ПОРТАТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Полезная модель относится к области медицины, а также к области безопасности жизнедеятельности, а именно к устройствам обработки и подачи воздуха с целью обеспечения защиты органов дыхания и зрения от пыли, вредных примесей, вирусов и патогенов, а также для облегчения дыхания и улучшения общего физиологического состояния человека.
Из имеющегося уровня техники известны устройства подобного назначения такие как, противогазы, изолирующие дыхательные аппараты, пылевые респираторы и т.п., широко используемые в условиях высокой концентрации вредных веществ в окружающей среде и производственных помещениях: газов, пыли и ядов, опасных для здоровья человека (патенты: №2164162, №2176923, №2177812, №2205670, №2244576, №2283671, №2296600, №2303472, №2319526, №2320384, №2323753, №2324513, №2335314, №2335313, №2337736 и др.).
2
Конструкции этих устройств общеизвестны. Основными элементами противогазов являются газовые фильтры, ориентированные на фильтрацию одного вполне определенного газа или их комбинаций (СО, СН, CO и др.). В респираторах присутствуют пылевые фильтры, изготовленные главным образом из ткани Петрянова. Фильтры, чаще всего, размещаются в емкостях (футлярах, коробках и т.д.), соединенных посредством воздушных шлангов с маской, содержащей дыхательные клапаны.
Вместе с тем за последние 20 лет в мире было зафиксировано несколько существенных вспышек вирусных болезней с разной степенью агрессивности вирионов, включая эпидемию лихорадки Эбола и пандемию COVID-19. К самым опасным относятся болезни, распространяемые капельножидким и воздушным (аэрозольным) путем, а также посредством контакта со слизистой дыхательных путей и глаз: порядка 10% пациентов подвергается заражению через слизистые глаз, 90% - через органы дыхания. Применяемые при этом способы и средства обеззараживания и обработки помещений/предметов широко известны, и предполагают озонирование, дезинфекционную обработку химическими составами или УФ-облучение (кварцевание).
2
2
2
2
Из имеющегося уровня техники («Inactivation of Virus-Containing Aerosols by Ultraviolet Germicidal Irradiation», Article in Aerosol Science and Technology December 2005, DOI: 10.1080/02786820500428575; «Inactivation of Vims-Containing Aerosols by Ultraviolet Germicidal Irradiation», Article in Aerosol Science and Technology December 2005, DOI: 10.1080/02786820500428575) известна эффективность воздействия жесткого бактерицидного ультрафиолетового излучения на вирусные аэрозоли с различными типами нуклеиновых кислот при различной относительной влажности. Для воздушно-капельных вирусов доза ультрафиолета для 90% инактивации составила: 339 - 423 мкВт×с/см для одноцепочной РНК, 444 - 494 мкВт×с/см для одноцепочной ДНК, 662 - 863 мкВт×с/см для двухцепочной РНК и 910 - 1196 мкВт×с/см для двухцепочной ДНК.
На основе существующих данных по воздействию УФ-излучения на разные вирусы и патогены, достаточно давно созданы и используются ртутные УФ-лампы для облучения помещений и дезинфекции медицинских и бытовых приборов. С появлением ламп нового поколения и ультрафиолетовых светодиодов ассортимент приборов лучевой дезинфекции существенно расширился. Появились проточные (рециркуляционные) приборы, способные работать с целью обеззараживания воздуха в помещениях в момент нахождения в них людей. Также появились и рециркуляционные УФ-дезинфекторы волы.
Однако, рециркуляторы на основе УФ-облучения, озонаторы и распылители антисептических составов малоэффективны против воздушно-капельных форм инфекции в больших помещениях со значительной инфильтрацией и большой плотностью потока людей (медицинские учреждения, общественный транспорт, места общего пользования и т.д.), а также при непосредственном контакте с больными. В свою очередь, маски, в том числе респираторного типа класса FFP-3 (N-95). по мнению многих специалистов, эффективны только в случаях, когда инфекция от зараженного выходит концентрировано с мелкодисперсной мокротой. Кроме того, при постоянном дыхании, влага с растворенным микробами диффундирует вглубь маски и в итоге с вдыхаемым воздухом неизбежно попадает в организм человека.
Задачей настоящей полезной модели является создание портативного устройства для обработки воздуха с возможностью подключения через воздуховод к индивидуальной защитной маске, позволяющего осуществлять очистку и обеззараживание воздуха с использованием ультрафиолетового излучения.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое техническое решение, заключается в повышении эффективности очистки и обеззараживания воздуха с использованием портативного устройства для обработки воздуха.
Технический результат достигается тем, что портативное устройство для обработки воздуха, содержит корпус, одна из стенок которого выполнена съемной, с по меньшей мере одним входным окном и одним выходным окном с замковым механизмом для фиксации воздуховода и последующего подключения через воздуховод к индивидуальной защитной маске, выполненной с возможностью подачи в нее очищенного и обеззараженного воздуха, вентилятор, установленный в выходном окне корпуса, филы р. установленный во входном окне корпуса, источник УФ-излучения в спектральном диапазоне 205-315 нм, расположенный внутри корпуса, блок управления работой устройства, установленный внутри корпуса, съемную аккумуляторную батарею, установленную с внешней стороны корпуса с помощью креплений, при этом на корпусе имеются элементы управления и контроля работы портативного устройства для обработки воздуха и элементы для закрепления прибора на теле пользователя.
