ФОТОННАЯ КВАНТОВО-МЕХАНИЧЕСКАЯ (ФКМ) ЗАЩИТНАЯ МАСКА
PHOTONIC QUANTUM MECHANICAL (PQM) PROTECTIVE MASK

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к защитным лицевым маскам и может быть использовано в качестве индивидуальной защиты носителя маски и окружающих людей от вирусной и бактериальной инфекции, передающейся воздушно-капельным путем.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Основным критерием эффективности маски считается надежная защита от вирусной и бактериальной инфекции, передающейся воздушно-капельным путем. Немаловажно при этом и обеспечение комфортных условий пользования - легкость и удобство маски, простота эксплуатации. Существующие маски лишь частично защищают от прямого попадания бактериальной инфекции в организм и не предназначены для защиты от вирусов, поскольку вирусы способны проникать сквозь микроскопические отверстия.
Маски из ткани или бумаги могут защитить в течение 2 часов, пока не отсыреют. Некоторые из них предусматривают пропитку фильтров антибактериальными составами (вытяжки лука, чеснока, и других компонентов) и таким образом обладают незначительным бактерицидным эффектом, сохраняющимся в течение нескольких часов. Пользование упомянутыми составами некомфортно и может вызвать аллергию или приступы астмы. Как правило, маски одноразовые и требуют специальной утилизации.
Известно множество технических решений, направленных на повышение эффективности традиционных марлевых и бумажных масок.
Например, медицинская маска (SU 1590071, A61F 13/12, 1990), содержащая фильтровальную прослойку из специального фильтрующего материала, который подвергают дополнительной очень сложной обработке для улучшения фильтрующих свойств. Недостатком маски является высокая сложность в изготовлении и поддержании ее качеств.
Известна медицинская маска (патент RU 2127619, МПК А62В 18/02, 20.03.1999), содержащая фильтровальную прослойку из фильтрующего материала, пропитанного антисептическим средством, которое не противопоказано для слизистой оболочки. Недостатком этого технического решения являются ограниченные функциональные возможности маски.
Известна также медицинская маска (патент RU 92336, МПК А62В 18/02, 20.03.2010), содержащая фильтровальную прослойку из фильтрующего материала и газофильтрующую прослойку, закрепленную на фильтровальной прослойке с выполнением между прослойками малоразмерных полостей с размещенными в них газофильтрующими средствами, при этом в качестве газофильтрующего средства используют мелкоразмерные частицы активированного угля.
Недостатком этого технического решения также являются относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно не позволяет осуществить защиту от более широкого разнообразия патогенных микроорганизмов.
Известны также медицинские маски (например, патент RU 137861 и др.), в которых антимикробные фильтрующие прослойки или их системы различной конфигурации покрыты мелкоразмерными или наночастицами серебра.
Основным недостатком их является все-таки их низкая бактерицидная эффективность (показатель снижения микробной обсемененности, равный отношению числа погибших к числу имевшихся до воздействия), так как:
- во-первых, спектр действия серебра не распространяется на все патогенные микроорганизмы;
- во-вторых, частицы серебра не могут губительно воздействовать на микроорганизмы дистанционно. Требуется контакт в течение определенного времени, разного для различных микроорганизмов.
С этой позиции привлекательным является инактивация микроорганизмов ультрафиолетовым (УФ) излучением, Наиболее эффективным губительным действием обладает излучение с длинами волн 240-270 нм, причем максимум эффективности приходится на диапазон 250-265 нм, где находятся пики полос ДНК и РНК микроорганизмов.
Известна индивидуальная маска по патенту №40847, в которой обеззараживающий элемент выполнен в виде ультрафиолетового светодиода с блоком питания, создающего поток излучения (постоянного или пульсирующего), инактивирующего вирусы и бактерии в проходящем для дыхания воздухе.
Подобный принцип обеззараживания вдыхаемого воздуха использован и в известном средстве индивидуальной защиты от вирусной инфекции по патенту №2404816, в котором уничтожение вирусов также осуществляется ультрафиолетовым излучением.
