РЕСПИРАТОР Российский патент 2003 года по МПК A62B7/10 

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека, в частности к фильтрующим респираторам патронного типа, и предназначается для использования в условиях вредных производств, в воздух рабочей зоны которых выделяются вредные вещества в газо-, парообразном или аэрозольном состоянии.

Ограничение поля зрения при работе в респираторе затрудняет выполнение производственных операций в связи с ограничением сектора обзора. Неравномерное распределение давления полумаски по полосе обтюрации: повышенное - в области крыльев носа и скуловых костей - вызывает болевые ощущения; пониженное - увеличивает вероятность сверхнормированного подсоса вредных веществ в этих областях лица. Ограничение поля зрения патронных респираторов зависит, главным образом, от конструкции и габаритов фильтрующих патронов и полумаски, от способа их крепления и взаимного расположения составляющих респиратор блоков (оголовья, полумаски, фильтрующих патронов) и способа крепления респиратора на лице (голове) пользователя.

Известен респиратор, содержащий полумаску, два фильтрующих патрона и оголовье для крепления респиратора на лице человека. На полумаске выполнено четыре прилива для крепления к ней оголовья (RU 2111027 С1, 20.05.1998).

Недостатком известного респиратора является неравномерное распределение давления полумаски по полосе обтюрации: повышенное - в нижней, подбородочной части области и пониженное - в области крыльев носа. Это объясняется большим расстоянием между центрами приложения активной и реактивной составляющих результирующих сил, что вызывает большой момент силы относительно горизонтальной оси, расположенной во фронтальной плоскости полумаски. Для обеспечения нормированного коэффициента подсоса полумаски по полосе обтюрации в известном респираторе необходимо создавать большие усилия эластичных тесем оголовья, следовательно, большие давления полумаски на кожные покровы лица по полосе обтюрации, что вызывает негативную реакцию у пользователя. Крепление оголовья к полумаске с помощью приливов, расположенных вблизи обтюратора, создают большой динамический момент инерции при поворотах головы, деформацию полумаски и возможную ее дегерметизацию.

Известен другой респиратор, содержащий полумаску, фильтрующие патроны и оголовье для крепления респиратора на лице (US 5794617 А, 18.08.1998). Фильтрующие патроны овальной формы закреплены на полумаске патрубками, смещенными относительно центра тяжести патрона. Оголовье, состоящее из наголовника овальной формы и шейной (затылочной) тесьмы, крепится тесьмой к патрубкам фильтрующих патронов. В рабочем положении респиратора оголовье является, с одной стороны, опорой для полумаски, а с другой, - для патронов.

Однако, поскольку масса патронов больше массы полумаски, то при таком закреплении оголовья и фильтрующих патронов к полумаске момент сил со стороны патронов будет больше момента сил со стороны полумаски. Поэтому нескомпенсированные моменты сил создают при поворотах головы момент инерции и возможную разгерметизацию полумаски.

Наиболее близким к заявляемому является респиратор, содержащий полумаску с двумя фильтрующими патронами и клапаном выдоха и оголовье с эластичными тесьмами. Фильтрующий патрон закреплен на полумаске посредством патрубка, выполненного в съемной пластмассовой манжете, в которой герметично установлен фильтрующий патрон. На поверхности манжеты в плоскости симметрии фильтрующего блока (манжета и патрон) выполнен узел крепления эластичной тесьмы оголовья в виде выступа с головкой (шпенька) (SU 223593 А1, 02.08.1968).

Для обеспечения условия равномерного распределения давления полумаски на кожные покровы лица по полосе обтюрации центры (оси) кругового патрубка и шпенька фильтрующего блока и средней линии эластичной тесьмы расположены в известном респираторе в одной плоскости. Однако в этом случае респиратор имеет большие значения ограничения поля зрения. Для уменьшения ограничения поля зрения фильтрующий блок поворачивают относительно оси патрубка и опускают книзу, что приводит к неравномерному распределению давления полумаски на кожные покровы лица, так как векторы активных и реактивных сил в таком положении фильтрующего блока находятся под углом друг к другу, поэтому эти составляющие сил не компенсируются в связи с их действием в пересекающихся плоскостях, создавая моменты сил, уменьшая тем самым давление полумаски на кожные покровы в области крыльев носа и скуловых костей, что увеличивает вероятность подсоса воздуха в этой области лица. Для предотвращения разгерметизации полумаски требуется увеличить натяжение тесем оголовья.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является снижение значений ограничения поля зрения и обеспечение равномерного распределения давления полумаски на кожные покровы лица по полосе обтюрации, обеспечение щадящего воздействия респиратора на организм и психику пользователя при использовании респираторов с фильтрующими патронами овальной формы с большим эксцентриситетом, имеющими одну плоскость симметрии.

