一种紫外线杀菌口罩
技术领域
本发明涉及空气过滤装置技术领域，尤其涉及一种紫外线杀菌口罩。
背景技术
空气中含有各种对人体有害的细颗粒、有毒物质，包括酸、碱、盐、胺、酚等，以及尘埃、花粉、螨虫、流感病毒、结核杆菌、肺炎球菌等以及细小粉尘状的飘浮颗粒物，这些有害物质能够通过呼吸系统进入人体支气管甚至肺部对人身体健康造成危害。
通过佩戴口罩可以对空气中的有害物质进行过滤，从而降低对人体的危害。但当前常用的口罩一般使用无纺布进行空气过滤，可以在一定程度上过滤掉空气中的粉尘状漂浮颗粒物如雾霾中PM2.5等有害细小固体颗粒，但无法有效杀除空气中的细菌和病毒。
发明内容
本发明的目的在于提出一种该紫外线杀菌口罩，该紫外线杀菌口罩能够有效地杀灭空气中的细菌和病毒。
为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：
本发明公开了一种紫外线杀菌口罩，包括：罩体；吸气阀，所述吸气阀设在所述罩体上，所述吸气阀包括：吸气紫外线灯，所述吸气紫外线灯用于释放紫外线以实现杀菌；吸气紫外线吸收层，所述吸气紫外线吸收层为两个，两个所述吸气紫外线吸收层分别位于所述吸气紫外线灯的两侧；吸气风扇，所述吸气风扇位于设置在所述吸气紫外线灯内侧的所述吸气紫外线吸收层的外侧，所述吸气风扇用于驱动外界气流流向所述罩体；吸气空气过滤层，所述吸气空气过滤层位于所述吸气紫外线灯的外侧，且位于其中一个所述吸气紫外线吸收层的内侧；呼气阀，所述呼气阀设在所述罩体上，所述呼气阀包括：呼气紫外线灯，所述呼气紫外线灯用于释放紫外线以实现杀菌；呼气紫外线吸收层，所述呼气紫外线吸收层为两个，两个所述呼气紫外线吸收层分别位于所述呼气紫外线灯的两侧；呼气风扇，所述呼气风扇位于设置在所述呼气紫外线灯外侧的所述呼气紫外线吸收层的内侧，所述呼气风扇驱动所述罩体内侧的气流流向外界；呼气空气过滤层，所述呼气空气过滤层位于所述呼气紫外线灯的内侧，且位于其中一个所述呼气紫外线吸收层的外侧；电源，所述电源设在所述罩体内，所述电源与所述吸气紫外线灯、所述呼气紫外线灯、所述吸气风扇及所述呼气风扇电连接。
在一些可选的实施例中，所述吸气阀还包括吸气抗菌层，所述吸气抗菌层位于所述吸气空气过滤层与所述吸气紫外线灯之间。
在一些可选的实施例中，所述呼气阀还包括呼气抗菌层，所述呼气抗菌层位于所述呼气空气过滤层与所述呼气紫外线灯之间。
在一些实施例中，所述紫外线杀菌口罩还包括气流感应元件，所述气流感应元件设在所述呼气阀内侧，所述气流感应元件分别与所述吸气紫外线灯及所述呼气紫外线灯电连接。
在一些实施例中，所述紫外线杀菌口罩还包括气体监测元件，所述气体监测元件设在所述吸气阀外侧，所述气体监测元件用于监测外部空气以及人体呼吸数据。
在一些实施例中，所述紫外线杀菌口罩还包括扬声器，所述扬声器设在所述罩体上。
在一些实施例中，所述呼气紫外线灯和所述吸气紫外线灯均包括UVC-LED光源。
在一些实施例中，所述电源包括干电池、蓄电池、锂电池和太阳能电池中的一种。
在一些实施例中，所述吸气紫外线灯为两个，两个所述吸气紫外线灯相对设置。
在一些实施例中，所述呼气紫外线灯为两个，两个所述呼气紫外线灯相对设置。
本实施例的紫外线杀菌口罩，由于吸气阀中设有吸气紫外线灯且呼气阀中设有呼气紫外线灯，保证了流向用户的气流较为洁净，保证了用户呼出外界的气流也较为洁净，从而确保了紫外线杀菌口罩的杀灭病毒和细菌的效果；由于吸气阀中设置吸气紫外线吸收层且呼气阀中设有呼气紫外线吸收层，避免了紫外线对用户本身以及用户周边的人群产生不良影响，提升了紫外线杀菌口罩的使用安全性；由于吸气阀中设置吸气风扇且呼气阀中设有呼气风扇，实现了罩体内的空气和外界空气进行主动强力循环，避免了罩体内部出现脏空气堆积的现象，从而进一步保证用户的使用安全性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明实施例1的紫外线杀菌口罩的结构示意图。
