РЕСПИРАТОР Российский патент 2003 года по МПК A62B7/10 

Предложенная конструкция относится к индивидуальным средствам защиты органов дыхания и в частности может быть использована при изготовлении и конструировании респираторов жесткой формы облегченного типа для эффективной и продолжительной защиты органов дыхания рабочих, работающих в различных отраслях народного хозяйства, при работах в условиях повышенного содержания пыли и/или вредных аэрозолей.

Известен респиратор, содержащий обтюратор, оголовье, носовой зажим и фильтрующую полумаску, выполненную из двух симметричных частей, снабженную фильтрующим элементом и наружной оболочкой, каждая часть полумаски выполнена в виде заготовки фигуры сложной формы и определенного размера (заявка RU 94014798, 27.07.1996). Недостатком респиратора является невысокая степень герметичности внутренней полости респиратора, что объясняется неплотным прилеганием полумаски к лицу пользователя из-за отсутствия обтюрирующего элемента, а также технологическая сложность изготовления, обусловленная особенностями выкройки элементов оболочки.

Известен респиратор, содержащий полумаску из слоев покровного и фильтрующего материалов, пленочный подмасочник с клапанами вдоха, клапаном выдоха, носовой зажим, оголовье, жгут из пористого материала и обтюратор из нетканого термоскрепленного материала в виде неполного кольца (полезная модель России 24103, 27.07.2002). Недостатком респиратора также является невысокая степень герметичности внутренней его полости, что объясняется в данном случае конструктивными особенностями обтюрирующего жгута, имеющего к тому же промежуток в своей нижней части. Кроме того, отсутствие гигиенического слоя приводит к отрицательным последствиям при эксплуатации.

Известен респиратор со сменным куполообразным фильтрующим элементом, выполненным в виде полусферы (RU 94030027, 10.05.1996). Такой респиратор имеет сложную конструкцию и неудобен в эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является респиратор, содержащий маску из листового полимерного прозрачного материала, подмасочник с клапанами вдоха, клапан выдоха, линию обтюрации, оголовье с элементами крепления и фильтрующе-поглощающую систему, съемно установленную поверх маски, выполненную конусообразной и имеющую два патрубка вдоха с клапанами, герметично размещенными с двух сторон в щечной области маски (RU 2172193, 20.08.2001). Недостатком этой конструкции также является невысокая степень герметичности внутренней полости респиратора, что объясняется в данном случае выбранной схемой респиратора, а именно применением маски, и конструктивными особенностями обтюрирующего элемента, а также низкая эффективность фильтрации вредных веществ, что обусловлено отсутствием средств, обеспечивающих равномерную работу материала фильтрующе-поглощающей системы по всей его площади. Это обстоятельство резко сокращает время эффективной работы в респираторе.

Как показали исследования, известные легкие респираторы не обеспечивают эффективной защиты пользователя от вредных газов и аэрозолей. Кроме того, практически ни один из известных респираторов не обеспечивает надежную изоляцию подмаоочного пространства респиратора от окружающей среды при дыхании (вдохе) пользователя, что объясняется неплотным (неполным) прилеганием полумаски к лицу пользователя по линии обтюрации, форма контура которой никогда точно не совпадает со сложной пространственной формой лица пользователя.

Задачей настоящего технического решения является создание легкого по весу респиратора, обеспечивающего эффективную (с точки зрения качества очистки воздуха и удобства эксплуатации) и продолжительную защиту пользователя при работе в запыленной среде, а также содержащей вредные газы и аэрозоли, а кроме того, обеспечивающего равномерную работу фильтрующе-поглощающеи системы.

Поставленная задача решается описываемым респиратором, который содержит маску с отверстием для прохода очищенного воздуха, расположенный во внутренней полости маски подмасочник с отверстием, кромка внутреннего отверстия которого охватывает органы дыхания (нос и рот) пользователя, элемент обтюрации, контактирующий с лицом пользователя по линии обтюрации, проходящей по наружной части маски, соединенную с маской фильтрующе-поглощающую систему, включающую материал с пылезащитными свойствами, при этом упомянутые элементы выполнены жесткими и имеют пространственную и симметричную относительно вертикальной плоскости респиратора форму, а респиратор включает также оголовье с элементами крепления респиратора на голове пользователя, и отличается тем, что подмасочник выполнен в виде податливой диафрагмы с участками куполообразной формы, имеющей упомянутое отверстие, при этом элемент обтюрации расположен на наружном (периферийном) участке упомянутой диафрагмы и выполнен в виде выступа, обращенного к лицу пользователя, а фильтрующе-поглощающая система выполнена в виде внешней и внутренней оболочек с участками куполообразной формы, геометрическая вершина которых лежит в вертикальной плоскости симметрии респиратора, соединенных по своим основаниям с образованием объединенного пространства между оболочками, при этом в области геометрической вершины купола внутренней оболочки выполнено отверстие, совмещенное с отверстием для прохода очищенного воздуха, выполненного в маске, при этом последняя выполнена в виде полумаски и образована участком поверхности куполообразной формы.

