温湿智能调节装置及救援人员防护服内部环境的调节方法与流程

本发明属于安全卫生救援服务技术领域，涉及防护服内部温湿环境的调节,具体地说是一种温湿智能调节装置及救援人员防护服内部环境的调节方法。

背景技术：

全球化趋势下，综合能力的全面发展是国家实力的一个重要体现，尤其是在应对突发事件上，救援队伍高效的应急能力是人民幸福生活的最大保障。但在安全救援事件中，工作人员极大概率会面临来自封闭空间、长时间搜救以及有毒气体等各个方面的重大挑战，并且封闭的防护服环境和长时间工作也势必会给工作人员的身体和行动带来极大的不适。所以这就要求工作人员所穿戴的防护服不仅要具备良好的无菌安全防护性能，也要能够确保为工作人员提供最舒适的工作环境。

现在矿井救灾、消防救火、突发疫情、工业生产、生物化学研究等领域所应用的防护服，在能够实现对工作人员进行安全防护的情况下，其结构很难兼顾舒适性。所以穿戴这种防护服时，往往会出现以下情况：

第一、封闭作业不透气的环境造成防护服内部的热量无法散发，使防护服内部温度愈来愈高，不利于人体的恒温条件，以致使工作人员出现皮肤瘙痒、中暑等不良症状；

第二、长时间、高强度的工作易使工作人员的防护服内出现大量汗液，造成工作人员的不适，使其无法集中注意力，从而导致研究工作或救灾工作出现很多意外因素，例如因注意力分散造成工作失误，为救援工作带来严重隐患等。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的以上不足，本发明旨在提供一种温湿智能调节装置及救援人员防护服内部环境的调节方法，以达到改善防护服的内部工作环境，提升防护服的舒适度，减少因在封闭空间工作或长时间工作而导致工作人员注意力分散的情况，提升工作效率的目的。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种温湿智能调节装置，包括吸风机构、通过导风道与吸风机构相连通的冷凝机构、通过引水道与冷凝机构相连通的汗液回收机构以及通过通风道分别与冷凝机构、汗液回收机构相连通的送风机构。

作为本发明的限定，还包括将吸风机构、冷凝机构、汗液回收机构以及送风机构相对固定在一起的穿戴机构，所述穿戴机构为以下任一一种结构：a、马甲背心；b、固定背包带和固定腰带；

吸风机构包括四个吸风器，分别设置于穿戴机构的两个袖口和腰部两侧的位置处。

作为本发明的进一步限定，冷凝机构包括制冷室、过滤层和制冷器；所述过滤层设置于制冷室与导风道的连接位置处，所述制冷室内设置有制冷器；所述制冷器为电磁制冷器或者半导体制冷器。

作为本发明的另一种限定，汗液回收机构包括通过引水道与冷凝机构相连通的氯化钠水储室、与氯化钠水储室相连通的电解槽、雾化室以及碱性水储室；所述雾化室通过槽底软管与电解槽的酸性电解水出水口相连通，所述碱性水储室通过槽底软管与电解槽的碱性电解水出水口相连通。

作为本发明的进一步限定，雾化室包括酸性水储室以及设置于酸性水储室内部的雾化器；所述雾化器衔接有吸水棉芯，通过吸水棉芯来吸取水分；所述酸性水储室一侧自下而上三分之二高度处还设有与碱性水储室相连通的软管。

作为本发明的进一步限定，送风机构包括气流搅拌器和至少一个送风扇；所述气流搅拌器通过通风道分别与制冷室的出风口、雾化室的雾化口相连通；所述每个送风扇均通过通风道与气流搅拌器相连通，且送风扇设置于通风道的通风口处。

作为本发明的再进一步限定，其中任意一个通风口处连接有至少一个用于向身体不同部位进行送风的分风软管；所述分风软管靠近皮肤的一侧均匀开设有多个分风孔，分风软管远离皮肤的一侧固定设置有用于收卷、固定分风软管的布袋环。

