Полумаска для защиты органов дыхания и лица от аномально низких температур
HALF-MASK FOR PROTECTION OF RESPIRATORY ORGANS AND FACE FROM ABNORMALLY LOW TEMPERATURES

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты организма человека, в частности органов дыхания и лица в условиях аномально низких температур.
Известен прибор независимого теплового комфорта организма человека, имеющий форму и размеры повторяющие форму и соотношение размеров нижней части лица и содержащий секцию из текстильного материала, имеющую на внутренней поверхности центральное отверстие для рабочего дыхания, в котором размещен вкладыш в виде внутренней секции из нескольких наложенных друг на друга перфорированных или сетчатых элементов, пропитанных затвердевающим компаундом и образующих теплообменную поверхность в виде изогнутого наружу переменным радиусом пакета толщиной от единиц до десятков миллиметров. Внешняя поверхность внешней секции дополнена несколькими слоями плотной плохо продуваемой ткани, между сетчатыми элементами средней секции размещены элементы из металлической сетки (патент РФ №2342963).
Недостатками данного прибора являются низкий уровень защиты лица от холода, высокий уровень сопротивления дыханию. Большой процент подмешивания выдыхаемого воздуха содержащего CO2, ведет к понижению качества вдыхаемого воздуха, что отрицательно сказывается на самочувствии и физических возможностях организма.
Известна маска для защиты органов дыхания от холода, содержащая корпус, изготовленного из низко теплопроводного материала, в котором имеется отверстие для вдоха и выдоха, а теплообменник из высокотеплопроводного материала расположен внутри корпуса, при этом боковые стенки теплообменника скреплены с корпусом. Стенки корпуса образуют камеру между теплообменником и отверстием для вдоха и выдоха, к которой через отверстие вдоха и выдоха присоединена полая насадка, изготовленная из эластичного материала, теплопроводность которого при этом выше теплопроводности материала из которого произведен корпус, а на дне полой насадки выполнено одно или несколько отверстий (патент РФ №2045301).
Недостатками известной маски являются низкий уровень согревания поступающего холодного воздуха.
Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявленному объекту является маска для защиты органов дыхания и лица от холода (патент РФ №2039582). Маска содержит корпус из текстильного материала, в центральной части которого расположена выступающая часть с центральным отверстием, по контуру которого выполнен опорный буртик, к которому с внутренней или внешней стороны крепят на ворсовых текстильных застежках сетчатые перфорированные теплоемкие оболочки, а элементы крепления маски выполнены в виде ленточных пар, соединенных симметрично попарно и в одной плоскости с корпусом с двух сторон с возможностью соединения и разъединения свободных концов лент, их перегиба и образования крепления по типу пращевидной повязки. Наличие съемных вкладышей перфорированных оболочек позволяет изменять степень рекуперации и тепловой обработки воздуха.
Недостатками маски являются низкая эффективность в условиях аномально низких температур, увеличение сопротивления дыханию в режиме интенсивного движения.
Цель изобретения - усовершенствование эксплуатационных возможностей средств защиты органов дыхания и лица при низких и аномально низких температурах.
Поставленная цель достигается тем, что предложенное устройство, (Фиг №1) состоит из полумаски (1) снабженной носовым (2) пазом и выступающей наружу частью (3). По контуру прилегания к лицу расположена силиконовая уплотняющая прокладка (4). Корпус выполнен из дерматологически безопасного пластика с малой теплопроводностью. С внешней стороны на полумаске расположены два клапана вдоха (5) и два клапана выдоха (6), причем один из клапанов выдоха расположенный на передней части полумаски содержит регулятор запирания (7). Внутри полумаска содержит перегородку (8) разделяющую внутреннее пространство полумаски на две камеры - большую (А) и малую (Б). По центру перегородки расположен внутренний клапан выдоха (9) и два внутренних клапана вдоха (10).
Внутри полумаски в камере Б расположены две трубки сечением 15 мм, изготовленные из материала с большой теплопроводностью. Трубки соединяют два внешних клапанов вдоха с двумя внутренними клапанами вдоха и расположены зигзагообразно и параллельно друг другу. Трубки снабжены боковыми ребрами высотой 2 мм и внутренним рифлением высотой 1,5 мм с шагом расположения 12 мм (11).
В малой камере в нижней части расположен резервуар сбора конденсата (12) имеющий крышку покрытую отверстиями (13) с сечением 2 мм. Для минимизации потерь влаги организмом и максимальном использовании конденсата, малая камера имеет резервуар сбора влаги (12). Резервуар имеет крышку (13) с отверстиями с сечением 2 мм, что дает влаге стекающей вниз при дыхании просачиваться в резервуар. Резервуар имеет общую стенку с большой камерой где постоянно присутствует тепло, что ведет к подогреву и испарению влаги из резервуара сбора жидкости. Испаряясь пар поступает в малую камеру где увлажняет сухой поступающий воздух.
Устройство работает следующим образом. Вдыхаемый холодный воздух поступает через внешние клапаны вдоха (5), затем по трубкам (11) расположенным внутри большой камеры (А) проходит через внутренние клапаны вдоха (10) в малую камеру (Б) откуда поступает в органы дыхания. После следует выдох, под давлением выдоха открывается внутренний клапан выдоха (9) через который выдыхаемый теплый воздух поступает в большую камеру (А) где обдувает трубки (11) происходит рекуперация тепла выдоха. При заполнении камеры выдыхаемым воздухом срабатывают внешние клапаны выдоха (5) и излишки воздуха вытесняются наружу. Цикл повторяется и таким образом происходит подогрев холодного воздуха в трубках за счет температуры выдыхаемого воздуха. При ухудшении условий окружающей среды связанных с понижением температуры до аномально низких температур, возникает необходимость в большем уровне рекуперации, что решается регулированием уровня открытия переднего клапана выдоха (7). При необходимости клапан полностью запирается и выдох происходит только через нижний клапан выдоха (6), что приводит к меньшим потерям тепла выдоха, тем самым из цикла выдоха убирается один клапан, через который уходил теплый воздух. При изменении условий использования и при необходимости уменьшения уровня рекуперации передний клапан открывается и устанавливается на нужном уровне открытия. Запирание переднего клапана выдоха не влечет за собой увеличение сопротивления дыханию, так как клапаны имеют достаточное сечение для дыхания через один в любых режимах использования.
На Фиг. №2 показано строение трубок, для более рационального использования тепла выдыхаемого воздуха трубки выполнены из материала с большой теплопроводностью и имеют боковые ребра (1) высотой 2 мм, расположенных перпендикулярно потокам выдыхаемого воздуха. Внутри трубки рифленые (2) с высотой рифления 1 мм и расположены по всей длине трубок с шагом 12 мм. В большой камере трубки расположены параллельно и изгибаются несколько раз. Для грубой очистки атмосферного воздуха внешние клапаны вдоха снаружи снабжены полимерной сеткой.
Предложенное устройство, использованное в качестве средства индивидуальной защиты органов дыхания и лица человека в условиях аномально низких температур, при снегопадах и сильном ветре, позволит минимизировать риски, связанные с пагубным влиянием отрицательных температур на организм человека.