ЗАЩИТНЫЙ ШЛЕМ Российский патент 1996 года по МПК A42B3/00 

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты и позволяет повысить функциональные возможности защитного шлема в условиях повышенных температур и действия теплового потока.

Известен защитный шлем, содержащий корпус со средним продольным ребром жесткости (заявка Франции N 2532528 опубл. 84.03.09, МКИ A 42 B 3/02).

Недостатком такого шлема являются низкие функциональные возможности. В ряде применений, например, для индивидуальной защиты пожарного шлем осуществляет защиту от повышенной температуры и теплового потока. Пребывание человека в средах с повышенной температурой опасно для здоровья человека и должно быть ограничено по времени. Для своей безопасности человек должен получать объективную информацию о том, что находится в среде с температурой, превышающей определенный опасный уровень. В ряде применений соблюдается условие, что при достижении определенной температуры среды пожарный должен покинуть опасную зону немедленно. Применение известного технического решения не позволяет контролировать опасный уровень температуры окружающей среды.

Известен защитный шлем, содержащий корпус из электроизоляционного материала и источник питания (заявка ЕПВ (ЕР) N 0237290, опубл. 87.09.16, МКИ A 42 B 3/00).

Описанное устройство снабжено радиосредствами, но сохраняет те же функциональные недостатки, как и у описанного ранее устройства.

Технической задачей является повышение функциональных возможностей защитного шлема путем введения дополнительно температурного датчика, электронного компаратора и генератора звуковых сигналов. При превышении заданного критического уровня температуры генератора звуковых сигналов дает информацию человеку об этом. По этому сигналу в ряде случаев человек обязан покинуть опасную зону или сознательно пренебречь опасностью, имея достоверную информацию о ее наличии.

Поставленная задача решается тем, что в защитном шлеме, содержащем корпус, выполненный из электроизоляционного материала и источник питания, при этом корпус выполнен со средним продольным ребром жесткости, в котором установлен источник питания, и снабжен установленным на поверхности корпуса термочувствительным элементом и установленным в ребре жесткости электронным компаратором и генератором звуковых сигналов, причем выход термочувствительного элемента, подключен к информационному входу электронного компаратора, выход которого подключен к входу генератора звуковых сигналов, а цепи питания термочувствительного элемента, электронного компаратора и генератора звуковых сигналов подключены к соответствующим выходам источника питания.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена конструктивная схема шлема, на фиг. 2 функциональная схема, на фиг. 3 - пример реализации электрической схемы фиг. 2, на фиг. 4 эпюры напряжений в узлах схем фиг. 2 и фиг. 3.

Защитный шлем (фиг. 1) содержит корпус 1, выполненный из электроизоляционного материала, с источником питания 2, причем корпус 1 выполнен со средним продольным ребром 3 жесткости, в котором установлен источник питания 2, шлем снабжен установленным на поверхности 4 корпуса 1 термочувствительным элементом 5 и установленными в ребре 3 жесткости электронным компаратором 6 и генератором 7 звуковых сигналов, причем выход 8 термочувствительного элемента 5 подключен к информационному входу 9 электронного компаратора 6, выход 10 которого подключен к входу 11 генератора 7 звуковых сигналов, а цепи питания термочувствительного элемента 5, электронного компаратора 6 и генератора 7 звуковых сигналов подключены к соответствующим выходам 12 и 13 источника питания 2.

Корпус 1 может быть выполнен из электроизоляционного материала, например полиэфиркарбоната или полиамида.

Источник питания 2 может быть выполнен в виде гальванического элемента (химический источник питания).

Термочувствительный элемент 5 может быть выполнен сопрягаемым с электрической схемой, например термопара, термосопротивление (фиг. 3) и т.д.

Электронный компаратор 6 может выполняться на базе операционного усилителя ДА (фиг. 3), где на опорный вход 14 подается фиксированное напряжение постоянного тока, а на информационный вход 9 изменяющееся по величине напряжение постоянного тока, пропорциональное (обратно пропорциональное) уровню температуры окружающей среды. В случае, если уровень напряжения на информационном входе ниже уровня напряжения на опорном входе, то на выходе компаратора напряжение одного уровня, если наоборот, то другого уровня.

