戴时被剥离，在该连接区域与第一片材21和第二片材22各自分离区域的交界处设置加固结构213。本实施例中的加固结构是铆钉。图2和图3所示，第一片材21和第二片材22位于加固结构213的上端部分是各自分离的，位于加固结构213的下端边缘是叠置并连接在一起的。

图2所示，第二片材22的上端边缘折叠缝制而成套管231；套管231也可以是其他片材折叠而成，再和第二片材22连接。调节绳232穿入套管231中被其包裹，本实施例的调节绳232是松紧绳，没有弹力的绳子也可以作为调节绳，但佩戴后调节结构23和头部的密合度受影响，而且头部活动也受影响；还可以将套管改成弹性套管，再使用无弹力的绳子作为调节绳，也可起到调节作用。第一片材21的左右两侧边缘各设置一个限位孔212，调节绳232两端分别穿过第一片材21上的两个限位孔212，限位孔212的直径小于调节绳232的直径，这样限位孔212在调节绳232被拉伸时可限制其滑动。将调节绳232两端往左右两侧拉伸后，由于限位孔212限制了调节绳232的两端滑动，使得调节绳232在两个限位孔212中间的长度小于第一片材21在平铺时两个限位孔212之间的长度，调节绳232产生收缩力；套管231的平铺时长度大于第一片材21弯曲后两个限位孔212之间的直线距离，于是套管231通过形成褶皱233而长度变小，如图3所示。在佩戴时，调节结构23紧靠佩戴者头部下方，通常是下颏下方，调节结构23拉伸变形可产生收缩力，以保持调节结构23紧靠佩戴者的头部下方，同时还和支撑结构24一起保持第一片材21的左右两侧边缘紧靠佩戴者的头部左右两侧。通过改变调节绳232在第一片材21的左右两侧边缘之间的长度，即两个限位孔212之间的长度，来调整调节结构23和佩戴者头部的密合程度。

图1至图4所示，第一片材21的上端和帽檐240连接在一起。图5显示，帽檐240的前端设有弧形的片材固定架2411，其外侧面设有三个固定扣2412，为卡扣结构。将第一片材21的三个固定孔211和三个固定扣2412对齐并扣合，即可将第一片材21固定在片材固定架2411上，形成可围绕脸部的弧形。片材固定架2411和帽檐240的前端边缘还有一段距离，便于手持佩戴。

图5和图6显示，支撑结构24包括了帽檐241和帽体242，帽体242包括了帽箍2421、帽体调节组件2422和帽冠2423。帽箍2421的前端和帽檐241的后端连接；帽箍2421的后端和帽体调节组件2422相连；帽体调节组件2422可调节帽体的周长；帽冠2423的下端的内表面和帽箍2421的外表面连接。本实施例中，帽箍2421的前端和帽檐241的后端，帽冠2423的下端的内表面和帽箍2421的外表面都通过缝制连接在一起；帽体调节组件2422选用的是松紧带。帽体242上还设有电源支架2424，用来固定和支撑电源33。

在佩戴时，第一片材21、第二片材22、调节结构23和帽檐240围绕佩戴者脸部形成封闭区域，即如图3所示的面罩空腔25，其中第一片材21和第二片材22弯曲变形后形成一个扁平空腔251。在佩戴时，帽箍2421的前端的内侧面、第一片材21的左右两侧边缘以及调节结构23紧靠佩戴者的头部。空气经过空气净化机过滤并加压后从面罩进气口26进入面罩空腔25；当面罩2和佩戴者头部未完全密合时，空气从面罩2紧靠佩戴者头部的各个漏气点排出；也可在面罩上设置面罩出气口，比如在第一片材或第二片材或帽檐上设置单向呼吸阀，面罩空腔25内的空气可以从单向呼吸阀排出到外界，但外界空气不能从单向呼吸阀进入面罩空腔25。

