薛博水 陈德凯

摘要：工作人员在变电场所进行应急检修时，使用的防毒面罩存在呼吸不畅通问题，使其内部容易起雾，影响工作人员的视线，降低了配戴面罩情况下的工作效率，因此研究一种智能送风辅助呼吸式防毒面具。设计防毒口罩结构形态，装入排风马达与控制电路板，调节排风量智能送风辅助呼吸，完成面具设计。实验结果：以实际应急抢修工作为测试环境，分别对持续半小时和一小时工作状态下的防毒面具进行测试，本文设计的面罩均没有发现起雾问题，能够在工作人员的身体健康前提下，提高配戴面罩情况下的工作效率。

关键词：智能送风;辅助呼吸;防毒面具;

中图分类号：TS941.731.8文献标识码：A

0引言

电力防毒面具是一种专门隔离外界有毒物质的呼吸装置，被广泛用于在主配网变电站和开闭所中，进行SF6设备的维护检修和消防应急工作，主要在电力检修和应急工作中，保护工作人员的呼吸器官和裸露皮肤不受侵害，阻断外界有毒气体和颗粒粉的传播。电力防毒面具包括多个组成部分：面罩主要是保护眼睛及面部皮肤免受伤害，滤芯单元可以过滤设备维护和检修时，空气中可能存在的化学物质，如氟化氢和二氧化硫等酸性气体，以及ALF3和CuF2等顆粒粉末。

但现阶段电网运维所使用的防毒面具存在下面几个问题：一方面防毒面具通过滤芯单元吸入空气比较费劲，导致呼吸不畅、气闷等情况，严重者可能会导致运行人员在作业过程中缺氧。另一方面普通防毒面具面罩主体和呼吸口罩相互独立且密闭，在活动时容易在面罩内部起雾，影响检修视线。因此本文进行一种新型的防毒面具研制，通过智能送风装置辅助呼吸，保证工作人员的生命安全，提高戴面罩情况下的工作效率。

1一种智能送风辅助呼吸式防毒面具研制方法

1.1设计防毒口罩结构形态

为减少防毒面罩的起雾问题，保证工作人员在进行设备维修时，能够具备畅通的呼吸状态，对智能送风辅助呼吸式防毒面具的结构形态进行设计。根据固定系统将面罩主要分为两个部分，一是头部防护结构，需要与面罩的主体结构相连，在耳朵位置对应留出孔洞，保留工作人员的听力效果。二是面中防护部分，主要是对眼睛的鼻子以及裸露皮肤进行保护，根据大多数工作人员的脸型设计整体连接锁扣，方便进行头部和面部尺寸的调节。其中连接部分选择较轻材质，防止长时间工作引起的头部压痛等问题。

1.2装入排风马达与防毒滤芯

在完成整体结构设计后，在其中装入排风马达和防毒滤芯，直接对马达的电路板程序进行编写，使其能够在定量的电源管理下，直接通过按钮调节排风量，达到控制指示灯的指令输出，完成干净空气的调节输送。排风马达直接选择国产5BLD40型号装置，在设定好的间隔周期内进行风向调节，保证在面罩起雾阶段完成消除效果。在配备的排风马达中包含两个通路管，呈现出Y字形态，能够在内部气道中引导气流吸入，当眼睛窗口周围存集水汽时进行吹扫，使其具备阻水功能。

防毒滤芯设计主要分为两个结构呈现上下套环模式，上层为装填层，主要是过滤有毒气体，下层是滤烟层，主要过滤有害溶胶分子。上下两层的过滤材料装填方式不同，在装填层中采用层装模式，直接将有毒物质吸附在材料表面，滤烟层采用径流方式，横截面不变的前提下进行轴向流动。

1.3调节排风量智能送风辅助呼吸

自动调节装置是智能送风的主要功能部件，一般在配戴嘴的周边设置水汽采集膜，在水汽达到设置定量时可以触发排风马达，实现气体输送通路的快速连接。在输送风量过程中要注意减少损失，对产生水汽的嘴巴位置和鼻子位置要安装隔离膜布，使其在呼吸过程中能缓解水汽压力，防止配戴一瞬间的面罩起雾问题出现。

排风马达可自动将过滤后的空气主动送入防毒面具的面罩和口罩中，并且可以智能调节送入防毒面具内的送风量，保障运行人员在设备检修环境下的高效工作，以及呼吸器官和面部皮肤的安全。至此本文在设计防毒口罩结构形态，装入排风马达与控制电路板，调节排风量智能送风辅助呼吸，完成智能送风辅助呼吸式防毒面具设计。

2 实验测试

为验证本文设计的防毒面具具有实际应用效果，能够在进行维修和检修工作时，减少起雾程度，采用实验测试的方面进行论证。以某省变电站实际运行的测试环境，选取故障的电力设备作为测试样本，将其维修过程中产生的有害气体进行统计，上传至MATLAB测试平台中。针对故障设备进行检修操作，选择两组工作人员进行对比，一组配戴本文设计的面罩，另一组配戴传统面罩。

为减少测试环节，此次选择的两组面具，均具备同等的有害物质隔离效果，分别让工作人员配戴两组面具，进行设备维修，设置维修时间分别为半小时和一小时，对比两种工作状态下的面具起雾情况，结果如下图1与图2所示。

根据图中内容所示，在两种工作时间下，本文设计的面罩均没有发生起雾问题，与原始面罩拍摄图片基本一致。而传统面罩在两个阶段均会产生雾气，其中一小时状态下雾气基本布满面罩，影响工作人员的工作状态。综合结果可知：本次设计的面罩能够在长时间的工作下，保持清晰干净的可视条件，有效地解决了起雾问题，具有实际应用效果。

3结束语

本文为有效的加快电网企业装备智能化进度，促进变电站的运维检修工作效率，设计一种新的智能辅助呼吸式防毒面具。实验结果表明：在变电站实际维修工作的使用过程中，能够有效控制起雾程度，可以在全行业范围内进行推广。但由于本人时间有限，仅能在一个方面进行测试，所得结论具有一定偏差性，后续研究中会针对不足之处，加以改进，为特殊环境下工作和行业提供安全保障。

参考文献

[1] 谌建国.全自动防毒面具过滤器生产线及控制系统设计[J].现代制造技术与装备，2021，57（05）：190-193+201.

[2] 周川，杨博，杨光，等.防毒面具用Zr-MOFs吸附材料研究进展[J].材料导报，2021，35（05）：5140-5146.