СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЬ ОБЗОРНОГО СТЕКЛА ЗАЩИТНОЙ МАСКИ ДЫХАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания, глаз и лица человека во время работы в условиях непригодной для дыхания атмосферы, в частности к защитным маскам дыхательных аппаратов, например изолирующих респираторов, которые используются при выполнении горноспасательных работ, а также в аварийных ситуациях, которые могут возникать в других отраслях промышленности.
Такие защитные маски, как правило, включают корпус с обзорным стеклом с заданным углом обзора, обтюратор, обеспечивающий плотное прилегание корпуса маски к лицу, узел присоединения к системе подачи газовоздушной дыхательной смеси, средства крепления маски на голове пользователя. При выполнении работ обзорное стекло запотевает с внутренней стороны, в результате чего значительно ухудшается видимость. Применение разных мазей для предотвращения запотевания обзорного стекла не дает достаточного эффекта, особенно при длительном пользовании маской. Поэтому защитную маску оборудуют стеклоочистителем (дворником), который позволяет механически вытирать запотевание с внутренней стороны обзорного стекла Такие стеклоочистители, как правило, выполняют со средствами ручного привода, выведенными наружу маски и закрепленными на маске с возможностью ручного проворачивания стеклоочистителя при вытирании запотевания стекла. Следует отметить, что проблемы запотевания обзорного стекла возникают не только в защитных масках респираторов. Например, существует проблема запотевания обзорных стекол в водолазном оборудовании. Все выше указанное является общеизвестным.
Широко известны стеклоочистители, включающие щетку, соединенную в ее центральной части с одним из концов подпружиненного приводного рычага, второй конец которого закреплен с возможностью проворачивания вокруг поперечной оси для кругового перемещения щетки по поверхности обзорного стекла. Такие стеклоочистители широко используются в автомобилях, а также для очистки обзорных стекол в защитных масках различного назначения.
Так, в соответствии с патентом Великобритании №986864, МПК A62B, дата публикации 24.03.1965, известна маска респиратора, включающая корпус с обтюратором, обзорным стеклом и узлом присоединения к системе подачи газовоздушной смеси.
Маска оснащена стеклоочистителем, который выполнен в виде щетки, прижатой к внутренней стороне обзорного стекла с помощью упругого приводного рычага, один конец которого соединен со щеткой в средней ее части, а второй конец - с осью, установленной в отверстии корпуса маски и выполненной с рукояткой ручного повода, размещенной снаружи маски с возможностью проворачивания приводного рычага для кругового перемещения щетки по поверхности обзорного стекла для механического удаления запотевания с внутренней стороны обзорного стекла.
Аналогичные решения стеклоочистителя известны и в других защитных масках, например, по заявке Японии JP 2002360717, МПК A42B 3/18, A62B 18/02, дата публикации 17.12.2002, по патенту США US 4215437, МПК A42B 3/00, A62B 18/02, дата публикации 05.08.1980 и по другим патентным документам.
Известна панорамная маска респиратора (Министерство чрезвычайных ситуаций Российской Федерации, Иир://www.mchs.gov.ru/>document/219139), включающая корпус маски с криволинейным обзорным стеклом, узлом присоединения к системе подачи газовоздушной дыхательной смеси, средствами крепления маски на голове пользователя и стеклоочистителем, установленным на внутренней поверхности обзорного стекла.
Стеклоочиститель выполнен в виде щетки, соединенной в ее центральной части с одним из концов подпружиненного приводного рычага. Второй конец приводного рычага закреплен на корпусе маски с возможностью проворачивания вокруг поперечной оси для кругового перемещения щетки по поверхности обзорного стекла и соединен с рукояткой ручного повода рычага.
Общими признаками указанных аналогов и заявляемого решения являются: стеклоочиститель обзорного стекла защитной маски дыхательного аппарата, включающий приводной рычаг с очистительной щеткой, который установлен на внутренней поверхности обзорного стекла с возможностью упругого прижатия щетки к внутренней поверхности обзорного стекла и соединен со средствами перемещения по внутренней поверхности обзорного стекла, выведенными наружу защитной маски.
