專利名稱：具有監控系統的全身式正壓生物防護服的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種全身式正壓生物防護服，確切地說，是一種具有動力送風系統風量調節、電池電量顯示，低電量與低風量報警，防護服內壓力和溫度實時顯示和無線監控功能的全身式正壓生物防護服。
背景技術：
隨著生物恐怖活動的日趨猖獗、重大疫情和突發公共衛生事件的頻繁出現，國內外對高危生物污染作業人員防護服的研發力度也在進一步加大。目前已形成產品的生物防護服種類繁多，可供不同人員在不同場合使用，然而大部分生物防護服的安全性并不能滿足生物安全三級以上實驗室等高危生物污染環境的防護要求。為了提高生物防護服的安全性，正壓防護技術也被用于研制高安全性的正壓生物防護服，目前已成為高危生物污染環境和放射性污染環境下作業人員防護的重要裝備。正壓生物防護服也稱送氣式防護服， 是將防護頭部、面部、身體、手、腳和呼吸系統等功能集于一體的特殊防護服，其主要特點是防護服內氣體壓力高于環境大氣壓力，在內外壓力差的作用下達到對有害物質的高防護水平，是阻斷人員暴露于氣溶膠、生物氣溶膠、放射性塵埃、噴濺物以及意外接觸等危險的直接的物理屏障。正壓防護服可分為壓縮氣源集中供氣長管式正壓防護服和自帶動力源的電動送風式正壓防護服兩大類，通常由四部分組成透明氣密材料制成的頭罩、氣密材料制成的上下連體防護服、可更換防護手套(鞋套)和供氣系統。由于供氣系統向正壓防護服內提供的是潔凈空氣，加之內外正壓差的存在使外環境內的有毒有害物質無法進入防護服內部， 因此正壓防護服內人員將始終受到較高安全等級的防護。正壓防護服工作時內部穩定氣流的存在也使防護服內部熱量得以及時散失，具有較好的整體熱舒適性。正壓防護服工作時，人員首先從氣密拉鏈處進入防護服，穿戴好后拉上拉鏈，此時人員與外界處于密封狀態。開啟供氣系統后正壓防護服逐漸膨脹，內部氣體壓力逐漸上升， 達到與外環境形成一定正壓差的同時風量也達到穩定狀態，換氣后的氣流將從排氣閥排出ο專利CN 1451450A介紹了一種多功能防護服，具有正壓生物防護服的特點，該防護服采取整體密封設計，由壓縮氣源向內部補充潔凈空氣，使防護服與外界保持一定的正壓，從而提高了防護性能。但該防護服不具備狀態實時監控的功能，內部無布氣系統，只向頭部送氣，舒適性受到影響。專利CN 1449697 A介紹了一種疫情防護服，是一種頭部、上衣和褲子連為一體的整體防護服，帶有電動送氣裝置，可使防護服內部具有一定的正壓。該發明袖口和褲腳采用松緊帶密封的方式，密封性能差，與手套和靴子的連接不夠緊密與可靠，內部也無布氣系統，全面換熱性能差。專利CN 1513667 A介紹了一種防護材料及其醫用防護服、正壓式防護頭罩，防護材料是TPU與織物復合而成的復合材料，由其制成的防護服氣密性好，在動力送風系統的
3送氣下能夠形成正壓，具有較好的防護性能。該防護服采用頭罩與防護服分離的方式，無法在全身形成正壓，只有頭部的局部正壓，因此安全性和舒適性均受到較大影響。上述專利是國內對正壓生物防護服的研究與實踐嘗試，具有一定的正壓生物防護服的特征。但其在整體結構設計、正壓保持、人體工效學及狀態監控等方面仍與國外先進技術有較大的差距。
發明內容
