背包式高洁净呼吸防护器的制作方法

1.本发明涉及呼吸防护技术领域，是将人体吸入和呼出的气体引至外置的专门过滤材料进行高洁净过滤，解决个人呼吸防护和社会传染病防治问题。


背景技术：

2.在有细菌、病毒、粉尘、毒气等有害物质污染的空气环境中，人们需要配戴保护呼吸系统的防护用品，以避免吸入有害物质损害健康、危及生命。现有口罩技术有一定的作用，但还不能很好防护呼吸系统。
3.目前公知的常用技术是用熔喷布材料制作成口罩，鉴于牛顿粘性定律限制，熔喷布孔径材料在0.3微米左右，不同厂家会有一些差别，但很难再做小，否则根据牛顿粘性定律，阻力会变大，无法呼吸，如n95型口罩，所用的熔喷布为50克，可确切过滤≥0.3微米的颗粒、细菌，材料对细菌的过滤效率大于95％，但对粒径在0.02-0.18微米之间的病毒只能依靠静电荷吸附，存在静电荷下降过滤防护效果不稳定的缺陷。特别是空气中的细微颗粒很多，熔喷布静电下降，穿透熔喷布的细微颗粒会很多，实验表明，在模拟高烈度污染的狼烟环境下，配戴医用口罩仅经过两分种就有彩色粉尘穿透其25克的熔喷布，n95口罩经过5 分钟也有彩色粉尘穿透其50克的熔喷布。现有口罩技术缺陷较多，无法很好地对呼吸系统进行保护。同时口罩不透明，将人面部大部分罩住，不美观，阻力大，配戴闷热，人们不愿意长时间配戴，许多民众配戴时鼻梁周围都会留下空隙让空气进出，减少胸闷，社会实际效果并不理想。
4.目前公知的组合式防尘防毒面罩，有一定的防毒、防尘功能，但其防毒功能有限，过滤病毒效果不高、阻力大；过滤功能寿命短；鼻腔呼吸与口腔呼吸混为一体，不能适应炎热气候；有的对呼出气体也未作过滤处理，不能解决防毒问题；过滤装置安装在面部，受体积、尺寸等限制，其不能采用性能优越的超洁净、低阻力过滤技术；不适合社会长时间防毒。同时臃肿的面部配戴，很不美观，也不方便生产、生活，除非短时间内进入高危区，没有人愿意配戴。这大大影响其在社会中的适用性。


技术实现要素：

5.为克服现有口罩防毒效果有限、配戴时生活与交流不方便、使用寿命短、资源浪费大等局限性，本发明提供了一种美观、舒适、可长时间确切防病毒的背包式高洁净呼吸防护器，本发明将过滤模块外置在背包里，采用多种技术共同过滤病毒、病菌、粉尘、毒气等，每个耗材模块使用时间长，日均使用成本低，无自身污染，也无社会污染，社会适用性强。遇突然爆发生化灾难，人们立即配戴上，可起到每个人之间的呼吸隔离，继续参加集体性工作、学习等，社会生产生活和国民经济基本不受影响，社会代价低，辅以必要的社会公共管理措施，社会大众更加安全。
6.本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案是：由面部透明的呼吸防护罩与具过滤功能的背包组成高洁净呼吸防护装备。面部为透明美观的呼吸防护罩，负责将呼吸器
官与外界空气隔离及对呼吸气体进行传送。过滤功能安装在背包里，并对吸入气体与呼出气体分别用专业的过滤模块进行过滤，采用过滤病毒孔径的过滤材料为核心材料进行多种复合，高洁净和长时效稳定过滤防护病毒、病菌等。面部透明隐形化，让人们在长间使用中生活、工作、学习不受影响，配戴轻松舒适美观，可在数十天内不间断配戴。
7.本发明所述背包式高洁净呼吸防护器对呼吸气体过滤功能强大，主要由呼吸气体高洁净过滤背包、呼吸防护罩组成，面部主要为具有密封隔离及透明美观的呼吸防护罩，过滤模块外置于背包内。
8.本发明所述呼吸气体高洁净过滤背包主要由呼吸气体高洁净过滤盒、背包袋组成，呼吸气体高洁净过滤盒置于背包袋里，背于背上，对呼吸气体高洁净过滤。
9.本发明所述的呼吸防护罩，主要由呼吸防护罩罩体、呼吸防护罩密封垫圈、吸入气体面部气体导管、呼出气体面部气体导管、吸入气体单向阀、呼出气体单向阀、呼吸防护罩头部固定套组成，负责将呼吸器官与外界未经过滤的空气环境密封隔离，和将过滤的高洁净气体输入供吸入需要，以及将呼出的气体输出进行处理排放。
