一种通风可冷暖调节型隔离防护服

技术领域

本发明涉及医用隔离防护服，具体是一种在疫情等感染环境下将所保护人员（通常为防疫医护人员）与外界环境基本隔离的防护服。

背景技术

医用防护服通常采用密闭性较好的非织造布类防护服材料制成，且为上衣、衣袖、裤腿、头套等连接为一体的连体服结构，常见于医疗及疫情防控等感染场合穿着，例如近年疫情防控的核酸检测工作人员所穿着服装等。

常见医用防护服的结构形式主要有两种，这两种的主要差异在于头套正面是否有防护结构。即，一种医用防护服的头套正面为开放、无遮挡结构，允许所穿着人员的脸部在防护服外部裸露，其有利于所穿着人员无需新风机构送风而自然呼吸；但是，其相对隔离防护的技术效果较差，在使用时，需要所穿着人员必须单独佩戴口罩，通常还得要求佩戴透明结构的防护面罩，此医用防护服未能将所穿着人员与外界环境形成良好隔离防护效果，在疫情蔓延的高风险场合不适用。另一种医用防护服的头套正面为透明结构的面罩所封堵，使服装本体内部形成了相对独立的隔离空间，将所穿着人员与外界环境基本隔离，适宜在疫情蔓延的高风险场合使用，无需要求所穿装人员再单独佩戴口罩及防护面罩；但是，为了保证该隔离空间内的人员正常呼吸，在医用防护服上须配备新风机构，通过新风机构向隔离空间内的人员输送清洁空气。

目前，医用隔离防护服的新风机构只能将外界空气经过滤净化后向所穿着人员的口鼻部输送，以供其保持呼吸，无法直接调节所输送净化空气的温度，例如中国专利文献公开的“一种多功能正压医用防护服”（公开号CN 212233269，公开日2020年12月29日）、“一种安全通风医用防护服”（公开号CN 213604638，公开日2021年07月06日）、“一种可排风的安全通风医用防护服”（公开号CN 213604522，公开日2021年07月06日）、“一种安全通风医用防护服”（公开号CN 212545727，公开日2021年02月19日）等技术，这些无法直接调节所输送净化空气冷/暖的医用隔离防护服，导致所穿着人员存在较大的不适感，这尤其是在炎夏或寒冬最为突出。若要调节所述输送净化空气的冷/暖，需要借助不利于携带、位移的制冷器等大体积、高重量设备，例如中国专利文献公开的名称为“一种具有降温功能的安全通风医用防护服”（公开号CN 111109725，公开日2020年05月08日）的技术，其就是在新风机构内设置制冷器对所输送的净化空气进行降温，这一方面会导致新风机构的成本大幅增加，二方面需要固定电源持续供电、非蓄电池可供电，三方面势必导致新风机构的结构体积及重量增大，穿着、携带不便。

除了上述各技术所披露的医用隔离防护服之外，中国专利文献还公开了一种利用冰块降低所输送净化空气的医用隔离防护服，参见名称为“一种用冰块降温的安全通风医用防护服”（公开号CN 213695817，公开日2021年07月16日）的专利文献。在该专利文献中，其以连接过滤单元的螺旋盘管作为净化空气的输送通道，以螺旋盘管所围空间内的冰盒填装冰袋，从而通过冰盒和螺旋盘管使冰袋和净化空气之间进行间接的热交换，达到降低净化空气之技术效果。然而，此种新风机构的主要弊病有二：

其一，间接换热一方面需要提高冰盒和螺旋盘管的导热性能，二方面需要增大净化空气在冰袋外部的输送行程，这样势必会导致新风机构的制造成本增加，同时也会导致新风机构的结构体积和重量增大，不便穿着、携带；

其二，螺旋盘管作为净化空气的较大行程输送通道，导致了净化空气流动阻力大，需要较大结构体积的高功率风机予以驱动，这又从另一角度势必增加新风机构的制造成本，亦会增大新风机构的结构体积和重量，不便穿着、携带。

