Маска с ультрафиолетовым обеззараживанием вдыхаемого и выдыхаемого воздуха Российский патент 2022 года по МПК A41D13/11 A61L9/20 

Настоящее изобретение относится к фильтрующе-очищающей лицевой маске для очищения и обеззараживание вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Маски обычно применяют для предохранения дыхательных путей человека по меньшей мере по следующим распространенным причинам: для недопущения попадания взвешенных частиц в дыхательную систему; для зашиты от попадания загрязняющих веществ и патогенных микроорганизмов и для защиты других людей или объектов от выдыхаемых микроорганизмов. Основа маски состоит в фильтрующе-очищающей части, которая включает фильтрующий блок, выполняющий функции очистки либо от механической примеси, либо для обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. К настоящему времени было разработано множество масок и респираторов как для каждой отдельной цели, так и комплексного действия. Большую часть устройств можно отнести к категории фильтрующих лицевых масок, в которых в отличие от классических респираторов применяются синтетические тканевые основы в сочетании с прикрепляемыми к ним фильтрующими картриджами (см., например, патент США RE 39493 (Yuschak et al.)), или с фильтрующими вставками (см., например, патент США №4790306 (Braun)), где часть маски требует эпизодической замены фильтрующего картриджа. Респираторы в виде формованной фильтрующей лицевой маски чашеобразной конфигурации. Формованные респираторы обычно имеют неизменную форму при использовании и при хранении. Примером формованных респираторов в виде фильтрующей лицевой маски могут служить патенты США №7131442 (Kronzer и др.) №№6923182, 6041782 Angajivand and others), №4807619 (Dayrud and others), and №4536440 (Berg). Более близким аналогом служит принцип обеззараживания вдыхаемого воздуха, подвергаемого ультрафиолетовому облучению (см., например, патент (RU №2440147, US №7175814, US №6730265), как правило стационарного типа, которые обеззараживает воздух ультрафиолетовым излучением, в том числе посредством принудительного пропускания воздуха через зону излучения) Кроме того, известен безопасный для кожи человека диапазон спектра ультрафиолетового излучения (https://vc.ru/tribuna/156964). Безопасный диапазон длины волны находится в пределах 220-230 нм. Этот диапазон безопасен для человека, а дезинфекция воздуха проходит наравне со стандартным излучением с длиной волны в 254-280 нм. То есть, таким ультрафиолетом дезинфицируют без риска для людей. Светодиодные источники ультрафиолетового диапазона, в том числе ленточного типа в настоящее время достаточно широко распространены и доступны. Однако они не предназначены для мобильного применения и безопасного индивидуального краткосрочного и длительного использования. Для достижения цели в создании легкой маски (респиратора), обеспечивающей эффективное и качественное обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, а также удобства эксплуатации и продолжительную защиту, Маска с отверстием для вставки фильтрующе-очищающего блока очистки вдыхаемого воздуха, а также оголовье с элементами крепления респиратора на голове пользователя, отличающийся тем, что фильтрующе-очищающий блок выполнен съемным и закрепляемым герметично в отверстии маски, а внутренняя поверхность сменного блока покрыта источником ультрафиолетового излучения с подключаемой системой его автономного питания. Ультрафиолетовое излучение в блоке изолировано от внешней среды. В этом случае может быть применен любой эффективный диапазон спектра ультрафиолетового излучения. Съемный блок, выполненный в виде цилиндра или прямоугольного короба не имеет внутренних препятствий для свободного движения воздуха при вдохе и выдохе. Сама форма воздуховода может быть выполнена в виде лабиринта или спирали для увеличения времени прохождения вдыхаемого и выдыхаемого воздуха для обеспечения повышенного уровня обеззараживания.

Маска, отличающаяся тем, что в фильтрующе-очищающем блоке установлены ряды сеток из световодов с ответвлениями излучения в каждой ячее сетки, а к световодам подведен источник ультрафиолетового излучения. Сетка с ультрафиолетовым излучением обеспечивает близкий контакт с проходящим сквозь нее воздухом, что обеспечивает быстрое и качественное обеззараживание вдыхаемых и выдыхаемых объемов воздуха. Может быть установлено несколько рядов сетки в сменном блоке очистки вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Интенсивность и потребляемая мощность излучения может быть невысокой, что позволяет длительное использование.

Маска, отличающаяся тем, что вся поверхность маски выполнена сеткой из световодов, закрепленной на каркасе.

Маска, отличающаяся тем, что на ободе головного убора закреплена сетка из световодов. Маска в виде ультрафиолетового лицевого щита защищает всю область лица и в этом его достоинство. Излучение контролируют по направленности ультрафиолетового излучения внутрь ячеек для безопасности окружающих, либо применяют в излучении безопасный спектр.

