WO2022074476A1 - Персональная система фильтрации воздуха - Google Patents

Персональная система фильтрации воздуха Download PDF

Info

Publication number
WO2022074476A1
WO2022074476A1 PCT/IB2021/057852 IB2021057852W WO2022074476A1 WO 2022074476 A1 WO2022074476 A1 WO 2022074476A1 IB 2021057852 W IB2021057852 W IB 2021057852W WO 2022074476 A1 WO2022074476 A1 WO 2022074476A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mask
air
user
filtration system
flow channel
Prior art date
Application number
PCT/IB2021/057852
Other languages
English (en)
French (fr)
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/IB2022/052028 priority Critical patent/WO2023026103A1/ru
Publication of WO2022074476A1 publication Critical patent/WO2022074476A1/ru

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 stream from the suspended particles contained in it, such as dust, soot, pollen, water droplets, oils and other solid particles and liquids.
  • the closest prior art is a respirator, presented in GB2252048A, from which a mask is known with a housing located on the user's head, which are attached to the user's head with fastening straps.
  • air is supplied from below through the back of the body and is directed by a fan along the entire length of the body to its front part, in which the main filter is located, after passing through which the air flow is directed into the space under the mask.
  • the fan is powered by an external electrical power supply located remotely from the filtration system, for example, on the user's belt.
  • the air exhaled by the user is removed through the flow valve located at the bottom of the mask.
  • the disadvantages of this filtration system are its bulkiness, significant energy consumption in operation, the unhygienic location of the main filter in close proximity to the user's face, as well as the inconvenience caused by the need to mount the power supply separately from the filtration system.
  • the present invention allows to avoid the above disadvantages by conveniently and compactly placing the entire filtration system on the user's head, reduce energy consumption, while reducing the user's perceived noise level from the air blower, and also increase the level of hygiene when using the system.
  • the purpose of the present invention is to create an autonomous personal air filtration system, allowing it to be conveniently located for wearing on the user's head without additional fastening devices, reduce energy consumption by lowering the perceived noise level of the air blower by the user, and also increase the level of hygiene when using the system..
  • 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.
  • the claimed air filtration system has a protective mask for wearing on the user's face with a mask obturator located at least partially along its edges, thus creating a closed space between the inner surface of the mask and the user's face, respectively, his head.
  • the obturator 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 respiratory mask there is a rigid body, fitting with its part adjacent to the user's head the parietal part of 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 attachment of the mask to the wearer's head.
  • Forced air supply into the space between the mask and the user's face is made by means of at least one flow channel located exclusively in the front part of the housing adjacent to the upper part of the mask, while a blower is installed exclusively in one main flow channel to create an air flow in it supplied through the air filter into the outlet of the main flow channel, after which the air enters the volume bounded by the inner surface of the mask and the user's face.
  • the location of at least one flow channel exclusively in the front part of the body, adjacent to the top of the mask allows to significantly reduce the overall length of the flow channel compared to the prior art, which leads to a decrease in aerodynamic drag in the flow channel. This makes it possible to reduce the power of the blower, which in turn leads to a reduction in energy consumption and noise pollution.
  • the outlets of the additional flow channels are located in close proximity to the outlet of the main flow channel.
  • additional flow channels, as well as the main flow channel are located exclusively in front of the body adjacent to the top of the mask.
  • the forced air flow passing through the main flow channel entrains, due to the location of the outlet of the additional flow channel in close proximity to the outlet of the main flow channel, an additional air flow through the additional flow channel, in which filters are also installed.
  • the main forced air flow passing through the main channel draws air from the 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 wearer'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.
  • the outlet of the additional channel is located in close proximity to the outlet of the main channel, which allows, according to the principle of ejection of an air jet emanating from the outlet of the main channel, to entrain air from the outlet of the additional channel.
  • the outlets of the main and additional channels are located at a distance from each other less than one quarter of the minimum the transverse size of the outlet of the main channel, which may have a different shape, for example, the shape of a circle, oval, square, rhombus or triangle.
  • the outlet of the additional channel is located adjacent to the outlet of the main channel, forming one common outlet in the absence of a jumper between them.
  • the ejection effect is maximum.
  • the inlets of both channels can be adjacent to each other closely, forming, in the limiting case, one common channel, on the axis of which an air blower is located with a gap to the walls.
  • the inlets of the main and additional channels are located at a distance from each other at a distance not exceeding one quarter of the minimum transverse size of the inlet of the main channel.
  • the inlet of the main channel may have a different shape, for example, round, oval, square, diamond-shaped or triangular.
  • the inlet of the additional channel may be in the form of a ring surrounding the inlet of the main hole, while the distance between the inlets of the main and additional channels is determined by the minimum distance between them.
  • the main flow channel has an injection chamber tapering in the direction from its inlet to the outlet. This makes it possible to accelerate the flow exiting through the outlet of the main channel, respectively, to enhance the ejection effect in the presence of additional channels.
  • the injection chamber can be located in any part of the main flow channel.
  • the rigid body is elongated in the direction from the mask, and spaced from the mask, at least the lower surface of the body is curved downwards towards the mask with a bend line in the direction away from the mask. masks in such a way that the lower surface of the body located on the side of the mask has the shape of the parietal and partially occipital part of the user's head.
  • the top surface of the rigid body follows substantially the shape of the bottom surface and extends substantially equidistantly above it.
  • the case elongated in the direction from the mask, that allows ergonomically and compactly placing the case on the parietal and occipital parts of the user's head, placing the bending line running along the lower surface of the case practically on the midline of the user's head from the frontal to the occipital zone of the head, while leaving the ear and adjacent to him on top of the regions of the user's head not covered by the body.
  • This achieves the possibility of a better perception of the user of external audio signals, or the possibility of using headphones worn over a relatively flat curved body.
  • the contact area of the housing against the surface of the user's head is thus minimized, leaving a significant portion of the scalp uncovered by the housing, thereby preventing excessive sweating during use of the filtration system.
  • the mask and the body are made with the possibility of detachable fastening to each other, which makes it possible to change the mask depending on the size of the oval of the user's face or depending on the user's use or not use of goggles under the mask.
  • the obturator and the mask are made with the possibility of detachable fastening to each other, which is carried out by means of a Velcro-type textile fastener, double-adhesive tape, fastening elements with positive or forceful closure, or any other known type of detachable fastening.
  • the mask skirt is made modular and is formed from air-permeable and air-tight elements tightly adjacent to each other, at least part which are releasably attached to the mask, for example, by the methods indicated above, and which together form a continuous strip along the edges of the inner surface of the mask.
  • the modularity of the execution of the obturator allows you to change its individual elements depending on the required functionality of the individual elements, which are described below.
  • the device for releasing excess air pressure from under the mask during its use is made either in the form of at least one air-permeable element located along the edges of the mask, or in the form of an exhaust valve that opens at a given increased pressure level between the mask and the face of the user.
  • an exhaust valve either textile valves integrated into the skirt 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 may be located in an additional duct or ducts.
  • At least one of the following elements can be used as breathable elements: a block with air outlet channels with a given resistance to the flow of air discharged through them, a block with air outlet channels with a check exhaust valve that opens at a given increased pressure level between the mask and the user's face to prevent air return flow of air into the mask, a block with cross-sectionally adjustable air outlet channels, an air-permeable seal that has a given resistance to the air flow vented from under the mask and basically retains its shape when adjacent to the front of the user, as well as a Tesla valve for passing the vented stream in one direction, the design of which is made without moving parts.
  • the air outlet channels are generally straight across the entire width of the air-permeable elements in a direction perpendicular to edge of the mask.
  • the cross section of the channels is preferably rectangular in shape as most effective in minimizing the cross sectional area of the bridges between them, however, channels with a cross section of round, oval, triangular or other shapes and combinations thereof can also be used.
  • the most effective channels are those with the maximum cross-sectional area in the range from 50 mm 2 to 800 mm 2 . In the exemplary embodiment described below, a total total area of the air outlet channels of 600 mm 2 was used, divided into two equal parts located in the user's cheek area from the user's cheekbone to his ear.
  • Adjustment according to the cross section of the air outlet channels can be provided by mechanical, manual or electromechanical regulation of the valve to change the cross section.
  • Another way to control the passage of air is to electromechanically control the exhaust valve located in the air outlet channel or channels, in which the pressure change at which the exhaust valve opens is controlled by an electromechanical system, so that the pressure in the intramask space is regulated during inspiration and expiration.
  • the pressure control system which is functionally connected to the blower control device, is turned off, air is released from under the mask space when the pressure in the mask rises by more than 10 Pa compared to the ambient pressure, and when the pressure control system is on, the air is released when the pressure is exceeded. 30 Pa and above.
  • the regulation of the passage of air in the air outlet channels can be performed either manually by setting a predetermined value of the cross section of the channels, or using a blower operation control device to change the section of the channels depending on the phase of inhalation or exhalation of the user.
  • All of the above air-permeable elements can be combined with each other and/or with the above and below air-tight elements in the obturator composition due to the aforementioned modular design of the obturator.
  • These elements can be releasably attached to the edge sections of the mask, for example, by means of Velcro, double-sided adhesive tape, or any other known method.
  • the continuous strip formed by these elements along the edges of the inner surface of the mask from the outside can be placed in a single cover made, for example, from a breathable woven or non-woven fabric.
  • One of the options for implementing the filtration system provides for the use of airtight elements of the mask skirt in the form of at least one of the following elements that basically retain their shape when adjacent to the front of the user: an airtight elastic material, or any design containing elastic and non-elastic components that have at least a soft cover on the side adjacent to the user's face, or an inflatable elastic vessel.
  • an airtight elastic material or any design containing elastic and non-elastic components that have at least a soft cover on the side adjacent to the user's face, or an inflatable elastic vessel.
  • an airtight element with sensors located on its surface, facing away from the inner surface of the mask, measuring biological and/or chemical and/or physical and/or electrical and/or photosensory parameters of the user's skin makes it possible to record in real time corresponding physiological parameters of the user to monitor the state of the user or as one of the input parameters for the operation of the blower operation control device.
