一种电动负压口罩
技术领域
本发明属于口罩技术领域，具体涉及一种电动负压口罩。
背景技术
随着人们的健康意识不断的增强，出门戴口罩已经成为一种习惯，而且近年来空气质量的逐渐恶化，空气污染越来越严重，导致空气中PM2.5的浓度越来越高，人们工作、生产、生活环境中的空气中PM2.5经常出现超标情况，雾霾天气占据的比重越来越多；同时细菌、病毒等微生物大量繁殖传播，超级细菌、病毒(2019新型冠状病毒、SARS冠状病毒、MERS冠状病毒等)的出现，使得呼吸系统传染疾病(新型冠状病毒肺炎、SARS、MERS等)多发，且对人们身体健康和生命带来严重威胁。
为解决上述难题，行之有效的方案通常为佩带口罩，以阻止污染源进入到呼吸道。目前常用的口罩存在如下缺陷：
无论是普通口罩、医用口罩均存在透气性差、使用者呼吸不顺畅的缺陷。而且在鼻梁、下巴处都无法做到完全密封，没有密封的口罩防护效果几乎为零，如果使用者是病毒携带者，这样其周围的人群一样有被病毒感染的风险。
防护口罩(KN90、KN95、KN100)：价格太高、无杀菌抑菌功能、不能重复使用，而且防护级别越高，材料的风阻就越大，呼吸阻力就越大，呼吸舒适感差，增加肺部的工作负荷，长时间佩戴容易缺氧反而对身体不好，而且呼吸阻力大，也容易损伤呼吸系统，所以呼吸阻力大是防护口罩的最大弊端。为解决这个问题，有些防护口罩增加了单向换气阀结构，这种带换气阀的防护口罩虽然呼气时，阀门打开，快速排出废气，提高呼吸舒适感，但是其只对进气过滤，出气不过滤，如果使用者是病毒携带者，这样其周围的人一样有被病毒感染的风险。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种电动负压口罩，该负压口罩内部的气压低于外部气压，外部空气能够主动通过空气过滤片过滤后进入口罩内部循环，通过大气压力反差抵消过滤材料本身的阻力，实现电动负压助力空气循环。
一种电动负压口罩，包括口罩滤芯；所述口罩滤芯上设置有第一排气孔，在所述第一排气孔上设置有排气系统；所述排气系统包括涡轮风机，所述涡轮风机朝向所述口罩滤芯的外侧排气。
进一步的，所述排气系统还包括换气阀、电路板、电源和过滤片；所述换气阀、电路板、电源、涡轮风机和过滤片由所述口罩滤芯的外侧向内依次设置。
进一步的，所述排气系统还包括紫光灯，所述紫光灯位于所述过滤片的外侧，用于发出紫外光照射所述过滤片。
需要说明的是，涡轮风机用于对口罩滤芯向外排气，当在使用者呼出气体后，涡轮风机加速排出气体，造成口罩内腔压力低于外界大气压，空气在压差作用下顺利进入到口罩内腔，当使用者吸入气体时，排气系统的涡轮风机停止工作，如此设置避免使用者感到呼吸困难，呼吸不畅，产生憋闷感，该电动负压口罩采用主动排气的方式与人体呼吸频率结合，实现呼吸分流、形成进气和排气的有效循环，提高使用者的呼吸舒适感、保证呼吸顺畅度。
排气系统还可以设置用于对排出的气体进行消毒、杀菌的紫光灯，紫光灯用于对过滤片进行照射，利用紫外线具有消毒杀菌的特性，通过紫外线照射，对排出口罩的气体和过滤片进行快速彻底的消毒杀菌。当然在空旷地带，也可以仅使用电动负压功能，无需安装紫光灯。
进一步的，所述排气系统还包括风机支架、风机壳和无级调速开关；所述涡轮风机通过所述风机支架固定到所述风机壳内，所述无级调速开关与所述涡轮风机连接，用于对所述涡轮风机的转速进行调节。
该电动负压口罩对涡轮风机采用了无级调速的控制方式，以适应不同使用者对排气量的不同需求，提高了口罩的通用性。
进一步的，所述第一排气孔内还设置有压力微感式呼吸阀，所述压力微感式呼吸阀与所述排气系统固定连接，所述口罩滤芯位于所述排气系统和所述压力微感式呼吸阀之间，完全密封。