Маска, отличающаяся тем, что по нижней части обода головного убора уложена лента светодиодного излучения. Такой ультрафиолетовый лицевой щит может быть представлен головным убором, надлицевой участок которого или полный периметр головного убора оснащен светодиодной лентой ультрафиолетового спектра излучения. Маска, отличающаяся тем, что источники светодиодного ультрафиолетового излучения на ободе головного убора имеют регулируемое секторальное направленное излучение Излучение секторально направлено вниз, причем угол сектора излучения регулируемый. Такой вариант ультрафиолетового щита может быть выполнен съемным, что делает его пригодным для присоединения к другому головному убору, к таким, как шапка, шляпа, бейсболка, бандана и др.

Маска по п. 5, 6 отличающаяся тем, что лента светодиодного ультрафиолетового излучения прикреплена к очкам по периметру оправы.

Пример конкретного исполнения.

На фиг. 1 представлена маска со сменными обеззараживающими блоками, фиг. 1a - съемный блок с сеткой из световодов; на фиг. 1б - съемный блок очистки с источником по внутреннему периметру, вид спереди; на фиг. 1в - съемный блок с сеткой из световодов, вид спереди; на фиг. 2 представлена маска из ультрафиолетовых свотоводов, на фиг. 3 представлен наголовный обод с ультрафиолетовой «завесой», на фиг. 4 представлены варианты ультрафиолетовой «завесы» (щит) на головных уборах, в том числе: на фиг. 4а - на козырьке бейсболки, на фиг. 4б - на накомарнике. Где 1 - маска, 2 - съемный блок очистки, 3 - источник ультрафиолетового излучения, 4 - сетка из световодов, 5 - направление ультрафиолетового излучения. Респиратор эксплуатируют следующим образом.

В маску 1 вставлен съемный блок очистки 2. В съемном блоке очистки 2 по внутренней поверхности размещен источник ультрафиолетового излучения 3, направление излучения которого направлено от периферии съемного блока очистки 2 к центру. Когда маска 1 закреплена на лице, вдыхаемый и выдыхаемый воздух проходит через съемный блок очистки 2. Воздух, который проходит через съемный блок очистки 2 подвергается волновому облучению ультрафиолетового спектра. При вдохе обеззараженный воздух поступает в дыхательную систему человека. При выдохе воздух из дыхательной системы человека проходит через съемный блок очистки 2 и, также подвергается ультрафиолетовому облучению, что обеззараживает выдыхаемый в окружающую среду воздух.

В системном блоке очистки 2 вместо источника ультрафиолетового излучения 3 может быть применена сетка из световодов 4 в один или несколько слоев перпендикулярно к направлению движения воздуха. В таком случае вдыхаемый и выдыхаемый воздух, проходя через сетку, имеет более близкий контакт с источником ультрафиолетового излучения, поскольку в сетке из световодов 4 в каждой ячее сетки есть боковой отвод излучения внутрь ячеи. Обеззараживание в этом случае может иметь более высокий уровень.

Для обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха можно применять ультрафиолетовую «завесу», закрепляемую на голове (фиг. 3, 4). Конструктивно ультрафиолетовая «завеса» представляет собой обод или его подобие, закрепляемые на голове. От обода вниз направлено распространяется ультрафиолетовое излучение от источника, размещенного по периметру. Также может быть применена сетка из световодов с ультрафиолетовым излучением с боковым свечением в каждой ячее сетки, направленным внутрь ячеи.

Также возможен вариант размещения светодиодной ленты по периметру на ободе по всему периметру или только на лицевой части с направлением излучения узким сектором. Вдыхаемый и выдыхаемый воздух проходит через область обработки ультрафиолетом и подвергается обеззараживанию. Вариант со светодиодной лентой повышает мобильность применения такого обеззараживания. Светодиодная лента может быть использована практически на любом головном уборе: шляпа, кепка, бейсболка, накомарник и т.д. Применение светодиодной ленты безопасного для человека спектра ультрафиолетового излучения снижает ограничения по области применения.

Маска с ультрафиолетовым обеззараживанием вдыхаемого и выдыхаемого воздуха в виде фильтрующе-очищающей защитной надлицевой поверхности содержит съемный блок, внутренняя поверхность которого покрыта источником ультрафиолетового излучения с подключаемой системой его автономного питания. В фильтрующе-очищающем блоке установлены ряды сеток из световодов ультрафиолетового спектра излучения с ответвлениями излучения в каждой ячее сетки, а к сеткам подведен источник. 4 ил.

Маска с ультрафиолетовым обеззараживанием вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, содержащая каркас с отверстием для вставки фильтрующе-очищающего блока очистки вдыхаемого воздуха, а также элементы крепления маски к голове пользователя, отличающаяся тем, что фильтрующе-очищающий блок выполнен съемным, в виде цилиндра или прямоугольного короба, с возможностью герметичного крепления его в отверстии маски, в котором форма воздуховода выполнена в виде лабиринта или спирали, при этом в фильтрующе-очищающем блоке перпендикулярно к направлению движения воздуха установлены ряды сеток из световодов бокового свечения с ультрафиолетовым излучением, с ответвлениями излучения в каждой ячее сетки, направленного внутрь ячеи, при этом к световодам бокового свечения подведен источник ультрафиолетового излучения, который подключен к системе автономного питания.