ВИБРОЗАЩИТНАЯ ОБУВЬ СПАСАТЕЛЯ ДЛЯ РАБОТЫ В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР

Полезная модель относится к комплектам средств индивидуальной защиты спасателей, работающих в условиях низких температур при наличии воздействия вибраций на объектах, имеющих скользящие поверхности.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту являются виброзащитные ботинки по заявке РФ №2012103027, A41D 13/10, (положительное решение от 27.04.12), содержащие подошву и пяточную часть соединенную с деталями верха обуви (прототип).
Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая степень защиты при работе на объектах, имеющих скользящие поверхности, а также при работе в условиях низких температур.
Технический результат - повышение степени защиты от вибрации и ударов при работе в условиях низких температур на объектах, имеющих скользящие поверхности.
Это достигается тем, что виброзащитная обувь с противоскользящим слоем, содержащая подошву и пяточную часть соединенную с деталями верха обуви, а также внутренний защитный подносок, выполненный из композитного материала, осуществляющего защиту от ударов, вкладную стельку анатомической формы, двухслойную подошву с промежуточным слоем из полиуретана и слоем из упруго-эластичных сетчатых элементов, обладающих амортизирующими свойствами, при этом детали верха обуви выполнены из термоустойчивой водонепроницаемой кожи, а подкладка обуви из спилка кожевенного, причем протектор подошвы выполнен с повышенной сцепляемостью с поверхностями рабочей зоны оператора, а жесткий задник - из термопластического материала, а в пяточной части обуви под вкладной стелькой анатомической формы расположена вкладка из упруго-демпфирующих элементов, содержащих опорную плоскость с закрепленными на ней втулками, в которых расположены упругие элементы, например пружины, контактирующие с демпфирующим блоком, выполненным трехслойным и содержащим пластины из жесткого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат», между которым расположен слой полиуретана, демпфирующего вибрацию на средних частотах, при этом упругие элементы, контактирующие с демпфирующим блоком выполнены в виде конических пружин, имеющих равночастотные свойства, при этом витки пружин покрыты слоем вибродемпфирующей мастики, а внутренний защитный подносок, выполненный из композитного материала, в сечении верхней части выполнен арочного типа, а прилегающая сверху к нему полиуретановая накладка носочной части обуви, также в этой части выполнена арочного типа, дополнительно содержит приспособление для предотвращения скольжения обуви, содержащее подложку, лицевая сторона которой выполнена с абразивным покрытием, а изнаночная - с клейким покрытием, при этом в качестве подложки использован эластичный полимерный материал, изнаночная сторона подложки с клейким покрытием снабжена отслаивающимся защитным слоем, а абразивное покрытие на лицевой стороне подложки выполнено в виде закрепленных непосредственно на подложку абразивных частиц или в виде склеенного с подложкой промежуточного слоя с закрепленными на него абразивными частицами, причем подложка выполнена в форме прямоугольника с длиной стороны не менее 4 см, или круга диаметром не менее 4 см, или в форме носочного или пяточного участка подошвы обуви, а толщина подложки составляет 0,2-2,0 мм, а стелька выполнена с подогревом из этиленвинилацетата или иного эластичного материала, а в пяточную часть стельки вклеен пьезоэлемент из пьезорезины, например из полидиметилсилоксана толщиной 2,5÷5 мм, размером 10×10 мм, при этом она помещена в защитный чехол, а нагревательная нить подключена не менее чем к одному пьезоэлементу, расположенному в зоне пятки и/или носка.
На фиг.1 изображен общий вид виброзащитной обуви, на фиг.2 - упруго-демпфирующие элементы в пяточной части обуви, на фиг.3 - упруго-демпфирующие элементы в подошве, на фиг.4 - приспособление для предотвращения скольжения обуви, разрез, на фиг.5 - схема стельки с подогревом.
Виброзащитная обувь с противоскользящим слоем состоит из внутреннего защитного подноска 1 (фиг.1), выполненного из композитного материала, осуществляющего защиту от ударов. Прокладка 2 устраняет возможный нажим на стопу. Полиуретановая накладка 3 (заливка) носочной части обуви защищает стопу ноги от механических повреждений. Вкладная стелька 4 (фиг.5) анатомической формы выполнена с подогревом, а совместно с втачной (штробельной) стелькой 5 оптимизирует динамику стопы во время работы.
