增强防疫服防病毒功效的装置

1.本发明属于医疗设备技术领域，具体公开了一种增强防疫服防病毒功效的装置。


背景技术：

2.在根据国内外权威疾病控制和预防中心研究表明，引起新冠肺炎的新型冠状病毒传染性极强，可以通过飞沫和气溶胶进行传播；以国外学者实验数据为例，如果病人打喷嚏，该病毒可以通过微小的喷嚏液体颗粒散步到8米甚至更远，且存活时间较长，可以是几个小时甚至更长，增加了防疫一线与病人近距离接触的医护人员被传染的风险。
3.根据国内外权威疾病控制和预防中心研究表明该病毒传染性极强，可以通过飞沫和气溶胶进行传播；以国外学者实验数据为例，如果病人打喷嚏，该病毒可以通过微小的喷嚏液体颗粒散步到8米甚至更远，且存活时间较长，可以是几个小时甚至更长，因此患病者众多，同时也极易导致防疫一线与病人近距离接触的医护人员发生较大规模的传染。
4.封闭式防疫服或防化服可以有效地防止医护人员的被传染问题，但封闭式防疫服价格昂贵、数量较少，且全封闭防疫服会导致医护人员行动不便，不利于医护人员对病人尤其是重症病人的医疗和看护。而简易式防疫服具有成本低、行动方便等优点，便于在疫情爆发时大规模推广使用；但简易防疫服封闭性差，病人和病毒携带者近距离接触身着简易防护服医护人员时，病毒可能会通过防护服的漏洞，或者没有完全封闭的地方，进入防护服内，导致医护人员被传染的风险。例如，头部透明面罩与外界接界处，防护服和鞋套的接缝，防护服和手套的接缝，等位置容易产生密封不完全、病毒随空气进入的风险。尤其在头部面罩与外界交接处等敞开式接触部位，脸部部位的眼、鼻、嘴三处有粘膜，病毒容易感染，最为危险。同时身着防疫服的医护人员往往会因为长时间高强度工作产生很多汗，导致脱水甚至抵抗力下降，不利于保护自身的健康和免疫力。
5.因此，如何通过一种装置来提高简易防护服的防护能力，已经成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.为了克服以上问题，本发明旨在提供一种应用于简易防疫服内的装置，通过在防疫服内外气体形成压力差，来阻止病毒通过飞沫或气溶胶进入防疫服内，降低医护人员被感染的风险。
7.其中，简易防疫服包括：连为一体的躯干部、四肢、头部、手部和脚部区域的主体防疫服、嵌入头部主体防疫服的头套、戴在头套外用于隔离面部区域和外部环境的透明面罩、嵌入手部主体防疫服的手套、嵌入脚部主体防疫服的脚套。而主体防疫服的头套/透明面罩与外界的交接处、主体防疫服手部与手套的交界处、主体防疫服腿部与脚套的交接处，上述敞开式接触界面容易被外界携带病毒的气体侵入的区域。
8.为了实现上述目的，本发明提供了一种增强防疫服防病毒功效的装置，该装置位于在简易防疫服内，包括气瓶、戴在头上的头环、头环在面部一侧的伸出端、手环、躯干部的
气体散热通道、腿部的气体散热通道、脚环；以及连接气瓶、头环、手环、脚环、气体散热通道，并将气瓶气体传输到上述通道的塑料软管；同时，将小面积的半导体制冷片通过导热性好的硅胶、导电胶、ito等材料黏附在柔性衬底上，柔性衬底包括聚酰亚胺、pet、pvdf、pdms等材料，并使其与供电电源的电连接，然后将其贴在气体钢瓶上，通过对钢瓶内气体降温，然后通过塑料软管传输到防疫服内部各处，实现降温的效果。