Не анализируя другие недостатки упомянутых устройств, в которых обеззараживание вдыхаемого воздуха осуществляется УФ-излучением светодиодов, сразу отметим, что они характеризуются чрезвычайно низкой бактерицидной эффективностью (менее 0,1).
Известна также полезная модель «Индивидуальная фильтрующая маска с бактерицидной обработкой воздуха на излучающих полупроводниковых элементах» по патенту RU №94421, МПК A41D 13/11, опубл. 27.05.2010.
Корпус маски, выполненный из резины или пластмассы, закрывает рот и нос человека, и имеет свободный объем около рта и носа. Корпус имеет в передней лицевой части круглое отверстие, выполненное в виде тонкостенной цилиндрической трубы, в которую вставлена кольцевая плата со светодиодами, световой поток которых направлен внутрь в сторону отверстия. Для защиты от частиц пыли и дыма с внешней стороны цилиндрическая труба снабжена резьбой, на которую навинчена вторая труба, внутреннее пространство которой заполнено фильтровальными веществами. Кроме того, предусмотрены варианты маски с дополнительными светодиодами, излучающими в области 620-680 нм и 820-890 нм и импульсным многоканальным переключателем, позволяющим включать-выключать различные комбинации светодиодов. Есть варианты с клапаном с электрическими контактами, срабатывающим при вдыхании и выдыхании и, соответственно, каждый раз при срабатывании включающим светодиоды.
В варианте технического решения предусмотрен также клапан, свободно пропускающий наружу при выдыхании облученный воздух. Устройство по патенту №94421 имеет следующие недостатки:
3
1. Низкая бактерицидная эффективность маски из-за невозможности установить в маске количество светодиодов, обеспечивающих необходимую для инактивации объемную дозу бактерицидного излучения. Например, для инактивации с эффективностью 0,999 вируса гриппа (объемная доза которого составляет 385 Дж/м) светодиод является практически точечным излучателем и без дополнительных отражателей и рассеивателей излучает только в одну сторону, причем максимальный угол излучения у УФ-светодиодов составляет всего 140 градусов. Поэтому для создания равномерного потока ультрафиолетового излучения достаточной интенсивности потребуется большое количество светодиодов.
2. Другие недостатки относятся к конструкции маски, к выбору светодиодов и схеме их питания:
2.1. Расположение светодиодов по периметру круга не обеспечивает равномерной освещенности, а следовательно, и повсеместной внутри цилиндра инактивации вирусов, бактерий и других возбудителей инфекций.
2.2. Часть излучения, не поглощенная микроорганизмами (а это - ориентировочно около 99%, по оценке эффективного сечения микроорганизмов при обычных концентрациях их в период эпидемии гриппа), большей частью поглощается стенками камеры.
2.3. Применение двух труб с резьбой (для крепления платы со светодиодами и размещения фильтра) усложняет конструкцию маски и утяжеляет ее.
Таким образом, недостатками маски-прототипа являются: низкая бактерицидная эффективность, большое энергопотребление, обусловленное низким КПД УФ-светодиодов диапазона 260 нм, сложность конструкции и высокая стоимость.
Наиболее близкой к совокупности существенных признаков заявляемой полезной модели является «Защитная медицинская маска», фильтрующая маска с бактерицидной обработкой воздуха УФ излучением по патенту RU №173502, МПК A41D 13/11, опубл. 2017.08.29.
Защитная медицинская маска, содержащая корпус со средствами крепления на лице носителя маски, и бактерицидную камеру в передней лицевой части корпуса, снабженную входным фильтром и источником ультрафиолетового излучения, расположенным внутри бактерицидной камеры и соединенным с блоком электропитания, отличается тем, что источник ультрафиолетового излучения выполнен в виде малогабаритной амальгамной газоразрядной лампы. При этом внутренняя поверхность бактерицидной камеры выполнена из материала, отражающего ультрафиолетовое излучение, внутри камеры установлена перегородка из материала, прозрачного для ультрафиолетового излучения, а на выходе бактерицидной камеры установлен воздушный фильтр, выполненный из материала, поглощающего ультрафиолетовое излучение.
