防护服内温湿度控制系统

技术领域

本发明涉及防护医疗器械领域，特别是一种防护服内温湿度控制系统。

背景技术

医用防护服通常为全封闭隔离结构，由于不透气，在使用一段时间后，内部非常湿热，导致医护人员非常难受。在护目镜或者头盔上容易生成水气，影响医护人员的操作。日本专利文献JP2015087752记载了一种温度调节防护服，通过在服装内设置空调装置，包括蒸发器和冷凝器来调节服装内的温度，但是该方案的结构较为复杂，使用者的负重也较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防护服内温湿度控制系统，能够便于防护服内的温度和湿度，从而避免防护服内湿热、护目镜的镜片上产生水雾，影响医护人员的工作。

为解决上述的技术问题，本发明的技术方案是：一种防护服内温湿度控制系统，它包括布气装置、空气驱动装置和除湿装置，布气装置用于在防护服抽出和排出气流，布气装置通过第一循环管和第二循环管与除湿装置连接；

除湿装置用将气流中的水气冷凝，并将干燥的气流送回布气装置；

空气驱动装置用于使气流在布气装置与除湿装置之间流动。

优选的方案中，所述的布气装置包括置于防护服内的多个片状物，在片状物上设有多个进气口和排气口，多个进气口通过管路与第一循环管连接，多个排气口与第二循环管连接。

优选的方案中，各个布气装置通过粘接的方式固定在防护服的内侧，或者各个布气装置通过固定带穿戴在身上。

优选的方案中，所述的除湿装置内设有半导体致冷片，半导体致冷片的冷面设有致冷腔，致冷腔的一端与第一循环管连接，致冷腔的另一端与第二循环管连接；

所述的致冷腔还通过管路与集液袋连接。

在第一循环管或第二循环管上设有空气驱动装置。

优选的方案中，所述的空气驱动装置包括气泵、风机或气囊中的一种或多种并联结构；

气囊的两端设有单向阀；

当气泵或风机中的一种与气囊并联时，在气泵或风机的出口处设有单向阀。

优选的方案中，除湿装置的热面设有多个散热片。

优选的方案中，散热片上设有散热装置，所述的散热装置包括风扇、水冷装置或冷媒致冷装置。

优选的方案中，在第一循环管或第二循环管上设有空气处理器；

所述的空气处理器为贯通的腔体，在腔体内设有吸潮剂、吸潮纤维、吸附剂、芳香剂中的一种或多种的组合。

优选的方案中，还设有电源，电源与除湿装置电连接；

电源、除湿装置和空气驱动装置构成一个背包，穿戴在防护服之外；或者仅将除湿装置的散热装置放置在防护服之外，而将其余部分放置在防护服之内；

除湿装置还通过两条循环管路与护目镜连通。

优选的方案中，还设有主控装置，主控装置为能够接收传感器信号，且能够输出电脉冲的可编程控制器；

还设有温度传感器和湿度传感器中的一个或多个的组合；

温度传感器或\和湿度传感器与主控装置电连接，主控装置与开关元件电连接，电源与主控装置电连接，电源还通过开关元件与半导体致冷片电连接。

本发明提供了一种防护服内温湿度控制系统，通过采用半导体致冷片的除湿装置，能够去除防护服和护目镜内的水气，从而避免水气影响医护人员的操作，提高医护人员工作时的舒适度。优选的方案中，设置的布气装置能够在防护服内身体的多个位置进行气流循环，从而使防护服内的湿度和温度分布均匀。设置的气囊结构，能够充分利用人体关节活动部位，例如，腋下、足部等位置辅助驱动空气流动，从而降低能耗。除了医疗防护服用途，本发明也可以用于其他防护服领域，例如防尘、防火和矿山防护领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明使用时的整体结构示意图。

图2为本发明的整体连接结构示意图。

图3为本发明的原理示意图。

图4为本发明的优选方案的示意图。

图5为本发明的布气装置的结构示意图。

图6为本发明的优选方案的结构示意图。

图7为本发明的优选方案的结构示意图。

图8为本发明的半导体致冷片的散热结构示意图。

图9为本发明的半导体致冷片的局部结构示意图。

图10为本发明的控制结构框图。

图中：防护服1，布气装置2，进气口21，排气口22，除湿装置3，半导体致冷片31，致冷腔311，片体312，导热片313，散热片314，风机32，气泵300，电源33，半导体致冷片34，散热装置4，集液袋5，护目镜6，第一循环管7，第二循环管8，气囊9，温度传感器10，湿度传感器11，空气处理器12。

