RU2026094C1

RU2026094C1 - Respirator

Info

Publication number: RU2026094C1
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Александрович Большаков; Валентин Ильич Байденко; Алим Абдул Амидович Эннан
Priority date: 1991-10-29
Filing date: 1991-10-29
Publication date: 1995-01-09

Abstract

FIELD: means of individual protection of respiratory organs. SUBSTANCE: half-mask 1 possesses filtering capacity and comprises perforated carcass 2 and filter elements 3 and 7 housed on carcass 1 and in removable cassette 6, respectively. EFFECT: higher operating characteristics and comfort, lower hydraulic resistance and increased dust capacity of respirator. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания, а именно к респираторам повышенной пылеемкости. The invention relates to personal respiratory protection, and in particular to dust masks.

Известен респиратор, содержащий перфорированный каркас, размещенный на нем фильтр с обтюратором, клапан выдоха и элементы крепления [1]. A known respirator containing a perforated frame, a filter placed on it with a shutter, an exhalation valve and fastening elements [1].

Недостатком респиратора является ограниченная поверхность фильтрации, что ведет к быстрому нарастанию сопротивления дыханию при использовании в условиях повышенного уровня запыленности, например в угольном или горнодобывающем производстве. The disadvantage of a respirator is the limited filtration surface, which leads to a rapid increase in breathing resistance when used in conditions of high dust levels, for example, in coal or mining.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является респиратор Ф 62 Ш, включающий резиновую полумаску с клапаном выдоха, кассету с фильтром и клапаном вдоха, манжету крепления, трикотажный обтюратор и элементы крепления [2]. Каталог-справочник. М., Профиздат, 1988, с. 78). Closest to the proposed technical solution is a respirator Ф 62 Ш, including a rubber half mask with an exhalation valve, a cartridge with a filter and an inhalation valve, a cuff, a knitted shutter and fasteners [2]. Directory. M., Profizdat, 1988, p. 78).

Недостатком известного респиратора является относительно высокое начальное сопротивление дыханию. Последнее быстро нарастает в процессе эксплуатации. Резиновая полумаска обуславливает относительно высокий коэффициент проникания аэрозоля по полосе обтюрации, что не устраняется применением трикотажного обтюратора. Это ограничивает возможность увеличения пылеемкости фильтра и применения респиратора при концентрациях выше 500 мг/м³, так как в этом случае при ПДК по пыли, например 6 мг/м³, коэффициент проскока для концентрации 500 мг/м³ должен быть не более 1%. Резиновая полумаска также раздражает кожу лица, особенно при работах в условиях повышенных температур, не обеспечивает достаточной вентилируемости подмасочного пространства.A disadvantage of the known respirator is the relatively high initial respiratory resistance. The latter rapidly increases during operation. The rubber half mask causes a relatively high coefficient of aerosol penetration along the obturation strip, which is not eliminated by the use of a knitted obturator. This limits the possibility of increasing the dust absorption of the filter and the use of a respirator at concentrations higher than 500 mg / m ³ , since in this case with a maximum concentration limit of dust, for example 6 mg / m ³ , the slip coefficient for a concentration of 500 mg / m ³ should be no more than 1% . The rubber half mask also irritates the skin of the face, especially when working in conditions of elevated temperatures, it does not provide sufficient ventilation of the mask space.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик и комфортности, уменьшение гидравлического сопротивления и увеличение пылеемкости респиратора. The purpose of the invention is to improve operational characteristics and comfort, reducing hydraulic resistance and increasing the dust absorption of the respirator.

Это достигается тем, что в респираторе, включающем полумаску с обтюратором, съемные фильтрующие кассеты, клапана выдоха, соединительную манжету с клапаном вдоха и элементы крепления, полумаска выполнена фильтрующей и содержит перфорированный каркас с фильтрующим элементом, при этом фильтры полумаски и фильтрующих кассет выполнены из слоев различных материалов либо комбинаций этих слоев. This is achieved by the fact that in a respirator including a half mask with a shutter, removable filter cartridges, exhalation valves, a connecting cuff with an inhalation valve and fastening elements, the half mask is made filtering and contains a perforated frame with a filtering element, while the filters of the half mask and filter cartridges are made of layers various materials or combinations of these layers.

