專利名稱：一種正壓醫(yī)用安全頭罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)用器械領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種正壓醫(yī)用安全頭罩。
背景技術(shù)：
頭罩屬于防護(hù)用品，可應(yīng)用于噴漆、消防、化工、旅游、醫(yī)療等多種行業(yè)。根據(jù)使用目的頭罩可分為多種，如普通安全頭罩、通風(fēng)頭罩、防煙逃生頭罩、強(qiáng)制通風(fēng)頭罩、電動(dòng)送風(fēng)式頭罩等。頭罩可以提供頭部防護(hù)、空氣供給等多種功能。其中可用于醫(yī)學(xué)防護(hù)的頭罩主要是為了防護(hù)周圍環(huán)境的核、化、生危害，尤其是為臨床醫(yī)務(wù)人員在工作時(shí)接觸到具有潛在感染性的患者血液、體液、分泌物等提供阻隔、防護(hù)作用。在各種頭罩中，正壓頭罩是使頭罩內(nèi)保持正壓，從而可以避免頭罩外的環(huán)境空氣未經(jīng)處理進(jìn)入頭罩，安全性較高，舒適性較強(qiáng)。頭罩內(nèi)的正壓一般是通過(guò)通氣管或自帶氧氣瓶向頭罩內(nèi)通氣獲得，通過(guò)通氣管向頭罩內(nèi)通氣需要較長(zhǎng)的通氣管，外接電機(jī)，工作時(shí)間較長(zhǎng)，但活動(dòng)范圍受限，而通過(guò)自帶氧氣瓶供氧或壓縮空氣，則需要攜帶比較笨重的瓶體，并且受瓶?jī)?nèi)氣體所限，供氧時(shí)間較短，氣流流量小，所產(chǎn)生的正壓也較小。因此需要提供能在污染環(huán)境工作時(shí)間長(zhǎng)，活動(dòng)范圍大，并且正壓效果好的頭罩。目前尚無(wú)此類頭罩的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型公開了一種正壓醫(yī)用安全頭罩。
該頭罩主要由可視面罩2、罩衣1、濾毒罐9、風(fēng)機(jī)8、電源7、控制器6和電器集成腰袋4等部件組成。
本實(shí)用新型所公開的頭罩通過(guò)給氣系統(tǒng)將凈化后的空氣輸送到頭罩內(nèi)，因此其過(guò)濾系統(tǒng)非常重要。該頭罩中的濾毒罐設(shè)置兩級(jí)過(guò)濾結(jié)構(gòu)，且兩級(jí)濾層之間按135°夾角布設(shè)，減少盲區(qū)面積，降低針孔效應(yīng)產(chǎn)生的概率，以達(dá)到提高總捕集效率的目。發(fā)明人選擇的HEPA濾材通常被認(rèn)為是所有無(wú)機(jī)纖維中最安全的材料，不含活性物質(zhì)，對(duì)低濃度亞微米級(jí)粉塵的捕集效率在99.97％以上，而且對(duì)細(xì)菌等微生物的捕集效率一般比捕集0.3μm顆粒的規(guī)定值可高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。除此之外，發(fā)明人采取了吸附與過(guò)濾互補(bǔ)的設(shè)計(jì)，根據(jù)活性炭微孔的孔徑在(0.5～50)nm之間，單位材料中微孔的總內(nèi)表面積可高達(dá)(700～2300)m2/g和活性炭能夠吸附某些空氣微生物并殺死它們的特點(diǎn)，每級(jí)HEPA濾層設(shè)置了活性炭吸附層。該濾罐在50L/min流量下使用初期最大壓降為30mm±5mm水柱，透過(guò)率要求達(dá)到0.002％～0.003％，有效過(guò)濾時(shí)間可保證16h。
該實(shí)用新型的頭罩其送氣管5出氣口固定在使用者額頭上前方，保證氣流從額頭上前方通過(guò)整個(gè)面部吹向前胸罩衣縮口部位，在頭部由上至下形成一定流量的潔凈空氣流，不僅有利于使用者呼吸，而且可以帶走使用者呼出的廢氣和排出的汗液，提供相對(duì)舒適的工作條件。在出氣口處設(shè)置分流板，避免局部氣流過(guò)強(qiáng)。
