Устройство индивидуальное, ультрафиолетовое, светодиодное, бактерицидное

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам индивидуальным, ультрафиолетовым, светодиодным, бактерицидным, защитно-профилактическим облучателям, обеззараживающим окружающий воздух и поверхности предметов от микроорганизмов, бактерий и вирусов, и может быть использована как индивидуальное защитно-профилактическое устройство от окружающих патогенных микроорганизмов, бактерий и вирусов медицинского персонала и граждан, как в открытом, так и в закрытом пространстве.
Бактерицидное светодиодное ультрафиолетовое (УФ) излучение является эффективным профилактическим, санитарно-противоэпидемическим средством. Оно предотвращает распространение массовых инфекционных заболеваний, уничтожает практически все известные патогенные микроорганизмы.
В основе физического принципа работы ультрафиолетового светодиода лежит способность полупроводникового перехода излучать свет при прохождении через него постоянного тока. Светодиоды ультрафиолетового облучателя выполнены из полупроводникового кристалла, линзы и контактного провода, при этом кристалл выполнен из полупроводников с возможностью преобразования потока электронов в световой поток, а светодиодная лента ультрафиолетового облучателя выполнена из гибкой монтажной основы, на которой методом поверхностного монтажа установлены последовательно светодиоды и ограничивающие их ток резисторы. На нижнюю сторону нанесен самоклеящийся слой.
Для создания именно ультрафиолетового излучения используются присадки, например, арсенид галлия алюминия, нитрид галлия, нитрид алюминия и т.д. В результате этого получаются светодиоды со спектром излучения, находящиеся в диапазоне от 100 до 400 нм (ближняя часть УФ - диапазона). При этом интенсивность излучения изменяется за счет регулирования проходящей силы тока.
Обеззараживающий эффект основан на свойстве ультрафиолетовых волн короткого диапазона 180-280 нм проникать в структуру ДНК микроорганизмов, разрушать ее и препятствовать дальнейшему делению клеток и размножению. Например, максимальный обеззараживающий эффект достигается с длиной волны 265 нм и 253,7 нм источником УФ лучей от излучателя.
При соблюдении правил безопасности индивидуальные светодиодные ультрафиолетовые бактерицидные устройства безопасны для здоровья человека.
Из существующего уровня техники известно решение по патенту №84713 от 20.07.2009, МПК A61N 5/08, RU.
Универсальный медицинский прибор ультрафиолетового облучения, содержащий корпус с передней выступающей частью, имеющей по центру отверстие овального типа, размещенную в корпусе лампу ультрафиолетового облучения с электрической схемой, средство опоры корпуса и средства подвода к электрической цепи, причем прибор снабжен съемной заслонкой, по конфигурации повторяющей выступающую часть корпуса и устанавливаемую с возможностью скольжения по выступающей части, в центре заслонки выполнено отверстие, в котором установлен выпуклый фланец с ребрами жесткости, имеющий на наружной поверхности прямоугольные пазы, причем заслонка с одной из боковых сторон выполнена с загнутым краем вверх.
Недостатками являются стационарное размещение устройства только на плоских поверхностях, функциональное ограничение использования с помощью сменных элементов для внутриполостного облучения при лечении ряда заболеваний и ограничение возможности обеззараживания воздуха в помещении методом рециркуляции, снижена степень защиты от механических повреждений источника ультрафиолетового излучения при его открытом использовании.
Известно решение по патенту №154461 от 07.04. 2015, МПК A61N 5/06, RU.
Облучатель ультрафиолетовый, состоящий из корпуса с установленными в нем источником ультрафиолетового излучения и электрической схемой с блоком питания, подключенным к источнику излучения, при этом корпус снабжен средством опоры и выполнен с отверстием для направленного действия ультрафиолетового излучения, причем в электрическую схему введена цепь последовательно соединенных панели управления, контроллера и цифрового индикатора, при этом к блоку питания подключены панель управления и контроллер, включающий блок датчика времени работы, блок суммарной наработки времени источника излучения и блок задержки включения, а средство опоры и корпус шарнирно соединены между собой с возможностью фиксирования их под углом друг к другу.
