WO2022074426A1 - Personal air filtration system - Google Patents

Personal air filtration system Download PDF

Info

Publication number
WO2022074426A1
WO2022074426A1 PCT/IB2020/059350 IB2020059350W WO2022074426A1 WO 2022074426 A1 WO2022074426 A1 WO 2022074426A1 IB 2020059350 W IB2020059350 W IB 2020059350W WO 2022074426 A1 WO2022074426 A1 WO 2022074426A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mask
air
flow channel
user
filtration system
Prior art date
Application number
PCT/IB2020/059350
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Кирилл КУЛАКОВСКИЙ
Original Assignee
Кирилл КУЛАКОВСКИЙ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кирилл КУЛАКОВСКИЙ filed Critical Кирилл КУЛАКОВСКИЙ
Priority to PCT/IB2020/059350 priority Critical patent/WO2022074426A1/en
Priority to TW109215718U priority patent/TWM612530U/en
Priority to BR202020024739-0U priority patent/BR202020024739U2/en
Priority to KR2020200004470U priority patent/KR20220000819U/en
Priority to PCT/IB2021/057852 priority patent/WO2022074476A1/en
Publication of WO2022074426A1 publication Critical patent/WO2022074426A1/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B18/00—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
    • A62B18/006—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort with pumps for forced ventilation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B23/00—Filters for breathing-protection purposes
    • A62B23/02—Filters for breathing-protection purposes for respirators
    • A62B23/025—Filters for breathing-protection purposes for respirators the filter having substantially the shape of a mask
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B18/00—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
    • A62B18/02—Masks
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B18/00—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
    • A62B18/02—Masks
    • A62B18/025—Halfmasks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0039—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with flow guiding by feed or discharge devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/4236—Reducing noise or vibration emissions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/4245—Means for power supply or devices using electrical power in filters or filter elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/4254—Allowing or improving visual supervision, e.g. lamps, transparent parts, windows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/44—Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration
    • B01D46/446—Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration by pressure measuring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/88—Replacing filter elements

