一种便携式空气净化设备及其智能换气阀的制作方法

本发明涉及机电领域，特别涉及一种便携式空气净化设备及其智能换气阀。

背景技术：

近年来城市的空气质量逐年下降，空气污染问题越来越严重，尤其是入冬后，北方城市重度雾霾天的天数比例在一半以上，日渐恶化的空气质量严重影响人们的身体健康，佩戴PM2.5防护口罩成为重要的选择。但是普通的PM2.5口罩，无论是何种级别，都需要靠佩戴者借助肺的负压进行吸气来实现对空气的过滤，滤材过滤效果越好，呼吸阻力大，佩戴者会常感觉胸闷，尤其对于老人，儿童或体弱者，并不能给佩戴着带来舒适的体验，长时间佩戴有可能损害肺功能，肺功能低下的人群佩戴时更是会感觉呼吸困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种便携式空气净化设备及其智能换气阀，使得能够智能对口罩中的气体进行换气，降低佩戴口罩后的呼吸阻力，使得人体在佩戴时不会觉得憋闷。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种智能换气阀，该智能换气阀用于与口罩外罩面连接，将口罩内的气体向外排出，包括：微型风机、充电电池、充电保护电路、放电保护电路、升压电路；

充电保护电路连接在充电电池的充电回路上，在充电电池的充电电压大于第一预设门限时，切断充电回路；

放电保护电路与充电电池、升压电路相连，构成放电回路，放电保护电路在充电电池的放电电压小于第二预设门限时，切断该放电回路；

升压电路还与微型风机相连，构成风机供电回路，升压电路将充电电池的放电电压升压到预设范围并维持在该预设范围。

本发明实施方式相对于现有技术而言，可以稳定智能换气阀的工作电压，确保微型风机的风量保持衡定，并且对充电电池形成多方位保护，延长智能换气阀的整体使用寿命。通过该智能换气阀，可以在口罩内形成负压，使得外部空气主动透过口罩的过滤，流入口罩内部。佩戴者无需借助肺的负压进行吸气来实现对空气的过滤，降低佩戴者的呼吸阻力，使得人体在佩戴时不会觉得憋闷。

作为进一步改进，该充电保护电路还用于控制充电回路的负压，控制该充电电池的充电电压大于所述充电电池的实际电压，且充电电压与实际电压的差值小于第三预设门限。从而确保在充电电池充电过程中，充电电压总是略高于电池的实际电压，防止过大的压差对充电电池造成损坏，对充电电池形成持久保护。

作为进一步改进，该智能换气阀的进风口上设置一连接组件，用于与口罩罩体上的连接组件相连接。从而该智能换气阀可以任意更换口罩，应用更方便。

作为进一步改进，该连接组件为旋口卡接式连接组件，或者，为插接式连接组件。

作为进一步改进，该智能换气阀的出风口与进风口相垂直，如出风口在智能换气阀的下侧，微型风机为离心风机。从而可以防止口罩中排出的浊气重新进入口罩，影响用户呼吸。

作为进一步改进，该微型风机包括风机叶片和电机；

风机叶片与电机的转子相连，电机转子与风机叶片为一体结构。从而能够最大程度缩小风机整体体积。

本发明的实施方式还提供了一种便携式空气净化设备，包含一空气净化防护口罩，在口罩的外罩面上连接上述任意一智能换气阀，智能换气阀用于将口罩内的气体向外排出。

作为进一步改进，该口罩的通风口与该智能换气阀的进风口之间设置一软阀，该软阀覆盖于口罩通风口的外侧。

作为进一步改进，该智能换气阀与口罩外罩面之间通过一组可拆分的连接组件相连，口罩侧的连接组件固定在口罩的通风口上，覆盖该通风口；换气阀侧的连接组件固定在智能换气阀的进风口上；软阀固定在口罩侧的连接组件上。

作为进一步改进，该软阀为不透气软性材料制成的薄片。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的智能换气阀结构示意图；

