RU2740866C1

RU2740866C1 - Safety and communication system of rescuer

Info

Publication number: RU2740866C1
Application number: RU2020122088A
Authority: RU
Inventors: Игорь Васильевич Гончаренко; Алексей Анатольевич Завязкин; Аднан Шамсудиевич Хаджиев; Владимир Александрович Наумкин; Владимир Борисович Соломахин; Анатолий Александрович Сорокин
Original assignee: Игорь Васильевич Гончаренко; Алексей Анатольевич Завязкин; Аднан Шамсудиевич Хаджиев; Владимир Александрович Наумкин
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2021-01-21

Abstract

FIELD: personal protection equipment.

SUBSTANCE: invention relates to individual means of protection of workers of rescue services and can be used in emergency rescue operations, in particular anti-fountain works during elimination of accidents, gas, water and oil manifestations, open gas and oil fountains. System includes a protective helmet, a full-face breathing mask and a telephone-and-microphone set. Full-face respiratory mask is equipped with built-in microphone and operates from compressed air cylinder. Outer shell of protective helmet is made by matrix pressing of composite material including reinforcing filler from glass fabric, carbon and Kevlar on the basis of binder from hard-combustible polymer. Dome helmet element covers parietal, occipital and frontal parts of user's head and has two side elements to accommodate external cups of full-size headphones of telephone-and-microphone set. Outer cups of full-size headphones are equipped with sound absorbing material, ear cushion made with provision of its tight attachment to head of rescuer with complete covering of auricle. External cup of full-size headphones is equipped with electronic device, including, including a speaker, a noise-compensating system and a microcontroller for its control and switching to a walkie-talkie mode, which is connected to a portable microphone installed on the holder and an external wire connected to the radio through the tangent. Lateral elements of external cover of protective helmet are equipped with fixing hooks made with possibility of fixing crossbar elements hingedly mounted on full-face respiratory mask. Microphone device of the mask is made with possibility of external connection to the electronic device of full-size headphones of the telephone-and-microphone set. Inner frame of the protective helmet is made of foamed polyurethane, is placed on the side of the inner surface of the dome part of the outer shell of the protective helmet with coverage of parietal, occipital and frontal parts of the rescuer's head and is covered with softening substrate.

EFFECT: provides protection of head, face, respiratory organs, hearing organs from noise, mechanical and thermal effects, aggressive media, surfactants, water, oil products, unfavorable climatic effects with simultaneous provision of stable communication in conditions of intense acoustic field.

8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к индивидуальным средствам защиты работников спасательных служб и может быть применено при проведении аварийно-спасательных работ, в частности противофонтанных работ при ликвидации аварий, газонефтеводопроявлений, открытых газовых и нефтяных фонтанов.The invention relates to personal protective equipment for workers of rescue services and can be used when carrying out emergency rescue operations, in particular anti-gushing operations in the elimination of accidents, gas and oil water shows, open gas and oil fountains.

Противофонтанные работы являются одним из видов аварийно-спасательных работ и осуществляются при ликвидации аварий на нефтяных и газовых скважинах. Отличием данного вида работ от других аварийно-спасательных работ является наличие открытого нефтяного и/или газового фонтана из устья скважины, вероятность возникновения которого может произойти при вскрытии и проходке продуктивных пластов, в процессе бурения или в результате нарушения технологии при капитальном ремонте скважины. Нередко аварийная ситуация осложняется возгоранием флюида. Горящие газовые и нефтяные фонтаны характерны наличием большого теплового потока, большой высотой факела пламени, деформацией буровых вышек, возможностью быстрого распространения огня на установки и другие сооружения, высокой вероятностью загазованности местности и образования взрывоопасной концентрации. Кроме того, открытые газовые и нефтяные фонтаны сопровождаются чрезвычайно большим шумом, не позволяющим услышать голос человека даже на близком расстоянии. Для координации действий спасателей, работающих на ликвидации фонтана, устанавливают условные сигналы и команды. Такой регламент общения существенно осложняет взаимодействие между спасателями при выполнении поставленных задач и исключает быстрое реагирование спасателей при возникновении непредвиденных опасных для жизни ситуаций в зоне ликвидации аварии.Anti-gouging operations are one of the types of rescue operations and are carried out during the elimination of accidents at oil and gas wells. The difference between this type of work and other rescue operations is the presence of an open oil and / or gas gusher from the wellhead, the likelihood of which may occur when opening and driving productive layers, during drilling or as a result of a technology violation during workover of a well. Often, an emergency situation is complicated by the ignition of the fluid. Burning gas and oil fountains are characterized by the presence of a large heat flux, a high flame torch height, deformation of drilling rigs, the possibility of rapid spread of fire to installations and other structures, a high probability of gas contamination of the area and the formation of an explosive concentration. In addition, open gas and oil fountains are accompanied by extremely high noise, which does not allow hearing a person's voice even at close range. To coordinate the actions of the rescuers working to eliminate the fountain, conditional signals and commands are set. Such a communication regulation significantly complicates the interaction between rescuers in the performance of assigned tasks and excludes a quick response of rescuers in the event of unforeseen life-threatening situations in the emergency response zone.