10.本发明所述的吸入气体面部气体导管、呼出气体面部气体导管，前端分别与呼吸防护罩罩体相连接。吸入气体面部气体导管后端与吸入气体单向阀连接，经吸入气体连接软管与背部呼吸气体高洁净过滤盒的吸入过滤舱呼吸罩连接筒连接，接入高洁净气体供人体需要。呼出气体面部气体导管后端与呼出气体单向阀连接，经呼出气体连接软管与背部呼吸气体高洁净过滤盒的呼出过滤舱呼吸罩连接筒连接，将呼出气体送往呼吸气体高洁净过滤盒处理。
11.本发明空气首先经背包吸入气体进口上的吸入气体过滤舱旋紧罩进入呼吸气体高洁净过滤盒高洁净过滤，过滤洁净的气体，再经吸入过滤舱呼吸罩连接筒、吸入气体连接软管和吸入气体单向阀、吸入气体面部气体导管进入呼吸防护罩罩体，由呼吸器官吸入供人体需要。人体呼出的气体经呼吸防护罩罩体、呼出气体面部气体导管、呼出气体单向阀、呼出气体连接软管、呼出过滤舱呼吸罩连接筒进入呼吸气体高洁净过滤盒进行过滤处理，然后经背包呼出气体出口排入公共空气中。
12.本发明所述的呼吸防护罩与呼吸气体高洁净过滤背包组成主要的呼吸防护器，经口腔呼吸的气体为非经常性及量小，改由辅助的专用护口罩防护。经过口腔的气体流量很小，专用护口罩可采用高洁净过滤材料为核心材料制作，也进行高洁净过滤防护，且阻力小。在不需要口腔吸入气体和呼出气体时，面部可只配戴呼吸防护罩，防护更严密、配戴更轻松。在需要口腔吸入气体和呼出气体时，首先配戴好呼吸防护罩，高洁净隔离过滤防护大部分呼吸气体，同时配戴好专用护口罩，隔离过滤防护经口少量进出的呼吸气体。
13.本发明吸入气体面部气体导管、呼出气体面部气体导管、呼吸防护罩系带、呼吸防护罩头部固定套起到对呼吸防护罩罩体的固位作用。所述呼吸防护罩头部固定套为凹形，在头后脑上固位起到防移位的作用。呼吸防护罩头部固定套两边由呼吸防护罩系带与吸入气体面部气体导管、呼出气体面部气体导管上的系环连接，调节呼吸防护罩系带松紧程度及呼吸防护罩头部固定套位置，可将呼吸防护罩端正地扣在鼻子周围的面部，严密地罩住鼻孔，与外界空气环境隔离密封，以及承受吸入气体连接软管、呼出气体连接软管下沉拉力。
14.本发明所述呼吸气体高洁净过滤盒分吸入气体过滤舱、呼出气体过滤舱，吸入气
体与呼出气体不共用同一过滤模块，吸入的气体单独由吸入气体过滤舱中专门的吸入气体过滤模块专业过滤，保障吸入气体过滤的高洁净和长效稳定。呼出气体进入呼出气体过滤舱，由专门的呼出气体过滤模块专业过滤处理。
15.本发明背包袋外面开有背包吸入气体进口，呼吸气体高洁净过滤盒的吸入气体过滤舱模块套筒穿过这里，由吸入气体过滤舱旋紧罩旋紧固定，呼吸的气体从这里进入。
16.本发明背包袋的底部或两侧开有背包呼出气体出口，呼吸的气体从这里呼出。
17.本发明呼吸气体高洁净过滤盒可为圆形过滤盒，也可为方形过滤盒。
18.本发明需要高洁净长效过滤病毒、病菌、粉尘等细微颗粒物时，呼吸气体高洁净过滤盒配置能确切过滤最小粒径病毒的细微颗粒物过滤模块。
19.本发明需要高洁净长效过滤有毒气体时，呼吸气体高洁净过滤盒配置能过滤有毒气体的过滤模块。
20.本发明背包袋的背包吸入气体进口上方设有一附带功能包，起到装饰作用和装带随身物品之用。背包袋有背包吸入气体进口和背包呼出气体出口。
21.本发明如果呼出的气体不需要处理，可以经呼出气体单向阀后不经过滤模块直接排放
22.本发明呼吸气体高洁净过滤背包中的呼吸气体高洁净过滤盒为自吸式过滤盒，也可为电动送风式过滤盒。
23.本发明可用于对病毒、病菌、有害粉尘、毒气、浓烟的高洁净长时效过滤防护。
24.本发明，面部配戴人脸仿生设计的呼吸系统防护罩罩体，并加装呼吸系统防护罩密封垫圈，气密性强，提高实际综合过滤效能，将配戴者的呼吸系统置于一个严密的呼吸过滤保护系统之中，与有风险的外界空气环境高度隔离，吸入的气体经过吸入空气高洁净低阻力过滤模块过滤再进入肺部，呼出的气体也经过呼出气体洁净过滤模块过滤再排放入公共空间，对病毒、病菌起到切实的隔离防控，更好地保护呼吸系统免受外界病毒、病菌、粉尘、毒气的侵害。
