Пневмообтюратор устройства для защиты органов дыхания и головы

Область техники
Полезная модель относится к области боевой экипировки военнослужащего, а именно к средствам, защищающим голову человека как от механических воздействий, пуль, осколков, так и средствам индивидуальной защиты органов дыхания, защищающим органы дыхания человека от воздействия на них токсичных химикатов, аварийных химически опасных веществ, радиоактивной пыли и биологических средств.
Уровень техники.
Разработка экипировки военнослужащего, связанная с созданием интегрированного средства защиты головы (Бронешлем общевойсковой единый 6Б47. Руководство по эксплуатации. 6Б47.00.000РЭ.2014. - 4 с.), в комплекте с которым используется система защиты органов дыхания от воздействия на них токсичных химикатов, аварийных химически опасных веществ, радиоактивной пыли и биологических средств является важной и актуальной задачей.
При ее решении важным моментом является снижение проникания токсичных химикатов, аварийных химически опасных веществ, радиоактивной пыли и биологических средств в подмасочное пространство защитного бронешлема из-за неплотностей, возникающих в результате его интенсивного использования в условиях выполнения военнослужащим боевой задачи в зоне заражения.
Процесс проникания вредной примеси в подмасочное пространство средства индивидуальной защиты органов дыхания через неплотности (не герметичности) его составных элементов называется подсосом. Причиной подсоса является разряжение, возникающее при вдохе человека.
Степень изоляции органов дыхания от зараженной атмосферы оценивается коэффициентом подсоса, представляющим собой отношение концентрации вредной примеси, проникшей под лицевую часть защитного средства, через различные неплотности, к ее концентрации в наружном воздухе. Обычно коэффициент подсоса выражается в процентах.
Из уровня техники известны различные способы уменьшения подсоса в подмасочное пространство средства индивидуальной защиты органов дыхания, одним из них является противогаз ПМК-3, в лицевой части которого дополнительно введен обтюратор (Противогаз общевойсковой фильтрующий ПМК-3. Руководство по эксплуатации). Кроме того, уменьшение подсоса в подмасочное пространство достигается затяжкой закрепленных на лицевой части резиновых лямок.
Данный способ снижения подсоса в подмасочное пространство имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что затянутые резиновые лямки оказывают сильное механическое воздействие на голову военнослужащего, ведущему к дискомфорту, особенно при выполнении боевой задачи.
В негерметичных защитных средствах, к которым можно отнести и бронешлем военнослужащего могут использоваться различные подмасочники, которые имеют цель обеспечения герметичности по линии обтюрации носовой и подбородочной части лица.
Однако и они имеют недостаток, заключающийся в том, что для крепления такого подмасочника необходимо введение в подмасочном пространстве защитного средства дополнительных средств крепления, ведущих к снижению эргономических свойств защитного средства (повышение массы, снижение поля зрения и др.).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для защиты органов дыхания (патент на изобретение RU 2505325), содержащее защитный колпак из гибкого газонепроницаемого материала, снабженный шейным уплотнением в виде кольца из упругого материала.
Одним из существенных недостатков данного защитного устройства является необходимость подбора размера шейного уплотнителя в зависимости от морфологических размеров шейной части головы военнослужащего. Это требует изготовления на заводе изготовителе шейных уплотнителей различных типоразмеров, которые подбираются индивидуально для каждого военнослужащего. Неправильный подбор шейного уплотнения приводит к повышению подсоса в подмасочное пространство бронешлема.
Кроме того, неправильный подбор шейного уплотнителя может оказывать значительное механическое воздействие на шею военнослужащего, тем самым вызывая дискомфорт во время использования бронешлема.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является совершенствование боевой экипировки военнослужащего связанная с созданием интегрированного со средствами защиты органов дыхания средства защиты головы.
Раскрытие сущности полезной модели.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является исключение подсоса вредной примеси в подмасочное пространство бронешлема через неплотности шейной части головы.