Недостатком конструкции устройства является стационарное размещение устройства только на плоских поверхностях, снижение степени защиты от механических повреждений источника ультрафиолетового излучения.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является конструкция по патенту №174614 от 23.10.2017, МПК A61N 5/06, RU.
Облучатель ультрафиолетовый, состоящий из корпуса с установленными в нем как минимум одним источником ультрафиолетового излучения и электрической схемой с блоком питания, подключенным к источнику излучения, и выполненного с отверстием на лицевой стороне для направленного действия ультрафиолетового излучения, и с возможностью установки съемной заслонки с отверстием для размещения в нем тубуса, при этом корпус снабжен средством опоры, причем введены дополнительные сменные тубусы, как минимум два из которых выполнены с выходными отверстиями разного диаметра, а указанный тубус имеет скошенный срез выходного отверстия и установлен в съемной заслонке с возможностью фиксированного закрепления в определенных положениях, при этом корпус в средстве опоры закреплен шарнирно с возможностью вращения в вертикальной плоскости относительно последнего и фиксации в разных положениях.
Достоинством решения является повышение эффективности лечения облучателем и удобство его использования.
Недостатками являются стационарное размещение устройства только на плоских поверхностях, функциональное ограничение использования с помощью сменных элементов.
Задачей предлагаемой полезной модели является необходимость высокой степени обеззараживания вдыхаемого воздуха вокруг головы человека от патогенных микроорганизмов, бактерий и вирусов, в том числе и от коронавируса COVID-19, а также необходимость улучшенной дезинфекции поверхностей предметов.
Технический результат разработанного решения заключается в создании и расширении технических и технологических возможностей конструкции индивидуального, мобильного, технологичного, компактного и эргономичного УФ устройства, где в качестве источника ультрафиолетового излучения применяется бактерицидная УФ светодиодная лента, повышающая степень обеззараживания окружающего воздуха и повышающая степень дезинфекции поверхностей предметов от патогенных микроорганизмов, бактерий и вирусов (в частности, обеззараживание воздуха до 99,9%) и при этом конструкция УФ устройство должна исключать неблагоприятное воздействие УФ лучей на здоровье человека, в соответствии нормативам руководства Р.3.5.1904 - 04.
Например, из уровня техники известно, что бактерицидные ультрафиолетовые ленты со светодиодами синтезирующие УФ лучи с высоким результатом обеззараживание воздуха и дезинфекции поверхностей предметов, обеспечивается (до 99,9%) на волне длиной 253,7 нм или 265 нм. Таким образом, устройство можно применять как для безопасной работы медицинского персонала с пациентами, так и для безопасного передвижения граждан общественным транспортом, безопасного нахождения граждан на рабочем месте и в общественных местах с высокой степенью зашиты от патогенных микроорганизмов, бактерий и вирусов.
Поставленная цель достигается следующим образом.
