Устройство защитное дыхательное

Устройство защитное дыхательное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к устройствам для защиты органов дыхания человека от содержащихся в воздухе вредных примесей.

Известны устройства [1-4] для очистки воздуха от вредных примесей - защитные дыхательные маски.

Все известные устройства, как аналоги [1-3], так и прототип [4], включают в свой состав шлем и (или) маску с очковым узлом, подмасочником, обтюратором и фильтром из фильтрующе-поглощающих материалов. Все данные дыхательные устройства отличаются типом и характеристиками материалов маски и шлема, фильтрующе-поглощающих материалов, массовыми характеристиками и габаритными размерами. При этом все данные устройства можно рассматривать как средства превентивной и (или) экстренной защиты, так как они отличаются невысокими защитными и эксплуатационными характеристиками. Их использование позволяет обеспечить защиту человека в течение некоторого времени, достаточного для выхода из опасной зоны, например в аварийных условиях, выполнить определенные операции по ликвидации условий опасности либо повышению уровня защиты и т.д. Более длительное их применение, в случае необходимости, невозможно. Кроме того, невысокая физиолого-гигиеническая переносимость, быстрое снижение сопротивления дыханию в условиях загрязнения и воздействия других поражающих факторов обуславливают низкие эксплуатационные характеристики рассматриваемых средств защиты.

За прототип [4] предлагаемого изобретения принята защитная дыхательная маска, содержащая надеваемый на голову шлем, выполненный из огнестойкого растягивающегося резинового материала. Отверстие в шлеме плотно прилегает к шее. Маска имеет очки и фильтр из фильтрующих материалов, герметично прикрепленные к растягивающемуся резиновому материалу. На внутренней стороне маски имеется переходник для респиратора. Переходник отделяет нос и рот от фильтра и равномерно распределяет дыхательную смесь. Переходник имеет обратный клапан для выпуска выдыхаемого газа. Фильтр защитной дыхательной маски многослойный и состоит из нескольких слоев материалов, каждый из которых обладает различными свойствами и защищает от разных групп химически опасных веществ. Причем фильтр выполнен в виде полоски, прикрывающей область рта и носа. Многослойный фильтр состоит из нетканого фильтрующего материала на основе ультратонких полимерных волокон, несущих электростатический заряд и обеспечивающих защиту от аэрозолей, следующий слой (или пакет материалов) - ткань или нетканый материал из активных углеродных волокон, обеспечивающих эффективное поглощение (сорбцию) паров вредных веществ, и последний слой - нетканый материал с приятным грифом, препятствующий прямому контакту лица с активной угольной тканью.

Недостатком защитной дыхательной маски является то, что фильтр из фильтрующих материалов выполнен в виде полоски, охватывающей область рта и носа, остальная часть маски выполнена из растягивающегося резинового материала, который не является фильтром. Другим недостатком прототипа является то, что хотя шлем плотно прилегает к шее, между шлемом и защитной одеждой остается незащищенная поверхность кожи.

Существенным недостатком защитной дыхательной маски, кроме вышеуказанных, является использование материалов из активных углеродных волокон, которые имеют низкую эксплуатационную устойчивость. Кроме того, недостатком таких материалов является их высокая стоимость и отсутствие исходного сырья на территории Российской Федерации.

Задачей изобретения является повышение защитных свойств дыхательных устройств и улучшение их эксплуатационных характеристик.

Поставленная задача достигается путем реализации предлагаемого защитного дыхательного устройства.

Общий вид предлагаемого устройства приведен на чертеже.

Устройство содержит надеваемый на голову человека шлем (1) с пелериной (2), выполненный из огнестойкого материала, с отверстием в нижней части, с манжетой (3), плотно прилегающим к шее, очковый узел (4) и фильтрующий материал (5) в виде пакета фильтрующе-сорбирующих химзащитных материалов, герметично прикрепленные к маске шлема, подмасочник (6), расположенный на внутренней стороне маски, с обратным клапаном (7) для выпуска выдыхаемого газа и устройство крепления (8).

В предлагаемом устройстве шлем выполнен совместно с пелериной и состоит из двух отдельно изготавливаемых слоев - наружного огнезащитного и внутреннего фильтрующе-сорбирующего химзащитного. Между собой слои скреплены с помощью очкового узла, обратного клапана и соединительного шва по пелерине. Таким образом, фильтрующе-сорбирующий химзащитный слой прикреплен по всей внутренней поверхности шлема. Кроме того, что пелерина выполняет функции крепления слоев, она необходима для лучшей изоляции организма от агрессивной среды, что позволяет по сравнению с прототипом обеспечить необходимую герметичность предлагаемого устройства. Огнезащитный слой выполняется из огнестойкого материала на основе шерсти и льна (ТУ 8314-047-49957293-2004) или из ткани с огнестойким дискретным полимерным покрытием (ТУ 8713-024-10725218-2004). Огнестойкие материалы, обладая высокой степенью износоустойчивости, способствуют обеспечению долговечности изделий. Фильтрующе-сорбирующий химзащитный слой представляет собой следующий пакет материалов: фильтрующий материал ФПП 15-1,5 (ТУ 6-16-2813-84), два слоя сорбирующей угленаполненной бумаги с содержанием активированного угля до 40% масс. (ТУ ОП 5459-48-00281097-2004) с промежуточной между слоями бумаги тканью, пропитанной ферроцианидом меди с содержанием до 15% масс. (ТУ 6-16-3110-90), нетканый прокладочный материал арт.2 с 530-34 (ТУ 8729-096-05790484-97) - гигиенический слой, препятствующий прямому контакту лица с сорбирующей угленаполненной бумагой. Сорбирующая угленаполненная бумага изготавливается по высокопроизводительной технологии, применяемой в целлюлозно-бумажной промышленности, с использованием композиции из смеси целлюлозных волокон, активного угля (или смеси углей различных марок), связующего и сульфата алюминия для осаждения связующего. Материал имеет необходимую пористость и низкое сопротивление дыханию, что обеспечивает наряду с высокими защитными свойствами комфортное пребывание в изделиях на основе данного материала. В нижней части шлема имеется манжета (обтюратор) из эластичного материала (ТУ 38105735-85, марки Б-201 или 51-1565), обеспечивающая высокую герметичность дыхательного устройства.

