一种富氧型高原长大隧道用防尘面罩的制作方法

本发明属于防尘面罩技术领域，特别涉及一种富氧型高原长大隧道用防尘面罩。

背景技术：

在长大隧道工程施工的特殊环境中，因人工及机械作业产生大量炮烟、粉尘、机动车尾气、扬尘等颗粒物，且设备运用耗氧量大，施工场所通风效果差，空气中氧含量低。作业人员在施工过程中会吸入大量粉尘，会造成肺组织纤维化，从而形成的矽结节是不可逆转的，会逐渐发展，最后因肺脏失去呼吸功能，导致死亡，这就是尘肺病。数据显示，近年平均每年新发职业病约三万例，尘肺病是我国最常见的职业病，约占职业病人总数的90％。在如此恶劣的环境中，氧气含量低的问题进一步加大了施工难度。在缺氧环境中施工，作业人员还要承担繁重劳动，生产效率极其低下，施工质量和施工进度都无法得到保障，而且作业人员身体健康受到威胁，甚至危及到生命安全。

现有的防尘面罩无法给佩戴人提供更多的氧气。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术上述缺点，提出一种富氧型高原长大隧道用防尘面罩，能给佩戴人提供更多氧气，从而提高了佩戴人在缺氧环境中安全。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种富氧型高原长大隧道用防尘面罩，包括面罩部、用于输送氧气的氧气弥散部、用于连接面罩部和氧气弥散部的气管、用于卷绕气管的卷绕机构；所述卷绕机构包括壳体、若干位于壳体内的滑槽、滑动连接在滑槽内的滑动件、位于壳体一侧的用于穿入气管的进管口、位于壳体一侧的用于穿出气管的出管口；所述气管穿过壳体，所述气管位于壳体内的部分卷绕成呈环状的卷绕部，所述滑动件抵靠在卷绕部内侧；所述滑动件包括位于壳体内的滑动帽、穿过滑槽后插入滑动帽的连接件、位于连接件远离滑动帽一端的限位块、位于滑动帽内的用于将限位块挤压在壳体上的拉力弹簧；所述面罩部包括罩体、位于罩体上的用于将空气和氧气混合的混合机构、位于罩体上的方向朝向罩体外侧的单向出气阀；所述氧气弥散部和混合机构连接。

混合机构包括主体、位于主体内的驱动腔、位于主体内的混合腔、若干位于驱动腔内的驱动叶片、若干位于混合腔的混合叶片、穿过主体的转轴；所述转轴穿过驱动腔和混合腔，所述驱动叶片一端固定在转轴上，所述混合叶片一端固定在转轴上；所述混合机构包括位于驱动腔一侧的用于向驱动腔内输入大气中的空气从而带动混合叶片旋转的进气口、位于驱动腔另一侧的用于输出进气口对应的空气的出气口、位于驱动腔一侧的用于向驱动腔内输入人体呼出的空气从而带动混合叶片旋转的第二进气口、位于驱动腔另一侧的用于输出第二进气口对应的空气的第二出气口、位于进气口内的朝向驱动腔内的单向阀、位于出气口内的方向朝向驱动腔外的单向阀、位于第二进气口内的方向朝向驱动腔内的单向阀、位于第二出气口内的朝向驱动腔外的第二单向阀、用于将第二单向阀锁死的锁死机构；所述进气口带动驱动叶片旋转的方向和第二进气口带动驱动叶片旋转的方向相同；所述出气口和混合腔连通，所述气管一端和混合腔连接，所述气管上设有当转轴转动时呈打开状态的阀门机构；所述混合腔一侧设有用于输出空气和氧气混合后的气体的总出口。

作为优选，阀门机构包括位于混合腔远离驱动腔一侧的用于转轴通过的过孔、盖设在过孔上的罩板、位于罩板上的氧气输入口、转动连接在罩板内的阀芯、位于阀芯上的用于连通氧气输入口和过孔的氧气通道、用于连接阀芯和罩板的复位弹簧、位于阀芯和转轴之间的阻尼油；所述阀芯贴合在氧气输入口上，氧气弥散部连接在氧气输入口上，所述氧气通道和氧气输入口错开；所述罩体内设有当转轴带动阀芯旋转后保证氧气通道和氧气输入口连通的限位机构。