Предпочтительно, чтобы полумаска и подмасочник были соединены по линии, параллельной линии обтюрации, что повышает технологичность изготовления обтюратора.

Также предпочтительно, чтобы фильтрующе-поглощающая система была выполнена из многослойного нетканого волокнистого формуемого материала, который, в частности, содержал бы, по крайней мере, по одному слою волокон с антиаэрозольными свойствами и/или газопоглощающими свойствами, что позволяет повысить потребительские свойства респиратора.

Желательно, чтобы полумаска и подмасочник были также выполнены из упомянутого многослойного нетканого волокнистого формуемого материала, что сокращает номенклатуру используемых материалов, при этом материал подмасочника дополнительно содержит гигиенический слой, расположенный со стороны лица пользователя, а материал полумаски покрыт снаружи газонепроницаемым слоем, что повышает равномерность работы материала фильтрующе-поглощающей системы респиратора.

Оптимальным решением при этом является решение, при котором полумаска, внешняя и внутренняя оболочки фильтрующе-поглощающей системы выполнены в виде тел вращения и расположены таким образом, что их геометрические оси лежат на одной прямой, причем упомянутые оболочки выполнены в виде усеченных тел вращения и соединены по своим основаниям, а соединение внутренней оболочки фильтрующе-поглощающей системы и полумаски осуществлено по кольцевому участку вокруг их совмещенных отверстий. При этом отверстие на внутренней оболочке выполнено на плоском участке оболочки, образованном секущей плоскостью, причем также расположено и ответное отверстие на полумаске, форма которой образована подобным же образом. Такое конструктивное решение обеспечивает повышенную устойчивость к изменению формы респиратора (жесткости) при его изготовлении, транспортировке и эксплуатации, а также обеспечивает получение максимальной поверхности системы с точки зрения наполняемости материала оболочек сорбирующими веществами.

Для обеспечения равномерной работы всех участков поверхности оболочек фильтрующе-поглощающей системы желательно в куполообразной внешней оболочке системы выполнить местное углубление в виде участка тела вращения, преимущественно торообразного, расположенное при вершине упомянутой оболочки, ось которого совмещена с осью симметрии этой оболочки.

Технологически целесообразно, когда по внешней кромке контактирующих оснований наружной и внутренней куполообразных оболочек фильтрующе-поглощающей системы и контактирующих участков полумаски и подмасочника выполнены плоские отбортовки, по которым происходит соединение упомянутых оболочек при изготовлении респиратора (в частности, посредством клеевого или термоклеевого соединения).

Целесообразно, чтобы в респираторе выступ элемента обтюрации имел бы местный изогнутый участок, расположенный в плоскости симметрии подмасочника и предназначенный для взаимодействия с переносицей пользователя, что улучшает условия пользования респиратором за счет более надежного его крепления на голове пользователя.

Для повышения комфортности работы за счет облегчения дыхания при работе в респираторе последний может быть снабжен клапаном выдоха, установленном на полумаске.

Для удобства сборки элементов респиратора в единый блок желательно в совмещенных упомянутых отверстиях полумаски и внутренней оболочки фильтрующе-поглощающей системы разместить соединительную втулку с фланцем, которая может быть снабжена резьбовым участком, взаимодействующим с введенной гайкой, и выполненным на втулке со стороны, противоположной фланцу.

С этой же целью целесообразно фланец соединительной втулки разместить в объединенном пространстве между оболочками фильтрующе-поглощающей системы, а гайку - в полости полумаски.

Проведенный заявителем информационный поиск не выявил из уровня техники известного респиратора с указанной совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности "новизна".

Также в результате поиска не были выявлены известные конструкции респираторов, содержащие по отдельности перечисленные выше отличительные признаки, позволяющие достичь указанный технический результат, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности "изобретательский уровень" и возможности предоставления заявляемому объекту в целом правовой охраны как изобретению.

