一种可携带的气体供应装置及呼吸辅助系统的制作方法

本实用新型涉及防霾设备领域，具体而言，涉及一种可携带的气体供应装置及呼吸辅助系统。

背景技术：

目前，可携带的空气净化设备主要是口罩，尤其是具有过滤功能的口罩，通过口罩自身具有过滤属性，当通过口鼻吸气时在口鼻处形成的负压，使空气穿过口罩并被过滤。虽然空气净化了，但呼吸却增加了阻力，口罩带来的阻力会增加呼吸者的负担，因此想要在雾霾天一边戴着口罩一边跑步或者健身或者做其他大体力支出活动就比较困难了，因为人体做大体力支出活动一定会呼吸变得急促起来，无法再接受戴口罩这种额外增加的阻力了，因此在雾霾很严重的室外，跑步或者健身或者做其他大体力支出活动的人只能放弃这种大体力支出活动或者在活动中深受雾霾之害。

即使是在室内跑步或者健身，很多健身房并未提供空气净化器净化空气，如果当地已经被雾霾侵袭，虽然室内空间小仿佛看不到雾霾，但其实雾霾依旧存在，在室内跑步或者健身的人其实依旧深受其害。

还有在环境粉尘大的矿区、空气污染严重的厂区等地方工作的人，空气污染严重，劳动者虽然有口罩佩戴，但是其实工作时很费体力，带口罩同样会增加使用者吸气时的负担，为了赶工很多人就会不佩戴口罩，或者口罩用久了没及时更换，从而深受污染空气的毒害。

传统口罩的边缘很难完美的贴合人的面部，未贴合面部的地方会产生漏风口，人体吸气时由于外界空气从边缘的漏风口被吸入比从口罩过滤一下再吸入阻力小，故未经净化的空气会从漏风口进入人体呼吸系统，从而会降低口罩的净化空气效果，使用者佩戴口罩后可能心安了，但实际情况可能是吸入了很多未净化空气而浑然不觉。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一在于提供一种可携带的气体供应装置及呼吸辅助系统，用于给使用者提供净化空气。

为了解决上述技术问题中的至少一个，本实用新型提供了以下技术方案：

一种可携带的气体供应装置，包括气源和气体输送单元；所述气源被配置成提供净化空气；所述气体输送单元包括气体输送机构、缓存气囊和第一气体止回机构；

所述气体输送机构具有气体通道，所述气体通道的入口端连接气源，所述气体通道的出口端用于输出净化空气；

所述缓存气囊与所述气体通道或气源连通，所述第一气体止回机构安装在所述气体通道，所述第一气体止回机构被配置成由入口端向出口端单向导通。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，所述气体输送机构包括第一管道，所述第一气体止回机构安装于所述第一管道内，所述缓存气囊安装于所述第一管道的侧壁或气源出气口端，所述缓存气囊的进气口和出气口彼此独立或者为同一个。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，所述气体输送机构包括第一管道和第二管道，所述缓存气囊具有进气口和出气口，所述缓存气囊的出气口与第一管道连接，所述第一气体止回机构安装在所述第一管道，所述第二管道的一端与所述缓存气囊的进气口连接且另一端与气源连接。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，所述缓存气囊隐藏设置在所述气源处或气源旁。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，所述气源包括储存净化空气的储气罐或者空气净化装置。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，所述缓存气囊由柔性且不透气的材料制成。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，所述第一气体止回机构为止回结构。

本实用新型还提供一种呼吸辅助系统，其包括用于罩设在口鼻处的隔离罩、第二气体止回机构以及上述任一种可携带的气体供应装置，所述隔离罩由能够隔离气体的材料制成，所述隔离罩具有吸气口和呼气口，所述吸气口与所述气体通道的出口端连接，所述第二气体止回机构被配置成允许气体单向地从所述呼气口排出所述隔离罩。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，所述第二气体止回机构包括止回结构，所述止回结构安装于所述隔离罩且位于所述呼气口处。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，所述第二气体止回机构包括止回结构和排气管，所述排气管安装于所述隔离罩的呼气口，所述止回结构安装在所述排气管内或者隔离罩的呼气口。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，所述隔离罩由不透气的硬质或者软质材料制成。