Все это затрудняет действия подразделений по ликвидации аварий и пожаров, определяя задачу ликвидации фонтанов как сложную, ответственную и опасную для жизни. В опасных условиях проведения работ применяются повышенные требования не только к уровню подготовки личного состава, но и к средствам индивидуальной защиты спасателей, а также требования по обеспечению устойчивой связи между спасателями.All this complicates the actions of divisions to eliminate accidents and fires, defining the task of eliminating fountains as complex, responsible and life-threatening. In dangerous conditions of work, increased requirements are applied not only to the level of training of personnel, but also to the personal protective equipment of rescuers, as well as requirements to ensure stable communication between rescuers.

Из существующего уровня техники известна система безопасности и связи спасателя, включающая защитное устройство головы и полнолицевую дыхательную маску, имеющую оголовье и лицевую часть, выполненную с возможностью плотного прилегания к лицу спасателя и оснащенную встроенным микрофонным устройством, узлом выдоха и узлом вдоха, соединенным с легочным автоматом, имеющим канал подвода воздуха по воздуховодному шлангу от редуктора баллона сжатого воздуха (см., напр., RU 195443 U1, опубл. 28.01.2020 г). Недостатком известного решения является отсутствие защиты головы пользователя от вертикальных, горизонтальных ударных нагрузок и проколов и чрезвычайно высоких температур в виду использования капюшона в качестве защитного устройства головы, а также низкая вероятность использования переговорного устройства при проведении противофонтанных работ из-за отсутствия применения шумоподавления.From the existing state of the art, a safety and communication system for a rescuer is known, including a head protection device and a full-face respiratory mask having a headband and a face piece adapted to fit snugly against the rescuer's face and equipped with a built-in microphone device, an exhalation unit and an inhalation unit connected to a lung demand valve having an air supply channel through an air hose from a compressed air cylinder reducer (see, for example, RU 195443 U1, publ. 01/28/2020). The disadvantage of the known solution is the lack of protection of the user's head from vertical, horizontal shock loads and punctures and extremely high temperatures due to the use of the hood as a head protection device, as well as the low probability of using an intercom when carrying out anti-gushing work due to the lack of noise suppression.

Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является создание системы безопасности и связи спасателя, пригодной для работы в условиях повышенной опасности, воздействия агрессивных сред и интенсивного акустического поля.The task to be solved by the claimed technical solution is the creation of a safety and communication system for the rescuer, suitable for work in conditions of increased danger, exposure to aggressive media and an intense acoustic field.

Поставленная задача достигается за счет того, что в системе безопасности и связи спасателя, включающей защитное устройство головы и полнолицевую дыхательную маску, имеющую оголовье и лицевую часть, выполненную с возможностью плотного прилегания к лицу спасателя и оснащенную встроенным микрофонным устройством, узлом выдоха и узлом вдоха, соединенным с легочным автоматом, имеющим канал подвода воздуха по воздуховодному шлангу от редуктора баллона сжатого воздуха, согласно изобретению имеется дополнительное снабжение телефонно-микрофонной гарнитурой, защитное устройство головы выполнено в виде защитного шлема, состоящего из внутреннего каркаса и внешней оболочки, выполненной цельной, изготовленной методом матричной прессовки композитного материала, включающего армирующий наполнитель из стеклоткани, углеволокна и кевлара на основе связующего из трудногорючего полимера, обладающего высокой теплостойкостью, ударной вязкостью и химической стойкостью, и имеющей купольный элемент, выполненный с возможностью охвата теменной, затылочной и лобной части головы пользователя, а также два противоположных друг другу боковых элемента, которые выполнены с образованием полостей для размещения в них внешних чашек полноразмерных наушников телефонно-микрофонной гарнитуры, соединенных между собой устройством для крепления на голове спасателя, при этом внешние чашки полноразмерных наушников снабжены шумопоглощающим материалом, амбушюрой, выполненной с обеспечением плотного ее прилегания к голове спасателя с полным перекрытием ушной раковины, а по крайней мере, одна внешняя чашка полноразмерных наушников снабжена электронным устройством, включающим в том числе динамик, систему шумокомпенсации и микроконтроллер для ее управления и переключения в режим рации, соединенным с установленным на держателе выносным микрофоном и подключенным внешним проводом к рации через тангенту, при этом боковые элементы внешней оболочки защитного шлема снабжены крепежными зацепами, выполненными с возможностью закрепления ригельных элементов, шарнирно установленных на полнолицевой дыхательной маске, встроенное микрофонное устройство которой выполнено с возможностью внешнего подключения к электронному устройству полноразмерных наушников телефонно-микрофонной гарнитуры, кроме того внутренний каркас защитного шлема выполнен из вспененного полиуретана, размещен со стороны внутренней поверхности купольной части внешней оболочки защитного шлема с охватом теменной, затылочной и лобной части головы спасателя и покрыт умягчающей подложкой.The task is achieved due to the fact that in the safety and communication system of the rescuer, which includes a head protection device and a full-face breathing mask having a headband and a face piece designed to fit snugly to the rescuer's face and equipped with a built-in microphone device, an exhalation unit and an inhalation unit, connected to a lung demand valve having an air supply channel through an air hose from a compressed air cylinder reducer, according to the invention, there is an additional supply of a telephone and microphone headset, the head protection device is made in the form of a protective helmet, consisting of an inner frame and an outer shell made of one piece, made by the method matrix pressing of a composite material, including a reinforcing filler made of fiberglass, carbon fiber and Kevlar based on a binder made of a slow-burning polymer with high heat resistance, impact strength and chemical resistance, and having a dome element made with the possibility of covering the parietal, occipital and frontal parts of the user's head, as well as two opposite side elements, which are made to form cavities for placing in them external cups of full-size headphones of a telephone-microphone headset, connected to each other by a device for attaching to the rescuer's head, while the outer cups of full-size headphones are equipped with noise-absorbing material, an ear cushion made to ensure its snug fit to the rescuer's head with full overlap of the auricle, and at least one outer cup of full-sized headphones is equipped with an electronic device, including a speaker, a noise canceling system and a microcontroller for its control and switching to a walkie-talkie mode, connected to an external microphone mounted on the holder and connected to an external wire to the walkie-talkie through a push-button, while the side elements of the outer shell of the protective helmet are equipped with fastening hooks made with the ability to close of the crossbar elements hinged on a full-face breathing mask, the built-in microphone device of which is made with the possibility of external connection to the electronic device of the full-size headphones of the telephone and microphone headset, in addition, the inner frame of the protective helmet is made of foamed polyurethane, placed on the side of the inner surface of the dome of the outer shell a protective helmet covering the parietal, occipital and frontal parts of the rescuer's head and covered with a softening pad.

