1.本实用新型涉及一种气体消毒灭菌装置，尤其是一种可向医护人员、疫情防控人员等提供安全的呼吸用气体，并可随身携带的呼吸气体消毒设备。


背景技术：

2.疫情常态化防控期，医护人员、社会疫情防控人员长时间处于疫情一线，特别是在室外工作，不需穿戴防护严密的防护服，一般只是佩戴医用口罩等来防止呼吸道传染病。由于一次性口罩结构简单，与面部的密封性难以保证，呼吸时空气带有的病菌将不可避免地会从口罩周边吸入，从而存在极大的感染风险。因此，疫情常态化防控期，一种穿戴便利，且能有效防止空气中的病菌随呼吸进入人体，保证医护人员、社会疫情防控人员呼吸用气体安全，是疫情防控工作中急需解决的问题。
3.疫情防控特殊时期，对医护人员及有关社会疫情防控人员自身的防护隔离要求极高（如新冠肺炎），这些穿戴在头部的防护用品要求严格密封，不通风、不透气，但长时间穿戴后易出现呼吸憋气、头面部出汗、防护面罩及护目镜起雾等问题，严重影响工作的开展。由于工作特点和防护要求等原因，工作人员常常4～6小时不能饮水、进食，易引起人体内电解质失衡，情绪不稳定等生理反应。口腔区、耳廓区被口罩和头套紧密包裹后，影响语音交流等，且穿戴舒适性较差，部分医护人员存在穿戴恐惧感。


技术实现要素：

4.为有效解决医护人员、社会疫情防控人员呼吸用气体安全和穿戴舒适性等问题，本实用新型提供一种用于呼吸用气体的消毒装置，将环境中的空气经病菌过滤装置、紫外线消毒灭菌装置处理后，输入防护面罩内供呼吸之用。设备双肩背负，重量轻，体积小，使用方便，消毒灭菌效果好，能有效预防呼吸道传染病的感染。
5.本实用新型所采用的技术方案是：一种提供呼吸用气体的消毒灭菌装置，由病菌过滤装置、紫外线消毒装置、送气助力风扇、防护面罩和移动电源组成，所述病菌过滤装置外侧面与外界环境相通，内侧面与气体缓冲腔相通；所述气体缓冲腔的另一端与所述紫外线消毒装置的进气口连通，所述紫外线消毒装置的出气口与送气助力风扇的进气口连通；所述防护面罩佩戴在使用者的口鼻部或头部，面罩进气接口经送气软管与送气助力风扇的出气口相连。
6.所述病菌过滤装置由滤芯支撑板、滤芯片及滤芯盖组成。滤芯支撑板的内侧面与紫外线消毒装置的外壳组成一个气体缓冲腔，外侧面的凹面区放置滤芯片，滤芯盖扣压在滤芯支撑板上，固定滤芯片。滤芯支撑板与滤芯盖结构一致，呈圆形或多边形网格状结构，便于进气。滤芯片为医用口罩布材料，用于过滤呼吸用空气中的细菌病毒，阻止细菌病毒进入气体缓冲腔。
7.所述紫外线消毒装置由多个串联的紫外线消毒单元组成，以充分满足紫外线照射总剂量达到足以灭活或杀灭各种致病微生物的要求。紫外线消毒装置有2个接口，一个为进
气口，与气体缓冲腔连通，一个为出气口，与送气助力风扇连接。
8.所述每个紫外线消毒单元由冷阴极紫外线灯管、紫外线反射管组成，所述冷阴极紫外线灯管为无臭氧型冷阴极紫外线灯管，波长为253.7纳米，它与医院常用紫外线消毒灯管的不同之处还在于：一是采用直流供电（5v～24v），便于随身背负；二是冷阴极特性，长期使用不发热，不会对使用者造成不适感；三是体积小，重量轻，一般长度为10cm，灯管直径0.5cm；四是使用寿命长，一般在1万小时左右。
9.所述紫外线反射管由镜面不锈钢或镜面氧化铝材料加工成的圆管，冷阴极紫外线灯管安装在紫外线反射管中，是呼吸气体消毒灭菌的场所，紫外线反射管另一个作用是提高紫外线的辐照强度。
10.所述送气助力风扇为微型直流、低流量的无级变速风扇，它的进气端与紫外线消毒装置的出气口连接，出气端与送气软管连接。其作用是促使空气在装置内由外及里流动，协助进气，使之呼吸轻松无憋气感。
11.所述送气助力风扇为低流量风扇，正常成年人安静状态下每分钟通气量一般为6～9l，活动时最大通气量可达120l，本实用新型设计的流量与呼吸通气量相配匹。若气体流量过大，流速过快，在冷阴极紫外线管道里消毒时间不够，达不到消毒灭菌要求。
12.所述送气助力风扇为无级变速风扇，气体在通过滤芯片时，流速越快，穿透力越强，过滤率下降，降低滤芯片对细菌病毒的阻断效果。使用者通过设备操作屏上的风量调节键“+”、