Definitions

  • the present invention relates to an air filtration system with controlled air supply for cleaning air flow containing suspended particles according to the preamble of paragraph 1 of the claims.
  • the claimed system is applicable for personal purification of the air flow from suspended particles contained in it, such as dust, soot, pollen, water droplets, oils and other solid particles and liquids.
  • the present invention avoids the above disadvantages by conveniently placing the filtering system on the user's head, while reducing the user's perceived noise level from the air blower and protecting not only the nose and mouth of the user's face, but also his eyes from airborne particles contained in the surrounding atmosphere, allowing while the user, if necessary, wear glasses.
  • the purpose of the present invention is to provide a self-contained personal air filtration system, allowing it to be conveniently positioned to be worn on the user's head without additional fastening devices, as well as to reduce the user's perceived noise level of the air blower, while protecting the entire face of the user.
  • the claimed air filtration system has a protective mask for wearing on the user's face with a seal located at least partially along its edges, while creating a closed space between the inner surface of the mask and the user's face, respectively, his head.
  • the seal located along the edge of the mask also partially holds the function of the mask on the user's head, preventing its position from changing after installation.
  • In the upper part of the protective breathing mask there is a body, which fits the parietal part of the user's head with its part adjacent to the user's head. This allows the mask to be held on the head primarily by fitting the body to the crown of the wearer's head, which is the only attachment of the mask to the wearer's head.
  • Forced air is supplied to the space between the mask and the user's face by means of at least one first flow channel and at least one second flow channel located in the housing, while a blower is installed exclusively in the first flow channel to create an air flow in it supplied through the first the air filter into the first outlet of the first flow channel, after which the air enters the volume bounded by the inner surface of the mask and the user's face.
  • the forced air flow passing through the first flow channel entrains, due to the location of the second outlet of the second flow channel in close proximity to the first outlet of the first flow channel, an additional air flow through the second flow channel, in which filters are also installed.
  • the main forced air flow passing through the first channel draws air from the second additional channel into the space under the mask, while allowing an increase in the amount of air injected into the space between the mask and the user's face without increasing the fan power.
  • this leads to a reduction in the noise and vibration load induced by the blower compared to the prior art, where there are only one or several channels, each of which contains a fan.
  • the second outlet is located at a distance from the first outlet, allowing according to the principle of ejection of a jet of air emanating from the first outlet, entrain air from the second outlet.
  • the first and second outlets are spaced apart from each other by less than one quarter of the minimum transverse dimension of the first outlet, which may be of various shapes, such as a circle, oval, square, rhombus, or triangle.
  • the second outlet is located adjacent to the first outlet. In this case, the ejection effect is maximum.
  • the first and second inlets are located at a distance from each other at a distance exceeding one quarter of the minimum transverse dimension of the first inlet.
  • the first inlet may have a different shape, for example, round, oval, square, diamond-shaped or triangular.
  • the second inlet may be in the form of a ring surrounding the first inlet, with the distance of the first from the second inlet is determined by the minimum distance between them.
  • the first flow channel has an injection chamber tapering in the direction from the first inlet to the second inlet. This makes it possible to speed up the flow exiting through the first outlet, thus enhancing the ejection effect.
  • the injection chamber can be located in any part of the first flow channel.
  • the device for releasing excessive air pressure from under the mask during its use is made either in the form of a partially breathable seal located at least partially along the edges of the mask, or in the form of an exhaust valve, opening at a given increased level of pressure between the mask and the user's face.
  • a partially breathable sealant for example, partially breathable foam rubber can be used.
  • an exhaust valve either textile valves integrated into the seal can be used, or mechanical valves of known design, which open to release air from under the mask at a given increased pressure level between the mask and the wearer's face and close when the pressure decreases.
  • These valves can be located both on the surface of the mask, in its peripheral areas, and in the body to release air to the outside. Alternatively, these valves can be located in the second, respectively, in the second channels.
  • One form of implementation of the filtration system provides for a pressure sensor that communicates with the volume bounded by the inner surface of the mask and the face, respectively, the surface of the user's head.
  • the control device is configured to regulate the rhythm and volume of air supplied by the blower to the mask depending on the pressure measured by this pressure sensor, while allowing, due to the pressure drop in the mask during the user's inhalation and the increase in pressure during the user's exhalation, to control the operation of the blower.
  • Another variant of the filtration system implementation provides for the implementation of the control device with the ability to maintain pressure between the mask and the user's face at 0.01-20% above atmospheric pressure, at least during exhalation. Additionally, it is also possible to maintain the pressure between the mask and the user's face at the same level during inspiration. This makes it possible to continuously supply the user with fresh, purified air that has passed exclusively or mostly through the first and second filtered inlets.
  • the protective mask is made in the form of a full-face transparent or covered with a photochronous layer of a visor, the edges of which basically follow the contours of the user's head adjacent to it.
  • the mask is made flexible, whereby adapting the shape of the mask to the different head shapes of the user is achieved, so that people with a larger head size and a smaller head size can use the mask of the same size.
  • the mask is shaped to fit under the user's chin, with a soft and massive seal in the lower part of the mask providing a snug fit under the user's chin and preventing the lower part of the mask from moving forward or backward. Either the upper part of the mask or the entire mask can be covered with a photochromic layer, while adapting the degree of darkening of the mask depending on the intensity of the outside light.
  • the common center of gravity of the body with the above mask elements contained in it is made falling on the parietal region of the user's head, which makes it possible to securely hold the mask with the body on the user's head without additional holding devices.
  • the mask is sufficiently spacious in the region of the wearer's eyes to allow the user with glasses to use the mask.
  • the temples of the goggles are tightly fitted with a gasket located, among other things, in the side edge of the mask, without creating gaps around the temples of the goggles, which negatively affect the sealing of the mask.
  • the first and second air filters are replaceable after extended use.
  • HEPA or ULPA type filters are used as air filters.
  • the claimed filtration system with a full-face mask and a housing located in its upper part also makes it possible to place a navigation system in the housing, and use the inner surface of the breathing mask as a display of the navigation system.
  • Another embodiment of the claimed system provides for the use of an application for a mobile device as a user control interface and / or for displaying functional parameters. filtration systems. In this case, there is no need to locate button and other touch controls on the surface of the housing to control the operation of the filtration system.
  • Fig. 1 the appearance of one of the embodiments of the claimed filtration system
  • Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of the housing A-A shown in FIG. one.
  • Fig. 3 is a schematic front view of the filtration system showing the movement of air flows in and out of the filtration system.
  • the present invention describes a self-contained personal air filtration system for purifying an air stream containing suspended particles.
  • FIG. 1 shows one of the embodiments of the claimed filtration system.