2. Маска по п. 1, отличающаяся тем, что бактерицидная камера выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, перегородка установлена со стороны его нижней грани параллельно лампе, а воздушный фильтр установлен на задней грани параллелепипеда.
3. Маска по п. 2, отличающаяся тем, что лампа установлена на расстоянии, равном 2/3 высоты параллелепипеда от его нижней грани, а перегородка установлена на расстоянии, равном 1/3 высоты параллелепипеда от его нижней грани.
4. Маска по п. 1, отличающаяся тем, что бактерицидная камера выполнена в виде цилиндра, вдоль оси которого установлена лампа, причем перегородка выполнена состоящей из двух соосно установленных обечаек, закрепленных на противоположных основаниях камеры, каждая из которых выполнена из материала, прозрачного для ультрафиолетового излучения.
Недостатки:
- Метод, который использует коротковолновый УФ излучение для уничтожения микроорганизмов путем разрушения нуклеиновых кислот и разрушения их ДНК, очень опасен для человека и используется, обычно, для дезинфекции закрытых помещений и может использоваться только в закрытых, изолированных от человека помещениях, например для их стерилизации (широко используется в Израиле).
3
- Размещение амальгамной газоразрядной лампы, уровня излучения порядка 500-1000 Дж/м)) внутри ограниченного объема маски, вблизи дыхательных путей человека, крайне опасно и несет в себе потенциальную опасность проявлением прямых и побочных эффектов.
- Проблематично осуществить эффективную защиту от побочных факторов воздействия мощного УФ излучения в малообъемных пространствах (учитывая зависимость коэффициента надежности системы от числа ее элементов).
3
- УФ излучение (уровня излучения порядка 500-1000 Дж/м) может очень быстро вызвать ожоги и привести к раку кожи.
- УФ излучение, не видно человеческому глазу, при 254 нм производит озон, который также может представлять опасность для здоровья человека.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технический результат изобретения направлен на повышение бактерицидной эффективности, при одновременном повышении безопасности для носителя маски и окружающих людей, снижение энергопотребления и упрощение конструкции защитной маски.
Технической проблемой, решаемой заявляемым изобретением, является создание конструкции защитной маски, обеспечивающей комфортность, безопасность и надежную защиту носителя маски от болезнетворных микроорганизмов, передающихся воздушно-капельным путем, при одновременном упрощением ее конструкции и обеспечении приемлемых экономических показателей маски.
Основой бактерицидного действия является разрушения клеток живого организма ультрафиолетовыми лучами в диапазоне длины волны 200-300 нм. Это явление используется для обеззараживания жидкостей, воздуха и газов от различных микроорганизмов, дрожжевых и плесенных грибков и вирусов (Фиг. 4, 5).
Метод, который использует коротковолновый диапазон УФ излучения, - для уничтожения микроорганизмов путем разрушения нуклеиновых кислот и разрушения их ДНК.
Бактерицидное действие УФ излучения на микроорганизмы наблюдается в спектральном диапазоне 205-315 нм, но ДНК и РНК большинства бактерий и вирусов наиболее чувствительны к излучению с длиной волны 260-270 нм (Фиг. 6). Установлено, что вид кривых Sδk(λ) для разных видов патогенных микроорганизмов практически одинаков.
o
2
Эффективность зависит от дозировки (мощность × время) и длины волны, такая же дозировка может быть достигнута при более низких уровнях облучения, если время экспозиции будет увеличено (Фиг. 7). Значение дозы необходимой для 10-кратного уменьшения N, зависит от вида микроорганизма, для многих бактерий доза равна 2-20 мДж/см.
2
Однако нет необходимости убивать патогенные микроорганизмы с помощью жесткого и мощного УФ излучения, что осуществляется для стерилизации зараженных медицинских помещений. Меньшее количество УФ излучения позволяет предотвратить их размножение и эта величина для многих случаев составляет порядка 100 мкДж/см.
