一种电动送风和含负氧气体高洁净过滤器的制作方法

1.本发明涉及呼吸气体过滤技术领域，是用电动送风方式将人体吸入和呼出的气体均经过专门的过滤模块高洁净过滤，解决个人呼吸系统防护和社会传染病防治问题。


背景技术：

2.目前公知的常用技术是将口罩用熔喷无纺材料制作成sms和smmms，如n95型口 罩，可过滤≥0.3微米颗粒、细菌和部分病毒，材料过滤效率可大于95％，但暂时过滤在口罩 外的气溶胶和飞沫水份散失后，只剩下病毒单体附在口罩上，如果口罩外层富集的病毒数量 多，随着人不断反复呼吸，很难避免小体积病毒不会穿透比其大的拦阻网进入肺部。现有口 罩技术存在三大缺陷。第一个缺陷是无法很好地对呼吸系统进行密封保护，漏气率高，即使 在正确配戴下有的漏气率也高达8％。第二个缺陷是过滤效率不高无法达到高洁净过滤、且阻 力大，许多口罩的材料即使只有不足90％的过滤效率，但戴上不久呼吸就会困难，人们不愿 意长期配戴，而儿童口罩阻力大会对儿童肺部造成不可逆损伤，据对市场上有几个厂家的儿 童口罩过滤检测，材料过滤率都做得不高，并未起到必要的防护。第三个缺陷是口罩不透明， 不小巧，将人面部大部分罩住，不美观，闷热，人们不愿意长时间配戴，美国有许多人甚至 拒绝戴口罩。当然在现有技术条件下为了防疫，为最大限度降低传染，配戴口罩远比不配戴 口罩好，中美防疫效果上的差距充分证明了这一点。除了材料理论过滤效果本身就不是高洁 净外，又由于严重的漏气率，现有口罩的实际综合过滤效果并不好。另外，现有技术下的医 用口罩、医用外科口罩每配戴4小时后，因静电损耗大，过滤效率严重降低，必须废弃，但 人们很少能做到戴4小时就换新口罩，大多数时候戴的口罩过滤效率已严重不足，被病毒感 染的风险很高。
[0003][0004]
目前公知的过滤器，体积庞大，主要用于室内过滤，不适用人体呼吸随身携带之用。另外，目前公知的过滤器过滤效率也有限，只能对空气进行洁净过滤，不能对空气进行高洁净过滤。特别是现在公知领域的过滤器，过滤材料与容器、管路之间的高密封很难得到保障，病毒泄漏风险高。人们除了自吸式高洁净低阻力过滤器外，有时也需要一种同时具有电动送风并可产生负氧离子的高洁净无阻力过滤器。


技术实现要素：

[0005]
为克服现有防护口罩和现有过滤器的局限性，本发明提供了一种电动送风和含负氧气体的高洁净过滤器，本发明采用多重过滤技术过滤病菌、病毒、粉尘、毒气，实现呼吸气体的高洁净过滤。
[0006]
本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案是：将过滤功能从口罩体上分离出来外置，并对吸入气体与呼出气体分别用专业的过滤模块进行高效过滤，研究配置高洁净的过滤方法；采用功能模块化，可根据需要选装模块。针对吸入的空气主要为较为干燥复杂的特点，插入专门的吸入空气高洁净过滤模块；针对呼出气体呼出的气体潮湿，以及主要防
呼出的气体可能携带病毒、病菌传染周围人员，插入专门的呼出气体洁净过滤模块。为了在有限空间内做到高洁净、低阻力过滤，对呼吸用气体高洁净低阻力过滤洁净舱内设置栅栏盒，保障插入过滤模块后气体充分的通道，减少气体流动阻力；保障气体能均匀地通过全部过滤材料进行过滤，进一步降低过滤的阻力。针对密封问题，将栅栏盒密封和固定在在洁净舱内，在过滤模块上安密封环，在模块插入洁净舱后，接触头与舱壁挤压进行密封。同时，增加移动电源、鼓风机、负氧离子发生器。移动电源负责长时供电，鼓风机将空气鼓入吸入过滤模块内部，进行加压过滤，过滤的高洁净气体与负氧离子汇合送人体呼吸需要。
[0007]