Каждый ригельный элемент может быть выполнен телескопическим с подпружиненными относительно друг друга частями и имеет на свободном конце стопорный выступ, комплементарный по форме крепежному зацепу защитного шлема.Each crossbar element can be telescopic with parts spring-loaded relative to each other and has a locking protrusion at its free end, complementary in shape to the fastening hook of the protective helmet.

В предпочтительном варианте выполнения система шумокомпенсации выполнена с возможностью автоматического срабатывания при уровне шума свыше 110 дБ.In a preferred embodiment, the noise compensation system is configured to automatically trigger at a noise level above 110 dB.

Защитный шлем предпочтительно снабжен забралом, выполненным из нескольких слоев поликарбоната, между которыми размещена теплоотражающая пленка и установленным на внешней оболочке с возможностью поворота и размещения в нерабочем положении между внешней оболочкой и внутренним каркасом защитного шлема.The protective helmet is preferably equipped with a visor made of several layers of polycarbonate, between which a heat-reflecting film is placed and mounted on the outer shell so that it can be rotated and placed in an inoperative position between the outer shell and the inner frame of the protective helmet.

Защитный шлем снабжен очками, установленными на внешней оболочке с возможностью поворота и размещения в нерабочем положении между забралом и внутренним каркасом защитного шлема.The protective helmet is equipped with goggles mounted on the outer shell with the possibility of rotation and placement in the inoperative position between the visor and the inner frame of the protective helmet.

Защитный шлем снабжен регулируемым по длине подбородочным ремнем, закрепленным на внешней оболочке защитного шлема.The safety helmet is equipped with a length-adjustable chin strap attached to the outer shell of the safety helmet.

Умягчающая подложка выполнена с обеспечением естественной вентиляции волосистой части головы.The softening pad is designed to provide natural ventilation to the scalp.

Защитный шлем снабжен пелериной, прикрепленной к затылочной части внешней оболочки защитного шлема.The protective helmet has a cape attached to the back of the outer shell of the protective helmet.

Техническим результатом, достигаемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение защиты головы, лица, органов дыхания, органов слуха от шумовых, механических и термических воздействий, агрессивных сред, поверхностно-активных веществ, воды, нефтепродуктов, неблагоприятных климатических воздействий с одновременным обеспечением устойчивой связи в условиях интенсивного акустического поля.The technical result achieved by the given set of features is to ensure the protection of the head, face, respiratory organs, hearing organs from noise, mechanical and thermal effects, aggressive environments, surfactants, water, oil products, adverse climatic influences, while ensuring a stable connection in conditions intense acoustic field.

Более подробно причинно-следственная связь признаков заявленного изобретения и обеспечиваемого ими технического результата будет раскрыта далее.In more detail the causal relationship of the features of the claimed invention and the technical result provided by them will be disclosed below.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, не охватывающими и, тем более, не ограничивающими объем притязаний по данному техническому решению, а лишь поясняющими суть технического решения, гдеThe essence of the claimed invention is illustrated by drawings that do not cover and, moreover, do not limit the scope of claims on this technical solution, but only explain the essence of the technical solution, where

на фиг. 1 изображен защитный шлем системы безопасности и связи спасателя;in fig. 1 shows a protective helmet of the safety and communication system of the rescuer;

на фиг. 2 изображена дыхательная маска с телефонной гарнитурой системы безопасности и связи спасателя.in fig. 2 shows a breathing mask with a telephone headset for the safety and communication system of the rescuer.

Система безопасности и связи спасателя включает защитное устройство головы, выполненное в виде защитного шлема 1, полнолицевую дыхательную маску 2, телефонно-микрофонную гарнитуру 3.The safety and communication system of the rescuer includes a head protection device made in the form of a protective helmet 1, a full-face breathing mask 2, a telephone-microphone headset 3.

