РЕКУПЕРАТОР И МАСКА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ ЧЕЛОВЕКА ОТ ХОЛОДА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к индивидуальным дыхательным устройствам, в частности, к маске с уникальной конфигурацией, предназначенной для защиты органов дыхания от холода при работе в условиях низких температур.
Уровень техники
Известна маска для защиты органов дыхания человека от холода при температуре окружающей среды ниже - 20°С. Особенностью указанной маски является наличие в ней двух сменных реакторов подогрева вдыхаемого воздуха. Каждый из реакторов содержит камеру с крышкой, заполненную сухим реагентом. Стенки камер снабжены отверстиями, сообщающими камеры с окружающей средой, при этом на днище камер выполнены каналы для прохода воздуха к дыхательным путям человека. Каждый реактор выделяет тепло при экзотермической реакции цеолита при адсорбции влаги выдыхаемого воздуха. Каналы, выполненные на днище каждой камеры, образуют развитую теплообменную поверхность, обтекаемую вдыхаемым из внешней среды воздухом, подогревая его. (Полезная модель RU 65388, 2007 г.) Недостатком указанной маски является ограниченный срок действия реакторов из-за насыщения цеолита влагой и, следовательно, прекращения химической реакции.
Известна маска для индивидуальной защиты органов дыхания и лица человека в условиях холодной погоды, при снегопадах и сильном ветре. 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 и внешней стороны крепятся на ворсовых текстильных застежках сетчатые перфорированные теплоемкие оболочки. Вкладыши перфорированных оболочек выполнены съемными. Наличие съемных вкладышей перфорированных оболочек позволяет изменять степень рекуперации и степень рекуперации и тепловой обработки воздуха. (Патент RU 2039582, опубл. 1995 г.). Недостатком описанной маски является намокание вкладышей за счет образования конденсата и значительное сопротивление дыханию.
Известен прибор независимого теплового комфорта организма человека, имеющий форму и размеры, повторяющие форму и соотношение размеров нижней части лица, и содержащий секцию из имеющего на внутренней поверхности центральное отверстие для дыхания чехла из текстильного материала, в котором размещен вкладыш в виде внутренней секции из нескольких наложенных друг на друга перфорированных или сетчатых элементов, среднюю секцию из сетчатых элементов и внешнюю секцию из нескольких наложенных друг на друга перфорированных или сетчатых элементов, пропитанных затвердевающим компаундом. Сетчатые элементы каждой из секций выполнены из натуральных тканей. Каждая секция образует теплообменную поверхность. Недостатком прибора теплового комфорта является высокое сопротивление дыханию, что приводит к затруднению дыхания. (Патент RU 2342963, опубл. 2009 г.).
Известна маска для защиты органов дыхания от холода, содержащая корпус из материала с низкой теплопроводностью, в котором выполнено отверстие для вдоха и выдоха, патрон с теплообменником из материала с высокой теплопроводностью, сообщенным с отверстием для вдоха и выдоха и теплоизолирующим элементом, размещенным на выходе теплообменника и выполненным в виде противопылевого фильтра. Маска обеспечивает подогрев вдыхаемого воздуха и улавливание грубодисперсной пыли при вдыхании запыленного воздуха. (Патент RU 2167689, опубл. 2001 г.). Недостатком описанной маски является высокое сопротивление дыханию.
Раскрытие полезной модели
Задачей настоящей полезной модели является упрощение конструкции средства индивидуальной защиты органов дыхания от холода, а также обеспечение комфортного дыхания за счет снижения сопротивления дыханию.
Согласно полезной модели, рекуператор маски для защиты органов дыхания человека от холода выполнен в виде ракушки из эластичного материала, обеспечивающей герметизацию зоны контакта ракушки с лицевой частью вокруг рта и носа. В ракушке предусмотрены симметрично расположенные дыхательные отверстия с перегородками. Над дыхательными отверстиями выполнены прикрывающие дыхательные отверстия элементы, образующие с внешней поверхностью ракушки воздухозаборники, открывающиеся ниже дыхательных отверстий. Перегородки дыхательных отверстий соединены с указанными элементами ребрами жесткости.
Целесообразно в нижней части ракушки выполнять дренажное отверстие для сброса конденсата.
Другим объектом полезной модели является маска для защиты органов дыхания человека от холода, выполненная в виде головного убора, закрывающего полностью голову, а также частично шею, в котором выполнены вырез для глаз, задний вырез и центральное отверстие, предназначенное для закрепления на контуре отверстия рекуператора, конструкция которого описана выше.
Рекуператор может быть закреплен на контуре отверстия через промежуточный элемент, выполненный в виде конического кольца из вспененного материала.
Предпочтительно, в промежуточном элементе в области его примыкания к переносице установлена металлическая пластина. Верхняя часть маски, закрывающая верхнюю часть головы, может быть выполнена из сетчатого материала.
