PL238961B1

PL238961B1 - Head screen with controlled airflow

Info

Publication number: PL238961B1
Application number: PL434946A
Authority: PL
Inventors: Bernard Połednik; Maciej Nowicki; Krzysztof Przystupa; Krzysztof Ciecieląg
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2021-10-25
Also published as: PL434946A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest przyłbica ze sterowanym nadmuchem.The subject of the invention is a blower helmet.

Dotychczas znane są różne sposoby i urządzenia do ochrony przed wdychaniem zanieczyszczonego powietrza. Większość tych sposobów polega na oczyszczaniu powietrza na różnego rodzaju filtrach. Do oczyszczania wdychanego powietrza stosowane są też pochłaniacze i filtropochłaniacze. Powietrze, po usunięciu z niego zanieczyszczeń aerozolowych jest doprowadzane do odizolowanej maską twarzową przestrzeni oddychania użytkownika. W wielu rozwiązaniach do wnętrza maski doprowadza się czyste powietrze z niezależnego źródła lub oczyszczone powietrze zewnętrzne. Znane są też rozwiązania chroniące przed wydychanymi zanieczyszczeniami bioaerozolowymi, które mogą skażać powietrze zewnętrzne.Various methods and devices for protection against inhalation of polluted air are known to date. Most of these methods rely on various types of filters to clean the air. Absorbers and combined filters are also used to clean the inhaled air. After removing the aerosol contaminants from it, the air is led to the breathing space of the user, isolated with a face mask. In many solutions, clean air is supplied to the mask interior from an independent source or purified outside air. There are also known solutions to protect against exhaled bioaerosol contaminants that can contaminate the outside air.

Z opisu zgłoszeń patentowych US4807619A i US2004040561A1 znane są maski na twarz chroniące użytkownika przed wdychaniem zanieczyszczonego powietrza. Maski te wykonane są z porowatych materiałów filtracyjnych, na których oczyszczane jest wdychane powietrze zewnętrzne. Podczas wdychania powietrza wewnątrz maski wytwarza się podciśnienie wymuszające przepływ zewnętrznego powietrza poprzez porowaty materiał filtracyjny maski i jego oczyszczanie z aerozoli i bioaerozoli.From the description of the patent applications US4807619A and US2004040561A1, face masks are known to protect the user against inhalation of polluted air. These masks are made of porous filter materials on which the inhaled outside air is cleaned. When the air is inhaled inside the mask, a negative pressure is created, which forces the external air to flow through the porous filter material of the mask and purify it from aerosols and bioaerosols.

Opis zgłoszenia patentowego US4488547A przedstawia maskę chirurgiczną jednorazowego użytku, która zmienia kolor, gdy wzrasta jej wilgotność i maleje skuteczność filtrowania bakterii.Patent application US4488547A discloses a disposable surgical mask that changes color when its humidity increases and bacteria filtering efficiency decreases.

W opisie patentowym US7131442B1 przedstawiona jest maska do filtrowania zanieczyszczeń powietrza. Maska ta posiada wykonaną z włókniny warstwę filtrującą powietrze i zakładana jest na twarz użytkownika z wykorzystaniem mocujących pasków. Filtrująca powietrze dwuskładnikowa warstwa włókniny jest uformowana w kształcie miseczki i ma zmechaconą powierzchnię.In the patent description US7131442B1 a mask for filtering air pollutants is presented. The mask has a non-woven air-filtering layer and is placed over the face of the wearer using fastening straps. The air-filtering two-component non-woven layer is cup-shaped with a puffed surface.

Opis zgłoszenia patentowego WO2011026515A1 przedstawia maskę twarzową wykonaną z wielowarstwowego materiału filtrującego posiadającą zawór dla wydychanego powietrza.The description of the patent application WO2011026515A1 describes a face mask made of a multi-layer filter material having a valve for exhaled air.

Z opisu zgłoszenia patentowego CZ2001268A3 znana jest filtrująca maska, która zaopatrzona jest w filtr powietrza wdychanego oraz zawór z filtrem dla powietrza wydychanego.From the patent application CZ2001268A3 a filtering mask is known, which is equipped with an inhaled air filter and a valve with a filter for exhaled air.

