САПОГ СПАСАТЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО В УСЛОВИЯХ ВИБРАЦИОННЫХ НАГРУЗОК
HIGH BOOT OF RESCUER WORKING IN CONDITIONS OF VIBRATION LOADS

Изобретение относится к средству индивидуальной защиты от вибрации, в частности к конструкции обуви спасателя, содержащей эластичные полости.
Известна конструкция виброзащитной обуви, содержащей помимо верха и подошвы упругие элементы в виде витых пружин, взаимодействующих с узлами настройки, в которых выполнены резьбовые отверстия для прохода пружин по а.с. СССР №1528431, A41D 13/08, 1989.
Известно решение, содержащее пневмокамеру, интегрированную в обувь [Журнал "Техника - молодежи", 1973, №5, с.63, рис.9.]. При этом наружный слой пневмокамеры выполнен более жестким, а внутренний - более мягким и эластичным для облегания ноги. Это позволяет не только снизить нагрузки на ноги, но и достигнуть массажного эффекта.
Наиболее близким техническим решением является конструкция кроссовок Fury PSI фирмы Reebok, которые содержат воздушные камеры и каналы с клапанами, что позволяет закачивать и стравливать воздух, тем самым обеспечивая мягкий и прочный охват стопы, полностью повторяя ее анатомическое строение [Журнал "Популярная механика", 2005, №5, с.97]. Такое решение эффективно, но дорого, так как требует применения сложных технологий и специальных материалов - прототип.
Недостатком известного решения является то обстоятельство, что оно обеспечивает сравнительно невысокую амортизацию воздействующих усилий на стопу и гашение возникающих от них колебаний, хотя и с возможностью индивидуальной настройки, при этом оно отличается сложностью конструкции и большими габаритами.
Технически достижимый результат - повышение эффективности защиты спасателя от вибрации и обеспечение повышенного комфорта обуви при ходьбе с минимальными затратами при ее изготовлении.
Это достигается тем, что в сапоге спасателя, работающего в условиях вибрационных нагрузок, содержащем голенище и виброзащитную подошву с герметичной полостью, размещенной в нижней части, и снабженную обратным клапаном для сообщения с внешней средой и источником сжатого воздуха, герметичная полость соединена посредством дросселирующей гильзы с демпфирующей полой камерой, выполненной из жесткого вибродемпфирующего материала, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», и расположенной внутри каблука, а над герметичной полостью размещена, эквидистантная и конгруентная ей, упругая герметичная оболочка, заполненная силиконовой жидкостью, а над ней расположена стелька, выполненная из иглопробивного материала типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, при чем в качестве материала подошвы может использоваться вибропоглощающий материал, например эластомер, или полиуретан со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%, а форма демпфирующей камеры может быть выполнена как многогранной, например в виде куба, так и образована телами вращения, например в виде цилиндра, сферы, а в качестве материалов герметичной упруго-демпфирующей полости и упругой герметичной оболочки могут быть использованы следующие материалы: эластомеры, например резина, литьевой полимер, например полиуретан, резинокордная оболочка, при этом с демпфирующей камерой, в ее средней части, жестко соединена защитная вставка, выполненная из более жесткого, чем подошва, упругого материала, и выполняющая функции дополнительного упругого элемента в виброзащитной системе «обувь-человек».
На чертеже показан продольный разрез предлагаемой конструкции сапога спасателя, работающего в условиях вибрационных нагрузок.
Сапог спасателя, работающего в условиях вибрационных нагрузок содержит голенище 1 нижнюю часть 2 с виброзащитной подошвой 3. Подкладка 4 голенища и нижней части 2 сапога выполнена из технического текстильного материала, причем соединение верхней и нижней частей подкладки осуществляется посредством линии 5. Верхняя часть голенища 6 может быть выполнена из искусственной кожи, декоративного текстильного материала или литьевых полимеров, например полиуретана.
Виброзащитная подошва 3 выполнена в виде заполненной сжатым воздухом герметичной упруго-демпфирующей полости 7, соединенной с расположенным над каблуком 8 обратным клапаном 9, унифицированным с вентилем велосипедной шины для подкачки от источника сжатого воздуха (на чертеже не показано) и сообщения с внешней средой, а также соединенная, посредством дросселирующей гильзы 10, с демпфирующей полой камерой 11, выполненной из жесткого вибродемпфирующего материала, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», и расположенной внутри каблука 8. Жесткость различных участков полости 7 выполнена различной: боковая поверхность 12 может быть менее жесткой, чем верхняя и нижняя поверхности или наоборот. Над герметичной полостью 7 размещена, эквидистантная и конгруентная ей, упругая герметичная оболочка 13, заполненная силиконовой жидкостью, а над ней расположена стелька (на чертеже не показано), выполненная из иглопробивного материала типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна. В качестве материала подошвы 3 может использоваться вибропоглощающий материал, например эластомер, или полиуретан со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%. При этом форма демпфирующей камеры 11 может быть выполнена как многогранной, например в виде куба, так и образована телами вращения, например в виде цилиндра, сферы.
В качестве материалов герметичной упруго-демпфирующей полости 7 и упругой герметичной оболочки 13 могут быть использованы следующие материалы: эластомеры, например резина, литьевой полимер, например полиуретан, резинокордная оболочка.
С демпфирующей камерой 11, в ее средней части, жестко соединена защитная вставка 14, выполненная из более жесткого, чем подошва 3, упругого материала, и выполняющая функции дополнительного упругого элемента в виброзащитной системе «обувь-человек».
Сапог спасателя, работающего в условиях вибрационных нагрузок работает следующим образом.
Под воздействием веса человека-оператора упругая герметичная оболочка 13, заполненная силиконовой жидкостью, и верхняя поверхность полости 7, благодаря своей эластичности и, соединенная посредством дросселирующей гильзы 10, с демпфирующей полой камерой 11, соответственным образом расположенными, принимают форму стопы человека. Полость 7, благодаря упругим свойствам внутреннего наполнителя полости - воздуха и демпфирующим свойствам гильзы 10, является эффективной пневматической двухкамерной виброзащитной системой в общей системе виброзащиты: «обувь-человек». Упругая герметичная оболочка 13, заполненная силиконовой жидкостью, смягчает и также эффективно демпфирует нагрузки при ходьбе, а также устраняет перекос стопы при неровностях, защищая стопу от вывиха. Для повышения эффективности работы виброзащитной системы «обувь-человек» давление в полости 7 можно изменить под вес человека, например, дополнительно подкачав насосом воздух через клапан 9, или наоборот, выпустив его в атмосферу.
В зависимости от создаваемого давления в полости 7 можно регулировать высоту опоры стопы, обеспечивая плотное облегание стопы, в том числе и сверху. В зависимости от жесткости оболочки 13, заполненной силиконовой жидкостью, и давления в полости 7, можно создать комфортное чувство ходьбы, например «как по траве или мягкому ковру».
Предлагаемая конструкция виброзащитной обуви обеспечивает комфорт при ходьбе и лечебно-профилактический эффект за счет виброизоляции и демпфирования воздействующих на ступню нагрузок, а также за счет более точного и плотного охвата ноги.