Сущность устройства поясняется чертежами, на которых:
на фиг.1 изображен респиратор в разрезе;
на фиг.2 - сечение полумаски и подмасочника по А-А на фиг.1;
на фиг.3 - то же по Б-Б фиг.1;
на фиг. 4 изображен узел I фиг.1 соединения оболочек фильтрующе-поглощающей системы;
на фиг.5 изображен узел II фиг.1 материала фильтрующе-поглощающей системы;
Респиратор, выполненный согласно заявляемому изобретению, содержит подмасочник 1, полумаску 2, фильтрующе-поглощающую систему 3 и оголовье с элементами крепления 4 респиратора на голове пользователя. Из упомянутых элементов подмасочник 1, полумаска 2 и фильтрующе-поглощающая система 3 представляют собой пространственные оболочки 5, 6 и 7 соответственно, форма которых может быть весьма разнообразной, например близкой к куполообразной, или цилиндрической, или конической, однако оптимальным следует признать вариант, при котором упомянутые оболочки имеют усеченную куполообразную форму. Указанная форма образована упомянутой куполообразной поверхностью и секущей плоскостью, проходящей перпендикулярно оси симметрии упомянутой оболочки, что обеспечивает наилучшее сочетание таких свойств респиратора, как обеспечение повышенной устойчивости к изменению формы респиратора при его изготовлении, транспортировке и эксплуатации, повышает удобство сборки, а также обеспечивает получение близкой к максимальной поверхности системы с точки зрения наполняемости материала оболочек сорбирующими веществами, и, кроме того, дает достаточные возможности обзора при работе в респираторе. Подмасочник выполнен в виде податливой пространственной диафрагмы, соединенной по наружному краю с полумаской (т.е. выполнен в виде диафрагмы, защемленной с одной стороны), и имеет отверстие 8 в центре своей свободной части (в области вершины) для прохода воздуха и охватывающей рот и нос пользователя, а в верхней периферийной области упомянутой диафрагмы со стороны, обращенной к лицу пользователя, выполнена выемка 9, предназначенная для контакта с переносицей пользователя. На периферийной части диафрагмы 5 выполнен элемент обтюрации 10, который в плане представляет собой замкнутый кольцеобразный выступ 11, подобный части гофра сильфона, с плавным (без заострений) профилем, обращенный в сторону лица пользователя. Упомянутый выступ 11 образует при взаимодействии с лицом пользователя линию обтюрации полумаски 2 респиратора. Подмасочник 1 и полумаска 2 соединены между собой по линии 12, параллельной кольцеобразному выступу 11. При этом упомянутые элементы расположены таким образом, что их основания (расширенные стороны этих элементов) обращены к лицу пользователя, а геометрические вершины - к фильтрующе-поглощающей системе 3. Оболочка 7 фильтрующе-поглощающей системы 3 в общем случае выполнена сборной в виде соединенных между собой по основаниям 13 и 14 внешней 15 и внутренней 16 оболочек соответственно, последняя из которых имеет отверстие 17, совмещенное с ответным отверстием в полумаске 2, и закреплена на ней средством соединения упомянутых оболочек. При этом внешняя оболочка 15 фильтрующе-поглощающей системы 3 имеет зону с углублением 18 в виде участка поверхности тела вращения (горообразной поверхности), расположенного на усеченной части упомянутой оболочки, ось которого совмещена с осью симметрии этой оболочки. Между соединенными внешней и внутренней оболочками фильтрующе-поглощающей системы 3 образовано объединенное пространство, в котором при работе находится запас очищенного воздуха. Средство соединения оболочек фильтрующе-поглощающей системы и полумаски выполнено в виде втулки 19, проходящей через отверстия, выполненные в контактирующих между собой внутренней оболочки фильтрующе-поглощающей системы и полумаски, и взаимодействующей с охватывающим ее фиксирующим элементом выполнено в виде втулки 19, проходящей через отверстия 17 и 20, выполненные, соответственно, в контактирующих между собой внутренней оболочке 16 фильтрующе-поглощающей системы и полумаски 2, и снабженной фланцем, расположенным в объединенном пространстве между оболочками фильтрующе-поглощающей системы. Наиболее надежным и технологичным следует признать вариант выполнения упомянутого средства соединения резьбовым, при котором втулка 19 снабжена участком с крепежной резьбой 21 (при этом втулка 19 является винтом), взаимодействующим с гайкой 22, причем последняя размещена в полости полумаски 2.

