一种可重复使用的高效病毒隔离装置

技术领域

本发明涉及劳保产品呼吸科学行业技术领域，特指一种可重复使用的高效病毒隔离装置。

背景技术

目前，对于预防措施来说，飞沫的直径在1～5μm，其传播的距离一般不会超过1.5m，因此习惯将2m作为预防飞沫传播的安全距离，同时佩戴好口罩能够提供有效的防护。但病毒可吸附在空气中的微小悬浮物上，形成带病毒的气溶胶的形式漂浮至远处，造成远的传播。传统口罩不具备完全阻断气溶胶中病毒的能力，目前一般通过减少使用中央空调、增加自然通风等措施来减少病毒通过气溶胶的传播的可能性，但是对一些如公共交通工具或封闭和拥挤的环境(如：地铁、飞机、游轮、火车、航空母舰、ICU病房、手术室等)防控非常困难。随着城市化进程的加速，现代都市的拥堵和人员的密集办公都会让这些搭载在气溶胶上的病原体们肆无忌惮地传播。可携带病毒的气溶胶的防控存在较大困难，如何将可携带病毒的气溶胶传播阻断和滤除是国内外公共卫生防疫界的迫切需求。

在现有技术中，用于病毒隔离换气的设备有以下几种：1)中国专利(专利号201410701526.2)“医用隔离病房空气消毒设备”中所介绍的空气消毒设备，由喷淋雾化消毒液的方式对空气进行消毒。但该发明内容中所述的消毒设备结构复杂体积庞大，只适合于大空间大面积区域内的空气消毒；2)中国专利(专利号202020171718.8)“一种隔离病毒、细菌的口罩”中所介绍的口罩，由一个装满了浸透消毒液的多孔陶瓷颗粒的腔体对人体吸入的空气进行消毒。但该发明内容中所述的口罩包含的消毒液成分将使呼入空气湿度加大不利于人体正常呼吸，另外消毒液中的杀菌成分将进入呼入气体，对人体造成危害，不适合日常长期使用。

目前，对附着于气溶胶中的病毒有效的阻断方式较少，现有的常用防控手段依然是保持安全距离、保证空气流通等方法，不能对病毒进行完全有效的隔离和防控。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种可重复使用的高效病毒隔离装置，结构紧凑、初阻力小，可滤除传统口罩所无法滤除的吸附于气溶胶上的病毒，其场致发射系统使用柔性极板，可根据应用场景改变形状，其滤片使用聚乳酸等可降解材料，环境绿色友好更换方便，该装置可有效滤除空气中浮尘、病毒等有害物质，保障人身安全。

为了实现上述目的，本发明应用的技术方案如下：

一种可重复使用的高效病毒隔离装置，包括口罩，口罩上设有佩戴部件，口罩包括柔性供电单元、微型升压变换单元、密封单元、柔性场致发射单元以及薄膜滤片，柔性供电单元、微型升压变换单元、柔性场致发射单元以及薄膜滤片均设于密封单元内，柔性场致发射单元包括柔性微锥阵列阴极与柔性阳极，柔性微锥阵列阴极与柔性阳极之间设有弹性透气绝缘层，柔性阳极与薄膜滤片贴合设置，柔性供电单元与微型升压变换单元电路连接，微型升压变换单元分别与柔性微锥阵列阴极、柔性阳极电路连接。

根据上述方案，所述柔性微锥阵列阴极与柔性阳极均采用柔性网状结构设置。

根据上述方案，所述柔性供电单元包括柔性微型电池。

根据上述方案，所述微型升压变换单元包括微型升压模块。

根据上述方案，所述弹性透气绝缘层采用网状支架结构设置。

根据上述方案，所述薄膜滤片采用聚乳酸生物可降解织布。

根据上述方案，所述密封单元包括第一密封层与第二密封层，第一密封层与柔性微锥阵列阴极对应，第二密封层与柔性阳极对应。

本发明有益效果：

本发明采用这样的结构设置，通过柔性微锥阵列阴极、柔性阳极、弹性透气绝缘层、微型升压变换单元、柔性供电单元构成的场致发射系统可使过滤结构中的病毒及其他各类微细颗粒附带电荷，并受到电场作用迁移至与柔性阳极贴合设置的薄膜滤片上，加以滤除，其结构紧凑、初阻力小，可滤除传统口罩所无法滤除的吸附于气溶胶上的病毒，其场致发射系统使用柔性极板，可根据应用场景改变形状，该装置可有效滤除空气中浮尘、病毒等有害物质，保障人身安全。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明口罩爆炸示意图。