作为本发明的其它限定，还包括检测控制机构；所述检测控制机构包括主控板、以及分别与主控板电联接的温湿度传感器模块和控制面板；

导风道采用合金铝管，在导风道的外部安装有吸热片；导风道进风口的内部设置有缓冲层和多孔性滤材。

本发明还提供了一种救援人员防护服内部环境的调节方法，利用上述提到的温湿智能调节装置，它包括按顺序依次进行的以下步骤：

s1、利用吸风机构对防护服内部的气液混合气体进行收集；

s2、利用冷凝机构将气液混合气体冷凝分离为低温空气和汗液；

s3、在汗液回收机构中将汗液电解分离为酸性电解水和碱性电解水；

s4、将酸性电解水雾化处理后与低温空气混合，利用送风机构将混合气体排入防护服内部；

s5、重复以上操作，完成对防护服内部环境的调节。

作为本发明的限定，它包括按顺序依次进行的以下步骤：

s1、通过吸风机构收集防护服内部的气液混合气体，并将气液混合气体进行过滤处理后送入冷凝机构；

s2、通过冷凝机构将气液混合气体冷凝分离为低温空气和汗液，低温空气通过送风机构排入防护服内部，汗液经过再次过滤后排入汗液回收机构；

s3、通过汗液回收机构将汗液电解分离为酸性电解水和碱性电解水；

s4、将酸性电解水雾化处理后送入送风机构中与低温空气进行混合，然后将混合气体通过送风机构排入防护服内部；

s5、重复上述操作，完成对防护服内部环境的调节。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的有益效果是：

（1）本发明能够通过穿戴机构将装置整体穿戴在防护服内部，并利用吸风机构、冷凝机构、汗液回收机构和送风机构之间的相互配合来实现装置整体调节防护服内外温湿平衡的功能，从而改善防护服内部的工作环境，避免因长时间工作而导致防护服内部温度过高、汗液集聚等情况出现，使工作人员能够长时间舒适的穿戴防护服，从而专注的进行救援工作，一定程度上提升了工作人员的工作效率。

（2）本发明中穿戴机构的设计使得装置整体安装拆卸方便，在使用时并不会影响防护服的正常防护功能，且易于清洁，仅需对过滤棉网进行更换便可实现装置的重复使用；装置整体能够很方便的安装应用在不同规格、不同性能的防护服内部，适用性强。

（3）本发明中的汗液回收机构设置有电解槽，能够将收集的汗液进行电解处理，而电解生成的酸性电解水具有消毒杀菌的作用，通过雾化室处理后与低温空气混合，能够在对防护服内部降温的同时，对防护服内部进行二次消毒。

（4）本发明中的导风道均由合金铝管构成，铝和水蒸气反应生成三氧化二铝，能够在管道表面形成一层致密的氧化膜，从而使导风道具备优良的导电性、导热性和抗腐蚀性，且其承压性能良好，在发生挤压的情况下仍然能够正常的工作；而导风道内缓冲层的设置则能够减少吸风器运行时所带来的震动，多孔性滤材的设置则能够对气液混合气体进行初步过滤并降低气液混合气体被吸风器带入时的高速度。

综上所述，本发明设计新颖合理、操作简单、安全可靠，能够自动调节防护服内部的干湿条件，实现气体的温湿交换，为工作人员提供舒适的防护服内部环境。

本发明适用于不同规格的防护服中，用于调节防护服内部的温湿环境。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。

图1为本发明实施例1的整体结构示意图；

图2为本发明实施例1的汗液回收机构部分结构示意图；

图3为本发明实施例3的调节防护服内部环境的流程框图；

图中：1、马甲背心；2、吸风器；3、导风道；4、制冷室；5、过滤层；6、制冷器；7、氯化钠水储室；8、电解槽；9、雾化室；10、碱性水储室；11、气流搅拌器；12、送风扇；13、分风软管；14、控制面板；15、吸热片；16、多孔性滤材。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本发明，并不用于限定本发明。

实施例1一种温湿智能调节装置

如图1至图2所示，本实施例采用马甲式结构，在马甲背心1的后背位置处填附有能够实现气体干湿转化功能的装置，然后通过马甲穿戴的方式将装置整体固定安装于防护服内部，以实现对防护服内部温湿环境的自动调节，从而提高工作人员穿戴防护服的舒适度。

其中，上述提到的马甲背心1即为本装置中的穿戴机构，它主要用于实现吸风机构、冷凝机构、汗液回收机构和送风机构之间的相对固定。马甲背心1需采用强度高、柔性好、挺度低、重量轻的新型材料，以降低防护服整体的重量。本实施例中，马甲背心1的壳体材料为kevlar纤维纺织，并进行防水、控油的工艺处理，而内部构件多数为轻质pvc硬塑料材料，能够保证形成的马甲背心1穿戴舒适并且具有突出的抗冲击能力。当然，穿戴机构也可以是固定背包带和固定腰带的结构形式。

