我设想的“电动口罩”请拍砖

一只想飞的猫

诸位大侠、社友：

您们好。

前几天北京雾霾让兄弟受害匪浅，为此兄弟想出来一个自救的小办法，做一个“电动口罩”。对此，很想听听诸位大侠、社友的意见，主要有两个方面，其一是这个小玩意是否可行，其二是是否能够发展成一个产品。

1/开发电动口罩的逻辑关系其实很简单：

1.      北京乃至华北地区、甚至全国的大气环境在可以预期的时间里很难好转，

而且只会越来越糟。理由是：

据说中国燃煤占能源比重约70%，今后随着能源需求的增加燃煤的绝对数量只会继续增加而不可能减小；

在国内今后很长一段时期汽车的保有量只会增加而不会减少，不仅有直接排放的微粒还将增加光化学毒物和毒雾。而且由于煤电占中国总电量供应94%以上，所谓电动汽车本质上仍然是燃煤汽车；

如果气候确实受人为因素影响，那么气候将继续变暖，因此大气中水汽的绝对含量只会继续增加，增加了各种微粒和毒物的滞留条件。今后中国中东部的雾霾天气的数量、面积和强度将只会继续增加。

而且已经有数据显示，北京城区的肺癌发病率远远高于北京北部的远郊区县；最近某院士说，现在广州人四五十岁肺就（因为长期吸入污染物而）黑了。

这就是一定要想办法在这种大气环境里个人自救的大背景。管不了周围的大的环境就想办法照顾好自己的小的环境吧。

2．口罩为什么一定要增加电动机构？雾霾里最可怕的是直径在PM2.5的微粒。要想从空气里过滤掉这么小的微粒，过滤材料就一定要密实，而密实的过滤材料会严重的阻碍人的自主呼吸，由此要想把自己呼吸的空气里的PM2.5的微粒除去，就必须借助外力。

我设想的外力就是一台带风扇的微型电动机。

  

2/电动口罩的结构也非常简单，如图所示。

（图，以附件形式上传）

电动口罩由过滤腔（1）、电动风扇腔（2）、口罩（3）、输气软管（4）、电池组及开关（5）组成。

过滤腔用于过滤各种直径的微粒。过滤腔的两个面分别为密实的和疏松的过滤材料，疏松的过滤材料能够为人在自主呼吸的条件下提供一些防护，以备在电动机不能正常工作的时候（如电池没电了）才打开使用。

在电动风扇腔上有一台微型的电动机（A）带动一个小风扇(B)，通过风扇的前端的抽吸作用产生低于周围环境的空气的负压力来增加空气通过密实的过滤材料的能力；同时风扇的后端的压缩作用还可以使空气在人的口鼻的周围产生高于周围环境的正压力，以保证人只吸入过滤后的空气。电动机在工作的时候会产生臭氧，所以必须设置在系统的外面。

输气软管除了把过滤后的空气输送到口罩里之外，还有另一个重要的作用，就是缓冲和平滑系统里由于吸气与呼气之间产生的空气的气压和供应量的脉动，这就要求输气软管要软、要比较粗大和有涨缩的弹性。

口罩类似于吸氧口罩。

电池组与开关放在下面还有使之成为配重的想法。

我设想，如果这些结构有一定的重量，可以用带子挂在胸前或腰间，不过如果输气管太长是不是有点太夸张？如果需要大容量的电池组，也可以单独设置电池组，挂在腰上。

3/开发设计的过程似乎应该是：

1.确定各种人群的一次吸气量的平均值（成年人大约一小时需要1.08千克的空气，约合835升）。

2.根据供气量和空气穿透过滤材料的阻力，确定电动机的功率。

3.确定最佳的系统结构，例如过滤腔的大小与电动机功率的匹配等等。

在最初的设计阶段可以使用塑料件，主要构件可以用3D打印机成型，所以可以反复的调整结构，而不用担心诸如需要开发模具之类的问题。

由此开发设计的费用是有限的和可以准确预算的。

4.我预期的可能的难点在电动机的选择上。因为人的一呼一吸，对于电动机来讲是一种交变载荷，频繁变化的交变载荷对长期连续工作的电动机来讲可能会要求很高，尤其是在电动机的功率很小的情况下。电动机的功率和电池的容量是一对矛盾，需要找到折中的平衡点。