25.配戴本发明，人们吃饭、饮水、说话可以不受影响，较好地解决人们集体就餐问题，也较好地解决人们生活中的不间断配戴问题，基本不影响人们工作、生活中的各种交往和交流。如果在一些特定环境中需要防止说话者说话时少量气流呼出，可要求说话者注意说话的环境与方式，必要时加戴专门护口罩即可。
26.本发明技术最核心的是采用呼吸防护过滤功能背包化，将呼吸气体高洁净过滤盒内置在特制的呼吸气体高洁净过滤背包内，将背包做成具高洁净、低阻力过滤功能的防护用品，从而呼吸防护罩加呼吸气体高洁净过滤背包组成高洁净、低阻力、长时效呼吸防护装备。
27.本发明所依据的科学原理：根据牛顿粘性定律，剪应力与法线方向的速度梯度成正比，而与法线方向的压力无关，因此本发明将过滤材料由面部外置在背包时里，从而可增大空气的过滤面积，使空气穿过过滤材料的速度降低，呼吸时阻力随之下降，可更好地考虑采用更小孔径的过滤材料过滤病毒，以及进行长时效稳定防护。
28.本创造发明的有益效果是：1、本发明配戴方便，可以对病毒、病菌、有害粉尘、毒气等进行高洁净低阻力过滤防护，且不会让病毒、病菌污染防护用品，以充分保障使用者不会被传染。2、本发明每次更换的过滤模块使用寿命很长，每更换一次过滤模块配戴上千小时
仍然有很高的过滤洁净度，更好保障使用者使用的呼吸系统防护器一直高效安全。3、人们包括显性患者、隐性患者呼出的气体均可高洁净过滤处理再排放进空气中，是能高洁净地过滤显性患者、隐性患者呼出气体的呼吸系统防护器，保障周围人员安全。4、本发明呼吸系统防护罩美观，配戴舒适，人们愿意长期不间断穿戴，可实现数十天里人人呼吸每天24小时不间断“隔离”，对防控潜伏期长、可通过空气飘逸传播的顶级病毒意义重大，彻底消灭病毒和可能出现的更易传染、更致命的变异病毒。5、本发明所涉及的呼吸防护罩，透明、美观，实行人体呼吸系统病毒双重隔离，社会大众生活、工作、学习和生产经营可以不受影响，降低社会代价。6、本发明可用于防毒领域，也可运用于工业防尘和居家消防、防流感、防雾霾、除有毒气体等领域。7、本发明技术还采用严密的密封技术，更好地保障配戴者对呼吸系统的保护。
附图说明
29.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
30.图1是本发明背包式高洁净呼吸防护器加护口罩配戴正视图。
31.图2是本发明背包式高洁净呼吸防护器常态化防护配戴正视图。
32.图3是本发明背包式高洁净呼吸防护器配戴侧视图。
33.图4是本发明背包式高洁净呼吸防护器配戴后视图。
34.图5是本发明呼吸气体高洁净过滤背包立体外观图。
35.图6是本发明呼吸气体高洁净过滤背包立体透视图。
36.图7是本发明呼吸气体高洁净过滤背包从后面正透视图。
37.图8是本发明呼吸气体高洁净过滤背包侧透视图。
38.图中：100.呼吸防护罩，101.呼吸防护罩罩体，103.呼吸防护罩密封垫圈，105. 吸入气体面部气体导管，106.呼出气体面部气体导管，112.呼吸防护罩系带，230.连接软管， 231.吸入气体连接软管，232.呼出气体连接软管，240.专用护口罩，250.呼吸防护罩头部固定套，330.气体单向阀，331.吸入气体单向阀，332.呼出气体单向阀，500.呼吸气体过滤模块，503.吸入气体过滤模块，508.呼出气体过滤模块，600.呼吸气体高洁净过滤盒，620.吸入气体过滤舱，621.吸入气体过滤舱模块套筒，630.呼出气体过滤舱，681.吸入过滤舱呼吸罩连接筒，682.呼出过滤舱呼吸罩连接筒，690.吸入气体过滤舱旋紧罩，800.呼吸气体高洁净过滤背包，810.背包袋，812.背包背带，813.背包吸入气体进口，814.背包呼出气体出口， 815.附带功能包。
