МАСКА

Область техники, к которой относится полезная модель. Полезная модель относится к защитным медицинским маскам.
Уровень техники. Из уровня техники известна маска [патент на изобретение РФ №2549065], содержащая основу маски с элементом, используемым при ношении маски, а также и инактивирующие вирус тонкодисперсные частицы с антивирусными свойствами, удерживаемые на основе маски. Тонкодисперсные частицы с антивирусными свойствами представляют собой частицы, по меньшей мере, одного из следующей группы веществ: йодида платины (II), йодида палладия (II), йодида серебра (I), йодида меди (I) и тиоцианата меди (I), причем инактивирующие вирус тонкодисперсные частицы прикреплены к основе маски, по меньшей мере, посредством мономера силана и/или продукта полимеризации мономера силана.
К недостаткам такого решения относится наличие одного общего слоя в основе маске, что приводит к затруднению процесса выдоха и усталости.
Из уровня техники также известна защитная медицинская маска [патент на полезную модель РФ №173502], содержащая корпус со средствами крепления на лице носителя маски, и бактерицидную камеру в передней лицевой части корпуса, снабженную входным фильтром и источником ультрафиолетового излучения, расположенным внутри бактерицидной камеры и соединенным с блоком питания. Источник ультрафиолетового излучения выполнен в виде малогабаритной амальгамной газоразрядной лампы, при этом внутренняя поверхность бактерицидной камеры выполнена из материала, отражающего ультрафиолетовое излучение, внутри камеры установлена перегородка из материала, прозрачного для ультрафиолетового излучения, а на выходе бактерицидной камеры установлен воздушный фильтр, выполненный из материала, поглощающего ультрафиолетовое излучение.
К недостаткам такого решения относится наличие источника питания для работы источника ультрафиолетового излучения, а также работа через одинаковый фильтрующий слой на вдох и на выдох.
Данное техническое решение является наиболее близким по своей технической сущности прототипом.
Раскрытие полезной модели. Используемые в медицинской практике защитные маски для защиты дыхания предназначены главным образом для защиты пациентов во время хирургических операций и медицинских осмотров. Однако возникновение новых видов респираторных заболеваний, в том числе типа коронавирусов привело к возникновению сложной эпидемической обстановки и широким распространением среди населения практики ношения масок. Как известно, в общественных местах использование масок имеет двойную назначение – как защиту пользователя от внешней вирусной нагрузки, так и снижение выхода воздушно-капельной смеси мокроты при кашле. При кашле или наличии скрытой инфекции такая защита ограничивает выделение вирусов в окружающий объем воздуха, что очень важно в общественных местах – особенно в крупных городах.
Произошедшая в 2020 пандемия коронавируса показала важность таких мер, ограничивающих распространение респираторных инфекций. В случае возникновения вспышки заболевания, принимаемые при этом ограничения для ее подавления, могут наносить существенный экономический ущерб как из-за снижения объема валового внутреннего продукта, так и в виде прямых затрат на медицинское оборудование и выплаты пособий.
Таким образом, повышение сознательности населения и, в частности, ношение масок в общественных местах имеет государственное значение как для экономики, так и для здравоохранения.
Из уровня техники известны также промышленные защитные маски для выполнения разного рода опасных работ, как-то – покраска распылением, столярные и фрезеровочные работы. Их отличает большая толщина слоя поглощающего материала, что способствует поглощению больших объемов взвесей из вдыхаемого воздуха. Практически все такие промышленные маски оснащены однонаправленным клапаном, обеспечивающих свободный выдох без фильтрации выдыхаемого объема воздуха. Таким образом, нежелательно применять промышленные маски для медицинских целей.
При ношении таких масок для промышленных работ, инфицированный человек продолжит выделять вирус в окружающий воздух, что повышает вероятность заражения окружающих людей. Весь объем на выдохе поступает без фильтрации наружу маски.
Применение существующих медицинских масок имеет недостатки. На фигуре 1 показан внешний вид выпускаемой медицинской маски. Она имеет лямки для крепления на голове пользователя, и фильтрующую основу для пропускания воздуха. Недостатком такого типа масок является очень малая толщина фильтрующего слоя из специального пористого материала, по типу марли. Использование тонкого слоя фильтрующего материала в таком случае обеспечивает наибольшую легкость дыхания в сравнении с промышленными масками – но не позволяет реализовать глубокую фильтрацию, особенно при длительном непрерывном ношении маски.
