Защитная маска многоразового использования

Полезная модель относится к области устройств, предназначенных для индивидуальной защиты органов дыхания человека от содержащихся в окружающей атмосфере и передающихся воздушно-капельным (капельным) путем различных вредных примесей (например, веществ-аллергенов), загрязнений (например, пыли) и патогенов (например, бактерий и вирусов), и может быть использовано в медицине, в промышленности, в сельском хозяйстве и в быту.
Анализ существующего уровня техники в указанной области показал, что известно много видов средств индивидуальной защиты органов дыхания (повязки, маски, респираторы, противогазы и т.п.). Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемой полезной модели являются различные (защитные, медицинские, лечебные, профилактические и т.п.) маски [патенты RU 32368 U1, RU 2644097 C1, SU 645526 A3, SU 1590071 A1, RU 2127619 C1, RU 92336 U1, US 6568392 В1, US 6484722 В2, US 6394090 В1, US 5699791 A, RU 2187232 С2, RU 148033 U1, RU 107900 U1, RU 2218199 С2 и др.], которые отличаются используемыми материалами и конструктивными особенностями. При этом устройства, не имеющие отдельных фильтрующих картриджей или других созадачных приспособлений (материал маски одновременно служит конструктивной и фильтрующей основой, так называемый «респираторный узел»), либо являются средствами индивидуальной защиты органов дыхания одноразового использования [например, патент RU 110937 U1], либо не имеют инструкции (порядка, алгоритма и т.п.) восстановления их защитных характеристик (регенерации, дезинфекции, стерилизации, очистки и т.п.) [например, патенты RU 2654400 C1, RU 139546 U1].
Наиболее близким по достигаемому техническому результату и имеющим назначение, совпадающее с назначением заявляемой полезной модели (прототипом), является «3D маска медицинская защитная» [патент RU 175021 U1]. Сущность указанной полезной модели заключается в том, что:
1. Респираторный узел устройства-прототипа выполнен без гофр из одной многослойной плоской заготовки, материалом для которой служит нетканый синтетический фильтрующий материал, слои которого, благодаря своим свойствам, обеспечивают в составленном из них пакете наилучшее сочетание необходимых эксплуатационных качеств респираторного узла, а именно высокую фильтрующую способность, низкое пневматическое сопротивление, достаточную жесткость, гипоаллергенность и т.д. (например, многослойный пакет, наружный слой которого, предназначенный для контакта с окружающим пространством, а так же внутренний слой, предназначенный для контакта с лицом, выполнены из нетканого экологичного и гипоаллергенного материала типа «спанбонд» на основе полипропилена с поверхностной плотностью в пределах от 15 до 40 г/м. Внутренние слои респираторного узла могут быть выполнены из нетканого фильтрующего материала типа «мелтблаун» на основе полипропилена с диаметром волокон в пределах от 0,5 до 5,0 мкм и с суммарной поверхностной плотностью всех внутренних слоев в пределах от 50 до 100 г/м. При этом для улучшения фильтрующих свойств пакета возможно повышение его электретных свойств, например, за счет использования добавок, электризации и т.п.);
2. Респираторный узел устройства-прототипа состоит из зеркально симметричных верхней, средней и нижней частей, отделенных одна от другой, по меньшей мере, двумя разграничивающими линиями двух швов, скрепляющих между собой все слои материала и формирующих при его развертывании в рабочее состояние относительно жесткую, «выпуклую», не деформирующуюся при вдохе, конфигурацию респираторного узла.
Респираторный узел дополнительно может быть снабжен швом, выполненным по всему периметру респираторного узла на расстоянии 2-4 мм от его внешней кромки, с целью снижения подсоса «воздуха из окружающей среды в его межслойное пространство». Также респираторный узел устройства снабжен вертикальной, делящей его пополам, общей складкой. При этом общая вертикальная складка в верхней части респираторного узла образована перегибом слоев материала «при отсутствии каких-либо швов и рубцов» (данная конструктивная особенность «обеспечивает отсутствие раздражения кожи и способствует повышению комфортности использования маски, т.е. ее эргономичности»), общая складка в нижней части -соединенными между собою швом двумя зеркально симметричными округлыми кромками нижней части заготовки и бесступенчато сопряжена со своей средней частью («округлые кромки формируют округлую форму общей складки в нижней части респираторного узла», которая «является наиболее предпочтительной, т.к. располагается на лице напротив зоны наибольшего разряжения при вдохе и обладает при этом наибольшей жесткостью на смятие и наименьшей склонностью к гофрообразованию, по сравнению с любой другой формой»), средняя часть общей складки -соединенными между собою швом двумя зеркально симметричными кромками средней части заготовки. При этом все швы могут быть выполнены известными способами (например, при помощи точечной или роликовой ультразвуковой сварки или с применением швейного оборудования).
3. Устройство-прототип оснащено средством его крепления на лице, которое выполнено в виде двух одинаковых заушных петель или завязок. При этом заушные петли выполнены из мягкой, плоской, плетеной в виде полого шнура, полиэстеровой или полипропиленовой резинки шириной от 4 до 8 мм, и закреплены на краях респираторного узла пришиванием или путем приваривания, например, ультразвуковой сваркой. Во внешней кромке респираторного узла между точками закрепления заушных петель выполнены полукруглые выемки, которые обеспечивают минимальную длину заушных петель, а также «наилучшую фиксацию и плотное прилегание респираторного узла к лицу пользователя».