图2是本发明实施例1的紫外线杀菌口罩的另一个结构示意图。
图3是本发明实施例2的紫外线杀菌口罩的结构示意图。
图4是本发明实施例2的紫外线杀菌口罩的另一个结构示意图。
附图标记：
10、罩体；
20、吸气阀；201、吸气紫外线灯；202、吸气紫外线吸收层；203、吸气风扇；204、吸气空气过滤层；205、吸气抗菌层；
30、呼气阀；301、呼气紫外线灯；302、呼气紫外线吸收层；303、呼气风扇；304、呼气空气过滤层；305、呼气抗菌层；
40、电源；50、气流感应元件；60、气体监测元件；70、扬声器。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1-图4描述本发明实施例的紫外线杀菌口罩的具体结构。
如图1-图4所示，本发明实施例的紫外线杀菌口罩包括罩体10、吸气阀20、呼气阀30和电源40，吸气阀20设在罩体10上。吸气阀20包括吸气紫外线灯201、吸气紫外线吸收层202、吸气风扇203和吸气空气过滤层204，吸气紫外线灯201用于释放紫外线以实现杀菌，吸气紫外线吸收层202为两个，两个吸气紫外线吸收层202分别位于吸气紫外线灯201的两侧，吸气风扇203位于设置在吸气紫外线灯201内侧的吸气紫外线吸收层202的外侧，吸气风扇203用于驱动外界气流流向罩体10，吸气空气过滤层204位于吸气紫外线灯201的外侧，且位于其中一个吸气紫外线吸收层202的内侧。呼气阀30设在罩体10上，呼气阀30包括呼气紫外线灯301、呼气紫外线吸收层302和呼气风扇303，呼气紫外线灯301用于释放紫外线以实现杀菌，呼气紫外线吸收层302为两个，两个呼气紫外线吸收层302分别位于呼气紫外线灯301的两侧，呼气风扇303位于设置在呼气紫外线灯301外侧的呼气紫外线吸收层302的内侧，呼气风扇303用于驱动罩体10内侧气流流向外界，呼气空气过滤层304位于呼气紫外线灯301的内侧，且位于其中一个呼气紫外线吸收层302的外侧。电源40设在罩体10内，电源40分别与吸气紫外线灯201、呼气紫外线灯301、吸气风扇203及呼气风扇303电连接。
可以理解的是，在实际使用过程中，当用户佩戴口罩时，外部空气在吸气风扇203的驱动下进入吸气阀20，吸气空气过滤层204能够过滤掉空气中含有的颗粒物，一方面提升了该紫外线杀菌口罩的过滤效果，另一方面避免了颗粒物对吸气紫外线灯201的不利影响，从而保证了吸气紫外线灯201的杀菌效果。在经过吸气空气过滤层204的过滤后，气流能够被吸气紫外线灯201发出的紫外线杀菌消毒，从而确保流向用户的气流较为洁净。而当用户呼出气体时，罩体10内的气流在呼气风扇303的驱动下进入呼气阀30时，呼气空气过滤层304能够过滤掉用户呼出的气流中所含有水蒸气，一方面提升了该紫外线杀菌口罩的过滤效果，另一方面避免了用户呼出气流中的异物对紫外线的不利影响，从而保证了呼气紫外线灯301的杀菌效果。在经过呼气空气过滤层304的过滤后，气流能够被呼气紫外线灯301发出的紫外线杀菌消毒，从而确保用户呼出外界的气流较为洁净。
与此同时，吸气阀20内设有吸气紫外线吸收层202并且呼气阀30内设有呼气紫外线吸收层302，吸气紫外线吸收层202和呼气紫外线吸收层302能够将吸气紫外线灯201和呼气紫外线灯301发出的紫外线光线控制在吸气阀20和呼气阀30内，从而避免紫外线对用户自身以及用户周边的人群产生不良影响，提升了本实施例的紫外线杀菌口罩的使用安全性。
此外，相比仅仅依靠用户呼吸实现的罩体10与外界的循坏，本实施例中增设吸气风扇203和呼气风扇303能够实现罩体10内的空气和外界空气进行主动强力循环，保证了罩体10的气体能够及时更换，避免了罩体10内部出现脏空气堆积的现象，从而进一步保证用户的使用安全性。