一、吸风机构

吸风机构主要用于对防护服内部的气液混合气体进行收集。如图1所示，吸风机构通过导风道3与冷凝机构相连通，以便能够将吸风机构收集的气液混合气体送入冷凝机构中。为了能够达到最好的收集效果，在马甲背心1的袖口、腰部两侧均分别安装一个吸风器2，并且每个吸风器2均通过导风道3与冷凝机构相连通。

导风道3整体由合金铝管构成，能够保证其具有良好的导热性、抗腐蚀性以及承压性能。在导风道3的外部周围还安装有吸热片15，用于吸收导风道3中的部分热量，配合冷凝机构降低通过的气体温度。在导风道3的通风口处固定设置有用于清理杂质的多孔性滤材16，实现对所收集的气液混合气体的初步过滤。导风道3上安装有多孔性滤材16的位置处还开设有便于进行拆卸的盖子，以实现对多孔性滤材16的更换。在导风道3内部还设置有缓冲层，以降低吸风器2本身转动带来的管体震动以及人员行动带来的槽体震动，本实施例中的缓冲层为吸音降噪海绵，能够适当减少噪音的干扰。

二、冷凝机构

冷凝机构用于对收集的气液混合气体进行冷凝处理，分离为低温空气和汗液。如图1所示，冷凝机构包括制冷室4、过滤层5和制冷器6。其中，过滤层5固定设置在制冷室4内，位于制冷室4与导风道3的连接位置处，用于对导风道3送来的气液混合气体进一步过滤。在制冷室4内部的一侧还设有制冷器6，服务于制冷室4及整个马甲内部，制冷器6可以选择电磁制冷器或者半导体制冷器。本实施例中，采用电磁制冷器来进行制冷工作。

三、汗液回收机构

汗液回收机构主要用于对冷凝机构冷却分离的汗液进行电解分离。如图2所示，汗液回收机构主要包括通过引水道与冷凝机构中制冷室4相连通的氯化钠水储室7、电解槽8、雾化室9和碱性水储室10。氯化钠水储室7连通有电解槽8，氯化钠水储室7通过收集制冷室4中经过消毒过滤的汗液来补充氯化钠溶液的水分，并将多余的氯化钠溶液导入电解槽8内进行电解分离，生成酸性电解水和碱性电解水。其中碱性水储室10通过槽底软管与电解槽8的碱性电解水出水口相连通，用于收集碱性电解水；而雾化室9则通过槽底软管与电解槽8的酸性电解水出水口相连通，用于将酸性电解水重新排入防护服内部。

雾化室9包括酸性水储室以及设置在酸性水储室内部的雾化器，雾化器的底部衔接有吸水棉芯，通过吸水棉芯来吸取水分，然后经过雾化器对酸性电解水进行雾化处理。在酸性水储室的一侧还设置有与碱性水储室10相连通的软管，一般设置在酸性水储室自下而上三分之二处。当酸性水储室中的酸性电解水储存过多，液面达到软管位置处时，酸性水储室中的酸性电解水便能够通过软管排入碱性水储室10中。

四、送风机构

送风机构用于将低温空气和雾化后的酸性电解水混合，并排入防护服内进行温湿调节。如图1所示，送风机构包括气流搅拌器11和至少一个送风扇12。气流搅拌器11分别通过通风道与制冷室4的出风口、雾化室9的雾化口相连通，以能够将低温空气和雾化后的酸性电解水进行混合，增加排入防护服中空气的含水量，从而使湿度适合人体皮肤条件。而经过电解槽8电解分离的酸性电解水具有消毒杀菌的作用，在通过雾化室9将其重新导入防护服内部时，能够对防护服内部进行二次消毒。

送风扇12均通过通风道与气流搅拌器11相连通，且送风扇12设置在通风道的通风口处，以便于将适宜人体环境的气体排向防护服内。然后在其中一个通风口处，连接有用于向身体不同部位进行送风的分风软管13，分风软管13靠近皮肤的一侧均匀开设有多个分风孔，分风软管13上还设置有用于收卷、固定分风软管13的布袋环。本实施例中，为了能够更好的向身体各个部位进行通风，设置有三个送风扇12和六处分风点。