本發明旨在發明一種具有狀態實時無線監控、安全性與舒適性高的具有監控系統的正壓生物防護服本發明是一種具有監控系統的全身式正壓生物防護服，由上衣和褲子連為一體的防護服主體、透明頭罩、密封拉鏈、固定在褲子上的防護靴、裝配在手套固定環上的防護手套和背部進氣接口，其特征是，所述背部進氣接口連接氣流分配模塊，氣流分配模塊進氣端連接動力送風系統或進氣軟管，所述氣流分配模塊出氣端分別連接五根軟管，五根軟管由兩根手部輸送軟管、兩根下肢輸送軟管和一根頭部輸送軟管組成；所述防護服主體上固定可調進氣閥，可調進氣閥兩端分別連接進氣軟管和設置壓縮起源的送氣管；所述防護服主體手臂上固定單向可調排氣閥；所述防護服主體內設置監控系統，監控系統由固定在胸部的壓力與溫度胸部監測器、安裝在動力送風系統的監測模塊和固定在前臂的狀態監測腕表三部分組成，所述狀態監測腕表分別與壓力與溫度胸部監測器、監測模塊通過射頻無線傳輸模塊進行數據交換。所述狀態監控腕表在壓力、風量和剩余電量過低時進行聲光報警，狀態監控腕表通過無線傳輸模塊調節動力送風系統的輸出風量大小。所述防護服主體面料采用三層設計，外層是厚度為0. 3mm-0. 6mm的TPU薄膜材料， 中間層為針織布，內層是厚度為0. 2mm-0. 4mm的TPU薄膜材料，三層材料通過熱壓貼膜的方式進行復合。所述密封拉鏈通過高頻熱合的方式安裝在防護服主體左側。所述透明頭罩由透明TPU材料制成，透明頭罩頂部設置送氣襯腔、腦后設置送氣管腔，透明頭罩通過高頻熱合與防護服主體連接。所述送氣襯腔和送氣管腔于透明頭罩前額部位設置線性排氣孔。所述單向可調排氣閥由閥體、固定墊片、緊固圈、單向閥片固定螺栓、流量調節器、 單向閥片和單向閥座組成，閥體通過固定墊片和緊固圈固定在防護服主體手臂上，單向閥片通過單向閥片固定螺栓和單向閥座固定于閥體內，流量調節器固定與閥體頂端。本發明也可用于帶有潔凈壓縮氣源的實驗室等場所，通過送氣管將壓縮氣源連接在防護服主體上的可調進氣閥上，取下動力送風系統及附件，將專用密封件裝配到防護服進氣接口，壓縮氣體經過軟管減壓后進入到防護服內部布氣系統，通過調節可調進氣閥，維持正壓防護服內部壓力和流量。本發明的優點是正壓生物防護服主體面料采用特殊設計的TPU貼膜復合材料， 高頻熱合加工性能好，氣密性強，重量輕，質地軟硬適中，穿著舒適。正壓生物防護服整體采取高頻熱合加工而成，氣密性高，安全性強，頭罩全部采用高透明度的TPU膜材高頻熱合而成，無視覺障礙。本發明正壓生物防護服還具有穿、脫方便的特點。本發明正壓生物防護服可以采用兩種供氣方式，動力送風式和壓縮氣源式，且二者可快速安全切換。該正壓生物防護服具有風量自主調節，狀態自動監控與報警功能，保障穿著人員在復雜及高危環境下的安全。本發明可為生物安全三級及以上實驗室、高危生物污染環境作業人員提供高安全系數的防護，同時具有較高的舒適性，可降低作業人員的生理和心理負擔。本發明的正壓生物防護服主要應用于生物安全4級實驗室及其他具有高度生物污染的環境。具有兩種供氣方式，其中長管式正壓防護服適用于實驗室及其他活動范圍有限的場所，動力送風式正壓防護服可在野外等復雜環境下使用。但動力送風正壓防護服受動力源(電池)使用時間的限制，其持續工作時間不如長管式正壓防護服。
圖1為正壓生物防護服總體結構主視圖2為正壓生物防護服總體結構后視圖3為正壓生物防護服總體結構側視圖4為正壓生物防護服布氣系統示意圖5為正壓生物防護服氣流分配模塊示意圖6為正壓生物防護服單向可調排氣閥結構示意圖
圖7為正壓生物防護服狀態監控系統工作原理圖8為壓縮氣源供氣式正壓生物防護服結構后視圖
圖9為壓縮氣源供氣式正壓生物防護服結構側視圖。
