CN214807988U - 一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及医用器械技术领域，尤其涉及一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩，包括防护面罩主体、以及与防护面罩主体连接的调节片，还包括设于防护面罩主体前侧的空气过滤器；防护面罩主体的左右两侧分别对称设有上耳环和下耳环，上耳环和下耳环之间通过环形耳带连接；防护面罩主体的前侧为镂空结构，并开有环形方孔，环形方孔内嵌入有连接方框，连接方框将空气过滤器与防护面罩主体连接；本实用新型采用可更换滤棉结构，经清洗消毒后，面罩可反复多次使用；增加了呼气时的过滤防护，在保证面罩呼吸顺畅的基础上，有效防止了飞沫从面罩溢出，避免产生二次交叉污染；基于增材制造技术，简化了防护面罩的生产流程。

Description

一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩

技术领域

本实用新型涉及医用器械技术领域，尤其涉及一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩。

背景技术

防护面罩是一种常见的医疗防护用品，可以通过过滤进入人体肺部的空气来有效降低人员感染呼吸道传染病的危险，以降低环境中的微小污染物(如PM2.5、飞沫)等对人体呼吸系统的侵害。新冠病毒疫情防控期间，防护面罩成为需求量最大的医疗物资之一。但由于市场供应不足，导致防护面罩在疫情期间十分紧缺。

现有常见的防护面罩多为一次性用品，使用的材料主要为无纺布，在结构上通常由三层无纺布、鼻夹和耳带组成。其中，三层无纺布的内层为普通无纺布，外层为做了防水处理的无纺布，中间层为主体聚丙烯熔喷布过滤材料。在生产制造流程上，现有防护面罩通常需经历以下生产流程：口罩成型→压合→切边→呼吸阀焊接→耳带点焊→鼻梁条线贴合→呼吸阀冲孔→包装→灭菌→解析(EO灭菌)→成品等，工艺流程较为复杂，并且需要依托于大量专业化的生产设备才能进行批量生产，生产周期较长。

以上可知，现有技术中的防护面罩主要存在下问题：1、现有防护面罩主要材料为无纺布，这种材料不能进行清洗消毒，通常为一次性使用，不可重复使用，面罩消耗量大，材料损失严重；2、现有防护面罩生产制造工艺流程复杂，需要大量专业化设备，设备投入大，生产周期长；3、现有面罩易撕裂，结构强度和耐久性不足；4、现有面罩空气阀针对呼气开启时未做防护隔离，易造成飞沫从面罩内溢出。

增材制造技术又熟称3D打印技术，是一种基于离散-堆积原理，融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术，以数字模型为基础，通过软件与数控系统，将专用的金属、非金属或医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、喷射等方式逐层堆积、制造出实体物品的制造技术。相较于传统的加工制造方式，增材制造技术是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，在复杂构件的加工制造上具有得天独厚的优势，目前已在多个领域获得了大量的应用。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩，面罩主体使用柔性可打印材料，面罩结构强度和耐久性好，材料使用率高；面罩呼吸模块具有可更换滤棉结构，满足多次重复使用要求。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩，包括防护面罩主体、以及与防护面罩主体连接的调节片，还包括设于防护面罩主体前侧的空气过滤器；

所述防护面罩主体的左右两侧分别对称设有上耳环和下耳环，所述上耳环和下耳环之间通过环形耳带连接；所述防护面罩主体的前侧为镂空结构，并开有环形方孔，所述环形方孔内嵌入有连接方框，所述连接方框将空气过滤器与防护面罩主体连接；

所述空气过滤器包括空气过滤器基体、设于空气过滤器基体上中间位置的空气阀组件，所述空气过滤器基体为双圆柱筒状结构，所述空气过滤器基体上的圆柱筒分别对称设于空气阀组件的左右两侧，所述圆柱筒内填充有空气滤棉组件。

优选地，所述空气过滤器基体的中间位置分别设有前肋板和后肋板，所述前肋板呈倾斜水平面布置，所述前肋板的中间开有矩形孔，所述矩形孔上安装有空气阀组件；所述后肋板呈垂直水平面布置，所述后肋板中间开有方孔，所述方孔与连接方框连接。