Устройство индивидуальное, ультрафиолетовое, светодиодное, бактерицидное, состоящее из корпуса с установленными в нем как минимум одним источником ультрафиолетового излучения и электрической схемой с блоком питания, подключенным к источнику излучения, и выполненного с отверстием на лицевой стороне, и с возможностью установки съемной пластины, при этом корпус устройства выполнен в виде головного убора с пазом по наружному периметру, в котором размещен и закреплен, по крайней мере, один ряд светодиодной ленты ультрафиолетового облучателя, повторяющий контур паза наружного периметра корпуса устройства и углублена в пазе таким образом, что непрозрачные поверхности паза выполнены с возможностью блокирования ультрафиолетовых лучей в трех направлениях, а в четвертом направлении лучи могут свободно распространяться в пространстве, обеззараживая атмосферный воздух вокруг головы и тела человека от патогенных микроорганизмов, бактерий и вирусов;
паз, повторяющий наружный периметр корпуса устройства, выполнен закрытым с четвертой стороны снизу быстросъемной непрозрачной пластиной, прикрепленной на нем, с созданием закрытого пространства внутри паза, где размещена светодиодная лента ультрафиолетового облучателя;
на поверхности пластины выполнены, по крайней мере, два отверстия, максимально удаленные друг от друга, через которые обеспечивается возможность засасывания, при вздохе, окружающего атмосферного воздуха в закрытое пространство, в зоне расположения светодиодной ленты ультрафиолетового облучателя, обволакивания и прохождения вдоль всего периметра светодиодной ленты, обеззараженного воздуха, с возможностью попадания через вырез внутренней стенки паза, в герметичное пространство, созданное вокруг головы человека;
введен съемный прозрачный лицевой защитный щит, повторяющий контур наружного периметра корпуса устройства и закрепленный на поверхности по внутреннему периметру паза корпуса устройства;
введен клапан выдоха, который закреплен на прозрачном лицевом защитном щите, с возможностью вывода выдохнувшего воздуха в атмосферу;
введен воротник, выполненный с возможностью создания герметического пространства вокруг головы человека, прикрепленный к съемному прозрачному лицевому защитному щиту, и, одновременно, к корпусу устройства, а нижней частью выполненный с возможностью обтекания шеи человека, и изготовленный из полимерно-вискозной ткани, имеющей водоотталкивающие свойства,
вентилятор и воздуховоды, присоединенные к вентилятору, выполнены с возможностью осуществления засасывания атмосферного воздуха в закрытое пространство в зоне размещения светодиодной ленты ультрафиолетового облучателя и попадание очищенного воздуха в герметическое пространство вокруг головы человека, через вырез на внутренней стенке паза;
вентилятор с воздуховодами закреплены на верхней части корпуса устройства с наружной стороны и выполнены с возможностью функционирования с того же блока питания постоянного тока, что и светодиодная лента;
введена ручка съемная на корпусе устройства;
введен блок питания постоянного тока в виде аккумуляторных батареек с выключателем и индикатором заряда аккумуляторных батареек;
введена затяжка головного убора в виде подбородочного ремня, фиксирующая корпус устройства на голове человека;
введена текстильная застежка-липучка, прикрепленная одной частью на соединительном проводе, а другой частью на корпусе устройства с возможностью препятствия выпадения электропроводки от цоколя ультрафиолетовой трубки;
светодиоды ультрафиолетового облучателя выполнены из полупроводникового кристалла, линзы и контактного провода, при этом кристалл выполнен из полупроводников с возможностью преобразования потока электронов в световой поток, а светодиодная лента ультрафиолетового облучателя выполнена из гибкой монтажной основы, на которой методом поверхностного монтажа установлены последовательно светодиоды и ограничивающие их ток резисторы;
на нижнюю сторону нанесен самоклеящийся слой;
на поверхностях корпуса устройства, на поверхности прозрачного лицевого защитного щита, на подбородочном ремне выполнены отверстия и вырезы для размещения крепежных и соединительных элементов;
внутри корпуса устройства размещена и закреплена внутренняя оснастка с регулировкой, с возможностью фиксации корпуса устройства на голове человека.
Кроме того, предусмотрены частные варианты реализации полезной модели, согласно которым:
- блок питания постоянного тока и выключатель светодиодной ленты ультрафиолетового облучателя закреплены в верхней части корпуса устройства в куполе с внутренней стороны, с возможностью замены аккумуляторных батареек при разрядке;
- корпус устройства выполнен из тканевого материала;
- прозрачный лицевой защитный щит изготовлен из поликарбонатного прозрачного эластичного листа;
- устройство содержит, по крайней мере, два клапана выдоха;
- монтажная основа ультрафиолетовой ленты выполнена в виде платы.
На представленных чертежах:
Фиг. 1 - Общий вид устройства, где:
1 - Корпус устройства.
2 - Ручка на корпусе устройства.
3 - Провод электрический, соединительный цоколя ультрафиолетового облучателя с блоком питания постоянного тока.
4 - Блок питания постоянного тока.
5 - Выключатель блока питания.
6 - Индикатор.
7 - Щит прозрачный защитный лицевой.
Фиг. 2 - Проекционные виды устройства, где:
1 - Корпус устройства.
