一种新型滑块式呼气阀及口罩的制作方法

1.本发明涉及医疗器械的技术领域，尤其是一种新型滑块式呼气阀及口罩。


背景技术：

2.目前，口罩的技术发展主要集中在提高过滤效率（安全性）和降低呼吸阻力（舒适性）两大方向。然而，安全性和舒适性彼此之间具有强烈矛盾，安全性的提高往往是以牺牲呼吸舒适性为代价的，即过滤效率的提高会增大呼吸阻力。为了克服这一矛盾，科研人员和工程师从材料和结构两个方面进行优化。在材料方面：主要采用具有静电吸附作用的熔喷布作为核心过滤层，可以在不明显增大呼吸阻力的情况下显著提高过滤效率，材料的选择上熔喷布的使用亦成为市场的首选；在结构方面：通常是在口罩上设置呼气阀，虽然不能直接降低吸气阻力，但会明显降低呼气阻力，从而提高呼吸的舒适性。
3.消费者普遍认可的带呼气阀的口罩为3m品牌的9501vt型口罩，该口罩采用的呼气阀为阀片式；阀片的弹性，以及与呼气孔的贴合紧密程度是该类型呼气阀的关键；这也导致该类型的呼气阀存在两个显著问题：（1）阀片一般为弹性橡胶片，其弹性受温度影响十分显著，也会进一步影响呼气孔的闭合状态；如温度较低时，很可能会导致弹性降低刚性增加，进一步增大呼气的阻力，甚至会使闭合状态失效，导致部分空气从呼气孔未经过滤进入人体；（2）温度较低时，呼出气体中的水汽会在呼气孔和阀片内侧表面冷凝，从而导致阀片和出气孔之间因冷凝水的浸润产生额外的吸附力，呼出的气体产生的正压力垂直于阀片和出气孔之间的贴合界面，克服这个额外吸附力所需的正压力远远大于克服阀片弹性力所需的正压力；此时，想要推开阀片使呼出的气体流出，就需要克服这个额外的吸附力，导致呼吸阻力显著增大，甚至导致正常的呼气过程无法推开阀片，呼气阀降低呼气阻力提高舒适性的作用也就基本丧失了。
4.基于此，如何有效调和口罩防护性与舒适性，延长口罩有效防护，降低呼气阻力等是本领域技术人员目前所需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本领域技术人员研究开发一种新型滑块式呼气阀及口罩，以克服阀片式呼气阀在气温较低的环境中，所暴露出的因低温和呼出气体中的水汽冷凝而使呼气阀无法正常工作，提高口罩防护时间及舒适性的问题。
6.为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种新型滑块式呼气阀，包括变径呼气管道、滑动活塞、复位弹簧和螺纹塞，所述滑动活塞滑动装配于变径呼气管道的大径端，且所述滑动活塞和所述变径呼气管道的大径端接触式密封配合，所述大径端的端部安装所述螺纹塞，所述螺纹塞通过复位弹簧与滑动活塞连接，所述变径呼气管道大径端的两端均与外界连通，且所述复位弹簧驱动滑动活塞向变径呼气管道的轴肩滑动，进而封闭小径端。
7.进一步，所述变径呼气管道的两端分别通过恒压管道和排废管道与外界连通。
8.进一步，所述恒压管道的两端分别与所述排废管道和变径呼气管道连通。
9.进一步，所述变径呼气管道、恒压管道和排废管道采用医用塑料一体注塑成型。
10.进一步，所述变径呼气管道内侧与所述滑动活塞涂有水性超滑涂层。
11.进一步，所述复位弹簧通过弹簧卡片与螺纹塞抵触。
12.进一步，所述螺纹塞和所述变径呼气管道的端部螺纹连接。
13.进一步，所述复位弹簧采用金属材质。
14.进一步，所述变径呼气管道轴肩处的管径渐变。
15.进一步，所述滑动活塞与轴肩为锥密封配合，且所述滑动活塞与轴肩配合的一端设置为尖顶锥形、平顶锥形或半球形。
16.另，一种口罩，包括耳带、鼻梁条和口罩主体，所述口罩主体内设置有过滤层，所述口罩主体连接有上述的新型滑块式呼气阀。
17.与现有技术相比，本发明提供的一种新型滑块式呼气阀及口罩结构与众不同，通过设计新的滑块式呼气阀代替阀片式呼气阀，在有冷凝水存在的情况下，将呼气所需克服呼气阀中的较大的界面吸附力转变为极小的界面摩擦力，将呼气阀和含呼气阀口罩的舒适性特点拓展到了低温环境；同时，“双密封结构”的安全性也明显高于现有阀片式呼气阀，安全性更高，实用性更强。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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他的附图。
19.附图1 本发明滑块式呼气阀实施例一结构示意图。