优选地，所述空气滤棉组件包括竖直设于圆柱筒内的滤棉棒、以及缠绕于滤棉棒上的空气滤棉，所述空气滤棉呈圆柱型，所述滤棉棒的底端设有环形圆盘，所述环形圆盘上均匀布设有若干个通气圆孔。

优选地，所述圆柱筒的顶部设有环形盖帽，所述环形盖帽上均匀开设有若干个通气小孔；所述圆柱筒的底部开设有过滤器底端进气口，所述过滤器底端进气口与若干个通气圆孔相通。

本实用新型中的空气滤棉组件采用可更换滤棉结构，经清洗消毒后，面罩可反复多次使用。

优选地，所述空气阀组件包括过滤器前面板、橡胶薄片、空气阀盖和空气阀滤棉，所述过滤器前面板的中间开设有圆形台阶孔，所述圆形台阶孔的内侧通过空气阀滤棉覆盖；所述圆形台阶孔的外侧粘贴有橡胶薄片，所述橡胶薄片的上端部粘贴于圆形台阶孔的台阶处，所述橡胶薄片的下端部悬空；所述橡胶薄片的外侧设有空气阀盖。

优选地，所述空气阀盖的边缘与过滤器前面板上的沉槽嵌入连接，所述空气阀盖的底端开有呼气槽孔。

本实用新型中的空气阀组件增加了呼气时的过滤防护，在保证面罩呼吸顺畅的基础上，有效防止了飞沫从面罩溢出，避免产生二次交叉污染。

优选地，所述防护面罩主体为罩杯式对称结构，所述防护面罩主体由柔性材料通过增材制造技术一体化成型，所述防护面罩主体的边缘呈流线型，可与人体面部形成密封。

优选地，所述调节片为长条型薄壁卡齿结构，所述调节片的左右两端部分别对称设置有四组环形卡齿，四组环形卡齿均匀间隔设置。

优选地，所述调节片的一端部设有魔术贴。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的防护面罩采用可更换滤棉结构，经清洗消毒后，面罩可反复多次使用。

2、本实用新型在现有面罩空气阀基础上，增加了呼气时的过滤防护，在保证面罩呼吸顺畅的基础上，有效防止了飞沫从面罩溢出，避免产生二次交叉污染。

3、本实用新型基于增材制造技术，简化了防护面罩的生产流程。

附图说明

图1为本实用新型的结构分解示意图；

图2为本实用新型中空气过滤器的结构示意图；

图3为本实用新型中空气滤棉组件的局部剖面图；

图4为本实用新型中空气阀组件的结构示意图。

图中：1防护面罩主体、1-1环形方孔、2上耳环、3下耳环、4环形耳带、5调节片、5-1环形卡齿、6连接方框、7空气过滤器、7-1空气过滤器基体、8魔术贴、9空气阀组件、10空气滤棉、11环形盖帽、12滤棉棒、13圆柱筒、14前肋、15后肋板、16环形圆盘、16-1通气圆孔、17通气小孔、18过滤器底端进气口、19空气阀盖、20呼气槽孔、21橡胶薄片、22过滤器前面板、22-1沉槽、23空气阀滤棉。

具体实施方式

下面结合附图将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本实用新型的优点和特征，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚的界定。本实用新型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的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。

参照图1-图4，一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩，包括防护面罩主体1、以及与防护面罩主体1连接的调节片5，还包括设于防护面罩主体1前侧的空气过滤器7。

其中，所述防护面罩主体1为罩杯式对称结构，所述防护面罩主体1由柔性材料通过增材制造技术一体化成型，所述防护面罩主体1的边缘呈流线型，可与人体面部形成密封。

本实施例中，防护面罩主体1基于增材制造技术，即使用柔性可打印材料制备而成，这样不仅简化了防护面罩的生产流程，而且使得面罩结构强度和耐久性好，材料使用率高。

参照图1，所述防护面罩主体1的左右两侧分别对称设有上耳环2和下耳环3，所述上耳环2和下耳环3之间通过环形耳带4连接；所述防护面罩主体1的前侧为镂空结构，并开有环形方孔1-1，所述环形方孔1-1内嵌入有连接方框6，所述连接方框6将空气过滤器7与防护面罩主体1连接。