Maska ochronna wykonana z nieporowatego materiału posiadająca wkład filtrujący i zawór wydechowy, który otwiera się podczas wydychania powietrza, gdy wzrasta ciśnienie wewnątrz maski znana jest z opisu zgłoszenia patentowego US5062421A.A protective mask made of a non-porous material having a filter cartridge and an exhalation valve that opens when air is exhaled as the pressure inside the mask increases, is known from patent application US5062421A.

Niektóre rozwiązania, oprócz zabezpieczania przed wdychaniem aerozoli i bioaerozoli, ochraniają także oczy lub całą twarz użytkownika. Takie maski przedstawione są w opisie zgłoszenia patentowego EP0625344A2 oraz w opisie patentowym PL186335B1. Z opisu wzoru użytkowego CN210019912U znany jest zestaw składający się z maski twarzowej połączonej rozłącznie z osłoną chroniącą oczy.Some solutions, in addition to protecting against inhalation of aerosols and bioaerosols, also protect the eyes or the entire face of the user. Such masks are presented in the patent application EP0625344A2 and in the patent description PL186335B1. From the description of the utility model CN210019912U there is known a set consisting of a face mask detachably connected to an eye shield.

W opisie zgłoszenia patentowego AU2020100503A4 przedstawiona jest maska na twarz, która ma zamontowany co najmniej jeden czujnik mikroorganizmów, który po ich wykryciu we wdychanym powietrzu włącza co najmniej jedną zainstalowaną w masce diodę UV niszczącą mikroorganizmy.In the patent application AU2020100503A4 a face mask is disclosed which has at least one microorganism sensor mounted which, when detected in the inhaled air, turns on at least one microorganism destructive UV diode installed in the mask.

Opis zgłoszenia wzoru użytkowego CN208193408U przedstawia respirator z dwoma wentylatorami. Jeden doprowadza powietrze pod osłonę twarzy, a drugi odprowadza wydychane powietrze.The description of the utility model application CN208193408U shows a respirator with two fans. One brings air under the face shield, and the other exhausts exhaled air.

W opisie patentowym US10687568B2 ujawnione są rozwiązania kasków chirurgicznych składających się z odpowiednio ukształtowanej obudowy z wentylatorem i źródłem światła. Obudowa wyposażona jest w przezroczystą osłonę twarzy, a część czołowa zaopatrzona jest w otwory wentylacyjne. Osłona twarzy jest połączona z obudową kasku za pomocą jednego lub więcej zapięć na rzepy.The patent description US10687568B2 discloses solutions for surgical helmets consisting of a suitably shaped housing with a fan and a light source. The casing is equipped with a transparent face shield, and the front part is equipped with ventilation holes. The face shield is connected to the helmet shell by one or more Velcro fasteners.

Rodzaj opaski na głowę z możliwością zmiany jej dopasowania i wyposażoną w osłonę twarzy opisany jest w zgłoszeniu patentowym CN105395314A.A type of headband with the possibility of changing its fit and equipped with a face shield is described in the patent application CN105395314A.

Z opisu patentowego US10449397B2 znane jest urządzenie indywidualnej ochrony w postaci zakładanego na głowę wentylowanego kaptura. Urządzenie wyposażone jest w źródło promieniowania ultrafioletowego do dezynfekcji doprowadzanego powietrze. Podobne urządzenia do zastosowań w praktyce medycznej ujawnione są w opisach patentowych US10420386B1 i EP2517757B1. Urządzenia te składają się z kasku zaopatrzonego w przezroczystą osłonę twarzy oraz z pozostałych części kaptura zakładanego na głowę użytkownika. Urządzenia wyposażone są w odpowiednio dopasowane systemy wentylujące.From the patent description US10449397B2 a personal protection device in the form of a ventilated hood put on the head is known. The device is equipped with a source of ultraviolet radiation for disinfecting the supplied air. Similar devices for use in medical practice are disclosed in US10420386B1 and EP2517757B1. These devices consist of a helmet with a transparent face shield and the rest of the hood worn over the user's head. The devices are equipped with properly matched ventilation systems.