Защитный шлем 1 состоит из внутреннего каркаса (на чертежах условно не показано) и внешней оболочки 4. Внешняя оболочка 4 имеет купольный элемент 5, выполненный с возможностью охвата теменной, затылочной и лобной части головы пользователя, и два противоположных друг другу боковых элемента 6. Боковые элементы 6 выполнены с образованием полостей для размещения в них внешних чашек 7 полноразмерных наушников телефонно-микрофонной гарнитуры 3. Внешние чашки 7 соединены между собой устройством 8 для крепления на голове спасателя. Внешняя чашка 7 полноразмерных наушников снабжена шумопоглощающим материалом и амбушюрой, выполненной с обеспечением плотного ее прилегания к голове спасателя с полным перекрытием ушной раковины. Кроме того внутри внешней чашки 7 размещено электронное устройство, включающее в том числе динамик, систему шумокомпенсации и микроконтроллер для ее управления и переключения в режим рации. Электронное устройство соединено с установленным на держателе 9 выносным микрофоном 10 и подключено внешним проводом 11 к рации 12 через тангенту 13.The protective helmet 1 consists of an inner frame (not conventionally shown in the drawings) and an outer shell 4. The outer shell 4 has a dome element 5 configured to cover the parietal, occipital and frontal parts of the user's head, and two opposite side elements 6. Lateral the elements 6 are made with the formation of cavities for placing in them the external cups 7 of full-size headphones of the telephone-microphone headset 3. The external cups 7 are interconnected by a device 8 for attaching to the rescuer's head. The outer cup 7 of full-size headphones is equipped with noise-absorbing material and an ear cushion made to ensure its snug fit to the rescuer's head with full overlap of the auricle. In addition, an electronic device is located inside the outer cup 7, including a speaker, a noise compensation system and a microcontroller for controlling it and switching to the radio mode. The electronic device is connected to the external microphone 10 mounted on the holder 9 and connected by an external wire 11 to the radio 12 through the push-to-talk switch 13.

Полнолицевая дыхательная маска 2 имеет оголовье 14 и лицевую часть 15. Лицевая часть 15 выполнена с возможностью плотного прилегания к лицу спасателя и оснащена встроенным микрофонным устройством (на чертежах условно не показано), выполненным с возможностью внешнего подключения разъемом 16 к электронному устройству полноразмерных наушников телефонно-микрофонной гарнитуры 3. Также полнолицевая дыхательная маска 2 снабжена узлом выдоха и узлом вдоха, соединенным с легочным автоматом, имеющим канал подвода воздуха по воздуховодному шлангу от редуктора баллона сжатого воздуха (на чертежах условно не показано). На полнолицевой дыхательной маске 2 шарнирно установлены ригельные элементы (на чертежах условно не показано), а на боковых элементах 6 внешней оболочки 4 защитного шлема 1 установлены крепежные зацепы 17, выполненные с возможностью закрепления на них ригельных элементов полнолицевой дыхательной маски 2. Ригельные элементы обеспечивают плотное прилегание полнолицевой дыхательной маски 2 к лицу спасателя для защиты лица и органов зрения от тепловых и химических воздействий, а также жестко фиксируют ее относительно защитного шлема 1, исключая возможность образования зазоров между ними в процессе движения спасателя, что сохраняет защищенность всех частей головы в любой момент рабочего времени. В предпочтительном варианте выполнения каждый ригельный элемент выполнен телескопическим с подпружиненными относительно друг друга частями. На свободном конце ригельного элемента выполнен стопорный выступ, комплементарный по форме крепежному зацепу защитного шлема 17.The full-face breathing mask 2 has a headband 14 and a face part 15. The face part 15 is designed to fit snugly against the face of the rescuer and is equipped with a built-in microphone device (not conventionally shown in the drawings), made with the possibility of external connection by a connector 16 to an electronic device of full-size telephone earphones. microphone headset 3. Also, the full-face breathing mask 2 is equipped with an exhalation unit and an inhalation unit connected to a lung governed demand valve having an air supply channel through an air hose from a compressed air cylinder reducer (not conventionally shown in the drawings). On the full-face respiratory mask 2, crossbar elements are hingedly installed (not shown in the drawings), and on the side elements 6 of the outer shell 4 of the protective helmet 1, fastening hooks 17 are installed, made with the possibility of fixing the crossbar elements of the full-face respiratory mask 2 on them. the fit of the full-face respiratory mask 2 to the face of the rescuer to protect the face and organs of vision from thermal and chemical effects, and also rigidly fix it relative to the protective helmet 1, excluding the possibility of gaps between them during the movement of the rescuer, which preserves the protection of all parts of the head at any time working time. In a preferred embodiment, each transom element is telescopic with parts spring-loaded relative to each other. At the free end of the crossbar, a locking projection is made, which is complementary in shape to the fastening hook of the protective helmet 17.