  • the filtration system 1 has a full-face protective mask 2 with a body 4 fixed in its upper part.
  • the protective mask 2 is made of flexible transparent plexiglass, along the inner edges of which, with the exception of the area of the mask to which the body 4 is attached, there is a seal 3 made of soft foam rubber and designed to seal the space between the inner edges of the mask 2 and the face, respectively, the head of the user.
  • a part of the seal 3 is made in the form of breathable foam rubber, which plays the role of a device for releasing 5 excess air pressure from under the mask 2 during its use.
  • the seal 3 and the release device 5 are made to pass into each other without a gap.
  • the inner surface of the mask 2, the seal 3, the release device 5, the inner surface of the body 4 and the face, respectively, under the mask and under the body parts of the user's head form a closed space.
  • the body 4 itself is made in the form of an elongated, close to oval shape from above, and its part spaced from the mask is curved downwards towards the mask in such a way that the lower surface of the body 4 located on the side of the mask has the shape of the parietal part of the user's head.
  • the middle part of the housing 4 on its upper surface there are two buttons for controlling the operation of the supercharger (see Fig. 2).
  • FIG. 2 shows a partial section of the body 4 along the line A-A shown in FIG. 1.
  • the first air filter 16 is located in the first flow channel 6 of its upper part.
  • the blower can be a fan, an air pump, or any other air blowing device known from the prior art. Unlike shown in Fig. 2 positions of the blower 10, alternatively, it can be located in any part of the first flow channel 6.
  • the blower 10 serves to create an air flow in the first flow channel 6 in the direction from the first inlet 11 to the first outlet 21.
  • the air flow entering the first flow channel is indicated arrow 8, and the air flow leaving the first outlet is indicated by arrow 9.
  • the air flow channel 6 In the upper part of the first flow channel 6 there is an injection chamber 23, decreasing in its cross section in the direction from the first inlet 11 to the direction of the first outlet 21. Passing through the first flow channel 6 the air is filtered by the first filter 16.
  • the second flow channel 7 In FIG. 2 to the right and left of the first flow channel 6 is the second flow channel 7, made concentric around the first flow channel 6.
  • the second flow channel 7 in cross section has equal width along its entire length and extends from the upper surface of the housing 4, starting at the second inlet 12 to the lower surface of the housing 4, ending in the second outlet 22.
  • the second filter 17 is located in the upper part of the second flow channel 7.
  • the second inlet 12 is spaced apart from the first inlet by approximately half the diameter of the first inlet 11, while the second outlet 22 is adjacent to the first outlet 21.
  • the first and second inlets 11, 12 may be located at a distance of more than one quarter of the minimum transverse dimension of the first inlet 11 from each other, while the first and second outlets 21, 22 may be located at a distance of less than one quarter of the minimum transverse dimension of the first outlet from each other section 21.
  • Such an arrangement of the outlets is determined solely by the necessary condition for the implementation of the principle of ejection of an air jet emanating from the first outlet, that is, the need to entrain air from the second outlet 22.
  • the air stream 9 emerging from the first flow channel 6 entrains are air flows 15 emerging from the second flow channel 7, without requiring the location of additional blowers in the second flow channel 7.
  • control device 18 for the operation of the blower 10, and an electric power supply unit 19 connected to it, as well as a pressure sensor 20 communicating with the volume limited by the inner surface of the mask 2 and the face, respectively, by the surface of the user's head.
  • Control device 18 is operatively coupled to blower 10 and pressure sensor 20, which in FIG. 2 is shown with a dashed line.
  • the pressure sensor 20 measures the pressure in the specified volume, and the control device 18 is configured to regulate the rhythm and volume of air supplied by the blower 10 to the mask 2 depending on the pressure measured by the pressure sensor 20. This allows you to control the operation of the blower 10 depending on the pressure measured by the sensor 20 pressure.
  • the control device 18 gives a signal to the blower 10 to increase the intensity of air injection in the first flow channel 6, while maintaining the pressure between the mask and the user's face 0.01-20% higher than the external atmospheric pressure.
  • the pressure under the mask increases, which is recorded by the pressure sensor 20, respectively, the control device 18 instructs the blower 10 to reduce the amount of air injected, or to temporarily stop the blower. This also maintains a pressure between the mask and the user's face at 0.01-20% above atmospheric pressure during the exhalation of the user. Overpressure from under the mask during exhalation of the wearer is reduced by releasing the overpressure of air under the mask by the overpressure release device 5 shown in FIG. one.
  • the filtration system is made without a pressure sensor 20 (not shown), while the intensity of the blower 10 remains constant, respectively, this constant level of blower work can be controlled by the blower 13 operation control buttons associated with the control device 18, shown in Fig. . 1.
  • the blower 10 operates constantly, creating excess pressure in the volume under the mask 2, which, when the user exhales, is maintained at a constant level above atmospheric due to the release of air from under the mask by the excess air pressure release device 5.
  • FIG. 3 schematically shows the principle of operation of the filtration system in front view.
  • the air flow 8 entering the first flow channel, being accelerated by the supercharger 10 exits into the space under the mask in the form of the air flow 9 leaving the first flow channel, entraining the air flows 15 leaving the second flow channel due to the ejection effect, due to which the air flow 15 leaving the second flow channel the channel 7 is sucked in by the air flows 14 entering the second flow channel.
  • the excess pressure under the mask is reduced due to the devices 5 for releasing excess air pressure located in the lower and side parts of the mask.
  • the number and the arrangement of the overpressure air outlet devices 5 may differ from those shown in FIG. 3.
  • Excessive air pressure release devices 5 are made either in the form of a partially breathable seal 5 located continuously in line with the seal 3, or in the form of an exhaust valve (not shown) that opens at a given increased pressure level between the mask 2 and the user's face.
  • the exhaust valves in an alternative embodiment can be located both on the surface of the mask 2, and in the housing 4 or in the second flow channel 7.
  • the number and arrangement of the second flow channels 7 may be different from that shown in FIG. 2.
  • the most preferred is the implementation of the housing 4 with the possibility of replacing the first and second air filters 16, 17, which are filters of the HEPA or ULPA type.
  • the compact arrangement of all elements of the filtration system allows you to build a navigation system into the body 4, the display of which is the inner surface of the protective mask 2 (not shown).
  • it has an application for a mobile device as a user control interface and / or display of the functional parameters of the filtration system, such as the level of pressure maintenance under the mask and others.

Abstract

Claimed is an air filtration system (1) for purifying a flow of air containing suspended particles, said system comprising a protective mask (2) that is to be worn on the face of a user and has a seal (3) arranged at least partially along the edges thereof, at least one first flow channel (6) having a first inlet opening and a first outlet opening (11, 21) and a first air filter (16), and at least one second flow channel (7) having a second inlet opening and a second outlet opening (12, 22) and a second air filter (17). The filtration system (1) has a blower (10), disposed exclusively in the first flow channel (6), for creating a flow of air in said first flow channel (6), a control device (18) for controlling said blower (10), an electrical power supply (19), and a vent device (5) for venting excess pressure from below the mask (2) during use. The second outlet opening (22) of the second flow channel (7) is situated in direct proximity to the first outlet opening (10) of the first flow channel (6). The first and second flow channels (6, 7), the control device (10) and the electrical power supply (19) are disposed in a single housing (4) which is mounted in the top part of the protective mask (2) and is the only element for securing the mask (2) on the user's head.