本实用新型的有益效果包括：本实用新型通过上述设计得到的可携带的气体供应装置及呼吸辅助系统所要解决的技术问题在现有技术中未被提及或者揭示，这是本申请的发明人考虑到了人体节律式呼吸与气源匀速产生气体的不同特点，净化空气要么供不应求要么利用率不高问题的首次提出。本实施例的可携带的气体供应装置，利用缓存气囊与第一气体止回机构的密切配合，能够减少因供求节律不匹配引起的净气浪费，从而节约成本并延长使用时间。而且相对于传统口罩，这种气体供应装置能够降低使用者呼吸的难度，避免使用者长时间戴口罩缺氧。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施方式提供的一种可携带的气体供应装置的示意图；

图2是呼气阶段缓存气囊及第一气体止回机构为旋启式结构的止回结构的示意图；

图3是吸气阶段缓存气囊及第一气体止回机构为旋启式结构的止回结构的示意图；

图4是本实用新型实施方式提供的另一种第一气体止回机构为瓣膜式结构的可携带的气体供应装置的示意图，处于呼气阶段；

图5是本实用新型实施方式提供的另一种第一气体止回机构为瓣膜式结构的可携带的气体供应装置的示意图，处于吸气阶段；

图6是本实用新型实施方式提供的再一种第一气体止回机构为瓣膜式结构的可携带的气体供应装置的示意图，处于呼气阶段；

图7是本实用新型实施方式提供的再一种第一气体止回机构为瓣膜式结构的可携带的气体供应装置的示意图，处于吸气阶段；

图8是一种第一气体止回机构为活塞式结构的示意图，处于呼气阶段；

图9是一种第一气体止回机构为活塞式结构的示意图，处于吸气阶段；

图10是本实用新型实施方式提供的呼吸辅助系统的示意图。

图标：100-可携带的气体供应装置；120-缓存气囊；130-第一气体止回机构；140-第一管道；150-第二管道；200-呼吸辅助系统；210-隔离罩；220-第二气体止回机构。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，本实施例提供一种可携带的气体供应装置100，其包括气源110和气体输送单元。气体输送单元包括气体输送机构140、缓存气囊120和第一气体止回机构130。这种可携带的气体供应装置100的适用场景。例如可以在空气质量较差的环境中携带，包括但不限于为在工作中或者运动过程中的使用者提供净化的空气。如果使用者所在的环境不适合大面积进行空气净化，那么这种可携带的气体供应装置100是一种更好的选择。进一步地，对于使用者在跑步或者走路过程中，也可以使用这种可携带的气体供应装置100。

本申请中所描述的气源110，其被配置成提供净化空气。气源110可以是储存有净化空气的压缩式气罐，也可以是便携式的空气净化器，甚至也可以是两者的组合。

可携带的气体供应装置100的使用时长，可能会受到气罐携带量的限制，或者受到电源续航能力或者空气滤芯寿命的限制。所以本申请的发明人希望便携式的空气净化器能够对净化空气有较高的利用率。

本实施例提供的可携带的气体供应装置100，其气体输送机构具有气体通道，气体通道的入口端连接气源110，气体通道的出口端用于输出净化空气。缓存气囊120与气体通道或气源连通，第一气体止回机构130安装在气体通道，第一气体止回机构130被配置成由入口端向出口端单向导通。

如图10所示，当气体通道的出口端连接上面罩或者口罩或者隔离罩等即可组成一个能够提供净化空气的呼吸辅助系统200。

第一气体止回机构130的作用是防止气体逆流，特别是防止使用者呼出的气体返回气体供应装置以免使用者呼出的气体污染气体供应装置。第一气体止回机构130处于关闭状态时，能够阻止第一管道140内气体的流出。使第一气体止回机构130打开的动力，可以来自于使用者吸气时第一气体止回机构130两侧形成的压力差。