具体实施方式
39.如图1至图8所示，本发明背包式高洁净呼吸防护器主要由呼吸防护罩罩体101、呼吸防护罩密封垫圈103、吸入气体面部气体导管105、呼出气体面部气体导管106、呼吸防护罩系带112、吸入气体连接软管231、呼出气体连接软管232、专用护口罩240、呼吸防护罩头部固定套250、吸入气体单向阀331、呼出气体单向阀332、吸入气体过滤模块503、呼出气体过滤模块508、呼吸气体高洁净过滤盒600、吸入气体过滤舱旋紧罩690、背包袋810 等构成。
40.具体为：将背包式高洁净呼吸防护器主要分为呼吸防护罩罩体101、呼吸防护罩密封垫圈103、吸入气体面部气体导管105、呼出气体面部气体导管106、呼吸防护罩系带112、
吸入气体连接软管231、呼出气体连接软管232、专用护口罩240、呼吸防护罩头部固定套250、吸入气体单向阀331、呼出气体单向阀332、吸入气体过滤模块503、呼出气体过滤模块508、呼吸气体高洁净过滤盒600、吸入气体过滤舱旋紧罩690、背包袋810等构成等部件。第一步，用硬质透明材料制作呼吸防护罩罩体101、吸入气体面部气体导管105、呼出气体面部气体导管106；用硬度不大于40度的硅胶制作呼吸防护罩密封垫圈103；用诸如abs等材料注塑制作呼吸气体高洁净过滤盒600，用布料制作背包袋810。第二步，呼吸防护罩密封垫圈103与呼吸防护罩罩体101组装；将吸入气体面部气体导管105、呼出气体面部气体导管106与呼吸防护罩罩体101连接组装，并分别接上吸入气体单向阀331、呼出气体单向阀332；吸入气体面部气体导管105系环、呼出气体面部气体导管106系环与呼吸防护罩头部固定套250用呼吸防护罩系带112连接，即组装成呼吸防护罩100。第三步，将吸入气体碟形过滤模块503、呼出气体碟形过滤模块508装如呼吸气体高洁净过滤盒600中,然后装入背包外罩310中，吸入气体过滤舱模块套筒621从背包吸入气体进口813伸出背包袋810外，吸入气体过滤舱旋紧罩690旋紧，组装成呼吸气体高洁净过滤背包300。第四步，用吸入气体连接软管231、呼出气体连接软管232将呼吸防护罩100与呼吸气体高洁净过滤背包300的吸入气体进口和呼出气体出口连接，即组装成背包式高洁净呼吸防护器。
41.使用者使用时，将背包式高洁净呼吸防护器的呼吸气体高洁净过滤背包300背在背上，将呼吸防护罩100戴在面部，调整呼吸防护罩头部固定套250位置及呼吸防护罩系带 112松紧程度，使呼吸防护罩100端正舒适、严密地照住呼吸器官。如果需要口部呼吸，同时配戴上专用护口罩240，即可对呼吸的气体进行严密密封和高洁净过滤。
42.除了社会大众在防毒上使用外，医院医护人员、呼吸系统病患者、工矿粉尘接解员工、毒气接触人员、居家消防、除甲醛等，也可进行使用。配置于家中，平常可装配好背包式高洁净呼吸防护器，放于消防位置，遇到火灾危险，可迅速取下让家人戴上，即可多倍延长生存待援和逃生时间；如果出现其它重大空气灾难，也可全家配戴增强生命健康保护能力。
43.本发明技术的呼吸系统双重隔离加必要时的社区消毒，即每个人呼出气体洁净过滤、公共空间消毒、每个人吸入气体高洁净过滤，能以更低成本、更好效果防控抗击强传染性病毒的蔓延。本发明双重隔离，就是全民或重点区域人民全部穿上后，包括显性患者和隐性患者的呼出或咳出的病毒被过滤隔离在呼吸气体高洁净过滤盒的呼出气体过滤材料模块里，定期清理即可，不会返回患者呼吸道，也不会传染给家人、同事、同学、医生、其他人员。未被传染的广大民众则是将可能的病毒完全隔离在自身呼吸系统之外并被呼吸气体高洁净过滤盒600捕捉，很好地降低室内空气中病毒的含量，避免空气中的病毒富集在口罩上带回家取罩振动时，抖落家中出现二次传染风险。