4. Устройство-прототип снабжено носовым фиксатором, который «обеспечивает правильное, неизменное расположение маски на лице» и представляет собою легкодеформируемую неупругую полоску-вставку, укрепленную в верхней части респираторного узла, выполненную в виде отрезка двухпроволочной клип-ленты длиной от 50 до 85 мм и шириной от 3 до 5 мм, с толщиной проволок от 0,3 до 0,8 мм или из одной полоски алюминиевой фольги толщиной от 0,3 до 0,8 мм и шириной от 3 до 5 мм. При этом снаружи симметрично относительно общей складки в верхней части респираторного узла, примыкая к его верхней кромке и частично перекрывая его верхнюю часть возможно укрепление элемента, препятствующего запотеванию очков в холодную погоду, который может быть выполнен в виде накладки из газонепроницаемой пленки (например, из поливинилхлорида).
5. Устройство-прототип может производиться в нескольких типоразмерах, имеющих различные геометрические размеры и форму внешних кромок респираторного узла с учетом возрастных и типичных антропометрических особенностей человеческого лица для различных групп населения.
6. Устройство-прототип используется и функционирует следующим образом:
- в сложенном состоянии маска имеет плоскую форму, которая является наилучшей формой для ее пакетирования, упаковки и транспортировки, занимая при этом минимальный объем пространства. Складывается маска в плоский пакет пополам по общей вертикальной складке, которая допускает плоскую конфигурацию респираторного узла только в одном, сложенном пополам вдоль этой складки, положении;
- рабочее положение маски, которое она приобретает при разворачивании и надевании на лицо пользователя, имеет «выпуклую» конфигурацию («3D-конфигурацию») и обеспечивается общей складкой. При разложенной (выпуклой) конфигурации, разграничивающие линии двух швов являются линиями, по которым происходит относительное изменение положений верхней, средней и нижней частей респираторного узла. Это изменение, совместно с изгибом трех частей устройства формирует «выпуклую» и относительно жесткую конфигурацию респираторного узла, при которой его внешняя кромка плотно прижата к поверхности лица, причем переносица мягко охвачена верхней частью респираторного узла. Если маска снабжена носовым фиксатором, то он вручную формируется «по месту», в соответствии с индивидуальными особенностями лица пользователя. Заушные петли заводятся за уши пользователя при этом полукруглые выемки способствуют наилучшему прилеганию респираторного узла к его лицу. При вдохе, воздух, поступающий из наружного пространства, проходит через все слои респираторного узла, в результате чего осуществляется его очистка от взвешенных пылевых частиц и патогенных микроорганизмов, распространяющихся в атмосфере воздушно-капельным путем. Решающий вклад в очистку вдыхаемого воздуха оказывают фильтрующие средние слои респираторного узла, которые выполнены из материала типа мелтблаун на основе полипропилена, особенно в том случае, если они наэлектризованы. Однако, напряженность электрического поля и его стабильность в фильтрующей области респираторного узла можно значительно увеличить, если фильтрующие слои (два и более) будут наэлектризованы с поляризацией, вектор которой направлен перпендикулярно поверхности материала и слои обращены один к другому поверхностями, которые наэлектризованы разноименными зарядами.
Не смотря на все достоинства устройства-прототипа, оно обладает следующими недостатками:
1. В соответствии с описанием полезной модели к патенту [патент RU 175021 U1] «предполагается использование маски как одноразовой с продленным сроком действия по сравнению с ее функциональными аналогами», однако время ее защитного действия, определяющее срок непрерывного ношения, фактически не указано.
2. Учитывая то, что швы, выполненные любым известным в настоящее время способом, имеют «открытые» для «свободного» прохода вдыхаемого воздуха (воздуха, не очищенного от вредных веществ фильтрующим пакетом) участки, а средняя и нижняя части респираторного узла устройства-прототипа являются местом, через которое проходит и фильтруется более 75% вдыхаемого воздуха, допускать наличие в нем швов (в части касающейся двух швов и шва общей складки в ее средней и нижней частях) не целесообразно.
3. Так как в рабочем положении устройства-прототипа верхняя часть респираторного узла «жестко» зафиксирована на лице пользователя, а конструкция нижней части респираторного узла не предполагает «жесткий обхват» его подбородка, при движении нижней челюстей возможно смещение маски и (или) образование ухудшения ее прилегания к поверхности лица, что приводит к подсосу или заносу воздуха, не очищенного от вредных веществ фильтрующим пакетом, из окружающей атмосферы под масочное пространство.