下面结合图1、图7至图9对空气净化机3的结构做详细介绍。空气净化机3包括送风净化单元4和电源33，送风净化单元4包括涡轮风机31和过滤组件32。图8是本实施例的送风净化单元4和导气管5的分解图，图9是本实施例的送风净化单元4的侧面剖析图，这两张图显示涡轮风机31和过滤组件32容纳在一个壳体30内。壳体30设有进风口306和出风口307。壳体30包括底座303、内盖304和外盖305。底座303和内盖304之间设置第一腔体301。第一腔体301容纳涡轮风机31，并设有通风口3041和出风口307；通风口3041开设于内盖304上。内盖304和外盖之305间设置第二腔体302，第二腔体302容纳有过滤组件32，且通过进风口306与壳体30外侧相连通。图7所示，本实施例中的进风口306是由6条长方形孔组成。

为方便更换过滤组件32以及加强密封，外盖305和底座303通过两个圆柱形铰链3081连接，方便开合，并通过卡扣3082来扣合外盖305和底座303。为进一步增强第二腔体302的气密性，外盖305下端四周边缘设置凸起3051，底座303上端的四周边缘设置凹槽3031，扣合外盖305时，凸起3051和凹槽3031两者密合。

为增强通风口3041到出风口307之间腔体的气密性，涡轮风机31和底座303之间以及涡轮风机31和内盖304之间用密封胶连接密封。为了保证空气只能通过过滤组件32进入涡轮风机31，在内盖304朝向过滤组件32一面设置方环形的第一弹性密封垫圈3042，外盖305朝向过滤组件32一面设置方环形的第二弹性密封垫圈3052，装入过滤组件32再扣合外盖305时，两个弹性密封垫圈发生弹性形变，在过滤组件32上下两面的四周边缘形成密封。弹性密封垫圈和表面可采用直接粘贴方式，弹性密封垫圈可采用泡棉，如EVA泡棉或橡胶泡棉。

通过以上设计，在空气净化机3的壳体30内就形成了如下空气流通通道：空气只能通过进风口306进入第二腔体302，经过过滤组件32过滤后，通过通风口3041，然后由涡轮风机31加压后，从出风口307排出。

过滤组件32可以为本领域技术人员己知的几种滤材，是高效空气过滤器(highefficiency particulate air filter/HEPA)、静电过滤器、滤棉、滤纸、滤布或活性炭的一种或几种。本实施例中过滤组件32是HEPA，包括外框和滤芯，滤芯是折叠状的滤纸，中间有胶筋加固，滤芯和外框之间用胶粘合和密封。空气过滤效果主要是由滤芯以及滤芯和外框的密封程度所决定，用户可以根据实际需要选取不同类型和不同过滤级别的过滤器。本实施例中过滤组件32所采用的HEPA对0.3微米粒子的过滤效率超过99.95％。

本实施例中的过滤组件32的外框的背面和正面是方环形，第一弹性密封垫圈3042和第二弹性密封垫圈3052也是方环形，两者的形状相似，相互密合后能有效密封。

涡轮风机31通过导线和设置在底座303上的电源接口309相连，再通过电源连接线34和电源33相连。本实施例中的电源接口309是直流电源接口。电源33是圆柱形的移动电源，包含一节圆柱形锂离子电池；电源33具有充电和放电功能，输出电压是5V。涡轮风机的额定电压范围为3V～24V，优选5V～12V；当电源33的输出电压为5V时，风机额定电压优选5V。涡轮风机31的额定功率范围为0.5W～5W，优选1W～3W。涡轮风机31的转速范围为2000～9000rpm，优选3500～6000rpm。本实施例的涡轮风机31的额定电压为5V，额定功率为1.5W，转速为4500rpm左右。

图1中，电源连接线34中间设置了控制组件341，设有开关单元和调速单元，开关单元可控制涡轮风机的开启和关闭，调速单元可控制所述涡轮风机的转速；控制组件341可通过设置按键的次数和时间长短来控制开关和调速，比如长按为启停风机，短按调节风速档位。控制组件341即可设置在电源33上，也可设置在电源连接线34上，设置在电源连接线34上时更方便佩戴者操作。