Снабжение полнолицевой дыхательной маски 2 узлом выдоха и узлом вдоха, соединенным с легочным автоматом, имеющим канал подвода воздуха по воздуховодному шлангу от редуктора баллона сжатого воздуха при плотном ее прилегании к лицу спасателя обеспечивает защиту органов дыхания от угарных газов с возможностью получения кислорода от автономного источника воздуха и исключением возможности взаимодействия органов дыхания с внешней средой.The supply of a full-face breathing mask 2 with an exhalation unit and an inhalation unit connected to a lung governed demand valve, which has an air supply channel through an airway hose from a compressed air cylinder reducer, when it fits tightly to the rescuer's face, provides respiratory protection from carbon monoxide gases with the possibility of obtaining oxygen from an autonomous air source and the exclusion of the possibility of interaction of the respiratory organs with the external environment.

Внешняя оболочка 4 защитного шлема 1 выполнена цельной и изготовлена методом матричной прессовки композитного материала с последующей химической и термической обработкой. Метод обеспечивает технологию производства композитного изделия на основе пропитки армирующего наполнителя термореактивным связующим веществом.The outer shell 4 of the protective helmet 1 is made of one piece and is made by the method of matrix pressing of a composite material with subsequent chemical and thermal treatment. The method provides a technology for the production of a composite product based on the impregnation of a reinforcing filler with a thermosetting binder.

Композитный материал включает составной армирующий наполнитель из стеклоткани, углеволокна и кевлара и связующее вещество из трудногорючего полимера, обладающего высокой теплостойкостью, ударной вязкостью и химической стойкостью.The composite material includes a composite reinforcing filler made of fiberglass, carbon fiber and Kevlar and a binder made of a slow-burning polymer with high heat resistance, impact strength and chemical resistance.

Применение стеклоткани в составе армирующего наполнителя обусловлено наличием у данного материала таких преимущественных свойств, как небольшой удельный вес, высокие показатели механической прочности, коррозионная устойчивость, температурная стойкость, низкая теплопроводность, высокие диэлектрические показатели, высокие шумоизоляционные свойства.The use of fiberglass in the composition of the reinforcing filler is due to the presence of such advantageous properties of this material as low specific gravity, high mechanical strength, corrosion resistance, temperature resistance, low thermal conductivity, high dielectric properties, high noise insulation properties.

Применение углеволокна в составе армирующего наполнителя обусловлено его техническими характеристиками. Углеродные волокна характеризуются высокой прочностью на разрыв, низким удельным весом, исключительно высокой теплостойкостью и высокой устойчивостью к агрессивным химическим средам, а также коррозионной стойкостью.The use of carbon fiber in the composition of the reinforcing filler is due to its technical characteristics. Carbon fibers are characterized by high tensile strength, low specific gravity, extremely high heat resistance and high resistance to aggressive chemical environments, as well as corrosion resistance.

Применяемый в составе армирующего наполнителя кевлар (или пара-арамидное волокно (полипарафенилен-терефталамид), обладает высокой удельной прочностью при растяжении и минимальным весом, высоким сопротивлением ударам и динамическим нагрузкам. При этом волокно обладает высокой термической стойкостью, способно работать при высоких температурах и считается трудно горючим.Kevlar (or para-aramid fiber (polyparaphenylene terephthalamide) used in the composition of the reinforcing filler has a high specific tensile strength and minimal weight, high resistance to impacts and dynamic loads. At the same time, the fiber has high thermal resistance, is capable of operating at high temperatures and is considered difficult to burn.

В качестве трудногорючего связующего, обладающего высокой теплостойкостью, ударной вязкостью и химической стойкостью предпочтительно выбирать материалы из группы реактопластов (термореактивных пластмасс) - фенолформальдегидные смолы, эпоксидные смолы, или полиэфирные смолы. Примерами фенолформальдегидных смол могут служить резольные смолы в стадии С, называемые резитами. Они содержат в основном трехмерные высокомолекулярные соединения. Не плавятся и не размягчаются при нагревании и нерастворимы и не набухают ни в каких растворителях. Резольные смолы в стадии С обладают высокими физико-электрическими свойствами. Примерами эпоксидных смол могут служить эпоксидно-диановая смола марки ЭД-16, или эпоксидная модифицированная смола марки КДА-2. Примером полиэфирных смол может служить, например, огнестойкая полиэфирная смола под марками Аркпол 40 или гелькоут Аркпол 8040, полифторэтилен, или полиэфирная смола СПЭФ-ПВ-0-LTE(RTM) (ТУ 2257-010-86641-487-2010). Все эти материалы обладают отличной адгезией к стеклоткани, углеволокну и кевлару и пригодны для применения в производстве методом матричной прессовки, при котором получается цельное изделие, предусматривающее исключение швов и стыков элементов, что влияет на прочность внешней оболочки 4 защитного шлема 1. После химической и термической обработки каждый из этих материалов приобретает следующие характеристики - низкую теплопроводность; стойкость к перепадам температур, УФ-излучению и механическому воздействию; высокую влагостойкость; противодействие влиянию химических веществ; электроизоляционные свойства.It is preferable to choose materials from the group of thermosetting plastics (thermosetting plastics) - phenol-formaldehyde resins, epoxy resins, or polyester resins - as a slow-combustible binder with high heat resistance, impact strength and chemical resistance. Examples of phenol-formaldehyde resins are stage C resole resins called resites. They contain mainly three-dimensional high molecular weight compounds. They do not melt or soften when heated and are insoluble and do not swell in any solvents. Resol resins in stage C have high physical and electrical properties. Examples of epoxy resins are ED-16 epoxy-diane resin, or KDA-2 modified epoxy resin. An example of polyester resins can be, for example, fire-resistant polyester resin under the brands Arkpol 40 or Arkpol 8040 gelcoat, polyfluoroethylene, or SPEF-PV-0-LTE (RTM) polyester resin (TU 2257-010-86641-487-2010). All these materials have excellent adhesion to fiberglass, carbon fiber and Kevlar and are suitable for use in production by the method of matrix pressing, in which a one-piece product is obtained, providing for the exclusion of seams and joints of elements, which affects the strength of the outer shell 4 of the protective helmet 1. After chemical and thermal processing each of these materials acquires the following characteristics - low thermal conductivity; resistance to temperature extremes, UV radiation and mechanical stress; high moisture resistance; counteraction to the influence of chemicals; electrical insulating properties.