Выполнение в респираторе с фильтрующими кассетами фильтрующей полумаски в виде перфорированного каркаса с фильтрующим элементом обеспечивает снижение начального сопротивления дыханию, повышение пылеемкости, воздухообмена в подмасочном пространстве и тем самым улучшает комфортность при эксплуатации. Кроме того, конструкция респиратора дает возможность использовать фильтрующую поверхность полумаски как клапан выдоха, уменьшить гидравлическое сопротивление на выдохе, что увеличивает срок непрерывной эксплуатации, повышает защитную эффективность респиратора и дает возможность применить респиратор без клапана выдоха, тем самым уменьшить его вес и увеличить коэффициент защиты. Выполнение фильтров из различных материалов и их комбинаций позволяет применять респиратор для защиты как от газов, так и от пыли и газов одновременно, что увеличивает диапазон применяемости респиратора. The implementation of a filter mask in the form of a perforated frame with a filter element in a respirator with filter cartridges provides a decrease in initial resistance to breathing, an increase in dust absorption, air exchange in the mask space and thereby improves operating comfort. In addition, the design of the respirator makes it possible to use the filter surface of the half mask as an exhalation valve, reduce the hydraulic resistance on the exhalation, which increases the period of continuous operation, increases the protective efficiency of the respirator and makes it possible to use the respirator without an exhalation valve, thereby reducing its weight and increasing the protection coefficient. The implementation of filters from various materials and their combinations allows the use of a respirator to protect both from gases and from dust and gases at the same time, which increases the range of applicability of the respirator.

Конструкция респиратора позволяет также использовать различные по природе, но одинаковые по функциональным возможностям фильтр-материалы. Пpи этом фильтры, вредные для кожи лица, необходимо размещать в кассете (например, стекловолокно или гидрофобные материалы, а также материалы с низкой прочностью). Дополнительный эффект, обусловленный суммой признаков, - это постоянно изменяющееся во времени в цикле вдох-выдох гидравлическое сопротивление фильтров полумаски и кассеты. Для обеспечения работы респиратора в оптимальном режиме необходимо, чтобы соотношение рабочих площадей фильтров в кассете и фильтрующей полумаске составляло величину, большую или кратную отношению большего гидравлического сопротивления к меньшему. The design of the respirator also allows the use of filter materials of a different nature, but identical in functionality. In this case, filters harmful to the skin of the face must be placed in the cassette (for example, fiberglass or hydrophobic materials, as well as materials with low strength). An additional effect, due to the sum of the signs, is the hydraulic resistance of the half mask filters and the cartridge, which constantly changes with time in the inspiratory-expiration cycle. To ensure that the respirator operates in optimal mode, it is necessary that the ratio of the working areas of the filters in the cartridge and the filter half mask be a value greater or a multiple of the ratio of greater hydraulic resistance to less.

Наличие отличительных признаков по сравнению с прототипом подтверждает соответствие предложенного технического решения критерию "Новизна". The presence of distinctive features in comparison with the prototype confirms the conformity of the proposed technical solution to the criterion of "Novelty."

Наличие технических решений, содержащих признаки, сходные с отличительными признаками предлагаемого технического решения, не обнаружено. The presence of technical solutions containing signs similar to the distinguishing features of the proposed technical solution was not detected.

На чертеже представлен респиратор, разрез. The drawing shows a respirator, section.

Респиратор состоит из полумаски 1, выполненной из эластичного материала, например полиэтилена, в виде перфорированного каркаса 2 и фильтра 3, размещенного на его поверхности. Фильтр 3 выполнен в форме круга, подвернутая периферическая кромка которого образует обтюратор 4, внутри которого размещен гибкий регулируемый элемент 5, например, в виде резинового шнура, обеспечивающий подгонку полосы обтюрации в соответствии с типоразмерами лица. В нижней части полумаски 1 размещена фильтрующая кассета 6, содержащая фильтр 7. Кассета 6 соединена с полумаской 1 разъемно-герметично при помощи манжеты 8, для чего в каркасе 2 выполнено отверстие 9 или несколько отверстий (в зависимости от количества кассет), а манжета 8 содержит патрубок 10 с клапаном вдоха 11. В фильтре 3 имеется соосное отверстие (условно не показано) с отверстием 9 каркаса 2, через которое патрубок 10 соединен герметично с каркасом 2, например, при помощи резьбы или другого соединения, причем края отверстия 9 фильтра 3 выполняют функцию прокладки. Фиксация респиратора на голове обеспечивается элементами крепления либо на манжете 8, либо иным известным способом на полумаске 1. The respirator consists of a half mask 1 made of an elastic material, such as polyethylene, in the form of a perforated frame 2 and a filter 3 placed on its surface. The filter 3 is made in the form of a circle, a rolled-up peripheral edge of which forms a seal 4, inside of which a flexible adjustable element 5 is placed, for example, in the form of a rubber cord, which allows the adjustment of the strip of obturation in accordance with the face sizes. In the lower part of the half mask 1 there is a filter cartridge 6 containing a filter 7. The cartridge 6 is connected to the half mask 1 in a detachable manner with a sleeve 8, for which a hole 9 or several holes are made in the frame 2 (depending on the number of cartridges), and the sleeve 8 contains a pipe 10 with an inspiration valve 11. In the filter 3 there is a coaxial hole (not shown conventionally) with an opening 9 of the frame 2, through which the pipe 10 is connected hermetically to the frame 2, for example, by means of a thread or other connection, the edges of the holes 9 of the filter 3 perform f nktsiyu pads. Fixation of the respirator on the head is provided by fastening elements either on the cuff 8, or in another known manner on the half mask 1.