  • the housing extended in the direction from the mask is formed from a main module located along its longitudinal direction with a blower operation control device, at least one flow channel, a blower, a filter unit having an air filter, and a battery module with at least at least one electric power supply unit, with the main module located in the front of the housing adjacent to the mask, and the battery module located in the rear of the housing, while ensuring that the center of gravity of the system is located near the crown of the user's head.
  • a modular design of the housing allows you to combine the use of the main module in various versions of its execution with a battery module equipped with an electric power supply of the appropriate electrical capacity, depending on the mode of use of the system.
  • the location of the main module in the front of the case, and the battery module in the back of the case, is extremely important, since it is this location that allows you to place the center of gravity of the system near the top of the user's head, while maintaining the placement of the main flow channel exclusively in the front of the case, adjacent to the top protective mask.
  • the main unit and the battery module are detachably attached to each other while maintaining their functional relationship.
  • the battery module has several electric power supplies, each of which is enclosed in a separate power supply housing, each previous electric power supply is the base for connecting the subsequent additional electric power supply with a positive circuit and with the formation a single rigid body of the battery module, bent down towards the mask so that the lower surface of the body of the battery module connected to the main module, located on the side of the mask, has the shape of the parietal and/or occipital part of the user's head.
  • the modular version of the battery pack allows you to significantly increase the operating time of the system by connecting additional electrical power supplies. When using primarily an external electric power supply, it is also possible to replace it without interrupting the operation of the filtration system and even without removing the system from the user's head with another power supply connected directly to the main module.
  • an injection device for a component sprayed into the main flow channel which includes a gas injector or an atomizer of a liquid or other component for inclusion in the air supplied to the mask.
  • a gas injector or an atomizer of a liquid or other component for inclusion in the air supplied to the mask Such the location of the injection device allows additional components to be sprayed into the flow channel without loading the air filter, and in the case of liquid spraying, without wetting the filter, respectively, without reducing its throughput and keeping it dry.
  • oxygen, flavors, drugs for example, anti-asthma
  • the operation of the injection device can be coordinated with the operation of the blower operation control device depending on the inhalation-exhalation cycles.
  • a removable filter unit is located in the flow channel with an air filter and with the injection device described above, located in the direction of the supply air flow after the air filter.
  • the implementation of the injection device built into a replaceable filter unit allows the replacement of the injection device or its filling with the appropriate component with significantly reduced labor and time costs, while increasing the functionality of the use of the injection device.
  • 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.
  • control device is configured to regulate the rhythm and volume of air supplied by the blower to the mask and/or the rhythm and volume of the excess air released by the device for releasing excess air pressure from under the mask during its use depending on the pressure measured by this pressure sensor, while allowing, by means of controlled operation of the blower due to the pressure drop in the mask during inhalation of the user and the increase in pressure during exhalation to facilitate breathing.
  • 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. Excess pressure under the mask can be regulated by the control device also by the absolute pressure value and maintained at a level from 0.1 Pa to 300 Pa above atmospheric pressure during both inhalation and exhalation of the user. This allows you to continuously supply the user with fresh, purified air that has passed through the air filter.
  • the protective mask is made in the form of a full-face visor, transparent at least from the inside, or covered with a photochronous layer, the edges of which basically follow the contours of the user's head adjacent to it and go under the user's chin, while covering the chin with the lower part of the mask skirt of the user from below and adjoining the upper part of the mask skirt to the temporal part of the user's head, while preventing the mask from moving forward or backward during use of the mask and, at the same time, being the second fastening element of the mask on the user's head along with the body.
  • the filtration system is attached to the user's head with only two elements, namely the obturator and the body, without the use of additional fastening elements, which distinguishes it favorably from the prior art.
  • the mask is made flexible, whereby the shape of the mask is adapted to the different shapes of the wearer's head, so that people with a larger head and a smaller head can use the mask of the same size.
  • the mask is shaped to fit under the user's chin, with a soft and massive skirt at the bottom of the mask providing a snug fit under the user's chin and preventing the bottom 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-mentioned elements of the mask 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 other than those mentioned above.
  • the housing is elongated away from the mask and curved downwards towards the mask, in which the plane passing through the curve line of the bottom surface of the housing is perpendicular to the contour formed by the mask skirt.
  • the system has at least one of the following additional systems connected to the obturator of the mask and/or the housing: a microphone, a voice amplification system, a display or an indicator panel located on the mask or on the obturator for projecting an image visible from the inside and/or outside the mask, sensors located in the obturator for parameters taken from the skin or from the breath of the user and/or the air release control device in the overpressure release device, and/or the lighting element directed inside and/or outside the mask.
  • a microphone a voice amplification system
  • a display or an indicator panel located on the mask or on the obturator for projecting an image visible from the inside and/or outside the mask
  • sensors located in the obturator for parameters taken from the skin or from the breath of the user and/or the air release control device in the overpressure release device, and/or the lighting element directed inside and/or outside the mask.
  • the additional systems of the declared filtration system located in the obturator or on the mask mentioned above have electrical connections passing through the obturator and / or mask, thereby providing a simple and economical connection of additional systems to the control device located in the housing.
  • 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 an obturator, located, among other things, in the lateral marginal parts of the mask, without creating gaps around the temples of the goggles, which adversely affect the sealing of the mask.
  • the air filter is replaceable after prolonged 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 the functional parameters of the filtration system. 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.
  • Fig. 4 is a schematic representation of the cross section of the housing in its front part with only one flow channel
  • Fig. 5 shows an embodiment of the invention according to FIG. 4 with a filter block with an injection device located in it
  • Fig. 6 is a rear view of the filtration system with a modular mask skirt
  • Fig. 7 is a schematic representation of an embodiment of a block with air outlet channels
  • FIG. 8 side view of the filtration system with a modular housing
  • Fig. 9 is a side view of a filtration system with a modular battery module.
  • 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 rigid body 4 is elongated and arcuate, so that the lower surface 41 of the body 4, which is spaced from the mask 2, is curved downwards towards the mask 2 with a bend line 42 in direction from the mask 2 in such a way that the lower, located on the side of the mask 2 surface 41 of the body
  • the protective mask 2 is made of flexible transparent plexiglass, along the inner edges which, with the exception of the area of the mask to which the body 4 is attached, there is a skirt 3 of the mask, made partially of an airtight element 31 in the form of soft airtight 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 obturator 3 is breathable elements 51 and is made in the form of breathable foam rubber, which plays the role of an exhaust device
  • Air-permeable and air-tight elements 31.51 obturator 3 are made passing without a gap into each other.
  • the inner surface of the mask 2, the obturator 3, the inner surface of the body 4 and the face, respectively, located under the mask and under the body part of the user's head form a closed space.
  • the connection of the inlets 11, 12 will be shown below in the discussion of FIG. 2.
  • FIG. 2 shows a partial section of the body 4 along the line A-A shown in FIG. 1.
  • the main flow channel 6 which has an inlet 11 on the upper surface of the housing 4 and an outlet 21 on the lower surface of the housing 4.
  • the air filter 16 In the main flow channel 6, in its upper part, there is an air filter 16 of the main channel 6.
  • the supercharger 10 of the air In the lower part of the main flow channel 6 is the supercharger 10 of the air.
  • the blower can be a fan, an air pump, or any other device known from the prior art for blowing air. Unlike shown in Fig. 2 positions of the blower 10, alternatively, it can be located in any part of the main flow channel 6, but in the direction of the air flow supplied from the outside after the air filter 16.
  • the blower 10 serves to create an air flow in the main flow channel 6 in the direction from its inlet 11 to the outlet hole 21.
  • the air flow entering the main flow channel is indicated by arrow 8
  • the air flow leaving the main outlet is indicated by arrow 9.
  • In the upper part of the main flow channel 6 there is an injection chamber 23, decreasing in its cross section in the direction from its inlet 11 towards the outlet 21.
  • the air passing through the main flow channel 6 is filtered by the filter 16.
  • FIG. 2 to the right and left of the main flow channel 6 is an additional flow channel 7, made concentrically around the main flow channel 6.
  • Additional flow channel 7 in the transverse section has an equal width along its entire length and extends from the upper surface of the body 4, starting at the inlet 12 of the additional channel to the lower surface of the body 4, ending with its outlet 22.
  • the inlet 12 of the additional channel is spaced from the inlet of the main channel by approximately a distance equal to half the diameter of the inlet 11 of the main channel, while the outlet 22 of the additional channel is located adjacent to the outlet 21 of the main channel.
  • both inlets 11, 12 may be spaced apart from each other by more than one quarter of the minimum transverse dimension of the main channel inlet 11, while the outlets 21, 22 may be spaced less than one quarter of the minimum transverse dimension of the outlet 21 of the main channel.
  • Such an arrangement of the outlets is determined solely by the necessary condition for the implementation of the principle of ejection of the air jet emanating from the outlet of the main channel, that is, the need to entrain air from the outlet 22 of the additional channel.
  • the air stream 9 coming out of the main flow channel 6 carries away the air flows 15 coming out of the additional flow channel 7, without requiring additional blowers to be located in the additional flow channel 7.
  • the flow channels 6,7 are located passing through the vertically located plane of symmetry of the body 4, located along the body from its front adjacent to the upper part of the mask 2 to its rear part spaced from the mask 2. Due to the location of the flow channels 6,7 vertically between the bottom surface 41 and the upper surface of the body 4, which are mostly equidistant with respect to each other in the front part of the body 4, the flow channels 6,7 have the minimum possible length in comparison with their location along the length of the body, as known from the prior art. In other words, the length of the flow channels 6.7 (or one main channel 6 if only one channel is used) corresponds to the thickness of the body in its front, adjacent to the mask 2 parts.
  • channels 6,7 can be located at an angle of 1° to 50° to the line connecting the upper and lower surfaces of the housing 4 in its front adjacent to the mask 2 part, and located perpendicular to the tangent to these surfaces. The most preferred is the location of the channels parallel to this line or in the range of deviation from it by 10°.
  • the main weight of the elements contained in the vertically arranged flow channels 6.7 is concentrated in the front part of the body 4, while the electric power supply 19 is located in the rear part of the body with the center of gravity attributable to the above plane of symmetry.
  • This positioning of the flow channels 6,7 and the power supply 19 makes it possible to place the common center of gravity of the filtration system between the flow channels 6,7 and the power supply 19 in close proximity to the top of the user's head, preventing the filtration system from sliding off the user's head during its use.
  • the control device 18 for the operation of the blower 10, and the electrical power supply 19 connected to it, as well as the pressure sensor 20, communicating with the volume limited by the inner surface of the mask 2 and the face, respectively, with the surface of the user's head, are conventionally shown.