本实施例的送风净化单元4的尺寸为63mm×63mm×41mm，包括涡轮风机31和过滤组件32的总重量为89g，便于携带。本实用新型的空气净化机不仅可以作为电动空气净化呼吸器的空气净化部件使用，还可以在卧室、办公室、汽车等场合作为便携型的空气净化机单独使用。

面罩进气口既可以开设在第一片材或第二片材上，也可开设在帽檐上，优选开设在帽檐上。空气净化机的出风口和面罩进气口相连，可以直接相连，或通过导气管相连。本实施例在帽檐240中间部位设置面罩进气口26，其形状和导气管端口或者空气净化机的出风口相似。本实施例中，空气净化机3的送风净化单元4设置于帽檐240的上方，帽檐240可支撑和固定送风净化单元4。

图7中的导气管5是方形空心柱体，和壳体30分离的，通过胶粘方式连接，壳体30的出风口即为空气净化机的出风口；也可以将导气管和底座303一体注塑而成，这样导气管就成为壳体30的一部分，原来导气管的出风口则成为空气净化机的出风口。面罩进气口26的内部尺寸比导气管5的外部尺寸略大，当导气管5插入面罩进气口26时，两者有效密合，提升面罩2的气密性。这种设计使得导气管5不仅可导通空气，防止泄露，还起到支撑和固定送风净化单元4的作用。

空气净化机3和面罩2采用分离式设计，是便于更换面罩2，面罩2可作为一次性产品使用，也可反复消毒清洁使用，而且第一片材21可更换；空气净化机3中的组件除了过滤组件32外都可消毒或清洗后反复使用，这种分离式设计降低了使用的成本。

图10是第二实施例的电动空气净化呼吸器的正面视角立体图。图11是第二实施例的送风净化单元和导气管的立体图，图12是第二实施例的送风净化单元的分解图。图10至图12显示，本实施例的面罩2和第一实施例一样，但送风净化单元4采取了更加简单的结构设计：涡轮风机31设有一个正面进风口312和一个风机出风口313；正面进风口312设于风机正面311；过滤组件32设置于正面进风口312外侧；过滤组件32的背面覆盖了正面进风口312。过滤组件32和涡轮风机31通过紧固组件42密合在一起，以便在涡轮风机31运行时，外界空气只能通过过滤组件32进入涡轮风机31。这种简单结构实现了空气净化机的基本功能。紧固组件可以是弹性圈、卡箍、扎带、胶带、双面胶、热熔胶等材料中的一种或几种组合，优选弹性圈。本实施例中的紧固组件42是两条弹性圈421，绕过涡轮风机31的左右两侧，将涡轮风机31和过滤组件32束缚在一起，使得两者密合。这种设计既减少了结构件，减轻了重量和节省了制造成本，也兼容了不同厚度甚至不同形状的过滤组件。

本实施例中过滤组件32是HEPA，包括外框和滤芯，滤芯是折叠状的滤纸，中间有胶筋加固，滤芯和外框之间用胶粘贴和密封。过滤组件32所采用的HEPA对0.3微米粒子的过滤效率超过99.95％。

如图11和图12所示，在风机正面311的四周边缘增设正面弹性密封垫圈43，可增加涡轮风机31和过滤组件32之间的气密性。弹性密封垫圈可以粘贴于风机正面311上。过滤组件32的外框的背面是方环形，正面弹性密封垫圈43也是方环形，两者的形状相似，相互密合后能有效密封。

本实施例的风机出风口313为空气净化机的出风口，和导气管5相连。图11中的导气管5是方形空心柱体，通过胶粘方式和风机出风口313连接，导气管和风机也可以一体注塑而成。图13是第二实施例的涡轮风机的背面视角立体图，如图所示，在风机背面314的左右两侧边缘各设置两个槽口44，用于防止弹性圈421的滑动和脱落。