上述的电动负压口罩，所述口罩滤芯上还设置有第一进气孔，在所述第一进气孔上设置有进气系统；所述进气系统包括涡轮风机，所述涡轮风机朝向所述口罩滤芯的内侧吸入空气。
进一步的，所述进气系统还包括换气阀、电路板、电源和过滤片；所述换气阀、电路板、电源、涡轮风机和过滤片由所述口罩滤芯的外侧向内依次设置。
进一步的，所述进气系统还包括紫光灯，所述紫光灯位于所述过滤片的外侧，用于发出紫外光照射所述过滤片。
需要说明的是，涡轮风机用于从外界向口罩滤芯内吸入空气，当使用者需要吸入空气时，涡轮风机加速吸入空气到口罩滤芯内腔，口罩内腔压力较高，使用者吸入气体顺畅。
进气系统还可以设置用于对进入口罩滤芯内的气体进行消毒、杀菌的紫光灯，紫光灯用于对过滤片进行照射，利用紫外线具有消毒杀菌的特性，通过紫外线照射，对进入到口罩的气体和过滤片进行快速彻底的消毒杀菌，保证使用者的安全。
进一步的，所述进气系统还包括风机支架、风机壳和无级调速开关；所述涡轮风机通过所述风机支架固定到所述风机壳内，所述无级调速开关与所述涡轮风机连接，用于对所述涡轮风机的转速进行调节。
该电动负压口罩对涡轮风机采用了无级调速的控制方式，以适应不同使用者对进气量的不同需求，提高了口罩的通用性。
进一步的，所述第一进气孔内还设置有压力微感式呼吸阀，所述压力微感式呼吸阀与所述进气系统固定连接，所述口罩滤芯位于所述进气系统和所述压力微感式呼吸阀之间，完全密封。
综上，本发明的电动负压口罩，通过调节进气系统的涡轮风机和排气系统的涡轮风机的转速，使口罩内部的气压低于外部气压，外部空气会主动通过过滤片过滤后进入口罩内部循环，通过大气压力反差抵消过滤材料本身的阻力，实现电动负压助力空气循环。
为了避免使用者感到呼吸困难，呼吸不畅，产生憋闷感，该电动负压口罩采用主动进气和主动排气的方式实现呼吸分流、形成进气和排气的有效循环，提高使用者的呼吸舒适感，同时能够防止废气二次吸入，保证呼吸顺畅度和呼吸安全性。
上述的电动负压口罩，所述口罩滤芯包括由外向内依次包括支撑层、粗过滤层、细过滤层、亲肤层；所述口罩滤芯的颗粒物过滤效率≥95.0％。
口罩滤芯采用以上层结构设置，其颗粒物过滤效率≥95.0％，为高效过滤材料，能有效的防止各类颗粒物(PM2.5、灰尘、粉尘、花粉等)、病毒、细菌。
上述的电动负压口罩，所述口罩滤芯的外表面还设置有面罩，所述面罩通过卡扣卡接在所述口罩滤芯的外表面，所述面罩采用多种材料线混纺而成，多种所述材料至少包括聚酯纤维、涤纶阳离子纱和氨纶。
采用多种材料线混纺而成的面罩，透气性能好，而且面罩便于清理。在实际应用中，所有的制作面罩的材料均需要经过严格的致敏测试，确保对人体无害。
上述的电动负压口罩，所述面罩的内表面和外表面均设置有纳米银涂层；和/或所述口罩滤芯的内表面和外表面均设置有纳米银涂层。
该口罩的面罩内外表层面料均采用纳米银涂层技术，利用纳米银的杀菌抑菌特性，使口罩本身就具有杀菌抑菌功能。
上述的电动负压口罩，所述面罩上设置有第二进气孔和第二排气孔；当所述面罩卡接到所述口罩滤芯外表面上时，所述第二进气孔正对着所述第一进气孔，所述第二排气孔正对着所述第一排气孔。
可以将进气系统设置在正对的第一进气孔和第二进气孔位置，以及将排气系统设置在正对的第一排气孔和第二排气孔位置。
上述的电动负压口罩，还包括可调节弹力挂绳和3D立体记忆海绵，所述可调节弹力挂绳设置在所述口罩滤芯上，所述3D立体记忆海绵绕所述口罩滤芯的内侧面边缘一周设置，通过所述可调节弹力挂绳能够使所述3D立体记忆海绵紧贴住人体面部，完全罩住口鼻。
