УЗЕЛ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ ХИМИЧЕСКОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ

Полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания, глаз и кожных покровов человека и предназначена для использования в условиях загрязненной среды от воздействия опасных веществ химической и биологической природы при чрезвычайных ситуациях.
Из существующего уровня техники известно индивидуальное средство защиты (патент РФ на ПМ №86481, кл. МПК А62В 15/00, опубл. 10.09.2009 г.), содержащее лицевую часть, микровентилятор, источник питания.
Лицевая часть выполнена в виде панорамной маски, а микровентилятор, источник питания и коллектор с тремя фильтрующе-поглощающими коробками (ФПК) размещены на амуниции, представляющей собой несущую каркасную спинку с поясным и плечевыми ремнями.
Недостатком этого устройства является то, что это средство защиты отличается невысокими эксплуатационными и защитными характеристиками.
Известно индивидуальное средство защиты - капюшон защитный вентилируемый (патент РФ на ПМ №95524, кл. МПК А62В 17/00,18/00, опубл. 10.07.2010 г.).
Капюшон защитный вентилируемый, содержащий шлем с пелериной и смотровой экран, клапан выдоха, устройство очистки и подачи воздуха (УОПВ), штуцер для соединения с УОПВ и системы крепления. Особенностью конструкции капюшона является то, что он используется в комплекте с устройством очистки и подачи воздуха (УОПВ), включающим усовершенствованный комплект микровентилятора и обеспечивающим подачу воздуха к органам дыхания.
Недостатком этого устройства является ограничение защитных и эксплуатационных свойств, и времени защитного действия фильтрующих элементов.
Из открытых источников известен комплект защитный с вентилируемым подкостюмным пространством КЗВП-М, разработанный Казхимнии (www/kazhimnii/.ru), предназначенный для защиты кожных покровов и органов дыхания от воздействия СДЯВ и РВ при проведении работ по ликвидации последствий аварий на объектах химической и атомной промышленности. В костюме конструктивно осуществлен принцип совмещения защиты кожи и органов дыхания.
Защита кожных покровов обеспечивается защитным костюмом из прорезиненного материала, в состав которого входит лицевая часть.
Дыхание обеспечивается узлом очистки и подачи воздуха (УОПВ), располагаемым во время эксплуатации под костюмом и имеющим связь с внешней средой через специальный переходник в комбинезоне. Воздух поступает в ФПК путем засасывания его из внешней среды узлом подачи воздуха, где очищается от вредных веществ в виде газа и аэрозолей до безопасных для здоровья человека концентраций, поступает в подмасочное пространство, создавая в нем избыточное давление, через клапаны выдоха лицевой части попадает в подкостюмное пространство и затем через имеющиеся в костюме клапаны избыточного давления воздух выходит наружу.
Недостатком этого устройства является ограничение времени защитного действия фильтрующих элементов и неудобство при ношении, т.к. УОПВ во время эксплуатации располагается под костюмом.
Наиболее близким к заявляемой модели является изобретение - комбинированная система подач и/очистки воздуха (патент РФ №2397705, МПК кл. А61В 7/99, А51М 16/00, опубл. 27.04.2005 г, патентообладатель «СКОТТ ТЕХНОЛОДЖИЗ, ИНК. (US)»).
Система содержит электроприводной воздухоочистительный респиратор, автономный дыхательный аппарат, наспинный каркас, присоединительный узел, который присоединяет с возможностью съема электроприводной воздухоочистительный респиратор к наспинному каркасу, и лицевую часть, соединенную для сообщения по текучей среде как с баллоном высокого давления, так и с электроприводным воздухоочистительным респиратором. Электроприводной воздухоочистительный респиратор соединен с лицевой частью первым шланговым соединением, а автономный дыхательный аппарат соединен с лицевой частью вторым шланговым соединением. Способ заключается в том, что сначала подают пригодный для дыхания воздух пользователю через лицевую часть при помощи электроприводного воздухоочистительного дыхательного аппарата, отключают электроприводной воздухоочистительный респиратор и приводят в действие автономный дыхательный аппарат для переключения подачи пригодного для дыхания воздуха пользователю без прерывания притока воздуха к пользователю (2н. и 29 з.п. ф-лы, 18 ил.).
Это изобретение принято за прототип предложенной полезной модели.