  • This symbolic image is only intended to indicate the functional relationships of these elements, so that the control device 18, the power supply 19 and the pressure sensor 20 are not necessarily spatially located in the space shown in FIG. 2 planes.
  • the electrical power supply 19 is located at the rear, i.e. the part of the housing 4 separated from the mask 2.
  • the control device 18 is functionally connected with the supercharger 10 and the pressure sensor 20, which in FIG.
  • the pressure sensor 20 measures the pressure in the specified volume
  • the control device 18 is configured to regulation of the rhythm and volume supplied by the blower 10 to the mask 2 of air 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 pressure sensor 20. 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 main flow channel 6, while maintaining the pressure between the mask 2 and the user's face by 0.01-20% above outside atmospheric pressure.
  • 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. 1 in the form of breathable elements 31.
  • the filtration system is made without a pressure sensor 20 (not shown), while the intensity of the blower 10 remains constant, accordingly, this constant level of blower work can be adjusted 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.
  • Excessive pressure under the mask is reduced due to devices 5 for releasing excess air pressure located in the lower and side parts of the mask, made in the form of breathable elements 31.
  • the number and arrangement of the excess air release 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 mask obturator 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 additional flow channel 7.
  • the number and location of additional flow channels 7 may be different from those shown in FIG. 2.
  • the most preferred is the execution of the housing 4 with the possibility of replacing the air filters 16, 17, which are filters of the HEPA or ULPA type.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-section of the body 4 in its front part adjacent to the upper part of the protective mask (which is not shown in Fig. 4).
  • the main flow channel 6 (hereinafter referred to as the flow channel) is located on the center line passing through the body from its front part adjacent to the upper part of the protective mask to its back, i.e. occipital part.
  • the difference shown in Fig. 4 embodiments of the invention from that shown in FIG. 2 option is the absence of those shown in FIG. 2 additional flow channel 7.
  • FIG. 5 shows an embodiment of the flow channel 6 in a section similar to that shown in FIG. 4, in contrast to which, in the inlet 11 of the flow channel 6, a filter unit 25 is located, including an externally located, i. on the side of the upper surface of the housing 47, an air filter 16, after which, in the direction of the flow of the supplied air, an injection device 26 is located for spraying the component into the flow channel 6 by means of a gas injector, a liquid atomizer or other component to be included in the air supplied to the mask.
  • a liquid atomizer 27 through which the liquid in the injection device 26 is sprayed into the air flow supplied by the blower 10.
  • either water can be used to humidify the air under the mask, or a flavoring solution, or a solution of a medication, for example, an anti-asthma.
  • a liquid either water can be used to humidify the air under the mask, or a flavoring solution, or a solution of a medication, for example, an anti-asthma.
  • the location of the injection device 26 in the filter block 25 after the filter 16 in the direction of the supply air flow allows liquid components to be sprayed into the supply air flow without wetting the filter 16, respectively, allowing the filter 16 to maintain its high transmission and cleaning capacity.
  • the filter block 25 is made removable from the flow channel 6, which makes it easy to fill the injection device 26 with the necessary solution or change the filter 16 if necessary.
  • the injection device 26 may be used to inject a gas of a predetermined composition, such as oxygen, into the supply air stream.
  • a gas of a predetermined composition such as oxygen
  • the filtration system can be used in oxygen depleted conditions or as a breathing mask to force the wearer's lungs to circulate when necessary.
  • the device 18 controls the operation of the supercharger operatively connected to the injection device 26 as shown in FIG. 5 dashed line. This functional connection allows the necessary components to be injected into the air stream only during the user's inhalation, or during every second, third, etc. breath.
  • FIG. 6 schematically shows a filtration system according to one of the embodiments of the invention with a mask 2 covering the entire face and chin of the user, a body 4 fixed in the upper part of the mask 2 and a seal 3 of the mask 2, which is made modular and formed from tightly adjacent air-permeable 51, airtight elements 31 and connecting modules 32 of the skirt, which are detachably attached to the edges of the mask 2 from the inside and together form a continuous strip along the edges of the inner surface of the mask 2.
  • the temporal part of the obturator 3 is formed by airtight elements 31 with sensors 33 located on their surface, facing away from the inner surface of the mask 2, in contact with the skin of the user's temporal region during the use of the filtration system.
  • the air-tight elements 31 are formed from an air-tight rigid foam, internal, i.e. the surface adjacent to the user's skin is capable of elastically deforming when adjacent to the temporal region of the user's head during the use of the system.
  • any elastic materials or any structure containing volumetrically rigid elastic components having a soft, deformable coating on the side adjacent to the user's face can also be used as airtight elements 31.
  • Inflatable elastic elements can also be used as airtight members 31 .
  • the sensors 33 can be sensors that measure parameters of the user's skin, such as biological and/or chemical and/or physical and/or electrical and/or photosensory parameters. The parameters measured by sensors 33 are transmitted via electrical wiring passing through the airtight element 31 and/or along the inner surface of the mask 2 to the control device 18 of the supercharger located in the housing 4 and are used as input parameters for the operation of the control device 18.
  • the airtight elements 31 are attached to the lower surface of the housing 4 with their upper end part, forming sealing joints between the inner surface of the mask 2, the lower surface of the housing 4 and the surface of the user's head during the use of the filtration system. With their lower end surface, the airtight elements 31 form a tight contact with the upper end surface of the connecting module 32 of the mask skirt, which (module) in this case is also made as an airtight element and through which or under which the electrical wiring of the control device 18 passes to the elements located below the connecting module 32 obturator 3. With its lower end surface, the connecting module 32 of the obturator comes into close contact with the upper end surface of the air-permeable element 51, which plays the role of a device for releasing excess air pressure from under the mask 2 during its use.
  • Block 52 is made in the form of a parallelepiped with air outlet channels 53 horizontally passing in it, which have a square cross section and are made in the form of straight through holes and which are located in the obturator parallel to the surface of the mask 2 and perpendicular to its edge.
  • the shape, number and arrangement of the air vents 53 may, however, differ from those shown in FIG. 7.
  • Air outlet channels 53 have a predetermined resistance to the flow of air vented through them, and optionally each of the air outlet channels 53 can be equipped with a check outlet valve (not shown) that opens at a given elevated pressure level between the mask 2 and the user's face to prevent back flow of air into a mask.
  • all air outlet channels 53 can be adjustable in cross section to set a predetermined resistance to the flow of air discharged through them. Adjustment can be carried out both mechanically by moving the damper (not shown), and automatically using... (here please indicate an example of automatic use, for example, piezoelectric elements, etc.).
  • the section of the air outlet channels 53 varies depending on the user's inhalation and exhalation cycles and is determined by the control device 18.
  • the block 52 with the air outlets 53 is the air-permeable part of the air-permeable elements 51 and is integrated therein.
  • the air outlet channels 53 may be provided directly in the air-permeable elements 51 (not shown).
  • the breathable elements 51 may be in the form of a breathable seal having a predetermined resistance to the air flow removed from under the mask 2 and generally retaining its shape when adjacent to the wearer's face.
  • direct-flow air outlets 53 Tesla valves can be used to pass the outlet flow in one direction.
  • the air outlet channels 53 are formed by channels with a predetermined shape and cross-sectional profile, due to which the required level of resistance of the air removed from under the mask 2 is set. With their lower end surface, the air-permeable elements 51 are in close contact with the air-tight element 31, which extends beyond the user's chin and is located in the lower segment of the mask 2. Shown in FIG.
  • the embodiment of the obturator is intended only to indicate the modularity of its production, and the individual modules of the obturator 3 mentioned above can be combined with each other in any order and in any number.
  • the advantage of the obturator 3 with breathable elements 51 is the convenient and imperceptible use of the device for releasing excess air from under the mask 2, using only a thin strip along the outer surface of the mask 2 and not occupying the rest of the front surface of the mask 2 with additional air outlet devices.
  • FIG. 8 shows an embodiment of the claimed filtration system in side view with a modular housing 4.
  • the housing 4 is formed from located along its longitudinal direction of the main module 43, attached to the upper part of the mask 2 and the battery module 44 with at least one electrical power supply (not shown).
  • the main module 43 includes a flow channel 6 located in its front part, and the blower 10 and the air filter 16 are located in the flow channel 6.
  • a filter block with an air filter can be located in the flow channel.
  • the filter block may also comprise an injection device, as shown in the embodiment shown in FIG. 5.
  • the battery module 44 is located at the rear of the housing 4 and contains one or more electrical power supplies (not shown). Due to the location of the heaviest elements of the system spaced apart from each other in the housing 4, namely, the supercharger 10 in the main module 43 and the electric power supply in the battery module 44, the common center of gravity 46 of the filtration system in the position of wearing it on the user's head is located in the central part body 4 in the region of the crown on the user's head.
  • the modular design of the housing 4 makes it possible to easily replace the battery module 44 with a discharged electrical unit with a new battery module with a charged electrical unit, wherein the battery module 44 is releasably attached to the main module 43 with positive locking, forming a single arc-shaped housing 4 in side view.
  • the main module 43 can also be made detachably attached to the top of the mask 2, which makes it possible to replace not only the battery module 44, but also the main module 43, depending on the requirements for environmental conditions.
  • FIG. 9 shows another embodiment of the invention, different from that shown in FIG. 8 option only by performing a battery module 44, which has two electrical power supplies 19, 19a, each of which is enclosed in a separate power supply housing, each the previous electric power supply unit 19 is the base for connecting the subsequent additional electric power supply unit 19a with positive locking and with the formation of a single rigid battery module 44 housing.
  • both electric power supplies 19, 19a sequentially in time, namely, first of all, an additional electric power supply 19a, external to the main module 43, is used, and after the development of its electric capacity, the use of the previous electric power supply 19 is connected, during the use of which it is possible to replace the additional power supply unit 19a without stopping the system and without removing the filtration system from the user's head.
  • the battery module 44 may be composed of more than two electrical power packs.
  • its common center of gravity 46 is also located at the crown of the user's head.
  • the plane passing through the bend line of the lower surface of the body 4, which is arcuate in length is located perpendicular to the contour formed by the obturator 3 of the mask.
  • Another embodiment of the invention has masks and/or housing 4 connected to the obturator 3 at least one of the following additional systems: a microphone, a voice amplification system located on the mask 2 or on the obturator 3 display or indicator panel for projecting an image visible from the inside and/or outside of the mask 2, located in the obturator 3 sensors of parameters taken from the skin of the user's face or from the user's breath and/or the air release control device in the overpressure release device, as well as directed inwards and/or outside of the mask the lighting element.
  • These additional systems make it possible to expand the range of applications of the inventive filtration system.
  • These additional systems are connected to the body 4 by means of electrical connections passing through the obturator 3 and/or the edge section of the mask 2, respectively, located in the obturator 3 and/or on the mask 2.
  • 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 other parameters.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)