4. Учитывая то, что описание полезной модели к патенту [патент RU 175021 U1] не определяет длину двух одинаковых заушных петель в зависимости от геометрических размеров и формы внешних кромок респираторного узла с учетом возрастных и типичных антропометрических особенностей человеческого лица для различных групп населения, а расстояние от окончания рта до уха у каждого человека индивидуально, в том числе и при одинаковом типоразмере области, закрываемой респираторным узлом, при использовании заушных петель для крепления устройства-прототипа на лице пользователя возможно его «провисание», которое приводит к подсосу или заносу воздуха, не очищенного от вредных веществ фильтрующим пакетом, из окружающей атмосферы под масочное пространство. При этом полукруглые выемки, предназначенные для наилучшей фиксации и плотного прилегания респираторного узла к лицу пользователя, на «провисание» устройства-прототипа влияния не оказывают, а конструкция, размеры и порядок использования завязок в описании полезной модели к патенту [патент RU 175021 U1] не указаны.
5. Учитывая то, что физиологическая особенность носа с учетом возрастных и типичных антропометрических особенностей лица для различных групп населения у каждого человека индивидуальна, использование в качестве носового фиксатора полоски-вставки шириной от 3 до 5 мм не обеспечивает «жесткой» фиксации устройства-прототипа на лице пользователя, приводя к его «сползанию» и (или) образованию ухудшения его прилегания к поверхности лица в области глазных впадин, обуславливая подсос или занос воздуха, не очищенного от вредных веществ фильтрующим пакетом, из окружающей атмосферы под масочное пространство, а также запотевание очков в холодную погоду. При этом использование накладки из газонепроницаемой пленки, предназначенной для плотного прилегания респираторного узла к лицу пользователя в области носа, на препятствие запотеванию очков в холодную погоду влияния не оказывает.
Целью настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков и увеличение количества циклов использования (применения) маски по назначению. При использовании полезной модели достигается следующий технический результат: повышение защитных свойств защитной маски многоразового использования (связанное, в том числе с улучшение эргономических свойств маски и увеличением количества циклов ее использования).
Сущность полезной модели заключается в том, что в защитной маске многоразового использования респираторный узел выполнен из не менее двух слоев фильтрующего материала или одного многослойного материала и материала-подкладки, которые в совокупности имеют общее максимальное сопротивление дыханию на вдохе или выдохе, измеряемое в момент наибольшей скорости движения воздуха при продолжительной работе, соответствующей потреблению кислорода до 2-3 л/мин, не более 80 мм. вод. ст. на скоростных пиках и обеспечивают не менее шести часов непрерывного ношения с сохранением защитных характеристик (в случае отсутствия дополнительных сменных фильтрующих элементов). Респираторный узел состоит из зеркально симметричных правой и левой частей, отделенных одна от другой вертикальной общей складкой с возможностью складывания по ней в плоский пакет и разворачивания в рабочее состояние («выпуклую» конфигурацию) за счет использования в нижней части пяти швов. Респираторный узел имеет по всему периметру на расстоянии от 2 до 3 мм от его внешней кромки шов, скрепляющий между собой все материалы респираторного узла и обеспечивающий плотное прилегание устройства по полосе обтюрации, в том числе за счет использования средства его крепления на лице, выполненного в виде двух регулируемых путем затягивания растягивающихся полосок с регулировочно-затягивающимися механизмами-фиксаторами, и носового фиксатора, выполненного в виде легкодеформируемой, гибкой, неупругой металлической проволоки, укрепленной и зафиксированной в верхней части респираторного узла на расстоянии от 3 до 6 мм от верней кромки внутри фильтрующего пакета между первым и вторым слоем. Все используемые в устройстве, имеющем размерную линейку, материалы сохраняют свои первоначальные свойства после не менее десяти циклов регенерации (дезинфекции, стерилизации, очистки и т.п.).
При этом патентуемое техническое решение, по сравнению с известными техническими решениями аналогов и прототипа, представляет собою конструкцию, которой присущи следующие существенные отличительные признаки:
1. Полотно респираторного узла выполнено из не менее двух слоев фильтрующего материала или одного многослойного материала и материала-подкладки (18), причем:
-3
-3
-3
2
-1
- первый (внешний) слой, предназначенный для контакта с окружающим пространством, выполнен из экологичного, гидрофобного, антистатичного материала, обладающего низким сопротивлением дыханию (максимальное сопротивление дыханию на вдохе или выдохе, измеряемое в момент наибольшей скорости движения воздуха при продолжительной работе, соответствующей потреблению кислорода до 2-3 л/мин, не более 80 мм.вод.ст.на скоростных пиках), низкой проницаемостью микроорганизмами (уровень контаминации внутренней поверхности материала для экспозиции не менее 600 мин. при уровне контаминации наружной поверхности материала не менее (5±1)⋅10 м.т.⋅см не более 0,5 м.т.⋅см) [ГОСТ 12.4.136-84], паропроницаемостью не более 150 г⋅(м⋅24 ч) и коэффициентом проницаемости аэрозольных частиц размером (0,5±0,1) мкм не более 20% [ГОСТ EN 13274-7-2012];
-3
-3
-3
-1
- второй (внутренний) слой выполнен из экологичного, гипоаллергенного, антистатичного материала, обладающего низким сопротивлением дыханию (максимальное сопротивление дыханию на вдохе или выдохе, измеряемое в момент наибольшей скорости движения воздуха при продолжительной работе, соответствующей потреблению кислорода до 2-3 л/мин, не более 80 мм. вод. ст. н а скоростных пиках), низкой проницаемостью микроорганизмами (уровень контаминации внутренней поверхности материала для экспозиции не менее 300 мин. при уровне контаминации наружной поверхности материала не менее (5±1)⋅10 м.т.⋅см не более 0,5 м.т.⋅см) [ГОСТ 12.4.136-84], паропроницаемостью не более 150 г⋅(м⋅24⋅ч) и коэффициентом проницаемости аэрозольных частиц размером (0,5±0,1) мкм не более 50% [ГОСТ EN 13274-7-2012];
- материал-подкладка (18), обеспечивающий, в том числе, образование внутреннего кармана для дополнительных сменных фильтрующих элементов (картриджей, блок-фильтров и т.п.), выполнен из экологичного, гипоаллергенного, гидрофобного материала, обладающего низким сопротивлением дыханию (максимальное сопротивление дыханию на вдохе или выдохе, измеряемое в момент наибольшей скорости движения воздуха при продолжительной работе, соответствующей потреблению кислорода до 2-3 л/мин, не более 50 мм. вод. ст. на скоростных пиках).