通过以上设计，在空气净化机3的送风净化单元4形成了如下空气流通通道：空气只能从外界通过过滤组件32，再经过正面进风口312进入涡轮风机31，被涡轮风机31加压后，再由风机出风口313排出。

本实施例的送风净化单元4的尺寸为53mm×53mm×32mm，包括涡轮风机31和过滤组件32的总重量为45g，只有第一实施例中送风净化单元的一半重量，从而使空气净化机3更加小型化，更加便于携带。本实施例的涡轮风机31的额定电压为5V，额定功率为1W，转速为4500rpm左右。

图14.是第三实施例的电动空气净化呼吸器的正面视角立体图，图15是第三实施例的支撑结构的立体图。如图14至图15所示，相比第一和第二实施例的面罩，本实施例的面罩2采用更加简单的结构：帽体242不含帽冠，只有帽箍2421和帽体调节组件2422，两者形成一个闭合的圆环；片材固定架2412设于帽檐241的前端边缘。帽箍2421和帽檐241以及片材固定架2412为高聚物，一体注塑而成。帽箍2421内表面可增加弹性内衬，改善佩戴舒适感以及提高气密性。这种设计进一步降低了面罩的成本，并更加适合在气温高的时候使用。

图16是第四实施例的电动空气净化呼吸器的正面视角立体图。图17是第四实施例的电动空气净化呼吸器(旋转后，不含电源和导线)的正面视角立体图，图18是第四实施例的支撑结构(旋转后)的正面视角立体图。本实施例的面罩2的帽体242包括帽箍2421、帽檐支架2425、铰接轴2426和帽体调节组件2422；帽檐支架2425的前端和帽檐241的后端连接；帽箍2421的后端和帽体调节组件2422；帽体调节组件2422可调节帽体的周长；帽箍2421的左右两侧通过铰接轴2426和帽檐支架2425的后端左右两侧连接；帽檐支架2425的内侧面和帽箍2421的前端的外侧面的曲线相似，以便在佩戴时两者密合。帽檐支架2425和帽檐241以及片材固定架2412可一体注塑而成。这种设计方便佩戴，佩戴前可将面罩2的前端围绕帽箍2421向后旋转，如图17所示；将帽箍2421戴上后，将面罩2的前端围绕帽箍2421向前旋转，让帽檐支架2425的内侧面和帽箍2421的前端的外侧面的闭合。本实施例的面罩2的第一片材21的下端边缘和第二片材22的下端边缘通过胶粘方式连接在一起，并通过增加数个铆钉215加固。第一片材21的下端边缘和第二片材22的下端边缘也可通过按扣方式连接，将铆钉215用按扣代替，这样方便两者拆卸和更换。

将过滤率超过99.95％的HEPA作为上述四个实施例的电动空气净化呼吸器的过滤组件，测试了真人佩戴下的泄漏率，泄漏率均低于1％，大部分实施例低于0.2％。测试方法为：测试实验员佩戴电动空气净化呼吸器后，面罩空腔中的净化后空气的0.3微米粒子的浓度和外界空气中的0.3微米粒子的浓度，两者之间比值作为泄露率。结果如下表：

实施例	1	2	3	4
					泄露率	0.07％	0.72％	0.10％	0.14％

对于防疫和防尘，上述电动空气净化呼吸器不仅防护效果好，而且成本低廉、佩戴方便舒适。

从以上实施例可以看出，本实用新型提供了几种面罩和几种空气净化机，两者连接使用。以上所述只是本实用新型的较佳的实施例，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，所以凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于电动空气净化呼吸器的低成本面罩，其特征在于：所述面罩包括第一片材、第二片材、调节结构和支撑结构；所述支撑结构包括帽檐和帽体；所述第一片材是柔性、透明、且不渗透的；所述第二片材是柔性、易弯曲的；所述第一片材的下端边缘和所述第二片材的下端边缘叠置并连接在一起；所述第一片材的上端边缘和所述帽檐的前端连接在一起；所述第二片材设于所述第一片材朝向佩戴者头部的一面；所述支撑结构保持所述面罩固定在佩戴者头部；所述调节结构和所述第二片材的上端边缘连接在一起；所述调节结构的左右两端和所述第一片材的左右两侧边缘连接在一起；所述调节结构的长度可被调节，以便在佩戴时保持所述调节结构紧靠佩戴者的头部；所述调节结构是具有弹性的；所述面罩设置面罩进气口；所述面罩进气口开设于所述帽檐上。