Abstract

Заявляется система фильтрации воздуха (1) для очистки содержащего взвешенные частицы потока воздуха, имеющая защитную маску (2) с обтюратором (3), устройство выпуска (5) избыточного давления воздуха из-под маски (2) во время ее использования и соединенный с защитной маской (2) жесткий корпус (4). В корпусе (4) расположены по меньшей мере один проточный канал (6), имеющий входное отверстие (11) и выходное отверстие (21), расположенный в проточном канале (6) воздушный фильтр (16), расположенный исключительно в одном основном проточном канале (6) нагнетатель (10), устройство управления (18) работой нагнетателя (10), а также электрический блок питания (19). Нагнетатель (10) расположен в направлении подаваемого снаружи потока воздуха после воздушного фильтра (16) а корпус (4) закреплен на верхней части защитной маски (2) и является крепежным элементом маски (2) на голове пользователя. Основной проточный канал (6) расположен исключительно в передней части корпуса (4), прилегающей к верхней части защитной маски (2), а в случае более чем одного проточного канала (6,7) выходные отверстия (22) дополнительных проточных каналов (7) расположены в непосредственной близости от выходного отверстия (21) основного проточного канала (6).

Description

Персональная система фильтрации воздуха
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
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.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны персональные системы, очищающие воздушный поток от содержащихся в нем взвешенных частиц. Одним из таких примеров 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.
Ближайшим уровнем техники является респиратор, представленны в GB2252048A, из которого известна маска с расположенным на голове пользователя корпусом, которые крепятся на голове пользователя крепежными ремнями. В указанной конструкции воздух подается снизу через затылочную часть корпуса и направляется вентилятором вдоль всей длины корпуса к его передней части, в которой расположен основной фильтр, после прохождения которого поток воздуха направляется в пространство под маской. Электропитание вентилятора осуществляется посредством внешнего электрического блока питания, расположенного удаленно от системы фильтрации, например, на ремне пользователя. Выдыхаемый пользователем воздух отводится через находящийся в нижней части маски проточный клапан. Недостатками этой системы фильтрации являются ее громоздкость, значительная энергозатратность в работе, негигиеничность расположения основного фильтра в непосредственной близости от лица пользователя, а также неудобство, вызванное необходимостью крепления блока питания отдельно от системы фильтрации.
Предлагаемое изобретение позволяет избежать указанные выше недостатки, удобно и компактно расположив на голове пользователя всю систему фильтрации, редуцировать энергозатратность, уменьшив при этом воспринимаемый пользователем уровень шума от нагнетателя воздуха, а также повысить уровень гигиеничности при использовании системы.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является создание автономной персональной системы фильтрации воздуха, позволяя располагать ее удобным образом для ношения на голове пользователя без дополнительных крепящих устройств, редуцировать энергозатратность, понизив воспринимаемый пользователем уровень шума нагнетателя воздуха, а также повысить уровень гигиеничности при использовании системы.. Эта задача осуществляется согласно системе фильтрации воздуха по пункту 1 формулы изобретения. Наиболее предпочтительные варианты выполнения изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Заявленная система фильтрации воздуха имеет защитную маску для ношения на лице пользователя с расположенным по меньшей мере частично по ее краям обтюратором маски, создавая при этом между внутренней поверхностью маски и лицом пользователя, соответственно, его головной частью, замкнутое пространство. Расположенный по краевой части маски обтюратор выполняет также частично удерживающую функцию маски на голове пользователя, препятствуя изменению ее положения после установки. В верхней части защитной дыхательной маски расположен жесткий 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 крепежным элементом маски на голове пользователя. Принудительная подача воздуха в пространство между маской и лицом пользователя выполнена посредством по меньшей мере одного проточного канала, расположенного исключительно в передней части корпуса, прилегающей к верхней части маски, при этом исключительно в одном основном проточном канале установлен нагнетатель для создания в нем потока воздуха, подаваемого через воздушный фильтр в выходное отверстие основного проточного канала, после чего воздух поступает в объем, ограниченный внутренней поверхностью маски и лицом пользователя. Расположение по меньшей мере одного проточного канала исключительно в передней части корпуса, прилегающей к верхней части маски, позволяет значительно сократить общую длину проточного канала по сравнению с известным уровнем техники, что ведет к уменьшению аэродинамического сопротивления в проточном канале. Это позволяет уменьшить мощность нагнетателя, что в свою очередь ведет к снижению энергопотребления и шумовой нагрузки.
В случае наличия более чем одного проточного канала выходные отверстия дополнительных проточных каналов расположены в непосредственной близости от выходного отверстия основного проточного канала. При этом дополнительные проточные каналы, равно как и основной проточный канал, находятся исключительно в передней части корпуса, прилегающей к верхней части маски. Нагнетаемый поток воздуха, проходящий через основной проточный канал, увлекает за счет расположения выходного отверстия дополнительного проточного канала в непосредственной близости от выходного отверстия основного проточного канала дополнительный поток воздуха через дополнительный проточный канал, в котором также установлены фильтры. Таким образом, основной нагнетаемый поток воздуха, проходящий через основной канал, втягивает в находящееся под маской пространство , воздух из 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.
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 расположении на ровной поверхности она автоматически располагается таким образом, что поверхность корпуса контактирует с поверхностью, куда положили маску по принципу «ванька-встанька».
Согласно одного из вариантов выполнения изобретения выходное отверстие дополнительного канала расположено в непосредственной близостиот выходного отверстия основного канала, позволяющем по принципу эжекции струи воздуха, исходящей из выходного отверстия основного канала, увлечь за собой воздух из выходного отверстия дополнительного канала.
Предпочтительно выходные отверстия основного и дополнительного каналов расположены друг от друга на расстоянии, меньшем одной четверти минимального поперечного размера выходного отверстия основного канала, которое может иметь различную форму, например, форму круга, овала, квадрата, ромба или треугольника.
Согласно одному из вариантов выполнения заявленной системы выходное отверстие дополнительного канала расположено прилегающим к выходному отверстию основного канала, образуя одно общее выходное отверстие в случае отсутствия между ними перемычки. В этом случае эффект эжекции является максимальным. Аналогично и входные отверстия обоих каналов могут прилегать друг к другу вплотную, образуя в предельном случае один общий канал, на оси которого с зазором к стенкам расположен нагнетатель воздуха.
Согласно еще одному варианту выполнения системы входные отверстия основного и дополнительного каналов расположены на удалении друг от друга на расстоянии, не превышающем одну четверть минимального поперечного размера входного отверстия основного канала. При этом входное отверстие основного канала может иметь различную форму, например, круглую, овальную, квадратную, ромбовидную или треугольную. Входное отверстие дополнительного канала может иметь форму кольца, окружающего входное отверстие основного отверстия, при этом удаление входных отверстий основного и дополнительного каналов определяется минимальным расстоянием между ними. Входных отверстий дополнительного канала также может быть несколько и они могут иметь различную форму и быть расположенными либо в одну линию со входным отверстием основного канала, либо вокруг него.
Согласно одному из вариантов заявленной системы, основной проточный канал имеет нагнетательную камеру, сужающуюся по направлению от его входного отверстия к выходному отверстию. Это позволяет ускорить поток, выходящий через выходное отверстие основного канала, соответственно, усилить эффект эжекции в случае наличия дополнительных каналов. Нагнетательная камера при этом может располагаться в любой части основного проточного канала.
Наиболее предпочтительно жесткий корпус имеет вытянутую в направлении от маски форму, а отстоящая от маски по меньшей мере нижняя поверхность корпуса выполнена изогнутой вниз по направлению к маске с линией изгиба в направлении от маски таким образом, что нижняя, расположенная со стороны маски поверхность корпуса имеет форму теменной и частично затылочной части головы пользователя. Предпочтительно верхняя поверхность жесткого корпуса повторяет по существу форму нижней поверхности и проходит над ней практически эквидистантно. Именно вытянутая в направлении от маски форма корпуса позволяет эргономично и компактно разместить корпус на теменной и затылочной части головы пользователя, располагая проходящую вдоль нижней поверхности корпуса линию изгиба практически на срединной линии головы пользователя от лобной до затылочной зоны головы, оставляя при этом ушные и прилегающие к ним сверху регионы головы пользователя не покрытыми корпусом. Этим достигается возможность лучшего восприятия пользователя внешних звуковых сигналов, либо возможность использования наушников, надетых поверх относительно плоского изогнутого корпуса. Кроме того, тем самым минимизируется площадь прилегания корпуса к поверхности головы пользователя, оставляя значительную часть волосяного покрова головы не покрытой корпусом, соответственно предотвращая чрезмерное потение во время использования системы фильтрации.
Согласно еще одному варианту выполнения заявленной системы маска и корпус выполнены с возможностью разъемного крепления друг к другу, что дает возможность смены маски в зависимости от размера овала лица пользователя или в зависимости от использования или не использования пользователем очков под маской.
Согласно еще одному варианту выполнения заявленной системы обтюратор и маска выполнены с возможностью разъемного крепления друг к другу, что осуществляется посредством текстильной застежки типа велкро, обоюдолипкой ленты, элементов крепления с геометрическим или силовым замыканием или любого другого известного типа разъемного крепления. Это значительно повышает вариабельность использования маски как в отношении подгонки под различные размеры овала лица пользователя, так и в отношении вариабельности функциональных особенностей самого обтюратора, о чем будет сказано ниже.
Согласно еще одному варианту выполнения заявленной системы обтюратор маски выполнен модульным и образован из плотно прилегающих друг к другу воздухопроницаемых и воздухонепроницаемых элементов, по меньшей мере часть которых разъемно крепится к маске, например, указанными выше способами, и которые вместе образуют сплошную полосу по краям внутренней поверхности маски. Модульность выполнения обтюратора позволяет сменять его отдельные элементы в зависимости от требуемой функциональности отдельных элементов, которые описаны ниже.
