一种可防逆流的分通道呼吸过滤器的制作方法

本实用新型涉及一种可防逆流的分通道呼吸过滤器，属于卫生保健技术领域。

背景技术：

在空气污染严重的地方，在细菌、病毒大量存在的区域，经常需要佩戴口罩，尤其对于最接近传染病人的护士和医生等都是需要佩戴过滤效率高以及防护效果好的口罩，目前的口罩或防护用品大约有如下几种：通用口罩，带呼气阀口罩，分通道鼻呼吸过滤罩(无产品)。

通用口罩，其优点是可对空气中的污染物、细菌、病毒等起到一定的过滤隔离作用；其缺点是呼吸时呼出的浊气不能及时排出，会形成二次吸入，会造成新鲜空气吸入不足，形成严重的缺氧呼吸；与人的脸部不能形成很好的密闭，会产生侧漏，降低防护效果。

带呼气阀口罩，其优点是可对空气中的污染物、细菌、病毒等起到一定的过滤隔离作用，呼吸时呼出的浊气能及时排出一小部分；其缺点是呼吸时呼出的浊气不能大量排出，会形成二次吸入，会造成新鲜空气吸入不足，形成较重的缺氧呼吸；由于呼气阀有时会在吸气时关不严，可能会导致病毒吸入；与人的脸部不能形成很好的密闭，会产生侧漏，降低防护效果。

分通道鼻呼吸过滤罩，其优点是提供了一种分通道技术的设想，有提高呼气与吸气的换气效率的可能。其缺点是总体设计欠完整，待深入研究，尚不具备产品开发条件。

人体呼吸系统的特点及相关数据：

1，人体呼吸的主要器官为鼻、咽、喉、气管、支气管、肺。鼻是人体呼吸对外的主通道。

2，人体呼吸的生理功能，人体呼吸的生理功能有两项，一是呼气时排出体内的浊气，二是吸气时从吸入的空气中撷下氧气。

3，人体呼吸的主要物理参数，成年人每分钟呼吸20—25次，每次呼吸的空气量约为300—800毫升，人体温度约37度。人体正常呼吸时，呼气的正压力约为10—100帕，吸气的负压力约为12—120帕，人体呼吸一次约可消耗吸入空气中氧含量的4％。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：如何避免呼吸过滤器呼气难排出、吸气不清新、易产生侧漏，总体设计欠完整的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种可防逆流的分通道呼吸过滤器，包括有外面罩、硅胶接头、折形连接管、呼吸分流腔体、软垫环、软垫环支架、平面过滤片、过滤片支座、压片、密封垫、呼吸分流腔体盖、过滤袋、过滤袋内支架、弹力带、呼气单向阀、呼吸阀座、防逆流排气壶、排气盒、排气过滤片、换热片、换热片支架、过滤片扣片、系带；

所述分通道呼吸过滤器是指可把人体呼吸分为呼气通道与吸气分通道分别流通，根据人体呼吸时的诸多特点进行总体设计，具体内容如下：

根据呼吸特点所对应的技术措施

1，根据鼻是人体呼吸对外的主通道，设计为鼻呼吸分通道系统，所述分通道是用管道和相关部件把呼吸分为呼气通道与吸气通道分别流通。

2，根据人体呼吸要完成的两项任务，一是通过呼气排出体内的浊气(主要为二氧化碳)，二是通过吸气从吸入的空气中撷下氧气到血液中，提供给人体各器官。吸气时一次约可撷下空气中氧含量的4％。空气中氧含量21—18％为正常区间，18—15％为缺氧区间，15％以下为危险区间。采用分通道设计，可确保呼气时把浊气全部排出，吸气时有充足的氧气。

3，根据人体呼吸时呼气产生正压力，吸气产生负压力，呼气与吸气连续交替进行，可在呼气通道上设置呼气单向阀，呼气时，呼气单向阀自动打开，排出浊气；吸气时，呼气单向阀自动关闭，实现呼气通道与吸气通道的切换，确保吸入空气100％经过滤后进入鼻腔。

4，根据人体呼吸时呼气产生正压力很小，设计采用薄膜呼气单向阀，呼气单向阀质量很小，开启阻力很小，根据科学家牛顿的万有引力定律，把呼气单向阀设计为垂直方向运动，呼气时，气体正压力可轻易把呼气单向阀打开，吸气时，万有引力和吸气负压力会把呼气单向阀关闭。而且呼气单向阀能与人体呼吸同步，并可确保人们在正常的活动中呼气单向阀工作正常。

