ЩИТОК ДЛЯ СВАРОЧНЫХ РАБОТ
SHIELD FOR WELDING JOBS

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для защиты человека во время проведения сварочных работ.
Известен шлем для сварочных работ, содержащий закрепленное на нем тяговое реле, сердечник которого соединен со светофильтром, установленным с возможностью открывания и закрывания смотровой щели шлема, при этом реле электрически связано с кнопкой управления, расположенной на держателе электрода под рукой сварщика [пат. РФ 2411928, МПК A61F 9/06, 2011].
Недостатками этого устройства являются:
- наличие на сварочном шлеме тягового реле, посредством которого приводят в действие светофильтр. Сердечник этого реле при работе производит удар и шум, которые будут отдаваться в голове у человека, раздражать его и быстро утомлять;
- наличие на держателе электрода кнопки, с помощью которой управляют тяговым реле. Удерживать палец во время работы все время у кнопки не всегда удобно, особенно при выворачивании руки при выполнении сварного шва. Если палец не держать у кнопки, то после погасания дуги ее нужно находить на ощупь, затрачивая на это дополнительное время. Лишнее время затрачивается также и при взятии держателя в руку, поскольку она должна занимать на нем строго определенное положение, что сложно быстро выполнить в рукавицах. Все это снижает производительность труда и ухудшает условия эксплуатации;
- наличие проводов, подходящих к шлему, ограничивает движения сварщика, причем, если ему требуется в процессе работы отходить от аппарата, то он вынужден снимать шлем или отсоединять от него провода. Кроме того, провода могут зацепляться за различные находящиеся поблизости конструкции, что также вызывает неудобство в работе и снижает производительность труда.
Прототипом является лицевой щиток, содержащий закрепленный на нем исполнительный механизм, смотровую щель и держатель со светофильтром, установленным с возможностью закрывания и открывания щели посредством соленоида, управляемого током сварочной дуги [пат. РФ 2069553, МПК A61F 9/06, 1996].
Недостатками прототипа являются:
- неудобство в эксплуатации, вызванное колебанием светофильтра с участками разной плотности относительно щели в процессе работы из-за непостоянства величины тока в процессе сварки;
- наличие на лицевом щитке соленоида, посредством которого приводят перемещение светофильтра. Сердечник соленоида при работе производит удар и шум, которые будут отдаваться в голове у человека, раздражать его и быстро утомлять;
- наличие проводов, подходящих к шлему, ограничивает движения сварщика по указанным ранее причинам, что также вызывает неудобство в работе и снижает производительность труда.
Задачей изобретения является улучшение условий труда, повышение его производительности и упрощение конструкции, реализующей способ.
Задача решается тем, что щиток для сварочных работ, содержащий закрепленный на нем исполнительный механизм, смотровую щель и держатель со светофильтром, установленным с возможностью закрывания и открывания щели посредством механизма, дополнительно содержит пружину, мундштук и воздуховод, причем конец мундштука расположен около губ, исполнительный механизм выполнен в виде сильфона со штоком, а воздуховод неподвижно закреплен на лицевом щитке и одним концом соединен с мундштуком, а другим - с сильфоном, шток которого связан с поворачивающимся вокруг оси держателем светофильтра, при этом пружина закреплена на держателе и лицевом щитке.
Конец мундштука выполнен из упругого материала. Часть лицевого щитка выполнена в виде маски. Часть лицевого щитка выполнена в виде маски с воздухозаборной трубой. Мундштук сделан в виде загубника. Мундштук выполнен с фильтром. Часть лицевого щитка выполнена в виде маски с воздухоотводящей трубой. Часть лицевого щитка выполнена в виде маски с воздухозаборной и воздухоотводящей трубами. Часть лицевого щитка выполнена в виде маски с воздухозаборной и воздухоотводящей трубами, одну из которых размещают внутри другой. Мундштук выполнен со свистком. Конец мундштука расположен с возможностью удержания его элементами ротовой полости человека. Угол между лучами, исходящими из точки крепления пружины на лицевом щитке и проходящими соответственно через ось держателя и точку крепления конца пружины на держателе, в крайнем положении светофильтра, закрывающем щель, больше, чем в другом крайнем положении, - при полностью открытой щели.
Из уровня техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения и оказывающие такое же, как и они, влияние на технический результат, заключающийся в улучшении условий труда, повышении его производительности и упрощении конструкции, реализующей способ. Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Выполнение исполнительного механизма в виде сильфона, посредством которого преобразуют давление в ротовой полости и движение ее элементов в перемещение светофильтра, снижает шум при движении светофильтра, при этом управление механизмом осуществляется без применения рук, что повышает удобство в эксплуатации и производительность труда.