Согласно еще одному варианту выполнения заявленной системы устройство выпуска избыточного давления воздуха из-под маски во время ее использования выполнено либо в виде по меньшей мере одного воздухопроницаемого элемента, расположенного по краям маски, либо в виде выпускного клапана, открывающегося при заданном повышенном уровне давления между маской и лицом пользователя. В качестве выпускного клапана могут использоваться либо текстильные клапаны, интегрированные в обтюратор, 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 в дополнительном канале или каналах. В качестве воздухопроницаемых элементов может использоваться по меньшей мере один из следующих элементов: блок с воздухоотводящими каналами с заданным сопротивлением потоку отводимого через них воздуха, блок с воздухоотводящими каналами с обратным выпускным клапаном, открывающимся при заданном повышенном уровне давления между маской и лицом пользователя для предотвращения поступления обратного потока воздуха в маску, блок е регулируемыми по сечению воздухоотводящими каналами, воздухопроницаемого уплотнителя, обладающего заданным сопротивлением отводимому из-под маски воздушному потоку и в основном удерживающего свою форму при прилегании к лицевой части пользователя, а также клапан Тесла для пропускания отводимого потока в одном направлении, конструкция которого выполнена без подвижных деталей. Предпочтительно воздухоотводящие каналы выполнены в основном прямолинейными по всей ширине воздухопроницаемых элементов в направлении перпендикулярном краю маски. Поперечное сечение каналов имеет предпочтительно прямоугольную форму как наиболее эффективную для минимизации площади поперечного сечения перемычек между ними, однако могут использоваться также каналы в сечении круглой, овальной, треугольной или иных форм и их комбинаций. Наиболее эффективны каналы с максимальным поперечным суммарным сечением площадью в диапазоне от 50 мм2 до 800 мм2. В описанном ниже примере выполнения использовалась общая суммарная площадь воздухоотводящих каналов в 600 мм2, разделенная на две равные части, расположенные в зоне щеки пользователя от скулы пользователя до его уха. Регулировка по сечению воздухоотводящих каналов может обеспечиваться механической, ручной или электромеханической регуляцией задвижки для изменения сечения. Другим способом регулирования прохода воздуха является электромеханическое управление выпускным клапаном, расположенным в воздухоотводящем канале или каналах, при котором изменение давления, при котором открывается выпускной клапан, регулируется электромеханической системой, так что давление во внутримасочном пространстве регулируется при вдохе и выдохе. Например, при выключенной системе регулирования давления, функционально связанной с устройством управления нагнетателя, выпуск воздуха из-под масочного пространства происходит при повышении давления в маске в сравнении с окружающим давлением более чем на 10 Па, а при включенной системе регулирования давления выпуск происходит при превышении давления на 30 Па и выше.
Кроме того, регулирование прохода воздуха в воздухоотводящих каналах может производиться либо вручную с выставлением заданного значения поперечного сечения каналов, либо с использованием устройства управления работой нагнетателя для изменения сечения каналов в зависимости от фазы вдоха или выдоха пользователя. Все вышеперечисленные воздухопроницаемые элементы могут быть скомбинированы друг с другом и/или с указанными выше и ниже воздухонепроницаемыми элементами в составе обтюратора за счет вышеупомянутой модульной конструкции обтюратора. Эти элементы могут разъемно крепиться к краевым участкам маски, например, посредством соединения велкро, липкой с двух сторон ленты или любым другим известным способом. Образуемая этими элементами сплошная полоса по краям внутренней поверхности маски снаружи может помещаться в единый чехол, выполненный, например, из воздухопроницаемого тканого или нетканого полотна.
Один из вариантов реализации системы фильтрации предусматривает использование воздухонепроницаемых элементов обтюратора маски в виде в основном удерживающих свою форму при прилегании к лицевой части пользователя по меньшей мере одного из следующих элементов: воздухонепроницаемый эластичный материал, или любая конструкция, содержащая эластичные и обладающие объемной жесткой структурой не эластичные компоненты, имеющие хотя бы со стороны прилегания к лицу пользователя мягкое покрытие, или надувной эластичный сосуд. Использование эластичных материалов или их комбинации с жесткими воздухонепроницаемыми конструкциями обеспечивает как достаточный уровень комфорта ношения маски так и необходимый уровень уплотнения между поверхностью головы пользователя и маской. Альтернативно к этому или дополнительное использование воздухонепроницаемого элемента с расположенными на его поверхности, обращенной от внутренней поверхности маски датчиками, измеряющими биологические, и/или химические, и/или физические и/или электрические и/или фотосенсорные параметры кожи пользователя позволяет в режиме реального времени фиксировать соответствующие физиологические параметры пользователя для контроля состояния пользователя или в качестве одного из входных параметров для работы устройства управления работой нагнетателя.
Согласно еще одному варианту выполнения заявленной системы вытянутый в направлении от маски корпус образован из расположенных вдоль его продольного направления основного модуля с устройством управления работой нагнетателя, по меньшей мере одним проточным каналом, нагнетателем, фильтровочным блоком, имеющим воздушный фильтр, и аккумуляторного модуля с по меньшей мере одним электрическим блоком питания, причем основной модуль расположен в передней части корпуса, прилегающей к маске, а аккумуляторный модуль расположен в задней части корпуса, обеспечивая при этом расположение центра тяжести системы в районе макушки на голове пользователя. Такое модульное выполнение корпуса позволяет комбинировать использование основного модуля в различных вариантах его выполнения с аккумуляторным модулем, оснащенным электрическим блоком питания соответствующей электрической емкости в зависимости от режима использования системы. Исключительно важным является расположение основного модуля в передней части корпуса, а аккумуляторного модуля в задней части корпуса, поскольку именно такое расположение позволяет разместить центр тяжести системы в районе макушки на голове пользователя, сохраняя размещение основного проточного канала исключительно в передней части корпуса, прилегающей к верхней части защитной маски. Предпочтительно основной блок и аккумуляторный модуль выполнены разъемно крепящимися друг к другу с сохранением их функциональной взаимосвязи.
В случае выполнения корпуса модульным согласно еще одному варианту выполнения изобретения аккумуляторный модуль имеет несколько электрических блоков питания, каждый из которых заключен в отдельный корпус блока питания, причем каждый предыдущий электрический блок питания является базой для подключения последующего дополнительного электрического блока питания с геометрическим замыканием и с образованием единого жесткого корпуса аккумуляторного модуля, изогнутого вниз по направлению к маске таким образом, что нижняя, расположенная со стороны маски поверхность корпуса аккумуляторного модуля, подключенного к основному модулю, имеет форму теменной и/или затылочной части головы пользователя. Модульный вариант выполнения аккумуляторного блока позволяет значительно увеличить время работы системы путем подключения дополнительных электрических блоков питания. При использовании в первую очередь внешнего электрического блока питания имеется также возможность его замены без прекращения работы системы фильтрации и даже без снятия системы с головы пользователя при наличии еще одного блока питания, подсоединенного непосредственно к основному модулю.
Согласно еще одному варианту выполнения изобретения в основном проточном канале по направления потока подаваемого воздуха после воздушного фильтра расположено устройство инжекции для распыляемого в основной проточный канал компонента, который включает в себя инжектор газа или распылитель жидкости или другого компонента для включения в состав подаваемого в маску воздуха. Такое расположение устройства инжекции позволяет распылять в проточный канал дополнительные компоненты, не загружая воздушный фильтр, а в случае распыления жидкости - не смачивая фильтр, соответственно не уменьшая его пропускную способность и сохраняя его сухим. В качестве дополнительных компонентов в проточный канал могут вводиться кислород, ароматизаторы, лекарственные средства, например, противоастматические. Работа устройства инжекции может быть согласована с работой устройства управления работой нагнетателя в зависимости от циклов вдох- выдох.
Согласно еще одному варианту выполнения изобретения в проточном канале расположен съемный фильтровочный блок с воздушным фильтром и с описанным выше устройством инжекции, расположенным по направления потока подаваемого воздуха после воздушного фильтра. Выполнение устройства инжекции встроенным в сменный фильтровочный блок дает возможность смены устройства инжекции или его заполнения соответствующей компонентой со значительно уменьшенными трудовыми и временными затратами, одновременно повышая функциональность использования устройства инжекции. 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 и/или ритма и объёма выпускаемого устройством выпуска избыточного давления воздуха из-под маски во время ее использования в зависимости от давления, измеряемого этим датчиком давления, позволяя при этом посредством регулируемой работы нагнетателя за счет падения давления в маске во время вдоха пользователя и роста давления во время выдоха содействовать дыханию.
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. Избыток давления под маской может регулироваться устройством управления также по значению абсолютного давления и поддерживаться на уровне от 0.1 Па до 300 Па выше атмосферного давления как во время вдоха, так и во время выдоха пользователя. Это позволяет бесперебойно снабжать пользователя свежим очищенным воздухом, прошедшим через воздушный фильтр.
Согласно одному из вариантов выполнения системы фильтрации защитная маска выполнена в виде полнолицевого прозрачного по меньшей мере изнутри, либо покрытого фотохронным слоем забрала, края которого в основном повторяют прилегающие к ней контуры головы пользователя и заходят под подбородок пользователя, охватывая при этом нижней частью обтюратора маски подбородок пользователя снизу и прилегая верхней частью обтюратора маски к височной части головы пользователя, препятствуя при этом смещению маски вперед или назад во время пользования маской и являясь при этом вторым крепежным элементом маски на голове пользователя наряду с корпусом. В этом варианте выполнения изобретения истема фильтрации крепится на голове пользователя исключительно двумя элементами, а именно обтюратором и корпусом без использования дополнительных элементов крепления, что выгодно отличает ее от известного уровня техники. 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 обтюратор 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.
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 кроме упомянутых выше удерживающих приспособлений. Особенно предпочтительным является в уже раскрытом выше варианте выполнения корпуса вытянутым в направлении от маски и изогнутым вниз по направлению к маске, в котором плоскость, проходящая через линию изгиба нижней поверхности корпуса, расположена перпендикулярно контуру, образованному обтюратором маски. Такого рода Т-образное крепление системы на голове пользователя за счет дугообразной формы корпуса и в основном вертикально к нему расположенному обтюратору придает дополнительную устойчивость к смещениям системы без необходимости дополнительных крепежных приспособлений как ремешки, горизонтально охватывающие голову обручи и тому подобное.
Согласно еще одному варианту выполнения системы она имеет подключаемые к обтюратору маски и/или корпусу по меньшей мере одну из следующих дополнительных систем: микрофон, систему усиления голосом, расположенный на маске или на обтюраторе дисплей или индикаторную панель для проецирования изображения, видимого изнутри и/или снаружи маски, расположенные в обтюраторе датчики параметров, снимаемых с кожи или с дыхания пользователя и/или устройства управления выпуском воздуха в устройстве выпуска избыточного давления, и/или направленного внутрь и/или наружу маски элемента освещения. Использование этих систем позволяет значительно расширить область использования заявленной системы фильтрования, позволяя выводить оптическую или акустическую информацию для их восприятия извне фильтрующей системы или для ее использования в качестве параметров, задающих режим работы самой системы.
Согласно еще одному варианту предлагаемого изобретения упомянутые выше расположенные в обтюраторе или на маске дополнительные системы заявленной системы фильтрации имеют электрические подключения, проходящие через обтюратор и/или маску, обеспечивая тем самым простое и экономичное подключение дополнительных систем к расположенному в корпусе устройству управления.
Предпочтительно маска выполнена в районе глаз пользователя достаточно просторной, позволяя пользователю с очками использовать эту маску. Дужки очков при этом плотно облегаются обтюратором, расположенным в том числе в боковой краевой части маски, не создавая при этом просветов вокруг дужек очков, негативно влияющих на уплотнение маски.
Предпочтительно воздушный фильтр выполнен с возможностью его замены после его продолжительного использования. Предпочтительно в качестве воздушных фильтров используют фильтры типа НЕРА или ULPA.