该电动负压口罩与使用者脸部接触部分采用3D立体记忆棉贴面包裹设计，可完美扣住于口鼻，精确的覆盖于面部三角区之上，有着柔软触感的边缘贴面触肤材质，能亲和于肌肤表面，以给你最舒适的佩戴感受，不会有压迫感，长时间佩戴不会有压痕，也不会产生水汽，密封性很好，戴眼镜也不怕眼镜起雾。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明一实施例提供的电动负压口罩的爆炸图。
附图标记说明如下：
1、口罩滤芯；2、第一进气孔；3、第一排气孔；4、面罩；5、第二进气孔；6、第二排气孔；7、换气阀；8、电路板；9、电源；10、涡轮风机；11、紫光灯；12、过滤片；13、风机支架；14、风机壳；15、无级调速开关；16、可调节弹力挂绳；17、3D立体记忆海绵。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
本发明提供一种电动负压口罩，该电动负压口罩内部的气压低于外部气压，外部空气会主动通过过滤片过滤后进入口罩内部循环，通过大气压力反差抵消过滤材料本身的阻力，实现电动负压助力空气循环。提高使用者的呼吸舒适感，同时能够防止废气二次吸入，保证呼吸顺畅度和呼吸安全性。
如图1所示，本发明提供一种电动负压口罩，包括口罩滤芯1；所述口罩滤芯1上设置有第一排气孔3，在所述第一排气孔3上设置有排气系统；所述排气系统包括涡轮风机10，所述涡轮风机10朝向所述口罩滤芯1的外侧排气。所述排气系统还包括换气阀7、电路板8、电源9和过滤片12；所述换气阀7、电路板8、电源9、涡轮风机10和过滤片12由所述口罩滤芯1的外侧向内依次设置。
为了对所述排气系统排出的气体进行紫外线消毒、灭菌，可以选择的实施方式是，所述排气系统还包括紫光灯11，所述紫光灯11位于所述过滤片12的外侧，用于发出紫外光照射所述过滤片12。
涡轮风机10用于对口罩滤芯1向外排气，当在使用者呼出气体后，涡轮风机10加速排出气体，以使口罩内腔压力低于外界大气压，空气在压差作用下顺利进入到口罩内腔，当使用者吸入气体时，排气系统的涡轮风机10停止工作，如此设置避免使用者感到呼吸困难，呼吸不畅，产生憋闷感；该电动负压口罩采用主动排气的方式与人体呼吸频率结合，实现呼吸分流、形成进气和排气的有效循环，提高使用者的呼吸舒适感、保证呼吸顺畅度。
排气系统还可以设置用于对排出的气体进行消毒、杀菌的紫光灯11，紫光灯11用于对过滤片12进行照射，利用紫外线具有消毒杀菌的特性，通过紫外线照射，对排出口罩的气体和过滤片12进行快速彻底的消毒杀菌。当然在空旷地带，也可以仅使用电动负压功能，无需安装紫光灯11。
在一些实施方式中，所述排气系统还包括风机支架13、风机壳14和无级调速开关15；所述涡轮风机10通过所述风机支架13固定到所述风机壳14内，所述无级调速开关15与所述涡轮风机10连接，用于对所述涡轮风机10的转速进行调节。
该电动负压口罩对涡轮风机10采用了无级调速的控制方式，以适应不同使用者对排气量的不同需求，提高了口罩的通用性。
在一些实施方式中，所述第一排气孔3内还设置有压力微感式呼吸阀，所述压力微感式呼吸阀与所述排气系统固定连接，所述口罩滤芯1位于所述排气系统和所述压力微感式呼吸阀之间，完全密封。
作为本发明的另一方面，还可以选择对进气进行电动控制，以更好的形成口罩滤芯1内的负压，给使用者更加顺畅的呼吸感觉。
具体实施方案请继续参见图1，所述口罩滤芯1上还设置有第一进气孔2，在所述第一进气孔2上设置有进气系统；所述进气系统包括涡轮风机10，所述涡轮风机10朝向所述口罩滤芯1的内侧吸入空气。
在一些实施方式中，所述进气系统还包括换气阀7、电路板8、电源9和过滤片12；所述换气阀7、电路板8、电源9、涡轮风机10和过滤片12由所述口罩滤芯1的外侧向内依次设置。