Однако, при интенсивном ношении маски целесообразно применение усиленного поглощающего слоя, в отличие от выпускаемых медицинских масок. При этом возникает проблема затруднения выдыхания, что ведет к излишнему переутомлению и потливости пользователя – что нежелательно в общественных местах. Выпускаемые в настоящее время промышленные и медицинские маски обеспечивают плотное прилегание к лицу пользователя, что делает процесс вдоха и выдоха равноценными по затрачиваемым на них физическим усилиям. Облегчение процесса выдоха при этом обеспечивает значительное (до двух раз) снижение усталости пользователя маски.
На фигуре 2 показан внешний вид основного прототипа предлагаемого решения, оснащенный ультрафиолетовой очисткой воздуха. В этом случае действительно можно значительно снизить толщину фильтрующего слоя, но требуется электропитание излучателя ультрафиолетового света, причем его мощность может быть весьма значительной – что исключает применение в условиях непрерывного ношения.
Предлагаемое решение обеспечивает облегчение процесса выдоха при сохранении усиленной фильтрации на вдох. Это достигается путем введения двойного фильтра, причем один фильтр выполняется из более толстого слоя материала и оснащается клапаном на выдох, второй слой выполняется более тонким и оснащается клапанов на вдох. Устройство предлагаемого решения показано на фигуре 3, где виден наружный слой с клапаном на выдох, второй слой с клапаном на вдох (их направление потока воздуха условно показано стрелками) и выступы, формирующие полость для осуществления дыхания через всю поверхность фильтрующего материала. Последнее следует особо подчеркнуть – площадь, через которую проходит воздух, определяет усилие, затрачиваемое на вдох. Ограничители исключают плотное прилегание одного фильтра к другому и таким образом, с учетом направленности клапанов в них, обеспечивается снижение усилий для дыхания.
Наружный фильтр выполняется из более плотного материала, и имеет большее усилие, необходимое для прохождения воздуха – и обеспечивает надежную фильтрацию и защиту пользователя маски от вирусов во внешней среде. Внутренний фильтр выполняется из менее плотного материала, по типу ткани – его назначение состоит в ограничении выброса крупной взвеси мокроты при кашле пользователя, и тем самым он ограничивает выделение во внешнюю среду. Внешний слой на вдох может быть существенно усилен по сравнению с выпускаемыми моделями, и обеспечивать более длительную надежную защиту пользователя маски от вирусов и бактерий во внешней среде – при этом внутренний слой из легкого материала по типу ткани дает защиту общественных мест от выделений при кашле, не затрудняя дыхание.
Предлагаемое решение дает наилучший баланс между безопасностью пользователя маски, его комфортом и защитой общественных мест. Главной задачей любого подобного рода изделия безусловно является защита самого пользователя, однако реализация функции снижения выделений во внешнюю среду также является полезным техническим свойством, достигаемым здесь наиболее простым и комфортным для пользователя маски способом.
Заявляемая полезная модель является новым решением, имеющим следующие принципиальные отличия от основного прототипа:
− используется два фильтра из поглощающего материала;
− первый фильтр выполняется более плотным, чем второй;
− фильтр, выполненный из более плотного материала, расположен с наружной стороны маски (сторона маски от лица);
− фильтр, выполненный из менее плотного материала, расположен с внутренней стороны маски (сторона маски к лицу);
− фильтр, выполненный из менее плотного материала, оснащается ограничительными выступами снаружи (со стороны полости между первым и вторым фильтром);
− фильтр, выполненный из более плотного материала, оснащается клапаном на выдох;
− фильтр, выполненный из менее плотного материала, оснащается клапаном на вдох.
Таким образом, вся совокупность существенных признаков решения приводит к новому техническому результату – облегчению дыхания при обеспечении раздельной фильтрации на вдох и выдох.
Краткое описание чертежей. На фигуре 1 изображен внешний вид выпускаемой медицинской маски для защиты от эпидемии коронавируса. На фигуре 2 изображен внешний вид основного прототипа. На фигуре 3 изображено сечение предлагаемой маски в горизонтальной плоскости. Здесь 1 – первый фильтр, 2 – второй фильтр, 3 – клапан, 4 – элемент крепления, 5 – ограничительный выступ.