Полумаска и подмасочник выполнены из многослойного нетканого волокнистого формуемого материала, обладающего свойствами поглощения пыли из проходящего воздуха, при этом материал подмасочника дополнительно содержит гигиенический слой 23 со стороны лица пользователя, а материал полумаски покрыт с наружной стороны воздухо- и/или водонепроницаемым слоем 24. Упомянутый многослойный волокнистый материал, из которого изготовлены оболочки фильтрующе-поглощающей системы, обладает пылезащитными свойствами и дополнительно содержит по крайней мере, один слой 25, обладающий антиаэрозольными свойствами, и газопоглощающий слой 26. Для облегчения работы в респираторе последний может быть снабжен клапаном 27 выдоха, который целесообразно установить на полумаске 2. Соединение полумаски 2 и подмасочника 1 осуществлено по наружным отбортовкам 28 и 29 соответственно, выполненным по контуру каждого из упомянутых элементов. Подобным же образом может быть осуществлено и соединение внутренней 16 и внешней 15 оболочек фильтрующе-поглощающей системы по наружным отбортовкам 30 и 31 соответственно, выполненным по периферии основания (расширенной части) каждой из упомянутых оболочек. При этом соединение упомянутых полумаски, подмасочника и оболочек фильтрующе-поглощающей системы целесообразно осуществить посредством клеевого или термоклеевого соединения.

Респиратор используют следующим образом. Пользователь перед началом работы извлекает устройство из герметичной упаковки и надевает респиратор таким образом, чтобы выемка 9 была совмещена с переносицей, а выступ 11 элемента обтюрации на оболочке 5 подмасочника плотно прилегал к лицу по всей своей длине. Затем пользователь регулирует натяжение ремней на элементах 4 крепления оголовья, добиваясь чтобы прилегание происходило по всей длине выступа. Благодаря выполнению подмасочника 1 в виде защемленной по одному (наружному) краю податливой диафрагмы последняя обеспечивает адаптацию замкнутого выступа 11 к лицу пользователя, что, в свою очередь, обеспечивает надежную герметизацию внутренней полости респиратора. Опыт использования респиратора показал, что пользователи не испытывали затруднений с подобной операцией и время правильной регулировки респиратора не превышает 10-15 с. При работе пользователь дышит в привычном режиме, при этом благодаря указанной форме внешней оболочки 15 очищаемый воздух равномерно проходит через оболочки 15 и 16, чем обеспечивается максимальная эффективность фильтрации.

Изготовление основных элементов респиратора-полумаски и подмасочника может быть с успехом осуществлено из заготовок соответствующей формы методами горячего прессования на типовом оборудовании. Изготовление остальных элементов, а также сборка респиратора в единый конструктивный узел нe представят затруднений для специалиста в данной области техники.

Правильное использование респиратора позволяет проводить работы в среде, характеризующейся показателями от 10 до 100 крат показателей норм предельно-допустимой концентрации (ПДК) вредных веществ в окружающей среде, при этом продолжительность непрерывной работы составляет (в зависимости от превышения показателя ПДК) от 1 до 10 рабочих смен.

Таким образом, используя данный респиратор, пользователь получает возможность безопасно вести работы в более комфортных условиях и достаточно продолжительное время.

