УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ В УСЛОВИЯХ ПОНИЖЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР

Полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека от холода, а именно к устройствам для нагрева вдыхаемого воздуха в условиях пониженных температур.
Предлагаемое устройство будет полезно в период холодной погоды, при снегопадах и сильном ветре для создания наиболее благоприятных условий жизнедеятельности человека и обеспечения очистки вдыхаемого воздуха от снега.
Известно, что низкие температуры становятся опасными для жизни людей, при этом адаптация затрагивает практически все системы организма человека, а длительное воздействие холодной окружающей среды приводит к общим нарушениям в организме. Длительное охлаждение организма понижает сопротивляемость к инфекционным болезням. Особенно вредны резкие понижения температуры, к которым организм не всегда успевает приспособиться.
В настоящее время существует большое количество устройств для защиты органов дыхания в условиях пониженных температур, именуемых тепловыми масками. Такие маски нагревают вдыхаемый воздух без дополнительной энергии, используя тепло выдыхаемого человеком воздуха. Это осуществляется за счет какой-либо теплообменной регенерирующей тепло насадки, через которую попеременно проходит вдыхаемый и выдыхаемый воздух. Общим недостатком таких устройств является обмерзание регенерирующей насадки, низкая ее эффективность, наличие стягивающего крепления, вызывающего повышенное локальное давление на кожу лица, а также необходимость частой замены насадок при изменении температуры окружающей среды.
Известен элемент для обеспечения теплового баланса организма (варианты), описанный в одноименном патенте РФ №2266765 по Кл. A62B 18/02, A62B 7/10, з. 11.10.2004, оп. 11.10.2004. Данный элемент выполнен из множества слоев нитевидного влагостойкого материала, наложенных друг на друга и соединенных в единый корпус, пропитанный компаундом.
К недостатками данного изделия относится явление конденсации водяных паров при выдыхании человеком воздуха в корпусе данного элемента, которое может приводить к последующему замерзанию конденсата и, следовательно, к повышенному сопротивлению движения воздуха при дыхании человека. Также данное изделие имеет достаточно большие габаритные размеры и небольшой срок эксплуатации вследствие разрушения нитевидного материала при частых стирках и сушках.
Известно устройство для защиты органов дыхания от пониженных температур, описанное в одноименном патенте РФ №2170116 по Кл. A62B 18/00, з. 25.07.2000, оп. 25.07.2000. Устройство содержит корпус с отверстиями для вдоха и выдоха, а также снабжено магистралями выдыхаемого и вдыхаемого воздуха, разделенными теплопередающей стенкой и расположенными так, что корпус образован наружной стенкой магистрали выдыхаемого воздуха. Магистраль выдыхаемого воздуха и магистраль вдыхаемого воздуха снабжены обратными клапанами.
К недостаткам данного изделия относятся его большие размеры и сложность устройства клапанов, которые из-за оседания паров влаги могут примерзнуть и вызвать затруднение при дыхании человека. В данном устройстве каналы, по которым движется вдыхаемый и выдыхаемый воздух, расположены горизонтально, поэтому конденсирующаяся влага остается внутри, что создает неудобство для дыхания.
Известна маска для защиты органов дыхания от холода, описанная в одноименном патенте РФ №2045301 по Кл. A62B 18/00, A62B 9/00, з. 11.12.1992, оп. 10.10.1995. Маска имеет корпус, в котором выполнено отверстие для входа и выхода воздуха, а также теплообменник, который образует в корпусе камеру между ним и отверстием для вдоха и выдоха. К камере подсоединена полая насадка, выполненная из эластичного материала.
К недостаткам данной маски относятся ее большие размеры, неэстетичный вид, наличие выступающих частей, сковывающих движения человека в области шеи.
Прототипом предлагаемого решения можно считать маску для защиты органов дыхания и лица от холода, описанную в одноименном патенте РФ №2039582, кл. A62B 7/00, 18/02, заявл. 09.06.92, опублик. 20.07.95. Известная маска содержит корпус с носовым пазом и выступающей наружу частью с центральным отверстием, не менее, чем одну перфорированную оболочку, выполненную в виде теплообменника из нескольких сетчатых элементов из теплоемкого материала, и ленточные элементы для крепления маски, при этом корпус выполнен из текстильного материала, по контуру центрального отверстия выполнен опорный буртик, а элементы крепления маски выполнены в виде двух ленточных пар, соединенных симметрично попарно и в одной плоскости с корпусом с обеих его сторон с возможностью соединения и разъединения свободных концов лент, их перегиба и образования крепления по типу пращевидной повязки.
