本发明涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种个人空气净化设备。
背景技术：
生活环境中雾霾、工厂工作环境中的粉尘等空气污染物严重影响着人们的生活和工作，而今年来开发的个人便携式或穿戴式的空气净化器日益增多。例如专利us2003154983a1、us2007240716a1、cn2015106785768所公开了可穿戴个人空气净化系统，该类净化设备主要由净化器、净化器的固定装置以及输气导管组成，其中，关于过滤使用的过滤材料、输气导管及送气方式均存在一定程度的缺陷。
对于过滤材料，为了节省个人空气净化设备的空间，现有的个人空气净化设备均采用单层滤纸或滤布，或者采用应用于普通防pm2.5口罩中复合了活性炭的复合过滤材料或者活性炭滤网，这种简单的单层过滤材料过滤和净化效果并不好，有时候甚至仅仅是心理作用，实际净化空气的效果远远未达标；其次，单层滤纸或者复合活性炭滤纸的使用往往寿命很短，短时间就需要更换滤纸；再次，活性炭复合进入单薄的滤纸后，实际的吸附效果会大大下降；同时，现有技术中对过滤材料的安置往往是净化设备整个面，而在实际的进气过程中，仅仅是与风扇相近的部分过滤材料的过滤功能能够得到应用；最后，由于单层滤纸很单薄，安置在个人空气净化装置的进风区域，往往存在漏风的情况，很多进入装置的空气并未通过滤纸的过滤就直接排出，大大削弱了空气净化效果。
对于输气导管，应用在个人空气净化系统中的输气导管往往直接采用的是类似医院的透明塑料或者橡胶导管，此类导管应用在个人空气净化设备上诸多缺陷。首先，这类导管实际导管内的通气管道直径较小，通气效率并不高，而个人空气净化系统中驱动管内空气流动的动力有效，狭窄的通气空腔明显会使得通气效果低下；其次，医用的通气导管常常是直接螺纹或者套接在净化器或者出气的相关设备(如口罩)上，这就造成了设备的组装和拆卸非常繁琐，同时组装出的效果类似防毒面具，非常不美观；再次，传统的医用塑料或者橡胶导管长度不可伸缩和调节，只能用定量裁剪的方式，调整通气管道的长度非常不方便；更重要地，个人空气净化设备穿戴在人体上时，通气管道和净化器之间、通气管道和输气装置(如口罩)均具有一定的弯折角度，而在使用时，导管弯折角度过小直接能够使通气量大大减少甚至消失，造成极大的不便。
对于送气方式，传统的个人空气净化设备包括有口罩或者面罩用于输气，连接方式均采用消毒面具样式的方式，在口罩或者面罩前部或者中间开设通气孔(注意，口罩或者面罩除了通气孔外其他部分并不能通过空气)，通气孔连接空气导管，此种连接方式不但不美观，同时在使用时会阻碍前方视线，更重要的是，此种包含面罩或者口罩的本身的透气性差或者密闭完全，一旦送气系统出现问题，比如电源电量欠缺、风扇故障或者送气导管完全弯折阻塞等，会造成一定程度的送气匮乏，导致窒息感增加，严重情况下甚至会导致缺氧和窒息风险。
技术实现要素：
本发明为解决现有技术中的上述问题提出的一种空气过滤效果好，还能防止空气导管通气不流畅，同时能够直接适配普通口罩的一种个人空气净化设备。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案为：
一种个人空气净化设备，包括壳单元和位于壳单元内的过滤单元，所述壳单元内还设置有依次连接的控制单元、电源和吸送风单元，空气通过所述吸送风单元作用经所述过滤单元净化并排出。
为了进一步优化上述技术方案，本发明所采取的技术措施还包括：
进一步地，所述过滤单元进一步包括矩形滤芯框架，所述矩形滤芯框架长度为45-55mm，宽度为40-50mm，高度为6-10mm；所述矩形滤芯框架内设置有折叠型过滤材料，所述折叠型过滤材料为hepa滤纸，所述折叠型过滤材料的还配合设置有活性炭吸附条；所述活性炭吸附条位于所述折叠型过滤材料的齿状折叠内，活性炭吸附条为与所述折叠型过滤材料的齿状折叠相适配的三棱柱形；更进一步优选地，所述折叠型过滤材料的齿状折叠最大宽度为2.5mm。
