Устройство для защиты органов дыхания и головы

Область техники
Полезная модель относится к области экипировки, в частности к средствам индивидуальной защиты (СИЗ), а именно к баллистическим шлемам, защищающим голову человека от механических воздействий, а также от воздействия токсичных химикатов, аварийных химически опасных веществ, радиоактивной пыли и биологических средств.
Уровень техники
Разработка экипировки военнослужащего связана с созданием интегрированного средства защиты головы, в комплекте с которым используется система защиты органов дыхания изолирующего типа.
Из уровня техники известны различные технические решения, касающиеся интегрирования средств индивидуальной защиты органов дыхания в защитные бронешлемы [1,2].
Разработано устройство, объединяющее дыхательную маску и шлем, для защиты органов дыхания и головы от химических веществ [3]. Устройство для защиты органов дыхания и головы включает дыхательную маску, фильтрующе-поглощающую систему (ФПС) и шлем. Шлем в лобовой части имеет узел крепления в виде отформованного углубления для зацепления металлической скобы крепежной обоймы очкового узла, а в ушной части - два узла фиксации с регулируемыми эластичными фиксаторами, посредством которых подсоединяется дыхательная маска. В затылочной части шлема имеется узел байонетного подсоединения ФПС, под шлемом закреплен воздуховод, который передним концом по обжимной эластичной муфте соединен с переходником дыхательной маски, а задним концом через байонетное крепление соединен с ФПС [3].
Разработано устройство для защиты органов дыхания, содержащее систему регенерации воздуха с регенеративным продуктом и узел изоляции органов дыхания в виде колпака и/или маски. Оно предназначено для использования в аварийной ситуации. Устройство для защиты органов дыхания в аварийной ситуации содержит защитный колпак и регенеративный патрон с вентилятором. Колпак выполнен из гибкого газонепроницаемого материала и снабжен шейным уплотнением в виде кольца из упругого материала. Технический результат изобретения заключается в обеспечении комфортности дыхания при использовании дополнительных СИЗ в виде шлема с забралом [4].
Разработано устройство для защиты органов дыхания содержит изготовленный из газонепроницаемого термостойкого гибкого материала и снабженный прозрачным участком в передней части колпак с шейным уплотнителем [5].
Во внутренней полости колпака размещена система регенерации воздуха в виде пакета пластин регенеративного продукта, заключенного в пористую оболочку. Оболочка помещена в обечайку, прикрепленную к стенке колпака. К торцу обечайки прикреплен побудитель расхода воздуха, привод которого соединен с источником питания через выключатель. Обеспечивается снижение массы и габаритов устройства и возможность эксплуатации при повышенных нагрузках [5].
Разработан защитный шлем, включающий полнолицевую маску с клапанной коробкой [6]. К клапанной коробке присоединен легочный автомат, от которого идет шланг среднего давления. Шланг присоединяется к быстроразъемному устройству на аппарате. Техническим результатом изобретения является повышение защищенности газоспасателя, обеспечение его хорошей маневренности и полноценной связи со штабом и другими спасателями.
Так же разработано средство защиты, предназначенное для экологической защиты человека и технологических процессов. Средство защиты содержит устройство, непосредственно предназначенное для изменения свойств воздушного потока, приспособления для его забора и подведения к месту потребления. Главной конструктивной особенностью индивидуального средства защиты является наличие устройства, предназначенного для непосредственного подведения воздушного потока (прошедшего полость каркаса) к органам дыхания пользователя, т.е. маски или, например, загубника [7].
Известно средство защиты, относящееся к спасательной службе, в частности применимо при работе газоспасателей. Защитный шлем включает полнолицевую маску и легочный автомат, фонарь и видеокамеру, состоящий из двух раздельных частей, соединяющихся с помощью быстроразъемных замков. Вокруг полнолицевой маски создается внешний защитный кожух, переходящий в защитный шлем, данная конструкция съемная, для уменьшения габаритных размеров шлема легочный автомат установлен в байонетном соединении на левой стороне внешнего корпуса основного шлема и закрыт съемным защитным кожухом, в задней части внешнего корпуса основного шлема установлен штуцер для подключения быстроразъемного устройства воздушно-дыхательного аппарата. Техническим результатом изобретения является повышение защищенности спасателя, удобство работы в шлеме, универсальность шлема.
В конструкции защитного шлема используется полнолицевая маска и легочный автомат. Полнолицевую маску, соединенную с легочным автоматом, герметично встраивают в конструкцию защитного шлема [8].