Таким образом, за счет выполнения внешней оболочки 4 защитного шлема 1 цельной с купольным элементом 5, с охватом теменной, затылочной и лобной части головы спасателя, и двумя противоположными друг другу боковыми элементами 6 для размещения в них внешних чашек 7 полноразмерных наушников телефонно-микрофонной гарнитуры 3, и за счет того, что внешняя оболочка 4 изготовлена методом матричной прессовки композитного материала, включающего армирующий наполнитель из стеклоткани, углеволокна и кевлара на основе связующего из трудногорючего полимера, обладающего высокой теплостойкостью, ударной вязкостью и химической стойкостью с последующей химической и термической обработкой, обеспечивается защита всех частей головы спасателя от внешних физических, термических и химических воздействий. Благодаря звукоизоляционным свойствам материалов, входящих в состав внешней оболочки 4 защитного шлема 1 достигается пассивная защита от внешнего шума внутри всей полости защитного шлема 1, в том числе и в области расположения внешних чашек 7 полноразмерных наушников телефонно-микрофонной гарнитуры 3. При этом форма выполнения внешней оболочки 4 с боковыми элементами 6 позволяет защитить от внешних воздействий внешние чашки 7 полноразмерных наушников и, следовательно, органы слуха спасателя.Thus, due to the implementation of the outer shell 4 of the protective helmet 1 one-piece with the dome element 5, covering the parietal, occipital and frontal parts of the rescuer's head, and two opposite side elements 6 to accommodate the outer cups 7 of full-size headphones of the telephone-microphone headset 3, and due to the fact that the outer shell 4 is made by the method of matrix pressing of a composite material, including a reinforcing filler made of glass cloth, carbon fiber and Kevlar based on a binder made of a slow-burning polymer with high heat resistance, impact strength and chemical resistance, followed by chemical and thermal treatment, all parts of the rescuer's head are protected from external physical, thermal and chemical influences. Due to the sound-insulating properties of the materials that make up the outer shell 4 of the protective helmet 1 passive protection against external noise is achieved inside the entire cavity of the protective helmet 1, including in the area of the location of the outer cups 7 of full-size headphones of the telephone-microphone headset 3. In this case, the form of the external shell 4 with side elements 6 allows you to protect the outer cups 7 of full-size headphones and, consequently, the hearing organs of the rescuer from external influences.

Для обеспечения дополнительной защиты лица защитный шлем 1 снабжен забралом. Предпочтительно выполнение забрала из нескольких слоев поликарбоната, между которыми размещена теплоотражающая пленка. Забрало установлено на внешней оболочке 4 с возможностью поворота и размещения в нерабочем положении между внешней оболочкой и внутренним каркасом защитного шлема. Дополнительно защитный шлем 1 может быть снабжен очками, установленными на внешней оболочке 4 с возможностью поворота и размещения в нерабочем положении между забралом и внутренним каркасом защитного шлема 1. Для предотвращения попадания дыма и мелкой пыли под защитный шлем со стороны спины защитный шлем 1 может быть снабжен пелериной, прикрепленной к затылочной части внешней оболочки 4 защитного шлема 1.To provide additional protection for the face, the protective helmet 1 is equipped with a visor. Preferably, the visor is made of several layers of polycarbonate, between which a heat-reflecting film is placed. The visor is mounted on the outer shell 4 with the possibility of rotation and placement in the inoperative position between the outer shell and the inner frame of the protective helmet. Additionally, the protective helmet 1 can be equipped with goggles mounted on the outer shell 4 with the possibility of rotation and placement in the inoperative position between the visor and the inner frame of the protective helmet 1. To prevent the ingress of smoke and fine dust under the protective helmet from the back side, the protective helmet 1 can be equipped cape attached to the back of the head of the outer shell 4 of the protective helmet 1.