Для достижения этого технического результата предложено устройство для защиты органов дыхания и головы, состоящее из бронешлема с клапаном выдоха и с расположенным в нижней лицевой части бронешлема шейным уплотнением в виде кольца из упругого материала, отличающееся тем, что кольцо из упругого материала приклеено в нижней части бронешлема и выполненного в виде пневмообтюратора, представляющего собой камеру из прорезиненного материала с патрубком подачи воздуха и клапаном избыточного давления, при этом, патрубок подачи воздуха соединен с клапаном выдоха бронешлема.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 показано устройство для защиты органов дыхания и головы вид снизу, а на фиг. 2 вид сзади, где:
1 - бронешлем;
2 - пневмообтюратор, представляющий собой камеру округлой формы из прорезиненного материала;
3 - клапан избыточного давления;
4 - патрубок подачи воздуха;
5 - фильтрующе-поглощающая коробка;
6 - клапан выдоха.
Осуществление полезной модели.
Устройство для защиты органов дыхания и головы, показанное на фиг. 1 и фиг. 2 состоит из бронешлема 1 с установленными на нем фильтрующе-поглощающей коробкой 5 и клапаном выдоха 6. В нижней части бронешлема приклеен пневмообтюратор, представляющий собой камеру округлой формы из прорезиненного материала 2 с расположенными на ней патрубком подачи воздуха 4 и клапаном избыточного давления 3. Патрубок подачи воздуха соединен с клапаном выдоха 6.
Фильтрующе-поглощающая коробка 5 предназначена для очистки внешнего зараженного воздуха от токсичных химикатов, аварийных химически опасных веществ, радиоактивной пыли и биологических средств.
Клапан избыточного давления 3 предназначен как для удаления выдыхаемого воздуха из подмасочного пространства, так и наполнения им камеры 2.
Основной задачей пневмообтюратора является недопущение проникания во внутреннее пространство бронешлема токсичных химикатов, аварийных химически опасных веществ, радиоактивной пыли и биологических средств через неплотности в шейной части головы военнослужащего.
Пневмообтюратор монтируется в нижнюю часть шлема на заводе изготовителе.
Вне зоны заражения вредной примесью устройство используется без фильтрующе-поглощающей коробки 5 и клапана выдоха 6. На местах присоединения этих элементов устанавливаются герметичные заглушки (на фиг. 1 не показаны). При этом камера округлой формы из прорезиненного материала 2 находится в не надутом состоянии.
Приведение пневмообтюратора устройства для защиты органов дыхания и головы в боевое положение производится заблаговременно до входа в зону заражения токсичными химикатами, аварийными химически опасными веществами, радиоактивной пылью путем установки фильтрующе-поглощающей коробки 5 и клапана выдоха 6 на свои места и присоединения патрубка подачи воздуха 4 к клапану выдоха 6.
Для приведения пневмообтюратора в боевое положение, военнослужащему необходимо надеть бронешлем на голову и сделать несколько вдохов и выдохов для наполнения камеры 2 воздухом. Часть выдыхаемого воздуха через клапан выдоха 6 и патрубок подачи воздуха 4 будет наполнять камеру 2 воздухом. Признаками достаточности наполнения является надежный контакт камеры 2 с шеей военнослужащего. Во время дыхания в камере 2 будет постоянно поддерживаться нужное давление, а лишний воздух будет стравливаться через клапан избыточного давления 3.
Пример реализации.
Предложенная конструкция пневмообтюратора устройства для защиты органов дыхания и головы была испытана на надетой голове манекена, помещенного в камеру, в которой создавалась концентрация аммиака, имитирующая вредную примесь. В подмасочном пространстве манекена находился датчик измерения концентрации. В подмасочном пространстве создавалось небольшое разрежение, имитирующее дыхание человека.
Были измерены концентрации аммиака снаружи в внутри подмасочного пространства бронешлема и рассчитан коэффициент подсоса:
где: Сподм - концентрация в подмасочном пространстве бронешлема мг/л;
Снар - наружная концентрация мг/л;
Кподсоса - коэффициент подсоса.
Рассчитанный коэффициент подсоса составил 1⋅10-4%, что соответствует тактико-техническим требованиям, предъявляемым к средствам защиты органов дыхания (Руководство по эксплуатации средств защиты. Часть 1. Москва, 2011 г.) по защите от токсичных химикатов, аварийных химически опасных веществ, радиоактивной пыли.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет решить заявляемый технический результат т.е. исключает подсос вредной примеси в подмасочное пространство бронешлема через неплотности шейной части головы.
Важным достоинством является то, что военнослужащему не требуется отдельно подбирать пневмообтюратор по типоразмеру в зависимости от морфологического размера шеи головы, а достаточная герметичность достигается за счет создания давления воздуха внутри камеры.