2.根据权利要求1所述的面罩，其特征在于，所述调节结构包括调节绳和套管；所述调节绳被所述套管包裹；所述第一片材的左右两侧边缘各设置一个限位孔；所述调节绳的两端分别穿过两个所述限位孔；所述限位孔限制调节绳的滑动，以便通过改变所述调节绳在两个所述限位孔之间的长度来调节所述调节结构的长度。

3.根据权利要求1所述的面罩，其特征在于，所述帽檐的前端设有片材固定架；所述片材固定架外侧面设有至少两个固定扣；所述第一片材的上端边缘设有至少两个固定孔；所述第一片材通过所述固定孔和所述片材固定架上的所述固定扣扣合而连接到所述帽檐的前端。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的面罩，其特征在于，所述帽体包括帽箍和帽体调节组件；所述帽箍的前端和所述帽檐的后端连接；所述帽箍的后端和所述帽体调节组件相连；所述帽体调节组件可调节帽体的周长。

5.根据权利要求4所述的面罩，其特征在于，所述帽体包括帽箍、帽体调节组件和帽冠；所述帽冠的下端的内表面和所述帽箍的外表面连接。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的面罩，其特征在于，所述帽体包括帽箍、帽檐支架、铰接轴和帽体调节组件；所述帽檐支架的前端和所述帽檐的后端连接；所述帽箍的后端和所述帽体调节组件相连；所述帽体调节组件可调节帽体的周长；所述帽箍的左右两侧通过所述铰接轴和所述帽檐支架的后端左右两侧连接；所述帽檐支架的内侧面和所述帽箍的前端的外侧面的曲线相似，以便在佩戴时两者密合。

7.一种电动空气净化呼吸器，其特征在于，包括空气净化机和权利要求1-6中任意一项所述的面罩；所述空气净化机设置出风口；所述空气净化机的出风口和所述面罩进气口相连。

8.根据权利要求7所述的电动空气净化呼吸器，其特征在于，所述空气净化机包括送风净化单元和电源；所述送风净化单元包括涡轮风机和过滤组件；所述送风净化单元设置于所述帽檐的上方；所述电源和所述送风净化单元是分离的，所述电源和所述送风净化单元通过导线连接。

9.根据权利要求8所述的电动空气净化呼吸器，其特征在于，所述涡轮风机和所述过滤组件容纳在一个壳体内；所述壳体设有进风口和出风口；所述壳体包括底座、内盖和外盖；所述底座和所述内盖之间设置第一腔体；所述第一腔体容纳所述涡轮风机，并设有通风口和出风口；所述通风口开设于所述内盖上；所述内盖和所述外盖之间设置第二腔体；所述第二腔体容纳有所述过滤组件，且通过所述进风口与所述壳体外侧相连通。

10.根据权利要求8所述的电动空气净化呼吸器，其特征在于，所述送风净化单元包括涡轮风机和至少一个过滤组件；所述涡轮风机设有风机出风口和至少一个风机进风口；所述过滤组件设置于所述风机进风口外侧；所述过滤组件的背面覆盖所述风机出风口；所述涡轮风机的所述风机进风口一面和所述过滤组件的背面通过紧固组件密合在一起，以便在所述涡轮风机运行时，外界空气只能通过所述过滤组件，再经过所述风机进风口进入所述涡轮风机；所述紧固组件是弹性圈、卡箍、扎带、胶带、双面胶中的一种或几种组合。

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