五、检测控制机构

检测控制机构主要对防护服内部的环境进行实时检测，并控制相应的机构进行工作，以达到智能调节防护服内部温湿环境的目的。检测控制机构主要包括主控板、温湿度传感器模块和控制面板14，温湿度传感器模块和控制面板14与主控板之间均为电联接。本实施例中，设置arduinouno为主控板，dht11数字温湿度传感器模块为温湿度传感器模块；然后控制面板14还包括向外界传达信息的lcd液晶屏和控制键。

控制面板14的基本控制原理为arduino通过dht11数字温湿度传感器获取防护服内部环境温度和湿度，通过气压传感器获取防护服内正压条件参数，dht11内置电容式湿度传感器和热敏电阻来测量防护服内环境的空气。使用数字温湿度传感器、气压传感器和继电器，通过dht11传感器获取温度值，ms5806-02ba微型气压传感器获取气压值，并将此显示在lcd液晶屏上，然后程序检查温湿度值及服内压力是否大于设定值，如果满足，继电器就会被激活，从而开启吸风器2与送风扇12的对应转速运行模式。

本实施例中，温度设定为24℃以下，相对湿度为45%～65%rh，正压条件为5～10pa。

上述所提到的动力机构均通过24v直流移动锂电板来进行供电，能够反复充电使用。

实施例2一种救援人员防护服内部环境的调节方法

本实施例利用实施例1中所公开的装置结构，对救援队员防护服内部环境进行调节，其具体包括按顺序依次进行的以下步骤：

s1、通过吸风机构收集防护服内部的气液混合气体，并将气液混合气体进行过滤处理后送入冷凝机构；

s2、通过冷凝机构将气液混合气体冷凝分离为低温空气和汗液，低温空气通过送风机构排入防护服内部，汗液经过再次过滤后排入汗液回收机构；

s3、通过汗液回收机构将汗液电解分离为酸性电解水和碱性电解水；

s4、将酸性电解水雾化处理后送入送风机构中与低温空气进行混合，然后将混合气体通过送风机构排入防护服内部；

s5、重复上述操作，完成对防护服内部环境的调节。

实施例3一种救援人员防护服内部环境的调节方法

本实施例所公开的救援人员防护服内部环境的调节方法，需依靠实施例1所公开的装置结构进行实施。具体步骤如下所示：

s1、对一般马甲背心1进行无菌条件改造，将装置内缝在马甲背心1的背面，采用无缝拉链缝合，按照常规穿戴马甲背心1的步骤顺序，穿戴好马甲背心1，并将分风软管13布置在身体相应的部位，再系好分风软管13的布带环，开启电源开关，穿戴好外套工作服，装置处于待机状态。

s2、收集防护服内部的气液混合气体

外部气液混合气体被吸风器2吸入，导风道3外部安装的感应装置将气液混合气体的数据展示在控制面板14的lcd液晶屏上。

s3、气液混合气体冷凝分离为低温空气和汗液

气液混合气体经过导风道3中的多孔性滤材16将污浊物阻隔，随后进入制冷室4内部，经过电磁制冷器工作后，将气液混合气体冷却分离为低温空气和汗液，低温空气通过通风道排入送风机构中，而汗液则经重力作用通过过滤网并流入氯化钠水储室7内。

s4、汗液电解分离为酸性电解水和碱性电解水

干净的汗液排入氯化钠水储室7中，然后过多的氯化钠溶液通过冷凝胶管流入电解槽8中，电解槽8通过电解将氯化钠溶液电解分离为酸性电解水和碱性电解水，并通过不同的排水口排出：将酸性电解水导向雾化室9，将碱性电解水导向碱性水储室10。

当碱性水储室10内水分到达一定高度时，液面指示灯亮起，使用者可通过排水口将碱性水储室10内水分排出。

s5、酸性电解水雾化处理

当雾化室9中水分逐渐增加至吸水棉芯位置处时，雾化器通过吸水棉芯吸取到水分，并将其雾化处理后，排入通风道内与低温空气汇合流入气流搅拌器11中，然后通过送风扇12和分风软管13将具有一定湿度的冷风排入防护服内，实现对防护服内部温湿环境的调节。

s6、马甲背心1使用完毕后，脱下防护服，解下布带环，收卷分风软管13，再按照常规顺序脱下马甲背心1，并统一集中后，对装置进行回收和更换处理。

再次装配前，进行复位处理，重新校准后，重复以上操作。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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