进一步优选地，所示滤芯框架可以分为内外两层结构，内层结构为具有弹性的材料，例如发泡棉，折叠型过滤材料胶黏剂与所述所示滤芯框架内层，如此设计可以进一步地优化整个过滤单元的密封性能，使得所有进风均要通过折叠型过滤材料，而不会经由折叠型过滤材料和滤芯框架之间的间隙而未过滤。
进一步地，所述过滤单元还包括一个安置于所述折叠型过滤材料上的矩形粗滤网，所述粗滤网优选为无纺布制作，进一步优选为pet无纺布，长度为45-55mm，宽度为20-35mm。
进一步地，所述折叠型过滤材料上还配合设置有分隔折叠型过滤材料的各个齿状折叠的分隔格栅。
进一步地，所述吸送风单元进一步包括涡轮风扇和风道，所述吸送风单元还包括连接于所述壳单元的风扇安置槽，所述涡轮风扇和风道均设置在风扇安置槽内部；所述涡轮风扇包括扁平圆形的涡轮扇叶和电机，电机为扁平的离心风机，所述风道形状和所述涡轮扇叶相适配并形成风道开口；更进一步优选地，所述风扇安置槽上部还配合设置有风道密封盖，风道密封盖面向涡轮风扇一侧设置能使整个风道良好密封的风道密封盖凸起，同时风道密封盖还设置有同涡轮风扇形状相适配的风道密封盖开口。
进一步地，本发明的个人空气净化设备还包括连接件单元和空气导管单元。
更进一步地，所述连接件单元包括均为管状的连接件接头、导管插头和导管接头，所述导管插头一端形成有导管插头卡槽，所述导管接头一端形成有导管接头卡槽，所述导管插头在导管插头卡槽的对侧端管内部形成有插头凸起，所述导管接头形成有与所述插头凸起相对应的导管接头卡合轨道，所述连接件接头也形成有与所述插头凸起相对应的连接件接头卡合轨道；所述导管插头在导管插头卡槽的对侧端设置有卡合凸起，并在对侧端开设有与所述卡合凸起相对应的镂空缝隙；所述导管接头卡合轨道为“l”型或“u”型或不对称的“u”型，数量为2个，呈对侧设置；所述连接件接头卡合轨道为“l”型或“u”型或不对称的“u”型，数量为2个，呈对侧设置；相应地，所述插头凸起为2个，呈对侧设置，所述卡合凸起为2个，呈对侧设置。
更进一步地，所述空气导管单元包括螺纹硅胶导管、导管插头弹簧和导管接头弹簧；所述螺纹硅胶导管两端设置有你能够与所述导管接头卡槽和导管插头卡槽套接适配的彭大端；所述导管插头弹簧和导管接头弹簧为同所述彭大端相适应的一端逐渐膨大的弹簧；导管插头弹簧和导管接头弹簧与彭大端相互配合，然后套接在导管插头卡槽或者导管接头卡槽上，能够有效地防止导管弯折造成的通气量下降或者阻塞。
为了使本发明的个人空气净化设备能够适用于普通用户的口罩或者面罩，本发明还包括安置空气导管的夹持装置，所述夹持装置包括导管夹和夹持扣，所述导管夹为中空结构，一端为连接空气导管的连接部，另一端为排出空气的出气端部，所述出气端部设置有磁性物质或磁体，所述夹持扣设置有磁性物质或磁体，所述出气端部和所述夹持扣相互吸引配合用于夹持口罩或者面罩；优选地，所述出气端部由磁体制成，所述夹持扣部分为磁体或磁性物质制成；优选地，所述出气端部为扁平管道设置，扁平管道一侧设置有放置磁性物质或磁体的安置槽，所述安置槽内安装有磁性物质或磁体；所述连接部具有能够与空气导管或连接件相互配合连接的卡口或卡槽，或者连接部为形状和结构同连接件接头完全一样的结构，方便带有导管插头插入连接；在一种优选的实施方案中，所述夹持扣分为夹持板和设置在所述夹持板中的扣芯，所述夹持板为圆形或矩形，所述夹持板为非磁性物质制成，所述扣芯为磁体或磁性物质制成。