具体实施方式

如图1~3中，一种防护服内温湿度控制系统，它包括布气装置2、空气驱动装置和除湿装置3，布气装置2用于在防护服1抽出和排出气流，布气装置2通过第一循环管7和第二循环管8与除湿装置3连接；

除湿装置3用将气流中的水气冷凝，并将干燥的气流送回布气装置2；

空气驱动装置用于使气流在布气装置2与除湿装置3之间流动。由此结构，通过将防护服1内的气体抽出经过除湿装置3除湿后再送入到防护服1内，使防护服内保持干燥，便于医生操作。在本例中，为便于描述，所述的防护服1包括了护目镜1。

优选的方案如图1、5~7中，所述的布气装置2包括置于防护服1内的多个片状物，在片状物上设有多个进气口21和排气口22，多个进气口21通过管路与第一循环管7连接，多个排气口22与第二循环管8连接。如图5~7中所示，此处展示了局部剖开的布气装置2，为确保循环效果，需要在进气口21与排气口22之间保持足够的间距，以使循环的气流更多的经过防护服内空间。进气口21和排气口22分别与进气管和排气管连接，进气管和排气管分别通过主管汇合后分别与第一循环管7和第二循环管8连接。

优选的方案如图1、2中，各个布气装置2通过粘接的方式固定在防护服1的内侧，或者各个布气装置2通过固定带23穿戴在身上。布气装置2最好被设置在容易出汗的位置，例如胸口、腋下和背后等位置。

优选的方案如图2、9中，所述的除湿装置3内设有半导体致冷片31，半导体致冷片31的冷面设有致冷腔311，致冷腔311的一端与第一循环管7连接，致冷腔311的另一端与第二循环管8连接；优选的在致冷腔311内设有多个导热片43，以提高经过的气流的换热效率和冷凝效率。

所述的致冷腔311还通过管路与集液袋5连接。由此结构，便于将致冷腔311内的冷凝液收集至集液袋5内。优选的，半导体致冷片31处于大致竖直的状态，收集冷凝液的管路位于致冷腔311的底部位置。在致冷腔311底部设有纤维，用于吸收冷凝水，当吸收到冷凝水后并阻挡空气进入。致冷腔311设有倾斜的底面，收集冷凝液的管路位于最低的位置。

在第一循环管7或第二循环管8上设有空气驱动装置。如图5、6中，当空气驱动装置位于第一循环管7时，如图6中，此时致冷腔311内为负压。当空气驱动装置位于第二循环管8时，如图5中，此时致冷腔311内为正压。

优选的方案中，所述的空气驱动装置包括气泵300、风机32或气囊9中的一种或多种并联结构；通常将风机32和气囊9设置在第二循环管8，而气泵300设置在第一循环管7。所述的气泵300为隔膜泵。

如图7中，气囊9的两端设有单向阀，以使气流仅能从气囊单向流动；优选的，本例的气囊采用柔性的材料，例如橡胶、聚乙烯等柔性膜材制成，在气囊内设有用于使气囊扩张的弹簧。气囊9被安装在防护服1内部或外部，人体经常活动的位置，例如腋下、足底等位置，以通过气囊9驱动气流流动，从而降低空气驱动装置的能耗。

如图7中，当气泵300或风机32中的一种与气囊9并联时，在气泵300或风机32的出口处设有单向阀。由此结构，避免气囊9排出的气流倒灌进入到风机32。气泵300通常自带有单向阀。

优选的方案如图8、9中，除湿装置3的热面设有多个散热片314。设置的散热片314尽可能的增大与空气的接触面积，从而提高散热效果。

优选的方案如图8中，散热片314上设有散热装置4，所述的散热装置4包括风扇、水冷装置或冷媒致冷装置。由此结构，进一步提高散热效果。散热装置的效果越佳，则致冷效果越好。

优选的方案如图6、7中，在第一循环管7或第二循环管8上设有空气处理器12；

所述的空气处理器12为贯通的腔体，在腔体内设有吸潮剂、吸潮纤维、吸附剂、芳香剂中的一种或多种的组合。吸潮剂包括但不限于生石灰，氯化钙，活性炭等。吸潮纤维包括但不限于棉纤维，化学纤维。吸附剂包括但不限于活性炭，陶瓷、混凝土等多孔材料，还用于吸附气味。芳香剂包括但不限于精油、香水等材料。

