Устройство для защиты органов дыхания

Полезная модель относится к устройствам для спасения жизни и может быть использована в качестве средства защиты человека в различной непригодной для дыхания атмосфере. Техническая сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для защиты органов дыхания, содержащем систему регенерации воздуха в виде регенеративного патрона с пусковым устройством, соединенного с лицевой частью, совокупно применен, связанный через систему коммуникаций, газоанализатор, а в качестве коммуникации для газоанализатора использовано приемопередающее беспроводное радиоустройство, цифровой таймер защиты с индикацией и встроенный звуковой сигнализатор, предупреждающий о прекращении работы регенеративного патрона.

Технико-экономическая или иная эффективность

1. Повышение времени защиты. 2. Цифровая индикация времени защитного действия. 3. Снижение удельных эксплуатационных расходов. 7 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Полезная модель относится к устройствам для спасения жизни, в частности к устройствам для защиты органов дыхания и может быть использовано как средство защиты человека в непригодной для дыхания атмосфере, в частности атмосферы при эвакуации человека из помещений во время пожара или в другой аварийной ситуации, к которым предъявляются повышенные требования по отказоустойчивости и оперативному контролю, а также массогабаритным характеристикам.

Может также использоваться в других отраслях промышленности и в чрезвычайных ситуациях при наличии в воздухе токсичных газов, отсутствии или недостатке кислорода.

Известна маска фирмы MSA, The Evolution 1000, США, содержащая фильтрующий патрон и колпак с полумаской, связанная через систему коммуникаций в дыхательный аппарат. (Режим доступа свободный: http://www.approvedgasmasks.com/hood-evolution.htm), фиг.1.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками полезной модели (ПМ), являются: колпак, полумаска, патрон через который дышит человек.

Причиной, препятствующей достижению технического результата, является то, что отсутствует управление временем его защитной работы.

Наиболее близким к заявленному техническому решению полезной модели является устройство: самоспасатель изолирующий СПИ-20, Россия, изготавливаемый по ТУ ВТ 8-104.000, фиг.2. (Режим доступа свободный: http://www.roshimzaschita.ru/modules.php?name=content&pa=showpage&pid=19). Самоспасатель обеспечивает ведение переговоров.

Самоспасатель СПИ-20 (фиг.2), состоит из колпака 1 с полумаской 2, гофрированной трубки 3, предназначенной для защиты органов дыхания, глаз и головы от окружающей среды, направления выдыхаемой смеси, пускового устройства с ампулой 4 для приведения в действие пускового брикета, который под действием раствора ампулы начинает выделять кислород и тепло, регенеративного патрона 5, предназначенного для поглощения выдыхаемого диоксида углерода и влаги и выделения необходимого для дыхания кислорода, дыхательного мешка 6. Для сбрасывания избыточного объема дыхательной смеси в мешке имеется клапан избыточного давления 7.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками ПМ, являются колпак, полумаска, гофрированная трубка, пусковое устройство с ампулой, регенеративный патрон, дыхательный мешок, клапан избыточного давления.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются: малое время работы, определяемое массой кислородосодержащего химического продукта и, как следствие этого, малое время эвакуации человека при чрезвычайных ситуациях, что негативно сказывается на массогабаритных, стоимостных характеристиках и времени защиты.

Кроме того, в Руководстве по эксплуатации категорически запрещается снимать и вновь надевать колпак во время выхода из зоны аварии или ожидании помощи и повторно использовать самоспасатель. (Руководство по эксплуатации ВТ 8-104.000 РЭ п.3.3.2, стр.14). (Режим доступа свободный: http://www.roshimzaschita.ru/files/spi20.zip).

Достоинством СПИ-20 является повышенная надежность защиты человека по сравнению с фильтрующей маской фирмы MSA, что обусловлено полной изоляцией газовоздушной смеси от атмосферного воздуха.

Недостатками данного технического решения являются отсутствие устройства управления временем гарантированной защиты.

В настоящее время отсутствует возможность управления химической реакции уже запущенного регенеративного патрона. Также отсутствует и надежная конструкция индикатора степени исчерпания времени работы, обусловленная принципиальными трудностями его создания (Изолирующие дыхательные аппараты и основы их проектирования: учебное пособие / С.В.Гудков, С.И.Дворецкий, С.Б.Путин, В.П.Таров. - М.: Машиностроение, 2008. - С.13).

Проблема заключается в малом времени работы регенеративного патрона, так как из типоразмеров 15, 20, 30, 60 мин. времени работы регенеративного патрона выбирается, из экономических соображений, наименьшее время защитного действия.

Прототип не выявлен.

Задача, решаемая ПМ, заключается в разработке устройства, обладающего свойством управления временем гарантированной защиты человека, имеющего высокую точность измерения, благодаря цифровому измерителю, а так же обеспечивающего увеличение времени его пассивной гарантированной защиты.