发明内容

本发明的技术目的在于：针对上述医用隔离防护服的特殊性和现有技术的不足，提供一种结构简单且紧凑、制造成本低、便于穿着携带的通风可冷暖调节型隔离防护服。

本发明的技术目的通过下述技术方案实现：一种通风可冷暖调节型隔离防护服，包括防护服本体及连接于所述防护服本体外部的新风机构，所述新风机构的壳体上具有供外界空气进入的进风端和供净化空气排出的送风端，所述新风机构的壳体进风端和送风端之间的气体通道内依次设置有滤芯腔、换热腔和风机腔，所述滤芯腔内填装有对流经空气进行过滤净化的滤芯，所述换热腔内填装有对流经空气进行换热降温/升温的换热包，所述风机腔内设置有驱动空气从进风端向送风端流动的微型高速无刷式风机。进一步的，所述换热包为自发热包或冰袋。

上述技术措施针对于医用隔离防护服的特殊性，以新风机构壳体内填装的换热包（自发热包或冰袋）与流经换热腔的净化空气直接进行换热，换热包不会阻塞影响净化空气在壳体内的流动，无需考虑新风机构的壳体内部结构导热性能，使进入防护服本体内的净化空气与换热包直接发生高效率的换热，换热行程短，从而有利于新风机构的成型结构简单化、紧凑化，制造成本低，进而有利于穿着、携带。该技术措施对进入防护服本体内的净化空气进行冷/暖可调，从而根据外界环境温度的变化而适时调整，相对有利于提高所穿着人员的舒适性，例如，在外部空气较热的情况下，通过冰袋的置入能够降低净化空气的温度，所穿着人员感受到的空气温度有一些凉爽；在外部空气较冷的情况下，通过自发热包的置入能够提升净化空气的温度，所穿着人员感受到的空气温度有一些温暖；此种新风机构的温控效果虽然不及制冷器，但其制造成本及便携性远优于基于制冷器的新风机构，适宜所穿着人员不定岗的移动、行走。

作为优选方案之一，所述新风机构的壳体主要由外壳、以可拆卸结构嵌装于所述外壳内部的换热导板、以可拆卸结构连接于所述外壳外侧端口上的面板组成，所述面板上排布有若干个连通内、外侧表面的进风孔，所述面板与所述换热导板之间构成用作填装滤芯的滤芯腔，所述换热导板上排布有若干个连通内、外侧表面的新风导向孔，所述换热导板的内侧表面上具有多根凸起成型的、能够将换热包嵌装定位的定位隔栏，所述定位隔栏的成型空间构成用作填装换热包的换热腔，所述换热腔内侧或上方的空间为风机腔，所述外壳的顶部具有供净化空气排出的送风通道，所述新风机构的壳体内部气体通道路径为进风孔-滤芯腔-新风导向孔-换热腔-风机腔-送风通道。该技术措施使进入送风通道的净化空气必然途经换热腔进行换热，且构成换热腔的换热导板及换热腔内对换热包进行支撑定位的结构，能够有效地适应于空气弥漫特性，使净化空气在换热导板上及换热腔内根据流动阻力自行弥漫流动，与换热腔内的换热包充分的发生热交换，提高换热效率；同时，以此种结构成型的新风机构壳体，以简单结构形成了各个功能区的合理排布，整体结构紧凑、小型化，便于穿着、携带。

进一步的，所述换热导板内侧表面凸起成型的多根定位隔栏，以U型结构或矩形结构的排布轨迹排布为至少一组，每一组排布轨迹所组成的U型结构或矩形结构空间用作填装换热包，且每一组排布轨迹底部的定位隔栏高于所述换热导板底缘。该技术措施能够将换热包在换热腔内稳定地“悬空”填装，且同时能够使经换热导板流过的净化空气围着换热包的外周直接进行充分换热，避免了换热包与流经净化空气的换热隔阂。