Указанный технический результат достигается тем, что в респираторе, содержащем полумаску, закрепленные на ней посредством патрубков два фильтрующих патрона, оголовье с наголовником и эластичными тесьмами, закрепленными на расположенном на фильтрующем патроне узле крепления, выполненном в виде шпенька, согласно изобретению фильтрующие патроны закреплены на полумаске таким образом, что их плоскости симметрии пересекаются с плоскостью симметрии полумаски под углом 90±10^o, а шпеньки на фильтрующих патронах смещены относительно плоскости симметрии патрона так, что центры патрубка и шпенька и средняя линия эластичной тесьмы оголовья расположены в одной плоскости.

Благодаря присоединению фильтрующих патронов к полумаске так, что при вертикальном (рабочем) положении респиратора расположение плоскости симметрии патронов приближено к горизонтальному положению, поскольку их плоскости симметрии пересекаются с плоскостью симметрии полумаски под углом 90±10^o, обеспечивается значительное увеличение сектора обзора, в результате чего уменьшается одна из важнейших эргономических величин - ограничение поля зрения.

Усилие оголовья, передаваемое посредством фильтрующих патронов полумаске, необходимое для обеспечения герметичного прилегания к лицу, обеспечения нормированного коэффициента подсоса по полосе обтюрации полумаски, распределяется равномерно по площади полосы обтюрации. Для достижения этого условия респиратор выполнен так, что центр узла крепления патрона (патрубка) к полумаске, центр узла крепления оголовья к патрону (шпенька) и средняя линия эластичной тесьмы оголовья расположены в одной плоскости, что исключает возникновение активных сил, расположенных вне этой плоскости, следовательно, и момента сил, обуславливающих перераспределение давлений полумаски. Конструктивно эта задача решается местом расположения шпенька для крепления оголовья относительно плоскости симметрии фильтрующего патрона.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен патронный респиратор в рабочем положении; на фиг. 2 и 3 - вид плоскости фильтрующего патрона (правого и левого соответственно) со стороны патрона, обращенного к полумаске; на фиг.4 и 5 - конструкция шпенька.

Респиратор содержит полумаску 1 из эластомера (резина, пластизоль и т.п. ) с отверстием для крепления клапана выдоха 2 и двумя отверстиями для крепления фильтрующих патронов 3 посредством патрубков 4, оголовье 5 с эластичными тесьмами 6 и наголовником 7. Для крепления оголовья 5 к полумаске 1 на внутренней поверхности фильтрующего патрона 3 со стороны патрубка 4 выполнен узел крепления оголовья 5 к патрону 3 в виде шпенька 8 - выступа с головкой. Эластичные тесьмы 6 снабжены пряжками 9 для регулирования натяжения. Полумаска 1 сопрягается с лицом с помощью обтюратора 10.

Для уменьшения значений ограничения поля зрения, увеличения сектора обзора, задняя часть фильтрующего патрона 3 смещена вниз вращением патрона вокруг оси патрубка 4 до горизонтального положения плоскости симметрии А-А патрона 3. Для предотвращения возникновения момента сил, как это происходит в известном респираторе, шпенек 8 размещен относительно плоскости симметрии А-А фильтрующего патрона 3 так, что центр O₁ патрубка 4 и центр О₂ шпенька 8 (их проекции) и средняя линия В-В эластичной тесьмы 6 (на проекции прямая линия) расположены в одной плоскости. Смещение шпенька 8 относительно плоскости симметрии А-А зависит от конструктивного выполнения блоков респиратора (например, от формы фильтрующих патронов: круговые, овальные).

Выполнение и монтаж респиратора вышеописанным способом предотвращает возникновение момента сил (М_F) вне указанной плоскости; активные силы - F_а - (усилие оголовья) и реактивные силы - F_р - (упругие силы кожных покровов лица, воспринимающие давление полумаски по полосе обтюрации) нейтрализуют друг друга, и, таким образом, давление полумаски на кожные покровы распределяется равномерно.