Description

Персональная система фильтрации воздуха Personal Air Filtration System
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ FIELD OF TECHNOLOGY
Настоящее изобретение относится к системе фильтрации воздуха с контролируемой подачей воздуха для очистки содержащего взвешенные частицы потока воздуха согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. В частности, заявленная система применима для персональной очистки воздушного потока от содержащихся в нем взвешенных частиц, таких как пыли, сажи, пыльцы, капель воды, масел и других твердых частиц и жидкостей. The present invention relates to an air filtration system with controlled air supply for cleaning air flow containing suspended particles according to the preamble of paragraph 1 of the claims. In particular, the claimed system is applicable for personal purification of the air flow from suspended particles contained in it, such as dust, soot, pollen, water droplets, oils and other solid particles and liquids.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ BACKGROUND OF THE INVENTION
Известны персональные системы, очищающие воздушный поток от содержащихся в нем взвешенных частиц. Одним из таких примером может служить публикация WO 2020/120930 А1, которая по внешнему виду напоминает наушники, в каждом из которых расположено по одному фильтру и вентилятору, засасывающему воздух снаружи, который в свою очередь очищается воздушными фильтрами и подается в область расположения носа и рта пользователя для дыхания. Недостатком этой системы является возможность примешивания к вдыхаемому воздуху загрязнений из окружающего воздуха, поступающего для дыхания пользователя за счет неплотного прилегания закрывающей лишь частично лицо пользователя маски пользователя. Кроме того, расположение вентиляторов непосредственно на ушах пользователя создают звуковой и механический дискомфорт во время работы этих вентиляторов. В другой публикации KR 20180092363 А представлена маска, закрывающая нос и ротовую часть лица пользователя, на которой расположен вентилятор с фильтром. Такая конструкция за счет веса блока вентилятора с фильтром утяжеляет маску и способствует ее сползанию под воздействием силы гравитации вниз. Это требует усиленного крепления маски к голове пользователя, вследствие чего ношение такой маски является дискомфортным. Кроме того, представленная в этой публикации маска не закрывает глаз пользователя, вследствие чего содержащиеся в воздухе взвешенные частицы беспрепятственно могут попадать в глаза пользователя, вызывая дискомфорт или приводя к заболеваниям глаз. Known personal systems that purify the air flow from the suspended particles contained in it. One such example is the publication WO 2020/120930 A1, which in appearance resembles headphones, each of which has one filter and a fan that sucks in air from outside, which in turn is cleaned by air filters and fed into the area of the nose and mouth. breath user. The disadvantage of this system is the possibility of mixing with the inhaled air pollution from the ambient air supplied for the user's breathing due to a loose fit covering only partially the user's face of the user's mask. In addition, the location of the fans directly on the user's ears creates audible and mechanical discomfort during operation of these fans. In another publication KR 20180092363 A, a mask is presented that covers the nose and mouth of the user's face, on which a filter fan is located. This design, due to the weight of the fan assembly with the filter, makes the mask heavier and contributes to its sliding down under the influence of gravity. This requires a reinforced fastening of the mask to the user's head, as a result of which the wearing of such a mask is uncomfortable. In addition, the mask presented in this publication does not cover the user's eyes, as a result, airborne particles can freely enter the user's eyes, causing discomfort or eye disease.
Предлагаемое изобретение позволяет избежать указанные выше недостатки, удобно расположив на голове пользователя систему фильтрации, уменьшив при этом воспринимаемый пользователем уровень шума от нагнетателя воздуха и защищая от содержащихся в окружающей атмосфере взвешенных частиц не только носовую и ротовую части лица пользователя, но и его глаза, позволяя при этом пользователю при необходимости носить очки. The present invention avoids the above disadvantages by conveniently placing the filtering system on the user's head, while reducing the user's perceived noise level from the air blower and protecting not only the nose and mouth of the user's face, but also his eyes from airborne particles contained in the surrounding atmosphere, allowing while the user, if necessary, wear glasses.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ DISCLOSURE OF THE INVENTION
Целью настоящего изобретения является создание автономной персональной системы фильтрации воздуха, позволяя располагать ее удобным образом для ношения на голове пользователя без дополнительных крепящих устройств, а также понизить воспринимаемый пользователем уровень шума нагнетателя воздуха, защищая при этом все лицо пользователя. The purpose of the present invention is to provide a self-contained personal air filtration system, allowing it to be conveniently positioned to be worn on the user's head without additional fastening devices, as well as to reduce the user's perceived noise level of the air blower, while protecting the entire face of the user.
Эта задача осуществляется согласно системе фильтрации воздуха по пункту 1 формулы изобретения. Наиболее предпочтительные варианты выполнения изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения. This task is carried out according to the air filtration system according to paragraph 1 of the claims. The most preferred embodiments of the invention are presented in dependent claims.
Заявленная система фильтрации воздуха имеет защитную маску для ношения на лице пользователя с расположенным по меньшей мере частично по ее краям уплотнителем, создавая при этом между внутренней поверхностью маски и лицом пользователя, соответственно, его головной частью, замкнутое пространство. Расположенный по краевой части маски уплотнитель выполняет также частично удерживающую функцию маски на голове пользователя, препятствуя изменению ее положения после установки. В верхней части защитной дыхательной маски расположен корпус, облегающий своей прилегающей к голове пользователя частью теменную часть головы пользователя. Это позволяет маске удерживаться на голове в основном за счет прилегания корпуса к теменной части головы пользователя, который является единственным крепежным элементом маски на голове пользователя. Принудительная подача воздуха в пространство между маской и лицом пользователя выполнена посредством по меньшей мере одного первого проточного канала и по меньшей мере одного второго проточного канала, расположенных в корпусе, при этом исключительно в первом проточном канале установлен нагнетатель для создания в нем потока воздуха, подаваемого через первый воздушный фильтр в первое выходное отверстие первого проточного канала, после чего воздух поступает в объем, ограниченный внутренней поверхностью маски и лицом пользователя. Нагнетаемый поток воздуха, проходящий через первый проточный канал, увлекает за счет расположения второго выходного отверстия второго проточного канала в непосредственной близости от первого выходного отверстия первого проточного канала дополнительный поток воздуха через второй проточный канал, в котором также установлены фильтры. Таким образом, основной нагнетаемый поток воздуха, проходящий через первый канал, втягивает в пространство, находящееся под маской, воздух из второго дополнительного канала, позволяя при этом увеличить количество нагнетаемого в пространство между маской и лицом пользователя воздуха без увеличения мощности вентилятора. В свою очередь, это ведет к понижению шумовой и вибрационной нагрузки, индуцируемой нагнетателем по сравнению с уровнем техники, где имеется лишь один или несколько каналов, в каждом из которых расположены по вентилятору. The claimed air filtration system has a protective mask for wearing on the user's face with a seal located at least partially along its edges, while creating a closed space between the inner surface of the mask and the user's face, respectively, his head. The seal located along the edge of the mask also partially holds the function of the mask on the user's head, preventing its position from changing after installation. In the upper part of the protective breathing mask there is a body, which fits the parietal part of the user's head with its part adjacent to the user's head. This allows the mask to be held on the head primarily by fitting the body to the crown of the wearer's head, which is the only attachment of the mask to the wearer's head. Forced air is supplied to the space between the mask and the user's face by means of at least one first flow channel and at least one second flow channel located in the housing, while a blower is installed exclusively in the first flow channel to create an air flow in it supplied through the first the air filter into the first outlet of the first flow channel, after which the air enters the volume bounded by the inner surface of the mask and the user's face. The forced air flow passing through the first flow channel entrains, due to the location of the second outlet of the second flow channel in close proximity to the first outlet of the first flow channel, an additional air flow through the second flow channel, in which filters are also installed. Thus, the main forced air flow passing through the first channel draws air from the second additional channel into the space under the mask, while allowing an increase in the amount of air injected into the space between the mask and the user's face without increasing the fan power. In turn, this leads to a reduction in the noise and vibration load induced by the blower compared to the prior art, where there are only one or several channels, each of which contains a fan.
За счет подаваемого в пространство между маской и лицом пользователя воздуха там создается избыточное давление, максимальное значение которого регулируется устройством выпуска избыточного давления воздуха из-под маски во время ее использования. В едином корпусе также установлены устройства управления работой вентилятора и электрический блок питания. При выполнении маски из легкого плексигласа, очевидно, основная масса системы фильтрации сосредоточена в корпусе, что дает еще одно преимущество для уменьшения повреждений внешней поверхности маски, а именно при снятии системы фильтрации и ее расположения на ровной поверхности она автоматически располагается таким образом, что поверхность корпуса контактирует с поверхностью, куда положили маску по принципу «ванька-встанька». Due to the air supplied to the space between the mask and the user's face, an overpressure is created there, the maximum value of which is regulated by the device for releasing excess air pressure from under the mask during its use. Fan control devices and an electrical power supply are also installed in a single housing. When the mask is made of lightweight plexiglass, it is obvious that the bulk of the filter system is concentrated in the body, which has another advantage to reduce damage to the outer surface of the mask, namely, when the filter system is removed and placed on a flat surface, it is automatically positioned in such a way that the surface of the body contacts with the surface where the mask was placed according to the “roll-up” principle.