20.附图2 本发明滑块式呼气阀实施例二结构示意图。
21.附图3 本发明滑块式呼气阀的十字加强筋局部放大图。
22.附图4 本发明一种口罩结构示意图。
23.图中：1小径端，2变径呼气管道，3滑动活塞，4复位弹簧，5螺纹塞，6弹簧卡板，7恒压管道，8排废管道，9十字加强筋，10耳带，11鼻梁条，12滑块式呼气阀，13口罩主体。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.如图1至4所示，作为本发明一优选实施例的一种新型滑块式呼气阀，包括变径呼气管道2、滑动活塞3、复位弹簧4和螺纹塞5，所述滑动活塞3滑动装配于变径呼气管道2的大径端，且所述滑动活塞3和所述变径呼气管道2的大径端接触式密封配合，所述大径端的端部安装所述螺纹塞5，所述螺纹塞5通过复位弹簧4与滑动活塞3连接，所述变径呼气管道2大径端的两端均与外界连通，且所述复位弹簧4驱动滑动活塞3向变径呼气管道2的轴肩滑动，
进而封闭小径端1。
26.应用本发明提供的新型滑块式呼气阀时，打开口罩包装，手动旋转螺纹塞5到变径呼气管道2内部，旋转至无法继续旋转为止；可自由旋转的弹簧卡板6的存在，使得整个旋转过程不会对复位弹簧4造成扭转，从而保证复位弹簧4能正常工作；进一步，在复位弹簧4的推力下滑动活塞3的头部（即）与变径呼气管道2的锥形变径部位（轴肩）形成闭合状态，即可佩戴口罩正常使用。
27.在上述实施例的基础之上，变径呼气管道2的两端分别通过恒压管道7和排废管道8与外界连通，更为具体地，所述恒压管道7的两端分别与所述排废管道8和变径呼气管道2连通。
28.且为方便生产安装，将变径呼气管道2、恒压管道7和排废管道8设置为采用医用塑料一体注塑成型。
29.在上述实施例的基础之上，所述复位弹簧4通过弹簧卡片与螺纹塞5抵触，避免安装旋转螺纹塞5时，带动复位弹簧4扭转，具体地，弹簧卡板6为圆形。
30.在上述实施例的基础之上，所述螺纹塞5和所述变径呼气管道2的端部螺纹连接，以方便拆装，且螺纹塞5可设置为与变径呼气管道2连接的螺纹孔，或与变径呼气管道2连接的外螺纹，且所述螺纹塞5的末端设有十字加强筋9，提高强度。
31.具体地，所述复位弹簧4采用金属材质，但不仅限于金属材质，可以为尼龙等其他材质。
32.在上述实施例的基础之上，所述变径呼气管道2轴肩处的管径渐变，且所述滑动活塞3与轴肩为锥密封配合，且所述滑动活塞3与轴肩配合的一端设置为尖顶锥形、平顶锥形或半球形，所述平顶锥形滑动活塞3或圆头滑动活塞3头端处的锥度小于所述变径呼气管道2的变径锥度，进而锥面密封。
33.另，一种口罩，包括耳带10、鼻梁条11和口罩主体13，所述口罩主体13内设置有过滤层，所述口罩主体13连接有上述的新型滑块式呼气阀12，变径呼吸管道2的小径端1与口罩主体13连通，通过排除小径端1排出呼出的气体，气体推动滑动活塞3，继而沿排废管道8排出。
34.由于口罩主体含有过滤层导致口罩内产生大于外界气压的正压力，恒压管道7的存在使得滑动活塞3尾部通过排废管道8与外界连通，正压力克服复位弹簧4的弹力、“滑动活塞3的头部与变径呼气管道2锥形变径部位之间的摩擦力”和“滑动活塞3的侧面与变径呼气管道2内壁之间的摩擦力”，推动滑动活塞3向外部移动，使得变径呼气管道2和排废管道8连通，呼出的气体得以排除；呼吸停止时，在复位弹簧4的弹力作用下滑动活塞3的头部再次与变径呼气管道2的锥形变径部位接触并形成闭合状态，且滑动活塞3的侧面堵住排废管道8与变径呼气管道2之间的连接口，从而形成“双密封”；处于气温较低的环境中，呼出气体中的水汽会在呼气阀中冷凝，由于变径呼气管道2内侧与所述平顶锥形滑动活塞3涂有水性超滑涂层，少量的冷凝水并不会干扰到呼气阀的正常，随冷凝水逐渐聚集，在重力和呼出气体吹力的作用下，冷凝水在呼气时沿变径呼气管道2经排废管道8排出；呼气阀依然可正常工作。
35.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作
之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
36.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
37.对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。