作为优选，第二单向阀包括一端铰接在第二出气口内壁上的阀板、位于阀板铰接端的第二复位弹簧、位于阀板远离第二复位弹簧一端的第二限位块；所述第二限位块抵靠在阀板靠近驱动腔的一侧，所述第二限位块固定在第二出气口的内壁上；所述锁死机构包括套在转轴上的卷绕轮、位于转轴和卷绕轮之间的阻尼油、位于第二出气口内壁上的插槽、一端固定在插槽的槽底的限位柱、一端插在插槽内的插销、套在限位柱上的插销弹簧、位于限位柱上的线槽；所述插销位于插槽外的一端抵靠在阀板远离第二限位块的一侧，所述插销抵靠在阀板远离第二复位弹簧的一端；所述插销弹簧一端连接在插槽的槽底，所述插销弹簧另一端连接在插销上；所述锁死机构还包括一端连接在插销远离阀板一端的拉线、位于插销靠近阀板一端的导向面；所述拉线远离插销的一端穿过线槽后连接在卷绕轮上，所述导向面由靠近阀板的一端到另一端逐渐向拉线方向靠近；所述限位柱到插销的距离大于插销伸出插槽部分的长度。

作为优选，限位机构包括位于阀芯外缘的凹槽、位于凹槽内的第三限位块；所述第三限位块固定在罩板上，所述第三限位块抵靠在凹槽的一端；当第三限位块抵靠在凹槽另一端时，氧气通道和氧气输入口对齐。

作为优选，驱动叶片的数量至少为六个，所述驱动叶片以转轴为中心呈环形阵列布置。

作为优选，混合叶片的数量至少为六个，所述混合叶片以转轴为中心呈环形阵列布置。

本发明的有益效果是：本发明提出一种富氧型高原长大隧道用防尘面罩，能给佩戴人提供更多氧气，从而提高了佩戴人在缺氧环境中安全。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为卷绕机构隐藏上盖后的示意图；

图3为卷绕机构的剖视图；

图4为本发明的剖视图；

图5为图4的b-b剖视图；

图6为图4的c处放大图；

图7为图4的d-d剖视图；

图8为吸气时本发明的示意图；

图9为平缓吸气时单向出气阀的示意图；

图10为平缓呼气时本发明的示意图；

图11为呼吸急促时单向出气阀的示意图；

图12为急促呼气时本发明的示意图；

图13为急促呼气时气流通过驱动腔的示意图；

图14为吸气时阀板重新被插销锁死的示意图。

图中：气管1、壳体2、滑槽3、滑动件4、进管口5、出管口6、滑动帽7、连接件8、限位块9、拉力弹簧10、卷绕部11、罩体12、主体13、驱动腔14、混合腔15、转轴16、驱动叶片17、混合叶片18、进气口19、出气口20、第二进气口21、第二出气口22、单向阀23、第二单向阀24、过孔25、罩板26、阀芯27、氧气输入口28、氧气通道29、复位弹簧30、卷绕轮31、总出口32、阀板33、第二限位块35、插槽36、限位柱37、插销38、插销弹簧39、线槽40、拉线41、导向面42、凹槽43、第三限位块44、底壳45、上盖46、阀体47、单向阀板49、第一阀孔50、第二阀孔51、氧气弥散部52、卷绕机构53。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细阐述：

实施例：

参见图1到图14，一种富氧型高原长大隧道用防尘面罩，包括面罩部、用于输送氧气的氧气弥散部52、用于连接面罩部和氧气弥散部的气管1、用于卷绕气管1的卷绕机构53；所述卷绕机构包括壳体2、若干位于壳体内的滑槽3、滑动连接在滑槽3内的滑动件4、位于壳体一侧的用于穿入气管1的进管口5、位于壳体一侧的用于穿出气管1的出管口6；所述气管1穿过壳体，所述气管1位于壳体内的部分卷绕成呈环状的卷绕部11，所述滑动件4抵靠在卷绕部11内侧；所述滑动件4包括位于壳体内的滑动帽7、穿过滑槽3后插入滑动帽7的连接件8、位于连接件8远离滑动帽7一端的限位块9、位于滑动帽7内的用于将限位块9挤压在壳体上的拉力弹簧10；所述面罩部包括罩体12、位于罩体12上的用于将空气和氧气混合的混合机构、位于罩体12上的方向朝向罩体12外侧的单向出气阀；所述氧气弥散部和混合机构连接。

所述单向出气阀包括阀体47、位于阀体47内的单向阀板49；所述单向阀板49一端铰接在阀体47内壁靠近罩体12内的一侧，所述阀体47靠近罩体12内的一侧设有第一阀孔50，所述阀体47靠近罩体12外的一侧设有第二阀孔51；所述单向阀板49的铰接端设有用于将单向阀板49贴在第一阀孔50上的阀板弹簧。