Согласно основному варианту выполнения изобретения второе выходное отверстие расположено на расстоянии от первого выходного отверстия, позволяющем по принципу эжекции струи воздуха, исходящей из первого выходного отверстия, увлечь за собой воздух из второго выходного отверстия. According to the main embodiment of the invention, the second outlet is located at a distance from the first outlet, allowing according to the principle of ejection of a jet of air emanating from the first outlet, entrain air from the second outlet.
Предпочтительно первый и второй выходные отверстия расположены друг от друга на расстоянии, меньшем одной четверти минимального поперечного размера первого выходного отверстия, которое может иметь различную форму, например, форму круга, овала, квадрата, ромба или треугольника. Preferably, the first and second outlets are spaced apart from each other by less than one quarter of the minimum transverse dimension of the first outlet, which may be of various shapes, such as a circle, oval, square, rhombus, or triangle.
Согласно одному из вариантов выполнения заявленной системы второе выходное отверстие расположено прилегающим к первому выходному отверстию. В этом случае эффект эжекции является максимальным. According to one embodiment of the claimed system, the second outlet is located adjacent to the first outlet. In this case, the ejection effect is maximum.
Согласно еще одному варианту выполнения системы первый и второй входные отверстия расположены на удалении друг от друга на расстоянии, превышающем одну четверть минимального поперечного размера первого входного отверстия. При этом первое входное отверстие может иметь различную форму, например, круглую, овальную, квадратную, ромбовидную или треугольную. Второе входное отверстие может иметь форму кольца, окружающего первое входное отверстие, при этом удаление первого от второго входных отверстий определяется минимальным расстоянием между ними. Вторых отверстий также может быть несколько и они могут иметь различную форму и быть расположенными либо в одну линию с первым входным отверстием, либо вокруг него. According to another embodiment of the system, the first and second inlets are located at a distance from each other at a distance exceeding one quarter of the minimum transverse dimension of the first inlet. In this case, the first inlet may have a different shape, for example, round, oval, square, diamond-shaped or triangular. The second inlet may be in the form of a ring surrounding the first inlet, with the distance of the first from the second inlet is determined by the minimum distance between them. There can also be several second holes and they can have different shapes and be located either in line with the first inlet or around it.
Согласно одному из вариантов заявленной системы, первый проточный канал имеет нагнетательную камеру, сужающуюся по направлению от первого входного отверстия ко второму входному отверстию. Это позволяет ускорить поток, выходящий через первое выходное отверстие, соответственно, усилить эффект эжекции. Нагнетательная камера при этом может располагаться в любой части первого проточного канала. According to one of the variants of the claimed system, the first flow channel has an injection chamber tapering in the direction from the first inlet to the second inlet. This makes it possible to speed up the flow exiting through the first outlet, thus enhancing the ejection effect. In this case, the injection chamber can be located in any part of the first flow channel.
Согласно еще одному варианту выполнения заявленной системы устройство выпуска избыточного давления воздуха из-под маски во время ее использования выполнено либо в виде частично воздухопроницаемого уплотнителя, расположенного по меньшей мере частично по краям маски, либо в виде выпускного клапана, открывающегося при заданном повышенном уровне давления между маской и лицом пользователя. В качестве частично воздухопроницаемого уплотнителя может использоваться, например, частично воздухопроницаемый поролон. В качестве выпускного клапана могут использоваться либо текстильные клапаны, интегрированные в уплотнитель, либо механические клапаны известной конструкции, открывающиеся для выпуска воздуха из-под маски при заданном повышенном уровне давления между маской и лицом пользователя и закрывающиеся при понижении давления. Эти клапаны могут располагаться как на поверхности маски, на ее периферийных участках, так и в корпусе для выпуска воздуха наружу. Альтернативно эти клапаны могут располагаться во втором, соответственно, во вторых каналах. According to another embodiment of the claimed system, the device for releasing excessive air pressure from under the mask during its use is made either in the form of a partially breathable seal located at least partially along the edges of the mask, or in the form of an exhaust valve, opening at a given increased level of pressure between the mask and the user's face. As a partially breathable sealant, for example, partially breathable foam rubber can be used. As an exhaust valve, either textile valves integrated into the seal can be used, or mechanical valves of known design, which open to release air from under the mask at a given increased pressure level between the mask and the wearer's face and close when the pressure decreases. These valves can be located both on the surface of the mask, in its peripheral areas, and in the body to release air to the outside. Alternatively, these valves can be located in the second, respectively, in the second channels.
Одна из форм реализации системы фильтрации предусматривает датчик давления, сообщающийся с объемом, ограниченным внутренней поверхностью маски и лицом, соответственно, поверхностью головы пользователя. При этом устройство управления выполнено с возможностью регулирования ритма и объема подаваемого нагнетателем в маску воздуха в зависимости от давления, измеряемого этим датчиком давления, позволяя при этом за счет падения давления в маске во время вдоха пользователя и роста давления во время выдоха пользователя регулировать работу нагнетателя. One form of implementation of the filtration system provides for a pressure sensor that communicates with the volume bounded by the inner surface of the mask and the face, respectively, the surface of the user's head. At the same time, the control device is configured to regulate the rhythm and volume of air supplied by the blower to the mask depending on the pressure measured by this pressure sensor, while allowing, due to the pressure drop in the mask during the user's inhalation and the increase in pressure during the user's exhalation, to control the operation of the blower.
Еще один вариант выполения системы фильтрации предусматривает выполнение устройства управления с возможностью поддержания давления между маской и лицом пользователя на 0,01-20 % выше атмосферного давления, по меньшей мере, во время выдоха. Дополнительно также предусмотрена возможность поддержания давления между маской и лицом пользователя на этом же уровне и во время вдоха. Это позволяет бесперебойно снабжать пользователя свежим очищенным воздухом, прошедшим исключительно или большей частью через первое и второе входные отверстия с фильтрами. Another variant of the filtration system implementation provides for the implementation of the control device with the ability to maintain pressure between the mask and the user's face at 0.01-20% above atmospheric pressure, at least during exhalation. Additionally, it is also possible to maintain the pressure between the mask and the user's face at the same level during inspiration. This makes it possible to continuously supply the user with fresh, purified air that has passed exclusively or mostly through the first and second filtered inlets.
Согласно одному из вариантов выполнения системы фильтрации защитная маска выполнена в виде полнолицевого прозрачного, либо покрытого фотохронным слоем забрала, края которого в основном повторяют прилегающие к ней контуры головы пользователя. Наиболее предпочтительно маску выполняют гибкой, за счет чего достигается адаптация формы маски к различным формам головы пользователя, так что люди с большим размером головы и с меньшим размером головы могут использовать маску одного размера. Наиболее предпочтительно маска выполнена по форме, заходящей под подбородок пользователя, при этом мягкий и массивный уплотнитель в нижней части маски обеспечивает плотное ее прилегание под подбородком пользователя и препятствует смещению нижней части маски вперед или назад. Фотохромным слоем может быть покрыта либо верхняя часть маски, либо вся маска полностью, адаптируя при этом степень затемнения маски в зависимости от интенсивности освещения снаружи. According to one of the variants of the filtration system, the protective mask is made in the form of a full-face transparent or covered with a photochronous layer of a visor, the edges of which basically follow the contours of the user's head adjacent to it. Most preferably, the mask is made flexible, whereby adapting the shape of the mask to the different head shapes of the user is achieved, so that people with a larger head size and a smaller head size can use the mask of the same size. Most preferably, the mask is shaped to fit under the user's chin, with a soft and massive seal in the lower part of the mask providing a snug fit under the user's chin and preventing the lower part of the mask from moving forward or backward. Either the upper part of the mask or the entire mask can be covered with a photochromic layer, while adapting the degree of darkening of the mask depending on the intensity of the outside light.
Согласно еще одному варианту выполнения системы фильтрации общий центр тяжести корпуса с содержащимися в нем вышеуказанными элементами маски выполнен приходящимся на теменную область головы пользователя, что позволяет надежно удерживать маску с корпусом на голове пользователя без дополнительных удерживающих приспособлений. According to another embodiment of the filtering system, the common center of gravity of the body with the above mask elements contained in it is made falling on the parietal region of the user's head, which makes it possible to securely hold the mask with the body on the user's head without additional holding devices.
Предпочтительно маска выполнена в районе глаз пользователя достаточно просторной, позволяя пользователю с очками использовать эту маску. Дужки очков при этом плотно облегаются прокладкой, расположенной в том числе в боковой краевой части маски, не создавая при этом просветов вокруг дужек очков, негативно влияющих на уплотнение маски. Preferably, the mask is sufficiently spacious in the region of the wearer's eyes to allow the user with glasses to use the mask. At the same time, the temples of the goggles are tightly fitted with a gasket located, among other things, in the side edge of the mask, without creating gaps around the temples of the goggles, which negatively affect the sealing of the mask.