9.上述装置设置在防疫服内的不同位置，其中：气瓶位于防疫服内并固定在人员的腰部或背部，气体散热通道设置在简易防疫服的躯干部和腿部区域，头环位于在头部防疫服的头套区域，手环位于在防疫服手部区域，脚环位于在防疫服脚部区域；其中：戴在头上的头环，位于在防疫服头套内，该头环的材料为轻便的塑料材质，在头部后面头环下方有气体入口，通过塑料管将气体从气瓶内传输到头环；在前额处头环下方有多个塑料管伸出，并该塑料管末端设置有气体出口，通过该出口将气体传输到开放式的面罩内，形成面罩内区域气体压力大于外部压力，防止病毒以飞沫或气溶胶形式进入面罩内，降低医护人员的传染风险。
10.戴在防疫服内靠近防疫服与手套交界处的手环，该手环的材料为轻便塑料材质，该手环朝躯干一侧设置有气体入口，通过塑料管将气体从气瓶内传输到手环；该手环远离躯干一侧设置有均匀的气体出口，在接缝处形成高于外部的气体压力。
11.戴在防疫服内靠近防疫服与脚套交界处的脚环，该脚环的材料为轻便塑料材质，该脚环朝躯干一侧设置有气体入口，通过塑料管将气体从气瓶内传输到脚环；该脚环远离躯干一侧设置有均匀的气体出口，在接缝处形成高于外部的气体压力。
12.位于防疫服内人员的腰部或背部的气瓶，设置有两个气体出口，分别与其内部设置的两种相互隔离的压缩气体相连接；其中，第一种气体密度高于空气，其主体为空气，因为氧气和二氧化碳气体密度比空气高，故充填有更高比例氧气和或二氧化碳等气体的混合气体，从而使得第一种气体比空气质量重；且该气体沿气瓶的第一出口通过第一塑料软管，先流经腿部气体散热通道，然后进入手环和脚环处；由于该气体密度大于空气密度，比空气质量重，同时手部手套和防疫服交界处以及脚部防疫服和鞋套交界处位于防护服底部或局部底部，故可以在手环和脚环位置处沉淀下来，从而防止外部带病毒的空气进入；第二种气体密度低于空气，其主体为空气，因为氮气和氦气气体密度比空气低，故充填有更高比例的氮气和或氦气等气体的混合气体，使得该第二种气体比空气质量轻，且该气体沿气瓶的第二出口通过第二塑料软管先连接到散热通道，在从散热通道出口通过气体软管与头环相连；由于该气体比外界气体轻，同时头环位于防疫服顶部，故该气体会先流经躯干气体散热通道，然后进入头环并充满头部透明面罩和防疫服头套之间的空间，从而实现该空间与外部环境的隔离。
13.同时，气瓶带有朝外的按键式开关，用以打开或关闭气体传输。另外，该气瓶上设置固定环扣，以通过使用皮带、固定绳索等装置穿过固定环，将气瓶固定在人员的腰间或背上。
14.设置在气瓶上且朝外的按键式开关，用以控制一个嵌入气瓶气体出口的环形阀门结构，该环形阀门结构内部设置有多个气体通道，且外侧设有凹槽；设置按键式开关设置有对准该凹槽且可移动的连接杆，按键式开关连接杆的头部与一固定部之间设置有弹簧。当
操作人员按下按键时，连接杆接触凹槽，并将环形部件沿某一方向推动并旋转；设置连接杆长度能够推动环形结构旋转一定角度a，并设置一固定杆结构，使得环形部件旋转角度a后，将该固定杆卡进该凹槽，从而使得环形部件不在旋转；同时，设置环形阀门内均匀分布的多个气体通道之间的角度为两倍的角度a。操作时，当前气瓶状态为打开时，环形阀门内气体通道与气瓶气体出口实现连通，气瓶气体可以通过改通道流出气瓶；然后按下按键后，环形阀门结构旋转角度a，该位置没有设置气体通道，故气瓶气体无法流出，气瓶状态改变为关闭；在按下按键式开关，环形阀门结构在旋转角度a，其内部另一气体通道与气瓶气体出口实现连通，气瓶状态变为打开状态；依次类推。由于气瓶设置在防疫服内，朝外的按键式开关更便于医护人员通过在防疫服外触摸到，并进行按击操作来打开或关闭气体传输。同时，设置开关后，当医护人员进入危险区时打开气瓶，而离开时可以关闭气瓶，可从而节约用气，避免频繁更换气瓶带来的各种成本；设置在气体瓶上的气体出口，通过传输气体的塑料软管将气体传输到本发明装置的各个位置。
