RU2847895C1 - Half mask for protection of the respiratory organs and face from the cold - Google Patents
Half mask for protection of the respiratory organs and face from the coldInfo
- Publication number
- RU2847895C1 RU2847895C1 RU2025104067A RU2025104067A RU2847895C1 RU 2847895 C1 RU2847895 C1 RU 2847895C1 RU 2025104067 A RU2025104067 A RU 2025104067A RU 2025104067 A RU2025104067 A RU 2025104067A RU 2847895 C1 RU2847895 C1 RU 2847895C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- face
- mask
- respiratory organs
- cold
- neck
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты человека, в частности к индивидуальным средствам защиты органов дыхания и кожи лица от воздействия низких температур, и может найти применение в экипировке спасательных служб, туристов, спортсменов и гражданского населения.The invention relates to personal protective equipment for humans, in particular to personal protective equipment for the respiratory system and facial skin from exposure to low temperatures, and can find application in the equipment of rescue services, tourists, athletes and the civilian population.
Гипотермия - чрезмерное переохлаждение организма, угрожающее поддержанию нормального метаболизма и функционированию организма в целом (Угаров Г.С., Алексеев Р.З. К вопросу об обезвоживании организма человека в условиях естественной гипотермии // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2013. № 9. С. 130-133).Hypothermia is an excessive hypothermia of the body, which threatens the maintenance of normal metabolism and the functioning of the body as a whole (Ugarov G.S., Alekseev R.Z. On the issue of dehydration of the human body under conditions of natural hypothermia // International Journal of Applied and Fundamental Research. 2013. No. 9. pp. 130-133).
Основные теплопотери тепла, вырабатываемого в основном мышечной тканью, печенью и сердцем, происходят через кожу и легкие. В процессе снижении температуры тела в условиях отрицательных температур возникают многочисленные физиологические изменения. В основном локализация изменений происходит в сердечно-сосудистой системе, в частности происходит формирование J-волны Осборна и другие аритмии, снижается электрическая активность ЦНС, холодовому диурезу и некардиогенному отеку легких (Алябьев Ф.В., Арбыкин Ю.А., Серебров Т.В., Яушев Т.Р., Вогнерубов Р.Н., Мельникова С.Ю., Воронков С.В., Логвинов С.В. Морфофункциональные изменения внутренних органов и некоторых биохимических показателей в динамике общего переохлаждения организма // Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2014. № 29 (2). С. 71-74. DOI: 10.29001/2073-8552-2014-29-2-71-74.) Дальнейшее снижение общей температуры тела провоцирует замедление работы сердца и легких. Таким образом организмом активируется процесс теплосбережения, направленный на предотвращение гипотермического повреждения головного мозга (Витер В.И., Пудовкин В.В., Юрасов В.В., Кульбицкий Б.Н., Покотиленко В.Г., Филиппенкова Е.И. Общее переохлаждение организма. Посмертное промерзание трупа // М., 2012. С. 10-12).The main sources of heat loss, primarily from muscle tissue, the liver, and the heart, occur through the skin and lungs. As body temperature decreases in subzero temperatures, numerous physiological changes occur. Mainly localization of changes occurs in the cardiovascular system, in particular, the formation of Osborn J-wave and other arrhythmias, a decrease in the electrical activity of the central nervous system, cold diuresis and non-cardiogenic pulmonary edema (Alyabyev F.V., Arbykin Yu.A., Serebrov T.V., Yaushev T.R., Vognerubov R.N., Melnikova S.Yu., Voronkov S.V., Logvinov S.V. Morphofunctional changes in internal organs and some biochemical indicators in the dynamics of general hypothermia of the body // Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine. 2014. No. 29 (2). P. 71-74. DOI: 10.29001/2073-8552-2014-29-2-71-74.) A further decrease in overall body temperature provokes a slowdown in the work of the heart and lungs. In this way, the body activates the heat conservation process aimed at preventing hypothermic damage to the brain (Viter V.I., Pudovkin V.V., Yurasov V.V., Kulbitsky B.N., Pokotilenko V.G., Filippenkova E.I. General hypothermia of the body. Postmortem freezing of the corpse // M., 2012. pp. 10-12).