Предпочтительно первый и второй воздушные фильтры выполнены с возможностью их замены после их продолжительного использования. Предпочтительно в качестве воздушных фильтров используют фильтры типа НЕРА или ULPA. Preferably, the first and second air filters are replaceable after extended use. Preferably, HEPA or ULPA type filters are used as air filters.
Заявленная система фильтрации с полнолицевой маской и расположенным в ее верхней части корпусом позволяет также расположить в корпусе систему навигации, а в качестве дисплея системы навигации использовать внутреннюю поверхность дыхательной маски. The claimed filtration system with a full-face mask and a housing located in its upper part also makes it possible to place a navigation system in the housing, and use the inner surface of the breathing mask as a display of the navigation system.
Еще один вариант выполнения заявленной системы предусматривает использование приложения для мобильного устройства в качестве интерфейса управления пользователем и/или для отображения функциональных параметров системы фильтрации. В этом случае отпадает необходимость расположения кнопочных и иных сенсорных элементов управления на поверхности корпуса для управления работой системы фильтрации. Another embodiment of the claimed system provides for the use of an application for a mobile device as a user control interface and / or for displaying functional parameters. filtration systems. In this case, there is no need to locate button and other touch controls on the surface of the housing to control the operation of the filtration system.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
На фигурах изображены: The figures show:
Фиг. 1 - внешний вид одного из вариантов выполнения заявленной системы фильтрации, Fig. 1 - the appearance of one of the embodiments of the claimed filtration system,
Фиг. 2 - схематическое изображение поперечного сечения корпуса А-А, изображенного на Фиг. 1. Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of the housing A-A shown in FIG. one.
Фиг. 3 - схематичное изображение системы фильтрации в виде спереди, изображающее движение потоков воздуха в системе фильтрации и из нее. Fig. 3 is a schematic front view of the filtration system showing the movement of air flows in and out of the filtration system.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Настоящее изобретение описывает автономную персональную систему фильтрации воздуха для очистки содержащего взвешенные частицы потока воздуха. На Фиг. 1 изображен один из вариантов выполнения заявленной системы фильтрации. Система фильтрации 1 имеет полнолицевую защитную маску 2 с укрепленным в ее верхней части корпусом 4. Защитная маска 2 выполнена из гибкого прозрачного плексигласа, по внутренним краям которой за исключением участка маски, к которому крепится корпус 4, расположен уплотнитель 3, выполненный из мягкого поролона и предназначенный для уплотнения пространства между внутренними краями маски 2 и лицом, соответственно, головой пользователя. В нижней и боковой частях маски 2 часть уплотнителя 3 выполнена в виде воздухопроницаемого поролона, играющего роль устройства выпуска 5 избыточного давления воздуха из-под маски 2 во время ее использования. Уплотнитель 3 и устройство выпуска 5 выполнены переходящими без зазора друг в друга. Внутренняя поверхность маски 2, уплотнитель 3, устройство выпуска 5, внутренняя поверхность корпуса 4 и лицо, соответственно, находящееся под маской и под корпусом части головы пользователя образуют замкнутое пространство. В передней верхней части корпуса 4, в районе прилегания корпуса 4 к маске 2 расположено круглое первое входное отверстие 11 и концентрично к нему на некотором расстоянии от него - второе входное отверстие 12. Связь первого и второго входных отверстий 11, 12 будет показана ниже при обсуждении Фиг. 2. Сам корпус 4 выполнен в виде сверху вытянутой, близко к овальной формы, причем отстоящая от маски его часть выполнена изогнутой вниз по направлению к маске таким образом, что нижняя, расположенная со стороны маски поверхность корпуса 4 имеет форму теменной части головы пользователя. В средней части корпуса 4 на его верхней поверхности расположены две кнопки управления работой нагнетателя (см. Фиг. 2). The present invention describes a self-contained personal air filtration system for purifying an air stream containing suspended particles. On FIG. 1 shows one of the embodiments of the claimed filtration system. The filtration system 1 has a full-face protective mask 2 with a body 4 fixed in its upper part. The protective mask 2 is made of flexible transparent plexiglass, along the inner edges of which, with the exception of the area of the mask to which the body 4 is attached, there is a seal 3 made of soft foam rubber and designed to seal the space between the inner edges of the mask 2 and the face, respectively, the head of the user. In the lower and side parts of the mask 2, a part of the seal 3 is made in the form of breathable foam rubber, which plays the role of a device for releasing 5 excess air pressure from under the mask 2 during its use. The seal 3 and the release device 5 are made to pass into each other without a gap. The inner surface of the mask 2, the seal 3, the release device 5, the inner surface of the body 4 and the face, respectively, under the mask and under the body parts of the user's head form a closed space. In the front upper part of the body 4, in the area where the body 4 adjoins the mask 2, there is a round first inlet 11 and a second inlet 12 is concentric to it at some distance from it. The connection of the first and second inlets 11, 12 will be shown below when discussing Fig. 2. The body 4 itself is made in the form of an elongated, close to oval shape from above, and its part spaced from the mask is curved downwards towards the mask in such a way that the lower surface of the body 4 located on the side of the mask has the shape of the parietal part of the user's head. In the middle part of the housing 4 on its upper surface there are two buttons for controlling the operation of the supercharger (see Fig. 2).
На Фиг. 2 изображено частичное сечение корпуса 4 по линии А-А, изображенное на Фиг. 1. В центральной части Фиг. 2 указан первый проточный канал 6, имеющий первое входное отверстие 11 на верхней поверхности корпуса 4 и первое выходное отверстие 21 на нижней поверхности корпуса 4. В первом проточном канале 6 его верхней части расположен первый воздушный фильтр 16. В нижней части первого проточного канала 6 расположен нагнетатель воздушной среды 10. В качестве нагнетателя может использоваться вентилятор, воздушный насос или любое другое известное из уровня техники устройство для нагнетания воздушной среды. В отличие от изображенного на Фиг. 2 положения нагнетателя 10 альтернативно он может быть расположен в любой части первого проточного канала 6. Нагнетатель 10 служит для создания воздушного потока в первом проточном канале 6 в направлении от первого входного отверстия 11 к первому выходному отверстию 21. Входящий в первый проточный канал поток воздуха обозначен стрелкой 8, а выходящий из первого выходного отверстия поток воздуха обозначен стрелкой 9. В верхней части первого проточного канала 6 имеется нагнетательная камера 23, уменьшающаяся в своем поперечном сечении по направлению от первого входного отверстия 11 к направлению первого выходного отверстия 21. Проходящий через первый проточный канал 6 воздух фильтруется первым фильтром 16. На Фиг. 2 справа и слева от первого проточного канала 6 расположен второй проточный канал 7, выполненный концентрично вокруг первого проточного канала 6. Второй проточный канал 7 в поперечном сечении имеет равную ширину по всей своей длине и распространяется от верхней поверхности корпуса 4, начинаясь у второго входного отверстия 12 до нижней поверхности корпуса 4, оканчиваясь вторым выходным отверстием 22. В верхней части второго проточного канала 7 расположен второй фильтр 17. В представленном примере выполнения системы фильтрации второе входное отверстие 12 разнесено от первого входного отверстия приблизительно на расстояние, равное половине диаметра первого входного отверстия 11, в то время как второе выходное отверстие 22 расположено прилегающим к первому выходному отверстию 21. Альтернативно к этому варианту выполнения первое и второе входные отверстия 11, 12 могут быть расположены друг от друга на расстоянии, превышающем одну четверть минимального поперечного размера первого входного отверстия 11, в то время как первое и второе выходные отверстия 21, 22 могут быть расположены друг от друга на расстоянии меньшем одной четверти минимального поперечного размера первого выходного отверстия 21. Такое расположение выходных отверстий определяется исключительно необходимым условием выполнения принципа эжекции струи воздуха, исходящей из первого выходного отверстия, то есть необходимостью увлечь за собой воздух из второго выходного отверстия 22. Иными словами, выходящий из первого проточного канала 6 поток воздуха 9 увлекает за собой выходящие из второго проточного канала 7 потоки воздуха 15, не требуя при этом расположения во втором проточном канале 7 дополнительных нагнетателей. On FIG. 2 shows a partial section of the body 4 along the line A-A shown in FIG. 1. In the central part of FIG. 2 shows the first flow channel 6 having the first inlet 11 on the upper surface of the housing 4 and the first outlet 21 on the lower surface of the housing 4. The first air filter 16 is located in the first flow channel 6 of its upper part. air blower 10. The blower can be a fan, an air pump, or any other air blowing device known from the prior art. Unlike shown in Fig. 2 positions of the blower 10, alternatively, it can be located in any part of the first flow channel 6. The blower 10 serves to create an air flow in the first flow channel 6 in the direction from the first inlet 11 to the first outlet 21. The air flow entering the first flow channel is indicated arrow 8, and the air flow leaving the first outlet is indicated by arrow 9. In the upper part of the first flow channel 6 there is an injection chamber 23, decreasing in its cross section in the direction from the first inlet 11 to the direction of the first outlet 21. Passing through the first flow channel 6 the air is filtered by the first filter 16. In FIG. 2 to the right and left of the first flow channel 6 is the second flow channel 7, made concentric around the first flow channel 6. The second flow channel 7 in cross section has equal width along its entire length and extends from the upper surface of the housing 4, starting at the second inlet 12 to the lower surface of the housing 4, ending in the second outlet 22. The second filter 17 is located in the upper part of the second flow channel 7. In the presented example of the filtration system the second inlet 12 is spaced apart from the first inlet by approximately half the diameter of the first inlet 11, while the second outlet 22 is adjacent to the first outlet 21. Alternatively to this embodiment, the first and second inlets 11, 12 may be located at a distance of more than one quarter of the minimum transverse dimension of the first inlet 11 from each other, while the first and second outlets 21, 22 may be located at a distance of less than one quarter of the minimum transverse dimension of the first outlet from each other section 21. Such an arrangement of the outlets is determined solely by the necessary condition for the implementation of the principle of ejection of an air jet emanating from the first outlet, that is, the need to entrain air from the second outlet 22. In other words, the air stream 9 emerging from the first flow channel 6 entrains are air flows 15 emerging from the second flow channel 7, without requiring the location of additional blowers in the second flow channel 7.