Технический результат достигается тем, что заявленная ПМ устройства защиты органов дыхания на химически связанном кислороде, содержащая систему регенерации воздуха в виде регенеративного патрона с пусковым устройством, соединенного с лицевой частью, содержащей полумаску и колпак, характеризующаяся тем, что в нем совокупно применен, связанный через систему коммуникаций, газоанализатор токсических соединений и цифровое устройство времени защиты с индикацией.

Кроме того, предложено устройство для защиты органов дыхания отличающееся тем, что пусковое устройство, через систему коммуникаций, взаимодействует с газоанализатором для перехода к активной защите.

Кроме того, предложено устройство для защиты органов дыхания отличающееся тем, что газоанализатор проводит измерения, по крайней мере, по кислороду.

Кроме того, предложено устройство для защиты органов дыхания отличающееся тем, что в качестве коммуникации для газоанализатора использовано приемопередающее беспроводное радиоустройство.

Кроме того, предложено устройство для защиты органов дыхания отличающееся тем, что беспроводное приемопередающее радиоустройство и цифровой таймер размещены в общем корпусе.

Кроме того, предложено устройство для защиты органов дыхания отличающееся тем, что пусковое устройства включают в работу после получения результатов от газоанализатора, подтверждающих необходимость его использования.

Кроме того, предложено устройство для защиты органов дыхания отличающееся тем, что цифровое устройство времени работы регенеративного патрона включают во время запуска пускового устройства.

Кроме того, предложено устройство для защиты органов дыхания отличающееся тем, что в цифровое устройство встроен звуковой сигнализатор, предупреждающий о завершении и прекращении работы регенеративного патрона.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь. Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом показано в таблице.

Из таблицы видно, что при использовании новых связей внешней системы защиты, газоанализатор, ранее не применяемый в системах спасения, обеспечивает дополнительную пассивную защиту человека, по крайней мере, на 100%.

Использование энергоэффективного цифрового таймера индикации позволяет установить окончание времени защиты.

Следовательно, благодаря использованию газоанализатора обеспечивается возможность увеличения пассивного времени защитного действия без предварительной активации (запуска) самого устройства защиты. Применение цифрового измерителя, из-за отсутствия помех, приводит к повышению точности измерения.

На фиг.3 показаны варианты изменения времени защитного действия в зависимости от изменения времени пассивной защиты. Видно, что пассивное время защиты изменяется от 0 до 30 мин., активное время защиты составляет 20 мин. (выделено жирной линией), а общее время защиты составляет от 20 до 50 мин. Это расширяет функциональные возможности человека в экстремальной ситуации при использовании устройства для защиты.

Фиг.3

Техническое решение позволяет увеличить время гарантированной защиты, за счет дополнительного использования времени пассивной защиты.

Цифровая индикация времени защитного действия обеспечивает уверенное пользование устройством до окончания работы.

Различные конструктивные варианты исполнений цифровых устройств времени защиты с индикацией, систем коммуникаций в виде приемопередающих беспроводных радиоустройств и газоанализаторов токсических соединений позволяют использовать разнообразные типы конструкций, в том числе и инновационные разработки.

По имеющимся у заявителей сведениям, совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "новизна".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, может быть многократно использована в производстве различных модификаций устройств для защиты органов дыхания с получением технического результата, заключающегося в управлении временем гарантированной защиты человека, имеющего высокую точность измерения, благодаря цифровому измерителю и обеспечивающего увеличение времени его пассивной гарантированной защиты, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "промышленная применимость".

Сущность заявляемой полезной модели поясняется примером конкретного выполнения, где на фиг.4. изображена принципиальная схема действия предложенного устройства. На представленных чертежах изображены:

на фиг.1 показан общий вид маски фирмы MSA, The Evolution 1000, США;

на фиг.2 показан самоспасатель СПИ-20;

в таблице показана причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом;

на фиг.4 показана принципиальная схема предложенного устройства.

Перечень позиций, указанных на фиг.4:

1. колпак;

2. полумаска;

3. гофрированная трубка;

4. регенеративный патрон;

5. дыхательный мешок;

6. пусковое устройство;

7. пусковая ампула;

8. клапан избыточного давления;

9. приемопередающее беспроводное радиоустройство с цифровым таймером;

10. газоанализатор.

Предложенное устройство для защиты органов дыхания содержит колпак 1 с полумаской 2, гофрированную трубку 3, предназначенную для защиты органов дыхания, глаз и головы от окружающей среды и направления выдыхаемой смеси, регенеративный патрон 4, предназначенный для поглощения выдыхаемого диоксида углерода и влаги и выделения необходимого для дыхания кислорода, дыхательный мешок 5. Патрон имеет пусковое устройство 6 с пусковой ампулой 7 для приведения в действие пускового брикета, который под действием раствора ампулы начинает выделять кислород и тепло. Для сбрасывания избыточного объема дыхательной смеси в мешке имеется клапан избыточного давления 8, приемопередающее беспроводное радиоустройство с цифровым таймером 9, которое соединено через систему коммуникаций с газоанализатором 10.