本实施例的紫外线杀菌口罩，由于吸气阀20中设有吸气紫外线灯201且呼气阀30中设有呼气紫外线灯301，保证了流向用户的气流较为洁净，保证了用户呼出外界的气流也较为洁净，从而确保了紫外线杀菌口罩的杀灭病毒和细菌的效果；由于吸气阀20中设置吸气紫外线吸收层202且呼气阀30中设有呼气紫外线吸收层302，避免了紫外线对用户本身以及用户周边的人群产生不良影响，提升了紫外线杀菌口罩的使用安全性；由于吸气阀20中设置吸气风扇203且呼气阀30中设有呼气风扇303，实现了罩体10内的空气和外界空气进行主动强力循环，避免了罩体10内部出现脏空气堆积的现象，从而进一步保证用户的使用安全性。
需要额外说明的是，吸气紫外线吸收层202和呼气紫外线吸收层302均为无纺布，无纺布上设有紫外线吸收剂涂层。可以理解的是，吸气紫外线吸收层202和呼气紫外线吸收层302形成为涂覆有紫外线吸收剂涂层无纺布结构能够在保证抗菌作用的前提下降低二者的生产成本，从而控制整个紫外线杀菌口罩的生产成本。此外，吸气紫外线吸收层202和呼气紫外线吸收层302的主体为无纺布，无纺布能够提升二者的柔软性，从而提升用户的佩戴舒适度。当然，在本发明的其他实施例中，紫外线吸收层还可以是其他透气材料制成的层片结构，并不限于本实施例的无纺布。
可选的，紫外线吸收剂为水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的任何一种或者几种。当然，在本发明的其他实施例中，紫外线吸收剂还可以根据实际选择其他吸收剂。
这里需要补充说明的是，吸气空气过滤层204和呼气空气过滤层304可以选择可拆卸层片结构，这样在长时间使用后用户可以根据实际需要更换吸气空气过滤层204和呼气空气过滤层304，从而确保本实施例的紫外线杀菌口罩在长期使用后仍然具有较好地过滤效果。此外，在本实施例中，吸气空气过滤层204和呼气空气过滤层304可以选用任何具有过滤效果的层片结构，在此不对吸气空气过滤层204和呼气空气过滤层304做出具体限定。
在一些可选的实施例中，如图4所示，吸气阀20还包括吸气抗菌层205，吸气抗菌层205位于吸气空气过滤层204与吸气紫外线灯201之间。可以理解的是，增设的吸气抗菌层205能够进一步提升吸气阀20的除菌效果，从而确保流向用户的气流的洁净度，保证了用户健康。这里需要说明的是，吸气抗菌层205可以选择可拆卸层片结构，这样在长时间使用后用户可以根据实际需要更换吸气抗菌层205，从而确保本实施例的紫外线杀菌口罩在长期使用后仍然具有较好地杀菌效果。
可选的，吸气抗菌层205为无纺布，无纺布上设有纳米银、纳米氧化锌涂层。可以理解的是，吸气抗菌层205形成为涂覆有纳米银、纳米氧化锌涂层的无纺布结构能够在保证抗菌作用的前提下降低吸气抗菌层205的生产成本，从而控制整个紫外线杀菌口罩的生产成本。此外，吸气抗菌层205的主体为无纺布提升了吸气抗菌层205的柔软性，提升了用户的佩戴舒适度。当然，在本发明的其他实施例中，吸气抗菌层205还可以是其他透气材料制成的层片结构，并不限于本实施例的无纺布。
在一些可选的实施例中，如图4所示，呼气阀30还包括呼气抗菌层305，呼气抗菌层305位于呼气空气过滤层304与呼气紫外线灯301之间。可以理解的是，增设的呼气抗菌层305能够进一步提升呼气阀30的除菌效果，从而确保流向用户呼向外界的气流的洁净度，保证了周边其他用户的健康。这里需要说明的是，呼气抗菌层305可以选择可拆卸层片结构，这样在长时间使用后用户可以根据实际需要更换呼气抗菌层305，从而确保本实施例的紫外线杀菌口罩在长期使用后仍然具有较好地杀菌效果。