Внутренний каркас защитного шлема 1 выполнен из вспененного полиуретана жесткого или полужесткого типа. Этот материал служит для комфортного и прочного удержания защитного шлема на голове спасателя, благодаря своим физическим свойствам, он эффективно защищает голову от перегрева и способен эффективно поглощать кинетическую энергию, возникающую при ударе, способствуя амортизации удара и распределению усилия по поверхности головы. Внутренний каркас размещен со стороны внутренней поверхности купольной части внешней оболочки защитного шлема с охватом теменной, затылочной и лобной части головы спасателя, что позволяет обеспечивать защиту всех частей головы спасателя амортизируя удар при механических воздействиях на защитный шлем 1. Кроме того, вспененный полиуретан обладает высоким коэффициентом звукоизоляции, что также способствует пассивному подавлению внешнего шума. Для обеспечения комфорта спасателя при выполнении работ умягчающая подложка может быть выполнена с обеспечением естественной вентиляции волосистой части головы. Для этого в ней могут быть выполнены прорези и отверстия, образующие естественные каналы, обеспечивающие естественный пропуск воздуха (вентиляцию). Кроме того, могут быть использованы вставки из материала, отвечающего требованиям воздухопроницаемости и теплообмена.The inner frame of the protective helmet 1 is made of rigid or semi-rigid foam polyurethane. This material serves to comfortably and firmly hold the protective helmet on the rescuer's head, due to its physical properties, it effectively protects the head from overheating and is able to effectively absorb the kinetic energy arising from impact, contributing to shock absorption and distribution of force over the head surface. The inner frame is located on the side of the inner surface of the dome part of the outer shell of the protective helmet with coverage of the parietal, occipital and frontal parts of the rescuer's head, which makes it possible to protect all parts of the rescuer's head by absorbing the shock during mechanical impact on the protective helmet 1. In addition, the foam polyurethane has a high coefficient sound insulation, which also contributes to the passive suppression of external noise. To ensure the rescuer's comfort during the work, the softening pad can be provided with natural ventilation of the scalp. For this, slots and openings can be made in it, forming natural channels that provide natural air passage (ventilation). In addition, inserts of a material that meets the requirements of air permeability and heat transfer can be used.

Для обеспечения связи в условиях высокого шума используется телефонно-микрофонная гарнитура 3, обеспечивающая пассивное и активное шумоподавление. Для пассивного шумоподавления внешняя чашка 7 полноразмерных наушников снабжена шумопоглощающим материалом, размещенным на внутренней поверхности внешней стенки внешней чашки 7, а также амбушюрой, расположенной по контуру внешней чашки и выполненной с обеспечением плотного ее прилегания к голове спасателя таким образом, что она полностью перекрывает ушную раковину. Плотное прилегание внешних чашек 7 полноразмерных наушников обеспечивается благодаря устройству 8 для их крепления на голове спасателя, которое ограничивает их вертикальное перемещение относительно органов слуха, а также размещению внешних чашек 7 в боковых элементах 6 внешней оболочки 4 защитного шлема, которые также не дают наушникам изменять свое местоположение относительно органов слуха спасателя. Кроме того, как было указано выше, применение материалов для изготовления внешней оболочки 4 и внутреннего каркаса защитного шлема 1 благодаря их звукоизолирующим свойствам также обеспечивает пассивное шумоподавление. При этом боковые элементы 6 внешней оболочки 4 защитного шлема являются дополнительным шумоизолирующим барьером. Для активного шумоподавления электронное устройство внешней чашки 7 оснащено системой шумокомпенсации и микроконтроллером для ее управления. Система шумокомпенсации выполнена с возможностью автоматического срабатывания при уровне шума свыше 110 дБ. Микроконтроллер отслеживает уровень шума и при достижении этой величины он включает систему шумоподавления.To ensure communication in high-noise conditions, a telephone-microphone headset 3 is used, which provides passive and active noise cancellation. For passive noise cancellation, the outer cup 7 of full-size headphones is equipped with noise-absorbing material located on the inner surface of the outer wall of the outer cup 7, as well as an ear cushion located along the contour of the outer cup and made to ensure its snug fit to the rescuer's head so that it completely covers the auricle ... A snug fit of the outer cups 7 of full-size headphones is provided thanks to the device 8 for attaching them to the rescuer's head, which limits their vertical movement relative to the hearing organs, as well as the placement of the outer cups 7 in the side elements 6 of the outer shell 4 of the protective helmet, which also prevent the headphones from changing their location relative to the hearing aid of the rescuer. In addition, as mentioned above, the use of materials for the manufacture of the outer shell 4 and the inner frame of the protective helmet 1, due to their sound insulating properties, also provides passive noise reduction. In this case, the side elements 6 of the outer shell 4 of the protective helmet are an additional noise insulation barrier. For active noise cancellation, the electronic device of the outer cup 7 is equipped with a noise cancellation system and a microcontroller to control it. The noise compensation system is made with the possibility of automatic operation at a noise level above 110 dB. The microcontroller monitors the noise level and when this value is reached, it turns on the noise reduction system.

Используют систему следующим образом.Use the system as follows.