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.
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.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
На фигурах изображены:
Фиг. 1 - внешний вид одного из вариантов выполнения заявленной системы фильтрации,
Фиг. 2 - схематическое изображение поперечного сечения корпуса А-А, изображенного на Фиг. 1.
Фиг. 3 - схематичное изображение системы фильтрации в виде спереди, изображающее движение потоков воздуха в системе фильтрации и из нее.
Фиг. 4 - схематичное изображение поперечного сечения корпуса в его передней части исключительно с одним проточным каналом,
Фиг. 5 - вариант выполнения изобретения по Фиг. 4 с фильтровочным блоком с расположенным в нем устройством инжекции, Фиг. 6 - вид сзади системы фильтрации с модульным выполнением обтюратора маски,
Фиг. 7 - схематичное изображение варианта выполнения блока с воздухоотводящими каналами,
Фиг. 8 - вид сбоку системы фильтрации с модульным выполнением корпуса,
Фиг. 9 - вид сбоку системы фильтрации с блочным выполнением аккумуляторного модуля.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
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. Жесткий корпус 4 выполнен удлиненным и дугообразной формы, так что отстоящая от маски 2 нижняя поверхность 41 корпуса 4 выполнена изогнутой вниз по направлению к маске 2 с линией изгиба 42 в направлении от маски 2 таким образом, что нижняя, расположенная со стороны маски 2 поверхность 41 корпуса
4 имеет форму теменной части головы пользователя. При этом верхняя поверхность корпуса 4 выполнена также изогнутой в ту же сторону, что и нижняя поверхность 41. В средней части корпуса 4 на его верхней поверхности расположены две кнопки 13 управления работой нагнетателя 10. Защитная маска 2 выполнена из гибкого прозрачного плексигласа, по внутренним краям которой за исключением участка маски, к которому крепится корпус 4, расположен обтюратор 3 маски, выполненный частично из воздухонепроницаемого элемента 31 в виде мягкого воздухонепроницаемого поролона и предназначенный для уплотнения пространства между внутренними краями маски 2 и лицом, соответственно, головой пользователя. В нижней и боковой частях маски 2 часть обтюратора 3 является воздухопроницаемыми элементами 51 и выполнена в виде воздухопроницаемого поролона, играющего роль устройства выпуска
5 избыточного давления воздуха из-под маски 2 во время ее использования. Воздухопроницаемые и воздухонепроницаемые элементы 31,51 обтюратора 3 выполнены переходящими без зазора друг в друга. Внутренняя поверхность маски 2, обтюратор 3, 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 входное отверстие 11 основного проточного канала 6 и концентрично к нему на некотором расстоянии от него -входное отверстие 12 дополнительного проточного канала 7. Связь входных отверстий 11, 12 будет показана ниже при обсуждении Фиг. 2.
На Фиг. 2 изображено частичное сечение корпуса 4 по линии А-А, изображенное на Фиг. 1. В центральной части Фиг. 2 указан основной проточный канал 6, имеющий входное отверстие 11 на верхней поверхности корпуса 4 и выходное отверстие 21 на нижней поверхности корпуса 4. В основном проточном канале 6, в его верхней части расположен воздушный фильтр 16 основного канала 6. В нижней части основного проточного канала 6 расположен нагнетатель 10 воздушной среды. 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 основного проточного канала 6, но в направлении подаваемого снаружи потока воздуха после воздушного фильтра 16. Нагнетатель 10 служит для создания воздушного потока в основном проточном канале 6 в направлении от его входного отверстия 11 к выходному отверстию 21. Входящий в основной проточный канал поток воздуха обозначен стрелкой 8, а выходящий из основного выходного отверстия поток воздуха обозначен стрелкой 9. В верхней части основного проточного канала 6 имеется нагнетательная камера 23, уменьшающаяся в своем поперечном сечении по направлению от его входного отверстия 11 к направлению выходного отверстия 21. Проходящий через основной проточный канал 6 воздух фильтруется фильтром 16. На Фиг. 2 справа и слева от основного проточного канала 6 расположен дополнительный проточный канал 7, выполненный концентрично вокруг основного проточного канала 6. Дополнительный проточный канал 7 в поперечном сечении имеет равную ширину по всей своей длине и распространяется от верхней поверхности корпуса 4, начинаясь у входного отверстия 12 дополнительного канала до нижней поверхности корпуса 4, оканчиваясь его выходным отверстием 22. В верхней части дополнительного проточного канала 7 расположен фильтр 17 дополнительного канала. В представленном примере выполнения системы фильтрации входное отверстие 12 дополнительного канала разнесено от входного отверстия основного канала приблизительно на расстояние, равное половине диаметра входного отверстия 11 основного канала, в то время как выходное отверстие 22 дополнительного канала расположено прилегающим к выходному отверстию 21 основного канала. Альтернативно к этому варианту выполнения оба входных отверстия 11, 12 могут быть расположены друг от друга на расстоянии, превышающем одну четверть минимального поперечного размера входного отверстия 11 основного канала, в то время как выходные отверстия 21, 22 могут быть расположены друг от друга на расстоянии меньшем одной четверти минимального поперечного размера выходного отверстия 21 основного канала. Такое расположение выходных отверстий определяется исключительно необходимым условием выполнения принципа эжекции струи воздуха, исходящей из выходного отверстия основного канала, то есть необходимостью увлечь за собой воздух из выходного отверстия 22 дополнительного канала. Иными словами, выходящий из основного проточного канала 6 поток воздуха 9 увлекает за собой выходящие из дополнительного проточного канала 7 потоки воздуха 15, не требуя при этом расположения в дополнительном проточном канале 7 дополнительных нагнетателей.
Проточные каналы 6,7 расположены проходящими через вертикально расположенную плоскость симметрии корпуса 4, расположенную вдоль корпуса от его передней, прилегающей к верхней части маски 2 до его задней, отстоящей от маски 2 части. Вследствие расположения проточных каналов 6,7 вертикально между в основном эквидистантно расположенными по отношению друг к другу в передней части корпуса 4 нижней поверхности 41 и верхней поверхности корпуса 4 проточные каналы 6,7 имеют минимально возможную длину в сравнении с их расположением вдоль длины копруса, как известно из уровня техники. Иными словами, длина проточных каналов 6,7 (или одного основного канала 6, если используется только один канал) соответствует толщине корпуса в его передней, прилегающей к маске 2 части. Это позволяет минимизировать аэродинамическое сопротивление воздуха при его протекании через проточные каналы, соответственно, уменьшить потребляемую нагнетателем 10 мощность и как следствие - уровень производимого им шума. Альтернативно каналы 6,7 (или единственный канал 6) могут располагаться под углом от 1° до 50° к линии, соединяющей верхнюю и нижнюю поверхности корпуса 4 в его передней, прилегающей к маске 2 части, и расположенной перпердикулярно к касательным к этим поверхностям. Наиболее предпочтительным является расположение каналов параллельно этой линии или в диапазоне отклонения от нее на 10°. За счет выполнения корпуса дугообразной формы вытянутым вдоль указанной плоскости симметрии основной вес содержащихся в вертикально расположенных проточных каналов 6,7 элементов сосредоточен в передней части корпуса 4, в то время как электрический блок питания 19 расположен в задней части корпуса с центром тяжести, приходящимся на вышеуказанную плоскость симметрии. Такое позиционирование проточных каналов 6,7 и блока питания 19 позволяет расположить общий центр тяжести системы фильтрации между проточными каналами 6,7 и блоком питания 19 в непосредственной близости от макушки головы пользователя, предотвращая сползание системы фильтрации с головы пользователя во время ее использования.
В нижней правой части Фиг. 2 у нижней поверхности корпуса 4 условно изображены 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. Это условное изображение предназначено лишь указать на функциональные связи указанных элементов, так что устройство управления 18, блок питания 19 и датчик давления 20 пространственно не обязательно расположены в изображенной на Фиг. 2 плоскости. Как будет указано далее, электрический блок питания 19 расположен в задней, т.е. отстоящей от маски 2 части корпуса 4. 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 основном проточном канале 6, поддерживая при этом давление между маской 2 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 в виде воздухопроницаемых элементов 31.
В альтернативном варианте выполнения 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.
На Фиг. 3 схематично изображен принцип работы системы фильтрации в виде спереди. Входящий в основной проточный канал поток воздуха 8, ускоряясь нагнетателем 10, выходит в пространство под маской в виде выходящего из основного проточного канала потока воздуха 9, увлекая за собой за счет эффекта эжекции выходящие из дополнительного проточного канала потоки воздуха 15, благодаря чему в дополнительный проточный канал 7 засасываются входящие в дополнительный 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, выполненных в виде воздухопроницаемых элементов 31. 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 обтюратором маски 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 в дополнительном проточном канале 7.
В альтернативных вариантах выполнения системы фильтрации количество и расположение дополнительных проточных каналов 7 может быть иное в сравнении с показанным на Фиг. 2.
Наиболее предпочтительным является выполнение корпуса 4 с возможностью замены воздушных фильтров 16, 17, которые являются фильтрами типа НЕРА или ULPA.
В результате проведенных экспериментов было установлено, что вышеуказанные приемущества заявленной системы фильтрации воздуха выполняются и в варианте исполнения системы фильтрации исключительно с одним единственным основным проточным каналом, т.е. без дополнительных проточных каналов. Этот вариант изображен на Фиг. 4, где схематично представлено поперечное сечение корпуса 4 в передней его части, прилегающей к верхней части защитной маски (которая на Фиг. 4 не показана). Основной проточный канал 6 (далее - проточный канал) расположен на центральной линии, проходящей через корпус от его передней части, прилегающей к верхней части защитной маски до его задней, т.е. затылочной части. Отличие изображенного на Фиг. 4 варианта выполнения изобретения от изображенного на Фиг. 2 варианта заключается в отсуствии указанных на Фиг. 2 дополнительного проточного канала 7. Поэтому все, что было сказано при описании Фиг. 2 в отношении основного проточного канала 6, также относится и к проточному каналу 6, изображенному на Фиг. 4. В варианте изобретения согласно Фиг. 4 также может использоваться изображенный на Фиг. 2 датчик давления 20, который на Фиг. 4 не показан, чтобы на загружать изображение. Форма проточного канала 6 не обязательно должна быть сужающейся, проточный канал 6 может иметь постоянное сечение любой формы по всей его длине.
На Фиг. 5 изображен вариант выполнения проточного канала 6 в разрезе аналогично избраженному на Фиг. 4 варианту, в отличие от которого во входном отверстии 11 проточного канала 6 расположен фильтровочный блок 25, включающий в себя расположенный снаружи, т.е. со стороны верхней поверхности корпуса 47 воздушный фильтр 16, после которого по направлению потока подаваемого воздуха расположено устройство инжекции 26 для распыления в проточный канал 6 компонента посредством инжектора газа, распылителя жидкости или другого компонента для включения в состав подаваемого в маску воздуха. В качестве неограничивающего примера на Фиг. 5 изображен распылитель жидкости 27, через который в поток подаваемого нагнетателем 10 воздуха распыляется находящаяся в устройстве инжекции 26 жидкость. В качестве жидкости может использоваться либо вода для увлажнения воздуха под маской, либо раствор ароматизатора, либо раствор медикамента, например, противоастматического. Расположение устройства инжекции 26 в фильтровочном блоке 25 после фильтра 16 в направлении потока подаваемого воздуха позволяет распылять в поток подаваемого воздуха жидкие компоненты, не смачивая при этом фильтра 16, соответственно, позволяя фильтру 16 сохранить его высокую пропускательную и очистительную способность. Предпочтительно фильтровочный блок 25 выполнен съемным из проточного канала 6, что позволяет при необходимости легко заполнять устройство инжекции 26 необходимым раствором или сменять фильтр 16.