本发明所述的一种电动送风和含负氧气体高洁净过滤器，主要由过滤器主箱、过滤器上盖板、气体通道栅栏盒、气体过滤模块、风机模块、负氧离子模块、电池电源组成。
[0008]
本发明所述过滤器主箱分吸入气体过滤洁净舱、呼出气体过滤洁净舱和电源电器舱；所述吸入气体过滤舱设于中间位置；所述呼出气体过滤洁净舱、电源电器舱分设于两侧。
[0009]
本发明所述气体过滤模块分吸入空气过滤模块、呼出气体过滤模块；所述气体通道栅栏盒分吸入气体通道栅栏盒、呼出气体通道栅栏盒。所述吸入气体过滤洁净舱中安装有吸入气体通道栅栏盒，吸入空气过滤模块密封插入吸入气体过滤洁净舱中的吸入气体通道栅栏盒。呼出气体过滤洁净舱中安装有呼出气体通道栅栏盒，呼出气体过滤模块密封插入呼出气体过滤洁净舱中的呼出气体通道栅栏盒。
[0010]
本发明所述电源电器舱靠吸入气体过滤洁净舱入口一边设有一个盖板装配后密封的风机室；盖板上开一风机进风口；所述电源电器舱和吸入气体过滤洁净舱进风口之间设有一通气走廊输入空气连接通道，风机模块鼓入的风经输入空气连接通道密封进入吸入气体过滤洁净舱的吸入空气过滤模块内，经正压通过过滤材料，将有害的颗粒物过滤，克服过滤材料阻力后，洁净气体送往人体呼吸之用。
[0011]
本发明，人体吸入的空气首先经辅助动力舱盖板空气入口进入，经风机模块风机鼓风加力后，进入吸入空气高洁净低阻力过滤模块内部，经过过滤材料过滤成高洁净气体，然后进入吸入气体过滤洁净舱间隙，沿吸入气体通道栅栏盒栅栏隔成的空隙上行进入洁净气体输出接管。
[0012]
本发明，采用电动送风持续自动地吸气和过滤，可以自动吸入捕捉室内空气中大量的病毒、病菌、粉尘，大幅度降低室内空气中病毒、病菌、粉尘的含量，在传染风险较低的室内人体呼出的气体根据情况可不再进入电动送风和含负氧气体高洁净过滤器中过滤处理；也可根据需要，人体呼出的气体进入电动送风和含负氧气体高洁净过滤器中过滤处理洁净后再排入公共空间；两种转换模式均有，具双重功能，更好满足使用者多方面需要。
[0013]
本发明，各过滤洁净舱内有气体通道栅栏盒；气体通道栅栏盒主体部分两侧离边一定距离设有栅条，将插入的过滤模块外部形成宽松的气流通道，以在有限空间内气体均匀分布过滤，并降低鼓风机的阻力，节约风机功率损耗，延长电池使用时间；气体通道栅栏盒一侧为接头，外部与过滤器主箱相应过滤舱尺寸一致，插入后与过滤器主箱很好地接触密封，装上薄垫圈或涂上密封胶实现完全密封固定；内部的插入口与过滤模块密封接头尺寸一致，与模块很好地接触，过滤模块接头配上垫圈，插入即可实现高度密封，保障风机鼓入空气未经高洁净过滤不会送往人体吸入。
[0014]
本发明所述气气体过滤模块的过滤材料做成袋状，在占居一定空间下起到双倍以
上的过滤面积，从而大幅度降低风机需克服的阻力；风机模块风机鼓入的气体如果存在有害气体，从空气进口处密封进入气体过滤模块，大量有害物质经过滤材料过滤收集在模块过滤袋内，过滤袋容尘量大，可捕捉收集大量病毒、细菌、粉尘，每到一定时间取出清理，避免过滤的有害物污染环境，以及避免每次取下更换时过滤的病毒、细菌、粉尘等颗粒物抖落容器内而需要清理。
[0015]
本发明所述电源电器舱内还安装有负氧离子模块，负氧离子模块输出端经小孔密封送入吸入气体过滤洁净舱上部，负氧离子模块输出端末端产生大量负氧离子，与吸入气体过滤洁净舱中下部份过滤的高洁净气体混合，可进一步沉降残余的极微量颗粒，进一步提高气体洁净度，大部分负氧离子与洁净的气体汇合，经洁净气体输出接管输出供人体呼吸需要。
[0016]
本发明，电动送风和含负氧气体高洁净过滤器除了可直接接电源使用外，还配有移动的电池电源供电，可随身携带使用。