具體實施例方式本發明正壓生物防護服上衣和褲子面料采用3層設計，外層b是厚度為0. 3-0. 6mm 的TPU材料，中間層a為針織布，內層c是厚度為0. 2-0. 4mm的TPU材料，3層材料通過熱壓貼膜的方式進行復合，獲得具有良好氣密性和機械強度，同時質感柔軟，重量輕的正壓防護服復合面料。如圖1-3所示，本發明正壓生物防護服由上衣和褲子連為一體的防護服主體2、透明頭罩7、IlOcm長的密封拉鏈9、固定在褲子上的防護靴(鞋)1、裝配在手套固定環4上的防護手套3、背負在背部的動力送風系統15、單向可調排氣閥18及各種輔助元件組成。其中，防護服主體2由圖1所示的TPU復合材料通過高頻熱合的方法制成，透明頭罩7由0. 5mm 厚透明TPU材料制成，包括頂部的送氣襯腔8和腦后的送氣管腔11，通過高頻熱合方法與防護服主體2連接。狀態監控系統包括固定在胸部的壓力與溫度監測器6、固定在前臂的狀態監控腕表5及安裝在動力送風系統15中的通訊模塊組成。動力送風系統15通過軟管 14連接背部進氣接口 13，3個小型高效空氣過濾器16用于凈化空氣。如圖4-5所示，本發明正壓生物防護服內部帶有氣流分配模塊19，其上帶有5根軟管，手部輸送軟管10負責向手部輸送潔凈空氣，下肢輸送軟管17負責向下肢輸送潔凈空氣，頭部輸送軟管12負責向頭部輸送潔凈空氣。本發明正壓生物防護服工作時，首先打開動力送風系統15、壓力與溫度監測器6 和狀態監控腕表5的電源開關，拉開密封拉鏈9，人員進入防護服后拉緊密封拉鏈9，此時動力送風系統15將過濾后的潔凈空氣通過氣流分配模塊19和固定其上的5根軟管分別輸送至頭部和四肢，并在防護服內外逐漸形成正壓，將待防護服鼓起后，調節單向可調排氣閥18，觀察狀態監控腕表5上的壓力值，達到預定要求后停止調節，防護服即進入工作狀態。 氣流分配模塊19和固定其上的5根軟管可使潔凈空氣直接到達四肢等換氣不充分的區域， 可有效降低穿著時的四肢悶熱感。透明頭罩7由透明度高的TPU材料制成，可使穿著者工作時無視覺障礙，送氣襯腔8和腦后的送氣管腔11將潔凈空氣送往頭部前額部位，通過線性排氣孔進入頭罩并形成氣幕，在供給穿著人員呼吸的同時，保護前部面屏免于由于呼氣造成的起霧現象。如圖6所示，正壓生物防護服單向可調排氣閥18由閥體23、固定墊片24、緊固圈 26、單向閥片固定螺栓27、流量調節器28、單向閥片21和單向閥座22組成。單向可調排氣閥18可通過固定墊片M和緊固圈沈固定在防護服面料25上，正常工作狀態如圖6所示，在防護服內外壓差的作用下，單向閥片21張開，氣流從防護服內部向外部排放，調節流量調節器觀可改變流量的大小。當正壓防護服內部壓力過低甚至形成內外負壓時，單向閥片21自動閉合，使外部氣體無法進入防護服內部，保證了正壓生物防護服在任何狀態下都具有較高的安全性。如圖7所示是本發明正壓生物防護服狀態監控系統工作原理圖，狀態監控系統包括固定在胸部的壓力與溫度監測器6、固定在前臂的狀態監控腕表5及安裝在動力送風系統15中的監測模塊組成。壓力與溫度監測器6檢測并顯示正壓防護服內部壓力和溫度，動力送風系統15的監測模塊檢測并顯示電池剩余電量，并將風量數據記錄下來。壓力與溫度監測器6和動力送風系統15的監測模塊檢測的防護服狀態參數均通過射頻無線傳輸模塊傳輸至狀態監控腕表5。狀態監控腕表5顯示正壓生物防護服的主要運行參數，包括壓力、 溫度、風量、剩余電量等，并能在壓力、風量和剩余電量過低時進行聲光報警，狀態監控腕表 5還可以無線調節動力送風系統15的輸出風量大小。如圖8-9所示，本發明正壓生物防護服還可用于帶有潔凈壓縮氣源的實驗室等場所，通過送氣管四將壓縮氣源連接在防護服主體2上的可調進氣閥30上，取下動力送風系統15及附件，將專用密封件31裝配到防護服背部進氣接口 13上，壓縮氣體經過進氣軟管 32減壓后進入到防護服內部氣流分配模塊19，通過調節可調進氣閥30，維持正壓防護服內部壓力和流量處于合適范圍。盡管為了說明的目的，給出了本發明的實施例，但本領域內的技術人員均可在不脫離本發明附屬的權利要求書范圍下，對其進行多種修改和補充。