本发明的个人空气净化设备的壳单元，设计紧凑，小巧方便；所述壳单元包括相互配合的滤芯盖和上壳体，所述上壳体具有与所述过滤单元相适配的滤芯安置缺口，所述滤芯盖与所述滤芯安置缺口相适配，所述滤芯盖与上壳体可以以滑动或者卡合连接的方式相互连接，所述滤芯盖上开设有多个通气孔；由于上壳体的下半部分并没有过滤单元，故上壳体的下部为收缩的流线型的设计，既美观又节省了空间；所述壳单元还包括中间壳体，所述风扇安置槽安装于所述中间壳体上，或者直接由中间壳体一体成型；所述壳单元还进一步包括下壳体，所述下壳体具有能够卡合连接所述连接件接头的卡合槽，或者直接一体形成与所述连接件接头的相同的接口；进一步优选地，所述下壳体还形成有用于夹持的夹持板，方便将设备夹持与口袋、腰部或衣物上；进一步优选地，所述壳单元还包括装饰带，所述装饰带可以衔接上下壳体，同时能够起到良好的装饰作用。
本发明的控制单元包括控制电路、开关、指示灯及充电接口；所述控制电路包括用于处理接收的指令信息的控制器、用于充电的充电电路、用于调节风量的电机控制电路；所述电机控制电路能够根据输入的指示进行风量的调节。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明的个人空气净化设备使用特殊设置的滤芯，采用折叠型过滤材料，大大增加了空气过滤面积和效率；同时抛弃传统的活性炭层状复合结合方法，使用活性炭吸附条间隔地安置于折叠型过滤材料的齿状折叠内，提高了活性炭吸附效率的同时，又没有影响空气过滤效率；分隔格栅的设置使得折叠型过滤材料过滤面充分展开，又能防止活性炭吸附条脱落；矩形滤芯框架同折叠型过滤材料及分隔格栅良好配合，将整个滤芯规整为方便容纳进入个人空气净化设备相应位置的滤芯安置缺口，同相应位置设置的涡轮风扇相互配合，确保了进入设备的空气全部经过滤芯过滤，充分利用了滤芯的过滤性能，又进一步地提高了空气过滤效率。
本发明的个人空气净化设备中的连接件和空气导管，方便地连接了夹持装置和净化器本体，通气效率高，同时导管插头和导管接头的设计能够使得多个空气导管相互方便的拆卸连接，能够自由变化个人空气净化设备导管的长度，满足不同用户的需求；更加重要地，插头弹簧和接头弹簧的设置能够有效避免空气导管在连接处的弯折，从而防止通气量减小或通气阻塞的情况。
本发明的个人空气净化设备使用相互吸引配合的导管夹和夹持扣将空气导管牢固地固定于如口罩等的吸入设备上，可以从脸颊侧面进风，杜绝了防毒面具式的进气方式，美观大方的同时，更不影响前方视线和运动；同时本发明的夹持装置的分离设计使得在固定、调整和取下空气导管是更加方便快捷。
附图说明
图1为本发明的个人空气净化设备的一种优选实施例的整体示意图；
图2为本发明的个人空气净化设备的一种优选实施例的爆炸图；
图3为本发明的一种优选实施例的过滤单元示意图；
图4为本发明的一种优选实施例的粗滤网的示意图；
图5为本发明的一种优选实施例中滤芯撤去粗滤网后的示意图；
图6为本发明的折叠型过滤材料和活性炭吸附条一种优选搭配方案的侧视图；
图7为本发明的分隔格栅与折叠型过滤材料一种优选实施例的侧视图；
图8为本发明的一种优选实施例的涡轮风扇的示意图；
图9a为本发明的一种优选实施例的连接件接头的示意图；
图9b为本发明的一种优选实施例的导管插头的示意图；
图9c为本发明的一种优选实施例的导管接头的示意图；
图9d为本发明的一种优选实施例的连接件接头的侧视图；
图9e为本发明的一种优选实施例的导管插头的侧视图；
图9f为本发明的一种优选实施例的导管接头的侧视图；
图10为本发明的空气导管单元同导管插头、导管接头相互配合的一种优选实施方案的示意图；
图11为本发明的夹持装置的一种优选实施例的示意图；
图12为本发明的夹持扣的一种优选实施例的示意图；
图13a为本发明的风道密封盖的一种优选实施例的正面示意图；
图13b为本发明的风道密封盖的一种优选实施例的反面示意图。
其中的附图标记为：