Воздействуя на организм, холод провоцирует активацию в ткани легких компенсаторно-приспособительных реакций, основная цель которых - поддержание нормальной температуры тела. Бронхо- и бронхиолоспазм противодействует резкому проникновению холодного воздуха в дыхательные пути и сокращает площадь соприкосновения с эпителием. «Калориферный» эффект в перибронхиальных сосудах позволяет согреваться воздуху, а обильное выделение слизи тормозит охлаждение эпителия за счет испарения. Компенсаторная эмфизема образуется перибронхиально вокруг спазмированных бронхов. Характерные для гипотермии (очаговые дистелектазы, внутриальвеолярный отек стазы эритроцитов в просветах капилляров, артериол и венул, кровоизлияния в просветы альвеол и выпадение фибрина) возникают при срыве адаптации к низким температурам (Осьминкин В.А., Осьминкин С.В. Компенсаторно-приспособительные реакции дыхательной системы как диагностические критерии при гистологических исследованиях в судебной медицине // Судебно-медицинская экспертиза. 2015.- № 3. - С. 12-16).When cold affects the body, it triggers compensatory and adaptive responses in the lung tissue, the main purpose of which is to maintain normal body temperature. Bronchospasm and bronchiolospasm counteract the sudden penetration of cold air into the airways and reduce the area of contact with the epithelium. The "caloriferous" effect in the peribronchial vessels allows the air to warm, and abundant mucus secretion inhibits evaporative cooling of the epithelium. Compensatory emphysema develops peribronchially around the spasmodic bronchi. Characteristic of hypothermia (focal distelectasis, intraalveolar edema, stasis of erythrocytes in the lumens of capillaries, arterioles and venules, hemorrhages in the lumens of the alveoli and fibrin deposition) occur when adaptation to low temperatures fails (Osminkin V.A., Osminkin S.V. Compensatory-adaptive reactions of the respiratory system as diagnostic criteria in histological studies in forensic medicine // Forensic medical examination. 2015. - No. 3. - P. 12-16).
Для снижения негативного влияния холода на организм необходимо в холодное время года надевать теплую и сухую одежду с максимальным сокращением открытых участков кожи, контактирующих с холодом, и обеспечить органы дыхания теплым воздухом и сократить максимально время нахождения в условиях низких температур. Для этого используют различные виды транспорта, который снабжен приборами обогрева внутреннего пространства. В местах, где нет транспорта и помещений обогрева, необходимо использовать тепловые маски, которые защищают кожные покровы лица и органы дыхания от негативного влияния холода. Однако разработанные тепловые маски (например, описанные в патенте РФ №2759158 и патенте РФ №2687990) обладают повышенной материалоемкостью, что ведет к их удорожанию и делает их недоступными для широких масс. Таким образом, возникает необходимость в разработке недорогого устройства, способного обеспечить защиту органов дыхания, кожных покровов лица и шеи от негативного влияния отрицательных температур.To reduce the negative impact of cold on the body, it is necessary to wear warm, dry clothing during the cold season, minimizing the amount of exposed skin exposed to the cold, providing the respiratory system with warm air, and minimizing the time spent in low temperatures. Various modes of transport equipped with internal heating devices are used for this purpose. In areas without transport or heated spaces, thermal masks are required to protect the skin of the face and respiratory system from the negative effects of cold. However, existing thermal masks (such as those described in Russian Patent No. 2759158 and Russian Patent No. 2687990) are highly material-intensive, increasing their cost and making them inaccessible to the general public. Therefore, there is a need to develop an inexpensive device capable of protecting the respiratory system, face, and neck from the negative impact of subzero temperatures.
Известен прибор независимого теплового комфорта организма человека (патент РФ №2342963), 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.A device for independent thermal comfort of the human body is known (RU Patent No. 2342963). Its shape and dimensions replicate the shape and proportions of the lower face. It comprises a textile section with a central opening on the inner surface for working breathing. This opening contains a liner consisting of an inner section made up of several superimposed perforated or mesh elements impregnated with a hardening compound, forming a heat-exchange surface in the form of a package curved outward with a variable radius, ranging in thickness from a few to tens of millimeters. The outer surface of the outer section is lined with several layers of dense, poorly ventilated fabric, with metal mesh elements sandwiched between the mesh elements of the middle section.
Недостатками известного прибора являются низкий уровень защиты лица от холода и высокий уровень сопротивления дыханию ввиду использования плотной плохо продуваемой ткани (патент РФ №2342963).The disadvantages of the known device are the low level of protection of the face from the cold and the high level of breathing resistance due to the use of dense, poorly ventilated fabric (RU Patent No. 2342963).