5，根据人体呼吸时，鼻孔为双孔向下呼出气体，设计呼吸分流腔体为结构主体的分通道呼吸过滤器，呼吸分流腔体内设置有分流槽，可把呼吸分成呼气通道与吸气通道；呼气通道依秩为，鼻腔、硅胶接头、折形连接管、呼吸分流腔体(分流槽)、防逆流排气壶、呼气单向阀、排气盒、排气过滤片到大气；吸气通道依秩为，鼻腔、硅胶接头、折形连接管、呼吸分流腔体(分流槽)、平面过滤片、呼吸分流腔体盖、或过滤袋到大气。

根据伯努里流体力学理论，由于呼气通道的管道总阻力远小于吸气通道的管道总阻力(呼气单向阀的开启阻力远小于平面过滤片的阻力)，呼气时，呼出的气体不会从吸气通道排出。

6，根据人体呼吸时的特点，呼气与吸气连续交替进行，设计有平面过滤片和过滤袋组合的一级或二级过滤，一般防空气污染可采用一级过滤；当人们在有病毒的环境中工作，要求分通道呼吸过滤器有极高的过滤效率和防护效果时，可采用二级过滤。采用平面过滤片设置于呼吸分流腔体内，可实现一级过滤；而增加过滤袋，把过滤袋设置在呼吸分流腔体外，过滤面积不受限制，可用过滤效率更高的过滤布制作过滤袋，还可在过滤袋和平面过滤片之间设置较大的盈容，利用呼气与吸气连续交替进行产生的时间差，吸气获得补偿，实现二级过滤，可极大提高分通道呼吸过滤器的过滤效率，提高对医务人员的防护。

7，根据人体呼吸时的特点，呼气与吸气连续交替进行，设计有换热片，当环境温度较低时，如冬季，呼吸时吸入空气的温度较低，会感到不适或造成冻伤。根据付利叶传热学理论，设计有换热片，呼气时换热片把呼出气体中的热能储存，吸气时，再把热能释放到吸入气体中，可提高吸入气体的温度，使吸气感到舒适。

8，根据人体呼吸时的特点，呼气与吸气连续交替进行，在呼气通道出口前设置防逆流排气壶，可确保在呼气转为吸气时不产生逆流。

本实用新型根据上述人体呼吸特点及所对应的技术措施，并结合人体脸形，把分通道呼吸过滤器设计为左右对称的后倾角、长弓形结构，呼吸分流腔体为结构主体，设于中间左右对称，呼吸分流腔体上端中间对称设有呼吸接口短管，通过折形连接管与硅胶接头连接；呼吸分流腔体内的内侧左右两端的呼气口分别与两个防逆流排气壶的一端连接，每个防逆流排气壶的另一端分别设于排气盒内，排气盒上设有排气过滤片，防逆流排气壶另一端的端口处设有呼气单向阀；呼吸分流腔体内的外侧设有平面过滤片，呼吸分流腔体内的内侧设有换热片；呼吸分流腔体的后侧设有软垫环；呼吸分流腔体的两端各设有两个系带。

优选地，所述的换热片通过换热片支架固定在呼吸分流腔体内；平面过滤片通过平面过滤片支座固定在呼吸分流腔体内；软垫环通过软垫环支架固定在呼吸分流腔体的后侧；呼气单向阀通过呼吸阀座固定在排气盒内，呼气单向阀设于防逆流排气壶的出气端口上。

优选地，所述的呼吸分流腔体内的内侧设有深槽，呼吸分流腔体内的外侧设有浅槽，深槽设于浅槽的内侧，深槽为分流槽，浅槽为过滤片安装槽；深槽的顶面中间对称设有两个呼吸短接管，呼吸短接管与折形连接管的下端连接，深槽的左右两侧端的呼气口对称设有呼气出口短管，呼气出口短管与防逆流排气壶的一端连接；换热片和换热片支架均设于深槽内；浅槽内设有平面过滤片支座和平面过滤片，浅槽的外侧设有呼吸分流腔体盖。呼吸分流腔体的底面两侧端对称设有两个延伸板，用于安装排气盒和系带。

优选地，所述的呼吸分流腔体为后倾角的长弓体型；呼吸分流腔体的制作材料为塑料。

优选地，所述的防逆流排气壶内的腔体垂直向上；防逆流排气壶的下侧面设有进口短管，防逆流排气壶的上端面设有出口短管，出口短管的出口处设有倒角，进气短管插在呼气出口短管的外侧并过盈配合，呼气出口短管凸进于防逆流排气壶的腔体内。

优选地，所述的平面过滤片通过压片固定在平面过滤片支座上，呼吸分流腔体盖与呼吸分流腔体的浅槽之间通过密封垫密封连接，压片设于浅槽内；呼吸分流腔体盖与呼吸分流腔体之间对应设有锁紧构件。