如图3所示，当使用者处于吸气的时间段时，使用者吸气的压力使得第一气体止回机构130处于打开状态，净化空气从气源110处或者缓存气囊120处流向使用者的口鼻处，由于吸气速度大于气源生产净气的速度，气囊缓存的净化空气减少，气囊缩小。如图2所示，当使用者处于呼气的时间段内，使用者呼气的压力使得第一气体止回机构130处于关闭状态，使用者这时不会从气源110处吸入净化空气，但这时净化空气仍旧从气源110处持续释放出来，最终这些未被使用者吸入的净化空气将缓存入气囊120，气囊胀大，缓存气囊120正是用于储存该部分净化空气。若没有设置第一气体止回机构130和缓存气囊120，则在呼气阶段产生的净化空气将被浪费。

进一步地，本实用新型的可选实施例中，气体输送机构可以包括第一管道140。其中第一气体止回机构130安装第一管道140内，缓存气囊120安装于第一管道140的侧壁或者气源110与第一管道140之间，缓存气囊120的进气口和出气口彼此独立或者为同一个。换句话说，第一管道140的侧壁可以开设沿轴向分布的第一孔和第二孔，而缓存气囊120开设有与第一孔和第二孔一一对应的进气口和出气口，第一孔和第二孔与对应的口密封连接并使缓存气囊120与第一管道140的内部空间连通。第一管道140的侧壁也可以只开设第一孔和第二孔中的任一个，同时缓存气囊120也仅开设一个口与该第一管道140侧壁的孔对应。

第一气体止回机构130可以安装在第一管道140的任意位置，例如可以在第一管道140的进气端、出气端或者中间部位，甚至可以安装于第一管道出气端与隔离罩之间，用以防止使用者呼出的废气回流污染第一管道。

优选地，第一气体止回机构130位于第一管道140内的介于出气端和第一孔之间(前提是第一孔比第二孔更靠近出气端)或者第一管道的出气端。这样当第一气体止回机构130关闭时，净化空气能够进入缓存气囊120，而使用者呼出的废气会被第一气体止回机构130阻止，既不会回流进入缓存气囊120也不会进入气源110处与净化空气混合。

进一步地，本实用新型的另一种可选实施中，气体输送机构至少包括第一管道140和第二管道150，缓存气囊120具有进气口和出气口，缓存气囊120的出气口与第一管道140连接，第一气体止回机构130安装在第一管道140的任意位置，第二管道150的一端与缓存气囊120的进气口连接且另一端与气源110连接。

进气口和出气口可以设置在气囊的相对两侧，也可以在相邻或者同一侧，优选设置在相对两侧。第一气体止回机构130可以安装在第一管道140的任意位置，第一气体止回机构130关闭状态下，能够阻止使用者呼出的气体进入缓存气囊120。第一气体止回机构130可以安装于第一管道140的两端或者中间。第一气体止回机构130也可以安装于第一管道140与缓存气囊120的连接处，这种情况下，也相当于安装于第一管道140的端部。

缓存气囊120的位置可以是位于靠近气体供应装置的出气端，也可以是靠近气源110处，还可以隐藏在气源110处。气源110处可以设置一个保护壳，将气源和缓存气囊120隐藏在保护壳内。使用者使用时，气源110优选采用可拆卸地连接方式固定在使用者身上，气源110的位置相对比较稳定。缓存气囊120隐藏设置在气源110处时，可以保证缓存气囊120少受或者不受外界的影响，包括影响气囊的正常伸缩，或者避免缓存气囊120被破坏等。当缓存气囊120隐藏在气源110处时，换句话说，缓存气囊120设置在气源110处的壳体内时，气体输送机构可以包括第一管道140，也可以是采用包括第一管道140和第二管道150的形式。

进一步地，气源110包括储存净化空气的储气罐或者空气净化装置。空气净化装置可以包括壳体、形成空气流的风机、净化空气的过滤膜结构或过滤网以及电源等。空气净化装置可以是小型化的空气净化装置，以便于随身携带。其中，过滤网可以包括HEPA滤网，HEPA滤网具有较佳的空气净化效果。