Известно, что эффективность удаления запотевания определяется равномерностью прижатия очистительной щетки к обзорному стеклу. В рассмотренных решениях сила, прижимающая щетку к обзорному стеклу, прикладывается к щетке в средней ее части в месте соединения щетки с приводным рычагом. В результате указанная сила прижатия имеет максимальное значение в средней части щетки и минимальное на ее концах, то есть является неравномерной по длине щетки. Следовательно, конечные участки щетки выполняют свою функцию не эффективно. Особенно указанный недостаток проявляется при очистке криволинейных обзорных стекол, которые используются в, так называемых, панорамных масках с углом обзора до 180 градусов. Если кривизна обзорного стекла сравнительно большая, то концевые участки щетки такого стеклоочистителя вообще не прижимаются к поверхности обзорного стекла.
Известны конструкции стеклоочистителей, в которых приводной рычаг сам выполняет функцию щетки, то есть имеет соответствующее покрытие, контактирующее с поверхностью обзорного стекла и выполняющее функцию щетки при перемещении рычага по поверхности обзорного стекла.
Самым простым примером такого стеклоочистителя может быть стеклоочиститель, водолазной маски с обзорным стеклом, известной по авторскому свидетельству СССР №180101, МПК A62B, дата публикации 28.11.1966
В корпусе маски закреплено обзорное стекло со стеклоочистителем, выполненным в виде прямолинейного приводного рычага с эластичным покрытием в виде щетки, которая скользит по внутренней поверхности обзорного стекла. Свободный конец рычага в виде хвостовика проходит через эластичный водонепроницаемый фланец наружу маски и служит рукояткой для ручного проворачивания рычага при удалении запотевания внутренней поверхности обзорного стекла. Эластичный фланец обеспечивает возможность проворачивания рычага стеклоочистителя и прижатия щетки к внутренней поверхности обзорного стекла в процессе удаления запотевания.
Аналогичное решение стеклоочистителя защитной маски респиратора известно также по патенту Великобритании № GB 316502, дата подачи заявки 29.06.1928.
Общими признаками аналога и заявляемого решения являются: стеклоочиститель обзорного стекла защитной маски, включающий приводной рычаг с очистительной щеткой, установленный на внутренней поверхности обзорного стекла с возможностью прижатия очистительной щетки к внутренней поверхности обзорного стекла и соединенный со средствами его перемещения вдоль внутренней поверхности обзорного стекла, выведенными наружу защитной маски.
Указанное выполнение стеклоочистителя может быть приемлемым для очистки плоских обзорных стекол, что является условием равномерного прижатия щетки к поверхности обзорного стекла. Для панорамных защитных масок с криволинейным обзорным стеклом такое решение стеклоочистителя неприемлемо, так как не может обеспечить равномерное прижатие щетки к криволинейной поверхности обзорного стекла.
В качестве прототипа выбран стеклоочиститель обзорного стекла маски, известный по патенту Великобритании GB 1404737, МПК A61F 9/04, дата публикации 03.09.1975.
Стеклоочиститель обзорного стекла маски включает пружинный приводной рычаг с очистительной щеткой. Свободные концы рычага выведены наружу маски и соединены с рукоятками ручного повода рычага. Рычаг выполнен в виде спиральной пружины, которая покрыта слоем влагопоглощающего материала (абсорбента влаги), сверху которого расположен кожаный чехол, выполняющий функцию щетки.
С помощью рукояток ручного привода рычаг перемещают по внутренней поверхности обзорного стекла и тем самым удаляют запотевание. Упругие свойства рычага обеспечивают прижатие щетки (кожаного чехла) к криволинейной поверхности обзорного стекла.
Общими признаками прототипа и заявляемого решения, являются: стеклоочиститель обзорного стекла защитной маски дыхательного аппарата, включающий упругий приводной рычаг с очистительной щеткой, установленный на внутренней поверхности обзорного стекла с возможностью упругого прижатия очистительной щетки к внутренней поверхности обзорного стекла и соединенный со средствами его перемещения вдоль внутренней поверхности обзорного стекла, выведенными наружу защитной маски.