Пример. Газозащитный патронный респиратор серии КР "Сорби" включает в себя резиновую полумаску ПР-7М (см. свид-во на полезную модель 14133, от 2000 г), два фильтрующих патрона (см. патент РФ 2166340, от 2001 г.) и оголовье (см. патент РФ 2171122, от 2001 г.)
В таблице приведены значения ограничения поля зрения для различных положений взаимодействующих элементов (блоков), составляющих респиратор.

В таблице приняты следующие обозначения:
1 - полумаска;
4 - патрубок с фланцем фильтрующего патрона;
6 - эластичная тесьма оголовья;
7 - наголовник;
8 - шпенек фильтрующего патрона для крепления оголовья;
10 - обтюратор полумаски;
А-А - плоскость симметрии фильтрующего патрона;
В-В - секущая плоскость, на которой расположена средняя линия эластичной тесьмы;
O₁, О₂ - расположенные на линии В-В секущей плоскости центр патрубка 4 и центр шпенька 8 (соответственно);
q - распределенная по полосе обтюрации обтюратора 10 сила, возникающая в тканях лица (равна давлению полумаски 1 с обратным знаком, в сумме дающая реактивную силу F_р, компенсирующую активную силу F_а усилия оголовья. На схемах все силы - векторные величины в плоскости листа - примеры 2 и 3, т.е. в плоскости, перпендикулярной А-А);
F_а - активная сила усилия оголовья;
F_р - реактивная сила усилия оголовья;
М_F - момент силы, возникающий в плоскости, перпендикулярной А-А;
b, h - значения координат центра О₂ шпенька в прямоугольной системе координат с центром O₁ патрубка патрона.

Процесс изготовления патронного респиратора предлагаемой конструкции базируется на современной технологии производства изделий из эластомеров - полумаски из антисептических рецептур резин и пластизолей способами прессования и вулканизации: пластмассовых деталей фильтрующих патронов, оголовья, клапана выдоха - прессованием пластмасс; сорбентов различных марок - по принятым в отрасли технологиям.

Конструкция шпенька обусловлена необходимостью повышения технологичности производства корпуса фильтрующих патронов и снижения себестоимости путем использования знаков (вкладышей) в одной пресс-форме для изготовления шпеньков, смещенных вправо и влево от плоскости симметрии для правого и левого патронов, вместо двух пресс-форм.

Предложенная конструкция респиратора позволяет уменьшить значения ограничения поля зрения, увеличить сектор обзора, улучшить условия труда (эргономика) в связи с принятым расположением плоскостей симметрии полумаски и фильтрующего патрона (вариант 3 таблицы). Размещение шпенька смещенным относительно плоскости симметрии фильтрующего патрона предложенным образом позволило предотвратить возникновение момента сил, изменяющих распределение давления полумаски на кожные покровы лица по полосе обтюрации вплоть до ее разгерметизации и увеличения коэффициента подсоса (защитная категория) при поворотах головы. Для предотвращения отказов в области эффективности защиты обуславливает необходимость увеличения натяжения эластичных тесем, что приводит к увеличению давления полумаски на кожные покровы лица и негативное восприятие респиратора пользователем.

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека и предназначено для использования в условиях вредных производств. Респиратор содержит полумаску, закрепленные на ней посредством патрубков два фильтрующих патрона, оголовье с наголовником и эластичными тесьмами, закрепленными на расположенном на фильтрующем патроне узле крепления, выполненном в виде шпенька. Фильтрующие патроны закреплены на полумаске так, что их плоскости симметрии пересекаются с плоскостью симметрии полумаски под углом 90±10^o. Шпеньки фильтрующих патронов смещены относительно плоскости симметрии патрона так, что центры патрубка и шпенька и средняя линия эластичной тесьмы оголовья расположены в одной плоскости. Данная конструкция респиратора обеспечивает снижение значений ограничения поля зрения и равномерное распределение давления полумаски на кожные покровы лица по полосе обтюрации, а также обеспечивает щадящее воздействие респиратора на организм и психику пользователя. 5 ил., 1 табл.

Респиратор, содержащий полумаску, закрепленные на ней посредством патрубков два фильтрующих патрона, оголовье с наголовником и эластичными тесьмами, закрепленными на расположенном на фильтрующем патроне узле крепления, выполненном в виде шпенька, отличающийся тем, что фильтрующие патроны закреплены на полумаске так, что их плоскости симметрии пересекаются с плоскостью симметрии полумаски под углом 90±10^o, а шпеньки фильтрующих патронов смещены относительно плоскости симметрии патрона так, что центры патрубка и шпенька и средняя линия эластичной тесьмы оголовья расположены в одной плоскости.