进一步地，缓存气囊120由柔性且不透气的材料制成。例如缓存气囊120可以用树脂薄膜制成，或者也可以是橡胶，也或者可以是涂覆有不透气涂层的织物等。一方面，缓存气囊120的主体可以采用薄膜，另外配合一些硬质的连接结构，便于气囊与管道连接。另一方面，缓存气囊120也可以只包括薄膜，例如采用粘接等方式将缓存气囊120与管道连接且连接处进行密封。采用柔性且不透气的材料尤其是薄膜使缓存气囊120膨胀时无需克服较大的阻力，也就是说往缓存气囊内充气时更容易。若缓存气囊120充气需要克服的阻力过大，甚至大于止回结构的复位力，则可能会将止回结构顶开。当然缓存气囊120也可以采用橡胶薄膜制作，不过橡胶薄膜的弹力不宜设计过大。

进一步地，第一气体止回机构130可以为止回结构。第一气体止回机构130也可以采用瓣膜结构，实现单向导通。第一气体止回机构130可以利用重力或者弹力实现自动复位或者自动关闭。当使用者吸气时，引起气体流动以及压力差，使第一气体止回机构130自动打开。

这种可携带的气体供应装置100所要解决的技术问题在现有技术中未被提及或者揭示，这是本申请的发明人考虑到了人体节律式呼吸与气源匀速产生气体的不同特点，净化空气要么供不应求要么利用率不高问题的首次提出。本实施例的可携带的气体供应装置，利用缓存气囊与第一气体止回机构的密切配合，能够减少因供求节律不匹配引起的净气浪费，从而节约成本并延长使用时间。而且相对于传统口罩，这种气体供应装置能够降低使用者呼吸的难度，避免使用者长时间戴口罩缺氧。

如图10所示，本实施例还提供了一种呼吸辅助系统200，包括用于罩设在口鼻处的隔离罩210、第二气体止回机构220以及上述任一种可携带的气体供应装置100。隔离罩210由能够隔离气体的材料制成，隔离罩210具有吸气口和呼气口，吸气口与气体通道140的出口端连接，第二气体止回机构220被配置成允许气体单向地从呼气口排出隔离罩210。第二气体止回机构220在使用者吸气时关闭，在呼气时打开。

隔离罩210的作用主要是隔离而不是净化或者过滤空气，例如将口鼻处的空间与外界隔离，以利于将气源110提供的净化空气吸入体内，而避免吸入外界未净化空气。隔离罩210能够隔离气体，但也并不一定完全绝对地隔离。不完全绝对地隔离主要包括两方面因素，一方面是隔离罩210与面部较难做到完全密封，口罩的边缘不可能完美的贴合面部，未贴合面部的地方会产生漏风口，未经净化的空气从漏风口进入会影响口罩的净化效果，毕竟外界空气从边缘的漏风口被吸入比从口罩过滤一下再吸入阻碍小，使用者佩戴后可能心安了，但实际情况可能是吸入了很多废气而不自知。如果气源主动供气，通过调节并增加供气速度就可以保持整个辅助呼吸系统的气压大于外界，从而保持隔离罩内空气压力大于外界，从而使得隔离罩内气体始终处于向外流出状态，从而防止外界空气从边缘漏风口被使用者吸入。

为了提高密封性，优选在隔离罩210的边缘，也即是用于与面部皮肤接触的部位设置密封条，密封条可以选用硅胶或者橡胶等具有弹性且较柔软的材料制成。另一方面，可以采用医学塑料或者其他硬质材料制成空气隔离效果较好的隔离罩210，隔离罩210自身也不一定完全隔绝空气，部分透气性较差的材料也可以用于制作隔离罩210，例如一些某些编织较为致密的织物等。