“‑”
自主调节其流量，由
“‑”
到“+”逐渐缓慢增大流量。为达到对病毒细菌最佳的消毒和过滤效果，在保证呼吸舒适感的前提下，尽可能降低气体的流量，通过无级调节，精准控制。
13.所述防护面罩有两种结构形式，一种为a型防护面罩，佩戴在口鼻部，主要用于疫情常态化防控期，其特点是符合常态化疫情防护隔离要求，穿戴便利；另一种为b型防护面罩，将整个头部包裹，主要用于疫情防控特殊时期，其特点是对防护隔离要求较为严格，与外界环境隔离，常与防护服结合使用。现将两种型号的面罩分述如下：
14.所述a型防护面罩主要由硅胶底座、面罩体、面罩呼吸阀一、面罩滤芯、面罩盖等组成。a型防护面罩的作用是缓冲经消毒灭菌处理的呼吸用气体，同时通过面罩呼吸阀一及面罩滤芯向面罩外排出呼吸气体。
15.当a型防护面罩作为口罩独立使用时，将面罩进气接口盖上即可。
16.所述硅胶底座采用液态食品级硅胶材料，生物相容性好，柔软舒适，与面部贴合度高，密封性好，能有效避免外环境气体流入面罩内。面罩体与硅胶底座嵌合为一体，形成一个膨大的腔体，舒缓呼吸，顶部为滤芯座，面罩滤芯放在其中，通过面罩盖固定。面罩滤芯为医用口罩布材料，用于过滤、阻隔细菌病毒进入面罩内。面罩盖与滤芯座结构一致，呈圆形或多边形网格状结构，利于气体流动，面罩盖为弹性材质，扣压在滤芯座上，直接开启，便于更换面罩滤芯。
17.所述的面罩呼吸阀一在a型防护面罩的两侧，面罩呼吸阀一为单向阀，吸气时关闭，呼气时打开，是呼出气体排放通道。
18.所述带盖的面罩进气接口在面罩的底部，经送气软管与送气助力风扇出气口连接。
19.所述b型防护面罩由无纺布头套、y型送气管、海绵固定带、防水透声膜、尼龙子母
扣带、面罩呼吸阀二、防护视窗等组成，下颌部有1个带盖的饮品吸管通道。
20.所述无纺布头套与防护视窗粘接后组成一个头罩，颈部用尼龙子母扣带扎紧，将整个头部包裹，使外界空气无法直接入内，有效地切断了疾病的传播途径。
21.所述防护视窗采用pet材料，透明度好，略呈弧形，大视窗，便于观察与交流。
22.所述防水透声膜粘贴在防护视窗的口腔区和无纺布头套的耳廓区，粘贴前需将口腔区和耳廓区加工成筛网状结构，便于相互间语音交流。
23.所述海绵固定带在无纺布头套上部两内侧，各有1条，用于固定头套。海绵固定带的上方有1条y型送气管，其进气端与送气软管连接，左右两侧分支管道的出气端向前延伸至前额区，使送气助力风扇送来的空气由此向前额、面部、下颌区流动，用于呼吸，且可防止防护视窗起雾。
24.所述面罩呼吸阀二在防护视窗下部的两侧，为单向阀，吸气时关闭，呼气时打开，是呼吸气体排气通道。
25.所述饮品吸管通道位于下颌区，是茶水、牛奶、流质饮食补充通道，以解决医护人员长时间工作不能喝水和饮食问题。饮品吸管通道处于常闭状态，需要使用时打开帽盖，将饮品吸管经饮品吸管通道伸入口腔即可。
26.所述移动电源为直流电源，为送气助力风扇、冷阴极紫外灯管提供工作电源。如充电宝，便于携带，移动方便。
27.本实用新型的有益效果是：外界空气先后通过病菌过滤装置、紫外线消毒装置处理后供呼吸之用，有效过滤和杀灭了空气中的致病微生物，确保了医护人员、疫情防控人员呼吸用气体的安全，杜绝了被感染的风险。同时，大大提高了穿戴的舒适性和便利性。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本实用新型一种实施方式的结构示意图。
30.图2是图1中a型呼吸面罩的结构示意图。
31.图3是本实用新型另一种实施方式的结构示意图。
32.图4是图3中b型防护面罩的结构示意图。
33.图5是本实用新型病菌过滤装置的结构示意图。
34.图6是本实用新型紫外线消毒装置的结构示意图。