В некоторых вариантах исполнения портативного устройства для обработки воздуха блок управления работой устройства, установленный внутри корпуса, может быть выполнен закрытым от УФ-излучения посредством защитного экрана.
В некоторых вариантах исполнения портативного устройства для обработки воздуха фильтр, расположенный во входном окне корпуса, может быть установлен с внешней стороны корпуса. При этом вентилятор, установленный в выходном окне корпуса, может быть центробежным.
В некоторых вариантах исполнения портативного устройства для обработки воздуха внутренняя поверхность корпуса может быть выполнена с покрытием, отражающим УФ-излучение, а наружная поверхность корпуса может быть выполнена с антибактериальным покрытием.
В некоторых вариантах исполнения элементы управления и контроля работы портативного устройства для обработки воздуха могут представлять собой коммутационное устройство для включения и выключения прибора, кнопки управления режимами работы прибора, датчик контроля бактерицидного потока УФ-излучения, дисплей для осуществления визуального контроля работы прибора, мощности УФ-излучения, срока службы источника УФ-излучения и уровня заряда аккумуляторной батареи, а также регулятор для управления скоростью вращения вентилятора с целью обеспечения подачи в индивидную защитную маску очищенного и обеззараженного воздуха в объеме, компенсирующем фазу вдоха.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 представлен общий вид сверху сзади портативного устройства для обработки воздуха, где 1 - корпус: 2 - съемная стенка корпуса; 3 - фильтр; 4 - элементы для закрепления прибора на теле пользователя; 5 - выходное окно с замковым механизмом для фиксации воздуховода; 6 - коммутационное устройство для включения и выключения прибора; 7 -кнопки управления режимами работы прибора; 8 - дисплей для осуществления визуального контроля работы прибора; 9 - регулятор для управления скоростью вращения вентилятора.
На фиг. 2 представлен общий вид снизу сзади портативного устройства для обработки воздуха, где 1 - корпус; 2 - съемная стенка корпуса; 3 - фильтр; 4 - элементы для закрепления прибора на теле пользователя; 10 - съемная аккумуляторная батарея; И - крепления для аккумуляторной батареи.
На фиг. 3 представлен общий вид портативного устройства для обработки воздуха без съемной стенки, где 1 - корпус; 3 - фильтр; 4 - элементы для закрепления прибора на теле пользователя; 10 - съемная аккумуляторная батарея; 11 - крепления для аккумуляторной батареи; 12 - источник УФ-излучения; 13 - вентилятор; 14 - входное окно; 15 - защитный экран; 16 - датчик контроля бактерицидного потока УФ-излучения.
На фиг. 4 представлен вид спереди портативного устройства для обработки воздуха, где 1 - корпус; 3 - фильтр; 5 - выходное окно с замковым механизмом для фиксации воздуховода; 9 - регулятор для управления скоростью вращения вентилятора; 10 - съемная аккумуляторная батарея; 11 крепления для аккумуляторной батареи.
На фиг. 5 представлен поперечный разрез портативного устройства для обработки воздуха (вид А-А), где 1 - корпус; 2 - съемная стенка корпуса; 3 - фильтр; 4 - элементы для закрепления прибора на теле пользователя; 12 - источник УФ-излучения; 13 - вентилятор; 14 - входное окно; 15 - защитный экран; 17 - блок управления работой устройства.
На фиг. 6 представлен общий вид портативного устройства для обработки воздуха с индивидуальной защитной маской, где 1 - корпус; 3 - фильтр; 5 - выходное окно с замковым механизмом для фиксации воздуховода: 9 - регулятор для управления скоростью вращения вентилятора; 10 - съемная аккумуляторная батарея; 11 - крепления для аккумуляторной батареи; 18 - воздуховод; 19 - индивидуальная защитная маска.
Как показано на фиг. 1 - фиг. 5, портативное устройство для обработки воздуха содержит корпус 1, одна из стенок которого выполнена съемной 2. с по меньшей мере одним входным окном 14 и одним выходным окном 5 с замковым механизмом для фиксации воздуховода 18 и последующего подключения через воздуховод к индивидуальной защитной маске 19, выполненной с возможностью подачи в нее очищенного и обеззараженного воздуха, вентилятор 13, установленный в выходном окне 5 корпуса 1. фильтр 3, установленный во входном окне 14 корпуса 1, источник УФ-излучения 12 в спектральном диапазоне 205-315 нм, расположенный внутри корпуса 1, блок управления работой устройства 17, установленный внутри корпуса 1 и выполненный закрытым от УФ-излучения посредством защитного экрана 15.