可选的，呼气抗菌层305为无纺布，无纺布上设有纳米银、纳米氧化锌涂层。可以理解的是，呼气抗菌层305形成为涂覆有纳米银、纳米氧化锌涂层的无纺布结构能够在保证抗菌作用的前提下降低呼气抗菌层305的生产成本，从而控制整个紫外线杀菌口罩的生产成本。此外，呼气抗菌层305的主体为无纺布提升了呼气抗菌层305的柔软性，提升了用户的佩戴舒适度。当然，在本发明的其他实施例中，呼气抗菌层305还可以是其他透气材料制成的层片结构，并不限于本实施例的无纺布。
在一些实施例中，如图4所示，紫外线杀菌口罩还包括气流感应元件50，气流感应元件50设在呼气阀30内侧，气流感应元件50与吸气紫外线灯201及呼气紫外线灯301电连接。可以理解的是，气流感应元件50可以实现吸气紫外线灯201及呼气紫外线灯301的智能调控，当人体使用该口罩呼吸时，呼气阀30内产生气流，通过气流感应元件50将气流气压转变为电信号，表示此时口罩有人使用，则吸气紫外线灯201及呼气紫外线灯301启动，发射出紫外线进行吸气阀20和呼气阀30内气流的杀毒灭菌。与此同时，还可以可根据呼吸气流的流速、气压大小进行紫外线灯的功率调控。从而避免了紫外线杀菌口罩没有被佩戴时吸气紫外线灯201及呼气紫外线灯301仍然开启的现象。
需要说明的是，气流感应元件50可以选择现有技术的气体传感器，由外购获得，气流感应元件50的具体型号、参数以及灵敏度可以根据实际需要选择。
此外，需要补充说明的是，在本发明的其他实施例中，罩体10上可以不设置气流感应元件50，而是直接设置一个开关，开关与电源40相连。当用户佩戴紫外线杀菌口罩并且手动打开开关时，呼气紫外线灯301、吸气风扇203及呼气风扇303启动；当用户摘下紫外线杀菌口罩并且手动关闭开关时，呼气紫外线灯301、吸气风扇203及呼气风扇303停止工作。
在一些实施例中，如图3-图4所示，紫外线杀菌口罩还包括气体监测元件60，气体监测元件60设在吸气阀20外侧，气体监测元件60用于监测外部空气以及人体呼吸数据。
可以理解的是，气体监测元件60可进行环境空气质量、环境温度、用户呼吸量、用户呼吸频率等信息的检测，气体监测元件60还可以通过蓝牙将检测数据实时连接到移动终端(如智能手环、手机、平板电脑、笔记本电脑等)。
需要说明的是，气体监测元件60可以选择现有技术的气体检测仪，由外购获得，气体检测仪的具体型号、参数以及灵敏度可以根据实际需要选择。
这里需要补充说明的是，当紫外线杀菌口罩包括气体监测元件60和气流感应元件50时，相应的紫外线杀菌口罩内部应当设置有与气体监测元件60、气流感应元件50、吸气紫外线灯201、呼气紫外线灯301、吸气风扇203及呼气风扇303电连接并且能够对上述部件进行自动控制的控制芯片，该控制芯片可以根据目前现有的自动控制技术选择。在本发明中，不对控制芯片的具体型号、控制逻辑等控制参数做出具体限定，在实际制造过程中可以综合口罩功能、生产成本等因素选择。
在一些实施例中，如图3-图4所示，紫外线杀菌口罩还包括扬声器70，扬声器70设在罩体10上。可以理解的是，扬声器70可将佩戴人的声音放大，便于在部分特殊场合，如交警执勤、教师上课、会议会场主持等工作时佩戴使用，从而提升了本实施例的紫外线杀菌口罩的用户使用满意度。
在一些实施例中，呼气紫外线灯301和吸气紫外线灯201均包括UVC-LED光源。可以理解的是，UVC-LED光源的功率较低，体积较小，且较为环保和安全。呼气紫外线灯301和吸气紫外线灯201选择UVC-LED光源不仅能够控制整个紫外线杀菌口罩的尺寸，避免紫外线杀菌口罩尺寸过大的现象发生，还能够确保紫外线杀菌口罩的使用安全性。
可选的，UVC-LED光源由发射光峰值波长为200-280nm的光电半导体芯片封装而成。
当然，在本发明的其他实施例中，呼气紫外线灯301和吸气紫外线灯201还可以根据实际选择其他紫外线光源。