进一步的，所述新风机构的壳体内部对应于所述换热腔处具有下沉结构的集水槽，所述集水槽的底部通过阀门连接有集水容器。进一步的，所述集水槽通过底部的排水孔与引水管连接，所述引水管的下游端连接有集水袋，所述引水管或所述排水孔上设置有截止阀。该技术措施针对于净化空气与换热包直接换热可能产生的凝结水现象，通过微型的收集结构将可能产生的凝结水进行有效外排收集，保障新风机构稳定运行。

作为优选方案之一，所述新风机构具有控制器、风压检测传感器和报警器，所述控制器用作控制风机的启/停动作及风力等级，所述控制器内设置有对应于所述风机当前风力等级的风压报警阂值，所述控制器通过风压报警阂值控制所述报警器的动作，所述风压检测传感器排布于送风通道内、用作对流经送风通道的实时风压进行检测，所述风压检测传感器将检测到的实时风压信号输送给控制器。该技术措施针对于防护服本体内部空间的相对密闭性，通过进风压力的检测和预警能够有效保障所穿着人员的舒适性和安全性，使新风机构的工作状态能够被及时、直观的有效感知。

进一步的，所述控制器上还连接有显示器，所述显示器用作向外界直观显示包括风机启/停动作、风机当前风力等级、送风通道内当前实时风压、报警信号在内的信息。该技术措施能够直观、可靠地感知新风机构的工作状态，进一步可靠地保障所穿着人员的舒适性和安全性，同时能够有效地指导对新风机构的调节操作。

作为优选方案之一，所述滤芯为N95型口罩防护级滤芯。该技术措施的滤芯对空气动力学直径0.3µm的颗粒物的过滤效率达到95%，有效预防了空气中的感染性微生物向防护服本体内部空间传播，隔离防护效果好。

作为优选方案之一，所述防护服本体具有上衣、衣袖、裤腿和头套，所述头套的正面具有透明结构的面罩，所述头套处具有能够将所述防护服本体内部的气体单向外排的排气阀，所述衣袖处开设有进风口，所述新风机构连接在所述衣袖处，所述新风机构的送风通道末端密封连接在所述衣袖的进风口处，所述新风机构通过所述衣袖处的进风口向所述防护服本体的内部空间输送清洁空气。该技术措施将衣袖上所连接的新风机构与头套上的单向排气阀结构相配套，使防护服本体内的空气基本呈由下而上的定向外排流动，从而既达到了防护服本体内工作人员的呼吸保障，又能够形成防护服本体内部空间的散热效果，实用性强；同时，该技术措施将新风机构直接设置在防护服本体的衣袖上，并使新风机构的送风通道通过衣袖直接向防护服本体的内部空间输送清洁空气，无需在防护服本体上排布复杂的送风软管等结构，如此，使隔离防护服的成型结构简单化，移动轻便，降低了制造成本，亦便于新风机构的调节操作，而且穿着容易，穿着后舒适，没有明显异物感。

进一步的，所述新风机构的壳体内侧面粘接固定在所述衣袖的外表面，所述新风机构的壳体上连接有臂带，所述新风机构通过臂带可拆卸的连接于所述衣袖内的手臂上；该技术措施一方面将新风机构在衣袖上进行了稳定约束，防止新风机构在衣袖上脱落、分离，另一方面使新风机构在所穿着人员手臂上形成了可靠地臂包式携带，有效避免了新风机构在重力作用下在衣袖上发生摆动，保障稳定送风，提高了携带舒适性。再进一步的，所述新风机构在所述衣袖上的排布位置，对应于所述衣袖内手臂的大臂处；该技术措施使新风机构在所穿着人员的身上形成了臂包式携带，携带位置相较不会明显影响工作人员的手臂动作，携带舒适性好，干扰小。

本发明的有益技术效果是：上述技术措施针对于医用隔离防护服的特殊性，以新风机构壳体内填装的换热包（自发热包或冰袋）与流经换热腔的净化空气直接进行换热，换热包不会阻塞影响净化空气在壳体内的流动，无需考虑新风机构的壳体内部结构导热性能，使进入防护服本体内的净化空气与换热包直接发生高效率的换热，换热行程短，从而有利于新风机构的成型结构简单化、紧凑化，制造成本低，进而有利于穿着、携带。上述技术措施对进入防护服本体内的净化空气能够进行冷/暖可调节，从而根据外界环境温度的变化而适时调整，相对有利于提高所穿着人员的舒适性。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为图1中的新风机构竖向剖视图。

