RU2075981C1

RU2075981C1 - General-purpose filtering respirator

Info

Publication number: RU2075981C1
Authority: RU
Inventors: А.А. Стихарев
Original assignee: Государственный научный центр РФ - Институт биофизики, филиал N 5
Priority date: 1992-02-24
Filing date: 1992-02-24
Publication date: 1997-03-27

Abstract

FIELD: multifunctional individual protective devices used under elevated temperature conditions. SUBSTANCE: respirator has helmet with inner fittings and belt secured under chin. Helmet body is made double-layer. Inner layer has netted structure with cells and is removably connected with outer layer along line of joining. Multilayer removable fabric filter is mounted between body layers. Filter is made from material providing for aerosol and gas protection. Outer layer of helmet body is made monolithic and is provided with ridges, which together with filter define gas ducts. Helmet body is connected with corrugated air hoses and semimask through fastening branch pipes. Semimask has breathing and breathing out valves. EFFECT: reduced sizes and weight, increased efficiency and reduced breath resistance. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к многофункциональным средствам индивидуальной защиты человека, а именно к устройствам универсальным противопылевых и противогазовых респираторов с фильтрующим материалом в каске и предназначено для выполнения сварочных, аварийно-ремонтных, и других подобных работ в среде загрязненной аэрозолями, токсичными парами и газами, преимущественно, в условиях нагревающего микроклимата. The invention relates to multi-functional personal protective equipment, in particular to universal dust and gas mask respirators with filter material in a helmet and is intended for welding, emergency repairs, and other similar work in an environment contaminated with aerosols, toxic fumes and gases, mainly in conditions of the heating microclimate.

Известен фильтрующий противопылевой респиратор, содержащий полумаску с клапаном выдоха, двухслойный шлем с каской и амортизирующей подушкой и противопылевым фильтром между слоями, образующими фильтрующую коробку с внутренней и наружной стенками в форме полусфер, выход из которой соединен воздуховодами с полумаской, а вход осуществляется со стороны полей каски [1]
При пользовании респиратором внутренняя стенка фильтрующей коробки плотно прилегает к поверхности головы, что ухудшает теплоотдачу с ее поверхности.Known filter dust mask containing a half mask with an exhalation valve, a two-layer helmet with a helmet and a shock absorbing pad and a dust filter between the layers forming a filter box with inner and outer walls in the form of hemispheres, the exit from which is connected by air ducts with a half mask, and the entrance is from the side of the fields helmets [1]
When using a respirator, the inner wall of the filter box fits snugly on the surface of the head, which impairs heat transfer from its surface.

Наиболее близким аналогом к изобретению является противогазовый респиратор, содержащий полумаску с клапаном вдоха и выдоха, защитную двухслойную каску с противопылевым и противогазовым фильтрами между слоями каски, образующими фильтрующую коробку с наружной и внутренней стенками в форме полусфер, выход из которой соединен воздуховодом с полумаской, подкасочную полость, образованную внутренней стенкой фильтрующей коробки и поверхностью головы, сообщающуюся с наружным воздухом, охлаждающее голову устройство, включающее фильтруемый с помощью дыхательных мышц поддон с дробленым льдом, монтируемый на полях каски. При пользовании респиратором наружный воздух, фильтруясь через слой льда, охлаждается и поступает в фильтрующую коробку со стороны полей каски, охлаждая ее стенки [2]
Недостатком известного устройства является то, что фильтрующая коробка ухудшает теплоотдачу с поверхности головы, что неприемлемо для условий нагревающего микроклимата, поскольку это приводит к перегреву головы, задержке испарения потовой жидкости и намоканию головы, быстрому утомлению и снижению работоспособности. Применение охлаждающего устройства при этом мало эффективно, поскольку между поверхностью головы и внутренней стенкой фильтрующей коробки находится, предусмотренная конструкцией респиратора, теплоизолирующая прослойка инертного воздуха.The closest analogue to the invention is a gas mask respirator containing a half mask with an inhalation and expiration valve, a protective two-layer helmet with dust and gas filters between the layers of the helmet, forming a filter box with outer and inner walls in the form of hemispheres, the outlet of which is connected by an air duct to the half mask, backfill a cavity formed by the inner wall of the filter box and the surface of the head, communicating with the outside air, a head cooling device, including a filtered with the help of the respiratory muscles, a pallet of crushed ice mounted on the helmets. When using a respirator, the outside air, filtered through a layer of ice, is cooled and enters the filter box from the side of the helmet fields, cooling its walls [2]
A disadvantage of the known device is that the filter box affects the heat transfer from the surface of the head, which is unacceptable for the conditions of the heating microclimate, since this leads to overheating of the head, delayed evaporation of sweat fluid and wetting of the head, rapid fatigue and reduced performance. The use of a cooling device is not very effective, since there is a heat-insulating layer of inert air, provided for by the design of the respirator, between the surface of the head and the inner wall of the filter box.