在一些实施例中，电源40包括干电池、蓄电池、锂电池和太阳能电池中的一种。
在一些实施例中，如图2、图4所示，吸气紫外线灯201为两个，两个吸气紫外线灯201相对设置；呼气紫外线灯301为两个，两个呼气紫外线灯301相对设置。由此，能够保证吸气紫外线灯201和呼气紫外线灯301的消毒杀菌效果，从而确保吸气气流和呼气气流的洁净度。当然，吸气紫外线灯201和呼气紫外线灯301的排布可以根据实际选择，并不限于本实施例的两个。
下面参考图1-图4描述本发明两个具体实施例的紫外线杀菌口罩的具体结构。
实施例1：
如图1-图2所示，本实施例的紫外线杀菌口罩包括罩体10、吸气阀20、呼气阀30和电源40，吸气阀20设在罩体10上，吸气阀20包括吸气紫外线灯201、吸气紫外线吸收层202、吸气风扇203和吸气空气过滤层204，吸气紫外线灯201用于释放紫外线以实现杀菌，吸气紫外线吸收层202为两个，两个吸气紫外线吸收层202分别位于吸气紫外线灯201的两侧，吸气风扇203位于设置在吸气紫外线灯201内侧的吸气紫外线吸收层202的外侧，吸气风扇203用于驱动外界气流流向罩体10，吸气空气过滤层204位于吸气紫外线灯201的外侧，且位于其中一个吸气紫外线吸收层202的内侧。
呼气阀30设在罩体10上，呼气阀30包括呼气紫外线灯301、呼气紫外线吸收层302、呼气风扇303和呼气空气过滤层304，呼气紫外线灯301用于释放紫外线以实现杀菌，呼气紫外线吸收层302为两个，两个呼气紫外线吸收层302分别位于呼气紫外线灯301的两侧，呼气风扇303位于设置在呼气紫外线灯301外侧的呼气紫外线吸收层302的内侧，呼气风扇303用于驱动罩体10内侧气流流向外界，呼气空气过滤层304位于呼气紫外线灯301的内侧，且位于其中一个呼气紫外线吸收层302的外侧。电源40设在罩体10内，电源40分别与吸气紫外线灯201、呼气紫外线灯301、吸气风扇203和呼气风扇303电连接。
实施例2：
如图3-图4所示，本实施例的紫外线杀菌口罩的结构与实施例1大体相同，所不同的是，紫外线杀菌口罩还包括气流感应元件50、气体监测元件60和扬声器70。气流感应元件50设在呼气阀30内侧，气流感应元件50与吸气紫外线灯201及呼气紫外线灯301电连接。气体监测元件60设在吸气阀20外侧，气体监测元件60用于监测外部空气以及人体呼吸数据。扬声器70设在罩体10上。吸气阀20还包括吸气抗菌层205，吸气抗菌层205位于吸气空气过滤层204与吸气紫外线灯201之间。呼气阀30还包括呼气抗菌层305，呼气抗菌层305位于呼气空气过滤层304与呼气紫外线灯301之间。
本实施例的紫外线杀菌口罩的优点如下：
第一、所有吸入的空气均由吸气阀20进行多层过滤和消杀且所有呼出的空气均由呼气阀30进行多层过滤和消杀，确保吸入和呼出空气处理的效果；
第二、通过吸气紫外线灯201和呼气紫外线灯301分别进行吸气阀20和呼气阀30内空气的杀菌消毒，最大程度降低空气中的有害物质对人体的危害；
第三、增设的吸气紫外线吸收层202和呼气紫外线层可避免过量紫外线射出对人体或其它生物的危害；
第四、增设的气流感应元件50，可通过感应呼吸产生气压，在有人佩戴时开启吸气紫外线灯201和呼气紫外线灯301进行空气消杀，无人佩戴时关闭吸气紫外线灯201和呼气紫外线灯301，避免无人佩戴口罩时吸气紫外线灯201和呼气紫外线灯301灯仍然工作的现象发生；
第五、增设的扬声器70可解决佩戴口罩使用麦克风的声音失真等问题，便于部分特殊工作场合人员佩戴使用；
第六、增设的吸气风扇203和呼气风扇303，能够实现罩体10内的空气和外界空气进行主动强力循环，保证了罩体10内的气体能够及时更换，确保了用户使用安全。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