图3为图1中的新风机构横向剖视图。

图4为本发明的新风机构的一种控制原理框图。

图中代号含义：1—防护服本体；11—上衣；12—衣袖；13—裤腿；14—头套；15—面罩；16—排气阀；2—新风机构；21—外壳；22—换热腔；23—滤芯腔；24—进风孔；25—面板；26—换热导板；27—定位隔栏；28—送风管道；29—风机；210—蓄电池；211—换热包；212—滤芯；213—螺钉；214—集水槽；215—排水孔；216—引水管；217—控制器；218—显示器；219—报警器；220—风压检测传感器；221—调速器；222—新风导向孔；223—臂带。

具体实施方式

本发明涉及医用防护服，具体是一种在疫情环境下将所保护人员（通常为医护人员）与外界环境基本隔离的防护服，下面以多个实施例对本发明的主体技术内容进行详细说明。其中，实施例1结合说明书附图-即图1、图2、图3和图4对本发明的技术方案内容进行清楚、详细的阐释；其它实施例虽未单独绘制附图，但其主体结构仍可参照实施例1的附图。

在此需要特别说明的是，本发明的附图是示意性的，其为了清楚本发明的技术目的已经简化了不必要的细节，以避免模糊了本发明贡献于现有技术的技术方案。

实施例1

参见图1、图2、图3和图4所示，本发明包括防护服本体1和新风机构2。

其中，防护服本体1至少具有连体结构的上衣11、衣袖12、裤腿13和头套14，防护服本体1的上衣11、衣袖12、裤腿13和头套14通常采用密闭性较好的非织造布类防护服材料（例如纺粘非织造布、水刺非织造布、SMS复合非织造布、闪蒸法非织造布、纺粘布复膜等）制成。防护服本体1的衣袖12袖口处、裤腿13裤口处为束紧结构。防护服本体1在穿装时，衣袖12的袖口处通常会由橡胶手套再次束紧，同样的，裤腿13的裤口处通常亦会由橡胶鞋套再次束紧。防护服本体1的头套14正面（即对应于所穿着人员的面部区域）具有透明结构（例如透明硅胶、透明凝胶或透明亚克力等材质成型）的面罩15，面罩15的外周与头套14的对应外周形成密封连接（例如粘接、缝制结合粘接等），且最好使面罩15的硬度大于头套14的硬度，如此，防护服本体1在穿着后，面罩15能够在所穿着人员的面部区域形成凸起定型，防止贴附在所穿着人员的面部而影响呼吸及头部活动。

上述结构的防护服本体1形成了内部空间相较于外界环境相对隔离的防护空间。

为了保证上述防护服本体1内的空气流动外排，在头套14的顶部区域设置有单向排气阀16，该排气阀16最好是排布在面罩15的上缘上侧处，在面罩15的支撑下，排气阀16不易被所穿着人员的头部遮挡、封堵。排气阀16的排气流动方向为由内向外，即防护服本体1外部的空气要进入防护服本体1内部空间时，排气阀16关断封堵，防护服本体1内部的空气要外排时，排气阀16开启，从而能够将防护服本体1内部的气体单向外排。