Конструкция стеклоочистителя по прототипу характеризуется сложностью (средства перемещения приводного рычага по внутренней поверхности обзорного стекла включают два узла соединения приводного рычага с двумя рукоятками ручного привода, расположенными снаружи защитной маски, с соответствующими элементами уплотнения узлов для обеспечения герметичности маски) и неудобством пользования стеклоочистителем (рукоятки ручного привода рычага необходимо проворачивать одновременно двумя руками, при занятости одной из рук пользование стеклоочистителем практически невозможно).
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования стеклоочистителя обзорного стекла защитной маски дыхательного аппарата, в котором за счет конструктивных особенностей достигается упрощение конструкции и удобство пользования стеклоочистителем при обеспечении равномерного прижатия щетки стеклоочистителя к внутренней поверхности обзорного стекла.
Поставленная задача решается тем, что в стеклоочистителе обзорного стекла защитной маски дыхательного аппарата, включающем упругий приводной рычаг со щеткой, установленный на внутренней поверхности обзорного стекла с возможностью упругого прижатия щетки к поверхности обзорного стекла и соединенный со средствами его перемещения по внутренней поверхности обзорного стекла, выведенными наружу защитной маски, в соответствии с полезной моделью, упругий приводной рычаг выполнен в виде консоли, один конец которой соединен со средствами ее перемещения по внутренней поверхности обзорного стекла, а консоль выполнена в виде пакета параллельно соединенных упругих пластин, который включает рабочую пластину, прижимаемую к обзорному стеклу, и вспомогательные прижимные пластины, расположенные над рабочей пластиной, длина которых выбрана по зависимости:
где: li - длина i-ой вспомогательной прижимной пластины, n - количество пластин в пакете, ni - порядковый номер i-ой вспомогательной прижимной пластины в последовательности от верхней пластины пакета к рабочей пластине, прижимаемой к обзорному стеклу, L - длина рабочей пластины, прижимаемой к обзорному стеклу.
Указанные признаки являются существенными признаками полезной модели.
Целесообразно указанный пакет упругих пластин выполнить в виде рабочей пластины, прижимаемой к обзорному стеклу, и двух вспомогательным прижимным пластин - верхней и средней, при этом верхнюю вспомогательную прижимную пластину выполнить длиной (0,95÷1,05)×2/3L, среднюю вспомогательную прижимную пластину выполнить длиной (0,95÷1,05)×1/3L, где L - длина рабочей пластины, прижимаемой к обзорному стеклу.
Целесообразно в качестве щетки использовать тканевый чехол, надетый на приводной рычаг.
Существенные признаки полезной модели находятся в причинно-следственной связи с достигаемым результатом.
Так, отличительные признаки полезной модели (упругий приводной рычаг выполнен в виде консоли, один конец которой соединен со средствами ее перемещения по внутренней поверхности обзорного стекла, а консоль выполнена в виде пакета параллельно соединенных упругих пластин, который включает рабочую пластину, прижимаемую к обзорному стеклу, и вспомогательные прижимные пластины, расположенные над рабочей пластиной, длина которых выбрана по зависимости:
где: li - длина i-ой вспомогательной прижимной пластины, n - количество пластин в пакете, ni - порядковый номер i-ой вспомогательной прижимной пластины в последовательности от верхней пластины пакета к рабочей пластине, прижимаемой к обзорному стеклу, L - длина рабочей пластины, прижимаемой к обзорному стеклу) в совокупности с существенными признаками, общими с прототипом, обеспечивают упрощение конструкции и удобство пользования стеклоочистителем при равномерности прижатия щетки стеклоочистителя к внутренней поверхности обзорного стекла. Объясняется это следующим.
Выполнение приводного рычага в виде консоли, один конец которой соединен со средствами перемещения рычага по внутренней поверхности обзорного стекла, упрощает конструкцию, не требует выполнения двух узлов соединения рычага со средствами его перемещения с соответствующими элементами уплотнения узлов, что имеет место в прототипе. В заявляемом решении консольный приводной рычаг соединен с одной рукояткой ручного привода, которая расположена снаружи защитной маски, через один узел соединения, что упрощает конструкцию.