頭罩上部呈橢園柱體與下部罩衣聯(lián)接，在罩衣兩袖口和下部敞口處縫合寬形松緊帶使敞口適當(dāng)封閉。頭罩主要由聚氯乙烯片材和聚氨酯涂層纖維布經(jīng)高頻熱合機(jī)粘合加工完成，可保證頭罩的密封性能。在罩衣前胸部和后背部適當(dāng)位置各開一圓孔，做為聽診器3橡膠管和送氣管5通道，接合處使用墊圈熱合密封。
面罩和罩衣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮人體工效學(xué)要求，在保證頭罩功能的前提下，配戴方便，不影響醫(yī)務(wù)人員正常診治工作和行動(dòng)，不給醫(yī)務(wù)人員造成較強(qiáng)的疲勞感。
本實(shí)用新型的頭罩可使用直流電池或交流電源供電。其中，直流電池為鋰電池7，并配一套充電器。交、直流供電可通過(guò)開關(guān)電源自動(dòng)進(jìn)行切換。當(dāng)無(wú)外接交流電源時(shí)，由直流電池供電；當(dāng)裝置接入交流電后，直流電池自動(dòng)停止供電，改由交流電源供電。
風(fēng)機(jī)8選用適合個(gè)人配戴的小型風(fēng)機(jī)，要求噪聲低、性能可靠、能耗較小，可保證在有限的能源供給條件下較長(zhǎng)時(shí)間地工作，維持頭罩內(nèi)的有效正壓環(huán)境。密封良好的頭罩正壓建立時(shí)間不大于2分鐘，當(dāng)正壓裝置達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)后，頭罩內(nèi)氣壓應(yīng)保持在(140±10)Pa范圍內(nèi)。
控制器6可控制風(fēng)機(jī)8，保證合適的氣體流速和流量，為使用人員提供較適宜風(fēng)力環(huán)境。
電氣元件漏電流符合GB9706.1中第19章要求；設(shè)置有過(guò)壓、過(guò)流、漏電、防濺保護(hù)裝置；單相交流電源電壓降至198V，直流電壓降至10v時(shí)能正常啟動(dòng)。在工作狀態(tài)下，噪聲功率級(jí)不大于60dB，電氣部件設(shè)有抗電磁干擾保護(hù)裝置，抗電磁干擾能力符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
電氣集成腰袋4攜帶和固定有濾毒罐9、風(fēng)機(jī)8、電池7和控制器6。腰袋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮人體工效性，既結(jié)實(shí)牢固、攜帶方便、外觀整潔；又不影響醫(yī)務(wù)人員的診治工作，不給醫(yī)務(wù)人員造成較強(qiáng)的疲勞感。
該裝備工作原理是將環(huán)境空氣經(jīng)除菌、除病毒凈化后，通過(guò)給氣系統(tǒng)輸送到頭罩內(nèi)，在頭部由上至下形成一定流量的清潔空氣氣流，并使頭罩內(nèi)保持正壓；頭罩內(nèi)潔凈空氣在正壓作用下只能通過(guò)罩衣縮口處向外排放，從而對(duì)醫(yī)務(wù)人員起到良好的保護(hù)作用。
正壓醫(yī)用安全頭罩供醫(yī)務(wù)人員在近距離接觸傳染性疾病尤其是呼吸道傳染病如傳染性非典型肺炎患者的環(huán)境中使用。正壓醫(yī)用安全頭罩在正壓條件下提供衛(wèi)生清潔的空氣，防止醫(yī)務(wù)人員受到感染。
本實(shí)用新型的頭罩人一機(jī)工效性好，持續(xù)使用時(shí)，沒(méi)有造成使用者呼吸困難、疲勞顯著增強(qiáng)和其它身體不適；可操作性強(qiáng)，易于裝配、穿戴使用和脫卸；電氣安全性好，電氣元件有過(guò)壓、過(guò)流、漏電、防濺保護(hù)裝置，單相交流電源電壓降至198V，直流電壓降至10V時(shí)能正常啟動(dòng)；抗電磁干擾，有抗電磁干擾保護(hù)裝置；可靠性好，有良好的作業(yè)可靠性，連續(xù)工作時(shí)間不小于100h，使用壽命不少于1年，平均故障時(shí)間MTBF不少于300h；平均修復(fù)時(shí)間不大于1h。


圖1為為正壓醫(yī)用安全頭罩原理圖。
圖2為正壓安全頭罩正面示意圖。