Opis patentowy US8225421B1 przedstawia urządzenie osłaniające twarz, które zawiera ramowy element nośny składający się z górnej, dolnej i bocznej części, do którego doczepiana jest przesłona.Patent description US8225421B1 discloses a face shield device which includes a frame support element consisting of an upper, a lower and a side part to which the shutter is attached.

Konstrukcję ochronnego nakrycia głowy z przeźroczystą osłoną i izolującą od otoczenia warstwą materiałową zamieszczono w opisie patentowym US8453262B2.The construction of a protective headgear with a transparent cover and a material layer insulating from the environment is found in US8453262B2.

PL 238 961 B1PL 238 961 B1

Z opisów patentowych PL228222B1, PL235005B1 znane są sposoby i urządzenia do ochrony przed wdychaniem zanieczyszczonego powietrza. Sposoby te polegają na doprowadzaniu oczyszczonego powietrza do strefy nosa i ust użytkownika. Z kolei z opisów patentowych PL228223B1, PL228269B1, PL228270B1 znane są sposoby i urządzenia do ochrony przed wydychanymi zanieczyszczeniami powietrza. Urządzenia składają się z modułu wytwarzającego podciśnienie powietrza, który połączony jest z dyszami wlotowymi powietrza wyposażonymi w regulowaną szczelinę lub otwory.Methods and devices for protection against inhalation of polluted air are known from the patents PL228222B1, PL235005B1. These methods consist of supplying purified air to the nose and mouth area of the user. In turn, from the patents PL228223B1, PL228269B1, PL228270B1, methods and devices for protection against exhaled air pollutants are known. The devices consist of a vacuum generating unit that is connected to air inlet nozzles equipped with an adjustable slot or holes.

Problemem większości znanych sposobów i urządzeń do ochrony przed zanieczyszczeniami powietrza, który nie został do końca rozwiązany jest niezbyt skuteczna ochrona oraz brak komfortu odczuwany przez użytkownika.A problem that has not been fully resolved with most of the known methods and devices for protection against air pollutants is the ineffective protection and the lack of comfort felt by the user.

Dotychczasowe rozwiązania chroniące układ oddechowy mają kilka niekorzystnych cech. Przede wszystkim są niewygodne i w przypadku większości z nich nie zapewniają skutecznej ochrony przed zanieczyszczeniami powietrza. To ostatnie dotyczy szczególnie filtrujących półmasek, które nie są szczelne, zatykają się z upływem czasu ich użytkowania i nie gwarantują odpowiedniej ochrony.The existing solutions protecting the respiratory system have several disadvantages. First of all, they are inconvenient and for most of them they do not provide effective protection against air pollutants. The latter applies in particular to filtering half-masks that are not tight, clog up over time, and do not guarantee adequate protection.

Celem wynalazku jest doprowadzanie oczyszczonego powietrza do strefy oddychania użytkownika, w taki sposób, aby czuł się on komfortowo i był w jak najwyższym stopniu zabezpieczony przed wdychaniem zanieczyszczeń obecnych w powietrzu poza strefą oddychania.The aim of the invention is to supply purified air to the breathing zone of the user in such a way that he feels comfortable and is as protected as possible against inhalation of contaminants present in the air outside the breathing zone.

Jest to szczególnie ważne w sytuacjach, gdy konieczna jest ochrona układu oddechowego przed różnego rodzaju zanieczyszczeniami powietrza, w tym wirusowymi, bakteryjnymi i grzybowymi.This is especially important in situations where it is necessary to protect the respiratory system against various types of air pollution, including viral, bacterial and fungal.