Известно антигипотермическое автономное устройство (патент РФ №2759158), состоящее из полумаски, обтюратора, ремней оголовья, клапанов вдоха, расположенных по бокам полумаски. Полумаска снабжена клапаном выдоха, к которому герметично присоединен центральный патрубок, соединенный с осушительным каналом. Осушительный канал образован из полой трубки, в верхней части которой смонтирована загрузочная крышка, через которую загружают адсорбционные патроны. Осушительный канал снабжен ремнями фиксации и клапаном сброса нижней части осушительного канала. К осушительному каналу герметично присоединен раздваиваемый гофрированный патрубок, снабженный на концах соплами подачи тепла, выполненными плоскими с тройными каналами ответвления. При этом осушительный канал в центральной части снабжен дозирующим клапаном и клапаном сброса центральной части осушительного канала.A self-contained antihypothermic device (RU Patent No. 2759158) is known. It consists of a half mask, an obturator, head straps, and inhalation valves located on the sides of the half mask. The half mask is equipped with an exhalation valve, to which a central branch pipe is hermetically sealed and connected to a drying channel. The drying channel is formed by a hollow tube, the upper portion of which contains a loading lid through which adsorption cartridges are loaded. The drying channel is equipped with securing straps and a drain valve for the lower portion of the drying channel. A bifurcated corrugated pipe is hermetically sealed to the drying channel, equipped at the ends with flat heat supply nozzles with triple branch channels. The central portion of the drying channel is also equipped with a metering valve and a drain valve for the central portion of the drying channel.
Недостатки известного устройства: большая материалоемкость, ведущая к удорожанию устройства, и зависимость работы от адсорбционных патронов (патент РФ №2759158).Disadvantages of the known device: high material consumption, leading to an increase in the cost of the device, and dependence on adsorption cartridges (RU Patent No. 2759158).
Известна полумаска для защиты органов дыхания и лица от аномально низких температур (патент РФ №2687990), состоящая из полумаски, снабженной носовым пазом и выступающей наружу частью. По контуру прилегания к лицу расположена силиконовая уплотняющая прокладка. Корпус выполнен из дерматологически безопасного пластика с малой теплопроводностью. С внешней стороны на полумаске расположены два клапана вдоха и два клапана выдоха, причем один из клапанов выдоха расположенный на передней части полумаски содержит регулятор запирания. Внутри полумаска содержит перегородку, разделяющую внутреннее пространство полумаски на две камеры - большую и малую. По центру перегородки расположен внутренний клапан выдоха и два внутренних клапана вдоха.A half mask for protecting the respiratory system and face from abnormally low temperatures (RU Patent No. 2687990) is known. It consists of a half mask with a nasal passage and a protruding portion. A silicone seal is located along the contour of the face. The body is made of dermatologically safe plastic with low thermal conductivity. On the outside of the half mask, there are two inhalation valves and two exhalation valves, with one of the exhalation valves, located on the front of the half mask, containing a locking regulator. Internally, the half mask contains a partition dividing the interior of the half mask into two chambers—a large one and a small one. An internal exhalation valve and two internal inhalation valves are located in the center of the partition.
Недостатки известного устройства: громоздкая конструкция, с большой материалоемкостью рассчитанная для использования в условиях аномально низких температур (патент РФ №2687990).Disadvantages of the known device: a bulky design with high material consumption, designed for use in conditions of abnormally low temperatures (RU Patent No. 2687990).
Из известных технических решений наиболее близкой по назначению и технической сущности к заявленному объекту является маска для защиты органов дыхания и лица от холода (патент РФ № 2039582), которая 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 essence to the claimed object is a mask for protecting the respiratory organs and face from the cold (RU Patent No. 2039582). It comprises a textile body, the central portion of which contains a protruding portion with a central opening. A support flange is formed around the flange. Perforated mesh heat-absorbing shells are attached to the inner or outer surfaces with pile textile fasteners. The mask's fastening elements are designed as pairs of ribbons, connected symmetrically in pairs and coplanar with the body on both sides. The free ends of the ribbons can be connected and separated, folded, and secured like a sling. The presence of removable inserts in the perforated shells allows for varying the degree of air recuperation and heat treatment.