圖3為正壓安全頭罩背面示意圖。
圖4為濾毒罐結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
圖5為面罩組裝圖正視圖。
圖6為面罩組裝圖俯視圖。
圖7為面罩組裝圖左視圖。
圖8為控制器電路原理圖。
圖9為正壓醫(yī)用安全頭罩電氣集成腰袋示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一正壓醫(yī)用安全頭罩的結(jié)構(gòu)性能正壓醫(yī)用安全頭罩主要包括可視面罩2、罩衣1、濾毒罐9、風(fēng)機(jī)8、電源7、控制器6和電器集成腰袋4等部件。如圖2，圖3所示。本實(shí)用新型的頭罩的技術(shù)參數(shù)、性能指標(biāo)及工藝條件如下1、尺寸及質(zhì)量參數(shù)正壓醫(yī)用安全頭罩總質(zhì)量小于3.5kg，其各部件組成的尺寸與質(zhì)量參數(shù)見表1。
表1 正壓醫(yī)用安全頭罩主要部件尺寸質(zhì)量參數(shù)

2、頭罩頭罩上部呈橢園柱體與下部罩衣1聯(lián)接，在罩衣兩袖口和下部敞口處縫合寬形松緊帶使敞口適當(dāng)封閉。頭罩主要由1.5mm厚透明聚氯乙烯片材和聚氨酯涂層纖維布經(jīng)高頻熱合機(jī)粘合加工完成，可保證頭罩的密封性能。
送氣管5出氣口固定在使用者額頭上前方，保證氣流從額頭上前方通過(guò)整個(gè)面部吹向前胸罩衣縮口部位。在出氣口處設(shè)置分流板，避免局部氣流過(guò)強(qiáng)。
在罩衣前胸部和后背部適當(dāng)位置各開一圓孔，做為聽診器3橡膠管和送氣管5通道，接合處使用墊圈熱合密封。
面罩2和罩衣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮人體工效學(xué)要求，在保證頭罩功能的前提下，配戴方便，不影響醫(yī)務(wù)人員正常診治工作和行動(dòng)，不給醫(yī)務(wù)人員造成較強(qiáng)的疲勞感。見圖2，圖3。頭罩的組裝見圖5，圖6，圖7。
3、濾毒罐濾毒罐9的設(shè)計(jì)一方面參照了國(guó)內(nèi)外空氣過(guò)濾器的相關(guān)理論和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，另一方面參考了過(guò)濾式防毒面具通用技術(shù)條件、防毒面具濾毒灌性能試驗(yàn)方法、過(guò)濾式防微?？谡值纫幌盗袊?guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
該濾毒罐9主要是用于局部空間的空氣凈化，當(dāng)待過(guò)濾的空氣中粒子濃度較低時(shí)，濾材表面不會(huì)形成粉塵沉積層，能夠在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持其本身沉積捕捉粒子的狀態(tài)，濾材的選擇可以控制集塵性能。HEPA(超高效過(guò)濾器)，對(duì)低濃度亞微米級(jí)粉塵有很高的捕集效率(在99.97％以上)。
通過(guò)論證在唐山化學(xué)廠生產(chǎn)的HEPA濾材濾毒罐基礎(chǔ)上進(jìn)行以下改進(jìn)一是將其原來(lái)的一級(jí)過(guò)濾改為兩級(jí)過(guò)濾結(jié)構(gòu)，且兩級(jí)濾層之間按135°夾角布設(shè)。減少盲區(qū)面積，降低針孔效應(yīng)產(chǎn)生的概率，以達(dá)到提高總捕集效率的目的，我們選擇的HEPA濾材通常被認(rèn)為是所有無(wú)機(jī)纖維中最安全的材料，不含活性物質(zhì)，而且其對(duì)細(xì)菌等微生物的捕集效率一般比捕集0.3μm顆粒的規(guī)定值可高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。二是吸附與過(guò)濾互補(bǔ)。