一种可切换供气模式的呼吸保护系统的制作方法

本实用新型涉及应急救援设备技术领域，尤其涉及一种可切换供气模式的呼吸保护系统。

背景技术：

scba(self-containedbreathingapparatus，自给式正压空气呼吸器)作为一种安全防护设备，广泛用于消防、化工、船舶、石油、冶炼、厂矿、实验室等存在应急救援可能性的场景。但是，在实际应用中，消防员在灾害事故现场使用scba进行作业时的实际情况比较复杂，一些大型的灾害现场，往往是多种作业形式穿插其中，同一消防员往往得承担侦察、破拆、救人、灭火等多种作业形式，加之现场情况各异，同时由于高压气瓶容量的限制。

目前大多数的scba在高强度下的实际使用时间约30分钟。若要在危化品等事故现场展开救援并保证作业人员的生命安全，仅佩戴scba进行呼吸防护，已无法满足救援需求。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种可切换供气模式的呼吸保护系统，能够延长事故现场作业人员的呼吸防护时间，提高救援效率。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

呼吸面罩(1)、压缩空气气瓶(2)、动力送风式长管过滤呼吸器(3)、减压阀(4)、单向阀(5)、供气阀(13)、控制模块(12)和供气管路(8)；在动力送风式长管过滤呼吸器(3)的出风口处接单向阀(5)，在压缩空气气瓶的出气口处接供气阀(13)；控制模块(12)连接旋转开关(11)、供气阀(13)内部的电机(15)和动力送风机构(9)中的电机，旋转开关(11)拨动后发出信号，触发供气阀(13)中的电机(15)打开或关闭供气阀(13)。

供气管路(8)的一端连接供气阀(13)和单向阀(5)，另一端连接至面罩进气孔(6)，面罩进气孔(6)上安装旋转开关(11)。

动力送风式长管过滤呼吸器(3)由过滤呼吸器底座(33)、动力送风机构安装工位(32)和过滤器(31)组成；过滤呼吸器底座(33)上开设有动力送风机构安装工位(32)和至少1个过滤器(31)的安装位。

过滤器保护盖(34)，用于对过滤器(31)起到保护作用，避免过滤器(31)完全暴露于空气中；过滤器保护盖(34)上设有进气孔(341)。过滤器(31)的安装位至少为2个，每个安装位上安装一个过滤器(31)。

动力送风机构安装工位(32)的中央开设有气孔，动力送风机构(9)连接在动力送风机构安装工位(32)上。

动力送风机构(9)的外壳上表面，安装有动力送风机构操作按键(91)，动力送风机构(9)内部包含送风电机和所述送风电机的控制电路。

供气阀(13)连接气瓶输气管道，单向阀(5)连接动力送风管道。供气阀(13)在第一工况状态下，打开第一路输气管道并关闭第二路输气管道，且控制模块(12)触发动力送风机构(9)开始工作，将空气由供气管路(8)送到呼吸面罩(1)；供气阀(13)在第二工况状态下，打开第二路输气管道并关闭第一路输气管道，且控制模块(12)触发动力送风机构(9)停止工作，压缩空气气瓶(2)中的空气由供气管路(8)送到呼吸面罩(1)。

面罩进气孔(6)上的旋转开关(11)拨到papr模式，则旋转开关(11)将信号传输给控制模块(12)，控制模块(12)控制供气阀(13)关闭，且控制模块(12)触发动力送风机构(9)开始工作，将空气由供气管路(8)送到呼吸面罩(1)；旋转开关(11)拨到scba模式，则旋转开关(11)将信号传输给控制模块(12)，控制模块(12)控制供气阀(13)打开，且控制模块(12)控制动力送风机构(9)使其停止工作，由气瓶供气。

传感器模组(14)集成在控制模块(12)中，传感器模组(14)包括气体传感器、氧气浓度传感器；气体传感器，用于检测有毒气体种类；氧气浓度传感器，用于检测氧气浓度。

在呼吸面罩(1)中安装有hud，并通过hud显示传感器模组(14)中的各个传感器的度数；面罩进气孔(6)安装在呼吸面罩(1)的侧面或正面。

本实施例在空气呼吸器的基础上增加了过滤供气装置，使用者则可以在进入事发周边的“开放区域”只使用过滤装置，待进入核心区域时再切换到空呼供气，大大提升了使用时间，提升了救援效率，同时可方便快速将动力送风式长管过滤呼吸器系统与空呼组合和分离，实用性高。动力送风式长管过滤呼吸器采用模块化设计，可以安装不同过滤功能的过滤器，性价比高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型所述的可切换供气模式的呼吸保护系统的示意图；

