呼吸系统保护方法及呼吸系统传染病防护器与流程

1.本发明涉及呼吸系统保护方法及呼吸系统传染病防护器技术领域，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，解决个人呼吸系统防护和社会传染病防治问题。


背景技术：

2.在有细菌、病毒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，但还不能完全防护呼吸系统。
3.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和静电层进入肺部。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，并不能高洁净过滤，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且呼吸阻力大外，由于漏气率高，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，因静电受呼出湿气的影响损耗大，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。
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，但其防毒防疫功能有限，过滤消毒效果不高、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消毒处理，不能解决防毒防疫问题；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防疫。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防疫中的适用性。


技术实现要素：

5.为克服现有防护口罩防毒效果有限、配戴时生活与交流不方便、使用寿命短、资源浪费大、疫情爆发时资源短缺等局限性，本发明提供了一种美观、小巧、舒适、强防毒防疫的呼吸系统保护方法及呼吸系统传染病防护器，本发明采用多种技术共同过滤病菌、病毒等，
无病毒、细菌污染，呼吸系统传染病防护器和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，社会防疫适用性强。遇突然爆发的重大疫情，人们马上配戴上，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，辅以必要的社会防疫公共管理措施，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：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，研究配置更高效、更低阻力的过滤方法。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，运用多重气体分离技术，用初效过滤材料过滤中大颗粒物，用纳类孔径材料过滤绝大部分细微颗粒物，包括细菌、病毒，用静电吸附材料等静电吸附残余的病毒、病菌、细微颗粒物，实现超洁净过滤；在需要防毒气时中间增加活性炭层吸附。针对呼出的气体潮湿，以及主要防呼出的气体可能携带病毒、病菌呼传染周围人员，采用初效吸湿过滤材料吸湿和初步过滤，然后用纳米级孔径的材料进行洁净过滤，洁净处理后的呼出气体排入公共空气中；而对于传染病患者，则再增加活性炭吸附过滤，对纳米材料过滤后可能残余的病毒、病菌进行吸附高洁净过滤。并在面部配置只罩住最常用呼吸系统鼻子的呼吸系统防护罩，呼吸系统防护罩具有极强的密封性；呼吸系统防护罩所涉及的罩体、密封垫圈、面部气体导管均可设计为透明隐形，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，可在一定防疫期内不间断配戴防疫。
7.本发明所述的呼吸系统保护方法及呼吸系统传染病防护器，是将存在病毒、病菌、粉尘、毒气的空气通过呼吸气体高洁净低阻力过滤器高洁净过滤后，经输气导管输送单向阀调节，单向送到密封的呼吸系统防护罩供给人体吸入之用，所呼出的气体经单向阀调节单向输出，可再经另一输气导管送呼吸气体高洁净低阻力过滤器处理后排放进公共空气环境中。
8.本发明所述呼吸系统传染病防护器主要包括呼吸系统防护罩、单向阀、输气导管、呼吸气体高洁净低阻力过滤器。