Альтернативно устройство инжекции 26 может использоваться устройство для инжекции в поток подаваемого воздуха газа предварительно заданного состава, например, кислорода. В этом случае систему фильтрации можно использовать в обедненных кислородом условиях или в качестве дыхательной маски для принудительной прокачки легких пользователя в случаях, когда это необходимо. В этом варианте выполнения изобретения устройство 18 управления работы нагнетателя функционально связано с устройством инжекции 26, что изображено на Фиг. 5 штриховой линией. Эта функциональная связь позволяет впрыскивать в поток воздуха необходимые компоненты лишь во время вдоха пользователя, либо во время каждого второго, третьего, и т.д. вдоха.
На Фиг. 6 схематично изображена система фильтрации согласно одному из вариантов выполенения изобретения с маской 2, покрывающей все лицо и подбородок пользователя, закрепленным в верхней части маски 2 корпусом 4 и обтюратором 3 маски 2, который выполнен модульным и образовам из плотно прилегающих друг к другу воздухопроницаемых 51, воздухонепроницаемых 31 элементов и соединительных модулей 32 обтюратора, которые разъемно крепятся к краям маски 2 изнутри и вместе образуют сплошную полосу по краям внутренней поверхности маски 2. Вышеуказанные элементы обтюратора 3 расположены симметрично справа и слева от центральной линии маски в следующей последовательности сверзу вниз: верхнюю, височную часть обтюратора 3 образуют воздухонепроницаемые элементы 31 с расположенными на их поверхности, обращенной от внутренней поверхности маски 2, датчиками 33, контактирующими с кожей височной области пользователя во время использования системы фильтрации. В представленном здесть варианте выполнения обтюратора 3 вохдузонепроницаемые элементы 31 образованы из воздухонепроницаемого жесткого паралона, внутреняя, т.е. прилегающая к коже пользователя поверхность которого способна эластично деформироваться при прилегании к височной области головы пользователя во время использования системы. Очевидно, что в качестве воздухонепроницаемых элементов 31 могут также использоваться любые эластичные материалы или любая конструкция, содержащая обладающие объемно жесткой структурой эластичные компоненты, имеющие со стороны прилегания к лицу пользователя мягкое, способное деформироваться покрытие. В качестве воздухонепроницаемых элементов 31 могут также использоваться надувные эластичные элементы. В качестве датчиков 33 могут использоваться датчики, измеряющие параметры кожи пользователя, такие как биологические, и/или химические, и/или физические, и/или электрические, и/или фотосенсорные параметры. Измеренные датчиками 33 параметры передаются по электропроводке, проходящей через воздухонепроницаемый элемент 31 и/или по внутренней поверхности маски 2 на устройство 18 управления работы нагнетателя, находящегося в корпусе 4 и используются в качестве входных параметров для работы устройства 18 управления. Своей верхней торцевой частью воздухонепроницаемые элементы 31 крепятся к нижней поверхности корпуса 4, образуя уплотнительные соединения между внутренней поверхностью маски 2, нижней поверхностью корпуса 4 и поверхностью головы пользователя во время использования системы фильтрации. Своей нижней торцевой поверхностью воздухонепроницаемые элементы 31 образуют плотный контакт к верхней торцевой поверхности соединительного модуля 32 обтюратора маски, который (модуль) в данном случае выполнен также как воздухонепроницаемый элемент и через который или под которым проходит электропроводка устройства 18 управления к расположенным ниже соединительного модуля 32 элементам обтюратора 3. Своей нижней торцевой поверхностью соединительный модуль 32 обтюратора входит в плотный контакт с верхней торцевой поверхностью воздухопроницаемого элемента 51, который играет роль устройства выпуска избыточного давления воздуха из под маски 2 во время ее использования.
Пример выполнения блока 52 с воздухоотводящими каналами 53 представлен на Фиг. 7. Блок 52 выполнен в форме параллелепипеда с горизонтально проходящими в нем воздухоотводящими каналами 53, которые имеют квадратное поперечное сечение и выполнены в виде прямых сквозных отверстий и которые расположены в обтюраторе параллельно поверхности маски 2 и перпендикулярно к ее краю. Форма, количество и расположение воздухоотводящих каналов 53 может, однако, отличаться от представленных на Фиг. 7. Воздухоотводящие каналы 53 имеют заданное сопротивление потоку отводимого через них воздуха, причем опционально каждый из воздухоотводящих каналов 53 может быть оснащен обратным выпускным клапаном (не показано), открывающимся при заданном повышенном уровне давления между маской 2 и лицом пользователя для предотвращения поступления обратного потока воздуха в маску. Также опционально все воздухоотводящие каналы 53 могут быть регулируемыми по сечению для установки заданного сопротивления потоку отводимого через них воздуха. Регулировка может проводиться как механически путем сдвижения заслонки (не показано), так и автоматически с использованием...(здесь пожалуйста указать пример автоматического использования, например, пиезоэлементы и т.д). В случае автоматического регулирования сечение воздухоотводящих каналов 53 изменяется в зависимости от циклов вдоха и выдоха пользователя и определяется устройством 18 управления. В показанном на Фиг. 6 варианте выполнения блок 52 с воздухоотводящими каналами 53 является воздухопроницаемой частью воздухопроницаемых элементов 51 и интегрирован в них. Альтернативно этому воздухоотводящие каналы 53 могут быть выполнены непосредственно в воздухопроницаемых элементах 51 (не показано).
Альтернативно воздухопроницаемые элементы 51 могут выть выполнены в виде воздухопроницаемого уплотнителя, обладающего заданным сопротивлением отводимому из под маски 2 воздушному потоку и в основном удерживающего свою форму при прилегании к лицевой части пользователя. Вместо изображенных на Фиг. 7 прямоточных воздухоотводящих каналов 53 могут использоваться клапаны Тесла для пропускания отводимого потока в одном направлении. Согласно еще одному варианту изобретения воздухоотводящие каналы 53 образованы каналами с предварительно заданными формой и профилем поперечного сечения, за счет чего задается необходимый уровень сопротивления отводимого из под маски 2 воздуха. Своей нижней торцевой поверхностью воздухопроницаемые элементы 51 плотно контактируют с воздухонепроницаемым элементом 31, заходящим за подбородок пользователя и находящимся в нижнем сегменте маски 2. Представленный на Фиг. 6 пример выполнения обтюратора предназначен лишь указать на модульность его изготовления, причем отдельные вышеуказанные модули обтюратора 3 могут комбинироваться друг с другом в любой последовательности и в любом количестве. Приемуществом выполнения обтюратора 3 с воздухопроницаемыми элементами 51 является удобное и незаметное использование устройства выпуска избыточного давления воздуха из под маски 2, используя лишь тонкую полосу вдоль наружной поверхности маски 2 и не занимая остальной лицевой поверхности маски 2 дополнительными устройствами выпуска воздуха.
На Фиг. 8 изображен вариант выполнения заявленной системы фильтрации в виде сбоку с модульным выполнением корпуса 4. Во избежание повторений здесь делается отсылка к ранее раскрытым признакам корпуса 4, которые также действительны и для настоящего варианта выполнения изобретения, согласно которому корпус 4 образован из расположенных вдоль его продольного направления основного модуля 43, крепящегося к верхней части маски 2 и аккумуляторного модуля 44 с по меньшей мере одним электрическим блоком питания (не показан). В состав основного модуля 43 входит проточный канал 6, расположенный в его передней части, причем в проточном канале 6 расположены нагнетатель 10 и воздушный фильтр 16. Альтернативно в проточном канале может распоглагаться фильтровочный блок с воздушным фильтром (не показан). Дополнительно фильтровочный блок может также содержать устройство инжекции, как это представлено в варианте выполнения, изображенном на Фиг. 5. В то время как основной модуль 43 расположен в передней части корпуса 4, прилегающий к маске 2 аккумуляторный модуль 44 расположен в задней части корпуса 4 и содержит один или несколько электрических блоков питания (не показаны). За счет расположения самых тяжелых элементов системы разнесенными друг от друга в корпусе 4, а именно - нагнетатель 10 в основном модуле 43 и электрический блок питания в аккумуляторном модуле 44, общий центр тяжести 46 системы фильтрации в положении ее ношения на голове пользователя расположен в центральной части корпуса 4 в районе макушки на голове пользователя. Модульное выполнение корпуса 4 делает возможным простую замену аккумуляторного модуля 44 с разряженым электрическим блоком на новый аккумуляторный модуль с заряженым элекртическим блоком, причем аккумуляторный модуль 44 разъемно крепится к основному модулю 43 с геометрическим замыканием, образуя единый дугообразный в виде сбоку корпус 4. Основной модуль 43 также может быть выполнен разъемно крепящимся к верхней части маски 2, что дает возможность замены не только аккумуляторного модуля 44, но и основного модуля 43 в зависимости от требований, предъявляемых к условиям окружающей среды.
На Фиг. 9 изображен еще один вариант выполнения предлагаемого изобретения, отличающийся от изображенного на Фиг. 8 варианта лишь выполнением аккумуляторного модуля 44, который имеет два электрических блока питания 19, 19а, каждый из которых заключен в отдельный корпус блока питания, причем каждый предыдущий электрический блок питания 19 является базой для подключения последующего дополнительного электрического блока питания 19а с геометрическим замыканием и с образованием единого жесткого корпуса аккумуляторного модуля 44. Таким образом корпус блока питания 19 разъемно крепится к торцевой задней поверхности основного модуля 43 корпуса 4. Корпус дополнительного электрического блока питания 19а крепится в свою очередь последовательно к свободной торцевой задней поверхности предыдущего электрического блока питания 19, образуя при этом единый аккумуляторный модуль 44, который выполнен изогнутым вниз по направлению к маске 2 таком образом, что нижняя, расположенная со стороны маски 2 поверхность корпуса аккумуляторного модуля 44, подключенного к основному подулю 43, имеет форму теменной и/или затылочной части головы пользователя в зависимости от длины выполнение аккумуляторного модуля 44 в направлении от основного модуля 43. Этот вариант выполнения изобретения наиболее предпочтителен в условиях, когда есть необходимость длительного ношения системы фильтрации. В этом случае предпочтительно последовательное по времени использование обоих электрических блоков питания 19, 19а, а именно, в первую очередь используется внешний по отношению к основному модулю 43 дополнительный электрический блок питания 19а, а после выработки его электрической емкости подключается использование предыдущего электрического блока питания 19, во время использования которого имеется возможность замены дополнительного блока питания 19а не останавливая работы системы и не снимая системы фильтрации с головы пользователя. Само собой разумеется, что аккумуляторный модуль 44 может быть составлен из большего чем два электрических блоков питания. Согласно этому варианту выполнения системы ее общий центр тяжести 46 также расположен в районе макушки на голове пользователя. Во всех вышеуказанных вариантах выполнения системы фильтрации плоскость, проходящая через линию изгиба нижней поверхности выполненного дугообразным в длину корпуса 4, расположена перпендикулярно контуру, образованному обтюратором 3 маски.
Еще один вариант выполнения изобретения имеет подключаемые к обтюратору 3 маски и/или корпусу 4 по меньшей мере одно из следующих дополнительных систем: микрофон, система усиления голоса, расположенный на маске 2 или на обтюраторе 3 дисплей или индикаторная панель для проецирования изображения, видимого изнутри и/или снаружи маски 2, расположенные в обтюраторе 3 датчики параметров, снимаемых с кожи лица пользователя или с дыхания пользователя и/или устройства управления выпуском воздуха в устройстве выпуска избыточного давления, а также направленного внутрь и/или наружу маски элемент освещения. Эти дополнительные системы позволяют расширить спектр областей применения заявляемой системы фильтрации. Указанные дополнительные системы подключаются к корпусу 4 посредством электрических подключений, проходящих через обтюратор 3 и/или краевой участок маски 2, соответственно, расположенных в обтюраторе 3 и/или на маске 2.
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 параметров.

