[发明专利]光电口罩

说明书

光电口罩是使用了静电分离技术、旋风分离技术、半导体紫外光杀菌技术、光催化废气转化技术的口鼻呼吸罩。可以分离污染空气中的粉尘、气溶胶；可以杀灭已知细菌和病毒；可以催化转化刺激性或有毒气体；可分解油脂悬浮物。是医护、职业防护、个人防护、军事防化等方面的呼吸空气净化技术。使用扩展模块还可以辅助人呼吸，替代人自主适应环境的温度、湿度、含氧量、呼吸深度等变化。

技术领域

一种使用静电场分离颗粒物质，使用紫外线杀毒的个人防护口罩。是替代传统过滤吸附式防护口罩和防毒呼吸器的新技术。属于医疗、环保、职业健康、生化武器防护等领域技术。把静电分离技术、旋风分离技术、半导体紫外光杀菌技术、光催化技术融合在口鼻呼吸罩上，替代传统过滤吸附式口罩在医护、工业农业生产、工程作业、军事防护等领域的应用。也是个人日常防护用品。

背景技术

传统过滤吸附式口罩从几层纱布到当前超细过滤网膜,都是在空气通过面上过滤颗粒物质以及气液混合物,这种技术实质是把污染物质阻挡在气流通道上,存在二次污染以及过滤效率逐步下降问题。呼吸通道阻力大，佩戴者呼吸困难。为减小阻力，使用大孔径滤网又无法防护超细颗粒物质以及有毒有害气体。传统技术口罩急需解决呼吸阻力大、不能过滤超细颗粒物质、无法杀菌杀病毒、无法调节温湿度、一次性不能重复连续使用、有毒刺激性气体不能转化为无害气体等问题。历经雾霾气象、非典病毒大面积传播、流行感冒频发等事件，个人佩戴有效的防护器具就显得十分必要。那些从事高粉尘、刺激性气体挥发、有毒害物质排放的工农业作业岗位，佩戴高效防护器具更是必需的。佩戴者需要轻松自如呼吸洁净空气，不用忍受传统口罩的闷热，可以自如发声并传递表情，空气中的毒害物质在口罩中分离或转化，可自如调节空气温湿度。使用传统过滤以及吸附技术不能满足这些需要。光电口罩就是针对呼吸气的粉尘颗粒物分离、细菌病毒杀灭、毒害气体转化三个主要技术问题。使用全新技术路线解决个人防护问题。

发明内容

光电口罩由大颗粒重力旋风分离器、超细颗粒静电分离场、紫外线灭菌消毒腔、紫外光有机气体催化腔、空气入口和出口等组成的呼吸通道。是用透明无毒硬塑料注塑出微型旋风分离器腔体结构；在旋风入口以及出口设置静电场电极，锥体尾部是电场电极另一端，旋风锥体内构筑出气流通过的静电场；在旋风顶端使用289nm波长的紫外线发光二极管向下照射，旋风腔内壁贴钛合金膜形成催化防护面。这样就形成了大颗粒旋风重力分离器；超细颗粒以及液化粉尘、气溶胶静电分离场；有机气体催化氧化腔；细菌病毒消毒腔；其中旋风出口和旋风锥腔还是呼出气体消毒器、传声器、排泄通道。

当人自主吸气时，空气经过旋风入口进入旋风，首先是颗粒物以及气溶胶通过电极被电场极化，在气流以及重力作用下产生离心力，离心力使它们远离空气出口，电场引力又让它们奔向旋风锥体底端，实现颗粒物以及气溶胶和空气分离。

在分离颗粒物质以及气溶胶同时，旋风顶端的紫外线发光二极管发射出289nm紫外光，对细菌以及病毒细胞进行破坏，让病毒以及细菌失去活性。为确保照射时间以及适应不同种类病毒细菌，旋风锥体尺寸可调换，确保紫外光照射时间满足0.52秒到5.1秒。为防止紫外线照射到锥体以外，锥体内衬钛金属膜，起到防止紫外线外泄作用。这样就安全实现杀菌灭毒作用。

紫外线近场照射吸入的有机气体或刺激性气味气体，气体被紫外光催化，深度氧化分解，形成无味气体或水。部分不参与光催化氧化气体，在钛合金表面氧化物质催化下，形成稳定物质。这样可实现大部分有机气体净化以及碳或氮的氧化物无害化处理。

经过分离、杀毒、催化后的气体是可以呼吸的洁净空气，洁净空气经过旋风出口进呼吸面罩，这样就形成完整呼吸通道。

不但可以吸气，还可以呼出气体，由于呼出气体是直接通过旋风出口进入锥体，在电场效应以及坟丘里效应作用下，呼出气体直接从旋风底部排出。被净化消毒后的呼出气排除口罩，实现全面防护。