2
Таким образом, необходимая доза УФ излучения для обеспечения индивидуальной эффективной бактерицидной защиты людей в обычных бытовых условиях составляет порядка 100 мкДж/см.
Это обстоятельство позволяет значительно упростить построение бытовых защитных масок для населения, сделать их более безопасными и комфортными для людей, не снижая их эффективности, при одновременном снижении их стоимости.
Выше приведенное обстоятельство позволяет обратить более серьезное внимание на малогабаритные УФ светодиоды в качестве источников УФ излучения.
УФ светодиоды наряду со своими классическими «собратьями» активно завоевывают ниши, где не так давно еще применялись люминесцентные либо же газоразрядные ультрафиолетовые лампы.
В работе ультрафиолетового светодиода заложен принцип, согласно которому происходит излучение света при прохождении через полупроводниковый переход постоянного тока фиксированной величины. Для создания именно ультрафиолетового излучения используются такие присадки как: арсенид галлия алюминия, нитрид галлия, нитрид алюминия и т.д. В результате этого получаются светодиоды со спектром излучения, находящиеся в диапазоне от 100 до 400 нм (ближняя часть УФ - диапазона) (Фиг. 8).
Дозы излучения УФ-С светодиода, необходимые для инактивации вирусов и предотвращения их размножения, на порядки ниже, чем требуется для уничтожения вирусов и бактерий, что делает стоимость светодиодных УФ-установок для обеззараживания коммерчески жизнеспособной.
УФ светодиоды обладают высокими жизненными и эксплуатационными характеристиками. Отличаются высокой надежностью и длительным сроком службы и делятся по спектральным областям излучения на классы:
- А. Диапазон составляет 365-415 нм;
- B. 280-365 нм;
- C. 200-280 нм.
Наиболее эффективными для обеззараживания воды и стерилизации воздуха считаются УФ-светодиоды-С диапазона (200-280 нм). Основное применение светодиодов данного диапазона - ультрафиолетовое обеззараживание воды, стерилизация воздуха, а также удаление неприятных запахов.
Так для примера, Seoul Viosys и Sensor Electronic Technology, Inc. (SETi) объявили, что им удалось добиться стерилизации области, заряженной коронавирусом (COVID-19) на 99.9% за 30 секунд. Испытания проводились в исследовательской группе Корейского университета с использованием полупроводниковой технологии Violeds, которая используется в серийном производстве УФ светодиодов.
Также серийно выпускаются УФ светодиоды для UVC диапазона (200-280 нм) (Азимут Фотоникс).
Ультрафиолетовые светодиоды серии UVC для диапазона 200-280 нм используются главным образом в промышленных применениях. УФ светодиоды компании LG Innotek доступны для заказа в виде голого чипа или в корпусе для поверхностного монтажа. Более короткие длины волны излучения в настоящее время разрабатываются и будут введены в ассортимент в ближайшее время.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Указанный технический результат достигается тем, что защитная медицинская маска 1, содержащая корпус со средствами крепления на лице носителя маски и бактерицидную камеру, внутренняя поверхность которой выполнена из материала, отражающего ультрафиолетовое излучение, снабжена защитным фильтром 7, выполненным из материала, поглощающего ультрафиолетовое излучение, и источником ультрафиолетового излучения 11, расположенным внутри бактерицидной камеры и соединенным с источником питания 5 электропроводящими каналами 6, при этом источник ультрафиолетового излучения 11 выполнен в виде малогабаритного УФ-С светодиода, а бактерицидная камера 9 выполнена в виде сфероидальной замкнутой полости с эквивалентным радиусом R, поверхность которой N>1,  воздушными каналами 10 диаметром d<R, при этом защитный фильтр бактерицидной камеры 7 выполнен в виде сфероидальной оболочки и установлен так, чтобы его внутренняя поверхность плотно облегала внешнюю поверхность бактерицидной камеры 9, а саму бактерицидную камеру 9 герметично устанавливают в корпус защитной маски 1 так, чтобы между внешней поверхностью бактерицидной камеры 9 и внутренней части оболочки корпуса маски образовалась полость - воздушная камера 8 для свободного доступа воздуха внутрь маски. При этом на выходе воздушной камеры 8 устанавливают дополнительный воздушный фильтр 13 не пропускающий озон в открытую полость маски и входной воздушный клапан 14.