Claims

28
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 обтюратором (3) маски, устройство выпуска (5) избыточного давления воздуха из-под маски (2) во время ее использования, соединенный с защитной маской (2) жесткий корпус (4), расположенные в корпусе (4): по меньшей мере один проточный канал (6), имеющий входное отверстие (11) и выходное отверстие (21), расположенный в проточном канале (6) воздушный фильтр (16), расположенный исключительно в одном основном проточном канале (6) нагнетатель (10) для создания в нем потока воздуха от входного отверстия (16) к выходному отверстию (21), устройство управления (18) работой нагнетателя (10), электрический блок питания (19), отличающаяся тем, что нагнетатель (10) расположен в направлении подаваемого снаружи потока воздуха после воздушного фильтра (16), корпус (4) закреплен на верхней части защитной маски (2) и является крепежным элементом маски (2) на голове пользователя, основной проточный канал (6) расположен исключительно в передней части корпуса (4), прилегающей к верхней части защитной маски (2), а в случае более чем одного проточного канала (6,7) выходные отверстия (22) дополнительных проточных каналов (7) расположены в непосредственной близости от выходного отверстия (21) основного проточного канала (6).
2. Система фильтрации по п. 1, в которой в случае более чем одного проточного канала (6,7) выходное отверстие (22) дополнительных проточных каналов (7) расположено прилегающим к первому выходному отверстию (21), образуя при этом один общий выходной канал.
3. Система фильтрации по п. 1 или 2, в которой корпус (4) имеет вытянутую в направлении от маски (2) форму, а отстоящая от маски (2) по меньшей мере нижняя поверхность (41) корпуса (4) выполнена изогнутой вниз по направлению к маске (2) с линией изгиба (42) в направлении от маски (2) таким образом, что нижняя, расположенная со стороны маски (2) поверхность (41) корпуса (4) имеет форму теменной части головы пользователя.
4. Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, в которой маска (2) и корпус (4) выполнены с возможностью разъемного крепления друг к другу.
5. Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, в которой обтюратор (3) и маска (2) выполнены с возможностью разъемного крепления друг к другу.
6. Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, в которой обтюратор (3) маски выполнен модульным и образован из плотно прилегающих друг к другу воздухопроницаемых (51) и воздухонепроницаемых (31) элементов, по меньшей мере часть которых разъемно крепится к маске (2), которые вместе образуют сплошную полосу по краям внутренней поверхности маски (2).
7. Система фильтрации по пункту 5, в которой воздухопроницаемые элементы (51) являются устройством выпуска (5) избыточного давления воздуха из-под маски (2) во время ее использования и выполнены в виде по меньшей мере одного из следующих элементов:
- блок (52) с воздухоотводящими каналами (53) с заданным сопротивлением потоку отводимого через них воздуха,
- блок (52) с воздухоотводящими каналами (53) с обратным выпускным клапаном, открывающимся при заданном повышенном уровне давления между маской (2) и лицом пользователя для предотвращения поступления обратного потока воздуха в маску,
- блок с регулируемыми по сечению воздухоотводящими каналами,
- воздухопроницаемого уплотнителя, обладающего заданным сопротивлением отводимому из-под маски (2) воздушному потоку и в основном удерживающего свою форму при прилегании к лицевой части головы пользователя,
- клапан Тесла для пропускания отводимого потока в одном направлении, конструкция которого выполнена без подвижных деталей.
8. Система фильтрации по пункту 6, в которой воздухоотводящие каналы (53) образованы каналами с предварительно заданными формой и профилем поперечного сечения.
9. Система фильтрации по одному из пунктов 5 - 7, в которой воздухонепроницаемые элементы (31) обтюратора (3) маски выполнены в виде в основном удерживающих свою форму при прилегании к лицевой части головы пользователя по меньшей мере одного из следующих элементов:
- воздухонепроницаемый эластичный материал, или любая конструкция, содержащая эластичные и обладающие объемной жесткой структурой не эластичные компоненты, имеющие хотя бы со стороны прилегания к лицу пользователя мягкое покрытие,
- надувной эластичный сосуд,
- воздухонепроницаемый элемент с расположенными на его поверхности, обращенной от внутренней поверхности маски (2) датчиками (33), измеряющими биологические, и/или химические, и/или физические и/или электрические и/или фотосенсорные параметры кожи пользователя.
10. Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов 3 - 9, в которой корпус (4) образован из расположенных вдоль его продольного направления основного модуля (43) с устройством управления (18) работой нагнетателя (10), по меньшей мере одним проточным каналом (6,7), нагнетателем (10), фильтровочным блоком (25), имеющим воздушный фильтр (16), и
- аккумуляторного модуля (44) с по меньшей мере одним электрическим блоком питания (19), причем основной модуль (43) расположен в передней части корпуса (4), прилегающей к маске (2), а аккумуляторный модуль (44) расположен в задней части корпуса (4), обеспечивая при этом расположение центра тяжести (46) системы в районе макушки на голове пользователя. Система фильтрации по пункту 10, в которой основной блок (43) и аккумуляторный модуль (44) выполнены разъемно крепящимися друг к другу. Система фильтрации по пункту 10 или 11, в котором аккумуляторный модуль (44) имеет несколько электрических блоков питания (19, 19а), каждый из которых заключен в отдельный корпус блока питания, причем каждый предыдущий электрический блок питания (19) является базой для подключения последующего дополнительного электрического блока питания (19а) с геометрическим замыканием и с образованием единого жесткого корпуса аккумуляторного модуля (44), изогнутого вниз по направлению к маске (2) таким образом, что нижняя, расположенная со стороны маски (2) поверхность корпуса аккумуляторного модуля (44), подключенного к основному модулю (43), имеет форму теменной и/или затылочной части головы пользователя. Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, в которой в основном проточном канале (6) по направления потока подаваемого воздуха после воздушного фильтра (16) расположено устройство инжекции (26) для распыляемого в основной проточный канал (6) компонента, которое включает в себя инжектор газа или распылитель жидкости или другого компонента для включения в состав подаваемого в маску (2) воздуха. Система фильтрации по пункту 13, в которой в проточном канале (6) расположен съемный фильтровочный блок (25) с воздушным фильтром (16) и с устройством инжекции (26), расположенным по направлению потока подаваемого воздуха после 32 воздушного фильтра (16).
15. 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 и/или ритма и объема выпускаемого устройством выпуска (5) избыточного давления воздуха из-под маски (2) во время ее использования , позволяя за счет регулируемого падения давления в маске (2) при вдохе пользователя и роста давления при выдохе пользователя содействовать дыханию пользователя.
16. Система фильтрации по пункту 15, в которой устройство управления (18) выполнено с возможностью регулирования давления между маской (2) и лицом пользователя на 0.1 Па до 300 Па выше атмосферного давления как во время вдоха, так и во время выдоха пользователя.
17. Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, в которой защитная маска (2) выполнена в виде полнолицевого прозрачного по меньшей мере изнутри забрала, края которого в основном повторяют прилегающие к ней контуры головы пользователя и заходят под подбородок пользователя, охватывая при этом нижней частью обтюратора (3) маски подбородок пользователя снизу и прилегая верхней частью обтюратора (3) маски к височной части головы пользователя, препятствуя при этом смещению маски (2) вперед или назад во время пользования маской (2) и являясь при этом вторым крепежным элементом маски (2) на голове пользователя наряду с корпусом (4).
18. Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, в которой ее общий центр тяжести (46) выполнен приходящимся на макушечную область головы пользователя в положении использования системы.
19. Система фильтрации по одному из пунктов 3 - 18, в которой плоскость, проходящая через линию изгиба (42) нижней поверхности корпуса (4), расположена 33 перпендикулярно контуру, образованному обтюратором (3) маски. Система фильтрации по одному из предыдущих пунктов, имеющая подключаемые к обтюратору (3) маски и/или корпусу (4) по меньшей мере одну из следующих дополнительные систем: - микрофон,
- систему усиления голосом,
- расположенный на маске (2) или на обтюраторе дисплей или индикаторную панель для проецирования изображения, видимого изнутри и/или снаружи маски (2), - расположенные в обтюраторе (3) датчики параметров, снимаемых с кожи или с дыхания пользователя и/или устройства управления выпуском воздуха в устройстве выпуска (5) избыточного давления, и/или направленного внутрь и/или наружу маски элемента освещения. Система фильтрации по пункту 20, имеющая проходящие через обтюратор (3) и/или маску (2) электрические подключения дополнительных систем, расположенных в обтюраторе (3) или на маске (2).
PCT/IB2021/057852 2020-10-06 2021-08-27 Персональная система фильтрации воздуха WO2022074476A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2022/052028 WO2023026103A1 (ru) 2021-08-27 2022-03-08 Система ингаляции и способ ингаляции

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2020/059350 WO2022074426A1 (ru) 2020-10-06 2020-10-06 Персональная система фильтрации воздуха
IBPCT/IB2020/059350 2020-10-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022074476A1 true WO2022074476A1 (ru) 2022-04-14

Family

ID=73449119

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2020/059350 WO2022074426A1 (ru) 2020-10-06 2020-10-06 Персональная система фильтрации воздуха
PCT/IB2021/057852 WO2022074476A1 (ru) 2020-10-06 2021-08-27 Персональная система фильтрации воздуха

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2020/059350 WO2022074426A1 (ru) 2020-10-06 2020-10-06 Персональная система фильтрации воздуха

Country Status (4)

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

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US20160030779A1 (en) * 2014-08-01 2016-02-04 Euclid Technology Co., Ltd Mask
US20180242679A1 (en) * 2015-08-25 2018-08-30 Jsp Limited Powered air respirator kit

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2252048B (en) * 1988-06-25 1992-10-14 Racal Safety Ltd Powered respirators
US6014971A (en) * 1997-08-15 2000-01-18 3M Innovative Properties Company Protective system for face and respiratory protection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US20160030779A1 (en) * 2014-08-01 2016-02-04 Euclid Technology Co., Ltd Mask
US20180242679A1 (en) * 2015-08-25 2018-08-30 Jsp Limited Powered air respirator kit

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022074426A1 (ru) 2022-04-14
BR202020024739U2 (pt) 2022-09-13
TWM612530U (zh) 2021-06-01
KR20220000819U (ko) 2022-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200397087A1 (en) Electronic Airflow Mask
CN108367181B (zh) 呼吸器
KR102137781B1 (ko) 개인용 호흡 보호 기구를 위한 동력식 배기 장치
US20210308496A1 (en) Respiratory mask
KR101905431B1 (ko) 공기정화 마스크 시스템
KR102433839B1 (ko) 개인용 호흡기 보호 장치를 위한 전동식 배기 장치
TW201347804A (zh) 改良呼吸裝置
JP2018512235A (ja) 汚染物質吸入防止用マスク
JP2007151823A (ja) 携帯型空調装置のアタッチメントならびに携帯型空調装置
CN111657605A (zh) 一种防护口罩
KR102086137B1 (ko) 기능성이 향상된 마스크
US20220161065A1 (en) Personal Protective Facemask System
US11654310B2 (en) Respirator
RU204164U1 (ru) Персональное устройство фильтрации воздуха
WO2022074476A1 (ru) Персональная система фильтрации воздуха
KR101915542B1 (ko) 사용편리성이 향상된 마스크
KR20200114249A (ko) 청정에어 블러워형 마스크
CN212697796U (zh) 一种防护口罩
JP3230579U (ja) マスク
KR20210100278A (ko) 휴대용 방진 장치
JP2021168898A (ja) マスク
CN111887522A (zh) 拼接口罩
WO2023026103A1 (ru) Система ингаляции и способ ингаляции
CN105854200B (zh) 一种蒸发式鼻腔吸入呼吸道治疗鼻罩
US20220105365A1 (en) Individual system for air filtration

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: 21773658

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: 21773658

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1