混合机构包括主体13、位于主体13内的驱动腔14、位于主体13内的混合腔15、若干位于驱动腔14内的驱动叶片17、若干位于混合腔15的混合叶片18、穿过主体13的转轴16；

所述转轴16穿过驱动腔14和混合腔15，所述驱动叶片17一端固定在转轴16上，所述混合叶片18一端固定在转轴16上；

驱动叶片17的数量至少为六个，所述驱动叶片17以转轴16为中心呈环形阵列布置。

混合叶片18的数量至少为六个，所述混合叶片18以转轴16为中心呈环形阵列布置。

所述混合机构包括位于驱动腔14一侧的用于向驱动腔14内输入大气中的空气从而带动混合叶片18旋转的进气口19、位于驱动腔14另一侧的用于输出进气口19对应的空气的出气口20、位于驱动腔14一侧的用于向驱动腔14内输入人体呼出的空气从而带动混合叶片18旋转的第二进气口21、位于驱动腔14另一侧的用于输出第二进气口21对应的空气的第二出气口22、位于进气口19内的朝向驱动腔14内的单向阀23、位于出气口20内的方向朝向驱动腔14外的单向阀23、位于第二进气口21内的方向朝向驱动腔14内的单向阀23、位于第二出气口22内的朝向驱动腔14外的第二单向阀24、用于将第二单向阀24锁死的锁死机构；

所述进气口19带动驱动叶片17旋转的方向和第二进气口21带动驱动叶片17旋转的方向相同；所述出气口20和混合腔15连通，所述气管1一端和混合腔15连接，所述气管1上设有当转轴16转动时呈打开状态的阀门机构；

所述混合腔15一侧设有用于输出空气和氧气混合后的气体的总出口32。

阀门机构包括位于混合腔15远离驱动腔14一侧的用于转轴16通过的过孔25、盖设在过孔25上的罩板26、位于罩板26上的氧气输入口28、转动连接在罩板26内的阀芯27、位于阀芯27上的用于连通氧气输入口28和过孔25的氧气通道29、用于连接阀芯27和罩板26的复位弹簧30、位于阀芯27和转轴16之间的阻尼油；

所述阀芯27贴合在氧气输入口28上，氧气弥散部连接在氧气输入口28上，所述氧气通道29和氧气输入口28错开；

所述罩体12内设有当转轴16带动阀芯27旋转后保证氧气通道29和氧气输入口28连通的限位机构。

第二单向阀24包括一端铰接在第二出气口22内壁上的阀板33、位于阀板33铰接端的第二复位弹簧、位于阀板33远离第二复位弹簧一端的第二限位块35；

所述第二限位块35抵靠在阀板33靠近驱动腔14的一侧，所述第二限位块35固定在第二出气口22的内壁上；

所述锁死机构包括套在转轴16上的卷绕轮31、位于转轴16和卷绕轮31之间的阻尼油、位于第二出气口22内壁上的插槽36、一端固定在插槽36的槽底的限位柱37、一端插在插槽36内的插销38、套在限位柱37上的插销弹簧39、位于限位柱37上的线槽40；

所述插销38位于插槽36外的一端抵靠在阀板33远离第二限位块35的一侧，所述插销38抵靠在阀板33远离第二复位弹簧的一端；所述插销弹簧39一端连接在插槽36的槽底，所述插销弹簧39另一端连接在插销38上；

所述锁死机构还包括一端连接在插销38远离阀板33一端的拉线41、位于插销38靠近阀板33一端的导向面42；

所述拉线41远离插销38的一端穿过线槽40后连接在卷绕轮31上，所述导向面42由靠近阀板33的一端到另一端逐渐向拉线41方向靠近；

所述限位柱37到插销38的距离大于插销38伸出插槽36部分的长度。

限位机构包括位于阀芯27外缘的凹槽43、位于凹槽43内的第三限位块44；

所述第三限位块44固定在罩板26上，所述第三限位块44抵靠在凹槽43的一端；

当第三限位块44抵靠在凹槽43另一端时，氧气通道29和氧气输入口28对齐。

实施例原理：

使用的时候，将氧气弥散部挂在身上，然后将面罩部佩戴在脸上，氧气弥散部为成熟的现有技术，这里不做展开；而对于一些身高矮的人，气管1可能会嫌长，这时候，气管1可能会干扰工作，因此提出卷绕机构。