15.其中，散热通道为导热好的碳纤维软管或塑料材质构成，将软管以蛇行贴在防疫服内侧，或者通过防疫服内侧的环扣套在防疫服内侧，包括防疫服的躯干位置处以及大腿部位，使得蛇行软管环绕人体躯干和大腿；另外，该蛇形结构，可以是由软管组成的单通道蛇行结构，或者单入口和出口的多通道网状结构。当低温气体流经蛇形区域时，气体在该区域耗时较长，且覆盖躯干部和腿部的面积较大，且碳纤维导热优异，从而可以起到降低人体温度的效果。
16.可选的，在传输气体用的塑料软管和散热通道上每隔一定距离设置一开口，使得气体通过该开口进入防疫服内，以增强开口处防护服内部的气体压力，防止防疫服可能存在的漏洞造成外部病毒通过气溶胶进入防疫服。同时，设置该开口总数量乘以该单个开口面积小于头环/脚环/手环气体出口总面积的五分之一，以保证有足够的气体压力将气瓶气体沿塑料软管传输的头环/脚环/手环处。
17.可选的，气瓶里面的气体中可以加入适量的臭氧，在不影响健康的情况下，可以对环境起到消毒杀菌的效果。
18.可选的，在气瓶按键式开关和开口处设置有指示灯装置，该装置通过在气体通道内设置转动部件，在有气体流动时，气流吹动转动部件，使得转动部件带动金属接触头移动到一开关部件的凹槽内，并使得该开关部件两端导通，从而实现开关两端连接的电池和指示灯的电路导通，指示灯变亮，从而显示按键式开关为导通状态；反之则指示灯为暗，显示为关闭状态。另外，将该指示灯设置在防疫服上且医护人员可以看到的部位，如手部、腹部等部位，以帮助医护人员判断气瓶状态。
19.可选的，设置气瓶内两种气体密度分别高于或低于空气密度，其中密度高于空气的第一气体沿气体第一出口通过第一软管传送到手环和脚环处；同时，该软管再分出一个支路软管，将另一种密度低于空气的第二气体沿第二出口通过软管与该支路软管合并成一路新的软管，使其内部气体混合后密度低于空气，并沿新软管传输到散热部件和头环处。
20.其中，设置在气体钢瓶外侧的降温装置所在防疫服背部区域，该区域防疫服的内侧和外侧涂有石墨烯散热涂层。
21.可选的，降温装置及该区域涂有石墨烯散热涂层的防疫服，该装置通过将面积小
于等于3厘米x 3厘米的半导体制冷片，用导电胶或者硅胶或者ito，贴装在聚酰亚胺或pet或pvdf或pdms柔性衬底上，且半导体制冷片彼此之间通过导线实现电学连接，并在投影平面上相互隔开；同时，将半导体制冷片冷面朝向柔性衬底贴在气体钢瓶上或钢瓶出口处，其热面通过导电胶或者硅胶或者ito，贴在该位置的防疫服内侧上的石墨烯散热涂层上，并通过该位置的防疫服及涂在该位置防疫服外侧的石墨烯散热层，连接到防疫服外的散热片上。
22.其中，降温装置使用固体锂电池供电，且在气瓶出口处放置一接触式温度探测器，并将探测器探测信号通过导线连接到一温度控制部件，通过该温度控制部件施加在半导体制冷片上的电压，达到控温的效果。