4/如果电动口罩的方案可行，将可能有三个维度的发展：

1.开发出分别针对儿童、成年人和老年人等等不同人群的产品。

2.与个人便携式的空气洁净探测仪捆绑到一起成为一种个人的保护设备，最终

成为像手机一样方便的设备。

3.开发出针对不同污染源的过滤材料，使电动口罩成为有针对性的防护设备。

以上就是兄弟对电动口罩的设想。兄弟脱离机械行业也有三十多年了，加之本来学艺就稀松，所以设想里难免有让人见笑的地方，厚着脸皮写出来就是想请必威体育网址里的大侠们和社友们不吝赐教。咱们必威体育网址里不乏像998大侠、扫街大侠等等深不可测的高人，也不乏“战斗在一线”的社友，和您们玩的高精尖来讲，电动口罩实在是“小巴拉子”。不过我想，如果一边玩着“涡喷”一边还要挨刀或者做着“化疗”，实在也算一种悲催。如果“小巴拉子”真能减少需要挨刀做化疗的人口，也算有点价值啦，所以敬请诸位指教。

用我非常欣赏的998大侠的一段话做结尾吧：“事情不怕小，但必须有事情做，做事必须有效益，有利润，长年坚持做事情，每年推进，这就是机制，世界都如此，只有在推进过程中才能产生效益，产生利润，没有利润，就没有其它。”

先谢谢啦。

                      一只想飞的猫    2013-03-10

否定了

大侠好：你这个项目可以先从行业工人处下手，因为他们迫切需要。建议口罩和安全帽为合二为一，头部活动自如，对双手操作不产生任何障碍，另外就是口罩内壁，必须有超强疏水性，干煤矿的8小时的戴。再就是滤纸外面的粘着物你怎么解决，使用者自己清洁还是从风扇处引入定时鼓风清洁。另口罩和安全帽整合的好处就是：头部负重可以减轻面颊与颈部结合弹性材料对颈部血管的压力，长时间使用不易产生困倦。个人愚见而已。

qwchenhao

好的想法，值得收藏

dolphin168

https://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.19.pb1Kx2&id=522896916514&ns=1&abbucket=10#detail，远大出了带风机和电池的，售价180元

邱也

出来了吗

道可

好想法

一只想飞的猫

我把这个帖子捞上来，看看对ttlegyq兄是不是有点用处。

Don163

Don163 发表于 2013-3-14 17:20
戴个静电吸附口罩就解决了，就是不舒服

( L. k% M/ s- B  ?% b0 s1 t市面上已经有了，你可以找找

一只想飞的猫

看来拍砖的人太少了，帖子已经要沉下去了，这和当前的大气环境的尖锐的状况确实有点反差，例如“1月，雾霾一度将四分之的国土面积覆盖，这直接导致扎堆召开的地方两会治霾提案议案井喷，遍布23个省份，内容涵盖大气污染防治的各个层面，热度前所未有。 而在全国两会上，环保部副部长李干杰看到的提案中，9份关于空气污染，7份关于农村环保，他坦承‘压力非常大’。”这就是大形势。在帖子沉下去之前我就再说几句吧。关于998大侠对方案的建议我非常感谢，不过打个比喻说，我现在想自己造一架蜜蜂玩玩，大侠说，这个容易，我玩过380，先建个设计团队再配上一台百亿次级的计算机进行计算模拟，就很容易啦（开个玩笑，别生气）。大侠们玩的都是“高精尖”的东西，喜欢“宏大思维”，不是我们小老百姓能够见识的。事实上，谁都知道蜜蜂和380不是一回事，造蜜蜂看几本书就够用了（我记得大侠好象和北航有点关系，如果是，一定对胡继忠不陌生）。现在能够隔离pm2.5的口罩早已经有了，不是什么新鲜玩意，之所以没有能成为大家普遍使用的东西，除了年轻人不怕得肺癌，不知道雾霾的厉害之外，还因为戴着现有的口罩确实难受，而我所想的事情不是发明能够过滤PM2.5 的口罩，我只是想在现有口罩的基础上改良一下，使人戴这种口罩的时候不那么难受。现在动这个脑经的大有人在，特别是国外的一些公司，包括一些小日本的公司都在开发这个，上网搜一下就可以找到不少这种产品的介绍和图片，而且我看会越来越多，为什么我们不能另辟蹊径自己做出来？

一只想飞的猫

      哎呀！998大侠，再次感谢啦！我一直想找到计算穿透各种过滤材料的计算方法，一直也没有找到，因为各种过滤材料的变量太多，几乎没有可能直接建立理论计算公式，大概也没有人下过象无纺布、吸附碳这样的过滤材料的理论推导公式的功夫，于是以为只能靠大量的直接测量的实验，建立数据库后才能建立经验模型。如果您能够提供就再次谢谢您啦。
      至于四升的高压气瓶，如果是用在轻装潜水上，我一直以为高压的作用仅仅是为了多装一些空气，因为下潜30米规范要求不过是3个大气压。原来还有其他的功效？再次谢谢啦。
      我对电动口罩的想法来自当年我的同学分配到京西木成涧煤矿，我曾经几次随他下井玩，亲自带过工业除尘口罩体会。我是在那种体会的基础上想到的电动口罩的原理的，当然没有您经历的复杂啦。再次感谢您的指导啦。