RU2687990C1

RU2687990C1 - Half-mask for protection of respiratory organs and face from abnormally low temperatures

Info

Publication number: RU2687990C1
Application number: RU2018128650A
Authority: RU
Inventors: Чермен Владимирович Базров
Priority date: 2018-08-03
Filing date: 2018-08-03
Publication date: 2019-05-17

Abstract

FIELD: personal protection equipment.SUBSTANCE: invention relates to means of personal protection of a human body, in particular respiratory and face in conditions of abnormally low temperatures. Device consists of a half-mask, two inhalation valves and two exhalation valves, wherein one of the exhalation valves located on the front part of the half-mask comprises a locking regulator.EFFECT: proposed device, under conditions of abnormally low temperatures, with snowfalls and strong wind, enables to minimize risks associated with negative effect of negative temperatures on human body.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты организма человека, в частности органов дыхания и лица в условиях аномально низких температур.The invention relates to the means of individual protection of the human body, in particular of the respiratory system and face in abnormally low temperatures.

Известен прибор независимого теплового комфорта организма человека, имеющий форму и размеры повторяющие форму и соотношение размеров нижней части лица и содержащий секцию из текстильного материала, имеющую на внутренней поверхности центральное отверстие для рабочего дыхания, в котором размещен вкладыш в виде внутренней секции из нескольких наложенных друг на друга перфорированных или сетчатых элементов, пропитанных затвердевающим компаундом и образующих теплообменную поверхность в виде изогнутого наружу переменным радиусом пакета толщиной от единиц до десятков миллиметров. Внешняя поверхность внешней секции дополнена несколькими слоями плотной плохо продуваемой ткани, между сетчатыми элементами средней секции размещены элементы из металлической сетки (патент РФ №2342963).The device is known independent thermal comfort of the human body, having a shape and dimensions that follow the shape and size ratio of the lower part of the face and contains a section of textile material, having on the inner surface a central opening for working breathing, which contains an insert in the form of an inner section of several superimposed each other perforated or mesh elements impregnated with a hardening compound and forming a heat exchange surface in the form of a package bent outwardly with a variable radius thickness from ones to tens of millimeters. The outer surface of the outer section is supplemented with several layers of dense poorly blown fabric, between the mesh elements of the middle section are placed elements from a metal mesh (RF Patent No. 2342963).

Недостатками данного прибора являются низкий уровень защиты лица от холода, высокий уровень сопротивления дыханию. Большой процент подмешивания выдыхаемого воздуха содержащего CO2, ведет к понижению качества вдыхаемого воздуха, что отрицательно сказывается на самочувствии и физических возможностях организма.The disadvantages of this device are a low level of face protection from the cold, a high level of resistance to breathing. A large percentage of admixed exhaled air mixed with CO2 leads to a decrease in the quality of inhaled air, which adversely affects the well-being and physical abilities of the body.

Известна маска для защиты органов дыхания от холода, содержащая корпус, изготовленного из низко теплопроводного материала, в котором имеется отверстие для вдоха и выдоха, а теплообменник из высокотеплопроводного материала расположен внутри корпуса, при этом боковые стенки теплообменника скреплены с корпусом. Стенки корпуса образуют камеру между теплообменником и отверстием для вдоха и выдоха, к которой через отверстие вдоха и выдоха присоединена полая насадка, изготовленная из эластичного материала, теплопроводность которого при этом выше теплопроводности материала из которого произведен корпус, а на дне полой насадки выполнено одно или несколько отверстий (патент РФ №2045301).Famous mask to protect the respiratory system from the cold, containing the body made of low thermally conductive material, which has a hole for inhalation and exhalation, and the heat exchanger of vysokoteploprovodnogo material inside the body, with the side walls of the heat exchanger fastened to the body. The walls of the housing form a chamber between the heat exchanger and the inhalation and exhalation opening, to which a hollow nozzle made of an elastic material is connected through the inhalation and exhalation opening, the thermal conductivity of which is higher than the thermal conductivity of the material from which the body was made, and one or more holes (RF patent No. 2045301).

Недостатками известной маски являются низкий уровень согревания поступающего холодного воздуха.The disadvantages of the known masks are the low level of warming the incoming cold air.

Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявленному объекту является маска для защиты органов дыхания и лица от холода (патент РФ №2039582). Маска содержит корпус из текстильного материала, в центральной части которого расположена выступающая часть с центральным отверстием, по контуру которого выполнен опорный буртик, к которому с внутренней или внешней стороны крепят на ворсовых текстильных застежках сетчатые перфорированные теплоемкие оболочки, а элементы крепления маски выполнены в виде ленточных пар, соединенных симметрично попарно и в одной плоскости с корпусом с двух сторон с возможностью соединения и разъединения свободных концов лент, их перегиба и образования крепления по типу пращевидной повязки. Наличие съемных вкладышей перфорированных оболочек позволяет изменять степень рекуперации и тепловой обработки воздуха.Of the known technical solutions, the closest in purpose and technical nature to the claimed object is a mask for the protection of the respiratory organs and face from the cold (RF Patent No. 2039582). The mask contains a body of textile material, in the central part of which there is a protruding part with a central hole, along the contour of which a support collar is made, to which, from the inside or outside, mesh perforated heat-absorbing shells are attached to the textile fasteners, and the mask fastening elements are tape-shaped pairs connected symmetrically in pairs and in the same plane with the housing on both sides with the possibility of connecting and disconnecting the free ends of the ribbons, their bending and the formation of cr captivity by type sling bandage. The presence of removable liners perforated shells allows you to change the degree of recovery and heat treatment of air.

Недостатками маски являются низкая эффективность в условиях аномально низких температур, увеличение сопротивления дыханию в режиме интенсивного движения.The disadvantages of the mask are low efficiency in conditions of abnormally low temperatures, an increase in the resistance to breathing in the mode of intensive movement.

Цель изобретения - усовершенствование эксплуатационных возможностей средств защиты органов дыхания и лица при низких и аномально низких температурах.The purpose of the invention is the improvement of the operational capabilities of respiratory and face protection at low and abnormally low temperatures.

Поставленная цель достигается тем, что предложенное устройство, (Фиг №1) состоит из полумаски (1) снабженной носовым (2) пазом и выступающей наружу частью (3). По контуру прилегания к лицу расположена силиконовая уплотняющая прокладка (4). Корпус выполнен из дерматологически безопасного пластика с малой теплопроводностью. С внешней стороны на полумаске расположены два клапана вдоха (5) и два клапана выдоха (6), причем один из клапанов выдоха расположенный на передней части полумаски содержит регулятор запирания (7). Внутри полумаска содержит перегородку (8) разделяющую внутреннее пространство полумаски на две камеры - большую (А) и малую (Б). По центру перегородки расположен внутренний клапан выдоха (9) и два внутренних клапана вдоха (10).This goal is achieved by the fact that the proposed device (Fig No. 1) consists of a half mask (1) provided with a nose (2) groove and part (3) protruding outside. A silicone sealing gasket (4) is located along the contour of the face. The body is made of dermatologically safe plastic with low thermal conductivity. On the outer side, there are two inhalation valves (5) and two exhalation valves (6) on the half mask, and one of the exhalation valves located on the front of the half mask contains a locking regulator (7). Inside the mask contains a partition (8) separating the inner space of the mask into two chambers - large (A) and small (B). In the center of the septum is an internal exhalation valve (9) and two internal inhalation valves (10).

Внутри полумаски в камере Б расположены две трубки сечением 15 мм, изготовленные из материала с большой теплопроводностью. Трубки соединяют два внешних клапанов вдоха с двумя внутренними клапанами вдоха и расположены зигзагообразно и параллельно друг другу. Трубки снабжены боковыми ребрами высотой 2 мм и внутренним рифлением высотой 1,5 мм с шагом расположения 12 мм (11).Inside the half mask in chamber B there are two tubes with a cross section of 15 mm, made of a material with high thermal conductivity. The tubes connect two external inspiratory valves with two internal inspiratory valves and are located zigzag and parallel to each other. The tubes are provided with side ribs 2 mm high and 1.5 mm high internal grooves with a pitch of 12 mm (11).

В малой камере в нижней части расположен резервуар сбора конденсата (12) имеющий крышку покрытую отверстиями (13) с сечением 2 мм. Для минимизации потерь влаги организмом и максимальном использовании конденсата, малая камера имеет резервуар сбора влаги (12). Резервуар имеет крышку (13) с отверстиями с сечением 2 мм, что дает влаге стекающей вниз при дыхании просачиваться в резервуар. Резервуар имеет общую стенку с большой камерой где постоянно присутствует тепло, что ведет к подогреву и испарению влаги из резервуара сбора жидкости. Испаряясь пар поступает в малую камеру где увлажняет сухой поступающий воздух.In the small chamber in the lower part there is a condensate collection tank (12) with a lid covered with holes (13) with a cross section of 2 mm. To minimize the loss of moisture by the body and maximize the use of condensate, the small chamber has a tank for collecting moisture (12). The tank has a lid (13) with holes with a cross section of 2 mm, which allows moisture to flow down during breathing to leak into the tank. The tank has a common wall with a large chamber where heat is always present, which leads to the heating and evaporation of moisture from the collection tank. Vaporizing steam enters the small chamber where it moistens the dry incoming air.