图2是根据本发明第一实施方式的智能换气阀控制电路结构示意图；

图3是根据本发明第二实施方式的便携式空气净化设备结构示意图；

图4是根据本发明第二实施方式的便携式空气净化设备中第一连接件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种智能换气阀，该智能换气阀用于与口罩外罩面连接，将口罩内的气体向外排出，如图1所示，包含：外壳101、微型风机102、控制电路103、充电电池(未标出)、电源开关104、充电接口105。

其中，控制电路103进一步包括：充电保护电路201、放电保护电路202、和升压电路203，如图2所示。

充电保护电路连接在充电电池的充电回路上，在充电电池的充电电压大于第一预设门限时，切断充电回路；

放电保护电路与充电电池、升压电路相连，构成放电回路，放电保护电路在充电电池的放电电压小于第二预设门限时，切断该放电回路；

升压电路还与微型风机相连，构成风机供电回路，升压电路将充电电池的放电电压升压到预设范围并维持在该预设范围。

本发明实施方式相对于现有技术而言，可以稳定智能换气阀的工作电压，确保微型风机的风量保持衡定，并且对充电电池形成多方位保护，延长智能换气阀的整体使用寿命。通过该智能换气阀，可以在口罩内形成负压，使得外部空气主动透过口罩的过滤，流入口罩内部。佩戴者无需借助肺的负压进行吸气来实现对空气的过滤，降低佩戴者的呼吸阻力，使得人体在佩戴时不会觉得憋闷。

作为进一步改进，该充电保护电路还用于控制充电回路的负压，控制该充电电池的充电电压大于所述充电电池的实际电压，且充电电压与实际电压的差值小于第三预设门限。从而确保在充电电池充电过程中，充电电压总是略高于电池的实际电压，防止过大的压差对充电电池造成损坏，对充电电池形成持久保护。

作为进一步改进，该智能换气阀的进风口上设置一连接组件，用于与口罩罩体上的连接组件相连接。从而该智能换气阀可以任意更换口罩，应用更方便。

作为进一步改进，该连接组件为旋口卡接式连接组件，或者，为插接式连接组件。

作为进一步改进，该智能换气阀的出风口与进风口相垂直，如出风口在智能换气阀的下侧，微型风机为离心风机。从而可以防止口罩中排出的浊气重新进入口罩，影响用户呼吸。

作为进一步改进，该微型风机包括风机叶片和电机；风机叶片与电机的转子相连，电机转子与风机叶片为一体结构。从而能够最大程度缩小风机整体体积。

本发明的第二实施方式涉及一种便携式空气净化设备，如图3所示，包含一空气净化防护口罩301，在口罩的外罩面上连接第一实施方式中的智能换气阀302，智能换气阀302用于将口罩内的气体向外排出。

口罩与智能换气阀的连接区域设置一通风口3011，通风口3011与智能换气阀的进风口3021相连，智能换气阀上还包含一出风口3022，设置于口罩外部；智能换气阀302用于将口罩301内的气体向外排出。从而在口罩内形成负压，使得外部空气主动透过口罩的过滤，流入口罩内部。佩戴者无需借助肺的负压进行吸气来实现对空气的过滤，降低佩戴者的呼吸阻力，使得人体在佩戴时不会觉得憋闷。

口罩301与智能换气阀302之间通过一组可拆分的连接组件相连，可拆分的连接组件包含第一连接件3012和第二连接件3023，第一连接件3012固定在口罩301上，第二连接件3023固定在智能换气阀302上，可以与智能换气阀的外壳形成一体结构。从而一个智能换气阀可以匹配多个口罩，以便用户经常更换或者清洗口罩。

第一连接件3012和第二连接件3023之间可以通过旋口卡接式连接，或者，也可以插接式连接。本实施方式中以旋口卡接为例进行图示说明。

一般情况下，第一连接件3012固定在口罩301的通风口3011上，覆盖通风口3011；第一连接件3012和第二连接件3023之间处于连接状态时，口罩的通风口和智能换气阀302的进风口相连通。