Выполнение блока управления работой устройства 17 таким образом является частным случаем его исполнения, поскольку, из имеющегося уровня техники известно, что блок управления, устанавливаемый в подобных устройствах может быть выполнен как открытым, для УФ-излучения, так и закрытым. Например, блок управления может быть выполнен в корпусе, устойчивым к воздействию УФ-излучения, может быть выполнен с защитным покрытием, устойчивым к воздействию УФ-излучения или может быть закрыт от УФ-излучения защитным экраном.
Портативное устройство для обработки воздуха также содержит съемную аккумуляторную батарею 10, установленную с внешней стороны корпуса 1 с помощью креплений 11. При этом на корпусе 1 имеются элементы управления и контроля работы портативного устройства для обработки воздуха, представляющие собой коммутационное устройство 6 для включения и выключения прибора, кнопки 7 управления режимами работы прибора, датчик 16 контроля бактерицидного потока УФ-излучения, дисплей 8 для осуществления визуального контроля работы прибора, мощности УФ-излучения, срока службы источника УФ-излучения и уровня заряда аккумуляторной батареи, регулятор 9 для управления скоростью вращения вентилятора с целью обеспечения подачи в индивидную защитную маску очищенного и обеззараженного воздуха в объеме, компенсирующем фазу вдоха, а так же элементы 4 для закрепления прибора на теле пользователя.
При этом, как показано на фиг. 1 - фиг. 5, фильтр 3 портативного устройства для обработки воздуха, расположенный во входном окне 14 корпуса 1, может быть установлен с внешней стороны корпуса. Вместе с тем из имеющегося уровня техники известно, что фильтры, устанавливаемые в корпусах устройств для очистки и обеззараживания воздуха различного типа, также могут быть установлены с внутренней стороны корпуса. При этом, как показано на фиг. 3, вентилятор 13, установленный в выходном окне 5 корпуса 1 портативного устройства для обработки воздуха, может быть центробежным.
Кроме того, из имеющегося уровня техники известно, что корпуса устройств для обеззараживания воздуха различного типа могут быть выполнены как с покрытием, отражающим УФ-излучение. с внутренней стороны корпуса так и с антибактериальным покрытием с внешней стороны корпуса. В связи с этим, как частный случай выполнения корпуса портативного устройства для обработки воздуха, в некоторых вариантах исполнения внутренняя поверхность корпуса 1 может быть выполнена с покрытием, отражающим УФ-излучение (на фигурах не показано), а наружная поверхность корпуса 1 может быть выполнена с антибактериальным покрытием (на фигурах не показано).
Портативное устройство для обработки воздуха работает следующим образом. Пользователь до момента входа в помещение с повышенным содержанием вредных примесей и патогенов или до момента контакта с носителем вирусов, надевает индивидную защитную маску, к которой посредством воздуховода подключено заявляемое портативное устройство для обработки воздуха, фиксирует прибор на теле с помощью элементов 4, выполненных на корпусе 1 и, с помощью коммутационного устройства 6, осуществляет включение прибора. Для закрепления на теле пользователя портативного устройства для обработки воздуха, может быть дополнительно использован ремень (на фигурах не показано). После включения портативного устройства для обработки воздуха, пользователь с помощью кнопок управления режимами работы 7 выбирает и устанавливает требуемый режим работы прибора. Выбранный режим работы, мощность УФ-излучения, срок службы источника УФ-излучения 14, уровень заряда аккумуляторной батареи 10 и другие параметры рабсил портативною устройства для обработки воздуха отображаются на дисплее 8 для осуществления визуального контроля работы прибора. Используя регулятор 9 для управления скоростью вращения вентилятора, пользователь настраивает поток подаваемого в индивидную защитную маску очищенного и обеззараженного воздуха таким образом, чтобы объем подаваемого воздуха соответствовал индивидуальным особенностям фазы вдоха пользователя. В процессе работы портативного устройства для обработки воздуха забираемый из помещения воздух через фильтр 3, установленный во входном окне 14 корпуса 1 под действием тяги вентилятора 13 поступает внутрь корпуса 1 в зону обеззараживания воздуха, где под действием бактерицидного УФ-излучения от источника УФ-излучения 12 обеззараживается от микробов, вирусов и других патогенов, получая необходимую для их инактивации дозу бактерицидного УФ-излучения. При этом проходя через фильтр 3. воздух предварительно очищается от пыли и вредных примесей. Далее обработанный бактерицидным УФ-излучением, очищенный и обеззараженный воздух под действием тяги вентилятора 13 через выходное окно 5 направляется в воздуховод и затем в индивидуальную защитную маску, надетую на пользователя. Выключение портативного устройства для обработки воздуха осуществляется пользователем вручную с помощью коммутационного устройства 6.
Использование предлагаемой конструкции портативного устройства для обработки воздуха позволяет осуществлять очистку вдыхаемого воздуха от пыли и вредных примесей, а также обеззараживание воздуха от микробов, вирусов и других патогенов, используя свойства бактерицидного УФ-излучения. Тем самым повышается эффективность очистки и обеззараживания воздуха, за счет улучшения качеств и физических параметров проходящего через устройство воздуха из окружающей среды, что делает воздух из окружающей среды безопасным и пригодным для дыхания, тем самым обеспечивается достижение заявленного технического результата.