Использование мундштука для подвода воздуха в сильфон упрощает конструкцию, реализующую способ, и повышает удобство в эксплуатации.
Использование мундштука с концом из упругого материала повышает удобство в эксплуатации и производительность труда.
Выполнение части лицевого щитка в виде маски улучшает условия труда и повышает его производительность при низких температурах окружающего воздуха.
Выполнение части лицевого щитка в виде маски с воздухозаборной трубой улучшает условия труда при наличии большого количества вредных испарений при проведении сварочных работ.
Выполнение мундштука в виде загубника улучшает условия труда при низких температурах окружающего воздуха.
Выполнение мундштука с фильтром позволяет исключить попадание слюны в исполнительный механизм и ее замерзание там при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Выполнение части лицевого щитка в виде маски с воздухоотводящей трубой исключает при низких температурах запотевание светофильтра выдыхаемым воздухом, что улучшает условия труда и, в конечном счете, повышает его производительность.
Выполнение части лицевого щитка в виде маски с воздухозаборной и воздухоотводящей трубами позволяет улучшить условия труда при большом количестве вредных выделений при сварке в условиях отрицательных температур.
Выполнение части лицевого щитка в виде маски с воздухозаборной и воздухоотводящей трубами, одну из которых размещают внутри другой, улучшает условия труда при очень низких температурах за счет подогрева воздуха, движущегося в воздухозаборной трубе, выдыхаемым через воздухоотводящую трубу теплым воздухом.
Подъем светофильтра над щелью не до конца, т.е. приподнимание светофильтра над щелью, позволяет при кратковременном осмотре свариваемой конструкции сократить время на подъем светофильтра и его опускание, а также снизить энергетические затраты на подъем, что улучшает условия труда.
Выполнение мундштука со свистком, производящим автоматически свист при движении воздуха в мундштуке при поднимании или опускании светофильтра, позволит предупреждать работающих рядом людей о начале или окончании сварочных работ. Благодаря этому люди смогут своевременно занять положение, при котором яркий свет от электрической дуги не будет попадать им в глаза. Все это улучшает условия труда.
Расположение конца мундштука с возможностью удержания его элементами ротовой полости человека (например, зубами) исключает внезапное незапланированное перемещение щитка при сильных порывах ветра, что улучшает условия труда и повышает безопасность сварочных работ.
Выполнение угла между лучами, исходящими из точки крепления пружины на лицевом щитке и проходящими соответственно через ось держателя и точку крепления конца пружины на держателе, в крайнем положении светофильтра, закрывающем щель, больше, чем в другом крайнем положении, - при полностью открытой щели, дает возможность управлять открыванием щели в более широких пределах в зависимости от складывающихся обстоятельств, т.е. приподнимать светофильтр без фиксации или с фиксацией в открытом положении. При этом для опускания светофильтра потребуется небольшое перемещение, т.е. по существу инициализация процесса опускания, далее светофильтр опустится без помощи сильфона под действием пружины. Это улучшает условия труда.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен лицевой щиток с пневматическим исполнительным механизмом для подъема и опускания светофильтра на щель. На фиг.2 изображен лицевой щиток с маской. На фиг.3 изображен лицевой щиток с загубником.
На лицевом щитке 1 неподвижно закреплен воздуховод 2, один конец которого соединен с мундштуком 3, а другой - с установленным на щитке сильфоном 4, шток 5 которого соединен с поворачивающимся вокруг оси 6 держателем 7 светофильтра 8. Пружина 9 зацеплена за штифты 10 и 11, установленные соответственно на держателе и лицевом щитке, который закреплен на голове человека 12, при этом конец мундштука расположен около губ 13. На лицевом щитке может быть установлена маска 14 с каналами 15, 16 для подвода и отвода вдыхаемого воздуха, которые могут быть соединены с концами труб 17, 18, другие концы которых закреплены на задней части щитка. Конец воздуховода 3 может быть соединен с загубником 19, размещенным между челюстями 20.
Устройство работает следующим образом.