[0017]
本发明，在电动送风和含负氧气体高洁净过滤器有限的空间内，采用袋式过滤技术、多联并列技术、空间分隔技术、鼓风技术、负氧离子技术，将过滤材料做成袋状，双倍以上增大过滤面积，以及大容量捕捉病毒、病菌、粉尘；过滤袋两边缝采用无缝缝边，袋口接头高度密封，保障过滤气体的高密封；将呼吸所需的空气鼓入过滤模块内进行过滤，并送往呼吸，消除呼吸所需阻力；将负氧离子在吸入气体洁净舱中释放，一方面起到进一步沉降过滤作用，另一方面多的负氧离子还可随洁净气体供人们吸入需要。
[0018]
本发明，所述电动送风和含负氧气体高洁净过滤器直接在人体呼吸系统周围使用或室内使用，电动送出高洁净气体，使呼吸所吸入的气体洁净度高，同时在鼓风过滤中，将室内气体中存在的粉尘、细菌、病毒收集捕捉在过滤袋内，大幅度降低室内空气中的粉尘、细菌、病毒量；连接呼吸系统防护罩，可用于防毒防疫领域，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。
[0019]
本发明，气体过滤模块又分为专业的吸入空气高洁净低阻力过滤模块和呼出气体洁净过滤模块，吸入过滤模块的过滤材料组成的选配及由内而外的顺序根据吸入空气主要为较复杂干燥气体的特点特制，充分满足吸入气体高洁净、低阻力、长时效过滤的需要；呼出过滤模块的过滤材料组成的选配及由外而内的顺序根据呼出气体主要为潮湿气体的特点特制，充分满足呼出气体洁净、低阻力、长时效过滤的需要。
[0020]
本发明，所述的吸入气体过滤洁净舱进气口与呼出气体过滤洁净舱出气口不在同一方向，避免呼出的气体继续吸入。
[0021]
本发明，吸入气体进入过滤模块内，气体过滤模块由内向外为相应的过滤材料，污染的空气首先经过初效过滤，吸取大部分水份及气溶胶，绝大部分细微颗粒及残余气溶胶经纳米级材料过滤，最后残余细微颗粒又经吸附式过滤材料过滤干净。
[0022]
本发明所依据的科学原理：1、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，因此本发明将过滤装置外置，可增大空气的过滤面积，使空气速度降低，呼吸时阻力随之下降。2、本发明的病毒、细菌与空气分离技术采用了多重过滤分离技术进行高洁净过滤，纳米孔径材料以纳米级孔径让洁净气体通过，将病毒、病菌、粉尘等比孔径更大的颗粒拦阻过滤；熔喷布带有高压静电，对细微颗粒有吸附作用，进行吸附过滤；活性炭对有害气体、细菌、病毒等有吸附作用，进行吸附过滤。3、根据牛顿力
学，相应的作用力可以克服阻力，使物体前行。
[0023]
本创造发明的有益效果是：1、本发明可以对新型冠状病毒、肺结核病菌、流感病毒、工矿粉尘、毒气和其它病毒、病菌等进行高洁净低阻力过滤，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二次传染。2、本发明不用经常换新口罩，避免资源浪费和抗疫物资紧缺。3、人们包括显性患者、隐性患者呼出的气体均经洁净过滤处理再排放进空气中，是能过滤显性患者、隐性患者呼出病毒的呼吸系统保护器，保障周围人员安全，对防控潜伏期长、可通过气溶胶传播的顶级病毒意义重大。4、本发明可用于防毒防疫领域，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。5、本发明技术还采用袋式的密封技术，远比现有口罩漏气率低，也比其它平板式过滤材料与容器的接合密封效率高，更好地保障配戴者做到切实防疫。6、本发明的电动送风，使人们在呼吸使用中吸气更轻松。 7、本发明还可在确定传染风险较低情况下不用呼吸系统防护罩，直接在人体呼吸系统周围使用或室内使用，电动送出高洁净气体，使呼吸所吸入的气体洁净度高，同时在鼓风过滤中，将室内气体中存在的粉尘、细菌、病毒收集捕捉在过滤袋内，大幅度降低室内空气中的粉尘、细菌、病毒量。8、本发明加了负氧离子，可增加人体血液中的氧浓度，大大提高人们呼吸功能及抗病毒的能力。