9.本发明所述呼吸系统防护罩主要包括呼吸系统防护罩罩体、呼吸系统防护罩密封垫圈、面部气体导管，主要负责密封保护呼吸系统，以及传送人体吸入的气体和呼出的气体。
10.本发明所述单向阀包括吸入气体单向阀、呼出气体单向阀，负责控制呼吸气体的单向流动，使吸入气体从一根面部气体导管进入呼吸系统防护罩供人体吸入，呼出气体从另一根面部气体导管呼出。
11.本发明所述输气导管包括吸入气体导管、呼出气体导管，吸入气体导管负责吸入气体的传输，呼出气体导管负责呼出气体的传输。
12.本发明所述呼吸气体高洁净低阻力过滤器包括吸入气体过滤洁净舱和呼出气体过滤洁净舱；所述吸入气体过滤洁净舱中插入专门的吸入空气高洁净低阻力过滤模块；所述呼出气体过滤洁净舱中插入专门的呼出气体洁净过滤模块。
13.本发明，空气首先经空气进口进入吸入气体过滤洁净舱中的吸入空气高洁净低阻力过滤模块高洁净过滤，过滤洁净的气体，再经吸入气体导管输送，通过吸入气体单向阀单向开启进入呼吸系统防护罩，由鼻腔呼吸系统吸入供人体需要；人体呼出的气体经呼出气体单向阀单向开启，可经呼出气体导管输往呼出气体过滤洁净舱通过呼出气体洁净过滤模
块进行过滤处理，洁净的气体经呼出气体出口排入公共空气中，在无呼出气体过滤要求的环境中，也可经过呼出气体单向阀后直接排出。
14.本发明，过滤采用模块化，插装不同的气体过滤模块，可应对不同情况下对过滤气体的需要。吸入的气体由专门的吸入过滤材料模块过滤，呼出的气体相应的由专门的呼出气体过滤材料模块过滤，呼出的潮湿气体不与吸入的气体共用同一过滤材料，更好地保障吸入过滤材料的使用寿命及过滤效能。
15.本发明所述的过滤病毒、病菌、有害粉尘的吸入气体的过滤模块，由过滤开始，主要核心材料层依次为，第一层初效过滤材料层，初效过滤中大颗粒，和吸湿，降低后续精过滤层的过滤压力；第二层纳米级孔径过滤材料层，精细过滤绝大部分细微颗粒及残余气溶胶，达到洁净过滤；第三层静电吸附过滤材料层，主要以吸附方式过滤残余细微颗粒，达到更高洁净的过滤。
16.本发明，对疫情环境下普通人呼出气体的过滤模块，从过滤开始，主要核心材料层依次为第一层初效过滤材料层，第二层纳米级孔径过滤材料层，主要预防洁净过滤气溶胶及可能呼出的病毒、病菌。对于确切的呼吸系统传染病患者，呼出气体的过滤，由过滤层开始，主要核心材料层依次采用第一层初效过滤材料层，第二层纳米级孔径过滤材料层，第三层为活性炭吸附过滤层，吸附过滤残余的病毒、病菌，对患者呼出气体进行超洁净过滤处理，保障公共空气环境安全。
17.本发明所述的呼吸系统防护罩采用简洁、美观设计。呼吸气体高洁净低阻力过滤器采用集成化、精致化设计，小巧易带，使用者在疫情期间或需要防控传染病的环境中愿意长期配戴，起到强防毒防疫作用。
18.本发明所述的吸入气体单向阀、呼出气体单向阀设于耳后，避免对面部美观的影响，同时接近呼吸系统防护罩，管路短，减少呼吸废气的回流死角。
19.本发明所述的呼吸系统防护罩导管末端以后部分采用柔软易弯曲易携带的输气导管连接，其中单向阀与面部气体导管末端之间通过柔软短管连接，保障此处易弯曲及舒适；单向阀与呼吸气体高洁净低阻力过滤器之间通过易弯曲、抗折堵软管吸入气体导管和呼出气体导管连接，保障通气顺畅及呼吸气体高洁净低阻力过滤器易携带。
20.本发明，过滤病毒、细菌、粉尘、毒气等有害气体的过滤材料不在面部，而是外置设在一个专门的呼吸气体高洁净低阻力过滤器里，面部主要为透明的呼吸系统防护罩罩体、呼吸系统防护罩密封垫圈和面部气体导管，保障在配戴时面部的美观、舒适；本发明采取将吸入和呼出气体引至远离面部的外置处理，人体在病毒、细菌风险高地区呼吸所吸入和呼出的大量气体，不会在人脸部不断剧烈扰动，大幅度减少病毒、细菌粘附在人脸部、眼睛和口腔上，以及避免过滤出来的病毒、病菌附着物在取戴口罩时，因取戴振动脱落，随吸入气体进入呼吸系统。
21.本发明所述的呼吸气体高洁净低阻力过滤器可装在气体高洁净低阻力过滤器携带包中，可挎在身上，还可系在腰后、腰侧、腹前，也可背在背上，在室内不需要走动时，还可放于床前、桌面。
22.本发明所述的呼吸气体高洁净低阻力过滤器可为自吸式的过滤器，也可为配有呼吸辅助动力系统的电动送风的过滤器，开机运行，可吸入空气加压后输入呼吸气体高洁净低阻力过滤器中的高洁净过滤模块进行过滤，当然，如果呼吸气体高洁净低阻力过滤器不
开机或缺电，则空气也可通过风机叶片间隙进入呼吸气体高洁净低阻力过滤器，不影响使用者自吸式呼吸。