Istotą przyłbicy ze sterowanym nadmuchem posiadającej opaskę nadmuchową, według wynalazku jest to, że składa się z opaski nadmuchowej posiadającej korpus opasujący czoło użytkownika oraz z dyszy posiadającej korpus zamocowany do dolnej przeźroczystej części twarzowej przyłbicy. W korpusie opaski znajduje się kanał z wlotem. W ścianie kanału znajdują się przelotowe otwory. W korpusie dyszy znajduje się kanał z przewodem. W górnej ścianie kanału korpusu dyszy znajdują się przelotowe otwory. Na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni przeźroczystej części twarzowej przyłbicy znajdują się czujniki wilgotności i temperatury powietrza, które połączone są z modułem sterującym zamocowanym do obudowy wentylatora nadmuchowego, który połączony jest przewodem poprzez filtr powietrza z wlotem kanału korpusu opaski oraz z przewodem korpusu dyszy. Korzystnie wlot znajduje się w korpusie opaski w środkowej części kanału, lub w korpusie opaski na końcu kanału.The gist of a blowing band helmet according to the invention is that it consists of a blow band having a body that surrounds the user's forehead and a nozzle having a body attached to the lower transparent face part of the visor. There is a channel with an inlet in the body of the clamp. There are through holes in the wall of the channel. There is a conduit with a conduit in the nozzle body. There are through holes in the upper wall of the nozzle body channel. The air humidity and temperature sensors are located on the inside and outside of the transparent face part of the face visor, which are connected to a control module attached to the blower housing, which is connected via an air filter to the inlet of the band body channel and to the nozzle body cable. Preferably, the inlet is in the band body at the center of the channel, or in the band body at the end of the channel.

W odmianie przelotowe otwory znajdują się w dolnej ścianie kanału korpusu opaski lub w ścianie kanału korpusu opaski od strony czoła użytkownika.In a variation, through holes are provided in the lower wall of the band body channel or in the wall of the band body channel from the user's forehead.

Opcjonalnie do korpusu opaski dołączone są zaczepy do mocowania opaski na przyłbicy.Optionally, the body of the band includes hooks for attaching the band to the helmet.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest to, że poprzez doprowadzanie oczyszczonego powietrza bezpośrednio do strefy najbliższego otoczenia nosa i ust użytkownika, nie pomniejsza się komfortu i nie zawęża się mu pola widzenia. Wynalazek może być stosowany w warunkach, w których konieczna jest ochrona dróg oddechowych przed zanieczyszczeniami aerozolowymi i bioaerozolowymi powietrza. Rozwiązanie według wynalazku może być szczególnie korzystne w salach operacyjnych i gabinetach lekarskich, w których personel jest narażony na szkodliwe oddziaływanie zanieczyszczeń aerozolowych i bioaerozolowych emitowanych podczas wykonywanych procedur.The advantageous effect of the use of the invention is that by supplying purified air directly to the immediate vicinity of the nose and mouth of the user, the comfort is not diminished and the field of view is not narrowed. The invention can be used in conditions where it is necessary to protect the respiratory tract against aerosol and bioaerosol contamination of the air. The solution according to the invention may be particularly advantageous in operating theaters and doctor's offices, where the personnel is exposed to the harmful effects of aerosol and bioaerosol pollutants emitted during the procedures performed.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym poszczególne figury przedstawiają:The subject of the invention in an exemplary embodiment is shown in the drawing, in which individual figures show:

Fig. 1 - przyłbica nadmuchowa w widoku perspektywicznym od góry i od strony czoła użytkownika, Fig. 2 - opaska w widoku perspektywicznym od dołu i od strony czoła użytkownika, Fig. 3 - opaska w widoku od strony czoła użytkownika, Fig. 4 - opaska w przekroju wzdłuż linii A-A, Fig. 5 - opaska w przekroju wzdłuż linii B-B, Fig. 6 - korpus dyszy w widoku z góry,Fig. 1 - blowing helmet in perspective view from above and from the user's forehead, Fig. 2 - headband in perspective view from the bottom and from the user's forehead, Fig. 3 - headband in a view from the user's forehead, Fig. 4 - headband in a section along the line AA, Fig. 5 - the band in a section along the line BB, Fig. 6 - the nozzle body in a top view,

Fig. 7 - korpus dyszy w przekroju wzdłuż linii C-C.Fig. 7 shows a section along the line C-C of the nozzle.