Устройство работает следующим образом. Вдыхаемый холодный воздух поступает через внешние клапаны вдоха (5), затем по трубкам (11) расположенным внутри большой камеры (А) проходит через внутренние клапаны вдоха (10) в малую камеру (Б) откуда поступает в органы дыхания. После следует выдох, под давлением выдоха открывается внутренний клапан выдоха (9) через который выдыхаемый теплый воздух поступает в большую камеру (А) где обдувает трубки (11) происходит рекуперация тепла выдоха. При заполнении камеры выдыхаемым воздухом срабатывают внешние клапаны выдоха (5) и излишки воздуха вытесняются наружу. Цикл повторяется и таким образом происходит подогрев холодного воздуха в трубках за счет температуры выдыхаемого воздуха. При ухудшении условий окружающей среды связанных с понижением температуры до аномально низких температур, возникает необходимость в большем уровне рекуперации, что решается регулированием уровня открытия переднего клапана выдоха (7). При необходимости клапан полностью запирается и выдох происходит только через нижний клапан выдоха (6), что приводит к меньшим потерям тепла выдоха, тем самым из цикла выдоха убирается один клапан, через который уходил теплый воздух. При изменении условий использования и при необходимости уменьшения уровня рекуперации передний клапан открывается и устанавливается на нужном уровне открытия. Запирание переднего клапана выдоха не влечет за собой увеличение сопротивления дыханию, так как клапаны имеют достаточное сечение для дыхания через один в любых режимах использования.The device works as follows. Inhaled cold air enters through the external inspiratory valves (5), then through the tubes (11) located inside the large chamber (A) passes through the internal inspiratory valves (10) into the small chamber (B) from where it enters the respiratory organs. After exhalation follows, under the pressure of exhalation, the internal exhalation valve opens (9) through which the exhaled warm air enters the large chamber (A) where the exhalation heat is blown through the tubes (11). When the chamber is filled with exhaled air, external exhalation valves (5) are activated and the excess air is forced out. The cycle is repeated and thus the cold air is heated in the tubes due to the temperature of the exhaled air. With deterioration of environmental conditions associated with lowering the temperature to abnormally low temperatures, there is a need for a greater level of recovery, which is solved by regulating the opening level of the front exhalation valve (7). If necessary, the valve is completely locked and exhalation occurs only through the lower exhalation valve (6), which leads to less exhalation heat loss, thereby removing one valve from the expiratory cycle, through which warm air escapes. When changing conditions of use and, if necessary, reduce the level of recovery, the front valve opens and is set at the desired opening level. Locking the front exhalation valve does not entail an increase in breathing resistance, since the valves have sufficient cross-section for breathing through one in any modes of use.

На Фиг. №2 показано строение трубок, для более рационального использования тепла выдыхаемого воздуха трубки выполнены из материала с большой теплопроводностью и имеют боковые ребра (1) высотой 2 мм, расположенных перпендикулярно потокам выдыхаемого воздуха. Внутри трубки рифленые (2) с высотой рифления 1 мм и расположены по всей длине трубок с шагом 12 мм. В большой камере трубки расположены параллельно и изгибаются несколько раз. Для грубой очистки атмосферного воздуха внешние клапаны вдоха снаружи снабжены полимерной сеткой.FIG. The number 2 shows the structure of the tubes; for a more rational use of the heat of exhaled air, the tubes are made of a material with high thermal conductivity and have side ribs (1) 2 mm high, located perpendicular to the exhaled air streams. Inside the tube is corrugated (2) with a height of corrugation of 1 mm and located along the entire length of the tubes with a pitch of 12 mm. In a large chamber, the tubes are parallel and bent several times. For the rough cleaning of atmospheric air, external inspiratory valves are externally supplied with a polymer mesh.

Предложенное устройство, использованное в качестве средства индивидуальной защиты органов дыхания и лица человека в условиях аномально низких температур, при снегопадах и сильном ветре, позволит минимизировать риски, связанные с пагубным влиянием отрицательных температур на организм человека.The proposed device, used as a means of individual protection of the respiratory organs and the face of a person in conditions of abnormally low temperatures, during snowfall and strong wind, will minimize the risks associated with the adverse effects of negative temperatures on the human body.

Claims

Half mask for protection of respiratory organs and face from abnormally low temperatures, comprising a housing with a nasal groove and an outwardly protruding part with a central hole, characterized in that the housing, made of dermatologically safe plastic with low thermal conductivity, has a silicone gasket along the contour to the face there are two inhalation valves and two exhalation valves, one of which has a locking mechanism, inside the half mask contains a partition on which one exhalation valve and two inhalation valves are located; The nozzle divides the inner space of the half mask into a small and a large chamber, in a large chamber there are parallel bending tubes made of a material with high thermal conductivity, 15 mm in cross section with side ribs 2 mm high and 1.5 mm inner corrugation , in the lower part of the small chamber there is a condensate collection tank with a lid covered with 2 mm holes.