根據(jù)活性炭微孔的孔徑在(0.5～50)nm之間，單位材料中微孔的總內(nèi)表面積可高達(dá)(700～2300)m2/g和活性炭能夠吸附某些空氣微生物并殺死它們的特點(diǎn)，在兩級(jí)HEPA濾材之間設(shè)置了活性炭吸附層。該濾毒罐9在50L/min流量下使用初期最大壓降為30mm±5mm水柱，透過(guò)率要求達(dá)到0.002％～0.003％，有效過(guò)濾時(shí)間可保證16h，見圖4。環(huán)境污染空氣11經(jīng)過(guò)進(jìn)氣口12進(jìn)入濾毒罐9，經(jīng)過(guò)濾變?yōu)閮艋諝?8，從出氣口17排出，中間經(jīng)過(guò)了丙綸無(wú)紡布疏水層16，玻璃纖維層13，含銀活性炭層14，玻璃纖維層13，活性炭纖維層15和丙綸無(wú)紡布疏水層16。4、風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)8需要適合個(gè)人配戴的小型風(fēng)機(jī)，其噪聲低、性能可靠、能耗較小，可保證在有限的能源供給條件下較長(zhǎng)時(shí)間地工作，維持頭罩內(nèi)的有效正壓環(huán)境。密封良好的頭罩正壓建立時(shí)間不大于2分鐘，當(dāng)正壓裝置達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)后，頭罩內(nèi)氣壓應(yīng)保持在(140±10)Pa范圍內(nèi)。風(fēng)機(jī)8的具體指標(biāo)如下直徑≯150mm；厚度≯95mm；輸入電壓直流12V；
輸入電流≯3A；功率40～50W；供給氣體流量30～50L/min；出口氣體壓力(2500±200)Pa；噪聲功率級(jí)≯60dB。
5、電源系統(tǒng)可使用直流電池或交流電源。其中，直流電池為鋰電池7，并配一套充電器。交、直流供電可通過(guò)開關(guān)電源自動(dòng)進(jìn)行切換。當(dāng)無(wú)外接交流電源時(shí)，由直流電池供電；當(dāng)裝置接入交流電后，直流電池自動(dòng)停止供電，改由交流電源供電。具體指標(biāo)如下5.1直流電池容量10Ah；輸出電壓直流12V；充電電壓直流16.5V～17.5V；充電電流≯3A；直流電池維持穩(wěn)定工作時(shí)間4h。
5.2交流電源輸出電壓12V；輸出電流4A；功率≯50W。
5.3充電器輸入電壓交流90V～260V；頻率50Hz～60Hz；輸出功率40W；輸出電壓直流16.8V；
輸出電流直流2A。
6、控制器6可控制風(fēng)機(jī)，保證合適的氣體流速和流量，為使用人員提供較適宜風(fēng)力環(huán)境。控制器電路原理圖見圖8?？刂破骶唧w指標(biāo)如下外形尺寸125mm×67mm×32mm；質(zhì)量≯0.1kg。
7、電氣安全性電氣元件漏電流符合GB9706.1中第19章要求；設(shè)置有過(guò)壓、過(guò)流、漏電、防濺保護(hù)裝置；單相交流電源電壓降至198V，直流電壓降至10V時(shí)能正常啟動(dòng)。在工作狀態(tài)下，噪聲功率級(jí)不大于60dB，電氣部件設(shè)有抗電磁干擾保護(hù)裝置，抗電磁干擾能力符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
8、電氣集成腰袋電氣集成腰袋4由厚度為1mm的聚氯乙烯吸塑加工而成，用于攜帶和固定濾毒罐9、風(fēng)機(jī)8、電池7和控制器6。腰袋4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮人體工效性，既結(jié)實(shí)牢固、攜帶方便、外觀整潔；又不影響醫(yī)務(wù)人員的診治工作，不給醫(yī)務(wù)人員造成較強(qiáng)的疲勞感，上面還設(shè)計(jì)有配件袋10。如圖9所示。
9、可靠性和可維修性可靠性按GJB899中的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，可維修性按GJB 368.5中的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