Основными принципиальными недостатками защитного шлема являются:
- использование легочного автомата и баллонов со сжатым воздухом;
- отсутствие комплексной защиты от РХБ поражающих факторов;
- неоптимальная сочетаемость средств защиты органов дыхания с перспективными шлемами, оптическими приборами, гарнитурой связи и другими элементами экипировки военнослужащего;
- недостаточный уровень защищенности органов дыхания и головы.
Известно устройство для защиты органов дыхания и головы «бронемаска-респиратор», выполненная из стойкого к воздействию высокоскоростных поражающих элементов и вторичных осколков материала, закрывающая нижнюю часть лица и верхнюю часть шеи, в корпус которой с боковых сторон интегрированы места для фильтрующе-поглощающих элементов, в центральную часть интегрировано место для переговорного устройства, в нижнюю часть интегрировано место для клапана выдоха, а внутри размещен подмасочник [9].
Недостатком данного изобретения является неполная защита головы и шеи от поражающих факторов ядерного, химического, биологического, а также обычных видов оружия, малая площадь фильтрующе-поглощающих элементов, отсутствие возможности использования средства защиты в случаях недостатка или отсутствия кислорода, а также при наличии вредных примесей, не задерживаемых фильтрующими элементами.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для защиты органов дыхания и головы «противогаз-бронешлем», состоящее из следующих основных элементов: тканево-полимерного корпуса (шлем является основным несущим элементом устройства); защитного стекла (забрало); переговорного устройства; подмасочника; двух клапанов выдоха, объединенных в физиологическую камеру; элемента электропитания с выключателем и зарядным устройством; двух низкопрофильных фильтрующе-поглощающих элементов; устройства для безопасного приема жидкости; приборов принудительной подачи воздуха (микроэлектровентиляторы); пелерины обтюратора с герметизирующим устройством (шейным уплотнителем с двумя клапанами избыточного давления); планки для установки прибора ночного видения, тактического фонарика; подбородочного ремня; подтулейного устройства, трикотажного гидрофобного чехла [10].
Одним из существенных недостатков является то, что элементы противогаза полностью интегрированы в полость бронешлема и их невозможно снять. В обычных условиях боя при использовании бронешлема в качестве средства защиты головы от пуль и осколков применение данных элементов нецелесообразно, поскольку при надевании военнослужащий будет ощущать сопротивление дыханию. Его применение ограничено в условиях недостатка или отсутствия кислорода, а также при наличии вредных примесей, не задерживаемых фильтрующими элементами.
Раскрытие сущности полезной модели
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является защита органов дыхания военнослужащего от воздействия на них отравляющих веществ.
Для достижения этого технического результата предложено устройство для защиты органов дыхания и головы, состоящее из корпуса шлема, смонтированного на нем защитного стекла, подмасочника, на лицевой части корпуса с боковых сторон смонтированы места для размещения модульных фильтрующе-поглощающих элементов с возможностью поступления очищенного воздуха через них в подшлемное пространство, при этом, в затылочной части подшлемного пространства расположена фильтрующе-поглощающая подкладка с возможностью дополнительного поступления очищенного воздуха через нее в подшлемное пространство, при этом корпусе устройства расположены нижние и верхние воздухозаборники с возможностью поступления воздуха через них к указанной фильтрующе-поглощающей подкладке.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображено устройство для защиты органов дыхания и головы, вид спереди-сбоку, на фиг. 2 вид снизу, а также элементы, входящие в состав фильтрующе-поглощающих коробок, на фиг. 3 вид сзади, где:
1 - корпус бронешлема;
2 - защитное стекло;
3 - фильтрующе-поглощающие коробки;
4 - клапан выдоха;
5 - нижние воздухозаборники;
6 - верхние воздухозаборники;
7 - гнездо ФПК с клапаном вдоха;
8 - нетканый материал;
9 - корпус фильтрующе-поглощающего элемента;
10 - фильтрующе-сорбирующий слой ФПЭ
11 - крышка ФПК;
12 - фильтрующе-сорбирующий слой в затылочной части шлема;
13 - пневматический обтюратор;
14 - подмасочник;
15 - приспособление для подключения к ФВУ;
16 - датчик системы обнаружения химического заражения.