在一些实施方式中，所述进气系统还包括紫光灯11，所述紫光灯11位于所述过滤片12的外侧，用于发出紫外光照射所述过滤片12。
需要说明的是，涡轮风机10用于从外界向口罩滤芯1内吸入空气，当使用者需要吸入空气时，涡轮风机10加速吸入空气到口罩滤芯1内腔，口罩内腔压力较高，使用者吸入气体顺畅。
进气系统还可以设置用于对进入口罩滤芯1内的气体进行消毒、杀菌的紫光灯11，紫光灯11用于对过滤片12进行照射，利用紫外线具有消毒杀菌的特性，通过紫外线照射，对进入到口罩的气体和过滤片12进行快速彻底的消毒杀菌，保证使用者的安全。
在一些实施方式中，所述进气系统还包括风机支架13、风机壳14和无级调速开关15；所述涡轮风机10通过所述风机支架13固定到所述风机壳14内，所述无级调速开关15与所述涡轮风机10连接，用于对所述涡轮风机10的转速进行调节。无级调速还可以适用多档位调速控制进行替换。
该电动负压口罩对涡轮风机10采用了无级调速的控制方式，以适应不同使用者对进气量的不同需求，提高了口罩的通用性。
在一些实施方式中，所述第一进气孔2内还设置有压力微感式呼吸阀，所述压力微感式呼吸阀与所述进气系统固定连接，所述口罩滤芯1位于所述进气系统和所述压力微感式呼吸阀之间，完全密封。
综上，本发明的电动负压口罩，通过调节进气系统的涡轮风机10和排气系统的涡轮风机10的转速，使口罩内部的气压低于外部气压，外部空气会主动通过过滤片12过滤后进入口罩内部循环，通过大气压力反差抵消过滤材料本身的阻力，实现电动负压助力空气循环。
为了避免使用者感到呼吸困难，呼吸不畅，产生憋闷感，该电动负压口罩采用主动进气和主动排气的方式实现呼吸分流、形成进气和排气的有效循环，提高使用者的呼吸舒适感，同时能够防止废气二次吸入，保证呼吸顺畅度和呼吸安全性。
优选的实施方式还包括，所述口罩滤芯1包括由外向内依次包括支撑层、粗过滤层、细过滤层、亲肤层；所述口罩滤芯1的颗粒物过滤效率≥95.0％。
口罩滤芯1采用以上层结构设置，其颗粒物过滤效率≥95.0％，为高效过滤材料，能有效的防止各类颗粒物(PM2.5、灰尘、粉尘、花粉等)、病毒、细菌。
优选的实施方式还包括，所述口罩滤芯1的外表面还设置有面罩4，所述面罩4通过卡扣卡接在所述口罩滤芯1的外表面，所述面罩4采用多种材料线混纺而成，多种所述材料至少包括聚酯纤维、涤纶阳离子纱和氨纶。
采用多种材料线混纺而成的面罩4，透气性能好，而且面罩4便于清理。在实际应用中，所有的制作面罩4的材料均需要经过严格的致敏测试，确保对人体无害。
应当指出，所述面罩44还可以采用硅胶、橡胶、塑料、皮革、布料、纤维中的一种或者多种复合而成。
优选的实施方式还包括，所述面罩4的内表面和外表面均设置有纳米银涂层；和/或所述口罩滤芯1的内表面和外表面均设置有纳米银涂层。
该口罩的面罩4内外表层面料均采用纳米银涂层技术，利用纳米银的杀菌抑菌特性，使口罩本身就具有杀菌抑菌功能。
优选的实施方式还包括，所述面罩4上设置有第二进气孔5和第二排气孔6；当所述面罩4卡接到所述口罩滤芯1外表面上时，所述第二进气孔5正对着所述第一进气孔2，所述第二排气孔6正对着所述第一排气孔3。
可以将进气系统设置在正对的第一进气孔2和第二进气孔5位置，以及将排气系统设置在正对的第一排气孔3和第二排气孔6位置。
优选的实施方式还包括，还包括可调节弹力挂绳16和3D立体记忆海绵17，所述可调节弹力挂绳16设置在所述口罩滤芯1上，所述3D立体记忆海绵17绕所述口罩滤芯1的内侧面边缘一周设置，通过所述可调节弹力挂绳16能够使所述3D立体记忆海绵17紧贴住人体面部，完全罩住口鼻。
