Фильтрующая респираторная маска

Заявляемая полезная модель относится к конструкциям респираторных масок, предназначенных для использования при выполнении работ, связанных с загрязнением воздуха частичками пыли, краски или другими мелкодисперсными веществами.
Известны конструкции фильтрующих респираторных масок, в которых сам материал, из которых они изготовлены, выполняет функцию воздушного фильтра, то есть несущая основа маски одновременно является фильтрующей панелью, либо включает в себя фильтрующую панель.
Кроме того, в некоторых конструкциях фильтрующих респираторных масок предусмотрена установка специального клапана выдоха, служащего для облегчения выведения использованного воздуха из её внутреннего пространства.
Известны конструкции фильтрующих респираторных масок, в которых используют клапаны выдоха, снабжённые круглой мембраной, установленной в седле клапана выдоха по его центру (например, патенты на изобретения UK2072516 и US4630604 или патент на полезную модель РФ №21525). Такие конструкции фильтрующих респираторных масок просты при сборке, однако, при этом используемые в них мембраны должны обладать достаточной пружинистостью и жёсткостью, которые необходимы для обеспечения герметичности их прижатия к седлу клапана, что затрудняет дыхание пользователя, так как для преодоления сопротивления мембраны во время выдоха требуются дополнительные усилия, также возможно попадание пыли, частиц мусора и грязи через верхнюю часть маски, так как во время выдоха воздуха такой клапан открывается по всему периметру мембраны, а не только в его нижней части.
Респираторы часто используют совместно с защитными очками, которые имеют свойство запотевать при попадании на них влажного и тёплого выдыхаемого воздуха, поэтому в некоторых конструкциях респираторных масок клапаны выдоха дополнительно оснащают защитными колпачками, которые препятствуют попаданию выдыхаемого воздуха через верхнюю часть маски на очки пользователя, кроме того они ограничивают попадание частиц мусора и грязи на мембрану и во внутреннее пространство маски.
Однако, в известных конструкциях респираторных масок с защитными колпачками выдыхаемый воздух сталкивается с закрытой частью защитного колпачка, в результате чего возникают завихрения воздуха во внутреннем пространстве маски, мешающие полному открытию мембраны и выходу воздуха из маски.
С целью облегчения открытия клапана выдоха были разработаны конструкции фильтрующих респираторных масок, в которых клапан выдоха содержит раму с закреплённым на ней седлом, а также защитный колпачок и относительно мягкую мембрану, консольно прикреплённую к раме только с одного конца (например, конструкции масок фирмы 3М Innovative Properties Company по патентам US7117868, US6854463, US6843248), при этом, свободный конец мембраны направлен вниз маски, что предотвращает выход выдыхаемого воздуха в верхнюю часть маски и его попадание на защитные очки пользователя, исключая их затуманивание, а также предотвращает попадание пыли и грязи в маску через верхнюю часть клапана выдоха.
За счёт использования в конструкциях масок клапанов выдоха с относительно мягкими мембранами облегчается выдох, однако, относительно мягкие мембраны в процессе их использования легко подвержены короблению, в результате чего через какое-то время по краям такой мембраны образуются складки, не позволяющие ей плотно прилегать к седлу клапана, и через которые загрязнённый воздух начинает проникать во внутреннее пространство маски, и, кроме того, поскольку мембрана, закреплённая консольно, имеет большую длину (по сравнению с круглой мембраной), то это также может приводить к прилипанию её незакреплённого края к внутренней поверхности защитного колпачка, в результате чего дальнейшая эксплуатация такой фильтрующей маски становится неэффективной.
В качестве прототипа выбрано техническое решение по патенту на полезную модель РФ №151559, МПК A62B7/10, опубл. 10.04.2015, в котором описан респиратор, включающий фильтрующую панель, на которой установлен клапан выдоха, содержащий корпус с седлом, в котором выполнено окно и в котором размещена мембрана, имеющая возможность закрывать окно на вдохе и отгибаться на выдохе, а также крышку куполообразной формы, имеющую щели для выхода воздуха, образованные ребрами, расположенными в поперечном направлении симметрично относительно центральной продольной планки.
За счёт применения такой конструкции повышается прочность респиратора и надёжность при его эксплуатации, однако поскольку размеры щелей для выдоха воздуха в крышке по сравнению с её остальной площадью невелико, то в замкнутом внутреннем пространстве клапана выдоха скапливается конденсат, который смешиваясь с пылью приводит к загрязнению внутреннего пространства клапана и, как следствие, выходу респиратора из строя.
Решаемой технической проблемой является недостаточная эксплуатационная надёжность клапана выдоха фильтрующей респираторной маски.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является обеспечение беспрепятственного выдоха через клапан выдоха при исключении попадания через него во внутреннее пространство респираторной маски загрязнённого воздуха во время вдоха.