壳单元1、滤芯盖11、上壳体12、滤芯安置缺口13、中间壳体14、下壳体15、夹持板16、装饰带17、过滤单元2、矩形滤芯框架21、折叠型过滤材料22、活性炭吸附条23、粗滤网24、分隔格栅25、吸送风单元3、涡轮风扇31、风道32、风扇安置槽33、涡轮扇叶34、电机35、风道开口36、风道密封盖37、风道密封盖凸起38、风道密封盖开口39、电源4、控制单元5、控制电路51、开关52、充电接口53、指示灯54、连接件单元6、连接件接头61、挡边611、连接件接头卡合轨道612、导管插头62、导管插头卡槽621、插头凸起622、卡合凸起623、镂空缝隙624、导管接头63、导管接头卡槽631、导管接头卡合轨道632、空气导管单元7、螺纹硅胶导管71、导管插头弹簧72、导管接头弹簧73、彭大端74、夹持装置8、导管夹81、连接部811、出气端部812、安置槽813、夹持扣82、夹持板821、扣芯822。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
如附图1所示，本发明的个人空气净化设备，包括壳单元1和位于壳单元1内的过滤单元2，壳单元1内还设置有依次连接的控制单元5、电源4和吸送风单元3，空气通过吸送风单元3作用经过滤单元2净化并排出。
如附图3-7所示，本实施例中，过滤单元2进一步包括矩形滤芯框架21，矩形滤芯框架21内设置有折叠型过滤材料22，折叠型过滤材料22上还安置有粗滤网24用于初步过滤较大粉尘和颗粒，延长折叠型过滤材料22的使用寿命，折叠型过滤材料22的还配合设置有活性炭吸附条23，活性炭吸附条23位于折叠型过滤材料22的齿状折叠内，活性炭吸附条23为与折叠型过滤材料22的齿状折叠相适配的三棱柱形；为了进一步地稳固的折叠型过滤材料22的折叠角度并固定安置活性炭吸附条23，折叠型过滤材料22上还配合设置有分隔折叠型过滤材料22的各个齿状折叠的分隔格栅25。
本实施例中吸送风单元3的具体设置如附图3和附图8所示，涡轮风扇31和风道32均设置在风扇安置槽33内部，电机35为超薄涡轮风机，风扇安置槽33为同中间壳体14一体成型，风扇安置槽33上部配合设置有风道密封盖37；如附图13a和13b所示，风道密封盖37面向涡轮风扇31一侧设置能使整个风道良好密封的风道密封盖凸起38，同时风道密封盖37还设置有同涡轮风扇31形状相适配的风道密封盖开口39，风扇安置槽33内部的风道32设计同涡轮风扇31形状相适配并直接开口于风道开口36，风道开口36与下壳体15相应位置的卡合槽相互对应。即本实施例中，空气经过涡轮风扇31作用，经过带有通气孔的滤芯盖11，然后经过过滤单元2，在经由风道32至风道开口36，在经过能够卡合连接连接件接头61的卡合槽，最终排出净化设备的主机部分。
本实施中连接件单元6和空气导管单元7设置如附图9和10所示。连接件单元6包括均为管状的连接件接头61、导管插头62和导管接头63，导管插头62一端形成有导管插头卡槽621，导管接头63一端形成有导管接头卡槽631，导管插头62在导管插头卡槽621的对侧端管内部形成有插头凸起622，导管接头63形成有与插头凸起622相对应的导管接头卡合轨道632，连接件接头61也形成有与插头凸起622相对应的连接件接头卡合轨道612；导管插头62在导管插头卡槽621的对侧端设置有卡合凸起623，并在对侧端开设有与卡合凸起623相对应的镂空缝隙624；导管接头卡合轨道632为不对称“u”型，数量为2个，呈对侧设置；连接件接头卡合轨道612为不对称的“u”型，数量为2个，呈对侧设置；插头凸起622为2个，呈对侧设置，卡合凸起623为2个，呈对侧设置。空气导管单元7包括螺纹硅胶导管71、导管插头弹簧72和导管接头弹簧73，螺纹硅胶导管71两端设置有你能够与导管接头卡槽631和导管插头卡槽621套接适配的彭大端74。
