基于粉尘浓度与呼吸需求自适应调节过滤送风型呼吸器

本申请涉及个体防护，尤其是涉及基于粉尘浓度与呼吸需求自适应调节过滤送风型呼吸器。

背景技术：

1、尘肺病是一种职业病，且肺尘病以煤工尘肺最为严重，近些年我国愈发重视工人的健康安全，但每年职业性肺尘病的确诊人数仍然在增加，严重的损害了接尘工人的安全健康，因此，防止因粉尘造成的职业性肺病成为了保护接尘工人健康的关键。

2、目前，工矿企业粉尘浓度超标严重，传统的自吸过滤式呼吸器容尘量低，防护因数低，在粉尘浓度超标千百倍的环境中，不足以支撑工人全工班的使用，现有的动力送风呼吸器虽然有较高的防护因数，但同样存在滤盒易在较短的使用时间内发生堵塞的现象。与此同时国际现行动力送风呼吸器的送风标准为高于中等劳动强度下峰值吸气流量的定值，而高送风量会加速电量消耗，缩短佩戴时长，低送风量则会降低呼吸器防护性能，如何减缓滤盒堵塞速率，降低能耗、延长呼吸器使用时间成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本申请为了实现接尘工人的呼吸需求可以自适应调节过滤，能够长效舒适呼吸防护，提供了基于粉尘浓度与呼吸需求自适应调节过滤送风型呼吸器。

2、本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、基于粉尘浓度与呼吸需求自适应调节过滤送风型呼吸器，包括外壳和面罩，所述外壳开设有进风口，外壳和面罩之间设置有防溅罩、主送风管路和副送风管路，外壳与防溅罩之间设置有气体净化模块，且防溅罩对应进风口开设有第一通风口和第二通风口，主送风管路与第一通风口连通，主送风管路包括风机和送风软管，送风软管一端与主送风管路连通，送风软管另一端与面罩连通，风机设置于背离外壳的一面，副送风管路与第二通风口连通，副送风管路包括第一分路管和第二分路管，且第一分路管和第二分路管分别设置有控制第一分路管和第二分路管的第一阀门和第二阀门，副送风管路的一端与防溅罩连通，第一分路管和第二分路管均与主送风管路连通，外壳的外表面固定有粉尘浓度传感器，外壳与风机之间设置有伺服控制器。

4、通过采用上述方案，设有伺服控制器，能够控制风机、第一通风口、第二通风口、第一阀门、第二阀门、气体净化模块需启动，当空气由进风口进入呼吸器时，粉尘浓度达到相应阈值时，开启或关闭对应管路防溅的第一通风口、第二通风口、阀门第一、阀门第二和风机，如若粉尘浓度传感器感应到粉尘浓度大于相应的阈值时，传送信号于伺服控制器，控制气体净化模块进行净化，实现自适应过滤，提高呼吸舒适度以及对灰尘进行防护。

5、可选的，所述外壳的外壁固定有紫外线杀菌灯，且紫外线杀菌灯设置于进风口的正上方。

6、通过采用上述方案，在进行使用呼吸器时，开启紫外线杀菌灯，也可以根据气体浓度传感器检测的有毒有害气体浓度大小，开启紫外线杀菌灯，对吸入空气进行杀菌和净化。

7、可选的，所述主送风管路包括第一滤盒、第二滤盒和第三滤盒，第一滤盒、第二滤盒和第三滤盒设置于防溅罩和风机之间，且沿着防溅罩向着风机的方向等距排列设置，第一分路管背离副送风管路的一端连通于第一滤盒和第二滤盒之间，第二分路管背离副送风管路的一端连通于第二滤盒和第三滤盒之间。

8、通过采用上述方案，滤盒间均具有一定间隔、在呼吸器开始运行时，可根据粉尘浓度大小与粉尘浓度阈值进行比较，得到合适的过滤层级，选择所使用的滤盒个数，有效实现了分级过滤。

9、可选的，所述第一通风口与第二通风口为相互独立、互不干扰的百叶状组成，第一通风口与第二通风口之间由隔板隔开。

10、通过采用上述方案，第一通风口和第二通风口分别与主送风管路和副送风管路进行连通，副送风管路包括第一分管路和第二风管路，可以根据所使用的滤盒，开启或关闭对应管路的防溅罩第一通风口、第二通风口、第一阀门、第二阀门和风机，有效实现了自适应过滤。

11、可选的，所述外壳对应粉尘浓度传感器的旁边固定有气体浓度传感器，气体浓度传感器与伺服控制器通过信号连接。

12、通过采用上述方案，根据气体浓度传感器检测的有毒有害气体浓度大小，与有关气体浓度阈值进行比较，当气体浓度超标时，通过伺服控制器，开启对应气体净化模块，对吸入空气进行净化，由此使得呼吸器具备气体净化的功能。

13、可选的，所述面罩内设置有呼吸流量传感器。

14、通过采用上述方案，呼吸流量传感器对接尘工人的面罩内呼吸流量进行实时监测，当接尘工人呼气时，面罩内呼吸流量增加，风机风速降低；当接尘工人吸气时，面罩内呼吸流量增加，风机风速增加，从而根据呼吸流量实现风机对面罩内流量的转速反馈调节，使呼吸流量维持在较为稳定的水平上，可以提高接尘工人的使用舒适性，有效地减少能耗。