權利要求
1.一種具有監控系統的全身式正壓生物防護服，由上衣和褲子連為一體的防護服主體、透明頭罩、密封拉鏈、固定在褲子上的防護靴、裝配在手套固定環上的防護手套和背部進氣接口，其特征是，所述背部進氣接口連接氣流分配模塊，氣流分配模塊進氣端連接動力送風系統或進氣軟管，所述氣流分配模塊出氣端分別連接五根軟管，五根軟管由兩根手部輸送軟管、兩根下肢輸送軟管和一根頭部輸送軟管組成；所述防護服主體上固定可調進氣閥，可調進氣閥兩端分別連接進氣軟管和設置壓縮起源的送氣管；所述防護服主體上固定單向可調排氣閥；所述防護服主體內設置監控系統，監控系統由固定在胸部的壓力與溫度胸部監測器、安裝在動力送風系統的監測模塊和固定在前臂的狀態監測腕表三部分組成， 所述狀態監測腕表分別與壓力與溫度胸部監測器、監測模塊通過射頻無線傳輸模塊進行數據交換。
2.根據權利要求1所述的具有監控系統的全身式正壓生物防護服，其特征是，所述防護服主體面料采用三層設計，外層是厚度為0. 3mm-0. 6mm的TPU薄膜材料，中間層為針織布，內層是厚度為0. 2mm-0. 4mm的TPU薄膜材料，三層材料通過熱壓貼膜的方式進行復合。
3.根據權利要求1所述的具有監控系統的全身式正壓生物防護服，其特征是，所述密封拉鏈通過高頻熱合的方式安裝在防護服主體左側。
4.根據權利要求1所述的具有監控系統的全身式正壓生物防護服，其特征是，所述透明頭罩由透明TPU材料制成，透明頭罩頂部設置送氣襯腔、腦后設置送氣管腔，透明頭罩通過高頻熱合與防護服主體連接。
5.根據權利要求4所述的具有監控系統的全身式正壓生物防護服，其特征是，所述送氣襯腔和送氣管腔于透明頭罩前額部位設置線性排氣孔。
6.根據權利要求1所述的具有監控系統的全身式正壓生物防護服，其特征是，所述單向可調排氣閥由閥體、固定墊片、緊固圈、單向閥片固定螺栓、流量調節器、單向閥片和單向閥座組成，閥體通過固定墊片和緊固圈固定在防護服主體上，單向閥片通過單向閥片固定螺栓和單向閥座固定于閥體內，流量調節器固定于閥體頂端。
7.根據權利要求1所述的具有監控系統的全身式正壓生物防護服，其特征是，所述狀態監控腕表在壓力、風量和剩余電量過低時進行聲光報警，狀態監控腕表通過無線傳輸模塊調節動力送風系統的輸出風量大小。
全文摘要
本發明公開了一種具有監控系統的全身式正壓生物防護服。本發明由防護服主體、透明頭罩、密封拉鏈、固定在褲子上的防護靴、防護手套和背部進氣接口，所述背部進氣接口連接氣流分配模塊，氣流分配模塊進氣端連接動力送風系統或進氣軟管，所述氣流分配模塊出氣端分別連接五根軟管；所述防護服主體上固定可調進氣閥，可調進氣閥兩端分別連接進氣軟管和設置壓縮起源的送氣管；所述防護服主體手臂上固定單向可調排氣閥；所述防護服主體內設置監控系統，監控系統由固定在胸部的壓力與溫度胸部監測器、安裝在動力送風系統的監測模塊和固定在前臂的狀態監測腕表三部分組成。本發明可為生物安全三級及以上實驗室、高危生物污染環境作業人員提供高安全系數的防護，同時具有較高的舒適性，可降低作業人員的生理和心理負擔。
文檔編號B32B27/40GK102166045SQ2011100622
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月15日 優先權日2011年3月15日
發明者吳金輝, 楊荊泉, 林松, 王政, 田濤, 衣穎, 郝麗梅 申請人:中國人民解放軍軍事醫學科學院衛生裝備研究所