附图说明
[0024]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0025]
图1是本发明电动送风和含负氧气体高洁净过滤器示意图。
[0026]
图2是本发明电动送风和含负氧气体高洁净过滤器过滤舱部分正视剖视图。
[0027]
图3是本发明电动送风和含负氧气体高洁净过滤器府视剖视图。
[0028]
图4是本发明电动送风和含负氧气体高洁净过滤器电源电器舱正视图。
[0029]
图5是本发明电动送风和含负氧气体高洁净过滤器电源电器舱盖板内侧图。
[0030]
图6是本发明吸入气体过滤洁净舱进气口侧面图。
[0031]
图7是本发明吸入气体过滤洁净舱进气口侧盖板内侧图。
[0032]
图8是本发明呼出气体过滤洁净舱出气口侧面图。
[0033]
图9是本发明呼出气体过滤洁净舱出气口侧盖板内侧图。
[0034]
图10是本发明电动送风和含负氧气体高洁净过滤器携带图。
[0035]
图中：300.电动送风和含负氧气体高洁净过滤器，301.过滤器主箱，302.吸入气体过滤洁净舱，304.呼出气体过滤洁净舱，305.电源电器舱，306.过滤器上盖板，307.气体通道栅栏盒，321.空气进口，323.吸入气体通道栅栏盒，324.吸入气体过滤洁净舱盖板，325. 洁净气体输出接管，326.吸入气体过滤洁净舱外口气道围板，327.吸入气体过滤洁净舱盖板c型密封环，331.呼出气体输入过滤接管，334.呼出气体通道栅栏盒，335.呼出气体过滤洁净舱盖板，336.呼出气体出口，350.风机室，351.风机室围板，352.辅助动力舱盖板，353. 辅助动力舱盖板空气入口，354.风机室密封环，355.输入空气连接通道，360.呼吸辅助动力系统，361.电池电源，362.充电母座，363.控制器模块，370.风机模块，380.负氧离子模块， 390.过滤器携带包，391.过滤器携带包挎带，392.过滤器携带包可伸缩腰系带，393.过滤器携带包空气进口，394.过滤器携带包气体出口，395.过滤器携带包输出及输入气体双管口， 500.气体过滤模块，503.吸入空气高洁净低阻力过滤模块，508.呼出气体洁净过滤模块。
具体实施方式
[0036]
如图1至图10所示，本发明一种电动送风和含负氧气体高洁净过滤器主要由吸入气体过滤洁净舱302、呼出气体过滤洁净舱304、电源电器舱305、过滤器上盖板306、气体通道栅栏盒307、空气进口321、吸入气体通道栅栏盒323、吸入气体过滤洁净舱盖板324、洁净气体输出接管325、吸入气体过滤洁净舱外口气道围板326、吸入气体过滤洁净舱盖板c 型密封环327、呼出气体输入过滤接管331、呼出气体通道栅栏盒334、呼出气体过滤洁净舱盖板335、呼出气体出口336、风机室350、辅助动力舱盖板352、辅助动力舱盖板空气入口 353、风机室密封环354、输入空气连接通道355、呼吸辅助动力系统360、电池电源361、充电母座362、控制器模块363、风机模块370、负氧离子模块380、过滤器携带包390、吸入空气高洁净低阻力过滤模块503、呼出气体洁净过滤模块508等构成。
[0037]