После наложения сварочного шва для осмотра конструкции обхватывают губами 13 конец мундштука 3 и создают, например с помощью легких человека 12, давление в ротовой полости, из которой воздух через воздуховод 2 будет поступать в сильфон 4 (фиг.1). При этом, если мундштук выполнен со свистком (на чертеже не показан), то появится свист, сигнализирующий об окончании сварочной операции и разрешающий, например помощнику сварщика, выполнять какие-то действия без риска быть ослепленным светом электрической дуги. Шток 5 сильфона, выдвигаясь, будет поворачивать держатель 7 вокруг оси 6, приподнимая при этом светофильтр 8. Если осмотр предполагается кратковременным, то при отклонении светофильтра от щитка на 60-70° прекращают подачу воздуха из ротовой полости в воздуховод 2 и сжимают челюстями 20 (зубами) упругий конец мундштука 3. В результате этого воздух из сильфона не может выйти наружу, и светофильтр остается в приподнятом положении. После осмотра конструкции разжимают челюсти и выпускают воздух из сильфона, при этом под действием пружины 9 держатель и светофильтр будут возвращаться в исходное состояние. При наличии мундштука со свистком раздастся свист, свидетельствующий о предстоящем возобновлении сварочных работ и предупреждающий окружающих о необходимости принятия мер против ослепления. Следует заметить, что при сильных порывах ветра, после выхода воздуха из сильфона, удерживают челюстями кончик мундштука, обеспечивая дополнительное крепление лицевого щитка в зоне ротовой полости.
При необходимости удержания светофильтра в поднятом положении подают воздух из ротовой полости в сильфон до тех пор, пока пружина 9 не пройдет положение неустойчивого равновесия. После этого за счет упругой силы пружины (уже без помощи сильфона) светофильтр 8 поднимется до конца и будет удерживаться пружиной. Для опускания на щель светофильтра обхватывают губами 13 конец мундштука 3 и создают в ротовой полости разрежение, в результате которого воздух будет выходить из сильфона, который начнет сжиматься, опуская посредством держателя 7 светофильтр 8. При переходе пружиной 9 положения неустойчивого равновесия, держатель 7 будет поворачиваться вокруг оси 6 уже за счет упругой силы пружины до тех пор, пока не прижмет светофильтр 8 к щели лицевого щитка.
При понижении температуры окружающего воздуха выдыхаемый воздух может сконденсироваться на светофильтре, а конденсат - замерзнуть и ухудшить видимость. Для исключения этого явления часть лицевого щитка выполняют в виде маски, через каналы 15, 16 которой осуществляют вдох и выдох воздуха (фиг.2). При этом теплый воздух не соприкасается со светофильтром, благодаря чему исключается его запотевание. Кроме того, маска, выполненная из теплоизолирующего материала, защищает нос и переднюю часть лица от обморожения.
Для предотвращения вдыхания вредных продуктов горения (особенно при работе в помещениях малого объема) к маске подсоединяют воздухозаборную и воздухоотводящую трубы 17, 18 (на чертеже показаны пунктиром), концы которых выводят в зону с малой концентрацией вредных веществ, например на заднюю часть лицевого щитка. Следует заметить, что вывод воздухоотводящей трубы в зону с малой концентрацией вредных веществ не является обязательным. Однако в случае непроизвольного вдоха через воздухоотводящую трубу в организм человека могут попасть вредные вещества, поэтому безопаснее делать вывод обеих труб в указанную зону.
При низких температурах попадаемые в мундштук частички слюны могут замерзнуть и прервать поступление воздуха в сильфон. Поэтому мундштук снабжают фильтром (на чертеже не показан), задерживающим влагу, в том числе, содержащуюся во вдыхаемом в сильфон воздухе.
Может оказаться, что в сильный мороз брать холодный мундштук в рот неприятно. Для устранения этого неудобства вместо мундштука на конец воздуховода 2 надевают загубник 19 (фиг.3). С помощью загубника можно управлять сильфоном не вынимая его изо рта, благодаря чему он не охлаждается и не вызывает неприятных ощущений. Кроме того, поскольку воздуховод сильфона оказывается закрытым (замкнутым), то исключается намерзание влаги на внутренние поверхности сильфона в процессе работы. Для подъема светофильтра 8 увеличивают давление на загубник, например челюстями 20, в результате чего воздух из загубника по воздуховоду 2 устремится в сильфон 4, поворачивая держатель 7 и поднимая светофильтр 8. Для опускания светофильтра разжимают челюсти 20, при этом загубник восстанавливает свою форму (благодаря упругим свойствам своего материала) и сильфон возвращается в исходное положение, опуская светофильтр на щель. Заметим, что если величины упругой силы материала загубника не хватает для восстановления формы (или для ускорения этого восстановления), то создают разрежение в ротовой полости, образовывая дополнительное давление воздуха изнутри загубника. После прохождения пружиной 9 положения неустойчивого равновесия, светофильтр закроется под действием ее упругой силы, при этом форма загубника полностью восстановится.
В сильные морозы вставляют, например трубу 17 в трубу 18. Тогда воздух, движущийся по воздухозаборной трубе, будет нагреваться теплом выдыхаемого воздуха, способствуя меньшему охлаждению человека.
Внедрение изобретения позволит создать простое по конструкции и удобное в эксплуатации устройство для защиты человека при сварочных работах.