35.图中：1是滤芯支撑板，2是滤芯片，3是滤芯盖，4是气体缓冲腔，5是病菌过滤装置，6是紫外线消毒装置，7是送气助力风扇，8是送气软管，9是面罩进气接口，10是面罩盖，11是面罩滤芯，12是滤芯座，13是a型防护面罩，14是硅胶底座，15是面罩体，16是面罩呼吸阀一，17是饮品吸管通道，18是面罩呼吸阀二，19是防护视窗，20是b型防护面罩，21是无纺布头套，22是y型送气管，23是海绵固定带，24是防水透声膜，25是尼龙子母扣带，26是紫外线反射管，27是冷阴极紫外线灯管，28是u型连接管。
具体实施方式
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.本实用新型有两种实施方式，一是在疫情常态化防控期，防护隔离符合常态化疫情防控要求，突出穿戴便利的特点，使用a型防护面罩13；二是在疫情防控特殊时期，对防护隔离要求极高时，使用b型防护面罩20。现分述如下：
38.实施方式一，使用a型防护面罩13，结构图为图1、图2、图5和图6：
39.从图 1 可知，本实用新型主要由病菌过滤装置5、紫外线消毒装置6、送气助力风扇7、a型防护面罩13及移动电源等组成。所述病菌过滤装置5外侧面与外界环境相通，内侧面与气体缓冲腔4相通；所述紫外线消毒装置6的进气口与所述气体缓冲腔4连通，出气口与送气助力风扇7的进气口连通；所述a型防护面罩13佩戴在使用者的口鼻部，送气助力风扇7的出气口经送气软管8与面罩进气接口9相连。
40.从图1、图5可知，所述病菌过滤装置5由滤芯支撑板1、滤芯片2及滤芯盖3组成。滤芯支撑板1的内侧面与紫外线消毒装置6的外壳组成气体缓冲腔4，滤芯支撑板1外侧面的凹面区放置滤芯片2，滤芯盖3扣压在滤芯支撑板1上，固定滤芯片2。滤芯支撑板1与滤芯盖3结构一致，呈圆形或多边形网格状，便于外界空气进入。滤芯片2为医用口罩布材料，用于过滤呼吸用空气中的细菌病毒，阻止空气中的细菌病毒进入气体缓冲腔4。
41.气体缓冲腔4的作用是增大过滤面积，减缓空气流速，以提高过滤效果。
42.从图1、图6可知，所述紫外线消毒装置6由多个紫外线消毒单元组成。为确保消毒灭菌效果，需将若干个消毒单元通过u型连接管28连接在一起，以充分满足紫外线照射总剂量达到足以灭活或杀灭各种致病微生物的要求。紫外线消毒装置6的两端有2个接口，进气口与气体缓冲腔4连通，出气口与送气助力风扇7连接。
43.所述每个紫外线消毒单元由冷阴极紫外线灯管27、紫外线反射管26组成。
44.所述冷阴极紫外线灯管27为无臭氧型冷阴极紫外线灯管，波长253.7纳米。
45.所述紫外线反射管26由镜面不锈钢或镜面氧化铝材料加工成圆管，冷阴极紫外线灯管27安装在圆管中，是呼吸气体消毒灭菌的场所，紫外线反射管27另一个作用是提高紫外线的辐照强度。
46.从图1可知，所述送气助力风扇7为微型直流、低流量、无级变速风扇，它的进气端与紫外线消毒装置6的出气口连接，出气端与送气软管8连接。其作用是促使空气在装置内流动，协助呼吸，使之呼吸轻松无憋气感。使用者通过设备操作屏上的风量调节键“+”、
“‑”
自主调节其流量，由
“‑”
到“+”逐渐缓慢增大流量。为达到对病毒细菌最佳的消毒和过滤效果，在保证呼吸舒适感的前提下，尽可能降低气体的流量，通过无级调节，精准控制。
47.为确保防护安全，a型防护面罩13内的气压维持在微正压状态。
48.从图1、图2可知，所述a型防护面罩13主要由硅胶底座14、面罩体15、面罩呼吸阀一16、面罩滤芯11、面罩盖10等组成，底部有一个带盖的面罩进气接口9，面罩进气接口9经送气软管8与送气助力风扇7出气口连接。a型防护面罩13的作用是缓冲经消毒灭菌处理的呼吸用气体，同时通过面罩滤芯11及面罩呼吸阀一16向面罩外排出呼吸气体。
49.当a型防护面罩13作为口罩独立使用时，将面罩进气接口9盖上即可。
50.所述硅胶底座14与面罩体15嵌合为一体，形成一个膨大的腔体，舒缓呼吸，顶部为滤芯座12，面罩滤芯11放在其中，通过面罩盖10固定。面罩滤芯11为医用口罩布材料，用于过滤、阻隔细菌病毒。面罩盖10与滤芯座12结构一致，呈圆形或多边形网格状结构，利于呼气，滤芯盖10为弹性材质，扣压在滤芯座12上，直接开启，便于更换面罩滤芯11。