优选地，所述的呼吸分流腔体盖的外侧设有过滤袋接口，呼吸分流腔体盖的外侧设有与过滤袋接口接通的过滤袋；过滤袋内设有过滤袋内支架。

优选地，所述的过滤袋的制作材料为熔喷无纺布或细孔纤维布；过滤袋的外侧为污染面，过滤袋的内侧为清洁面；过滤袋的袋连接口与呼吸分流腔体盖通过弹力带扣紧连接。

优选地，所述的呼气单向阀采用硬性膜片和柔性膜片组合而成；硬性膜片设于防逆流排气壶的出口管上。

优选地，所述的呼吸分流腔体的外侧设有外面罩，外面罩的两侧端各设有两个系带。

优选地，所述的折形连接管采用高分子塑料制作，折形管下部为直管，上部为折管。

本实用新型为一种可防逆流的分通道呼吸过滤器，可分为一级或二级过滤，采用多项高科技方法，实现了分通道呼吸过滤的目的。在分通道呼吸过滤器中，分别设置有呼气通道与吸气通道，利用呼吸时产生的呼气正压力和吸气负压力，实现呼气与吸气分通道流通，可对呼气快速排出，对吸入气体进行高效过滤；针对呼气与吸气连续交替进行的特点，采用平面过滤片进行过滤，为一级过滤；采用平面过滤片和过滤袋组合进行过滤，为二级过滤，可取得更高的过滤效率；针对呼气温度高与吸气温度低的特点，设置换热片，呼气时换热片会把热能储存待吸气时把热能释放入气体中，可极大提高吸气舒适感；针对呼气与吸气连续交替进行的特点，在呼气通道设置防逆流排气壶，可确保不产生逆流。

附图说明

图1为一种可防逆流的分通道呼吸过滤器的主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本实用新型为一种可防逆流的分通道呼吸过滤器，如图1-图3所示，其包括有外面罩1、硅胶接头2、折形连接管3、呼吸分流腔体4、软垫环5、软垫环支架6、平面过滤片7、平面过滤片支座8、压片9、密封垫10、呼吸分流腔体盖11、过滤袋12、过滤袋内支架13、弹力带14、呼气单向阀15、呼吸阀座16、防逆流排气壶17、排气盒18、排气过滤片19、过滤片扣片、换热片20、换热片支架21、系带。

分通道呼吸过滤器为左右对称结构，呼吸分流腔体4设于中间位置，呼吸分流腔体4上端分别通过折形连接管3与两个硅胶接头2连接，呼吸分流腔体4内的分流槽左右两端的呼气口分别与两个防逆流排气壶17的一端连接，每个防逆流排气壶17的另一端分别设于排气盒18内，排气盒18的侧面设有排气过滤片19，防逆流排气壶17上端的管口设有呼气单向阀15；呼吸分流腔体4内的外侧与深槽临界面为吸气进口，呼吸分流腔体4的分流槽外侧设有平面过滤片7和呼吸分流腔体盖11。呼吸分流腔体盖11设有两钟，一种为外侧面不设过滤袋接口，用于一级过滤；另一种为外侧面设有过滤袋接口，用于二级过滤。同时，设有过滤袋接口的呼吸分流腔体盖11的外侧可设置过滤袋12，不设过滤袋接口的呼吸分流腔体盖11的外侧亦不设过滤袋12。呼吸分流腔体4的吸气进口的外侧依次是过滤片支座8、平面过滤片7、压片9、密封垫10、腔体盖11。呼吸分流腔体4内的分流槽内设有换热片20；呼吸分流腔体4的后侧设有软垫环5；呼吸分流腔体4的两端底对称设有两个延伸板，延伸板上安装防逆流排气壶17和排气盒18。呼吸分流腔体4的外侧设有外面罩1，外面罩1的两侧端各设有两个系带。

换热片20通过换热片支架21固定在呼吸分流腔体4的深槽内；平面过滤片7通过平面过滤片支座8固定在呼吸分流腔体4的浅槽内；软垫环5通过软垫环支架6固定在呼吸分流腔体4的后侧；呼气单向阀15坐落在防逆流排气壶17的出气端口上，呼气单向阀15通过呼吸阀座16固定在排气盒18内。