15、可选的，所述所述风机设置有给风机供电的电池，且电池连接有电源芯片降压模块。

16、通过采用上述方案，电池提供电压供风机直接使用，并通过电源芯片降压模块转换较低电压供呼吸流量传感器、粉尘浓度传感器、气体浓度传感器、紫外线杀菌灯和气体净化模块工作，进而转换为更低电压供伺服控制器工作，可以合理利用电池能量，有效延长电池工作时间。

17、综上所述，本申请具有以下技术效果：

18、通过在呼吸器上设置粉尘浓度传感器，在检测到粉尘浓度超标时，伺服控制器控制防溅罩、气体净化模块、第一通风口、第二通风口、第一阀门和第二阀门，进行闭合和打开，从而对空气进行净化和过滤，以及实现自适应调节的目的；

19、通过设置紫外线杀菌灯可以在进风口对空气进行有毒有害气体浓度大小检测，对吸入空气进行杀菌和净化；

20、通过在面罩内设有呼吸流量传感器呼吸流量传感器对接尘工人的面罩内呼吸流量进行实时监测，从而根据呼吸流量实现风机对面罩内流量的转速反馈调节，使呼吸流量维持在较为稳定的水平上，可以提高接尘工人的使用舒适性，有效地减少能耗。

技术特征：

1.基于粉尘浓度与呼吸需求自适应调节过滤送风型呼吸器，包括外壳(1)和面罩(4)，其特征在于：所述外壳(1)开设有进风口(11)，外壳(1)和面罩(4)之间设置有防溅罩(2)、主送风管路(3)和副送风管路(5)，外壳(1)与防溅罩(2)之间设置有气体净化模块(9)，且防溅罩(2)对应进风口(11)开设有第一通风口(21)和第二通风口(22)，主送风管路(3)与第一通风口(21)连通，主送风管路(3)包括风机(34)和送风软管(35)，送风软管(35)一端与主送风管路(3)连通，送风软管(35)另一端与面罩(4)连通，风机(34)设置于背离外壳(1)的一面，副送风管路(5)与第二通风口(22)连通，副送风管路(5)包括第一分路管(51)和第二分路管(52)，且第一分路管(51)和第二分路管(52)分别设置有控制第一分路管(51)和第二分路管(52)的第一阀门(53)和第二阀门(54)，副送风管路(5)的一端与防溅罩(2)连通，第一分路管(51)和第二分路管(52)均与主送风管路(3)连通，外壳(1)的外表面固定有粉尘浓度传感器(6)，外壳(1)与风机(34)之间设置有伺服控制器(10)。

2.根据权利要求1所述的基于粉尘浓度与呼吸需求自适应调节过滤送风型呼吸器，其特征在于：所述外壳(1)的外壁固定有紫外线杀菌灯(8)，且紫外线杀菌灯(8)设置于进风口(11)的正上方。

3.根据权利要求1所述的基于粉尘浓度与呼吸需求自适应调节过滤送风型呼吸器，其特征在于：所述主送风管路(3)包括第一滤盒(31)、第二滤盒(32)和第三滤盒(33)，第一滤盒(31)、第二滤盒(32)和第三滤盒(33)设置于防溅罩(2)和风机(34)之间，且沿着防溅罩(2)向着风机(34)的方向等距排列设置，第一分路管(51)背离副送风管路(5)的一端连通于第一滤盒(31)和第二滤盒(32)之间，第二分路管(52)背离副送风管路(5)的一端连通于第二滤盒(32)和第三滤盒(33)之间。

4.根据权利要求1所述的基于粉尘浓度与呼吸需求自适应调节过滤送风型呼吸器，其特征在于：所述第一通风口(21)与第二通风口(22)为相互独立、互不干扰的百叶状组成，第一通风口(21)与第二通风口(22)之间由隔板隔开。

5.根据权利要求1所述的基于粉尘浓度与呼吸需求自适应调节过滤送风型呼吸器，其特征在于：所述外壳(1)对应粉尘浓度传感器(6)的旁边固定有气体浓度传感器(7)，气体浓度传感器(7)与伺服控制器(10)通过信号连接。

6.根据权利要求1所述的基于粉尘浓度与呼吸需求自适应调节过滤送风型呼吸器，其特征在于：所述面罩(4)内设置有呼吸流量传感器(41)。

7.根据权利要求1所述的基于粉尘浓度与呼吸需求自适应调节过滤送风型呼吸器，其特征在于：所述风机(34)设置有给风机(34)供电的电池(341)，且电池(341)连接有电源芯片降压模块(342)。

技术总结
本申请涉及个体防护技术领域，尤其是涉及基于粉尘浓度与呼吸需求自适应调节过滤送风型呼吸器，包括外壳和面罩，所述外壳和面罩之间有防溅罩、主送风管路和副送风管路，外壳与防溅罩之间设置有气体净化模块，防溅罩开设有第一通风口和第二通风口，主送风管路包括风机和送风软管，送风软管一端与第一通风口连通，送风软管另一端与面罩连通，副送风管路包括第一分路管和第二分路管，第一分路管和第二分路管设置有第一阀门和第二阀门，副送风管路的一端与防溅罩连通，第一分路管和第二分路管均与主送风管路连通，外壳的外表面固定有粉尘浓度传感器，外壳与风机之间设置有伺服控制器，具有实现接尘工人的呼吸需求可以自适应调节过滤的优点。

技术研发人员：朱金佗,支前宇,何新建,王亮,徐欢,邵将,胡淇,范鹏飞,刘雪静,秦东子,李海涛
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16