Другим недостатком является то, что использование в респираторе в качестве хладоагента дробленого льда в производственных условиях не всегда удобно и ухудшает эксплуатационные характеристики респиратора, поскольку увеличивает вес респиратора и сопротивление дыханию на вдохе. Another disadvantage is that the use of crushed ice as a coolant in a respirator under production conditions is not always convenient and degrades the performance of the respirator, as it increases the weight of the respirator and breathing resistance on inspiration.

Технической задачей изобретения является улучшение теплоотдачи с поверхности головы при повышении эксплуатационных характеристик респиратора путем снижения его веса и уменьшения сопротивления дыханию на вдохе. An object of the invention is to improve heat transfer from the surface of the head while increasing the operational characteristics of the respirator by reducing its weight and reducing breathing resistance on inspiration.

Указанная задача достигается тем, что в известном респираторе внутренняя стенка фильтрующей коробки имеет газопроводящие каналы сообщающиеся с подкасочной полостью и выполненные по всей площади полусферы внутренней стенки коробки. This task is achieved by the fact that in the known respirator the inner wall of the filter box has gas-conducting channels communicating with the underfloor cavity and made throughout the hemisphere of the inner wall of the box.

На фиг. 1 изображен фильтрующий респиратор, общий вид; на фиг. 2 - сечение каски во фронтальной плоскости (стрелками показано направление потока воздуха на вдохе). In FIG. 1 shows a filter respirator, general view; in FIG. 2 - section of the helmet in the frontal plane (arrows indicate the direction of air flow during inspiration).

Респиратор содержит каску 1 с внутренней воздухопроницаемой оснасткой 2 в виде лент разъемно прикрепляемых к полям каски, подбородный ремень 3. Корпус каски выполнен двухслойным и образует фильтрующую коробку респиратора с внутренней 4 и наружной 5 стенками в форме полусфер. Внутренняя стенка 4 имеет газопроводящие каналы 6 и образует вместе с поверхностью головы подкасочную полость 7, свободно сообщающуюся с наружным воздухом через кольцевой зазор между поверхностью головы и полями каски. В фильтрующей коробке смонтирован, повторяющий ее форму, многослойный фильтр 8 из полимерного материала 9, обеспечивающего противоаэрозольную защиту от пыли, дыма, тумана и карбонизированного материала 10, обеспечивающего противогазовую защиту. Стенки 4, 5 и фильтрующий материал 8 соединены разъемно по линии герметизации 11. Наружный стенка 5 выполнена монолитной и имеет зиги 12, образующие вместе с поверхностью карбонизированного материала 10 воздухопроводящие каналы 13. фильтрующая коробка соединена посредством крепежных патрубков 14 с гофрированными шлангами-воздуховодами 15 и с полумаской 16, имеющей клапаны вдоха 17 и клапан выдоха 18. The respirator contains a helmet 1 with an internal breathable snap 2 in the form of ribbons detachably attached to the helmet fields, a chin strap 3. The helmet body is made of two layers and forms a filter box of the respirator with inner 4 and outer 5 walls in the form of hemispheres. The inner wall 4 has gas-conducting channels 6 and forms, together with the surface of the head, a subcavity cavity 7 that freely communicates with the outside air through an annular gap between the surface of the head and the helmet fields. In the filter box is mounted, repeating its shape, a multilayer filter 8 of polymer material 9, which provides anti-aerosol protection from dust, smoke, fog and carbonized material 10, which provides gas protection. The walls 4, 5 and the filter material 8 are detachably connected along the sealing line 11. The outer wall 5 is made monolithic and has ridges 12, which form, together with the surface of the carbonized material 10, air ducts 13. The filter box is connected by means of fixing fittings 14 to corrugated air ducts 15 and with a half mask 16 having inspiratory valves 17 and exhalation valve 18.