Респиратор относится к средствам индивидуальной защиты при работе в запыленных средах, а также содержащих вредные вещества в виде аэрозолей. Респиратор содержит маску с отверстием для прохода очищенного воздуха, подмасочник с отверстием, элемент обтюрации, контактирующий с лицом пользователя по линии обтюрации, проходящей по наружной части маски, соединенную с маской фильтрующе-поглощающую систему, включающую материал с пылезащитными свойствами, выполненные жесткими и имеющими пространственную и симметричную относительно вертикальной плоскости респиратора форму, а также оголовье с элементами крепления. Подмасочник выполнен в виде диафрагмы торообразной формы. Элемент обтюрации расположен на наружной части диафрагмы и выполнен в виде выступа, обращенного к лицу пользователя. Фильтрующе-поглощающая система выполнена в виде внешней и внутренней оболочек куполообразной формы, геометрическая вершина которых лежит в вертикальной плоскости симметрии респиратора, совмещенных по своим основаниям с образованием объединенного пространства между оболочками. В области геометрической вершины купола внутренней оболочки выполнено отверстие, совмещенное с отверстием для прохода очищенного воздуха в маске, при этом последняя выполнена в виде полумаски куполообразной формы. Данная конструкция респиратора обеспечивает эффективную продолжительную защиту от пыли и аэрозолей, а также равномерное поступление воздуха к пользователю, который при этом не испытывает затруднений с обзором рабочей зоны. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Респиратор, содержащий маску с отверстием для прохода очищенного воздуха, расположенный во внутренней полости маски подмасочник с отверстием, кромка отверстия которого охватывает органы дыхания пользователя, элемент обтюрации, контактирующий с лицом пользователя по линии обтюрации, проходящей по наружной части маски, соединенную с маской фильтрующе-поглощающую систему, включающую материал с пылезащитными свойствами, выполненные жесткими и имеющими пространственную и симметричную относительно вертикальной плоскости респиратора форму, а также оголовье с элементами крепления респиратора на голове пользователя, отличающийся тем, что подмасочник выполнен в виде диафрагмы торообразной формы, при этом элемент обтюрации расположен на наружной части упомянутой диафрагмы и выполнен в виде выступа, обращенного к лицу пользователя, а фильтрующе-поглощающая система выполнена в виде внешней и внутренней оболочек куполообразной формы, геометрическая вершина которых лежит в вертикальной плоскости симметрии респиратора, совмещенных по своим основаниям с образованием объединенного пространства между оболочками, при этом в области геометрической вершины купола внутренней оболочки выполнено отверстие, совмещенное с отверстием для прохода очищенного воздуха в маске, при этом последняя выполнена в виде полумаски куполообразной формы. 2. Респиратор по п. 1, отличающийся тем, что полумаска и подмасочник соединены по линии, параллельной линии обтюрации. 3. Респиратор по п. 1, отличающийся тем, что фильтрующе-поглощающая система выполнена из многослойного нетканого волокнистого формуемого материала. 4. Респиратор по п. 3, отличающийся тем, что многослойный нетканый волокнистый формуемый материал содержит по крайней мере по одному слою волокна с антиаэрозольными свойствами и/или газопоглощающими свойствами. 5. Респиратор по п. 1, отличающийся тем, что полумаска и подмасочник выполнены из многослойного нетканого волокнистого формуемого материла, при этом материал подмасочника дополнительно содержит гигиенический слой, расположенный со стороны лица пользователя, а материал полумаски покрыт снаружи газонепроницаемым слоем. 6. Респиратор по п. 1, отличающийся тем, что полумаска, внешняя и внутренняя оболочки фильтрующе-поглощающей системы выполнены в виде тел вращения и расположены таким образом, что их геометрические оси лежат на одной прямой, причем упомянутые оболочки выполнены в виде усеченных тел вращения и соединены по своим основаниям, а соединение внутренней оболочки фильтрующе-поглощающей системы и полумаски осуществлено по кольцевому участку вокруг их совмещенных отверстий. 7. Респиратор по п. 1, отличающийся тем, что в куполообразной внешней оболочке фильтрующе-поглощающей системы выполнено местное углубление в виде участка поверхности тела вращения, расположенного при вершине упомянутой оболочки, ось которого совмещена с осью симметрии этой оболочки. 8. Респиратор по п. 1, отличающийся тем, что по внешней кромке контактирующих оснований наружной и внутренней куполообразных оболочек фильтрующе-поглощающей системы и контактирующих участков полумаски и подмасочника выполнены плоские отбортовки. 9. Респиратор по п. 1, отличающийся тем, что соединение оболочек фильтрующе-поглощающей системы, а также полумаски и подмасочника осуществлено посредством клеевого или термоклеевого соединения. 10. Респиратор по п. 1, отличающийся тем, что выступ элемента обтюрации имеет местный изогнутый участок, расположенный в плоскости симметрии подмасочника и предназначенный для взаимодействия с переносицей пользователя. 11. Респиратор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен клапаном выдоха, установленным на полумаске. 12. Респиратор по п. 1, отличающийся тем, что в совмещенных упомянутых отверстиях полумаски и внутренней оболочки фильтрующе-поглощающей системы размещена соединительная втулка с фланцем. 13. Респиратор по п. 12, отличающийся тем, что соединительная втулка снабжена резьбовым участком, взаимодействующим с гайкой. 14. Респиратор по п. 13, отличающийся тем, что фланец соединительной втулки расположен в объединенном пространстве между оболочками фильтрующе-поглощающей системы, а гайка - в полости полумаски.