Недостатком данного устройства является применение сетчатого аккумулирующего материала, что является малоэффективным для нагрева поступающего воздуха и способствует оседанию с течением времени паров влаги, что приводит к витанию капелек воды при частых и глубоких вдохах и выдохах. Такое витание вызывает чувство дискомфорта у человека и является нежелательным явлением. Кроме того, образующаяся влага, не отведенная из устройства, со временем замерзает, ухудшая его работу и создавая трудности для движения воздуха.
Технической задачей настоящей полезной модели является упрощение конструкции устройства, улучшение эксплуатационных характеристик, а также повышение удобства их использования.
Сущность устройства заключается в том, что устройство содержит лицевую маску, воздушный фильтр и регенеративную насадку, при этом насадка выполнена из вертикально ориентированных трубок, изготовленных из теплоемкого материала, соединенных между собою и зафиксированных в верхней их части на пластине и имеющих отверстия для движения воздуха. Кроме того, регенеративная насадка к лицевой маске может присоединяться при помощи контактной ленты типа «крючок и петля».
Действие устройства основано на рекуперации тепла воздуха при дыхании и не требует от человека каких-либо особых навыков. Температура воздуха в подмасочном пространстве повышается за счет собственного тепла выдыхаемого воздуха и нагрева входящего холодного воздуха при прохождении через регенерирующую насадку, ранее нагретую при цикле выдыхания. Предложенная маска удобна в работе, способствует улучшению условий труда.
Изобретение поясняется чертежами, где показаны:
на фиг.1 - конструкция регенеративной насадки,
на фиг.2 - схема устройства.
Устройство состоит из лицевой маски 1, воздушного фильтра 2 и регенеративной насадки 3, выполненной из вертикально ориентированных трубок 4, выполненных из теплоемкого материала, соединенных между собою и зафиксированных в верхней их части на пластине 5 таким образом, чтобы через имеющиеся в трубках отверстия 6 вдыхаемый и выдыхаемый человеком воздух проходит внутри этих трубок. Крепление регенеративной насадки 3 к маске 1 может осуществляться при помощи контактной ленты 7 типа «крючок и петля» (VELCRO), размещенной на выпуклой стороне насадки 3 в верхней ее части и на вогнутой ее стороне в нижней части.
Вход и выход воздуха через лицевую маску осуществляется через прорезь с нижней ее части. Лицевая маска может быть выполнена из текстильного материала (ткани) в форме шарфа, полумаски или балаклавы.
Устройство используют следующим образом. Перед применением обычно находится в сложенном (свернутом) состоянии. При использовании ее развертывают, проверяют наличие и крепление регенеративной насадки 3 на внутренней стороне лицевой маски 1, после чего надевают на лицо.
Устройство работает следующим образом. Выдыхаемый человеком воздух поступает через воздушный фильтр 2 внутрь вертикальных трубок 4 через отверстия 6 и проходит по всей их длине на выход, при этом нагревая трубки до определенной температуры, после чего воздух выбрасывается в окружающую среду.
При вдохе воздух из окружающей среды поступает внутрь устройства, проходя последовательно через вертикальные трубки 4, в которых нагревается до определенной температуры, отверстия 6 и воздушный фильтр 2, где обеспыливается, после чего попадает в дыхательные органы человека.
Контактная лента 7 позволяет не только зафиксировать регенеративную насадку 3 на текстильной маске 1, но и обеспечить быстрое разъединение маски и насадки для последующей очистки.
Данное устройство проверено в рабочих условиях при температуре наружного воздуха равной -10°С, -20°C и -24°C. Температура в подмасочном пространстве на выходе из регенерирующей насадки составляла +20, +13 и +13°C соответственно. Таким образом, экспериментально определено, что предлагаемое устройство защищает органы дыхания в условиях пониженных температур и способствует улучшению условий жизнедеятельности человека.