В нижней правой части Фиг. 2 у нижней поверхности корпуса 4 расположены устройство управления 18 работы нагнетателя 10, и подключенный к нему электрический блок питания 19, а также датчик давления 20, сообщающийся с объемом, ограниченным внутренней поверхностью маски 2 и лицом, соответственно, поверхностью головы пользователя. Устройство управления 18 функционально связано с нагнетателем 10 и датчиком давления 20, что на Фиг. 2 изображено штриховой линией. Датчик давления 20 измеряет давление в указанном объеме, а устройство управления 18 выполнено с возможностью регулирования ритма и объема подаваемого нагнетателем 10 в маску 2 воздуха в зависимости от давления, измеряемого датчиком давления 20. Это позволяет регулировать работу нагнетателя 10 в зависимости от измеряемого датчиком давления 20 давления. Так во время вдоха пользователя давление в вышеуказанном объеме падает, и как следствие этого устройство управления 18 дает сигнал нагнетателю 10 на увеличение интенсивности нагнетания воздуха в первом проточном канале 6, поддерживая при этом давление между маской и лицом пользователя на 0,01-20 % выше внешнего атмосферного давления. Во время выдоха пользователя давление под маской увеличивается, что регистрируется датчиком давления 20, соответственно, устройство управления 18 дает команду нагнетателю 10 на уменьшение нагнетаемого объема воздуха, либо на временное прекращение работы нагнетателя. За счет этого во время выдоха пользователя также поддерживается давление между маской и лицом пользователя на 0,01-20 % выше атмосферного давления. Избыточное давление из-под маски во время выдоха пользователя уменьшается за счет выпуска избыточного давления воздуха под маской устройством 5 выпуска избыточного давления, изображенного на Фиг. 1. In the lower right part of Fig. 2, at the lower surface of the housing 4, there is a control device 18 for the operation of the blower 10, and an electric power supply unit 19 connected to it, as well as a pressure sensor 20 communicating with the volume limited by the inner surface of the mask 2 and the face, respectively, by the surface of the user's head. Control device 18 is operatively coupled to blower 10 and pressure sensor 20, which in FIG. 2 is shown with a dashed line. The pressure sensor 20 measures the pressure in the specified volume, and the control device 18 is configured to regulate the rhythm and volume of air supplied by the blower 10 to the mask 2 depending on the pressure measured by the pressure sensor 20. This allows you to control the operation of the blower 10 depending on the pressure measured by the sensor 20 pressure. So during the user's inhalation the pressure in the above volume drops, and as a result, the control device 18 gives a signal to the blower 10 to increase the intensity of air injection in the first flow channel 6, while maintaining the pressure between the mask and the user's face 0.01-20% higher than the external atmospheric pressure. During expiration of the user, the pressure under the mask increases, which is recorded by the pressure sensor 20, respectively, the control device 18 instructs the blower 10 to reduce the amount of air injected, or to temporarily stop the blower. This also maintains a pressure between the mask and the user's face at 0.01-20% above atmospheric pressure during the exhalation of the user. Overpressure from under the mask during exhalation of the wearer is reduced by releasing the overpressure of air under the mask by the overpressure release device 5 shown in FIG. one.
В альтернативном варианте выполнения системы фильтрации система фильтрации выполнена без датчика давления 20 (не показано), при этом интенсивность работы нагнетателя 10 остается постоянной, соответственно, этот постоянный уровень работы нагнетателя может регулироваться связанными с устройством управления 18 кнопками управления работой нагнетателя 13, показанными на Фиг. 1. В этом варианте выполнения системы фильтрации нагнетатель 10 работет постоянно, создавая в объеме под маской 2 избыточное давление, которое при выдохе пользователя поддерживается на постоянном уровне выше атмосферного за счет выпуска воздуха из-под маски устройством выпуска 5 избыточного давления воздуха. In an alternative embodiment of the filtration system, the filtration system is made without a pressure sensor 20 (not shown), while the intensity of the blower 10 remains constant, respectively, this constant level of blower work can be controlled by the blower 13 operation control buttons associated with the control device 18, shown in Fig. . 1. In this version of the filtration system, the blower 10 operates constantly, creating excess pressure in the volume under the mask 2, which, when the user exhales, is maintained at a constant level above atmospheric due to the release of air from under the mask by the excess air pressure release device 5.
На Фиг. 3 схематично изображен принцип работы системы фильтрации в виде спереди. Входящий в первый проточный канал поток воздуха 8, ускоряясь нагнетателем 10, выходит в пространство под маской в виде выходящего из первого проточного канала потока воздуха 9, увлекая за собой за счет эффекта эжекции выходящие из второго проточного канала потоки воздуха 15, благодаря чему во второй проточный канал 7 засасываются входящие во второй проточный канал потоки воздуха 14. Избыточное давление под маской уменьшается за счет расположенных в нижней и в боковой части маски устройств 5 выпуска избыточного давления воздуха. В альтернативных вариантах выполнения системы фильтрации количество и расположение устройств 5 выпуска избыточного давления воздуха могут отличаться от изображенных на Фиг. 3. Устройства выпуска 5 избыточного давления воздуха выполнены либо в виде частично воздухопроницаемого уплотнителя 5, расположенных непрерывно на одной линии с уплотнителем 3, либо в виде выпускного клапана (не показано), открывающегося при заданном повышенном уровне давления между маской 2 и лицом пользователя. При этом выпускные клапаны в альтернативном варианте выполнения могут располагаться как на поверхности маски 2, так и в корпусе 4 или во втором проточном канале 7. On FIG. 3 schematically shows the principle of operation of the filtration system in front view. The air flow 8 entering the first flow channel, being accelerated by the supercharger 10, exits into the space under the mask in the form of the air flow 9 leaving the first flow channel, entraining the air flows 15 leaving the second flow channel due to the ejection effect, due to which the air flow 15 leaving the second flow channel the channel 7 is sucked in by the air flows 14 entering the second flow channel. The excess pressure under the mask is reduced due to the devices 5 for releasing excess air pressure located in the lower and side parts of the mask. In alternative embodiments of the filtration system, the number and the arrangement of the overpressure air outlet devices 5 may differ from those shown in FIG. 3. Excessive air pressure release devices 5 are made either in the form of a partially breathable seal 5 located continuously in line with the seal 3, or in the form of an exhaust valve (not shown) that opens at a given increased pressure level between the mask 2 and the user's face. In this case, the exhaust valves in an alternative embodiment can be located both on the surface of the mask 2, and in the housing 4 or in the second flow channel 7.
В альтернативных вариантах выполнения системы фильтрации количество и расположение вторых проточных каналов 7 может быть иное в сравнении с показанным на Фиг. 2. In alternative embodiments of the filtration system, the number and arrangement of the second flow channels 7 may be different from that shown in FIG. 2.
Наиболее предпочтительным является выполнение корпуса 4 с возможностью замены первого и второго воздушных фильтров 16, 17, которые являются фильтрами типа НЕРА или ULPA. The most preferred is the implementation of the housing 4 with the possibility of replacing the first and second air filters 16, 17, which are filters of the HEPA or ULPA type.
Компактное расположение всех элементов системы фильтрации за исключением маски 2 в корпусе 4, а также выполнение маски 2 полнолицевой позволяет встроить в корпус 4 систему навигации, дисплеем которой является внутренная поверхность защитной маски 2 (не показано). Согласно еще одному варианту выполнения системы фильтрации она имеет приложение для мобильного устройства в качестве интерфейса управления пользователя и/или отображения функциональных параметров системы фильтрации, таких как уровень поддержания давления под маской и других. The compact arrangement of all elements of the filtration system, with the exception of the mask 2 in the body 4, as well as the implementation of the mask 2 as a full face, allows you to build a navigation system into the body 4, the display of which is the inner surface of the protective mask 2 (not shown). According to another embodiment of the filtration system, it has an application for a mobile device as a user control interface and / or display of the functional parameters of the filtration system, such as the level of pressure maintenance under the mask and others.
Ссылочные обозначения Reference designations
1 Система фильтрации воздуха 1 Air filtration system
2 Защитная маска 2 Protective mask
3 Уплотнитель 3 seal
4 Корпус 4 Corps
5 Устройство выпуска избыточного давления воздуха5 Air pressure release device
6 Первый проточный канал 6 First flow channel
7 Второй проточный канал 7 Second flow channel
8 Входящий в первый проточный канал поток воздуха8 Air flow entering the first flow channel
9 Выходящий из первого проточного канала поток воздуха9 Air flow out of the first flow channel
10 Нагнетатель 10 Supercharger
11 Первое входное отверстие первого проточного канала11 First inlet of the first flow channel
12 Второе входное отверстие второго проточного канала12 Second inlet of the second flow channel
13 Кнопки управления работой нагнетателя 13 Supercharger control buttons
14 Входящий во второй проточный канал поток воздуха14 Air flow entering the second flow channel
15 Выходящий из второго проточного канала поток воздуха15 Air flow out of the second flow channel
16 Первый фильтр 16 First filter
17 Второй фильтр 17 Second filter
18 Устройство управления работой нагнетателя 18 Supercharger control device
19 Электрический блок питания 19 Electric power supply
20 Датчик давления 20 Pressure sensor
21 Первое выходное отверстие первого проточного канала21 First outlet of the first flow channel
22 Второе выходное отверстие второго проточного канала22 Second outlet of the second flow channel
23 Нагнетательная камера первого проточного канала23 Pressure chamber of the first flow channel
24 Выходящие из маски потоки воздуха 24 Air flows out of the mask