为了保证空气能够进入上述防护服本体1的内部空间，上述防护服本体1的衣袖12上开设有进气口，该进气口处在衣袖12对应于所穿着人员的手臂大臂上部区域或肩部区域。

新风机构2主要由壳体、风机29、滤芯212、风压检测传感器220、控制器217、报警器219、显示器218、调速器221、蓄电池210等组成。

具体的，壳体主要由外壳21、以可拆卸结构嵌装于该外壳21内部的换热导板26、以可拆卸结构连接于该外壳21外侧端口上的面板25组成。

外壳21具有内侧表面和外侧表面。外壳21的内侧表面以粘接方式固定于衣袖12的外侧表面上，处在衣袖12的进气口下侧处，但其在衣袖12上的连接位置应对应于所穿着人员的手臂大臂处，以便在所穿着人员的手臂大臂处进行固定。此外，为了保证穿着时固定的稳定性，外壳21上还连接有臂带223，该臂带223最好采用拆卸方便的尼龙粘扣结构成型，其能够环抱所在区域的衣袖12，如此，外壳21能够通过臂带223可拆卸的连接于所穿着人员的手臂大臂处。外壳21的外侧表面作为新风机构2壳体的进风端，用作连接面板25。外壳21的顶部具有向上凸起成型的送风通道28，送风通道28的末端以粘接方式密封连接在衣袖12的进风口处，该送风通道28作为新风机构2壳体的送风端。

面板25为平板结构，其轮廓结构基本匹配于上述外壳21的外侧表面所开设的进风端口。面板25上排布有若干个能够分别连通内、外侧表面的进风孔24，即面板25上排布有若干个小孔结构的进风孔24，每个进风孔24的孔径约为1～5mm（例如2mm或3mm等），相邻进风孔24之间的孔距约为1～5mm（例如2mm或3mm等）。面板25通过四角处的四根螺钉213，以可拆卸结构连接于上述外壳21的外侧表面端口处的定位止口上。

换热导板26为平板结构，其轮廓结构基本匹配于上述外壳21的外侧表面所开设的进风端口，能够通过该进风端口嵌入外壳21的内部空间，即换热导板26处在面板25内侧的外壳21内部空间内。换热导板26上排布有若干个能够分别连通内、外侧表面的新风导向孔222，即换热导板26上排布有若干个小孔结构的新风导向孔222，每个新风导向孔222的孔径约为1～5mm（例如2mm或3mm等），相邻新风导向孔222之间的孔距约为1～5mm（例如2mm或3mm等）。换热导板26的内侧表面以凸起成型结构，设置有多根定位隔栏27，这些定位隔栏27以U型结构（或矩形结构）的排布轨迹排布为三组，即每一组的多根定位隔栏27沿着U型结构的排布轨迹间距排布，使得每一组排布轨迹所组成的U型结构空间用作填装换热包211，即每一组排布轨迹所组成的U型结构空间用作嵌装换热包211，所嵌装的换热包211被外周的定位隔栏27夹持定位，如此，换热包211填装其内时，换热包211的外周区域不至于被定位隔栏27全部遮挡封堵，相邻定位隔栏27之间区域处的换热包211裸露；此外，每一组排布轨迹底部的定位隔栏27最好高于换热导板26的底缘，如此使所填装的换热包211倍悬空夹持，在底部预留净化空气的流动空间及可能产生的冷凝水的汇集空间。前述换热导板26上的各定位隔栏27的成型，应避开新风导向孔222所在位置。

通过上述结构可知，外壳21上的面板25与换热导板26之间的空间构成了用作填装滤芯212的滤芯腔23，换热导板26内侧表面的定位隔栏27所成型的空间构成了用作填装换热包211的换热腔22，换热腔22的上方处（也可以是内侧处，但最好是上方处，这样排布结构更为简单、紧凑）空间作为风机腔。如此，在新风机构2的壳体进风端和送风端之间的气体通道内依次形成了滤芯腔23、换热腔22和风机腔，新风机构2的壳体内部气体通道路径为面板25上的进风孔24-滤芯腔23-换热导板26上的新风导向孔222-换热腔22-风机腔-送风通道28。

在上述新风机构2的壳体内部，对应于换热腔22处具有下沉结构的集水槽214。该集水槽214的最底部具有向下延伸成型且连通外壳21内、外部的排水孔215，排水孔215上设置有控制其通/断的截止阀，在排水孔215上可拆卸的连接有软管结构的引水管216，引水管216的下游端连接有微小型结构的集水袋。此结构可以将换热包211与净化空气热交换时可能产生的冷凝水收集排出，该冷凝水的产生主要是较高温的净化空气与冰袋之间的热交换时可能会产生，但量微乎其微，当然随着时间的延长会有聚集，所以最好是能够通过排水结构排出，而排水结构的通/断控制及所接的微型收集袋等封堵了外界空气经此而向壳体内的流动。