51.所述的面罩呼吸阀一16在a型防护面罩13的两侧，面罩呼吸阀一16为单向阀，吸气时关闭，呼气时打开，是呼出气体排放通道。
52.所述移动电源为直流电源，为送气助力风扇7、冷阴极紫外灯管27提供工作电源。如充电宝，便于携带，移动方便。
53.本实用新型的工作流程是：
54.使用者将设备背负在双肩上，腰带扣系在腰间，防止摆动，然后佩戴好a型防护面罩13，完成穿戴过程后，按操作面板上的工作键，送气助力风扇7、冷阴极紫外灯管27依次启动。此时，在送气助力风扇7的协助下，外界空气经病菌过滤装置5过滤细菌、病毒后，进入气体缓冲腔4，随后进入紫外线消毒装置6中消毒灭菌，经过滤和消毒灭菌处理后的空气在送气助力风扇7的作用下，经送气软管8进入a型防护面罩13中，供呼吸之用，呼出的气体经面罩呼吸阀一16及面罩滤芯11外排。按停止键，送气助力风扇7、冷阴极紫外灯管27停止工作，完成一次消毒灭菌和送气过程。
55.设备工作后，使用者通过设备操作面板上设置的风量调节键“+”、
“‑”
自主调节送气助力风扇7的流量，由
“‑”
到“+”逐渐缓慢增大流量，为达到对病毒、细菌最佳的消毒灭菌和阻断隔离效果，在保证使用者呼吸舒适的前提下，尽可能降低气体的流量，若流量过大，流速过快气体流速过快，达不到消毒灭菌的时间和阻断过滤的要求。
56.使用过程中，滤芯片2、面罩滤芯11需适时更换。
57.实施方式二，使用b型防护面罩20，结构图为图3、图4、图5和图6：
58.实施方式二与实施方式一不同之处在于采用的防护面罩结构不同，其病菌过滤装置5、紫外线消毒装置6、送气助力风扇7、送气软管8完全一致，在此不再赘述。
59.从图3、图4可知，所述b型防护面罩20由无纺布头套21、y型送气管22、海绵固定带23、防水透声膜24、尼龙子母扣带25、面罩呼吸阀二18、防护视窗19等组成，下颌部有1个带盖的饮品吸管通道17。无纺布头套21与防护视窗19粘接后组成一个头罩，颈部用尼龙子母扣带25扎紧，将整个头部包裹，使外界空气无法直接入内，有效地切断了疾病的传播途径。
60.防护视窗19为pet材料，透明度好，略呈弧形，大视窗，便于观察与交流。
61.防护视窗19的口腔区、无纺布头套21的耳廓区，均加工成筛网状结构，分别粘贴有防水透声膜24，便于语音交流。
62.无纺布头套21的上部两内侧，各有1条海绵固定带23，用于内固定b型防护头罩20。
63.沿海绵固定带23的上方有1条y型送气管22，其进气端与送气软管8连接，左右两侧分支管道的出气端向前延伸至前额区，使送风助力风扇7送来的空气由此向前额、面部、下颌区流动，防止防护视窗19起雾。
64.在防护视窗19下部的两侧各有一面罩呼吸阀二18，面罩呼吸阀18为单向阀，吸气时关闭，呼气时打开，是呼吸气体排气通道。
65.饮品吸管通道17位于下颌区，是茶水、牛奶、流质饮食补充通道，以解决医护人员
长时间工作不能喝水和饮食问题。饮品吸管通道17处于常闭状态，需要使用时打开帽盖，将饮品吸管经饮品吸管通道17伸入口腔即可。
66.本实用新型的工作流程是：
67.使用者将设备背负在双肩上，腰带扣系在腰间，防止摆动，然后佩戴好防护头罩20，扎紧尼龙子母扣带25，工作人员协助将送气软管8的一端与送气助力风扇7的出气口连接，另一端与y型送气管22的进气端连接。完成穿戴后，按操作面板上的工作键，送气助力风扇7、冷阴极紫外灯管27依次启动。此时，在送气助力风扇7的协助下，外界空气先后经病菌过滤装置5、气体缓冲腔4、紫外线消毒装置6、送气软管8、y型送气管22进入b型防护面罩20中，供呼吸之用，呼出的气体经面罩呼吸阀二18外排。按停止键，送气助力风扇7、冷阴极紫外灯管27停止工作，完成一次消毒灭菌和送气过程。
68.当需要补充水份或营养物质时，将饮品吸管通道17外周消毒后，打开密封盖，将饮品吸管经饮品吸管通道17伸入口腔内即可。
69.使用过程中，滤芯片2需适时更换。