图2为本实用新型所述的动力送风式长管过滤呼吸器结构示意图；

图3为第一种视角下本实用新型所述的可切换供气模式的呼吸保护系统在一种实施方式下的结构示意图；

图4为第二种视角下本实用新型所述的可切换供气模式的呼吸保护系统在一种实施方式下的结构示意图；

图5为本实用新型所述的动力送风式长管过滤呼吸器系统(papr)结构示意图；

图6为本实用新型中的控制模块的一种可能的实现方式的结构示意图；

其中附图中的各个标号分别表示：1-呼吸面罩，2-压缩空气气瓶，3-动力送风式长管过滤呼吸器，31-过滤器，32-动力送风机构安装工位，33-过滤呼吸器底座，34-过滤器保护盖，341-进气孔，4-减压阀，5-单向阀，6-面罩进气孔，7-信号控制线路，8-供气管路，9-动力送风机构，91-动力送风机构操作按键，10-呼吸器背板，11-旋转开关，12-控制模块，13-供气阀，14-传感器模组，15-电机。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。下文中将详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“连接”到另一元件时，它可以直接连接或连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“连接”可以包括无线连接或连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本实用新型实施例提供一种可切换供气模式的呼吸保护系统，如图1-5所示的，包括：

呼吸面罩(1)、压缩空气气瓶(2)、动力送风式长管过滤呼吸器(3)、减压阀(4)、单向阀(5)、供气阀(13)、控制模块(12)和供气管路(8)。

在动力送风式长管过滤呼吸器(3)的出风口处接单向阀(5)，在压缩空气气瓶的出气口处接供气阀(13)，控制模块(12)连接旋转开关(11)、供气阀(13)内部的电机(15)和动力送风机构(9)中的电机，控制器模块(12)含有处理器、传感器模组(14)、数据处理模块、接口电路等；旋转开关(11)给处理器信号，控制供气阀(13)中的电机(15)打开或关闭供气阀(13)。

供气管路(8)的一端连接供气阀(13)和单向阀(5)，另一端连接至面罩面罩进气孔(6)，面罩进气孔(6)上安装旋转开关(11)。其中，本实施例中所使用的旋转开关，可以采用目前市面上已有的产品，在被拨动转转时，可以发出相应的电信号，这些电信号用于触发其他部件。

本实施例中，可以实现空气过滤和气瓶供气手动切换，如图2所示的，动力送风式长管过滤呼吸器(3)由过滤呼吸器底座(33)、动力送风机构安装工位(32)和过滤器(31)组成。过滤呼吸器底座(33)上开设有动力送风机构安装工位(32)和至少1个过滤器(31)的安装位。进一步的，如图2所示的，还可包括过滤器保护盖(34)，过滤器保护盖(34)用于对过滤器(31)起到保护作用，避免磕碰等，同时避免过滤器(31)完全暴露于空气中，过滤器保护盖(34)上设有进气孔(341)。

在优选方案中，过滤器(31)的安装位至少为2个，每个安装位上安装一个过滤器(31)。

具体的，动力送风机构安装工位(32)的中央开设有气孔，动力送风机构(9)连接在动力送风机构安装工位(32)上。动力送风机构(9)的外壳上表面，安装有动力送风机构操作按键(91)，动力送风机构(9)内部包含送风电机及控制电路。例如图2、5所示的，动力送风式长管过滤呼吸器和供气管路以及面罩组成动力送风式长管过滤呼吸器系统(papr)，使用者操作动力送风机构操作按键打开开机按钮并开启送风电机按钮，则电机开始工作，即可实现过滤动力送风。因此动力送风式长管过滤呼吸器可与空呼组成多功能呼吸器系统，也可独立进行空气过滤。过滤呼吸器底座(33)可根据需求可模块化设计，可以设计成能安装一个过滤器、两个过滤器甚至更多。

本实施例中，如图1、3、4所示的，供气阀(13)连接气瓶输气管道，单向阀(5)连接动力送风管道。

其中，供气阀(13)在第一工况状态下，打开所述第一路输气管道并关闭所述第二路输气管道，且控制模块(12)触发动力送风机构(9)开始工作，将空气由供气管路(8)送到呼吸面罩(1)。供气阀(13)在第二工况状态下，打开所述第二路输气管道并关闭所述第一路输气管道，且控制模块(12)触发动力送风机构(9)停止工作，压缩空气气瓶(2)中的空气由供气管路(8)送到呼吸面罩(1)。

在实际应用中，使用者将面罩进气孔(6)上的旋转开关(11)拨到papr(poweredairpurifyingrespirator)模式，则旋转开关(11)将信号传输给控制模块(12)，控制模块(12)控制供气阀(13)关闭，且控制模块(12)触发动力送风机构(9)开始工作，将空气由供气管路(8)送到呼吸面罩(1)；将旋转开关(11)拨到scba模式，则旋转开关(11)将信号传输给控制模块(12)，控制模块(12)控制供气阀(13)打开，且控制模块(12)控制动力送风机构(9)使其停止工作，由气瓶供气。