23.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及防疫性能，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。
24.配戴本呼吸系统传染病防护器，人们吃饭、饮水、说话不受影响，较好地解决疫情持续期人们集体就餐问题，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，必要时还可配戴专门护住口部的微型口罩即可。
25.如前所述，本发明所述的呼吸气体高洁净低阻力过滤器体积小巧，用导管与呼吸系统防护罩连接，可挎在身上，还可系在腰后、腰侧、腹前，也可背在背，在室内不需要走动时，还可放于床前、桌面，解决社会防毒、防疫中大众即要求防护口罩功能强，又要求使用方便的问题。
26.本发明将过滤等功能部分与口腔罩罩体分离外置，打破了功能部分附脸部的限制，可以将通气面积做得更大，减小阻力；并可增加呼吸辅助动力系统。
27.本发明所述的呼吸系统防护罩，相较于现有口罩隐形，其过滤功能与口罩体分离隐于面部之外，因而罩体及面部的大部分配件可选用透明的或与肤色接近的材料制成，在视觉效果上相较于现有口罩隐形美观。当然也可根据部分使用者的喜好采用其它颜色制作呼吸系统防护罩。
28.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，因此本发明将过滤材料外置，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。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。
29.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传染。2、本发明每次更换的过滤模块使用寿命很长，不用如现有口罩一样每4小时就应该更换，避免资源浪费和抗疫物资紧缺，同时也保障使用者使用的呼吸系统保护器一直高效安全。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、本发明呼吸系统防护罩美观，配戴舒适，人们在疫情高发期愿意长期不间断穿戴，可实现疫情防控期间人人呼吸每天24小时不间断“隔离”防疫，彻底消灭新型冠状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系统防护罩，透明、小巧、美观，且实行人
体呼吸系统病毒双重隔离，即使疫情高危传播时，社会大众生活、工作、学习和生产经营可以不受影响。6、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。7、本发明技术日还采用严密的密封技术，远比现有口罩漏气率低，更好地保障配戴者对呼吸系统的保护，做到切实防疫。
附图说明
30.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
31.图1是本发明呼吸系统保护方法及呼吸系统传染病防护器流程示意图。
32.图2是本发明呼吸系统保护方法及呼吸系统传染病防护器配戴图。
33.图3是本发明呼吸系统保护方法及呼吸系统传染病防护器配戴侧视图。
34.图4是本发明使用的单向阀图。
35.图5是本发明呼吸气体高洁净低阻力过滤器示意图。
36.图6是本发明呼吸气体高洁净低阻力过滤器府视剖面图。
37.图7是本发明过滤吸入空气中病毒、病菌、有害粉尘的主要核心材料及其搭配顺序图。
38.图8是本发明普通情况过滤呼出气体的主要核心材料及其搭配顺序图。
39.图9是本发明过滤传染病患者呼出气体的主要核心材料及其搭配顺序图。
40.图10是本发明呼吸气体高洁净低阻力过滤器携带图。
41.图中：1.肺，2.鼻，3.口，4.耳，100.呼吸系统防护罩，101.呼吸系统防护罩罩体，103.呼吸系统防护罩密封垫圈，105.面部气体导管，200.输气导管，210.吸入气体导管， 220.呼出气体导管，230.柔软短管，300.呼吸气体高洁净低阻力过滤器，302.吸入气体过滤洁净舱，304.呼出气体过滤洁净舱，321.空气进口，325.洁净气体输出接管，331.呼出气体输入过滤接管，336.呼出气体出口，390.气体高洁净低阻力过滤器携带包，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，503.吸入空气高洁净低阻力过滤模块， 505.过滤材料，508.呼出气体洁净过滤模块，550.静电吸附过滤材料层，560.纳米级孔径过滤材料层，570.初效过滤材料层，580.活性炭吸附过滤层，600.单向阀，610.吸入气体单向阀，620.呼出气体单向阀。