该电动负压口罩与使用者脸部接触部分采用3D立体记忆棉贴面包裹设计，可完美扣住于口鼻，精确的覆盖于面部三角区之上，有着柔软触感的边缘贴面触肤材质，能亲和于肌肤表面，以给你最舒适的佩戴感受，不会有压迫感，长时间佩戴不会有压痕，也不会产生水汽，密封性很好，戴眼镜也不怕眼镜起雾。
口罩佩戴者使用口罩时，首先启动进气系统和排气系统的无级调速开关，位于进气系统上的压力微感式呼吸阀和和位于排气系统上的压力微感式呼吸阀初始状态处于关闭状态。无级调速开关启动后，紫光灯开始工作，发出的紫外线具有广谱性，可杀灭所有细菌、病毒等微生物，杀菌彻底，且紫外线光源小巧易集成，耗电低，安全环保无二次污染。紫光灯固定在风机壳的下方，位于过滤片外侧，发光区域可覆盖整个过滤片表面，实现对进入过滤片的空气和经过过滤片呼出的气体进行杀菌、消毒，同时对过滤片表面进行杀菌、消毒，防止过滤片上滋生细菌、真菌、病毒等微生物，充分起到杀菌抑菌的作用。过滤片采用颗粒物过滤效率≥99.0％高效过滤材料制成，能有效的防止各类颗粒物(PM2.5、灰尘、粉尘、花粉等)、病毒、细菌。过滤片根据使用环境的污染程度和使用时间，定期更换。
进气系统的无级调速开关启动后，电路板开始工作，驱动进气系统的涡轮风机转动，产生吸气漩涡，口罩外部的空气受到吸气漩涡的作用，依次通过换气阀、紫光灯、过滤片，经过杀菌、消毒、过滤，净化后的空气进入口罩内部被人体吸入。
排气系统的无级调速开关启动后，电路板开始工作，驱动排气系统的涡轮风机转动，产生排气漩涡，口罩内部的空气受到排气漩涡的作用，依次通过过滤片、紫外线光源、换气阀，经过杀菌、消毒、过滤，净化后的空气排出口罩，进入周围空气环境中。口罩对排出的气体进行消毒、杀菌、过滤是非常必要的，可以有效防止呼吸道传染病的传播，因为即使使用者是病毒携带者，其周围的人也不会有被病毒感染的风险，可以有效的防止病毒的传播。本发明的口罩就是一个小型的空气净化器，如果每个人都戴上这种口罩，对降低空气污染，提高空气质量有一定作用。
本发明的口罩包括如下几种模式：
普通呼吸模式：进气系统和排气系统均可无级调速，可以配合呼吸的起伏、节奏、频率实时调节进气量和排气量，随心应对不同的呼吸场景。
负压呼吸模式：由于进气系统和排气系统是两个独立的系统，并且可以单独控制，所以只要调节进气量和排气量，使口罩内外产生压力差，就形成负压口罩，实现电动负压助力空气循环。
智能呼吸模式：电路板上设置有呼吸状态以及呼吸频率记忆模块，使之与人体呼吸的频率相适配，实现智能送气给人体进行呼吸，即根据人体的呼吸同步进行净化空气的送入。
上述三种模式的调节通过无级调速开关切换工作模式。
上述的口罩自带供电系统，分别设置在进气系统和排气系统内的换气阀上，电源包括：电池、充电口、指示灯、语音提示模块，当电池电量过低时，口罩会发出语音提示：“电量低，请充电”。这时口罩使用者把换气阀从口罩上取下，把充电线插到充电口进行充电，此时指示灯显示为红色，当电池充满后，指示灯显示为绿色。把换气阀安装到口罩上，继续使用。
该电动负压口罩对涡轮风机采用了无级调速的控制方式，以适应不同使用者对进气量和排气量的不同需求，提高了口罩的通用性。
同时，通过调节进气系统的涡轮风机和排气系统的涡轮风机的转速，使口罩内部的气压低于外部气压，外部空气会主动通过空气过滤片过滤后进入口罩内部循环，通过大气压力反差抵消过滤材料本身的阻力，实现电动负压助力空气循环。
为了避免使用者感到呼吸困难，呼吸不畅，产生憋闷感，该电动口罩采用主动进气和主动排气的方式实现呼吸分流、形成进气和排气的有效循环，提高使用者的呼吸舒适感，同时，防止废气二次吸入，保证呼吸顺畅度和呼吸安全性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