1.柔性微型电池；2.微型升压模块；3.密封结构；4.柔性微锥阵列阴极；5.柔性阳极；6.弹性透气绝缘层；7.薄膜滤片；31.第一密封层；32.第二密封层。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1和图2所示，本发明所述一种可重复使用的高效病毒隔离装置，包括口罩，口罩上设有佩戴部件，口罩包括柔性供电单元、微型升压变换单元、密封单元3、柔性场致发射单元以及薄膜滤片7，柔性供电单元、微型升压变换单元、柔性场致发射单元以及薄膜滤片7均设于密封单元3内，柔性场致发射单元包括柔性微锥阵列阴极4与柔性阳极5，柔性微锥阵列阴极(4)与柔性阳极5之间设有弹性透气绝缘层6，柔性阳极5与薄膜滤片7贴合设置，柔性供电单元与微型升压变换单元电路连接，微型升压变换单元分别与柔性微锥阵列阴极4、柔性阳极5电路连接。以上所述构成本发明基本结构。

本发明采用这样的结构设置，通过柔性微锥阵列阴极4、柔性阳极5、弹性透气绝缘层6、微型升压变换单元、柔性供电单元构成的场致发射系统可使过滤结构中的病毒及其他各类微细颗粒附带电荷，并受到电场作用迁移至与柔性阳极5贴合设置的薄膜滤片7上，加以滤除。其结构紧凑、初阻力小，可滤除传统口罩所无法滤除的吸附于气溶胶上的病毒，其场致发射系统使用柔性极板，可根据应用场景改变形状，该装置可有效滤除空气中浮尘、病毒等有害物质，保障人身安全。

需要说明的是，其工作原理：柔性微锥阵列阴极4作为阴极发射电子，电子与空气中各种微小颗粒相互作用过程中被吸附，使空气中的微小颗粒带电空气中的微小颗粒带电后受到柔性微锥阵列阴极4和柔性阳极5之间的电场作用，受电场力向柔性阳极5移动，空气中的微小颗粒移动到薄膜滤片7上，被薄膜滤片7捕获，实现病毒等有害物质的滤除。

在本实施例中，所述柔性微锥阵列阴极4与柔性阳极5均采用柔性网状结构设置。采用这样的结构设置，使柔性微锥阵列阴极4与柔性阳极5可根据应用场景改变形状。

在本实施例中，所述柔性供电单元包括柔性微型电池1。采用这样的结构设置，通过柔性微型电池1用于柔性微锥阵列阴极4与柔性阳极5的电源支持。

在本实施例中，所述微型升压变换单元包括微型升压模块2。采用这样的结构设置，通过微型升压模块2进行升压变换。

在本实施例中，所述弹性透气绝缘层6采用网状支架结构设置。采用这样的结构设置，可使空气通过时流动阻力小。

需要说明的是，弹性透气绝缘层6一方面用于隔离柔性微锥阵列阴极4与柔性阳极5，另一方面可与柔性微锥阵列阴极4、柔性阳极5实现同步变形，进而保证了变形过程中柔性微锥阵列阴极4与柔性阳极5之间的距离。

在本实施例中，所述薄膜滤片7采用聚乳酸生物可降解织布。采用这样的结构设置，环境绿色友好、方便更换。

需要说明的是，薄膜滤片7可拆卸更换，进而使口罩可重复使用，节省了成本，且更环保，实用性更强。

在本实施例中，所述密封单元3包括第一密封层31与第二密封层32，第一密封层31与柔性微锥阵列阴极4对应，第二密封层32与柔性阳极5对应。采用这样的结构设置，通过第一密封层31与第二密封层32构成的密封结构3将柔性供电单元、微型升压变换单元、柔性场致发射单元以及薄膜滤片7进行密封。

本发明的滤除过程包括以下步骤：

步骤1)通过人的呼吸过程、换气风扇等机械结构在口罩的A侧和B侧间形成气压差，造成空气穿过柔性微锥阵列阴极4与柔性阳极5之间的弹性透气绝缘层6由A侧向B侧移动；

步骤2)柔性微锥阵列阴极4作为阴极发射电子，电子与空气中各种微小颗粒相互作用过程中被吸附，使空气中的微小颗粒带电；

步骤3)空气中的微小颗粒带电后受到柔性微锥阵列阴极4和柔性阳极5之间的电场作用，受电场力向柔性阳极5移动；

步骤4)空气中的微小颗粒移动到薄膜滤片7上，被薄膜滤片7捕获，实现病毒等有害物质的滤除；

步骤5)该装置工作一段时间后，通过更换薄膜滤片7可实现装置的清洁。

以上对本发明实施例中的技术方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。