лв
уф
уф
лв
Кроме того, на лицевую часть корпуса маски устанавливают световой индикатор наличия вирусов 4, вторую бактерицидную камеру 16, выполненную аналогично первой 9, с выходным воздушным клапаном 19 и сфероидальной защитный фильтр 15 в виде оболочки установленной на внешней поверхности второй бактерицидной камеры 16. А саму бактерицидную камеру 16 устанавливают фотоэлектрический детектор 17, для измерения уровня излучения, вызванного свечением вирусов под воздействием УФ излучения на длине волны λ>λ, при этом УФ-С источник излучения 18, фотоэлектрический детектор 17 и световой индикатор 4 соединены с блоком электропитания 5, где λ. - длина волны исходного ультрафиолетового излучения, λ - длина волны излучения, вызванного свечением вирусов под воздействием УФ излучения.
Сущность настоящего изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлен общий вид защитной маски, где:
1 - защитная маска,
2 - входные шлюзы маски,
3 - выходной шлюз маски,
4 - световой индикатор наличия вирусов,
5 - источник питания,
6 - электропроводящие каналы;
на фиг. 2 представлена схема построения входного шлюза 2, защитной маски для поступления в маску внешнего воздуха, где:
1 - элемент защитной маски,
7 - защитный фильтр,
8 - воздушная камера,
9 - бактерицидная камера,
10 - воздушные каналы бактерицидной камеры,
11 - УФ-источник излучения,
12 - крепежные элементы бактерицидной камеры,
13 - воздушный фильтр (антиозоновый),
14 - входной воздушный клапан;
на фиг. 3 представлен вариант схемы входного шлюза маски 3 маски для выдоха из маски воздуха, где:
1 - элемент защитной маски,
15 - защитный фильтр,
16 - вторая бактерицидная камера,
17 - фотоэлектрические детекторы наличия флюоресцирующих, под действием УФ-излучения вирусов,
18 - второй УФ - источник излучения,
19 - выходной воздушный клапан,
20 - воздушная камера, выходного шлюза маски 3.
Суть предлагаемого технического решения заключается в создании защитной медицинской маски 1, которая содержит корпус с лицевой частью, охватывающей нос, рот и нижнюю часть подбородка носителя маски (на чертеже не показано). Корпус выполнен из эластичного материала (например, марли, резины, силикона или эластичной пластмассы и др.). Он удерживается на лице с помощью ремня, имеющего крепление с фиксатором (на фиг. 1 не показано).
2
В передней лицевой части корпуса смонтирован входной шлюз маски 2, в который вмонтирована бактерицидная камера 9, внутрь которой установлен УФ-источник излучения 11, например светодиодов для UVC диапазона (200-280 нм). Пространственная мощность излучения УФ-источника устанавливается из условия предотвращения размножения большинства вирусов (>100 мкДж/см) и определяется необходимым объемом бактерицидной камеры маски 9.
Бактерицидная камера 9 выполнена в виде сфероидальной полости, внешняя поверхность которой покрыта защитной оболочкой защитного фильтра 7, а внутренняя поверхность бактерицидной камеры 9, имеет покрытие, отражающее УФ-излучение. На сфероидальной поверхности бактерицидной камеры 9 воздушные каналы 10 (воздушные каналы бактерицидной камеры), для прохождения внешнего воздуха. Количество и диаметр отверстий выбирается из требований свободного прохождения воздуха в полость бактерицидной камеры 9 и возможности эффективной очистки проходящих воздушных потоков УФ излучением. В случае выполнения корпуса камеры из металла функцию отражающего покрытия может выполнять полированная внутренняя поверхность камеры. За счет многократного отражения от стенок камеры повышается эффективность использования УФ-излучения для бактерицидной обработки воздушного пространства внутри бактерицидной камеры 9.