23.头环及其伸出部，其特征在于在伸出部中间部位，设置一非接触式测温装置，用于监控穿戴者体温，并根据温度值来控制气瓶流量，来达到调节体温的效果；可选的，可以将该柔性可穿戴降温装置贴覆在防疫服内人体额头、胸部、腰部、背部等主要发热区域，用于给人体直接降温。
24.附图说明
25.图1为本发明增强防疫服防病毒能力的装置示意图图2为本发明的气瓶及其气体出口位置示意图图3为本发明气体通道、环形阀门结构和按键式开关示意图图4为本发明气体散热通道示意图图5为本发明头部开放处气瓶气体和环境气体的关系图6为本发明开关指示装置结构原理示意图和开关指示装置位置示意图图7为本发明气瓶出口示意图图8为本发明防疫服内使用半导体制冷片的降温装置示意图
具体实施方式
26.为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
27.以下具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、清晰地达到辅助说明本实施例的目的。
28.参见附图1，本发明提供了一种增强防疫服防病毒功效的装置设置在防疫服内，包括但不限于气瓶1、戴在头上的头环2、头环在面部一侧的伸出端3、手环4、躯干部的气体散热通道5、腿部的散热通道6、脚环7，上述结构设置在防疫服内的不同区域，其中躯干部散热通道设置在躯干部的防疫服81区域，腿部散热通道设置在腿部防疫服内，头环设置在头部防疫服的头套与外界的交接处为82区域，头环伸出端设置在头部的地透明面罩83区域内，手环设置在防疫服手部与手套的交界处84区域，脚环设置在腿部防疫服85区域与脚套的交界处86区域，同时使用塑料软管9连接气瓶与头环、手环、脚环、散热通道，且将气瓶气体传输到上述位置。
29.戴在头上的头环，该头环的材料为轻便塑料材质，在头部后面头环2下方设置有气体入口，通过塑料管将气体从气瓶内传输到头环2；在前额处头环2下方有多个塑料管3向外伸出，并该塑料管末端设置有气体出口，通过该出口将气体传输到开放式的面罩内，形成面罩内区域气体压力大于外部压力，防止病毒以飞沫或气溶胶形式进入面罩内，降低医护人员的传染风险。
30.戴在防疫服与手套交接处84区域附近手部的手环4，该手环的材料为轻便塑料材质，该手环朝躯干一侧设置有气体入口，通过塑料管将气体从气瓶内传输到手环；该手环远离躯干一侧设置有均匀的气体出口，在接缝处形成高于外部的气体压力。
31.戴在防疫服与手套交接处86区域附近的脚环7，该脚环的材料为轻便塑料材质，该脚环朝躯干一侧设置有气体入口，通过塑料管将气体从气瓶内传输到脚环7；该脚环远离躯干一侧设置有均匀的气体出口，在接缝处形成高于外部的气体压力。
32.头环、手环、脚环参见附图1的示意。
33.同时，在气体钢瓶外侧有降温装置10，并在头部头环伸出部和钢瓶气体出口处或钢瓶外侧装有温度传感器，用于控制防疫服内的温度。
34.气瓶及其设置位置设计请参见附图2。气瓶设置有两个气体出口，分别与其内部设置的两种相互隔离的压缩气体相连接；配置一种气体1密度高于空气，其主体为空气，充填有更高比例氧气和或二氧化碳等气体的混合气体，从而使得气体1的质量比空气重；请参考图1，将该气体沿气瓶的一个出口1通过塑料软管1连接到手环及脚环处；由于该气体密度大于空气密度，质量比空气重，同时手部手套和防疫服交界处以及脚部防疫服和鞋套交界处位于防护服底部或局部底部，故可以在手环和脚环位置处沉淀下来，从而防止外部带病毒的空气进入。