2 - Ручка на корпусе устройства.
3 - Провод электрический, соединительный цоколя блока ультрафиолетового облучателя с блоком питания постоянного тока.
4 - Блок питания постоянного тока.
5 - Выключатель блока питания.
6 - Индикатор.
7 - Щит прозрачный защитный лицевой.
8 - Светодиодная лента ультрафиолетового облучателя.
9 - Затяжка корпуса устройства.
Фиг. 3 - Вид светодиодной ленты ультрафиолетового облучателя с соединительным проводом и блоком питания постоянного тока, где:
3 - Провод электрический, соединительный цоколя блока ультрафиолетового облучателя с блоком питания постоянного тока.
4 - Блок питания постоянного тока.
5 - Выключатель блока питания.
8 - Светодиодная лента ультрафиолетового облучателя.
10 - Цоколь светодиодной ленты ультрафиолетового облучателя.
11 - Держатель соединительного провода - текстильная застежка - липучка.
Фиг. 4 - Разрез устройства, где:
1 - Корпус устройства.
1-1 - Паз по наружному периметру в корпусе устройства.
2 - Ручка на корпусе устройства.
8 - Светодиодная лента ультрафиолетового облучателя.
10 - Цоколь светодиодной ленты ультрафиолетовой облучателя.
11 - Держатель соединительного провода - текстильная застежка -липучка.
Фиг. 5 - Общий вид устройства закрытого типа рециркулятор, где:
1 - Корпус устройства.
2 - Ручка на корпусе устройства.
3 - Провод электрический, соединительный светодиодной ленты ультрафиолетового облучателя с блоком питания постоянного тока.
5 - Выключатель блока питания.
7 - Щит прозрачный защитный лицевой.
12 - Пластина непрозрачная.
13 - Клапан выдоха.
14 - Вентилятор.
17 - Воротник.
Фиг. 6 - Проекционные виды устройства закрытого типа рециркулятор, где:
1 - Корпус устройства.
2 - Ручка на корпусе устройства.
7 - Щит прозрачный защитный лицевой.
8 - Светодиодная лента ультрафиолетового облучателя.
12 - Пластина непрозрачная.
13 - Клапан выдоха.
14 - Вентилятор.
17- Воротник.
19 - Крышка вентиляторного отсека.
Фиг. 7 - Разрез устройства закрытого типа рециркулятор, где:
1 - Корпус устройства.
7 - Щит прозрачный защитный лицевой.
8 - Светодиодная лента ультрафиолетового облучателя.
10 - Цоколь светодиодной ленты.
12 - Пластина непрозрачная.
13 - Клапан выдоха.
14 – Вентилятор.
15 – Воздуховод.
16 – Воздуховод.
17 - Воротник.
20 - Отверстия на пластине.
Сборку производят следующим образом.
Корпус 1 устройства Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 4 выполняют в виде головного убора с пазом 1-1 по наружному периметру, в которой размещают и закрепляют, по крайней мере, один ряд светодиодной ленты ультрафиолетового облучателя 8, повторяющий контур паза 1-1 наружного периметра корпуса устройства и размещают и закрепляют в пазе 1-1 таким образом, что непрозрачные поверхности паза 1-1 блокируют распространение ультрафиолетовых лучей в трех направлении, а в четвертом направлении лучи свободно распространяются в пространстве, обеззараживая атмосферный воздух вокруг головы и тела человека от патогенных микроорганизмов, бактерий и вирусов.
Паз 1-1, повторяющий наружный периметр корпуса устройства 1, Фиг. 5, Фиг. 6 закрывают с четвертой стороны снизу быстросъемной непрозрачной пластиной 12 и прикрепляют на нем, создавая закрытое пространство внутри паза 1-1, где размещают и закрепляют светодиодную ленту ультрафиолетового облучателя 8. Светодиодную ленту ультрафиолетового облучателя 8 закрепляют с помощью самоклеящегося слоя, нанесенного на обратной стороне ленты с возможностью замены ленты. На пластине 12 выполняют, по крайней мере, два отверстия 20, максимально удаленные друг от друга, через которые засасывается, при вздохе, окружающий атмосферный воздух в закрытое пространство, в зоне расположения светодиодной ленты ультрафиолетового облучателя 8, обволакивая и пройдя вдоль по всему периметру светодиодной ленты 8, обеззараженный воздух попадает через вырез во внутренней стенке паза 1-1, в герметичное пространство, созданное вокруг головы человека.