具体为：首先将电动送风和含负氧气体高洁净过滤器分为吸入气体过滤洁净舱 302、呼出气体过滤洁净舱304、电源电器舱305。计算出过滤高洁净呼吸气体所需要的过滤材料面积，然后确定过滤模块体积，根据过滤模块确定气体通道栅栏盒的体积，并设计气体通道栅栏盒。根据气体通道栅栏盒及气体必要宽度通道确定洁净舱的内部大小，确定吸入气体过滤模块采用1联还是2联、3联，通常情况下以1-2联为较优选择。确定吸入气体过滤洁净舱302的内部总尺寸。根据呼出气体所需过滤的洁净度，确定是采用1联还是2联，通常情况以1联为最佳选择。确定呼出气体过滤洁净舱304的内部总尺寸。根据风机模块370、负氧离子模块380、电池电源361、充电母座362、控制器模块363等的尺寸情况，确定电源电器舱的深度。将吸入气体过滤洁净舱302、呼出气体过滤洁净舱304、电源电器舱305之间设隔板，确定过滤外壁板厚度，初步确定过滤器主箱中下部分。注意洁净舱接头内尺寸与栅栏盒接头外尺寸相应适应和可密封；注意栅栏盒接头内尺寸与过滤模块接头外尺寸相适应和可密封。根据过滤器主箱301设计过滤器上盖板306，确定洁净气体输出接管325和呼出气体输入过滤接管331所适宜安排的位置，根据吸入气体通道和呼出气体通道走向情况，然后设计过滤器主箱上部分别与洁净气体输出接管325和呼出气体输入过滤接管331相接的气道室。根据气道室设计过滤器上盖板306上的密封环。根据过滤模块的进出口情况设置两侧的过滤洁净舱盖板吸入气体过滤洁净舱盖板324和呼出气体过滤洁净舱盖板335。吸入气体过滤洁净舱盖板324应根据吸入气体过滤洁净舱进口设吸入气体过滤洁净舱盖板c型密封环327 进行密封。根据风机不断吸入气体和鼓风送气体的需要，在电源电器舱设置一风机室350，并进行周围密封，提高风机鼓送风效率。在辅助动力舱盖板352上开一辅助动力舱盖板空气入口353，并设风机室密封环354。用硬质材料生产过滤器主箱301、吸入气体通道栅栏盒 323、呼出气体通道栅栏盒334、过滤器上盖板306、辅助动力舱盖板352、过滤洁净舱盖板吸入气体过滤洁净舱盖板324和呼出气体过滤洁净舱盖板335。生产好后，将过滤器上盖板306密封环及盖板边沿上涂上密封及固位胶，将过滤器上盖板盖紧在过滤器主箱301上。将吸入气体通道栅栏盒323、呼出气体通道栅栏盒334其接头部分涂上密封固位胶，分别装进吸入气体过滤洁净舱302和呼出气体过滤洁净舱304内，将风机、负氧离子发生器、电池电源、控制器、充电母座等装进电源电器舱305，并进行连接，盖上辅助动力舱盖板352，过滤器即生产完成。
[0038]
使用者使用时，先根据所面临环境所需过滤的吸入气体情况，选相应的吸入空气高洁净低阻力过滤模块503装入电动送风和含负氧气体高洁净过滤器300的吸入气体过滤
洁净舱302；根据所需过滤的呼出气体情况选装相应的呼出气体洁净过滤模块508装入电动送风和含负氧气体高洁净过滤器300的呼出气体过滤洁净舱304。
[0039]
本附图为最常用的实施例一，即吸入为两联，满足高洁净、大容量超时长过滤吸入气体需要，同时考虑在实际使用中不受电源的限制，如果电源没电了，因采用二联，过滤材料本身过滤阻力不高，使用者可自己自吸式呼吸进行防疫。使用了鼓风机也可采用吸入过滤为一联，使过滤更小巧。权衡兼顾通常用呼吸气体过滤器要求体小、过滤效果好、过滤阻力低三方面要求，以及可能出现使用者充电不及时、无法充电等因素，因此吸入过滤模块采用二联为最优。当然，附图不代表对本专利请求的限制，本专利下还可根据需要对吸入气体过滤模块采用1-n联的配置。
[0040]