需要说明的是，在实际应用中为了保证应对极端工况时的可靠性，使用者将旋转开关拨到papr模式是有要求的，即需要周围环境种的氧气浓度不得低于19％，因此控制模块(12)种还包含传感器模组(14)，可将氧气浓度值及其他有毒气体浓度等信号传输给面罩上的压力平视显示装置(hud)进行氧气浓度、一氧化碳浓度、过滤器状态等关键信息提示。过滤器状态主要依据控制模块根据过滤器使用时间，预估剩余使用时间，一般一个过滤器拆封后，一旦打开使用过，在最长6个月后，无论失效与否都不能使用，一般如果一直暴露在空气中十几个小时就有可能饱和，如果在灾害现场，一个过滤器一般考虑45分钟就能饱和，因此控制模块(12)累计计算过滤器的使用时间也就是动力送风机构在开机后累计工作时间。因此使用者根据氧气浓度、以及有毒气体浓度自行判断是将旋转开关置于scba模式还是papr模式，同时还要根据过滤器剩余使用时间来决定什么时候将旋转开关切回scba模式。

本实施例的扩展方案中，也可以自动切换空气过滤和气瓶供气两种模式，具体可以理解为：在手动切换的基础上，增加自动切换功能，同样是为了保证应对极端工况时的可靠性，手动切换功能必须保留，例如：当气瓶没气了，同时控制模块也判断过滤器饱和不能使用了，这个时候还可以手动将旋转开关拨到papr模式，可以呼吸过滤效果不太好的空气，至少能够避免人员缺氧，一般自动切换时，判断过滤器饱和都会留有余量，也就是在过滤器不完全饱和时就自动将papr模式关闭了。手动切换和手动 自动切换的方式，在具体实现的控制模块上的电路其实是一样的，主要是操作方式的区别。

如图6所示，控制模块中包含传感器模组，进行氧气浓度的检测，如果氧气浓度高于19％，控制模块控制供气阀(13)打开，同时控制模块(12)将信号传输给动力送风机构(9)，动力送风机构开始工作，将过滤后的空气由供气管路(8)送到面罩，同时另一路阀门关闭。如果氧气浓度不高于19％或者过滤器剩余使用时间不足，控制模块(12)控制供气阀(13)打开，给使用者供气，同时控制模块给动力送风机构信号，使其停止工作。上述控制过程通过简单的模拟电路即可实现，无需复杂的编程和控制过程，从而节约成本。

需要说明的是，本实施例在实际应用中除了基于氧气浓度值来进行自动控制，也还可以依据一些重要气体的浓度，比如一些无色无味的有害气体如一氧化碳，再或者可以基于过滤器剩余使用时间，来综合控制是否打开或关闭动力送风过滤这路的阀门。

进一步的，本实施例中的传感器模组(14)集成在控制模块(12)中，传感器模组(14)包括气体传感器、氧气浓度传感器。气体传感器，用于检测有毒气体种类。氧气浓度传感器，用于检测氧气浓度。通常所理解的压力传感器，则可以按照常规的方式，安装在呼吸器背板上的压力变送模块上，压力变送模块将气瓶压力数据信号传输给压力平视显示装置(hud)。

在呼吸面罩(1)中安装有hud，并通过hud显示传感器模组(14)中的各个传感器的度数。

通过传感器模组(14)可检测氧气浓度值及其他有毒气体浓度，将信号传输给面罩上的显示装置进行氧气浓度、一氧化碳浓度、过滤器状态等关键信息提示。例如，如果氧气浓度低于19％，使用者将旋转开关拨到scba模式，用空气气瓶进行供气。本实施例中所采用的各类传感器，可以是目前市面上已有的各类传感器产品，例如气体传感器的传感元件多为氧化物半导体，有时在其中加入微量贵金属作增敏剂，增加对气体的活化作用。对于电子给予性的还原性气体如氢、一氧化碳、烃等，用n型半导体，对接受电子性的氧化性气体如氧，用p型半导体。将半导体以膜状固定于绝缘基片或多孔烧结体上做成传感元件。气体传感器又分为半导体气体传感器、固体电解质气体传感器、接触燃烧式气体传感器、晶体振荡式气体传感器和电化学式气体传感器。

进一步的，面罩进气孔(6)可以如图1所示的安装在呼吸面罩(1)的侧面，或如图3-5所示安装在呼吸面罩(1)的正面。

本实施例在空气呼吸器的基础上增加了过滤供气装置，使用者则可以在进入事发周边的“开放区域”只使用过滤装置，待进入核心区域时再切换到空呼供气，大大提升了使用时间，提升了救援效率，同时可方便快速将动力送风式长管过滤呼吸器系统与空呼组合和分离，实用性高。动力送风式长管过滤呼吸器采用模块化设计，可以安装不同过滤功能的过滤器，性价比高。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。