Генератор 7 звуковых сигналов может быть выполнен на базе последовательно соединенных генератора 15 электрических импульсов звуковой частоты и акустического динамика 16 (элемента).

Устройство работает следующим образом (фиг. 4). На интервале времени t₁-t₂ температура окружающей среды t^o ниже критического значения t_кр. ^o, например, 100^oС. На входах 9 и 14 электронного компаратора 6 выполняется условие U₉ U₈>U₁₄, т.е. опорного напряжения. На выходе 10 электронного компаратора 6 присутствует сигнал U₁₀ высокого логического уровня, который поступая на вход 11 генератора 15 импульсов звуковой частоты запрещает его работу. На выходе 17 генератора 15 присутствует потенциал высокого логического уровня U₁₇. Акустический элемент 16 не издает звуков.

На интервале времени t₂-t₃ температура окружающей среды превышает значение критической температуры t_кр. ^o. На входах 9 и 14 электронного компаратора 6 выполняется условие U₈= U₉< U₁₄, т.е. опорного напряжения. На выходе 10 компаратора 6 имеет место сигнал U₁₀ низкого логического уровня U₁₀, который поступая на вход 11 генератора 15 импульсов разрешает его работу. На выходе 17 генератора 15 появляются электрические импульсы звуковой частоты. Времязадающая цепь 18 в данном случае конденсатор выбирается из условия обеспечения выходной частоты генератора 15 в слышимом диапазоне частот. Импульсы с выхода генератора 15 поступают на акустический элемент 16, который издает звуковой сигнал. Интенсивность звука выбирается из условия обеспечения слышимости звукового сигнала человеком при рабочем положении шлема на голове.

На интервале времени t₃-t₄ температура окружающей среды t^o не превышает критическую t^o _кр. и устройство работает аналогично случаю, описанному для интервала времени t₁-t₂. Акустический элемент 16 не издает звуков.

Использование изобретения позволяет расширить функциональные возможности защитного шлема за счет введения звуковой индикации о превышении критического значения одного из опасных воздействующих факторов на организм человека - повышенной температуры. На ряду с радиофикацией шлема, которая описана в прототипе, температурная звуковая сигнализация повышает интеллектуальную оснащенность аварийно-спасательного снаряжения, повышает достоверность информации о внешних воздействующих факторах.

Использование изобретения позволило расширить функциональные возможности базового защитного шлема типа ШП-1(2, 3, 4)-1(2, 3) 7Б4.197.001 ТУ. Незначительное увеличение массы шлема на 65 граммов за счет введения электрических и электронных компонентов практически не сказывается на удобство в эксплуатации.

Использование: в средствах индивидуальной защиты для повышения функциональных возможностей защитного шлема в условиях действия повышенных температур и теплового потока. Сущность изобретения: защитный шлем содержит корпус 1, выполненный из электроизоляционного материала, с источником питания 2, установленным в среднем продольном ребре 3 жесткости корпуса. Шлем снабжен размещенным на поверхности 4 корпуса 1 термочувствительным элементом 5 и установленными в ребре 3 жесткости электронным компаратором 6 и генератором 7 звуковых сигналов, при этом выход термочувствительного элемента 5 подключен к информационному входу электронного компаратора 6, выход которого подключен к входу генератора 7 звуковых сигналов, а цепи питания термочувствительного элемента 5, электронного компаратора 6 и генератора 7 звуковых сигналов подключены к соответствующим выходам источника питания 2. 4 ил.

Защитный шлем, содержащий корпус, выполненный из электроизоляционного материала, с источником питания, отличающийся тем, что корпус выполнен со средним продольным ребром жесткости, в котором установлен источник питания, и дополнительно снабжен установленным на поверхности корпуса термочувствительным элементом и установленными в ребре жесткости электронным компаратором и генератором звуковых сигналов, причем выход термочувствительного элемента подключен к входу генератора звуковых сигналов, а цепи питания термочувствительного элемента, электронного компаратора и генератора звуковых сигналов подключены к соответствующим выходам источника питания.