本实施例中，采用连接方框6将空气过滤器7与防护面罩主体1相连，使其安装简便，且结构牢固。

参照图2，所述空气过滤器7包括空气过滤器基体7-1、设于空气过滤器基体7-1上中间位置的空气阀组件9，所述空气过滤器基体7-1为双圆柱筒状结构，所述空气过滤器基体7-1上的圆柱筒13分别对称设于空气阀组件9的左右两侧，所述圆柱筒13内填充有空气滤棉组件。

具体的，所述空气过滤器基体7-1的中间位置分别设有前肋板14和后肋板15，所述前肋板14呈倾斜水平面布置，所述前肋板14的中间开有矩形孔，所述矩形孔上安装有空气阀组件9；所述后肋板15呈垂直水平面布置，所述后肋板15中间开有方孔，所述方孔与连接方框6连接。

本实施例中，通过前肋板14和后肋板15共同配合作用，便于安装空气阀组件9，从而使得空气阀组件9与空气过滤器基体7-1连接可靠、稳定。

具体的，参照图2-图3，所述空气滤棉组件包括竖直设于圆柱筒13内的滤棉棒12、以及缠绕于滤棉棒12上的空气滤棉10，所述空气滤棉10呈圆柱型，所述滤棉棒12的底端设有环形圆盘16，所述环形圆盘16上均匀布设有若干个通气圆孔16-1。

其中，所述圆柱筒13的顶部设有环形盖帽11，所述环形盖帽11上均匀开设有若干个通气小孔17；所述圆柱筒13的底部开设有过滤器底端进气口18，所述过滤器底端进气口18与若干个通气圆孔16-1相通。

本实施例中，空气滤棉10用于过滤空气中的污染物，环形圆盘16用于方便空气滤棉的拆卸，若干个通气小孔17用于空气进入圆柱筒13内，若干个通气圆孔16-1和过滤器底端进气口18用于经空气滤棉10过滤后的空气进入至空气阀组件9中。其中，该空气滤棉组件可更换空气滤棉10，将空气滤棉10经清洗消毒后，使得该面罩可反复多次使用，满足使用需求，降低生产成本。

具体的，参照图4，所述空气阀组件包括过滤器前面板22、橡胶薄片21、空气阀盖19和空气阀滤棉23，所述过滤器前面板22的中间开设有圆形台阶孔，所述圆形台阶孔的内侧通过空气阀滤棉23覆盖；所述圆形台阶孔的外侧粘贴有橡胶薄片21，所述橡胶薄片21的上端部粘贴于圆形台阶孔的台阶处，所述橡胶薄片21的下端部悬空；所述橡胶薄片21的外侧设有空气阀盖19。

其中，所述空气阀盖19的边缘与过滤器前面板22上的沉槽22-1嵌入连接，所述空气阀盖19的底端开有呼气槽孔20。

本实施例中，采用橡胶薄片21的上端部粘贴于圆形台阶孔的台阶处，橡胶薄片21的下端部悬空；这样使得人在吸气时，橡胶薄片21的下端部关闭，当人在呼气时，橡胶薄片21的下端部打开，且呼出的气体中的飞沫等经空气阀滤棉23过滤无法溢出，其过滤后的气体经空气阀盖19的呼气槽孔20流出。这里增加了呼气时的过滤防护，在保证面罩呼吸顺畅的基础上，有效防止了飞沫从面罩溢出，避免产生二次交叉污染。

具体的，参照图1，所述调节片5为长条型薄壁卡齿结构，所述调节片5的左右两端部分别对称设置有四组环形卡齿5-1，四组环形卡齿5-1均匀间隔设置。

其中，所述调节片5的一端部设有魔术贴8。

本实施例中，当该防护面罩在佩戴时，防护面罩主体1两侧的环形耳带4分别嵌入进调节片5两侧的环形卡齿5-1内，根据所选环形卡齿5-1位置不同，可自由调节防护面罩佩戴的张紧程度。另外，魔术贴8设置于调节片5一侧，以提供标签粘贴位置，方便人员信息识别。

本实用新型中空气过滤器的工作原理如下：

吸气时：空气阀组件9中的橡胶薄片21的下端部关闭，空气自环形盖帽11顶端通气小孔17进入空气过滤器圆柱筒13内，经空气滤棉10过滤污染物后从滤棉棒12底端环形圆盘16的通气圆孔16-1流出，从过滤器底端进气口18进入面罩供人呼吸。