На голове размещают полноразмерные наушники, размещая внешние чашки 7 с полным перекрытием ушных раковин и регулируя при этом их положение с помощью устройства 8 для их крепления. Тангенту 13 закрепляют с помощью клипсы на одежде в удобном для использования месте. Внешний провод 11 подключают к рации 12. Регулируют громкость тракта приема на рации. Производят проверку работоспособности гарнитуры произнесением нескольких фраз. После этого закрепляют на голове защитный шлем 1 и полнолицевую дыхательную маску 2. Ригельные зацепы полнолицевой дыхательной маски 2 фиксируют на крепежных зацепах 17 защитного шлема 1. Для дополнительного закрепления защитного шлема 1 на голове спасателя используют подбородочный ремень, которым снабжена его внешняя оболочка 4. С этой целью подбородочный ремень выполнен регулируемым по длине. Далее производят внешнее подключение встроенного микрофонного устройства полнолицевой дыхательной маски 2 с помощью разъема 16 к электронному устройству полноразмерных наушников.Full-size headphones are placed on the head, placing the outer cups 7 with full overlap of the auricles and adjusting their position using the device 8 for attaching them. Tangent 13 is fixed with a clip on clothing in a place convenient for use. External wire 11 is connected to the walkie-talkie 12. Adjust the volume of the receive path on the walkie-talkie. They check the performance of the headset by pronouncing several phrases. After that, a protective helmet 1 and a full-face respiratory mask 2 are fixed on the head 2. The bolt hooks of the full-face respiratory mask 2 are fixed on the fastening hooks 17 of the protective helmet 1. For additional fastening of the protective helmet 1 on the rescuer's head, a chin strap is used, which is equipped with his outer shell 4. С for this purpose, the chin strap is made adjustable in length. Next, the built-in microphone device of the full-face breathing mask 2 is connected externally using the connector 16 to the electronic device of the full-size headphones.

Связь осуществляется в режиме рации, то есть для передачи в эфир голосового сообщения следует нажать на тангенту 13 и удерживать ее до окончания передачи сообщения.Communication is carried out in radio mode, that is, to broadcast a voice message, press the push-button 13 and hold it until the end of the message transmission.

Дополнительно имеется возможность использования связи в ситуации, когда по каким-либо причинам необходимо снять полнолицевую дыхательную маску 2. В этом случае достаточно отключить разъем 16 от наушников, при этом происходит автоматическое активирование выносного микрофона 10.Additionally, it is possible to use communication in a situation where, for some reason, it is necessary to remove the full-face respiratory mask 2. In this case, it is enough to disconnect the connector 16 from the headphones, and the external microphone 10 is automatically activated.

Claims

1. The safety and communication system of the rescuer, including a head protection device and a full-face breathing mask, having a headband and a face piece designed to fit snugly against the rescuer's face and equipped with a built-in microphone device, an exhalation unit and an inhalation unit connected to a lung valve having a channel air supply through the air hose from the reducer of the compressed air cylinder, characterized in that the system is additionally equipped with a telephone and microphone headset, the head protection device is made in the form of a protective helmet, consisting of an inner frame and an outer shell made of one-piece, made by matrix pressing of composite material, comprising a reinforcing filler made of fiberglass, carbon fiber and Kevlar based on a binder made of a slow-burning polymer with high heat resistance, impact strength and chemical resistance, and having a dome element made with the possibility of covering the parietal, occipital and frontal parts of the user's head, as well as two opposite side elements, which are made with the formation of cavities for placing in them the external cups of full-size headphones of a telephone-microphone headset, connected to each other by a device for attaching to the rescuer's head, while the external cups of full-size headphones are equipped with noise-absorbing material , an ear cushion made to ensure its snug fit to the rescuer's head with complete overlap of the auricle, and at least one outer cup of full-size headphones is equipped with an electronic device, including a speaker, a noise canceling system and a microcontroller for controlling it and switching to radio mode, connected to an external microphone mounted on the holder and connected to an external wire to the radio through a push-to-talk, while the side elements of the outer shell of the protective helmet are equipped with fastening hooks made with the possibility of fixing the crossbar elements, hinged on a full-face respiratory mask, the built-in microphone device of which is made with the possibility of external connection to the electronic device of full-size headphones of a telephone-microphone headset, in addition, the inner frame of the protective helmet is made of foamed polyurethane, located on the side of the inner surface of the dome part of the outer shell of the protective helmet with coverage of the parietal , the occipital and frontal part of the rescuer's head and covered with a softening pad.

2. The system of claim. 1, characterized in that each transom element is made telescopic with parts spring-loaded relative to each other and has a locking protrusion at the free end, complementary in shape to the fastening hook of the protective helmet.

3. The system according to claim 1, characterized in that the noise compensation system is made with the possibility of automatic operation at a noise level above 110 dB.

4. The system according to claim 1, characterized in that the protective helmet is equipped with a visor made of several layers of polycarbonate, between which a heat-reflecting film is placed, and mounted on the outer shell with the possibility of rotation and placement in an inoperative position between the outer shell and the inner frame of the protective helmet ...

5. The system of claim. 4, characterized in that the protective helmet is provided with goggles mounted on the outer shell with the possibility of rotation and placement in the inoperative position between the visor and the inner frame of the protective helmet.

6. The system of claim. 1, characterized in that the protective helmet is provided with a chin strap adjustable in length, fixed on the outer shell of the protective helmet.

7. The system of claim. 1, characterized in that the softening substrate is made to provide natural ventilation of the scalp.

8. The system of claim. 1, characterized in that the protective helmet is equipped with a cape attached to the back of the outer shell of the protective helmet.