Съемный прозрачный лицевой защитный щит 7, повторяющий контур наружного периметра корпуса устройства 1 закрепляют на поверхности по внутреннему периметру паза 1-1 корпуса устройства 1.
Клапан выдоха 13, по меньшей мере два, выводящий выдохнувший воздух в атмосферу, закрепляют на прозрачном лицевом защитном щите 7.
Воротник 17, создающий герметическое пространство вокруг головы человека, прикрепляют к съемному прозрачному лицевому защитному щиту 7 и, одновременно, к корпусу устройства 1, с нижней частью обтекающей шею человека. Изготавливают воротник из полимерно-вискозной ткани, имеющей водоотталкивающие свойства, или из плотных х/б тканей.
Засасывание атмосферного воздуха в закрытое пространство в зоне размещения светодиодной ленты ультрафиолетового облучателя 8, и попадание очищенного воздуха в герметическую пространстве вокруг головы человека, через вырез на внутренней стенке паза 1-1, осуществляют при помощи вентилятора 14 и воздуховодов 15, 16 присоединенных к нему. Вентилятор 14 с воздуховодами 15, 16 закрепляют на верхней части корпуса устройства 1 с наружной стороны, и функционирует он с того же блока питания 4 постоянного тока, что и светодиодная лента 8.
Ручку 2 съемную закрепляют на корпусе устройства 1. С ее помощью наводят корпус устройства 1 на поверхности предметов таким образом, что ультрафиолетовые лучи от источника попадают на поверхности предметов, обеззараживают их от микроорганизмов, бактерий и вирусов.
К блоку питания постоянного тока 4 в виде аккумуляторных батареек с выключателем 5 и индикатором заряда 6 аккумуляторных батареек, присоединяют электрический провод 3, а другим концом провод 3 подсоединяют к цоколю 10 светодиодной ленты ультрафиолетового облучателя 8.
Затяжку 9 головного убора 1 в виде подбородочного ремня закрепляют в корпусе устройства 1 с внутренней стороны для фиксации корпуса 1 на голове человека.
Текстильную застежку-липучку 11 прикрепляют одной частью на соединительном проводе 3, а другой частью на корпусе устройства 1, чтобы препятствовать выпадению электропроводки из цоколя 10 светодиодной ленты ультрафиолетового облучателя 8.
На поверхностях корпуса устройства 1, на поверхности прозрачного лицевого защитного щита 7, на подбородочном ремне 9 выполняют отверстия и вырезы для размещения крепежных и соединительных элементов.
Корпус устройства 1 выполняют из тканевого материала и на нем, по наружному периметру, выполняют паз 1-1, повторяющий наружный контур периметра корпуса устройства 1.
Блок питания постоянного тока 4 и выключатель 5 светодиодной ленты ультрафиолетового облучателя 8 закрепляют в верхней части корпуса устройства 1 в куполе с внутренней стороны, с возможностью замены аккумуляторных батареек 4 при разрядке.
Внутри корпуса устройства 1 размещают и закрепляют внутреннюю оснастку регулировкой для фиксации корпуса устройства на голове человека.
Заявляемое устройство отличается компактностью и эргономичностью при пользовании, технологичностью производства составляющих элементов конструкции и необходимой функциональностью. Кроме того, при необходимости, устройство можно перестроить за короткое время с закрытого (типа рециркулятора) на открытое и наоборот.
Заявляемое техническое решение не представляет трудностей для современного уровня производства. Разработана конструкторская документация и освоено промышленное производство. Конструкция выполнена разборной, что повышает удобство сборки, транспортировки и эксплуатации изделия. Конструкция изготавливается по желанию заказчика с различными дизайнерскими решениями и разным набором оснащения, различными устройствами и приспособлениями.