应该指出，使用者对吸入气体往往需要高洁净过滤，需要采用必要的高洁净过滤材料，在过滤器有限尺寸下，采用双联甚至多联过滤模块以满足需要，因此吸入气体过滤模块为1-n联，多倍提高过滤面积，增长容尘量，延长每次填装模块的使用时间，以及降低内机阻力，延长电池使用时间；对于呼出气体也可能需要洁净处理，在特定环境下以保障社会公众安全，参考现行美国n95和中国kn95口罩的过滤标准，在超过前述过滤标准的基础上，对通常的呼出气体采取洁净处理标准，即呼出气体洁净效率远在美国n95和中国kn95口罩的过滤标准之上，结合所使用过滤材料及有效过滤面积，及尽可能降低使用者呼气时的阻力，因此对呼出气体过滤模块可比吸入气体少，以1联为最优选。当然，附图不代表对本专利请求的限制，本专利下还可根据需要对呼出气体过滤模块采用1-n联的配置。如对于传染病患者，呼出过滤模块采用高洁净过滤材料配置，因用高洁净过滤材料过滤所呼出气体，每平方厘米的阻力很大，在与吸入气体模块同等长宽尺寸下，为降低阻力，呼出气体模块采用2-n 联。
[0041]
本专利的实施例中，还可对常用吸入2联、呼出1联型号的过滤器在使用中进行反接导管和选插过滤模块，不开鼓风机，采用自吸式呼吸，从而在应急上一机多用。如上所述，对于传染病患者，对于其所吸入的气体，洁净过滤模块就足够，因此过滤材料薄，每平方厘米阻力低，过滤模块一联就可以；而对其呼出的气体必须进行高洁净处理，过滤材料厚，每平方厘米阻力大，因此需要采用二联。因此，可反接导管，将呼出气体导管与过滤器上所标的洁净气体输出接管连接，将吸入气体导管与过滤器上所标的呼出气体输入过滤接管连接，将吸入气体过滤洁净舱改为呼出气体过滤洁净舱，选插入具有高洁净过滤呼出气体的过滤模块；将呼出气体过滤洁净舱改为吸入气体过滤洁净舱，插入气体低阻力洁净过滤模块，即可对具传染的呼出气体进行高洁净过滤再安全地排入空气中，避免对病区、公共场所、办公室、家里其它人的传染。
[0042]
本发明专利的另一实施例是，在确定传染风险较低情况下，可不用呼吸系统防护罩，将电动送风和含负氧气体高洁净过滤器300过滤的高洁净空气直接或用导管吹向人体呼吸系统周围，使呼吸所吸入的气体洁净度高。在居家或办公时，在室内使用，电动送出高洁净气体，使呼吸所吸入的气体洁净度高，同时在鼓风过滤中，将室内气体中存在的粉尘、细菌、病毒收集捕捉在过滤袋内，大幅度降低室内空气中的粉尘、细菌、病毒量。
[0043]
本发明专利的另一实施例是，在有传染或可能有传染风险的室内，可将电动送风和含负氧气体高洁净过滤器300作为小型空气过滤净化器，开动风机和负氧离子，吸入室内可能有病毒、病菌、粉尘的空气进行高洁净过滤，将室内气体中存在的病毒、病菌、粉尘收集
捕捉在过滤袋内，而负氧离子有助于沉降室内病毒、病菌，并有肋于室内人员呼吸系统功能进一步提高。本发明可大幅度降低室内空气中的病毒、病菌、粉尘含量，降低室内传染风险，以及降低室内病患者继续吸入病毒、病菌、粉尘，有助于患者康复。
[0044]
使用者在在室内或睡觉时不需不断变换位置中使用时，可将电动送风和含负氧气体高洁净过滤器300放于床前、桌面。
[0045]
使用者在出行中或需不断变换位置中使用时，可将电动送风和含负氧气体高洁净过滤器300装入提包、口袋，或者专门配的气体高洁净低阻力过滤器携带包390，可挎在身上，还可系在腰后、腰侧、腹前，也可背在背上。
[0046]
使用者可以单独开启风机，进行电动送风。也可根据需要，同时开启负氧离子发生器，在吸入气体中添加负氧离子。使用者还可不开启电源，直接进行自吸式呼吸。
[0047]
本发明技术平常可用于人们的居家消防、流感防控、除甲醛等方面，如果社会突然爆发重大疫情，可起到有效的防毒防疫功能。