Бактерицидная камера 9 снабжена защитным фильтром 7, выполненным в виде сфероидальной оболочки из материала, защищающего попадания вирусов внутрь маски и не пропускающего УФ-излучение на кожный покров пользователя маски (таким свойством обладает большинство тонковолокнистых фильтрующих материалов, использующихся для средств индивидуальной защиты органов дыхания). Защитный фильтр 15 установлен с внешней стороны сфероидальной бактерицидной камеры 9 для механической фильтрации воздуха и задерживания части болезнетворных микроорганизмов. Бактерицидная камера 9 герметично устанавливается внутрь защитного корпуса воздушной камеры 8, так, чтобы верхняя часть сфероидальной бактерицидной камеры 9 имела доступ к открытому воздушному пространству, а между нижней внешней поверхностью сфероидальной бактерицидной камеры 9 и защитным корпусом маски образовывалась полость, воздушная камера 8, по которой воздушный поток через отверстия в бактерицидной камере 9 через защитный фильтр 7 и входной воздушный клапан 14, пропускающий внутрь маски.
При этом для очистки воздух от озона, который может появляться при воздействии УФ-С источника на воздушную среду внутри воздушной камеры 8, устанавливают антиозоновый воздушный фильтр 13.
2
Следует подчеркнуть, что при выбранном маломощном уровне излучения УФ-С светодиода (<100 мкДж/см) озон не должен появляться, однако для повышения безопасности маски, этот фильтр будет исполнять страховочную функцию.
Верхняя часть сфероидного корпуса бактерицидной камеры 9 плотно прижимается к верхней части защитного корпуса воздушной камеры 8, образуя герметичную полость, воздух в которую может попасть только через отверстия в бактерицидной камеры 9. Такая конструкция позволяет обеспечить как эффективную механическую, так и квантово-фотонную очистку воздушной среды. Следует отметить, что в конструкции защитной маски использован эффект предотвращения размножение вирусов, (не прибегая к эффекту жесткой бактерицидной стерилизации), что позволяет значительно повысить безопасность использования маски, повысить эффективность очистки воздушной среды, упростить и удешевить производство защитных масок.
На фиг. 3 представлен вариант схемы входного шлюза маски 3 (маски для выдоха воздуха), где:
16 - вторая бактерицидная камера,
17 - фотоэлектрические детекторы наличия флюоресцирующих, под действием УФ излучения вирусов и 18 - второй УФ-источник излучения.
Вторая бактерицидная камера 16 выполнена аналогично первой 9 в виде сфероидальной полости с отверстиями, защищенной внешним воздушным фильтром 15.
лв
у
В отличие от первой бактерицидной камеры 9, в нее встроены второй УФ-источник излучения 18, выходной воздушный клапан 19, бок фотоэлектрической индикации - фотоэлектрические детекторы 17 наличия флюоресцирующего излучения, вызванного свечением вирусов под воздействием УФ излучения на длине волны λ>λ. При этом УФ-С диоды, фотоэлектрический детектор и светодиодный индикатор соединены с источником питания 5 через электропроводящие каналы 6. Этот сигнал будет подаваться на световой индикатор 4 (световой сигнал наличия вирусов), по горению которого можно судить об опасности носителя маски для окружающих.
Второй УФ-С источник излучения 18 электрически соединен с источником питания 5, закрепленным, например, на затылочной части корпуса маски 1, с помощью ремня. Блок электропитания 5 съемный, состоит из источника постоянного напряжения (батарея или аккумулятор) и построен по известной схеме питания.
Используют маску следующим образом.
Первоначально убеждаются в работоспособности маски.
После чего надевают маску на лицо и закрепляют ее на лице с помощью элементов крепления (не показано), так чтобы бактерицидная камера оказалась в области расположения органов дыхания - носо-ротовой области.