Недостатками данной маски являются высокая материалоемкость и низкие эксплуатационные возможности, обусловленные увеличением сопротивления дыханию в режиме интенсивного движения.The disadvantages of this mask are its high material consumption and low operational capabilities, due to increased breathing resistance during intense movement.
Техническим результатом предложенного изобретения является расширение арсенала индивидуальных средств защиты органов дыхания и кожи лица от воздействия низких температур с низкой материалоемкостью, позволяющего использовать тепло организма для подогрева вдыхаемого воздуха лишенных недостатков аналогов.The technical result of the proposed invention is the expansion of the arsenal of individual means of protecting the respiratory organs and facial skin from exposure to low temperatures with low material consumption, allowing the use of body heat to warm inhaled air without the disadvantages of analogs.
Технический результат достигается тем, что предложена полумаска (Фиг. №1), состоящая из корпуса [1], повторяющего по периметру контур лица и переднюю часть шеи пользователя. Корпус [1] снабжен выступающим наружу носовым пазом [2], который соединен с внутренним сквозным проходом [3]. Носовой паз [2] снабжен клапаном выдоха [4]. По внешнему краю маски смонтирован обтюратор [5], обеспечивающий герметичное прилегание полумаски к лицу. Для надежной фиксации на голове и шее маска снабжена эластичными ремешками [6] с текстильными застежками.The technical result is achieved by the proposed half mask (Fig. No. 1), consisting of a housing [1] repeating the perimeter of the contour of the face and the front part of the neck of the user. The housing [1] is equipped with an outwardly protruding nasal groove [2], which is connected to an internal through passage [3]. The nasal groove [2] is equipped with an exhalation valve [4]. An obturator [5] is mounted along the outer edge of the mask, ensuring a tight fit of the half mask to the face. For secure fixation on the head and neck, the mask is equipped with elastic straps [6] with textile fasteners.
Полумаска выполнена из материала с низким коэффициентом теплопроводности, например, вспененного полиуретана, экструзионного пенополистирола.The half mask is made of a material with a low thermal conductivity coefficient, such as polyurethane foam or extruded polystyrene foam.
Устройство работает следующим образом. Пользователь прижимает полумаску к лицу и шее, затем плотно фиксирует при помощи эластичных ремешков [6] к голове и шее. Затем пользователь надевает верхнюю одежду и застегивает так, чтобы нижняя часть сквозного прохода [3] полумаски находилась под одеждой. В процессе использования при вдохе внутри полумаски понижается давление, что ведет к запиранию клапана выдоха [4] и по сквозному проходу [3] в подмасочное пространство устремляется теплый воздух из-под одежды пользователя. Из подмасочного пространства воздух поступает в носовой паз, откуда затем в органы дыхания пользователя. При выдохе давление в подмасочном пространстве повышается и под давлением открывается клапан выдоха [1] и выдыхаемый воздух выходит наружу. Таким образом, при использовании предложенного технического решения пользователь вдыхает теплый воздух, который поступает из-под одежды пользователя, где предварительно подогревается за счет тепла организмом.The device operates as follows. The user presses the half-mask to their face and neck, then secures it tightly to their head and neck using elastic straps [6]. The user then puts on outer clothing and fastens it so that the lower part of the through-passage [3] of the half-mask is located under the clothing. During use, when inhaling, the pressure inside the half-mask decreases, which leads to the exhalation valve [4] closing, and warm air from under the user's clothing rushes through the through-passage [3] into the sub-mask space. From the sub-mask space, air enters the nasal passage, from where it then enters the user's respiratory system. When exhaling, the pressure in the sub-mask space increases, and under this pressure, the exhalation valve [1] opens, and the exhaled air is released. Thus, when using the proposed technical solution, the user inhales warm air, which comes from under the user's clothing, where it is preheated by the body's heat.