在口罩的通风口3011与智能换气阀的进风口3021之间设置一软阀，软阀覆盖于口罩的通风口3011外侧，与口罩的通风口相贴合，软阀一般为不透气软性安全无毒材料制成的薄片，如食品级硅胶。在智能换气阀关闭状态下，口罩通风口因为软阀的作用，处于关闭状态，从而防止未经过滤的空气流入口罩。在智能换气阀开启状态下，口罩通风口上的软阀在风机的作用下掀起，将口罩内用户呼出的二氧化碳排出口罩外，同时，在口罩内部形成负压，使得外部空气透过口罩的过滤，自动流入口罩内部。

如图4所示，第一连接件3012的形状与口罩通风口相吻合，第一连接件包含两部分结构，第一部分接口支架401设置于口罩内部，第二部分接口支架402上包含有卡口，设置于口罩外部，软阀403设置于接口支架401和接口支架402之间，在接口支架401和接口支架402在限制范围内微动。接口支架401和接口支架402可以通过粘合等方式，与口罩的通风口相固定。

下面对智能换气阀302进行介绍，如图1所示，智能换气阀302包含：外壳101、微型风机102、控制电路103、充电电池(未标出)、电源开关104、充电接口105。

其中，控制电路103进一步包括：充电保护电路201、放电保护电路202、和升压电路203，如图2所示。

充电保护电路连接在充电电池的充电回路上，在充电电池的充电电压大于第一预设门限时，切断充电回路；

放电保护电路与充电电池、升压电路相连，构成放电回路，放电保护电路在充电电池的放电电压小于第二预设门限时，切断该放电回路；

升压电路还与微型风机相连，构成风机供电回路，升压电路将充电电池的放电电压升压到预设范围并维持在该预设范围。

本发明实施方式相对于现有技术而言，可以稳定智能换气阀的工作电压，确保微型风机的风量保持衡定，并且对充电电池形成多方位保护，延长智能换气阀的整体使用寿命。通过该智能换气阀，可以在口罩内形成负压，使得外部空气主动透过口罩的过滤，流入口罩内部。佩戴者无需借助肺的负压进行吸气来实现对空气的过滤，降低佩戴者的呼吸阻力，使得人体在佩戴时不会觉得憋闷。

作为进一步改进，该充电保护电路还用于控制充电回路的负压，控制该充电电池的充电电压大于所述充电电池的实际电压，且充电电压与实际电压的差值小于第三预设门限。从而确保在充电电池充电过程中，充电电压总是略高于电池的实际电压，防止过大的压差对充电电池造成损坏，对充电电池形成持久保护。

为了缩小智能换气阀的体积，智能换气阀的微型风机102优选为离心风机，风机的出风口3022与进风口3021相垂直，一般设置在智能换气阀下方，以防止口罩中排出的浊气重新进入口罩，影响用户呼吸。智能换气阀内部结构密集，微型风机102为扁平结构，微型风机的转子与风机叶片为一体结构，在微型风机102的上层安装控制电路103和电池，微型风机102、控制电路103、电池之间相贴合，从而最大程度降低空间占有率，缩小智能换气阀的体积。

通过本实施方式的便携式空气净化设备，可以自动在防雾霾口罩内形成负压，使得外部空气主动透过口罩的过滤，流入口罩内部。佩戴者无需借助肺的负压进行吸气来实现对空气的过滤，降低佩戴者的呼吸阻力，使得人体在佩戴时不会觉得憋闷。

并且由于本实施方式中智能换气阀体积小、份量轻，在为使用者带来舒适的同时，不会让使用者感到不便。

作为进一步改进，该口罩的通风口与该智能换气阀的进风口之间设置一软阀，该软阀覆盖于口罩通风口的外侧。

作为进一步改进，该智能换气阀与口罩外罩面之间通过一组可拆分的连接组件相连，口罩侧的连接组件固定在口罩的通风口上，覆盖该通风口；换气阀侧的连接组件固定在智能换气阀的进风口上；软阀固定在口罩侧的连接组件上。

作为进一步改进，该软阀为不透气软性材料制成的薄片。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。