连接件单元6和空气导管单元7进行组装时，首先将螺纹硅胶导管71两端彭大端74套接好导管插头弹簧72和导管接头弹簧73，然后将导管插头弹簧72一端套设在导管插头卡槽621上连接导管插头62，另一端套设在导管接头卡槽631上连接导管接头63，形成一个独立的空气导管。如果一个空气导管长度不够，可以进行多个空气导管的组装，组装连接时，将一个空气导管的导管插头62的两个插头凸起622相应地对准导管接头卡合轨道632，插入到轨道底部后，进一步挤压，由于镂空缝隙624的存在，卡合凸起623遇到阻力后，周边产生形变，然后进一步沿着不对称“u”型轨道的底部轨道扭转导管插头62，遇到轨道的不对称“u”型轨道另一端时，卡合凸起623牢固地将插头凸起622顶在不对称“u”型卡合轨道的一侧。如此，可以方便快捷地连接多个空气导管，或者将空气导管单元连接于净化器或口罩插头凸起622相应地对准连接件接头卡合轨道612。
本实施例中，还包括安置空气导管的夹持装置8。夹持装置8包括导管夹81和夹持扣82，导管夹81为中空结构，一端为连接空气导管的连接部811，连接部811外部设计同连接件接头61相同，方便导管插头62的插入和连接，另一端为排出空气的扁平的出气端部812，出气端部812一侧设置有放置铁片的安置槽813，如附图11所示。如附图12所示，夹持扣82夹持扣82包括夹持板821和设置在夹持板821中的扣芯822，扣芯822为磁铁，故能够使气端部812和夹持扣82相互吸引配合，有效地夹持在口罩或者面罩上。
以本实施例为例，本发明的个人空气净化设备的工作过程为，按下开关52，控制电路51控制电源4供电给电机35，启动涡轮风扇31，待净化空气经由滤芯盖11到达过滤单元2，经过粗滤网24过滤掉较大颗粒、杂物后，经过折叠型过滤材料22过滤，并经活性炭吸附条23吸附作用，pm2.5颗粒被吸附干净，大部分气味亦消除殆尽，再通过风道32、风道开口36排出至空气导管，在经由空气导管至夹持装置8，最后排出至口罩或面罩中供人体呼吸。
实施例2
本实施例进行了本发明的个人空气净化设备的用户体验实验，使用如专利us2003154983公开的产品作为对比组，两种产品各下发100名用户做对比实验，使用2周后，做使用后的调查。结果显示，在佩戴舒适度对比上，所有用户均选择了本发明的个人空气净化设备作为更舒适的选项；在有无窒息感选项中，30％的对比组用户反应有一定的窒息感存在，有10％的对比组用户反应有严重的窒息感存在，而本发明的产品用户组，仅仅5％的用户反应有一定的窒息感存在；在输气通畅度方面，对比组有高达50％的用户在使用时发生了管道阻塞或者通气量明显下降的情况，而本发明的实验组中阻塞发生率为0。
实施例3
本实施例为针对实施例1的空气净化性能的检测，主要为一次通过净化效率(pm2.5)，检测依据和方法参照jg/t294-2010空气净化器污染物净化性能测定，检测单位为广州工业微生物检测中心。具体的检测方法如下：
1.实验器材
粉尘测定仪(tsi8530)
2.测试条件
环境温度为(25±2)℃，环境湿度为(50±10)％rh
3.测试步骤
1)将本发明实施例1的个人空气净化设备的进风处即滤芯盖连接实验舱a，出风处即出气端部连接实验舱b，关闭舱门，开启大型高效空气过滤器，净化实验舱内空气，使固态颗粒物pm2.5背景浓度≤0.03mg/m3。
2)同时调节两个实验舱的温度为23-27℃，湿度为40％-60％，关闭高效空气过滤器和温湿度调节装置。
3)连接香烟燃烧器，用低压空气把香烟烟雾吹送进实验舱a，开启搅拌风扇10min。
4)开启个人空气净化设备，监控实验舱a污染物浓度，待其稳定后同时测定两个实验舱颗粒物浓度，ca(实验舱a)和cb(实验舱b)。
4.计算公式
5.检测结果
通过上述检测能够说明，本发明的个人空气净化设备，能够有效地去除pm2.5，达到良好的空气净化效果。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。