3
3
Двухслойная подошва 6 с промежуточным слоем из полиуретана и слоем 17 (фиг.3) из упруго-эластичных сетчатых элементов, обладающих амортизирующими свойствами и ходовым слоем из термопластичного полиуретана с износостойкими свойствами, создает комфортные условия оператору при работе с виброактивным оборудованием. При этом плотность сетчатой структуры упругих сетчатых элементов находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см…2,0 г/см, а материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, причем диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм.
Детали верха 7 обуви выполнены из термоустойчивой водонепроницаемой кожи, а подкладка 8 обуви из спилка кожевенного. Протектор подошвы 9 выполнен с повышенной сцепляемостью с поверхностями рабочей зоны оператора, а жесткий задник 10 из термопластического материала предохраняет пятку оператора от механического и термического воздействия.
В пяточной части обуви (фиг.2), под вкладной стелькой 4 анатомической формы, расположена вкладка 12 из упруго-демпфирующих элементов, содержащих опорную плоскость с закрепленными на ней втулками 13, в которых расположены упругие элементы, например пружины 11, контактирующие с демпфирующим блоком, выполненным трехслойным и содержащим пластины 14 и 16 из жесткого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат», между которым расположен слой полиуретана 15, демпфирующего вибрацию на средних частотах.
Упругие элементы, контактирующие с демпфирующим блоком выполнены в виде конических пружин 11, имеющих равночастотные свойства, при этом витки пружин 11 покрыты слоем вибродемпфирующей мастики (на чертеже не показано).
Внутренний защитный подносок 1, выполненный из композитного материала, по форме (в сечении верхней части) выполнен арочного типа (на чертеже не показано), а сверху к нему прилегает полиуретановая накладка 3 (заливка) носочной части обуви, которая также в этой части выполнена арочного типа.
При выполнении работ, относящихся к категории «тяжелых», внутренний защитный подносок 1, может быть выполнен из перфорированного металла повышенной прочности (на чертеже не показано).
Выполнение подложки (фиг.4) с противоскользящим слоем позволяет обеспечить оптимальную степень противоскользящих свойств обуви.
Подложка 18 приспособления может быть выполнена в форме прямоугольника с длиной стороны не менее 4 см, или круга диаметром не менее 4 см, или в форме носочного или пяточного участка подошвы обуви. Толщина подложки может составлять 0,2-2,0 мм. Толщина подложки выбрана из условий обеспечения ее прочности и удобства в пользовании (т.е. она не должна мешать человеку при ходьбе).
Выполнение приспособления в заявляемом виде значительно увеличивает его износостойкость за счет способности подложки эластично изгибаться без разрушения при изгибах подошвы, а также за счет повышенной водостойкости, способности противостоять истиранию и более прочному закреплению абразивных частиц на подложке, обусловленному повышенной адгезией клея, закрепляющего абразивные частицы на подложке и полимерного материала подложки. Облегчается также фиксация приспособления на подошве обуви, которая производится путем простого наложения и прижатия к подошве клейкой стороны подложки, с которой предварительно удален защитный слой.
Приспособление для предотвращения скольжения обуви (фиг.4) содержит подложку 18 из эластичного полимерного материала, в качестве которого могут быть использованы полипропилен, полиуретан, резина и т.п.
На лицевой поверхности подложки закреплены, например наклеены при помощи водостойкого клея (смолы) абразивные частицы 19, в качестве которых могут быть использованы наждачный порошок, кварцевая крошка, просеянный песок и т.п. размером 0,2-0,8 мм. На изнаночной поверхности подложки нанесено клейкое покрытие 20 (из клеящих составов, обычно применяющихся при изготовлении скотча), поверх которого наложено отслаивающийся защитный слой 21 (из бумаги, пленки и т.п.). Возможен вариант выполнения приспособления, когда на подложку наклеивают промежуточный слой 22, на котором уже закреплены абразивные частицы. В качестве такого слоя может быть использована, например, наждачная бумага.