Описанным выше устройством пользуются следующим образом.

Стационарно устройство для защиты органов дыхания находится в сложенном состоянии, в герметичной упаковке. При угрозе пожара вскрывают внешнюю упаковку, извлекают устройство для защиты органов дыхания, связанное приемопередающим беспроводным радиоустройством через систему коммуникаций с газоанализатором, включают его, одновременно с этим подключают таймер пассивной защиты и анализируют результаты измерений газоанализатора. Этим достигается пассивная защита человека. При получении подтверждения о необходимости использования устройства для защиты дыхания переходят к активной защите. Вскрывают вторую упаковку самого устройства, расправляют колпак, глубоко вдыхают, затаив дыхание и быстро надевают колпак на голову так, чтобы полумаска закрыла нос и рот, нажимают до упора на металлический колпачок ампулы, делают выдох и продолжают дыхание, следя за активным режимом таймера.

Цифровой таймер предупреждает об окончании работы устройства для защиты органов дыхания. После выхода из зоны пожара устройство снимают. Таким образом обеспечивается работа устройства.

Технико-экономическое обоснование

1. Повышение общего времени защиты с 20 мин. до 50 мин. или до 150%.

2. Цифровая индикация времени защитного действия обеспечивает точность окончания работы регенеративного патрона и соответственно большую безопасность.

3. Снижение удельных эксплуатационных расходов, за счет более точного выбора типа устройства для дыхания из ряда: 15, 20, 30, 45, 60 мин. защитного действия.

Предлагаемое устройство обеспечивает управление временем гарантированной защиты человека, имеет высокую точность измерения, благодаря цифровому измерителю, а так же обеспечивает увеличение времени гарантированной защиты человека.

Таблица
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом
Виды технического результата и их размерность	Показатели фактические или расчетные	Объяснение за счет чего (отличительный признак и/или и совокупность) стало возможным улучшение показателей предложенного объекта по сравнению с аналогом
аналога	заявляемого объекта
			1. Использование новых связей внешней системы защиты, газоанализатор,
Пример 1. 0+20=20	связанный через систему коммуникаций, (электромагнитное поле) ранее не применяемый в средствах спасения обеспечивает дополнительную пассивную защиту человека, по крайней мере, на
Время гарантированной защиты, мин.	20	Пример 2. (15)+20=35	100%. [Использование слабых сигналов газоанализатора для включения пускового устройства большой химической энергии регенеративного патрона в нужное время активной защиты].
		Пример 3. (20)+20=40	2. Включение цифрового таймера при опасности одновременно с началом работы газоанализатора обеспечивает пассивную защиту человека.
Пример 4. (30)+20=50	3. Включение цифрового таймера при опасности, показанной газоанализатором одновременно с началом работы пускового устройства для активной защиты человека.
			4. Индикация времени гарантированной защиты.
			5. Предупредительное и окончательное звуковое оповещение о завершении работы регенеративного патрона.

1. Устройство для защиты органов дыхания, например, на химически связанном кислороде, содержащее систему регенерации воздуха в виде регенеративного патрона с пусковым устройством, соединенного с лицевой частью, содержащую полумаску и колпак, характеризующееся тем, что в устройстве дополнительно совокупно применен связанный через систему коммуникаций газоанализатор токсических соединений и цифровой таймер времени защиты с индикацией.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пусковое устройство через систему коммуникаций взаимодействует с газоанализатором для перехода к активной защите.

3. Устройство по любому из пп.1, 2, отличающееся тем, что газоанализатор проводит измерения, по крайней мере, по кислороду.

4. Устройство по любому из пп.1, 2, отличающееся тем, что в качестве системы коммуникации для газоанализатора используют приемопередающее беспроводное радиоустройство.

5. Устройство по любому из пп.1, 2, характеризующееся тем, что беспроводное приемопередающее радиоустройство и цифровой таймер размещены в общем корпусе.

6. Устройство по любому из пп.1, 2, отличающееся тем, что пусковое устройство включают в работу после получения результатов от газоанализатора, подтверждающих необходимость его использования.

7. Устройство по любому из пп.1, 2, отличающееся тем, что цифровое устройство времени работы регенеративного патрона включают во время запуска пускового устройства.

8. Устройство по любому из пп.1, 2, отличающееся тем, что в цифровое устройство встроен звуковой сигнализатор, предупреждающий о завершении и прекращении работы регенеративного патрона.