Респиратор используют следующим образом. Перед входом в загрязненную зону выбирают и устанавливают фильтры, обеспечивающие максимальную защиту от конкретного вида загрязнений. Регулируют по размеру головы оснастку 2 и подбородный ремень 3. Каску 1 надевают на голову и закрепляют ремнем 3. При этом между корпусом каски и поверхностью головы остается кольцевой зазор 19, равный 0,5-1,0 см. Полумаска 16 удерживается и прижимается к лицу гофрированными шлангами-воздуховодами 15. При вдохе наружный воздух, пройдя без сопротивления через кольцевой зазор 19 каски, попадает в подкасочную полость и далее через газопроводящие каналы внутренней стенки 4 проходит многослойный фильтр 8, воздухопроводящие каналы 13, крепежные патрубки 14, гофрированные шланги 15, полумаску 16 и поступает очищенным от аэрозолей, паров и газов в органы дыхания. При этом аэрозольные частицы прочно фиксируются электростатическими силами полимерного материала 9. Поверхность головы под каской равномерно обдувается поступающей в подкасочную полость струей воздуха. Выдыхаемый воздух удаляется наружу через клапан выдоха 18. The respirator is used as follows. Before entering the contaminated area, filters are selected and installed that provide maximum protection against a particular type of contamination. Adjust the size of the head with snap 2 and the chin strap 3. Helmet 1 is put on the head and secured with a belt 3. At the same time, an annular gap 19 of 0.5-1.0 cm remains between the helmet body and the surface of the head. The half mask 16 is held and pressed to to the face with corrugated air hoses 15. When inhaling, the external air, passing without resistance through the helical annular gap 19, enters the underfloor cavity and then through the gas-conducting channels of the inner wall 4 passes a multilayer filter 8, air-conducting channels 13, and fixing pipes 14 , corrugated hoses 15, a half mask 16 and comes cleaned from aerosols, vapors and gases to the respiratory system. In this case, the aerosol particles are firmly fixed by the electrostatic forces of the polymeric material 9. The surface of the head under the helmet is uniformly blown by an air stream entering the underfloor cavity. Exhaled air is vented out through the exhalation valve 18.

Замена отработанного фильтра 8 на новый производится после предварительного снятия оснастки 2 и размыкания внутренней 4 и наружной 5 стенок фильтрующей коробки и освобождения фильтра зажатого между ее стенками. После установки фильтра 8 он удерживается и герметизируется по линии герметизации 11 внутренней стенкой 4, которая одновременно формирует подкасочное пространство в форме полусферы. Replacing the used filter 8 with a new one is done after preliminary removing the snap-in 2 and opening the inner 4 and outer 5 walls of the filter box and releasing the filter sandwiched between its walls. After installing the filter 8, it is held and sealed along the sealing line 11 by the inner wall 4, which at the same time forms the underfill space in the form of a hemisphere.

Благодаря такому конструктивному исполнению респиратора вся поверхность головы под каской без дополнительного сопротивления дыханию принудительно обдувается воздухом, что сопровождается улучшением теплоотдачи за счет конвекции и усиления испарения потовой жидкости под каской. Поверхность головы при этом становится сухой. С увеличением тяжести физической работы эффективность теплоотдачи возрастает, поскольку при этом увеличивается минутный объем дыхания, а следовательно, кратность воздухообмена под каской. В данном респираторе отпадает необходимость в применении хладоагента фильтруемого с помощью дыхательных мышц, что, естественно, снижает вес всего изделия и сопротивление дыханию на вдохе. Thanks to such a design of the respirator, the entire surface of the head under the helmet without additional resistance to breathing is forced to blow air, which is accompanied by an improvement in heat transfer due to convection and increased evaporation of sweat liquid under the helmet. The surface of the head becomes dry. With increasing severity of physical work, the efficiency of heat transfer increases, since this increases the minute volume of breathing, and therefore, the rate of air exchange under the helmet. This respirator eliminates the need to use a refrigerant filtered with the help of the respiratory muscles, which, of course, reduces the weight of the entire product and breathing resistance on inhalation.

Claims

1. A universal filter respirator containing a half mask with inhalation and exhalation valves, a protective two-layer helmet with antidust and gas mask between the layers of the helmet, forming a filter box with the outer and inner walls in the form of hemispheres, the outlet of which is connected by air ducts with a half mask, a cavity cavity formed the inner wall of the filter box and the surface of the head in communication with the outside air, and a cooling device for the head, characterized in that the inner wall of the filter box The side of the respirator has gas-conducting channels in communication with the underfloor cavity.

2. The respirator according to claim 1, characterized in that the gas-conducting channels are made over the entire hemisphere of the inner wall of the filter box.