具体实施方式
42.如图1至图10所示，本发明呼吸系统保护方法及呼吸系统传染病防护器主要由呼吸系统防护罩罩体101、呼吸系统防护罩密封垫圈103、面部气体导管105、输气导管200、吸入气体导管210、呼出气体导管220、柔软短管230、呼吸气体高洁净低阻力过滤器300、气体高洁净低阻力过滤器携带包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、吸入气体单向阀610、呼出气体单向阀620等构成。
43.具体为：将呼吸系统传染病防护器主要分为呼吸系统防护罩罩体101、面部气体导管105、呼吸系统防护罩密封垫圈103、吸入气体单向阀610、呼出气体单向阀620、吸入气体导管210、呼出气体导管220、呼吸气体高洁净低阻力过滤器300、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等部件。第一步，用硬质透明材料制作呼吸系统防护
罩罩体101、面部气体导管105。第二步，用硬度不大于40度的硅胶制作呼吸系统防护罩密封垫圈103。第三步，除阀片用弹性的薄胶片制作外，用硬材料制作呼出气体单向阀 620和吸入气体导管210。第四步，制作呼吸气体高洁净低阻力过滤器300，关于呼吸气体高洁净低阻力过滤器300，可制作成两种，一种是自吸式呼吸气体高洁净低阻力过滤器，另一种是加辅助动力系统，增设电源和鼓风机、负氧离子发生器等。第五步，制作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等部件。
44.使用者使用时，将吸入空气高洁净低阻力过滤模块503装入呼吸气体高洁净低阻力过滤器300的吸入气体过滤洁净舱302；根据使用者情况所需过滤的呼出气体选装相应的呼出气体洁净过滤模块508装入呼吸气体高洁净低阻力过滤器300的呼出气体过滤洁净舱 304。将吸入气体单向阀610用短软管连接在一根呼吸系统防护罩面部气体导管105进气侧一端；将呼出气体单向阀620用短软管连接在另一根呼吸系统防护罩面部气体导管105出气侧一端，组成完整的呼吸气体单向流动系统。接着戴上，系好系带，感受舒适度，进行位置调整。然后用手分别堵单向阀，测试吸气时和呼气时呼吸系统防护罩的密封性，调整系带及呼吸系统防护罩位置，确保完全密封。将吸入气体导管210接呼吸气体高洁净低阻力过滤器300 的洁净气体输出接管325，将呼出气体导管220接呼吸气体高洁净低阻力过滤器300的呼出气体输入过滤接管331，然后将吸入气体导管210接吸入气体单向阀610，呼出气体导管220 接呼出气体单向阀620，即可对呼吸的气体进行严密密封和高洁净过滤。
45.使用者在在室内或睡觉不需不断变换位置中使用时，可将呼吸气体高洁净低阻力过滤器300放于床前、桌面。
46.使用者在出行中或需不断变换位置中使用时，可将呼吸气体高洁净低阻力过滤器 300装入书包、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。
47.除了社会大众在防毒防疫上使用外，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。如果是居家突发火灾，平常可将管路连接配置好，放于消防位置，遇到火灾危险，可迅速戴上呼吸系统防护罩100，将呼吸气体高洁净低阻力过滤器300用水浸泡几秒，即可多倍延长生存待援和逃生时间。
48.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，就是全民或重点疫区人民全部穿上后，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低阻力过滤器300中的呼出气体洁净过滤模块508初效过滤层与纳米孔径过滤材料之间，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，并且负氧离子气体则增强血氧含量和抗击病毒的能力。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低阻力过滤器300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。