Недостатком изобретения является то, что респиратор не обеспечивает защиту кожных покровов, головы от отравляющих веществ, систему сложно подготовить к использованию в экстремальных условиях, сложно заменить фильтрующе-поглощающие коробки в полевых условиях, и применяются фильтрующе-поглощающие коробки только для определенного вида отравляющих веществ.
Заявляемая полезная модель направлена на создание узла защиты органов дыхания, глаз и кожных покровов, содержащая автономный дыхательный аппарат изолирующего типа со сжатым воздухом и фильтрующий блок, образующих единую дыхательную систему, работающую в различных эксплуатационных условиях без прерывания притока воздуха к человеку, имеющую более высокую степень защиты и увеличенное время пребывания пользователя в зараженной атмосфере.
Отличительные признаки предложенного технического решения:
- конструкция сборника фильтрующе-поглощающих коробок, представляет собой систему разводки в виде коллектора и размещенных на нем шести фильтрующе-поглощающих коробок, применяемых для защиты органов дыхания человека от различного вида отравляющих веществ;
- способы и виды соединений составных частей на подвесной системе изолирующего дыхательного аппарата и фильтрующего блока;
- в лицевой части в узел выдоха вмонтирован подпружиненный клапан для поддержания в подмасочном пространстве заданного избыточного давления;
- узел защиты органов дыхания с входящей в него изолирующей частью с капюшоном обеспечивает защиту кожных покровов пользователя;
- узел защиты органов дыхания располагается поверх изолирующего комбинезона.
Задачей предложенной полезной модели является разработка узла защиты органов дыхания, образующего единую дыхательную систему для обеспечения высоких защитных свойств и улучшения эксплуатационных характеристик.
Поставленная задача достигается путем реализации предлагаемого технического решения, позволяющего применять полезную модель в различных эксплуатационных условиях с возможностью обеспечения дыхания человека очищенным воздухом либо от автономного дыхательного аппарата изолирующего типа со сжатым воздухом, либо от фильтрующего блока, независимо друг от друга.
Использование шести ФПК, установленных в сборник, решает задачу увеличения продолжительности времени защитного действия при нахождении людей в зоне заражения и высокую степень защиты от различных отравляющих веществ.
Использование изолирующего комбинезона дополнительно обеспечивает защиту головы и кожных покровов.
В случае одновременного выхода из строя дыхательного аппарата изолирующего типа и фильтрующего блока, лицевая часть маски может быть напрямую соединена с ФПК и пользователь имеет возможность быстро покинуть зону заражения.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение технических и эксплуатационных характеристик, обеспечивающих возможность работы в зараженной атмосфере в двух режимах защиты (фильтрующем и изолирующем), и обеспечении повышенной степени защиты пользователя от различного вида отравляющих веществ.
Указанный результат достигается тем, что узел защиты органов дыхания от воздействия опасных веществ химической и биологической природы, содержит автономный дыхательный аппарат изолирующего типа и фильтрующий блок, образующих единую дыхательную систему, в которой дыхательный аппарат изолирующего типа содержит подвесную систему с рамой и стропами, надетую и закрепленную на пользователе поверх изолирующего комбинезона с помощью поясного и нагрудного ремней, и состоящий из легочного автомата и баллона со сжатым воздухом, а фильтрующий блок, представляет собой изолирующую лицевую часть с капюшоном, включающую полнолицевую маску с панорамным стеклом, подмасочник, оголовье, узлы вдоха и выдоха, переговорное устройство, автономный турбоблок подачи воздуха и сборник фильтрующе-поглощающих коробок, при этом автономный турбоблок подачи воздуха и сборник фильтрующе-поглощающих коробок размещены на подвесной системе изолирующего дыхательного аппарата, причем автономный турбоблок закреплен на раме подвесной системы перед баллоном со сжатым воздухом по ходу воздуха при помощи строп через переходник, а под баллоном со сжатым воздухом пропущен шланг среднего давления с легочным автоматом с выводом на правую сторону для подключения легочного автомата через