35.配置另一种气体2密度低于空气，其主体为空气，充填有更高比例的氮气和或氦气等气体的混合气体，使得该气体2的质量比空气轻，且该气体沿气瓶的另一个出口2通过塑料软管2先连接到散热通道，再从散热通道出口通过气体软管与头环相连；由于该气体比外界气体轻，同时头环位于防疫服顶部，故会先通过头环充满头部透明面罩和防疫服头套之间的空间，并事先将该空间与外部环境隔离。同时，该气瓶带有朝外的按键式开关，用以打开或关闭气体传输。
36.另外，为便于气瓶固定，该气瓶上设置固定环扣，以通过使用皮带、固定绳索等装置穿过固定环，将气瓶固定在人员的腰间或背上。一个气体出口通过塑料软管连接气瓶和散热通道及头环，另一出口通过塑料软管连接气瓶和脚环及手环，并通过该装置使得防护服内各处气体压力高于外部环境压力。具体参见附图2。
37.请参见附图3，设置在气瓶上且朝外的按键式开关，用以控制一个嵌入气瓶气体出口的环形阀门结构，该环形阀门结构内部设置有多个气体通道，且外侧设有凹槽；设置按键式开关设置有对准该凹槽且可移动的连接杆，按键式开关连接杆的头部与一固定部之间设置有弹簧。当操作人员按下按键时，连接杆接触凹槽，并将环形部件沿某一方向推动并旋转；设置连接杆长度能够推动环形结构旋转一定角度a，并设置一固定杆结构，使得环形部件旋转角度a后，将该固定杆卡进该凹槽，从而使得环形部件不在旋转；同时，设置环形阀门内均匀分布的多个气体通道之间的角度为两倍的a。操作时，当前气瓶状态为打开时，环形阀门内气体通道与气瓶气体出口实现连通，气瓶气体可以通过改通道流出气瓶；然后按下
按键后，环形阀门结构旋转角度a，该位置没有设置气体通道，故气瓶气体无法流出，气瓶状态改变为关闭；在按下按键式开关，环形阀门结构在旋转角度a，其内部另一气体通道与气瓶气体出口实现连通，气瓶状态变为打开状态；依次类推。由于气瓶设置在防疫服内，朝外的按键式开关更便于医护人员通过在防疫服外触摸到，并进行按击操作来打开或关闭气体传输。同时，设置开关后，当医护人员进入危险区时打开气瓶，而离开时可以关闭气瓶，从而可以节约用气，降低频繁更换气瓶带来的成本。
38.设置在气体瓶上的气体出口，通过传输气体的塑料软管将气体传输到所需位置。其中散热通道为导热性好的碳纤维软管或塑料材质构成，将软管以蛇行贴在防疫服内侧，或者通过防疫服内侧的环扣套在防疫服内侧，包括防疫服的躯干位置处以及大腿处，使得蛇行软管环绕人体躯干和大腿。请参见附图4，具体而言，可以将碳纤维软管设置成网状（a）或蛇形（b）贴伏在防护服内侧，以增加在躯干部的降温面积和效果，为医护人员降低体温，避免高强度工作中出汗引起免疫力下降，而导致的被传染风险。
39.可选的，在传输气体用的塑料软管和散热通道上每隔一定距离设置一开口，使得气体通过该开口进入防疫服内，以增强开口处防护服内部的气体压力，防止防疫服可能存在的漏洞造成外部病毒通过气溶胶进入防疫服。同时，设置该开口总数量乘以该单个开口面积小于头环/脚环/手环气体出口总面积的五分之一，以保证有足够的气体压力将气瓶气体沿塑料软管传输的头环/脚环/手环处。
40.气瓶里面的气体以压缩空气为主。可选的，可以加入非常少量的臭氧，在不影响健康的情况下，可以对环境的病毒起到杀毒的效果。