Ручной привод стеклоочистителя при его использовании осуществляется одной рукой (одна рукоятка ручного повода). При этом пользователь второй рукой может выполнять определенные действия (удерживать необходимые для выполнения работы предметы, опираться на предметы при перемещении и прочее), что повышает удобством пользования стеклоочистителем.
Выполнение приводного рычага в виде пакета параллельно соединенных упругих пластин, который включает рабочую пластину, прижимаемую к обзорному стеклу, и вспомогательные прижимные пластины, расположенные над рабочей пластиной, длина которых выбрана по зависимости:
где: li - длина i-ой вспомогательной прижимной пластины, n - количество пластин в пакете, ni - порядковый номер /-ой вспомогательной прижимной пластины в последовательности от верхней пластины пакета к рабочей пластине, прижимаемой к обзорному стеклу, L - длина рабочей пластины, прижимаемой к обзорному стеклу, обеспечивает равномерное прижатие щетки стеклоочистителя к внутренней поверхности обзорного стекла, так как на рабочую упругую пластину, прижимаемую к обзорному стеклу, действуют дополнительные прижимные усилия вспомогательных упругих пластин, которые равномерно рассредоточены по длине рабочей упругой пластины.
Так, если пакет параллельно соединенных упругих пластин включает рабочую пластину, прижимаемую к обзорному стеклу, и одну вспомогательную прижимную пластину, которая расположена над рабочей пластиной, то длина вспомогательной пластины в соответствии с указанной зависимостью будет:
li=(0,95÷1,05)0,5L
Дополнительное прижимное усилие вспомогательной прижимной пластины будет приложено к рабочей пластине в средней ее части.
Если пакет параллельно соединенных упругих пластин включает рабочую пластину, прижимаемую к обзорному стеклу, и две вспомогательных прижимных пластины, которые расположены над рабочей пластиной, то длины первой (верхней) вспомогательной пластины и второй (средней) вспомогательной пластины в соответствии с указанной зависимостью будут равны:
l1=(0,95÷1,05)2/3L
l2=(0,95÷1,05)1/3L
Прижимные усилия вспомогательных прижимных пластин будут приложены к рабочей пластине на расстоянии 1/3 и 2/3 длины рабочей пластины от ее свободного конца.
Если пакет параллельно соединенных упругих пластин включает рабочую пластину, прижимаемую к обзорному стеклу, и три вспомогательных прижимных пластины, расположенные над рабочей пластиной, то длины первой (верхней) вспомогательной прижимной пластины, второй и третьей вспомогательных прижимных пластин в соответствии с указанной зависимостью будут:
l1=(0,95÷1,05)3/4L
l2=(0,95÷1,05)2/4L
l3=(0,95÷1,05)1/4L
Прижимные усилия вспомогательных прижимных пластин будут приложены к рабочей пластине на расстоянии 3/4, 2/4 и 1/4 длины рабочей пластины от ее свободного конца.
То есть, независимо от количества упругих пластин в пакете, прижимные усилия вспомогательных упругих пластин равномерно рассредоточены по длине рабочей упругой пластины, прижимаемой к обзорному стеклу, что обеспечивает равномерное прижатие щетки стеклоочистителя к внутренней поверхности обзорного стекла.
Таким образом, существенные признаки полезной модели обеспечивают упрощение конструкции и удобство пользования стеклоочистителем при обеспечении равномерного прижатия щетки стеклоочистителя к внутренней поверхности обзорного стекла, что и является задачей полезной модели.
Далее приводится описание заявляемого стеклоочистителя обзорного стекла защитной маски дыхательного аппарата, со ссылками на чертежи, на которых показано:
Фиг. 1 - Стеклоочиститель обзорного стекла защитной маски дыхательного аппарата, вид с внутренней стороны маски.
Фиг. 2 - Стеклоочиститель обзорного стекла защитной маски дыхательного аппарата, разрез А-А на фиг. 1.
Фиг. 3 - Стеклоочиститель обзорного стекла защитной маски дыхательного аппарата, упругий приводной рычаг.