外面罩1，采用硅胶、软塑料、超细纤维布等制作，遮蔽的范围上至鼻墚上，下至脖颈，左右各近耳边；按呼吸分流腔体的外形相配合，设置有系带。

硅胶接头2，采用硅胶薄膜制作，为达到与鼻孔的密闭，采用上部为喇叭口，中部为圆弧，下部为直管的结构。

折形连接管3，采用高分子塑料制作，折形管下部为直管，上部为折管，折角约为5—20度，可起导流和调向作用。

呼吸分流腔体4的结构为了配合人体脸形，设计成长弓体型；呼吸分流腔体4采用高分子塑料制作。呼吸分流腔体4内的内侧设有深槽，呼吸分流腔体4内的外侧设有浅槽，深槽设于浅槽的内侧，深槽为分流槽，浅槽为过滤片安装槽；深槽的顶面中间对称设有两个呼吸短接管，呼吸短接管与折形连接管3的下端连接，深槽的左右两侧端的呼气口对称设有两个呼气出口短管，呼气出口短管与防逆流排气壶17的一端连接；换热片20和换热片支架21均设于深槽内；浅槽内设有平面过滤片支座8和平面过滤片7，浅槽的外侧设有呼吸分流腔体盖11，呼吸分流腔体盖11的外侧设有过滤袋接口。平面过滤片7通过压片9固定在平面过滤片支座8上，呼吸分流腔体盖11与呼吸分流腔体4的浅槽之间通过密封垫10密封连接，压片9设于浅槽内。深槽的底面两侧端对称设有两个延伸板，每个延伸板上均设置有呼吸分流腔体盖11，呼吸分流腔体4与呼吸分流腔体盖11之间设置有锁紧件，确保呼吸分流腔体4内密闭；呼吸分流腔体4上设置有软垫环支架安装锁扣和系带用锁扣，系带用锁扣上设置有系带。

防逆流排气壶17采用高分子塑料制作，进气口设有顺向流时阻力小，逆向流时阻力大的设计，并对壶内容积扩大，形成小气仓。防逆流排气壶17内的腔体垂直向上；防逆流排气壶17的下侧面设有进口短管，防逆流排气壶17的上端面设有出口短管，出口短管的出口处进行外倒角处理，出口要求平整。可确保呼吸过称中不会产生逆流。进气短管插在呼气出口短管的外侧并过盈配合，呼气出口短管凸进于防逆流排气壶17的腔体内。

呼气单向阀15采用高分子塑料膜片制作，由硬性膜片和柔性膜片组合而成，采用长臂扇动结构，硬性膜片为阀板，柔性膜片为阀臂，呼气单向阀15配有呼吸阀座16，硬性膜片坐落在防逆流排气壶17的出口短管上，呈垂直方向扇形运动。呼气时自动打开，吸气时自动关闭。

呼吸分流腔体盖11，采用高分子塑料制作，设置有与呼吸分流腔体4锁紧的构件，中部设置有外接口短管，可与过滤袋12连接。

过滤袋12采用熔喷无纺布、细孔纤维布或超细孔滤材等制作，配合呼吸分流腔体4的外形，设计成t形结构，过滤袋12的外侧为污染面，过滤袋12的内侧为清洁面。t形结构的下方为袋连接口，过滤袋12的袋连接口与呼吸分流腔体盖11上的外接短管套接，用弹力带14扣紧。过滤袋12内设有过滤袋内支架13。

换热片20，采用不锈钢片制作，固定在换热片支架21上，安装在呼吸分流腔体4的分流槽内，呼气时可把呼出气体中的热能储存，吸气时把热能释放到吸入气体中，可提高吸入空气的温度，使吸气更舒适。

排气盒18，采用高分子塑料制作，其中一面设有网格式排气口，可安装排气过滤片19，排气盒18安装在呼吸分流腔体4的延伸板上，可达到使呼气侧压力缓降，防止逆流。

排气过滤片19，采用熔喷无纺布或超细孔滤材等制作，可达到对呼气进行过滤，防止交叉感染。

软垫环5，采用高分子软塑料、硅胶等制作。

软垫环支架6，采用高分子塑料制作，可安装在呼吸分流腔体后侧。

密封垫10为o型密封圈。

换热片支架21，采用塑料制作。

本实用新型的工作过程如下：

呼气时，鼻腔内产生正压，气体从鼻腔依次通过硅胶接头2、折形连接管3、呼吸分流腔体4、防逆流排气壶17、呼气单向阀15、排气盒18、排气过滤片19后到大气；吸气时，鼻腔内产生负压，呼吸分流腔体4、过滤袋12内为负压，新鲜空气依次从过滤袋12外侧经过滤到过滤袋12内侧、平面过滤片7、呼吸分流腔体4、折形连接管3、硅胶接头2到鼻腔。如此重复，可顺利进行呼吸。

本实用新型根据人体脸形的特点，把分通道呼吸过滤器的主体结构—呼吸分流腔体设计成后倾角、长弓形体，实现了与脸形的巧妙配合；可达到安全高效，美观实用。

本实用新型的主体结构和外面罩等可长期使用，只有过滤片和过滤袋可随时更换，可极大节约使用费用。

本实用新型可根据使用要求，用不同的材料制作过滤片和过滤袋，可对吸入气体进行净化处理。

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