При этом все материалы, используемые в пакете респираторного узла:
- имеют общее максимальное сопротивление дыханию на вдохе или выдохе, измеряемое в момент наибольшей скорости движения воздуха при продолжительной работе, соответствующей потреблению кислорода до 2-3 л/мин, не более 80 мм. вод. ст. на скоростных пиках;
- обеспечивают не менее шести часов непрерывного ношения с сохранением защитных характеристик (в случае отсутствия дополнительных сменных фильтрующих элементов);
- сохраняют свои первоначальные свойства после не менее 10 циклов регенерации (дезинфекции, стерилизации, очистки и т.п.).
2. Общая складка в средней части респираторного узла образована перегибом слоев материала, обеспечивая снижение количества швов и, соответственно, повышение защитных характеристик области, через которую проходит и фильтруется более 75% вдыхаемого воздуха.
3. Кромка нижней части респираторного узла проходит в области верней части горла над кадыком, обеспечивая «жесткий обхват» подбородка.
4. В качестве носового фиксатора использована легкодеформируемая, гибкая, неупругая металлическая проволока, укрепленная в верхней части респираторного узла внутри пакета его материалов (между первым и вторым слоем), выполненная в виде отрезка проволоки длиной от 50 до 120 мм и диаметром от 1 до 2 мм. При этом материал носового фиксатора сохраняет свои первоначальные свойства после не менее десяти циклов регенерации (дезинфекции, стерилизации, очистки и т.п.).
5. В качестве средства крепления устройства на лице использованы две регулируемые путем затягивания растягивающиеся полоски шириной от 4 до 15 мм из эластичного материала (например, нитей, переплетенных с резиной) с регулировочно-затягивающимися механизмами-фиксаторами, закрепленные на краях респираторного узла внутри пакета его материалов (между первым и вторым слоем). При этом материал средства крепления устройства на лице сохраняет свои первоначальные свойства после не менее десяти циклов регенерации (дезинфекции, стерилизации, очистки и т.п.).
6. Установлены типоразмеры (размерная линейка) устройства, определяющие изменение геометрических размеров его элементов с учетом возрастных и типичных антропометрических особенностей человеческого лица.
Сущность патентуемого технического решения поясняется чертежами, представленными на Фиг. 1-4.
На Фиг. 1 изображен профиль модели патентуемой специальной защитной маски многоразового использования. Подобным образом устройство выглядит в сложенном состоянии.
На Фиг. 2 изображен анфас модели патентуемой специальной защитной маски многоразового использования. Подобным образом устройство выглядит в разложенном (рабочем) состоянии.
На Фиг. 3 схематично изображен порядок установки регулируемых путем затягивания средств крепления патентуемой специальной защитной маски многоразового использования на лице с регулировочно-затягивающимися механизмами-фиксаторами.
На Фиг. 4 изображена плоская заготовка фильтрующего слоя респираторного узла патентуемой специальной защитной маски многоразового использования.
Специальная защитная маска многоразового использования, изображенная на Фиг. 1 и Фиг. 2, включает в себя респираторный узел (1), который выполнен без гофр из не менее двух слоев фильтрующего материала и материала-подкладки (18), носового фиксатора (16) и средства крепления устройства на лице (14). При этом все материалы, используемые в патентуемом техническом решения, сохраняют свои первоначальные свойства после не менее десяти циклов регенерации (дезинфекции, стерилизации, очистки и т.п.), где один цикл включает, например, последовательно не менее четырех этапов: специальная обработка (например, стирка), в том числе с применением специальных средств (например, стирального порошка), при температуре воды не более 30°С; полоскание в чистой воде, отжим (не более 800 оборотов); естественная сушка при нормальных условиях (температура не более 25°С, давление не более 0,104 МПа (780 мм. рт. ст.)); утюжка и (или) отпаривание.