呼气时：空气阀组件9中的橡胶薄片21的下端部打开，呼出的气体经空气阀盖19流出，其中，呼出的飞沫等经空气阀滤棉23过滤无法溢出。

综上所述，该防护面罩采用可更换滤棉结构，经清洗消毒后，面罩可反复多次使用；增加了呼气时的过滤防护，在保证面罩呼吸顺畅的基础上，有效防止了飞沫从面罩溢出，避免产生二次交叉污染；基于增材制造技术，简化了防护面罩的生产流程。

本实用新型中披露的说明和实践，对于本技术领域的普通技术人员来说，都是易于思考和理解的，且在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的修改或改进，也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩，包括防护面罩主体(1)、以及与防护面罩主体(1)连接的调节片(5)，其特征在于，还包括设于防护面罩主体(1)前侧的空气过滤器(7)；

所述防护面罩主体(1)的左右两侧分别对称设有上耳环(2)和下耳环(3)，所述上耳环(2)和下耳环(3)之间通过环形耳带(4)连接；所述防护面罩主体(1)的前侧为镂空结构，并开有环形方孔(1-1)，所述环形方孔(1-1)内嵌入有连接方框(6)，所述连接方框(6)将空气过滤器(7)与防护面罩主体(1)连接；

所述空气过滤器(7)包括空气过滤器基体(7-1)、设于空气过滤器基体(7-1)上中间位置的空气阀组件(9)，所述空气过滤器基体(7-1)为双圆柱筒状结构，所述空气过滤器基体(7-1)上的圆柱筒(13)分别对称设于空气阀组件(9)的左右两侧，所述圆柱筒(13)内填充有空气滤棉组件。

2.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩，其特征在于，所述空气过滤器基体(7-1)的中间位置分别设有前肋板(14)和后肋板(15)，所述前肋板(14)呈倾斜水平面布置，所述前肋板(14)的中间开有矩形孔，所述矩形孔上安装有空气阀组件(9)；所述后肋板(15)呈垂直水平面布置，所述后肋板(15)中间开有方孔，所述方孔与连接方框(6)连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩，其特征在于，所述空气滤棉组件包括竖直设于圆柱筒(13)内的滤棉棒(12)、以及缠绕于滤棉棒(12)上的空气滤棉(10)，所述空气滤棉(10)呈圆柱型，所述滤棉棒(12)的底端设有环形圆盘(16)，所述环形圆盘(16)上均匀布设有若干个通气圆孔(16-1)。

4.根据权利要求3所述的一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩，其特征在于，所述圆柱筒(13)的顶部设有环形盖帽(11)，所述环形盖帽(11)上均匀开设有若干个通气小孔(17)；所述圆柱筒(13)的底部开设有过滤器底端进气口(18)，所述过滤器底端进气口(18)与若干个通气圆孔(16-1)相通。

5.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩，其特征在于，所述空气阀组件包括过滤器前面板(22)、橡胶薄片(21)、空气阀盖(19)和空气阀滤棉(23)，所述过滤器前面板(22)的中间开设有圆形台阶孔，所述圆形台阶孔的内侧通过空气阀滤棉(23)覆盖；所述圆形台阶孔的外侧粘贴有橡胶薄片(21)，所述橡胶薄片(21)的上端部粘贴于圆形台阶孔的台阶处，所述橡胶薄片(21)的下端部悬空；所述橡胶薄片(21)的外侧设有空气阀盖(19)。

6.根据权利要求5所述的一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩，其特征在于，所述空气阀盖(19)的边缘与过滤器前面板(22)上的沉槽(22-1)嵌入连接，所述空气阀盖(19)的底端开有呼气槽孔(20)。

7.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩，其特征在于，所述防护面罩主体(1)为罩杯式对称结构，所述防护面罩主体(1)由柔性材料通过增材制造技术一体化成型，所述防护面罩主体(1)的边缘呈流线型，可与人体面部形成密封。

8.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩，其特征在于，所述调节片(5)为长条型薄壁卡齿结构，所述调节片(5)的左右两端部分别对称设置有四组环形卡齿(5-1)，四组环形卡齿(5-1)均匀间隔设置。

9.根据权利要求8所述的一种基于增材制造技术可重复使用的防护面罩，其特征在于，所述调节片(5)的一端部设有魔术贴(8)。

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