41.请参见附图5，头部开放处气瓶设计。可选的，设置气瓶内气体比空气略轻，使得该气体通过头环在头部开放区域形成顶部为气瓶气体，并通过不断排放的气瓶气体，将外部空气和气瓶气体的界面控制在开放式面罩的底部，从而避免病毒以飞沫或气溶胶传输到医护人员面部；同时，由于该区域顶部始一旦充满气瓶气体后，可以降低后续气体的使用量。
42.可选的，设置开关指示装置，用以显示气瓶开关状态；参见附图6，该装置设置有电池、指示灯、带有两个金属端及具有凹槽结构的开关、带有弹簧的转动装置及转动装置顶部的金属触头，其中电池、指示灯与开关通过金属连线连接在一起，如图（a）所示；该装置的转动部件包括固定轴、固定轴一端的转动杆、固定轴另一端带金属触头的转动杆、固定端以及连接固定端与带金属触头转动杆的弹簧，该转动装置的无金属触头的转动杆嵌入气体通道内；正常状态时，转动部件的金属触头远离开关两个金属端形成得凹槽，故开关处于断开状态，整个电路不导通，指示灯处于不亮的状态；当有气体在气体通道内流动时，转动部件带动金属接触头转动，使得金属触头转动到开关两端凹槽内，从而引起开关两端导通达到闭合状态，从而使得连接电池和指示灯的电路导通，显示灯处于亮的状态；反之，当气体不流动时，转动装置依靠弹簧恢复到原来位置，金属触头远离开关的凹槽并处于断开状态，指示灯熄灭。
43.可选的气瓶出口设计，参见附图7，设置两种气体密度分别高于或低于空气密度，其中密度高于空气的气体1沿气体出口1通过软管1传送到手环和脚环处；同时，该软管再分出一个支路软管，将另一个密度低于空气的气体2沿另一个出口2通过软管与该支路软管合并成一路新的软管2，使其内部气体混合后密度低于空气，并沿新软管传输到散热部件和头环处。
44.本发明的装置在具体使用时，请参考图1，为便于穿脱，该装置设置通过固定环方式固定在简易防疫服内从而形成一体；同时，为增加舒适度可在防疫服接触身体部分增加内衬。穿着增强防疫服，先穿入腿部服装，戴上鞋套，固定脚环7；用皮带、固定绳索等装置穿过气瓶上的固定环，将气瓶固定在医护人员的腰间或背上；再穿入上肢服装，佩戴头环2，固定伸出端3及其透明面罩；最后带上防护服头套，封闭上衣，戴上手套，固定手环4。防疫服穿着后，请参考图2，打开气瓶开关，让增强防疫服正式开始工作。
45.参见附图1，本发明的降温装置10位于气体钢瓶外侧。具体细节参见附图8，本发明的降温装置是将半导体tec制冷片通过柔性衬底贴敷人身上直接降温，或者贴在钢瓶上对钢瓶气体降温，并通过气体管路实现对防疫服内部空间的降温。实施时，将该区域防疫服内侧和外侧涂上高热导率的石墨烯散热涂层，然后将tec制冷片热端贴在内侧的石墨烯散热涂层上；同时，在外部散热涂层上装上散热器，以便于将热端产生的热尽快散掉。该降温装置使用锂电池供电；同时通过贴在气体钢瓶外侧或出口处的温度传感器，来探测气体温度，并通过一含有温度控制器的反馈控制电路，来实现对气体温度的精确控制。同时，本发明的装置在人头部头环伸出部区域，放置有红外测温传感器，用于探测人体额头部位的温度，并将其反馈到降温装置上，以调节降温装置的效果。
46.另外，本发明的制冷装置具有柔性可穿戴的特性，可以直接贴敷在人体其他部位，对该部位进行直接降温。
47.综上所述，本发明的一种应用于非封闭式防疫服的装置，通过在简易防疫服内提高气体压力的方法，有效地防治病毒通过气溶胶，透过接缝或者防疫服敞开处传染医护人员。
48.虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。