-3
-3
-3
2
-1
Первый (внешний) слой респираторного узла (1), который предназначен для контакта с окружающим пространством, выполнен из экологичного, гидрофобного, антистатичного материала, обладающего низким сопротивлением дыханию (максимальное сопротивление дыханию на вдохе или выдохе, измеряемое в момент наибольшей скорости движения воздуха при продолжительной работе, соответствующей потреблению кислорода до 2-3 л/мин, не более 80 мм. вод. ст. на скоростных пиках), низкой проницаемостью микроорганизмами (уровень контаминации внутренней поверхности материала для экспозиции не менее 600 мин. при уровне контаминации наружной поверхности материала не менее (5±1)-10 м.т.⋅см не более 0,5 м.т.⋅см) [ГОСТ 12.4.136-84], паропроницаемостью не более 150 г (м⋅24 ч) и коэффициентом проницаемости аэрозольных частиц размером (0,5±0,1) мкм не более 20% [ГОСТ EN 13274-7-2012].
-3
-3
-3
2
-1
Второй (внутренний) слой респираторного узла (1) выполнен из экологичного, гипоаллергенного, антистатичного материала, обладающего низким сопротивлением дыханию (максимальное сопротивление дыханию на вдохе или выдохе, измеряемое в момент наибольшей скорости движения воздуха при продолжительной работе, соответствующей потреблению кислорода до 2-3 л/мин, не более 80 мм. вод. ст. на скоростных пиках), низкой проницаемостью микроорганизмами (уровень контаминации внутренней поверхности материала для экспозиции не менее 300 мин. при уровне контаминации наружной поверхности материала не менее (5±1)-10 м.т.⋅см не более 0,5 м.т.⋅см) [ГОСТ 12.4.136-84], паропроницаемостью не более 150 г (м-24 ч) и коэффициентом проницаемости аэрозольных частиц размером (0,5±0,1) мкм не более 50% [ГОСТ EN 13274-7-2012].
Каждый из фильтрующих слоев респираторного узла (1) патентуемой специальной защитной маски многоразового использования предпочтительно формируется из единого куска плоской заготовки (Фиг. 4), однако в случае технологической необходимости допустимо и наличие нескольких деталей, соединенных между собой любым известным способом, в зависимости от применяемого материала (например, с применением швейного оборудования, при помощи точечной или роликовой ультразвуковой сварки и т.п.). При этом образующиеся швы должны быть выполнены без снижения свойств фильтрующего материала.
Вместо использования первого (внешнего) и второго (внутреннего) фильтрующих слоев респираторного узла (1) возможно использование одного многослойного материала, обладающего аналогичной совокупностью защитных и эксплуатационных свойств. Для повышения фильтрующих свойств пакета респираторного узла (1) целесообразно применять любые известные технологии, например, нанесение мелкоразмерных частиц металлов [патенты RU 2656198 С2, RU 139546 U1] или улучшение электретных свойств за счет электризации [патенты RU 2198718 С1, RU 2130521 С1 и др.], введения дисперсных добавок [патенты US 5025052 А, US 5099026 A, US 6398847 B1, US 6562112 В2 и др.] и т.п. При необходимости обеспечения защиты органов дыхания от специальных вредных примесей возможно использование в пакете респираторного узла (1) специальных фильтрующих материалов, обладающих требуемыми свойствами [патенты US 3971373 A, US 4100324 A, US 4429001 А и др.].
Материал-подкладка (18) респираторного узла (1), который предназначен для контакта с лицом пользователя и образования кармана (между фильтрующим пакетом и материалом-подкладкой (18)) для дополнительных сменных фильтрующих элементов (картриджей, блок-фильтров и т.п.), выполнен из экологичного, гипоаллергенного, гидрофобного материала, обладающего низким сопротивлением дыханию (максимальное сопротивление дыханию на вдохе или выдохе, измеряемое в момент наибольшей скорости движения воздуха при продолжительной работе, соответствующей потреблению кислорода до 2-3 л/мин, не более 50 мм. вод. ст. на скоростных пиках).
Все материалы, используемые в пакете респираторного узла, обеспечивают не менее шести часов непрерывного ношения с сохранением защитных характеристик (в случае отсутствия дополнительных сменных фильтрующих элементов) и имеют общее максимальное сопротивление дыханию на вдохе или выдохе, измеряемое в момент наибольшей скорости движения воздуха при продолжительной работе, соответствующей потреблению кислорода до 2-3 л/мин, не более 80 мм. вод. ст. на скоростных пиках.
Респираторный узел (1) состоит из зеркально симметричных правой (2) и левой (3) частей, отделенных одна от другой вертикальной общей складкой (4), скрепляющей между собой все фильтрующие слои (первый и второй) пакета респираторного узла (1) и формирующей при его развертывании в рабочее состояние «выпуклую» конфигурацию респираторного узла (1). При этом общая складка (4) в средней части (6) респираторного узла (1) образована перегибом слоев материала, обеспечивая снижение количества швов и, соответственно, повышение защитных характеристик области, через которую проходит и фильтруется более 75% вдыхаемого воздуха. Общая складка (4) в верхней (5) и нижней (7) частях респираторного узла (1) образована швами, которые могут быть выполнены любым известным способом, в зависимости от применяемых в пакете респираторного узла (1) материалов (например, с применением швейного оборудования, при помощи точечной или роликовой ультразвуковой сварки и т.п.). В случае технологической необходимости общая складка (4) в средней части (6) респираторного узла (1) может быть образована швом, выполненными без снижения свойств фильтрующего пакета респираторного узла (1).