Заявляемый технический результат достигается за счёт применения фильтрующей респираторной маски, включающей фильтрующую панель, на которой также может быть установлен носовой зажим и элементы крепления (например, тесёмки), которые служат для закрепления маски на голове пользователя, при этом на фильтрующей панели выполнено отверстие, служащее для выхода воздуха и в нём установлен клапан выдоха, содержащий корпус с седлом, содержащим опорный фланец, направляющую ось и перемычки, соединяющие опорный фланец с направляющей осью, а также крышку, например, куполообразной формы, имеющую щели для выхода воздуха, при этом между седлом и крышкой размещена круглая мембрана, позволяющая закрывать клапан выдоха на вдохе и открывать его на выдохе, а для облегчения монтажа мембраны и обеспечения плотности её прилегания к седлу, мембрана закреплена по центру седла на его направляющей оси, при этом крышка на внутренней поверхности имеет один прилив, фиксирующий мембрану на оси седла и второй прилив, прижимающий мембрану к верхней части опорного фланца седла.
Кроме того, точка закрепления мембраны расположена немного ниже плоскости опорного фланца, что обеспечивает плотность её прилегания к седлу клапана.
В заявляемой конструкции за счёт того, что верхняя часть мембраны зафиксирована, не создаётся перенаправленного воздушного потока с внешней стороны мембраны, который препятствует её открытию. Выдыхаемый воздух выходит полностью через приоткрытую часть мембраны, которая расположена напротив отверстий защитного колпачка. Также, за счёт более легкого открытия мембраны, возможно использование более жесткого материала для неё, что обеспечивает более надежное прилегание к седлу клапана, но при этом позволяет выдыхаемому воздуху беспрепятственно выходить из клапана выдоха, а применение приливов, поджимающих мембрану к верхней части опорного фланца седла обеспечивает выход выдыхаемого воздуха исключительно вниз маски. Закрепление круглой мембраны по центру, ниже опорного седла обеспечивает её плотное и надёжное прилегание во время эксплуатации.
Заявляемая конструкция фильтрующей респираторной маски поясняется изображениями:
На фиг. 1 изображена фильтрующая респираторная маска (вид со стороны пользователя);
На фиг. 2 показан корпус клапана выдоха;
На фиг. 3 показана крышка клапана выдоха;
На фиг. 4 показан клапан выдоха в разрезе.
На фиг. 1 изображен общий вид фильтрующей респираторной маски со стороны пользователя, которая включает фильтрующую панель 1 с установленным на ней клапаном выдоха 2, а также встроенный внутри фильтрующей панели 1 носовой зажим 3 и элементы крепления 4 (тесёмки).
На фиг. 2 показан корпус 5 клапана выдоха с выполненным в нём седлом 6, содержащим опорный фланец 7, направляющую ось 8, предназначенную для установки мембраны и перемычки 9, соединяющие опорный фланец 7 с направляющей осью 8, а также фланец 10, служащий для закрепления клапана выдоха 2 на фильтрующей панели 1 респираторной маски.
На фиг. 3 показана крышка 11 клапана выдоха, в которой выполнены щели для выхода воздуха 12, имеющая прижимные приливы (выступы): центральный прилив 13, предназначенный для закрепления мембраны на направляющей оси 8 седла 6 и радиальный прилив 14, предназначенный для прижатия мембраны к верхней части опорного фланца 7 седла 6.
На фиг. 4 показан в разрезе клапан выдоха 2, содержащий корпус 5, имеющий седло 6, крышку 11 и круглую мембрану 15, установленную между седлом 6 и крышкой 11.
Заявляемая конструкция работает следующим образом: фильтрующая панель 1 в которой выполнено отверстие, служащее для выхода воздуха и с установленным на этом отверстии клапаном выдоха 2 надевается на лицо пользователя, закрывая его носовую часть и рот, при этом с помощью носового зажима 3 пользователь поджимает маску к носу и закрепляет её на голове при помощи элементов крепления 4 (например, с помощью тесёмок).
Во время работы при вдохе пользователя, мембрана 15, установленная в клапане выдоха 2 прижимается к седлу 6, перекрывая отверстие для выхода воздуха, при этом воздух проходит внутрь маски сквозь фильтрующую панель 1, что исключает попадание загрязненного воздуха во внутреннее пространство маски, а при выдохе воздуха, мембрана 15 отгибается и отходит в нижней части седла 6, образуя окно, через которое выдыхаемый воздух свободно выходит из внутреннего пространства маски.
Таким образом, за счёт наличия в крышке 11 приливов 13 и 14 обеспечивается надёжное закрепление круглой мембраны 15 строго по центру клапана выдоха 2 и её прижатие к верхней части седла 6, исключающее попадание частичек мусора или пыли, которые могут падать на маску сверху, а также попадание влажного воздуха на очки пользователя, тем самым исключая их запотевание, при этом обеспечивается плотное и надёжное прилегание мембраны 15 к седлу 6 и исключается её прилипание к внутренней поверхности крышки 11 во время эксплуатации фильтрующей респираторной маски.
Проведённые испытания опытного образца фильтрующей респираторной маски подтвердили работоспособность заявленной конструкции, а также достижение указанного технического результата - обеспечение беспрепятственного выдоха через клапан выдоха при одновременном исключении попадания через него загрязнённого воздуха во время вдоха.