Применение предложенного устройства позволит защитить органы дыхания, кожные покровы лица и шеи от негативного воздействия отрицательных температур.The use of the proposed device will protect the respiratory system, skin of the face and neck from the negative effects of sub-zero temperatures.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2847895C1 true RU2847895C1 (en) | 2025-10-15 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1287883A1 (en) * | 1985-02-01 | 1987-02-07 | Тернопольский государственный медицинский институт | Respiratory mask |
| RU2039582C1 (en) * | 1992-06-09 | 1995-07-20 | Экспериментально-производственные мастерские Института биофизики Минздрава РФ | Mask for protecting respiratory organs and facial skin from cold |
| RU118202U1 (en) * | 2012-03-06 | 2012-07-20 | Антон Александрович Синицын | DEVICE FOR PROTECTING RESPIRATORY BODIES UNDER REDUCED TEMPERATURES |
| WO2014098511A1 (en) * | 2012-12-20 | 2014-06-26 | Park Sang Hyun | Cold-protective mask |
| RU188132U1 (en) * | 2018-11-01 | 2019-04-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Второе Дыхание ТМ" | HEAT MASK MASK FOR PROTECTION OF RESPIRATORY BODIES AND FACE FROM COLD |
| CN109966667A (en) * | 2019-04-10 | 2019-07-05 | 晏雨扬 | Portable multi-function respirator |
| RU2759158C1 (en) * | 2021-04-05 | 2021-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Осетинская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Antihypothermic self-contained device |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1287883A1 (en) * | 1985-02-01 | 1987-02-07 | Тернопольский государственный медицинский институт | Respiratory mask |
| RU2039582C1 (en) * | 1992-06-09 | 1995-07-20 | Экспериментально-производственные мастерские Института биофизики Минздрава РФ | Mask for protecting respiratory organs and facial skin from cold |
| RU118202U1 (en) * | 2012-03-06 | 2012-07-20 | Антон Александрович Синицын | DEVICE FOR PROTECTING RESPIRATORY BODIES UNDER REDUCED TEMPERATURES |
| WO2014098511A1 (en) * | 2012-12-20 | 2014-06-26 | Park Sang Hyun | Cold-protective mask |
| RU188132U1 (en) * | 2018-11-01 | 2019-04-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Второе Дыхание ТМ" | HEAT MASK MASK FOR PROTECTION OF RESPIRATORY BODIES AND FACE FROM COLD |
| CN109966667A (en) * | 2019-04-10 | 2019-07-05 | 晏雨扬 | Portable multi-function respirator |
| RU2759158C1 (en) * | 2021-04-05 | 2021-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Осетинская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Antihypothermic self-contained device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Giesbrecht | Cold stress, near drowning and accidental hypothermia: a review | |
| US4412537A (en) | Fresh air breathing mask with exterior heat exchanger | |
| JP6109980B2 (en) | Device for cooling the brain | |
| CA1319678C (en) | Portable heat exchanger for inhalation rewarming | |
| US5884336A (en) | Cold weather mask including a mouth seal having a direct flow through porous hygroscopic material | |
| US4458679A (en) | Cold weather respiratory mask | |
| US5435299A (en) | Respiratory mask | |
| US9744071B2 (en) | Method and device for non-invasive anatomical and systemic cooling and neuroprotection | |
| EP2536343B1 (en) | Device for non-invasive anatomical and systemic cooling and neuroprotection | |
| US6415453B1 (en) | Low temperature thermal insulation garment utilizing the wearer's exhalant | |
| US9364633B2 (en) | Exhaled vapor collection device | |
| US20110295163A1 (en) | Therapeutic hypothermia and cardio-respiratory augmentation apparatus | |
| Lloyd et al. | Accidental hypothermia: an apparatus for central re-warming as a first aid measure | |
| US4150671A (en) | Warm air weathermask | |
| US7958888B2 (en) | Circulation apparatus and method for use of same | |
| RU2847895C1 (en) | Half mask for protection of the respiratory organs and face from the cold | |
| MEIOAVlt et al. | Inhalation Rewarming From Hypothermla. An Evaluation in-20~ Simulated Field Conditions | |
| US3835853A (en) | Breath warming devices | |
| RU2795874C1 (en) | Headgear for protecting the face from frostbite and heating the inhaled air at low temperatures | |
| RU2687990C1 (en) | Half-mask for protection of respiratory organs and face from abnormally low temperatures | |
| RU2266765C1 (en) | Element for providing thermal balance of organism (versions) | |
| Lloyd | Equipment for airway warming in the treatment of accidental hypothermia | |
| RU188132U1 (en) | HEAT MASK MASK FOR PROTECTION OF RESPIRATORY BODIES AND FACE FROM COLD | |
| CN213312698U (en) | Sore oxygen inhalation mask is prevented pressing of adjustable temperature humidity device | |
| RU2759158C1 (en) | Antihypothermic self-contained device |