•
•
Использование в нижней части (7) респираторного узла (1) швов (8), (8), (9), (9) и (10), выполненных любым известным способом, в зависимости от применяемых в пакете респираторного узла (1) материалов, позволяет сформировать «выпуклую» конфигурацию респираторного узла (1) с воздушным карманом, обеспечивающим уменьшение возможности соприкосновения материала-подкладки (18) с ротовой частью при вдохе и, соответственно, снижение пневматического сопротивление респираторного узла (1), а также риск увлажнения фильтрующего пакета и (или) дополнительного фильтрующего элемента. Более того, такая конфигурация респираторного узла (1) обеспечивает плотное прилегание устройства к лицу пользователя, при котором нижняя кромка (11) проходит в области верней части горла над кадыком, обеспечивая «жесткий обхват» подбородка, не смещающийся при движении нижней челюстей.
По всему периметру респираторного узла (1) на расстоянии от 2 до 3 мм от его внешней кромки выполнен шов (12), скрепляющей между собой все фильтрующие слои (первый и второй) пакета респираторного узла (1) и обеспечивающий плотное прилегание устройства по полосе обтюрации. Кроме того, швом (12) по верней (13) и нижней (11) кромкам респираторного узла (1) скреплены материал-подкладка (18) с фильтрующим пакетом респираторного узла (1).
Патентуемое устройство оснащено средством его крепления на лице (Фиг. 1, Фиг. 2 и Фиг. 3), которое представляет собою две регулируемые путем затягивания растягивающиеся полоски (14) шириной от 4 до 15 мм из эластичного материала (например, нитей, переплетенных с резиной) с регулировочно-затягивающимися механизмами-фиксаторами (15), сохраняющими свои первоначальные свойства после не менее десяти циклов регенерации (дезинфекции, стерилизации, очистки и т.п.). Растягивающиеся полоски (14) закреплены на краях респираторного узла (1) внутри фильтрующего пакета между первым и вторым слоем любым известным способом, в зависимости от применяемых в пакете респираторного узла (1) материалов (например, с применением швейного оборудования, при помощи точечной или роликовой ультразвуковой сварки и т.п.). Использование указанных средств крепления обеспечивает, не зависимо от возрастных и типичных антропометрических особенностей человеческого лица для различных групп населения, плотное прилегание устройства по полосе обтюрации, исключая возможность его «провисания». В случае технологической необходимости между точками закрепления растягивающихся полосок (14) могут быть выполнены полукруглые выемки так же как у устройства-прототипа.
Кроме того, патентуемое устройство оснащено носовым фиксатором (16), которое представляет собою легко деформируемую, гибкую, неупругую металлическую проволоку, укрепленную и зафиксированную в верхней части (5) респираторного узла (1) на расстоянии от 3 до 6 мм от верней кромки (13) внутри фильтрующего пакета между первым и вторым слоем любым известным способом, в зависимости от применяемых в пакете респираторного узла (1) материалов (например, с применением швейного оборудования, при помощи точечной или роликовой ультразвуковой сварки и т.п.). Носовой фиксатор (16) выполнен в виде отрезка проволоки длиной от 60 до 120 мм и диаметром от 1 до 2 мм, сохраняющей свои первоначальные свойства после не менее десяти циклов регенерации (дезинфекции, стерилизации, очистки и т.п.). Для предотвращения разрыва материалов респираторного узла (1) окончаниями носового фиксатора (16), используемая проволока может быть помещена в полимерную оболочку, например, из поливинилхлорида. Использование указанного носового фиксатора (16) обеспечивает плотное прилегание устройства по верней кромке (13) к лицу пользователя, не зависимо от индивидуальных физиологических особенностей носа, исключая возможность его смещения («сползания»), в том числе и при движении нижней челюстей.
Для повышения герметичности прилегания устройства в области носового фиксатора (16) целесообразно внутри (со стороны материала-подкладки (18), прилегающей к лицу пользователя) верхней части (5) респираторного узла (1) вдоль верней кромки (13), начиная от ее края, по всей длине материала-подкладки (18) укрепить накладку (17) из газонепроницаемой пленки (например, из поливинилхлорида) шириной от 10 до 30 мм и толщиной до 10 мкм, подобно накладке, предлагаемой в устройстве-прототипе.
Патентуемое устройство может быть снабжено дополнительным выпускным клапаном, облегчающим пользователю выдыхание воздуха, например, диафрагменного типа [патент US 5325892 А]. Однако, использование устройства с выпускным клапаном недопустимо больным пользователем, способным передавать инфекционные болезни воздушно-капельным путем, ввиду возможности заражения окружающих его людей.