10、易洗消性正壓醫(yī)用安全頭罩可洗消，多次使用。
11、加工工藝和材料面罩2和罩衣1均采用高頻熱合工藝加工制作，罩衣1與可視面罩2、罩衣與罩衣之間聯(lián)接的抗拉強(qiáng)度，達(dá)到GB/T 3923.1中的有關(guān)規(guī)定。
全部制作材料達(dá)到國(guó)家或行業(yè)對(duì)該材料規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，材料可進(jìn)行洗消殺毒，可重復(fù)使用。材料對(duì)皮膚的刺激性，達(dá)到GB/T 16886.10中的有關(guān)規(guī)定。
權(quán)利要求1.一種正壓醫(yī)用安全頭罩，主要由可視面罩(2)、罩衣(1)、濾毒罐(9)、風(fēng)機(jī)(8)、電源(7)、控制器(6)組成，其特征在于(1)濾毒罐(9)為兩級(jí)過(guò)濾結(jié)構(gòu)，每級(jí)過(guò)濾結(jié)構(gòu)含有高效濾材層和活性炭吸附層；(2)送氣管出氣口固定在使用者額頭上前方，在出氣口處設(shè)置分流板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭罩，其特征在于濾毒罐(9)中的兩級(jí)濾層呈135°夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭罩，其特征在于濾毒罐(9)中高效濾材層為玻璃纖維層(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭罩，其特征在于活性炭吸附層為含銀活性炭層(14)或活性炭纖維層(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭罩，其特征在于電源為交、直流兩用電源，交、直流供電可通過(guò)開關(guān)電源自動(dòng)進(jìn)行切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頭罩，其特征在于直流電源為鋰電池(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭罩，其特征在于濾毒罐(9)、風(fēng)機(jī)(8)、電池(7)和控制器(6)合成為一個(gè)部件即電器集成腰袋(4)，使用時(shí)掛在腰部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭罩，其特征在于在罩衣前胸部適當(dāng)位置開一圓孔，做為聽診器(3)橡膠管通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭罩，其特征在于在罩衣后背部適當(dāng)位置開一圓孔，做為送氣管通道(5)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種正壓醫(yī)用安全頭罩，該頭罩主要包括可視面罩2、罩衣1、濾毒罐9、風(fēng)機(jī)8、電源7、控制器6和電器集成腰袋4等部件。該頭罩適于近距離接觸傳染性疾病患者的人員使用，能提供衛(wèi)生清潔的空氣，防止醫(yī)務(wù)人員受到感染。具有通氣流量大，過(guò)濾效果好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61M16/06GK2629732SQ0326212
公開日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2003年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
發(fā)明者王政, 田豐, 楊荊泉, 吳太虎, 高萬(wàn)玉, 楊健, 孫曉軍, 杜振杰, 劉圣軍, 陳世謙, 張彥軍 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所