Затем включают питание. При включении питания УФ-С светодиод начинает испускать ультрафиолетовое излучение, которое, как известно, инактивирует вирусы и бактерии.
Вдыхаемый воздух проходит через защитный фильтр 7, на котором задерживаются капли влаги и частицы пыли, дыма и т.п., и через воздушные каналы 10 поступает в бактерицидную камеру 9, где ультрафиолетовое излучение УФ-С источник излучения 11 инактивирует имеющиеся в проходящем воздухе вирусы и бактерии.
В бактерицидной камере 9 воздух проходит через воздушные каналы 10, которые увеличивают продолжительность его облучения, что способствует повышению бактерицидной эффективности маски, и еще раз через воздушные каналы 10 нижней полости, бактерицидную камеру 9, защитный фильтр 7, прилегающий к этим отверстиям, попадает в воздушную камеру 8. Защитный фильтр 7 и воздушная камера 8 предотвращают попадание ультрафиолетового излучения на лицевую части тела. При этом многократное отражение излучения от зеркальных стенок бактерицидной камеры 9 способствует увеличению бактерицидной эффективности маски. Далее воздух втягивается носом или ртом в легкие через антиозоновый воздушный фильтр 13 и входной воздушный клапан 14, назначением которых является предотвращение попадания озона (если он вдруг появится) под маску.
При выдохе воздух из легких через выходной воздушный клапан 19 и воздушную камеру 20 выходного шлюза маски 3 направляется во вторую бактерицидную камеру 16 (аналогичную первой бактерицидной камеры 9), воздушный фильтр 15 и отверстия нижней полости вторую бактерицидную камеру 16. Далее загрязненный вирусами воздушный поток облучается вторым УФ-источником излучения 18 и через отверстия в верхней части, вторую бактерицидную камеру 16 и воздушный фильтр 15 выпускается во внешнюю среду. При этом снижается количественно объем вирусов, выбрасываемых во внешнюю среду, и осуществляется их инактивация, что особенно важно при использовании маски в общественных местах в период пандемии. Дополнительно во вторую бактерицидную камеру 16 устанавливается фотоэлектрические детекторы наличия флюоресцирующих (под действием УФ излучения) вирусов 17.
По уровню выбрасываемых вирусов в выдыхаемом воздухе (определяется уровнем их свечения под действием УФ излучения) будет на поверхности защитной маски 1 загораться световой индикатор 4 наличия вирусов, по которому можно судить о состоянии здоровья самого носителя маски и его опасности для окружающих.
Принципиально возможно объединить функции входного 2 и выходного шлюзов маски 1, создав в бактерицидной камере две зоны, работающие на вход и выход с последовательно попеременно подключаемым воздушным клапаном (на рис. не показано). Но такое техническое решение усложнит конструкцию бактерицидной камеры входного шлюза, но нисколько не снижает достоинства и суть предлагаемого технического решения.
Таким образом, при использовании предлагаемого технического решения:
- повышается защитная эффективность маски для носителя маски и окружающих;
- появляется возможность оперативно выявлять потенциальных носителей вируса световой сигнализацией, предупреждающей окружающих о заражение инфекцией носителя маски,
- делает маску более комфортной и безопасной при значительном увеличении длительности ее непрерывной работы,
- обеспечивается возможность применения безопасных для человека низковольтных УФ-источников,
- обеспечивается возможность полного использования ресурса источника питания,
- обеспечивает легкую замену расходных элементов защитной маски.
Особенно следует подчеркнуть, что использование нового фотонного квантово-механического метода очистки воздушной среды в критически близкой зоне дыхательных путей человека позволяет создать новый класс защитных средств (фотонных), что особенно важно в периоды мировой пандемии или при вирусно-бактериологическом терроризме.
Изобретение, охарактеризованное указанной выше совокупностью существенных признаков, на дату подачи заявки не известно в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия «новизна».
Изобретение может быть реализовано промышленным способом с использованием известных технических средств.