进一步地，隔离罩210由不透气的硬质或者软质材料制成。进一步地，隔离罩210优选采用硬质材料或者采用硬质材料与软质材料的组合，以使隔离罩210与口鼻能够保持一定间隙。当隔离罩210与口鼻处保持间隙时，更有利于从气源110处获取净化空气。对于软质材料可以通过增加厚度的方式提高硬度，也可以与硬质材料配合使用，借助硬质材料的骨架结构作为支撑。

隔离罩210的吸气口与气体通道140的出口端连接，进而能够从气源110处获取净化空气。

第二气体止回机构220会在使用者往外呼气的时候打开，而当使用者吸气时关闭。第二气体止回机构220的打开方向或者说导通方向是确定的，即气体只能从隔离罩内向外呼出且不能从外界吸入隔离罩内。

进一步地，第二气体止回机构220包括止回结构，止回结构安装于隔离罩210且位于呼气口处。需要说明的是，吸气口可以是一个或者多个，同理呼气口也可以是一个或者多个。

进一步地，第二气体止回机构220包括止回结构和排气管，排气管安装于隔离罩的呼气口，止回结构安装在排气管内或者排气管与隔离罩呼气口之间。

第二气体止回机构220的具体结构有多种选择，可以参照第一气体止回机构130的结构，可以与第一气体止回机构130的结构相同也可以不同。

第一气体止回机构130和第二气体止回机构220的可以任意选择下述止回结构结构中的任一种。

进一步地，如图2和图3所示，止回结构可以是旋启式结构，止回结构的阀板与第一管道140的内壁可活动地连接。可以依靠重力或者设置弹性件例如弹簧或者扭簧等使阀板保持如图2所示的状态，以使阀板处于常闭状态。第一气体止回机构130采用旋启式结构时，当吸气时阀板打开，呼气时阀板关闭。第二气体止回机构220采用旋启式结构时，吸气时阀板关闭，呼气时阀板打开。

如图4和图5所示，止回结构可以是瓣膜式结构，瓣膜式结构的瓣膜具有弹性，可以自动靠拢以封堵第一管道140。第一气体止回机构130采用瓣膜式结构时，当吸气时瓣膜打开，呼气时瓣膜关闭。第二气体止回机构220采用瓣膜式结构时，吸气时瓣膜关闭，呼气时瓣膜打开。

图4和图5中所示的可携带气体供应装置，其缓存气囊120连接在第一管道140的侧壁。作为另一种实施方式，图6和图7中所示的可携带气体供应装置，其包括第一管道140和第二管道150，缓存气囊120连接于第一管道140和第二管道150之间，而且第一气体止回机构130安装于第一管道140内。

本实用新型实施例还提供了另一种结构的止回结构，请参照图8和图9，止回结构为活塞式结构，其包括阀体130a和阀芯130b，阀芯130b活动安装于阀体130a的阀腔(未标注)内。第一气体止回机构130采用活塞式结构时，阀体130a与第一管道140连接，阀体130a的阀腔与第一管道140的管腔连通，在重力作用下，阀芯130b通常停留在阀腔的进气口(即图8中靠近阀腔底部的开口)。第一气体止回机构130采用活塞式结构时，当吸气时，阀芯130b上移并使第一气体止回机构130打开，当呼气时，阀芯130b下移并使第一气体止回机构130关闭。第二气体止回机构220采用活塞式结构时，当呼气时，阀芯130b上移并使第二气体止回机构220打开，当吸气时，阀芯130b下移并使第二气体止回机构220关闭。其中，活塞式结构的阀芯可以是球塞也可以是柱塞。

本实施例提供的可携带的气体供应装置100，通过把净化好的空气压入隔离罩210(口罩)，这样能免除呼吸者吸气的负担，可携带的气体供应装置100的气源110处能够持续地供应将净化好的空气，而当使用者处于呼气阶段时，缓存气囊120将气源110处的供应的净化空气储存起来，避免浪费，而当使用者处于吸气阶段时，储存于气囊的净化空气可以被利用，这样解决了气源匀速供气与使用者呼吸交替用气之间的节律不匹配问题。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。