переходник к узлу вдоха изолирующей лицевой части с левой стороны, а на баллоне со сжатым воздухом установлен и закреплен при помощи рамки выводом вверх сборник из шести фильтрующе-поглощающих коробок, представляющий собой систему разводки в виде металлического коллектора с двумя хомутами, через пазы которой пропущены четыре стропы для крепления коллектора к подвесной системе, при этом стропы затянуты и зафиксированы на баллоне сжатого воздуха текстильными застежками «велкро», причем для размещения на сборнике шести фильтрующе-поглощающих коробок имеются шесть штуцеров, находящихся на боковых сторонах сборника, в накидные гайки которых ввернуты фильтрующе-поглощающие коробки и подсоединены к резьбовому вводу автономного турбоблока выводом вниз при помощи соединительной трубки, а изолирующая лицевая часть подсоединена с правой стороны через резьбовые узлы с легочным автоматом к узлу вдоха, и с левой стороны посредством соединительной трубки через переходник турбоблока к сборнику фильтрующе-поглощающих коробок, причем дыхательный аппарат изолирующего типа и фильтрующий блок подключены последовательно для переключения с помощью шарового крана подачи пригодного для дыхания воздуха пользователю через фильтрующий блок, или от дыхательного аппарата изолирующего типа, причем автономный турбоблок, установлен через переходник, в который ввернут ввинтной прижим соединительной трубки, а другой прижим соединительной трубки присоединен посредством шарового крана к узлу вдоха изолирующей лицевой части с правой стороны, при этом в узел выдоха вмонтирован подпружиненный клапан, пружина которого поджимает клапан выдоха с усилием, позволяющим поддерживать в подмасочном пространстве лицевой части заданное давление.
Сущность полезной модели поясняется фигурами, где представлены:
на фиг. 1 - общий вид узла защиты органов;
на фиг. 2 - изолирующая лицевая часть;
на фиг. 3 - изолирующая лицевая часть с капюшоном;
на фиг. 4, 4а - подвесная система дыхательного аппарата в сборе;
на фиг. 5 - схема крепления турбоблока к раме;
на фиг. 6 - схема крепления сборника ФПК к подвесной системе;
на фиг. 7 - переходники
На фиг. 1 показан общий вид узла защиты органов дыхания от воздействия опасных веществ химической и биологической природы, который включает в себя изолирующий дыхательный аппарат и фильтрующий блок, и представляет собой единую дыхательную систему.
На подвесной системе дыхательного аппарата 1 установлены: баллон со сжатым воздухом 3; рама 4; турбоблок 5; сборник для ФПК 6; фильтрующе-поглощающие коробки (ФПК) 7; соединительные трубки 8 и 17; лицевая часть 9, переходник 10 для легочного автомата; вывод сборника ФПК 11; стропы 12,13; переходник 14 для турбоблока; кран шаровой 15 в сборе с переходниками; ввод турбоблока 16.
Подвесная система дыхательного аппарата 1 с надета и закреплена на пользователе с помощью поясного и нагрудного ремней и используется для размещения на ней баллона 3 со сжатым воздухом, монтажа узлов фильтрующего блока, рамы 4 с турбоблоком 5 и сборника для ФПК 6.
Легочный автомат 2 с резьбовым соединением предназначен для автоматической подачи воздуха для дыхания пользователя и поддержания избыточного давления в подмасочном пространстве. Легочный автомат подключен к узлу вдоха лицевой части 9.
Баллон облегченный со сжатым воздухом 3 из металлокомпозитного материала предназначен для хранения рабочего запаса сжатого воздуха.
Под баллоном со сжатым воздухом 3 пропущен шланг от легочного автомата 2 для подключения его справа к узлу вдоха лицевой части через переходник 10.
Рама 4, предназначена для установки на ней турбоблока 5 при помощи строп 12, 13.
Турбоблок 5 предназначен для подачи очищенного воздуха, прошедшего через ФПК 7, в подмасочное пространство лицевой части 9.
Сборник для фильтрующе-поглощающих коробок (ФПК) 6, установленный выводом вверх, представляет собой систему разводки в виде металлического коллектора, закреплен на баллоне со сжатым воздухом 3 при помощи рамки, через пазы которой пропущены стропы 12, 13 для крепления коллектора к подвесной системе 1.
ФПК 7 - фильтрующе-поглощающие коробки предназначены для очистки воздуха от паров и аэрозолей отравляющих веществ химической и биологической природы, обладают высокими защитными и эксплуатационными характеристиками.