Осуществление полезной модели
Устройство для защиты органов дыхания и головы состоит из следующих основных элементов: тканево-полимерного корпуса (шлем является основным несущим элементом устройства); защитного стекла (забрало); подмасочника; двух клапанов выдоха объединенных в физиологическую камеру; подложки из фильтрующе-поглощающего материала в затылочной части подшлемного пространства; двух фильтрующе-поглощающих коробок (ФПК) с модульными фильтрующе-поглощающими элементами (ФПЭ); системы обнаружения химического заражения.
Корпус устройства является основным несущим элементом конструкции. Корпус бронешлема 1 изготовлен из тканево-полимерного материала - кевлара, что обеспечивает повышенную защиту головы от пистолетных пуль, осколков и механических повреждений.
На бронешлеме смонтировано защитное стекло 2 (забрало) из поликарбоната, отличающиеся повышенной прочностью, герметично прилегающее к корпусу (при закрытии), а также высокой степенью защиты глаз от лазерного излучения и вспышек света. Оно выполнено в виде единого моноблока, которое уменьшает нагрузку на глаза военнослужащего, а также максимальным образом расширяет его поле зрения. Помимо этого, защитное стекло 2 (забрало) обладает повышенной механической прочностью и улучшенной системой защиты от солнечных лучей.
Места для размещения модульных фильтрующе-поглощающих элементов вмонтированы в шлем и закрываются решетчатыми крышками. Они выполнены из гибкого материала (пластмассы).
ФПЭ могут заменяться военнослужащим без нарушения герметичности обтюратора, что достигается за счет самогерметизирующегося соединения.
Корпуса фильтрующе-поглощающих элементов 9 устройства выполнены из гибкого материала (пластмассы), внутри которых находится нетканый 8 и фильтрующе-сорбирующий материал 10.
Этот фильтрующе-сорбирующий материал 12 также размещен в затылочной части подшлемного пространства. Через нижние 5 и верхние 6 воздухозаборники воздух поступает дополнительно и проходит через фильтрующе-поглощающую подкладку, поступая для дыхания в подшлемное пространство. За счет этого снижается сопротивление дыханию и износ фильтрующе-поглощающих элементов.
Подмасочник 14 предназначен для снижения запотевания и обмерзания защитного стекла. Выполнен в виде резиновой полумаски с двумя клапанами вдоха. Исключает попадание выдыхаемого воздуха на защитное стекло 2 (забрало).
Физиологическая камера подмасочника предназначена для распределения потоков вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. В физиологической камере расположены два клапана выдоха - основной и дополнительный. Значение физиологической камеры состоит в том, что в ней происходит разбавление концентрации подсосанного через первый клапан наружного зараженного воздуха. Выдыхаемый воздух выходит через клапан выдоха 4, расположенный в передней части шлема.
Система обнаружения химического заражения состоит из датчика обнаружения аэрозолей и паров токсичных химикатов 16.
При применении противником химического оружия датчик определяет наличие в воздухе аэрозолей и паров ОВ и в зависимости от их концентрации (плотности заражения) микроконтроллер (плата) выдает сигнал о наличии ОВ. При этом загорается соответственно зеленый или красный индикатор.
Наиболее важными конструктивными решениями, реализованными в защитном устройстве, являются:
- интеграция противогаза и бронешлема в единую систему;
- возможность присоединения систем для использования изобретения в различных условиях;
- высокая сорбирующая способность за счет размещения в подшлемном пространстве прослойки из фильтующе-поглощающего материала;
- модульность, обеспечивающая быструю замену вышедших из строя фильтрующе-поглощающих элементов;
-универсальность в использовании различных фильтрующе-поглощающих элементов.
Список использованных источников
1. Противогаз общевойсковой фильтрующий ПМК-4. Руководство по эксплуатации. АРПБ.305262.002000РЭ.2017. - 109 с.
2. Бронешлем общевойсковой единый 6Б47. Руководство по эксплуатации. 6Б47.00.000РЭ.2014. - 4 с.
3. RU, патент 2610111, кл. А62В 18/00, 2017 г.
4. RU, патент 2505325, кл. А62В 7/00, 2012 г.
5. RU, патент 2381043, кл. А62В 17/04, 2010 г.
6. RU, патент 2499623, кл. А62В 18/00, 2012 г.
7. RU, патент 2240160, кл. А62В 18/04, 2004 г.
8. RU, патент 2581580, кл. А62В 18/00, 2016 г.
9. RU, патент 2334938, кл. А62В 18/00
10. RU, патент 200125, кл. А62В 18/00, 2020
11. RU, патент 190408, кл. А62В 18/00, 2018.