Принцип работы респиратора заключается в следующем. При вдохе запыленный воздух поступает в подмасочное пространство полумаски 1. Одновременно через фильтр 7, размещенный в фильтрующей кассете 6, клапан вдоха 11 и фильтр 3, размещенный на перфорированном каркасе 2 полумаски 1. При выдохе воздух из полумаски 1 удаляется через фильтр 3 и клапан выдоха (при его наличии). The principle of operation of the respirator is as follows. When inhaling, dusty air enters into the mask space of the half mask 1. At the same time, through the filter 7 located in the filter cartridge 6, the inhalation valve 11 and the filter 3 located on the perforated frame 2 of the half mask 1. When exhaling, the air from the half mask 1 is removed through the filter 3 and the exhalation valve (if available).

В процессе эксплуатации происходит постоянное перераспределение потоков воздуха, причем объемы вдыхаемого воздуха будут постоянно распределяться в зависимости от величины гидравлических сопротивлений фильтрующих элементов 3 и 7. В случае, если например, фильтры 3 и 7 выполнены с одинаковым гидравлическим сопротивлением и площадью, на вдохе проходят равные объемы воздуха в подмасочное пространство. При выдохе весь воздух проходит через фильтр 3. Если не учитывать частичную регенерацию фильтра 3 при дыхании, то со временем его сопротивление станет больше, чем сопротивление фильтра 7 (за счет конденсации выдыхаемой влаги), тогда при очередном вдохе большая часть воздуха проходит через фильтр 7 и происходит выравнивание сопротивлений обоих фильтров 3 и 7. Таким образом, в процессе эксплуатации происходит постоянное саморегулирование величины гидравлического сопротивления респиратора. During operation, there is a constant redistribution of air flows, and the volumes of inhaled air will be constantly distributed depending on the hydraulic resistance of the filtering elements 3 and 7. If, for example, filters 3 and 7 are made with the same hydraulic resistance and area, they equal volumes of air in the mask space. When exhaling, all air passes through filter 3. If you do not take into account the partial regeneration of filter 3 during breathing, then over time its resistance will become greater than the resistance of filter 7 (due to condensation of exhaled moisture), then with the next inhalation, most of the air passes through filter 7 and the resistances of both filters 3 and 7 are equalized. Thus, during operation, there is a constant self-regulation of the hydraulic resistance of the respirator.

При изготовлении фильтров 3 и 7 из одинаковых материалов, различных по площади, процесс выравнивания гидравлического сопротивления более сложный и срабатывается в первую очередь фильтр большей площади. In the manufacture of filters 3 and 7 from the same materials of different sizes, the process of equalizing the hydraulic resistance is more complicated and the first filter with a larger area is triggered.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что такая конструкция позволяет наиболее полно обеспечить совокупность необходимых респиратору признаков, а именно наибольшую пылеемкость при наименьшем сопротивлении в процессе эксплуатации; дополнительный эффект, связанный с увеличением воздухообмена в подмасочном пространстве; эффект снижения сопротивления дыханию на выдохе без применения клапана выдоха, что увеличивает защитную эффективность конструкции; подгонку обтюрационной полосы к лицам с различными антропометрическими размерами. Кроме того, обеспечиваются гигиеничность за счет возможности смены фильтра на полумаске в процессе эксплуатации, одновременная защита от пыли и газов при использовании в качестве фильтрующих элементов известных материалов, а также саморегулировка сопротивления в процессе эксплуатации за счет варьирования площадями фильтров в кассете и полумаске. Comparative analysis with the prototype shows that this design allows you to most fully provide the set of necessary features for the respirator, namely the highest dust absorption with the least resistance during operation; additional effect associated with an increase in air exchange in the under-mask space; the effect of reducing the resistance to breathing on the exhale without the use of an exhalation valve, which increases the protective effectiveness of the structure; fitting the obturation strip to faces with different anthropometric sizes. In addition, hygiene is ensured due to the possibility of changing the filter on the half mask during operation, simultaneous protection against dust and gases when using known materials as filter elements, as well as self-regulation of resistance during operation by varying the filter areas in the cartridge and half mask.

Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики и комфортность индивидуальных средств защиты органов дыхания человека. The invention improves the operational characteristics and comfort of individual respiratory protective equipment.

Claims

1. RESPIRATOR containing a half mask with an obturator, removable filter cartridges, an outlet valve, a connecting cuff with an inspiration valve and fastening elements, characterized in that the half mask is made of a filter with a perforated frame and a filter element.

2. The respirator according to claim 1, characterized in that the filters of the filter cartridges and half masks are made of layers of various materials or combinations of these materials.