ВИБРОЗАЩИТНАЯ ОБУВЬ С ПНЕВМАТИЧЕСКИМИ ДЕМПФИРУЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ

Заявляемое техническое решение относится к средству индивидуальной защиты от вибрации, в частности к конструкции обуви, содержащей эластичные полости.
Известна конструкция виброзащитной обуви, содержащей помимо верха и подошвы упругие элементы в виде витых пружин, взаимодействующих с узлами настройки, в которых выполнены резьбовые отверстия для прохода пружин по а.с. СССР №1528431, A41D 13/08, 1989.
Известно решение, содержащее пневмокамеру, интегрированную в обувь [Журнал "Техника - молодежи", 1973, №5, с.63, рис.9.]. При этом наружный слой пневмокамеры выполнен более жестким, а внутренний - более мягким и эластичным для облегания ноги. Это позволяет не только снизить нагрузки на ноги, но и достигнуть массажного эффекта.
Наиболее близким техническим решением является конструкция кроссовок Fury PSI фирмы Reebok, которые содержат воздушные камеры и каналы с клапанами, что позволяет закачивать и стравливать воздух, тем самым обеспечивая мягкий и прочный охват стопы, полностью повторяя ее анатомическое строение [Журнал "Популярная механика", 2005, №5, с.97]. Такое решение эффективно, но дорого, так как требует применения сложных технологий и специальных материалов - (прототип).
Недостатком известного решения является то обстоятельство, что оно обеспечивает сравнительно невысокую амортизацию воздействующих усилий на стопу и гашение возникающих от них колебаний, хотя и с возможностью индивидуальной настройки, при этом оно отличается сложностью конструкции и большими габаритами.
Технически достижимый результат - повышение эффективности защиты оператора от вибрации и обеспечение повышенного комфорта обуви при ходьбе с минимальными затратами при ее изготовлении.
Это достигается тем, что в виброзащитной обуви с пневматическими демпфирующими устройствами, содержащей подошву и верх, а также герметичную полость, размещенную в нижней части обуви, и охватывающую стопу и снабженную обратным клапаном для сообщения с внешней средой и источником сжатого воздуха, герметичная полость выполнена в виде пневматического демпфирующего устройства, состоящего из двух заполненных сжатым воздухом герметичных упруго-демпфирующих плоских оболочек, расположенных в границах контура подошвы и выполненных в плане квадратной формы, а также соединенных между собой эластичной трубкой с капиллярным дросселем, и расположенных соответственно в носочной и пяточной частях подошвы обуви, при этом оболочка, расположенная над каблуком посредством трубки соединена с обратным клапаном, унифицированным с вентилем велосипедной шины для подкачки от источника сжатого воздуха и сообщения с внешней средой, а каблук выполнен из жесткого вибродемпфирующего материала, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», при этом над пневматическим демпфирующим устройством размещена, эквидистантная и конгруентная ей, упругая герметичная оболочка, заполненная силиконовой жидкостью, а над ней расположена стелька, выполненная из иглопробивного материала типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, а в качестве материала подошвы может использоваться вибропоглощающий материал, например эластомер, или полиуретан со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%.
На чертеже фиг.1 представлен продольный разрез предлагаемой конструкции виброзащитной обуви с пневматическими демпфирующими устройствами, на фиг.2 - аксонометрическая проекция подошвы без верха обуви.
Виброзащитная обувь с пневматическими демпфирующими устройствами (фиг.1) включает в себя подошву 7 с каблуком 8 и верх 2, между которыми размещено пневматическое демпфирующее устройство, состоящее из двух заполненных сжатым воздухом герметичных упруго-демпфирующих плоских оболочек 3 и 5 (фиг.2), выполненных в плане квадратной формы и соединенных между собой эластичной трубкой 9 с капиллярным дросселем 10, расположенных соответственно в носочной и пяточной частях подошвы 7 обуви, при этом оболочка 5, расположенная над каблуком 8 посредством трубки 11 соединена с обратным клапаном 4, унифицированным с вентилем велосипедной шины для подкачки от источника сжатого воздуха (на чертеже не показано) и сообщения с внешней средой.
Каблук 8 выполнен из жесткого вибродемпфирующего материала, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».
Над герметичными оболочками 3 и 5, расположенными в границах контура подошвы 7, размещена, эквидистантная и конгруентная ей, упругая герметичная оболочка 1, заполненная силиконовой жидкостью, а над ней расположена стелька 6, выполненная из иглопробивного материала типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна. В качестве материала подошвы 7 может использоваться вибропоглощающий материал, например эластомер, или полиуретан со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%.
В качестве материалов герметичных упруго-демпфирующих плоских оболочек 3 и 5 могут быть использованы следующие материалы: эластомеры, например резина, литьевой полимер, а также полиуретан, резинокордная оболочка.
Виброзащитная обувь с пневматическими демпфирующими устройствами работает следующим образом.
Под воздействием веса человека-оператора упругая герметичная оболочка 1, заполненная силиконовой жидкостью, благодаря своей эластичности, а также герметичные упруго-демпфирующие плоские оболочки 3 и 5, расположенные соответственно в носочной и пяточной частях подошвы 7, принимают форму стопы человека. Оболочки 3 и 5, благодаря упругим свойствам внутреннего наполнителя оболочек - воздуха и демпфирующим свойствам капиллярного дросселя 10, являются эффективной пневматической двухкамерной виброзащитной системой в общей системе виброзащиты: «обувь-человек». Упругая герметичная оболочка 1, заполненная силиконовой жидкостью, смягчает и также эффективно демпфирует нагрузки при ходьбе, а также устраняет перекос стопы при неровностях, защищая стопу от вывиха. Для повышения эффективности работы пневматической двухкамерной виброзащитной системы «обувь-человек» давление в оболочках 3 и 5 можно изменить под вес человека, например, дополнительно подкачав насосом воздух через клапан 4, или наоборот, выпустив его в атмосферу.
В зависимости от создаваемого давления в оболочках 3 и 5 можно регулировать высоту опоры стопы, обеспечивая плотное облегание стопы, а также создать комфортное чувство ходьбы, например «как по траве или мягкому ковру».
Предлагаемая конструкция виброзащитной обуви обеспечивает комфорт при ходьбе и лечебно-профилактический эффект за счет виброизоляции и демпфирования воздействующих на ступню нагрузок, а также за счет более точного и плотного охвата ноги.