Claims

Формула изобретения Система фильтрации воздуха (1) для очистки содержащего взвешенные частицы потока воздуха, имеющая защитную маску (2) для ношения на лице пользователя с расположенным по меньшей мере частично по ее краям уплотнителем (3), по меньшей мере один первый проточный канал (6), имеющий первое входное отверстие (11) и первое выходное отверстие (21), и расположенный в первом проточном канале (6) первый воздушный фильтр (16), по меньшей мере один второй проточный канал (7), имеющий второе входное отверстие (12) и второе выходное отверстие (22), и расположенный во втором проточном канале (7) второй воздушный фильтр (17), отличающаяся тем, что система фильтрации (1) имеет расположенный исключительно в первом проточном канале (6) нагнетатель (10) для создания в первом проточном канале (6) потока воздуха от первого входного отверстия (16) к первому выходному отверстию (21), устройство управления (18) работой нагнетателя (10), электрический блок питания (19), устройство выпуска (5) избыточного давления воздуха из-под маски (2) во время ее использования, причем второе выходное отверстие (22) второго проточного канала (7) расположено в непосредственной близости от первого выходного отверстия (10) первого проточного канала (6), причем первый и второй проточный каналы (6,7), устройство управления (10) и электрический блок питания (19) расположены в едином корпусе (4), установленном в верхней части защитной маски (2) и являющемся единственным крепежным элементом маски (2) на голове пользователя. Система фильтрации по п. 1, в которой второе выходное отверстие (22) расположено на расстоянии от первого выходного отверстия (21), позволяющем по принципу эжекции струи воздуха, исходящей из первого выходного отверстия (21), увлечь за собой воздух из второго выходного отверстия (22). Система фильтрации по п. 1 или 2, в которой в которой первое и второе выходные отверстия (21,22) расположены друг от друга на расстоянии, меньшем одной четверти минимального поперечного размера первого выходного отверстия (21). Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, в которой второе выходное отверстие (22) расположено прилегающим к первому выходному отверстию (21). Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, в которой первое и второе входные отверстия (11,12) расположены друг от друга на расстоянии, превышающем одну четверть минимального поперечного размера первого входного отверстия (11). Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, в которой составной частью первого проточного канала (6) является нагнетательная камера (23), сужающаяся по направлению от первого входного отверстия (11) ко второму входному отверстию (21). Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, в которой устройство выпуска (5) избыточного давления воздуха из-под маски (2) во время ее использования выполнено либо в виде частично воздухопроницаемого уплотнителя (5), расположенного по меньшей мере частично по краям маски (2), либо в виде выпускного клапана, открывающегося при заданном повышенном уровне давления между маской (2) и лицом пользователя. Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, имеющая датчик давления (20), сообщающийся с объемом, ограниченным внутренней поверхностью маски (2) и лицом, соответственно поверхностью головы пользователя, причем устройство управления (18) выполнено с возможностью регулирования ритма и объёма подаваемого нагнетателем (10) в маску (2) воздуха в зависимости от давления, измеряемого датчиком давления (20), позволяя за счет падения давления в маске (2) при вдохе пользователя и роста давления при выдохе пользователя регулировать 15 работу нагнетателя (10). Система фильтрации по пункту 8, в которой устройство управления (18) выполнено с возможностью поддержания давления между маской и лицом пользователя на 0,01-20 % выше атмосферного давления как во время вдоха, так и во время выдоха пользователя. Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, в которой защитная маска (2) выполнена в виде полнолицевого прозрачного либо покрытого фотохромным слоем забрала, края которого в основном повторяют прилегающие к ней контуры головы пользователя. Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, имеющая один первый проточный канал (6) и несколько расположенных вокруг него вторых проточных каналов (7). Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, в которой общий центр тяжести корпуса (4) и маски (2) выполнен приходящимся на теменную область головы пользователя. Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, выполненная с возможностью замены первого и второго воздушных фильтров (16,17). Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, в которой воздушные фильтры (16,17) являются фильтрами типа НЕРА или ULPA. Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, имеющая встроенную в корпус (4) систему навигации, дисплеем которой является внутренняя поверхность защитной маски (2). Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, имеющая приложение для мобильного устройства в качестве интерфейса управления пользователя и/или отображения функциональных параметров системы фильтрации (1). Claims of the invention An air filtration system (1) for cleaning the air flow containing suspended particles, having a protective mask (2) for wearing on the user's face with a seal (3) located at least partially along its edges, at least one first flow channel (6 ) having a first inlet (11) and a first outlet (21), and located in the first flow channel (6) the first air filter (16), at least one second flow channel (7), having a second inlet (12 ) and the second outlet (22), and the second air filter (17) located in the second flow channel (7), characterized in that the filtering system (1) has a blower (10) located exclusively in the first flow channel (6) to create in the first flow channel (6) of the air flow from the first inlet (16) to the first outlet (21), control device (18) for the operation of the blower (10), electric power supply (19), exhaust device (5) excess air pressure from under the mask (2) during its use, and the second outlet (22) of the second flow channel (7) is located in close proximity to the first outlet (10) of the first flow channel (6), and the first and second flow channels (6,7), control device (10) and electric power supply (19) are located in a single housing (4) installed in the upper part of the protective mask (2) and being the only fastening element of the mask (2) on the user's head. Filtration system according to claim 1, in which the second outlet (22) is located at a distance from the first outlet (21), allowing, according to the principle of ejection of the air jet emanating from the first outlet (21), to entrain air from the second outlet (22). Filtration system according to claim 1 or 2, in which the first and second outlets (21,22) are located at a distance from each other less than one quarter of the minimum transverse dimension of the first outlet (21). Filtration system according to one of the previous claims, in which the second outlet (22) is adjacent to the first outlet (21). Filtration system according to one of the previous claims, in which the first and second inlets (11,12) are located at a distance from each other exceeding one quarter of the minimum transverse dimension of the first inlet (11). Filtration system according to one of the previous paragraphs, in which an integral part of the first flow channel (6) is an injection chamber (23), tapering in the direction from the first inlet (11) to the second inlet (21). Filtration system according to one of the previous paragraphs, in which the device for releasing (5) excess air pressure from under the mask (2) during its use is made either in the form of a partially breathable seal (5) located at least partially along the edges of the mask (2 ), or in the form of an exhaust valve that opens at a given elevated pressure level between the mask (2) and the user's face. Filtration system according to one of the previous paragraphs, having a pressure sensor (20) communicating with the volume limited by the inner surface of the mask (2) and the face, respectively, by the surface of the user's head, and the control device (18) is configured to regulate the rhythm and volume supplied by the blower ( 10) into the mask (2) of air depending on the pressure measured by the pressure sensor (20), allowing, due to the pressure drop in the mask (2) when the user inhales and the increase in pressure when the user exhales, to regulate 15 blower operation (10). Filtration system according to item 8, in which the control device (18) is configured to maintain pressure between the mask and the user's face at 0.01-20% above atmospheric pressure both during inhalation and during exhalation of the user. The filtering system according to one of the previous paragraphs, in which the protective mask (2) is made in the form of a full-faced transparent or covered with a photochromic layer visor, the edges of which basically follow the contours of the user's head adjacent to it. Filtration system according to one of the previous paragraphs, having one first flow channel (6) and several second flow channels (7) located around it. The filtering system according to one of the previous paragraphs, in which the common center of gravity of the body (4) and the mask (2) is made falling on the parietal region of the user's head. Filtration system according to one of the previous paragraphs, made with the possibility of replacing the first and second air filters (16,17). Filtration system according to one of the preceding claims, wherein the air filters (16,17) are HEPA or ULPA type filters. Filtration system according to one of the previous paragraphs, having a navigation system built into the body (4), the display of which is the inner surface of the protective mask (2). The filtering system according to one of the previous paragraphs, having an application for a mobile device as a user control interface and/or displaying the functional parameters of the filtering system (1).
PCT/IB2020/059350 2020-10-06 2020-10-06 Personal air filtration system WO2022074426A1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2020/059350 WO2022074426A1 (en) 2020-10-06 2020-10-06 Personal air filtration system
TW109215718U TWM612530U (en) 2020-10-06 2020-11-27 Personal air filtration system
BR202020024739-0U BR202020024739U2 (en) 2020-10-06 2020-12-03 PERSONAL AIR FILTRATION SYSTEM
KR2020200004470U KR20220000819U (en) 2020-10-06 2020-12-07 Personal air filtration system
PCT/IB2021/057852 WO2022074476A1 (en) 2020-10-06 2021-08-27 Personal air filtration system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2020/059350 WO2022074426A1 (en) 2020-10-06 2020-10-06 Personal air filtration system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022074426A1 true WO2022074426A1 (en) 2022-04-14

Family

ID=73449119

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2020/059350 WO2022074426A1 (en) 2020-10-06 2020-10-06 Personal air filtration system
PCT/IB2021/057852 WO2022074476A1 (en) 2020-10-06 2021-08-27 Personal air filtration system

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2021/057852 WO2022074476A1 (en) 2020-10-06 2021-08-27 Personal air filtration system

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR20220000819U (en)
BR (1) BR202020024739U2 (en)
TW (1) TWM612530U (en)
WO (2) WO2022074426A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2252048A (en) * 1988-06-25 1992-07-29 Racal Safety Ltd Powered respirators
US6014971A (en) * 1997-08-15 2000-01-18 3M Innovative Properties Company Protective system for face and respiratory protection
US7028688B1 (en) * 2005-04-05 2006-04-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Operationally adaptable chemical-biological mask

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM491477U (en) * 2014-08-01 2014-12-11 Euclid Technology Co Ltd Mask
GB2541672B (en) * 2015-08-25 2019-12-11 Jsp Ltd A powered air respirator kit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2252048A (en) * 1988-06-25 1992-07-29 Racal Safety Ltd Powered respirators
US6014971A (en) * 1997-08-15 2000-01-18 3M Innovative Properties Company Protective system for face and respiratory protection
US7028688B1 (en) * 2005-04-05 2006-04-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Operationally adaptable chemical-biological mask

Also Published As

Publication number Publication date
BR202020024739U2 (en) 2022-09-13
TWM612530U (en) 2021-06-01
WO2022074476A1 (en) 2022-04-14
KR20220000819U (en) 2022-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108367181B (en) Breathing apparatus
JP5320457B2 (en) Respirator system including convertible head covering member
US20210308496A1 (en) Respiratory mask
KR102137781B1 (en) Powered exhaust apparatus for a personal protection respiratory device
AU2005224169B2 (en) Respirators
KR20200029979A (en) Facial mask
KR101953127B1 (en) Facial mask
KR20150052143A (en) Powered exhaust apparatus for a personal protection respiratory device
KR101854270B1 (en) Dust respirator
JP2017501781A (en) Active ventilation system and breathing apparatus
US20120325221A1 (en) Lightweight Respirator
KR20190097802A (en) Mask
RU204164U1 (en) PERSONAL AIR FILTERING DEVICE
CN111227383A (en) Transparent mask
CN111657605A (en) Protective mask
US20220161065A1 (en) Personal Protective Facemask System
KR20180080088A (en) Fine dust blocking mask goggle
KR102210712B1 (en) Filter mask
CN212141186U (en) Protective head cover
WO2022074426A1 (en) Personal air filtration system
US20220105365A1 (en) Individual system for air filtration
CN212730754U (en) Breathing structure and breathing mask
CA3095486A1 (en) Personal air filtration system
KR101914642B1 (en) Facial mask
CN111317929A (en) Protective head cover

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20807495

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20807495

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1