优选的方案如图2中，还设有电源33，本例中采用锂电池直流电源，采用背负式的结构，电源33与除湿装置3电连接；

电源33、除湿装置3和空气驱动装置构成一个背包，穿戴在防护服1之外；采用背负式的结构，能够在不改动现有防护服的基础上，为防护服提供去湿的功能，除此之外还能够提供降温的功能，通过转换电流方向，也能够提供增温的功能。需要说明的，当转换电流方向后，虽然致冷腔311提供的是热风，但是这并不应影响本专利的保护范围。而且所有去湿和调温的操作均为内部循环，不会与外部空气互换，从而避免交叉感染。有效改善医护人员的工作环境。穿戴，更换，循环使用均较为便利。另一可选的方案中，或者仅将除湿装置3的散热装置4放置在防护服1之外，而将其余部分放置在防护服1之内；采用的方案是，当采用风扇致冷时，将散热片314穿过防护服1与半导体致冷片31热面连接；散热片314也可以通过水管连接到水冷装置，此时散热片也可以位于防护服内，仅将水冷装置位于防护服之外。

本发明在循环使用时，优选采用紫外光+臭氧进行消毒的方式。进一步优选的，在护目镜6的镜片上，还设有表面涂层，包括但不限于表面活性涂层，通过提高表面活性，使水珠更易于聚集而不会形成水滴，或者采用表面疏水涂层，使水珠更易于聚集且不易沾附在镜片上。进一步提高护目镜6镜片的防雾效果。

除湿装置3还通过两条循环管路与护目镜6连通。由此结构，能够通过循环护目镜6内的空气，实现降低护目镜内的水雾的效果，也能够通过降低护目镜6内的温度，来减少水气的产生。

优选的方案如图10中，还设有主控装置，主控装置为能够接收传感器信号，且能够输出电脉冲的可编程控制器；例如51系列STM32F系列芯片，或者采用定制的邦定芯片。

还设有温度传感器10和湿度传感器11中的一个或多个的组合；本例中，优选同时采用温度传感器10和湿度传感器11。温度传感器10主要用于防止防护服内温度过低，因此温度传感器10主要用于控制半导体致冷片31的输入功率。而湿度传感器11主要用于防止防护服内的湿度过高，湿度传感器11的控制逻辑是，当湿度增高时，在温度传感器10的允许范围内，优先增加半导体致冷片31的输入功率，当输入温度低于温度传感器10的预设值，再增加空气驱动装置的转速，例如增加风机的转速。当湿度降低时，则优先降低空气驱动装置的转速至经济转速，然后再降低半导体致冷片31的输入功率。还设有总开关，用于手动停止或启动除湿装置3。

温度传感器10或\和湿度传感器11与主控装置电连接，主控装置与开关元件电连接，电源33与主控装置电连接，电源33还通过开关元件与半导体致冷片电连接。优选的，电源33还通过开关元件与气泵300或风机32电连接。用于控制气泵300或风机32的转速。另一可选的方案，气泵300或风机32也可以采用恒速运行，即开关元件仅提供通断控制。以降低使用成本。本例中的开关元件选择通过脉冲电流能够控制通断的电气元件，例如继电器、三极管或晶闸管。

以最优的实例加以详细的说明。使用时，首先穿戴布气装置2，其中多个片状物至少位于前胸、腋下和后背的位置。每个片状物都设有进气口21和排气口22，且进气口21与排气口22之间相距至少10CM以上，固定带23用粘扣可靠固定。将防护服1穿戴整齐，连接护目镜6，将第一循环管7和第二循环管8连接至布气装置2，将第一循环管7和第二循环管8引出到防护服1之外，并与半导体致冷片31的致冷腔311的连接口连接，若半导体致冷片31有多个，各个半导体致冷片31的致冷腔311先互相连通，然后再与第一循环管7和第二循环管8连接。穿戴除湿装置3的背包，带上护目镜6和头盔，即完成了整个装备的穿戴。当感到或者由温度传感器10和湿度传感器11检测到防护服1内温度升高后，主控装置启动风机32，开始循环防护内的空气，同时给半导体致冷片31供电，使致冷腔311内温度降低至0~5℃，布气装置2的进气口21将湿热空气抽吸至第二循环管8，经过风机送入到致冷腔311内，湿热空气中蕴含的水气在导热片313上凝结成水滴，降温后的干空气排入到第一循环管7，通过第一循环管7进入到布气装置2，从排气口22排入到防护服1内，优选的进入的空气还经过了空气处理器12，经过进一步吸湿、吸附、灭菌和增香后，送入防护服1内。灭菌消毒采用的方案是在空气处理器12内尽量增加纳米银镀层来实现。采用本发明在不大幅增加医护人员负担的前提下，大幅改善防护服1的使用体验，减少对医护人员操作额影响。尤其是，本发明不需要对防护服1和护目镜6进行大幅改动，充分利用现有的防护服1和护目镜6。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。