Время работы фильтрующего блока не менее 4 часов. В экстремальных ситуациях при длительном нахождении пользователя в зоне заражения, при выработке ресурса ФПК, возможность непрерывного нахождения в этой зоне можно увеличить за счет подключения баллона со сжатым воздухом к дыхательной системе (время работы с баллоном - до 1 часа).
Соединительная трубка 8 обеспечивает соединение лицевой части стурбоблоком через шаровой кран 15.
Изолирующая лицевая часть 9 представляет собой полнолицевую маску, предназначенную для защиты лица и глаз от вредных веществ, подвода к органам дыхания очищенного воздуха (от дыхательного аппарата или баллона со сжатым воздухом) и сброса в атмосферу выдыхаемого воздуха.
Переходник 10 для легочного автомата представляет собой резьбовой металлический штуцер и служит для перехода от метрической резьбы легочного автомата на круглую резьбу седловины вдоха лицевой части.
Вывод сборника 11 (штуцер с резьбой) используется для соединения соединительной трубки 17 с турбоблоком 5.
Стропы 12,13 представляют собой корсетные ленты, которые служат для крепления турбоблока к раме стропами 13 и сборника для ФПК к подвесной системе стропами 12.
Переходник 14 предназначен для соединения турбоблока через соединительную трубку 17 к шаровому крану 15 и далее к лицевой части.
Шаровой кран 15 применяется для прекращения подачи воздуха через ФПК для перехода на дыхание через баллон.
Резьбовой ввод турбоблока 16 предназначен для соединения турбоблока 5 со сборником коробок 6.
Соединительная трубка 17 предназначена для соединения вывода сборника коробок 6 к одному из резьбовых вводов турбоблока 16.
На фиг. 2 показана изолирующая лицевая часть 9 с капюшоном включающая:
панорамное стекло 18; переговорное устройство 19; узел выдоха 20; оголовье 21; узел вдоха 22, подмасочник 23, лямки 24, 25, 26.
Панорамное стекло 18 обеспечивает увеличенное поле зрения.
Переговорное устройство 19 с мембранным элементом предназначено для сохранения нормальной разборчивости речи и работы со средствами связи.
Узел выдоха 20 предназначен для удаления из подмасочного пространства выдыхаемого воздуха и сконденсированной влаги. В узел выдоха вмонтирован подпружиненный клапан. Пружина подпружиненного клапана поджимает клапан выдоха с усилием, позволяющим поддерживать в подмасочном пространстве лицевой части заданное избыточное давление.
Оголовье 21 предназначено для закрепления лицевой части на голове человека. К корпусу лицевой части оголовье присоединяется при помощи пластмассовых пряжек, в которые продеваются в лямки наголовника.
С правой и левой сторон маски в щечной области имеются резьбовые узлы вдоха 22 для присоединения легочного автомата 2 (с одной стороны) и посредством соединительной трубки 17 от сборника для ФПК (с другой стороны), в узлах размещены клапаны вдоха.
Внутри маски смонтирован подмасочник 23 для разделения подмасочного пространства на две зоны: зону глаз и зону дыхания.
Герметичность лицевой части достигается за счет плотного прилегания лицевой части к лицу пользователя.
На фиг. 3 показан капюшон защитный, применяемый совместно с лицевой частью 9 (вклеен по периметру), изготовлен из мембранно-сорбирующего материала и предназначен для защиты головы от проникновения паров токсичных веществ под капюшон.
На фиг. 4, 4а представлена подвесная система в сборе.
На фиг. 5 представлена схема крепления турбоблока к раме при помощи строп 12,13.
На фиг. 6 показана схема крепления сборника для ФПК 6 к подвесной системе 1. В пазы рамки сборника снизу продеты стропы 12 с пряжкой, которые закреплены на подвесной системе, стропы затянуты через пряжки и зафиксированы текстильными застежками «велкро».
В накидные гайки шести штуцеров, расположенных на боковых сторонах сборника 6, ввернуты фильтрующе-поглощающие коробки 7.
На фиг. 7 показаны: переходник 10 - для легочного автомата, переходник 14 - для турбоблока, предназначенные для перехода с одного типа разъема на другой (например, с метрической резьбы на круглую).