卷绕机构的工作原理：

壳体2包括底壳45和盖在底壳45上的上盖46，进管口5和出管口6位于底壳45上。

将上盖46从底壳45上取下来，然后将多出的长度的气管1卷绕在滑动件4上，通过调节滑动件4在滑槽3上的位置从而改变卷绕部11的半径。

在拉力弹簧10的作用下，限位块9和壳体之间存在比较大的摩擦力，从而将滑动件4稳定在滑槽3上。

另外，工程人员在使用中发现，在靠近隧道口的地方施工的时候，尽管氧气含量没有隧道外的多，但是对工程人员的呼吸影响很小，这时候，工程人员呼吸平缓；而在隧道深处，由于氧气含量比外界的低很多，此时，工程人员在缺氧的情况下呼吸变的急促。

在对本实施例的使用做进一步的说明之前，优先提出：

当呼吸平缓(氧气含量不是很低)的时候：吸气的时候，大气中的空气从进气口19进入驱动腔14，此时驱动叶片17转动，带动转轴16转动，当转轴16转动的时候，由于阻尼油的作用，转轴16会带动卷绕轮31转动，转轴16和卷绕轮31之间存在转动速度差，转轴16和卷绕轮31之间的阻尼力的大小和转动速度差的大小呈正比，因此，当卷绕轮31转动后，会拉动拉线41，插销弹簧39会缩短而弹力增加，插销38会朝向插槽36内运动，这里需要提出，在一次吸气中，转轴16和卷绕轮31之间的转动速度差是先增大后减小的，因此，卷绕轮31对拉线41的拉力也是先增大后减小的，也就是说插销38会先向插槽36内运动一段距离，然后在插销弹簧39的作用下复位。这里需要提出，由于，此时吸气比较平缓，导致驱动叶片17转动的速度比较慢，此时，插销38运动的时候，始终无法和阀板33脱开，此时，第二单向阀24为锁死状态，阀板33无法转动。吸气的时候，驱动腔14内的空气会通过出气口20进入到混合腔15内，同时，转轴16转动后同样会带动阀芯27的转动，第三限位块44抵靠在凹槽43的另一端，复位弹簧30被扭转，氧气输入口28和氧气通道29对齐，氧气弥散部的氧气会通过氧气输入口28和氧气通道29进入到混合腔15内，由于此时混合叶片18也在旋转，氧气和空气在混合叶片18的搅拌下能得到很好的混合，混合后的气体从总出口32进入到罩体12内被人体吸收，参见图8。吸气结束之后，转轴16停止转动，在复位弹簧30的作用下，阀芯27复位，氧气弥散部的氧气被阀芯27挡住，(由于此时环境中的氧气含量不是很低，因此每次吸气之后阀芯27及时将氧气断开，大大节约了氧气)。当呼气的时候，呼出的气体从单向出气阀出去。

当呼吸急促的时候(此时，可能处于隧道深处，环境中氧气的含量低)，此时，驱动叶片17的转速比呼吸平缓的时候快，这就导致，吸气的时候，转轴16带给卷绕轮31的阻尼力更大，插销38会抵靠在限位柱37上，参见图11，此时，插销38和阀板33脱开，呼气的时候，空气和氧气运行的路径和呼吸平缓的时候一样。而由于此时呼吸比较急促，马上由吸气切换到呼气，此时，呼出的空气一部分会从单向出气阀出去，而另一部分空气会经过第二进气口21和第二出气口22出去，参见图12。需要说明，空气在从第二进气口21到第二出气口22的过程中同样会带动转轴16转动，从而保证了转轴16在呼吸的过程中，始终处于旋转状态，插销38和阀板33始终脱开，参见图13。另外，需要注意，为了防止插销38在吸气和呼气切换的空挡重新将阀板33锁死，本实施例中插销38突出插槽36的长度小于限位柱37和插销38之间的距离，这将使得，当插销38抵靠在限位柱37上的时候，插销38和阀板33之间具有一段距离，即使插销38在插销弹簧39的作用下朝向阀板33运动，也不会马上将阀板33重新锁死。

同时，在呼吸急促的时候，由于转轴16始终处于旋转状态，因此，转轴16始终对阀芯27有一个阻尼力，氧气输入口28和氧气通道29始终对齐，此时，氧气弥散部保持对混合腔15输送氧气。氧气在混合腔内混合后从总出口出去而最终被人体吸收。

在呼吸急促的时候，呼出的空气分两处出去，也有利于呼吸通畅。

当由呼吸由急促转为平缓的时候，此时，插销在插销弹簧的作用下伸出插槽，而阀板在第二复位弹簧的作用下会抵靠在导向面上，这时候，在下次平缓的吸气的时候，驱动腔内的气压会减小，阀板在气压和导向面的作用下，会推开插销后重新抵靠在第二限位块上，然后插销在插销弹簧的作用下重新锁死阀板。

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