Przyłbica ze sterowanym nadmuchem w przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku składa się z opaski nadmuchowej posiadającej korpus 1 opasujący czoło użytkownika oraz z dyszy posiadającej korpus 2 zamocowany do dolnej przeźroczystej części twarzowej przyłbicy 3. W korpusie 1 opaski znajduje się kanał 1a o prostokątnym przekroju i wymiarach 6 x 9 mm. Wlot 1b połączony jest z kanałem 1a i znajduje się w środkowej części górnej ściany kanału 1a. Wloty 1c znajdują się na końcach kanału 1a. W ścianie kanału 1a znajdują się przelotowe otwory 1d i 1e o średnicy 4 mm rozmieszczone wzdłuż kanału 1a co 15 mm, przy czym przelotowe otwory 1d znajdują się w dolnej ścianie kanału 1a korpusu 1 opaski, a przelotowe otwory 1e znajdują się w ścianie kanału 1a korpusu 1 opaski od strony czoła użytkownika. W korpusie 2 dyszy, którego widok z góry ma kształt wycinka pierścieniaThe helmet with controlled blowing in the embodiment shown in the figure consists of a blowing band having a body 1 surrounding the user's forehead and a nozzle having a body 2 attached to the lower transparent part of the face helmet 3. In the body 1 of the band there is a channel 1a with a rectangular cross-section and dimensions 6 x 9 mm. The inlet 1b is connected to the duct 1a and is located in the middle of the upper wall of the duct 1a. The inlets 1c are at the ends of channel 1a. In the wall of the channel 1a there are through holes 1d and 1e with a diameter of 4 mm, spaced along the channel 1a every 15 mm, while the through holes 1d are in the bottom wall of the channel 1a of the band's body 1, and the through holes 1e are in the wall of the channel 1a of the body 1 bands on the user's forehead. In the nozzle body 2, the top view of which has the shape of a ring sector

PL 238 961 B1 o szerokości 10 mm znajduje się kanał 2a o prostokątnym przekroju i wymiarach 5 x 8 mm. Kanał 2a połączony jest z przewodem 2b. Wzdłuż górnej ściany kanału 2a w korpusie 2 dyszy rozmieszczone są przelotowe otwory 2c o średnicy 3 mm, których krawędzie oddalone są od siebie o 15 mm. Korpus 1 opaski nadmuchowej, korpus 2 dyszy wykonane są z żywicy ABS - poliakrylonitryl-co-butadien-costyren. Wloty 1b i 1c oraz przewód 2b połączone są poprzez filtr 8 z wentylatorem nadmuchowym 7, którym jest modyfikowany wentylator 7530 DC 5V firmy Gdstime. Filtrem 8 jest umieszczony w obudowie i w ramkach zestaw wymiennych filtrów Hepa H14 wykonanych z włókien szklanych. Jako moduł sterujący 6 zastosowany jest regulator PWM 6 V o symbolu CCM5D. Na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni przeźroczystej części twarzowej przyłbicy 3 znajdują się czujniki wilgotności i temperatury powietrza 4 i 5, które połączone są z modułem sterującym 6 zamocowanym do obudowy wentylatora nadmuchowego 7. Czujnikami wilgotności i temperatury powietrza 4 i 5 są czujniki DHT11 produkowane przez firmę OEM. Opaska nadmuchowa zamocowana jest na przyłbicy 3 za pomocą zaczepów 9 dołączonych do korpusu 1 opaski.There is a conduit 2a with a rectangular cross-section and dimensions of 5 x 8 mm in the 10 mm wide section. Channel 2a is connected to line 2b. Along the upper wall of the channel 2a in the body 2 of the nozzle, there are through holes 2c with a diameter of 3 mm, the edges of which are 15 mm apart. Body 1 of the blow band, body 2 of the nozzle are made of ABS resin - polyacrylonitrile-co-butadiene-costyren. The inlets 1b and 1c and the conduit 2b are connected through a filter 8 with a blowing fan 7, which is a modified 7530 DC 5V fan from Gdstime. Filter 8 is placed in the housing and in the frames a set of replaceable Hepa H14 filters made of glass fibers. As the control module 6, a 6V PWM controller with the symbol CCM5D is used. On the inside and outside of the transparent face part of the visor 3 there are air humidity and temperature sensors 4 and 5, which are connected to the control module 6 attached to the blower housing 7. The air humidity and temperature sensors 4 and 5 are the OEM DHT11 sensors . The blowing band is fixed on the visor 3 by means of hooks 9 attached to the body 1 of the band.