К выводу турбоблока 11 подсоединен переходник 14, в который ввернут ввинтной прижим соединительной трубки 8, другой ввинтной прижим соединительной трубки 8 присоединен к шаровому крану 15. Посредством второй соединительной трубки 8 шаровой кран 15 подсоединен к узлу вдоха лицевой части 22 с правой стороны.
К одному из резьбовых вводов турбоблока 16 при помощи соединительной трубки 17 подсоединен вывод сборника коробок 11, два других ввода закрыты заглушками.
Работа узла защиты органов дыхания заключается в следующем:
при эксплуатации пользователь надевает изолирующую лицевую часть 9 с капюшоном под изолирующий комбинезон, надевает подвесную систему дыхательного аппарата 1 на спину, предварительно проверив надежность закрепления турбоблока 5 и сборника для ФПК 6, застегивает поясной и нагрудный ремни, ввертывает до упора ввинтной прижим соединительной трубки 8 от сборника для ФПК 6 в левый узел вдоха лицевой части, включает турбоблок 5 и открывает шаровой кран 15, подсоединяет легочный автомат 2 к правому узлу вдоха лицевой части 9.
Включение в работу дыхательного аппарата изолирующего типа и фильтрующего блока производится последовательно с помощью шарового крана 15.
При открытом вентиле баллона 3 и отключенном легочном автомате 2 пользователь открывает шаровой кран 15 на воздуховодной линии, идущей от турбоблока 5 (включение турбоблока производится заранее при помощи кнопки), и входит в зараженную зону. Зараженный воздух протягивается турбоблоком 5 через фильтрующе-поглощающие коробки 7, проходит в них очистку от токсичных веществ и подается в подмасочное пространство лицевой части 9 для дыхания. Излишек воздуха вместе с выдыхаемой смесью выходит через клапан выдоха в атмосферу. Создаваемое при этом под лицевой частью избыточное давление при помощи подпружиненного клапана препятствует подсосу зараженного воздуха в подмасочное пространство.
При вдохе в корпусе легочного автомата 2 создается разрежение, под действием которого мембрана, прогибаясь, открывает кран, обеспечивая проход воздуха на дыхание. При этом происходит обдув панорамного стекла 18 лицевой части потоком поступившего на вдох воздуха, тем самым исключая его запотевание. При выдохе клапан вдоха закрывается, препятствуя попаданию выдыхаемого воздуха на стекло, и выдыхаемый воздух через клапан выдоха поступает в атмосферу.
При необходимости кратковременного прохода через участки с пониженным содержанием кислорода в воздухе, пользователь закрывает шаровой кран 15, глубоким вдохом включает легочный автомат 2, воздух поступает из баллона 3. Пройдя опасный участок, пользователь открывает шаровой кран 15, отключает легочный автомат 2 и продолжает работу в штатном режиме.
При проведении испытаний опытного образца оценивались антропологические и физиологические потребности человека, сочетаемость составных частей, возможность самостоятельного надевания и снятия изделия пользователем, обеспечение безопасной работы в жестких климатических и погодных условиях, продолжительность непрерывной физической работы в опасной зоне.
Испытания показали, что предлагаемый опытный образец обладает заявленными высокими защитными характеристиками, удобен в эксплуатации, обладает повышенными эргономическими характеристиками.
Использование предложенного технического решения обеспечивает защиту от паров отравляющих веществ при их концентрации в воздухе на уровне 10 ПДК с применением баллона со сжатым воздухом не менее 1 часа, при подключении фильтрующего блока - не менее 4 часов.
Таким образом, применение заявляемого технического решения по сравнению с прототипом обеспечивает положительный эффект и новизну:
- использование шести фильтрующе-поглощающих коробок с высокими защитными и эксплуатационными характеристиками позволяет обеспечить высокую степень защиты от широкого круга отравляющих веществ и поддержание жизнедеятельности пользователя в течение длительного времени в зараженной зоне, имеющие низкое сопротивление дыханию, жесткость и прочность конструкции и отсутствие пылевыделения при транспортировке; - узел защиты органов дыхания надевается поверх изолирующего комбинезона, этим обеспечивается удобство при эксплуатации (при ношении и снятии), использование изолирующего комбинезона обеспечивает защиту кожных покровов.
Заявляемое техническое решение является промышленно применимым и может эффективно использоваться в чрезвычайных ситуациях.