Многослойность предлагаемого устройства обеспечивает каркасность изделию и наличие свободного пространства между головой человека и внутренней поверхностью изделия. Подмасочник обеспечивает отделение рта и носа от пакета фильтрующе-сорбирующих химзащитных материалов, равномерное распределение вдыхаемого воздуха и незапотеваемость стекол очкового узла. Наличие устройства крепления на основе эластичного материала с оголовьем и пряжками, закрепленными на внутренней стороне фильтрующе-сорбирующего химзащитного слоя, обеспечивает плотное прилегание подмасочника к лицу, а также дополнительно поддерживает каркасность конструкции дыхательного устройства.

При этом, обязательным является выполнение условий: площадь поверхности шлема S_шл.=(8/5...9/5)S_гол. человека, толщина пакета огнезащитного и фильрующе-сорбирующего химзащитного слоев устройства не превышает 3,55 мм, где S_шл. - площадь поверхности шлема, S_гол. - площадь поверхности головы.

Такое соотношение обеспечивает каркасность шлему и наличие воздушного свободного пространства между головой человека и внутренней поверхностью шлема и развитую поверхность для дыхания. При этом обеспечивается низкое сопротивление потоку воздуха и низкие скорости потока паров вредных веществ через пакет материалов толщиной, не превышающий 3,55 мм, и тем самым необходимые защитные свойства изделиям за счет более длительного контакта паров вредных веществ с фильтрующе-сорбирующими химзащитными материалами. Увеличение толщины пакета материалов приведет к увеличению сопротивления потоку воздуха и, как следствие, к ухудшению комфортности пребывания в изделии. Использование предлагаемого технического решения, реализующего заявляемые признаки, позволяет существенно повысить как защитные, так и эксплуатационные характеристики дыхательного устройства.

Достигаемый положительный эффект обеспечивается следующим порядком функционирования устройства: воздух по всей поверхности шлема через защитные материалы поступает в свободное пространство между головой человека и внутренней поверхностью шлема, далее через клапаны вдоха воздух поступает в подмасочник и используется для дыхания. Выдыхаемая воздушная смесь через клапан выдоха поступает в окружающую атмосферу.

Результаты сравнительных испытаний заявляемого дыхательного устройства, а также устройства-прототипа представлены в таблице.

Экспериментальными испытаниями по стандартным методикам установлено, что использование разработанного дыхательного устройства позволяет обеспечить защиту человека от веществ различных классов как в парообразном, так и в аэрозольном состоянии. Применение в заявленном техническом решении предложенных материалов и конструктивных решений позволяет существенно повысить защитные (в 1,5-9 раз выше по парам бензола, хлорциана и аммиака соответственно по сравнению с прототипом) и эксплуатационные свойства дыхательного устройства (сопротивление потоку воздуха снижается более чем в 25 раз по сравнению с прототипом, физиолого-гигиеническая переносимость становится выше по сравнению с прототипом). При этом следует особо подчеркнуть, что за счет низкой устойчивости устройства-прототипа к воздействию эксплуатационных факторов различного характера его использование в реальных условиях не позволяет реализовать даже имеющийся уровень защитных свойств.

Исходя из вышеизложенного, следует, что применение предлагаемого технического решения обеспечивает достижение положительного эффекта и выполнение поставленной задачи. При этом каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени вносит свой вклад в повышение защитных свойств и улучшение эксплуатационных характеристик разработанного защитного дыхательного устройства.

Литература

1. RU, патент 2172193, кл. А 62 В 7/10, 18/02, 1998 г.

2. RU, патент 2200600, кл. А 62 В 18/08, 2002 г.

3. RU, патент 2202387, кл. А 62 В 7/10, 18/02, 2001 г.

4. US, патент 5875775А, кл. А 62 В 29/00, 37|00, 1997 г.

Устройство защитное дыхательное, содержащее надеваемый на голову человека шлем, выполненный из огнестойкого материала, с отверстием в нижней части, плотно прилегающим к шее, очковый узел и фильтрующий материал, герметично прикрепленные к маске шлема, подмасочник, расположенный на внутренней стороне маски, с обратным клапаном для выпуска выдыхаемого газа, отличающееся тем, что шлем выполнен совместно с перелиной и состоит из двух отдельно изготавливаемых слоев - огнезащитного и фильтрующе-сорбирующего химзащитного, скрепляемых между собой с помощью очкового узла, обратного клапана и соединительного шва по пелерине, кроме того, шлем содержит в нижней части манжету из эластичного материала, а также устройство крепления подмасочника с оголовьем и пряжками, закрепленными на внутренней стороне химзащитного слоя, фильтрующе-сорбирующий химзащитный слой прикреплен ко всей внутренней поверхности шлема и представляет собой следующий пакет материалов: материал фильтрующий ФПП 15-1,5, два слоя сорбирующей угленаполненной бумаги с содержанием активированного угля до 40 мас.%, ткань, пропитанную ферроцианадом меди с содержанием последнего до 15 мас.%, размещенную между указанными слоями угленаполненной бумаги, нетканый прокладочный материал, причем S_шл.=(8/5...9/5)S_гол, а толщина пакета материалов не превышает 3,55 мм, где S_шл. - площадь поверхности шлема, S_гол. - площадь поверхности головы.