Стелька (фиг.5) помещена в защитный чехол 23, нагревательная нить 24 подключена не менее чем к одному пьезоэлементу 25, расположенному в зоне пятки и/или носка. Кроме того, стелька может быть выполнена из этиленвинилацетата или иного эластичного материала, а в пяточную часть стельки вклеен пьезоэлемент из полидиметилсилоксана (пьезорезины) толщиной 2,5-5 мм, размером примерно 10×10 мм. Кроме того, чехол может быть выполнен съемным. Кроме того, чехол стельки может быть выполнен из поликоттона. Нагревание стельки осуществляется через чехол 23 посредством нагревательной нити 24, подключенной к пьезоэлементу 25, при периодическом надавливании на который возникает постоянный ток. Предпочтительно, чтобы пьезоэлемент крепился в области середины пятки (возможно использование в модели двух пьезоэлементов: в области пятки и в области передней части стопы, - в этом случае мощность нагревания увеличивается вдвое). Применение пьезоэлементов в качестве нагревательного элемента позволяет использовать стельки вне помещения без риска для здоровья, для постоянного поддержания комфортной температуры обуви в холодное время года. Предельная температура нагревания около 45 градусов.
В качестве пьезоэлектрика может использоваться PZT (цирконат-титонат свинца), перенесенный на гибкий образец PDMS (полидиметилсилоксана) толщиной 2,5-5 мм, (так называемая пьезорезина). Данный пьезоэлемент при деформации вырабатывает ЭДС (электродвижущую силу постоянного тока), достаточную для выработки силы тока (не более 12 мА) и напряжения (не более 36 В). Возможно применение и другого аналогичного пьезоэлемента и пьезоэлектрика. Возможно применение какого либо другого мягкого и гибкого пьезоэлектрика, имеющего ЭДС, достаточную для выработки силы тока (не более 12 мА) и напряжения (не более 36 В), необходимых для нагревания стелек. Температура нагрева стельки зависит от характеристик пьезоэлектрика, силы давления на пьезоэлемент, длины нагревательной нити и других факторов. Материал чехла стельки - поликоттон, чехол съемный, что позволяет его стирать по мере загрязнения.
Виброзащитная обувь с противоскользящим слоем работает следующим образом.
Внутренний защитный подносок 1, выполненный из композитного материала, осуществляет защиту от ударов, а прокладка 2 устраняет возможный нажим на стопу. Полиуретановая накладка 3 (заливка) носочной части обуви защищает стопу ноги от механических повреждений, а вкладная стелька 4 анатомической формы оптимизирует динамику стопы во время работы.
Двухслойная подошва 6 с промежуточным слоем из полиуретана и слоем 17 (фиг.3) из упруго-эластичных сетчатых элементов, обладающих амортизирующими свойствами, создает комфортные условия оператору при работе с виброактивным оборудованием. Протектор подошвы 9 выполнен с повышенной сцепляемостью с поверхностями рабочей зоны оператора, а в пяточной части обуви, под вкладной стелькой 4 анатомической формы, расположена вкладка 12 из упруго-демпфирующих элементов, осуществляющих виброзащиту и демпфирование на средних частотах.
При периодическом надавливании на пьезоэлемент 25, возникает ток, который, проходя по нагревательной нити 24, проложенной по всей поверхности стельки, нагревает ее и передает тепло через чехол 23 пользователю.
Упругие элементы в виде конических пружин 11, имеют равночастотные свойства, поэтому они будут компенсировать изменение веса оператора в связи с выполнением тяжелых работ с переносом тяжестей.
При использовании приспособления с противоскользящим слоем защитный слой 21 отслаивают с клейкой поверхности 20 подложки, накладывают этой поверхностью на обезжиренную сухую поверхность подошвы обуви и плотно прижимают. После чего приспособление готово к эксплуатации.
Таким образом, полезная модель обеспечивает увеличение эксплуатационной надежности и повышает удобство использования, а также обеспечивает электробезопасность, независимость от стационарного источника питания и облегчение процесса ее использования.