Патентуемое устройство также дополнительно может быть снабжено гибкой продолговатой полоской-вставкой, подобно полоске-вставке, описанной в патенте RU 2654400 С1, шириной от 3 мм до 5 мм, толщиной от 0,5 мм до 1 мм и длиной, равной длине материала-подкладки (18) между его левым и правым краями, из упругого травмобезопасного (неломкого) материала (например из полиэтилена, полипропилена или капролона), закрепленной на материале-подкладке (18) горизонтально по середине со стороны, не прилегающей к лицу пользователя (между фильтрующим пакетом респираторного узла и материалом-подкладкой (18)). Полоска-вставка выполняет функцию фиксатора формы и позволяет повысить жесткость и устойчивость воздушного кармана, что обеспечивает уменьшение возможности соприкосновения материала-подкладки (18) с ротовой частью при вдохе и, соответственно, снижение пневматического сопротивление респираторного узла (1), а также риск увлажнения фильтрующего пакета и (или) дополнительного фильтрующего элемента. Однако, использование в патентуемом устройстве полоски-вставки не позволяет хранить и транспортировать его в сложенном по вертикальной общей складке (4) состоянии, при котором оно занимает наименьший объем.
Учитывая возрастные и типичные антропометрические особенности человеческого лица, отличающиеся разными геометрическими размерами, для патентуемого устройства установлены следующие типоразмеры (размерная линейка):
-размер «L»: геометрические размеры заготовки материала для фильтрующего пакета изображены на Фиг. 4. При использовании указанной заготовки верхняя кромка (13) патентуемого устройства (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3) имеет длину 220 мм, правая и левая кромки - 95 мм, нижняя кромка (11) - 160 мм, верхняя кромка материала-подкладки (18) - 180 мм, нижняя кромка материала-подкладки (18) - 110 мм, длина шва (9) - 25-55 мм, длина шва (10) - 50-65 мм, длина вертикальной общей складки (4) - 190 мм, длина носового фиксатора (16) - 120 мм, длина между точками закрепления нижней растягивающейся полоски (14) - 320 мм, длина между точками закрепления верхней растягивающейся полоски (14) - 400 мм;
- размер «XL»: все геометрические размеры патентуемого устройства и заготовки материала для фильтрующего пакета на 10% больше геометрических размеров, используемых для размера «L»;
-размер «XXL»: все геометрические размеры патентуемого устройства и заготовки материала для фильтрующего пакета на 20% больше геометрических размеров, используемых для размера «L»;
- размер «XXL»: все геометрические размеры патентуемого устройства и заготовки материала для фильтрующего пакета на 30% больше геометрических размеров, используемых для размера «L»;
- размер «М»: все геометрические размеры патентуемого устройства и заготовки материала для фильтрующего пакета на 10% меньше геометрических размеров, используемых для размера «L»;
- размер «S»: все геометрические размеры патентуемого устройства и заготовки материала для фильтрующего пакета на 20% меньше геометрических размеров, используемых для размера «L»;
- размер «XS»: все геометрические размеры патентуемого устройства и заготовки материала для фильтрующего пакета на 30% меньше геометрических размеров, используемых для размера «L»;
- размер «XXS»: все геометрические размеры патентуемого устройства и заготовки материала для фильтрующего пакета на 40% меньше геометрических размеров, используемых для размера «L»;
- размер «детский»: все геометрические размеры патентуемого устройства и заготовки материала для фильтрующего пакета на 50% меньше геометрических размеров, используемых для размера «L».
Специальная защитная маска многоразового использования используется и функционирует следующим образом.
•
•
В своем сложенном состоянии, изображенном на Фиг. 1, устройство имеет плоскую форму, которая является наилучшей формой для его пакетирования, упаковки и транспортировки, занимая при этом минимальный объем. При разворачивании устройства в рабочее положение и надевании на лицо, оно приобретает «выпуклую» конфигурацию, как это показано на Фиг 2. Такая трансформация обеспечивается общей складкой (4), которая допускает плоскую конфигурацию респираторного узла (1) только в одном, сложенном пополам вдоль общей складки (4) положении. В разложенном (рабочем) состоянии швы (8), (8), (9), (9) и (10) совместно с общей вертикальной складкой (4) формируют «выпуклую» конфигурацию респираторного узла (1) с воздушным карманом, при котором нижняя кромка (11) проходит в области верней части горла над кадыком, обеспечивая «жесткий обхват» подбородка, не смещающийся при движении нижней челюстей.
При необходимости в карман между фильтрующим пакетом респираторного узла (1) и материалом-подкладкой (18) устанавливается дополнительный сменный фильтрующий элемент (картридж, блок-фильтр и т.п.), имеющий геометрический размер и форму, схожую с аналогичными параметрами материала-подкладки (18).
При надевании устройства на лицо нижняя растягивающаяся полоска (14) заводится за шею пользователя, а верхняя - в область темечка. При помощи регулировочно-затягивающихся механизмов-фиксаторов (15) верхняя и нижняя растягивающиеся полоски (14) подгоняются таким образом, чтобы обеспечивалось плотное прилегание респираторного узла (1) по полосе обтюрации, исключая возможность его «провисания». Для исключения возможности смещения («сползания») патентуемого устройства (в том числе и при движении нижней челюстей), а также для увеличения жесткости его прилегания по верней кромке (13) к поверхности лица в области носа и глазных впадин, путем изгиба и пластической деформации вручную формируется носовой фиксатор (6). Указанным способом обеспечивается регулирование размера устройства и его подгонка в соответствии с размером и индивидуальными особенностями лица пользователя, не зависимо от возрастных и типичных антропометрических особенностей человеческого лица для различных групп населения.