Нижняя часть маски, закрывающая лицо, уши и частично шею, может быть выполнена из материал, сохраняющего тепло.
Вырезы для глаз, задний вырез и нижняя кромка маски обшиты эластичной лентой.
Предпочтительно, сзади на маске предусмотрена застежка-липучка для подгонки маски по размеру головы.
По сторонам ракушки на промежуточном элементе в шов стачивания может быть вложена эластичная лента, огибающая маску по кругу и зафиксированная, по меньшей мере, на затылочной части маски.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами, на которых представлены:
на фиг.1 - вид спереди рекуператора;
на фиг.2 - сечение А-А фиг.1;
на фиг.3 - сечение В-В фиг.1;
на фиг.4 - перспективное изображение рекуператора;
на фиг.5 - вид спереди маски для защиты органов дыхания от холода;
на фиг.6 - вид сбоку маски для защиты органов дыхания человека от холода.
Осуществление полезной модели
Как показано на фигурах 1-4, рекуператор маски для защиты органов дыхания человека от холода выполнен в виде ракушки 1 из эластичного материала, обеспечивающей герметизацию зоны контакта ракушки 1 с лицевой частью вокруг рта и носа. Ракушка 1 может быть изготовлена из полимерных материалов литьем. В ракушке 1 предусмотрены симметрично расположенные дыхательные отверстия 2 с перегородками 3. Над дыхательными отверстиями 2 выполнены прикрывающие дыхательные отверстия 2 элементы 4, образующие с внешней поверхностью ракушки воздухозаборники, открывающиеся ниже дыхательных отверстий 2. Перегородки 3 дыхательных отверстий соединены с указанными элементами 4 ребрами жесткости.
Целесообразно в нижней части ракушки 1 выполнять дренажное отверстие 5 для сброса конденсата.
Маска для защиты органов дыхания человека от холода выполнена в виде головного убора 6, закрывающего полностью голову, а также частично шею, в котором выполнены вырез для глаз 7, обеспечивающий хороший обзор, задний вырез 8 и центральное отверстие, предназначенное для закрепления на контуре отверстия рекуператора.
Рекуператор закреплен на контуре отверстия через промежуточный элемент 9, выполненный в виде конического кольца. Коническое кольцо выполнено из вспененного листового материала толщиной 2-5 мм и имеет стык в нижней части. Коническое кольцо выполняет роль адаптера.и позволяет обеспечить более плотное и комфортное прилегание ракушки к разным типам лица.
В промежуточном элементе 9 в области его примыкания к переносице вшита металлическая пластина для подгонки маски по форме лица, что осуществляется путем соответствующего деформирования указанной пластины.
Верхняя часть 10 маски, закрывающая верхнюю часть головы, выполнена из сетчатого материала, что позволяет надевать привычные для пользователя головные уборы, избегая дискомфорта от перегрева.
Нижняя часть маски 11, закрывающая лицо, уши и частично шею, выполнена из материала, сохраняющего тепло, например, из синтетического полотна «Поларфлис».
Вырез для глаз 7, задний вырез 8 и нижняя кромка маски обшиты эластичной лентой 12 для более плотного прилегания маски к голове.
Сзади на маске предусмотрена застежка-липучка 13 для подгонки маски по размеру головы.
По сторонам ракушки 1 на промежуточном элементе 9 в шов стачивания вложена эластичная лента 14, огибающая маску по кругу и зафиксированная, по меньшей мере, на затылочной части маски.
Работа маски основана на процессе рекуперации тепла: в холодный вдыхаемый воздух подмешивается теплый выдыхаемый воздух, сохраненный во внутреннем объеме ракушки. Сохранение теплого воздуха, а также правильное смешивание обеспечивается за счет расположения дыхательных отверстий 2 в маске, а также элементами 4, образующими воздухозаборники и прикрывающими дыхательные отверстия 4 от прямого воздействия ветра. Перегородки 3 добавляют жесткости эластичному рекуператору, а также способствуют задерживанию части выдыхаемого теплого воздуха. Между перегородками 3 и элементами 4 выполнены ребра жесткости для удерживания элементов 4 на соответствующем расстоянии от внешней поверхности ракушки 1.
При работе маски к вдыхаемому воздуху подмешивается порядка 25 процентов теплого воздуха. Этот объем задержан внутри ракушки и воздухозаборников после выдоха. Объем ракушки подобран из расчета приблизительно 20 процентов среднего объема вдоха взрослого человека. В зависимости от назначения маски (мужская/женская) можно изменять объем ракушки за счет различного кроя промежуточного элемента 9.
Конденсат, скапливающийся на внутренних поверхностях стенок, стекает вниз и сбрасывается через дренажное отверстие 5 в нижней части ракушки в районе подбородка. В процессе дыхания нет контакта кожи лица с влажными элементами.