Фиг. 4 - Стеклоочиститель обзорного стекла защитной маски дыхательного аппарата, разрез Б-Б на фиг. 3.
Фиг. 5 - Стеклоочиститель обзорного стекла защитной маски дыхательного аппарата, схема приложения усилий прижатия рабочей упругой пластины к внутренней поверхности обзорного стекла.
Фиг. 6 - Стеклоочиститель обзорного стекла защитной маски дыхательного аппарата, узел I на фиг. 2 в увеличенном масштабе.
Стеклоочиститель 1 обзорного стекла 2 защитной маски дыхательного аппарата включает упругий приводной рычаг 3 с очистительной щеткой 4, который установлен на внутренней поверхности обзорного стекла 2 с возможностью упругого прижатия щетки 4 к внутренней поверхности обзорного стекла 2 и соединен со средствами его перемещения по внутренней поверхности обзорного стекла 2, которые выведены наружу защитной маски. Упругий приводной рычаг 3 выполнен в виде консоли, один конец которой соединен со средствами ее перемещения по внутренней поверхности обзорного стекла 2, а сама консоль выполнена в виде пакета параллельно соединенных упругих пластин, который включает рабочую пластину, прижимаемую к обзорному стеклу 2, и вспомогательные прижимные пластины, расположенные над рабочей пластиной, длина которых выбрана по зависимости:
где: li - длина i-ой вспомогательной прижимной пластины, n - количество пластин в пакете, ni - порядковый номер i-ой вспомогательной прижимной пластины в последовательности от верхней пластины пакета к рабочей пластине, прижимаемой к обзорному стеклу, L - длина рабочей пластины, прижимаемой к обзорному стеклу.
В приведенном примере реализации полезной модели консоль образована тремя упругими пластинами: рабочей упругой пластиной 5, прижимаемой к внутренней поверхности обзорного стекла 2, первой (верхней) вспомогательной упругой пластиной 6, и второй (средней) вспомогательной упругой пластиной 7. Вспомогательные упругие пластины 6, 7 непосредственно взаимодействуют с рабочей упругой пластиной 5.
5
6
7
Длина верхней упругой пластины 6 равна (0,95÷1,05)2/3 длины рабочей упругой пластины 5. Длина средней упругой пластины 7 ровная (0,95÷1,05)1/3 длины рабочей упругой пластины 5. В результате, при деформации рычага 3 (при его прижимании к поверхности обзорного стекла 2) усилия верхней вспомогательной упругой пластины 6 действует на рабочую упругую пластину 5, в основном, в зоне, расположенной на расстоянии 1/3 длины упругой пластины 5 от ее свободного конца, а усилие средней упругой пластины 7 действует на упругую пластину 5, в основном, в зоне, расположенной на расстоянии 2/3 длины упругой пластины 5 от ее свободного конца. Схема приложения основных усилий прижатия рычага 3 к внутренней поверхности обзорного стекла 2 показана на фиг. 5, где F, F, F - усилия прижатия упругих пластин 5, 6, 7 соответственно.
Приводной конец рычага 3 выполнен с отверстием 8 для соединения со средствами перемещения рычага 3 по внутренней поверхности обзорного стекла 2.
В качестве щетки использован тканевый чехол 4, надетый на приводной рычаг 3.
Средства перемещения приводного рычага 3 по внутренней поверхности обзорного стекла 2 включают ось 9, установленную в обзорном стекле 2 с возможностью вращения и уплотненную обычными средствами для обеспечения герметичности маски, и рукоятку ручного повода 10, закрепленную на наружном конце оси 9 с помощью винта 11. На внутреннем конце оси 9 с помощью винта 12 закреплен приводной конец рычага 3 (фиг. 6).
Используют стеклоочиститель следующим образом.
При запотевании обзорного стекла 2 пользователь рукой проворачивает рукоятку ручного повода 10. При этом приводной рычаг 3 перемещается по внутренней поверхности обзорного стекла 2, проворачиваясь вокруг оси 9. Щетка 4 (тканевый чехол) вытирает запотевание. Равномерное прижатие щетки 4 к поверхности обзорного стекла обеспечивает эффективное устранение запотевания по всей очищаемой поверхности.