При вдохе, равно как и при выдохе (при отсутствии дополнительного выпускного клапана), воздух, поступающий из наружного пространства, проходит через все слои респираторного узла и дополнительный сменный фильтрующий элемент (при его наличии). В результате этого осуществляется его очистка и фильтрация от содержащихся в окружающей атмосфере и передающихся воздушно-капельным (капельным) путем различных вредных примесей, загрязнений и патогенов.
По истечению установленного времени использования патентуемого устройства, зависящего, в том числе и от характеристик дополнительного сменного фильтрующего элемента, оно снимается в соответствии с требованиями по снятию средств индивидуальной защиты органов дыхания (при наличии дополнительного сменного фильтрующего элемента он извлекается) и регенерируется (дезинфицируется, стерилизуется, очищается и т.п.) любым известным способом, в зависимости от применяемых в патентуемом устройстве материалов (например, выдержка в атмосфере оксида этилена, стирка с использование дезинфицирующего средства, обработка паром и т.п.). При этом используется такой способ регенерации, чтобы все применяемые в патентуемом устройстве материалы сохраняли свои первоначальные свойства после не менее десяти циклов.
Сущность полезной модели связана с достижением заявленного технического результата соответственно следующим образом:
•
•
1. Повышение защитных свойств патентуемого устройства обеспечивается его отличительными признаками и достигается за счет того, что в нижней части (7) респираторного узла (1) использованы швы (8), (8), (9), (9) и (10), позволяющие сформировать «выпуклую» конфигурацию респираторного узла (1), которая совместно с носовым фиксатором (16), средствами крепления (14), регулировочно-затягивающимися механизмами-фиксаторами (15), швом (12), проходящим по всему периметру респираторного узла (1) на расстоянии от 2 до 3 мм от его внешней кромки, и установленными типоразмерами (размерной линейкой) патентуемого устройства, которые способствуют правильному, неизменному расположению маски на лице и обеспечивают плотное, относительно герметичное прилегание устройства к лицу пользователя по полосе обтюрации, не зависимо от возрастных и типичных антропометрических особенностей человеческого лица для различных групп населения, и практическое отсутствие подсоса окружающего (нефильтрованного) воздуха под масочное пространство. В отличие от устройства-прототипа общая складка (4) в средней части (6) респираторного узла (1) образована перегибом слоев материала, обеспечивая снижение количества швов и, соответственно, повышение защитных характеристик области, через которую проходит и фильтруется более 75% вдыхаемого воздуха. Достижению технического результата также способствует наличие между фильтрующим пакетом и материалом-подкладкой (18) кармана для дополнительных сменных фильтрующих элементов (картриджей, блок-фильтров и т.п.), увеличивающих защитные свойства патентуемого устройства в целом.
•
•
2. Улучшение эргономических свойств патентуемого устройства обеспечивается его отличительными признаками и достигается за счет того, что в нижней части (7) респираторного узла (1) использованы швы (8), (8), (9), (9) и (10), позволяющие сформировать «выпуклую» конфигурацию респираторного узла (1) с воздушным карманом, обеспечивающим уменьшение возможности соприкосновения материала-подкладки (18) с ротовой частью при вдохе и, соответственно, снижение пневматического сопротивление респираторного узла (1), а также риск увлажнения фильтрующего пакета и (или) дополнительного фильтрующего элемента. При этом нижняя кромка (11) проходит в области верней части горла над кадыком, обеспечивая «жесткий обхват» подбородка, не смещающийся при движении нижней челюстей. Достижению технического результата также способствует то, что за счет использования носового фиксатора (16), средств крепления (14) и регулировочно-затягивающихся механизмов-фиксаторов (15) обеспечивается регулирование размера устройства и его подгонка в соответствии с размером и индивидуальными особенностями лица пользователя, не зависимо от возрастных и типичных антропометрических особенностей человеческого лица для различных групп населения, что исключает возможность «провисания» и (или) смещения («сползания») патентуемого устройства (в том числе и при движении нижней челюстей). В отличие от устройства-прототипа установленные типоразмеры (размерная линейка) заявленного устройства, определяющие изменение геометрических размеров его элементов с учетом возрастных и типичных антропометрических особенностей человеческого лица, способствует повышению комфортности использования специальной защитной маски многоразового использования, т.е. ее эргономичности.
3. Увеличение количества циклов использования специальной защитной маски многоразового использования обеспечивается применением в патентуемом устройстве материалов, сохраняющих свои первоначальные свойства после не менее десяти циклов регенерации (дезинфекции, стерилизации, очистки и т.п.) любым известным способом, в зависимости от применяемых в патентуемом устройстве материалов (например, выдержка в атмосфере оксида этилена, стирка с использование дезинфицирующего средства, обработка паром и т.п.). При этом увеличение количества циклов использования маски увеличивает общее время работы (защитного действия) маски, которое является одним из защитных свойств маски.
Проведенные патентные исследования не выявили технических решений, ставших общедоступными в мире до даты приоритета заявленной полезной модели и характеризующихся заявляемой совокупностью признаков, следовательно, можно предположить, что указанное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».
Заявляемое устройство является простым в осуществлении, для изготовления использует доступные материалы и стандартное технологическое оборудование, апробировано в опытно-промышленных условиях, что соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».