Działanie przyłbicy ze sterowanym nadmuchem przedstawionej w przykładzie wykonania polega na tym, że zewnętrzne powietrze za pomocą wentylatora nadmuchowego 7 doprowadza się na filtr 8 i oczyszcza się z zanieczyszczeń, po czym oczyszczone powietrze kieruje się wlotami 1b i 1c do kanału 1a. Stamtąd powietrze jest doprowadzane poprzez otwory 1d i 1e do przestrzeni wokół nosa i ust oraz w kierunku czoła użytkownika. Oczyszczone powietrze kieruje się również przewodem 2b do kanału 2a w korpusie 2 dyszy, a stamtąd poprzez otwory 2c doprowadza się do przestrzeni wokół nosa i ust użytkownika. Regulowanie strumienia doprowadzanego powietrza odbywa się automatycznie za pomocą modułu sterującego 6, do którego kierowane są sygnały z czujników wilgotności i temperatury powietrza 4 i 5 mierzących w sposób ciągły te parametry wewnątrz i na zewnątrz przyłbicy 3. Użytkownikowi dostarczana jest odpowiednia ilość oczyszczonego powietrza i zapobiega się zaparowaniu powierzchni przeźroczystej części twarzowej przyłbicy 3.The operation of the blower-controlled helmet shown in the exemplary embodiment is that external air is supplied to the filter 8 by means of a blower fan 7 and cleaned of contaminants, and then the purified air is directed to the inlets 1b and 1c to the channel 1a. From there, air is led through the openings 1d and 1e into the spaces around the nose and mouth and towards the forehead of the wearer. The purified air is also directed through the conduit 2b to the conduit 2a in the nozzle body 2, and from there through the openings 2c to the space around the nose and mouth of the user. Adjustment of the supplied air stream is done automatically by the control module 6, to which the signals from the humidity and air temperature sensors 4 and 5 are directed, which continuously measure these parameters inside and outside the helmet 3. The user is provided with an appropriate amount of purified air and prevented fogging on the transparent face of the visor 3.

Wykaz oznaczeń:List of markings:

- korpus opaski- band body

1a - kanał b - pierwszy wlot c - drugi wlot d - pierwszy otwór e - drugi otwór1a - channel b - first inlet c - second inlet d - first opening e - second opening

- korpus dyszy- nozzle body

2a - kanał2a - channel

2b - wlot2b - inlet

2c - otwór2c - hole

- przyłbica- the visor

- zespół pierwszych czujników wilgotności i temperatury powietrza- a set of first air humidity and temperature sensors

- zespół drugich czujników wilgotności i temperatury powietrza- a set of second air humidity and temperature sensors

- moduł sterujący- control module

- wentylator nadmuchowy- blower fan

- filtr powietrza- air filter

- zaczep- catch

Claims

Patent claims

1. A blower helmet having a blowing band, characterized by the fact that it consists of a blow band having a body (1) that hugs the user's forehead and a nozzle having a body (2) attached to the lower transparent face part of the visor (3), the body being (1) the band has a channel (1a) with an inlet (1b, 1c), and the wall of the channel (1a) has through holes (1d, 1e), while the nozzle body (2) has a channel (2a) with the conduit (2b) and in the upper wall of the channel (2a) of the nozzle body (2) there are through holes (2c), while on the inner and outer surface of the transparent part of the face helmet (3) there are air humidity and temperature sensors (4, 5) ), which are connected to the control module (6) attached to the housing

The blower (7) is connected by a conduit through the air filter (8) to the inlet (1b, 1c) of the channel (1a) of the band body (1) and to the conduit (2b) of the nozzle body (2).

2. A helmet according to claim A device according to claim 1, characterized in that the inlet (1 b) is located in the body (1) of the band in the central part of the channel (1a).

3. A helmet according to claim The device of claim 1, characterized in that the inlets (1 c) are located in the band body (1) at the end of the channel (1a).

4. A helmet according to claim 3. The cable according to claim 1, characterized in that the through holes (1d) are provided in the bottom wall of the channel (1a) of the band body (1).

5. A helmet according to claim A device according to claim 1, characterized in that the through holes (1 e) are provided in the wall of the channel (1a) of the band body (1) from the user's forehead side.

6. A helmet according to claim A device according to claim 1, characterized in that attached to the body (1) of the band are hooks (9) for fixing the band on the visor (3).