风机29排布于壳体内的风机腔内，处在换热腔22的上方、送风通道28的上游。风机29选用微型的高速（转速约4万多转/分钟）无刷电机。

滤芯212排布于壳体内的滤芯腔23内，即处在面板25内侧和换热导板26外侧之间，滤芯212将此区间的通道封堵。如此，滤芯212用作对流经的空气进行过滤清洁，以保证向下游传输而经送风通道28输出的空气为清洁的净化空气。滤芯212选用N95型口罩防护级滤芯。

风压检测传感器220排布于送风通道28内，对流经送风通道28的净化空气风压进行检测。风压检测传感器220将检测到的实时风压信号输送给控制器217。

控制器217采用成熟的单片机芯片，其主要作用有如下几项：

其一，用作控制风机29电源的通/断状态；

其二，用作根据调速器221输入的风力等级信号，控制风机29当前的转速；

其三，用作获取风压检测传感器220的检测信号；

其四，用作控制报警器219的信号输出，即控制器217内对应于调速器221所要输入的不同风力等级，而预先设定有对应于当前风力等级的风压报警阂值（例如正常风压的70%等），控制器217通过风压检测传感器220获得的实时风压值和对应的风压报警阂值而控制报警器219的动作；

其五，用作向显示器218输出风机29启/停动作、启动状态下的风机29当前风力等级、送风通道28内当前实时风压、触发的报警信号等在内的信息。

报警器219选用声光报警器，其在输出报警信号时可以发出声音和亮光报警信号。当然，也可以输出单一报警信号，即声音报警或亮光报警。

显示器218（即显示屏）安装于外壳21侧边的窗口上，其用作接收控制器217输出的需要显示的信号，包括风机29启/停动作、启动状态下的风机29当前风力等级、送风通道28内当前实时风压、触发的报警信号等在内的信息，将这些需要显示的信号直观显示，以便直观查看。

调速器221为旋钮式（或按键式）结构，其通过不同档位的设置而对应于不同功率的风力等级，从而向控制器217输入当前需要的风力等级。

蓄电池210以可拆卸结构（便于及时更换）安装于壳体上，在壳体内部通过电极与壳体内部的电路连通、供电。

上述新风机构2通过衣袖12的进风口直接向防护服本体1的内部空间输送清洁空气，无需连接软管结构，这样在穿装时也就避免了对软管的避让及整理等，穿装方便，无明显异物感。通过衣袖12输送进入的空气在防护服本体1的内部空间内自行弥漫，并由下而上流动，经头套14上的排气阀16单向外排，由下而上的空气亦避免了头套14上的面罩15起雾。

当然，上述新风机构的控制系统各电路元件最好以防水结构成型，或者与换热腔之间以防水结构分隔，例如将这些电路元件集成在一个防水结构的腔室内、或包裹防水膜等。

实施例2

本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：新风机构的控制系统无调速器，风机只有一个最高风力等级，无需调速。

实施例3

本实施例的其它内容与实施例2相同，不同之处在于：新风机构的控制系统无显示器。

实施例4

本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：新风机构的壳体底部以夹层结构成型，集水槽底部通过排水孔与夹层结构相通，该排水孔上设置一由内向外排放的单向阀，如此将可能产生的冷凝水经单向阀单向外排至夹层结构内。当然，需要给夹层结构设置一可通/断控制的外排端口。

实施例5

本实施例的其它内容与实施例1、2、3或4相同，不同之处在于：新风机构设置在防护服本体的背部，即防护服本体的背部具有进风口，新风机构通过腰带或背带携带于所穿着人员身上。

以上各实施例仅用以说明本发明，而非对其限制。

尽管参照上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：其依然可以对上述实施例进行修改，或者对其中部分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的精神和范围。